CN102046471A - 灌装口袋的方法和灌装设备 - Google Patents

Abstract

用于灌装阀口袋的灌装设备和操作灌装设备的方法，灌装设备包括至少一个回转式包装机，该包装机具有驱动包装机转动的驱动装置和分布在回转式包装机周边的多个灌装嘴。灌装嘴设置用于接纳阀口袋并且阀口袋可通过开口安放在灌装嘴上并通过灌装嘴被灌装散装物料。阀口袋在规定的插放位置被插放到灌装嘴上并在规定的抛卸位置被自动卸下。设有控制装置来控制灌装过程。至少一个灌装嘴配备有一个压力传感器，用于测定安置在灌装嘴上的阀口袋的灌装压力的数值。控制装置借助压力传感器确定关于在抛卸位置之前的预定位置(51)上存在的灌装压力的代表性的压力参数并通过控制驱动装置的速度来调整包装机转动速度。

Description

灌装口袋的方法和灌装设备

技术领域

本发明涉及包括回转式包装机的灌装设备和用散装物料灌装容器尤其是口袋且最好是阀口袋的方法。该灌装设备包括至少一个灌装嘴，借助灌装嘴给容器供应散装物料，并且该容器被安放在灌装嘴处。此外，设有输送机构用于经过灌装机构输送物料到容器中。

背景技术

散装物料例如尤其是呈颗粒状或粉末状的建筑材料或化学制品通常用回转式包装机被灌充到阀口袋中。被封口的阀口袋接着被发送给用户。

在现有技术中公开了各种不同的散料灌装系统。在将散装物料灌入阀口袋的传统灌装系统中，散料含有一定量的空气。而且，通常在装袋时往物料中加入空气，以给物料提供所需的倾注性或流动性。口袋中的空气量将通过口袋壁的相应透气性逸出到外部。

选择灌装设备时的一个主要方面在于可获得的灌装速度，其例如以每小时的袋数来表示。每个嘴在单位时间灌装越多袋数，投入成本越低。此外，占地要求因结构较紧凑的包装机而减小。

为实现高效快速的灌装，已经知道配备有多个散布于周围的灌装嘴的回转式包装机是有利的。口袋可能在供料点被自动插放并且口袋在达到要求的重量后被卸下。

DE3613244C2公开一种提高这种回转式包装机的灌装效率的方法，在此，阀口袋的灌满程度被连续测定并且包装机的角速度被调整，以使包装机以可能最大的生产能力运行。为此，在抛卸位置前的一定角度间距处获知阀口袋的灌满程度并据此控制包装机的角速度，以保证阀口袋在初次经过抛卸位置时就完全灌满。

但是这种设备的缺点是，物料所含的或混入的空气造成在阀口袋内出现过压。口袋内的过压可能在灌装时例如达到150-250毫巴并且甚至在灌装机构关断时还存在。如果口袋现在直接从灌装机构上被扯下，则尚存于口袋内的压力经过还敞开的阀口猛然泄出，结果，一定量的物料且尤其在轻型材料时相当多的物料从口袋中漏出来。这导致袋重损失，也造成设备和口袋被污染。在灌装例如炭黑颗粒或TiO₂颗粒时，此时少量漏出的颗粒就已经对环境造成相当严重的污染。水泥装袋时也会对口袋和环境带来严重污染。此外，在装袋过程中或在卸下口袋时任何漏出来的物料对于在那里工作的工作人员的劳动保护也是不利的。

可如果采用自封口式阀口袋，仍会出现物料泄漏，自封口式阀口袋通过位于内部的物料基本上自动封闭阀口。尽管可以通过规定的过度灌装一开始就补偿这样的物料漏出，但还是存在对阀口袋、灌装设备和环境的可能相当大的污染的缺点。不管怎样，灌装后的口袋的整洁性对客户来说是越来越重要的标准，并且灌装设备在工作中的整洁性也变得越来越重要。灌装设备在工作中的整洁性和灌装过程之后的口袋整洁性相互影响。

为了减少物料漏出并改善设备和口袋的整洁性，因此在现代的设备中在灌装过程结束后且口袋卸下之前等候一段时间，直到口袋内的压力已经过袋壁而减小，或者需要通过旁路释放过压。经袋壁的压力降低尤其在轻型物料的情况下是非常耗时的，因此由于该等候时间而肯定能想到这会显著地降低灌装效率。在等候时间内，过压通过袋壁缓慢消散。如此测定停留时间长短，在其结束时，阀口袋内的过压确实已降低足够多，从而在从灌装嘴上卸下阀口袋时不再出现显著的物料漏出。在回转式包装机中将如此实现该等候时间，该包装机以合适的低速转动，从而在灌装结束后还能保持足够的等候时间，直到达到卸袋角位。结果，包装机的灌装速度降低。

当通过旁路释放压力时，尽管加速了压力减小，但未阻止产品也经旁路被排出，于是这造成袋重损失。由此也导致显著的重量变化。此外，根据规定，必须弃掉漏出的物料。总之，这种情况意味着运行成本的增加。

