一种连续式气调保鲜包装机及其包装方法与流程

本发明涉及气调包装领域，特别涉及一种连续式气调保鲜包装机及其包装方法。

背景技术：

气调保鲜包装是采用具有气体阻隔性能的包装材料包装食品，根据实际需求将一定比例o2+co2+n2，n2+co2，o2+co2混合气体充入包装内，防止食品在物理、化学、生物等方面发生质量下降或减缓质量下降的速度，从而延长食品货架期，提升食品价值。

然而，目前的气调包装技术中，气调配气与热封切膜过程由上模、下模完成，上模设有封切机构，下模设有换气机构，需要先将包装器具输送至下模，由上模、下模合拢，将包装膜覆盖在下模与上模之间，形成密封空间后，再通过换气机构换气后再进行封口；这个过程存在以下弊端：(1)包装器具进入下模后，必须完成气调配气后才能进行热封，气调配气和热封切膜不能同时进行，气调包装效率低；(2)气调配气过程中无法精确获知混合气体比例，而包装器具内残氧量较高会直接影响气调包装保鲜效果。

因此，为了解决上述技术问题，有必要设计一种可多工位同步协同作业的连续式气调保鲜包装机及其包装方法，可以实现高效协同作业，提高气调包装保鲜效果，提高气调包装效率。

技术实现要素：

本发明针对上述现有技术存在的问题，提供了一种连续式气调保鲜包装机及其包装方法。

为了实现上述的目的，本发明采用以下技术措施：

一种连续式气调保鲜包装机，包括设置在机架上的传送机构、气调机构以及封切机构，所述传送机构包括循环转动的传送带以及可上下移动的承托机构，所述传送带上设置有至少4个工位，分别同步进行上料、气调、封切、下料工序，所述工位内放置有包装容器，所述承托机构承托在所述包装容器下端；各个所述工位由所述传送机构传动，顺次完成上料、气调、封切、下料工序，且各个所述工位加工过程互不干扰且有序进行，可有效提高连续式气调保鲜包装机的包装效率，省时省力；

所述气调机构包括气调室主体，所述气调室主体与所述传送带传输面弹性密封，在传送带上方形成动态密封空间，气调室主体连接有充气机构，充气机构对所述包装容器喷射氮气，气调室主体上设有排气道，所述排气道内壁安装有监测氧气浓度的氧传感器；动态密封空间可以有效防止工位转移带来空间缝隙从而影响气密性，氧传感器监测排出气体中的氧含量，以免包装容器中残留大量的氧气；

所述封切机构紧密设置在所述气调机构一侧，封切机构的两侧设有可弹性升降的弹性牵引辊，所述弹性牵引辊的至低点不高于所述工位的至高点，包装膜张弛在两根所述弹性牵引辊之间，包装容器自所述气调机构输入封切机构，工位会顶起弹性牵引辊，已进入封切机构部分就会与包装膜接触，减少气调的气体流失。

作为优选，所述传送带的两侧边分别与所述气调室主体底部两侧的密封滑槽滑动配合，在所述密封滑槽与所述传送带之间的间隙处设置密封海绵，防止外部的气体进入气调室主体，所述气调室主体底部其余两侧均设有气调室密封门，两个所述气调室密封门与所述传送带的传输面配合，用以隔绝外部空气进入所述气调室主体。工位进入/离开气调机构时，工位边缘的斜面先与气调室密封门接触，运动过程中，气调室密封门被顶起，工位顺利进入/离开后气调室主体后，气调室密封门下滑重新闭合。

作为优选，两个所述气调室密封门通过压缩弹簧和定位杆安装在气调室主体上，气调室密封门的底部连接有密封门辊子，所述密封门辊子与所述传送带的传输面弹性接触。工位进入/离开气调机构时，工位边缘的斜面先与密封门辊子接触，气调室密封门被顶起，工位顺利进入/离开后气调室主体后，压缩弹簧复位，推动气调室密封门下滑，将气调室主体密封，所述密封门辊子在弹力的作用下与传送带的传输面紧密贴合，防止存在空隙。

作为优选，所述充气机构包括气调喷口，所述气调喷口安装在气调室主体上，气调喷口通过供气管连接有液氮罐，所述供气管上连接有气化器和配气电磁阀。液态氮气自所述液氮罐输出，经过气化器后液态转变为气态，并通过配气电磁阀控制气调喷口喷射氮气，通过调节所述配气电磁阀的开度，用以调节氮气的喷射流量，实现变流量气调。

