CN103748013A - 用于向袋子填充颗粒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于向袋子（34）填充颗粒的设备和方法。本发明还涉及用于在填充期间支撑袋子（34、36）的支撑元件（1），该支撑元件（1）是斜屋顶形式的，且用于紧固到运输带（10）的装置（24）被布置在该支撑元件（1）的下侧。

Description

用于向袋子填充颗粒的方法

技术领域

本发明涉及用于通过填充设施向袋子填充颗粒的方法，还涉及用于向袋子填充颗粒的设备，其中袋子在填充期间被支撑元件支撑。

背景技术

散装材料通常需要被填充到容器中，并且被包装用于运输。散装材料是，例如，沙子、粉末和多种材料的颗粒。在本说明书中，一般术语“颗粒”被用于所有这些散装材料。

为了运输，颗粒尤其被包装到贮料卡车、大袋子、瓦楞板八角容器和袋子中。通过贮料卡车，非常大量的散装材料可以被一次性运输。然而，散装材料日益以较小单元被需要。大袋子和瓦楞板八角容器提供了具有大容量的（典型地在500升与2000升之间）一次性的和可再次使用的容器。然而，散装材料日益以较小单元被需要，结果是，近年来，被包装到袋子中递送的颗粒的比例大大增加。袋子具有在20cm与50cm之间的典型宽度，以及在40cm与1m之间的长度和从2cm到20cm的深度。典型填充重量在1kg与100kg之间的范围内。优选地，袋子的重量被选择以使得袋子能够被单个工人移动，例如从5kg到50kg。

文献DE3006129、DE4314711、DE1948228和DE3118866涉及用于向袋子填充颗粒的设备。DE2317671公开了运送带与用于附属零件的连接器件的一种组合。所公开的附属零件中的一种在该例中是斜屋顶形式，且通过连接构件被紧固到运送带。

DE2311252涉及一种用于包装被包装到袋子中的可压缩的且弹性的物品的方法，该袋子在密封之前被按压。

例如根据FFS（形成、填充、密封）原理运行的自动设施可用于向袋子填充颗粒。用于袋子的材料常常在环形辊上被递送，且在第一步骤中形成袋子。如果袋子材料例如以侧角撑管状膜的形式在辊上被递送，则为此袋子的底端被熔合，袋子被切割成所要求的长度（例如80cm）且例如经由吸棒打开并移动到填充位置。

在下一个步骤中，特定量的颗粒被填充到袋子中。该量可以例如经由重量或经由体积来确定。根据该填充设备的实施方案，袋子可以被摇动以使所填充的颗粒紧凑。

对于下一个步骤，填充有颗粒的袋子被运输到密封站，例如通过一对钳子和/或借助运输带。袋子的上部接缝区被清洁（如果需要）并被焊接以密封。在密封期间，过量的空气可以通过真空泵从袋子的内部移除。袋子在密封之后被向前运输，且通常被准备好（通过码垛器件）用于在载体（例如欧式托盘（Europalette））上运输。

该方法的一个缺点是，以此方式填充的袋子与最优的立方体形状大幅偏离，结果是，削弱了袋子的堆叠性能。为了稳定性，袋子仅能够在托盘上被堆叠约4至6层。此外，空间没有被最优地利用，因为这些袋子之间未被使用的中空空间仍相对大。这个问题在图1a中例示。在这些袋子之间仍有可注意到的中空空间（35），且在该托盘（32）上不再能够安全地堆叠（31）其他层。

本发明的一个目的是提供一种方法和一种关联的设备，通过它们，袋子（例如根据FFS原理被填充）的形态能够被配置成实际的立方体形态。提出了一种用于在填充期间支撑袋子的支撑元件，该支撑元件优选地是斜屋顶形式，且用于紧固到运输带的装置被布置在该支撑元件的底侧。

该支撑元件优选地被附接到用于填充颗粒的设备的运输带，以使得该支撑元件的山形墙端部垂直于该运输带的运输方向而被定向，且在两个支撑元件的两个侧翼之间形成能够容纳袋子的形状。

