CN111448139B - 柔性包装填充技术 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于用可流动成分填充被附接到面板(506)的柔性薄膜袋(502、504)的方法和系统。所述系统包括用于容纳所述柔性薄膜袋(502、504)的腔室(604、608)和用于将所述可流动成分分配到所述柔性薄膜袋(502、504)中的填充管，其中所述填充管(702、704)至少部分地被布置在所述薄膜袋(502，504)中。所述系统还包括与所述腔室流体连通的泵(640)，其中所述泵(640)在所述柔性薄膜袋(502、504)的外表面和所述腔室(604、608)的内表面之间创建真空，使得所述柔性薄膜袋(502、504)从未膨胀状态膨胀到膨胀状态。

Description

柔性包装填充技术

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月8日提交的临时专利申请第62/596,616号的权益，其公开内容通过引用结合于此。

技术领域

本公开涉及一种利用可流动成分填充包装的系统和方法。

背景技术

各种成分被包装在管状筒中用于在填隙枪和其它类型的分配机构中使用。在一些情况下，分配机构将使两个或更多个筒并排，使得在筒的内容物朝向沉积点流动时，筒的内容物被同时分配并在混合器中混合。典型地，这种筒已经采用了塑料、或涂布或层压纸板等制成的管。而且，这些管通常包括这样的柔性包装件,该柔性包装件已经通过一端包装件进行填充，之后在其上放置封闭件。使用这种并排的筒来分配两种组分涉及大量的浪费和费用。

当填充这种柔性包装件时，重要的是将包装件填充至一致的体积，使得可以在填充设备上设定已知的填充体积。然而，在填充期间，可能出现许多体积填充不一致性，这些不一致性导致每个柔性包装件单元填充不同量的可流动成分。这些不一致可能是由于这样的因素导致的，如填充期间可流动成分中的空气滞留、柔性包装件的不均匀展开、或执行填充操作的填充管从柔性包装件中的不适当的回缩速率。解决这些问题的一个先前提出的解决方案是在填充操作期间向柔性包装件的内部施加正压。然而，这种方法有一些缺点，因为它有正压源在填充期间被可流动成分污染的风险。

因此，需要一种用于用可流动成分一致地填充柔性包装件至期望的最大容量的系统和方法。

发明内容

本公开的实施例是一种用于用可流动成分填充附接到面板的柔性薄膜袋的方法。该方法包括将柔性薄膜袋插入到腔室中，并在柔性薄膜袋的外表面和腔室的内表面之间创建真空，使得柔性薄膜袋从未膨胀状态膨胀到膨胀状态。该方法还包括通过面板将填充管插入到柔性薄膜包装中，并通过填充管分配可流动成分并将其到分配柔性薄膜袋中。

本发明的另一实施例是一种用于用可流动成分填充附接到面板上的柔性薄膜袋的系统。该系统包括用于接收柔性薄膜袋的腔室和用于将可流动成分分配到柔性薄膜袋中的填充管，其中填充管被构造成至少部分地插入到柔性薄膜袋中。该系统还包括与腔室流体连通的第一泵，其中第一泵被构造成在柔性薄膜袋的外表面和腔室的内表面之间创建真空，使得柔性薄膜袋从未膨胀状态膨胀到膨胀状态。

