CN1473125A - 适应性强的包装机热收缩管道 - Google Patents

Abstract

一种用于采用热收缩薄膜(17)的包装机的收缩管道(100)。定位于收缩管道(100)中的空气室(158、160、162、164)在薄膜包裹的包装(192、194、196、210、216、222)的横向相对端(188、190、198、200、202、204、206、208、212、214、218、220)精确引导热量，从而将薄膜收缩成为牛眼(19)。空气室(158、160、162、164)是可调的，从而适应不同尺寸的包装或不同数目的操作管道。内空气室(160、162)插入在多管道包装机的管道中的包装之间，因此所有包装的横向相对端都具有引导于之的热空气。

Description

适应性强的包装机热收缩管道

技术领域

本发明涉及一种适应性强的收缩管道，其在包装机中将热空气直接施加到热收缩薄膜的特定部分上，其中包装在热收缩薄膜中的物品通过包装机的包括单道、双道和三道的可选操作模式生产出。

背景技术

用热收缩薄膜包装消费品和批发货物的包装是众所周知的，薄膜的特性使其在收缩前包裹在物品周围，然后通过施加热量而收缩，从而使得薄膜与物品紧密接合而形成包装。热收缩薄膜在包装中的一个特殊应用是对圆柱物品的二次包装，如食品、汤、饮料等的瓶或罐。

对例如瓶或罐物品的二次包装通常包括这样的第一步，即将物品设置成最终形成多件包装的一组。在很多情况中，物品盛放在托盘中，尽管这种在托盘中的包装是不必要的，而且不能使本发明区别于现有技术。众所周知，可加热包裹在一组物品周围的薄膜从而使薄膜收缩，并且使其与物品紧密接合从而形成成品多件包装，其中不管物品是否位于托盘中。

在采用热收缩薄膜的包装机的常规操作中，薄膜包裹在物品以及盛放物品的托盘的周围，如果有的话，直到薄膜两端形成重叠缝。然后将重叠缝密封形成围绕物品组的管，管的两端敞开。施加热量使得薄膜管收缩，从而在多件包装的横向相对端生成小的、通常是椭圆形的开口，通常称为牛眼(bullseye)，其中管开口事先已经收缩。为了改善包装的外观和提高包装的整体性，就需要以如下方式控制施加到薄膜上的热量，使其收缩均匀并形成均匀成形、并恰当定位于多件包装的相对横向端的牛眼。

物品收缩包裹包装发展成采用具有印刷在薄膜上的文字、数字、标志图等的热收缩薄膜。如果不对薄膜的收缩进行精确控制，薄膜上的印刷物(文字、数字、标志图等)就会变形，包装就会失去吸引力。如果印刷在薄膜上的东西是用于机读的并用于对包装的自动处理，如条形码，则使印刷内容变形的非均匀收缩会对包装的进一步加工和处理造成不利影响。另外，如果不对收缩进行控制并且没有恰当地形成牛眼，从而导致收缩后物品疏松或实质上没有被薄膜所包围，在从批发商到零售商到消费者的运输和买卖的过程中，多件包装的整体性就不能保证。

现有技术包装机中，通常通过使薄膜包裹的物品组穿过收缩管道或腔室从而使得薄膜收缩，其中收缩管道或腔室中的周围空气温度足够高并且停留时间足够长从而使得薄膜收缩，与物品组紧密接合。能够预知到这种周围空气加热薄膜变形是不均匀和不可控制的。已经知道，控制引导到薄膜包裹的物品组端部的管开口的热空气的施加，可更好地控制薄膜的收缩，并提高牛眼的均匀性以及包装的整体性。

随着对包装机可以适应于生产不同尺寸、方向和排列包装的要求的发展，薄膜的加热和收缩出现了新的问题。现有技术仅以有限的方式解决了用于控制将热空气施加到热收缩薄膜上的可调节装置和方法的问题。在Tolson的美国专利No.5,546,677中，设置有具有柔性热空气输送管的用于适应不同宽度包装的喷嘴。在被加工的包装的边缘，从包装经过路线下面向上引导热空气，从而控制薄膜侧面的加热。可调节喷嘴的位置从而适应不同宽度的包装。

