MX2011001920A - Maquina de envasado y llenado. - Google Patents

Maquina de envasado y llenado.

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MX2011001920A
MX2011001920A MX2011001920A MX2011001920A MX2011001920A MX 2011001920 A MX2011001920 A MX 2011001920A MX 2011001920 A MX2011001920 A MX 2011001920A MX 2011001920 A MX2011001920 A MX 2011001920A MX 2011001920 A MX2011001920 A MX 2011001920A
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MX
Mexico
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vibration
packaging material
packaging
filling
pressure
Prior art date
Application number
MX2011001920A
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English (en)
Inventor
Keiji Yano
Shigeharu Kinoshita
Dennis Lundmark
Naoya Isshiki
Katsunori Nakanishi
Original Assignee
Tetra Laval Holdings & Finance
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Filing date
Publication date
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Abstract

Se proporciona una máquina de envasado/llenado en donde una máquina formadora o una máquina de sellado lateral que opera a alta velocidad no daña la superficie externa o la porción de sellado longitudinal de un envase, incluso la formación/sellado lateral que presiona fuertemente desde lados opuestos a alta velocidad no tiene una tendencia a variar u oscilar un nivel de líquido, se facilita un control del nivel del líquido, y estas funciones trabajan efectivamente durante la operación. Una máquina de envasado/llenado en donde se produce un envase mediante la formación de un material de envasada en forma de trama para tener la forma de un tubo, llenando el material de envasado en forma de tubo con alimento líquido hasta un nivel de líquido predeterminado, y después realizando el sellado lateral sujetando a alta velocidad por medio de una mordaza de sello un una mordaza contraria bajo el nivel del líquido, la máquina está equipada además con un medio de diagnóstico que tiene un reborde de presión provisto por arriba de la porción del sello lateral bajo el nivel del liquido y que consiste de gas esterilizado, con el fin de detectar una vibración propagada cuando se sujeta el material de envasado por medio de la mordaza de sello y la mordaza contraria y diagnostica la cantidad residual del gas esterilizado a partir de la vibración detectada.

Description

MAQUINA DE ENVASADO Y LLENADO Campo de la Invención La presente invención se relaciona con una máquina de envasado y llenado que sella transversalmente y corta un tubo de material de envasado, llena con alimento líquido cada envase y la fabricación de envases.
Antecedentes de la Invención Cuando se produce un envase que tiene alimento líquido tal como leche, agua mineral, té, jugo, sopa, alcoholes o similares, el envase se forma mediante el sellado de un material de envasado laminado con sellado térmico, sellado ultrasónico y similares. Por ejemplo, en una máquina de envasado y llenado, primero, se aplica una tira sobre un borde de material de envasado laminado en forma de trama, el material de envasado laminado se forma en forma de tubo, ambos bordes del material de envasado laminado y la tira que protege una cara de extremo inferior de la parte de sello longitudinal se presionan desde el interior del tubo y se sellan en dirección longitudinal (a lo largo) con un aparato de sellado longitudinal, el material de envasado laminado en forma de tubo llenado con alimento líquido se sella transversalmente con un aparato de sellado transversal y se corta, formándose un envase preformado en forma de almohada, y el envase preformado adopta una forma predeterminada, y se Ref.: 217801 completa el envase.
La figura 3 es una vista en perspectiva que muestra un ejemplo de una máquina de envasado y llenado. Un carrete de material de envasado laminado en forma de trama 1 se alimenta en la máquina de envasado y laminado. El material de envasado laminado 1 comprende un laminado flexible de un sustrato de papel y película de polietileno laminada por ambos lados del sustrato de papel, si se necesita, se lamina una capa de barrera de hoja de aluminio, resina de barrera para gases y similar entre el sustrato de papel y la película, previamente se imprimen decoraciones sobre partes correspondientes a las superficies del envase 14.
El material de envasado laminado no bobinado 1 se transporta continuamente con un alimentador del medio de transporte, y se transporta a través de rodillos de flexión y rodillos flotantes hasta un aplicador de tira 3, una tira 2 se une en línea con un borde del material de envasado laminado 1 con el aplicador de tira.
Se une una lengüeta para jalar, si se necesita, con un aplicador de lengüeta para jalar sobre el material de envasado laminado 1. El material de envasado laminado 1 se transporta a un baño de esterilización 4 , y se esteriliza con líquido de esterilización de peróxido de hidrógeno y similares en el baño de esterilización 4. El material de envasado laminado 1 se transporta a una cuchilla de aire 5 para secarse por medio de la cuchilla de aire 5, y se lleva al interior del cuarto estéril 40. El material de envasado laminado 1 se transforma gradualmente con anillos formadores 6, otros anillos formadores, a la forma tubular.
El material de envasado laminado 1 se precalienta con aire caliente de un medio de precalentamiento 8 del aparato de sellado longitudinal para sellarse a lo largo, se llena con alimento desde un extremo de fondo del tubo de llenado 7 dentro del material de envasado laminado 1 tubular.
La figura 4 muestra un ejemplo de modos de llenar y controlar el alimento líquido hasta el nivel de líquido predeterminado desde un tubo de llenado dentro del material de envasado tubular.
La parte perpendicular del tubo de llenado 7 se prolonga desde abajo.
