專利名稱：用于將漿料裝入袋內(nèi)的雙螺旋系統(tǒng)及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種形成柔性袋子、填裝槳料復(fù)合物(composition)并密封 該袋子用于運輸?shù)脑O(shè)備和方法。更具體地說，涉及一種快速、準(zhǔn)確地將所述袋 子填裝到合適重量的成形-填裝-密封(form-fill-seal)設(shè)備。
背景技術(shù)：
在建筑結(jié)構(gòu)中，石膏墻板是最常用的元件之一，通常也稱為清水墻 (drywall)，用于墻壁和/或天花板的結(jié)構(gòu)中。由石膏墻板制造的墻壁通常通 過將面板固定到立柱或托梁上來建造，'然后用專門準(zhǔn)備的稱為勾縫混合料 (joint compound)的復(fù)合物填裝并涂敷面板之間的接縫。該過程通常是這樣 進(jìn)行的，將初級(taping grade)勾縫混合料涂在墻壁相鄰邊緣形成的接縫內(nèi)， 并在該混合料內(nèi)嵌入液體可透的布帶(tape)。在干燥(或凝固)后，將包括 最高級勾縫混合料的第二層涂料涂覆到接縫處。輕微打磨(sand)，然后涂上 第三層涂料，通常這樣便結(jié)束了。另一等級的勾縫混合料是既用于嵌入布帶也 用于拋光涂敷的多功能等級。該多功能等級的勾縫混合料可在完成的墻上和接 縫處形成圖案效果以提供紋理表面。
勾縫混合料一般有兩種類型凝固型(setting type)和干燥型(drying type)。在水合作用下，硫酸鈣半水合物和水轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徕}二水合物晶體聯(lián)鎖 矩陣時，凝固型混合料開始固化并變得堅硬。多余的水分蒸發(fā)。干燥型混合料 在水分蒸發(fā)而失水后變得堅硬。
每種類型的勾縫混合料既以干粉混合物的形式出售，也以含水漿料的形式 出售。干粉包括碳酸鈣或煅燒石膏以及干性的合適的添加劑。每種形式都有其 優(yōu)點，這取決于在工地上哪種可用。干性混合物需要較少材料的運輸。然而， 干性混合物需要使用水和混合設(shè)備。如果這些材料不容易獲得，或者工地(Job) 很小不便于得到它們，那么預(yù)拌(ready-mix)勾縫混合料是使用的勾縫混合 料中最適用的形式。
4與干燥型勾縫混合料或干性混合物相比，預(yù)拌、凝固型勾縫混合料的準(zhǔn)備 需要額外的化學(xué)成分。然而， 一旦將水加入煅燒石膏中，便開始了凝固的過程 直到受到化學(xué)方法的阻止。加入足量的緩凝劑以阻止硬化。在使用前，將促凝
劑加入預(yù)拌勾縫混合料中以中和(overcome)緩凝劑的作用。如果在干燥型勾 縫混合料中加入水，若水沒有蒸發(fā)，那么將延緩漿料的硬化。將干燥型勾縫混 合料保持緊密的密封，便足以將該混合料保持在漿料狀態(tài)。
漿料產(chǎn)品對于包裝專家而言是一種挑戰(zhàn)。由于水分的重量，該產(chǎn)品非常重。 該產(chǎn)品在包裝內(nèi)是流體，使得重量的分布是變換著的。如果包裝裂開或被刺破， 漿料將會滲漏出來，將其附近的其它產(chǎn)品弄得較臟亂。通常而言，預(yù)拌勾縫混 合料已包裝在塑料桶或有塑料襯里的紙镩內(nèi)。這些包裝堅硬的外殼給產(chǎn)品提供 了防裂開和防刺破的保護(hù)，給沉重的漿料提供了支持，并提供了一種易于堆疊 在板(palette)上而不會移位的包裝。
然而，與塑料袋相比，這些形式的包裝非常昂貴。除了包裝材料的成本外， 還需要包括紙箱成形機、袋子注入器、紙箱密封器、加蓋器(lid placer)、 紙墊放置器(doily placer)和蓋子密封^l在內(nèi)的額外設(shè)備來完成包裝。并且 需要額外的工人來操作和維護(hù)這些額外的設(shè)備。上述包裝設(shè)備整個占用區(qū)域較 大，需要大量設(shè)備和相應(yīng)的資金投入。
