專利名稱：一種液態(tài)食品包裝機械上所用的高速填充管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于液態(tài)或可灌注食品包裝機械上的高速產(chǎn)品填充管。這些可灌注食品包括酒類、牛奶、番茄醬、食用油、水果汁、奶油、水、茶、調(diào)味汁等， 還包括滅菌處理的產(chǎn)品，如U.H.T牛奶，這種牛奶要接受超高溫?zé)崽幚?。高速填充管?用在形成、填充及密封液態(tài)食品的無菌包裝物用的機械上。
背景技術(shù)：
液態(tài)或可灌裝食品的一種常見包裝形式是由疊層包裝材料制成的容器。該疊層 包裝材料由一種兩側(cè)覆蓋有塑料材料(如聚乙烯)的纖維材料(如紙)構(gòu)成。為了保證 產(chǎn)品包裝的無菌性，涂有聚乙烯的紙板的一側(cè)表面上又涂有一種保護材料(如鋁)或一 種合成保護材料，這種保護材料外再涂敷有一層塑料材料。為了制造無菌包裝，包裝材料的條帶狀坯料需要經(jīng)過消毒液(例如雙氧水)消 毒，然后在消毒過的無菌倉通過加熱或光照使得包裝材料上殘留的消毒液蒸發(fā)掉。疊 層包裝材料的消毒過的坯料在機器內(nèi)的無菌倉里被折彎并縱向密封以形成一個包裝材料 管。該包裝材料管實際上形成了無菌倉的延伸物并被連續(xù)填充無菌或滅菌處理過的液態(tài)食品。填充有液態(tài)食品的縱向密封管夾在成對的成形及密封構(gòu)件之間，被橫向密封為 獨立單元，形成枕頭形狀的包裝物。這些成形與密封構(gòu)件可以安裝在成對的往復(fù)運動 的夾爪上，美國專利US4580392公開了此類機械的一種公知形式，它每小時可以生產(chǎn) 5000-8000個包裝物。這些成形與密封構(gòu)件也可以彼此相對地裝在連續(xù)運動的成對鏈條 上，成對的鏈條具有相反的轉(zhuǎn)動方向，從而在其直線段之間形成并密封包裝物。中國專 利CN200510025676.7公開了一種此類機械的基本形式，它每小時可以生產(chǎn)18000-24000 個包裝物。填充完并密封好的枕頭狀包裝物輸送到一個整形單元，在此處該枕頭形狀的包 裝物被整形為最終的形狀，例如一個平行六面體形。在以上所述的液態(tài)或可灌注食品包裝機械工作流程中，產(chǎn)品灌注基本是連續(xù) 的，而包裝的成形與密封是間隔的。這就要求控制包裝材料管內(nèi)產(chǎn)品的水平高度。鑒于 用來包裝可灌裝食品的機械的速度已經(jīng)提高，產(chǎn)生了怎樣控制管狀包裝材料內(nèi)的產(chǎn)品液 面高度的問題?，F(xiàn)在公知的方法是采用流量控制閥。該流量控制閥位于產(chǎn)品管路上，遠 離填充管端部，由一個或多個傳感器控制。此傳感器可以置于管狀包裝物外面以探測漂 浮于管狀包裝材料內(nèi)的漂浮物的位置，也可以置于包裝材料管上以便直接接觸產(chǎn)品。傳 感器探測縱向密封的灌裝包裝材料內(nèi)產(chǎn)品的液面高度，每當(dāng)液面高度高于某個設(shè)定值或 低于某個設(shè)定值時，傳感器給出的信號都會控制流量控制閥的開度，以改變送入填充管 的產(chǎn)品流速。填充管內(nèi)產(chǎn)品的流速總是在變化的，比如當(dāng)填充管灌入產(chǎn)品使得管狀包裝 材料內(nèi)液面升高時，傳感器就會控制流量閥減小開度以扼制流過填充管的產(chǎn)品；當(dāng)包裝 材料管帶著產(chǎn)品連續(xù)運動下行以形成枕頭形狀的包裝物，包裝材料管內(nèi)的產(chǎn)品水平面下降，傳感器就會控制流量閥增大開度以補記流過填充管的產(chǎn)品。用來包裝液態(tài)食品鏈?zhǔn)綑C械(如上所述的中國專利CN200510025676.7所公開 的)以較高的速度工作時，比如每小時18000-24000個包裝物，在連續(xù)的包裝物填充操 作和由成形及密封構(gòu)件執(zhí)行的成形及 密封操作之間，沒有足夠的時間使產(chǎn)品水平面依靠 自身重力顯著下降。