CN101663203B - 薄膜提供装置及包括该薄膜提供装置的填充包装系统 - Google Patents

Abstract

薄膜提供装置(2)具有两个薄膜支架(22a，22b)，用于支撑两卷薄膜，如分别为使用侧的薄膜(101)和等待侧的薄膜(100)；进给辊(3)用于进给在使用侧的薄膜(101)；薄膜保持件(34)用于固持等待侧的薄膜(100)的前端部分；吸入器(36)用于在与进给方向相反的方向上将在等待侧的薄膜(100)拉回；以及加热棒(31)用于热接合两个薄膜(100，101)。吸入器(36)通过吸力吸引薄膜(100)，并将薄膜(100)拉回至一位置，使得薄膜的前端部分面对加热棒(31)。

Description

薄膜提供装置及包括该薄膜提供装置的填充包装系统

技术领域

本发明涉及一种薄膜提供装置，以及一种包括该薄膜提供装置的包装系统。该薄膜提供装置用来展开一卷薄膜以无中断地供应该薄膜给一包装装置，以便实现在该包装装置中的薄膜的连续供应。

背景技术

填充包装系统被用于连续生产包装，所述包装中盛有容纳物，如约束在薄膜中的液体和粘稠物体。一种典型的填充包装系统具有提供连续薄膜片的薄膜提供装置、提供容纳物的容纳物提供装置、和填充包装装置。该填充包装装置将来自容纳物提供装置的容纳物填充至薄膜中，同时该填充包装装置使来自薄膜提供装置的该薄膜成型为一袋子。

具体地，在一无菌包装系统中，一薄膜杀菌装置位于一薄膜提供装置和一填充包装装置之间，并且还为一容纳物提供装置提供一杀菌装置。在薄膜杀菌装置中，过氧化氢溶液经常用作杀菌液体。来自该薄膜提供装置的展开的薄膜被浸入该杀菌液体中，该薄膜上的杀菌液体变干后，将该薄膜提供给填充包装装置。

将一卷薄膜放置到薄膜提供装置中，将该已放置的薄膜展开并提供给包装装置。在用完该已放置的薄膜后，调换到下一个薄膜。为了避免该包装装置的操作在调换过程中中断，传统的薄膜提供装置是如此构造的，以便使下一个薄膜处于待用状态，并且，当使用侧的薄膜接近尾端，将使用侧的该薄膜的尾端部分与待用的薄膜的前端部分相接合。

例如，日本专利公开号2005-272125(专利文件1)和日本专利公开号 2005-280927(专利文件2)分别公开一薄膜提供装置。该薄膜提供装置具有：两个薄膜架，每一薄膜架可旋转地装有一卷薄膜；一薄膜保持机构，该薄膜保持机构保持等待侧薄膜的前端部分；和一熔合机构，该熔合机构将在使用侧的薄膜和在等待侧的薄膜沿其整个宽度熔接起来。该薄膜保持机构通过夹紧在等待侧的薄膜的前端部分来夹持该薄膜，以便将在等待侧的薄膜拉出，使其在使用侧的薄膜的进给路径上面对在使用侧的薄膜。熔合机构位于在薄膜的进给方向上的等待侧的薄膜的被夹持部分的上游。

当在使用侧的薄膜的尾端进给到对应该熔合机构的位置的一预设位置时，将停止该薄膜的进给，并驱动该熔合机构。熔合机构的驱动导致在使用侧的薄膜与在等待侧的薄膜熔接，同时，薄膜保持机构解除对在等待侧的薄膜的前端部分的夹紧。然后，重新启动对薄膜的进给，在这个时间点将该原先位于等待侧的薄膜作为在使用侧的薄膜提供给包装装置。可将一薄膜积聚机构置于薄膜提供装置和包装装置之间以实现在不间断包装装置的操作的状况下薄膜的接合。

在上述传统的薄膜提供装置中，在将等待侧的薄膜接合到使用侧的薄膜上时，等待侧的薄膜的前端部分保持被夹紧状态。因此，如图7所示，图7为薄膜的接合部分的剖面图，在等待侧的薄膜100的被夹紧的前端部分100a是仅仅覆盖在使用侧的薄膜101的非熔合部分。结果，在等待侧的薄膜100的前端部分100a和使用侧的薄膜101之间产生间隙102。

在使用侧的薄膜101的尾端部分101a，在薄膜100和薄膜101之间也会产生间隙103。然而，能够通过适当控制使用侧的薄膜101的进给长度防止该间隙103产生。另一方面，只要熔接薄膜100和薄膜101时前端部分100a仍然被夹紧，则在等待侧的薄膜100的前端部分100a的间隙将不可避免地存在。

当生产的包装袋具有以这种方式存在间隙102时，该间隙102可位于该包装袋的内部或外部，这取决于薄膜100和薄膜101之间的位置关系。如果 该间隙102位于包装袋的内部，容纳物可能落入该间隙102。如果间隙102位于包装袋的外部，异物可能落入该间隙102。

