DK170328B1 - Fremgangsmåde og apparat til emballering - Google Patents

Description

DK 170328 B1

Opfindelsen angår en fremgangsmåde og et apparat til emballering af genstande i fleksible beholdere, f.eks. poser af varmkrympeligt materiale, som kan bringes til at trække sig pænt sammen omkring genstanden, der skal indpakkes, og 5 efterlade et undertryk i pakningen.

X GB-patentskrift nr. 2 078 658 er beskrevet en vakuumpakningscyklus, hvor udsugning af luft fra et vakuumkammer sker, medens beholderhalsen af varmkrympeligt materiale snører sig sammen, så den kun tillader en begrænset fjernelse 10 af luft fra pakningen, så beholdermaterialet bringes til at udspiles bort fra indholdet, medens resterende luft i kammeret både opvarmes og cirkuleres for at tilføre krympevarme til emballagen. Varmeoverføringen til beholdervæggene fortsætter på grund af varmeledning fra luftstrømmen, men kræver 15 en forholdsvis lang cyklustid.

I GB-patentskrift nr. 2 094 745 er beskrevet en modifikation, hvor fjernelsen af gas fra det indre af beholderen i kammeret hæmmes, medens krympningsvarme tilføres beholderen ved strålevarme, således at gassen, der forbliver i behol-20 deren, også her holder beholdervæggen fri af produktet, så ligevægt mellem krympningskræfterne i beholdermaterialet og trykforskellen mellem indersiden og ydersiden af den lukkede beholder under evakuering af kammeret, hvori beholderen er anbragt, resulterer i den ønskede udspilede form under påfø-25 ringen af krympningsvarme til beholderen, for at muliggøre efterfølgende udslipning af luft eller gas fra det indre af den fleksible beholder, så den ønskede glatnings- eller stramningsfunktion kan finde sted.

US-patentskrift nr. 4 567 713 beskriver en paknings-30 proces med vakuumkammer, hvor der, når evakueringen fra kammeret stopper, sker udluftning af kammeret ved indføring af damp fra ydersiden af kammeret, til at begynde med medens trykket er lavt, men også fortsat under opbygningen af tryk.

Før indstrømningen i kammeret hindres dampen i at kondensere 35 på kammervæggen ved hjælp af vægvarmeorganer, men den kondenserer på beholderen og opvarmer derved denne med den 2 , DK 170328 B1 latente kondensationsvarme og bevirker, at beholderen kan krympe ind i berøring med det indesluttede produkt. *

Ifølge opfindelsen foreslås en modificeret fremgangsmåde og et apparat, som forbedrer emballagens udseende sam-5 menlignet med udseendet af emballagen ifølge US-patent nr.

4 567 713, idet sandsynligheden for, at beholdervæggen bliver sløret, reduceres og effektiviteten af varmeoverføringen opretholdes.

Ved opfindelsen er der derfor tilvejebragt en frem-10 gangsmåde til varmkrympning af en emballage, som angivet i indledningen til krav 1, og som udmærker sig ved de i den kendetegnende del af krav 1 angivne foranstaltninger.

Ved opfindelsen er endvidere tilvejebragt et apparat til dampkrympning af en emballage, som angivet i indlednin-15 gen til krav 6, og som udmærker sig ved de i den kendetegnende del af krav 6 angivne foranstaltninger.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende i forbindelse med nogle som eksempler beskrevne udførelsesformer og under henvisning til tegningen, hvor 20 fig. ΙΑ, IB og IC viser arbejdsgangen i en første udførelsesform for apparatet til udførelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen ved manuel styring, fig. 2 skematisk og set fra siden en første halvautomatisk udførelsesform for apparatet til udøvelse af frem-25 gangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 3 et cyklustidsdiagram, der viser temperatur-og trykændringer i vakuumkammeret i fig. 2 som funktion af tiden, fig. 3A et cyklusdiagram svarende til fig. 3 men 30 visende en modificeret fremgangsmåde, fig. 4 skematisk og set fra siden en anden udførelsesform for apparatet til automatisk gennemføring af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 5 en detalje af udsugningsdysen i apparatet i fig. 6 et skematisk billede af en tredie udførelses- 35 fig. 4, 3 DK 170328 B1 form for apparatet ifølge opfindelsen, fig. 7A til 7D billeder, der illustrerer arbejdsmåden af dørene i apparatet i fig. 6 og den automatiske styring af dørene, og 5 fig. 8 skematisk en variation af apparatet i fig. 6.

Det manuelt betjente apparat i fig. 1 har et vakuumkammer 2 bestående af en øverste del 3, som kan løftes og sænkes til åbning og lukning af kammeret, og en fast nederste del 4 med en perifer flange 5, der lukker tæt mod en tilsva-10 rende perifer flange 6 på kammerets øverste del 3, når kammeret er lukket.

I kammerets nederste del 4 er et hulrum 7 foroven afgrænset af en øvre plade 21 med perforeringer, gennem hvilke damp kan strømme ind i kammerets indre 20, og forneden 15 af et elektrisk modstandsvarmelegerne 8, som styres af en termostat 9.

Oven over kammerets nederste del 4 er anbragt en horisontal rist 10, der kan bære et produkt 11, der er an bragt i en fleksibel beholder, i dette tilfælde en pose 12, 20 af varmkrympeligt materiale.