作为优选，还包括封切机机架，所述封切机机架上安装有滑块，所述封切机构安装在所述滑块上，封切机构通过连杆连接有曲柄，所述曲柄连接有封切机电机。所述封切机机架上设有滑槽，所述滑块安装滑槽上，所述封切机电机驱动所述曲柄转动，曲柄带动连杆做圆周运动，从而实现带动滑块上下移动。

作为优选，所述封切机构包括封切机安装板，所述封切机安装板通过第一定位柱连接有封切机加热板，所述第一定位柱上套接有第一弹簧，所述封切机加热板的外围设有压环，所述压环通过第二定位柱、第二弹簧连接所述封切机安装板。

作为优选，所述封切机构还包括切刀，所述切刀设置在所述压环与所述封切机加热板之间，切刀的一端连接所述封切机安装板。

作为优选，所述封切机构包括包装膜供给机构，所述包装膜供给机构包括供膜辊和收膜辊，所述封切机机架的两侧分别设有上牵引辊和所述弹性牵引辊，任一侧所述上牵引辊和所述弹性牵引辊上下设置，包装膜一端自所述供膜辊输出，绕过所述封切机机架两侧的上牵引辊和弹性牵引辊，由所述收膜辊回收，所述封切机构设置在两根所述弹性牵引辊之间。

作为优选，所述弹性牵引辊的两端活动安装在所述封切机机架的长孔内，所述长孔内固定安装有复位弹簧，所述复位弹簧的一端固定连接在所述弹性牵引辊的上部，当所述弹性牵引辊受到向上的推力时，弹性牵引辊向上位移并挤压复位弹簧，复位弹簧收缩并向所述弹性牵引辊施加反向作用力，使弹性牵引辊可以与工位紧密贴合，当所述弹性牵引辊受到的推力消失时，复位弹簧弹性复位，将弹性牵引辊复位。

作为优选，所述封切机机架的两侧还连接有支撑机构，两个所述支撑机构分别设置在所述传送带的两侧，所述支撑机构包括支承块，所述支承块设置在所述工位下方，所述支承块的两侧均设有滚子，滚子支撑在所述传送带底部。所述支撑机构设置在所述封切机构的正下方，滚子用于传送带，减小传送带的挠度变形，两块所述支承块设置于传动带下方2-5毫米处，传送带运动时不与所述支承块接触，包装容器在封切时，所述支承块承托在所述工位两侧，对传送带产生向上的托力，保证封切的顺利进行，减小传送带的挠度变形。

作为优选，所述工位包括包装容器放置架，所述包装容器放置架上开有容置口，所述容置口与所述包装容器相匹配，所述容置口的外边缘环设有封切机刀槽，容置口的外边缘的底部设有至少两个安装扣，所述包装容器放置架通过所述安装扣固定安装在所述传送带的工位孔。

作为优选，所述承托机构包括托辊架，所述托辊架的两侧连接升降机构，所述升降机构固定连接在机架上。所述托辊架上排布有多根转辊，托辊架用于支承包装容器，减小传送带的挠度变形，通过升降机构可上下调整托辊架的高度以适应不同规格的包装容器。

一种连续式气调保鲜包装机的包装方法，包括以下步骤：

步骤s1：上料，将装好物料的包装容器放置于工位上，工位随着传送带运行至气调机构；

步骤s2：气调，充气机构向所述包装容器喷射氮气，氮气沿所述包装容器侧壁向包装容器内喷出，气调过程中氮气喷射流量随氧浓度下降而逐步减小，包装容器内的空气自排气道排出，氧传感器监测通过所述排气道的氧气含量，当所述氧传感器监测到排出的气体的氧浓度下降到目标值时，充气机构停止输送氮气，气调完成，包装容器随着传送带运行至封切机构；