附图说明

当结合附图阅读时，将更好地理解前面的发明内容以及下面的详细描述。附图示出了本公开的说明性实施例。然而，应当理解的是，本申请不限于所示的精确布置和手段。

图1是根据本发明的实施例的筒分配器的部分截面的纵向视图，在该筒分配器中坐置有薄膜包装容器；

图2是沿着图1的线2-2截取的薄膜包装容器和分配器的剖视图；

图3是图1的薄膜包装容器的纵向剖视图；

图4是薄膜包装容器的面板的侧视图；

图4A是图2和图3中示出的薄膜包装容器的面板的后视图；

图5是图2和图3中示出的薄膜包装的面板的前视图；

图6是根据本发明的实施例的薄膜包装容器的替代实施例的纵向剖视图；

图7是图6的面板的前视图；

图8是图6的面板的后视图；

图9是安装在同轴的心轴上并布置在模具内以形成面板的薄膜袋的示意图；

图10是类似于图9的用于制作具有并排袋的薄膜包装容器的视图；

图11是薄膜袋/面板组件的示意图，其中分配器管联接到面板用于将可流动组分引入到这些袋中的一个袋中；

图12A是用于根据本发明的实施例使用的帽的侧视图；

图12B是图12A的帽的后视图；

图13A是根据本发明的实施例使用的联接器的侧视图；

图13B是图13A的联接器的前视图；

图14是根据本发明的实施例使用的静态混合器的纵向视图；

图15是根据本发明的实施例的模腔薄膜和包覆成型面板的示意性图示；

图16是根据本发明的实施例的在填充和密封下端之前的双薄膜袋的图；

图17A是根据本发明的实施例的局部单个袋的图；

图17B是图17A的局部单个袋的图；

图18是来自被认为是Konuma的被许可方的、根据美国专利No.5,593,066制作的单个袋的图；

图19是图18的薄膜袋的局部放大图，其中基座封闭件构件与管状薄膜袋的下端接合；

图20描绘了根据本发明的实施例的利用薄膜袋的组分递送系统的第一部分；

图21描绘了根据本发明的实施例的组分递送系统的第二部分；

图22描绘了根据本发明的实施例的被部分安装到组分递送系统的第二部分的套筒中的第一部分的薄膜袋的部分组装状态；

图23描绘了根据本发明的实施例的组分递送系统的第一部分的混合区段和分配区段的放大视图；

图24描绘了根据本发明的实施例的套筒、薄膜袋和梭动件的替代装置；

图25描绘了图24的在类似于图1中描绘的筒分配器中利用的替代套筒；

图26A描绘了第一填充操作；

图26B描绘了第二填充操作；

图27A描绘了根据本的发明实施例的包括处于张紧状态的两个薄膜袋的薄膜包装；

图27B描绘了图27A中示出的处于张紧状态的、被布置用于运输的多个薄膜包装；

图28描绘了图27A中示出的薄膜包装的顶部透视图；

图29A描绘了根据本发明的实施例的用于填充薄膜包装的薄膜袋的填充系统；

图29B描绘了图29A的接合有薄膜包装的填充系统，其中薄膜包装的薄膜袋处于未膨胀状态；

图29C描绘了图29A的接合有薄膜包装的填充系统，其中薄膜包装的薄膜袋处于膨胀状态；

图30描绘了图29A的填充系统的示意图；并且

图31描绘了根据本发明的实施例的用于使用图29A中示出的填充系统来填充薄膜包装的方法的工艺流程图。

具体实施方式

本文描述了一种薄膜包装500，该薄膜包装包括两个柔性薄膜袋502、504，这两个柔性薄膜袋被构造成填充有可流动成分；一种用于一致地填充薄膜袋502、504的填充系统600；以及一种用于填充薄膜袋502、504的方法。薄膜包装500可以包括由俄亥俄州的西湖的诺顿公司(Nordson Corporation)生产的卡式胶筒(Film-

)。某些术语仅为了方便而用于描述以下描述中的元件，而不是限制性的。词语“右”、“左”、“下”和“上”在附图中表示用作参考的方向。词语“内”和“外”分别指的是朝向和背离描述的几何中心，以描述所陈述的特征及其相关零件的方向。术语包括上面列出的词语、其派生词和类似含义的词语。

首先转到图1，其中示出了传统填隙枪10，在该填隙枪中坐置了经填充的薄膜袋筒12。填隙枪10具有弓形壳体14、端板16、活塞/杆18和致动器组件20。布置在壳体14中的是支撑在筒形套筒22中的筒12，以及通过活塞/杆18在套筒22中抵靠筒12移动的筒形梭动件24。

接下来转到图2至图5，其中示出了薄膜袋筒12，其中存在外环形袋26、内筒形袋28和面板，该面板通常由数字30指示，袋26、28的一个端部被粘附到该面板。面板30具有向后突出的凸缘32以及通常由数字34指示的排出开口，该凸缘提供袋26、28粘附到其上的表面。围绕排出开口34延伸并向前延伸的是管口36。袋26、28的相反端被密封，如剖面线38所示。

如图4和图5中所示，面板30中的排出开口34允许袋26的内容物流过部分40，并且袋28的内容物流过部分42。通过管口36的通路具有隔板48，该隔板完成两个流的分离直到它们进入静态混合器50，并且该隔板被固定到管口36上。

接下来转向图6至图8，筒12b具有一对大致筒形袋52、54，所述筒形袋52、54具有不同横截面积(处于约3:1的比例)。筒形袋52、54的一个端部被粘附到面板58的凸缘56。与第一实施例中一样，存在排出开口60和围绕该排出开口延伸的管口62。开口60具有隔板64，使得袋52的内容物流过部分66，袋54的内容物流过部分68。管口62具有协作且对准的隔板70，并且袋的相反端由密封件72密封。

接下来转向图9，其中示意性地示出了用于围绕同轴袋26、28的端部一体模制面板30并在组装中结合部件的模具组件。坐置在模具76中的互补空腔74中的是环形心轴78和同轴筒形心轴80，环形袋26和筒形袋28被以可滑动方式支撑在该环形心轴和同轴筒形心轴上。心轴78、80被支撑在基座82上，并且第二芯84向下延伸以与心轴78、80协作，以提供对应于面板30所期望的构造的空腔部86。

熔融的合成树脂通过浇道(未示出)注入到空腔部86中，以生产所期望的面板30，该面板包括凸缘32、排出开口34和管口36。熔融树脂加热袋26、28的暴露端部，以实现袋26、28和面板30之间的牢固结合。冷却后，打开模具76并抽出心轴固定件。薄膜袋26、28滑离心轴78、80，并且袋的相反端被密封，以提供空筒。

接下来转向图10，其中示出了用于模制袋52、54并将这些袋结合到用于图6至图8的实施例的面板58的模具组件。大直径心轴88和小直径心轴90被支撑在基座92上，并且使得袋52、54在模具96的空腔94中被支撑在其上。第二芯98与模腔94协作以提供空腔部，在该腔部中，袋52、54的端部被暴露，使得树脂将围绕其流动以形成面板58并结合所述部件。冷却后，将心轴组件从模具96中抽出，并将面板和袋从该模具中移除以提供空筒。

接下来转向图11，空筒12a被支撑在固定件(未示出)上，空气从袋52、54中排空。第一可流动成分通过坐置在面板58中的填充管100被注入到小袋54中。一般而言，可流动成分将延伸到管口62中。在袋54被填充之后，类似的填充管(未示出)被插入到管口62中，并且可流动成分被注入到大袋52中。

现在转到图12A、图12B、图13A和图13B，在袋已经被填充之后，帽102通过内螺纹联接器104被固定到管口62，该内螺纹联接器抵靠在帽102上的凸缘106上并且螺纹连接到管口62上。帽102具有延伸到管口62中的部分108。联接器104还用于安装静态混合器110，这是因为联接器104抵靠混合器110的凸缘112。

