RU2798856C2 - Rotary device for pulse welding - Google Patents
Rotary device for pulse welding Download PDFInfo
- Publication number
- RU2798856C2 RU2798856C2 RU2020115885A RU2020115885A RU2798856C2 RU 2798856 C2 RU2798856 C2 RU 2798856C2 RU 2020115885 A RU2020115885 A RU 2020115885A RU 2020115885 A RU2020115885 A RU 2020115885A RU 2798856 C2 RU2798856 C2 RU 2798856C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- roller
- zone
- heating
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
Настоящее изобретение относится к ротационному устройству для импульсной сварки, предназначенному для образования ряда дискретных соединений в материале, поддающемся соединению. Изобретение также относится к машине для формования и заполнения в вертикальном направлении. Кроме того, изобретение относится к способу образования упаковок, предназначенных для содержания в них сыпучего или текучего материала.The present invention relates to a rotary pulse welder for forming a series of discrete joints in a material to be joined. The invention also relates to a machine for molding and filling in the vertical direction. In addition, the invention relates to a method for the formation of packages intended to contain bulk or flowable material.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION
Известные упаковки или пакеты-саше образованы из слоев из пластиков и/или металлической фольги, которые соединены вместе посредством ламинирования для образования герметичной емкости между соседними слоями, предназначенной для размещения содержимого упаковки.Known packages or sachets are formed from layers of plastics and/or metal foils which are bonded together by lamination to form a sealed container between adjacent layers to contain the contents of the package.
Такие упаковки, как правило, изготавливают посредством использования способов и устройств, аналогичных тем, которые используются в полиграфической промышленности, в которой удлиненные полотна пропускают вдоль линии из станций. Каждая станция выполняет функцию, отличную от других. Как правило, продукт, подлежащий упаковыванию, вводят между двумя полотнами, которые сварены вместе непрерывно вдоль их противоположных краев. Полотна также сваривают в поперечном направлении с интервалами для разделения полотен на отдельные компоненты. Индивидуальные упаковки получают посредством разрезания полотен в поперечном направлении в зоне поперечных сварных швов.Such packages are typically made using methods and apparatus similar to those used in the printing industry, in which elongated webs are passed along a line of stations. Each station performs a function different from the others. Typically, the product to be packaged is inserted between two webs that are welded together continuously along their opposite edges. The webs are also welded transversely at intervals to separate the webs into individual components. Individual packages are obtained by cutting the webs in the transverse direction in the area of the transverse welds.
В данном описании в случаях, когда сделана ссылка на описания изобретений к патентам, другие внешние документы или другие источники информации, это сделано, как правило, для обеспечения контекста для рассмотрения признаков изобретения. Если специально не оговорено иное, ссылку на такие внешние документы или такие источники информации не следует рассматривать как признание того, что такие документы или такие источники информации в любой юрисдикции представляют собой предшествующий уровень техники или образуют часть общеизвестных знаний в данной области техники.In this specification, where reference is made to patent specifications, other external documents, or other sources of information, it is generally to provide context for consideration of the features of the invention. Unless specifically stated otherwise, reference to such external documents or such sources of information should not be construed as an admission that such documents or such sources of information in any jurisdiction constitute prior art or form part of the general knowledge in the art.
В описании к патенту Новой Зеландии NZ 547925 описан пакет-саше для хранения и выдачи текучего материала. Пакет-саше содержит многослойный материал из первого, второго и третьего слоев. Второй слой представляет собой полужесткий слой, расположенный между первым и третьим слоями. Линия ослабления образована в средней части второго слоя. По меньшей мере, часть линии ослабления имеет встречно-штыревые пальцеобразные части. Пакет-саше выполнен с возможностью изгибания по линии ослабления при приложении сжимающей силы на краях второго слоя. Концы встречно-штыревых пальцеобразных частей вызывают разрыв первого слоя вблизи линии ослабления для образования выпускного отверстия, через которое содержимое пакета-саше может быть выпущено.New Zealand Patent Specification NZ 547925 describes a sachet for storing and dispensing flowable material. The sachet contains a multilayer material of the first, second and third layers. The second layer is a semi-rigid layer located between the first and third layers. A line of weakening is formed in the middle part of the second layer. At least part of the weakening line has interdigitated finger-like parts. The sachet is made with the possibility of bending along the line of weakening when a compressive force is applied at the edges of the second layer. The ends of the interdigitated finger portions cause the first layer to break near the line of weakness to form an outlet through which the contents of the sachet can be released.
В описании к патенту США US 7,247,219 описан вращающийся цилиндрический ролик для термосварки термосвариваемых материалов, в частности, для сварки гибкой упаковки. Вращающийся ролик имеет, по меньшей мере, одну зону охлаждения и, по меньшей мере, одну зону нагрева. Перемещение термосвариваемого материала над зоной нагрева вызывает образование сварного шва, полученного термосваркой. Перемещение над зоной охлаждения обеспечивает возможность охлаждения сварного шва в поддерживаемом состоянии.US Pat. No. 7,247,219 describes a rotating cylindrical roller for heat sealing heat sealable materials, in particular for sealing flexible packaging. The rotating roller has at least one cooling zone and at least one heating zone. The movement of the heat sealable material over the heating zone causes the formation of a heat seal weld. Moving over the cooling zone allows the weld to be cooled in a maintained state.
При использовании вращающегося цилиндрического ролика для образования поперечной соединительной части и для герметичного закрывания текучего материала внутри упаковки существует риск того, что содержимое упаковки будет смещено и/или сдавлено в упаковке под действием ролика. В результате этого возникает возможность неравномерного распределения содержимого в упаковках и/или создания низкокачественных сварных соединений.When using a rotating cylindrical roller to form the transverse connecting portion and to seal the flowable material within the package, there is a risk that the contents of the package will be dislodged and/or crushed in the package by the action of the roller. This results in the possibility of uneven distribution of the contents in the packages and/or the creation of poor quality seals.
Задача, по меньшей мере, предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения состоит в устранении некоторых из вышеупомянутых недостатков. Дополнительная или альтернативная задача состоит в том, чтобы, по меньшей мере, предоставить для общества возможность полезного выбора.The object of at least the preferred embodiments of the present invention is to overcome some of the aforementioned disadvantages. The complementary or alternative task is to at least provide the public with a useful choice.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
В соответствии с первым аспектом изобретения предложено ротационное устройство для импульсной сварки, предназначенное для образования ряда дискретных соединений в материале, поддающемся соединению, при этом ротационное устройство для импульсной сварки содержит: ролик, выполненный с возможностью вращения вокруг оси, при этом ролик имеет корпус ролика и множество сварочных ножей, проходящих в радиальном направлении наружу от ролика и расположенных на расстоянии друг от друга вокруг корпуса ролика, при этом, по меньшей мере, один из сварочных ножей имеет основную часть и выполненный с возможностью избирательного нагрева, нагревательный элемент, проходящий вдоль, по меньшей мере, части длины основной части сварочного ножа, натянутый ремень для подвода материала, поддающегося соединению, к ролику, при этом ролик выполнен с возможностью вращения через имеющуюся в ротационном устройстве для импульсной сварки зону приложения давления перед нагревом, в которой, по меньшей мере, один сварочный нож выполнен с возможностью приложения давления к зоне соединения материала, поддающегося соединению, и за которой следует имеющаяся в ротационном устройстве для импульсной сварки зона нагрева, в которой, по меньшей мере, один сварочный нож выполнен с возможностью нагрева данной зоны соединения, при этом зона приложения давления перед нагревом и зона нагрева являются неподвижными по отношению к вращению ролика, при этом скорость вращения ролика является регулируемой по отношению к материалу, поддающемуся соединению, так, что, по меньшей мере, один сварочный нож выполнен с возможностью перемещения по существу с такой же скоростью, как материал, поддающийся соединению, во время приложения давления к зоне соединения посредством сварочного ножа.According to a first aspect of the invention, a rotary pulse welder is provided for forming a series of discrete joints in a material to be joined, the rotary pulse welder comprising: a roller rotatable about an axis, the roller having a roller body and a plurality of welding knives extending radially outward from the roller and located at a distance from each other around the roller body, wherein at least one of the welding knives has a main body and a selectively heated heating element extending along, along at least part of the length of the main part of the welding knife, a tensioned belt for supplying a material that can be joined to the roller, while the roller is rotatable through the pressure application zone in the rotary pulse welding device before heating, in which at least one welding blade is configured to apply pressure to the joint zone of the material to be bonded, and followed by a heating zone in the rotary pulse welding device, in which at least one welding blade is configured to heat this joint zone, while the pressure application zone before heating and the heating zone are stationary with respect to the rotation of the roller, while the speed of rotation of the roller is adjustable with respect to the material to be joined, so that at least one welding knife is movable with a substantially such the same speed as the material to be joined while applying pressure to the joint area by means of the welding knife.
