專利名稱：在填充期間稱產品重量的設備和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制造柔軟袋子、在袋子中填充槳料復合物并密封該袋子以 進行運輸的設備和方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種制造-填充-密封裝置，其 能快速而準確地填充袋子達到適當的重量。
背景技術：
在建筑結構中，最常見的元件之一是用于墻壁和/或天花板結構中的通常 被叫做干式墻的石膏墻板。由石膏墻板制成的墻壁通常是這樣制成的，將面板
固定到立柱或托梁上，然后用被稱作填縫料(joint compound)的特別預備的 復合物填充并且涂敷面板之間的接縫。這種方法通常是這么處理的，將編帶 (taping)級別的填縫料放置在由墻板的相鄰邊緣形成的接縫中，并且將液體 滲透性編帶嵌入編帶填縫料中。當干燥(或者固化)時，在接縫上施加包含頂 部(topping)級別填縫料的第二涂層。輕輕地鋪開，然后施加第三涂層，通 常就結束了。另一級別的填縫料是全功能的，既能用于嵌入編帶也能用于施加 最后涂層。通過全功能的填縫料提供紋理表面，可以使得最終的墻壁和接縫具 有圖案效果。
常見的填縫料類型有兩種，固化(setting)型和干燥型(drying)。當硫 酸鈣半水化合物和水發(fā)生水合反應生成硫酸鈣二水化合物晶體的聯鎖 (interlocking)矩陣時，固化型填縫料凝固并且變硬。多余的水分蒸發(fā)。干 燥型填縫料在由于蒸發(fā)而水分喪失時變硬。
這兩種填縫料均可以以干粉混合物的形式或者以含水漿料(aqueous slurry)的形式出售。干粉包括碳酸鈣或者煅燒石膏和干燥形式的適當添加劑。 根據使用場合的不同，它們都有各自的優(yōu)點。當然，干粉混合物需要運輸比較 少的材料。但是，它需要水和攪拌設備。如果沒有這些材料或者工作太少而不 方便得到它們，則預混合的填縫料可能是最合適使用的填縫料形式。
與干燥型填縫料或者干燥混合物相比，配制預混合(ready-mix)的固化
4型填縫料需要附加的化學成分。但是， 一旦將水加到煅燒石膏中，固化過程就
開始了，除非用化學方法阻止。加入足夠量的緩凝劑(setretarder)以防止 變硬。在使用前，在預混合填縫料中加入促凝劑(set accelerator)以克服 緩凝劑的效果。如果在干燥型填縫料中加入水，那么只要不讓水蒸發(fā)就能夠延 緩泥漿變硬。保持干燥型填縫料嚴格密封就可足以使其保持在漿料狀態(tài)。
漿料產品對于包裝專家(packaging specialist)是一個挑戰(zhàn)。由于水的 重量，產品非常重。它在包裝中是流體，使得重量分配會改變。如果包裝裂開 或被刺破，漿料就會漏出來，把附近的其它產品弄臟。通常，將預混合的填縫 料包裝在塑料桶或者有塑料內襯的盒子(carton)中。這些包裝的堅硬的外殼 可以使產品避免裂開或被剌破，其為很重的漿料提供支撐并且這樣的包裝更易 于堆疊在集裝板(palette)上而不會移動。
但是，相對于塑料袋來說，這些包裝形式很貴。除了包裝材料的成本外， 完成這些包裝還需要其它的設備，包括紙箱成形機、裝袋機、封箱機、放蓋機 (lid placer)、加墊機(doily placer)和封蓋機。操作和維護這些額外的 機器也需要額外的勞動。這些包裝設備所占用的空間(collective footprint) 是巨大的，需要大型工具及伴隨的資金投資。