此動力特性導(dǎo)致在包裝物形成的循環(huán)過程中包裝材料管內(nèi)會產(chǎn)生低 壓，對管狀包裝材料條帶狀坯料形成連續(xù)的縱向密封管的過程產(chǎn)生不利影響。針對這個問題，中國專利CN98109603.4公開了一種液態(tài)食品包裝機械上所用的 改進填充管。其采用一個剛性阻尼構(gòu)件，固定在所述填充管上，并圍繞一部分填充管。 該剛性阻尼構(gòu)件外側(cè)與管狀包裝材料徑向間隙較小，液體在二者之間流動，受到較大沿 層阻力，產(chǎn)生動力密封效果。該剛性阻尼構(gòu)件內(nèi)部設(shè)有一個圍繞填充管的空氣腔。當(dāng)液 體填入連續(xù)縱向密封好的管狀包裝物時，將空氣腔的空氣密封于其中，形成一個空氣彈 簧，以便吸納產(chǎn)品的上涌和反哺產(chǎn)品的下灌。該方案基本可以解決高速灌裝的動力學(xué)問 題，但是經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，該改進的填充管對于灌裝速度和產(chǎn)品粘度過于敏感，其固定的 尺寸與位置僅對于某個特定的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品粘度有效。要調(diào)試與變更所述填充管，需 要更換整個阻尼構(gòu)件，生產(chǎn)成本較高，周期較長。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的一個目的是提供一種用于液態(tài)食品包裝機械上的高速產(chǎn)品填充 管，避免機器高速運轉(zhuǎn)時在包裝物形成區(qū)域產(chǎn)生負壓，改善包裝包裝材料管的形成過程。本實用新型的另一個目的是有效地抑制包裝材料管內(nèi)產(chǎn)品水平面高度的變化幅度。本實用新型的另一目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、方便調(diào)整、容易加工的填充管。為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是提供了一種液態(tài)食品包裝機械上 所用的高速填充管，包括管體，其特征在于，還包括至少兩個在液態(tài)食品包裝機械工作 中緩沖液態(tài)食品的剛性緩沖構(gòu)件，剛性緩沖構(gòu)件軸向固定在管體的周圍。進一步，所述剛性緩沖構(gòu)件為細長結(jié)構(gòu)，至少兩個剛性緩沖構(gòu)件以基本均勻的 間隔布置在所述管體的周圍。所述剛性緩沖構(gòu)件具有上端封閉下端開口的空氣腔，各剛性緩沖構(gòu)件的空氣腔 具有不同的高度或截面面積。所述剛性緩沖構(gòu)件穿過至少一個法蘭構(gòu)件軸向固定在所述管體的周圍，該法蘭 構(gòu)件用以支撐各所述剛性緩沖構(gòu)件穩(wěn)定安裝于所述管體的周圍。在所述法蘭構(gòu)件周邊安裝有柔性密封件，該柔性密封件用以在法蘭構(gòu)件與所述 包裝材料管狀容器內(nèi)側(cè)形成滑動密封結(jié)合。在所述法蘭構(gòu)件的端面開有小孔，小孔用以阻尼液態(tài)食品在所述管與所述各剛 性緩沖構(gòu)件之間的流動。所述各剛性緩沖構(gòu)件各自具有下環(huán)形邊緣，所述管體具有下環(huán)形端部，該下環(huán) 形端部在包裝材料行進方向延伸超過所述下環(huán)形邊緣。本實用新型提供的高速填充管可以避免機器高速運轉(zhuǎn)時在包裝物形成區(qū)域產(chǎn)生負壓，改善包裝包裝材料管的形成過程。當(dāng)機器以較高的工作速度運行時，比如每小時 18000-24000個包裝物，產(chǎn)品水平面連續(xù)快速波動，且相鄰兩次包裝物形成過程之間沒有 足夠長的時間使得產(chǎn)品依靠自身重力回落。在這個情況下，本實用新型提供的填充管可 以避免在包裝物形成區(qū)產(chǎn)生負壓，并且也能有效地抑制包裝材料管內(nèi)產(chǎn)品水平面高度的 變化幅度。本實用新型提供的填充管結(jié)構(gòu)簡單、方便調(diào)整、容易加工。