步骤s3：封切，包装膜供给机构向包装容器容置口上方输送包装膜，封切机构下压将包装膜加热封在所述包装容器容置口并切断热封部位；

步骤s4：下料，热封好的包装容器随着传送带离开封切机构，将热封好的包装容器取出；

步骤s5：循环，重复上述步骤s1-步骤s4。

作为优选，步骤s2中，气调开始时，采用快调方式，将所述配气电磁阀的开度调大，气调喷口喷射流量大，当气调室主体内氧浓度接近目标值时，采用慢调方式，配气电磁阀的开度逐步减小，氮气喷射流量逐步减小，当所述氧传感器监测到排出的气体的氧浓度下降到目标值时，充气机构停止输送氮气，气调完成。

本发明的有益效果在于：

本发明采用传送带循环传送以实现各工位自动连续切换作业方式，上料、气调、封切、输出等环节同步进行，可以实现高效协同作业，各工位通过传送带顺次传送至完成整个气调包装工作，上料、气调、封切、输出各环节互不干扰且有序进行，可实现包装容器气调包装的自动化，有效提高气调包装的工作效率，减少人力物力的投入，具有良好的市场前景；而且，气调室主体在传送带上方形成动态密封空间，动态密封空间可以满足工位转换需要，还可以有效防止工位转移带来空间缝隙而影响空间气密性的问题，氧传感器监测排出气体中的氧含量，以免包装容器中残留大量的氧气，精准控制包装容器内氧含量，提高气调包装保鲜效果。

附图说明

图1为本发明连续式气调保鲜包装机的立体结构示意图；

图2为本发明连续式气调保鲜包装机的结构示意图；

图3为本发明连续式气调保鲜包装机的俯视图；

图4为本发明连续式气调保鲜包装机的工位结构示意图；

图5为本发明连续式气调保鲜包装机的工位与包装容器连接示意图；

图6为本发明连续式气调保鲜包装机的气调机构的结构图；

图7为本发明连续式气调保鲜包装机的气调机构与传送带连接示意图；

图8为本发明连续式气调保鲜包装机的气调机构俯视图；

图9为本发明连续式气调保鲜包装机的封切机构的结构示意图；

图10为本发明连续式气调保鲜包装机的封切机构的结构原理图；

图11为本发明连续式气调保鲜包装机的封切机构的侧视图；

图12为本发明连续式气调保鲜包装机的封切机构的工作原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图12所示，一种连续式气调保鲜包装机，包括设置在机架1上的传送机构2、气调机构3以及封切机构4，所述传送机构包括循环转动的传送带21以及可上下移动的承托机构22，所述传送带21上设置有至少4个工位9，分别同步进行上料、气调、封切、下料工序，所述工位9内放置有包装容器7，所述承托机构22承托在所述包装容器7下端；各个所述工位9由所述传送机构传动，顺次完成上料、气调、封切、下料工序，且各个所述工位9加工过程互不干扰且有序进行，可有效提高连续式气调保鲜包装机的包装效率，省时省力；

所述气调机构3包括气调室主体31，所述气调室主体31与所述传送带21传输面弹性密封，在传送带21上方形成动态密封空间，气调室主体31连接有充气机构，充气机构对所述包装容器7喷射氮气，气调室主体31上设有排气道35，所述排气道35内壁安装有氧传感器36；动态密封空间可以有效防止工位转移带来空间缝隙从而影响气密性，氧传感器36监测排出气体中的氧含量，以免包装容器中残留大量的氧气；

所述封切机构4紧密设置在所述气调机构3一侧，封切机构4的两侧设有可弹性升降的弹性牵引辊63，所述弹性牵引辊63的至低点不高于所述工位9的至高点，包装膜张弛在两根所述弹性牵引辊63之间，包装容器7自所述气调机构3输入封切机构，工位9边缘的斜面先会顶起弹性牵引辊63，已进入封切机构4部分就会与包装膜接触，减少气调的气体流失。

在本实施例中，所述传送机构2包括皮带电机23、主动皮带轮25和从动皮带轮26，所述皮带电机23通过传动皮带24驱动所述主动皮带轮25，所述主动皮带轮25和从动皮带轮26上卷绕所述传送带21，由所述主动皮带轮25转动，带动传送带21循环转动。