La parte ascendente se conecta a una válvula de control 32. Un tubo flotante cilindrico 34 se dispone circunferencialmente fuera de la parte perpendicular del tubo de llenado 7. El tubo flotante 34 que flota en el líquido se localiza entre el material de envasado tubular 1 y el tubo de llenado 7, y se coloca sobre la superficie externa de la parte perpendicular del tubo de llenado 7 moviéndose de arriba abajo. En el tubo flotante 11 se instala un objeto que será detectado 35 (imán, transmisor o etiqueta) . Se dispone un detector 31 en el exterior del tubo 1. El detector 31 convierte a corriente los cambios en la fuerza y debilidad de las señales con el objeto a ser detectado, y produce señales eléctricas. Cuando el nivel del líquido es igual al nivel predeterminado o superior, se produce una señal de paro, y se emite una señal de apertura al controlador 33, cuando el nivel del líquido es igual al valor predeterminado o menor. En la parte horizontal del tubo de llenado, se dispone una válvula de control de flujo electromagnético 32, la válvula de control de flujo electromagnético 32 se controla por medio del controlador 33. El nivel líquido se controla con respecto al nivel predeterminado.
El material de envasado laminado tubular 1 es guiado con rodillos, se lleva a un aparato de sellado transversal 10, y se intercala para sellarse en la dirección transversal. El material de envasado laminado sellado transversalmente se corta con una cuchilla y similar, y se forman envases preformados en forma de almohada 13.
En la figura 5 se muestra la sección transversal parcial del aparato de sellado transversal 10. En esta modalidad, mientras el material de envasado tubular 1 se transporta corriente abajo en una distancia de la longitud correspondiente a solo un envase, éste se sostiene por medio de un par de solapas formadoras 41 y 41, y se conforma a una forma de envase aproximada, el material de envasado tubular se sostiene con un par de mordazas de sellado 10a, 10a y mordazas contrarias 11, 11, se forman dos zonas de sello transversal mediante el sellado transversal, la parte media de las zonas de sello de los cuerpos preformados semejantes a almohadas conectados se cortan con la cuchilla 42, y se forman cuerpos preformados semejantes a almohadas separados 13.
El envase preliminar 13 se transporta y se conforma a la forma final mediante un dispositivo formador 15, y se produce un envase llenado con alimento líquido 14.
En un ejemplo de tubo de llenado, el tubo de llenado está fijo, una bolsa de aire (espacio hueco) que rodea al tubo de llenado se sella, mientras opera una maquina de envasado y llenado, que comprende un miembro amortiguador que amortigua el movimiento del alimento líquido en el tubo del material de envasado (documentos de patente de referencia 4) .
[Documento de patente 1] Modelo de Utilidad Japonés Abierto No. 1-82102.
[Documento de patente 2] Patente Japonesa Abierta No. 10-167207.
[Documento de patente 3] Patente Japonesa Abierta No. 2004-098648.
[Documento de patente 4] Patente Japonesa Abierta No. 11- 49105.
Breve Descripción de la Invención Problema a Resolver por la Invención: Sin embargo, en el aparato de sellado transversal, mientras se transporta corriente abajo el material de envasado tubular, y se sostiene por medio de dos pares de solapas formadoras para conformarse a la forma de envase aproximada, al igual que se sostiene por medio de la mordaza de sello y la mordaza contraria para sellarse transversalmente en la dirección transversal, es necesario presionar fuertemente el material de envasado con las solapas formadoras, las mordazas de sello y las mordazas contrarias. Cuando el nivel del contenido líquido se fija más bien más alto que la posición del aparato de sellado transversal, aumenta la presión de agua líquida (presión) y se convierte en resistencia (reacción) a la formación y al sellado transversal. Existe un riesgo de rasgar la superficie del material de envasado (una superficie de apariencia del producto de envase) con las solapas formadoras duras, las mordazas de sello y las mordazas contrarias de la operación de alta velocidad y prensado fuerte.
Además, existen riesgos de generar fallas, grietas, roturas, etc., en las porciones selladas del material de envasado formado por una presión interna elevada.
Adicionalmente , debido a que las solapas formadoras, las mordazas de sello y las mordazas contrarias presionan fuertemente el contenido líquido a través del material de envasado desde ambos lados a alta velocidad, el contenido líquido es empujado rápidamente desde arriba para fluir hacia atrás y el nivel del líquido cambia y vibra, y después es difícil controlar el nivel.
Cuando se dispone un miembro amortiguador que incluye una bolsa de aire para moderar el rápido flujo hacia atrás del alimento líquido en el tubo, debido a la operación de la máquina de envasado y llenado, el tamaño de la bolsa de aire se reduce gradualmente, y la capacidad de amortiguación se reduce y por lo tanto es necesario mantener la capacidad de amortiguamiento .
El objeto de la presente invención es proporcionar la máquina de envasado y llenado en donde el aparato formador y el aparato de sellado transversal que opera a alta velocidad no rasga las superficies de apariencia de los envases, y se reducen la fluctuación y la vibración del nivel del líquido por medio de la formación y el sellado transversal presionando fuertemente desde ambos lados a alta velocidad, por lo tanto, es fácil controlar el nivel del líquido.
Además, el objeto de la presente invención es proporcionar la máquina de envasado y llenado en donde el aparato formador y el aparato de sellado transversal que opera a alta velocidad opera eficientemente, con estabilidad y automáticamente.
Además, el objeto de la presente invención es proporcionar la máquina de envasado y llenado y meintener la capacidad de amortiguamiento moderando el rápido flujo hacia atrás del alimento líquido en el tubo, así como ser capaz de operar eficientemente, de manera estable y automáticamente.
