CN1184453A - 可压缩产品的压缩和包装的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可压缩材料自动压缩和包装的方法和装置。压缩是在两块平行的卡盘中进行的,它们在行进中互相接近。材料行进时伴随着一块上包装膜和一块下包装膜,压缩结束后,膜在压缩后的整体的侧面互相连接。

Description

可压缩产品的压缩和包装的方法和装置

本发明涉及可压缩材料，特别是诸如矿物纤维板组的压缩和包装的技术。

为了以低成本运输和储存膨松的但可压缩的、且能在释放后恢复其原来体积和所有特性的材料，需要提供合适的技术和方法。它们应该能快速、自动地进行有效的压缩和高质量的包装，而同时保持所涉及的产品的特性。

美国专利US4501107描述了一种用来叠放矿物棉垫并将其压缩以便在压缩状态下装入一种袋子的机器，这种袋子构成这种产品的包装。产品保持在袋子中，一直到被运到工厂为止，在那儿，切开包裹物，人们松开了垫子，垫子恢复到原来的厚度。

文件US4501107提供了一种自动装置，用来把垫队垛方式结合在一起，并压缩垛，然后把压缩过的垛装入一个袋子中，在袋中垛保持压缩状态。压缩装置是一个放在垛上面的板件，板件由一活塞驱动向下移动，而同时其上面安放垫垛的板本身不移动。

这篇文件介绍的方法是有效的，但它具有任何一种不连续方法所带的缺点，即装袋作业终止和下一工序之间间隔的停顿时间。另外，为了能将压缩的垛装入袋中，不得不使用辅助装置(大体上是位于垛的上面和下面的两块板件)，辅助装置在包装物中占有不可忽略的空间，并且在它撤走时导致显著的降压。压在固定钢板之间的垛会产生摩擦而会损坏板。

美国专利US3717973本身描述了一种机器用来连续压缩一定体积可压缩产品，特别是矿物棉卷，把它以平行六面体的方式装入一个尺寸较大的套中，在套中它保持压缩装态(但压缩程度不及被装入时)。这种所描述的装置在下部包含一个带式基本水平运输机，并且在上部包含呈两个相随的平面部分的运输机，第一平面部分朝下面的带靠拢，第二平面部分基本上与下面的带平行。离开这第二个区段时，两个新出现的水平带式运输机把压在它们之间的的包装产品插入套形包装件中。

虽然压缩作业是连续进行的，但在流水线结尾处包装过程是一个本身不连续且需要操作者干预。另外，正如US4507107中的方法，压缩作业结束时所获得的最大压缩量在包装时不能保持，因为此处插入套中的滚动的带子在作业结束时也是互相分开。

文件DE-A-2601590描述了一种给特别是由织物卷构成的细长包的包装方法。这种方法是连续的，当沿传送机布放的包被它拖动时，人们就在上面放一层包装膜。膜的宽度使得膜本身能包围它。运输机呈两部分形式，各支撑包的一侧。在这两部分之间，在下侧，安装一台能加工出包围包的套的融接设备。

文件DE-A-2601590也同样规定，在两个相随的包之间，一个合适的装置能融接包装薄片并将其切断，以便把包分开。

本发明的目的是提供一种方法，它能有效地连续压缩一定体积的可压缩产品，特别是矿物棉垫垛。

 为实现此目的，本发明建议一种包装一定体积的可压缩材料方法，其中，此体积的材料放在两个挤压表面之间，并沿加压方向的横向被输送，而同时，这些表面互相接近，而且，其中的平面是互相平行的平面。

这种装置能避免这一体积的材料在压缩时受剪力作用。已知的在产品输送过程中连续加压的技术，比如象US-A-3717973中的技术，使一定体积的材料的前部压缩得比后部大，这导致了对产品有害的剪切作用。在矿物棉垫的情形中，这种技术将导到纤维断裂，这又使得产品在卸除压缩作用后永远不能恢复其原来的弹性。