在该支撑元件的一个实施方案中，该用于紧固到运输带的装置被配置为夹钳，该夹钳包围被配置为防滑运送带的运输带的防滑运送带脚。结果是，根据本发明的支撑元件能够很容易地紧固到防滑运送带，防滑运送带通常被用在用于向袋子填充颗粒的设备中。一般不必对该设备进行更多修改或替换该运输带。

优选地，在该支撑元件的侧翼与竖向之间围起20°至45°的角度。两个相邻的支撑元件的侧翼形成朝下（即，在该运输带的方向上）变窄的形状。结果是，该袋子在填充期间被支撑，防止了该袋子在底部区域的过量拓宽（“脚的形成”）。该侧翼的角度可以被适配到所使用的袋子尺寸。

在根据本发明的支撑元件的一个实施方案中，该支撑元件的两个斜屋顶形式的侧翼与竖向成相同的角度。

在该支撑元件的又一个实施方案中，该支撑元件的两个侧翼处于不同的角度。因而，能够例如为在运输方向上而被定向的侧翼与在相反方向上而被定向的侧翼设置不同的角度。结果是，当所填充和密封的袋子被卸货时（即，当该袋子被从该用于向该袋子填充颗粒的设备传送到下游码垛器件时），该运输带的行为可以被优化。相似地，该支撑元件可以被适配到由被设置的侧翼的角度使用的填充设施。

在一个实施方案中，根据本发明的支撑元件的边缘被磨圆。由于斜屋顶形式的该支撑元件的尖角边缘的磨圆，以及这两个侧翼在该运输带的方向上被定向的边缘的磨圆，避免了会机械地损坏该袋子的材料的尖点。

根据本发明的支撑元件是由合适的材料诸如例如塑料材料（尤其是聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯）或金属制造。

该支撑材料应由不对袋子材料造成化学侵蚀的材料制造。与该支撑元件的边缘的磨圆一起，这具有避免在填充、密封和运输期间对该袋子造成不想要的损坏的效果。

本发明的又一个实施方案提供了一种用于向袋子填充颗粒的设备，该设备包括填充设施和运输带，根据本发明的支撑元件被紧固到该运输带，该运输带上的相邻的支撑元件形成朝下变窄的形状。

在袋子被填充时，该袋子被接收并被支撑成由两个相邻的支撑元件形成的形状。该朝下变窄的形状抵消了该袋子在底部区域的过量拓宽。

在该设备的一个实施方案中，该运输带被配置为防滑运送带，且该支撑元件被紧固到该防滑运送带的防滑运送带脚。

在本发明的一个实施方案中，由该运输带上的两个相邻的支撑元件形成的形状的侧翼围起20°与40°之间的角度。在本发明的又一个实施方案中，该形状的这两个侧翼处于不同的角度。

被布置在根据本发明的设备的运输带上的支撑元件的高度被选择为使得装配有该支撑元件的该运输带的运行不受妨碍。该支撑元件的高度的这个选择确保了该支撑元件能够毫无问题地被装配在用于向袋子填充颗粒的设备的防滑运送带上，而不必对该设施进行进一步的修改或更改。

本发明的又一个方面提供了一种用于通过刚刚描述的填充设施向袋子填充颗粒的方法，该袋子至少部分地在运输带上被运送，该方法具有下列方法步骤：

a）向袋子填充该颗粒，

b）抽空并密封该袋子，

该袋子在填充期间被支撑成狭窄的形状，且在密封后被按压到它的最终形态。

在该方法的第一个步骤中，向袋子填充颗粒。在该袋子没有附加的支撑的情况下，该袋子会在底部区域呈现它的最大厚度，且朝向顶端会变得越来越窄。该袋子的朝下变窄的形状的支撑抵消了这种效果。该袋子在底部区域更窄，且现在近似在中间部具有它的最大厚度。在下一个方法步骤中，该颗粒袋子被运输到密封站。在该密封站中，该袋子通过焊接被密封。

