CN101137546B - 带有口袋升降装置的口袋成形、填装和封口机器及口袋成形、填装和封口的方法 - Google Patents

带有口袋升降装置的口袋成形、填装和封口机器及口袋成形、填装和封口的方法 Download PDF

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Abstract

本发明阐述一种用于使口袋成形、并对其填装和封口的机器。该机器包括一用于一软管薄膜带幅的开卷装置、一将软管断开并产生软管件的断开装置、一用于形成口袋底的底部形成工具、运输工具，用于填装口袋的带有计量机构的一填装站、用于降低排出口与底部间距离的工具，及封闭工具。用于降低距离的工具包括一口袋升降装置，利用它能将口袋抬升到填装站，使排出口处于口袋填装高度之下；该机器设置一控制装置，它与测量装置连接，测量装置将信息传输到控制装置，由这些信息够求得口袋的填装高度，它使填装物料排出口和口袋填装高度间隔距离，使保持材料的额定值，以使烟雾最小化；为了使物料完全运输到口袋中，测量口袋的实际重量。

Description

带有口袋升降装置的口袋成形、填装和封口机器及口袋成形、填装和封口的方法
技术领域
本发明涉及制造、填装和封口具有粉尘状或者还有颗粒状的松散物料的塑料口袋的一种方法，以及用于使已被填装了的口袋进行封口的一种方法。
背景技术
例如从DE 93 01 355U公知这样一种装置。在此，已经阐述了一种用于对于一侧敞开、优选设有侧面褶皱的由热塑性塑料制成的口袋进行制造、灌袋和封口的装置，其中存在一用于形成带有底缝的口袋的第一焊接及分割站以及一用于封闭口袋的第二焊接站。这种填充机一般列入到FFS(成形填装和封闭-Form Fill andSeal)-类型中。
在通过重力或自由下落在所述类型的机器上填装粉尘状的松散物料时，必须可以将由产品排出的带粉尘的空气从口袋中泄出。在泄出空气时，往往在口袋的上边缘范围处造成沾染。由于产品粉尘沾染的原因，一般借助于在这种类型包装时通常的焊接不能将口袋牢靠地封口。此外，粉尘加重环境负担，且必须另外吸走。
此外，按照所阐述的公知的填装方法填装粉尘状材料，一般导致明显过高的产品体积，或导致松散比重(Schüttgewicht)明显降低，因为产品通过自由下落富含空气。这又导致，为了填装产品首先明显多消耗包装材料。除此之外，还必须能把空气从口袋中泄出，因为否则口袋无法堆放或储存。
因为泄出空气一般持续时间很长，所述排气不可以在口袋封闭之前就进行。因此，口袋必须具有均匀排列的孔眼。这额外加重环境的负担，因为通过所述包装的孔眼可使部分细小颗粒粉尘状的产品传向外部。
随着时间流逝，松散物料的体积又下降。口袋包装在已被包装的松散物料体积上测量就明显过大。这样填装的口袋很难堆放到托盘上去，因为它们太不稳定。
因此EP 1 459 981 A1建议，将一台FFS-机器的计量机构的注入连接管引到口袋的开口中。
然而，这样一种装置结构上是费事的。
发明内容
因此本发明的任务在于，推荐一种结构较简单的装置，该装置要降低因填装物料所形成的烟雾和粉尘。
该任务通过用于使口袋成形、并对其填装和封口的机器来解决。该机器包括下列装置特征：
一用于软管薄膜带幅的开卷装置，
一横向断开装置，该横向断开装置横向于软管薄膜带幅的主对称轴线将该软管薄膜带幅断开，并在此时产生软管件，
用于在软管件的一端处形成口袋底的底部形成工具，
用于将所产生的口袋运输通过机器的运输工具，
一带有一计量机构的、用于利用作为填装物料的产品/松散物料来填装口袋的填装站，
用于降低在计量机构的填装物料排出口与要被填装的口袋的底部之间的距离的工具，
用于封闭已被填装了的口袋的封闭工具。
根据本发明，所述用于降低在填装物料排出口与要被填装的口袋的底部之间的距离的工具包括一口袋升降装置，利用该口袋升降装置能够在填装过程中将口袋如此抬升到填装站，使计量机构的填装物料排出口处于所述口袋填装高度之下；该机器设置一控制装置，
该控制装置与测量装置连接，测量装置将信息传输到控制装置，由这些信息能够求得口袋的填装高度，
该控制装置这样使填装物料排出口和口袋填装高度间隔距离，使得保持材料特有的以及填装特有的额定值，以便在填装物料时使烟雾的形成最小化；
为了使所述产品/松散物料的数量完全地运输到口袋中，测量该口袋的实际重量，并且必要时随后对于所述产品/松散物料的数量进行更正。
