专利名称：可流动的袋装料系统及其所用的袋的制作方法
相关申请的交叉参考本发明对Robert B.DeMatteis和Donald Pansier于2001年6月22日提交、申请号为60/300,591、名称为“无缝塑料袋”的临时专利申请要求优先权。此外，本发明对Robert B.DeMatteis和Donald Pansier于2001年6月27日提交、申请号为60/301,612、名称为“可流动的袋装料系统”的临时专利申请要求优先权。
关于对在联邦政府一级资助的研究或研制下做出的发明权利的陈述是不可申请的参阅在一紧致磁盘(CD)上提供的一“顺序清单”、一表格或一计算机程序清单附录是不可申请的本发明涉及由塑料薄膜制造的塑料袋，例如那些可以用于包装宠物食品、食品和其它散装食品的塑料袋。更具体地，本发明涉及使用呈一独特的无缝结构的这些塑料袋和制造它们的加工过程。本发明还涉及在一独特的系统中使用这些塑料袋，该系统用于例如宠物食品、食品、混凝土、灰泥等的散装内容物在基本无尘的环境内的一自动加工过程中装填和密封袋子。
背景技术：
目前，用于散装内容物的大部分袋子是标准的侧向带有联接条的(side-gusseted)塑料袋，通常四至五密耳厚和从顶部袋口装填，然后被密封(或缝制封闭)，以便运输放在货盘上。与用管材不同，通常用薄膜制造各种这类塑料袋，它们主要用于散装物品，例如包装化肥、草地维护产品、种子、盐、小杂物等。总的说来，这些袋子被加大成为较大尺寸，用于输送小到5磅、大到100磅的负荷。
利用薄膜形成这些袋子的主要原因是它们可以巧妙地在所有面上——前、后和两个侧面、有时在顶和底上，用加工色调(process-tone)印刷质量印上多达六种颜色。为了制造一现有技术的袋子，折叠印刷好的薄膜和形成一压平的管子，开放的诸侧边在机器方向相互在顶部配合平齐，搭接密封(一连续热密封)、在该诸侧带有联接条，然后沿一底边切割和密封，以形成一袋子。由于管型袋子在带有联接条之前单独在前和后面上印刷，同时成一两面压平的结构，所以这种高质量印刷在管型袋子受到限制。从而极难保持从前到后的印刷配对。在成为侧边联接条的前和后联接条面的压平表面的外部，通常理解为在一联接条的前面上的印刷复制品并不试图与一侧联接条的后面上的印刷复制品对齐。关于印刷管状袋子的另一个问题是减小了对每一单独面可得到的颜色的数量。由于大多数印刷机最多具有6个印刷工位(6种颜色)，仅仅总共6个颜色工位必须在两面、前和后之间划分。因此，不可能在两侧都印刷有加工色调印刷质量的6种颜色，否则要求总共12个工位对于每个单独的前和后表面有一套六个工位。
当制造一现有技术搭接密封袋时，两开放边缘配对和用约一1/4英寸“搭接焊缝”进行外部密封，将两配对边缘密封在一起，从而形成一管。当后来对该袋安装联接条时，由于它总是自然地朝向外，所以这搭接焊缝通常对齐在一外联接条边缘。在带有联接条之后，通过加热密封底边和切割顶部开放的袋口形成该袋子。这是目前工业中使用的相当普遍的制造加工过程。向外凸出在联接条边缘处1/4英寸搭接焊缝可能损坏或干扰在袋子上的印刷。一般说来，不希望在一袋子将搭接(热)密封的位置进行印刷，这是因为在沿印刷好的薄膜边缘密封时在搭接密封器的加热件上会积聚印墨。但是也不希望让一搭接焊缝条不印刷或中断引人注意的图形的连续性。由此，这就成为图案美术师、袋制造商和零售商的困难问题。
装水泥和混凝土制品和其它重的可流动内容物的大多数袋子是带有装料阀的大的多壁纸袋，如通常在整个美国的许多家庭进步中心内所见到的装在托板上的那些。它们通常包含许多产品，例如60#砂浆和混凝土混合物和94#水泥和混凝土混合物，出售给顾客，用于家庭的花园和庭院。对于这些用途使用纸阀袋(papervalve bag)的主要原因是由于单件成本和生产率的因素。纸阀袋较标准的的顶部装料的塑料袋贵，但是纸袋装料快得多，从而显著地提高了生产率和产量。使用由一非织造的聚丙烯制的塑料阀袋(plastic valve bag)有一些限制——尤其在欧洲——它降低了生产率。但是在美国和其它国家(纸是较便宜的)，聚丙烯阀袋相当贵。它们较传统的聚乙烯顶部装料的袋子贵的主要原因之一是用于制造它们的设备极贵——是一标准塑料机器价格的十倍之多。
