CN85106228A - 用于包装机的方法和装置 - Google Patents

Abstract

通过对管状包装材料的外部加工、封接和切割，制造包装箱。在成型加工中，管中物料用作支撑。为防止在此加工过程中，封着的空气通过材料管的上部敞口端压出，用了置于材料管中的一个密封装置(14)，它包括一个可动的密封座(18)。依据本发明，该密封座由封着的空气压力以平衡的方式压着，因而可以形成对密封面(22)的密封。在密封座的圆周上，有柔性材料的密封(24)，其靠在材料管的内侧。

Description

本发明谈的是包装机做包装的方法。这种包装机通过将材料板变成管筒、将管筒下移、不断地将其横向压扁、封接在一起、利用密封装置将其下部与其上部敞开端封闭开等工序，最终将板状包装材料变成包装箱。

本发明还涉及在下述包装机上实现上述方法的装置。这种包装机可将管状包装材料变成一个一个的包装箱，它在包装管筒中设有密封装置，其可在该管筒下部封出密封空间。

用来盛装例如牛奶、其它液体或半流食品的包装箱，通常是由多层柔性包装材料制成的，而这种材料通常包括几层纸、热塑性材料及铝箱。一种已知包装箱是这样制成的，即在上述包装层状板供入包装机的同时，将其两纵边连在一起，并以液密方式彼此密封起来，而将该板不断变成筒形。随后，将所需量的填充物送入包装材料管的下部，通过将该包装材料管不断横向密封，随之剪切，该包装材料管就在协同工作的密封夹板的帮助下，分成彼此分开的一个一个的包装箱。与此同时，进行某种成形加工，使得这种包装箱最终获得所需要的形状，例如平行六边形。

在把这种包装材料管的下部变成具有例如基本为矩形截面的一个一个的包装箱的时候，利用了存于包装材料管中的物料和气体作为成形加工的支撑材料，因为，否则的话，柔性包装材料会不规则地皱折在一起。为防止在成形加工期间，将该物料及所有上述内封气体经包装材料管的上部敝开端压出去，在该包装材料管内没有一密封装置，其位于将该材料管横向压平及成形加工位置之上一定距离处。该密封装置由在上述管内垂直延伸的填料管支撑在上述管内。因为该包装材料管及该填料管相互可移动，因此，要在机器工作期间获得需要的密闭性，对密封装置的结构就要提出很高要求。目前所用的办法是采用橡胶套及柔性“裙”之类的部件，但已证明是不能令人满意的，主要是因为在上述填料管和包装材料管之间有相对侧向运动期间，所需密闭性不能保持。另外，因为铃形密封套低在材料管内的压力必须相对较大，因而不希望有的密封的磨损就非常明显。

本发明的目的就是提供一种方法，利用这种方法，有可能令人满意地将包装材料管的下端按照需要封闭一部分，使得在机器运转期间，可以使该管下端保持在所需压力下，从而允许对包装材料管进行成形加工。

本发明的另一目的是提供一种封闭包装材料管下端的方法，该方法没有从前所用的那些方法所存在的缺点。

本发明的另一目的是提供一种密封移动包装材料管的方法，利用这种方法，即使在包装材料管与密封支撑件之间有较大的相对侧向位移，也会获得令人满意的密闭性。

根据本发明，这些目的以及其它目的均达到了，因为上述方法的特点在于，该密封装置有一带周向密封的径向可移动的密封座，该周向密封靠在包装材料管的内侧，输送到材料管下部的气压介质作用在密封座上：使密封座受压，压在位于上方的密封面上，抵抗向下作用在密封及密封座上的力。

已给出本发明方法的较好实施例，根据从属权项2和3，其特征是很明显的。

由于按照本方法设计了作为本发明全题的可以径向移动的密封座，因而获得了密封效果，即使包装材料管或填充管有较大的侧向运动，该管下部中的气体压力产生变化，也能保持该密封效果。尽管材料管有侧向运动（以前的方法是不能的），密封与包装材料管内侧之间的接触压力，沿包装材料管的圆周，可以保持基本不变。

本发明的另一目的是提供一种实现该方法的装置，该装置没有以前已知装置的那些缺点。

因此，本发明的另一目的是提供一种结构简单，使用寿命长而且制造成本低的装置。

本发明装置的另一目的是提供一种密封装置，该装置的可动件最少，无弹簧和运动件等，因此其易于清洗及消毒，因而特别适用于无菌包装机。

本发明装置的另一目的是提供一种密封装置，如果需要的话，其中的密封件可以更换，而且更换时操作简单，费用不高。

这些以及其它一些目的均按本发明而达到，因为上述装置的特征在于，其密封装置有位于包装材料管内的固定的密封导向装置，该导向装置支撑着可动密封座，而该密封座的圆周布有环形密封件，该密封件靠在包装材料管的内侧。

