CN105263805A - 包装机和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于将散装物料灌入包装中的包装机和方法，该包装机包括储料器、输送装置、灌装嘴、在储料器和物料出口之间的物料传输路径中有通风阀和通风嘴的通风装置。该通风阀被构造成通过控制单元来控制，并且所述控制单元和通风阀被设立和构造成以多级控制方式来调节有效流过通风嘴的空气量，并且该通风阀(8)的特征曲线(19)被存储在控制单元(12)中。

Description

包装机和方法

技术领域

本发明涉及用于在包装中灌装散装物料的包装机和方法。散装物料尤其被灌装于阀口袋中。

背景技术

当灌装阀口袋时，阀口袋被插套到一般大致水平取向的灌装嘴上，随后通过灌装嘴的内部被灌装。在卸下后，阀口袋的阀口自密封关闭开口或加入附加焊缝以实现阀口关闭。

在现有的包装机中，在储料器内保存待灌装散装物料的储料。输送装置被分配给一个或多个灌装嘴。输送装置可包括灌装盒和输送涡轮。具有与叶轮闸门相似的结构的输送涡轮用于通过涡轮叶片的转动将散装物料从灌装盒输送至与之相连的灌装通道，在该灌装通道的端部设有物料出口。物料出口位于灌装嘴处。

当将散装物料灌装至诸如阀口袋或开口袋的包装时，例如在灌装像水泥这样的建筑材料情况下通常要求输入压缩空气以使待灌装散装物料流体化。通过加入压缩空气，保持或使散装物料可流动以允许有效灌装。但空气加入导致包装内压在灌装期间增大。该内压须在包装卸下之前基本消散，以便所灌装的散装物料的相当一部分在从灌装嘴上取下时没有因压力消散而逸出并进而造成污染包装机的周围环境。这对于将散装物料灌入如聚乙烯薄膜等包装时更是如此，因为薄膜材料本身是透气的。

保证灌装设备的整洁性变得越来越有意义。因此，DE4100658C2公开了一种将可流动物料灌入阀口袋的方法和灌装机，其中当灌装过程中的重量增加低于预定值时，压缩空气通过节流阀被吹入灌装涡轮或灌装管的内腔中。通过该方法避免在灌装过程中始终输入空气，因而较少的空气被送入袋中。由此可以缩短在完成灌装后排气的等候时间。但缺点是灌装条件在袋与袋之间甚至在一次灌装过程中明显变化，因为有时加入而有时未加入空气。另一缺点是，在这样的灌装方法中，灌装结束时在阀口袋中也还是可能存在较高内压，这在卸袋且内压随空气逸失而猛然消散时可能造成相当大的物料浪费。避免上述缺点的唯一方法是在灌装过程结束后延长等候时间以提供更多时间用于袋内压力消散。但设备的经济性由此降低。而且，还是可能无法保证袋内压力足够快速地消散。

因此，EP1860027B1公开了一种用于灌装袋的设备和方法，其中，在灌装过程中测量存在于袋内的内压的大小，并且在灌袋期间里根据存在于袋内的内压来控制灌装参数如空气供给量以加快袋的处理。该已知设备的工作令人满意，其允许将物料快速灌入阀口袋，同时保证设备的整洁性。但缺点是设备的复杂性明显增大，因为每个灌装嘴须配备有单独的压力传感器来获得用于存在于阀口袋内的压力水平的尺度。尤其当灌装研磨材料和诸如水泥的建筑材料时，对所用材料和测量系统提出了很严格的要求，因为它们须在连续24小时且一周七天的工作中可靠运行。

由于包装机通常以具有8个、12个或16个灌装嘴的回转式包装机的形式构成，故其中一个灌装嘴出故障就已经可能造成这种包装机停机相当长的时间。

因此，根据EP1860027B1的灌装设备主要用于灌装很轻的物料如含有特别高的空气含量的炭黑颗粒或二氧化钛颗粒等。该设备对于其它应用目的来说太昂贵了。

发明内容

因此，鉴于所述现有技术，本发明的目的是提供包装机和用于在包装中灌装散装物料的方法，可借此保证设备高度清洁并且设备成本低。

该目的通过具有权利要求1的特征的装置以及具有权利要求16的方法来完成。本发明的优选改进方案是从属权利要求的主题。本发明的其它优点和特征能从概括描述和实施例说明中得到。

根据本发明的包装机用于在包装中灌装散装物料，该包装机包括至少一个储料器、至少一个输送装置、至少一个灌装嘴、在储料器和至少一个物料出口之间的物料传输路径中有至少一个通风阀和至少一个通风嘴的至少一个通风装置。该物料出口优选设置在灌装嘴处。该通风阀被构造成可通过控制单元来控制，所述控制单元和通风阀被设立和构造成将在灌装开始时的时段内的流过所述通风嘴的空气量和/或有效流过的空气量调设成大于在灌装结束时的时段内的空气量。