Medios para Solucionar el Problema En una máquina de envasado y llenado de la presente invención, un material laminado de envasado semejante a una trama se conforma a una forma tubular, el material de envasado tubular se sella longitudinalmente a lo largo de la dirección longitudinal, en ambos extremos del material de envasado, se llena alimento líquido hasta un nivel de líquido de una posición predeterminada dentro del material de envasado tubular, mientras el material de envasado tubular es sostenido con mordazas de sello y con mordazas contrarias por abajo del nivel del líquido a una alta velocidad, el material de envasado tubular se sella transversalmente calentando y presionando con las mordazas de sello y las mordazas contrarias a lo largo de la dirección transversal, el material de envasado tubular se corta en la zona de sello transversal, y se fabrican los recipientes envasados, caracterizada porque la máquina de envasado y llenado tiene un reborde de presión amortiguador de la presión provisto bajo el nivel del líquido en el material de envasado tubular y por arriba de la posición de sello transversal, también comprende un espacio de gas esterilizado que amortigua el movimiento del alimento líquido, y un medio de diagnóstico que detecta la vibración generada por la sujeción con las mordazas de sello y las mordazas contrarias para diagnosticar el volumen residual del gas esterilizado de la vibración detectada.
En una modalidad preferida de la presente invención, la vibración es la vibración específica del nivel del líquido, y el medio de diagnóstico diagnostica un volumen residual del gas esterilizado de la frecuencia y amplitud de la vibración.
En una modalidad preferida de la presente invención, el reborde de presión comprende un cuerpo principal tubular y un techo en la parte superior del cuerpo principal, y está dispuesto en una periferia del tubo de llenado, una porción de amortiguamiento de presión del espacio de gas esterilizado está formada en la parte superior.
En una modalidad preferida de la presente invención, la porción de amortiguamiento de presión comprende una membrana elástica dispuesta bajo el techo del cuerpo principal, y el gas esterilizado llenado en el espacio formado entre la membrana elástica y el techo.
En una modalidad preferida de la presente invención, la porción de amortiguamiento de presión comprende una bolsa elástica dispuesta bajo el techo del cuerpo principal, y el gas esterilizado llenado en la bolsa elástica.
En una modalidad preferida de la presente invención, la vibración es una vibración específica del tubo.
En una modalidad preferida de la presente invención, el reborde de presión comprende un cuerpo principal tubular y un techo en la parte superior del cuerpo principal, y está dispuesto en una periferia del tubo de llenado, una porción de amortiguamiento de presión del espacio de gas esterilizado está formada en la parte superior.
En una modalidad preferida de la presente invención, un medidor de desplazamiento detecta la vibración.
Efecto de la Invención La máquina de envasado y llenado de la presente invención conforma el material laminado de envasado semejante a una trama a una forma tubular, sella longitudinalmente el material de envasado tubular a lo largo de la dirección longitudinal, en ambos extremos del material de envasado, llena el material de envasado tubular con el alimento líquido hasta el nivel de líquido de una posición predeterminada, mientras el material de envasado tubular es sostenido con mordazas de sello y con mordazas contrarias por abajo del nivel del líquido a una alta velocidad, sella transversalmente el material de envasado tubular calentando y presionando con las mordazas de sello y las mordazas contrarias a lo largo de la dirección transversal, corta el material de envasado tubular en la zona de sello transversal, y fabrican los recipientes envasados. Debido al sellado transversal bajo el nivel del líquido del material de envasado en forma de trama llenado con el alimento líquido, ningún aire no utilizable en el envase contribuye a preservar la calidad, pero en los sellos transversales en la dirección transversal, cuando el contenido líquido se presiona desde ambos lados a alta velocidad, el contenido líquido es empujado desde abajo, y fluye hacia atrás.
En estas características de la invención, el reborde de presión se provee bajo el nivel del líquido en el material de envasado tubular y por arriba de la posición de sellado transversal . Cuando se sostiene con las mordazas de sello y las mordazas contrarias a alta velocidad, el líquido empujado desde abajo y su presión se mueve y se extiende respectivamente hasta el reborde de presión.
Debido a que el reborde de presión comprende el espacio de gas esterilizado que tiene la capacidad de amortiguar la presión, el líquido empujado desde abajo y su presión se absorbe y se amortigua, respectivamente, con el gas esterilizado amortiguador de presión.
El líquido empujado desde abajo y su presión no llegan hasta arriba del reborde de presión y el nivel del líquido es capaz de controlarse fácilmente sin la fluctuación y la oscilación del nivel del líquido.
Además, debido a que el área de amortiguamiento está cerca de la posición de sellado transversal bajo el nivel del líquido, se puede reducir la resistencia (reacción) contra la operación de formación y el sellado transversal, e incluso en la operación a alta velocidad y los golpes fuertes de las solapas formadoras, las mordazas de sello y las mordazas contrarias, la superficie del material de envasado no se daña .
Además, no hay riesgo de generar fallas, grietas, roturas, etc. en las porciones selladas del material de envasado formado por una alta presión interna.
En las características de la presente invención, se detecta la vibración generada por el apriete con las mordazas contrarias y las mordazas de sello y transmitida e el alimento líquido. La frecuencia de vibración y la amplitud de vibración se afectan dependiendo de las condiciones del alimento líquido como medio de transmisión. En el alimento líquido como medio de transmisión, se encuentra el espacio de gas esterilizado en el reborde de presión y la frecuencia de la vibración y la amplitud de la vibración cambian dependiendo del volumen del espacio de gas esterilizado. En las características de la presente invención, el medio de diagnóstico diagnostica el volumen residual del gas esterilizado de la vibración.