本技术应同样能进行快速动作，而不破坏材料的弹性。

本发明建议加压表面应该是由成对相关联的滑架所携带的板件的表面，而且每个滑架都与在它前面的滑架相联系，并与紧随其后的滑架相联系，以便构成两条恒速被驱动的链。

最好是，加压表面相对于一定体积可压缩材料对称地互相接近。

向一定体积待压缩材料上施加对称力这一做法出人意料地能使工作加快，而且以施加低得多的力来工作。

当然，压缩结束时，经压缩的一定体积的材料被包在一个套中，但是，由于保证使包装过的经压缩的产品具有它在压缩时达到的最小体积，本发明的方法规定，套是由两条置于一定体积材料之上和之下的包装膜带构成，两条带同材料一起被驱动，带的宽度使它们能相搭在一定体积经压缩材料侧面，并且它们能在此体积的材料的上述侧面互相连接在一起。最好，包装膜是一个塑料膜，膜带经融接连在一起，而不改变其平面，组装之后，熔接部位受剪切作用。

压缩达到最大程度时直接在一定体积的材料上就地加工成套这一技术保证了，产品包装后体积不会变化。

为实施此方法，本发明提出一种包含两台互相靠拢的上下相叠放的、以恒速被驱动的两个传送机，传送机包含着由它们驱动的、支撑着平行于同一平面的平面板件的滑架，一台传送机的板件与另一台的互相叠置，最好是，一台传送机上和另一台传送机上相对应的板件相对于它们平行的平面对称。

为了形成套，本发明的装置包含与各传送机相关联的塑料膜带分配器，膜这样被布置，即一条带与第一下滑架的板件接触，而另一条带的与第一上滑架的板件相接触；另外，塑料膜带具有一个能使它们相搭在一定体积的压缩材料侧面上的宽度。最好是，互相靠拢的传送机包含一个位于下游的区域，在其中，两块相对应的板件的间距是基本上不变的。本装置包含，特别是在此区域，一些成形元件，用来把搭接的塑料膜带的边缘平放在一定体积的压缩材料的侧面，而且在成形元件的下游，还包含一个用来完成塑料膜带边缘融接的诸如热空气喷嘴的装置。

因此，本装置能使可压缩物件紧固在它最小体积上，在运输及储存时它实际上能保持这一体积。只是在工厂人们切断塑料膜套时才会出现膨胀。这时，由于本发明的独创性压缩技术，它能恢复初始体积，特别是它的全部弹性。

本说明和附图能使人理解本发明并体会到其优点，在附图中，

图1表示本发明的机器的整体视图，

图2表示一个新出现滑架放入线路中时的机器上游端，

图3表示下游端，滑架离开线路，

图4表示一个变体，其中滑架按转动楼梯行进方式来移动，

图5表示包装膜带边缘成形器及一个热空气喷嘴。

图1代表一定体积可压缩材料包装线，本例中，材料是矿物纤维板2的垛1，这里垛数为8。这里重要的是压缩和包装(包装成包)这种垛，而不使其恢复体积。

垛在到达机器入口时被放置在由板件3制成的水平卡盘上。最好是板件呈和板一样的矩形，而且垛在板上对中。它将停留在板上，直到离开包装线为止。

在下文中，我们依次描述压缩作业本身然后是包装作业。

板件3，正如所示的其它9块下块件和10块上板件，由滑架4支撑。实际上，在垛1上方，有一个与板件3相同和平行的、象它一样用滑架6支撑的板件5。两个滑架同步地、互相靠拢地移动。它们分别由一条链7、8(或由两条链，滑架每侧各一个)来驱动。参与压缩体积1的五个下滑架和五个上滑架构成一个有规则移动的、由链7、8驱使的架列。

压缩作业中，滑架4、6由链7、8拖动，通过心轴连在链上，每根心轴穿过链的一个链节孔，同时在轴上对中的光滑导轮能引导链。滑架后部每侧都设置了呈沿导向件11、12(导机)移动的导轮形式的导引件。链7、8和导向件11、12所经历的轨迹使得滑架4、6行进时板3、5一边互相靠拢，一边保持大致水平。板件3、5也可为某种理由而相对于水平倾斜。重要的是，它们总是尽可能保持平行，而且在板件和它们所压缩的材料之间不间生滑动。