本发明装置的较佳实施例已经给出，而且根据权项5～10，其特征是很明显的。

由于根据本发明，使密封装置有可侧向运动的密封座，而该密封座又支撑着位于圆周的环形密封件，因此该装置的密封功能与可动功能彼此就分开了，这就意味着，每一上述部件本身可以根据其特殊任务而最佳化，从而获得改进的整体效果。因为密封座可做必要的侧向运动，则举例来说，密封的柔性就不需要那么大了，这样便可从磨损的观点（举例而言）来选择密封材料，改善其性能。

现在参考附图（仅示出了解本发明不可缺少的部件），更详细地介绍本发明的方法及装置的较佳实施例。

图1从原理上表示出，利用了本发明方法及装置的包装机上，将板状包装材料变成单个包装箱的情况。

图2表示依据本发明布于图1所示包装机上的密封装置的放大的局部剖视图。

图1所示的包装机是从前已知的将板状材料变成单个包装箱的那种包装机。包装材料是一种层压板，通常来说，其中心是承载纸层，而纸层的每一侧都覆盖有几层薄的防液体渗漏的热塑性材料;例如聚乙稀。当要制造用来盛无菌物品的包装箱时，要采用消过毒的包装层压板，这种层压板，除了上述的承载纸层及塑料层外，还包括几层例如铝箱类的气障材料。在将包装层压板变成单个包装箱前，要使包装层压板先经过杀菌装置，例如经过盛有过氧化物或其它类似物质的槽子，然后在无菌条件上进行上述转换加工及填充。这种技术及实现这种技术的包装机，是本专业的内行人所熟知的，因此在这里无需详述。

根据图1，可以很清楚地了解，包装材料是如何以卷简2的形式送到包装机1的，以及卷简2是被支撑着，以便其在包装机的储料箱中是可以旋转的。包装材料板3从储料箱中出来，经过一系列导滚4，上升到该机的上部，在这里经过转向滚5，然后基本上是垂直向下地继续经过该包装机。借助沿材料板3的运动路径布置的各种折叠及成形件6，7，包装材料板3在其向下经过该机期间，连续地变成筒状，在此过程中，其两个纵边彼此相对地导向，并封接在一起，这样便做出了有纵向液密性密封的材料管8。两个纵边被封接在一起，是借助由热空气喷咀9供热来实现的，利用这种方法，位于边缘的热塑性层的部分被熔化，然后将两个纵边压在一起，同时冷却，这样，该热塑性层便彼此连在一起，从而获得所需要的完全防液体渗漏的接头。

然后，经过从包装材料管8的上部开口端***的填充管10，将物料导入所形成的包装材料管8的下端。然后，该填料管基本是同心地向下进入该包装材料管，并在该管下端之上留出一定距离。在填充管10开口端下方的一定距离处，在包装材料管8的每一侧，都布有成形及封接夹板11，12，其在彼此成对使用的情况下，适合对包装材料管8进行加工。为简明起见，仅在图中示出一套成形及封接夹板，但实际上，通常有更多的夹板，它们可替换，对包装材料管进行加工。

封接夹板12待此相向、分开连续地往复运动，以便以均匀的间隔，沿横向封接区压缩及封接包装材料管8，同时，封接夹板12还沿垂直方向往复运动，当它们处于上端位置时，它们彼此相向运动，压缩并卡住包装材料管。在随后的经过包装机的运动中，包装材料管的壁被压缩并熔焊在一起，同时，包装材料管前移一定距离，其距离相当于每一个包装箱的长度。在两个成形夹板11向下位移期间，它们彼此相向摆动，紧靠密封夹板12上方的包装材料管8的部分，局部被压缩成形为所需形状，本例基本为具有矩形截面的弹性垫形式。当密封夹板12到达其较低位置时，在材料管被横向切刀沿密封夹板压缩的区域断开的同时，成形夹板11再次摆开，结果，已经形成的一个包装箱13便从包装材料管脱开。在密封夹板12彼此移开以后，借助一输送器（来示出）的帮助，将该包装箱传下去，以便继续加工和最后成形，这样便制造出所需形状的（本例为平行六面体）包装箱。