一些現(xiàn)有的填裝設(shè)備是在一個工位上形成袋子，并將大部分產(chǎn)品傳送到該 袋子內(nèi)，然后將該袋子移動到第二個工位以準(zhǔn)確地完成該過程。將填裝了部分 漿料的袋子移動到第二個填裝工位需要時間和額外的設(shè)備。同時袋子的移動也 增加了袋子溢出或損壞的機會。盡管在第二填裝工位上封頂(t叩ping)和密 封袋子比在第一工位上要節(jié)省一點時間，然而包括傳送時間在內(nèi)的填裝袋子所 需的總時間并不會必然減少，并且也增加了產(chǎn)品受損的機會。同時需要另外的 員工來操作和維護(hù)額外的設(shè)備也是一項成本。
現(xiàn)有技術(shù)較少涉及漿料復(fù)合物包裝。塑料袋常常被用于粉狀、特別是尺寸 大于100微米的粒狀材料的包裝。在美國專利NO. 4436204中公開了將勾縫混 合漿料包裝在管中。該勾縫混合料被泵入該管中?？諝鈴脑摴苤信懦?，并將該 管系住或夾緊。在美國專利No. 5323588中，在預(yù)拌勾縫混合料的包裝內(nèi)噴入 保濕劑，以將含水量保持不變。在美國專利No. 5413154中，通過螺旋將粒狀 材料進(jìn)給到重力自流進(jìn)料導(dǎo)管內(nèi)。通過設(shè)計材料的選取量、選取比例或選取速度獲得定做的(custom)產(chǎn)品混合物。材料進(jìn)給到傳送線上，然后移動到發(fā)送站， 在這里，混合物被放置在容器內(nèi)。任選地，通過將液體添加到粒狀產(chǎn)品來制造 諸如鉆探泥漿的漿料。 .
因此，本領(lǐng)域中需要用于預(yù)拌石膏產(chǎn)品的低成本的包裝來替代塑料桶和有 襯里的紙箱。同時也需要可準(zhǔn)確測量按重量銷售的產(chǎn)品的包裝線。還有就是需 要一種占地少、需要操作員工少的包裝系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明用于包裝漿料的改進(jìn)的系統(tǒng)和設(shè)備已滿足或超出了上述需求。與有 襯里的紙箱或塑料桶相比，該系統(tǒng)使用塑料袋子的成本相當(dāng)?shù)汀?br> 更具體地說，使用改進(jìn)的成形-填裝-密封設(shè)備來將漿料產(chǎn)品包裝到塑料袋 子內(nèi)。優(yōu)選地，該設(shè)備已獲得改進(jìn)，從而通過重量來選取合適的產(chǎn)品量。使用 雙螺旋系統(tǒng)來填裝袋子，該系統(tǒng)包括用于填裝袋子的大螺旋和精密螺旋。在第 一階段，大螺旋或兩螺旋一起工作將漿料快速地裝滿袋子的大部分。在第二階 段內(nèi)，停止大螺旋的操作，僅讓精密螺旋將袋子裝滿。上述階段既可以由時間 也可以由裝入袋子內(nèi)的產(chǎn)品的體積或重量來決定。
在本發(fā)明的另一方面，是一種包裝漿料產(chǎn)品的方法，該方法包括形成袋子， 用雙螺旋系統(tǒng)填裝該袋子，然后密封該袋子。如上所述，在第一階段，至少大 螺旋和精密螺旋同時填裝相同的袋子。在第二階段，所述大螺旋停止，由精密 螺旋完成填裝過程。
本發(fā)明的方法和系統(tǒng)實現(xiàn)了用漿料快速和準(zhǔn)確的填裝袋子。同時使用兩個 螺旋加快了袋子填裝。當(dāng)大螺旋停止時，精密螺旋較慢的填裝確保了將準(zhǔn)確的 漿料量裝入袋子內(nèi)。
與使用通常的包裝相比，通過減少包裝漿料產(chǎn)品所需的設(shè)備數(shù)量實現(xiàn)了節(jié) 約。使用改進(jìn)的成形-填裝-密封裝置，形成塑料袋子、填裝漿料、密封該袋子 并準(zhǔn)備運輸僅需要一個裝置。不再需要紙箱成形設(shè)備、捆扎器、袋子注入器、 紙箱密封器、加蓋器、紙墊放置器或蓋子密封器。該包裝操作的完成僅需要很 小的空間，使得部分車間可用于其它目的或需要更少的資金支出。
由于設(shè)備少，所需的操縱和維護(hù)該包裝設(shè)備的人員更少。盡管整個過程是 自動化的，但仍需要工人來清理堵塞、執(zhí)行日常維護(hù)和將原材料供應(yīng)給設(shè)備。如果所用的設(shè)備較少，那么需要的操作員和維護(hù)人員更少。
本發(fā)明還有另一個優(yōu)點，即不需要將袋子移動到另一工位即可完成袋子成 形、填裝和密封，減少了部分地填裝的產(chǎn)品袋子溢出或損壞的幾率。