Термин «содержащий», используемый в данном описании, означает «состоящий, по меньшей мере частично, из». При толковании каждого утверждения в данном описании, включающего термин «содержащий», следует понимать, что могут также иметься элементы, отличные от того или тех, перед которыми приведен данный термин. Родственные термины, такие как «содержат» и «содержит» следует толковать таким же образом.The term "comprising" as used herein means "consisting at least in part of". When interpreting each statement in this specification that includes the term "comprising", it should be understood that there may also be elements other than the one or those preceded by this term. Related terms such as "comprise" and "comprises" should be construed in the same way.
В варианте осуществления ролик выполнен с возможностью вращения через зону приложения давления после нагрева, которая предусмотрена в ротационном устройстве для импульсной сварки и в которой обеспечивается возможность приложения давления к материалу, поддающемуся соединению, посредством данного, по меньшей мере, одного сварочного ножа.In an embodiment, the roller is rotatable through a post-heat pressure application zone provided in a rotary pulse welder that allows pressure to be applied to the material to be joined by the at least one welding blade.
В варианте осуществления зона приложения давления перед нагревом непосредственно примыкает к зоне нагрева.In an embodiment, the pressure application zone prior to heating is immediately adjacent to the heating zone.
В варианте осуществления зона приложения давления после нагрева непосредственно примыкает к зоне нагрева.In an embodiment, the zone of application of pressure after heating is directly adjacent to the zone of heating.
В варианте осуществления зона нагрева представляет собой зону нагрева и приложения давления.In an embodiment, the heating zone is a heating and pressure zone.
В варианте осуществления основная часть сварочного ножа представляет собой или содержит изоляционный материал.In an embodiment, the body of the welding knife is or contains an insulating material.
В варианте осуществления нагревательный элемент проходит по существу вдоль всей длины основной части сварочного ножа.In an embodiment, the heating element extends substantially along the entire length of the main body of the welding blade.
В варианте осуществления нагревательный элемент представляет собой или содержит проводящий материал.In an embodiment, the heating element is or contains a conductive material.
В варианте осуществления корпус ролика имеет множество пазов, при этом каждый паз обеспечивает удерживание одного из сварочных ножей.In an embodiment, the roller body has a plurality of slots, with each slot holding one of the welding blades.
В варианте осуществления, по меньшей мере, один сварочный нож имеет продольную ось, которая по существу параллельна оси ролика.In an embodiment, at least one welding knife has a longitudinal axis that is substantially parallel to the axis of the roller.
В варианте осуществления, по меньшей мере, один сварочный нож имеет продольную ось, которая не параллельна оси ролика.In an embodiment, at least one welding knife has a longitudinal axis that is not parallel to the roller axis.
В варианте осуществления каждый сварочный нож имеет основную часть и выполненный с возможностью избирательного нагрева нагревательный элемент, проходящий вдоль, по меньшей мере, части длины основной части сварочного ножа.In an embodiment, each welding blade has a body and a selectively heated heating element extending along at least a portion of the length of the body of the welding knife.
В варианте осуществления ось ролика представляет собой неподвижную ось.In an embodiment, the roller axle is a fixed axle.
В соответствии со вторым аспектом изобретения предложена машина для формования и заполнения в вертикальном направлении, содержащая: систему привода для приведения в движение, по меньшей мере, двух листов материала, поддающегося соединению, которые сваривают вместе непрерывно вдоль их противоположных краев посредством данной машины; устройство подачи наполняющего продукта для ввода наполняющего продукта между двумя листами материала, поддающегося соединению; и ротационное устройство для импульсной сварки согласно любому из предшествующих пунктов формулы изобретения, при этом ротационное устройство для импульсной сварки выполнено с возможностью образования поперечных сварных швов в данных, по меньшей мере, двух листах материала, поддающегося соединению, для образования герметичных емкостей с наполняющим продуктом.According to a second aspect of the invention, there is provided a vertical forming and filling machine comprising: a drive system for driving at least two sheets of joinable material that are welded together continuously along their opposite edges by the machine; a filling product supply device for introducing a filling product between two sheets of bondable material; and a rotary pulse welder according to any one of the preceding claims, wherein the rotary pulse welder is configured to form transverse seals in the at least two sheets of joinable material to form sealed containers with the filling product.
В варианте осуществления машина для формования и заполнения в вертикальном направлении дополнительно содержит два цилиндрических ролика для приема листов материала, поддающегося соединению, и для образования двух непрерывных разнесенных продольных сварных швов вдоль противоположных краев листов материала, поддающегося соединению.In an embodiment, the vertical forming and filling machine further comprises two cylindrical rollers for receiving sheets of jointable material and for forming two continuous spaced longitudinal welds along opposite edges of sheets of jointable material.
В варианте осуществления цилиндрические ролики расположены с возможностью подвода листов материала, поддающегося соединению, к ротационному устройству для импульсной сварки под углом относительно горизонтальной плоскости, составляющим приблизительно 90°.In an embodiment, the cylindrical rollers are arranged to bring sheets of joinable material to the rotary pulse sealer at an angle of approximately 90° relative to the horizontal plane.
В варианте осуществления ротационное устройство для импульсной сварки приводится в действие так, что сварочный нож, образующий сварной шов, перемещается с по существу такой же скоростью, как материал, поддающийся соединению, который подвергается сварке.In an embodiment, the rotary pulse welder is driven such that the welding knife forming the weld moves at substantially the same speed as the jointable material being welded.
В соответствии с третьим аспектом изобретения предложен способ образования упаковок, содержащих сыпучий или текучий материал, включающий:According to a third aspect of the invention, there is provided a process for forming packages containing loose or flowable material, comprising:
а) непрерывную подачу, по меньшей мере, двух листов материала, поддающегося соединению, между которыми имеется сыпучий или текучий материал;a) continuous supply of at least two sheets of material, amenable to connection, between which there is a loose or fluid material;
b) приложение давления к поперечной зоне соединения материала, поддающегося соединению, для вытеснения сыпучего или текучего материала из поперечной зоны соединения; иb) applying pressure to the transverse joint zone of the material to be jointed to force loose or fluid material out of the transverse joint zone; And
с) нагрев поперечной зоны соединения для образования сварного шва,c) heating the transverse zone of the joint to form a weld,
при этом этапы b и с выполняют посредством ротационного устройства для импульсной сварки;wherein steps b and c are performed by means of a rotary pulse welder;
причем посредством натянутого ремня обеспечивается возможность подвода материала, поддающегося соединению, к ротационному устройству для импульсной сварки; иmoreover, by means of a tensioned belt, it is possible to supply a material that can be connected to a rotary device for pulse welding; And
при этом скорость вращения ротационного устройства для импульсной сварки по отношению к материалу, поддающемуся соединению, является регулируемой, так, что ротационное устройство для импульсной сварки перемещается по существу с такой же скоростью, как материал, поддающийся соединению, во время приложения давления к зоне соединения посредством ротационного устройства для импульсной сварки.wherein the speed of rotation of the rotary pulse welder with respect to the material to be joined is adjustable so that the rotary pulse welder moves at substantially the same speed as the material to be jointed during application of pressure to the joint zone by means of rotary device for pulse welding.
В варианте осуществления способ дополнительно включает:In an embodiment, the method further includes:
d) приложение давления к поперечной зоне соединения после этапа с.d) applying pressure to the transverse joint zone after step c.
В варианте осуществления этап d включает обеспечение возможности рассеяния тепла из поперечной зоны соединения.In an embodiment, step d includes allowing heat to be dissipated from the transverse joint zone.
В варианте осуществления этап с включает одновременные приложение давления и подвод тепла к поперечной зоне соединения.In an embodiment, step c includes the simultaneous application of pressure and heat to the transverse joint zone.
В варианте осуществления этап с выполняют сразу после этапа b.In an embodiment, step c is performed immediately after step b.
В варианте осуществления этап d выполняют сразу после этапа с.In an embodiment, step d is performed immediately after step c.
В варианте осуществления поперечная зона соединения проходит в поперечном направлении на всей ширине данных, по меньшей мере, двух листов материала, поддающегося соединению.In an embodiment, the transverse bonding zone extends transversely across the entire width of the data of at least two sheets of bondable material.
В варианте осуществления способ дополнительно включает этап обеспечения ротационного устройства для импульсной сварки, при этом ротационное устройство для импульсной сварки содержит ролик, выполненный с возможностью вращения вокруг оси, при этом ролик имеет корпус ролика и множество сварочных ножей, проходящих в радиальном направлении наружу от ролика и расположенных на расстоянии друг от друга вокруг корпуса ролика, при этом, по меньшей мере, один из сварочных ножей имеет основную часть и выполненный с возможностью избирательного нагрева, нагревательный элемент, проходящий вдоль, по меньшей мере, части длины основной части сварочного ножа, при этом ролик выполнен с возможностью вращения через имеющуюся в ротационном устройстве для импульсной сварки зону приложения давления перед нагревом, в которой, по меньшей мере, один сварочный нож выполнен с возможностью приложения давления к зоне соединения материала, поддающегося соединению, и за которой следует имеющаяся в ротационном устройстве для импульсной сварки зона нагрева, в которой, по меньшей мере, один сварочный нож выполнен с возможностью нагрева данной зоны соединения, при этом зона приложения давления перед нагревом и зона нагрева являются неподвижными по отношению к вращению ролика.In an embodiment, the method further includes the step of providing of a rotary pulse welder, wherein the rotary pulse welder comprises a roller rotatable about an axis, the roller having a roller body and a plurality of welding knives extending radially outward from the roller and spaced apart around the body roller, wherein at least one of the welding knives has a main part and is made with the possibility of selective heating, a heating element passing along at least part of the length of the main part of the welding knife, while the roller is made rotatable through the existing in the rotary pulse welder, a pressure application zone before heating, in which at least one welding knife is configured to apply pressure to the joint zone of the material to be joined, and followed by the heating zone present in the rotary pulse welder, in which , at least one welding knife is configured to heat this connection zone, while the pressure application zone before heating and the heating zone are stationary with respect to the rotation of the roller.