如早先所述，所需物件经填充管10被输送到包装填充管8的下端，在包装机连续运转过程中，部分填充的包装箱被制成，要制成这样的包装箱，或者将物料连续以这样的速率输送，使得当输送工作被管子的压平及封接工序打断时，形成的每一单个包装箱已充有所需的量，或者管子一完成封接，就按份输送所需量的物件。

制造来完全填充的包装箱，当然就意味着在包装箱的上端有空气空间。在将包装材料管的下端较变成单个包装箱时，必须以适当方式将空气或气体封在包装材料管中，因为，否则的话，就不会获得为满意地成形加工所需要的平衡压力。为了产生必要的平衡压力而不管出现空气空间，包装机就得包括一密封装置14，该密封装置布于填充管10的周围，并距填充管的开口端有一定距离，将材料管的下端与周围大气封隔开。该密封装置14由填充管10支撑并靠在其上，形成对填充管10以及对包装材料管内侧的密封。除填充管10外，还有一输气管15，伸入该密封装置，以将气体，例如惰性的体或空气，输送到包装材料管的封闭下端。由图2清楚可见，该输气管15与密封装置以下的空间相通，因而可将适当的压力介质输送到由密封装置分开的包装材料管8的下部，因而在管子下端成形及压平过程中，其可以保持在适当压力之下。输送压力介质的输气管15，与填充管10一样，经包装材料管的上部开口端与填充管10平行地向下伸入包装材料管及密封装置14。若需要的话，输送例如不同类物料等的其它输送管，也可同样地向下伸入该材料管并通过该密封装置14，但此在图上并未示出。

从显示密封装置的放大及局部剖视图的图2中清楚可见，该密封装置包括分成两部分的密封导向装置16，其上，下两部分的适当方式例如借助

钉连接（图中未出）与填充管10相连。导向装置16的上部用来固定输光管15的下端，并有一导管17，用来便输气管15的下端与包装材料管中位于导向装置16上部以下的空间相通。

在密封导向装置16的上、下两部分之间，有一环形槽式的空间，一密封座18布于其中并可移动。密封导向装置16的两部分之间的间隙比密封座18的相应尺寸稍大，这就是说，该密封座18径向及轴向均可移动。但其轴向运动仅限制在十分之几毫米的范围内。该密封座18有一中心孔19，其直径明显地比填充管10的外径大，结果，在填充管10和密封座18之间，形成通道20，以便压力介质经输气管15和导管17面流入。在中心孔19的周围，以均匀间隔布置着突出部21，以便以适当方式限制密封座18相对于填充管10的径向运动。

在上部的密封导向装置16的下侧，有密封平面22，该面位于密封装置18的类似平面的上表在之上，并有一点距离。在密封座18的上表面没有一突出的环状密封件23，该环状密封件23可以由例如四氟乙稀制成，其直径超过中心孔19的直径，以便可以将处于密封导向装置16中的导管17与密封座18中的中心孔19之间的通道封闭，使得压力介质不能经过密封座与上部导向装置16之间的空隙流出面进入材料管的上部敞开端。

在密封座18的圆周，有由柔性材料例如硅橡胶制成的环形密封24，该密封有一朝向下方的唇，该唇压在包装材料管的内表面，这一方面是因为该密封材料的柔性，一方面是因为在材料管下端中的压力。

为清楚起见，示于图2的本发明的密封装置的结构被简化了，并且安装、拆卸以及调整该装置的元件均未示出。但可理解的是，是有这些元件的，以便能够例如从填充管10上拆下下密封导向装置16，从而更换座封座、密封以及调整两部分密封导向装置16之间的间隙。

在利用包装机及本发明的密封装置制造部分填充的包装箱13时，如前所述，要将带有包装材料3的卷筒2置于包装机中。包装材料3向上经过包装机，当它通过位于包装机上端的转向滚子5后，便基本垂直封接在一起后，同时通过纸板的两个纵向边封接在一起，而变成筒状。接在一起后，液密性的包装材料管8便通过密封装置14，因而该密封装置14便限定出处于材料管下端的封闭空间，这时将气体压力介质，经输气管15，导入包装材料管8的封闭空间中，因而该空间处于压力之下。将例如无菌空气或随性气体等压力介质在最大压力0.3巴，最好是0.15巴的压力下输入，该压力作为将包装材料管的下端封接在一起及其成形加工所需的平衡压力是适合的。