如上所述，用热收缩薄膜包装物品组的一般应用是将包括饮料的瓶或罐二次包装成为具有六个、十二个、二十四个或其它数目物品的多件包装。如罐或瓶的物品的包装的整体性和外观主要取决于牛眼的整体性，其中牛眼形成于包装的横向相对端，因此在采用热收缩薄膜的包装机的设计中，对牛眼成形的控制是一个重要的考虑事项。已经测量出，当将热空气引导到喷嘴末端时，尽管产生更多的对管两端的控制加热，但是这种喷嘴的专用使两端收缩，而没有充分收缩包装的内部区域，导致在包装不同区域的薄膜不均匀收缩。另外，由于喷嘴必须位于不同的位置以便适应不同尺寸的包装，因此，采用喷嘴在包装和薄膜的特定部分引导热空气将包装机限制于特定尺寸或特定的包装排列。

与采用在薄膜管的两端进行引导的热空气喷嘴有关的问题在以下包装机中更为突出，该包装机是可轮流操作的单道机或双道机，其中单道机需要在两个包装端进行引导的喷嘴，双道机需要在四个包装端进行引导的喷嘴。为了在所有被加工的包装的端部引导热空气，就需要在管道之间插入和移除内部喷嘴，其中管道在薄膜管内端部引导热空气。插入和移除热空气喷嘴从而适应不同数目管道的需要在现有技术的装置中没有得到解决。尽管相对于不同宽度包装的可调性以上述有限的方式得到解决，但是对于处理不同数目包装通路的机器，可调性问题仍未得到解决。

因此，需要设计一种用于薄膜包裹包装机的收缩管道，其中该包装机在周围环境中为薄膜提供整体加热和收缩，而且直接施加热空气，从而在包装的横向相对端控制薄膜的加热和收缩。为适应较大范围的包装机，还需要提供柔性的收缩管道，其能适应包括单道、双道或多道的不同的操作模式。同时需要提供一种灵活的包装机，其能处理单道包装或双道或多道包装，由于为了在包装的内端部引导热空气，必须在包装管道之间供给并传送热空气，从而在所有被处理包装的两横向相对端出现均匀热收缩，因此能否可控制地收缩包裹在多道包装周围的薄膜成为一个问题。目前，由于能够以单道操作模式或多道操作模式进行操作的可调机器仅在最近开发出来，如Neagle的美国专利5,765,336，因此选择性地使单道或多道包裹在薄膜中的包装热收缩的问题仍未得到解决。

因此需要一种柔性的收缩管道，其中无论包装机以单道模式、双道模式或多道模式操作，在热收缩薄膜包裹的包装的横向相对端从外围直接地提供热空气。发明目的

本发明的一个目的在于提供一种用于包装机的收缩管道，其中热量施加在周围环境中用于薄膜的整体收缩，并在管的特定部分直接施加从而加强对收缩的控制。

本发明的另一目的在于提供一种具有可调收缩管道的包装机，从而适应单道包装、双道包装或多道包装。

本发明的另一目的在于提供一种用于热收缩薄膜的收缩管道，其中该收缩管道具有横向可调空气室，用于通过向包装的横向相对端施加热空气，适应不同宽度的包装。

本发明的另一目的在于提供一种用于包装机的收缩管道，其提供可调空气室用于适应单道包装或多道包装。

本发明的另一目的在于提供一种用于包装机的收缩管道，其提供可调空气室用于适应单道包装、双道包装或多道包装操作模式。

本发明的另一目的在于提供一种具有周围热空气预收缩区域和受控加热区域的收缩管道，其用于包装机的单道、双道或多道操作模式。

本发明的另一目的在于提供一种收缩管道，其在被处理的包装的横向相对端对热空气的施加提供直接控制，从而在其上产生一致的、均匀的牛眼。

本发明的另一目的在于提供一种具有可调空气室的收缩管道，其控制热空气向围绕被包装物品组包裹的热收缩薄膜的方向和施加。

本发明的另一目的在于提供一种具有可调受控加热区域的包装机，其能够适应以单道或双道操作模式操作的相关包装机的操作。

通过研究以下说明书和附图，本发明的以上和其它目的和优点就会变得显而易见。

发明内容

本发明包括与用于由包裹在热收缩薄膜中的物品组形成包装的机器有关的收缩管道。收缩管道具有包括周围空气预收缩区域和受控加热区域的多个区域，薄膜有限的整体收缩发生在预收缩区域，因此通过在被处理的包装的横向相对端特定地引导热空气，使得收缩的精确控制发生在受控加热区域。通过采用受控加热区域，改善了在包装的横向相对端形成的牛眼，并使其更加一致，其中牛眼是通过使热收缩薄膜管的开口端收缩而形成，热收缩薄膜管在围绕物品包裹薄膜并使其搭接封口后而形成。