Debido a que el volumen residual del gas esterilizado (el volumen) puede estimarse por medio del medio de diagnóstico, a partir de los datos de diagnóstico, el gas esterilizado puede suministrarse después de detener la operación la máquina de envasado y llenado o el gas esterilizado puede suministrarse durante la operación de la máquina de envasado y llenado, y de antemano puede evitarse la depresión de la capacidad de amortiguamiento por la reducción del volumen de gas esterilizado.
Mediante la presente invención, la capacidad de amortiguamiento que modera el flujo rápido hacia atrás del alimento de líquido en el tubo se controla y se mantiene, la máquina de envasado y llenado opera de manera automática con eficiencia y estabilidad.
En la modalidad preferida de la presente invención, se detecta la vibración específica del nivel del líquido al apretar las mordazas de sello y las mordazas contrarias, y se diagnostica el volumen residual del gas esterilizado a partir de la frecuencia y la amplitud de la vibración específica.
Por medio de las mordazas contrarias y las mordazas de sello bajo el volumen del líquido, a una alta velocidad de apriete/sujeción, cuando se forman, por ejemplo 15000 envases por hora, el material de envasado tubular se aprieta a la velocidad de 4.2 envases por segundo, es decir 4.2 veces por segundo. Además, para 20000 envases por hora, se aprieta a 5.6 veces por segundo. En el ejemplo del aprieta de 4.2 veces por segundo, la vibración del nivel del líquido debido al apriete se estima en 4.2 Hz de frecuencia de la vibración específica. En la presente invención, se detecta esta la vibración específica.
Con respecto a la vibración, se observa, en la presente invención que la amplitud de la vibración que tiene la vibración específica cambia dependiendo del deterioro del desempeño de amortiguamiento de presión del gas esterilizado.
En la presente invención, el volumen residual del gas esterilizado se diagnostica con base en lo anterior. Con la posibilidad de la estimación del volumen residual del gas esterilizado, es posible volver a llenar, suministrar y añadir con eficacia el gas esterilizado mediante operación manual o automáticamente con base en una alarma, y el aparato formador y el aparato de sellado transversal que trabajan a alta velocidad son capaces de operar se manera automática con eficiencia y estabilidad.
En la modalidad preferida de la presente invención, el reborde de presión comprende un cuerpo principal tubular y un techo en la parte superior del cuerpo principal, y se dispone en la periferia del tubo de llenado, formándose una porción de amortiguamiento de presión del espacio de gas esterilizado en la parte superior.
El reborde de presión no interfiere con la disposición del tubo de llenado, y el espacio en el material de envasado tubular se puede utilizar con efectividad.
En una modalidad preferida de la presente invención, la porción de amortiguamiento de la presión comprende la membrana elástica dispuesta bajo el techo del cuerpo principal, y el gas esterilizado llenado en el espacio formado entre la membrana elástica y el techo. Cuando el miembro de amortiguamiento es el gas esterilizado, el gas se comprime/expande fácilmente mostrando su función amortiguadora. La vibración/flotación del líquido puede provocar riesgos de disminución del gas por pérdida y fuga, y la adición de gas por burbujas de aire atrapadas/gas disuelto en el líquido de llenado, pero el volumen de gas esterilizado puede mantenerse constante mediante la membrana elástica.
En una modalidad preferida de la presente invención, la porción de amortiguamiento de presión comprende una bolsa elástica dispuesta bajo el techo del cuerpo principal, y el gas esterilizado llenado en la bolsa elástica.
Cuando el miembro de amortiguamiento es el gas esterilizado, el gas se comprime/expande fácilmente para mostrar la función de amortiguamiento. La vibración/flotación del líquido puede provocar riesgos de disminución del gas por pérdida y fuga, y la adición de gas por burbujas de aire atrapadas/gas disuelto en el líquido de llenado, pero el volumen de gas esterilizado puede mantenerse constante mediante la membrana elástica.
En la modalidad preferida de la presente invención, la máquina comprende el medio de diagnóstico que detecta la vibración generada por la sujeción/apriete con las mordazas de sello y las mordazas contrarias para diagnosticar el volumen residual del gas esterilizado a partir de la vibración detectada.
Cuando el volumen del gas esterilizado disminuye y se deteriora la capacidad de amortiguamiento de presión, es posible detectar el volumen disminuido, y volver a llenar el gas esterilizado, y recuperar la capacidad de amortiguamiento de presión con precisión y efectividad.
La correlación con la cantidad de vibración del tubo y el volumen residual del gas esterilizado se muestra en la figura 8. En el diagrama de la figura 8, un eje vertical muestra la cantidad de vibración del tubo, y un eje transversal muestra las horas operación, y el gas esterilizado se rellenó en el tiempo mostrado en la flecha. Con el tiempo de operación de la máquina, aumenta la cantidad de vibración del tubo, y la cantidad de vibración del tubo puede volver a ser mínima al volver a llenar el gas esterilizado en el tiempo mostrado en la flecha. Se muestra la correlación entre la cantidad de vibración del tubo y el volumen residual del gas esterilizado. Esta situación se entiende.
En la modalidad preferida de la presente invención, el reborde de presión comprende un cuerpo principal tubular y un techo en la parte superior del cuerpo principal, y está dispuesto en una periferia del tubo de llenado, una porción de amortiguamiento de presión del espacio de gas esterilizado se forma en la parte superior.
En la periferia del tubo de llenado, puede adoptarse una disposición efectiva. Es posible simplificar la configuración con el tubo y el techo. Dado que la porción de amortiguamiento de presión comprende que comprende el gas esterilizado se forma en el extremo superior, es posible volver a llenar con facilidad con gas esterilizado.