图16是由申请人的受让人商业销售的双薄膜包装筒的图。薄膜包装是并排的，并且面板被布置在管状薄膜袋的端部周围。

图17A是双袋和面板的图。

图17B是其局部放大部分的图。

图18是根据Konuma等人的专利制造的单个薄膜袋筒的图。

图19是Konuma袋加强构件组件的放大局部视图。该薄膜袋被放置在加强构件的周边周围，并被粘附到加强构件的外表面。

通过将心轴的上端支撑在适当构造的模腔中，熔融树脂将围绕薄膜袋的上端流动，并使其熔化，并与流入到腔中的熔融树脂混合。

如本文所用，术语“排出”开口包括单个分隔开的开口和间隔开的分离的开口。构造和尺寸将随着流经其中的体积和袋构造而变化。

如本文所用，术语“合成树脂”包括均聚物和共聚体，以及各种添加剂，包括填料、增强元件等。以薄膜袋为例，它不仅包括同质薄膜，还包括含有和不含有添加剂的不同树脂的层压件。优选的树脂是聚丙烯，但是也可以使用聚乙烯和尼龙。对于一些应用，期望的是使用具有尼龙的中心层和聚丙烯的内层和外层的复合膜。

如本文所用，术语“基本上相同的”成分是指化学性质相似的树脂，它们将牢固地结合在一起。以层压件为例，提供要被结合到面板的袋表面的树脂层应该基本上与面板的树脂相同，使得袋将被牢固地粘合到面板。

薄膜袋通常由切割成期望长度的管状薄膜形成。尽管吹塑薄膜是优选的，但是平坦的薄膜可以被形成为具有结合的重叠边缘的管。袋远离面板的端部的结合可以通过粘合剂、加热、声波焊接和其它容易获得的技术来实现。申请人在薄膜的外部上对面板进行二次成型的过程消除了使用预成型构件进行的二次操作。可以看出的是，本过程允许使用包括一种或多种树脂的层压薄膜的袋，所述一种或多种树脂提供所期望的性能，诸如抵抗内容物的侵蚀，更好地结合和混合薄膜和面板的树脂。

作为对比，对Konuma的薄膜/加强构件的微观分析显示了多个限定的层，而本发明的二次成型产生了具有基本上均匀的成分的一体结构，其中袋被布置在面板的内部并且在交界面处没有明显的层。

各种可流动成分可以被用于薄膜包装，包括密封剂、粘合剂、保护剂、油漆和其它涂层材料、泡沫等。暴露于此的薄膜和面板应该具有将不会因此被不利地影响的成分。离开静态混合器的混合的组分可以通过使用压缩空气源和合适的管口组件直接涂敷或喷射。

薄膜包装中的袋的尺寸(横截面积)将允许要混合的两种组分成比例。对于1:1的比例而言，袋具有相同的横截面积。对于3:1的比例而言，所述袋中的一个袋将具有是另一个的横截面积的三倍的横截面积。当保证成分的相对粘度或比例时，排出开口也可以被定制成有助于或阻碍通过其中的流动。

排出开口可以采取几种不同的构造，但是应该提供可流动成分的分隔，直到它们已经进入到管口中之后为止。而且，分离部分的构造和尺寸可以为可流动成分中的一个提供限制，以适应粘度、不同比率等方面的变化。

分配器方便地使用合成树脂、螺旋缠绕纸板、金属和层压件制成的圆筒形作为套筒，这些套筒可以重复使用。通过使用由活塞的推动器作用在其上的梭动件，该梭动件在套筒中抵靠在袋上移动以压缩这些袋。当薄膜包装仅被部分被排出时，静态混合器可以被移除并丢弃，并且帽被放置在管口上。如果内容物被完全排出，静态混合器被移除并且薄膜包装可以从套筒移除；将两者丢弃。新的薄膜包装可以被放置在套筒中，在放置在分配器中之前，该套筒被端对端地旋转。因此，当套筒和筒被放置在分配器中时，梭动件在分配器的相反端处，由活塞的推动器作用在其上。因此，丢弃经排出的薄膜包装筒和静态混合器，但是分配器、套筒和梭动件都是可重复使用的。因此，从前面的详细描述和附图中可以看出，本发明的薄膜袋筒制造相对简单，并且部件被结合以提供良好的密封。组装部件后，可以很容易地填充袋。

现在转到图20至图25，描绘了利用前述薄膜袋的替代组分递送系统。图20描绘了利用两个柔性薄膜袋202、204(类似于薄膜袋26、28)的组分递送系统的第一部分200。两个柔性薄膜包装袋202、204具有共同的刚性面板206(类似于面板30)，其中排出管口208(类似于管口36)与其一体形成。排出管口208具有隔板(参照图3中的隔板48最佳可见)，该隔板被布置在内部并被构造成维持来自两个柔性薄膜包装袋202、204中的相应的一个柔性薄膜包装袋的分离的流量流。混合器210(类似于静态混合器50)被布置成经由布置在混合器210上游侧上的第一柔性管212与来自两个柔性薄膜包装袋202、204中的相应的一个柔性薄膜包装袋的流量流流体连通。在实施例中，柔性管212是将混合器210流体连接到管口208的单个管，并且可以具有适合于本文公开的目的的任何长度，该长度通常是由来自两个薄膜袋202、204的两种组分在它们行进通过柔性管212(并且在它们行进的同时部分混合)时的灌封时间限制的长度。在实施例中，材料涂敷器214(诸如喷射顶端)被布置成与混合器210的下游侧流体连通并被布置在该混合器的下游侧上。第二柔性管216(在图20中被描绘为部分长度)被布置成与材料涂敷器214流体连通，用于经由加压气体向材料涂敷器214供应雾化空气。