在本发明的最优选实施例中，用于向包装的横向相对端施加热空气的装置包括具有孔的多个空气室，空气室的形成和定位引导热空气在包裹在热收缩薄膜中的包装的横向相对端流出空气室。当以单道或双道操作模式操作时，收缩管道能够控制薄膜的加热和收缩。

本发明的收缩管道包括用于根据需要在被处理的薄膜包裹的包装的横向相对端调节引导热空气的空气室位置的装置，从而适应包装机的单道操作模式或双道操作模式。

本发明提供一种收缩管道，其通过采用具有在收缩管道内可调位置的多个空气室，而适应单道、双道或三道模式的操作。特殊的，该空气室沿定位棒可调并锁定在一定位置，从而适应所需的操作模式。

当与可在单道和双道操作模式之间可调的收缩包裹包装机一起使用时，本发明的收缩管道尤其有利。将用于调节本发明的收缩管道从而适应单道和双道操作模式的装置简化，并且不需要复杂的机械调节，或增加或移除附件。本发明的收缩管道控制施加到热收缩薄膜上的热空气，从而改善成品包装的外观和可靠性，而且它还包括用于调节那些热空气施加装置的装置，因此即使当包装机操作从单道变成多道时，可保持同样的热空气施加控制。

附图说明

图1是示意图，说明将圆柱物品单道包装成为多件包装。

图2是示意图，说明将圆柱物品双道包装成为两个多件包装。

图3是收缩管道的透视图，说明薄膜包裹的包装穿过其中从而形成成品多件包装的通路。

图4是收缩管道的前示意图，说明元件、区域，以及在其中处理的薄膜包裹的包装上施加热空气。

图5a是沿图4中的线5-5剖开的前视图，说明在相关包装机和收缩管道中的单道操作模式。

图5b是沿图4中的线5-5剖开的前视图，说明在相关包装机和收缩管道中的双道操作模式。

图5c是沿图4中的线5-5剖开的前视图，说明在相关包装机和收缩管道中的三道操作模式。

具体实施方式

附图中的图1说明圆柱物品10的单道包装，从而形成成品多件包装12。生成多件包装12的基本步骤包括在分检部分14将物品10分组，在托盘形成部分16围绕物品10形成托盘15，在薄膜包裹部分18中将物品10包裹在热收缩薄膜17形成的管中，以及在收缩部分20施加热空气。薄膜17形成的管是围绕物品10包裹的热收缩片，其如将在此处详细描述的那样搭接封口，并且在横向相对端具有开口。向薄膜17形成的管施加热空气使得开口收缩从而在成品多件包装12的横向相对端形成较小的、基本上是椭圆的开口，通常称为牛眼19。尽管图1示出使用了围绕物品10的托盘15，可明确地预料到本发明的原理可用于具有或不具有托盘或托盘形成设备的情况。

图2是示意图，说明物品50的双道包装，从而形成两个成品多件包装52、54。在双道包装中，在分检部分将物品50分组，然后在托盘形成部分56中分成两组并装在托盘中。然后在薄膜包裹部分58中包敷热收缩薄膜管。在收缩部分60中，施加热空气从而形成两个成品多件包装52、54，其在薄膜收缩后在横向相对端各自具有牛眼。尽管图2示出使用了围绕物品的托盘，可明确地预料到本发明的原理可用于具有或不具有托盘或托盘形成设备的情况。用于以如图1所示的单道模式或以如图2所示的双道模式包装物品的机器在Neagle的美国专利No.7,565,336中公开。用于调节本发明收缩管道从而适应单道和双道操作模式的装置得到简化，并且不需要复杂的机械调节或增加或移除附件。本发明的收缩管道控制施加到热收缩薄膜上的热空气，从而改善成品包装的外观和可靠性，而且它还包括用于调节那些热空气施加装置的装置，因此，即使包装机操作从单道变成多道，也会保持相同的热空气施加控制。