本发明的包装机有许多优点。本发明的包装机的一个显著优点是，并非每个灌装嘴均需要有附加压力传感器以有效保证包装机的整洁性。由于控制单元将在灌装开始时的流过空气量调设成大于在灌装结束时的空气量，故能有效保证存在于包装中的内压显著低于现有技术，这是因为总空气量减少，尤其在临近灌装结束时，当越来越多的物料灌入包装时，输入较少量空气。由此能在从灌装嘴上取下包装时可靠防止所灌入的散装物料流出。因此，本发明以有利的方式实现了很可靠的包装机，在此，通过零部件减少可获得很高的可靠性。

出乎意料地发现了，当首先调节出较大空气量且随后明显减小该空气量时，可以明显减小在灌装过程中总共输入包装中的空气量。在待灌装散装物料的流动特性相似的情况下，从灌装过程开始至结束始终不变的空气量导致总体明显较多的空气进入包装，由此，灌装结束时的包装内压也相应增大。由此导致更严重的污染和/或灌装结束时的明显延长的等候时间。

如果在整个灌装过程中减小供应空气量，则可能出现一些包装可首先被可靠灌装，接着，灌装速度可能因物料阻塞和/或搭桥而显著降低，甚至无法再灌入物料。

该通风装置包括至少一个阀装置和至少一个通风嘴。所述阀装置和通风嘴可通过压缩空气连通机构相连。该阀装置可直接设置在通风嘴上或与通风嘴间隔设置。该阀装置例如可布置在开关柜之中或之上，而该通风嘴布置在物料传输通道处，例如在输送装置和/或灌装嘴处。

本发明的一个显著优点是包装充满度可被提高。由于较少量空气进入包装，故包装体积可被缩小。例如如果包装被缩小5％或仅2％或仅0.5％，则包装成本可相应降低。在用16个灌装嘴一周七天且1天24小时连轴转时，包装材料成本可被相应降低。储藏空间和输送量可稍微降低。

一个附加优点是也可提高重量精度。由于在从灌装嘴上取下包装时实际上没有物料流出，故不仅提高整洁性，也提高精度。重量精度也还通过灌装过程的改善控制被提高，这是因为通过散装物料的优化的空气供给能更好地控制粗流阶段和细流阶段，因此可在细流阶段中选择较小的重量增加。由此得到更准确的关断时刻，由设备决定的微调较小。优选在至少一部分的灌装过程中求出随灌装时间的灌装重量曲线的特征并将其作为示例数据存在存储装置中。随灌装时间的灌装重量曲线的特征可包括所获得的所有灌装重量数据。还可能且优选的是，从随灌装时间的灌装重量曲线中推导出至少一个特征值并在后续灌装过程的控制中加以考虑。于是，可使空气加入适应于至少一个之前灌装过程的随灌装时间的灌装重量曲线。如果灌装曲线表明加入太多空气，则可减少空气量。如果随灌装时间的灌装重量曲线表明输入空气太少，则可在后续灌装过程中增加空气量。

该控制单元最好被构造和设立成根据存储的历史数据改变在后续灌装过程中的通风阀控制。

该控制单元优选被构造和设立成考虑之前多次灌装过程的历史数据。这可通过对多次灌装过程取平均值来实现。

在所有的实施方式中可行的是，通过改变通风阀的通风横截面来调节通过至少一个通风阀所输入的空气量。但也可行的是，改变所采用的空气压力以调节出不同的空气量。

尤其优选的是通风阀以比例阀的形式构成或者包括至少一个这样的比例阀。通风阀能以电磁阀的形式构成，于是尤其包括至少一个电线圈和至少一个呈弹簧状的偏压单元用于将通风阀偏压至优选位置。该优选位置例如可以是闭合位置。该通风阀可以包括控制圆锥体、电极管和电枢，用于根据施加电流调节出相应的通风横截面。该通风阀的通风横截面最好至少可分为多级来调节。通风横截面最好能近似连续调节或连续调节。由此实现对流过的空气量的很准确的控制。

在所有的实施方式中优选的是，通风阀的特征曲线被存在控制单元中。此时特征曲线尤其可考虑滞后效应。由此允许很准确地控制通风阀。

该控制单元优选被设立和构造成通过至少一种脉宽调制方法来调节通风阀的有效通风横截面。脉宽调制方法能够简单有效地控制经过通风阀的空气量。在脉宽调制方法中优选调节出小于1秒、尤其小于100毫秒的间隔时长。

在尤其优选的实施方式中，间隔时长小于50毫秒，尤其小于25毫秒。在一个具体实施方式中，间隔时长被设定为20毫秒。在脉宽调制方法中调节该间隔时长中的此时例如给通风阀通电的时间比例。例如，如果在20毫秒间隔时长中通电持续时间为10毫秒，则线圈在整个间隔时长的50％期间被通电。

在间隔时长结束后重复每个间隔，除非脉宽以其它方式来调制。

该灌装嘴最好配属有一个称重单元用于获得对相应包装的重量的尺度。此时可以获得毛重。也可以获得差重，此时例如输送装置被单独称重并且从储料器的减重中推导出被灌入包装的重量。也可以该包装例如与相应的袋凳一起被单独称重并由求出的重量推导出灌入包装的重量。

