CN115196070A - 用于生产单位剂量制品的计量单元、计量方法和机器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产单位剂量制品的机器的计量单元，该计量单元包括多个喷嘴(76)，这些喷嘴由相应的可移动元件(60)承载并与相应的计量室(78)相关联；多个柱塞(82)，这些柱塞可在相应的缩回和前进位置之间往复移动到相应的计量室(78)中；以及旋转式流体分配器(90)，其包括至少一个固定入口(92)和流体连接到相应计量室(78)的多个可移动出口(94)。

Description

用于生产单位剂量制品的计量单元、计量方法和机器
技术领域
本发明涉及一种用于计量流体产品的计量单元和计量方法。
本发明是特别考虑到其在生产单位剂量制品中的应用而开发的，例如，单位剂量制品填充有家用护理组合物，例如洗衣洗涤剂、洗碗机洗涤剂、柔顺剂和家用设备中使用的其它组合物。
本发明尤其涉及由封装在两个水溶性膜之间的一种或更多种流体组合物形成的洗涤剂囊包的生产。
在下面的描述中，将参考该特定的领域，但是不失一般性。
背景技术
洗衣和洗碗机洗涤剂囊包是水溶性小袋，其包含高浓度的洗衣洗涤剂、柔顺剂和其他洗衣产品。鉴于用户的易用性和对可持续性的积极影响，洗涤剂囊包正变得越来越受欢迎，因为它们是一种通过精确测量载荷量来减少粉末和液体洗涤剂的浪费使用的方法。
洗涤剂囊包通常通过在第一水溶性膜中形成空腔、用流体组合物填充空腔、在第一水溶性膜上施加第二水溶性膜、以及将第一和第二水溶性膜彼此联结以便将组合物密封在两个水溶性膜之间来生产。
WO2015179584-A1公开了用于将组合物分配到在机器方向上连续移动的幅材的空腔中的方法和系统，其中，具有多个空腔的水溶性幅材设置在连续可移动的表面上，其中，包括多个喷嘴的填充设备被定位成在所述喷嘴从第一位置移动到第二位置时将家用护理组合物分配到空腔中，并且其中，所述喷嘴在填充相应的空腔后返回到所述第一位置。
与开始和停止填充过程相比，一种交替往复式分配过程提高了效率，在该交替往复式分配过程中，一个或更多个喷嘴与待填充的空腔一起移动，并在填充空腔后返回到开始位置，而在开始和停止填充过程中，空腔在被填充时停止在喷嘴下方。然而，在喷嘴填充一组空腔之后，喷嘴必须在它们开始填充下一组空腔之前返回到开始位置。这可能会限制填充过程的速度以及在给定时间段内可以填充的空腔的数量。
在WO2015179584-A1的图12B所示的实施例中，喷嘴以连续运动在无端表面，例如带旋转表面上移动。喷嘴以与空腔相同的速度并在相同的方向上移动，使得每个未填充的空腔在分配步骤的持续时间内都在同一喷嘴下。在分配停止后，喷嘴旋转并返回到第一位置，在第一位置它们开始将组合物再次分配到另一个未填充的空腔中。
与交替往复式分配过程相比，喷嘴以连续运动的方式移动的连续分配过程可以提高效率，但是也具有局限性。例如，喷嘴的反向运动会导致空气进入到喷嘴中，从而有可能滴落和污染下面的幅材。具有旋转喷嘴的系统需要能够在喷嘴运动期间供应喷嘴的供应系统，并且该供应系统能够保证计量的足够的精度和可重复性。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于计量流体产品的计量单元和方法，其克服了现有技术的问题。
根据本发明，该目的通过根据权利要求1的计量单元和根据权利要求8的计量方法来实现。
根据另一方面，本发明涉及根据权利要求7的用于制造单位剂量制品的机器。
权利要求形成了这里提供的与本发明相关的技术公开的组成部分。
附图说明
现在将参照附图详细地描述本发明，附图纯粹作为非限制性示例给出，其中：
图1是根据本发明的用于生产单位剂量制品的机器的示意性侧视图；
图2是根据本发明的由图1中的箭头II表示的计量单元的透视图；