所述传送带21的两侧边分别与所述气调室主体31底部两侧的密封滑槽311滑动配合，在所述密封滑槽311与所述传送带21之间的间隙处设置密封海绵33，防止外部的气体进入气调室主体31，所述气调室主体31底部其余两侧均设有气调室密封门34，两个所述气调室密封门34与所述传送带21的传输面配合，用以隔绝外部空气进入所述气调室主体31。工位9进入/离开气调机构3时，工位9边缘的斜面先与气调室密封门34接触，运动过程中，气调室密封门34工位9边缘的斜面先被顶起，工位9顺利进入/离开后气调室主体31后，气调室密封门34下滑重新闭合。

更详细的，两个所述气调室密封门34通过压缩弹簧342和定位杆343安装在气调室主体31上，气调室主体31的两侧设有安装槽，所述气调室密封门34活动连接所述安装槽，所述气调室密封门34的上端连接有多个定位杆343，定位杆343上均套设有压缩弹簧342，所述安装槽的顶端设有多个与所述定位杆343顶部相适配的套孔，所述气调室密封门34受到向上的推力时，会推动定位杆343深入套孔，压缩弹簧342受到挤压形变，当所述推力消失，压缩弹簧342弹性复位，推动所述气调密封门34下压，所述气调室密封门34的底部连接有密封门辊子36，所述密封门辊子36与所述传送带21的传输面弹性接触。工位9进入/离开气调机构3时，工位9边缘的斜面先与密封门辊子36接触，气调室密封门34被顶起，工位9顺利进入/离开后气调室主体31后，压缩弹簧342复位，推动气调室密封门34下滑，将气调室主体31密封，所述密封门辊子36在弹力的作用下与传送带21的传输面紧密贴合，防止存在空隙。

所述充气机构包括气调喷口54，所述气调喷口54安装在气调室主体31上，气调喷口54通过供气管53连接有液氮罐5，所述供气管53上连接有气化器51和配气电磁阀52。液态氮气自所述液氮罐5输出，经过气化器51后，液态转变为气态，并通过调节所述配气电磁阀52的开度，用以调节氮气的喷射流量，实现变流量气调。配气电磁阀52调节喷口喷射流量，气调开始时，喷射流量大，实现快调，当浓度接近目标值时，喷射流量降低实现慢调，当氧浓度下降到目标值时，充气机构停止输送氮气，气调完成。

此外，为了加快液氮的气化效率，所述气化器51上设置有循环风机56。

在本实施例中，气调室主体31的顶部为半球形腔室结构，气调喷口54设有4个，分别安装在所述气调室主体31的顶部，4个所述气调喷口54分别对准所述包装容器7内壁，所述排气道35气调室主体31的顶部中央。

所述连续式气调保鲜包装机还包括封切机机架6，所述封切机机架6上安装有滑块68，所述封切机构4安装在所述滑块68上，封切机构4通过连杆66连接有曲柄67，所述曲柄67连接有封切机电机65。所述封切机机架6上设有滑槽，所述滑块68安装滑槽上，所述封切机电机65驱动所述曲柄67转动，曲柄67带动连杆66做圆周运动，从而实现带动滑块68上下移动。所述封切机构4包括封切机安装板42，所述封切机安装板42通过第一定位柱48连接有封切机加热板43，所述第一定位柱48上套接有第一弹簧41，所述封切机加热板43的外围设有压环45，所述压环45通过第二定位柱49、第二弹簧46连接所述封切机安装板42。包装容器7自所述气调机构3输入封切机构4，封切机构4在封切机电机65的驱动下压，将包装膜热封在所述包装容器7的容置口。

所述封切机构4还包括切刀44，所述切刀44设置在所述压环45与所述封切机加热板43之间，切刀44的一端连接所述封切机安装板42。

所述封切机构4包括包装膜供给机构47，所述包装膜供给机构47包括供膜辊471和收膜辊472，所述封切机机架6的两侧分别设有上牵引辊62和所述弹性牵引辊63，任一侧所述上牵引辊62和所述弹性牵引辊63上下设置，包装膜一端自所述供膜辊471输出，绕过所述封切机机架6两侧的上牵引辊62和弹性牵引辊63，由所述收膜辊472回收，所述封切机构4设置在两根所述弹性牵引辊63之间。

所述弹性牵引辊63的两端活动安装在所述封切机机架6的长孔内，所述长孔内固定安装有复位弹簧，所述复位弹簧的一端固定连接在所述弹性牵引辊63的上部，当所述弹性牵引辊63受到向上的推力时，弹性牵引辊63向上位移并挤压复位弹簧，复位弹簧收缩并向所述弹性牵引辊63施加反向作用力，使弹性牵引辊63可以与工位9紧密贴合，将包装膜紧密附上所述工位9上端，当所述弹性牵引辊63受到的推力消失时，复位弹簧弹性复位，将弹性牵引辊63复位。