如果传统的薄膜提供装置被用在无菌包装系统中，当薄膜的接合部分浸入到杀菌液体中时，杀菌液体将进入间隙102。进入间隙102的杀菌液体可能留在那里，甚至在干燥阶段后。因此，如果间隙102位于包装袋的内部，留在间隙102中的杀菌液体可能被混合到包装袋中。如果间隙102存在在包装袋的外部，该杀菌液体可能在薄膜传递过程中滴落并粘附到该薄膜的另一部分。特别是，当该杀菌液体落到与包装袋的内表面对应的部分时，结果杀菌液体会进入到包装袋中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄膜提供装置，该薄膜提供装置可用于接合薄膜，而且在薄膜接合部分的端部不存在间隙，以及提供一种无菌填充包装系统。

本发明的薄膜提供装置包括：两个薄膜支架，用于支撑两卷薄膜，两卷薄膜分别为在使用侧的薄膜和在等待侧的薄膜；一进给辊，用于进给所述在使用侧的薄膜；一薄膜保持件，用于固持在等待侧的薄膜的前端部分；一薄膜返回机构，用于将在等待侧的所述薄膜在与所述薄膜的进给方向相反的方向上拉回；以及一熔合机构，用于热接合在使用侧的薄膜和在等待侧的薄膜。所述薄膜保持件在使用侧薄膜的进给方向上的所述进给辊的上游可释放地固持等待侧薄膜的前端部分，以抽出等待侧的薄膜，并使其面对使用侧的薄膜。所述薄膜返回机构设置在使用侧薄膜的进给方向的所述薄膜保持件的上游，用于等待侧的薄膜拉回。所述薄膜返回机构固定的等待侧薄膜的部分位于由所述薄膜保持件固定的部分的上游。所述熔合机构设置在薄膜进给方向上的所述薄膜保持件和所述薄膜返回机构之间，并沿两个相对而置的薄膜的整个宽度将两薄膜熔接。

在上述描述构成的薄膜提供装置中，使用侧的薄膜的尾端部分和等待侧的薄膜被热熔接合在一起，这使得能够连续地供应所述薄膜。等待侧的薄膜的前端部分由所述薄膜保持件保持。为了与在使用侧的薄膜进行熔接，将等待侧的薄膜由所述薄膜保持件的保持状态下释放，并由所述薄膜返回机构将在等待侧的所述薄膜拉回。适当地设置在等待侧的薄膜的拉回长度和在使用侧的薄膜的进给长度，以允许在使用侧的薄膜和在等待侧的薄膜的全部交叠区域的熔接。

根据本发明的薄膜提供装置可以进一步包括一切割器，设置在所述薄膜进给方向上的所述熔合机构的上游，用于沿使用侧的薄膜的宽度切割该薄膜。这样能够在任意位置将在使用侧的薄膜接合到在等待侧的薄膜上。

所述薄膜支架可由一旋转体支撑。该旋转体旋转180°以在所述熔合机构熔接所述薄膜后，交换两个所述薄膜支架之间的关系。

所述熔合机构可以具有包括电加热器的一加热棒和与所述加热棒协同操作的一加热棒接收器，以加压并加热所述薄膜。在这种情况下，在由所述薄膜保持件的保持状态释放的等待侧薄膜的前端部分被所述薄膜返回机构拉回，以使该前端部分处于由所述加热棒和所述加热棒接收器加压的区域，以及由所述进给辊进给使用侧薄膜的尾端部分，以使该尾端部分与等待侧的薄膜在所述加热棒和所述加热棒接收器的加压区域重叠，并驱动所述熔合机构用所述加热棒和所述加热棒接收器熔接使用侧的薄膜和等待侧的薄膜。

本发明的填充包装系统包括：包括上述描述的本发明的薄膜提供装置的薄膜提供部分；用于提供容纳物的容纳物提供部分；以及一填充包装部分，用于将所述容纳物提供部分提供的容纳物密封入所述薄膜，同时，所述填充包装部分将所述薄膜提供部分提供的薄膜成型为袋子。

本发明的填充包装系统进一步包括杀菌部分和干燥部分时，更加有效。其中，所述杀菌部分用于通过将薄膜浸入杀菌液体，对所述薄膜提供部分提供的薄膜进行杀菌，所述干燥部分用于干燥在所述杀菌部分中的薄膜上附着 的杀菌液体，并将所述薄膜提供给所述填充包装部分。

如上所述，根据本发明，由于在使用侧的薄膜和在等待侧的薄膜的全部重叠区域能够被熔接，因而能够有效地防止产生间隙，这种间隙可能导致混入异物或杀菌液体。特别地，当本发明应用于无菌填充包装系统，通过有效地防止在使用侧薄膜和等待侧薄膜之间进入的杀菌液体，可以显著降低在包装内残存杀菌液体的可能。

