專(zhuān)利名稱(chēng)：連續(xù)形成、密封和充填軟性包裝的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連續(xù)形成、密封軟性包裝和為軟性包裝充填材料的方法和系統(tǒng)以在輸送系統(tǒng)的輸出端實(shí)現(xiàn)包裝的快速生產(chǎn)。本發(fā)明特別涉及一種在無(wú)菌或者超凈環(huán)境下連續(xù)形成、密封軟性包裝和為軟性包裝充填經(jīng)熱的巴式殺菌或者無(wú)菌的飲料，以及在潔凈的環(huán)境下對(duì)在無(wú)菌環(huán)境中形成的包裝在輸送到裝箱機(jī)或者其它后續(xù)包裝形成設(shè)備的路徑中進(jìn)行后續(xù)處理的系統(tǒng)和方法。
相關(guān)技術(shù)的描述目前已經(jīng)利用各種技術(shù)和設(shè)備實(shí)現(xiàn)軟性包裝，特別是無(wú)菌包裝的形成、密封和充填。但是，由于將被充填的和待形成的包裝的性質(zhì)以及無(wú)菌環(huán)境的要求，常規(guī)系統(tǒng)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)足夠快速的生產(chǎn)率以在裝配線(xiàn)中達(dá)到所需的效率。
優(yōu)選的是，希望裝配線(xiàn)達(dá)到80％-85％的效率，但是目前這樣的效率還未達(dá)到。因此，在本技術(shù)領(lǐng)域中需要一種能夠以比現(xiàn)有的技術(shù)和系統(tǒng)更快的速度連續(xù)形成、密封和充填軟性包裝的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)主要方面是提供一種能夠以高的效率和生產(chǎn)速度連續(xù)形成、密封和充填軟性包裝的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種利用由卷料供給的軟性材料的連續(xù)板連續(xù)形成軟性包裝的系統(tǒng)，其中所形成的包裝具有底部和頂部角撐板。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，材料的連續(xù)板是連續(xù)形成的以及以連續(xù)移動(dòng)的方式被充填有液體，并且不會(huì)使包裝在通過(guò)輸送系統(tǒng)的各個(gè)操作工位時(shí)停止或者轉(zhuǎn)位。
通過(guò)提供一種連續(xù)形成、密封軟性包裝和為軟性包裝充填材料的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些和其它方面，該方法包括下列步驟(a)將塑料片材的連續(xù)板供給到包裝形成單元中；(b)從形成單元輸出包括一系列并列成形包裝的連續(xù)包裝板，成形的包裝具有封閉的底部；兩個(gè)敞開(kāi)的側(cè)部和一個(gè)限定充填開(kāi)口的敞開(kāi)的頂部；(c)連續(xù)地供給包裝板通過(guò)側(cè)部縫合單元的同時(shí)密封敞開(kāi)側(cè)部；(d)連續(xù)地供給包裝板通過(guò)充填單元的同時(shí)通過(guò)所述敞開(kāi)的頂部為包裝充填液體；(e)連續(xù)地供給包裝板通過(guò)頂部密封單元的同時(shí)密封各個(gè)包裝的敞開(kāi)頂部；以及(f)從包裝板上切斷各個(gè)被充填和密封的包裝以形成各個(gè)包裝。
在本發(fā)明的方法中，如果需要對(duì)充填的包裝進(jìn)行殺菌，那么在上述步驟(a)和(b)之間執(zhí)行一個(gè)對(duì)包裝板進(jìn)行殺菌的步驟。
在本發(fā)明的方法中，最好在無(wú)菌或者超凈的環(huán)境內(nèi)進(jìn)行上述的步驟(a)至(e)。但是，從包裝板上切斷各個(gè)被充填和密封的包裝以形成各個(gè)包裝；在包裝板上將一個(gè)飲用麥管固定在每一個(gè)包裝上；以及形成輔助包裝的步驟僅在一個(gè)潔凈，而不是無(wú)菌或者超凈的環(huán)境下執(zhí)行。
本發(fā)明還涉及一種包括組合在一起用于執(zhí)行本發(fā)明方法的上述步驟的各個(gè)裝置和單元的系統(tǒng)。
本發(fā)明的其它變型可包括將一個(gè)傾倒口附在包裝的充填開(kāi)口上的步驟；為所述包裝充填低酸性飲料或者食品，諸如奶制品，或者酸性較高的飲料，諸如橙汁；包括桔漿或者水果顆粒的顆粒材料的步驟；以及將箔-塑料以及塑料-塑料層壓材料用于包裝板材料。
從下面的詳細(xì)描述中可以明顯地看出本發(fā)明的其他適用范圍。但是，應(yīng)該理解的是，下面給出的詳細(xì)描述和特定實(shí)施例，同時(shí)說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，僅是說(shuō)明性的，這是由于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從下面的詳細(xì)描述中可以明顯地看出在本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和變型。