現有的一些填充機械在一個工位(station)制造袋子(bag)并且將大多 數產品轉移到袋子中，然后將袋子移動到第二工位以精確地完成(topped-off) 工作。美國專利No. 5979512公開了一種填充袋的稱重設備。在第一工位，將 袋子基本上裝滿，然后送到第二"完成"工位。到第二工位后，就由位于容納 不同大小袋子的框架上的測壓元件(load cell)為袋子稱重。將一個部分充 滿漿料的袋子移到第二填充工位是需要時間和額外的裝備的。移動袋子也可能 會溢出或損壞袋子。雖然在第二工位完成(topping)及密封袋子會在第一工 位處節(jié)約一些時間，但是填充袋子所需的總時間沒有必然減少，并且其還引起 產品損壞的機會。操作和維護這些額外的設備的附加的人員也會產生成本。
關于漿料混合物的包裝的現有技術很少。塑料袋通常用來包裝微粒尺寸大 于100微米的粉末或微粒。在美國專利No. 4436204中將填縫料漿料包裝在管 子中。將填縫料泵入管子中。將管子中的空氣抽出，將其系上或者巻曲關閉 (crimped shut)。在美國專利No. 5323588中，將一種保濕劑噴入預混合填縫 料的包裝內部中，以保持均衡的濕含量。在美國專利No. 5413154中，通過螺
5旋鉆將微粒材料送到重力進料輸送管中。通過對選定材料的質量、選定比例或
者選定比率編程可以得到定制的產品混合物。材料被送到傳輸線(transfer line),然后傳輸線移動到發(fā)送位置，在發(fā)送位置混合物被放進容器中。漿料， 諸如鉆探泥漿(drilling mudX可以通過將液體加到微粒產品中來制成。
對于預混合的石膏產品來說，本領域需要低成本的包裝以取代塑料桶和有 塑料內襯的盒子。本領域也需要能夠精確測量按重量出售的產品的包裝線。本 領域還需要一種占空間比較少并且用最少人員操作的包裝系統和方法。

發(fā)明內容
該改進的用于包裝漿料材料的系統和裝備能夠滿足或者超越上述需求。該 系統使用塑料袋，該塑料袋的成本明顯低于比有塑料內襯的箱子或者塑料桶。
更具體地，使用改進的制造-填充-密封裝置將漿料產品包裝進塑料袋中。 在制造/填充/密封裝置上制造填充進所需重量的漿料材料的塑料袋的方法，包 括在制造/填充/密封裝置的心軸上拖拽塑料薄膜，并將薄膜纏繞在成型管周 圍。通過將薄膜的邊緣結合在一起形成塑料薄膜管，且密封管的底部。通過稱 出心軸和塑料薄膜的重量以得到初始重量，然后將漿料復合物沉積到密封的管 中。當沉積漿料時，監(jiān)控心軸、塑料薄膜管和管中的物質的當前重量，并且比 較當前重量和初始重量，直到達到所需的重量為止。在達到所需重量后，將填 充后的袋子密封，并且將它從塑料薄膜管分離。
在優(yōu)選實施例中，測壓元件位于內框架和外框架之間，以確定至少是心軸、 密閉塑料薄膜管和塑料薄膜中的物質的重量。該系統能精確測量加在薄膜管末 端的附著袋上的重量。
本發(fā)明的方法和系統能快速精確地將漿料填充到袋中。同時利用兩個螺旋 鉆加速袋子的填充。當主鉆停止時，通過精確鉆的緩慢填充確保裝進袋子中的 漿料的精確數量。
與現有的包裝相比，通過減少漿料包裝所需的設備的數量也可以節(jié)約成 本。使用改進的制造-填充-密封裝置，單個裝置就可以滿足制造塑料袋、填充 漿料到袋子中、密封袋子和將它準備用于運輸的所有需要。不再需要紙箱成形 設備、排列機(tier)、裝袋機、封箱機、放蓋機(lidplacer)、加墊機(doily placer)或者封蓋機。包裝操作可以在更小的空間 完成，那么工廠的其它地方就可以用做其它用途或者這將需要更少的資金費用。
由于設備很少，所以只需要用較少的人來操作和維護包裝設備。雖然這個 過程是自動的，但是仍然需要工人清潔阻塞物、進行日常維護和為設備提供原 材料。當需要服務的設備越少時，需要的操作人員和維護人員就越少。
本發(fā)明的另一個優(yōu)點是不用將袋子移動到另一個工位就可以進行袋子的 制造、填充和密封，從而減少部分填充后的產品袋子發(fā)生溢出或損壞的危險。


圖1是本發(fā)明的制造/填充/密封裝置第一實施例的前視圖，其中在主框架 和內框架之間有測壓元件；