Risten 10 er dannet af polytetrafluorethylenplader eller plader belagt med polytetrafluorethylen, som er anbragt i hovedsagen indbyrdes parallelle med regelmæssige mellemrum, så luft og damp kan strømme gennem risten og op i berøring 25 med posen på denne.

Damp sendes ud i kammerets nederste del 4 og dermed i det indre 20 af hele kammeret, ved at der indføres vand gennem en tilgangsventil 17 ind i rummet 7, hvor det opvarmes af det elektriske varmelegeme 8 til en temperatur, ved hvil-30 ken der dannes damp i den fortyndede atmosfære i vakuumkammeret. Det reducerede tryk i vakuumkammerets indre 20 fremkalder strømmen af damp gennem åbningerne i pladen 21. Denne situation er illustreret i fig. IB.

Vakuumkammeret indbefatter en rotationssuge/blæser 35 22, som kan reducere det indre tryk i vakuumkammeret til et resttryk af størrelsesordenen 600 millibar, og i ledningen 4 DK 170328 B1 mellem vakuumkammeret 2 og sugeblæseren 22 er indskudt en afspærringsventil 24.

I det følgende beskrives en fuldstændig arbejdscyklus for apparatet i fig. 1A, IB og 1C: 5 Først løftes kammerets øverste del, og den lukkede pose 12, som indeholder produktet 11, anbringes på risten 10. Derefter sættes den øverste del 3 på plads, således at kammerets indre 20 er afspærret fra atmosfæren.

På dette tidspunkt begynder den arbejdscyklus, som 10 er vist til venstre i fig. 1A ved at sugeblæseren 22 startes med afspærringsventilen 24 åben, således at trykket i kammerets indre 20 sænkes. Denne trykreduktion (fra 1000 millibar til 600 millibar) er vist med den fuldt optrukne linie, medens den konstante temperatur af størrelsesordenen 20°C 15 er vist med den prikkede linie.

I denne arbejdsfase opretholder varmelegemet 8, styret af termostaten 9, en tilstrækkelig høj lufttemperatur i hulrummet 7 til at vand, som ved begyndelsen af den i fig.

IB viste fase ved åbning af en tilgangsventil 17 strømmer 20 ind i hulrummet 7 (under påvirkning af trykreduktionen i kammeret), øjeblikkeligt fordamper og sprøjtes ind i kammerets indre 20 som damp. Dette begynder på tidspunktet TI i grafen i fig. IB og resulterer i en forøgelse af det resterende tryk til en størrelsesorden af 750 millibar, hvor 25 trykket forbliver konstant som følge af sugeblæserens 22 kontinuerlige drift hvorved der udsuges luft og overskydende damp fra kammeres indre 20.

Under dampindføringsfasen stiger temperaturen i atmosfæren i kammerets indre 20, og især i kontakt med ydersiden 30 af posen 12, hurtigt på grund af varmeledning fra hulrummet 7 ved hjælp af den udstrømmende damp. På tidspunktet ved afslutningen af denne arbejdsfase er temperaturen, som vist i fig. IB, steget fra ca. 20°C til ca. 88°C.

I mellemtiden forbliver trykket ca. 750 millibar, 35 indtil afslutningen af vandindføringsfasen, hvor ventilen 17 lukkes, medens sugeblæseren 22 fortsætter med at arbejde 5 DK 170328 B1 en kort tid for at fremkalde et trykfald.

Selv om det ikke fremgår af den punkterede temperaturkurve i fig. IB, er graden af varmeoverføring til atmosfæren i kammerets indre 20, og især til overfladen af posen 12, 5 meget mere udtalt, end den der simpelthen ville være resultatet af den viste temperaturgradient, idet processen i stedet for simpel varmeledning fra hulrummet 7 til poseoverfladen ved hjælp af varmeindholdet i luften, indebærer varmeledning med dampmediet med lang større varmeindhold og af-10 givelse af den latente kondensationsvarme, når dampen kondenserer på ydersiden af posen. Der sker derfor en betydelig varmeoverføring til posen, men uden at det derfor er nødvendigt at udsætte posen for en højere temperatur end ca. 88"C.

Det i fig. 1C viste tredie arbejdstrin indbefatter 15 lukning af afspærringsventilen 24 og ventilation af kammerets indre 20, så trykket føres tilbage til 1000 millibar, samtidig med at temperaturen hurtigt falder ned mod begyndelsesværdien ca. 20°C som vist på grafen i fig. 1C.

Som anført ovenfor, medfører den i fig. 1A, IB og 1C 20 viste arbejdscyklus en rigelig afgivelse af krympningsvarme til posen 12, uden at der fremkommer overdrevent høje temperaturer, der ville kunne nedbryde foliematerialet i posen.

Idet sugeblæseren 22 løber videre, efter at tilgangsventilen 17 er lukket, sker der endvidere en effektiv udsugning af 25 overskydende damp, således at der, når den øverste del 3 af kammeret senere aftages ved processens afslutning, ikke forekommer noget nævneværdigt tab af damp til atmosfæren i rummet, hvor emballeringen foregår.

Den automatiske version af apparatet, som er vist i 30 fig. 2 arbejder på samme måde, men der er tilføjet nogle elementer.

Den øverste del 103 og den nederste del 104 af kammeret har også her flanger 106 og 105 til tæt lukning af et indre rum 120. I dette tilfælde lukkes posen 112 med det 35 indeholdte produkt 111 ikke før et bestemt tidspunkt under processen, når en øvre svejsebjælke 127 går ned mod en nedre 6 DK 170328 B1 svejsebjælke 126, og der tilføres svejsevarme til lukning af posehalsen mellem bjælkerne.