同时地或几乎同时地，该袋子被“抽空”，即过量的空气经由真空泵被从该袋子内部移除。为了使该袋子同时是稳定、气密且容易焊接的，例如由至少一个塑料层和/或由至少一个金属层构成的复合材料被优选作为袋子材料。接下来，该密封且抽空的袋子被向前运输，且在该过程中被从该用于填充颗粒的设备的运输带卸货到又一个运输带上。该袋子被运送到按压机，并由此被按压到它的最终形态。由于该按压，颗粒被从该袋子的中间部推到邻接区。由于在按压之前该袋子的最大厚度在中间部，在按压之后产生了实际的立方体形态的袋子。

在该方法的一个实施方案中，该袋子在填充期间的取向是它的最长边朝上。

由于该袋子在填充期间的支撑，最长边朝上取向的袋子在填充之后在底端和顶端具有比中间部更小的厚度。

在该方法的一个实施方案中，已填充的袋子在按压期间平放在它的最大表面上，且在按压之后具有近似立方体的形状。

该方法适合用于多种尺寸的袋子，且有可能自由设置该袋子的长度。

由于根据本发明的支撑元件，用于向袋子填充颗粒的设备可以被改进为使得已填充的袋子能够通过按压形成近似立方体的形态。因而，在该袋子填充下游的码垛中实现更好的空间利用，并改进已填充的颗粒袋子的可堆叠性。结果是，有可能在托盘上容纳比迄今所容纳的更多层的袋子，由此降低的物流的支出和成本。

根据本发明的支撑元件具有夹持设备的有利配置，使得有可能将该支撑元件紧固到防滑运送带，如在用于向袋子填充颗粒的设备中通常使用的。由于根据本发明的对该支撑元件的最大高度的选择，除了该支撑元件的装配，不必对用于向袋子填充颗粒的设备进行进一步的更改或修改。

由该支撑元件形成的形状的侧翼的角度匹配到待填充的袋子的尺寸，并且是针对该袋子在填充期间的最优支撑以及针对该袋子的无缺陷卸货而设置的。

该方法可以被适配到不同尺寸的袋子，以使得保留了根据FFS原理的很大灵活度的填充。

附图说明

在下文中参照附图更详细地描述本发明，其中：

图1a示出了根据现有技术所填充的颗粒袋子的已码垛的堆叠，

图1b示出了通过根据本发明的方法所填充的颗粒袋子的已码垛的堆叠，

图2示出了根据本发明的用于填充颗粒袋子的设备的示意性例示，

图3示出了通过按压完成颗粒袋子的形态建立，

图4示出了由根据本发明的支撑元件所支撑的已填充的颗粒袋子，

图5示出了根据本发明的支撑元件的一个实施方案。

具体实施方式

图1a示出了通过根据现有技术的方法填充的颗粒袋子的已码垛的堆叠。

图1a示出了通过根据现有技术的方法所填充的颗粒袋子31。颗粒袋子31在托盘32上堆叠成六层。位于该堆叠上的是另外一个托盘32，该另外一个托盘32具有另外六层的颗粒袋子31。明显可注意到袋子31之间的未使用的中空空间35。此外，每个个体袋子31的形态大有区别，且在某种程度上显著地偏离理想的立方体形态。在该堆叠上不再能够安全地堆积另外层的袋子31。

图1b示出了通过根据本发明的方法填充和建立形态的袋子的已码垛的堆叠。

图1b例示了托盘32上的六层袋子30。放置在这个堆叠顶部的是另外一个托盘32，在该另外一个托盘32上同样布置了六层袋子30。由于袋子30的实际立方体形态，在袋子30之间出现较少的或仅出现小的中空空间35。此外，该袋子堆叠的顶侧适合用于向该堆叠添加另外一些层的袋子30。