附图说明

图1为本发明实施例的无菌填充包装系统的结构示意图。

图2为图1所示的薄膜交换机构和薄膜熔合机构的正视图。

图3为图2所示的薄膜熔合机构的放大图。

图4A为图2所示的吸入器的部分正视图。

图4B为图4A的4B-4B截面图。

图5A为薄膜交换机构和薄膜熔合机构的正视图，用于解释图1所示的薄膜提供装置中的薄膜交换操作，其中示出了切断在使用侧的薄膜的步骤。

图5B为薄膜熔合机构的正视图，示出了在图5A所示的步骤后执行的牵引在等待侧的薄膜的步骤。

图5C为薄膜熔合机构的正视图，示出了在图5B所示的步骤后把被牵引的在等待侧的薄膜拉回的步骤。

图5D为薄膜熔合机构的正视图，示出了在图5C所示的步骤后执行的将等待侧的薄膜和使用侧的薄膜热合的步骤。

图5E为薄膜熔合机构的正视图，其中等待侧的薄膜与使用侧的薄膜已经熔合在一起。

图5F为一示意图，用于解释将等待侧的薄膜与使用侧的薄膜熔合后薄膜交换机构的操作。

图5G为一示意图，用于解释将等待侧的薄膜与使用侧的薄膜熔合后薄 膜交换机构的操作，其示出了一旋转体相对于图5F所示的状态的旋转。

图5H为一示意图，用于解释将等待侧的薄膜与使用侧的薄膜熔合后薄膜交换机构的操作，其示出了一旋转体相对于图5A所示的状态旋转180°。

图6为被图3所示的薄膜熔合机构接合的薄膜的截面图。

图7为被传统的薄膜熔合机构接合的薄膜的截面图。

附图标记说明：

1-无菌填充包装系统     2-薄膜提供装置         3，4-进给辊

5-杀菌装置             6-干燥装置             7-填充包装装置

8-容纳物提供装置       20-薄膜交换机构        22-旋转体

22a，22b-薄膜支架      23-切割单元            30-薄膜熔合机构

31-加热棒              33-加热棒接收器        34-薄膜保持件

36-吸入器              40-积聚机构            100，101-薄膜

具体实施方式

如图1所示，本发明实施例中的无菌填充包装系统1具有薄膜提供装置2、杀菌装置5，用于以杀菌液体对由薄膜提供装置2提供的薄膜101进行杀菌、干燥装置6，用于对在杀菌装置5的杀菌过程中附着在薄膜101上的杀菌液体进行干燥、容纳物提供装置8、和填充包装装置7。在薄膜101上的杀菌液体由干燥装置6干燥后，该填充包装装置7将由容纳物提供装置8提供的容纳物密封入薄膜101中，同时使薄膜101成型为一袋子。

薄膜提供装置2持有一卷薄膜101，并通过展开和进给薄膜101向填充包装装置7连续的提供薄膜101。薄膜提供装置2持有另一卷薄膜100等待。当在使用侧的薄膜101靠近尾端，薄膜提供装置2将在等待侧的薄膜100和在使用侧的薄膜101接合，以避免提供薄膜100和101到填充包装装置7被中断。

薄膜提供装置2具有用于交换被提供的薄膜的薄膜交换机构20、用于将 在使用侧的薄膜101和在等待侧的薄膜100接合的薄膜熔合机构30、和用于在通过薄膜交换机构20和薄膜熔合机构30的操作使薄膜101的进给停止时允许提供薄膜101的积聚机构40。

积聚机构40具有多个放置在薄膜101的移动路径上的导向辊41和多个由杠杆43支持的积聚辊42。薄膜101交替的在导向辊41和积聚辊42上行进以蜿蜒的传送薄膜101。杠杆43可旋转地支撑在轴43a，如箭头A所示。杠杆43的旋转改变薄膜101的路径的长度。甚至在接合薄膜100和101过程中或在类似情况下，当薄膜101的进给停止时，存储在积聚机构40中的薄膜101仍能够被输出并提供给填充包装装置7.

以薄膜101的进给方向为准，进给辊4位于积聚机构40的下游，用以进给从薄膜提供装置2供应的薄膜101到填充包装装置7。尽管没有示出，另一进给辊可用于从薄膜提供装置2到填充包装装置7的薄膜的移动路径上。

接下来，将参考附图2和3，描述薄膜交换机构20和薄膜熔合机构30。

薄膜交换机构20具有圆盘形的旋转体22，用于支撑组成薄膜交换机构20的各种元件。旋转体22被固定在可围绕一水平轴旋转的主轴21上，并且随电机带动的主轴21的旋转而在示出的箭头B的方向上旋转，电机未示出。

平行于主轴21延伸的两个薄膜支架22a和22b连接在旋转体22上。薄膜支架22a和22b位于关于旋转体22的旋转中心点对称的位置。支架22a和22b分别装有可更换的且相对于旋转体22可旋转的薄膜卷101和100。