圖1是成形-填裝-密封包裝設(shè)備的前視平面圖。
具體實施例方式
這里總體上用io來作為表示該成形-填裝-密封設(shè)備的指示性附圖標(biāo)記， 該設(shè)備及其部件如圖i所示。成形-填裝-密封設(shè)備10包括袋子成形器、袋子
填裝器和袋子密封器。填裝諸如預(yù)拌石膏基勾縫混合料的漿料的袋子由該設(shè)備生產(chǎn)。
示出本發(fā)明的一個實施例的設(shè)備是通過對傳統(tǒng)的成形/填裝&密封設(shè)備進(jìn)
行改進(jìn)而獲得的。能夠?qū)atrix包裝機械(Saukville， WI)提供的Matrix Pro Max2024P成形/填裝&密封設(shè)備("2024設(shè)備")進(jìn)行改進(jìn)來獲得至少一個本發(fā) 明的實施例。本領(lǐng)域設(shè)計類似設(shè)備的技術(shù)人員也能夠設(shè)計和制造具有這里所述 特征的成形/填裝/密封設(shè)備。
參見圖l，總體是lO表示的成形-填裝-密封包裝設(shè)備由基本框架12支撐， 該框架12支撐著該設(shè)備的幾個(several)部件，并在使用時將它們保持在合 適高度上。該基本框架12的制造材料是什么并不重要，只要該材料足夠堅固 來支撐該包裝設(shè)備的所有部件即可。優(yōu)選地，該基本框架12是諸如鋼，更具 體地說是不銹鋼的金屬。多個垂直支承件14是該基本框架12的一部分，該包 裝設(shè)備的其它部件連接到該多個支承件14上。垂直支承件并不需要完全地垂 直，只要足夠地垂直以將該設(shè)備的部件間隔成可操作的排列即可?；究蚣?12最上面的水平部分是工作臺16。
通常以20表示的袋子成形器組件用來自輥子24的塑料膜片22來形成袋 子21。適于在包裝中使用的柔性、密封的塑料膜22的輥子24，安裝在該基本 框架12上，優(yōu)選地安裝在輪軸26上，以便其轉(zhuǎn)動和將膜22自由地進(jìn)給到心 軸30。在該膜22離開輥子24時， 一個或更多個夾送輥(未示出)用于拉緊， 并通過預(yù)打印的眼點(eye-spots)進(jìn)給準(zhǔn)確長度的塑料膜。該夾送輥也給袋子成形過程提供了合適的張力。
袋子21可使用任何柔性的、可密封的塑料膜22來制造。優(yōu)選的膜22包 括聚乙烯、聚酯和共擠(co-extruded)尼龍，然而，任何可用于成形-填裝-密封設(shè)備的塑料膜都能夠使用。諸如那些具有尼龍和聚乙烯層的多層膜對于較 大的袋子21尤其有用，其中需要額外的力來負(fù)擔(dān)重量。膜的厚度變化范圍從 0.004"到約0.008"。優(yōu)選地，所述膜片22的尺寸使得該膜足夠?qū)捯孕纬捎?于制造袋子21的管子32的外圍，并留有邊緣34的余地以形成接縫38來封閉 該管子。
通常以40表示的成形管組件將膜22成形為袋子21。該成形管組件40包 括心軸30，成形管42和至少一個安裝板44。該組件決定了所制袋子21的 尺寸。如果需要不同尺寸的袋子21，必需改變該成形管42的尺寸。優(yōu)選的使 用快速釋放連接器(未示出)，從而該成形管42很容易卸掉，用于由另一尺寸 的成形管組件替換來生產(chǎn)不同尺寸的袋子21。
所述安裝板44通過一個或更多個成形管支承件46連接到上安裝板50， 該支承件46在使用設(shè)備時位于塑料膜22未覆蓋的位置。這樣的布置使得成形 管42和心軸30從上安裝板50懸掛下來。該成形管42優(yōu)選地栓(bolt)在上 安裝板50上。在需要制造不同尺寸的袋子21時，將螺栓(未示出)松開可替 換該成形管42。 一個優(yōu)選的成形管42是具有半圓形端部的矩形。平的塑料膜 22來自輥子24和夾送輥，并被拉到心軸30上，該心軸30在所述膜在成形管 42周圍包裹住以形成管子32時引導(dǎo)該膜。一旦該膜22在成形管42周圍包裹， 該成形管和膜一起通過安裝板44上的開口 。