在此，对上述种类的要说明如下：一般一种FFS-机器的开卷装置将一种由一种热塑材料制成的软管薄膜带幅开卷，该软管薄膜带幅是作为有侧面褶皱的软管压制出来的。横向于软管的主对称轴线将该软管断开并产生软管件的横向断开装置往往也同时通过一横向断开焊缝制作由软管件形成的口袋的口袋底部。然而，习惯上在FFS-范围中横向切断是用一把刀与横向焊接连接在一起进行。在断开和形成底部时所产生的口袋被运输装置以适当的方式运送通过机器，其中运输装置一般包括夹持器对。口袋在一填装站中被填装。在此典型的是，为了用填装物料填装口袋，所述计量机构包括一落料管(Fallrohr)和一螺旋运送机。然而也可以设想，充分地利用重力(自由下落)或超压的作用。现在在这种填装站中每次只同时填装一口袋；从而所属的FFS-机器一般每个填装站只包括一填装管和一螺旋运送机，以及当然包括其它的装置特征，它们可以去填装口袋。例如一种漏斗就属于这些装置。
上面述及的文献EP 1459981A1建议，使所述粉尘形成最小化，此时要将在填装物料排出口与在填装站中或填装前要被填装的口袋的底部之间的距离减小。为此所述及的文献建议，将填装连接管以垂直方向引入到口袋中。在FFS-机器的情况下，一般紧挨着填装过程使用一种横向焊接来进行口袋封口。本发明通过抬高填装站中的口袋一也就是说直接在填装过程开始之前，就减小了在填装排出口与要被填装的口袋的底部之间的距离。此时，通过运输口袋或软管薄膜件造成的其它高度变化不是本发明的主题。一般，所述口袋在填装站中做的升程将是很显著的。所述升程经常可以超出口袋长度的一半。合乎愿望的是，填装物料到口袋底部有很小的下落高度，以便使烟雾生成最小化。填装过程开始时不可或缺的下落高度此时可降到20cm以下。在此，口袋的抬高运动主要是要垂直地进行，且有完全地将口袋套到一般被压制成圆柱形的落料管上。在此，计量机构可以保持位置固定，就是说尤其不是获得实施较长的垂直运动。如已经介绍过那样，这样一种计量机构有利的是只包括一落料管和一螺旋运送机、以及其它如漏斗那样的装置。为了对于根据本发明的装置进行改进，一种口袋底托架装置特别有益，因为在填装口袋时即使在微小的落下高度时，对于直线焊接的底部的支承都可以是必要的。在此，口袋底托架装置可以包括以升降台形式可行驶的支承面。这种支承面可以随着口袋的全部升起运动而动。另一种结构简单地提供这种口袋底托架装置的可能性在于可摆动的支承面，如果口袋在填装过程之后还要降下，则所述支承面可以沿着一水平轴线折叠过去。在FFS-机器另外的特色中，并且这里尤其是本发明的特色中，有益的是设置一连接管，该连接管至少围绕着计量机构的部分或它的圆柱形落料管的部分夹紧，且该连接管在填装过程时可以插入到计量机构与口袋壁之间的空间中。这个插入过程可以沿着计量机构的落料管进行。填装连接管也可以是这样清楚鲜明地形成的，即它例如沿着它的外侧面包括可充气元件，这些可充气元件将口袋壁与装入连接管之间的中间空间封闭。同样也可以适用于它的内壁，其中这里要关闭的就是连接管本身与计量机构之间的中间空间。因此，所述口袋在其填装时对外部氛围是可封闭的，其中只有落料管要插入到口袋中。通过在FFS-方法时在计量机构上有利地吸走气体，不仅仅是-正如下面进一步说明那样-从产品中吸走了空气。也造成空气从外部流入，致使出现一种定向的流动。有利的也是，与在连接管和口袋壁之间的连接管相连接地吸引空气穿过。因此，在连接管的高度上要特别保持口袋壁部分没有填装材料。如果该填装材料通过焊接要造成口袋的损失，那么保持口袋壁材料纯净没有沾染填装材料的整个措施是必要的。在FFS-机器中，要经常在填装期间进行口袋重量的连续测定。在本装置中，口袋重量的这样一种监测最好在口袋升降装置上或口袋底托架装置上经过口袋重量测量来进行。也可以给机器的这两个部件装上用于产生振动的工具。这些工具安装在FFS-机器中，以便将填装材料中的空气部分进一步降低。如果计量机构的材料排出口位于口袋填装高度的下方，那么在填装过程期间一般在FFS-过程中是有益的。这可以用根据本发明的装置特别好地去实现。为了在填装物料情况下使烟雾的形成最小化，在给计量机构的材料排出口和填装高度确定距离时要保持材料特有的以及填装速度特有的额定值。设置一控制装置看来是有益的，将适用于求得口袋中填装高度的各种物理值传递给该控制装置。当然，口袋一瞬间的重量也可属于这些数值。然而也有可能出现，从填装材料的体积流计算出口袋的填装高度。其它方法可以用适当的射线去确定口袋的填装高度。所述控制装置就可以依靠所要确定的口袋填装高度来使位置实现一种相应的连续降低，这样使计量机构的填装物料排出口在口袋的整个填装过程中始终在口袋填装高度下方有个额定距离。然而，在其它填装材料的情况下，填装物料排出口也可以在填装高度的上方。这可以用相同的措施/装置特征来实现。另一简单地保持这种额定距离的方案在于，将口袋的降低作成时间的函数。