尤其优选的是，在输送装置和灌装嘴的物料出口之间的灌装通道内设置至少一个通风嘴。还优选的是在输送装置上设有至少一个通风嘴。可行的是，仅有若干通风嘴以其空气量可控的方式设置。还可能并且优选的是，所有的或基本上所有的通风嘴以其空气量可控的方式设置。

在优选实施方式中，在灌装通道内设有截流装置。由于通常截流装置不仅设置用于全闭或全开灌装通道，也设置用于调节粗流和细流，故该截流装置也可被称为计量装置。在此，为了用截流装置调节细流，灌装通道的一部分被关闭，因而无法再提供整个灌装横截面。这造成输送装置通过灌装通道将少量散装物料有效输送至包装。在优选实施方式中也可行的是，调节出至少两个不同的粗流和至少两个不同的细流。

优选在截流装置之前和/或之后设置至少一个通风嘴。

在优选实施方式中，该通风装置或至少一个通风装置包括具有内流通横截面的环形体和至少部分包围所述流通横截面的至少一个通风通道。该通风阀优选包括至少局部且尤其基本完全包围灌装通道内横截面的至少一个环形通风嘴。

在所有实施方式中优选的是灌装通道从输送装置起延伸。灌装通道在灌装嘴的物料出口处结束。灌装通道因此至少部分由灌装嘴构成。在优选的改进方案中，通风装置的环形体以其内流通横截面形成灌装通道部分。环形通风通道最好包围灌装通道的内横截面。由此获得尤其有效且均匀的灌装通道空气供给。

在所有实施方式中优选的是设置至少两个通风装置。可以在灌装通道处设置两个不同的通风装置。还优选的是在灌装通道处设置两个通风嘴。这两个通风嘴能分别通入灌装通道和/或通入环形体的环形通风通道。

在所有实施方式中优选的是该控制单元被设立和构造成根据至少一个参数控制通过通风嘴的空气量。该参数从包括以下参数的组中取得，当前灌装的包装重量、已经过的灌装时间、测量或估计的包装充满度、散装物料温度、环境温度、散装物料湿度、环境湿度、环境温度、已经过的包装机停机时间、待灌装的散装物料的类型和待灌装的散装物料和散装物料环境及包装机的其它测量值。

通过这样的改进，可以实现一个特别有效的实施方式。例如如果考虑包装机停机时间，则可以在停机时间例如长达两小时或更长时间时首先输入增大的空气量，直到灌装了几个袋。储料器中的环境温度和散装物料温度也显著影响散装物料的流动特性，因此考虑这些参数造成灌装性能明显提升。由此还能提升包装机及其周围环境的整洁性，这是因为通过这些措施通常可减少供给空气量。

针对不同的物料，该通风装置也能被不同地投入运行。

可能并优选的是，该控制单元被构造和设立成在灌装开始前启动借助通风阀的通风。灌装开始在此是指输送部件的启动和/或截流装置的开启。例如如果在截流装置开启前或在停机后已经有一些空气被供给散装物料，则待灌装的散装物料的流动特性改善，由此可随后相应减小供给的空气量。这种供给也可仅由输送部件例如以压缩空气脉流形式实现。

在所有实施方式中优选的是，灌装过程包括至少一个粗流和至少一个细流。该控制装置被构造和设立成在粗流期间或也在细流期间已减小通风阀的有效空气量。在尤其优选的实施方式中，通风阀的有效空气量在粗流期间已被减小。灌装过程包括至少一个粗流和随后实现的细流。当从粗流向细流过渡时，截流阀例如可被部分关闭以缩小进入灌装通道的入口横截面或灌装通道内的流通横截面。也可能的是，输送装置的输送功率被降低以输送少量散装物料。

该控制单元优选被构造和设立成当灌装时间改变了预定程度时实现控制曲线的调整。如果例如确定灌装时间已被延长或缩短，则空气量能相应增减以便例如实现对改变的环境条件的适应。

在所有实施方式中可能且优选的是，多个通风阀并联和/或串联。

通过多个通风阀的并联，可以简单方式实现空气量的逐步改变，即使一些通风阀不允许对通风横截面进行比例控制而是只能启闭。

该控制单元优选被设立和构造成根据存在存储装置中的历史数据控制后续灌装过程。历史数据优选已在至少一个在前的灌装过程中被记录下来。历史数据可以是直接测量值，或至少是导出的特征数。对于控制尤其适合的是停歇时间或之前的灌装过程的特征数。有效控制已通过特征数来实现，特征数体现了粗流中的重量斜率和/或细流中的重量斜率。通过体现在粗流中和在细流中的重量斜率的关系的特征数实现好的结果。

根据本发明的方法用于通过包装机上的灌装过程在包装中灌装散装物料。散装物料从包装机的至少一个储料器中被取出。包装机包括至少一个输送装置、至少一个灌装嘴、在储料器与至少一个物料出口之间的物料传输路径中有至少一个通风阀和至少一个通风嘴的至少一个通风装置。物料出口尤其设置在灌装嘴处。散装物料通过输送装置借助至少一个灌装嘴被输入包装。借助控制单元来控制通风阀，从而使有效流过通风嘴的空气量在灌装过程开始时的时段内大于在灌装过程结束的时段内。