優(yōu)選地，由于需要制造尺寸合適的袋子21，因此需要不同尺寸的成形管 42。該成形管42通常具有矩形或圓形截面，然而使用其它的形狀也是可預(yù)期 的。 一個優(yōu)選的成形管42是具有半圓形端部的矩形。11^英寸(29.2cm)寬 和約3英寸(7. 6cm)深的成形管可滿足制造30磅(13. 6kg)勾縫混合料槳料 64的袋子。成形管42的形狀并不重要，只要其尺寸可生產(chǎn)出可接受尺寸的袋 子21即可。期望成形管的尺寸能夠在每個維(dimension)上改變2-3英寸 (5-7cm)而沒有不良效果(ill effect)。
所述成形管42的寬度范圍從約10英寸(10cm)到約15英寸(38cm)。然 后，讓膜22的邊緣集在一起，并采用第一密封器52來形成邊緣接縫38，以
8形成實際上連續(xù)的管子32。該邊緣接縫38沿著該連續(xù)管子32的長度延伸， 其方向平行于成形管42的縱軸。在制成的袋子21上，該邊緣接縫38沿著該 袋子的側(cè)面或背面從頂部到底部。所述第一密封器52經(jīng)常在垂直位置上，用 加熱來使膜22的邊緣粘結(jié)在一起。優(yōu)選,的第一密封裝置52是對準(zhǔn)膜邊緣34 的熱氣流，以將該邊緣粘結(jié)在一起。包括脈沖密封器或電阻密封器在內(nèi)的任何 類型的密封裝置，都可用作第一密封器52。包裝工業(yè)的技術(shù)人員將很容易意 識到，包括搭接密封和擠壓密封在內(nèi)的其它類型的密封都可用于該類型的設(shè) 備，并選擇合適的成形單元。
為了容易更換成形管組件，第一密封裝置通過擺臂54安裝到框架上，該 擺臂54連接到基本框架12的一部分或內(nèi)框架93上。所述擺臂54將第一密封 裝置52移動離開成形管42。在替換不同尺寸的成形管42以制造不同尺寸的 袋子21時，該操作給該成形管42周圍提供了足夠的空間。當(dāng)新的成形管組件 40在適當(dāng)位置時，擺臂54與第一密封裝置52 —起返回到與成形管42鄰近的 位置。 '
任選地，塑料膜22沿著成形管42外周長度的移動由一個或更多個袋子牽 引機(bag mover) 56輔助完成。袋子牽引機56的實施例包括機動化的進(jìn)給 帶60、抵靠膜22從而來自袋子牽引機56的摩擦力將膜沿著成形管42往下推 的踏板(tread)或輪子(未示出)。附連袋子(attached bag) 62是成形管 42底部的塑料膜22的一部分，該袋子62具有底部接縫63，從而能夠接收漿 料產(chǎn)品64。優(yōu)選地，進(jìn)給帶60速度的改變、啟動或停止，都取決于往附連袋 子62內(nèi)填裝漿料66的速度。開始填裝附連袋子62時，進(jìn)給帶60即使移動， 也是緩慢地移動該連續(xù)的管子32。當(dāng)該填裝的附連袋子62被密封并切斷后， 進(jìn)給帶60停止。在填裝完的袋子62落下后，進(jìn)給帶60快速地移動連續(xù)管子 32，并且開始填裝附連袋子62。當(dāng)附連袋子62將要完成填裝時，填裝速度以 及袋子的移動速度因此變慢。優(yōu)選地，至少有兩個袋子牽引機56位于成形管 42的相對側(cè)。
所述袋子牽引機56由計算機化的控制器70操作，該控制器70協(xié)調(diào)移動 部件的操作，從而可獲得高速度的操作。例如，控制器70決定填裝的速度、 塑料膜22的移動和一個或更多個密封器的操作。優(yōu)選地，該控制器70是諸如 微計算機的數(shù)字裝置。然而，使用一個或更多個類似控制裝置也是可預(yù)期的。尤其優(yōu)選的控制器70是任一個設(shè)計來與成形/填裝&密封設(shè)備一起使用的裝
置，諸如那些由Rockwell Automation Allen—bradley禾口 Rockwell Software Brands of Milwaukee, WI制造的裝置。使用控制器70用于成形/填裝&密封 過程的自動化是本領(lǐng)域技術(shù)人員都知曉的。