图21描绘了组分递送系统的第二部分300。在实施例中，第二部分300包括各自具有前端304和后端306的两个并排的筒形套筒302(在图21中仅一个可见)，两个梭动件308(参照图24最佳可见)(类似于梭动件24)滑动地布置在两个筒形套筒302中的相应的一个筒形套筒的后端306的内部和附近。与柔性薄膜袋202、204相比，两个筒形套筒302基本上是刚性的，并且可以是适合于本文公开的目的的任何材料，诸如如图21中描绘的铝，或者如图24中描绘的塑料，这将在下面进一步讨论。两个并排的推杆310(在图21中仅一个可见)被布置成与两个梭动件308中的相应的一个梭动件可操作地连通，并由布置成与两个推杆310可操作地连通的活塞312驱动。加压气体400用于经由加压气体管线402驱动活塞312。加压气体400的流动经由触发器322控制。在实施例中，加压气体400例如由空气压缩机提供。活塞312具有活塞壳体316，并且两个筒形套筒302被固定地附接到活塞壳体316。第二柔性管216的另一端在图21中被描绘为连接到相同的加压气体源400。如现在参照图22最佳可见，两个筒形套筒302中的相应的一个筒形套筒的前端304被构造成并适于接收被插入到套筒302的前端304中的两个柔性薄膜包装袋202、204中的各个柔性薄膜包装袋。在实施例中，保持器314被布置在两个筒形套筒302中的相应的一个筒形套筒的前端304附近，并且被构造和适于在将可流动材料分配到两个薄膜包装袋202、204内部期间限制面板206。保持器314能够经由硬件318固定到两个筒形套筒302，并能够相对于其移动(例如可枢转)，以有助于将薄膜袋202、204装载到两个筒形套筒302中。

现在参考图23，该图描绘了根据本发明的实施例的组分递送系统的第一部分200的混合区段和分配区段的放大视图。在经由第二部分300分配时来自薄膜包装袋202、204的可流动材料行进穿过柔性管212并穿过混合器210到达材料涂敷器214(例如喷雾顶端)。来自加压气体400的雾化空气经由柔性管216被提供给触发器组件220。触发开关222的致动允许加压气体行进穿过连接管224和联接器226，以在材料涂敷器214处提供雾化空气。在材料涂敷器214是喷射顶端的实施例中，雾化空气有助于可流动材料的喷射，并且柔性管216有助于在近距离内进行喷射，例如通过人孔盖在地面下进行喷射。

如上所提及的那样，两个筒形套筒302可以由适合于本文公开的目的的任何材料制成。在图21和图22中，示例筒形套筒302由铝制成。现在参考图24，描绘了两个筒形套筒352、薄膜袋202、204和梭动件308的替代装置，其中两个筒形套筒352由塑料制成。将薄膜袋202、204组装到套筒352中类似于结合图22所讨论的那样，其中两个梭动件308被插入到套筒352的后端356中，同时薄膜袋202、204被插入到套筒352的前端354中。筒形套筒352中的薄膜袋202、204的组合像图1中的薄膜袋筒12和套筒22一样起作用，其中套筒352也是可重复使用的，并且膨胀的薄膜袋202、204是可丢弃的。当该组合经由套筒352组装成筒形式，并且薄膜袋202、204填充有可流动材料时，密封帽218被放置在管口208上，以防止薄膜袋202、204内部的可流动材料泄漏和过早固化。

为了有助于从套筒352中的薄膜袋202、204分配可流动材料，并且现在参考图25，采用了适合于从筒中分配可流动材料的填隙枪型分配器380(类似于图1中的填隙枪10)。类似于上面结合图21讨论的分配作用，套筒352内部的梭动件308由两个推杆360驱动，这些推杆由活塞(例如类似于活塞312)驱动，该活塞又由加压气体400驱动。

现在返回参考图24，每个梭动件308具有类似于筒形圆盘的形状的形状，围绕外周布置有多个单独的柔性指状物320。当梭动件308被组装到它们各自的套筒302、352中时，每个梭动件308的多个柔性指状物320以与每个相应的套筒302、352的内筒形表面非密封滑动接合的方式径向向内挠曲。柔性指状物320中的相邻柔性指状物之间的间隔允许套筒302、352内(即，梭动件308、套筒302、352和薄膜袋202、204之间)的滞留空气在分配运行期间逸出。

继续图27A至图28，根据本发明的薄膜包装500包括一对柔性薄膜袋502、504。所述薄膜袋502、504中的每一个薄膜袋可以类似于薄膜袋26、28以及薄膜袋202、204，如上所讨论的那样。柔性薄膜袋502沿纵向方向L限定近端502a和与该近端502a相反的远端502b。同样地，柔性薄膜袋504沿纵向方向L限定近端504a和与近端504a相反的远端504b。薄膜袋502、504可以通过刚性面板506联接，该刚性面板可以类似于面板30和206，如前所述。当组装时，面板506的第一部分506a附接到薄膜袋502的近端502a，并且面板506的第二部分506b附接到薄膜袋504的近端504a。面板506的第一部分506a和第二部分506b可以以可释放的方式彼此联接。所述薄膜袋502、504中的每一个薄膜袋可以包括基本柔性的单层材料或多层材料。例如，薄膜袋中的每一个薄膜袋可以包括任何柔性聚合物或金属。在多层构型中，薄膜袋502、504的壁可以包括外层和内层，该内层包括第一材料，诸如聚合物。附加地，包括第二材料(诸如金属)的中心层可以由具有第一材料的内层和外层界定。

