CN1106326C - 挤压器及包括该挤压器的填充包装机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种挤压器，它可在较长期间内于高速填充包装机中的横向密封操作中施加压力。上述挤压器在下述场合使一对嵌合部件之间相互嵌合，从而产生密封压力，该场合指通过密封夹头对填充有流动性物质的管状包装材料条带进行夹持，下述机构采用空气等流体压力，该机构指使设置有活动嵌合部件的活塞杆伸出的机构，另外上述挤压器设有可对空气等流体供给通道中的流体压力变化进行检测的压力传感器。

Description

挤压器及包括该挤压器的填充包装机

本发明涉及挤压器及包括该挤压器的填充包装机，该挤压器用于填充包装机中的横向密封操作，上述填充包装机用于制作填充有汁等流动性物质的，截面呈矩形等形状的包装容器，本发明特别涉及设置有流体压力驱动缸的挤压器。

在过去，人们知道有下述的填充包装机(日本专利公告第23366/1989号文献，日本专利公开第193206/1983号文献)，该包装机包括卷绕器(rewinder)，其以卷状方式支承包装材料条带(web)；开卷器，该开卷器按顺序相对上述卷绕器将上述条带卷打开；管成形器，该管成形器在对打开的条带进行杀菌后，使其呈管状；供液管，该供液管在呈管状的条带的内部填充流动性物质；容器成形装置，该容器成形装置将上述填充有流体物的管按照相当于一个容器的长度向下方传送，同时沿横向对其进行密封，并对其进行切割，从而连续地形成截面呈矩形的枕状容器；容器整形装置，该容器整形装置每次将一个切断的枕状容器的端部弯折，并将该容器加工成作为最终形状的长方体形容器。

另外，如日本专利公告第23366/1989号文献所描述的，上述容器成形装置每次夹持相当于一个容器长度的填充有上述物质的管，沿横向对其进行密封(横向密封)，沿整个宽度将该密封部的中间部切断，该装置包括按对置方式设置的2组(2对)密封夹头和挤压器，该挤压器在每对密封夹头位于相互靠近的关闭位置时，在一对密封夹头之间产生密封压力。

上述挤压器包括设置于成对的密封夹头中的一个夹头的左右两侧的固定嵌合部件，该固定嵌合部件具有向上的嵌合凹部；设置于成对的密封夹头中的另一个夹头的左右两侧的活动嵌合部件，该活动嵌合部件具有向下的嵌合凸部，该凸部与上述固定嵌合部件中的嵌合凹部相嵌合。上述活动嵌合部件安装于流体压力驱动缸中的活塞杆上，在使活动嵌合部件产生摇摆，从而与固定嵌合部件相嵌合的状态，通过使活塞杆收回，从而在成对的两个密封夹头之间产生约为700Kgf的足够的密封压力。

人们还知道(参照日本专利公开第23366/1989号文献中的图12)，上述挤压器中的安装有活动嵌合部件的活塞杆的收回所产生的密封压力，是通过设置于挤压器中的流体压力驱动缸的油压实现的，另外，密封压力的解除和活塞杆的伸出及上述油压的解除，则通过下述多根直径不同的弹簧的推力(约为30Kgf)实现，这些弹簧设置同一驱动缸内部，并且按照同轴设置。在上述类型的结构复杂的横向密封装置中，从空间以及成本的观点来看，实际上在过去并没有想到下述机构采用除弹簧以外的推力，该机构指使其上设置有活动嵌合部件的活塞杆伸出的机构，另外也没有实现上述方案的必要性。此外，设置于上述流体压力驱动缸内部的弹簧也具有按照设计计算出的耐久性，一般是每2～3个月更换一次。

本发明人首先开发了(日本专利申请第244707/96号申请)下述的超高速填充包装机，该包装机具有大大超过过去的每小时6000包的生产能力，即具有每小时8000包以上的生产能力。最近发现，在上述的高速填充包装机中采用已有的挤压器进行高速横向密封的场合，由于在其内部设置有弹簧的流体压力驱动缸，与用于已有的填充包装机中时的情况相比较，以更高的速度摇摆，这样有时会产生下述的问题，该问题指采用已有的填充包装机中的挤压器，会在完全没有料到的较短期间内发生弹簧损坏，嵌合部件之间的接触部分发生损坏等各种问题。

