CN1948088B - 控制管道平滑度的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在用于控制包装材料薄板的平滑度的包装机中所采用的方法，对所述薄板进行纵向密封以形成管道(4)。所述方法的特征在于，设置室(7)，所述纵向密封管道(4)通过所述室，所述室(7)以气密方式围绕一部分所述管道(4)。通过降低所述室(7)中的气压，并且将所述压力保持在低于所述管道(4)内部压力的水平，所述管道(4)由于其每侧上的气压不同以及其中的纵向张力而被连续地保持平滑且保持所述管道(4)的内部包络表面与所述填充管(18)之间的径向距离(r)。本发明还涉及一种实施所述方法的装置。

Description

控制管道平滑度的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种在用于控制沿机器方向连续供给的包装材料薄板的平滑度的包装机中所采用的方法和装置。所述薄板形成管形形状、进行纵向密封以形成管道且被输运以利用位于所述管道内部的填充管进行填充、并且最终进行横向密封和切割以形成单个包装件。

更精确地，本发明涉及一种方法以及一种装置以在进行填充和横向密封之前获得没有折皱和其它扭曲的平滑管道。

背景技术

要采用本发明的方法和装置生产的产品基于由聚合材料和纸板或纸的层制成的非常规薄层压材料。由于其中的材料尤其成本更低的事实，因此该结果是可以接受的。由于材料薄得多，因此出现了根据本发明所解决的问题，即如何处理由这种薄材料的管形且纵向密封的薄板形成的管道以保持其完全平滑而没有任何折皱、褶皱或凹痕的问题。

在已经形成管道且进行密封后，管道仍然很热且因此如果不小心处理的话，则会出现可能损伤管道形式的高风险。进一步地，由于薄板在进行纵向密封后沿横向于输运方向即机器方向(MD)的方向进行扩展使得可增加其每长度单元的体积的事实，因此存在出现折皱、褶皱或凹痕的风险。

保持管道形状不受损如此关键的原因可能是不同的。一个原因在于每个成形包装件的填充体积由于填充技术的原因必须被保持在特定限制范围内，否则某些包装件的含量将不同于所确定的含量。然而，在管道直径产生波动的情况下，则也可易于出现折皱、褶皱或凹痕。

然而，存在发生折皱或形状不稳定性的低风险，且具体而言有两种情况需要关注。

首先，当对管道进行横向密封时，管道形式的任何扭曲可能给出包装材料破裂的指示。这当然是不可接受的，这是因为由于材料厚度非常低，因此任何这种破裂指示可能成为包装件开始泄漏的原因。

其次是填充管包括用于使较早在制造工艺中添加到包装材料上的消毒剂汽化的加热装置的情况。在这种情况下，关键在于避免包装材料与加热装置之间的任何物理接触。关键还在于避免折皱和凹痕，这是因为这些折皱和凹痕代表了更大的重量且这些地方包含热量。还重要的是，保持管道的内部包络表面与填充管及其加热装置的外部包络表面之间的径向距离以便获得均匀加热且使包装材料上的过量热负载最小化。

使用次大气压的方法和装置被广泛使用。然而，根据我们的理解，所述方法和装置与根据本发明的背景不同且不是为了解决与本文所示的问题相似的技术问题。问题在于物理地保持成形且密封的管道相对于穿过且沿所述管道中心线的轴线处于大体上同心的位置，且保持管道形状。当沿所述中心线连续输运管道通过包装机且随后对管道进行填充且其后对管道进行横向密封且切割成单个包装件时，必须实现上述过程。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种方法和装置以获得极薄管形包装材料的受控输运过程以使得可能损伤要形成的包装件整体性的折皱、褶皱、凹痕或其它形状不稳定性不会发生。

本发明的另一个目的在于避免所述管形包装材料薄板内部与某些情况下填充管中所包括的加热装置表面之间的任何接触。

另一个目的在于保持管道形状不受输运过程中存在的力的影响。

又一个目的在于提供一种尽可能降低所述连续供给的管形包装材料的包络表面上的热负载且使所述热负载均匀化的方法和装置。后一个目的涉及加热装置被配置在所述管道内部的情况。