圖2是本發(fā)明的簡化第二實施例的側視圖，其中在主框架底部安裝有測壓 元件；
圖3是本發(fā)明的簡化第三實施例的側視圖，其中在容量裝填機 (volumetric filler)底部有測壓元件。
具體實施例方式
在此描述的指導性說明參考在圖1中確定位置的總體用10表示的制造-填充-密封裝置及其部件。制造-填充-密封裝置IO包括制袋機、裝袋機和封袋
機。通過該裝置生產填充有漿料的袋子，該漿料諸如石膏基的預混合填縫料。 通過對現有制造/填充&密封裝置的改造，能夠得到一個實施例的示范性 的設備。通過對Matrix Packaging Machinery (Saukville， WI)第隨的Matrix Pro Max 2024 P制造/填充&密封裝置("2024裝置")進行改造，就能夠獲 得本發(fā)明的至少一個實施例。設計類似裝置的本領域的技術人員也能夠設計并 制造具有此處所描述的特點的制造/填充/密封裝置。
參考圖i，制造-填充-密封裝置10具有承載裝置的特定部分的重量的支 架。支架可以是框架、壁、梁或者在使用期間能夠在合適的高度固定部件的任 何裝置。優(yōu)選地， 一個支架是主框架12。主框架12的制作材料并不重要，只 要它能夠結實以支撐包裝裝置的所有組件就可以。優(yōu)選地，主框架12是金屬， 如鋼，特別是不銹鋼。多個豎直支架14是主框架12的一部分，包裝裝置的其 它組件連接到豎直支架14上。豎直支架不需要嚴格豎直，但是要足夠豎直以使裝置組件間隔成可工作的布置。主框架12的最上面的水平部分是平臺16。 制袋機組件20從來自輥子24的塑料薄膜片22制成袋子21。適用于包裝 的柔軟的、可密封的塑料薄膜22的輥子24安裝在主框架12上，最好是安裝 在軸26上以使它轉動并且能夠自由地將薄膜22送到心軸(mandrel) 30。利 用一個或更多個夾緊輥(未示出)在薄膜22離開輥子24時將其拉緊并通過感 應預印制的眼點(sensing pre-printed eye-spot)將塑料送到精確長度。夾 緊輥也為袋子制成工藝提供合適的張力。
袋子21可以由任何柔軟的、可密封的塑料薄膜22制成。優(yōu)選的薄膜22 包括聚乙烯、聚酯和共擠尼龍，但是，能在制造-填充-密封裝置中使用的任何 塑料薄膜都是可以使用的。諸如具有尼龍和聚乙烯層的多層薄膜專用于大的袋 子21，其中需要額外的強度以支撐重量。薄膜的厚度從.004" (O.lmn)到大 約.008" (0.2mn)。優(yōu)選的，薄膜片22的大小使得薄膜寬度足以形成用于制造 袋子21的管子32的周長，并且邊緣34具有余量以形成用于封閉管子的接縫 38。
成型管組件，總體用40表示，其將薄膜22做成袋子21的形狀。成型管 組件40包括心軸30、成型管42和至少一個安裝板44。該組件確定了將制作 的袋子21的大小。如果需要不同大小的袋子21，則需要改變成型管42的大 小。選擇使用快速釋放連接件(未示出)可以很容易地將成型管42拆掉，用 能制造不同大小的袋子21的另一個大小的成型管組件代替。安裝成型管42 的另一種方法是用螺栓將其固定到上安裝板50，該上安裝板50通過安裝板支 架46固定在合適的位置。當使用裝置時，在未被塑料薄膜22覆蓋的點處，用 一個或更多個成型管支架46將安裝板44連接到上安裝板50。這種布置使成 型管42和心軸30懸吊在上安裝板50。成型管42通常具有圓形的截面，但是 也可以使用其它的形狀。 一個優(yōu)選的成型管42是具有半圓形端部的矩形。來 自輥子24和夾緊輥的平坦的塑料薄膜22在心軸30上被拖拽，該心軸30引導 薄膜在成型管42周圍纏繞，從而形成管子32。 一旦薄膜22纏繞在成型管42 的周圍，則成型管和薄膜均穿過安裝板44中的孔。優(yōu)選地，成型管42的寬度 從大約10英寸到大約15英寸(25到大約38厘米)變化。