图2示出了根据本发明的用于向袋子填充颗粒的设备的示意性例示。

图2例示了防滑运送带10，在该防滑运送带10上布置有多个防滑运送带脚12。被紧固到防滑运送带10的是支撑元件1，支撑元件1具有斜屋顶状的形状。制造该袋子的必要材料被递送为卷绕在环形辊60上。卷绕在辊60上的材料被配置为例如环形管或环形侧角撑管状膜。

简单膜、复合膜、纸以及由至少一个膜层和至少一个另外的层组成的复合材料被用作袋子材料。被使用的袋子材料的实施例有聚乙烯、聚丙烯、由铝和聚乙烯构成的复合材料以及由纸和聚乙烯构成的复合材料。

环形材料61经由多个偏转辊62和一对从动辊66被运送经过密封和切割设备64。通过密封和切割设备64，首先该袋子的底端被熔合。继而，袋子材料61被进一步从辊上展开，直到达到袋子的期望长度，接下来被密封和切割设备64切断。这产生了仍折叠在一起且在一端通过熔合而封闭的袋子。该袋子的接下来的侧壁是已经封闭的，因为袋子材料61被配置成管形式或侧角撑管形式。仍折叠在一起的袋子被夹持和运输设备46抓取，且被移动到防滑运送带10的区域中，在这里袋子34的底端被引入到两个支撑元件1之间的防滑运送带10上，这形成了在运输带10的方向上变窄的形状2。

袋子34的顶端被夹持和运输设备46打开，以使得填充设备40能够接合打开的袋子34。某量（例如通过称重或测量体积而限定的）的待被引入的材料或颗粒可以继而经由填充设备40被引入。在填充操作期间，袋子34继续被夹持和运输设备46夹持。夹持和运输设备46可以被配置为例如吸棒，该吸棒借助负压力保持该袋子。

一旦袋子34已经被填充，它就被夹持和运输设备46释放。由于填充有颗粒，该袋子自己站立。由于袋子34通过支撑元件1被支撑在防滑运送带10上，所以颗粒袋子34在底部区域39具有比中间部更小的厚度。已填充的但尚未密封的颗粒袋子34被防滑运送带10运输到密封设备42。在这里，该袋子的顶侧38被抓取，且该袋子通过熔合被密封。同时，密封设备42经由连接到真空泵44将过量的空气抽出该颗粒袋子。

在密封之后，已密封的颗粒袋子36被防滑运送带10向前运输到袋子卸货部13。在袋子卸货部13处，已密封的颗粒袋子36从防滑运送带10落到运输带14上。在该过程中，颗粒袋子36的取向改变。在防滑运送带10上，颗粒袋子36以它的最长边朝上取向。在运输带14上，颗粒袋子36平放在它的侧面上，以使得它的最大表面朝下而被定向。运输带14将颗粒袋子36运输到按压机，通过该按压机，颗粒袋子36获得了它真正的立方体形态。

由于处理不透空气复合材料和不透水复合材料（诸如由聚乙烯和铝构成的环形管状膜61）的可能性，与抽空袋子34结合，吸湿材料的颗粒也可以被填充到袋子中。被包装到袋子中的吸湿材料的实施例有：塑料颗粒，诸如ABS（丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物）、PA（聚酰胺）、PC（聚碳酸酯）、PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）、PU（聚氨酯）、PVC（聚氯乙烯）；以及，基本化学物质，诸如己内酰胺（结晶的）、己二酸（结晶的）以及己二胺己二酸（结晶盐）。

在该设备的一个实施方案中，打开的颗粒袋子34在填充有颗粒之后被摇动，以使所填充的颗粒紧凑。

图3例示了按压之前一瞬间以及按压之后一瞬间的颗粒袋子。图3示出了已填充且已密封的但尚未按压的颗粒袋子36。在按压机50中，颗粒袋子36平放在它的侧面上，它的最大侧表面朝下。该袋子的厚度在中间部37最大，且朝着底侧39和朝着顶侧38都减小。通过按压机50，压力在由参考标记52指示的箭头的方向上被施加在颗粒袋子36上。结果是，来自颗粒袋子36的中间部区域37的颗粒在顶侧38和底侧39的方向上被推动。