发明内容

因此，与现有技术相比，本发明的任务是提供用于给容器灌装散装的材料的灌装设备和方法，借此实现整洁的灌装和高的生产量。

该任务将通过具有权利要求1的特征的灌装设备和通过具有权利要求7的特征的方法来完成。优选的改进方案是从属权利要求的主题。从实施例中得到其它的优点和特征。

在上述的灌装设备和方法中，本发明如此完成该任务，测量存在于容器内的压力p的数值并如此控制包装机的转动速度，容器内的灌装压力在抛卸位置被减小了或者达到了这样的数值，即，在抛卸时没有物料或几乎没有物料漏出。

本发明的灌装设备用于灌装容器尤其是灌装阀口袋，包括至少一个回转式包装机，该回转式包装机具有用于驱动该包装机转动的驱动装置和多个灌装嘴，所述多个灌装嘴分布在回转式包装机周围。此外，所述多个灌装嘴设置用于接纳该容器或者该阀口袋。该容器且尤其是阀口袋能通过开口放置到该灌装嘴上并且可通过灌装嘴被填充散装物料。该容器尤其是阀口袋在至少一个规定的插放位置被插挂到灌装嘴上并且在至少一个规定的抛卸位置被自动抛卸下。而且，设有至少一个控制装置用于控制灌装过程。至少一个灌装嘴配有压力传感器，用于测定设置在灌装嘴上的容器或者阀口袋的灌装压力的测量值。控制装置设置用于借助压力传感器来确定在抛卸位置之前的预定位置上存在的灌装压力的至少一个有代表性的压力参数并且通过控制包装机的转动速度来调整适应于驱动装置的速度。

本发明的灌装设备有许多优点。一个显著优点是该包装机的转动速度可依据所确定的压力参数来控制。由此，达到目标灌装重量之后的等候时间可以被优化。该等候时间将单独地自动匹配于现存的条件。有效的等候时间将由此被缩短，而灌装速度提高。而在现有技术中，转动速度被选择得足够低，以至在不同物料和物料性能的情况下还是要保持足够长的等候和稳定时间。

根据本发明，可以提高效率且优化产量。包装机转动速度的控制或调整此时尤其根据有代表性的压力参数来进行。

另一个显著优点是设备和周围环境更加整洁，这是因为，优化的转动速度确保了足够的停留时间，在该停留时间里，在还挂在灌装嘴上的口袋中的过压被可靠地减小。本发明可以在确保最高产量的同时优化自输送供料关断起直至口袋卸下时的等候时间。为此，如果口袋内有过高的内压，则相应地降低转动速度，以减小卸下口袋处的所述口袋内压或者说灌装压力，由此可靠避免物料漏出，与此同时，将获得优化的产量。这样一来，对于在灌装设备区域内工作的人员，能够可靠获得高度工作安全。

此外，在本发明的简单实施方式中，可以使用接通式和尤其还是数字接通式压力传感器，它在低于一个尤其是可调的阈值时发出信号例如接通信号。借此，可以通过简单而低成本的方式控制灌装设备的转动速度。这种两点式或三点式压力开关成本低廉并且足以应对设备整洁性和/或灌装速度的简单优化。

原则上，不管灌装嘴的数量是多少，仅为一个灌装嘴配备一个压力传感器就够了。但有利的是，对于具有例如4、6、8、12或16个或其它数量的灌装嘴的灌装设备，多于一个的灌装嘴配备有一个压力传感器，用于通过分析多个压力传感器信号实现统计分析。例如可以采用两个、三个或四个或更多的压力传感器。可以确定一个平均值，或者推导出中位值、最大值或最小值或其它统计计算出的压力参数，以便用于控制该转动速度。

作为给一个或多个灌装嘴配备呈压力开关形式的压力传感器的附加或替代，也可以采用这样的压力传感器，其根据在口袋中的压力发出与之相关的或成比例的信号。

因此，本发明也是很有利的，因为事实证明不仅不同产品需要不同的灌装参数，而且相同产品也根据产品在储料容器和/或上游圆形料仓中的存放时间而需要在达到灌装重量后的不同等候时间。

例如，存放在圆形料仓中时间达数天或数周之久的散料含有比刚装入料仓中的物料更少的空气。这导致已装填在储料容器或圆形料仓中一段时间的物料与刚灌入圆形料仓的物料相比具有减小的空气量，因而一般也仅需要更短的输送机构关断后的等候时间。

在这里，本发明与在一个或多个物料内可能有的物料性能波动无关地允许快速最佳的转动速度和进而灌装速度。

用于确定压力参数的预定位置最好在抛卸位置之前的一个小角度间距中。该角度间距尤其是小于分配给灌装嘴的角度范围的二分之一、三分之一或五分之一。在例如共有8个灌装嘴的设备中，对应于一个灌装嘴的角度范围为45°，因此假如是二分之一时是小于22.5°，在三分之一时是小于15°，在五分之一时是小于9°。在不同的灌装嘴数量的情况下，得到相应的不同角度范围。

尤其是，该预定位置将设置在抛卸位置之前的小于5°的角度范围中。最好该预定位置将位于在抛卸位置之前的小于2°且尤其优选是小于1°的角度范围中。按照角分范围的角度间距也是可想到的和优选的。