I dette tilfælde udsuges luft med en centrifugalblæser 137, der over en luftafgangsventil 136 er forbundet med 5 vakuumkammerets indre rum 120, og luft udsuges også ved hjælp af en vakuumpumpe 138 (i dette tilfælde en roterende vinge-pumpe) , der er forbundet med det indre rum 120 gennem en tilhørende afspærringsventil 139.

Under risten 110 er anbragt en ringformet dampgenera-10 tor med et ringformet vandkammer 108, der tilføres vand gennem en afspærringsventil 117 og er indrettet til at afgive vandet ind i et ringformet varmekammer, der ligger rundt om et elektrisk modstandsvarmelegeme 131 med udvendige finner. Inde i varmelegemet 131 er anbragt en ventilator 129, som 15 trækkes af en motor 130 og fremkalder cirkulation af atmosfæren i hele det indre rum 120.

Ligesom i udførelsesformen i fig. 1 styres det elektriske varmelegeme af en termostat 109.

Arbejdscyklen af apparatet i fig. 2 er vist i fig.

20 3, hvor der også er anvendt en fuldt optrukket linie til at angive trykvariationerne og en punkteret linie til at angive temperaturvariationen i det indre rum 120.

Før tidspunktet T0 er den øverste del 103 af vakuumkammeret løftet, så den øverste svejsebjælke 127 kan løftes 25 fri af den nederste svejsebjælke 126, og en fyldt, ikke lukket pose 112 med produktet 111 kan anbringes på risten 110, som vist i fig. 2. Når den øverste del 103 er sat på plads igen er halsen af posen 112 anbragt i mellemrummet mellem den øverste svejsebjælke 127 og den nederste svejse-30 bjælke 126.

På tidspunktet T0 er vakuumkammeret blevet lukket, og ventilatoren 129 drives rundt af motoren 130 til cirkulation af luften over finnerne på varmelegemet 131 for at hæve temperaturen i det indre rum 120 uden at ændre trykket 35 væsentligt.

På tidspunktet er trykket stadig ca. 1000 millibar, 7 DK 170328 B1 medens temperaturen er steget til ca. 70°C. På dette tidspunkt åbnes afspærringsventilen 139 og vakuumpumpen 138 arbejder for at nedsætte trykket i det indre rum 120. Dette fortsætter indtil tidspunktet T2, hvor det resterende tryk 5 er under 100 millibar, og temperaturen er faldet tilsvarende til ca. 68°c.

I denne periode er luftafspærringsventilen 136 lukket, så ventilatoren 137 er af spærret fra det indre rum 120, således at trykreduktionen alene skyldes funktionen af suge-10 pumpen 138, hvis afspærringsventil 139 er åben.

Fra tidspunktet T2 til tidspunktet T3 presses den øvre svejsebjælke 127 nedad og sammentrykker materialet i posehalsen mellem de to svejsebjælker, og svejsevarme tilføres til svejsning af posematerialet. Det vil forstås, at i 15 tidsrummet mellem og T2 falder trykket både inden i og uden for posen 112, og når posehalsen er lukket på tidspunktet T3, er trykket inden i posen 112 mindre end 100 millibar.

På tidspunktet T3 påbegyndes tilførslen af krympnings-20 varme ved at afspærringsventilen 117 åbnes, så vand kan strømme ind i det ringformede vandsamlekammer 108, og tilsvarende afgivelse af damp ind i den cirkulerende strøm af luft med lavt tryk påbegyndes som følge af den fortsatte rotation af ventilatoren 129, der trækkes af motoren 130.

25 Herved fremkaldes en hurtig trykstigning efter tidspunktet T3 og en tilsvarende temperaturstigning til ca. 88°C, som opnås på det tidspunkt, hvor trykket er steget til, og er stabiliseret ved, 750 millibar. For at opretholde afgivelsen af damp til atmosfæren i det indre rum 120 åbnes afspær-30 ringsventilen 136 på tidspunktet T3, og blæseren 137 starter igen, og sikrer derved udpumpning af al overskydende damp, som frembringes i rummet, og dermed yderligere frigivelse af frisk damp til det indre rum fra det ringformede vandkammer 108.

35 Ligesom apparatet i fig. 1 lukkes vandtilførselsven tilen 117 før tidspunktet T4, og dermed før luftafspærrings- 8 DK 170328 B1 ventilen 136 lukkes, således at der fremkaldes et fald i trykket til ca. 700 millibar på tidspunktet T4.

På tidspunktet T4 ventileres rummet til atmosfæren, således at trykket hurtigt stiger til 1000 millibar (atmos-5 færetryk), medens temperaturen falder progressivt til en værdi af ca. 25“C som følge af genetableringen af tilstanden i den omgivende atmosfære, men under påvirkning af fortsat cirkulation gennem det indre rum ved hjælp af ventilatoren 129.

10 Det ses at en fundamental forskel mellem udførelses formerne i fig. 1 og fig. 2 er, at apparatet i fig. 1 muliggør efterkrympning af en pose, som allerede er lukket, medens apparatet i fig. 2 frembringer forudgående krympning som følge af luftcirkulation i tidsrummet fra Tq til T2 samt en 15 efterfølgende, mere udtalt krympningsoperation i tidsrummet fra T3 til T5 efter at posen er lukket, idet selve den tætte lukning er tilvejebragt i det indre rum 120 i vakuumkammeret.