接下來，薄膜22的邊緣被集合在一起，并通過第一密封機52形成邊緣密 封38，從而形成基本連續(xù)的管子32。邊緣密封38在平行于成型管42的縱軸
8的方向沿著連續(xù)管子32的長度延伸。在完成的袋子21上，邊緣密封38沿著 袋子的側面或背面完全(from top to bottom)延伸。第一密封機52通常是 處于豎直位置，利用熱量將薄膜22的邊緣結合在一起。優(yōu)選的第一密封裝置 52是指向薄膜邊緣34的熱空氣流，將它們結合在一起。第一密封機52也可 以是任何類型的密封裝置，包括脈沖密封機或者電阻密封機。包裝工業(yè)的技術 人員都可以明白，根據對成型單元的適當的選擇，在該類型的裝置中可以使用 其它類型的密封，包括搭接密封和收縮封密封(pinch seal)。
為了便于更換成型管組件，通過連接在主框架12或者內框架93部分上的 擺動臂54將第一密封裝置安裝到框架上。擺動臂54將第一密封裝置52從成 型管42移開。當為了制造不同大小的袋子21而改變成型管組件40的大小時， 該動作能夠在成型管42周圍騰出空間。當新的成型管組件40置于合適位置時， 擺動臂52返回到原來的位置，第一密封裝置52鄰近成型管42。
可選地，沿著成型管42外部長度的塑料薄膜22的移動由一個或更多個袋 移動機56輔助。示例性的袋移動機56包括電動機輸送帶60、與薄膜22靠著 以使袋移動機56的磨擦力能夠沿著成型管42向下推動薄膜的輪胎(tread) 或輪子(未示出)。附著袋62是塑料薄膜22的一部分，位于成型管42的底部， 其具有底部接縫63使得它能夠接受漿料產品64。優(yōu)選地，根據向附著袋62 中填充漿料64的速度，輸送帶60改變速度，起動或停止。當填充附著袋62 時，輸送帶60即使移動，也是緩慢地移動連續(xù)管子32。當填充后的附著袋62 被密封和切下時，輸送帶60停止。當填充后的袋子21落下后，輸送帶60快 速地移動連續(xù)管子32，并開始填充附著袋62。當附著袋62將要完工時，填充 速度和袋子的移動速度減慢。優(yōu)選地，有至少兩個袋移動機56置于成型管42 的相對側上。
袋移動機56由電腦控制器70操作，該電腦控制器70協調移動部件的運 轉以實現高速操作。例如，控制器70確定填充速度、塑料薄膜22的移動和一 個或更多個密封機的運轉。優(yōu)選地，控制器70是數字裝置，如微機。但是， 也可以想到使用一個或更多個類似的控制裝置。特別優(yōu)選的控制器70是專為 制造/填充&密封裝置設計的任何一種控制器，如由Rockwell Automation Allen—Bradley & Rockwell Software Brands of Milwaukee. WI生產的控制 器。使用控制器70用于自動控制制造/填充&密封工藝的是本領技術人員的公
9知常識。
袋填充組件72包括將產品漿料64分配到袋子21中的設備。漿料產品分 配器，總體用73表示，其安裝在第一支架上，并且包括送料斗(ho卯er) 76 和至少一個進給螺旋鉆80。容量裝填機74將漿料64分批分配到送料斗或進 料箱76。送料斗76連續(xù)供給槳料64，并且最好是處于高的位置，從而重力將 有助于漿料的流動。優(yōu)選的漿料64是固化型或干燥型的預混合填縫料。固化 型填縫料是基于半水硫酸鈣的，它在加入水后變成二水硫酸鈣。本發(fā)明使用的 優(yōu)選產品是SHEETROC砂Brand輕量固化型填縫料(USGCorp. ， Chicago, IL)。 碳酸鈣是干燥型填縫料的主要成分。這兩種都可以以預混合的形式出售，并且 都適用于本發(fā)明。能夠以漿料或膏狀形式出售的其它材料，如鉆探泥漿，也適 用于這種形式的包裝。
通過成型管42中的一個或更多個進給螺旋鉆80將漿料64從送料斗76 輸送到袋子21中。在填充循環(huán)期間，由控制器70調整的驅動器(未示出)轉 動螺旋鉆80以適當的速度傳送槳料。