尽管图1和图2的示意图示出单道和双道物品包装模式，本发明还包括能够适应具有三道或更多管道的包装机的收缩管道。本申请人已开发出一种柔性的单一收缩管道，其能够变换并与以单道操作模式、双道操作模式，或三道操作模式操作的包装机一起使用，从而生产出形成于其中的具有一致和均匀的牛眼的多件包装，提高从其中生产出的包装的整体性。还可明确地预料到，通过增加更多的空气室，本发明的原理可应用于多于三道的操作，这将在本文中详细描述。

本发明旨在改善围绕在多件包装周围的热收缩薄膜的加热和收缩。已发现，均匀的薄膜收缩来源于对薄膜的逐步加热，其中热首先施加在周围热空气环境中，其为薄膜提供整体收缩，然后通过控制和引导热空气控制特定部分的加热。在能够在单道与双道操作模式之间转换的包装机中，需要设置用于引导热量的柔性装置，因此在进行转换以改变操作管道的数目时，仍然能够控制引导的热空气从而产生如图1所示均匀的单道多件包装12，或如图2所示的双道多件包装52、54。需要在所有多件包装的热收缩管的横向相对端直接地、均匀地施加热空气，从而在包装的两横向相对端形成均匀的牛眼，无论是在单道、双道还是在更多的多道操作模式中。

图3中一般示出的收缩管道100说明包装机的双道操作模式。图中示出收缩前和收缩后包裹在热收缩薄膜管中的两个多件包装102、104，经过收缩管道的流向如图中方向所示。围绕各多件包装102、104形成的热收缩薄膜管包括重叠部分106，其形成于相关包装机的前述薄膜包裹部分。在将物品包裹在热收缩薄膜中后，例如多件包装102、104，收缩热收缩薄膜从而产生成品多件包装的第一步是将重叠部分106搭接封口在一起。随后薄膜形成围绕被包装物品的管，其在两横向相对端是敞开的。用于密封重叠部分106的装置通过吹风机108提供，吹风机108使空气沿所示方向(图4)移动穿过加热元件100。将因此而产生的热空气通过导管112和横向喷嘴114引导到位于一个或多个多件包装下面的重叠部分106，其中横向喷嘴114延伸横穿收缩管道100的几乎整个宽度。

然后，在设置于收缩管道100中的周围预收缩区域120中完成薄膜管的整体加热和收缩，其中吹风机122使空气移动经过加热元件124。吹风机122和加热元件124产生的热空气通过管道系统126和分布隔板128在区域120内分布。尽管图4示出单条管道系统126和隔板128，但是可明确地推断出可采用用于在周围预收缩区域内分布加热空气的更精细的装置，而没有脱离本发明的原理。该周围预收缩区域120与现有技术中薄膜管整体收缩出现于其中的收缩管道相同。在本发明的周围预收缩区域120中，保持温度和停留时间从而使得某种有限的整体收缩出现，而没有使热收缩薄膜管收缩从而与物品紧密接触。

本发明最优选的实施例提供一种用于加热包装的横向相对端从而在包裹在物品周围的热收缩薄膜上产生均匀的牛眼的装置。具体而言，收缩管道100设置有受控加热区域150，在该区域中，精确地控制热空气并特定地引导到被处理的包装的横向相对端。本发明的显著特点在于，薄膜管的最终的加热和收缩发生在受控加热区域120，在该区域中热空气的施加更加精确。

受控加热区域150中使用的热空气通过吹风机152提供，吹风机152使空气移动通过加热元件154并经过主导管156。在本发明最优选的实施例中(图5a-5c)，热空气从主导管156中出来后，通过四个空气室158、160、162、164和柔性导管166、168、170、172引导热空气向包装在热收缩薄膜管中的包装的横向相对端施加热量。柔性导管166、168、170、172提供用于向形成于空气室158、160、162、164中的多个孔165传送热空气的柔性装置。导管166、168、170、172是柔性并且密封的，从而使得空气室158、160、162、164可以自由调节以便适应不同尺寸的包装，并且适应单道、双道或多道的包装。