该预定位置也可以紧接在抛卸位置之前，或者甚至在抛卸位置上。本申请的意义上的“在抛卸位置前”是指一个在“抛卸位置之前或甚至在抛卸位置上的”位置。重要的是，可以在预定位置上确定一个压力参数，该压力参数是存在于口袋内的灌装压力的代表性测量值。

最好该控制装置被安排和构造成当在抛卸位置之前的预定位置上的所确定的或所测得的压力参数低于预定的最小阈值时能提高包装机的转动速度和/或当在抛卸位置之前的预定位置上的所确定的或所测得的压力参数高出预定的最大阈值时降低包装机的转动速度。

最好如此选择最小阈值，保证足够高的转动速度，另一方面又设立完善的控制。

尤其是如此控制灌装设备，压力参数且尤其是容器内的灌装压力在抛卸位置上处于预定的压力区间即抛卸压力区间中。如果该压力参数减小，则转动速度提高，并且如果压力参数达到上限值，则转动速度降低，从而一方面出现最佳的或至少合适的抛卸条件，另一方面达到高的灌装速度。

在有利的改进方案中，每个灌装嘴都配有一个压力传感器。可行且也优选的是，只有一个或若干灌装嘴各配有一个压力传感器。仅靠来自一个压力传感器的压力参数也可以实现有效控制，其中一定的安全裕量可能是有意义的。

所述至少一个抛卸位置尤其是预定的并且在全自动卸袋时由灌装设备的形状确定。

最好每个灌装嘴配有一个重量传感器，用于在灌装过程中测定该容器或者阀口袋的重量并相应控制灌装过程。

在所有的实施例中，可以设置至少一个封口站，用于在灌装过程后通过已知做法封闭阀口袋。

本发明的方法用于借助回转式包装机来灌装容器，尤其是灌装阀口袋，该回转式包装机具有在其周围分布的多个灌装嘴。为了灌装，该容器且尤其是阀口袋挂放到灌装嘴上，并且灌好的容器或者阀口袋在规定的抛卸位置处被抛离灌装嘴。确定至少一个代表抛卸位置上的灌装压力的压力参数并且根据该代表性的压力参数来控制包装机的转动速度。

本发明的方法也有许多优点。该方法允许在保证清洁口袋的同时提高生产量。

压力参数尤其是用于袋内压力的测量值并最好大致对应于抛卸位置处袋内存在的灌装压力。所确定的袋内压力大小决定该袋是否现在抛卸。

尤其是在多个灌装嘴上确定压力参数并且选择最高的压力参数为控制该灌装设备的比较值。

该压力参数或者说比较值可以在每圈转动中确定一次性或者按照规定间隔被求出。

包装机转动速度尤其在压力参数或比较值小于预定的最小阈值时提高，和/或包装机转动速度尤其在压力参数或比较值高出预定的最大阈值时减小。

最小阈值和最大阈值最好是预定的并且能够例如取决于材料。在某些改进方案中，最小阈值和最大阈值也可以是相同的。

在优选的改进方案中，当灌装压力高出预定的最大阈值时，阀口袋在抛卸位置未被抛卸下。这样，将避免由于可能有的产品漏出而造成的污染。转动速度随后被降低，以避免将来再转一圈。

从测定的压力参数中可以确定在经过预定的转动圈数后的最大压力参数并且与最小阈值和/或最大阈值进行比较，以相应地调整该转动速度。这样一来，将减缓调整速度，这有助于阻止过调。在求出最大压力值之前的转动圈数可以是1、2、3或更大。不到一圈也可以。

在所有的实施方式中，也可以将压力传感器的信号用于控制灌装过程，以获得有效的灌装过程。

在有利的改进方案中，采用一个上述灌装设备来执行上述方法。

在所有的实施方式中，有利地在灌装过程中以周期方式或连续方式测量在灌装过程中关于阀袋重的参数，并且在达到阀口袋目标重量时切断物料供应。

可设置一个比较器用于执行所需的比较。

在所有的实施方式和改进方案中，散装物料尤其从储料容器中被供应到灌装嘴并分别借助输送机构被送入容器。在灌装过程中，也可以测量容器中存在的灌装压力的代表性测量值并且可以在给容器灌装物料的过程中依据存在于容器内的灌装压力控制至少一个灌装参数例如空气输送量。

通过根据所存在的内压来控制一个或多灌装参数，将实现短的灌装时间，而同时可以实现直到卸下容器为止的短暂等候时间。

根据本发明，如此控制灌装参数，不仅真正的灌装过程被优化，随后用于压力降低的等候时间也总体被优化。为此将相应调整包装机转动速度。因为包装机的大批量，所以尤其没有分别针对每个单独的灌装嘴来控制转动速度，而是在达到一定数量的灌装好的阀口袋之后进行调整。