在優(yōu)選實施例中，進給螺旋鉆80由至少兩個進給螺旋鉆組成，即精確鉆 82和主鉆(bulk auger) 84。主鉆84最好是大的并且能夠快速移動大量的填 縫料64。在快速填充袋子21時，也可以想到同時使用精確鉆82和主鉆84， 以增加傳輸漿料64的速度。只用精確鉆82對最終的漿料64的重量進行微調。 通過使用小直徑的螺旋鉆、使其比主鉆84轉動更慢或者兩者都用，可以使精 確鉆82緩慢地填充袋子。當使用兩個螺旋鉆80時，它們均由控制器70操作。 優(yōu)選的螺旋裝填機是具有電動離合器的電機的Mateer-Burt 1990 HD螺旋裝 填機(Wayne, PA)。
最佳螺旋鉆大小取決于袋子21的大小和填充速度。進給螺旋鉆80的大小 要使其能夠安裝在成型管42中，并且在合理的時間內填充袋子21。對于30 磅(13.6Kg)的填縫料袋子，優(yōu)選的主鉆84的直徑是大約2. 5英寸(6厘米) 到大約3. 5英寸(9厘米)，且以50加侖/分鐘(gal/min)的速度分配填縫 料64。特別優(yōu)選的主鉆84的直徑是大約3英寸(7. 5厘米)，且由Mateer-Burt 制造。相反地，精確鉆82的直徑是大約0. 8英寸(2厘米)到大約1. 2英寸 (3厘米)，以10加侖/分鐘的速度移動填縫料64。優(yōu)選地精確鉆82的直徑 是1英寸(2.5厘米)，由Mateer-Burt制造。螺旋鉆的直徑的變化至少可以為20%。如果只用一個螺旋鉆，則優(yōu)選的螺旋鉆是#52， 4英寸直徑螺旋鉆 (Mateer-Burt， Wayne，PA)。優(yōu)選地，本申請的進給螺旋鉆80的長度是4英 尺(122厘米)。這些尺寸可以根據袋子21的大小而變化。這樣，制造出的袋 子21是3英寸(7.6厘米)乘12英寸(30厘米)乘24英寸(61厘米)。
每個螺旋鉆80均可選地安裝到螺旋鉆管86中，該螺旋鉆管86的內徑只 是稍大于進給螺旋鉆的外徑。該管86使?jié){料向袋子移動而不會使其涂到成型 管42的內部。使用螺旋鉆管86還可以通過上安裝板50密封成型管42的頂部。 對成型管42的密封最好是將真空裝置施加到附著袋62，在密封附著袋之前抽 走不需要的空氣。
為此目的，真空管92從成型管42內延伸到真空泵(未示出)。優(yōu)選的， 在密封袋子之前將空氣從附著袋62移除。優(yōu)選的真空泵是由Saginaw, MI的 Beckert and Heister， Inc.制造的Industrial Dust Collector。在安裝板內 有孔(未示出)，以使螺旋鉆管86中的螺旋鉆80穿過安裝板44從送料斗到成 型管42的頂部。這些孔被構造得使緊密地(snuggly)安裝螺旋鉆管86，如 果需要，包括在螺旋鉆管和安裝板44之間的密封件。當真空泵被致動時，空 氣從附著袋62和成型管42內向著泵被抽走。然后在真空泵停止致動前將附著 袋62密封。移除附著袋62中的多余的空氣使得當為了運輸而堆放或堆放在存 儲架上時它可以平放。
將來自容量裝填機74的漿料64周期地沉積(d印osit)到送料斗76中。 當控制器70要求將漿料64放入附著袋62中時，主鉆84和/或精確鉆82的動 作會使?jié){料從送料斗76向下移動成型管42的長度。在第一階段，當開始新的 填裝漿料64時，非常快速地移動大量的產品是有利的。這時，主鉆84和精確 鉆82—起移動，從而快速填充附著袋62。但是，當附著袋62中的產品重量 接近最終重量時，主鉆84停止，開始第二階段。在第二階段，只有精確鉆82 繼續(xù)為附著袋62提供漿料。由于精確鉆82比主鉆84小，所以將漿料加到附 著袋62中的速度降低了，從而更易于控制分配的最終重量。當附著袋62充分 填充達到袋子和漿料64的規(guī)定(stated)重量時，第二階段結束。