面板506可以限定管口508，该管口从面板506近侧地与薄膜袋502、504相反地延伸。如前所讨论的那样，管口508可以类似于管口36或208。像面板506一样，管口508可以限定第一部分508a和以可释放的方式联接到该第一部分508a的第二部分508b。管口508可以包括隔板512，该隔板被布置在内部并被构造成维持来自两个柔性薄膜袋502、504中的相应的一个柔性薄膜袋的分离的流量流。隔板512可以部分地由管口508的第一部分508a和第二部分508b限定，并且可以用于将第一排出开口510a与第二排出开口510b分离，其中第一排出开口510a和第二排出开口510b中的每一个排出开口延伸穿过管口508。当组装薄膜包装500时，第一可流动成分可以从薄膜包装502流过第一排出开口510a，并且可以与第一可流动成分相同或不同的第二可流动成分可以从薄膜包装504流过第二排出开口510b。喷嘴508可以附接到静态混合器(诸如以上描述的混合器210)用于混合第一可流动成分和第二可流动成分。

如图28中所示，面板506的第一部分506a可以限定第一填充端口507a，并且面板506的第二部分506b可以限定与第一填充端口507a间隔开的第二填充端口507b。第一填充端口507a在薄膜袋502上居中并与其流体连通，而第二填充端口507b可以在第二薄膜袋504上居中并与其流体连通。第一填充端口507a和第二填充端口507b可以在填充操作中被用于填充薄膜袋502、504，如将在下面进一步讨论的那样。

继续参照图29A至图30，将描述用于填充薄膜包装500的柔性薄膜袋502、504的填充系统600。填充系统600可以包括用于在填充之前使薄膜袋502、504膨胀的真空装置602。真空装置602可以包括第一腔室604和与第一腔室604相邻的第二腔室608。第一腔室604和第二腔室608中的每一个腔室被构造成接收薄膜袋502、504中的相应的一个薄膜袋。第一腔室604和第二腔室608中的每一个腔室可以限定基本上筒形的形状，但是也可以设想其它设计。第一腔室604从第一端部604a延伸到第二端部604b，而第二腔室608从第一端部608a延伸到第二端部608b。填充系统600可以包括板612，该板附接到第一腔室604和第二腔室608的第一端部604a、608a，以将第一腔室604和第二腔室608固定地联接在一起。然而，也可以设想的是，第一腔室604和第二腔室608可以被制造以形成单一结构。在一个实施例中，真空装置602可以包括在板612上方的锁定板616，用于将薄膜包装500以可释放的方式固定在真空装置602内。在所描绘的实施例中，锁定板616可以包括第一锁定区段616a和以可旋转的方式附接到第一锁定区段616a的第二锁定区段616b。当在第一腔室604和第二腔室608内创建真空时，锁定板616可以提供足够的力以将薄膜包装500固定在真空装置602内，如将在下面进一步讨论的那样。替代地，锁定装置可以被用于在填充薄膜袋502、504的过程期间将真空装置602固定就位，同时如下所述，在第一腔室604和第二腔室608中创建的真空将薄膜包装500保持就位。然而，可以设想的是，填充系统600可以没有锁定板616，而是利用真空装置602内创建的真空来将薄膜包装500固定在真空装置602内。

为了有助于容易地装载和移除薄膜包装500，当真空装置602不包含薄膜包装500时，第一锁定区段616a和第二锁定区段616b中的一个或两个可以背离彼此旋转，使得薄膜包装502、504可以被插入到相应的第一腔室604和第二腔室608中。在将薄膜袋502、504插入到真空装置602中时，第一锁定区段616a和第二锁定区段616b中的一个或两个可以朝向彼此旋转，使得第一锁定区段616a和第二锁定区段616b中的每一个锁定区段接合薄膜袋500的面板506的第一部分506a和第二部分506b。因此，锁定板616通过与面板506的接合将薄膜袋502、504固定在真空装置602内。图29A示出了背离彼此旋转的第一锁定区段616a和第二锁定区段616b，使得真空装置602可以接收薄膜包装500，而图29B示出了朝向彼此旋转并与薄膜包装500的面板506接合的第一锁定区段616a和第二锁定区段616b，使得薄膜包装502、504被固定在真空装置602内。尽管描述了铰接锁定板616，但是也可以设想用于将薄膜包装500锁定在真空装置602内的其它方法和结构。

在第一腔室604和第二腔室608的相反侧上，第一腔室604和第二腔室608的第二端部604b、608b可以被固定到基座628。在第一腔室604和第二腔室608中的每一个腔室内可以布置相应的密封件620，该密封件有助于在第一腔室604和第二腔室608内创建气密密封，如将在下面讨论的那样。所述密封件620中的每一个密封件可以限定延伸穿过整个密封件620的相应孔。例如，被布置在第一腔室604内的密封件620可以限定第一孔624a，而被布置在第二腔室608内的密封件620可以限定第二孔624b。第一孔624a可以与延伸穿过真空装置602的基座628的管632连通，而第二孔624b可以与延伸穿过基座628的管636连通。所述管632、636中的每一个管可以包括柔性聚合物，并且从相应的第一腔室604和第二腔室608延伸到泵640。泵640可以被用于通过管632、636向第一腔室604和第二腔室608的内部施加正压或负压，如将在下面进一步讨论的那样。泵640也可以称为第一泵。