Selv om der i apparatet i fig. 1 er benyttet en damp-20 generator inde i kammerets nederste del 4, kan generatoren ligeså godt være fastgjort på ydersiden af den nederste del 4 eller være anbragt i en dampledning, der fører hen til delen 4.

I en variation af udførelsesformen i fig. 1 kan til-25 førselsventilen 17 for vand styres af en tidsindstillingsmekanisme, som gør det muligt at regulere den vandmængde, som strømmer ind i det dampgenererende hulrum 7 for at ændre mængden af damp, som benyttes til efterkrympningsoperationen.

I begge udførelsesformerne i fig. 1 og 2 kan tempera-30 turen af det elektriske varmelegeme reguleres ved passende justering af termostaten 9 henholdsvis 109.

Sugeblæseren 22 i fig. 1 eller 138 i fig. 2 kan være en radialblæser.

Ventilerne 24 og 17 i fig. 1 kan aktiveres i korrekt 35 rækkefølge og med passende tidsindstilling ved hjælp af passende organer f.eks. en "programmerbar logisk styring" 9 DK 170328 B1 (sædvanligvis betegnet PLC), som ikke er vist på tegningen.

For at undgå risiko for at damp kondenserer på sidevæggene på vakuumkammerets øverste og nederste dele 103 og 104, kan det være hensigtsmæssigt at indbygge varmeisolering, 5 som gør det muligt at holde indersiderne af kammeret varme fra den ene cyklus til den næste, selv om temperaturen i omgivelserne omkring kammeret er meget lavere i apparatets arbejdscyklus. Under alle omstændigheder nedsættes tendensen til kondensation på de varme kammervægge på grund af den 10 omstændighed, at dampen indføres i det indre rum 120 med et herskende lavt tryk, som vil forsinke afsætningen af kondensvand, når bortses fra den meget koldere overfladetemperatur på ydersiden af posen 112, hvor kondensation under alle omstændigheder er ønskelig for at fremme afgivelsen af latent 15 kondensationsvarme til poseoverfladen.

Selv om svejsebjælkerne 127 og 126 i fig. 2 i sig selv løst fastholder posen, så udsugning af luft, der omgiver produktet 111 kan foregå, kan der desuden være anbragt fjedrende klemmeorganer nedstrøms for svejsebjælkerne 126, 127 20 til frembringelse af en eftergivelig klemkraft ved hjælp af fjedre således at der, når trykket i rummet 120 falder vil være en forsinkelse af trykfaldet inde i posen 112 som følge af denne eftergivelige fastholdelse af posehalsen ved hjælp af de ekstra klemelementer, hvorved udspiling af posen 112 25 fri af produktet 111 fremmes, og der derved opnås sikkerhed mod at der dannes en lomme af restgas bag produktet 111 (dvs. til højre i fig. 2).

Ventilation kan i begge udførelsesformer i fig. 1 og 2 ske ved hjælp af en særskilt ventilationsledning med en 30 afspærringsventil (ikke vist på tegningen).

En alternativ automatisk fremgangsmåde ved anvendelse af apparatet i fig. 2 kan udføres som vist i det modificerede cyklusdiagram i fig. 3A. Her er trykreduktionen delt i to særskilte faser, som falder sammen med to særskilte krymp-35 ningsvarmetilførsier.

I fig. 3 starter trykreduktionen kun ved efter en DK 170328 B1 10 begyndende temperaturstigning i intervallet Tq og T^, fordi ventilatoren 129 cirkulerer luft, der er blevet opvarmet af * varmelegemet 131, gennem det indre rum og over produktet for frembringelse af et varmkrympningstrin. I modsætning 5 hertil starter trykreduktionen i fig. 3A ved Tq, medens ventilatoren stadig cirkulerer restluften over varmelegemet og produktet, men udsugningen af luft med blæseren 137 efter åbning af ventilen 136 ved T0 ledsages af dampdannelse, idet vandtilførselsventilen 117 åbner ved T0 og forbliver 10 åben indtil tidspunktet T^.

I intervallet mellem T0 og Tx cirkulerer ventilatoren en blanding af varm luft og damp ved tryk under atmosfæretrykket over produktet til start af krympningsoperationen.

Dette har den fordel, at det forøger graden af posekrympning 15 ud over den krympning, som forekommer i den fig. 3 viste arbejdscyklus på grund af det større varmeindhold i dampen, der benyttes i intervallet fra T0 til I intervallet til T2 er dampgenereringen derefter 20 ophørt, og sugepumpen 138 arbejder og nedsætter det resterende tryk fra 0,75 bar til en værdi lige under 100 millibar, og i dette tidsrum falder temperaturen fra maksimumsværdien, der er opnået på tidspunktet T]_ til et minimum lige efter tidspunktet T3, hvor temperaturen er faldet til mellem 60 25 og 70°C.

Den øvrige del af den i fig. 3A viste arbejdscyklus, efter at temperaturen igen er nået op på sin maksimale værdi 88°C, er identisk med den sidste del af den i fig. 3 viste cyklus.

30 En alternativ udførelsesform af det automatiserede apparat er vist i fig. 4 og 5, hvori "sugedyse"-princippet er anvendt. De komponenter i fig. 4, som også er vist i fig. 1, er betegnede med samme henvisningstal forøget med 200.