此外，在图3中可以找到仍位于按压机50中的已按压的颗粒袋子30的一个例示。由于按压期间的压力，袋子30已经呈现近似立方体的形态，其中袋子30的厚度在中间区域37中与在顶侧区域38和底侧区域39中实质相同。

图4例示了在具有根据本发明的支撑元件的防滑运送带上的一个已填充但尚未按压的颗粒袋子。

图4例示了一个已填充并已密封但尚未按压的颗粒袋子36。颗粒袋子36位于防滑运送带10上，且在其底侧区域39中由两个支撑元件1支撑。由于支撑元件1，袋子36呈现如下形状：它在其中间区域37具有最大厚度。在底侧区域39和顶侧区域38中，颗粒袋子36在每种情形中都呈现较小的厚度。根据本发明的支撑元件1包括斜屋顶形式的零件20以及紧固装置24。通过紧固装置24，支撑元件1的斜屋顶形式的零件20被紧固到防滑运送带10的防滑运送带脚12。

在每种情形中，通过两个相邻的支撑元件1在防滑运送带10上形成了朝下（即朝着防滑运送带10）变窄的形状2。支撑元件1的尺寸（尤其是其高度）被选择以使得支撑元件1能够与防滑运送带10一起在用于向袋子填充颗粒的设备中循环而不妨碍防滑运送带10。

图5例示了根据本发明的支撑元件的一个实施方案。图5示出了防滑运送带10上的支撑元件1。支撑元件1包括斜屋顶形式的零件20以及夹持件24。斜屋顶形式的零件20在顶部的尖角边缘处以及在面向防滑运送带10的边缘处都被磨圆。这避免了袋子材料在防滑运送带10上运输期间被机械地损坏。夹持件24包括：夹持板23，连接到斜屋顶形式的零件20；夹钳支架25；夹钳支架板26；以及，多个螺钉27和螺母28。通过夹钳支架25、夹钳支架板26和至少两个螺钉27，夹持件24被紧固到防滑运送带10的防滑运送带脚12。在这种情形中，螺钉27啮合夹钳支架25中的螺纹29。夹钳支架25经由至少一个螺钉27连接到夹持板23。该连接被多个螺母28固定。

根据防滑运送带脚12的配置以及可选地对支撑元件的更多要求（例如诸如能够从防滑运送带10很容易地移除支撑元件1的可能性），还有可能为防滑运送带10上的支撑元件1装配除了刚刚提及的装置以外的装置。如果不再要求将支撑元件1从防滑运送带10上移除，则例如可设想通过焊接或胶粘结合将支撑元件1连接到防滑运送带脚12。为了很容易地可释放的连接，夹持件24还可以配置有其他用于紧固的装置，例如诸如直接螺钉连接到防滑运送带脚12中。

斜屋顶形式的零件20具有两个侧翼21、22。面向防滑运送带10的运行方向的侧翼21与竖向之间围起角度α。斜屋顶形式的零件20的背向防滑运送带10的运行方向的侧翼22与竖向之间围起角度β。在图5中示出的实施方案中，侧翼21的角度α小于侧翼22的角度β，即，面向运输方向的侧翼21比背向运输方向的侧翼22更陡。结果是，优化了运输带或防滑运送带10在袋子卸货部处13的行为。