本发明的方法和装置所具有的主要优点在于使得可能通过水雾对层压包装材料外部进行暂时冷却，而不会存在位于加热区域上面的管形薄板的部分受到由这种暂时冷却装置发出的蒸汽再污染的风险。在机器的启动阶段进行这种冷却，在所述启动阶段过程中可对管形包装材料执行预消毒阶段操作。在该预消毒阶段过程中，管形材料内部上的加热装置被加热至约240℃的温度，而包装材料没有任何平移。如果在所述预加热期间未进行冷却，那么易于出现材料失火的风险。加热装置在机器正常操作过程中的表面温度在360至400℃之间。然而，在进行这种预消毒之后，包装材料被恒定输运经过或通过加热区域，而热量被用以使消毒剂汽化。

根据本发明的方法实现所述目的。所述方法包括沿所述机器方向连续供给所述薄板、使所述薄板形成管形形状、对所述管形薄板进行纵向密封以形成管道、在所述管道内部设置填充管以通过产品填充所述管道并且对所述管道进行横向密封和切割以形成单个包装件。所述方法的特征在于下列步骤：设置室，所述纵向密封管道在进行横向密封之前被输运通过所述室，所述室以气密方式围绕一部分所述管道；降低所述室中的气压；并且将所述压力保持在低于所述管道内部压力的水平，由此所述管道由于其每侧上的气压不同以及其中的恒定纵向张力而被连续地保持平滑且保持所述管道的内部包络表面与所述填充管之间的径向距离。

所述方法进一步受到所附从属技术方案的限定。

本发明还包括一种在用于控制包装材料薄板的平滑度的包装机中所采用的装置，所述装置包括配置在所述填充管外部的室，所述室适于以气密方式接收所述旁通管道，且所述室包括空气抽吸装置以在所述室内部获得且保持低于所述管道内部气压的气压从而允许所述管道被连续输运通过所述室，同时保持所述管道平滑且保持所述管道的所述内部包络表面与所述填充管之间的径向距离。

所述装置进一步受到所附从属技术方案的限定。

在所述装置中，填充管18包括用于将略微加压且消毒的空气供应至所述管道4内部的设备。在所述装置中，供应至管道4内部的空气温度略高于包装机外部的温度，由此增强了使所述消毒剂汽化的能力。在所述装置中，围绕管道4的所述室7的部分设有具有用于将可变水喷雾施加到所述管道4外部上的喷嘴14的水管12。

附图说明

在下文中，将结合附图对本发明的当前优选的实施例进行更详细地描述，在所述附图中：

图1示意性地示出了包装机的一部分的透视图，其中由辊提供的复合的薄层层压包装材料的薄板(web)被连续成形为纵向成形且密封的管道；

图2同样示意性地示出了包装机的另一部分的透视图，所述部分位于图1所示部分的下游，且在所述部分内部，呈管形且纵向密封的包装材料薄板被保持平滑同时避免在填充之前出现折皱和凹痕；和

图3示出了穿过壳体、室、填充管、加热装置和管道的剖面示意图。

具体实施方式

图1示出了包装机的一部分，更具体而言，这种机器的配置1通常被整合在塔架(未示出)中。在包装机的所述部分中，由辊(未示出)供给的包装材料薄板2顺序形成密封管形形状。配置1的下部包括用于形成薄板的纵向边缘的纵向交叠密封由此形成管道4的子配置3。通过加热管形薄板2的边缘部分并将这些边缘部分压在一起而实现密封。其后通过使用大体上沿管道4的中心线配置的填充管18(仅如图3所示)对所述管道4进行填充。沿箭头方向供给管道4。

由于现在所希望的是使用越来越薄的层压制品，因此形成管形形状过程的内在稳定性变得更低。因此，与材料的形状、可能存在的皱褶、折皱和凹痕相关的所有偏差构成了给出以后当对管形材料进行横向密封时管形材料会产生破裂的指示的潜在风险。