图3是沿着图2的线III的计量单元的前视图；
图4是沿着图3的线IV-IV的横截面；以及
图5是示出本发明的计量单元的流体计量系统的示意性横截面。
应当理解，附图是示意性的，并且各个图可能不以相同的比例表示。此外，在不同的附图中，为了更好地示出其他要素，一些要素可能没有示出。
具体实施方式
参照图1，用于生产单位剂量制品的机器由附图标记10表示。
机器10包括具有多个空腔14的可移动表面12，可移动表面可在机器方向MD上连续地移动。在图1所示的实施例中，可移动表面12由围绕水平轴线A旋转的轮16的外周向表面形成。在可能的实施例中，可移动表面12可以由闭环的带的外表面形成。
机器10包括第一供应组件18，该第一进给组件被构造成用于将第一连续水溶性膜20供应到可移动表面12上。第一连续水溶性膜20从第一卷轴22展开，并在第一位置24处被提供到可移动表面12。
随着第一连续水溶性膜20在机械方向MD上移动，其被保持在可移动表面12上。第一连续水溶性膜20可以通过作用在第一连续水溶性膜20的侧边缘上的机械保持元件保持在可移动表面12上，例如通过将第一连续水溶性膜20的侧边缘保持在轮16的外表面上的带。
随着第一连续水溶性膜20在机器方向MD上移动，其变形进入到可移动表面12的空腔14中。第一连续水溶性膜20进入到空腔14中的变形可以通过抽吸保持系统获得，该抽吸保持系统包括多个孔，其在空腔14的表面上开放，并且流体连接到固定的抽吸室26，该抽吸室连接到低于大气压的压力源。第一连续水溶性膜20通过所述抽吸保持系统保持附着到空腔14的壁，使得在第一连续水溶性膜20中形成多个凹部，这些凹部具有与空腔14相同的形状。
机器10包括第二供应组件28，该第二供应组件被构造成用于在第二位置32处将第二连续水溶性膜30供应到可移动表面12上，所述第二位置相对于机器方向MD位于所述第一位置24的下游。第二连续水溶性膜30从第二卷轴34上展开。
机器10包括计量单元36，该计量单元被构造成用于将计量数量的至少一种流体组合物分配到放置到可移动表面14的空腔14中的第一连续水溶性膜20的凹部中。计量单元36位于第一位置24和第二位置32之间的中间位置。计量单元36用一种或更多种流体组合物填充第一连续水溶性膜20的凹部。在第一连续水溶性膜20的凹部已经被流体组合物填充后，第二连续水溶性膜30被施加在第一连续水溶性膜20上，以便将包含到第一和第二连续水溶性膜20、30之间的凹部中的计量数量的流体组合物封装。
机器10包括润湿单元38，该润湿单元被构造成用于润湿所述第二位置32上游的第二连续水溶性膜30的表面。润湿单元38包括润湿的滚子，其与将与第一连续水溶性膜20接触的第二连续水溶性膜30的表面接触。第一和第二连续水溶性膜20、30在相应的接触区域彼此水密密封，所述接触区域环绕包含计量的流体组合物的凹部。
机器10包括纵向切割器40和横向切割器42，它们切割第一和第二连续水溶性膜20、30之间的联结区域，从而形成单个单位剂量制品，这些单位剂量制品被收集在输出输送机44上。由纵向和横向切割产生的水溶性膜的碎屑由碎屑吸取器46去除。
参照图2-4，计量单元36包括固定引导件48，该固定引导件限定了具有下部区段52和上部区段54的闭环引导路径50。闭环引导路径50可以具有直的水平下部区段52、直的水平上部区段54和两个弓形区段，每个弓形区段将直的水平下部区段52和直的水平上部区段54的相应的端部彼此连接。
固定引导件48可以包括两个侧板56，这两个侧板彼此面对并且在水平方向上彼此间隔开。如图4和5所示，每个侧板56可以具有相应的闭环引导狭槽58，其限定了所述闭环引导路径50。
计量单元36包括多个可移动元件60，这些可移动元件可沿着所述固定引导件48连续地移动。每个可移动元件60包括承载滚子64的主体62，所述滚子接合两个侧板56的闭环引导狭槽58，以便沿着闭环引导路径50引导相应的可移动元件60。