如果下述弹簧中的任何一个发生损坏，该弹簧安装在设置于密封夹头的左右两侧的活动嵌合部件的后侧的流体压力驱动缸内部，则在挤压器中的流体压力驱动缸的油压的作用下收回，并且其上设置有可施加密封压力的活动嵌合部件的活塞杆不会伸出，这是因为即使在解除上述油压的情况下仍没有弹簧的推力作用，密封压力为0。在此场合，由于相互嵌合的活动嵌合部件与固定嵌合部件不施加密封压力，这样在活塞杆朝上方的摇摆的作用下，上述两个部件之间的嵌合脱开，但是之后，当活动嵌合部件与固定嵌合部件将要嵌合，活塞杆朝下方摇摆时，由于上述情况固定嵌合部件的前端与活动嵌合部件的前端每一次均不能嵌合在一起，从而会发生不能施加密封压力的情况。

作为上述情况的结果，会产生下述情况，该情况指挤压器不能正常动作，制成未完全横向密封的包装容器，从而会产生从该包装容器中渗漏，或流出汁等填充物。虽然在看到从上述的包装容器中渗漏，或流出汁等填充物的场合，可在制造阶段进行检查，但是在上述汁等填充物的渗漏，或流出为人眼看不到的很轻微程度的场合，则很难办。而上述情况就是造成下述严重问题的原因，该问题指在上述类型的无菌填充包装机的流通过程中，在相对密封部的汁等渗漏，或流出部分会繁殖霉菌等，从而造成微生物污染。

此外，由于弹簧按照上述方式设置于流体压力驱动缸内部，这样不能从外部看到上述损坏的情况，这样即使在包装容器的制造过程中弹簧发生损坏的情况下，仍然在此损坏的状态下连续地进行包装容器的制造，在一天的制造完毕后对操作装置进行检查时，才注意到有异常现象，这样就会产生不得不将这一天所制造的包装容器全部废弃的情况。为了防止今后出现上述情况，必须对安全度进行估计，并在至少1个星期的较短期限内对弹簧进行定期更换，这样会造成下述的情况，该情况指使进行复杂操作和更换弹簧所产生的运行费用增加。

本发明的目的在于解决上述的问题，该问题指在通过填充包装机进行横向密封操作过程中新发生的弹簧的损坏，另外本发明的目的在于提供一种挤压器，该挤压器可确实在较长的期限内于高速填充包装机中的横向密封操作中施加压力。

本发明人进行了专门针对可解决上述问题的研究，在上述类型的结构复杂的的挤压器中，针对下述的方式进行了专门研究，该方式为：下述的机构采用流体压力以代替弹簧，虽然可升降的另一密封夹头连通的管线等较为复杂，该机构指沿使其上设置有活动嵌合部件的活塞杆伸出的方向，即沿使嵌合部件之间的嵌合脱开的方向施加推力的机构，从而发现可确实在较长的期限内于高速填充包装机中所进行的横向密封操作中施加压力，即使在发生密封不良的情况下，仍可快速地检测出该情况，至此便完成了本发明。

因此，本发明涉及下述的挤压器，它在下述场合下使分别设置于密封夹头两侧的一对嵌合部件之间相互嵌合，从而产生密封压力，上述场合指通过密封夹头对填充有流动性物质的管状包装材料条带进行夹持，其特征在于下述机构采用空气等流体压力，该机构指对上述一对嵌合部件中的至少一个部件施加沿使上述嵌合部件之间的嵌合脱开的方向，即沿使安装有其中一个嵌合部件的活塞杆伸出的方向的推力的机构，另外上述挤压器设有可对空气等流体供给通道中的流体压力变化进行检测的压力传感器。

另外本发明还涉及下述的挤压器，它在下述场合下使分别设置于密封夹头两侧的一对嵌合部件之间相互嵌合，从而产生密封压力，上述场合指通过密封夹头对填充有流动性物质的管状包装材料条带进行夹持，该挤压器包括沿其中心和径向开设有与大气相连通的通孔的活塞，呈整体地连接有活塞杆的活塞，与供气管相连通的气压室，其内部设置有与供油管相连通的液压室的流体压力驱动缸，安装于上述活塞杆上，并且可相对密封夹头摇摆的活动嵌合部件，与上述活动嵌合部件相嵌合，并且固定于密封夹头上的固定嵌合部件，另外上述挤压器还设有可对朝向送气管供给空气的通道内部的压力变化进行检测的压力传感器。