根据本发明的方法由于能有效整洁地将散装物料灌装至包装而具有许多优点。

灌装过程开始时段中的空气量优选比灌装过程结束时段的大50％，最好是其两倍。在特殊实施方式中，灌装过程开始时的空气量是灌装过程结束时的空气量的至少四倍。在优选实施方式中，在整个灌装过程中，至少与截流阀被打开的时间一样长地通过通风阀输入空气。在关断输送装置后和/或关闭截流装置后的平稳阶段中不再输入空气。空气量能逐步改变或连续改变。在开始时的第一时段不必直接以启动灌装开始。灌装结束时的上述限定时段可以但不一定以灌装终止为结束。在尤其有利的实施方式中，灌装过程包括在灌装开始时的至少一个粗流和在灌装结束时的至少一个细流。细流结束后是用于消散存在于包装内的正压的等候时间。

在所述装置和方法的所有情况和实施方式中优选的是，灌装过程除了灌装本身外还包括灌装后的阶段和/或灌装前的阶段。灌装后的阶段可以尤其用于平稳/或消减包装内压。灌装前的阶段可以尤其用于准备措施。灌装阶段尤其是这样的阶段，此时物料被送入包装和/或此时物料被送向包装和/或此时输送装置被启动。

在所有实施方式中可能且优选的是，求出用于粗流时的重量斜率与细流时的重量斜率之比的至少一个特征数。在简单的实施方式中，该特征数对应于粗流中的重量斜率与细流中的重量斜率之比。在此可行的是，求出关于粗流的一部分时间和细流的一部分时间的重量斜率。在相应时段内最好求出粗流时的平均或典型的斜率和细流时的平均或典型的斜率。

粗流中和细流中的重量斜率可以自身单独设定和/或彼此相关设定，以求出比例或特征数。所述特征数或比例被存储起来。后续灌装过程优选根据存储数据来控制。

在优选实施方式中，如果在前灌装中的粗流时的重量斜率已低于预定值，则在灌装过程开始时的时段中所输入的空气量减小。即已经发现，如果输入太多空气，则袋内压快速增大以致送入包装中的物料减少。另外，如果输入太多空气，则灌装通道内的物料与空气的体积比不利地改变。

如果当前灌装过程开始时的停歇时间超过预定值，则在后续灌装过程开始时的时段中的空气量最好增大。停歇时间是指在灌装开始后能记录下包装重量增加之前的时间间隔。这例如在物料通风不良或已中止且因此流动不良时发生。

另外，在后续的灌装过程中，如果在当前灌装过程中的粗流中的重量斜率与细流中的重量斜率之比低于预定值，则在开始时的时段中所输入的空气量和在结束时的时段中所输入的空气量最好被调节。在混凝土水泥情况下，等于4的值被确定是适当的。该值可能在其它物料情况下是不同的。如果供给太多空气，则可能在重量曲线中无法再确定明显的粗流间隔或明显的细流间隔，并且空气供给因此被减少。

当特征值超过另一预定值时，最好在至少一个时间间隔内增加供给空气量以防阻塞。如果供给太少空气，则存在例如由搭桥所导致的阻塞危险。

该输送装置可以包括灌装盒和输送涡轮。或者，作为输送部件，也可采用泵、螺杆或重力输送机构。在所有实施方式中设置至少一个通风嘴，其中空气量被调设为更恒定和/或恒定和/或以其它方式来控制。在此情况下，通风阀控制空气量，并且一个阀用于恒定的基本通风。

关于另一方面，本发明的目的是提供一种包装机和一种方法，借此能实现更好的灌装。

该目的通过具有权利要求15的特征的包装机和具有权利要求25的特征的方法来实现。本发明的优选特定实施例是从属权利要求的主题。其它优点、有利特征和特性已如上所述。

这样的根据本发明的包装机用于在包装中灌装散装物料。该包装机包括至少一个储料器、至少一个输送装置、至少一个灌装嘴、至少一个称重单元、至少一个控制单元和至少一个存储装置。该控制单元被构造和设立成在一个灌装期间内随灌装时间的灌装重量曲线的至少一个特征作为历史数据被存在存储装置中。该控制单元被构造和设定成根据存在存储装置中的历史数据控制后续的灌装过程。

该历史数据尤其至少部分在刚过去的灌装过程中被存在存储装置中。也可行的是，在每隔一个或每隔n个(n＝1、2、3)的灌装过程中，将随灌装时间的灌装重量曲线的特征存储在存储装置中。灌装重量曲线的特征可包括所有求出的重量数据。还可能的是，在存储装置中仅存储表征且尤其代表灌装过程的一些数据。例如典型的斜率、重量数据、停歇时间和其它时间间隔或通过重量曲线导出的其它数据能被存在存储装置中。

优选设置至少一个通风装置。该通风装置包括至少一个通风阀和至少一个通风嘴。该通风嘴优选设置在位于储料器和至少一个物料出口之间的物料传输路径中。该通风阀优选被构造成能通过控制单元来控制。该控制单元和通风阀尤其被设立和构造成根据存在存储装置中的历史数据来控制有效流过通风嘴的空气量。

