包裝機(jī)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于在包裝中灌裝散裝物料的包裝機(jī)和方法。散裝物料尤其被灌裝于閥口袋中。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)灌裝閥口袋時，閥口袋被插套到一般大致水平取向的灌裝嘴上，隨后通過灌裝嘴的內(nèi)部被灌裝。在卸下后，閥口袋的閥口自密封關(guān)閉開口或加入附加焊縫以實現(xiàn)閥口關(guān)閉。
[0003]在現(xiàn)有的包裝機(jī)中，在儲料器內(nèi)保存待灌裝散裝物料的儲料。輸送裝置被分配給一個或多個灌裝嘴。輸送裝置可包括灌裝盒和輸送渦輪。具有與葉輪閘門相似的結(jié)構(gòu)的輸送渦輪用于通過渦輪葉片的轉(zhuǎn)動將散裝物料從灌裝盒輸送至與之相連的灌裝通道，在該灌裝通道的端部設(shè)有物料出口。物料出口位于灌裝嘴處。
[0004]當(dāng)將散裝物料灌裝至諸如閥口袋或開口袋的包裝時，例如在灌裝像水泥這樣的建筑材料情況下通常要求輸入壓縮空氣以使待灌裝散裝物料流體化。通過加入壓縮空氣，保持或使散裝物料可流動以允許有效灌裝。但空氣加入導(dǎo)致包裝內(nèi)壓在灌裝期間增大。該內(nèi)壓須在包裝卸下之前基本消散，以便所灌裝的散裝物料的相當(dāng)一部分在從灌裝嘴上取下時沒有因壓力消散而逸出并進(jìn)而造成污染包裝機(jī)的周圍環(huán)境。這對于將散裝物料灌入如聚乙烯薄膜等包裝時更是如此，因為薄膜材料本身是透氣的。
[0005]保證灌裝設(shè)備的整潔性變得越來越有意義。因此，DE4100658C2公開了一種將可流動物料灌入閥口袋的方法和灌裝機(jī)，其中當(dāng)灌裝過程中的重量增加低于預(yù)定值時，壓縮空氣通過節(jié)流閥被吹入灌裝渦輪或灌裝管的內(nèi)腔中。通過該方法避免在灌裝過程中始終輸入空氣，因而較少的空氣被送入袋中。由此可以縮短在完成灌裝后排氣的等候時間。但缺點是灌裝條件在袋與袋之間甚至在一次灌裝過程中明顯變化，因為有時加入而有時未加入空氣。另一缺點是，在這樣的灌裝方法中，灌裝結(jié)束時在閥口袋中也還是可能存在較高內(nèi)壓，這在卸袋且內(nèi)壓隨空氣逸失而猛然消散時可能造成相當(dāng)大的物料浪費。避免上述缺點的唯一方法是在灌裝過程結(jié)束后延長等候時間以提供更多時間用于袋內(nèi)壓力消散。但設(shè)備的經(jīng)濟(jì)性由此降低。而且，還是可能無法保證袋內(nèi)壓力足夠快速地消散。
[0006]因此，EP1860027B1公開了一種用于灌裝袋的設(shè)備和方法，其中，在灌裝過程中測量存在于袋內(nèi)的內(nèi)壓的大小，并且在灌袋期間里根據(jù)存在于袋內(nèi)的內(nèi)壓來控制灌裝參數(shù)如空氣供給量以加快袋的處理。該已知設(shè)備的工作令人滿意，其允許將物料快速灌入閥口袋，同時保證設(shè)備的整潔性。但缺點是設(shè)備的復(fù)雜性明顯增大，因為每個灌裝嘴須配備有單獨的壓力傳感器來獲得用于存在于閥口袋內(nèi)的壓力水平的尺度。尤其當(dāng)灌裝研磨材料和諸如水泥的建筑材料時，對所用材料和測量系統(tǒng)提出了很嚴(yán)格的要求，因為它們須在連續(xù)24小時且一周七天的工作中可靠運(yùn)行。
[0007]由于包裝機(jī)通常以具有8個、12個或16個灌裝嘴的回轉(zhuǎn)式包裝機(jī)的形式構(gòu)成，故其中一個灌裝嘴出故障就已經(jīng)可能造成這種包裝機(jī)停機(jī)相當(dāng)長的時間。