En la modalidad preferida de la presente invención, el medidor de desplazamiento, por ejemplo, un medidor de desplazamiento láser detecta la vibración del tubo por el apriete con las mordazas de sello y las mordazas contrarias.
En esta modalidad, la vibración se detecta como la amplitud.
La detección se realiza con el medidor de desplazamiento.
Cuando un objeto se mueve desde una posición a otra posición, el sensor de desplazamiento (o medidor de desplazamiento) mide la distancia del movimiento. El sistema que mide la distancia del movimiento (volumen desplazado) incluye tipos sin contacto usando un medio de campo magnético y luz, y ondas sonoras, y un sensor de desplazamiento de tipo de contacto como un indicador de presión o transformador diferencial que es de tipo óptico, de ondas supersónicas, láser (tipo foco) y similar.
En la modalidad más preferida de la presente invención, de acuerdo con el tipo del alimento líquido llenado, el tipo de material de envasado y sus especificaciones, es posible predeterminar la cantidad de vibración del tubo en el momento de volver a llenar, y rellenar con el gas esterilizado cuando se detecta la vibración predeterminada.
La figura 9 muestra la correlación con la cantidad de vibración del tubo al llenar con cuatro tipos de alimentos diferentes y el volumen residual del gas esterilizado. En el diagrama de la figura 9, un eje vertical muestra la cantidad de vibración del tubo, y un eje transversal muestra las horas operación, y el gas esterilizado se rellenó en el tiempo mostrado con la flecha. Con el tiempo de operación de la máquina, aumenta la cantidad de vibración del tubo, y la cantidad de vibración del tubo vuelve a ser mínima al volver a llenar el gas esterilizado en el tiempo mostrado en la flecha. Se muestra la correlación entre la cantidad de vibración del tubo y el volumen residual del gas esterilizado. Esta situación ha entendido, y de acuerdo con el tipo de alimento líquido, se muestran diferentes cantidades de vibración del tubo.
Breve Descripción de las Figuras La figura 1 muestra una vista frontal de sección delineada del reborde de presión de la máquina de envasado y llenado del primer ejemplo de la presente invención y el medio de diagnóstico.
La figura 2 muestra una vista frontal de sección delineada del reborde de presión de la máquina de envasado y llenado del segundo ejemplo de la presente invención y el medio de diagnóstico.
La figura 3 es una vista esquemática en perspectiva que muestra un ejemplo de la máquina de envasado y llenado utilizable en la presente invención.
La figura 4 muestra una vista en sección transversal que explica el control del nivel del líquido de la máquina de envasado y llenado.
La figura 5 muestra una vista en sección transversal que explica un aparato de sellado transversal de la máquina de envasado y llenado.
La figura 6 muestra una vista frontal de sección delineada del reborde de presión de la máquina de envasado y llenado del tercer ejemplo de la presente invención y el medio de diagnóstico.
Las figuras 7 (A) -7 (C) son un diagrama que explica la función de diagnóstico por medio del medio de diagnóstico de la máquina de envasado y llenado del ejemplo de la presente invención .
La figura 8 muestra un diagrama de correlación de cantidades de vibración y el volumen residual del gas esterilizado del tubo.
La figura 9 muestra una correlación del volumen residual del gas esterilizado y la cantidad de vibración del tubo de cuatro tipos diferentes de alimentos líquidos llenados.
La figura 10 es una vista frontal en sección que muestra la estructura del medio de diagnóstico de la máquina de envasado y llenado del cuarto ejemplo de la presente invención .
La figura 11 es una vista en sección transversal que muestra el rellenado del gas esterilizado de la máquina de envasado y llenado del cuarto ejemplo de la presente invención .
Denotación de Números ce Referencia 1 Material de envasado 7 Tubo de llenado 20 Reborde de presión 21 Bolsa elástica 22, 28 Espacio de gas esterilizado 26 Membrana elástica 50 Medio de diagnóstico 51 Medidor de desplazamiento Descripción Detallada de la Invención La descripción detallada de la modalidad preferida de la presente invención se describe a continuación con referencia a los dibujos relacionados.
Como se muestra en la figura 3, el material de envasado laminado en forma de trama se alimenta como un carrete en la máquina de envasado y llenado. El material de envasado laminado 1 comprende un laminado flexible con un sustrato de papel, una capa de polietileno más externa, una hoja de aluminio de la capa de barrera, así como la impresión de caracteres, diseños y similares.
El material de envasado laminado 1 desenrollado se transporta continuamente por medios de transporte, a través de rodillos de flexión, rodillos flotantes y similares, hasta un aplicador de tira 3, la tira 2 se une a lo largo de un borde del material de envasado laminado 1.
El material de envasado laminado 1 se transporta hasta un baño de esterilización 4, y se esteriliza con un líquido de esterilización de peróxido de hidrógeno y similares en el baño de esterilización 4. El material de envasado laminado 1 se transporta hasta una cuchilla de aire 5, y se lleva a un cuarto estéril 40. El material de envasado laminado 1 se transforma gradualmente con anillos formadores 6, y otros anillos formadores, a la forma tubular. El material de envasado laminado 1 se precalienta con aire caliente del medio de precalentamiento 8 del aparato de sellado longitudinal para sellarse a longitudinalmente, y añade alimento líquido dentro del material de envasado laminado 1 tubular desde el extremo del tubo de llenado 7.
El alimento de líquido se llena hasta el nivel de líquido predeterminado desde el tubo de llenado 7 en el material de envasado tubular 1, y el material de envasado 1 se sella transversalmente bajo el nivel del líquido en la dirección transversal del tubo.