В варианте осуществления ротационное устройство для импульсной сварки выполняет этап d.In an embodiment, the rotary pulse welder performs step d.
В варианте осуществления этап с включает избирательный подвод тока к нагревательному элементу сварочного ножа.In an embodiment, step c includes selectively applying current to the welding knife heating element.
В соответствии с четвертым аспектом изобретения предложена упаковка, содержащая сыпучий или текучий материал, полученная способом согласно третьему аспекту.According to a fourth aspect of the invention, there is provided a package containing a particulate or flowable material obtained by the method according to the third aspect.
В соответствии с аспектом изобретения предложено ротационное лопастное устройство для импульсной сварки, которое предназначено для образования прерывистого соединения в материале, поддающемся соединению, и содержит ролик, выполненный с возможностью вращения вокруг оси; множество сварочных ножей, проходящих в радиальном направлении наружу от ролика и расположенных на расстоянии друг от друга вокруг ролика, при этом, по меньшей мере, один из сварочных ножей выполнен с возможностью избирательного возбуждения током во время части оборота ролика для временного нагрева, по меньшей мере, одного этого сварочного ножа, при этом, по меньшей мере, один сварочный нож выполнен с возможностью приложения давления к зоне материала, подлежащей соединению, во время части оборота, которая непосредственно предшествует той части оборота, во время которой нагревается этот, по меньшей мере, один сварочный нож.In accordance with an aspect of the invention, there is provided a rotary paddle pulse welding apparatus which is designed to form an intermittent joint in a material to be joined and which comprises a roller rotatable about an axis; a plurality of welding knives extending radially outward from the roller and located at a distance from each other around the roller, wherein at least one of the welding knives is configured to selectively excite current during part of the rotation of the roller for temporary heating, at least , one of this welding blade, wherein at least one welding blade is configured to apply pressure to the area of the material to be joined during the part of the revolution that immediately precedes the part of the revolution during which this at least one welding knife.
В варианте осуществления каждый сварочный нож выполнен с возможностью приложения давления во время части оборота, которая следует непосредственно за той частью оборота, во время которой нагревается этот, по меньшей мере, один сварочный нож.In an embodiment, each welding blade is configured to apply pressure during the portion of the revolution immediately following the portion of the revolution during which the at least one welding blade is heated.
В варианте осуществления, по меньшей мере, один сварочный нож содержит основную часть сварочного ножа и нагревательный элемент, проходящий вдоль, по меньшей мере, части длины основной части сварочного ножа.In an embodiment, at least one welding blade comprises a main body of the welding blade and a heating element extending along at least part of the length of the main body of the welding blade.
В варианте осуществления нагревательный элемент проходит по существу вдоль всей длины основной части сварочного ножа.In an embodiment, the heating element extends substantially along the entire length of the main body of the welding blade.
В варианте осуществления ролик выполнен с множеством пазов, выполненных с возможностью удерживания в них соответствующих сварочных ножей, при этом пазы выполнены с такой формой, что сварочные ножи проходят в радиальном направлении от ролика.In an embodiment, the roller is provided with a plurality of slots configured to receive respective welding blades therein, the slots being shaped such that the weld blades extend radially from the roller.
В варианте осуществления, по меньшей мере, один из пазов по существу параллелен оси, вокруг которой может вращаться ролик.In an embodiment, at least one of the slots is substantially parallel to an axis about which the roller can rotate.
В варианте осуществления, по меньшей мере, один из пазов расположен так, что он не параллелен оси, вокруг которой может вращаться ролик.In an embodiment, at least one of the slots is located such that it is not parallel to an axis about which the roller can rotate.
В варианте осуществления, по меньшей мере, один из пазов выполнен с такой формой, что он не параллелен оси, вокруг которой может вращаться ролик.In an embodiment, at least one of the slots is shaped such that it is not parallel to an axis about which the roller can rotate.
В соответствии с дополнительным аспектом изобретения машина для формования и заполнения в вертикальном направлении содержит систему привода для приведения в движение, по меньшей мере, двух листов материала, поддающегося соединению, которые сваривают вместе непрерывно вдоль их противоположных краев посредством данной машины; устройство подачи наполняющего продукта, предназначенное для ввода наполняющего продукта между двумя листами материала, поддающегося соединению; ротационное лопастное устройство для импульсной сварки для образования герметичных емкостей с наполняющим продуктом, выполненное с возможностью подачи давления к подлежащей соединению зоне во время части оборота, которая непосредственно предшествует той части оборота, во время которой ротационное лопастное устройство для импульсной сварки подводит тепло для образования соединения.According to a further aspect of the invention, the vertical forming and filling machine comprises a drive system for driving at least two sheets of joinable material that are welded together continuously along their opposite edges by the machine; a filling product supply device for introducing a filling product between two sheets of material to be joined; a rotary vane device for pulse welding for forming sealed containers with a filling product, made with the possibility of applying pressure to the area to be joined during the part of the revolution that immediately precedes that part of the revolution, during which the rotary vane device for pulse welding supplies heat to form a joint.
В варианте осуществления ротационное лопастное устройство для импульсной сварки выполнено с возможностью приложения давления во время части оборота, которая следует непосредственно за той частью оборота, во время которой ротационное лопастное устройство для импульсной сварки подводит тепло для образования соединения.In an embodiment, the rotary blade pulse welder is configured to apply pressure during the part of the revolution immediately following the portion of the revolution during which the rotary blade pulse welder supplies heat to form a joint.
В варианте осуществления ротационное лопастное устройство для импульсной сварки выполнено с возможностью приема листов материала, поддающегося соединению, между которыми содержится наполняющий материал, под углом относительно горизонтальной плоскости, превышающим 0°.In an embodiment, the rotary blade pulse welding apparatus is configured to receive sheets of joinable material, between which the filler material is contained, at an angle relative to the horizontal plane greater than 0°.
В варианте осуществления ротационное лопастное устройство для импульсной сварки приводится в движение с по существу такой же скоростью, как материал, поддающийся соединению, который подвергается сварке.In an embodiment, the rotary paddle pulse welder is driven at substantially the same speed as the jointable material being welded.
В соответствии с дополнительным аспектом изобретения способ образования упаковок с сыпучим или текучим материалом включает обеспечение системы привода, выполненной с возможностью приведения в движение, по меньшей мере, двух листов материала, поддающегося соединению; непрерывную сварку вместе первого края и второго края листов материала, поддающегося соединению; ввод текучего материала между двумя листами материала, поддающегося соединению; обеспечение ротационного лопастного устройства для импульсной сварки, выполненного с возможностью приложения давления к зоне, подлежащей соединению, во время части оборота, которая непосредственно предшествует той части оборота, во время которой ротационное лопастное устройство для импульсной сварки подводит тепло для образования соединения.In accordance with a further aspect of the invention, a method for forming packages of loose or flowable material includes providing a drive system configured to drive at least two sheets of joinable material; continuously welding together the first edge and the second edge of the sheets of joinable material; introducing a fluid material between two sheets of bondable material; security a rotary vane pulse welder configured to apply pressure to the area to be joined during the part of the revolution immediately preceding the portion of the revolution during which the rotary vane pulse welder supplies heat to form the joint.
В соответствии с одним аспектом изобретение включает несколько этапов. Связь одного или более из таких этапов с каждым из остальных этапов, устройство, в котором реализованы элементы конструкции, и комбинации элементов и расположение компонентов, которые выполнены с возможностью оказания воздействия на такие этапы, проиллюстрированы на примерах в нижеприведенном подробном раскрытии изобретения.In accordance with one aspect, the invention includes several steps. The relationship of one or more of these steps to each of the other steps, the apparatus in which the structural elements are implemented, and the combinations of elements and arrangement of components that are configured to affect such steps are exemplified in the detailed disclosure below.