[0008]因此，根據(jù)EP1860027B1的灌裝設(shè)備主要用于灌裝很輕的物料如含有特別高的空氣含量的炭黑顆?；蚨趸侇w粒等。該設(shè)備對于其它應(yīng)用目的來說太昂貴了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，鑒于所述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供包裝機(jī)和用于在包裝中灌裝散裝物料的方法，可借此保證設(shè)備高度清潔并且設(shè)備成本低。
[0010]該目的通過具有權(quán)利要求1的特征的裝置以及具有權(quán)利要求16的方法來完成。本發(fā)明的優(yōu)選改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征能從概括描述和實施例說明中得到。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的包裝機(jī)用于在包裝中灌裝散裝物料，該包裝機(jī)包括至少一個儲料器、至少一個輸送裝置、至少一個灌裝嘴、在儲料器和至少一個物料出口之間的物料傳輸路徑中有至少一個通風(fēng)閥和至少一個通風(fēng)嘴的至少一個通風(fēng)裝置。該物料出口優(yōu)選設(shè)置在灌裝嘴處。該通風(fēng)閥被構(gòu)造成可通過控制單元來控制，所述控制單元和通風(fēng)閥被設(shè)立和構(gòu)造成將在灌裝開始時的時段內(nèi)的流過所述通風(fēng)嘴的空氣量和/或有效流過的空氣量調(diào)設(shè)成大于在灌裝結(jié)束時的時段內(nèi)的空氣量。
[0012]本發(fā)明的包裝機(jī)有許多優(yōu)點。本發(fā)明的包裝機(jī)的一個顯著優(yōu)點是，并非每個灌裝嘴均需要有附加壓力傳感器以有效保證包裝機(jī)的整潔性。由于控制單元將在灌裝開始時的流過空氣量調(diào)設(shè)成大于在灌裝結(jié)束時的空氣量，故能有效保證存在于包裝中的內(nèi)壓顯著低于現(xiàn)有技術(shù)，這是因為總空氣量減少，尤其在臨近灌裝結(jié)束時，當(dāng)越來越多的物料灌入包裝時，輸入較少量空氣。由此能在從灌裝嘴上取下包裝時可靠防止所灌入的散裝物料流出。因此，本發(fā)明以有利的方式實現(xiàn)了很可靠的包裝機(jī)，在此，通過零部件減少可獲得很高的可靠性。
[0013]出乎意料地發(fā)現(xiàn)了，當(dāng)首先調(diào)節(jié)出較大空氣量且隨后明顯減小該空氣量時，可以明顯減小在灌裝過程中總共輸入包裝中的空氣量。在待灌裝散裝物料的流動特性相似的情況下，從灌裝過程開始至結(jié)束始終不變的空氣量導(dǎo)致總體明顯較多的空氣進(jìn)入包裝，由此，灌裝結(jié)束時的包裝內(nèi)壓也相應(yīng)增大。由此導(dǎo)致更嚴(yán)重的污染和/或灌裝結(jié)束時的明顯延長的等候時間。
[0014]如果在整個灌裝過程中減小供應(yīng)空氣量，則可能出現(xiàn)一些包裝可首先被可靠灌裝，接著，灌裝速度可能因物料阻塞和/或搭橋而顯著降低，甚至無法再灌入物料。
[0015]該通風(fēng)裝置包括至少一個閥裝置和至少一個通風(fēng)嘴。所述閥裝置和通風(fēng)嘴可通過壓縮空氣連通機(jī)構(gòu)相連。該閥裝置可直接設(shè)置在通風(fēng)嘴上或與通風(fēng)嘴間隔設(shè)置。該閥裝置例如可布置在開關(guān)柜之中或之上，而該通風(fēng)嘴布置在物料傳輸通道處，例如在輸送裝置和/或灌裝嘴處。