该多个孔165成排形成于接近空气室158、160、162、164的底部，从而提供用于向包裹被处理包装的薄膜管的横向相对端引导热空气的装置，以便控制薄膜收缩从而在成品薄膜包裹的包装的横向相对端产生牛眼。中间分布腔室174设置在主导管156与四个空气室158、160、162、164之间，其包括用于将流到四个空气室158、160、162、164的空气切断的装置，该装置相互独立并取决于相关包装机的管道数目和操作模式。截止阀176、178、180、182设置在分布腔室174的空气流出口，在必要或需要时，其可关闭从而切断流到空气室158、160、162、164的气流。

用于调节空气室158、160、162、164位置的装置设置在本发明的优选实施例中，因此在以单道操作模式、双道操作模式或三道操作模式操作时，收缩管道100能够在被处理的包装的横向相对端提供经控制的热量。具体的，空气室158、160、162、164悬挂在定位棒184、186上，并在其上可调，定位棒184、186横向延伸穿过收缩管道100的跨度，其形成结构的一部分并由收缩管道100支撑。空气室158、160、162、164的位置是横向可调的，并且可沿定位棒184、186的长度锁定，从而适应图5a所示的单道操作、图5b所示的双道操作、图5c所示的三道操作。可明确地推断出，可增加额外的腔室从而适应更多的包装管道，而没有脱离本发明原理。

收缩管道100的单道操作在图5a中说明，其中两内空气室160、162用于如图所示(图5a方向箭头)向包装192的横向相对端188、190提供热空气。空气室160、162沿定位棒184、186定位以适应单一薄膜包裹的包装192的宽度。在单道操作，截止阀176、182作为用于阻止空气流到未使用的外空气室158、164的装置。

图5b说明收缩管道100中的双道操作，其中内空气室162位于由薄膜包裹的包装194、196表示的两管道之间。三个空气室160、162、164的使用提供一种用于将热空气引导到包装194的横向相对端198、200以及包装196的横向相对端202、204的装置。将热空气沿所示方向(见图5b中的方向箭头)特定地引导到横向相对端198、200、202、204，从而在以双道操作模式处理的两包装194、196的横向相对端产生均匀的牛眼。内空气室162设置有双向热空气供给孔165(见图5b)，从而向以双道模式处理的两包装194、196的内侧相对端202、204提供热空气。设置于内空气室162两侧的孔165是本发明的一个特征，其使得包装机能够在单道模式与双道模式之间相互转化，同时保持为了使薄膜最终收缩而向包装的横向相对端直接施加热空气的优点。在双道模式中，截止阀176关闭从而阻止空气流向未使用的空气室158，同时其它三个截止阀178、180、182是打开的。

在收缩管道100的三道操作模式中，四个空气室158、160、162、164提供一种用于将热空气引导到第一管道包装210的横向相对端206、208、第二管道包装216的横向相对端212、214、以及第三通路包装222的横向相对端218、220的装置。这样就在三个包装210、216、222的横向相对端上生成一致的牛眼。两内空气室160、162在各自的两侧上都设置有双向热空气供给孔165，从而确保能够控制以三道操作模式处理的包装210、216、222的横向相对端208、212、214、218上的加热。空气室158、160、162、164的可调节且可锁定位置，与内空气室160、162上的双向热空气供给孔165一起提供一种用于调节收缩管道从而适应以单道模式、双道模式和三道模式操作的包装机的操作的装置，而不需要复杂的机械调节或在机器上增加或移除附件。

空气室158、160、162、164提供一种改进的装置，用于控制热空气的方向，从而使热收缩薄膜的横向相对端收缩，以便产生重复的、一致的牛眼，并且去除在周围空气环境中依赖于不均匀收缩的不确定性。这样就改善了产品的外观，特别是对于具有印刷于其上的数字、印刷物、条形码、标志图等的薄膜。而且，因为由于薄膜的不可控制收缩而导致物品暴露和没有被包围的可能性减小了，所以其还提高了产品的整体性。