Предусмотрено, что упоминание диапазона чисел, раскрытого в данном документе (например, 1-10), также включает упоминание всех рациональных чисел в данном диапазоне (например, 1, 1,1, 2, 3, 3,9, 4, 5, 6, 6,5, 7, 8, 9 и 10), а также любого диапазона рациональных чисел в пределах данного диапазона (например, 2-8, 1,5-5,5, и 3,1-4,7), и, следовательно, все поддиапазоны всех диапазонов, явным образом раскрытых в данном документе, раскрыты явным образом посредством этого. Данные числа представляют собой только примеры того, что предусмотрено конкретно, и все возможные комбинации числовых величин между приведенными наименьшей величиной и наибольшей величиной следует рассматривать аналогичным образом как явным образом приведенные в данной заявке.It is intended that reference to a range of numbers disclosed herein (eg, 1-10) also includes reference to all rational numbers in that range (eg, 1, 1.1, 2, 3, 3.9, 4, 5, 6 , 6.5, 7, 8, 9, and 10), as well as any range of rational numbers within that range (for example, 2-8, 1.5-5.5, and 3.1-4.7), and therefore, all subranges of all ranges expressly disclosed herein are explicitly disclosed therein. These numbers are only examples of what is specifically provided, and all possible combinations of numerical values between the smallest value and the largest value given should be considered similarly as expressly given in this application.
Многие изменения в конструкции и широко различающиеся варианты осуществления и применения изобретения будут само собой «напрашивающимися» для специалистов в области техники, к которой относится изобретение, без отхода от объема изобретения, определенного в приложенной формуле изобретения. Раскрытие изобретения и описания в данном документе являются только иллюстративными, и предусмотрено, что они ни в каком смысле не являются ограничивающими. В случаях, когда в данном документе упоминаются конкретные целые числа/объекты, которые имеют известные эквиваленты в области техники, к которой относится данное изобретение, предполагается, что такие известные эквиваленты включены в данный документ так, как если бы они были приведены по отдельности.Many design changes and widely varying embodiments and uses of the invention will be self-evident to those skilled in the art to which the invention pertains without departing from the scope of the invention as defined in the appended claims. The disclosure and descriptions herein are illustrative only and are intended to be non-limiting in any sense. In cases where specific integers/objects are mentioned in this document that have known equivalents in the technical field to which this invention pertains, it is intended that such known equivalents be included in this document as if they were given separately.
В контексте данного документа в английском языке элемент “s”, следующий за существительным, означает форму множественного и/или единственного числа данного существительного.In the context of this document in English, the element “s” following a noun denotes the plural and/or singular form of that noun.
В контексте данного документа выражение «и/или» означает «и» или «или», или как «и», так и «или» в случаях, когда контекст допускает это.In the context of this document, the expression "and/or" means "and" or "or", or both "and" and "or" in cases where the context allows it.
Изобретение состоит в том, что было изложено выше, а также предусматривает конструкции, для которых ниже приведены только примеры.The invention consists of what has been set forth above, and also provides structures for which only examples are given below.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Предпочтительные варианты ротационного лопастного устройства для импульсной сварки будут описаны далее только в качестве примера со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:Preferred embodiments of the rotary blade pulse welding apparatus will be described below by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:
фиг.1 показывает схематическое изображение машины для формования и заполнения в вертикальном направлении, включающей в себя ротационное лопастное устройство для импульсной сварки;1 shows a schematic view of a vertical forming and filling machine including a rotary paddle pulse sealer;
фиг.2 показывает ролик иллюстративного ротационного лопастного устройства для импульсной сварки;Fig. 2 shows a roller of an exemplary rotary vane pulse welding machine;
фиг.3 показывает сварочный нож иллюстративного ротационного лопастного устройства для импульсной сварки; и3 shows the welding knife of an exemplary rotary bladed pulse welding device; And
фиг.4 показывает альтернативную конструкцию системы привода для машины для формования и заполнения в вертикальном направлении.4 shows an alternative design of a drive system for a vertical forming and filling machine.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
Фиг.1 показывает схематическое изображение машины 100 для непрерывного формования и заполнения в вертикальном направлении, предназначенной для изготовления упаковок 105 с сыпучим или текучим наполняющим продуктом 110. Машина 100 для формования и заполнения в вертикальном направлении включает в себя систему 115 привода, предназначенную для приведения в движение, по меньшей мере, двух листов 120, 121 материала, поддающегося соединению, которые сваривают вместе непрерывно вдоль их противоположных краев посредством машины 100. Система привода работает непрерывно. Машина 100 для формования и заполнения в вертикальном направлении также имеет устройство 125 подачи наполняющего продукта, предназначенное для ввода наполняющего продукта 110 между двумя листами 120, 121 материала, поддающегося соединению. Машина 100 для формования и заполнения в вертикальном направлении также имеет ротационное устройство 130 для импульсной сварки. Ротационное устройство 130 для импульсной сварки выполнено с возможностью образования поперечных сварных швов в данных, по меньшей мере, двух листах материала, поддающегося соединению, для образования герметичных емкостей 135 с наполняющим продуктом 110. Машина для формования и заполнения в вертикальном направлении также имеет станцию 140 разрезания, предназначенную для разделения герметичных емкостей 135 на отдельные упаковки 105.1 shows a schematic representation of a vertically forming and filling
Машина 100 для формования и заполнения в вертикальном направлении выполнена с возможностью упаковывания сыпучего или текучего материала или продукта, такого как жидкости или сыпучие порошки. Размер машины и/или компонентов машины может быть адаптирован для изготовления упаковок любого размера. В варианте осуществления машина 100 выполнена с возможностью изготовления упаковок, имеющих объем, составляющий приблизительно 2 мл или приблизительно 5 мл. В другом варианте осуществления машина 100 выполнена с возможностью изготовления упаковок, имеющих объем, составляющий приблизительно 1 л или более. Машина 100 может быть выполнена с возможностью изготовления упаковок, имеющих любой другой соответствующий объем, составляющий, например, приблизительно 10 мл, приблизительно 20 мл, приблизительно 50 мл, приблизительно 75 мл, приблизительно 100 мл, приблизительно 200 мл, приблизительно 500 мл, приблизительно 750 мл или приблизительно 2 л.The vertical forming and filling
Сыпучие или текучие материалы включают жидкости, кремы, лосьоны, гели, пасты, порошки, увлажненные порошки, материалы в виде частиц, соусы, напитки, солнцезащитные средства, смазочные материалы, краски, консистентные смазки, масла, клеи, смолы, лекарственные препараты, фармацевтические препараты и т.д.Free-flowing or flowable materials include liquids, creams, lotions, gels, pastes, powders, wetted powders, particulate materials, sauces, beverages, sunscreens, lubricants, paints, greases, oils, adhesives, resins, drugs, pharmaceuticals. drugs, etc.
Ротационное устройство 130 для импульсной сварки обеспечивает образование ряда дискретных соединений в материале 120, 121, поддающемся соединению. Ротационное устройство 130 для импульсной сварки имеет ролик 145, выполненный с возможностью вращения вокруг оси. В показанном варианте осуществления ось ролика представляет собой неподвижную ось. Ролик 145 имеет корпус 155 ролика и множество сварочных ножей 150. Сварочные ножи 150 проходят в радиальном направлении наружу от ролика 145 и расположены на расстоянии друг от друга вокруг корпуса 155 ролика. В показанном варианте осуществления сварочные ножи 150 проходят в аксиальном направлении вдоль по существу всей длины ролика 145 в аксиальном направлении.The
По меньшей мере, один из сварочных ножей 150 имеет основную часть 175 и выполненный с возможностью избирательного нагрева нагревательный элемент 180, проходящий вдоль, по меньшей мере, части длины основной части 175 сварочного ножа. В показанном варианте осуществления каждый сварочный нож 150 имеет основную часть 175 и выполненный с возможностью избирательного нагрева нагревательный элемент 180, проходящий вдоль, по меньшей мере, части длины основной части 175 сварочного ножа.At least one of the
Ролик 145 выполнен с возможностью вращения через зону приложения давления перед нагревом или зону, соответствующую части А оборота, в которой обеспечивается возможность приложения давления к зоне 154 соединения материала 120, 121, поддающегося соединению, посредством данного, по меньшей мере, одного сварочного ножа 150. За зоной А приложения давления перед нагревом следует зона нагрева или зона, соответствующая части В оборота, в которой обеспечивается возможность нагрева зоны 154 соединения посредством данного, по меньшей мере, одного сварочного ножа 150. Зона А приложения давления перед нагревом и зона В нагрева являются неподвижными по отношению к вращению ролика 145.