对于在即将进行填充之前在包括使成形管道内部的消毒剂汽化的工艺过程中对所述成形管道进行内部商业化消毒的包装工艺而言，则填充管道18通常设有以表面加热器或管道加热器形式存在的加热装置19(仅如图3所示)。这样做的原因在于，当需要形成内部进行商业消毒的管道4时，关键在于在形成管道之前施加的消毒剂作为膜留置在管形薄板2的内部包络表面上直至已完成纵向密封。如果在这些情况下出现形状偏差如皱褶、折皱等，那么还存在包装材料过热的很高风险。如果允许所述情况发生，则可能导致不同的机器故障且还可能威胁到产品的完整性。因此，关键还在于保持材料平滑、平直且与填充管18中包括的可能的加热装置19间隔径向距离r(仅在图3中示出)。进一步地，重要的是能够在开始对管道进行填充之前去除消毒剂的所有残留物。一旦进行纵向密封，那么除图1所示的向上方向即朝向薄板的开口未密封部分的方向以外，管道不提供其它的使残留消毒剂排出的路径。去除消毒剂的最有效方式是使其汽化。因此，管道4的内部温度必须升高至使得所使用的消毒剂能够汽化的程度。同时，在成形管道4的下游加入略加压的消毒空气。在已经进行这些步骤之后，对管道4被填充、横向密封且使其形成垫形包装件。

图2示出了根据本发明的装置5的部分分解视图。装置5被定位在图1所示的配置1下游，且因此当进入装置5时，管道4被纵向密封。

装置5包括由外壳6构成的室7，所述外壳由不锈钢板制成。如图所示，壳体6的前部被拆除且通常通过常规螺钉被固定到壳体6上。

管道4(未示出)通过设有密封件(未示出)的孔8进入室7。在室7的底部处，设置了另一个具有密封件的孔9，所述孔与上游孔8对齐。由此，管道4在通过装置5的路径可一直被保持平直。

在壳体6的右上侧10处，设置了单向阀11。所述阀的功能如图3所示。目的在于形成且保持管道4内部的气压高于其外部即室7中的气压的状态。通过这样做且同时沿机器方向(MD)将常规牵引力施加到管道4上，由此形成了稳定状态，所述稳定状态将保持管道4的较薄包装材料平滑且与大体上配置在中心的填充管18间隔径向距离r，如果加热装置19被配置在填充管18的外表面上，则也有可能保持所述较薄包装材料与所述加热装置间隔径向距离r。这如图3所示。与填充管18相比，管道4优选被保持处于大体上恒定且同心的位置处。应该注意，图3未按比例进行绘制。

如果有必要，例如由于周围气候条件等原因，所述单向阀11可被连接至热空气源。通过该方式可控制室7中的管道4周围的温度且可能存在的加热装置19的温度可降低。由此实现了本发明的一个目的，同时还获得了相对于周围气候的独立性。供应的热空气应该具有在80℃至200℃范围内的温度，所述温度范围取决于仅要应对失火的风险或同时还要应对材料损伤风险的情况。供应的空气优选应该非常潮湿，这是因为这样所述空气将具有输运更多能量的能力。

在本实施例中，设置了三条水管12，所有所述水管被螺合装配在壳体6内部的上侧13与下侧之间，参见图2。其目的在于当包括加热装置19的机器必须停车，具体而言当需要急停的情况下，为层压包装材料的外部提供冷却源。当发生所述停车或急停的情况时，所施加的水雾强度增强以避免层压材料失火。为了在装置5内部上获得细雾，水管12上设有喷嘴14。由这些喷嘴发射出的水雾取决于供应的水压。

装置5还包括从壳体6的上前侧16上的装置中延伸出来且被连接至水环泵(未示出)的吸管15。所述泵工作以提供适当的次大气压且作为排出泵工作。需要排出泵的简单原因是室7内部的压力低于装置5外部压力的事实，因此没有水可通过简单的排水装置离开所述室中的空间。因此，必须以某些方式强迫排水。壳体6的下侧设有聚水器17，所有喷射出的水被收集在所述聚水器中且因此易于通过吸管15吸取所述喷射出的水。