此外，本发明还涉及设有上述挤压器的填充包装机，特别是涉及设有上述挤压器的高速填充包装机，该高速包装机具有每小时8000个以上的制造能力。

下面根据附图对本发明的挤压器的实施例进行描述，但是这些附图所记载的实施例并不构成对本发明的限定。

图1为高速填充包装机的透视示意图；

图2为横向密封装置的透视图；

图3为挤压器的透视示意图；

图4为本发明的挤压器的平面图，其中局部剖开；

图5为本发明的挤压器的正面图。

如图1所示，特别适合本发明的挤压器使用的高速填充包装机的主要部分包括卷绕器(rewinder)，其以卷状支承包装材料条带1；开卷器，该开卷器相对上述卷绕器按顺序将上述条带卷打开；管成形器，该管成形器在对打开的条带进行杀菌后，使其呈管状；供液管2，该供液管在呈管状的条带的内部填充流动性物质；横向密封装置4，该装置将上述填充有流体物的管按照相当于一个容器的长度向下方传送，同时沿横向对其进行密封，从而连续地形成枕状容器3；切割装置5，该装置设置于横向密封装置的下方，它将处于悬吊状态的枕状容器中的密封部切断，并且每次切割出一个容器；容器整形装置，该装置每次将切断的枕状容器3的端部弯折，并将该容器加工成作为最终形状的长方体形容器6。

上述横向密封装置4可采用上述日本专利公告第23366/89号文献所公开的形式，如图2所示，它包括可自由升降并且可沿反向旋转的竖直杆10，与该竖直杆10一起升降，并且设置于该竖直杆10上的升降架11；前后一对摇臂12、13，该对摇臂12、13分别支承于上述升降架11上，从而可以位于底部的相互保持平行的一对水平轴的轴线为中心产生摇摆；前后一对密封夹头14、15，该对密封夹头14、15以相互对置的方式分别固定于每个摇臂12、13的顶部；臂开合装置16，该装置可使两个摇臂12、13在下述两个位置之间产生摇摆，这两个位置指两个密封夹头14、15相互靠近的关闭位置和相互离开的位置；挤压器20，在关闭位置，该挤压器使两个摇臂12、13相互靠近，并在两个密封夹头14、15之间施加密封压力，上述挤压器20设置于密封夹头的两侧。

两个升降架11同时按照规定的行程相互朝向不同的方向升降。即，当其中一个升降架11上升时，另一个升降架11下降。当升降架11位于升降行程的上限位置时，两个密封夹头14、15相互闭合，这样可将管7按照规定的宽度强迫挤压成沿横向断开的形状，从而实现密封。在挤压管7的同时，使两个密封夹头14、15与升降架11一起下降，这样便可仅仅按照与一个容器相对应的长度对上述管7进行传送。当升降架11到达下限位置时，两个密封夹头14、15打开，从而将管7释放。

下面根据图2～5对挤压器20进行说明。如图2和图3所示，该挤压器20包括固定嵌合部件21和活动嵌合部件22，上述固定嵌合部件21分别设置于上述摇臂13中的密封夹头15的左右两侧，并与该密封夹头15呈整体连接，该部件21具有朝上的嵌合凹部21a；上述活动嵌合部件22分别设置于上述摇臂12中的密封夹头14的左右两侧，并与该密封夹头14呈整体连接，该部件22具有朝下的嵌合凸部22a。另外，如图3所示，由于活动嵌合部件2产生摇摆，这样在其前端部分与固定嵌合部件21相接触的部分也可设置缓冲部件23。

此外，如图4所示，挤压器20设有流体压力驱动缸24，该流体压力驱动缸24分别呈整体设置于水平旋转轴27的两端，该旋转轴27穿过摇臂12中的棱柱状部件25，设置于该部件25上，并且通过一对轴瓦26以可旋转的方式支承。

在流体压力驱动缸24内部设置有两个活塞28、29。在这些活塞的外缘上所开设的槽中分别嵌入有O型环30、31，从而从供气管32朝向气压室33供给的空气，以及从供油管34朝向液压室35供给的油分别不会产生泄漏。

在活塞28中沿其中心和径向开设有与大气相连通的通孔36，这样即使在空气从O型环30处泄漏的情况下，该空气仍可通过开设于活塞28中的孔36排到外部，从而不会混入到液压室35中。在活塞29中呈整体设置有活塞杆37，如图4所示，在该活塞杆37上安装有活动嵌合部件22。

在与供气管32相连通的气压室33中一直供给空气，从而使活塞杆37位于伸出位置，即使活塞杆37伸出(突出)，从而一直沿使嵌合部件之间的嵌合脱开的方向施加推力，另外在嵌合部件21、22之间嵌合时向与供油管34相连通的液压室35供给油，通过抵抗上述推力使活塞杆37收回，产生密封压力，在上述嵌合脱开时，供油管34停止供给油，这样液压室35内部的压力为0。