35 I udførelsesformen i fig. 4 er det indre rum 202 også begrænset af en øvre del 203, som atter løftes mekanisk 11 DK 170328 B1 i et bestemt tidsrum i apparatets arbejdscyklus.

Ligesom i udførelsesformen i fig. 2 findes et sæt faste svejsebjælker 226 i vakuumkammerets stationære nederste del 204 og et sæt bevægelige svejsebjælker 227, der bæres 5 af den aftagelige øverste del 203 og kan bevæges ned mod og bort fra posehalsen. I denne udførelsesform findes imidlertid yderligere organer til at bevæge den øvre svejsebjælke 233 i vertikal retning i forhold til kammerets øverste del 203, fordi en luftudsugningsdyse 232 til at begynde med anbringes 10 inde i mundingen i posen 212 i den tidlige del af kammerevakueringsfasen .

Posen 212 hviler på en bæreplade 234, der er belagt med polytetrafluorethylen for at undgå at posen klæber til pladen.

15 Ligesom i de tidligere udførelsesformer kan damp genereres enten på stedet ved vandindsprøjtning i kammerets nederste del eller om ønsket i en dampgenerator 213, med en vandvarmer 214, der er forbundet med en fødeledning 215, hvori er anbragt en elektromagnetisk ventil 217. Med den i 20 fig. 5 viste indretning styrer dampventilen tilførslen af damp ikke alene til det indre rum 22 0, men også til dysen 232 gennem en dampledning 235.

En trykfølsom styreenhed 236 er forbundet med en tryktransducer 237 på gulvet i kammerets nederste del 204 25 og styrer luftudsugningsventilen 224 mellem det indre rum 220 og sugeblæseren 222.

Dysen 232 er vist mere detaljeret i fig. 5 og består af en i hovedsagen flad rørkonstruktion, der er opdelt i tre langsgående, ved siden af hinanden liggende kanaler, af 30 hvilke den ene (her den midterste) er en dampindsprøjtningskanal 238, medens de to andre kanaler 239 er åbne ved begge ender, så de forbinder det indre af posen 212 med ydersiden til fjernelse af luft fra posens indre rum.

Apparatet i fig. 4 og 5 arbejder på følgende måde: 35 Med den øverste del 203 af kammeret løftet og bære pladen 234 fri indføres først en åben pose 212 med et pro- 12 DK 170328 B1 dukt 211 i vakuumkammeret og anbringes på bærepladen 234. Posehalsen anbringes omkring den i hovedsagen flade ende af dysen 232 lige over den nederste svejsebjælke 226. Dette kan f.eks. nødvendiggøre, at dysen 232 kan bevæges ud i en 5 stilling, så posehalsen kan arrangeres omhyggeligt over det nederste sæt svejsestænger og derefter kan svinges tilbage i stilling, hvor den går ind i posehalsen, som vist i fig.

4.

Derefter lukkes vakuumkammeret ved at sænke den øver-10 ste del 203. Når kammeret er lukket startes blæseren 222, og luftudsugningsventilen 224 åbnes ved hjælp af styreenheden 236. Herved sænker blæseren 222 trykket i det indre rum 220.

Den elektromagnetiske ventil 217 eller en vilkårlig anden vandindsprøjtningsreguleringsventil åbnes herefter, 15 så vand kan strømme til dampgeneratoren, f.eks. vandvarmeren 214. Når der anvendes en damptilgangsventil 228, åbnes denne til samtidig indføring af den genererede damp i det indre af posen gennem dampindsprøjtningskanalen 238 i dysen 232 og ind i vakuumkammerets indre rum 220 rundt om posens yder-20 sider. Lavtryksdampens kontakt med såvel indersiden som ydersiden af posevæggene sikrer en effektiv varmeoverføring til posematerialet til fremme af krympning, men ved en temperatur, som er væsentlig mindre end vandets kogepunkt (i virkeligheden mindre end 90°C), fordi der hersker et tryk 25 under atmosfæretryk i kammeret under dampindsprøjtningen, og varmeoverføringen vil ske med stor hastighed på grund af den latente kondensationsvarme, der frigives, når dampen kommer i berøring med den kølige posevæg.

Dette tryk under atmosfæretryk opretholdes af suge-30 blæseren 222, som bliver ved at arbejde i hele dampgenereringsperioden.

På et ønsket tidspunkt trækkes dysen 232 automatisk tilbage med ikke viste organer, indtil dens spids lige har passeret svejsebjælkerne 226 og 227, og varmeelementet 233 35 i det øverste sæt svejsebjælker 227 strømfødes, medens bjælken 227 bevæges nedad i kontakt med den tilsvarende nederste 13 DK 170328 B1 svejsebjælke 226 til lukning af posen. På dette tidspunkt vil indføringen af damp såvel til det indre rum 220 som til det indre af posen 212 være ophørt. Kondensering af dampen på indersiden af posen 212, som medvirker til overføring af 5 den latente kondensationsvarme til posen til fremskyndelse af krympningen, har den vigtige virkning, at kondensationen af dampen formindskes til ca. 1/1700 af det volumen, der omgiver produktet og ligger inden for den lukkede pose, således at posematerialet mere effektivt vil blive suget 10 tilbage på overfladen af produktet 211 og frit kan krympe sammen, især når det indre rum i vakuumkammeret ventileres.