参照图4，计量单元36包括传动系统66，该传动系统被构造成用于沿着所述闭环路径50连续地移动可移动元件60。传动系统66可以包括经由轴72连接到齿形带轮70的马达68，以及与齿形带轮70接合并连接到可移动元件60的主体62的齿形带74。
参考图5，每个可移动元件60包括由主体62承载的多个喷嘴76和多个计量室78。每个计量室78经由输送管线80流体连接到一个或更多个喷嘴76。在可能的实施例中，每个喷嘴76可以与相应的计量室78相关联。当相应的可移动元件60沿着闭环引导路径50的下部区段52移动时，喷嘴76面向下，而当相应的可移动元件60沿着闭环引导路径50的上部区段54移动时，喷嘴面向上。
参照图5，每个可移动元件60包括多个柱塞82，这些柱塞可在相应的缩回和前进位置之间往复地移动到相应的计量室78中。计量单元36包括驱动系统84，驱动系统被构造成用于将所述柱塞82从相应的缩回位置移动到相应的前进位置，和反过来。更具体地，当相应的可移动元件60沿着闭环引导路径50的下部区段52移动时，驱动系统84将柱塞82从缩回位置移动到前进位置，并且当可移动元件60沿着闭环路径50的上部区段54移动时，驱动系统将柱塞82从前进位置移动到缩回位置。
在可能的实施例中，驱动系统84包括固定凸轮86，该固定凸轮与连接到相应的柱塞82的多个凸轮从动元件88配合。固定凸轮86的轮廓被构造成当可移动元件60沿着闭环引导路径50的下部区段52移动时，将相应的柱塞82从缩回位置移动到前进位置，并且当可移动元件60沿着闭环引导路径50的上部区段54移动时，将柱塞82从前进位置移动到缩回位置。
包括与多个凸轮从动元件88配合的固定凸轮86的驱动系统84只是用于驱动柱塞82的许多不同的可能性中的一种。例如，柱塞82可以由远程控制的致动器驱动，该致动器根据预定的程序移动柱塞82，该预定程序依据可移动元件60沿着闭环引导路径50的位置。
参照图2、图4和图5，计量单元36包括旋转式流体分配器90，该旋转式流体分配器包括至少一个固定入口92和多个可移动出口94，这些可移动出口经由相应的柔性管件96连接到相应的计量室78。图2中仅示出了少许柔性管件96。在其他附图中，为了不影响对附图的理解，没有示出柔性管件96。旋转式流体分配器90可以具有多个固定入口92(例如四个固定入口92)，这些固定入口连接到相应的流体供给泵，这些流体供给泵供给不同的流体组合物。每个固定入口92连接到多个可移动出口94。旋转式流体分配器90的旋转部分可以由马达驱动旋转。
参考图5，每个柔性管件96经由供给管道98流体连接到一个或更多个计量室78，所述供给管道形成在可移动元件60的主体62中。当柱塞82从前进位置移动到缩回位置时，供给管道98中的流体填充计量室78。
参考图5，在可能的实施例中，每个可移动元件60的计量室78通过相应的单向阀100连接到旋转式流体分配器90的相应的可移动出口94，所述单向阀允许流体从旋转式流体分配器90的相应的可移动出口94流动到相应的计量室78，并防止流体从计量室78流动到旋转式流体分配器90的相应的可移动出口94。
参考图5，在可能的实施例中，每个喷嘴76具有相应的止动阀102，当输送管线80中的流体压力大于预定的阈值时，该止动阀打开以允许流体从相应的计量室78流动到喷嘴76，并且当输送管线80中的流体压力低于所述预定的阈值时，该止动阀关闭。
在操作中，计量单元36的可移动元件60沿着闭环引导路径50连续地移动，并且轮16围绕水平轴线A连续地旋转。
当可移动元件60沿着闭环路径50的上部区段54移动时，凸轮86的轮廓将柱塞82从前进位置移动到缩回位置，和反过来。在供给管道98中在压力下供给的流体组合物填充计量室78。流体组合物不能从喷嘴76离开，因为供给管道98中的流体压力低于止动阀102的打开阈值。