安置主鉆84和精確鉆82使它們兩個可以同時將漿料64供應到附著袋62 中。兩個螺旋鉆80均由送料斗76上的驅動機構支撐。它們通過送料斗76和 成型管42下來。當螺旋鉆80轉動時，螺旋鉆的轉動使?jié){料64被限制住(trapped),從送料斗76推動漿料，并向下移動成型管42的長度。在螺旋鉆 80的端部，漿料64被它后面的漿料推離螺旋鉆，在重力作用下掉進附著袋62 中。優(yōu)選地，兩個螺旋鉆82、 84是相對的，從附著袋62的兩側供料。
將從填縫料漿料64開始移動進入附著袋62中到主鉆84停止的時間定義 為第一階段。可以通過多種方法來規(guī)定該階段。對于確定第一階段的結束來說， 時間是一個有效的途徑。當設備持續(xù)一貫地(consistently)運轉時，在給定 的時間后，裝載到附著袋62中的填縫料漿料64的重量基本上是相同的。限定 第一階段的結束的另一種方法是測定已經分配到附著袋62中的漿料64的數 量，該數量是按照重量或者體積。
優(yōu)選地，當附著袋62中的填縫料漿料64的重量是最終重量的至少75%時， 確定第一階段結束。更優(yōu)選地，附著袋62中應當有至少80%到大約95%的填縫 料漿料64時定義第一階段。當第一階段結束時，主鉆84停止，并且在第二階 段期間，精確鉆85繼續(xù)傳輸填縫料64。第二階段的結束可以通過當附著袋62 充滿時的時間、填縫料64的重量或者填縫料的體積來限定。同時，停止傳輸 填縫料64。
優(yōu)選地，控制器70通過袋子中的漿料64的重量來監(jiān)控附著袋62的填充。 隨著漿料64離開供料螺旋鉆80的端部并落到袋子中，安置的測壓元件90檢 測附著袋62的重量的變化。通過從供料螺旋鉆80減少的重量或者附著袋62 獲得的重量，可以測量漿料64的重量。測壓元件90可以安置在任何位置，只 要l)它們能夠精確地承受供料螺旋鉆80或者附著袋62之一的重量；和2) 槳料是測壓元件90上重量變化的唯一部分。
測壓元件90與控制器70通信，從而控制器可以根據要求檢測測壓元件。 雖然可以使用包括紅外線傳輸在內的任何通信設備，但是常見的導線(未示出) 是優(yōu)選的通信設備。
當薄膜輥子24改變或者成型管42改變時，可以中斷袋子的形成。當薄膜 22接近輥子24的末端時，截斷薄膜或者使其結束。裝置10停止，利用接帶 器(未示出)將新補充的薄膜22連接到先前的薄膜上。如果需要，控制器70 可以使袋移動機56將薄膜22推進到輥子24的末端，從而清除(clear of) 成型管組件40上的塑料薄膜。當薄膜22的連續(xù)移動停止后，更換輥子24或 者成型管組件40。在這期間，漿料64的傳輸停止?？蛇x地，包裝裝置10還
12包括在薄膜上印刷如生產日期或者批號信息的印刷裝置。在將袋子21從薄膜 22和裝置10上分離開后，袋子21通常是移動到傳送帶上，進行打包和/或運 輸到用戶。
參考圖1，測壓元，牛90位于內框架93和主框架12之間。在這個位置， 測壓元件90至少承受成型管組件40、在成型管42或者心軸30上的薄膜22 的重量和附著袋62中的槳料64的重量。送料斗76中的和螺旋鉆80上的漿料 64的重量是由容量裝填機74承受的，而不是由測壓元件承受的。
當第一階段開始時，控制器70讀取測壓元件90上的重量，然后計算和記 錄其上的重量。由于一個新的附著袋62剛剛移動到位，所以記錄的重量是在 測壓元件90上的設備的重量，它是不會改變的?？刂破?0致動供料螺旋鉆 80的驅動器，從而開始將漿料64供給到附著袋62。由控制器70控制對附著 袋62的重量的監(jiān)控，優(yōu)選為連續(xù)地，但是也可以是不連續(xù)間隔地監(jiān)控。根據 使用的袋子的大小和制造/填充/密封裝置10推進薄膜22和填充附著袋62的 速度確定適當的時間間隔。對于大多數應用來說，測壓元件讀取之間的間隔高 達大約3秒是有益的。