设置可调节空气室158、160、162、164还使得收缩管道能够适应包装机的各种结构。特别地，本发明实施例适用于单道、双道或三道操作模式，但是可明确地推断出通过增加可调空气室可适用于多于三道的操作，因此使用可调的、可伸缩的或可选择的空气室以便适应具有多于三个管道的包装机或收缩管道没有脱离本发明的原理。

如上所述，薄膜整体的周围空气收缩产生在预收缩区域120，但是整体收缩是有限的，因此在受控加热区域150中施加热空气使薄膜进行最终收缩，从而使得薄膜与被包装的物品紧密接合并包围所述物品，并且产生所需的均匀牛眼。通过定位于收缩管道中预收缩区域120的下游，可调空气室158、160、162、164提供一种用于紧密控制薄膜横向相对端的收缩以在成品包装中产生均匀的牛眼的装置，无论包装机以单道、双道、三道或更多管道模式操作。调节并锁定空气室158、160、162、164从而使得包装机和收缩管道用于处理不同宽度的包装。通过调节空气室158、160、162、164在定位棒184、186上的间隙，可限定它们和薄膜的横向相对端之间的间隙从而最大程度地控制薄膜横向相对端的加热和收缩。

前述对本发明优选实施例的描述是为了说明和描述的目的。不是穷举的或将本发明限制于所公开的精确形式内。根据以上教导，很容易对本发明进行修改或改变。选择实施例并对其进行描述，目的是为了最好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域普通技术人员能够以各种实施方式和适用于考虑到的特定应用的各种修改而更好地使用本发明。本发明的范围由所附的权利要求所限定。

Claims (12)

1.一种与采用热收缩薄膜的薄膜包裹包装机有关的收缩管道(100)，包括：

预收缩区域(120)；以及

受控加热区域(150)。

2.如权利要求1所述的收缩管道(100)，其特征在于，所述预收缩区域(120)包括周围加热环境，在该环境中产生对热收缩薄膜的有限的整体收缩。

3.如权利要求2所述的收缩管道，其特征在于，所述受控加热区域(150)包括用于施加热空气的装置(158、160、162、164、166、168、170、172)，其中所述热空气被精确控制并特定地引导到被处理包装的横向相对端(188、190、198、200、202、204、206、208、212、214、218、220)。

4.如权利要求3所述的收缩管道，其特征在于，所述用于施加热空气的装置(158、160、162、164、166、168、170、172)是柔性的，从而使得所述包装机既能以单道模式又能以双道模式操作。

5.如权利要求4所述的收缩管道，其特征在于，所述用于施加热空气的装置(158、160、162、164、166、168、170、172)还包括多个空气室(158、160、162、164)，空气室具有孔(165)，在所述包装的所述横向相对端(188、190、198、200、202、204、206、208、212、214、218、220)引导热空气。

6.如权利要求5所述的收缩管道，还包括用于调节所述空气室(158、160、162、164)位置的装置(184、186)。

7.如权利要求6所述的收缩管道，其特征在于，所述调节装置包括延伸横穿所述收缩管道(100)的定位棒(184、186)。

8.如权利要求7所述的收缩管道，还包括用于将所述空气室锁定到所述定位棒上的装置。

9.如权利要求8所述的收缩管道，还包括用于调节的装置(184、186)，从而适应单道模式、双道模式和三道模式包装机的操作。

10.一种用于以单道和双道模式将物品包装成多件包装的机器(100)，包括：

薄膜包裹部分(58)，其中热收缩薄膜管(17)围绕各个所述多件包装形成；

热收缩管道(100)；以及

用于在各个所述多件包装的特定部分引导热空气的装置(1 58、160、162、164、166、168、170、172)。

11.如权利要求10所述的用于包装的机器，其特征在于，所述用于引导热空气的装置(158、160、162、164、166、168、170、172)包括用于在各个所述管道的横向相对端(188、190、198、200、202、204)引导热空气的装置，无论所述机器以单道模式或双道模式操作。

12.如权利要求11所述的用于包装的机器，其特征在于，所述用于引导热空气的装置(158、160、162、164、166、168、170、172)还包括可调节空气室(158、160、162、164)，其在所述横向相对端(188、190、198、200、202、204)引导热空气。

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