因为存放在圆形料仓中达数天或数周之久的散料一般含有比刚灌入料仓的产品更少的空气，所以灌装过程中的最佳通风流量取决于当前的产品性能。

如果通风量相同，则刚灌入圆形料仓的产品可能导致容器内出现不期望有的压力峰值，这将会延缓整个灌装过程。同时，稳定时间也延长，直到口袋内的灌装压力已经降低到所要求的数值。当把例如刚装填入圆形料仓中不久的物料灌入容器时的更低通风量因此可能导致较高的灌装效率。

另一个用于调整和控制灌装过程的灌装参数尤其是输送机构的输送速度。当容器内压力增大过多时，可以降低输送机构的输送速度。

在包装机中有用于加入空气的多个不同位置。除了在输送机构处或之前混入空气外，在灌装嘴或灌装管处或之中混入空气也是常见的。在一个改进方案中，空气量可根据测得的灌装压力p和/或当前重量来控制，以在灌装嘴中获得良好的或甚至最佳的流动性能。

如果输送机构呈灌装叶轮或者输送螺杆的形式，则其输送速度尤其是也根据在容器中测定的灌装压力p来控制。

而如果灌装机构成气动灌装系统的形式，则输送空气尤其是根据测得的灌装压力p来控制。

也可以采用泵行程和/或泵频率被控制的泵作为输送机构。

有利的是，计量器的计量位置不仅根据灌装的产品重量来控制，而且也根据在容器中测得的或者确定的灌装压力p来控制。

例如，当容器内的压力例如高出预定值时，可以提前从粗流切换到细流。也可以连续调整(增减)产品流。尤其是当容器内的灌装压力p高出预定值时，也可以切断该输送机构的输送。在相应的压力降低后，接着又逐步地或连续地提高输送量。

为了在灌装过程中已经加速通风，优选设置在灌装嘴和容器之间的膨胀皮碗只有在容器内的灌装压力p超出预定的参数时才吹气膨胀。在吹气膨胀之前，空气可以经间隙漏出，因而这已经在灌装时造成较低的过压。但如果过压超出特定数值，则灌入容器的物料也可能不合期望地又经所述间隙泄漏。因此，最好只有当容器内的灌装压力p低于预定阈值时，才降低膨胀皮碗内的压力。

整个灌装过程的控制尤其是如此根据存在于容器内的灌装压力进行，即，在整个灌装过程中，保持所存在的灌装压力低于允许的最大压力。灌装过程也可以如此被有意控制，尽管一直没有达到或超出最大压力，但灌装压力被如此控制，其尽可能接近而又始终保持小于最大压力。在改进方案中，可以依据灌装质量，可以附加地或与常规控制结合地考虑所出现的灌装压力。此时，冗余是有利的。同样，与压力相关的控制允许对灌装过程中的故障做出更快速的反应。

在本发明设备的一个实施例中，测量机构与控制灌装过程的控制装置连接以交换数据。在该设备中，可以给测量机构配备评估单元，其可以与该控制装置相连以交换数据。最好该测量机构设计成连接到该灌装嘴之上或之中的压力传感器的形式，其记录下存在于容器内的灌装压力的数值。

优选可以采用压力测量盒、压电式压力传感器或者半导体式压力传感器来测量压力。

为了给至少部分灌装有物料的容器通风，可以而使用设置在灌装嘴上的反向通风机构。

利用本发明的设备和本发明的方法，可以将散料或可流动物料、尤其是如建筑材料、水泥、矿物、粉末状或颗粒状化学制品、晶体、细粒或粗粒状以及粉末状物料、用于涂料生产的炭黑颗粒或TiO₂颗粒或含有TiO₂的物料以及食物包装到或打包到由不同材料构成的相应容器中。

附图说明

从以下参见附图来描述的多个实施例中得到本发明的其它优点和应用。尽管这些附图按照不同的比例绘制，但相同或相似的零部件用相同的附图标记来表示，其中：

图1是灌装设备的示意图，

图2是从插放位置到抛卸位置的转动过程中的压力和重量曲线的示意图；

图3表示转动速度和卸袋压力随时间的变化曲线；

图4是根据图1的设备的局部截面图；

图5表示在灌装阀口袋时的重量和压力曲线图，在此未供应辅助空气；

图6表示具有高空气含量的阀口袋灌装过程中的重量和压力曲线的曲线图；

图7表示在特定通风情况下灌装阀口袋时的重量和压力曲线的曲线图；

图8是储料容器和灌料筒的示意图。

具体实施方式

图1所示的本发明灌装设备1包括回转式包装机2，该包装机可通过驱动装置48沿箭头23方向被驱动。在此呈电动机形式的驱动装置48的速度被相应控制，以便控制或调整包装机2的转动速度。

包装机2包括6个呈灌装嘴3形式的灌装机构，如图4具体所示，具有呈阀口形式的开口5的阀口袋4被推放到灌装嘴3上。

如在图1中用箭头36所示地，根据本发明，阀口袋4来自于库存并且其借助附图未示出的抓取机构被取出并通过自动插袋机被插挂到灌装嘴3上。

灌装设备1配备有卸袋输送带6，用于送走灌装好且被抛卸的阀口袋4。规定尤其是直接抛卸在卸袋输送带6上。阀口袋4的封口可以在卸放在卸袋输送带6上之前或之后在附加工作站内进行。