在无菌填充包装系统1(见图1)正常操作时，即在薄膜提供装置2供给薄膜101的正常供给操作时，旋转体22停止转动，这样薄膜支架22a和22b于水平方向并排而置，如图2所示。

多对的牵引辊26和多个导向辊25位于旋转体22的外围。多对的牵引辊26用于将位于薄膜支架22b和22a上的薄膜100和101拉至旋转体22的外围。导向辊25沿旋转体22的圆周方向放置，并在与旋转体22旋转方向相反的方向，沿旋转体22的外围，引导被拉至旋转体22的外围薄膜100和101。

每个薄膜100和101的尾端部分附着着薄膜末端带(未示出)。薄膜交换机构20具有薄膜末端传感器(未示出)，用于检测每个穿过导向辊25和牵引辊26的薄膜100和101的移动路径上的薄膜末端带。光学检测薄膜末端带的光学传感器适宜用作薄膜末端传感器。

旋转体22也可在相对于图2所示位置旋转180度的位置进行操作。这样，牵引辊对26、导向辊25和薄膜末端传感器被分成分别对应薄膜100和101的两套，并且这两套位于关于旋转体22的旋转中心点对称的位置。

以上描述的牵引辊对26和导向辊25的位置允许薄膜支架22a支撑的薄膜101被牵引辊对26拉出，并在导向辊25的导向下，被引导至薄膜熔合机构30。另一方面，薄膜支架22b支撑的薄膜100只被其他牵引辊对26拉出，并引导至薄膜熔合机构30。这种情况下，薄膜100不被导向辊25导向。

薄膜熔合机构30位于薄膜交换机构20的上面。薄膜100和101被引导至薄膜熔合机构30，其中薄膜100和101在基本垂直平面上彼此平行相对。这样，导向辊27也位于由薄膜交换机构20到薄膜熔合机构30的薄膜的移动路径上。电机驱动的进给辊3，未示出，位于薄膜熔合机构30的上方，用于向上进给来自导向辊27的薄膜101，以供给薄膜101至积聚机构40。进给辊3和位于积聚机构40下游的进给辊4被分别独立驱动。

在薄膜101的薄膜末端带被检测到后或在需要时，被导向辊25导向并引导至薄膜熔合机构30的薄膜101被沿薄膜101的宽度方向切割。薄膜交换机构20具有用于切割薄膜101的切割装置。切割装置包括切割单元23和切割接收器24，在切割薄膜101时，薄膜101被切割接收器24和切割单元23夹在中间。

切割单元23被安装后可前后移动，以使其刀刃移动到薄膜101的移动路径中。在薄膜提供装置2的供给操作期间，切割接收器24位于旋转体22的外围，对应于切割单元23的位置。如上所述，由于旋转体22也可在旋转180度的位置操作，另一个切割接收器24位于另一位置，以使这两个切割接收器 24关于旋转体22的旋转中心点对称。切割接收器24具有一凹部分形成在对应于切割单元23的表面上，用于接收切割单元23的刀刃。

上述的薄膜末端传感器位于切割接收器24的上游，以在薄膜交换机构20内的薄膜101的移动方向为准。

上述例子中已经描述旋转体22具有圆盘结构。然而旋转体22的形状并不仅限于此。只要薄膜支架22a和22b、薄膜牵引辊对26、导向辊25和切割接收器24可被放置在上述位置，旋转体22可以具有任意的形状。比如，只要不到影响放置组件的程度，旋转体22可以通过做凹口或中空旋转体22，以减轻重量。由于驱动旋转体22的驱动源的负荷可以减小，所以减轻旋转体22的重量是有利的。

下面将详细论述薄膜熔合机构30。

薄膜熔合机构30具有包括电加热器(未示出)的加热棒31和对应于加热棒31放置的加热棒接收器33。薄膜101穿过导向辊27后，被进给到加热棒31和加热棒接收器33之间。加热棒31沿箭头C所示方向(见图3)往返运动，以给加热棒接收器33加压或离开加热棒接收器33。加热棒31和加热棒接收器33是这样组合的，以便两者的配合可以允许对薄膜101全部的宽度加压和加热。

如图3所示，加热棒接收器33在其两末端沿着薄膜的宽度方向被支撑元件32支撑。支撑元件32沿在加热棒接收器33和加热棒31之间的薄膜101的进给方向延伸，并在其沿薄膜进给方向的下游末端部分(在本实施例中是顶部末端部分)支撑加热棒接收器33。支承轴35位于支撑元件32的沿薄膜进给方向的上游末端部分(本实施例中是底部末端部分)。支撑元件32可围绕支承轴35旋转一预先设定的角度，倾斜以使加热棒接收器33脱离加热棒31，如图3中虚线所示。