本发明还通过用于使口袋成形、并对其填装和封口的方法来实现，该方法包括下列方法特征：
使一软管薄膜带幅开卷，
该软管薄膜带幅横向于它的主对称轴线被横向断开，其中产生软管件，
在软管件的一端部处形成一口袋底部，
使所产生的口袋被运输通过机器，
通过计量机构使用作为填装物料的产品/松散来填装口袋，
降低在计量机构的填装物料排出口与要被填装的口袋的底部之间的距离，
封闭已被填装了的口袋，
其特征在于，
-将信息传输到一控制装置，其中由这些信息能够求得口袋的填装高度，
-并且填装物料排出口和口袋填装高度如此间隔距离，使计量机构的填装物料排出口在口袋的填装过程期间处于口袋填装高度之下的一种额定距离，
-其中填装物料排出口在计量结束之前还要至少有一次位于填装高度之上；
在填装过程中能够将口袋如此抬升到填装站，使计量机构的填装物料排出口处于所述口袋填装高度之下；
为了使所述产品/松散物料的数量完全地运输到口袋中，测量该口袋的实际重量，并且必要时随后对于所述产品/松散物料的数量进行更正。
本发明还涉及其它细节和优选实施例。
附图说明
图1示出所述用于使口袋成形、并对其填装和封口的机器的整体图；
图2和图3示出将产品/松散物料填装到口袋中的细节。
具体实施方式
将优选带有被置入的侧面褶皱的软管薄膜带幅(Schlauchfolienbahn)15，首先由一前拉辊系统(Vorzugrollensystem)9传送到一水平运动的运输工具、例如一设置为夹持器对的运输工具18。
软管薄膜带幅15向前拉到具有相当于所希望的口袋长度的段之后，用设置为刀的横向断开装置17切断。同时完成底部焊接。将下端已封闭的空口袋11传送给水平移动的运输工具，例如一设置为夹持器的运输工具18，并向填装站运输。
在填装站中，由连接管3、运输工具4、框架5组成的另一运输系统承接所述口袋段。空口袋现在就用一抽气机16打开。为此使设置为夹持器的运输工具4在Z-方向移动。运输系统的连接管3移动到口袋中去，并保护口袋内表面不被在计量机构2，封闭管21上通过可能的产品粘附而弄脏。
已被打开的口袋被运输系统拉过计量机构2、封闭管21、过滤管22，直至口袋的下端大约位于填装物料排出口31的高度。包括导轨32、活节33、口袋底托架34的口袋底部托架装置行驶到口袋底之下。将封闭管21抬起，并开放产品排出口31。产品/松散物料24被填装到口袋中。在此期间，运输系统将口袋以这样的方式降下：使产品排出口31随时都位于填装平面的下方。然而，还在产品/松散物料24计量结束之前，产品排出口31至少有一次位于填装平面之上。填装结束后，将封闭管21降下，并将产品排出口31封闭。将连接管从口袋中抽出。所述运输系统的设置为夹持器的运输工具4向相反于Z-方向移动，并绷紧地牵拉在之前被打开的口袋的上边缘25处的开口范围。另一运输工具接过已被填装了的口袋8。借助于设置为封头缝焊接14的封口装置将口袋25的上边缘封闭。在需要时，可以通过集成在封闭管21中的过滤器22一起随计量过程进行抽气。所要求的真空经过连接管23导入。将过滤器22集成到封闭管中的集成允许有很紧凑的结构形式，这种结构形式也就使填装相对小的口袋成为可能。在某种程度上，抽走空气导致将松散物料压实。借此可以选择与产品数量相称的口袋尺寸。
这种产品压实的效果还可以通过附加地使用振动发生器/振动器29来加强。在此有益的是，使计量机构2、封闭管21、过滤管22借助于一振动发生器/振动器29处于振动中，因为计量管在填装期间至少它的外壳表面有一部分位于产品之内。振动从计量机构2、封闭管21、过滤管22传递到产品/松散物料24，在填装物料中就进行一种压实。包括计量机构2、封闭管21、过滤管22的“振动的计量管”的另一种优点是，由此大大避免了在计量机构2、封闭管21、过滤管22上产品粘附的形成。也可以将振动发生器/振动器29安装在“口袋底托架”34上。