该控制单元优选被设立和构造成根据存在存储单元中的历史数据控制输送装置。

根据这一方面目的，本发明的方法用于利用包装机在包装中灌装散装物料。该包装机包括至少一个储料器、至少一个输送装置、至少一个灌装嘴、至少一个称重单元、至少一个控制单元和至少一个存储装置。该控制单元控制灌装过程。该控制单元将在灌装过程中获得的表征数据作为历史数据存储在存储装置中。该控制单元根据存储在存储装置中的历史数据控制后续的灌装过程。

根据本发明的这种包装机和根据本发明的这种方法有许多优点。通过简单方式提供一种自身针对变化的运行条件做出调整的包装机。通过在工作期间获得并存储数据，也可以在高的和最高的功率数情况下快速做出反应。即使流动性能增减，也分别可靠地做出反应。还可以考虑停机时间。也自动对物料改变做出反应。

附图说明

从以下参考附图所描述的实施例中得到本发明的其它优点和特征。附图示出：

图1是根据本发明的用于灌装阀口袋的包装机的立体图；

图2是根据图1的包装机的俯视示意图；

图3是根据图1的包装机的俯视示意图；

图4是根据图1的包装机的局部横剖示意图；

图5是通风阀的立体示意图；

图6是在灌装过程中的重量曲线的示意图，和

图7是在后续灌装过程中的重量曲线的示意图。

具体实施方式

图1至图3示出用于将散装物料灌入包装3的包装机1。阀口袋在包装机1中被灌装。

包装机1可回转地构成并具有多个灌装单元40。灌装嘴7的数量可以根据包装机1的构造和预定应用以及待灌装物料而变，并且在这里，灌装嘴的数量在4个至16个或更多之间。或者，本发明的包装机也能以固定式单嘴包装机或具有多个灌装嘴7的直列式包装机的形式构成。所有灌装嘴在此对应于一个共同的料仓或储料器4。

图2示出包装机1的俯视图，图3示出包装机1的示意俯视图。

图1的回转式包装机的每个灌装单元40占据了相当于蛋糕块的空间。从角度44中得到一个部段的可用空间要求。在具有12个灌装嘴的情况下，该角度为30°。每个灌装单元40包括灌装盒5、灌装嘴7、袋凳48和控制单元12。包装机1在此配属有具有袋库46的插放装置43。在插放后，包装3在连续回转期间内被灌装。马达47沿转动方向52驱动包装机1。在灌装后，卸料装置41将灌装阀口袋3送走。每个灌装单元40可对应于一个单独的封口装置42，或者在卸料装置41上设有用于附加熔接袋阀口的一个共同的封口装置42。

图4示出根据图1至图3的包装机1的局部横剖示意图。储料器4在灌装盒5上方被示意性画出。从储料器4至阀口袋或包装3的物料传输路径9由箭头示意所示。散装物料2在灌装嘴7的端部从物料出口11进入挂在灌装嘴7的包装3中。在灌装过程中，包装3连同位于其中的散装物料2通过毛重法借助称重单元21被称重。

在此，分别在灌装盒5中设有输送涡轮6作为输送装置，其在此也绕基本水平的轴线旋转，从而输送涡轮6的涡轮叶片将灌装盒5内的散装物料送入灌装通道18。在其它构型中，输送涡轮6的转轴可以倾斜取向或竖直取向。在灌装通道18中设有截流装置22。截流装置22作为计量装置构成，其能通过伺服缸22a被置入关闭位置、用于粗流的全开位置和用于细流的半开位置。也可以有更多的位置来实现更多的粗流和/或细流。

在灌装盒5的顶部区域内，在此示意性画出通风嘴26，可控量的空气通过该通风嘴被供给灌装盒5中的散装物料2。通风嘴26与通风阀8连接以便控制。与存储装置50相连的控制单元12控制通风阀8。

工作中，数据51被存储在存储装置50中。例如在灌装过程中通过各传感器记录的测量数据可被存储。也优选将至少一个特征数或特征值存储在存储装置50中。尤其存储表示灌装过程特征的多个特征数。

由灌装过程中由重量曲线中得到的测量值或尤其导出的特征数是尤其适用的。在灌装过程开始时由重量曲线确定的停歇时间和在粗流和细流中的重量曲线的特征斜率尤其适用于控制随后的灌装过程。

在这里，通风嘴26在灌装通道18中设置在截流装置22的上游和下游，空气在通过通风阀8和控制单元12的控制下被供给截流阀。也可以分别设置单独的通风阀8。这个或这些通风阀8可直接布置在通风嘴26上。但或者也可以采用针对每个灌装单元的集中布置，例如集中布置在对应于灌装单元的控制柜中。然后，通风嘴26通过管线与通风阀8连接。由管线容量造成的延时可被忽略。

一个通风装置20对应于每个灌装盒5或每个灌装嘴7。每个通风装置20具有至少一个通风阀8，至少一个通风嘴26被分配给至少一个通风阀。通过控制单元12来控制通风阀8，该控制单元能控制灌装过程。用于所连接的通风阀8的特征曲线19被存储在控制单元12中，以允许进行比例控制。由称重单元21得到的重量数据被存储在存储装置50中。所有测量数据和/或由此求出的特征数31被存储在存储装置50中。测量数据与灌装重量曲线相关地被分析，以便能尤其使后续灌装过程适应于获悉信息。或许，也可以关于例如在灌装过程结束时的等候时间对当前灌装过程的控制进行适应调节。