En la característica de esta modalidad, el reborde de presión se dispone en la posición bajo el nivel del líquido y por arriba del sellado transversal en el material de envasado tubular .
La figura 1 muestra una vista frontal en sección transversal del reborde de presión 20 de la máquina de envasado y llenado de conformidad con el primer ejemplo.
En la presente modalidad, el reborde de presión 20 se dispone en una periferia de la parte inferior del tubo de llenado 7a.
En la presente modalidad, el reborde de presión 20 comprende un cuerpo principal tubular 27 y un techo 29 de la parte superior del cuerpo principal, se dispone en una periferia del tubo de llenado, y se forma la porción de amortiguamiento de presión 28 que tiene el espacio de gas esterilizado en el extremo superior.
La capacidad de amortiguamiento de presión del reborde de presión 20 es función del espacio de gas esterilizado 28.
Un sensor de nivel de líquido 37 se dispone en la periferia externa del tubo de llenado 7 y en el tubo 1, y detecta la posición del nivel del líquido A.
El medio de diagnóstico 50 recibe señales del nivel del líquido A del sensor de nivel de líquido 37, y detecta la vibración específica del nivel del líquido A, diagnosticando también el volumen residual del gas esterilizado a partir de la frecuencia de la vibración específica y la amplitud.
Con referencia a la figura 7, la función de diagnóstico del medio de diagnóstico 50 de la máquina de envasado y llenado del ejemplo mostrado en la figura 1 se describe abajo .
El ejemplo de la máquina de envasado y llenado forma 15000 envases por hora con las mordazas de sellado y las mordazas contrarias a partir del material de envasado tubular bajo el nivel del líquido. En el apriete a alta velocidad, el material de envasado se aprieta 4,2 veces por segundo, la vibración se transmite en el líquido, el nivel del líquido vibra, y la vibración tiene 4.2 Hz de frecuencia de vibración específica .
En la presente modalidad, la vibración específica sobre el nivel del líquido A se detecta mediante el sensor de nivel de líquido 37.
La figura 7(A) muestra ejemplos del patrón de ondas de la vibración sobre el nivel del líquido.
El eje vertical y el eje transversal muestran la cantidad de vibración (amplitud) y el tiempo, respectivamente .
La figura 7 (B) muestra un resultado del extracto procesado a partir de los componentes de frecuencia contenidos en la señal de los datos de patrones de ondas por medio de FFT (Transformada de Fourier Rápida) .
El pico mostrado en la figura 7 (B) es la vibración específica en 4.2 Hz . La cantidad del componente de frecuencia posiblemente se mide del nivel del pico.
En la diagnosis mediante el medio de diagnóstico 28, debido a que el tamaño de la vibración específica a 4.2 Hz aumenta cuando la capacidad de amortiguamiento disminuye, el volumen residual del gas esterilizado se estima a partir del tamaño y se diagnostica.
La figura 7(C) muestra que la estimación/diagnosis anterior es razonable y apropiada.
El desplazamiento de la posición del material de envasado tubular transportado continuamente por abajo se mide en un sensor láser fijado a la posición predeterminada, y se muestran cambios a través del tiempo, también se mide el tamaño de la vibración específica en 4.2 Hz y se muestran cambios a través del tiempo.
Cuando la capacidad de amortiguamiento del gas esterilizado de amortiguamiento de presión 28 disminuye, la presión del líquido (presión) se eleva, el material de envasado tubular se expande o se mueve por medio de las operaciones de formación y sellado transversal, y la posición se desplaza. El desplazamiento se considera como inversamente proporcional al volumen residual del gas esterilizado.
Como se muestra en la figura 7(C), el desplazamiento del tubo (línea en zigzag) se relaciona de manera comprensible con el tamaño de la vibración específica en 4.2 Hz del nivel del líquido (puntos negros) .
La figura 2 muestra la vista frontal en sección transversal del reborde de presión 20 del segundo ejemplo de la máquina de envasado y llenado.
En este ejemplo, se dispone un tubo flotante cilindrico 24 en la periferia externa del tubo de llenado 7, en el tubo flotante 24 que flota en el nivel del líquido A, se dispone un objeto a ser detectado (no se muestra, por ejemplo, un imán, un transmisor y una etiqueta) , el nivel del líquido A se detecta por medio del detector 31 fuera del tubo 1.
La porción de amortiguamiento de presión en el extremo superior comprende la bolsa elástica 21 dispuesta bajo el techo del cuerpo principal y el gas esterilizado 22 llenado en la bolsa elástica.
Debido a que la parte de amortiguamiento 22 es el gas esterilizado, el gas se comprime y expande con facilidad, y se muestra la acción de amortiguamiento.
Por medio de la bolsa elástica en forma de balón, el volumen del gas esterilizado se mantiene constante, y disminuye la pérdida de gas por la vibración y el flujo del líquido. Además, existe el riesgo de acumular gas en el techo del reborde de presión 20 por burbujas de aire atrapadas/gas disuelto en el líquido de llenado, pero en el presente ejemplo, es posible extraerlo de un orificio pequeño 23 provisto en el techo.
En la presente modalidad, el reborde de presión 20 se dispone en la periferia externa de la parte inferior del tubo de llenado 7a. El reborde de presión 20 no interfiere con la disposición del tubo de llenado 7a, y el espacio en el material de envasado tubular puede utilizarse con efectividad. Además, cuando se lava la parte inferior del tubo de llenado 7a, es posible desprender, limpiar e instalarlos de una sola vez.