如本领域内任何有经验的人所知道的那样，存在与现有技术关联的若干问题。除了高成本之外，纸包装的其它缺点包括占据五倍的塑料包装的储存空间；储存在纸中的水泥和混凝土产品对气候条件(特别是雨)的易损性，以及纸对害虫骚扰的易损性。相对比，塑料的优越的环境质量对整个国家的另售商和使用者是普遍公认的，如果实用将是所希望的。
毫无疑问，如果研制一塑料袋，它能使外部搭接焊缝不显眼和不干扰印刷图形，它在许多用途中将是很希望有的袋子。并且，如果能够研制一塑料阀袋和系统、它能够成本有效地代替多壁纸袋、而不会降低生产率，它将是很希望有的袋子。事实上，如果研制一塑料阀袋，它能够有利地与标准的顶部装料的塑料竞争，这也是很希望有的袋子。
发明概要由具有两个主表面和两个平行侧边的一张塑料材料制成具有一在内部设置的焊缝的一袋子。一第一焊缝将在相同主表面处的两平行侧边密封在一起，并带有管子内部设置的诸侧边，使该张塑料材料形成为带有在管子内部延伸的诸内折条部分的一管子。设置至少一条越过该管子的密封，用于形成至少一个有三侧的袋结构(以及较佳地两条密封越过管子，用于形成一封闭的四侧的袋结构)，从而袋内的压力作用于在管子内部设置的诸内折条部分，以致提高该焊缝的密封性能。在沿着面向管子内部的焊缝的相对侧边形成的一孔处对袋子装料。较佳地，将至少一附加的第二焊缝放置在该孔处并构造成基本与第一焊缝垂直。该第二焊缝至少从第一焊缝延伸，向内联结于袋子的形成一内折条部分的侧边，用于响应袋内压力封闭该孔。该至少一附加的第二焊缝相对于第一焊缝倾斜设置，形成变化剖面的一孔，较佳地从焊缝处的一宽的剖面到袋子内部的窄的剖面。具有一较小最前端和一较大后端的一锥形导管设置在从第一焊缝缩小剖面的孔内，沿着侧边进入管子内部。将袋孔放置在较小最前端上和沿着锥形导管的一部分紧密地配合从而紧固地保持较大的后端。通过锥形导管对袋子装料。对装料过程产生的空气和粉末进行通风。通过提供袋内的压力和抽出导管，对装好料的袋子密封。从袋内拉出变化横剖面的孔，以形成一倒出口，用于袋内容物的计量排放。
本发明克服了与现有技术相关联的问题。即，本发明消除了突出的搭接密封焊缝和不要求在印刷表面上的印墨的顶上进行密封。外表上，它真正形成了引人注目的无缝袋，它对图案美术家、袋制造商和另售商都是很受欢迎的。
本发明还揭示了一新类型阀袋，它适用于水泥和混凝副产品包装，较纸袋便宜和不会降低生产率。另外，以允许阀被拉出形成一倒出口的一方法可以制造该阀袋，它对许多类型的产品都是理想的，例如种子、化肥和某些散装食品。
此外，本发明揭示了制造无缝袋和阀袋的一方法，这些袋子能实在地降低袋的制造成本，使新方法比它的传统方法花钱较少。
本发明通过将搭接密封(lap seal)转到内部和用一悬臂搭接密封系统(cantilevered lap sealing system)沿着一内边进行密封它而实现这些目的。该悬臂系统(cantilevered system)带有一内成形器(internal former)，该成形器随后在一内部操作中使袋带有联接条。产生内搭接密封的这方法还不需要外部后联接条器(external post-gusseter)和它的费用。
该独特的制造过程、系统和袋子的最主要优点是消除了外搭接密封、改进了图形、降低了设备成本、装料阀适于用可流动内容物进行装料和用作为一装料装置和倒出口的双用途阀(dual-purpose valve)。最重要的是能实现所有这些优越性而对该产品的整体性没有负面影响。
本发明克服了与现有的装料阀袋(fill valve bag)相关联的许多问题。解决的关键是一高生产率的方法，该方法允许将纸阀袋装料系统立即转变成适应较便宜的塑料阀袋替换物。本发明的袋和系统通过利用将一塑料阀袋固定到一独特的装料嘴(fill nozzle)上的一方法、以一高生产率方式完成了它。其结果，本发明的袋子能够比纸装料过程和顶部装料的塑料袋装料过程的工作性能好。