在图中，画出了链7、8的轨道直线，它如同滑架9、10后导轮的一样，但是，它也可根据压缩进程的某阶段适宜地具有一个不同斜度。

压缩结束时(图中涉及两个下部滑架和两上上部滑架)，将压缩后材料体积不变地进行传输。

在包装线的结尾，滑架摆脱了压缩时所经历的轨道，朝另一方向离开，由链拖动，并由导向件11下面的第二导向件13及导向件12上面的第二导向件14所导引。

为从导向件部分11、12过渡过到另一部分13、14，需要处理轨道转换。图2表示了上游轨道转换，图3表示了下游轨道转换(两种情形下，都表示了下滑架，上滑架的装置是与之等同的)。

图2a中，导轮15在压缩作业开始之前应脱离下导向件部分13，以便重新纳入导向件部分11。在滑架的另一端，与滑架相连的轴16由它所穿过的链7的链节来驱动。

在下导向件部分13和上导向件部分11之间，具有一个活动导向元件17。它可以沿上导向件部分11的延长线滑动。当滑架到达时(图2a)，它处于靠右的位置，但是当滑架重新离开时(图2b)，它又抵靠在左边的位置上。滑架行进过程中它又向右移动，使得当导轮进入接合区18内时，活动导引元件17又处于合适位置，以免出现任何不连续。

活动导向元件17的移动可由一台起重器来完成，起重器由控制包装线整体的中央计算机来控制。然而，最好由驱动和/或控制链7的齿轮19来“刚性地”驱动活动导引元件17。这种机械连动是由未示出的曲柄连杆系统来实现的。

在图3中，系统是另一种形式，因为活动导向元件带动着导轮21而转动，导轮21几乎瞬间从上导向件部分14过渡到下导件部分(回程)13。这种转移是当支撑着(必要时驱动着)链7的齿轮22转半圈期间完成的。曲柄23在图3a所示缩回位置上当齿轮22转动时作用于绕其轴24转动的元件20上，而且，当曲柄23伸出时，把导引元件20放置到正对着下导向件部分13的位置上。

图2和3所示的系统能节省空间，但它也可以具有一个应该由导轮9、10、15、21所沿循的连续导轨。这种情形下，此装置却应保证避免：在左下部分和右上部分，滑架位于行程终点时不会受自重驱使朝它驶过来的那个方向返回。这里也可以有一个与链7、8类似的、驱动导轮15、21的链。

图4表示一个此系统的变体，用来驱动一些输送和挤压一定体积可压缩材料的卡盘。其机构类似于一个转动楼梯的这一传统系统具有一个缺点，即在返回线路中需要大得多的空间。另外，当卡盘应互相离开以释放可压缩产品时，它们不能保持平行，也不能保持水平，这不便于处理最终产品。混合式解决方案也同样可行，板垛的一面由一个与滑架相连的板支承(或安装在其上面)，而另一面不滑动地支承在一个同步的单条传送带上。但这时，包装方法不能象下文所述，经应该是一种相适配的方法。

本发明的方法还包含一种首创的包装技术。它在这里可以应用到一定体积的压缩材料上，但同样可应用到密度在包装时不减少的产品上。在本发明的可压缩或压缩后的产品的情形下，下面描述的技术或与之等同的技术是压缩方法的不可缺少的辅助手段。因为它能独自地基本上保持压缩后体积，而同时最大程度地限制体积的恢复。

在图1至图4中表示出包装膜25的送进系统。膜是从未示出的两个膜卷上送来的。它具有一个准确的宽度，在实验中对每一条膜25来说，此宽度等于压缩后材料体积的周长一半加上几个厘米，以使膜能搭接，而膜分别构成包装和束缚压缩后产品的套的一半。

选择两个宽度相同的半套是随意的。它能使两条膜在一定体积材料的侧面中部相连接，但我们也可选择包装膜的不同宽度和不对称的位置，从而接头也被布置在不同位置。

膜25以这种方式被导辊26导引，即它分别与第一滑架4、6的板件3、5相接触。在下板件3上，包装膜在横向上超出待压缩产品(必要时，甚至超出板件3本身)。在上部带的边缘朝垛1的侧面折叠。膜25的拖动最好是由滑架的运动单独完成，这保证膜在矿物纤维垫的上和下方纵向绷紧。在图1中，最后一个滑架在压缩区中，头两个在包装区中，此区中板件间的膜的宽度不变化，而且，中间的第五个滑架处于两个区域的过渡区。