现在参考图30，填充系统600可以进一步包括与当薄膜袋被布置在第一腔室604和第二腔室608内时填充薄膜袋502、504相关的部件。填充系统600可以包括第一填充管702和第二填充管704，该第一填充管被构造成插入到第一腔室604中，特别是当薄膜袋502被布置在第一腔室604内时被插入到薄膜袋502中，该第二填充管被构造成插入到第二腔室608中，特别是当薄膜袋504被布置在第二腔室608内时被插入到薄膜袋504中。第一填充管702和第二填充管704中的每一个填充管被构造成分别通过面板506的第一填充端口507a和第二填充端口507b插入。然而，在其它实施例中，可以设想的是，填充系统600将不包括第一填充管702和第二填充管704，以及第一填充端口507a和第二填充端口507b，而是薄膜袋502、504将通过管口508的第一排出开口510a和第二排出开口510b直接填充。

第一填充管702的顶部可以包括填充头706，而第二填充管704的顶部可以包括填充头708。填充头706、708中的每一个填充头可以可操作地附接到相应的马达。在所描绘的实施例中，第一填充管702和填充头706能够可操作地联接到第一马达740，而第二填充管704和填充头708能够可操作地联接到第二马达744。尽管示出了两个马达，但是在另一实施例中，所述填充头706、708中的每一个填充头能够可操作地联接到单个马达。第一马达740和第二马达744被构造成分别将第一填充管702和第二填充管704插入到薄膜袋502、504中，并且随后从薄膜袋502、504中移除第一填充管702和第二填充管704。第一马达740和第二马达744可以被构造成一起或独立地移动第一填充管702和第二填充管704。

第一马达740和第二马达744中的每一个马达都由控制器736控制。控制器736可以是可编程逻辑控制器(PLC)、基于微处理器的控制器、个人计算机或能够实行如由本领域普通技术人员所理解的本文描述的功能的另一传统控制装置。例如，控制器736可以基于用户输入执行与控制填充系统600相关的各种方法，如下文详细描述的那样。附加地，控制器736可以基于存储在控制器736的存储单元(未示出)中的操作循环或序列的库来执行与控制填充系统600相关的各种方法。存储单元可以包括一个或多个存储单元，并且也可以被称为存储装置。操作序列被调用并放置在根据需要在控制器736上执行的特定的控制程序中。例如通过用户界面(未示出)，可以调整操作序列以适应不同的填充操作、薄膜袋或可流动成分的类型、或薄膜包装或腔室的不同尺寸。

填充头706、708也可以通过管712连接到相应的第一泵716和第二泵720。第一泵716和第二泵720可以被用于将可流动成分从成分源(未示出)泵送通过管712，并到达相应的第一填充管702和第二填充管704。当与泵640相比时，第一泵716和第二泵720中的每一个泵(共同地或单独地)可以被称为第二泵。像第一马达740和第二马达744一样，第一泵716和第二泵720中的每一个泵可以由控制器736通过与控制器736的有线连接732来控制。控制器736可以通过各种手段监测由第一泵716和第二泵720执行的填充操作的进度。在所描绘的实施例中，填充系统600包括与第一泵716连通的流量监测器724，其中流量监测器724被构造成监测从第一泵716到第一填充管702的可流动成分的流量，并将流量的各方面通讯到控制器736。填充系统600还可以包括与第二泵720连通的流量监测器728，其中流量监测器728被构造成监测从第二泵720到第二填充管704的可流动成分的流量，并将流量的各个方面通讯到控制器736。

继续参照图26A至图27B和图31，将描述用于用可流动成分填充柔性薄膜袋502、504的方法800。尽管方法800同样适用于两个薄膜袋502、504，但是为了简单起见，方法800将仅针对薄膜袋502进行描述。首先，可以执行步骤802，在步骤802中，可以拉伸薄膜袋502以提供可流动成分的容易引入，该成分将在填充操作期间进入薄膜袋502。具体而言，通过向薄膜袋502的近端502a施加力F₁并向薄膜袋502的远端502b施加力F₂，薄膜袋502可以在纵向方向L上被拉伸。尽管描绘了两个力，但是在力被施加到相反端的同时，可以在不施加力的情况下固定薄膜袋502的端部中的一个端部。此外，力F₁和力F₂可以根据期望是不同的或者是相同的。虽然使用了术语“拉伸”，但是步骤802不一定涉及薄膜袋502的物理伸长——而是薄膜袋502可以简单地拉紧以获得最大长度。

在步骤802之后，一旦薄膜包装500处于张紧状态，薄膜包装500就可以如图27B所示被布置用于运输。这种可以包括任意数量的薄膜袋502、504的构造允许薄膜袋502、504在整个供应链中保持在步骤802中实现的张紧状态，直到最终到达用于最终使用的预期目的地为止。