所述封切机机架的两侧还连接有支撑机构，两个所述支撑机构分别设置在所述传送带21的两侧，所述支撑机构包括支承块64，所述支承块64设置在所述工位9下方，所述支承块64的两侧均设有滚子61，滚子61支撑在所述传送带21底部。所述支撑机构设置在所述封切机构4的正下方，滚子61用于传送带21，减小传送带21的挠度变形，两块所述支承块64设置于传动带21下方2-5毫米处，传送带21运动时不与所述支承块64接触，包装容器7在封切时，所述支承块64承托在所述工位9两侧，对传送带21产生向上的托力，保证封切的顺利进行，减小传送带21的挠度变形。

所述工位9包括包装容器放置架91，所述包装容器放置架91上开有容置口，所述容置口与所述包装容器7相匹配，所述容置口的外边缘环设有封切机刀槽92，容置口的外边缘的底部设有两个安装扣93，所述包装容器7放置架通过所述安装扣93固定安装在所述传送带21的工位9孔。

在本实施例中，所述工位9为底部联通的筒状结构，工位9的容置口边缘设有斜面，斜面与所述容置口之间为所述封切机刀槽92，所述封切机刀槽92为环形槽。

所述承托机构22包括托辊架221，所述托辊架221的两侧连接升降机构11，所述升降机构11固定连接在机架1上。所述托辊架221上排布有多根转辊，托辊架221用于支承包装容器7，减小传送带21的挠度变形，通过升降机构11可上下调整托辊架221的高度以适应不同规格的包装容器7。

所述升降机构11包括导轨，所述托辊架221的两侧连接有连接块，所述连接块与所述导轨滑动配合，连接块连接有丝杠升降机、气缸或油缸。

所述机架1的一侧设有配电箱8，所述配电箱8为包装机的用电设备提供电源。

一种连续式气调保鲜包装机的包装方法，包括以下步骤：

步骤s1：上料，将装好物料的包装容器7放置于工位9上，工位9随着传送带运行至气调机构3；

步骤s2：气调，充气机构向所述包装容器7喷射氮气，氮气沿所述包装容器7侧壁向包装容器7内喷出，气调过程中氮气喷射流量随氧浓度下降而逐步减小，包装容器7内的空气自排气道35排出，氧传感器36监测通过所述排气道35的氧气含量，当所述氧传感器36监测到排出的气体的氧浓度下降到目标值时，充气机构停止输送氮气，气调完成，包装容器7随着传送带21运行至封切机构4；

步骤s3：封切，包装膜供给机构向包装容器容置口上方输送包装膜，封切机构下压将包装膜加热封在所述包装容器容置口并切断热封部位。

步骤s4：下料，热封好的包装容器7随着传送带离开封切机构4，将热封好的包装容器7取出；

步骤s5：循环，重复上述步骤s1-步骤s4。

步骤s2中，气调开始时，采用快调方式，将所述配气电磁阀52的开度调大，气调喷口54喷射流量大，当气调室主体31内氧浓度接近目标值时，采用慢调方式，配气电磁阀52的开度逐步减小，氮气喷射流量逐步减小，当所述氧传感器36监测到排出的气体的氧浓度下降到目标值时，充气机构停止输送氮气，气调完成。

综上所述，本发明采用传送带循环传送以实现各工位自动连续切换作业方式，上料、气调、封切、下料等环节同步进行，可以实现高效协同作业，各工位通过传送带顺次传送至完成整个气调包装工作，上料、气调、封切、输出各环节互不干扰且有序进行，可实现包装容器气调包装的自动化，有效提高气调包装的工作效率，减少人力物力的投入，具有良好的市场前景；而且，气调室主体在传送带上方形成动态密封空间，动态密封空间可以满足工位转换需要，还可以有效防止工位转移带来空间缝隙而影响空间气密性的问题，氧传感器监测排出气体中的氧含量，以免包装容器中残留大量的氧气，精准控制包装容器内氧含量，提高气调包装保鲜效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。