以薄膜101的进给方向为准，薄膜保持件34位于加热棒接收器33被加热棒31加压的区域的下游。薄膜保持件34可移动的连接到加热棒接收器33 上，以便可以接近或离开加热棒接收器33，并可将由薄膜牵引辊26直接引导至薄膜熔合机构30的薄膜100的前端部分压在加热棒接收器33上。这样便固定了薄膜100的前端部分。在此实施例中，薄膜保持件34位于加热棒接收器33的顶部表面。

薄膜100以这种方式被薄膜保持件34固持，以使来自薄膜交换机构20的两个薄膜100和101彼此重叠的存在于加热棒接收器33和加热棒31之间。在此情况下，加热棒31接近加热棒接收器33，且薄膜101被加热棒31和加热棒接收器33加压并加热，以沿其整个宽度熔接薄膜100和101。

在薄膜101的进给方向上加热棒接收器33的上游放置吸入器36，以便在薄膜100被薄膜保持件34固定的区域的上游部位吸引薄膜100。吸入器36具有中空结构，且具有多个开口37a形成于面对薄膜100的表面上，如图4A所示。比如，吸入器36可以包含具有开口侧的主体38和遮盖主体38的开口侧的遮盖元件37，如图4B所示。开口37a在这该元件37上形成。

通过泵(未示出)将吸入器36中的空气排出，以使具有开口37a的表面周围的空气被吸入器36通过开口37a吸入。吸入器36通过吸入空气吸引并保持薄膜100。

压力传感器(未示出)被优选的用于吸入器36中。当薄膜100被吸入器36吸引时，开口37a被薄膜100覆盖。薄膜100被吸引的同时吸入器36的空气被排空，这引起吸入器内部压力在吸引薄膜100前后的突然变化。压力传感器可以检测到此压力变化，以检测薄膜100是否被吸引。

如图3所示，由支撑元件32支撑的吸入器36可自由的沿箭头D所示的平行于薄膜101的进给方向往返运动。固定在支撑元件32上的汽缸39的推动杆通过托架被固定在吸入器36上。因而，可以驱动汽缸39以在箭头D的方向上移动吸入器36。

重新参考图1，将详述无菌填充包装系统1余下的结构。

杀菌装置5对薄膜提供装置2供给的薄膜101进行杀菌。本实施例中， 过氧化氢溶液被用作杀菌液。过氧化氢溶液被注入灭菌罐50中。薄膜路由单元51用于自由地进出灭菌罐50。薄膜路由单元51具有多个的间隔放置的辊。薄膜101在辊上绕过以蜿蜒的传送薄膜101。

当无菌填充包装系统1运行时，薄膜路由单元51放置在盛有过氧化氢溶液的灭菌罐50中，在进给薄膜101过程中，薄膜101浸入过氧化氢溶液中。因而薄膜101被杀菌。

干燥装置6通过吹热风或类似方式对在薄膜101经过杀菌装置5过程中附着在薄膜101上的过氧化氢溶液进行干燥。

容纳物提供装置8根据要求准备要被填入包装袋内的容纳物，并且提供容纳物给填充包装装置7。容纳物在提供给填充包装装置7之前被加热杀菌。因此容纳物提供装置8包括杀菌装置。

填充包装装置7利用经过杀菌装置5和干燥装置6杀菌后的薄膜101以及容纳物提供装置8供给杀菌后的的容纳物产生包装袋。填充包装装置7可以使用典型的填充包装装置，其至少具有包装袋成型导向件71、供应管72、垂直密封机构73以及水平密封机构75。

在经过干燥装置6以后，包装袋成型向导71引导薄膜101向下，同时沿薄膜101的纵向将其对半折叠使其两边对齐，从而将薄膜101成型。辅助进给辊74位于包装袋成型导向件71下面，以帮助薄膜101由上至下进给。

垂直密封机构73位于包装袋成型导向件71和辅助进给辊74之间。垂直密封机构73具有一对相对放置的垂直密封棒，其跨越了包装成型导向件71形成薄膜101的对齐的两边所通过的路径。该对垂直密封棒中至少一个包含加热装置(未示出)，比如电加热器。在薄膜101进给的同时，垂直密封棒被同步驱动以对薄膜101的对应的两边进行定期间歇的加压和加热。这样，成型的薄膜101的两边被沿薄膜101的纵向熔接，以使薄膜101形成管状。

放置供应管72用于将容纳物提供装置8提供的容纳物引导入由垂直密封机构73熔接形成的管状薄膜101中。

水平密封机构75具有一对位于供应管72下方相对放置的水平密封棒，薄膜101由该对水平密封棒之间插入，并且沿宽度方向在整个宽度上熔接薄膜101。在薄膜101进给的同时，水平密封棒被同步的定期间歇的驱动以在薄膜101的整个宽度上形成水平密封部分，该水平密封部分在薄膜101的纵向方向上以一定的距离间隔重复。结果，将导入薄膜101内的容纳物密封。