Når udluftningen af rummet er afsluttet, kan den øverste del 203 af vakuumkammeret løftes, så kammeret åbnes for udtagning af den pænt krympede emballage, og ventilen 15 224 åbnes for at rense rummet for resterende damp, som ellers ville kunne undslippe ind i rummet, hvor emballeringen udføres.

Den i fig. 6 viste alternative udførelsesform er indrettet med henblik på at lette indføring og udtagning af 20 posen med produktet, og de dele, som svarer til dele i fig.

1 er betegnede med samme henvisningstal forøget med 300.

Det indre rum 32 0 er dannet i et kammer, der har kammerdøre 340 og 341 ved henholdsvis tilgangs- og afgangsenden, gennem hvilke døre de fyldte poser 312 føres på et 25 gennemhullet bæreelement 342, der i det foreliggende tilfælde er et endeløst transportbånd, der enten er dannet af et flettet bånd eller af stænger.

En dampgenerator 313 står i forbindelse med den øverste del af det indre rum 320, og dampen fra denne fordeles 30 i rummet ved hjælp af en øvre afbøjningsplade 343. En lignende nedre afbøjningsplade 344 sikrer, at strømmen af udsuget luft fordeles over hele gulvarealet i rummet 320, når luften udsuges af sugeblæseren 322.

Alternativt kan dampen dannes i rummets øverste del 35 ved indsprøjtning af vand mellem den øvre afbøjningsplade 343 og ikke viste opvarmningsorganer.

14 DK 170328 B1

Rundt om ydersiden af rummet 320 findes en luftcirkulationsledning 345, som bevirker, at luft kan opvarmes og cirkuleres ved hjælp af varmluftblæseren 346, således at den både strømmer hen over posen 312, inden den ankommer 5 til indgangsdøren 340, og rundt om ydersiden af poserne 312, der er på vej ud, efter at de har forladt afgangsdøren 341. Luftcirkulationsledningen 345 tilvejebringer således et lufttæppe med høj hastighed, som virker til at opretholde lavtrykket i det indre rum 320.

10 Til at holde luften inde i den ydre cirkulationsled ning 345 findes en udvendig skydedør 347 ved tilgangsenden og en udvendig skydedør 348 ved afgangsenden. En type luftsluse er dannet ved indgangen mellem dørene 347 og 340 og ved udgangen mellem dørene 341 og 348.

15 Transportbåndet, der danner bæreelementet 342 kan arbejde kontinuerligt, hvis der findes organer, som tillader transportøren at passere under dørene 340 og 341 i deres i alt væsentligt lukkede stilling. Alternativt kan bæreelementet 342 bevæges intermitterende fremad, således at den ene 20 af de to døre 347 og 340 ved indgangen, og den ene af de to døre 341 og 348 ved udgangen kan være lukkede, medens bæreelementet 342 er stationært, medens den anden dør er åben, fordi der under den befinder sig en pose med et produkt, således som vist i fig. 6.

25 En måde at styre dørene 340 og 341, 347 og 348 er vist i fig. 7A, 7B, 7C og 7D, der kun viser indgangsdørene 340 og 347, men hvor det samme arbejdsprincip kan anvendes ved udgangsdørene 341 og 348.

Ved foden af hver dør udsendes en horisontal fotoelek-30 trisk stråle fra en transmitter 349 ved den ene side af produktets fremføringsbane til en modtager ved den anden side af banen, og der er tilvejebragt et styrekredsløb, som vil bevæge dørene i cyklus, så de løftes, hver gang strålen afbrydes, og fortsætter løftebevægelsen indtil strålen er 35 genetableret. Strålen er anbragt noget foran (dvs. til venstre for) foden af døren, således at den bliver afbrudt, 15 DK 170328 B1 inden et produkt, der bevæger sig hen mod døren, bremses af denne.

Idet den fotoelektriske detektor og senderen bæres af de respektive døre 340, 341, 347 og 348, vil døren have 5 tendens til at følge profilen af genstanden, idet strålen, så snart døren er løftet tilstrækkelig, til at strålen er hævet op over oversiden af genstanden, vil holde op med at bevæge sig opad og drives nedad, indtil strålen igen afbry des.

10 Fig. 7A viser, at den ydre dør 347 er begyndt at åbne, medens den indre dør 340 forbliver i sin hovedsagen lukkede stilling, dvs. lige fri af overfladen på bæreelementet 342.

I fig. 7B er døren 347 løftet netop tilstrækkeligt 15 til at genstanden 312b kan passere under den, men den indre dør 340 forbliver lukket.

I fig. 7C har genstanden 312b passeret den ydre dør 347, der nu igen er lukket, fordi strålen ikke længere er afbrudt, og genstanden er begyndt at passere ind under den 20 indre dør, der automatisk har løftet sig på samme måde som ovenfor beskrevet i forbindelse med døren 347.

Endelig viser fig. 7D stillingen, hvor de to døre 340 og 347 er i hovedsagen lukkede, efter at produktet 312b lige er ført ind i det indre rum, og inden det næste produkt 25 312c passerer den ydre dør 347, for at blive ført ind i "luftslusen" i cirkulationsledningen 345.