從下面的詳細(xì)描述中可以明顯地看出本發(fā)明的其它適用范圍。但是，應(yīng)該理解的是，下面給出的詳細(xì)描述和特定實(shí)施例，同時(shí)說(shuō)明了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，其僅是說(shuō)明性的，這是由于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員從下面的詳細(xì)描述中可以明顯地看出在本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍內(nèi)的各種改進(jìn)和變型。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明從下面的詳細(xì)描述和附圖中可以更充分地理解本發(fā)明，這里所給出的附圖僅是說(shuō)明性的，并不是對(duì)本發(fā)明的限定，在附圖中

圖1是說(shuō)明本發(fā)明所涉及的一種用于在無(wú)菌環(huán)境下充填軟性包裝的系統(tǒng)和方法的示意性框圖；圖2是說(shuō)明圖1的形成、充填和密封系統(tǒng)的進(jìn)一步細(xì)節(jié)的示意性框圖；圖3是表示用于執(zhí)行圖1中的系統(tǒng)的方法的設(shè)備的一個(gè)可行的實(shí)施例的透視圖；圖4是圖1的系統(tǒng)的軟性包裝的形成部分的示意圖，其中示出了用于軟性包裝的頂部和底部角撐板結(jié)構(gòu)的形成的細(xì)節(jié)；以及圖5是表示本發(fā)明所涉及的用于充填形成在連續(xù)板中的軟性包裝的旋轉(zhuǎn)充填轉(zhuǎn)臺(tái)和噴嘴組件的透視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述參見(jiàn)圖1，其中示出了一個(gè)能夠在無(wú)菌或者超凈環(huán)境下充填和密封軟性包裝、接著在一個(gè)潔凈環(huán)境下對(duì)包裝進(jìn)行后續(xù)處理和輔助包裝的完整系統(tǒng)。
提供經(jīng)巴式消毒的果汁或者其它飲料10的飲料源以將液體供給到設(shè)置在無(wú)菌外殼12內(nèi)的冷充填旋轉(zhuǎn)填充機(jī)14。供給連續(xù)無(wú)菌板的袋成型機(jī)16以對(duì)于200毫升600ppm以及對(duì)于330毫升300ppm的速度在并排的位置中在板中形成包裝。袋成型機(jī)16包括下面會(huì)描述的角撐板形成機(jī)構(gòu)以及側(cè)部密封機(jī)構(gòu)8和頂部密封機(jī)構(gòu)18。
在無(wú)菌或者超凈環(huán)境以外，但在清潔環(huán)境內(nèi)，設(shè)置麥管施加裝置20、產(chǎn)品沖切和代碼日期標(biāo)注裝置22、以及在系統(tǒng)的輸出處的高速拾取和放置箱安裝、包裝和封閉機(jī)構(gòu)30。產(chǎn)品轉(zhuǎn)移輸送系統(tǒng)24設(shè)置在無(wú)菌板袋成型機(jī)16和輔助包裝裝置30之間，并且這樣一個(gè)輸送系統(tǒng)可包括包裝重量監(jiān)測(cè)檢測(cè)器和滑脫保護(hù)器28以提供所形成的和充填的包裝的均勻連續(xù)的生產(chǎn)量。
圖2披露了用于圖1的系統(tǒng)中的包裝形成和殺菌機(jī)構(gòu)的具體結(jié)構(gòu)，并且這里所用的相同的附圖標(biāo)記表示各個(gè)附圖中的相同的部件。用于形成板W的片材可設(shè)置在包裝卷料供給器6上。接著板W移動(dòng)通過(guò)殺菌機(jī)構(gòu)7，殺菌機(jī)構(gòu)7最好利用非過(guò)氧化氫、紫外線(xiàn)輻射和加熱對(duì)板材料進(jìn)行處理。板W從殺菌機(jī)構(gòu)7排出，并且移動(dòng)通過(guò)袋側(cè)部密封轉(zhuǎn)臺(tái)8，袋側(cè)部密封轉(zhuǎn)臺(tái)8形成袋P的側(cè)縫，如后面參照?qǐng)D5詳細(xì)描述的。板W繞過(guò)空轉(zhuǎn)輥9達(dá)到冷袋充填機(jī)11的周邊，如圖3和圖5中詳細(xì)示出的。從充填機(jī)11排出的板W上的充填的袋通過(guò)連續(xù)超聲波頂部密封機(jī)18，連續(xù)超聲波頂部密封機(jī)18能夠密封充填的袋的頂部開(kāi)口。在這點(diǎn)上，包裝可從無(wú)菌或者超凈環(huán)境來(lái)到清潔的環(huán)境，這是由于其中帶有無(wú)菌液體或者其它材料的包裝已經(jīng)被密封。從密封機(jī)18排出的板W通過(guò)麥管施加裝置20，麥管施加裝置20可將麥管固定到每一個(gè)包裝上。接著，板W通過(guò)沖壓穿孔或者切割機(jī)22，并且密封的包裝被分離成各個(gè)包裝以由輔助包裝30處理，輔助包裝30可以大約720ppm的速度形成箱、多件等。