由两个在垂直方向上相邻的水平密封部分限定的薄膜101的部分代表一单独包装单元。水平密封机构75还可以包括用于在水平密封部分沿宽度方向切割薄膜101的切割机(未示出)。薄膜101被切割机于每个水平密封部分切开以获得以单独包装单元为单位的分开的包装。切割机可以包含在该对水平密封棒的一个之中，或可以形成为独立于水平密封棒的单元。

除以上提及的组件外，填充包装装置7优选的具有一对挤压辊76及一对整型板77。

此对挤压辊76并排放置于供应管72下方，薄膜101的传输路径由该对挤压辊76之间穿过。挤压辊76可按向下进给薄膜101的方向旋转，且可相对比此移动以使两挤压辊76打开或关闭。挤压辊76具有一定长度，以便当两挤压辊76关闭时在薄膜101整个宽度上对薄膜101加压。

当容纳物在挤压辊76以上的位置被导入时，两挤压辊76关闭。挤压辊76的压力挤压薄膜101，从而将容纳物分离为挤压辊76以上和以下两部分。当两挤压辊76保持关闭时，它们会旋转。随着薄膜101被挤压辊76挤压，在挤压辊76以上的容纳物仍留在挤压辊76上面，仅挤压辊76以下的容纳物与薄膜101一起被进给。薄膜101被挤压辊76挤压的部分被水平密封机构75熔接，以生产不混有空气的包装。

一对整型板77在挤压辊76和水平密封机构75之间跨越薄膜101相对放置，两整型板77可做相互靠近或远离运动。整型板77以预先设定的相对间隔将填满容纳物的薄膜101的部分加在中间，以防止薄膜101凸起，从而使包含容纳物的薄膜101部分的形状平滑。这可以防止容纳物体积的变化。 如果没有特别要求防止薄膜101的凸起，比如当容纳物重量轻且当不严格要求容纳物的体积时，整型板77不是必须的。

下面将描述以上提到的无菌填充包装系统1的操作。

位于薄膜交换机构20上的两个薄膜100和101中的一个薄膜101由薄膜提供装置2进给。进给的薄膜101称为使用侧的薄膜101。另一薄膜100的前端部分由薄膜熔合机构30的加热棒接收器33和薄膜保持件34夹持。被夹持的薄膜100称为等待侧的薄膜100。

由薄膜提供装置2提供的薄膜101经过预先设定的传输路径，被供给杀菌装置5。供给杀菌装置5的薄膜101被杀菌装置5中的过氧化氢溶液杀毒，被干燥装置6干燥，然后供给填充包装装置7。

填充包装装置7通过垂直密封机构73将供给的薄膜101成型为管状。容纳物提供装置8供给的已杀菌的容纳物通过供应管72被引入成型为管状的薄膜101。接下来装有容纳物的管状薄膜101被水平密封机构75以一定的纵向距离间隔熔接，以连续产生包装。

通过连续的生产包装，薄膜101被不断的使用。当全部的薄膜101被用完，填充包装装置7的操作应停止，以便在操作重新启动之前安装新的薄膜。为解决这一问题，本发明实施例中的无菌填充包装系统1自动的转换到下一个薄膜，而不用停止填充包装装置7的操作。

下文将详细论述薄膜的转换操作。

当薄膜101被不断的使用并接近尾端部分时，出现薄膜末端带。当薄膜末端传感器检测到薄膜末端带时，停止由进给辊3进给薄膜101。在此情况下，如图5A所示，切割单元23朝切割接收器24移动，以在薄膜101整个宽度上切割薄膜101。

由进给辊3进给薄膜101可以在检测到薄膜末端带后立即停止，或可以在预先设定的时间间隔后停止。无论如何，在薄膜末端带到达切割单元23和切割接收器24之间前，薄膜101优选的在最接近薄膜末端带的可能位置被切割，以最小化薄膜101的浪费。由薄膜末端传感器检测到薄膜末端带到切割单元23的操作之间的时间间隔可以根据薄膜末端传感器到切割接收器24之间的距离确定。

在薄膜101被切割后，切割单元23返回到初始位置，且进给辊3再次进给薄膜101。虽然在薄膜101的切割操作期间进给辊3停止进给薄膜，但是存储在积聚机构40内的薄膜101被进给，因而填充包装装置7可继续执行填充包装操作。

随着进给辊3进给薄膜，吸入器36被驱动以吸引在等待侧的被薄膜保持件34保持的薄膜100，如图5B所示。

在等待侧的薄膜100被吸引之后，薄膜100由被薄膜保持件34束缚的状态释放出来，且汽缸39被驱动以使在沿与薄膜进给方向相反的方向上移动吸入器36。这使得薄膜100在与其进给方向相反的方向上返回。吸入器36的移动距离是这样确定的，以使薄膜100的前端部分100a在吸入器36移动后位于可以被加热棒31和加热棒接收器33加压的区域。