В показанном варианте осуществления ролик 145 выполнен с возможностью вращения через зону приложения давления после нагрева или зону, соответствующую части С оборота, в которой обеспечивается возможность приложения давления к материалу, поддающемуся соединению, посредством данного, по меньшей мере, одного сварочного ножа 150. Зона С приложения давления после нагрева является неподвижной по отношению к вращению ролика 145. В альтернативном варианте осуществления ротационное устройство 130 для импульсной сварки может не иметь зоны С приложения давления после нагрева, и ролик может вращаться только через зону приложения давления перед нагревом, за которой следует зона В нагрева.In the embodiment shown,
Ротационное устройство 130 для импульсной сварки может быть названо ротационным лопастным устройством 130 для импульсной сварки. «Лопасти» ротационного лопастного устройства для импульсной сварки представляют собой сварочные ножи 150. Сварочные ножи 150 функционируют подобно лопастям для вытеснения наполняющего продукта из зоны соединения, как будет описано ниже более подробно.The
Нагревательный элемент 180 выполнен с возможностью его нагрева посредством избирательной подачи тока к нагревательному элементу 180 во время прохождения через зону В нагрева при вращении ротационного лопастного устройства 130 для импульсной сварки. В варианте осуществления нагревательный элемент 180 каждого сварочного ножа 150 выполнен с возможностью его нагрева посредством избирательной подачи тока к нагревательному элементу 180. Избирательно подаваемый ток может быть описан как импульсный ток.The
В предпочтительном варианте осуществления два листа 120, 121 материала, поддающегося соединению, сваривают вместе непрерывно вдоль их противоположных краев для образования двух по существу параллельных продольных соединительных частей. Материал, поддающийся соединению, может представлять собой полиэтилен или любой другой материал, поддающийся термосварке или термоскреплению. Продольные соединительные части могут быть образованы посредством любого соответствующего процесса, такого как обычный процесс непрерывной термосварки. В показанном варианте осуществления листы 120, 121 материала, поддающегося соединению, поступают в зону между двумя цилиндрическими роликами 151, 152. Один ролик 152 из цилиндрических роликов имеет нагретые части на обоих концах (не проиллюстрировано), которые обеспечивают подвод тепла к краям листов 120, 121 материала, поддающегося соединению, для образования продольных соединительных частей. Цилиндрические ролики 151, 152 образуют два непрерывных разнесенных продольных сварных шва вдоль противоположных краев листов 120, 121 материала, поддающегося соединению. Наполняющий продукт 110 вводится между продольными соединительными частями.In a preferred embodiment, two
В альтернативном варианте осуществления лист материала, поддающегося соединению, складывают вдвое, и одну продольную соединительную часть формируют на открытых краях листа. Наполняющий продукт 110 вводят между продольной соединительной частью и сгибом. В дополнительном альтернативном варианте осуществления наполняющий продукт 110 вводят в трубу из материала, поддающегося соединению. Труба из материала, поддающегося соединению, может не иметь никаких продольных соединительных частей.In an alternative embodiment, the sheet of bondable material is folded in half and one longitudinal joint portion is formed at the open edges of the sheet. The filling
Система 115 привода включает в себя ремень 116, который обеспечивает приведение материала 120, 121, поддающегося соединению, в движение по направлению к ротационному лопастному устройству 130 для импульсной сварки с по существу постоянной скоростью. Ремень удерживается под натяжением посредством цилиндрического ролика 151 и двух ременных (нижних) шкивов 157, 158 в сочетании с ротационным устройством 130 для импульсной сварки. Один или более из роликов/шкивов 151, 157, 158 могут представлять собой приводной ролик/шкив, который обеспечивает приведение в движение ремня 116. Листы 120, 121 подводятся к ротационному лопастному устройству 130 для импульсной сварки посредством системы 115 привода.The drive system 115 includes a
В варианте осуществления, показанном на фиг.1, ременные шкивы 157, 158 расположены ниже цилиндрического ролика 151. Ременные шкивы 157, 158 расположены на по существу одинаковой высоте. Система 115 привода имеет по существу L-образную конструкцию, при этом ротационное устройство 130 для импульсной сварки расположено в зоне изгиба «буквы» L. Эта конструкция обеспечивает относительно большую часть оборота ротационного устройства 130 для импульсной сварки, во время выполнения которой сварочный нож 150 находится в контакте с материалом 120, 121, поддающимся соединению.In the embodiment shown in figure 1, the belt pulleys 157, 158 are located below the
Фиг.4 показывает альтернативную конструкцию системы 1115 привода. Система 1115 привода является такой же, как система 115 привода, за исключением того, что описано ниже. Аналогичные компоненты обозначены аналогичными ссылочными позициями с номерами, увеличенными на 1000. В данном варианте осуществления один ременный шкив 1158 из ременных шкивов расположен под цилиндрическим роликом 1151 по существу на одной линии с цилиндрическим роликом 1151 так, что ротационное устройство 1130 для импульсной сварки воздействует на по существу вертикальную поверхность ремня. Данная конструкция обеспечивает относительно короткую часть оборота ротационного устройства для импульсной сварки, во время выполнения которой сварочный нож 1150 находится в контакте с материалом 1120, 1121, поддающимся соединению. Данная конструкция может быть пригодной для применений, в которых требуется короткое время сварки, и может обеспечить возможность очень быстрого образования упаковок.4 shows an alternative design of the
В других вариантах осуществления взаимное расположение ременных шкивов может быть выбрано или задано в зависимости от требуемого времени сварки. Например, ременные шкивы могут быть расположены так, что ремень будет иметь U-образную или V-образную конфигурацию. При такой конфигурации время сварки может быть увеличено по сравнению с временем сварки по проиллюстрированным вариантам осуществления, поскольку ремень будет перемещаться вокруг ролика в течение большего количества времени.In other embodiments, the relative position of the belt pulleys may be selected or specified depending on the required welding time. For example, the belt pulleys may be arranged such that the belt is in a U-shape or V-shape. With this configuration, the welding time can be increased compared to the welding time of the illustrated embodiments because the belt will move around the roller for more time.
В вариантах осуществления, показанных на фиг.1 и фиг.4, цилиндрические ролики 151, 152 расположены с возможностью подвода листов 120, 121 материала, поддающегося соединению, к ротационному устройству 130 для импульсной сварки при их по существу вертикальной ориентации (под углом относительно горизонтальной плоскости, составляющим приблизительно 90°). В альтернативных вариантах осуществления листы 120, 121 материала, поддающегося соединению, подводятся под любым углом, который обеспечивает возможность опускания наполняющего продукта по направлению к ротационному лопастному устройству 130 для импульсной сварки под действием силы тяжести. В варианте осуществления угол относительно горизонтальной плоскости превышает 0°. В варианте осуществления угол относительно горизонтальной плоскости составляет менее 90°. Например, листы 120, 121 материала, поддающегося соединению, могут подводиться под углом относительно горизонтальной плоскости, составляющим приблизительно 85°, приблизительно 80°, приблизительно 70°, приблизительно 60°, приблизительно 45°, приблизительно 30° или приблизительно 15°.In the embodiments shown in FIGS. 1 and 4,
В варианте осуществления, по меньшей мере, один из листов 120, 121 материала, поддающегося соединению, модифицируют перед привариванием к другому листу 120, 121 материала, поддающегося соединению, например, посредством добавления меток совмещения для облегчения синхронизации машинных операций. В варианте осуществления на одном из листов 120, 121 материала, поддающегося соединению, образуют линию надреза и/или другую линию ослабления для облегчения регулируемого разрыва, по меньшей мере, одного из слоев упаковки 105 перед выдачей содержимого упаковки 105. Линия ослабления может иметь зигзагообразную форму. Иллюстративные конструкции упаковок раскрыты в документе NZ 547925, который включен в данный документ путем ссылки.In an embodiment, at least one of the
Когда сварочный нож 150 первоначально входит в контакт с материалом 120, 121, поддающимся соединению, сварочный нож 150 обеспечивает приложение давления к материалу 120, 121, поддающемуся соединению, во всей зоне А приложения давления перед нагревом, которая соответствует части оборота ролика 145. Сварочный нож 150 обеспечивает приложение давления по существу в поперечном направлении на всей ширине данных, по меньшей мере, двух листов 120, 121 материала, поддающегося соединению. Давление со стороны сварочного ножа 150 обеспечивает вытеснение наполняющего продукта 110 из зоны 154 соединения. Давление со стороны сварочного ножа 150 обеспечивает ограничение пространства 156 для содержимого между сварочным ножом 150 и соседним сварочным ножом 150, расположенным дальше на траектории вращения.When the
Зона 154 соединения проходит в поперечном направлении на ширине данных, по меньшей мере, двух листов 120, 121 материала, поддающегося соединению. Зона 154 соединения проходит под углом относительно продольных соединительных частей, составляющим приблизительно 90°. В альтернативных вариантах осуществления зона 154 соединения между проходить между продольными соединительными частями под любым соответствующим углом, составляющим, например, приблизительно 75°, приблизительно 80°, приблизительно 85°, приблизительно 95°, приблизительно 100° или приблизительно 105°.The
Затем импульсный ток подают к нагревательному элементу 180 сварочного ножа 150 во время выполнения части оборота ролика 145, которая соответствует зоне В нагрева, для нагрева сварочного ножа 150. Тепло от сварочного ножа 150 обеспечивает образование поперечной соединительной части в материале 120, 121, поддающемся соединению. В показанном варианте осуществления зона А приложения давления перед нагревом непосредственно примыкает к зоне В нагрева.Then, a pulsed current is applied to the
Другими словами, зона А приложения давления перед нагревом, в которой сварочный нож 150 обеспечивает приложение давления к зоне материала, подлежащей соединению, непосредственно предшествует зоне В нагрева, в которой сварочной нож 150 нагрет для образования соединения.In other words, the pre-heating pressure application zone A in which the
В альтернативном варианте осуществления может существовать промежуток между зоной А приложения давления перед нагревом и зоной В нагрева.In an alternative embodiment, there may be a gap between the pre-heating pressure application zone A and the heating zone B.