La figura 6 muestra la vista frontal en sección transversal del reborde de presión 20 del tercer ejemplo de la máquina de envasado y llenado.
En el presente ejemplo, la porción de amortiguamiento de presión del extremo superior comprende la membrana elástica 26 dispuesta bajo el techo del cuerpo principal y el gas esterilizado 22 llenado en el espacio entre el techo y las membranas elásticas.
Debido a que la porción de amortiguamiento 22 es el gas esterilizado, el gas fácilmente se comprime, expande y amortigua. Por medio de la membrana elástica 26, el volumen del gas esterilizado se mantiene constante, la pérdida de gas por la vibración y el flujo del líquido disminuye. Además, existe el peligro de acumular gas en el techo del reborde de presión 20 por burbujas de aire atrapadas/gas disuelto en el líquido de llenado, pero en el presente ejemplo, es posible extraerlo de un orificio pequeño 25 provisto en el techo.
El alimento líquido se llena al nivel de líquido predeterminado desde el tubo de llenado dentro del material de envasado tubular, y se ajusta.
El material de envasado tubular 1, como se muestra en la figura 5, mientras el material de envasado tubular 1 se transporta a cada longitud que corresponde a un envase corriente abajo, se intercala por dos pares de solapas formadoras 41, 41, se conforma a la forma de envase aproximada, se aprieta mediante pares de mordazas de sello 10a, 10a y mordazas contrarias 11, 11, y se sella transversalmente en la dirección transversal, formándose también dos zonas de sellado transversal, y la parte media de la zona de sello de los cuerpos preformados en forma de almohadas conectados se corta con la cuchilla 42 y se separa en cuerpos preformados en forma de almohadas individuales 13.
El envase preformado 13 se transporta por medio de un transportador de formación final 15, y se conforma a la forma final, y se completa el recipiente de envase 14 con el alimento líquido.
La figura 10 muestra la vista en sección transversal del reborde de presión 20 y sus alrededores del cuarto ejemplo de la máquina de envasado y llenado.
En este ejemplo, el reborde de presión 20 comprime el cuerpo principal tubular 27 y el techo de la parte superior 29 del cuerpo principal, y se dispone en la periferia del tubo de llenado 7, y la porción de amortiguamiento de presión 28 del espacio de gas esterilizado 22 se forma en el extremo superior.
La porción de amortiguamiento de presión 28 del reborde de presión 20 absorbe y amortigua el líquido y la presión empujados desde abajo.
El líquido y la presión empujados desde abajo no rebasan el reborde de presión 20, y el nivel del líquido se controla fácilmente por medio del sensor de nivel de líquido 37 sin la fluctuación u oscilación del nivel del líquido A.
Además, debido a que el área de amortiguamiento se encuentra en la posición bajo el nivel del líquido y más cerca de la posición de sellado transversal, se puede reducir la resistencia (reacción) de la operación de la formación y el sellado transversal, aunque las solapas formadoras 41, las mordazas de sello 10a y las mordazas contrarias 11 golpean fuertemente a alta velocidad, las superficies del material de envasado 1 no se rasgan, y los sellos longitudinales del cuerpo preformado en forma de almohada 13 no se dañan.
En este ejemplo, puede adoptarse una disposición efectiva en la periferia del tubo de llenado 7. Puede tener una configuración simple con el tubo 27 y el techo 29. El gas esterilizado puede llenarse fácilmente porque la porción de amortiguamiento de presión 28 que comprende gas esterilizado 22 se forma en el extremo superior.
En la figura 11, en el cuarto ejemplo de la máquina de envasado y llenado, se ilustra el modo en el cual se rellena el gas esterilizado en el reborde de presión 20.
En el ejemplo de la máquina de envasado y llenado, en la operación, el alimento líquido se alimenta desde el tubo de llenado 7 continuamente y en grandes cantidades, y se llena en los envases a alta velocidad, el gas esterilizado en el reborde de presión 20 disminuye gradualmente por pérdida como una burbuja y absorción del alimento líquido.
En el rellenado, se detiene la alimentación del alimento líquido desde el tubo de llenado 7, el nivel de líquido A desciende hasta el reborde de presión 20, por medio del suministro del gas esterilizado desde un tubo de alimentación de gas esterilizado 38 como se muestra en la figura 11, el gas esterilizado puede rellenarse fácilmente en el reborde de presión 20.
En esta modalidad, se detecta la vibración del tubo 1 por el apriete con las mordazas de sello 10a y las mordazas contrarias 11, y comprende el medio de diagnóstico 50 que diagnostica el volumen residual del gas esterilizado de la vibración.
En esta modalidad, la vibración del tubo por el apriete con las mordazas de sello y las mordazas contrarias se detecta con un medidor de desplazamiento láser 51.
Cuando el tubo se mueve desde una posición a otra por medio de la vibración, el medidor de desplazamiento mide la distancia del movimiento. Un dato analógico es recibido por el receptor de datos 52 del medidor de desplazamiento 51, y se transmite a un medio de diagnóstico 50 a través de un dispositivo de conversión de analógico a digital 53. La cantidad de vibración detectada o la variación a través del tiempo de la cantidad de vibración y la cantidad de vibración predeterminada o la variación se comparan, y se diagnostica el tiempo de rellenado.
Para el caso del diagnóstico del tiempo de rellenado, se transmite una señal de control a un medio de control 54 de la máquina de envasado y llenado y/o a un dispositivo de visualización o una alarma que advierte al operador acerca del tiempo de rellenado.