除了截流阀22，通风嘴26还通过环形通风通道25(见图4)给散装物料2供给空气。

挂在灌装嘴7上的包装3通过在灌装嘴7末端处的物料出口11被灌装。袋检验器49在灌装通道18的中央区域设置在灌装嘴7内，用于检查在灌装开始之前袋是否存在。

图5示出通风装置20的透视示意图，其包括由控制单元12控制的通风阀8、带有通风通道25的环形体23和通风嘴26。环形体23示出与灌装通道18的内横截面相匹配的流通横截面24。通风通道25包围流通横截面24。空气通过环形通风通道25的整个宽度被供给散装物料2。由此尤其减小了壁摩擦。

图6和图7示出用于作为散装物料2的水泥的灌装的两个先后进行的灌装过程15a和15b。在此，灌装重量36a、36b分别随灌装时间来绘制。

尽管通常不用或无需用包装机1获知内压，但包装3中的内压37a、37b还是在两者情况下分别用点划线被绘制出。这些压力曲线37a、37b在此用于说明原理并示出了可以只根据重量曲线36a、36b进行控制，并且随着灌装过程进展带来了突出的效果。在灌装过程中根据压力的控制是不需要的。不需要在每个灌装嘴处有压力传感器，其可被省掉。

图6首先示出不太理想的灌装过程15a，其在此具有故意不利的灌装曲线以说明原理。

在灌装过程15a开始时，输送涡轮6以预定的工作转速来运行。同时，截流阀22通过伺服缸22a被置于整个灌装通道18被放开的用于粗流27a的位置。当粗流27a结束时，截流阀22a被置入例如灌装通道18的一半被关闭的用于细流28a的位置。从粗流27a切换至细流28a的时刻可通过灌装重量来产生，例如在预定的额定重量的70％、80％或者90％时。

还绘制出在灌装过程15a开始时的整个时段14a中被连续加入的空气量13a。在时段14a结束后，减小的空气量16a在灌装过程15a结束时的时段16a中被连续加入。

如从灌装过程开始时相对短的停歇时间34a中得知地，在灌装过程15a开始时所输入的空气量13a总是足以使散装物料2充分流体化。停歇时间表示直到能记录下包装3重量增加的时间间隔。

在图6所示的随时间的灌装重量36a曲线中，在时段14a中的输入空气量13a过大，从而在粗流27a期间内的灌装重量36a的斜率相对小，其原因是大量空气已进入包装3而使输送涡轮6须克服包装3内的灌装压力工作并且在灌装通道18中输送很少的物料。因此，在粗流27a时的平均重量斜率32a或粗流27a时的特征重量斜率32a是相对小的，这延长了灌装持续时间。另外，该包装3中的在此示例性同时绘出的内压37a显著增大并且保持在高水平。

输入的空气量13a在时段14a结束时减小，从而在时段16a中输入空气量17a。但空气量从13a至17a的减少是比较小的，因而仍然还有相当多的一部分空气被送入包装3。这导致在细流28a中所灌装的灌装重量36a随时间的斜率的变化不明显。无法清楚看到斜率曲线32a、33a的区别。就是说，粗流27a的重量斜率32a和细流28a的重量斜率33a之比较小。

在细流28a时，在此示例性测得的内压37a也保持在高水平并且降低较小。当细流28a结束时总是还存在显著的袋内压37a，因此在时段16a结束后需要等候相当长的时间才能卸下包装。在按标准所预定的卸料时刻10a，也还是存在相对高的内压37a，其还是总能导致污染包装机1的周围环境。因此，当测定出如图6所示的重量曲线36a时，在细流28a结束之后直到袋3被卸下前的等候时间仍被动态延长，以便可靠避免污染环境。在此，袋3只在时刻10a’而不是在时刻10a被卸下。如果确定了如图6所示的重量曲线36a，则在卸料前的等候时间被延长一定的百分比。

灌装重量36a随时间的曲线已在灌装过程15a期间被分析，或者在其之后被继续分析。尤其是，停歇时间34a以及粗流时的重量斜率32a和细流时的重量斜率33a的特征斜率值作为特征数31从所获得的灌装重量36a曲线中导出。在存储装置50中至少存储特征数31(34a、23a、33a)作为数据51。也能存储所有的测量数据或其中一部分。

在此，在灌装过程15a中的斜率32a与斜率33a的小比值明确表明在水泥灌装时加入了太多空气。理想的曲线变化取决于待灌装的散装物料。

由于斜率32a与斜率33a之比小于预期，故针对后面的灌装过程15b规定了有所改变的控制曲线29b。此时，总是改变其中一个所述空气量13b、17b以优化灌装曲线。在这里，用于第一时间间隔14b的持续时间被缩短，用于第二时间间隔16b的持续时间被调节。另外，两个空气量13b、17b在此被减小。特别是空气量13b与空气量17b之比也被显著增大。由此，总共输入的空气量(空气量曲线下方的面积)被显著减小。