可移动元件60的速度和位置与轮16的速度和位置同步，使得当可移动元件60沿着闭环引导路径50的下部区段52移动时，每个喷嘴76面向可移动表面12的相应的空腔14。
当可移动元件60沿着闭环路径50的下部区段52移动时，凸轮86的轮廓将柱塞82从缩回位置移动到前进位置，从而以大于止动阀102的打开阈值的压力对输送管线80中的流体加压。因此，流体组合物从喷嘴76输送并填充位于可移动表面16的空腔14中的第一连续水溶性膜20的相应的凹部。单向阀100防止流体流动回到旋转式流体分配器90。
柱塞82可以在喷嘴76沿着闭环引导路径50的下部区段52的行程结束时开始吸取阶段，使得当喷嘴76开始远离相应的空腔14移动时，没有流体从喷嘴76滴落。止动阀102在吸取步骤期间防止空气进入到喷嘴76和计量室78中。
计量单元36执行流体组合物的精确的体积输送，其中在喷嘴76沿着闭环引导路径50的下部区段52的每次行程中输送恒定体积的流体组合物。因此，计量单元36能够保证计量的足够的精度和可重复性。喷嘴的反向运动不会导致空气进入到喷嘴中。计量单元36防止滴落和污染下面的水溶性膜。
当然，在不损害本发明的原理的情况下，结构的细节和实施例可以相对于所描述和示出的内容进行广泛的变化，而不背离由所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于生产单位剂量制品的机器的计量单元，包括：
-固定引导件(48)，该固定引导件限定了具有下部区段(52)和上部区段(54)的闭环引导路径(50)，
-多个可移动元件(60)，所述多个可移动元件能沿着所述固定引导件(48)移动，
-传动系统(66)，该传动系统被构造成用于沿着所述闭环引导路径(50)连续地移动所述可移动元件(60)，
-多个喷嘴(76)，所述多个喷嘴由相应的可移动元件(60)承载并与相应的计量室(78)相关联，
-多个柱塞(82)，所述多个柱塞能在相应的缩回和前进位置之间往复地移动到相应的计量室(78)中，
-旋转式流体分配器(90)，该旋转式流体分配器包括至少一个固定入口(92)和多个可移动出口(94)，所述多个可移动出口流体连接到相应的计量室(78)，以及
-驱动系统(84)，该驱动系统被构造成，当相应的可移动元件(60)沿着闭环引导路径(54)的所述下部区段(52)移动时将所述柱塞(82)从缩回位置移动到前进位置，并且当相应的可移动元件(60)沿着闭环引导路径(50)的所述上部区段(54)移动时将所述柱塞(82)从前进位置移动到缩回位置。
2.根据权利要求1所述的计量单元，其中，所述驱动系统(84)包括至少一个固定凸轮(86)，所述固定凸轮与多个凸轮从动元件(88)配合，所述多个凸轮从动元件连接到相应的柱塞(82)并被构造成在所述缩回位置和前进位置之间移动相应的柱塞(82)，和反过来。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的计量单元，其中，所述计量室(78)通过单向阀(100)连接到所述旋转式流体分配器(90)的相应的可移动出口(94)，所述单向阀允许流体从所述旋转式流体分配器(90)的可移动出口(94)流动到所述计量室(78)，并防止流体从所述计量室(78)流动到所述旋转式流体分配器(90)的相应的可移动出口(94)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的计量单元，其中，所述喷嘴(76)中的每一个通过相应的输送管线(80)连接到相应的输送室(78)，并且相应的止动阀(102)布置在所述输送管线(80)中，其中，当所述输送管线(80)中的流体压力大于预定的阈值时，所述止动阀(102)打开以允许流体从相应的计量室(78)流动到所述喷嘴(76)，并且当所述输送管线(80)中的流体压力低于所述预定的阈值时，所述止动阀关闭。