В варианте осуществления зона В нагрева представляет собой зону нагрева и приложения давления. В предпочтительном варианте осуществления обеспечивается приложение большего давления в зоне В нагрева, чем в зоне А приложения давления перед нагревом. В альтернативном варианте осуществления обеспечивается приложение меньшего давления в зоне В нагрева, чем в зоне А приложения давления перед нагревом.In an embodiment, heating zone B is a heating and pressure zone. In a preferred embodiment, more pressure is applied in the heating zone B than in the pressure application zone A before heating. In an alternative embodiment, less pressure is applied in heating zone B than in preheating pressure application zone A.
После выключения импульсного тока соединение охлаждается под давлением со стороны сварочного ножа 150 во время выполнения части оборота ролика 145, которая соответствует зоне С приложения давления после нагрева. В показанном варианте осуществления зона С приложения давления после нагрева непосредственно примыкает к зоне В нагрева.After switching off the pulsed current, the joint is cooled by pressure from the side of the
Другими словами, зона С приложения давления после нагрева, в которой соединение охлаждается под давлением со стороны сварочного ножа 150, следует непосредственно за зоной В нагрева, в которой сварочный нож 150 нагрет для образования соединения.In other words, the post-heating pressure application zone C in which the joint is cooled under pressure from the
В альтернативном варианте осуществления приложение давления после нагрева может не следовать непосредственно за зоной нагрева. Например, может быть предусмотрен другой этап или процесс между зоной В нагрева и зоной С приложения давления после нагрева.In an alternative embodiment, the application of pressure after heating, it may not immediately follow the heating zone. For example, another step or process may be provided between the heating zone B and the post-heating pressure application zone C.
В варианте осуществления нагревательный элемент образован из материала, который быстро охлаждается, так что материал, поддающийся соединению, охлаждается до температуры, которая ниже температуры плавления материала, поддающегося соединению, в случае, когда ток больше не подается. Это создает возможность рассеяния тепла в зоне С приложения давления после нагрева. Тепло может рассеиваться в самых разных направлениях. Например, тепло может рассеиваться в наполняющий продукт 110 материал 120, 121, поддающийся соединению, и окружающую среду.In an embodiment, the heating element is formed from a material that is rapidly cooled, so that the bondable material is cooled to a temperature that is below the melting point of the bondable material in the case where current is no longer applied. This allows heat to be dissipated in the pressure application zone C after heating. Heat can be dissipated in many different directions. For example, heat can be dissipated into the filling
В варианте осуществления сварочные ножи 150 включают в себя систему охлаждения, такую как система водяного охлаждения, для содействия рассеянию тепла.In an embodiment, the
Приложение давление посредством сварочного ножа 150 перед нагревом материала 120, 121, поддающегося соединению, обеспечивает удаление наполняющего продукта 110 из зоны, подлежащей соединению, перед образованием соединения. Это обеспечивает получение высококачественного соединения, которое свободно или, по меньшей мере, по существу свободно от частиц наполняющего продукта 110. Обеспечение возможности охлаждения соединения, пока оно по-прежнему находится под давлением со стороны сварочного ножа 150, гарантирует надлежащее отверждение соединения и дополнительно способствует получению высококачественного сварного шва.The application of pressure by the
Размещение ротационного лопастного устройства 130 для импульсной сварки ниже зоны подачи наполняющего продукта 110, подаваемого вертикально или под углом, как показано на фиг.1, позволяет образовать упаковки с жидкостью, которые не имеют воздушных зазоров или, по меньшей мере, по существу не имеют воздушных зазоров. Это является предпочтительным в некоторых применениях, например, при упаковывании пищевого продукта отсутствие воздушных зазоров может обеспечить увеличение срока годности пищевого продукта.Placing the rotary
Фиг.2 показывает вид в изометрии иллюстративного ролика 145. Ролик содержит корпус 155 ролика. Корпус 155 ролика электрически изолирован от сварочных ножей 150. В варианте осуществления корпус 155 ролика изготовлен из изоляционного материала, например, из полимерного материала, такого как полиэтилен высокой плотности. В альтернативном варианте осуществления корпус 155 ролика по меньшей мере частично покрыт изоляционным материалом. Корпус 155 ролика имеет отверстие 160 для приема оси (непоказанной) и множество пазов 165, при этом в каждом пазе 165 удерживается один из сварочных ножей 150. Показан один сварочный нож 150, установленный в пазе 165.2 shows an isometric view of an
В варианте осуществления пазы 165 имеют незначительно меньшую ширину, чем сварочные ножи 150, так что сварочные ножи 150 могут удерживаться в пазах 165 за счет посадки с натягом. В варианте осуществления пазы 165 включают в себя электроды, предназначенные для контакта с электродами 185, 186 сварочных ножей 150. Электроды изготовлены из луженой меди или любого другого пригодного проводящего материала.In an embodiment, the
Ось ролика 145 приводится в движение, например, посредством серводвигателя. В варианте осуществления система управления регулирует частоту вращения ролика 145 для гарантирования правильного «совмещения» поперечных соединительных частей с метками совмещения на материале, поддающемся соединению.The
Приведение ролика 145 во вращение гарантирует то, что сварочный нож 150, обеспечивающий образование сварного шва, будет перемещаться с по существу такой же скоростью, как материал 120, 121, поддающийся соединению, который подвергается сварке. Это гарантирует образование высококачественного сварного шва. Если бы ролик 145 не был приводным и вместо этого был свободно вращающимся, существовала бы возможность проскальзывания сварочных ножей 150 относительно материала 120, 121, поддающегося соединению, что приводило бы к получению низкокачественного сварного шва. Кроме того, было бы невозможным точное выравнивание поперечных соединительных частей посредством использования системы управления.Rotation of the
Сварочные ножи 150 проходят наружу от ролика 145 для образования зазора, в котором размещаются отдельные емкости 135 с наполняющим продуктом 110. В показанном варианте осуществления границы зазора определяются по существу плоскими частями 170 ролика 145, которые проходят между сварочными ножами 150.The
В альтернативных вариантах осуществления ролик 145 может иметь любую другую пригодную форму, которая обеспечивает возможность размещения отдельных емкостей 135 с наполняющим продуктом 110. Например, части 170 ролика 145, проходящие между сварочными ножами 150, могут иметь выпуклую форму или вогнутую форму.In alternative embodiments, the
Расстояние между наружными поверхностями сварочных ножей 150 определяет продольный размер пространства упаковки 105. В показанном варианте осуществления ротационное лопастное устройство 130 для импульсной сварки имеет восемь сварочных ножей 150, расположенных на расстоянии друг от друга, составляющем приблизительно 40 мм, в радиальном направлении.The distance between the outer surfaces of the
В альтернативных вариантах осуществления может быть использовано любое подходящее число сварочных ножей, между которыми имеется любое соответствующее расстояние, для обеспечения заданных размеров упаковок. В показанном варианте осуществления сварочные ножи 150 расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг ролика 145. По меньшей мере, один из сварочных ножей 150 имеет продольную ось, которая по существу параллельна оси ролика. В показанном варианте осуществления все сварочные ножи 150 имеют продольную ось, которая по существу параллельна оси ролика. Конструкция и расположение сварочных ножей 150, показанные на фигурах, обеспечивают изготовление упаковок, которые имеют поперечную соединительную часть, которая по существу перпендикулярна к продольным соединительным частям.In alternative embodiments, any suitable number of sealing knives may be used, with any suitable spacing between them, to provide the desired package sizes. In the embodiment shown, the
В альтернативном варианте осуществления сварочные ножи 150 расположены на неодинаковом расстоянии друг от друга.In an alternative embodiment, the
В альтернативном варианте осуществления, по меньшей мере, один из сварочных ножей имеет продольную ось, которая не параллельна оси ролика. Это может быть обеспечено, например, посредством выполнения, по меньшей мере, одного паза, который расположен так, что он не параллелен оси, вокруг которой может вращаться ролик. В варианте осуществления сварочные ножи 150 расположены под углом так, что они образуют поперечные соединительные части, которые не перпендикулярны к продольным соединительным частям.In an alternative embodiment, at least one of the welding knives has a longitudinal axis that is not parallel to the axis of the roller. This can be achieved, for example, by providing at least one groove which is located so that it is not parallel to the axis around which the roller can rotate. In an embodiment, the
В альтернативном варианте осуществления сварочные ножи выполнены с возможностью образования поперечной соединительной части, имеющей сложную форму. Например, сварочные ножи могут быть выполнены с формой, обеспечивающей образование поперечной соединительной части, имеющей криволинейную форму. Это может быть обеспечено, например, посредством выполнения, по меньшей мере, одного паза, который имеет такую форму, что он не будет параллельным оси, вокруг которой может вращаться ролик.In an alternative embodiment, the welding knives are configured to form a transverse connecting portion having a complex shape. For example, the welding knives may be shaped to form a transverse connecting portion having a curved shape. This can be achieved, for example, by providing at least one groove which is shaped so that it is not parallel to the axis about which the roller can rotate.