[0016]本發(fā)明的一個顯著優(yōu)點是包裝充滿度可被提高。由于較少量空氣進(jìn)入包裝，故包裝體積可被縮小。例如如果包裝被縮小5%或僅2%或僅0.5%，則包裝成本可相應(yīng)降低。在用16個灌裝嘴一周七天且1天24小時連軸轉(zhuǎn)時，包裝材料成本可被相應(yīng)降低。儲藏空間和輸送量可稍微降低。
[0017]一個附加優(yōu)點是也可提高重量精度。由于在從灌裝嘴上取下包裝時實際上沒有物料流出，故不僅提高整潔性，也提高精度。重量精度也還通過灌裝過程的改善控制被提高，這是因為通過散裝物料的優(yōu)化的空氣供給能更好地控制粗流階段和細(xì)流階段，因此可在細(xì)流階段中選擇較小的重量增加。由此得到更準(zhǔn)確的關(guān)斷時刻，由設(shè)備決定的微調(diào)較小。優(yōu)選在至少一部分的灌裝過程中求出隨灌裝時間的灌裝重量曲線的特征并將其作為示例數(shù)據(jù)存在存儲裝置中。隨灌裝時間的灌裝重量曲線的特征可包括所獲得的所有灌裝重量數(shù)據(jù)。還可能且優(yōu)選的是，從隨灌裝時間的灌裝重量曲線中推導(dǎo)出至少一個特征值并在后續(xù)灌裝過程的控制中加以考慮。于是，可使空氣加入適應(yīng)于至少一個之前灌裝過程的隨灌裝時間的灌裝重量曲線。如果灌裝曲線表明加入太多空氣，則可減少空氣量。如果隨灌裝時間的灌裝重量曲線表明輸入空氣太少，則可在后續(xù)灌裝過程中增加空氣量。
[0018]該控制單元最好被構(gòu)造和設(shè)立成根據(jù)存儲的歷史數(shù)據(jù)改變在后續(xù)灌裝過程中的通風(fēng)閥控制。
[0019]該控制單元優(yōu)選被構(gòu)造和設(shè)立成考慮之前多次灌裝過程的歷史數(shù)據(jù)。這可通過對多次灌裝過程取平均值來實現(xiàn)。
[0020]在所有的實施方式中可行的是，通過改變通風(fēng)閥的通風(fēng)橫截面來調(diào)節(jié)通過至少一個通風(fēng)閥所輸入的空氣量。但也可行的是，改變所采用的空氣壓力以調(diào)節(jié)出不同的空氣量。[0021 ] 尤其優(yōu)選的是通風(fēng)閥以比例閥的形式構(gòu)成或者包括至少一個這樣的比例閥。通風(fēng)閥能以電磁閥的形式構(gòu)成，于是尤其包括至少一個電線圈和至少一個呈彈簧狀的偏壓單元用于將通風(fēng)閥偏壓至優(yōu)選位置。該優(yōu)選位置例如可以是閉合位置。該通風(fēng)閥可以包括控制圓錐體、電極管和電樞，用于根據(jù)施加電流調(diào)節(jié)出相應(yīng)的通風(fēng)橫截面。該通風(fēng)閥的通風(fēng)橫截面最好至少可分為多級來調(diào)節(jié)。通風(fēng)橫截面最好能近似連續(xù)調(diào)節(jié)或連續(xù)調(diào)節(jié)。由此實現(xiàn)對流過的空氣量的很準(zhǔn)確的控制。
[0022]在所有的實施方式中優(yōu)選的是，通風(fēng)閥的特征曲線被存在控制單元中。此時特征曲線尤其可考慮滯后效應(yīng)。由此允許很準(zhǔn)確地控制通風(fēng)閥。
[0023]該控制單元優(yōu)選被設(shè)立和構(gòu)造成通過至少一種脈寬調(diào)制方法來調(diào)節(jié)通風(fēng)閥的有效通風(fēng)橫截面。脈寬調(diào)制方法能夠簡單有效地控制經(jīng)過通風(fēng)閥的空氣量。在脈寬調(diào)制方法中優(yōu)選調(diào)節(jié)出小于1秒、尤其小于100毫秒的間隔時長。
[0024]在尤其優(yōu)選的實施方式中，間隔時長小于50毫秒，尤其小于25毫秒。在一個【具體實施方式】中，間隔時