图7示出灌装过程15b随时间的视图，在此，也随时间绘制出灌装重量36b。在此也同时绘制出包装3的内压37b以提供信息。但对空气量13b、17b的控制来说不需要知道该内压。

能清楚看到粗流27b时的重量斜率32b比细流28b时的重量斜率33b陡许多。粗流27b区域与细流28b区域可以目测清晰区分。细流28b时较平缓的斜率也提高了重量精度。另外，整个灌装时间30b比在根据图6的灌装过程15a中的灌装时间30a短许多。

尤其重要的是，在卸料时刻10b，在包装中已经存在很低的内压37b，从而明显减轻了环境污染。但同时该灌装时间30b未被延长，而是可以相对于灌装时间30a被明显缩短。

在这里，这取决于各种不同因素。在灌装过程15b开始时的时段14b中的空气量13b相比于图6中的空气量13a略有减小。另外，时间间隔14b的长度被显著缩短，从而在时间间隔14b内加入的总空气量显著小于在根据图6的灌装过程15a中在时间间隔14a内加入的总空气量。另外，在图7示出的灌装过程15b中，在灌装过程15b开始时的时段16b中的空气量13b与根据图6的灌装过程15a相比被明显减小。在灌装过程15b中，空气量17b被调整为在时段14b中的空气量的1/3或1/4。从空气量13b至空气量17b的过渡也可连续实现。通过这些措施，与根据图6的灌装过程15a相比，少许多的空气被送入袋中。这导致包装3的内压37b具有平缓许多的压力曲线。在灌装过程15b中，在细流28b结束时的包装3内压与在根据图6的灌装过程15a中的预定卸料时刻10a相比更低。这导致在卸料时刻10b前的更短暂的等候时间后该内压37b被进一步降低。在卸料时刻10b，能可靠防止散装物料2从包装3内部向外流出。

由此，可以明显提高包装机1及其环境的整洁性。因为依据灌装重量36a、36b随时间的重量曲线能推导出存在的内压而不必测量内压，故无须使用压力传感器。

因此，如图6和图7所示的内压37a、37b曲线用于说明。压力传感器不是包装机1的必需组成部件。

已发现，粗流27时的重量斜率32与细流28时的重量斜率33之比大于3且尤其大于4对灌装过程有利。因此，空气量13、17和或许相应时间间隔14、16的持续时间根据实际重量曲线36a、36b来调节，以便随后获得更适应的灌装曲线。在这种调节中不仅能考虑各自刚发生的灌装过程，也能例如以相同的或不同的权重来考虑许多之前的灌装过程。

设备整洁性可以总体明显提升。同时，甚至可以缩短灌装时间。

另一优点是，在不利的初始状况或环境状况下能够并将会自动地对变化的散装物料状况和变化的流动特性做出反应。例如如果包装机1或其中一个所述灌装嘴7在另一灌装过程之前已停止了几小时或几天，并且例如存在低的外界温度，则通过在灌装过程开始时加入更多空气来改善灌装嘴7处的流动特性。在灌装了几个包装3后，由于依据随着时间的灌装重量分析而做出自动调整，故空气加入量被自动减少。

附图标记列表

1包装机

2散装物料

3包装

4储料器，料仓

5灌装盒

6输送涡轮

7灌装嘴

8通风阀

9物料传输路径

10a、10b卸料时刻

11物料出口

12控制单元

13a、13b空气量

14a、14b时段

15a、15b灌装过程

16a、16b时段

17a、17b空气量

18灌装通道

19特征曲线

20通风装置

21称重单元

22截流装置

22a伺服缸

23体

24流通横截面

25通风通道

26通风嘴

27a，27b粗流

28a，28b细流

29a，29b控制曲线

30a，30b灌装时间

31特征数、比例

32a，32b重量斜率

33a，33b重量斜率

34a，34b停歇时间

36a，36b灌装重量

37a，37b内压

40灌装单元

41卸料装置

42封口装置

43插放装置

44角度

45部段

46袋库

47驱动机构

48袋凳

49袋检验器

50存储装置

51数据

52转动方向

60输送装置

Claims (23)

1.一种在包装(3)中灌装散装物料(2)的包装机(1)，包括至少一个储料器(4)、至少一个输送装置(60)、至少一个灌装嘴(7)、在处于所述储料器(4)和至少一个物料出口(11)之间的物料传输路径(9)中有至少一个通风阀(8)和至少一个通风嘴(26)的至少一个通风装置(20)，其特征是，所述通风阀(8)被构造成能通过控制单元(12)来控制，并且所述控制单元(12)和所述通风阀(8)被设立和构造成以多级控制方式调节有效流过所述通风嘴(26)的空气量(13)，并且所述通风阀(8)的特征曲线(19)被存储在所述控制单元(12)中。

2.根据权利要求1所述的包装机(1)，其中，随灌装时间的灌装重量(36)曲线的至少一个特征作为历史数据(51)被存储在存储装置(50)中，并且所述控制单元(12)被构造和设立成在后续灌装过程中根据该历史数据(51)改变所述通风阀(8)的控制。