袋子填裝組件72包括將漿料64分送到袋子21內(nèi)的設(shè)備。容量填裝機 (volumetric filler) 74將漿料64分批分送到儲料器(hopper)或進(jìn)給箱 76內(nèi)。儲料器76連續(xù)地進(jìn)給漿料64，優(yōu)選地，該儲料器76位于較高的位置 從而重力可以輔助漿料流動。優(yōu)選的漿料64是凝固型或干燥型的預(yù)拌勾縫混 合料。凝固型勾縫混合料是基于硫酸鈣半水合物，在加水的條件下，硫酸鈣半 水合物轉(zhuǎn)變?yōu)榱蛩徕}二水合物。與本發(fā)明一起使用的優(yōu)選的產(chǎn)品是 SHEETROC砂牌的輕質(zhì)凝固型勾縫混合料(USG Corp, Chicago, IL)。碳酸鈣是干 燥型勾縫混合料的主要成分。上述兩種類型的勾縫混合料都是以預(yù)拌形式出售 的，都適合與本發(fā)明一起使用。諸如鉆探泥漿的其它以漿料或膏形式出售的材 料也適合以本發(fā)明的方式進(jìn)行包裝。
漿料64通過一個或更多個進(jìn)給螺旋80從儲料器76運送到袋子21，所述 進(jìn)給螺旋80位于成形管42內(nèi)。由控制器70調(diào)整的驅(qū)動器(未示出)將進(jìn)給 螺旋80轉(zhuǎn)動以在填裝周期內(nèi)以合適的速度分送漿料。
在優(yōu)選的實施例中，所述進(jìn)給螺旋80由至少兩個進(jìn)給螺旋精密螺旋82 和大螺旋84構(gòu)成。優(yōu)選地，該大螺旋84較大，可快速地移動大量勾縫混合料 64。在袋子21的快速填裝過程中，也可預(yù)期的是同時使用精密螺旋82和大螺 旋84來提高漿料64傳送的速度。最后漿料64重量的精確調(diào)節(jié)由精密螺旋82 單獨進(jìn)行。通過使用具有較小直徑的螺旋，將該螺旋以比大螺旋84更慢的速 度轉(zhuǎn)動，或者使用上述兩方法來完成該精密螺旋82的緩慢填裝。盡管兩螺旋 80都使用，上述螺旋都由控制器70操作。優(yōu)選的螺旋填裝機是具有電動離合 器馬達(dá)((electric clutch motor) Wayne， PA)的Mateer-Burt 1990HD螺旋 填裝機。
最適合的螺旋尺寸取決于袋子21的尺寸以及填裝袋子的速度。進(jìn)給螺旋 80的尺寸要適合安裝在成形管42內(nèi)，并且在合理的時間內(nèi)裝滿袋子21。以 30磅的勾縫混合料袋子為例，優(yōu)選地，大螺旋84的直徑約為2.5英寸(6cm) 到約3.5英寸(9cm)，以50加侖/分鐘(gal/min)的速度分送勾縫混合料64。尤其優(yōu)選的大螺旋84其直徑約3英寸(7. 5cm)，是由Mateer-Burt制造 的。相反，精密螺旋82的直徑約0.8英寸(2cm)到約1. 2英寸(3cm)，以 10加侖/分鐘(gal/min)的速度移動勾縫混合料64。優(yōu)選的精密螺旋82其 直徑是1英寸(2. 5cm)，是由Mateer-Burt制造的?？梢灶A(yù)期螺旋直徑的變化 可以至少為20%。如果只使用一個螺旋，優(yōu)選的螺旋是貼2， 4英寸直徑的螺旋 (Mateer-Burt， Wayne， PA)。用于本應(yīng)用的優(yōu)選的進(jìn)給螺旋80其長度是4 英尺(122cm)。由于袋子21尺寸的改變，這些尺寸是可以變化的。在該情況 下，所生產(chǎn)的袋子21是3英寸(7.6cm)il2英寸(30cm) *24英寸(61cm)。
每個螺旋80都可任選地安裝在螺旋管86內(nèi)，該螺旋管的內(nèi)徑僅稍大于進(jìn) 給螺旋的外徑。該管86使得漿料往袋子方向移動，卻不會涂敷在成形管42 的內(nèi)側(cè)上。使用螺線管86也使得成形管42的頂部被上安裝板50密封。該成 形管42的密封，優(yōu)選地在填裝附連袋子62上施加真空，在密封該附連袋子之 前將不需要的空氣排出。 '
為達(dá)到上述目的，真空管92從成形管42的內(nèi)側(cè)延伸到真空泵(未示出)。 優(yōu)選地，在密封袋子之前將空氣從附連袋子62排出。優(yōu)選的真空泵是薩吉 諾，MI的Beckert和Heister的工業(yè)粉塵收集器(Industrial Dust Collector)。在安裝板上有孔(未示出)，以使在螺旋管86內(nèi)的螺旋80從儲 料器76經(jīng)過安裝板44到達(dá)成形管42的頂部。該孔應(yīng)構(gòu)造為緊密地與螺旋管 86配合，如果需要，該孔還包括在螺旋管和安裝板44之間的密封。在致動真 空泵時，空氣從附連袋子62和成形管42內(nèi)被吸往真空泵。然后，在真空泵停 止前密封該附連袋子62。將多余的空氣排出該附連袋子62使得在堆疊袋子用 于運輸或放在存儲架上時可以將袋子平放。