5.根据前述权利要求中任一项所述的计量单元，其中，所述可移动元件(60)中的每一个承载多个喷嘴(76)，所述多个喷嘴中的每一个连接到相应的计量室(78)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的计量单元，其中，所述闭环引导路径(50)具有直的水平下部区段(52)、直的水平上部区段(54)和两个弓形区段，每个弓形区段将直的水平下部区段(52)和直的水平上部区段(54)的相应的端部彼此连接。
7.一种用于生产单位剂量制品的机器，包括：
-可移动表面(12)，该可移动表面具有多个空腔(14)，所述可移动表面能在机器方向(MD)上连续地移动，
-第一供应组件(18)，该第一供应组件被构造成用于在第一位置(24)处在所述可移动表面(12)上供应第一连续水溶性膜(20)，
-保持系统(26)，该保持系统被构造成用于随着所述第一连续水溶性膜(20)在所述机器方向(MD)上移动而保持所述第一连续水溶性膜附着到所述空腔(14)，
-根据前述权利要求中任一项所述的计量单元(36)，该计量单元位于所述第一位置(24)的下游并且被构造成用于将计量数量的至少一种流体组合物分配到所述空腔(14)中，
-第二供应组件(28)，该第二供应组件被构造成用于在第二位置(32)处在所述可移动表面(12)上供应第二连续水溶性膜(30)，所述第二位置位于所述计量单元(36)下游，以便将所述计量数量的至少一种组合物封装在所述第一和第二连续水溶性膜(20、30)之间，以及
-润湿单元(38)，该润湿单元被构造成用于润湿所述第二位置(32)上游的所述第二连续水溶性膜(30)的表面。
8.一种用于计量流体产品的方法，包括：
-沿着具有下部区段(52)和上部区段(54)的闭环引导路径(50)连续地移动多个可移动元件(36)，
-在所述可移动元件(36)上设置与相应的计量室(78)相关联的多个喷嘴(76)，
-设置能在相应的缩回和前进位置之间往复地移动到相应的计量室(78)中的多个柱塞(82)，
-通过旋转式流体分配器(90)向所述计量室(78)供给至少一种流体组合物，所述旋转式流体分配器包括至少一个固定入口(92)和连接到相应的计量室(78)的多个可移动出口(94)，以及
-当相应的可移动元件(60)沿着闭环引导路径(50)的所述下部区段(52)移动时，将所述柱塞(82)从缩回位置移动到前进位置，并且当相应的可移动元件(60)沿着闭环引导路径(50)的所述上部区段(54)移动时，将所述柱塞(82)从前进位置移动到缩回位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过与连接到相应的柱塞(82)的多个凸轮从动元件(88)配合的固定凸轮(86)将所述柱塞(82)在所述缩回位置和前进位置之间往复地移动，和反过来。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的方法，包括提供从所述旋转式流体分配器(90)的所述可移动出口(94)导控到相应的计量室(78)的单向流体流。
11.根据权利要求8-10中任一项所述的方法，包括当流体的压力低于预定的阈值时停止从所述计量室(78)导控到所述喷嘴(76)的流体流。
12.根据权利要求11所述的方法，包括以低于所述预定的阈值的压力将流体从所述旋转式流体分配器(90)的所述可移动出口(94)供给到相应的计量室(78)。
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