在根据图4的视图中，阀口袋4以其开口5被插放到灌装嘴3上。阀口袋4以安置在灌装嘴3的外表面3a上的膨胀皮碗7被保持住并相对于环境被密封隔离。膨胀皮碗7在充气状态中贴靠在用于把阀口袋4固定在灌装嘴3上的阀口袋4部分8的内壁8b上。

根据本发明，由压力传感器10记录下阀口袋内的灌装压力p的特征值。压力传感器10的测量特性是如此选择且压力传感器安置在这样的位置上，即，测得的灌装压力p基本上等于阀口袋4内的压力，或者可以结合测量信号推导出该阀口袋内的压力。

在预定位置且尤其在抛卸位置35之前的预定位置51上压力传感器10的信号作为压力参数47被记录下来并被用于控制包装机2的转动速度。在理想情况下，所确定的压力参数47对应在抛卸位置35上的卸袋压力42。其前提条件是，所确定的压力参数47低于最大阈值45，因为否则阀口袋4要留在灌装嘴3上转动另一圈，直到下一个确定的压力参数47低于最大阈值45。

根据压力参数47来如此控制转动速度，在抛卸位置35上存在一个在阀口袋4内的灌装压力p，在该灌装压力下，可以卸下阀口袋4，而不会出现散料从口袋内流出。

用于确定压力参数47的预定位置51尤其离抛卸位置35有一段较小的角度间距，因此也可以与之重合。于是，必须确定卸袋之前的压力参数47。但也可行的是，预定位置51设置在抛卸位置35之前的一个或多个角分的或角度的角度间距处。于是，将从该确定的值推导出一个压力参数，它代表在抛卸位置35上的压力。这例如可以通过外插值法来得到。

在这个实施例中，预定位置51紧接在抛卸位置35之前，因此这两个点在根据附图的视图中区分不开。但是，明显相互分开和相互紧靠的两种布置形式都是可行的。

在图2中非常示意性地示出了这种做法。在那里，关于在插挂位置34和抛卸位置35之间的转动角度地绘制出口袋内的灌装压力曲线38和袋重曲线39。如果阀口袋4已经明显在达到抛卸位置35之前被填满且灌装压力p降低到抛卸压力区间40，则包装机2的转动速度41可相应提高，因为余下的转动角度43中不再需要用于降低压力。

图2示出了这样的情况，此时，在时刻49已经存在灌装压力50，其处于抛卸压力区间40的中点，因而对应于卸袋时的目标压力或者说阈值37。不过，卸袋还不能在时刻49进行，因为相应的灌装嘴3或者阀口袋4还尚未到达抛卸位置35。通过如此相应提高转动速度41到转动速度44(参见图3)，即在对应的灌装嘴3到达抛卸位置35时到达了等候时间28c的终点，则灌装速度总体成比例地被提高。

如果抛卸位置35上的灌装压力或者说卸袋压力42还在最大阈值45之上，则阀口袋4尤其还留在灌装嘴3上继续转动一圈，以实现进一步的压力降低。

在控制转动速度41时，也可以考虑自动插袋机的生产能力和其它组成部件的生产能力，用于总体调节出最佳状况。

为了优化灌装过程，还可以根据所测得的灌装压力p来控制供气机构17，用于增加口袋序列数。

在图3中示出了可能有的随时间的控制行为。在开始时存在相对低的转动速度41，其随后将被提高至值44，因为卸袋压力42最开始低于最大阈值46。随着转动速度41提高至转动速度44，可以在抛卸压力区间40中调节出卸袋压力42，从而提供最佳状况。

在本发明的一个如图4的虚线所示的优选实施方式中，压力传感器10安置在灌装嘴3的区域3c中，该区域紧邻被阀口袋4的部分8占据的区域3d。压力传感器10穿过灌装嘴3的壁，因而记录下灌装嘴3内的压力。这种结构尤其适用于改装现有设备，因为只需要设置传感器并且控制装置被设置或扩展成用于根据测定的灌装压力p来控制包装机2的转动速度41和或许控制该灌装过程。

在特别优选的实施方式中，设有压力传感器10，它通过压力接纳开口9和测量通道或测量管路13承受在口袋内部存在的灌装压力p。压力接纳开口9例如可以设置在尤其是呈灌装管形式的灌装嘴3的前侧区域内且在灌装物料18的出口附近。优选该开口或压力接纳开口9设置在灌装嘴3的下侧区域中，与出口间隔开，以防止灌装物料18进入。在每次灌装过程后，可以通过短暂的鼓风来吹扫测量管路13。

测量管路13可以包括在灌装嘴3中的呈通道形式的第一部分13a和呈软管或者刚性管形式的第二部分13b。即使管有1米长，也可以获得快速响应时间，因为压力干扰以声速传播，从而可获得足够高的控制速度。