圖3是表示圖2的系統(tǒng)的部件的具體形狀和內(nèi)部連接的一個(gè)實(shí)施例的透視圖。如圖3中所示的，卷料6設(shè)置在卷筒上，卷筒供給板W片材并使之通過(guò)殺菌機(jī)、角撐板形成機(jī)構(gòu)、側(cè)部密封轉(zhuǎn)臺(tái)8和旋轉(zhuǎn)充填轉(zhuǎn)臺(tái)11；并且通過(guò)一個(gè)輸送機(jī)和麥管施加裝置以及沖切轉(zhuǎn)臺(tái)22輸出。在不脫離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的基礎(chǔ)上可使用圖3中的系統(tǒng)的部件的各種具體形式。
參見(jiàn)圖4，其中示出了本發(fā)明所涉及的用于形成軟性包裝P的頂部和底部角撐板的角撐板形成機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例。板W被供給通過(guò)金屬犁形器具13，金屬犁形器具13包括帶有由一對(duì)板15限定的輸出狹槽的漏斗形通道。底部角撐板BG從狹槽排出并且與板W一起進(jìn)入用于形成包裝P的頂部角撐板TG的工位。頂部角撐板形成機(jī)構(gòu)包括頂部角撐板折疊板16，頂部角撐板折疊板16在板W中形成頂部角撐板TG。帶有在這里形成的角撐板的包裝P接著被輸送到圖2的側(cè)縫形成機(jī)構(gòu)8中。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所涉及的包裝P包括底部角撐板BG、頂部角撐板TG、充填開(kāi)口FO和腰部PW，腰部PW有助于使消費(fèi)者舒適地握持和控制包裝。如圖5中所示的，利用旋轉(zhuǎn)充填機(jī)11的噴嘴11A將液體引入到開(kāi)口FO中。箭頭A表示從噴嘴11A引入到開(kāi)口FO中，箭頭B表示在完成充填后將那些噴嘴從開(kāi)口移除。換言之，旋轉(zhuǎn)充填機(jī)能夠通過(guò)頂部開(kāi)口FO對(duì)包裝P進(jìn)行快速連續(xù)的充填，并且在充填過(guò)程中包裝不會(huì)出現(xiàn)停止或者轉(zhuǎn)位。
包裝P可由塑料、塑料的層壓制品、軟性箔層壓制品、箔和塑料的組合以及其它任何適合的軟性材料制成。
盡管對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是顯然可以多種方式對(duì)其改變。這樣的變型不能被認(rèn)為脫離了本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，所有這樣的變型顯然也包含在下面的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)形成軟性包裝、密封軟性包裝和為軟性包裝充填材料的方法，該方法包括下列步驟(a)將塑料片材制成的連續(xù)板供給到包裝形成單元中；(b)從所述形成單元輸出一個(gè)包括一系列并列成形的包裝的連續(xù)包裝板，所述成形的包裝具有封閉的底部；兩個(gè)敞開(kāi)的側(cè)部和一個(gè)限定了充填開(kāi)口的敞開(kāi)的頂部；(c)在連續(xù)地輸送包裝板而使其通過(guò)側(cè)部縫合單元的同時(shí)，密封所述敞開(kāi)的側(cè)部；(d)在連續(xù)地輸送包裝板而使其通過(guò)充填單元的同時(shí)，通過(guò)所述敞開(kāi)的頂部為所述包裝充填液體；(e)在連續(xù)地輸送包裝板而使其通過(guò)頂部密封單元的同時(shí)，密封各個(gè)包裝的敞開(kāi)的頂部；以及(f)從板上切斷各個(gè)被充填和密封的包裝以形成各個(gè)包裝。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟在步驟(a)和(b)之間對(duì)板進(jìn)行殺菌處理。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟在步驟(e)和(f)之間將一個(gè)飲用麥管固定在板上的每一個(gè)包裝上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟在步驟(e)和(f)之間將一個(gè)飲用麥管固定在板上的每一個(gè)包裝上。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述形成單元沿著一個(gè)縱向軸線(xiàn)連續(xù)地折疊所述塑料片材以形成縱向角撐板，所述縱向角撐板形成包裝的底部。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述形成單元接著連續(xù)形成每一個(gè)包裝的頂部角撐板結(jié)構(gòu)。