抽气的另一种功能可以是，预先规定一相应的流动方向28，以便使在特别轻和有粉尘的产品时出现的“烟雾”(产品粉尘)避开以后端头焊缝范围中的口袋内表面。此外，必须使空气可以在连接管的周围或者在连接管与计量机构之间进入。
方法步骤的一种特别有利的实施方式是，将框架5与连接管3、运输工具4以及抽气机16一起放在传感器上。该传感器将其信号发送到一称量电子器件，该电子器件最后控制计量过程。
另一在整个FFS-范围中可有利使用的产品称重的可能性是，将由1漏斗、2计量机构、封闭管21组成的整个计量机构放到传感器上。位于计量装置1上方的产品供料装置使用准确数量的产品/松散物料24先填装放在传感器上的设置为漏斗1的计量装置。计量持续的时间由一与传感器相连接的电子器件进行控制。现在可以将事先称重的产品数量通过计量机构以高速传送到口袋中。
将两种方法彼此组合起来就特别有益。这样可以确保，使事先称重的产品数量也完全传送到口袋中。也可设想的是，使事先要被称重的产品数量取决于事实上以后被测量的口袋重量。
但也可设想一种单纯取决于体积的计量，这是视产品松散重量以及理论传送体积、例如一螺旋运送机而计算的。在这种情况中特别有益的是，经过附加地连接上的称重系统、例如一种带监控秤(Bandkontrollwaage)来对于计量时间的计算进行控制。
在口袋中直接计量时，计量系统优选的是可以由一垂直设置的螺旋输送机组成。
在事先称重的情况中，也可将松散物料借助于一种压力系统泵入到口袋中。对此，使在漏斗1中的松散物料平面承受一种超压。该方法基于所要求的反压力以低于平面的填装为前提。在这种情况中由松散物料带进的空气可以经过集成于封闭管中的过滤器22从口袋中抽出。
另一种实施方式是，在填装可以流动的松散物料时，可以借助于重力进行填装，在这种物料时粉尘形成得不那么厉害。
附图标记列表
1漏斗                        18运输工具
2计量机构                    19开卷装置
3连接管                      20封闭
4运输工具    35              21带有过滤器的封闭管
5框架                        22过滤器
6导轨                        23连接管
7螺旋运送机                  24产品/松散物料
8已被填装了的口袋            25口袋的上边缘
9前拉辊系统  40              26设置为传感器的测量装
10运输工具        置
11空的口袋                   27传送带
12导轨                       28流动方向29    振动
13设置为底部焊接的底部成形   发生器/振动器
工具         45              30监控秤
14封头缝焊接                 31填装物料排出口
15软管薄膜带幅               32导轨
16抽气机                     33活节
17设置为刀的横向断开装置     34口袋底托架

Claims (18)

1.用于使口袋(8，11)成形、并对其填装和封口的机器，该机器包括下列装置特征：
·一用于软管薄膜带幅(15)的开卷装置(19)，
·一横向断开装置(17)，该横向断开装置横向于软管薄膜带幅的主对称轴线将该软管薄膜带幅断开，并在此时产生软管件，
·用于在软管件的一端处形成口袋底的底部形成工具(13)，
·用于将所产生的口袋运输通过机器的运输工具(4，10，18)，
·一带有一计量机构(2)的、用于利用作为填装物料的产品/松散物料(24)来填装口袋(8，11)的填装站，
·用于降低在计量机构的填装物料排出口与要被填装的口袋的底部之间的距离的工具，
·用于封闭已被填装了的口袋的封闭工具，
其特征在于，
所述用于降低在填装物料排出口(31)与要被填装的口袋的底部之间的距离的工具包括一口袋升降装置，利用该口袋升降装置能够在填装过程中将口袋(8，11)如此抬升到填装站：使计量机构(2)的填装物料排出口(31)处于所述口袋填装高度之下；
该机器设置一控制装置，
·该控制装置与测量装置(26)连接，测量装置将信息传输到控制装置，由这些信息能够求得口袋(8)的填装高度，