测得的压力值暂时存储在配属于压力传感器10的数字评估单元11中并且被发送给中央控制单元14。结合测定数据，将控制该灌装过程和该转动速度41。

为了确定在待填充的阀口袋4内的灌装量，设置如图3示意所示的称重机构12。称重机构12所测得的阀口袋4质量值被发送给电子处理单元15。电子处理单元15与控制输送机构16的中央控制单元14相连。为了提高倾注性或流动性，可以通过供气机构17输入空气，用于例如也使团块物料变松散。电子处理单元15可以从由称重机构12所测量的质量值中给出对应于灌装物料18的装填量的净质量。

本发明的方法或者本发明的灌装设备1如下工作。只要阀口袋4在插放位置34被自动插袋机或被手动插放到灌装嘴3上，就在包装机2转动的同时通过电子控制单元14启动灌装过程。在一个适当的时刻，将安放膨胀皮碗。这也可以仅在袋内的灌装压力p超过预定值时进行。准确数值取决于待灌装的产品的类型。

从圆形料仓或类似机构中被送往输送机构16的物料18将通过灌装嘴3被注入阀口袋4。此时，灌装物料18的质量将由称重机构12或是按照预定间隔或是基本连续地来确定，并且测量值被传送给处理单元15和控制单元14，控制单元同时分析并在控制中考虑压力传感器10的信号。

中央控制单元14可以在灌装过程中发出不同的压力施加曲线。因此，可以在灌装过程的短暂初始阶段中选择高的灌装压力p，以使在阀口袋4底部区域内的折皱展开变得容易。对于大多数灌装物料，在一般长达几十秒的灌装过程结束之前，压力将被提高，以获得相应的压实作用。因此，灌装物料18的最后约5％至10％可能要在较高的压力下填充。

当时最佳的压力曲线根据经验来确定并且随产品不同而不同。环境条件(压力、温度、空气湿度)也可能有影响。

最好在整个灌装过程之中和也在之后由压力传感器10测定存在于阀口袋4内的压力并将其传递给控制整个工作过程的单元。最好连续进行该压力测量。

当处理单元15根据称重机构12测定的质量值告知输送机构16已达到预定目标质量时，输送机构16被关停。

在灌装过程结束后，在包装机2转动的同时继续测量灌装压力曲线38并且压力传感器10测量立即开始或可能稍有延迟地开始的灌装压力p降低。在阀口袋4内的空气可以通过设于阀口袋4外表面上的且仅让空气透过的开口19或通过口袋壁的多孔性而逸出，从而降低所建立的内压。

只要在抛卸位置35上瞬间袋内压力或者灌装压力p低于最大阈值45，就排除了在卸下口袋时的物料不小心大量漏出的危险。之后，中央控制单元14控制卸袋单元，以将灌好的阀口袋4从灌装嘴3上卸下。

如果压力参数47在抛卸位置35上还是高出最大阈值45，则随后降低包装机2的转动速度，从而随后的阀口袋4在灌装过程结束后具有足够的且尤其是最佳的等候时间以降低压力。

如果是要在这种灌装设备1中装袋的常见材料如水泥或类似物，则在阀口袋4内，在过压范围内的最大阈值45为例如25毫巴。根据应用场合，最大阈值45也可以或大或小，例如大到50毫巴。当然，除了待装袋的物料18的类型及其结构或粒度外，最大阈值45也取决于容器的类型、尺寸和材料。

在输送机构16停止后至低于最大阈值45的等候时间可以对应于灌装时间并且也能超过灌装时间。但是，它也可以短许多。持续时间可以为几秒或几十秒，甚至更长。

本发明的操作优选包括关断保护，其由中央控制单元14在出现突然的预定压力降低或者压力停滞了预定时段时启动该关断保护。由此，可以减小或尽量避免口袋破裂或者阀口袋4未正确套接到灌装嘴3上的后果。

压力传感器10所记录的压力值也可被用于在整个灌装过程中保持压力低于最大压力。这将依据测得的灌装压力p通过输送机构16和/或供气机构17的控制来实现。为此，根据本发明，可以减小或完全切断灌装物料的输送流。

此外，本发明实现了根据在待灌装的阀口袋4内的灌装压力的测定值p对整个灌装过程的控制。此时，中央控制单元14可以通过由称重机构12称量的质量值和由压力传感器10测得的关于灌装压力p的压力值的组合来执行过程控制。

图5表示灌装一种物料18的灌装过程的可能有的变化曲线。如果灌装其它灌装物料18时，则可能出现其它的时间变化曲线，因此根据图5的视图只视为举例说明。在针对根据图5的视图记录的测量曲线中，没有采用辅助空气，因此单纯的灌装物料18被装袋，其随机地具有在此示出的性能。在此，它是这样的产品，它只是不久之前被灌装到圆形料仓和储料容器31中的，因此在存放于储料容器31内的产品中还含有一定的空气量。这导致即便没有添加辅助空气，也能实现有效的灌装。

曲线20表示在给阀口袋4装填作为灌装物料18的散料时的重量曲线，而曲线21表示随时间而变的压力曲线。曲线22表示随时间而变的输送机构16的工作状态。灌装时的过程如下：