在到达预期目的地时，填充系统600的操作者可以通过将特定的薄膜袋502插入到腔室中，诸如插入到真空装置602的第一腔室604中，来执行步骤810。尽管下面描述了将单个薄膜袋502插入到第一腔室604中，但是步骤810和随后的过程可以针对薄膜袋502和薄膜袋504两者同时执行。然而，为了简单和简洁，将仅描述与以下步骤相关的薄膜袋502。如上所述，当特定的薄膜包装500被插入到真空装置602中时，锁定板616的第一区段616a和第二区段616b可以背离彼此旋转。由此，将薄膜袋502插入到第一腔室604中可以包括旋转锁定板616的第一区段616a和第二区段616b，使得锁定板616接合薄膜包装500的面板506，以将薄膜袋502固定在第一腔室604内。当将薄膜袋502插入到第一腔室604中时，可以执行步骤814，在步骤814中，在薄膜袋502的外表面和第一腔室604的内表面之间的空间中创建真空。这可以通过泵640执行，该泵通过管632在前述空间上施加负压。由于这种真空，薄膜袋502可以从如图29B中所示的未膨胀状态转变到如图29C中所示的膨胀状态。这为填充管702(其将在下面描述)提供了到薄膜袋502的整个膨胀的内部容积的入口，这确保了薄膜袋502最佳地和完全地填充有可流动成分。最佳地，真空可以以29至30英寸汞柱之间创建，尽管也可以设想更小的真空。

在步骤814中创建真空之后，执行步骤818，在步骤818中，填充管702通过面板506，特别是面板506的第一填充端口507a插入到薄膜袋502中。一旦填充管702被完全插入到薄膜袋502中，在步骤822中，可流动成分可被泵送入薄膜袋502中。这由第一泵716的活塞驱动，该第一泵的活塞驱动可流动成分从成分源(未示出)，通过管712，通过填充头706和填充管702，并进入到薄膜袋502中。

在填充管702填充薄膜袋502的同时，将有必要逐渐从薄膜袋502移除填充管702。如果填充管702从薄膜袋502中缩回的速率不正确，则存在几个不利的结果。例如，如图26A中所示，在填充腔室的同时，填充管不能足够快地缩回。这可能导致填充管的污染，并可能导致可流动成分中的空气滞留。同样地，在图26B中，在填充腔室的同时，填充管缩回得太快。这也可能导致可流动成分中的空气滞留。不正确的填充管移除速度的所有这些副作用导致薄膜包装的不完全和不一致的填充，特别是在具有较高粘度的非自流平的可流动成分的情况下。

为了确保这些负面后果不会发生，在根据步骤822的填充操作期间，填充管702逐渐从薄膜袋502中移除。在步骤822中，在控制器736的指示下，马达740执行以精确的速度从薄膜袋502中逐渐移除填充管702的功能。这个速度可以由控制器736确定。泵716的活塞位置可以由线性可变差动变压器(LVDT)监控，并被通讯到控制器736，以确定作为位置和时间的函数的活塞速度。控制器736可以使用这些输入以及由本文未描述的其它传感器提供的输入，并指示马达740以根据以下等式计算的速度从薄膜袋502移除填充管702：

等式1

填充管移除速度＝(P_s×P_a)/C

其中：

P_s＝泵活塞速度

P_a＝泵横截面积

C＝膨胀状态下的柔性填充袋的横截面积。

控制器736可以使用等式1连续计算填充管702的期望缩回速度，使得控制器736限定反馈回路。假如根据等式1的后续计算值不同于填充管702的当前缩回速度，则控制器736可以指示马达740相应地改变缩回速度。最佳地，以根据等式1的速度缩回填充管702将允许填充管702的远侧头部在薄膜袋502内的可流动成分的液位前稍微间隔开。

在完成步骤822后，在步骤823中，第一填充端口507a可以被堵塞，使得没有可流动成分从薄膜包装500中逸出。而且，在步骤822完成后，在步骤825中，第一排出开口510a可以被堵塞，以便进一步防止任何可流动成分逸出薄膜包装500。在步骤822完成后，薄膜包装500必须从填充系统600中移除。然而，在步骤814中由泵640创建的施加到薄膜袋502和第一腔室604的真空在某种程度上仍然存在，从而使得从第一腔室604移除薄膜袋502有些困难。结果，在步骤826中，操作者可以将泵640从第一状态转换到第二状态，在该第一状态下泵640在第一腔室604内创建真空，在该第二状态下泵通过管632将正压施加到薄膜袋502的外表面和腔室604的内表面之间的空间。在步骤830中，该正压可以释放真空，并允许薄膜包装500容易地从真空装置602移除。在一个实施例中，该正压可以是大约10psi，尽管也可以设想处于不同水平的正压。

虽然本文使用有限数量的实施例描述了本发明，但是这些具体实施例并不旨在限制本发明的范围，如在本文以其它方式描述和要求保护的那样。本文描述的各种元件的精确布置以及物品和方法的步骤的顺序不应被认为是限制性的。例如，尽管方法的步骤是参照附图中附图标记的连续序列和块的进展来描述的，但是该方法可以按照期望以特定顺序来实施。

Claims (24)

1.一种用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，包括：

将所述柔性薄膜袋插入到腔室中；

在所述柔性薄膜袋的外表面和所述腔室的内表面之间创建真空，使得所述柔性薄膜袋从未膨胀状态膨胀到膨胀状态；

通过所述面板中的开口将填充管插入到所述柔性薄膜袋中，所述面板限定管口，所述管口从所述面板近侧地与所述柔性薄膜袋相反地延伸；以及

在所述填充管通过所述开口延伸到所述柔性薄膜袋中时，通过所述填充管分配可流动成分并将所述可流动成分分配到所述柔性薄膜袋中。

2.根据权利要求1所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，其中分配所述可流动成分包括从所述柔性薄膜袋逐渐移除所述填充管。

3.根据权利要求2所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，其中从所述柔性薄膜袋逐渐移除所述填充管由马达来执行，所述马达操作地连接到所述填充管。

4.根据权利要求3所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，其中逐渐移除所述填充管由控制器控制，所述控制器与所述马达电通讯。