·该控制装置这样使填装物料排出口和口袋(8)填装高度间隔距离，使得保持材料特有的以及填装特有的额定值，以便在填装物料时使烟雾的形成最小化；
为了使所述产品/松散物料的数量完全地运输到口袋中，测量该口袋的实际重量，并且必要时随后对于所述产品/松散物料的数量进行更正。
2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述控制装置如此控制口袋升降装置：使该口袋升降装置在其填装期间缓慢下降。
3.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述控制装置将口袋升降装置作为时间函数如此控制：使该口袋升降装置使口袋(8，11)在其填装期间缓慢下降。
4.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述口袋升降装置用于将口袋(8，11)抬高该口袋长度一半。
5.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，其特征在于，所述口袋升降装置用于将口袋(8，11)抬高该口袋长度三分之二。
6.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述口袋升降装置使口袋(8，11)在填装过程时能够垂直地沿着产品/松散物料(24)的运输方向移动。
7.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，所述计量机构(2)是位置固定的。
8.如权利要求1或2所述的机器，所述计量机构(2)仅仅包括一落料管和一螺旋运送机(7)。
9.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，该机器设置一口袋底托架装置，该口袋底托架装置至少在一部分填装过程期间支承着口袋(8，11)的底部。
10.如权利要求9所述的机器，其特征在于，所述口袋底托架装置包括能够垂直行驶的支承面。
11.如权利要求9所述的机器，其特征在于，所述口袋底托架装置包括一能够摆动的支承面。
12.如权利要求1或2所述的机器，其特征在于，该机器设置一连接管(3)，该连接管至少围绕着计量机构(2)部分地夹紧，并且能够定位在计量机构(2)与口袋(8，11)的内壁之间。
13.如权利要求12所述的机器，其特征在于，连接管(3)能够沿着计量机构(2)行驶。
14.如要求9所述的机器，其特征在于，所述口袋升降装置和/或口袋底托架装置具有用于确定口袋重量的工具。
15.如权利要求9所述的机器，其特征在于，所述口袋升降装置和/或口袋底托架装置和/或计量机构与用于产生振动的工具处于有效的连接。
16.用于使口袋(8，11)成形、并对其填装和封口的方法，该方法包括下列方法特征：
·使一软管薄膜带幅(15)开卷，
·该软管薄膜带幅横向于它的主对称轴线被横向断开，其中产生软管件，
·在软管件的一端部处形成一口袋底部，
·使所产生的口袋被运输通过机器，
·通过计量机构使用作为填装物料的产品/松散(24)来填装口袋(8，11)，
·降低在计量机构的填装物料排出口与要被填装的口袋的底部之间的距离，
·封闭已被填装了的口袋，
其特征在于，
—将信息传输到一控制装置，其中由这些信息能够求得口袋(8)的填装高度，
—并且填装物料排出口和口袋(8)填装高度如此间隔距离：使计量机构(2)的填装物料排出口(31)在口袋(8，11)的填装过程期间处于口袋填装高度之下的一种额定距离，
—其中填装物料排出口(31)在计量结束之前还要至少有一次位于填装高度之上；
在填装过程中能够将口袋(8，11)如此抬升到填装站：使计量机构(2)的填装物料排出口(31)处于所述口袋填装高度之下；
为了使所述产品/松散物料的数量完全地运输到口袋中，测量该口袋的实际重量，并且必要时随后对于所述产品/松散物料的数量进行更正。
17.如权利要求所述16所述的方法，其特征在于，所述控制装置从口袋瞬间的重量求得口袋的填装高度。
18.如权利要求16或17所述的方法，其特征在于，所述控制装置从填装材料的体积流量计算出口袋的填装高度。
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