气体的输送如图2箭头25所示，经过输气管15，上密封导向装置16中的导管17，密封件23的内部，中心孔19以及密封座18下表面的通道20流出。在此过程中，气体压力介质会作用在密封座及其密封上，这样尽管密封座有其重量，尽管因密封24靠在包装材料管的内侧，而材料管不断地向下运动而产生作用在密封座18上的向下的压力，也会使得密封件23压在密封面22上。密封件23与密封面22的接触压力值，取决于受到压力介质的向上压力作用的密封座的下侧面与受到向下压力作用的密封座的上侧面之间的尺寸之差。在这方面，就是要选择密封件23的直径，使得表面尺寸差能够产生所需的向上的力，而该力大于由材料管的运动及密封座18的重量所产生的力。压力作用着的密封座18（包括密封24）的下侧面的面积与其上侧面的面积之间比的典型数值可为4∶1，说到绝对数值，对于例如大约100毫米直径的材料管（制造大约盛1升物料的包装箱），下表面的面积可为58厘米²，上表面的面积可为13厘米²，这时密封件23与密封面的接触压力约等于0.5巴，已发现该压力值可提供令人满意的防漏安全性能。由于本发明的这一结构，密封件23与密封表面22的接触压力可以精确确定与选择，从而获得需要的密闭度，同时密封座18又可足以沿径向运动，从而尽管材料管8与支撑密封装置14的填充管10之间有相对径向运动，仍然可提供良好的密封。通过选择尽可能小的接触压力，密封座18将会易于侧向运动，这就是说，密封24的随动能力很大，因而密封效果最佳，同时因与运动的包装材料管壁的接触而产生的磨损也减少。因为密封24需要用柔性材料的要求减小，就可以在选择材料时，多注意密封的抗磨损性，这又可以进一步改善密封功能。

实践证明，本发明的密封装置效果非常好，并且该密封装置使得第一次有可能以合理而经济的方法，将管状材料制成部分填充的包装箱。

Claims (10)

1、在一种包装机上，将材料板变为管状，该管向下运动，不断将其横向压平并封接在一起，同时利用密封装置，将该管的下部与其上部敞开端封隔开，从而将板状包装材料变为包装箱的一种方法，其特征是，该密封装置(14)包括一径向移动的密封座(18)，其圆周上有密封(24)，该密封(24)靠在材料管(8)的内侧，输送至材料管(8)下部的气体压力介质这样作用在密封座(8)上，使得该密封座受压而靠在位于上方的密封面(22)上，能够低抗作用在密封及密封座上的向下的作用力。

2、根据权利要求1所述的一种方法，其特征是压力介质经该密封座（18）中的孔输送到该材料管（8）的下部，由压力介质及包装材料管（8）产生的向下的合成力，比包装材料管下部封起来的部分中的压力介质作用在密封座（18）上的向上的作用力小。

3、根据权利要求1或2的一种方法，其特征是，该压力介质的压力最大为0.3巴，最好为0.15巴。

4、在下列这类包装机上实现上述一个权利要求或多个权利要求所述方法的一种装置，该类包装机将管状包装材料变为一个一个的包装箱，并且在材料管（8）中有一密封装置（14），该密封装置（14）在材料管（8）的下端封隔出一个封闭的空间，其特征是，该密封装置（14）有一位于材料管（8）中的固定的密封导向装置（16），该导向装置（16）支撑着一个可移动的密封座（18），该密封座的圆周有环状密封（24），该环状密封（24）靠在材料管（8）的内壁上。

5、根据权利要求4所述的一种装置，其特征是，该密封导向装置（16）有两个部分，在这两部分之间布置着密封座（18），使其可以移动。

6、根据权利要求5所述的一种装置，其特征是密封导向装置（16）的两部分之间的间隙大于密封座（18）的相应尺寸。

7、根据权利要求4～6的一个或多个权利要求所述的一种装置，其特征是，密封导向装置（16）和密封座（18）有压力介质通道（17，19，20），这些通道在环状密封件（23）内延伸，而该环状密封件（23）在密封座（18）和密封导向装置（16）之间。

8、根据权利要求7所述的一种装置，其特征是，密封件（23）在压力介质的作用下压在相邻密封面（22）上。

9、根据权利要求4～8的一个或多个权利要求所述的一种装置，其特征是，承受压力介质从下面作用着的密封座（18）的表面面积，比承受压力介质从上面作用着的密封件（23）内侧的表面面积大得多。

10、根据权利要求9所述的一种装置，其特征是，其压力差使得密封件（23）与密封面（22）的接触压力大约为0.5巴。

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