來自容量填裝機74的漿料64周期性地堆積在儲料器76內(nèi)。當(dāng)控制器70 要求將漿料64放入附連袋子64時，大螺旋84和/或精密螺旋82的動作將漿 料從儲料器76沿成形管42的長度向下拖。在第一階段內(nèi)，當(dāng)漿料64的新裝 料開始移動時，有利的是，非?？焖俚匾苿哟罅慨a(chǎn)品。此時，大螺旋84和精 密螺旋82 —起運轉(zhuǎn)以快速填裝附連袋子62。然而，當(dāng)在該附連袋子62內(nèi)的 產(chǎn)品重量接近最終目標(biāo)重量時，大螺旋84停止并開始第二階段。在第二階段 中，僅精密螺旋82繼續(xù)供應(yīng)漿料64到附連袋子62內(nèi)。由于該精密螺旋82 小于大螺旋84，漿料64加入該附連袋子62的速度減慢，使得更容易控制最終分送重量。當(dāng)漿料64將附連袋子62基本上填裝到該袋子規(guī)定的目標(biāo)重量時， 第二階段結(jié)束。
大螺旋84和精密螺旋82這樣放置，以使兩者將漿料64同時進(jìn)給到附連 袋子64內(nèi)。兩個螺旋80都由儲料器76之上的驅(qū)動機構(gòu)支撐。它們通過儲料 器76和成形管42下降。隨著螺旋80轉(zhuǎn)動，漿料64被螺旋的旋圈(turn)限 制(tr即)住，將漿料從儲料器76推出，沿成形管42的長度向下。在螺旋 80的末端，漿料64被其后的漿料從螺旋推出，使其在重力作用下落入附連袋 子62內(nèi)。優(yōu)選地，兩個螺旋82， 84相互相對設(shè)置，從該附連袋子62的兩側(cè) 進(jìn)給。
第-一階段是從勾縫混合料漿料64開始移動到附連袋子62內(nèi)直到大螺旋 84停止的時間來限定。該階段可由許多方式限定。時間是一個有效的方法來 決定該第一階段的終止。當(dāng)設(shè)備如一貫地(consistently)操作時，大約在給 定的時間之后，相同量的勾縫混合料漿料64將被裝入附連袋子62內(nèi)。另一限 定第一階段終止的方法是通過量的測定，.按照已被分送到附連袋子62的漿料 64的重量或體積量來限定。
優(yōu)選地，在至少75%最終目標(biāo)重量的的勾縫混合料漿料64被分送到附連 袋子內(nèi)時，第一階段的終止被確定。更優(yōu)選地，應(yīng)當(dāng)將至少80%-95%的勾縫混 合漿料64分送到附連袋子內(nèi)來限定該第一階段。當(dāng)?shù)谝浑A段的終止到來時， 大螺旋84停止，精密螺旋82在第二階段內(nèi)繼續(xù)分送勾縫混合料64。該第二 階段既可以由時間限定，也可以由附連袋子62裝滿時勾縫混合料64的重量或 體積來限定。此時停止(cease)分送勾縫混合料64。
同樣優(yōu)選的是，控制器70通過袋子內(nèi)的漿料64的重量來監(jiān)控附連袋子 62的填裝。將測壓元件(load cell) 90這樣布置，以在漿料64從進(jìn)給螺旋 80的端部離開并落入袋子內(nèi)時，檢測附連袋子62重量的變化。無論是從進(jìn)給 螺旋80減少的漿料64重量，還是附連袋子62內(nèi)獲得的漿料64重量，漿料 64的重量都是可測量的。測壓元件90可放置在任何地方，其中l(wèi))其準(zhǔn)確承 擔(dān)著進(jìn)給螺旋80或附連袋子62之一的重量；以及2)僅漿料是測壓元件90 上重量變化的部分。
在更換膜的輥子24或更換成形管42時，能夠中斷袋子的成形。當(dāng)膜22 接近輥子24的末端時，將該膜切斷或?qū)⒃撃び猛?。關(guān)閉該設(shè)備10，使用接頭
12器(未示出)將新加載的膜22連接到先前的膜上。如果需要，控制器70促使