當控制器70計算出加到附著袋62中的漿料64的重量是期望的最終重量 的大約75%到80%時，則控制器通過使主鉆84停止供給漿料64以起動第二階 段。精確鉆82繼續(xù)供給漿料64，同時控制器70監(jiān)控測壓元件上的重量。當 控制器70計算到加到附著袋62中的漿料64己經達到期望的全部重量時，控 制器會停止?jié){料64的所有供給，致動真空系統以抽出附著袋62中的空氣，并 由第二密封機96做出附著袋62的水平頂部接縫94。
第二密封機96密封薄膜22的圓筒，同時形成附著袋62的頂部接縫94 和下一個袋子21的底部接縫63。優(yōu)選地，第二密封機96產生的接縫63位于 成型管42的軸的橫向上。在許多實施例中，第二密封機96包括切割機(未示 出)以將密封后的附著袋與剩下的薄膜22分開?？梢允褂盟羞m于塑料袋子 的密封方法，但是優(yōu)選脈沖和電阻密封機。在部分實施例中，第二密封機96 包括兩個獨立的密封機。上部第二密封機97密封附著袋62的底部，其靠近剛 填充完的附著袋。下部第二密封機密封填充后的附著袋的頂部。任選地，第二 密封機96位于成型管42的出口 。
圖2所示的是用于放置測壓元件的另一個位置。雖然附圖是簡化的，但是除了支架結構和測壓元件的放置不同外，制造/填充/密封裝置的第二實施例
110的所有組件都與第一實施例10相同。在第二實施例110中，相似的結構 用相似的附圖標記表示。至少容量裝填機74、送料斗76、進料螺旋鉆80和其 中的漿料的重量不是由裝置110的主框架12承受。其它的支架，例如但不限' 于單獨的支撐梁98，支撐這些組件的重量。測壓元件90位于主框架12的下 方，至少支撐成型管組件40、塑料薄膜22和附著袋62的重量。在填充過程 中，當進料螺旋鉆80將漿料64填充到附著袋62時，測壓元件90上的重量增 加。
參考圖3，本裝置的第三實施例210示范了一個測量重量減少的系統。如 第二實施例那樣，除了部分部件的位置不同外，組件都與最初的兩個實施例相 同。在簡化附圖中，類似的部件用類似的附圖標記表示。在該實施例中，測壓 元件至少檢測容量裝填機74、送料斗76、進料螺旋鉆80和包括其中的漿料 64的重量。容量進料斗的支架用作這些部件的支架，而主框架12用來支撐其 余的部件。測壓元件90位于這兩個支架之間。當第一階段開始時，控制器70 計算和記錄測壓元件90上的重量。當槳料64從進料螺旋鉆80供給到附著袋 62時，它的重量從測壓元件90轉移到主框架12。從而，當填充附著袋62時， 測壓元件90上的重量是減少的。當控制器70確定測壓元件90上的重量的減 少已經達到要轉移到附著袋62的槳料64的全部期望重量時，控制器70使第 二密封機96密封附著袋62并且把它從塑料薄膜22上截斷。
在使用中，準備用于包裝的產品復合物。優(yōu)選的產品是填縫料槳料，但是 也可以用這個方法包裝干粉，如填縫料混合物。形成袋子用來容納產品。當使 用制造/填充/密封裝置時，塑料薄膜在心軸上成形，然后纏繞在成型管周圍。 當通過袋移動機移動薄膜時，形成連續(xù)的邊緣接縫以制成連續(xù)的塑料薄膜管。 當密封前一個袋子的上部時，產生附著袋的底部密封。當前一個袋子離開塑料 薄膜時，控制器將附著袋移動到位以進行填充。
至少使用主鉆和精確鉆將產品填充到袋子中。這兩個螺旋鉆都由控制器控 制，控制器也利用測壓元件監(jiān)控沉積到附著袋中的產品的重量。在第一階段， 至少用主鉆，優(yōu)選用兩個鉆，將產品復合物沉積(deposit)到附著袋中。在 第二階段，只有精確鉆為袋子供給漿料。當達到目標重量時，控制器將附著袋 移動到位并密封袋子。在一個工位(station)或位置完成袋子的填充，而不需要將袋子移動到另一個工位來完成(topping off)或者稱重。