7.一種連續(xù)形成軟性包裝、密封軟性包裝和為軟性包裝充填液體的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括(a)用于將塑料片材的連續(xù)板供給到包裝形成單元中的裝置；(b)用于從所述形成單元輸出一個(gè)包括一系列并列成形的包裝的連續(xù)包裝板的裝置，所述成形的包裝具有封閉的底部；兩個(gè)敞開(kāi)的側(cè)部和一個(gè)限定了充填開(kāi)口的敞開(kāi)的頂部；(c)用于在連續(xù)地輸送包裝板而通過(guò)側(cè)部縫合單元的同時(shí)密封所述敞開(kāi)的側(cè)部的裝置；(d)用于在連續(xù)地輸送包裝板而通過(guò)充填單元的同時(shí)通過(guò)所述敞開(kāi)的頂部為所述包裝充填液體的裝置；(e)用于在連續(xù)地輸送包裝板而通過(guò)頂部密封單元的同時(shí)密封各個(gè)包裝的敞開(kāi)頂部的裝置；以及(f)用于從板上切斷各個(gè)被充填和密封的包裝以形成各個(gè)包裝的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于在利用裝置(a)和(b)執(zhí)行的功能之間對(duì)板進(jìn)行殺菌處理的裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括能夠在利用裝置(e)和(f)執(zhí)行的功能之間將一個(gè)飲用麥管固定在板上的每一個(gè)包裝上的裝置。
10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括能夠在利用裝置(e)和(f)執(zhí)行的功能之間將一個(gè)飲用麥管固定在板上的每一個(gè)包裝上的裝置。
11.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述形成單元沿著一個(gè)縱向軸線(xiàn)連續(xù)地折疊所述塑料片材以形成縱向角撐板，所述縱向角撐板形成包裝的底部。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述形成單元接著連續(xù)形成每一個(gè)包裝的頂部角撐板結(jié)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于在裝置(b)至(e)周?chē)３忠环N無(wú)菌環(huán)境的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于在裝置(f)周?chē)３忠环N潔凈的但非無(wú)菌環(huán)境的裝置。
15.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括用于在所述固定飲用麥管的裝置周?chē)３忠环N潔凈的但非無(wú)菌環(huán)境的裝置。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟在步驟(b)到(e)的過(guò)程中保持一種無(wú)菌的環(huán)境。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟在步驟(f)過(guò)程中保持一種潔凈的但非無(wú)菌的環(huán)境。
18.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括下列步驟在固定飲用麥管的過(guò)程中保持一種潔凈的但非無(wú)菌的環(huán)境。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)于200毫升的袋，所述包裝生產(chǎn)量大約為每分鐘660個(gè)包裝。
20.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)于200毫升的袋，所述包裝生產(chǎn)量大約為每分鐘660個(gè)包裝。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于連續(xù)形成、密封(8)軟性包裝并且為軟性包裝充填(11)無(wú)菌飲料的系統(tǒng)和方法，在不使包裝停止和轉(zhuǎn)位的情況下實(shí)現(xiàn)成型、密封和充填以達(dá)到高生產(chǎn)速度和效率。板供給裝置(6)將片材輸入到系統(tǒng)中，片材在形成單元中連續(xù)形成一系列并排成形的包裝。利用能形成頂部和底部角撐板、密封的側(cè)縫(8)以及具有將液體充填在其中的敞開(kāi)頂部的折疊技術(shù)形成包裝。形成包裝的整個(gè)板被輸送通過(guò)充填裝置(11)，充填裝置(11)對(duì)板形包裝連續(xù)充填。接著連續(xù)密封(18)包裝的頂部充填開(kāi)口，在無(wú)菌或者超凈環(huán)境下進(jìn)行制造。接著在潔凈環(huán)境下對(duì)包裝進(jìn)行后處理。后處理包括將飲用麥管(20)固定在包裝上，將包裝切成各個(gè)包裝，并且對(duì)各個(gè)包裝進(jìn)行輔助包裝(30)形成箱或者多件。
文檔編號(hào)B65B55/08GK1503750SQ02808553
公開(kāi)日2004年6月9日 申請(qǐng)日期2002年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月21日
發(fā)明者詹姆斯·J·王, 詹姆斯 J 王 申請(qǐng)人:可口可樂(lè)公司