圖1是示出一種液態(tài)食品包裝機械中的由展開的條帶狀坯料制成的縱向密封的 連續(xù)管狀容器的示意性軸測圖，圖中同時示出了本實用新型填充管所處的位置；圖2是本實用新型的剛性緩沖構(gòu)件和法蘭構(gòu)件的軸測圖；圖3是沿其縱向軸線剖取的本實用新型的剛性緩沖構(gòu)件和法蘭構(gòu)件的放大剖面圖；圖4是示出填充管與緩沖構(gòu)件和法蘭構(gòu)件的連接關(guān)系的放大剖面圖；圖5是示出填充管與多個緩沖構(gòu)件和法蘭構(gòu)件的布局位置的仰視圖；。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例來具體說明本實用新型。應(yīng)理解，實施例僅用于說明本實用新 型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容之 后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，等價形式改動或修改同樣落 于本申請權(quán)利要求書所限定的范圍。
實施例圖標(biāo)1代表一種用于液態(tài)食品包裝機械的填充管，這種形式的包裝機械包括一 些用于將條帶狀坯料3形成縱向密封的連續(xù)管狀容器2的裝置(圖中未示出)，還包括一 些用于以均勻間隔依次夾住管狀容器2以便形成并橫向密封充有產(chǎn)品11的包裝物5的構(gòu) 件6。如圖1所示，管體1在使用時位于管狀容器2的內(nèi)部，并沿軸向延伸，以將液 態(tài)食品11導(dǎo)入管狀容器2。按照本實用新型，多個剛性緩沖構(gòu)件4通過法蘭構(gòu)件7固定 布置在管體1外圍，管狀容器2的內(nèi)部，即每個剛性緩沖構(gòu)件4位于管體1與管狀容器2 之間。剛性緩沖構(gòu)件4基本為管狀，頂端4a封閉，下端4b開口，即形成一倒置的空氣 腔8，這個空氣腔8在包裝物5形成過程中有助于緩沖包含在包裝材料管狀容器2內(nèi)的液 態(tài)產(chǎn)品11相對于管體1的運動。如圖1至5清楚地示出，法蘭構(gòu)件7固定在填充管1的 外表面la，引導(dǎo)并支撐各剛性緩沖構(gòu)件4。法蘭構(gòu)件7的徑向外表面7a設(shè)有彈性密封圈 9，密封圈9與連續(xù)運動的管狀容器2的內(nèi)壁2a形成滑動密封。法蘭構(gòu)件7端面7b開有 多個小形通孔10，允許并限制液態(tài)食品11在填充管1與剛性緩沖構(gòu)件4之間流動。為了更好地理解本實用新型的填充管，下面將描述公知的液態(tài)食品包裝機械的 一些相關(guān)部件。如所公知的那樣，一種形式的液態(tài)食品包裝機械有一些常用裝置，用于 由包裝材料的條帶狀坯料3形成一個縱向密封的連續(xù)管狀容器2。填充管設(shè)置在管狀容 器2的軸向?qū)⒁环N液態(tài)食品11導(dǎo)入容器2內(nèi)。在填充管上設(shè)置有一個常用的流量控制閥12以便控制液態(tài)食品11導(dǎo)入縱向密封的連續(xù)管狀容器2的導(dǎo)入速度。流量控制閥12由 傳感器13按照一種公知的方式控制，此傳感器13位于填充管附近，處于管狀容器2的內(nèi) 部。該液態(tài)食品包裝機械設(shè)置有一些常用的夾緊機構(gòu)或包裝成形件及密封構(gòu)件6，用于按 照均勻間隔依次夾緊所述管狀容器2以形成并橫向密封充有液態(tài)食品11的包裝物5。