在包装区的起始端，如图5，我们在每一侧的中部区域放置了成形器，其作用是把膜25的带边置于合适的位置。我们在图中看到支承板27，上膜支承在其上(从外侧)，而且，支承板一直延伸到连接区。一台形状合适的金属板式成形器28将折叠上膜34的边缘，压辊29将此边缘贴合在支承板27上。

按对称方式，下膜35的边缘由成形器31接收并沿支承板30(位于支承板27一定距离处)。导引边缘在支撑板处它由辊32辗压。在板30端部将互相接触，我们将使它们接合。为此目的，可采用多种手段：施加一种外部胶(特别是热融性的)，在下膜支承板30上游端引入的双面胶，或合适塑料膜的自体融接。正是这一技术构成本发明的优选实施方式。膜是厚度50到100μmHD(高密度)型的聚乙烯膜(用低密度BD型膜所做的实验同样给出良好的结果)，实现材料融化的手段是喷嘴施加的热量，喷嘴吹出温度介于400于650℃的空气。实验是由LEISTER公司的空气式加热器来进行的。本技术领域的人士使空气温度和吹内速度适合喷嘴前的膜的移动速度。另外，安全装置在包装线停顿时切断热空气的供应(或它转化)。

刚详细描述过的技术使用了塑料薄膜自体融接4技术；人们在使用其它种类的包装材料膜或膜边缘的不同连接技术时也不偏离本发明的范围。

同样，上下两条带在一个大表面上交叠并搭接的边缘的装配手段，也可以被一种边缘对边缘的连接所取代，其中，一条膜的内表面与另一条膜的内表面接触。这种技术不是最好的，因为它使融接接头或连接接头承受剥离作用，并且这种装配不如接头受剪力作用时所紧固的装配那样牢固。

使用高强度及高弹性模量的膜，也就是说在载荷作用下伸长很少的膜，能使某一体积的象矿物纤维垫这种材料保持尽可能小的体积，此最小体积与压缩结束时材料达到体积没有很小出入。诸如板件3、5的卡盘的释放效应只是使套的外周变形，套显著变圆，沿轴线厚度增大，而且在边缘处变薄，而同时它的表面及压缩后的产品的体积轻微增大。

在包装线出口包好的材料包由传递机37拖动。它们成串地连在一起，位于套中。在两个包之间，套就如同空皮38。在本发明的一个变体中，我们规定，在此部位安装一个已知的装置，它能自动融接和/或切断膜，以便使压缩后材料包分离，并且必要时如果我们封闭包装将其保护起来。

利用刚描述过的压缩和包装矿物棉垫的机器所完成的实验效果十分好。

我们做成了一列8块尺寸为1200×600mm的玻璃棉垫的垛，垫厚128mm，其密度为7kg/m³。我们测量了压缩前的高度为1010mm(在自重作用下轻度压缩)。相同的垛以通常方式在包装线上一个跟随着一个。

可以竖直移动的机器上部这样放置，即在包装线末端部，卡盘应相距125mm。我们测量了所施加的力，它是2060牛顿。

包装膜是60μm的HD型聚乙烯，包装线的行进速度是20m/min。在压缩-包装-横向融接-分离包这一循环的结尾，我们测量了包的体积。它是112.5升，这对应一个量度为6.5的压缩比。揭开它的外皮后，产品垛恢复到950mm的高度。这对应于每块板的可接收的厚度损失。

已进行了第二系列的实验。它是关于压缩和包装尺寸为1350×600，名义厚度160mm(实际厚108mm)的玻璃棉板。它们的密度是1.75kg/m3。

我们依次完成了7、9、11、15块板的一些垛，我们使每个垛都比它前面的那个垛压缩得更厉害。下面列出了结果。

板的数目	7	9	11	15
					垛厚(mm)	740	945	1145	1545
板的最终间距(mm)	160	169	166	200
					最大压缩	4.6/1	5.6/1	6.9/1	7.5/1
包好的包整个厚度	318	320	325	350
					压缩比	3.1/1	3.9/1	4.7/1	5.6/1