Selv om det ikke er vist i fig. 6, kan der findes organer, som forbinder det indre af luftcirkulationsledningen 345 med blæseren 322 til udsugning af luft fra det indre 30 rum 320, for at sikre at trykket i luften, der cirkulerer i ledningen 345, er lavere end atmosfæretrykket, således at mængden af luft, der siver ind i lavtryksdampen i rummet 320 i midten af apparatet begrænses, og at den spærrende funktion af dørene 340, 341, 347 og 348, der aldrig lukker 35 fuldstændigt, suppleres.

Apparatet i fig. 6 og 7 arbejder på følgende måde: 16 DK 170328 B1

Til at begynde med er alle fire døre 340, 341, 347 og 348 lukkede.

Døren 347 åbnes tilstrækkeligt til at det første produkt kan passere, og dørene 340 og 341 er imedens næsten 5 lukkede, dvs. de er kun tilstrækkeligt åbne til at det kontinuerligt fremad bevægede bæreelement 342 kan passere under dem. Ved denne bevægelse af bæreelementet 342 indføres en pose med et produkt i den i fig. 6 viste stilling ind under den åbne indgangsdør 347.

10 I forvejen opvarmet luft, der cirkulerer i ledningen 345 frembringer en begyndende forkrympningsfase på den indtrædende, lukkede pose 312. Meget kort herefter åbner døren 340 lidt, så bæreelementet 342 kan føre det første produkt ind under den. Så snart posen med produktet er fri af under-15 siden af den ydre dør 347, lukker denne i hovedsagen, så trykket i luften, der cirkulerer i ledningen 345, begynder at aftage mod lavtrykket i det indre rum 320. Kort efter vil den lukkede dør 347 lige netop gå fri af bæreelementet 342, medens døren 340 er tilstrækkelig åben til, at produktet 20 kan føres ind i det indre rum 320. Når produktet har passeret den indre dør 340 og befinder sig helt inde i det indre rum 320, kan døren 340 lukke fuldstændig i en periode, og damp kan genereres og bringes til at cirkulere i rummet 320 til fremkaldelse af krympning, men samtidig opretholdes lavtryk-25 ket i rummet 320 ved hjælp af sugeblæseren 322.

Kort efter begynder det næste produkt 312 at passere ind under døren 347, som derfor atter må begynde at åbne sig automatisk og efterhånden vil den foran beskrevne sekvens gentage sig, indtil der findes produkter ved hver af de i 30 fig. 6 viste steder, hvor (a) posen om produktet længst til venstre er ved at blive forkrympet, idet den kommer ind i den varme luft i cirkulationsledningen 345, (b) posen med produktet længst til højre i figuren efterkrympes af den varme luft i cirkulationsledningen 345, medens den passerer - 35 ud af cirkulationsledningen, og (c) imedens bliver de to midterste produkter i det indre rum 320 krympet mere intensivt 17 DK 170328 B1 på grund af lavtrykdampen, der cirkulerer i det indre rum 320.

Det vil forstås, at apparatet i fig. 6, ligesom appa-ratet i fig. l, blot er indrettet til at krympe en allerede 5 lukket pose, men med minimalt energiforbrug. Forskellen mellem de i fig. 1 og 6 anvendte metoder og kendt teknik, som f.eks. beskrevet i US-patentskrift nr. 3 567 713 er den, at genereringen af damp falder sammen med udsugningen af gas fra rummet, med det resultat, at den frembragte damp 10 udtrækkes af sugeblæseren, medens dampen ved den kendte teknik benyttes som udluftningsmedium. Det har imidlertid vist sig, at man ved at holde trykket i dampen godt under atmosfæretrykket, kan opretholde dens temperatur under vandets kogepunkt, og derved undgå skadelige virkninger på 15 posens varmkrympelige plastmateriale.

Apparatet i fig. 8 er vist meget skematisk med en dampgenerator 413 og en dampreguleringsventil 417, der samvirker med et todelt kammer bestående af den øvre del 403 og den nedre del 404, som i denne udførelsesform både kan 20 bevæges i sideretningen og åbnes ved bevægelse i vertikal retning.

Alternativt kan vand indsprøjtes direkte på et varmt sted bag en difuser f.eks. oven over den øvre afbøjningsplade 443 og cirkulere i rummet 420. Kammerets øvre og nedre dele 25 403, 404 har begge en dampfordelende og strømningsstyrende afbøjningsplade 443 henholdsvis 444 med henblik på så vidt muligt at opnå en ensartet strøm af lavtryksdamp gennem det indre rum 420, når sugeblæseren 422 arbejder.

Ligesom i udførelsesformerne i fig. 6 og 7 findes 30 her et gennemhullet bæreelement 442 for produktet. I dette tilfælde er bæreelementet et endeløst transportbånd, hvis øverste båndpart samvirker med vakuumkammeret 402.

Bevægelsesbanen for den øverste del 403 af kammeret er vist skematisk med et par pile 449, hvoraf det ses, at 35 når kammeret 402 er lukket, bevæger den øverste del 403 af kammeret sig til højre i figuren parallelt med bevægeret- DK 170328 B1 18 ningen af den øverste båndpart af bæreelementet 442, hvorefter den øverste del 403 løftes og åbner kammeret for at frigive produktet i den varmkrympede pose, som bevæges videre på bæreelementet 442, hvorefter delen 403 bevæger sig til 5 venstre tilbage til sin udgangsstilling klar til at blive sænket ned over de næste to produkter for varmkrympning af poserne omkring dem.