3.根据权利要求2所述的包装机(1)，其中，所述通风阀(8)以比例阀的形式构成。

4.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，所述控制单元(12)被设立和构造成通过至少一种脉宽调制方法调节所述通风阀(8)的有效通风横截面。

5.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，所述灌装嘴(7)配属有称重单元(21)以获得用于相关包装(3)的重量的尺度。

6.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，所述通风嘴(8)设置在位于所述输送装置(60)和所述灌装嘴(7)的物料出口(11)之间的灌装通道(18)处。

7.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，所述通风嘴(8)包括具有内流通截面(24)的环形体(23)和至少部分包围所述流通截面(24)的至少一个通风通道(25)。

8.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，设有至少两个通风装置(20)和/或设有具有至少两个通风嘴(8)的至少一个通风装置(20)。

9.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，所述控制单元(12)被设立和构造成通过所述通风阀(8)根据至少一个参数控制空气量(13)，所述至少一个参数从包括以下参数的组中选择：灌装重量(36)、已经过的灌装时间、测量或估算的包装充满度、散装物料温度、环境温度、散装物料湿度、环境湿度、已经过的包装机停机时间、待灌装散装物料(2)的类型和待灌装散装物料(2)的其它测量值以及至少一个在前灌装过程的历史数据(51)。

10.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，所述控制单元(12)被构造和设立成在开始灌装之前启动通风。

11.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，所述灌装过程包括至少一个粗流(27)和至少一个细流(28)，其中所述控制单元(12)被构造和设立成在所述粗流(27)期间和/或所述细流(28)期间减小所述通风阀(8)的有效空气量(13)。

12.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，所述控制单元(12)被构造和设立成当在前灌装过程的灌装时间(30)改变一定程度时针对后续灌装过程实现控制曲线(29)的适应调整。

13.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，多个通风阀(8)并联和/或串联。

14.根据前述权利要求之一所述的包装机(1)，其中，所述控制单元(12)和所述通风阀(8)被设立和构造成将在灌装过程(15)开始时的时段(14)中的有效流过所述通风嘴(26)的空气量(13)调节成大于在灌装过程(15)结束时的时段(16)。

15.一种在包装(3)中灌装散装物料(2)的包装机(1)，包括至少一个储料器(4)、至少一个输送装置(60)、至少一个灌装嘴(7)、至少一个称重单元、至少一个控制单元(12)和至少一个存储装置(50)，其中所述控制单元(12)被构造和设立成在灌装过程中将随灌装时间的灌装重量(36)曲线的至少一个特征作为历史数据(51)存储在该存储装置(50)中，其特征是，所述控制单元(12)被构造和设立成根据该历史数据(51)控制后续的灌装过程。

16.一种利用在包装机(1)上的灌装过程(15)在包装(3)中灌装散装物料(2)的方法，其中所述包装机(1)包括至少一个储料器(4)、至少一个输送装置(60)、至少一个灌装嘴(7)、在处于所述储料器(4)和至少一个物料出口(11)之间的物料传输路径(9)中有至少一个通风阀(8)和至少一个通风嘴(26)的至少一个通风装置(20)，其特征是，控制单元(12)控制所述通风阀(8)，从而以多级控制方式调节有效流过所述通风嘴(8)的空气量(13)，并且所述通风阀(8)的特征曲线(19)被存储在所述控制单元(12)中，其中在所述控制中考虑所述特征曲线(19)。

17.根据前一权利要求所述的方法，其中，空气量(13)在灌装过程(15)开始时的时段(14)内比在灌装过程(15)结束时的时段(16)内大至少50％，特别是至少两倍。

18.根据前两个权利要求之一所述的方法，其中，该灌装过程(15)包括在所述灌装过程(15)开始时的至少一个粗流(27)和在所述灌装过程(15)结束时的至少一个细流(28)。

19.根据前三个权利要求之一所述的方法，其中，针对粗流(27)时的重量斜率(32)与细流(28)时的重量斜率(33)之比，求出一个特征数(31)。

20.根据前四个权利要求之一所述的方法，其中，确定在灌装过程开始前的停歇时间(34)。

21.根据前两个权利要求之一所述的方法，其中，当在至少一个在前灌装过程中该特征数(31)低于预定值和/或当停歇时间(34)超过预定时间间隔时，则后续灌装过程(15)的空气量(13)至少在一个时段(14,16)中被增大。

22.根据前六个权利要求之一所述的方法，其中，该控制单元(12)根据至少一个在前灌装过程控制该通风阀(8)。

23.一种利用在包装机(1)上的灌装过程(15)在包装(3)中灌装散装物料(2)的方法，其中所述包装机(1)包括至少一个储料器(4)、至少一个输送装置(60)、至少一个灌装嘴(7)、至少一个称重单元(21)、至少一个控制单元(12)和至少一个存储装置(50)，其特征是，所述控制单元(12)将在灌装过程(15a)中获得的特征数据作为历史数据(51)存储在所述存储装置(50)中，并且根据所述历史数据(51)控制后续灌装过程(15b)。