袋子牽引機56將膜22前進(jìn)到輥子24的末端，從而成形管組件40上沒有塑料 膜。在膜22的連續(xù)移動中止時，替換輥子24或成形管組件40。此時停止分 送漿料64。任選地，包裝設(shè)備10也可包括在膜22上打印諸如生產(chǎn)日期或批 號信息的打印裝置。在袋子21從膜22和設(shè)備10上分離后，袋子通常是在傳 送帶上被傳送去包裝和/或運輸?shù)接脩籼帯?br> 參見圖1，測壓元件90布置在內(nèi)框架93與基本框架12之間。在該位置 上，測壓元件90至少承擔(dān)著成形管組件40、在成形管42或者心軸30上的塑 料膜22的重量，以及在附連袋子62內(nèi)的漿料64的重量。儲料器76內(nèi)以及螺 旋80上的漿料64的重量由容量填裝機74的支承件承擔(dān)，而不是由該測壓元 件承擔(dān)。
從第一階段開始，控制器70讀出測壓元件90上的重量，然后計算和記錄 其上的重量。由于新的附連袋子62剛剛移動到其位置上，記錄的重量應(yīng)該是 測壓元件上的設(shè)備的重量，該重量是不改變的?？刂破?0促使進(jìn)給螺旋80 的驅(qū)動器開始將漿料64進(jìn)給到附連袋子62。該附連袋子62的重量的監(jiān)控由 控制器70控制，優(yōu)選的是連續(xù)地監(jiān)控，而不連續(xù)間隔的監(jiān)控也是可預(yù)期的。 合適的時間間隔取決于所用袋子的尺寸、該成形/填裝/密封設(shè)備向前移動膜 22的速度以及填裝附連袋子62的速度。在許多應(yīng)用中，在測壓元件的讀數(shù)之 間間隔高達(dá)約3秒是比較有利的。
在控制器70計算加入附連袋子62的漿料64的重量是最終目標(biāo)重量的 75%-80%時，通過促使大螺旋84停止進(jìn)給漿料64，該控制器開始第二階段。 在控制器70監(jiān)控測壓元件重量的同時，精密螺旋82繼續(xù)進(jìn)給漿料64。當(dāng)控 制器70確定全部目標(biāo)重量的漿料64已加入附連袋子62時，該控制器促使停 止所有的漿料64進(jìn)給，并促動真空系統(tǒng)將附連袋子62內(nèi)的空氣排出，以及促 使第二密封器96在附連袋子62上形成橫向頂部接縫94。
所述第二密封器96將膜22的圓柱體密封以同時形成附連袋子62的頂部 接縫94以及下一個袋子21的底部接縫63。優(yōu)選地，相對成形管42的軸，該 第二密封器96產(chǎn)生的接縫63的方向為橫向。在許多實施例中，第二密封器 96包括用于將密封的附連袋子從剩余的膜22上分離的切割器(未示出)。任 何適于塑料袋的密封方法都是可用的，但優(yōu)選的是脈沖和電阻密封器。在一些實施例中，第二密封器96包括兩個分開的密封器。頂部第二密封器97將與剛
填裝滿的附連袋子鄰近的附連袋子62的底部密封。底部第二密封器將裝滿的 附連袋子的頂部密封。第二密封器96任選地布置在成形管42的出口處。在圖 l的實施例中，第二密封器安裝在肋板95上。
在使用當(dāng)中，準(zhǔn)備好產(chǎn)品混合物以便包裝。優(yōu)選的產(chǎn)品是勾縫混合料，然 而，該方法用于包裝諸如勾縫混合料的混合物的干性粉末也是可預(yù)期的。形成 袋子以接收該產(chǎn)品。在使用成形/填裝/密封設(shè)備時，塑料膜在心軸上成形，然 后包裹在成形管周圍。由于該膜通過袋子牽引機移動，因此形成連續(xù)的邊緣接 縫以制造連續(xù)的塑料膜管。在前一個袋子的頂部密封時，也形成了附連袋子的 底部密封。在前一個袋子已從塑料膜上分離后，通過控制器將附連袋子移動到 其位置上以便填裝。
至少使用大螺旋和精密螺旋來將產(chǎn)品混合物填裝到附連袋子內(nèi)。兩個螺旋 都由控制器控制，該控制器也采用測壓元件監(jiān)控沉積到附連袋子內(nèi)的產(chǎn)品的重 量。在第一階段內(nèi)，至少轉(zhuǎn)動大螺旋，優(yōu)選轉(zhuǎn)動兩個螺旋，以將產(chǎn)品混合物沉 積到附連袋子內(nèi)。在第二階段，僅精密螺旋將漿料進(jìn)給到袋子內(nèi)。當(dāng)達(dá)到目標(biāo) 重量時，控制器將附連袋子移動到位并密封該袋子。在該單獨的工位或位置上， 不用將袋子移動到不同工位來完成或稱重，即可完成袋子的填裝。