正如前面提到地，本发明还涉及一种用于控制包装材料薄板的平滑度的方法。所述方法包括以下步骤：沿机器方向MD连续供给所述薄板；使所述薄板2形成管形形状；对管形薄板2进行纵向密封以形成管道4；在管道4内部设置填充管18以在管道中填充产品；并且对管道4进行横向密封和切割以形成单个包装件。所述方法进一步包括以下步骤：设置室7，纵向密封管道4在进行横向密封之前被输运通过所述室，所述室7以气密方式围绕一部分管道4；降低室7中的气压；并且将压力保持处于低于管道4内部压力的水平，由此管道4由于其每侧上的气压不同以及其中的纵向张力而被连续地保持平滑且保持管道4的内部包络表面与填充管18之间的径向距离r。

尽管已经结合当前优选的实施例对本发明进行了描述，但应该理解：可在不偏离所附权利要求书限定的本发明的目的和范围的情况下，作出多种变型和改变。

Claims (11)

1.在用于控制包装材料薄板(2)的平滑度的包装机中所采用的方法，所述方法包括以下步骤：

沿所述包装机方向连续供给所述薄板(2)；

使所述薄板(2)形成管形形状；

对所述薄板(2)进行纵向密封以形成管道(4)；

在所述管道(4)内部设置填充管(18)以在所述管道(4)中填充产品；

对所述管道(4)进行横向密封和切割以形成单个包装件，

其特征在于，

设置室(7)，所述管道(4)在进行横向密封之前被输运通过所述室，所述室(7)以气密方式围绕一部分所述管道(4)；

降低所述室(7)中的气压；并且

将所述气压保持在低于所述管道(4)内部压力的水平，由此所述管道(4)由于其每侧上的气压不同以及其中的纵向张力而被连续地保持平滑且保持所述管道(4)的内部包络表面与所述填充管(18)之间的径向距离(r)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：

在使所述薄板(2)形成管形形状之前将消毒剂施加到所述包装材料薄板(2)上；并且

在所述填充管(18)的外部包络表面处设置加热装置(19)以使所述消毒剂汽化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于还包括：

将略微加压且消毒的空气供应至所述管道(4)内部的步骤。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于还包括：

略微加热要提供至所述管道(4)内部的空气以增强使所述消毒剂汽化的能力的步骤。

5.用于控制包装材料薄板(2)的平滑度的包装机中的装置(5)，

所述薄板(2)沿所述包装机方向连续供给，

所述包装机包括用于使所述薄板(2)形成管形形状的设备，

用于对所述薄板(2)进行纵向密封以形成管道(4)的设备，

用于输运要利用位于所述管道(4)内部的填充管(18)进行填充的所述管道(4)的设备，和

用于对所述管道(4)进行横向密封且其后进行切割以形成单个包装件的设备，

其特征在于，

所述装置(5)包括配置在所述填充管(18)外部的室(7)，所述室(7)适于以气密方式接收所述管道(4)，且所述室(7)包括空气抽吸设备(15)以在所述室(7)内部形成且保持低于所述管道(4)内部气压的气压从而允许所述管道(4)被连续输运通过所述室(7)，同时保持所述管道(4)平滑且保持所述管道的内部包络表面与所述填充管(18)之间的径向距离(r)。

6.根据权利要求5所述的装置(5)，其特征在于，

所述空气抽吸设备(15)被连接至水环压缩机。

7.根据权利要求6所述的装置(5)，其特征在于，

所述包装机包括用于在填充所述管道(4)之前将消毒剂引至所述包装材料薄板(2)的设备，并且

所述填充管(18)包括升温设备以升高其附近的温度从而使所述消毒剂汽化。

8.根据权利要求7所述的装置(5)，其特征在于，

所述填充管(18)包括用于将略微加压且消毒的空气供应至所述管道(4)内部的设备。

9.根据权利要求8所述的装置(5)，其特征在于，

供应至所述管道(4)内部的空气温度略高于所述包装机外部的温度，由此增强了使所述消毒剂汽化的能力。

10.根据权利要求5所述的装置(5)，其特征在于，

围绕所述管道(4)的所述室(7)的部分设有具有用于将可变水喷雾施加到所述管道(4)外部上的喷嘴(14)的水管(12)。

11.根据权利要求7所述的装置(5)，其特征在于，所述消毒剂为过氧化氢。

Images