在插放阀口袋4后，输送机构16将被调节到粗流工作方式达一段持续时间28a。在此段持续时间内，重量增量大，在此实施例中几乎随时间线性增大。在时刻24，将达到预定的极限重量，该极限重量在此约为22公斤，并且输送机构在持续时间28b内被切换到细流方式，直到达到在此例如约为25公斤的最终重量。

在细流阶段中，质量流较小。但同时阀口袋4内的灌装压力p还是增大，但该灌装压力在这个例子中在整个灌装时间内保持较低。

当达到细流切断点25时，关断细流。袋内的灌装压力p根据关断之后的口袋通风情况消散，该口袋通风情况也与所采用的口袋有关。

在此例子中，可如此调节包装机2的转动速度41，即在达到细流切断点25时，阀口袋4到达了抛卸位置35，因为在灌装过程结束后，压力参数47低于最大阈值45。根据待灌装物料的不同，最大阈值45具有不同的大小。如果物料更轻更细，则极限值较小。

在这里，可以提高转动速度41，从而阀口袋4恰好在抛卸位置35上或之前不远处达到其规定的灌装重量。通过单独的测量，转动速度41和工作过程总体可以最佳地适应所用的灌装物料18和阀口袋4。

在图5所示的灌装过程中，可将总处理时间28即包括稳定时间在内的灌装时间调设为总共9.8秒。因此可以如此调设转动速度41，即从插放位置34到抛卸位置35的转动持续时间同样为9.8秒。同样，还可以考虑例如为0.1或0.2秒的安全裕量。通过提高转动速度41，随后将在约10秒后已到达抛卸位置35。因为在抛卸位置35上的压力参数47低于最大阈值45，所以灌装速度提高了约1/3。

由于没有加入空气，所以在口袋内灌装压力27的最大过压仅达到23毫巴，因而在此能够以例如650转/分钟的叶轮转速进行工作。叶轮转速可以根据叶轮类型等或高或低。当然，肯定也可以采用其它的输送机构，例如采用气力输送机构、螺杆输送机构、泵送机构和其它已经在现有技术中已知的输送机构。

图6示出了在散装物料18装袋时的重量曲线20和压力曲线21的另一个例子。在这里，加入大量空气以加强物料18的流动性能。这例如出现在要灌装难以流动的物料18或物料18已经在圆形料仓或储料容器31中停留较长时间时。但在这里，图6所示的压力曲线和重量曲线用于原则上与图5中的相同的产品。

明显可以看到阀口袋4内的重量急剧增大，从而切换时刻或者说从粗流切换至细流的时刻24相当早地出现，确切说在大约3.7秒后出现，而粗流阶段的持续时间28a在图5所示的灌装中持续大约5秒。可是，在根据图6的灌装过程中的高空气含量导致了细流阶段的持续时间28b显著长于在根据图5的灌装例子中的细流阶段的持续时间28b，结果，灌装时间共为10.5秒。因为在灌装过程结束时的袋内压力或者说灌装压力p约为180毫巴，所以必须如此调节转动速度41，即保持大约5秒的等候时间28c，直到阀口袋4在大约15秒后达到抛卸位置35，在该位置上，口袋内的灌装压力p降低到最大阈值45，在这里是50毫巴，从而能卸下阀口袋4。而在根据图5的灌装例子中，处理时间仅为9.8秒。大约5秒的差别带来显著较高的灌装速率，进而带来更好的灌装设备1经济效率。

如图7所示的另一实施例的压力、状态和重量的曲线20-22所示，通过可控制地加入辅助空气还可以改善灌装效果。在这里，还是灌装与图5和图6所示的装袋例子中一样的产品，只是所输入的辅助空气根据存在于阀口袋4内的灌装压力p来控制。

尽管辅助空气的控制导致出现约4.2秒的粗流阶段的较长持续时间28a，但在这里，在阀口袋4内过压已减小到50毫巴的卸袋压力42之前的总处理时间仅为约7.2秒。灌装时间在此为6.8秒，最大过压为60毫巴。叶轮转速同样为650转/秒。

与利用大量空气的装袋不同(图6)，口袋的处理时间从约15秒缩减一多半到7.2秒，这允许高达两倍的转动速度41和口袋序号。与图5所示的无辅助空气的灌装相比，处理时间28也从9.8秒显著缩短到约7.2秒。

如图5至图7所示曲线的比较所示，最佳空气供应也明显取决于允许的最大阈值45，因为当例如只允许25毫巴的卸袋过压42时，灌装时间在图7的例子中和在图5的例子中分别约为10秒，而在图6的例子中还进一步延长。在图6的视图中在大约15秒处的突然压力降低在此是由阀口袋4的卸下造成的，而阀口袋4在图7的视图中还处于悬挂状态，尽管已经小于允许的最大阈值45。

在针对图5的测量中，最大灌装压力27约等于23毫巴，而在针对图6的测量中，等于227毫巴，在针对图7的测量中，约为60毫巴。

如能从图5、图6和图7的视图中看到的，对于每种产品和每个允许的最大阈值45，存在最佳的灌装策略和转动速度41。

图8示出了储料容器31和带有在此呈灌装叶轮形式的输送机构16及灌装嘴3的灌料筒的概略图。根据测得的压力状况和至今所获的重量，通过送风通道33调节输送叶轮或输送机构16的转速、计量器32的位置和送风情况，从而出现期望的灌装条件并可以调节出最佳的转动速度41。