此外，与供气管32相连接的空气供给通道中安装有压力传感器38，该传感器38可检测供给通道内部的压力变化，该传感器38经常对压力变化进行监视，在发现管线发生脱开等异常情况的场合，使填充包装机停止工作。另外，供油管34沿轴向穿过上述水平旋转轴27，与两个流体压力驱动缸24中的液压室35相连通，并与图中未示出的动作油管相连接。

下面对横向密封操作进行说明。当两个摇臂12、13从打开位置朝向关闭位置摇摆时，活动嵌合部件22借助图中未示出的弹簧，相对与摇臂12、13相垂直的状态处于前高后低的向上倾斜的状态。当摇臂12、13马上处于关闭位置时，活动嵌合部件22与流体压力驱动缸24一起产生旋转，并从向上倾斜的状态变为水平状态，这样其前端部便与固定嵌合部件21相嵌合。

当供油管34朝向流体压力驱动缸24中的液压室35供给作为动作流体的油，并使活塞杆37收回时，活动嵌合部件22与活塞杆一起移动，两个嵌合部件21、22相嵌合，并相互拉紧，而固定有上述两个嵌合部件的两个密封夹头14、15也相互拉紧，这样在两个密封夹头之间产生密封压力，对管7施加压力，并对其进行加热，从而完成横向密封的操作。

之后，在两个摇臂12、13从关闭位置朝向打开位置摇摆之前，如果中止通过供油管34向液压室35供给作为动作流体的油，并且油的供给压力为0，而供气管32一直朝向气压室33供给空气，由于通过活塞28、29一直施加使活塞杆37伸出的推力，两个嵌合部件21、22之间的嵌合脱开，活动嵌合部件22借助图中未示出的弹簧，相对与摇臂12相垂直的状态处于前高后低的向上倾斜的状态。此后，反复进行上述的动作。

在上述实施例中，虽然在流体压力驱动缸24内部设置有两个活塞28、29，以便使活塞杆37收回、伸出，但是上述活塞28、29也可呈整体成形，从而使作为一个活塞的活塞杆37实现收回、伸出。

另外，在上述实施例中，虽然一直施加沿使活塞杆37伸出的方向的推力的压力媒体采用的是空气，但是也可采用其它的压力媒体，比如油、水等来代替空气。

按照本发明，由于在上述类型的结构复杂的挤压器中，下述的机构采用流体压力来代替弹簧，该机构指施加沿使安装有活动嵌合部件的活塞杆伸出的方向的推力的机构，从而可确实在较长的期间内于下述的包装机中的横向密封的操作中施加压力，该装置特别指具有每小时8000包以上的生产能力的高速填充包装机，而对于已有的填充包装机来说则是不言而逾的，与已有的采用弹簧的场合相比较，无需进行更换弹簧的复杂操作，另外无需花费增加新的弹簧的运行费用。

另外，弹簧的数量保持恒定，在动作过程中弹簧的弹力不保持恒定，由于特别是在上述类型的填充包装机中需要较大的密封压力，弹簧的恒定数量也较大，但是如果按照本发明的方式采用流体压力，则活塞杆可顺利实现伸缩，密封压力在每次密封操作时保持不变，并且密封面保持稳定。

再有，在按照左右一对的方式作用有密封压力的上述类型的挤压器中，无论怎样使用弹簧，仍然不能使左右的密封压力保持相等，但是如果按照本发明的方式采用流体压力，由于左右流体压力驱动缸中的气压室相互保持连通，不会产生左右密封压力不相等的情况，从而可进行均匀的横向密封。

还有，如果采用本发明，由于设置有压力传感器，该传感器可经常对空气供给通道中的压力变化进行监测，这样在管线发生脱开等异常情况的场合，可马上发现该异常情况，并快速使填充包装机停止工作，从而使密封不良的制品的产生降低到最小程度。

Claims (3)

1.一种挤压器，它在下述场合下使分别设置于密封夹头两侧的一对嵌合部件之间相互嵌合，从而产生密封压力，该场合指通过密封夹头对填充有流动性物质的管状包装材料条带进行夹持，其特征在于，该挤压器包括沿其中心和径向开设有与大气相连通的通孔的活塞，与其呈整体地连接有活塞杆的活塞，与供气管相连通的气压室，其内部设置有与供油管相连通的液压室的流体压力驱动缸，安装于上述活塞杆上可相对密封夹头摇摆的活动嵌合部件，与上述活动嵌合部件相嵌合，并且固定于密封夹头上的固定嵌合部件。

2.如权利要求1所述的挤压器，其特征在于，它还设有可对朝向送气管供给空气的通道内部的压力变化进行检测的压力传感器。

3.一种包括权利要求1或2所述的挤压器的填充包装机。

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