将加热棒接收器33从薄膜保持件34移开，即可将在等待侧的薄膜100丛薄膜保持件34释放。可选地，薄膜100可以由薄膜保持件34的自身重量保持，且移动吸有薄膜100的吸入器36可以使薄膜100的前端部分100a从薄膜保持件34和加热棒接收器33之间的夹持中解脱出来。

吸入器36移动后的薄膜100的前端部分100a的位置极其重要。因此，薄膜100优选的被薄膜保持件34这样保持，以使薄膜100的起点边缘位于一预先确定的位置，该预先确定的位置基于吸入器36的移动距离而定。

比如，加热棒接收器33具有代表薄膜100起点边缘位置的标记，并且薄膜100被保持以使该标记与薄膜100的起点边缘对齐。可选地，薄膜100可以这样被固定，以使薄膜100的前端部分延伸超过薄膜保持件34的远离加热棒31的一边缘，并且在固定薄膜100之后，薄膜100延伸超过薄膜保持件34该边缘的部分可以被切割，因而确定薄膜100的起点边缘的位置。

另一方面，使用侧的薄膜101被进给辊3(如图1)进一步的进给。使用侧的薄膜101最终被进给到这样的程度，使其切割尾端部分101a与等待侧的薄膜100的前端部分100a在一区域内重叠，此区域内可以被加热棒31和加热棒接收器33加压。由于先前已知在薄膜101路径上切割单元23和加热棒31之间的距离，使用侧的薄膜101的尾端部分的位置相应的容易确定。当薄膜101被进给到上述位置后，进给辊3停止。

一旦等待侧的薄膜100的前端部分和使用侧的薄膜101的尾端部分被定位在上述位置，加热棒31朝加热棒接收器33前移，如图5D所示，并且薄膜100和101被加热棒31和加热棒接收器33加压和加热。这使薄膜100和101的被加热的区域熔接在一起。

然后，如图5E所示，加热棒31返回到初始位置以使薄膜100和101从加压状态释放出来。这使薄膜100和101的被加热区域自然冷却和固化，并且使用侧的薄膜101和等待侧的薄膜100被互相接合在一起。在薄膜100和101接合连在一起后，停止驱动吸入器36以将等待侧薄膜100从被吸引状态释放出来。

如上所述，在本发明实施例中，薄膜熔合机构30包括吸入器36，吸入器36用于吸住等待侧薄膜100位于薄膜保持件34保持区域的上游的部分，其操作独立于薄膜保持件34。为了接合使用侧薄膜101和等待侧薄膜100，吸入器36吸住等待侧的薄膜100并将其拉回，以使由被薄膜保持件34保持的状态释放出来的薄膜100的前端部分100a被定位于可以被加热棒31加压的区域。

结果，如图6所示，在等待侧的薄膜100和在使用侧的薄膜101的整个重叠区域被熔接，在薄膜100和101的末端部分不形成任何未熔合部分。这样可以防止出现任何间隙，该间隙导致混入异物或过氧化氢溶液。

尤其在需要将薄膜浸入杀菌液的无菌填充包装系统中，如果使用侧薄膜和等待侧薄膜之间存在任何间隙，很难避免杀菌液进入空隙中。因此，在使 用侧薄膜和等待侧薄膜可以被熔接，而在它们之间不产生任何间隙的填充包装系统中，杀菌液存留在包装中的可能性被极大的降低，该系统尤其适合应用于无菌填充包装系统。

在薄膜100和101被接合之后，进给辊3(如图1)重新被驱动。这使得在薄膜101被用完后，等待侧的薄膜100接着被进给。

大体在驱动进给辊3的同时，旋转体22开始沿图5F中箭头所示方向旋转。旋转体22的旋转引起等待侧的薄膜100被导向辊27引导。此时使用侧的薄膜101的剩余部分仍被薄膜支架22a保持。图5F所示为旋转体22由图5A状态旋转45度。

随着旋转体22进一步旋转，薄膜100也开始被连接在旋转体22上的导向辊25引导，如图5G所示。同时，薄膜100继续被进给辊3进给。图5G所示为旋转体22由图5A状态旋转135度。

如图5H所示，在旋转体22由图5A状态旋转180度后，其旋转运动停止。由于旋转使两个薄膜支架22a和22b之间的关系互换，曾在等待侧的薄膜100现在位于使用侧。

曾在使用侧的薄膜101被从薄膜支架22b上移除，并且新的薄膜被放置在薄膜101被移除的薄膜支架22b上。新薄膜通过与薄膜支架22b相关联的牵引辊对26之间，且其前端部分被薄膜熔合机构30的薄膜保持件34保持。新薄膜现在是等待薄膜。薄膜保持件34夹持新薄膜是在支撑元件32处于倾斜状态时进行的，如图3中虚线所示。这样可以达到在不妨碍使用中薄膜的进给的情况下保持新薄膜。在新薄膜的前端部分被薄膜保持件34夹持后，支撑元件32返回初始位置。