附图标记列表

1灌装设备；2包装机；3灌装嘴；3a外表面；3c区域；3d区域；4阀口袋；5开口；6卸袋输送带；7膨胀皮碗；8部分；8b内壁；9压力接纳开口；10压力传感器；11分析计算单元；12称重机构；13测量管路；13a，13b部分；14控制单元；15处理单元；16输送机构；17供气机构；18散装物料，灌装物料；19开口；20曲线；21曲线；22曲线；23箭头；24时刻；25细流切断点；27最大灌装压力；28处理时间；28a持续时间；28b持续时间；28c等候时间；31储料容器；33送风通道；34插放位置；35抛卸位置；36箭头；37阈值；38灌装压力曲线；39袋重曲线；40抛卸压力区间；41转动速度；42卸袋压力；43余下的转动角度；44转动速度；45最大阈值；46最小阈值；47压力参数；48驱动装置；49时刻；50灌装压力；P灌装压力；51预定位置。

Claims (15)

1.一种用于灌装阀口袋(4)的灌装设备(1)，包括至少一个回转式包装机(2)，该包装机包括用于驱动包装机(2)转动的驱动装置(48)和至少一个尤其是多个分布在回转式包装机(2)周围的灌装嘴(3)，其中该至少一个灌装嘴(3)设置用于接纳该阀口袋(4)并且该阀口袋(4)能通过开口(5)安置到该灌装嘴(3)上并通过该灌装嘴(3)被灌充散装物料(18)，其中该阀口袋(4)在规定的插放位置(34)被插放到该灌装嘴(3)上并在规定的抛卸位置(35)被自动抛卸，并且设有控制装置(14)用于控制灌装过程，其特征是，该至少一个灌装嘴(3)配备有一个压力传感器(10)，用于测定用于设在该灌装嘴(3)上的阀口袋(4)的灌装压力(p)的数值，该控制装置(14)设置用于借助该压力传感器(10)确定关于在该抛卸位置(35)之前的预定位置(51)上存在的灌装压力(p)的至少一个代表性的压力参数(47)并通过控制该包装机(2)的转动速度(41)调整该驱动装置(48)的转动速度。

2.根据权利要求1所述的灌装设备(1)，其中该控制装置(14)设置用于当在该预定位置(51)上的压力参数(47)降到预定的最小阈值(46)之下时提高该包装机(2)的转动速度(41)和/或当在该预定位置(51)上的压力参数(47)高出预定的最大阈值(45)时降低该包装机(2)的转动速度(41)。

3.根据权利要求1或2所述的灌装设备(1)，其中至少一个压力传感器(10)为压力开关形式。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的灌装设备(1)，其中每个灌装嘴(3)配有一个压力传感器(10)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的灌装设备(1)，其中每个灌装嘴(3)配有一个重量传感器(12)，用于在灌装过程中确定该阀口袋(4)的重量。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的灌装设备(1)，其中设有用于自动插放阀口袋(4)的至少一个自动插袋机和/或用于在灌装过程后封闭该阀口袋(4)的至少一个封口站。

7.一种利用回转式包装机(2)灌装阀口袋(4)的方法，所述包装机包括分布在回转式包装机(2)周围的至少一个且尤其是多个灌装嘴(3)，该阀口袋(4)挂放到该灌装嘴上并且在规定的抛卸位置(35)从该灌装嘴上被抛卸下，其中在该抛卸位置(35)之前的预定位置(51)上确定关于该灌装压力(p)的压力参数(47)，并且该包装机(2)的转动速度(41)根据在该预定位置(51)上的压力参数(47)来控制。

8.根据权利要求7所述的方法，其中在多个灌装嘴(3)处确定该压力参数(47)并且选择经统计的压力参数作为参考值。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其中当该压力参数(47)或该参考值降低到预定的最小阈值(46)之下时，该包装机(2)的转动速度(41)被提高，和/或当该压力参数(47)或者该参考值高出预定的最大阈值(46)时，该包装机(2)的转动速度(41)被降低。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，其中当该灌装压力(p)超出预定的最大阈值(45)时，阀口袋(4)在抛卸位置(35)上未被抛卸下。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的方法，其中在预定圈数之后确定测出最大的压力参数(47)并与最小阈值(46)和/或最大阈值(45)进行比较，以便相应地调整该转动速度(41)。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其中该压力传感器(10)的信号被用于灌装过程的控制。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其中利用压力传感器(10)测定关于阀口袋(4)内的灌装压力(p)的参数，并且灌装过程至少部分地依据该灌装压力(p)来控制。

14.根据权利要求7至13中任一项所述的方法，采用根据权利要求1至5中至少一项所述的灌装设备(1)。

15.根据权利要求7至14中任一项所述的方法，其中在灌装过程中测定关于阀口袋(4)重量的参数，并且当达到阀口袋(4)的额定重量时，切断散装物料(18)的供应。

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