En el diagrama de la figura 8 que muestra la correlación con la cantidad de vibración y el volumen residual del gas esterilizado del tubo, el eje vertical muestra la cantidad de vibración del tubo, y el eje transversal muestra las horas de operación. El gas esterilizado disminuye con el tiempo de operación de la máquina de llenado (y la capacidad de amortiguamiento de presión se deteriora), y, como se muestra en la figura, las cantidades de vibración del tubo aumentan. Además, cuando se rellena el gas esterilizado en el tiempo mostrado con una flecha, la cantidad de vibración del tubo regresa al mínimo, y se recupera la capacidad de amortiguamiento de presión.
En el medio de diagnóstico 50 de la presente modalidad, la disminución de la cantidad de gas esterilizado (deterioro de la capacidad de amortiguamiento de presión) se detecta con precisión, y el gas esterilizado se rellena, y se recupera la capacidad de amortiguamiento de presión con precisión y efectividad.
Como criterios del diagnóstico, existen métodos de diagnóstico del tiempo de rellenado cuando se excede un umbral predeterminado de la cantidad de vibración y un método de diagnóstico que estima el tiempo como el tiempo de rellenado de tal manera que se estima el tiempo de rellenado a partir de la variación a través del tiempo de la cantidad de vibración.
En la modalidad preferida de la presente invención, correspondientemente con los tipos de alimento líquido llenado, los tipos y especificaciones del material de envasado, se predetermina la cantidad de vibración del tubo (variación a través del tiempo de la cantidad de vibración) en el tiempo que será rellenado, cuando se detecta la cantidad de vibración predeterminada (la variación a través del tiempo de la cantidad de vibración) , se puede rellenar el gas esterilizado.
La figura 9 es el diagrama que muestra la correlación con las cantidades de vibración del tubo y el volumen residual del gas esterilizado cuando se llenan cuatro tipos diferentes de alimentos líquidos (jugo de gruta en la figura (9A), jugo de vegetales en el figura 9B, café en la figura 9C y café latte en la figura 9D) . El eje vertical muestra la cantidad de vibración del tubo, y el eje transversal muestra las horas de operación. Después de arrancar la máquina de llenado, las cantidades de vibración del tubo aumentan con el tiempo, la cantidad de vibración del tubo regresa al mínimo por medio del rellenado del gas esterilizado en el tiempo mostrado con una flecha de manera comprensible. Además, de conformidad con un tipo de alimento líquido, los umbrales de tiempo de rellenado (cantidad de vibración del tubo) son diferentes de manera comprensible.
La descripción anterior se ha presentado para propósitos de ilustración y descripción. No pretende ser exhaustiva o limitar las invenciones a las modalidades precisas descritas. Son posibles modificaciones o variaciones obvias en vista de las enseñanzas anteriores.
Aplicabilidad Industrial De conformidad con la máquina de envasado y llenado de la presente invención, se pueden manufacturar los recipientes de envase para leche, jugo, agua mineral, y producto de dieta fluido .
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (8)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :
1. Una máquina de envasado y llenado, en la cual un material laminado de envasado semejante a una trama se conforma a una forma tubular, el material de envasado tubular se sella longitudinalmente a lo largo de la dirección longitudinal, en ambos extremos del material de envasado, se llena alimento líquido hasta un nivel de líquido de una posición predeterminada dentro del material de envasado tubular, mientras el material de envasado tubular es sostenido con mordazas de sello y con mordazas contrarias por abajo del nivel del líquido a alta velocidad, el material de envasado tubular se sella transversalmente calentando y presionando con las mordazas de sello y las mordazas contrarias a lo largo de la dirección transversal, el material de envasado tubular se corta en la zona de sello transversal, y se fabrican los recipientes envasados, caracterizada porque la máquina de envasado y llenado tiene un reborde de presión amortiguador de la presión provisto bajo el nivel del líquido en el material de envasado tubular y por arriba de la posición de sellado transversal, también comprende un espacio de gas esterilizado que amortigua el movimiento del alimento líquido, y un medio de diagnóstico que detecta la vibración generada por la sujeción con las mordazas de sello y las mordazas contrarias para diagnosticar el volumen residual del gas esterilizado de la vibración detectada.
2. Una máquina de envasado y llenado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la vibración es la vibración específica del nivel del líquido, y el medio de diagnóstico diagnostica un volumen residual del gas esterilizado de la frecuencia y amplitud de la vibración.
3. Una máquina de envasado y llenado de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque el reborde de presión comprende un cuerpo principal tubular y un techo en la parte superior del cuerpo principal, y está dispuesto en una periferia del tubo de llenado, una porción de amortiguamiento de presión del espacio de gas esterilizado se forma en la parte superior.
. Una máquina de envasado y llenado de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque la porción de amortiguamiento de presión comprende una membrana elástica dispuesta bajo el techo del cuerpo principal, y el gas esterilizado llenado en el espacio formado entre la membrana elástica y el techo.
5. Una máquina de envasado y llenado de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque la porción de amortiguamiento de presión comprende una bolsa elástica dispuesta bajo el techo del cuerpo principal, y el gas esterilizado llenado en la bolsa elástica.
6. Una máquina de envasado y llenado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la vibración es una vibración específica del tubo. .
7. Una máquina de envasado y llenado de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el reborde de presión comprende un cuerpo principal tubular y un techo en la parte superior del cuerpo principal, y está dispuesto en una periferia del tubo de llenado, una porción de amortiguamiento de presión del espacio de gas esterilizado se forma en la parte superior.
8. Una máquina de envasado y llenado de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque un medidor de desplazamiento detecta la vibración.
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