上述薄膜的交换操作在每次薄膜需要更换时被重复。因此，填充包装装置7可以持续运转，而不需要每次更换薄膜时停止运行填充包装装置7。

本发明选取以代表的实施例为例进行描述。然而本发明不仅限于上述实施例。

比如，上述实施例示出了通过真空抽吸吸引薄膜的薄膜返回机构，然而还可以使用将薄膜夹在中间的夹紧机构，或使用辊轴装置，通过紧压薄膜并旋转以退回该薄膜。上述实施例示出了检测到薄膜末端带时执行薄膜交换操作，然而还可以在检测到使用侧薄膜的尾端时执行薄膜交换。这样，切割机构就不是必须的。然而，如果薄膜的尾端被检测到，切割机构可以被更便利的提供，以允许在薄膜的任意部分交换薄膜。另外，上述实施例示出了本发明应用的无菌填充包装系统，然而当不需要无菌填充时，杀菌装置和干燥装置不是必须的，比如，当杀菌在填充包装之后的步骤执行时或当不需要杀菌时。

Claims (9)

1.一种薄膜提供装置，包括：

两个薄膜支架，用于支撑两卷薄膜，两卷薄膜分别为在使用侧的薄膜和在等待侧的薄膜；

一进给辊，用于进给在使用侧的所述薄膜；

一薄膜保持件，用于在所述薄膜的进给方向上的所述进给辊的上游可释放地固持在等待侧的所述薄膜的前端部分，以致在等待侧的所述薄膜被拉出以面对在使用侧的所述薄膜；

一薄膜返回机构，设置在所述薄膜的进给方向上的所述薄膜保持件的上游，用于在与所述薄膜的进给方向相反的方向将在等待侧的所述薄膜拉回，其中由所述薄膜返回机构保持的在等待侧的所述薄膜的部分在由所述薄膜保持件保持的部分的上游；以及

一熔合机构，设置在所述薄膜的进给方向上的所述薄膜保持件和所述薄膜返回机构之间，用于沿该两个相对的薄膜的整个宽度熔接所述两薄膜；

其中，所述熔合机构具有包括一电加热器的加热棒，以及与所述加热棒协同操作的一加热棒接收器，以加压并加热所述薄膜，以及

从所述薄膜保持件的保持状态释放的在等待侧的所述薄膜的前端部分，由所述薄膜返回机构拉回至由所述加热棒和所述加热棒接收器加压的区域，以及在使用侧的所述薄膜的尾端部分由所述进给辊进给以叠加在所述加热棒和所述加热棒接收器加压的区域内的在等待侧的所述薄膜上的状态下，由所述加热棒和所述加热棒接收器进行在使用侧的所述薄膜和在等待侧的所述薄膜的熔接。

2.根据权利要求1所述的薄膜提供装置，其中还包括一切割器，用于在所述薄膜的进给方向的所述熔合机构的上游沿宽度方向切割在使用侧的所述薄膜。

3.根据权利要求1所述的薄膜提供装置，其中所述薄膜支架由一旋转体支撑，所述旋转体旋转180°以在由所述熔合机构熔接所述薄膜之后，交换两个所述薄膜支架之间的关系。

4.根据权利要求1所述的薄膜提供装置，其中所述薄膜保持件通过对着所述加热棒接收器挤压所述薄膜的所述前端部分，固持所述薄膜的前端部分。

5.根据权利要求4所述的薄膜提供装置，其中所述薄膜保持件连接在所述加热棒接收器上，并且所述加热棒接收器被支撑以在远离所述加热棒的方向上移动。

6.根据权利要求1所述的薄膜提供装置，其中所述薄膜返回机构具有在相对由薄膜保持件保持的所述薄膜的表面有多个开口的吸入器，所述薄膜返回机构通过所述开口吸入空气以吸引所述薄膜。

7.根据权利要求1所述的薄膜提供装置，其中还包括一积聚机构，设置在所述薄膜的进给方向上的所述进给辊的下游，用于改变所述薄膜的路径长度。

8.一种填充包装系统，包括：

一薄膜提供部件，其包括如权利要求1所述的薄膜提供装置；

一容纳物提供部件，用于提供容纳物；以及

一填充包装部件，用于将所述容纳物提供部件提供的所述容纳物密封入所述薄膜，并将由所述薄膜提供部件提供的所述薄膜成型为一袋子。

9.根据权利要求8所述的填充包装系统，其中还包括：

一杀菌部件，用于通过将由所述薄膜提供部件提供的所述薄膜浸入到一杀菌液体中，对所述薄膜进行杀菌；以及

一干燥部件，用于干燥在杀菌部件中的所述薄膜上附着的所述杀菌液体，并将所述薄膜提供给所述填充包装部件。

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