雖然表示和描述了填充袋子的雙螺旋鉆系統的部分實施例，但是對本領域 技術人員來說，在不背離本發(fā)明的廣義和附加權利要求所述的范圍的情況下對 其改變和改進都是顯而易見的。
權利要求
1、在制造/填充/密封裝置上形成填充有所需重量的漿料材料的塑料袋的方法，包括在制造/填充/密封裝置的心軸上拖拽塑料薄膜；將薄膜纏繞在成型管周圍；通過將薄膜的邊緣結合在一起形成塑料薄膜管；密封所述管的底部以形成附著袋；稱量心軸和塑料薄膜管的重量，得到初始重量；將漿料復合物沉積到密封的管內；當沉積漿料時，至少監(jiān)控心軸、塑料薄膜管及附著袋中的物質的當前重量；比較當前重量和初始重量直到達到所需的重量；密封附著袋；和將填充后的、密封后的附著袋從塑料薄膜管分離。
2、 如權利要求1所述的方法，其中所述沉積步驟包括使用至少一個螺旋 鉆將漿料從送料斗移動到袋子。
3、 如權利要求1所述的方法，還包括利用測壓元件稱量附著袋中的物質。
4、 如權利要求1所述的方法，其中所述第二密封步驟和所述分離步驟基 本上同時發(fā)生。
5、 如權利要求l所述的方法，其中所述監(jiān)控步驟由電腦控制器執(zhí)行。
6、 如權利要求1所述的方法，其中所述填充步驟還包括放置主鉆和精確 鉆從附著袋的相對側供給漿料。
7、 如權利要求l所述的方法，還包括發(fā)送密封后的袋子以堆放到集裝板上。
8、 制造和填充漿料復合物的袋子的裝置，包括 第一支架；安裝在第一支架上的漿料產品分配器，包括送料斗和至少一個進料螺旋鉆；第二支架；連接在第二支架上的袋成形機，包括其上纏繞有塑料薄膜的成型管和從成型管下去的附著袋；與第一支架和第二支架中的一個緊密關聯的測壓元件，其設置為當漿料產 品從所述第一支架傳輸到所述第二支架時，檢測漿料產品的重量；袋密封機；和與所述測壓元件通信的控制器，其中控制器使得將漿料產品分配到附著袋 中，直到達到目標重量，然后密封附著袋。
9、 如權利要求8所述的裝置，其中產品分配器還包括主鉆和精確鉆。
10、 如權利要求9所述的裝置，其中主鉆的直徑是大約2.5英寸到大約 3.5英寸。
11、 如權利要求9所述的裝置，其中所述精確鉆的直徑是大約0.8英寸到 大約1.2英寸。
12、 如權利要求8所述的裝置，其中所述袋成形機包括成型管組件。
13、 如權利要求12所述的裝置，其中所述第一支架是主框架，所述第二支架是僅在測壓元件處與所述主框架接觸的內支撐組件。
14、 如上述12所述的裝置，其中所述成型管組件還包括成型管、心軸和 至少一個安裝板。
15、 如權利要求8所述的裝置，其中所述框架還包括上安裝板，并且所述 上安裝板被所述安裝板以成型管支架支撐。
16、 如權利要求8所述的裝置，其中所述框架還包括安裝在所述框架上的 擺動臂，該擺動臂支撐所述密封機的至少一個部件。
全文摘要
利用改進的制造-填充-密封裝置將漿料包裝到塑料袋子中。在制造/填充/密封裝置上制造填充有所需重量的漿料材料的塑料袋子的方法，包括在制造/填充/密封裝置的心軸上拖拽塑料薄膜，并將薄膜纏繞到成型管周圍。通過將薄膜的邊緣結合在一起形成塑料薄膜管，且密封管的底部。通過稱量心軸和塑料薄膜管以得到初始重量，然后將漿料復合物沉積到密閉管中。當沉積漿料時，監(jiān)控心軸、塑料薄膜管和管中的物質的當前重量，并且比較當前重量和初始重量直到達到所需重量。在達到所需重量后，密封填充后的袋子，并且將它從塑料薄膜管分離。
文檔編號B65B3/26GK101568469SQ200780042012
公開日2009年10月28日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權日2006年11月21日
發(fā)明者保羅·詹姆斯·亨克爾斯, 斯坦利·B·多伊爾 申請人:美國石膏公司