盡管己經(jīng)示出并對該用于填裝袋子的雙螺旋系統(tǒng)的具體實施例進(jìn)行了描 述，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識到的是，在不脫離本發(fā)明的主要觀點以及如下面 權(quán)利要求所述的情況下，可進(jìn)行各種變型或變化。
權(quán)利要求
1. 一種用于將漿料復(fù)合物裝袋的方法，該方法包括形成袋子；至少使用大螺旋和精密螺旋將漿料復(fù)合物填裝袋子，其中，在第一階段，大螺旋單獨和大螺旋與精密螺旋一起的其中之一將漿料進(jìn)給到袋子內(nèi)，并且在第二階段，僅精密螺旋將漿料進(jìn)給到袋子內(nèi)；以及密封該袋子。
2. 如權(quán)利要求1所述方法，其中，所述填裝步驟還包括以小于大螺旋的速 度轉(zhuǎn)動精密螺旋。
3. 如權(quán)利要求1所述方法，該方法還包括通過重量監(jiān)控所述袋子的內(nèi)容物。
4. 如權(quán)利要求3所述方法，該方法還包括填裝到所述袋子規(guī)定的目標(biāo)產(chǎn) 品重量的至少75%的時候，該第一階段終止。
5. 如權(quán)利要求3所述方法，該方法還包括在所述袋子填裝到規(guī)定重量的 約為100%時，該第二階段終止。
6. 如權(quán)利要求1所述方法，其中，所述填裝步驟還包括放置大螺旋和精密 螺旋以從袋子的相對側(cè)進(jìn)給漿料。
7. 如權(quán)利要求1所述方法，該方法還包括在一個位置上填裝所述袋子。
8. —種用于將漿料復(fù)合物裝袋的設(shè)備，該設(shè)備包括 框架；在所述框架上并構(gòu)造為形成袋子的袋子成形器；安裝在所述框架上的袋子填裝器，其至少包括大螺旋和精密螺旋，其中， 在第一階段，所述大螺旋單獨和所述大螺旋與精密螺旋一起的其中之一配置為 同時將漿料進(jìn)給到在所述袋子成形器上的袋子；在第二階段，所述精密螺旋配 置為將漿料進(jìn)給到所述袋子；以及袋子密封器。
9. 如權(quán)利要求8所述設(shè)備，還包括控制器，該控制器配置為協(xié)調(diào)所述袋子 成形器、所述大螺旋、所述精密螺旋和所述袋子密封器的操作。
10. 如權(quán)利要求8所述設(shè)備，其中，所述大螺旋的直徑約2. 5英寸至約3. 5英寸。
11. 如權(quán)利要求8所述設(shè)備，其中，所述精密螺旋的直徑約0. 8英寸至1.2英寸。
12. 如權(quán)利要求8所述設(shè)備，其中，所述袋子成形器包括成形管組件。
13. 如權(quán)利要求8所述設(shè)備，該設(shè)備還包括多個測壓元件，其配置為通過 重量監(jiān)控袋子的填裝。
14. 如上述12所述設(shè)備，其中，所述成形管組件還包括成形管、心軸和 至少一個安裝板。
15. 如權(quán)利要求8所述設(shè)備，其中，所述框架還包括上安裝板，所述安裝 板通過成形管支承件支撐著所述上安裝板。
16. 如權(quán)利要求8所述設(shè)備，其中，所述框架還包括安裝到所述框架上的 擺臂，該擺臂支撐著密封器的至少一個部件。
17. 如權(quán)利要求8所述設(shè)備，其中，所述袋子在一個位置上填裝。
全文摘要
本發(fā)明采用改進(jìn)的成形-填裝-密封設(shè)備來將漿料產(chǎn)品包裝到塑料袋內(nèi)并公開了使用該設(shè)備的方法。優(yōu)選地，已將該設(shè)備改進(jìn)以通過重量選取合適的產(chǎn)品量。使用包括同時填裝袋子的大螺旋和精密螺旋的雙螺旋系統(tǒng)來填裝袋子。在第一階段，上述螺旋一起工作以將漿料快速裝滿袋子的大部分。在第二階段，關(guān)閉大螺旋，僅讓精密螺旋來完成袋子填裝。上述階段由時間或者裝入袋子的產(chǎn)品的體積或重量來決定。
文檔編號B65B57/02GK101535133SQ200780042692
公開日2009年9月16日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月21日
發(fā)明者斯坦利·B·多伊爾 申請人:美國石膏公司