Фиг.3 показывает иллюстративный сварочный нож 150. Сварочный нож 150 содержит основную часть 175 сварочного ножа, нагревательный элемент 180 и электроды 185, 186.3 shows an
Основная часть 175 сварочного ножа выполнена с возможностью ее вставки в паз 165 ролика 145. Сварочные ножи 150 устанавливают в пазах 165, используя любой подходящий способ. В показанном варианте осуществления основная часть 175 сварочного ножа имеет по существу прямоугольное поперечное сечение, которое позволяет установить ее по посадке с натягом в пазе 165 ролика 145. В альтернативных вариантах осуществления основная часть 175 сварочного ножа и пазы 165 ролика выполнены с такой формой, что основная часть 175 сварочного ножа удерживается, когда сварочный нож 150 вдвинут в паз 165 в аксиальном направлении.The
Основная часть 175 сварочного ножа представляет собой или содержит изоляционный материал. Основная часть 175 сварочного ножа изготовлена из материала соответствующей прочности, который может выдерживать воздействие как давления, приложенного со стороны сварочного ножа 150 к материалу 120, 121, поддающемуся соединению, так и тепла от нагревательного элемента 180. В варианте осуществления основная часть 175 сварочного ножа образована из полиэфирэфиркетона (ПЭЭК). В альтернативном варианте осуществления основная часть 175 сварочного ножа образована из проводящего материала, такого как алюминиевый сплав, который по меньшей мере частично покрыт изоляционным материалом. В дополнительном альтернативном варианте осуществления основная часть 175 сварочного ножа представляет собой или содержит керамический материал.The
Нагревательный элемент 180 проходит по существу вдоль всей длины основной части 175 сварочного ножа и загибается на концах основной части 175 сварочного ножа. Нагревательный элемент 180 представляет собой или содержит проводящий материал. В иллюстративном варианте осуществления нагревательный элемент 180 изготовлен из хромоникелевого сплава. Например, нагревательный элемент 180 может быть изготовлен из хромоникелевого сплава, содержащего приблизительно 60% никеля, приблизительно 16% хрома и приблизительно 24% железа. Нагревательный элемент может быть изготовлен из любого другого пригодного материала для нагревательных элементов. В варианте осуществления, показанном на фигурах, нагревательный элемент 180 проходит по существу вдоль всей длины основной части 175 сварочного ножа.The
В альтернативном варианте осуществления, в котором основная часть 175 сварочного ножа представляет собой или содержит керамический материал, нагревательный элемент 180 может содержать тонкий слой проводящего материала, такой как слой проводящих частиц. Частицы могут иметь вид песка. Проводящие частицы могут представлять собой металл. Тонкий слой проводящего материала может быть заделан в основной части 175 сварочного ножа. Тонкий слой проводящего материала может быть покрыт тонким слоем стеклокерамики.In an alternative embodiment in which the
Электроды 185, 186 перекрывают нагревательный элемент 180 на концах основной части 175 сварочного ножа и обеспечивают возможность подачи электрического тока к нагревательному элементу 180. Электроды изготовлены из луженой меди или любого другого материала с соответствующей проводимостью. Ток может быть подан к электродам посредством контактных колец или с помощью любых других пригодных средств.The
Далее будет описан способ образования упаковок, содержащих сыпучий или текучий материал. Способ включает этап а, который предназначен для непрерывной подачи, по меньшей мере, двух листов 120, 121 материала, поддающегося соединению, между которыми имеется сыпучий или текучий материал 110. Когда два листа 120, 121 материала, поддающегося соединению, доходят до сварочного устройства, выполняется следующий этап, а именно этап b, который включает приложение давления к поперечной зоне 154 соединения материала 120, 121, поддающегося соединению. Приложение давления к поперечной зоне 154 соединения обеспечивает вытеснение сыпучего или текучего материала 110 из зоны соединения.Next, a method for forming packages containing particulate or flowable material will be described. The method includes step a, which is for continuously supplying at least two
Последующий этап, а именно этап с, включает нагрев поперечной зоны 154 соединения для образования сварного шва. В предпочтительном способе этап с включает одновременные приложение давления и подвод тепла к поперечной зоне соединения.The next step, namely step c, includes heating the
Этап с включает избирательную подачу тока к нагревательному элементу 180 сварочного ножа 150 (другими словами, подачу импульсного тока). Сварочный нож 150 имеет электроды 185, 186, которые перекрывают нагревательный элемент 180 на концах основной части 175 сварочного ножа. Импульсный ток подается к электродам 185, 186 сварочного ножа посредством электродов, установленных в пазах 165 ролика 145. Электроды 185, 186 имеют электрическую связь с контактным кольцом, которое электрически заряжается во время выполнения части оборота ролика 145, которая соответствует зоне В нагрева для избирательной подачи тока к нагревательному элементу 180. В альтернативном варианте осуществления импульсный ток может быть подан непосредственно к электродам 185, 186 сварочного ножа.Step c includes selectively applying current to the
Мощность, подаваемая во время импульса, может изменяться в зависимости от применения. В иллюстративном варианте осуществления мощность, соответствующая приблизительно 10 В, 80 А, подается в течение приблизительно 150-250 миллисекунд. Подаваемая мощность и/или длительность импульса могут изменяться в зависимости от толщины и свойств материала, поддающегося соединению. Например, длительность импульса, составляющая приблизительно 50 мс, может быть достаточной для получения хорошего соединения в некоторых применениях. В альтернативных вариантах осуществления может быть использована любая соответствующая длительность импульса, такая, как приблизительно 60 мс, приблизительно 80 мс, приблизительно 100 мс, приблизительно 120 мс, приблизительно 200 мс или приблизительно 300 мс.The power delivered during the pulse may vary depending on the application. In an exemplary embodiment, power corresponding to approximately 10V, 80A is applied for approximately 150-250 milliseconds. The applied power and/or pulse duration may vary depending on the thickness and properties of the material to be joined. For example, a pulse duration of approximately 50 ms may be sufficient to obtain a good connection in some applications. In alternative embodiments, any suitable pulse width may be used, such as about 60 ms, about 80 ms, about 100 ms, about 120 ms, about 200 ms, or about 300 ms.
Нагревательный элемент 180 нагревается до приблизительно 300°С при подаче импульсного тока. В других вариантах осуществления нагревательный элемент нагревается до любых других соответствующих температур, например, таких как приблизительно 200°, приблизительно 220°, приблизительно 250°, приблизительно 270°, приблизительно 290°, приблизительно 310°, приблизительно 330° или приблизительно 350°. Температура нагревательного элемента может быть выбрана в зависимости от свойств листов 120, 121 материала, поддающегося соединению. Температура нагревательного элемента 180 может быть значительно более высокой, чем температура плавления материала, поддающегося соединению. Например, температура нагревательного элемента 180 может приблизительно в два раза превышать температуру плавления материала, поддающегося соединению. Относительно высокая температура нагревательного элемента 180 обеспечивает возможность достаточного проникновения тепла в зону соединения для создания сварного шва в течение относительно короткой продолжительности импульса. Более высокая температура нагревательного элемента 180 может быть использована, когда листы 120, 121 материала, поддающегося соединению, имеют бóльшую толщину.The
В предпочтительном варианте осуществления способ дополнительно включает этап d, который включает приложение давления к поперечной зоне 154 соединения после этапа нагрева поперечной зоны соединения. Данный этап происходит во время выполнения части оборота ролика, которая соответствует зоне С приложения давления после нагрева. Приложение давления после этапа с нагрева может способствовать надлежащему отверждению соединения. В альтернативном варианте осуществления способ может не включать этап d.In a preferred embodiment, the method further includes step d, which includes applying pressure to the transverse
Или во время этапа d, или перед этапом d тепло больше не подводится к поперечной зоне соединения. Тепло больше не подводится за счет прекращения подачи импульсного тока. Соответственно, во время этапа d обеспечивается возможность рассеяния тепла из поперечной зоны соединения. Например, тепло может рассеиваться в сыпучий или текучий материал 110, материал 120, 121, поддающийся соединению, и окружающую среду.Either during step d or before step d, heat is no longer supplied to the transverse joint zone. Heat is no longer supplied by interrupting the pulsed current. Accordingly, during step d, heat can be dissipated from the transverse joint zone. For example, heat may be dissipated into the particulate or
Нагревательный элемент 180 охлаждается до температуры, составляющей менее 120°, по мере рассеяния тепла. Нагревательный элемент 180 может охлаждаться до любой соответствующей температуры в зависимости от материала, подвергаемого соединению. Например, нагревательный элемент может охлаждаться до приблизительно 60°, приблизительно 80°, приблизительно 100°, приблизительно 140° или приблизительно 160°.The
Этап d предпочтительно выполняют сразу после этапа с. В альтернативном варианте осуществления может существовать промежуток между выполнением этапа с и выполнением этапа d.Step d is preferably performed immediately after step c. In an alternative embodiment, there may be a gap between the execution of step c and the execution of step d.