在作业结束时，撕开套后，释放的板恢复了其各义厚度即100mm。

上面实验的压缩和包装方法能提供一种包装产品，其压缩比为最大，以便它能利用可变形套作为包装物来保存。

刚描述过的技术也能容易地包装或包裹一定体积的压缩材料，特别是矿物棉垛或卷。与以前方法不同，包装是连续进行的，对一定体积材料压缩又同时对称地进行，避免了材料受剪切作用损伤，并且能用更小的力进行更快地操作。

Claims (18)

1、一定体积可压缩材料的包装方法，其中，一定体积的压缩材料被置于两个挤压表面之间，并且相对于挤压方向沿横向被传送，并且同时这些表面互相接近，其特征在于，这些表面是平行的平面。

2、所权利要求1所述的方法，其特征在于，挤压表面是成对相配的滑架携带的板件的表面。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，每个滑架都与一个在它前面行进的滑架和一个在其后面行进的滑架相连，以便构成被恒速驱动的两条串。

4、如权利要求1所述的方法，其特征在于，相对于一定体积的压缩材料，挤压表面对称地互相靠拢。

5、如前所述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，在挤压结束时，一定体积的压缩后材料包在一个限制它膨胀的套中。

6、一定体积压缩材料的连续包装方法，其中，包装膜在包装产品的同时被驱动，然后它们边缘连接，其特征在于：包装膜是由放在一定体积材料之上和之下的两条带构成；它们的宽度使它们能在此体积的材料侧面上搭接，并且，它们在上述侧面互相连接。

7、按照权利要求6所述的方法，其特征在于，包装膜是塑料膜，带子通过融接来连接，而不改变平面，并且，装配后，此融接接头受剪力作用。

8、如权利要求5所述及如权利要求6或7所述的方法，其特征在于，限制一定体积可压缩材料膨胀的套是由两条相连接的膜带构成。

9、如前面权利要求的一项所述的方法，其特征在于，一定体积的可压缩材料由叠放的矿物棉板特别中玻璃棉板构成，特别是玻璃棉。

10、一定体积可压缩材料的压缩和包装装置，包含两个互相靠扰的被恒速驱动的传送机，其中一个位一另一个之上，其特征在于，它包含支撑着平行于同一平面的平面板件的滑架，滑架驱动着平面板件。一条传送机的板件与另一条的互相叠放。

11、如权利要求10所述的方法，其特征在于，一条传送机上的板件和另一条传送机上的板件相对于与它们平行的平面是对称的。

12、如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，它包含与各传送机相配的膜带分配器，分配器被布置得使一条带与第一下滑架接触，而另一条带与第一上滑架接触，而且塑料膜带有某一宽度，使它们能在压缩后材料侧面搭接。

13、如权利要求10至12中一项所述的方法，其特征在于，相互靠拢的传送机在下游包含一个相对应板件间距基本不变的区域。

14、如权利要坟13所述的方法，其特征在于，它特别在板件间距基本不变的区域包含在成形元件，用来把叠放的塑料膜带平放在一定体积压缩后材料的侧面。

15、如权利要求14所述的方法，其特征在于，在成形器的下游，放置了熔接塑料膜带的诸如热空气吹管的装置。

16、如权利要求15所述的装置，安装了用来融接和/或切断一定体积压缩材料之间的塑料膜。

17、如权利要求10-16中一项所述的装置，其特征在于，在每条传送机上，滑架连接在一条链上，链在压缩和包装时拖动滑架，并在回程时推动它们，而且滑架在另一端具有在诸如导轨的导向件上循环移动的，诸如导轮的导引装置，而且导向件有两个部分，一个用于去程，一个用于回程。

18、如权利要求17所述的装置，其特征在于，在传送机端部，导引元件是活动的，以便把滑架从导引件的一部分过渡到另一部分上。

Images