每當(dāng)包裝材料管狀容器2被夾在成對的包裝成形件及密封構(gòu)件6之間時，管內(nèi) 的產(chǎn)品11水平面Ila就會上升。因此，液態(tài)食品11就會與傳感器13的特定位置接觸， 而后傳感器13發(fā)出信號給閥12，之后該閥12就會以一種公知的方式自動地扼制流過填 充管的產(chǎn)品流以減少產(chǎn)品流速。在這之后，包裝材料管2的連續(xù)運動又使產(chǎn)品11水平面 Ila下降，當(dāng)傳感器13的特定位置不再與產(chǎn)品11接觸時，閥12就會自動打開來提高產(chǎn)品 流速。在高速液態(tài)食品包裝機械中，連續(xù)的包裝物5填充及由成形及密封構(gòu)件所實施的 連續(xù)成形及密封操作之間，沒有足夠的時間來使產(chǎn)品11水平面Ila依靠自身重力顯著下 降。本實用新型填充管的法蘭構(gòu)件7外側(cè)7a設(shè)有彈性密封件，以便于連續(xù)運動的管 狀包裝容器2內(nèi)壁2a形成滑動密封，使得包含于管狀容器2內(nèi)的液態(tài)食品11基本不會通 過法蘭構(gòu)件7的外側(cè)7a流動。該法蘭構(gòu)件7的端面7b還開有多個小孔10，允許包含于 管狀容器2內(nèi)的液態(tài)食品11流過。由小孔節(jié)流原理，相比于流入剛性緩沖構(gòu)件4的液態(tài) 食品11，流過小孔10的液態(tài)食品11的流速較高而流量較小。但是這種高流速在實際應(yīng) 用中并不會在法蘭構(gòu)件7上產(chǎn)生任何飛濺效果，因為潛在的飛濺效果被包含于剛性緩沖 構(gòu)件4與填充管1之間的液體柱內(nèi)。本實用新型的剛性緩沖構(gòu)件4具有各自獨立的空氣腔8。這些空氣腔8是基本 由頂端4a封閉下端4b開口的管子4構(gòu)成，當(dāng)液態(tài)食品11填入縱向密封的管狀容器2并 淹沒剛性緩沖構(gòu)件4底端4b開口后，即在剛性緩沖構(gòu)件4內(nèi)形成空氣彈簧。 隨著空氣腔 8內(nèi)產(chǎn)品液面lib升高，空氣被壓縮，空氣壓力增大，在靜止?fàn)顟B(tài)可以與液態(tài)食品11在 空氣腔里的液面lib的表面壓力達到平衡。在包裝物5形成的循環(huán)過程中，每當(dāng)包含在 管狀容器2內(nèi)的液態(tài)食品11被夾上涌時，由于法蘭構(gòu)件7的滑動密封和小孔節(jié)流作用， 較大流量的液態(tài)食品11將涌入剛性緩沖構(gòu)件4的空氣腔8并進一步壓縮空氣腔8內(nèi)的空 氣，進一步提高了各剛性緩沖構(gòu)件4內(nèi)的空氣壓強。每當(dāng)包裝材料管2的連續(xù)運動使液 態(tài)食品11下行時，空氣腔8內(nèi)的較高壓力的空氣又會作用于液面11b，向下推動空氣腔8 內(nèi)的液態(tài)食品11，以補償液態(tài)食品11的動力特性導(dǎo)致的低壓力。這種小孔節(jié)流與空氣彈 簧的配置有利于避免在液態(tài)食品包裝機械的包裝物5形成區(qū)域產(chǎn)生負壓，同時有利于使 得液態(tài)食品11的水平面Ila只在緩沖構(gòu)件4上作很小的運動。進一步改進設(shè)計，圍繞填充管安裝的各剛性緩沖構(gòu)件4可以取為不同的長度。 由于剛性緩沖構(gòu)件4的下端開口比較接近包裝物5形成區(qū)域，因此從各管口涌出的液態(tài)食 品11對包裝物5在包裝成形及密封構(gòu)件6之間的液態(tài)食品11的沖擊壓力就可以產(chǎn)生不同 的影響。在一種配置形式下，在靠近包裝物5形成的短邊區(qū)域5a，設(shè)置剛性緩沖構(gòu)件4 的空氣腔8具有較短的長度，使得其對應(yīng)的空氣腔8流入流出的液態(tài)食品11具有較大的 流速，以便進一步改善包裝物5成形區(qū)域的動態(tài)壓力分布。