Omvendt bevæger den nederste del 404 af kammeret sig, efter først at være ført til højre, nedad, og derefter 10 til venstre for så igen at blive løftet op til lukning af kammeret om de næste to produkter, samtidig med at de fire bevægelser af den øverste del 403 udføres, som illustreret ved pilene 449.

Apparatets arbejdscyklus med aktivering og passifice-15 ring af dampgeneratoren 413, dampstyreventilen 417 og sugeblæseren 422 til udsugning af luft er omtrent som beskrevet i forbindelse med udførelsesformen i fig. 1.

Apparatet til udøvelse af opfindelsen kan drives på 20 mange andre automatiske eller halvautomatiske måder, men de indebærer alle de ovenfor i forbindelse med fig. 1 beskrevne grundlæggende arbejdsprincipper og er fordelagtige ved, at der opretholdes et i hovedsagen ensartet tryk under atmosfæretryk i dampkrympningstrinnet, hvorved sikres at dampens 25 temperatur er et godt stykke under vandets kogepunkt og dermed under enhver temperatur, som kunne medføre risiko for varmebeskadigelser af den varmkrympelige folie, der behandles.

30 35

Claims (10)

19 DK 170328 B1 Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til varmekrympning af en emballage, som omfatter anbringelse af et produkt i en beholder; reduktion af det på beholderoverfladen virkende tryk; beholderen 5 bringes til at varmekrympe på produktet og ender op som en lukket krympet emballage ved at bringe beholderoverfladen i kontakt med damp medens trykket holdes under atmosfæretryk med henblik på at tilføre krympevarme til beholdervæggen ved hjælp af lavtrykdampens frigivne latente kondensations-10 varme; og efterfølgende afbrydelse af dampstrømmen og reetablering af trykket; kendetegnet ved, at beholderen er en pose; at beholderen anbringes i kammeret i afstand fra kammervæggene; at trykket under atmosfæretryk fastholdes ensartet i hele vakuumkammeret omkring beholderen; at det 15 ensartede tryk under atmosfæretryk fastholdes i det væsentlige konstant på beholderoverfladen under dampkrympningstrinnet; og restdamp fra området omkring posen pumpes bort efter dampkrympningstrinnet.

2. Fremgangsmåde ifølge krav l, kendete g- 20 net ved, at posen lukkes før varmkrympningsoperationen under anvendelse af damp med et tryk under atmosfæretryk udføres.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendeteg net ved, at posen først lukkes, efter at trykket i det 25 indre af posen er sænket ved udsugning af luft fra posens omgivelser, medens den endnu er åben.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 3, kendetegnet ved, at indersiden af posen bringes i kontakt med damp med tryk under atmosfæretrykket, ved at posen lades 30 åben indtil dampkrympningsoperationen er i gang, hvorefter posen lukkes, og den resterende damp i posen bringes til at kondensere til frembringelse af en stram krympning af posematerialet ind i kontakt med det indesluttede produkt.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendete g-35 net ved, at damp også påføres ydersiden af posen for tilførsel af krympningsvarme ved hjælp af den frigivne laten 20 DK 170328 B1 te kondensationsvarme i dampen omkring posen.

6. Apparat til dampkrympning af en emballage, som omfatter: - et vakuumkammer (3,4; 103,104; 203,204; 344; 403, 404) hvori emballagen skal krympes; organer (17,8; 5 117,131; 213; 313; 413) til generering af damp og til at indføre denne i vakuumkammeret; og organer (22; 222; 322; 422), der er indrettede til - medens organerne til generering af damp arbejder - at udsuge luft og/eller damp fra vakuumkammeret; kendetegnet ved, at kammeret omfatter 10 en understøtning for en pose anbragt i afstand fra væggene (3,4; 103,104; 203,204; 403,404) i kammeret, således at posen er helt indesluttet i kammeret med et ensartet tryk omkring posens ydre; at luftudsugningsorganer omfatter en blæser, som er indrettet til at fastholde et i det væsentlige 15 konstant tryk under atmosfæretryk i det dampfyldte vakuumkammer omkring emballagen; og at blæseren arbejder efter afslutning af dampgenereringen for at udtrække restdamp fra rummet omkring posen før vakuumkammeret åbnes.

7. Apparat ifølge krav 6, kendetegnet 20 ved, at det har organer (126,127;226,227) til at lukke en pose inde i vakuumkammeret, efter at i det mindste størstedelen af krympningstrinnet under anvendelse af damp med tryk under atmosfæretrykket er udført.

8. Apparat ifølge krav 6 eller 7, kendete g-25 net ved, at organerne (213) til generering af damp indbefatter en vandvarmer (214) og en dampreguleringsventil (228) til regulering af indføringen af damp i vakuumkammeret (203,204).

9. Apparat ifølge krav 6 eller 7, kendete g-30 net ved, at vakuumkammeret indbefatter et varmelegeme (8; 131) til opvarmning af en del af kammeret, og at organerne til generering af damp indbefatter organer (17; 117. til indføring af vand i den opvarmede del af kammeret til fordampning til dannelse af damp, der kan brede sig i 35 kammeret.

10. Apparat ifølge ethvert af kravene 6-9, k e n- DK 170328 B1 21 detegnet ved, at det indbefatter en spredeplade (10) med gennemgående huller til således ensartet fordeling af damp i vakuumkammeret, at den kan komme i kontakt med hele overfladen af en pakning i kammeret. 5 10 15 20 25 30 35