5.根据权利要求4所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，其中分配所述可流动成分由包括活塞的泵来执行，其中所述泵与所述填充管流体连通。

6.根据权利要求5所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，其中所述控制器指示所述马达根据以下等式从所述柔性薄膜袋移除所述填充管：

填充管移除速度＝(P_s×P_a)/C

其中：

P_s＝泵活塞速度

P_a＝泵横截面积

C＝所述膨胀状态下的柔性薄膜袋的横截面积。

7.根据权利要求1所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，其中所述腔室限定第一端部和与所述第一端部相反的第二端部，使得所述面板与所述腔室的第一端部相邻。

8.根据权利要求7所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，其中创建所述真空由泵来执行，所述泵与所述腔室的第二端部流体连通。

9.根据权利要求1所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，进一步包括：

向所述柔性薄膜袋的近端施加第一力并向所述柔性薄膜袋的与所述近端相反的远端施加第二力，以使所述柔性薄膜袋在纵向方向上膨胀。

10.根据权利要求9所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，其中所述柔性薄膜袋是第一柔性薄膜袋并且所述面板是第一面板，并且所述第一柔性薄膜袋的近端被附接到所述第一面板，所述方法进一步包括：

将所述第一柔性薄膜袋布置成与第二柔性薄膜袋接触，使得所述第一柔性薄膜袋的远端被布置在所述第一面板和第二面板之间，所述第二面板被附接到所述第二柔性薄膜袋。

11.根据权利要求1所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，进一步包括：

在所述柔性薄膜袋的外表面和所述腔室的内表面之间施加正压；以及

从所述腔室移除所述柔性薄膜袋。

12.根据权利要求1所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，进一步包括：

在分配所述可流动成分之后堵塞所述面板的填充端口，其中所述填充端口被构造成收纳所述填充管。

13.根据权利要求12所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，进一步包括：

堵塞由从所述面板延伸的所述管口限定的排出开口，其中，所述排出开口与所述柔性薄膜袋内的所述可流动成分流体连通。

14.根据权利要求1所述的用于用可流动成分来填充被附接到面板的柔性薄膜袋的方法，其中创建所述真空包括经由所述真空将所述柔性薄膜袋固定在所述腔室内。

15.一种用于填充柔性薄膜袋的系统，包括：

腔室，所述腔室用于容纳所述柔性薄膜袋，所述柔性薄膜袋被附接到面板，所述面板限定管口，所述管口从所述面板近侧地与所述柔性薄膜袋相反地延伸；

锁定板，所述锁定板被附接到所述腔室并且具有第一和第二锁定区段，所述第一和第二锁定区段被构造成朝向彼此旋转以可释放的方式接合所述面板，使得所述柔性薄膜袋被固定在所述腔室内；

填充管，所述填充管用于通过所述面板的开口将可流动成分分配到所述柔性薄膜袋中，其中所述填充管被构造成通过所述开口至少部分地被插入到所述柔性薄膜袋中；以及

与所述腔室流体连通的第一泵，其中所述第一泵被构造成在所述柔性薄膜袋的外表面和所述腔室的内表面之间创建真空，使得所述柔性薄膜袋从未膨胀状态膨胀到膨胀状态。

16.根据权利要求15所述的用于填充柔性薄膜袋的系统，进一步包括马达，所述马达被操作地连接到所述填充管，其中所述马达被构造成将所述填充管插入到所述柔性薄膜袋中，并将所述填充管从所述柔性薄膜袋移除。

17.根据权利要求16所述的用于填充柔性薄膜袋的系统，进一步包括控制器，所述控制器被构造成控制所述马达的运行。

18.根据权利要求17所述的用于填充柔性薄膜袋的系统，进一步包括第二泵，所述第二泵包括活塞，用于将可流动成分从源泵送到所述填充管。

19.根据权利要求18所述的用于填充柔性薄膜袋的系统，进一步包括与所述第二泵流体连通的流量计，其中所述流量计被构造成将所述可流动成分的流量通讯至所述控制器。

20.根据权利要求18所述的用于填充柔性薄膜袋的系统，进一步包括用于检测所述活塞的位置的线性可变差动变压器，其中，所述线性可变差动变压器被构造成将所述活塞的位置通讯到所述控制器。

21.根据权利要求18所述的用于填充柔性薄膜袋的系统，其中所述控制器被构造成指示所述马达根据以下等式从所述柔性薄膜袋移除所述填充管：

填充管移除速度＝(P_s×P_a)/C

其中：

P_s＝泵活塞速度

P_a＝泵横截面积

C＝所述膨胀状态下的柔性薄膜袋的横截面积。

22.根据权利要求15所述的用于填充柔性薄膜袋的系统，进一步包括：

管，所述管从所述腔室延伸到所述第一泵；以及

密封件，所述密封件被布置在所述腔室内，用于在所述管和所述腔室之间创建气密密封。

23.根据权利要求15所述的用于填充柔性薄膜袋的系统，其中所述第一泵被构造成从第一状态转变到第二状态，在所述第一状态下，所述第一泵在所述柔性薄膜袋的外表面和所述腔室的内表面之间创建所述真空，在所述第二状态下，所述第一泵在所述柔性薄膜袋的外表面和所述腔室的内表面之间施加正压。

24.根据权利要求15所述的用于填充柔性薄膜袋的系统，其中在所述柔性薄膜袋的外表面和所述腔室的内表面之间创建的所述真空被配置成将所述柔性薄膜袋固定在所述腔室内。

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