權(quán)利要求1.一種液態(tài)食品包裝機械上所用的高速填充管，包括管體(1)，其特征在于，還包 括至少兩個在液態(tài)食品包裝機械工作中緩沖液態(tài)食品(11)的剛性緩沖構(gòu)件(4)，剛 性緩沖構(gòu)件(4)軸向固定在管體(1)的周圍。
2.如權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)食品包裝機械上所用的高速填充管，其特征在于，所 述剛性緩沖構(gòu)件(4)為細長結(jié)構(gòu)，至少兩個剛性緩沖構(gòu)件(4)以基本均勻的間隔布置 在所述管體(1)的周圍。
3.如權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)食品包裝機械上所用的高速填充管，其特征在于，所 述剛性緩沖構(gòu)件(4)具有上端封閉下端開口的空氣腔(8)，各剛性緩沖構(gòu)件(4)的 空氣腔(8)具有不同的高度或截面面積。
4.如權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)食品包裝機械上所用的高速填充管，其特征在于，所 述剛性緩沖構(gòu)件(4)穿過至少一個法蘭構(gòu)件(7)軸向固定在所述管體(1)的周圍， 該法蘭構(gòu)件(7)用以支撐各所述剛性緩沖構(gòu)件(4)穩(wěn)定安裝于所述管體(1)的周 圍。
5.如權(quán)利要求4所述的一種液態(tài)食品包裝機械上所用的高速填充管，其特征在于，在 所述法蘭構(gòu)件(7)周邊安裝有柔性密封件，該柔性密封件用以在法蘭構(gòu)件(7)與所述 包裝材料管狀容器(2)內(nèi)側(cè)形成滑動密封結(jié)合。
6.如權(quán)利要求4所述的一種液態(tài)食品包裝機械上所用的高速填充管，其特征在于， 在所述法蘭構(gòu)件(7)的端面(7b)開有小孔(10)，小孔(10)用以阻尼液態(tài)食品(11)在所述管(1)與所述各剛性緩沖構(gòu)件(4)之間的流動。
7.如權(quán)利要求1所述的一種液態(tài)食品包裝機械上所用的高速填充管，其特征在于， 所述各剛性緩沖構(gòu)件(4)各自具有下環(huán)形邊緣(4b)，所述管體(1)具有下環(huán)形端部(Ib)，該下環(huán)形端部(Ib)在包裝材料行進方向延伸超過所述下環(huán)形邊緣(4b)。
專利摘要本實用新型提供了一種液態(tài)食品包裝機械上所用的高速填充管，包括管體，其特征在于，還包括至少兩個在液態(tài)食品包裝機械工作中緩沖液態(tài)食品的剛性緩沖構(gòu)件，剛性緩沖構(gòu)件軸向固定在管體的周圍。本實用新型提供的高速填充管可以避免機器高速運轉(zhuǎn)時在包裝物形成區(qū)域產(chǎn)生負壓，改善包裝材料管的形成過程。當(dāng)機器以較高的工作速度運行時，比如每小時18000-24000個包裝物，產(chǎn)品水平面連續(xù)快速波動，且相鄰兩次包裝物形成過程之間沒有足夠長的時間使得產(chǎn)品依靠自身重力回落。在這個情況下，本實用新型提供的填充管可以避免在包裝物形成區(qū)產(chǎn)生負壓，并且也能有效地抑制包裝材料管內(nèi)產(chǎn)品水平面高度的變化幅度。本實用新型提供的填充管結(jié)構(gòu)簡單、方便調(diào)整、容易加工。
文檔編號B65B9/10GK201800934SQ201020514738
公開日2011年4月20日 申請日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者姜衛(wèi)東, 曲政 申請人:上海普麗盛輕工設(shè)備有限公司