В предпочтительном способе приложение давления осуществляют непрерывно на этапах b, c и d. В варианте осуществления, величина приложенного давления увеличивается во время этапа b и достигает максимума во время этапа с. Затем величина приложенного давления уменьшается во время этапа d. В альтернативном варианте осуществления величина приложенного давления может быть относительно постоянной на протяжении значительной части этапов b, c и d. В альтернативных вариантах осуществления этап с может включать приложение давления такой же величины, как на этапе b, или меньшего давления, чем на этапе b. В предпочтительном варианте осуществления этап с включает приложение большего давления, чем на этапе b. В альтернативных вариантах осуществления этап с включает приложение давления такой же величины, как на этапе d, или меньшего давления, чем на этапе d.In the preferred method, the pressure is applied continuously in steps b, c and d. In an embodiment, the amount of pressure applied increases during step b and reaches a maximum during step c. The amount of pressure applied is then reduced during step d. In an alternative embodiment, the amount of pressure applied may be relatively constant throughout a significant portion of steps b, c and d. In alternative embodiments, step c may include applying the same pressure as step b or less pressure than step b. In a preferred embodiment, step c includes applying more pressure than step b. In alternative embodiments, step c includes applying the same pressure as step d or less pressure than step d.
Способ предпочтительно выполняют, используя ротационное устройство 130 для импульсной сварки. В предпочтительном способе ротационное устройство 130 для импульсной сварки выполняет этапы b, c и d. В альтернативном варианте осуществления ротационное устройство 130 для импульсной сварки может выполнять этапы b и с, а не этап d. Этап b соответствует зоне А приложения давления перед нагревом при вращении ролика. Этап с соответствует зоне В нагрева при вращении ролика. Этап d соответствует зоне С приложения давления после нагрева при вращении ролика.The method is preferably performed using a
В иллюстративном варианте осуществления давление прикладывают в зоне А приложения давления перед нагревом в течение приблизительно 400 миллисекунд. Давление может быть приложено в зоне А приложения давления перед нагревом в течение любого соответствующего промежутка времени. Оптимальное количество времени может различаться для разных сыпучих или текучих материалов. Например, давление может быть приложено в течение приблизительно 50 миллисекунд, приблизительно 60 миллисекунд, приблизительно 80 миллисекунд, приблизительно 100 миллисекунд, приблизительно 150 миллисекунд, приблизительно 200 миллисекунд, приблизительно 250 миллисекунд, приблизительно 300 миллисекунд, приблизительно 350 миллисекунд, приблизительно 450 миллисекунд, приблизительно 500 миллисекунд, приблизительно 550 миллисекунд или приблизительно 600 миллисекунд.In an exemplary embodiment, pressure is applied to pressure application zone A prior to heating for approximately 400 milliseconds. The pressure may be applied in the preheating pressure application zone A for any appropriate amount of time. The optimal amount of time may vary for different bulk or flowable materials. For example, pressure may be applied for about 50 milliseconds, about 60 milliseconds, about 80 milliseconds, about 100 milliseconds, about 150 milliseconds, about 200 milliseconds, about 250 milliseconds, about 300 milliseconds, about 350 milliseconds, about 450 milliseconds, about 500 milliseconds. milliseconds, approximately 550 milliseconds, or approximately 600 milliseconds.
В иллюстративном варианте осуществления давление прикладывают в зоне С приложения давления после нагрева в течение приблизительно 400 миллисекунд. Давление может быть приложено в зоне С приложения давления после нагрева в течение любого соответствующего промежутка времени. Оптимальное количество времени может различаться для разных материалов. Например, давление может быть приложено в течение приблизительно 50 миллисекунд, приблизительно 60 миллисекунд, приблизительно 80 миллисекунд, приблизительно 100 миллисекунд, приблизительно 150 миллисекунд, приблизительно 200 миллисекунд, приблизительно 250 миллисекунд, приблизительно 300 миллисекунд, приблизительно 350 миллисекунд, приблизительно 450 миллисекунд, приблизительно 500 миллисекунд, приблизительно 550 миллисекунд или приблизительно 600 миллисекунд.In an exemplary embodiment, pressure is applied to pressure application zone C after heating for approximately 400 milliseconds. The pressure may be applied in the pressure application zone C after heating for any appropriate amount of time. The optimal amount of time may vary for different materials. For example, pressure may be applied for about 50 milliseconds, about 60 milliseconds, about 80 milliseconds, about 100 milliseconds, about 150 milliseconds, about 200 milliseconds, about 250 milliseconds, about 300 milliseconds, about 350 milliseconds, about 450 milliseconds, about 500 milliseconds. milliseconds, approximately 550 milliseconds, or approximately 600 milliseconds.
Частоту вращения ролика 145 и/или моменты и место подвода импульсного тока регулируют посредством системы управления. В иллюстративном варианте осуществления импульсный ток подают в момент времени при вращении ролика 145, соответствующий началу зоны В нагрева. В иллюстративном варианте осуществления импульсный ток подают во время выполнения той части оборота ротационного лопастного устройства 130 для импульсной сварки, когда обеспечивается приложение максимального давления к материалу 120, 121, поддающемуся соединению, посредством сварочного ножа 150. Местоположение и протяженность части оборота, на которой осуществляется подача импульсного тока, можно регулировать посредством системы управления. Например, один оборот ролика 145 разделяют на некоторое число отсчетов. Датчик, взаимодействующий с осью ролика 145, определяет номинальную начальную точку для оборота. Система управления обеспечивает подачу тока к каждому сварочному ножу 150 при отличном от других числе отсчетов, так что ток первоначально подается к каждому сварочному ножу 150 в точке оборота ролика 145, соответствующей началу зоны В нагрева. Ток подается к каждому сварочному ножу 150 в течение времени, задаваемого пользователем.The rotational speed of the
Предпочтительные варианты осуществления изобретения были описаны только в качестве примера, и могут быть выполнены их модификации без отхода от объема изобретения.Preferred embodiments of the invention have been described by way of example only, and modifications may be made without departing from the scope of the invention.
Claims (44)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NZ736424 | 2017-10-16 | ||
NZ73642417 | 2017-10-16 | ||
PCT/NZ2018/050142 WO2019078734A1 (en) | 2017-10-16 | 2018-10-16 | Rotary impulse sealer |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2020115885A RU2020115885A (en) | 2021-11-18 |
RU2020115885A3 RU2020115885A3 (en) | 2022-02-17 |
RU2798856C2 true RU2798856C2 (en) | 2023-06-28 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1551588A1 (en) * | 1988-05-17 | 1990-03-23 | Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса | Device for making bags from thermospiceable band material, filling with product and sealing them after filling |
RU2170692C1 (en) * | 2000-06-06 | 2001-07-20 | Ложников Александр Николаевич | Plant for packing free-flowing products in bag |
RU105264U1 (en) * | 2010-12-27 | 2011-06-10 | Закрытое акционерное общество "НОТИС" | MACHINE FOR PACKING PIECES AND GROUPS OF SMALL PRODUCTS IN HEAT-WELDABLE FILMS |
RU152308U1 (en) * | 2014-10-28 | 2015-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОТИС" (ООО "НОТИС") | DEVICE FOR MANUFACTURE, FILLING WITH A PRODUCT AND SEALING PACKAGES FROM THERMAL WELDABLE FILM |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1551588A1 (en) * | 1988-05-17 | 1990-03-23 | Каунасский Политехнический Институт Им.Антанаса Снечкуса | Device for making bags from thermospiceable band material, filling with product and sealing them after filling |
RU2170692C1 (en) * | 2000-06-06 | 2001-07-20 | Ложников Александр Николаевич | Plant for packing free-flowing products in bag |
RU105264U1 (en) * | 2010-12-27 | 2011-06-10 | Закрытое акционерное общество "НОТИС" | MACHINE FOR PACKING PIECES AND GROUPS OF SMALL PRODUCTS IN HEAT-WELDABLE FILMS |
RU152308U1 (en) * | 2014-10-28 | 2015-05-20 | Общество с ограниченной ответственностью "НОТИС" (ООО "НОТИС") | DEVICE FOR MANUFACTURE, FILLING WITH A PRODUCT AND SEALING PACKAGES FROM THERMAL WELDABLE FILM |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6167681B1 (en) | Sealing apparatus | |
EP2292411B1 (en) | Method and system for ultrasonic sealing of product packaging | |
US7003934B1 (en) | Heat seal device | |
EP0400117B1 (en) | Improved apparatus for sealing and severing a web of film | |
EP1842655A2 (en) | Heating element for high-speed film-sealing apparatus, and method for making same | |
JP2501777B2 (en) | Equipment for heat-sealing packaging laminates | |
CN111491866B (en) | Rotary pulse sealer | |
US20220152940A1 (en) | Production of collapsible pouches having a fitment | |
AU2016241598B2 (en) | Improvements in and relating to packaging | |
KR102480398B1 (en) | System and process for making a pouch or container | |
RU2798856C2 (en) | Rotary device for pulse welding | |
RU2762246C1 (en) | Apparatus and method for producing a sealed single-dose package opened by tearing | |
EP0883546B1 (en) | Sealing apparatus | |
WO2019123875A1 (en) | Plastic bag manufacturing method and plastic bag | |
EP4003703A1 (en) | Impulse heat sealing of a heat-sealable film material | |
EP3693282B1 (en) | Ultrasonic sealing anvil and ultrasonic sealing apparatus | |
US11865793B2 (en) | Production of collapsible pouches | |
JP2005271950A (en) | Automatic filling and packaging machine |