参考标记列表

1  支撑元件

2  形状

10 防滑运送带

12 防滑运送带脚

13 袋子卸货部

14 到按压机的运输带

18 顶边缘

19 底边缘

20 斜屋顶形式的屋顶形状/部分

21 面向袋子卸货方向（运行方向）的侧翼

22 背向运行方向的侧翼

23 夹持板

24 紧固装置

25 夹钳支架

26 夹钳支架板

27（有螺纹的）螺栓

28 螺母

29 螺纹

α 侧翼角度（运行方向）

β 侧翼角度（与运行方向相反）

30 根据本发明建立形态的袋子

31 根据现有技术的袋子

32 托盘

35 中空空间

34 打开的袋子，尚未被填充

36 已被填充但尚未被按压的袋子

37 袋子的中部

38 袋子的顶侧

39 底侧

40 填充设备

41 待被填充的材料

42 密封设备

44 连接到真空泵

46 夹持和运输设备

50 按压机

52 压力方向

60 辊上的作为环形管的袋子材料

61 环形管（侧角撑管状膜）

62 偏转辊

64 密封和切割设备

66 驱动辊

Claims (16)

1.一种用于在填充期间支撑袋子（34、36）的支撑元件（1），其中该支撑元件（1）是斜屋顶形式，且其中用于紧固到运输带（10）的装置（24）被布置在该支撑元件（1）的底侧上。

2.根据权利要求1所述的支撑元件（1），其中该用于紧固到运输带（10）的装置（24）被配置为夹钳（25、26），该夹钳包围被配置为防滑运送带的运输带（10）的防滑运送带脚（12）。

3.根据权利要求1或2所述的支撑元件（1），其中在该支撑元件（1）的侧翼（21、22）与竖向之间围起20°至45°的一个角度（α、β）。

4.根据权利要求3所述的支撑元件（1），其中该支撑元件（5）的两个侧翼（21、22）处于不同的角度（α、β）。

5.根据权利要求1至4中的一项权利要求所述的支撑元件（1），其中该支撑元件（1）的边缘（18、19）被磨圆。

6.根据权利要求1至5中的一项权利要求所述的支撑元件（1），其中该支撑元件（1）由塑料材料或金属制造，尤其由聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯制造。

7.一种用于向袋子（30、34、36）填充颗粒的设备，包括填充设备（40）和运输带（10），其中根据权利要求1至6中的一项权利要求所述的支撑元件（1）被紧固到该运输带（10），该运输带（10）上的两个相邻的支撑元件（1）形成朝下变窄的形状（2）。

8.根据权利要求7所述的设备，该运输带（10）是防滑运送带，其中该支撑元件（1）被紧固到该防滑运送带脚（12）。

9.根据权利要求7和8中的任一项权利要求所述的设备，其中该侧翼（21、22）与竖向围起20°与45°之间的一个角度（α、β）。

10.根据权利要求7至9中的一项权利要求所述的设备，其中由两个支撑元件（1）和该运输带（10）形成的形状（2）的两个侧翼（21、22）处于不同的角度（α、β）。

11.根据权利要求7至10中的一项权利要求所述的设备，其中该支撑元件（1）的高度被选择为使得装配有该支撑元件（1）的该运输带（10）的运行不受妨碍。

12.一种用于通过根据权利要求7至11中的一项权利要求所述的用于向袋子填充颗粒的设备向袋子（30、34、36）填充颗粒的方法，该袋子（30、34、36）至少部分地在运输带（10）上被运送，所述方法包括下列步骤：

a）向袋子（34）填充该颗粒，

b）抽空并密封该袋子（34），

其中该袋子（30、34、36）在填充期间被支撑成狭窄的形状（2），且在密封后被按压到它的最终形态。

13.根据权利要求12所述的方法，该袋子（34）在填充期间的取向是它的最长边朝上。

14.根据权利要求12或13所述的方法，该袋子（34）在填充之后的取向是它的最长边朝上，其中该袋子（34）在底端（39）和顶端（38）都具有比中间部（37）更小的厚度。

15.根据权利要求12至14中的一项权利要求所述的方法，该袋子（36）在按压期间平放在它的最大表面上，且该袋子（30）在按压之后具有近似立方体的形状。

16.根据权利要求12至15中的一项权利要求所述的方法，该袋子（30、34、36）的长度能自由设置。

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