本发明还揭示了产生一无粉末装料环境的一装置。该系统适用于若干阀袋形式，并还可以使其自动化。
本发明通过利用一锥形装料嘴完成了这些目的，一阀袋自身牢固地固定于该装料嘴。该装料嘴还采用易于插入袋阀的一窄的末端。该装料工艺可以包含一空气释放系统(air relief system)，该系统与其它优点相结合，不仅产生了一无粉末装料环境，还将从被装料的袋子排出的空气和粉末集中到装料嘴后方的一单独地方。
该独特的装料方法的最显著的优点是能够如纸、粉末容器那样快地装料，并可能自动化。完成所有这些目的而不会对产品的整体性有负面影响，并可以使用比目前纸或聚丙烯袋便宜的聚乙烯袋。
附图简要说明
图1是一带有联接条的无缝袋(gusseted seamless bag)的平面图，它能够包括两个搭接焊缝。
图2是表示图1的袋子内带有联接条的薄膜的、被吹起的横剖视图。
图3是内部带有内容物的图1所示袋子的立体图。
图4是本发明的一阀袋的平面图。
图5是表示在图4的袋内的带有联接条的薄膜的剖视图。
图6是在装料后图3中的袋子的顶部的立体图，它示出了阀套(valve sleeve)的封闭。
图7是一阀袋的平面图，其中阀折叠为一倒出口，并示出了在袋底的一防凹痕(anti-dimpling)效果。
图8是带有拉出的倒出口的图7中的袋子的立体图。
图9是图7中的袋子的平面图，它带有沿着内部折条的一空气通气系统和带有一模切出的把手(die-cut handle)。
图10是悬臂制造工艺的顶部立体图。
图11是本发明的一锥形装料嘴的立体图。
图12是类似于图1的袋子的一阀袋的平面图。
图13是紧贴地安装在图11的锥形装料嘴上的图12的袋子的立体图。
图14是也适合安装在图11的锥形装料嘴上的一阀袋的一变化形式的平面图。
图15是带有一空气释放系统的图11的锥形装料嘴的立体图；图16是安装在一储存器供给系统中的图12中的袋子的立体图，该系统能使利用者迅速地将该袋子安装在一装料嘴上。
图17是一锥形装料嘴和一安装的阀袋以及一U形袋保持装置(bag retainingmeans)的立体图。
本发明的详细描述在图1中，袋10具有顶部12、一底部13、左和右侧联接条(gusset)16和16’，该两联接条分别带有左和右侧中心联接条褶痕18和18’。从左侧中心联接条褶痕18向内延伸约1/8英寸到1/4英寸或再多一点是内部折条棱20和22(后者未示出，这是因为它直接位于内折条棱20之下)。内部搭接密封部分(阴影线部分)是位于左侧中心联接条褶痕18与内折条棱20和22之间的材料的窄条，该部分从袋顶12延续到达底部24。如图所示，搭接密封部分24位于袋子10的内部，并邻近左侧中心联接条褶痕18，搭接焊缝限定了左侧中心联接条褶痕18。在袋子内部的搭接焊缝面朝内，袋子的外表面没有如现有技术的情况那样的朝向外的凸边或焊缝。
在图2中，示出了袋子10，它具有一前面26、一后面28、一左前侧联接条面30、一左后侧联接条面32、一左侧中心联接条褶痕18、一右前侧联接条面34、一右后侧连接条面36和一右侧中心联接条褶痕18’。在左侧中心联接条褶痕18与内折条棱20与22之间是内搭接密封部分。这搭接密封部分可以是如1/8英寸宽度或更宽一些的一窄带。为了使用更少原材料的节省观点，较窄的焊缝是较佳的，当然对于较重的内容物一较宽的牢固的焊缝是较佳的。易于理解的是由于搭接焊缝位于袋的内部，所以外表面显得是无缝的，没有向外突出的边缘或焊缝。在这方法中的搭接密封自然产生了一中心联接条褶痕，不过，该褶痕还可以定位在袋子的其它地方，例如在右侧联接条或在一前或后面上。
在图3中，袋10已装有一可流动的材料和在顶边缘12处密封。左侧中心联接条褶痕18是由内搭接密封部分24(由于该部分在袋10的内部，所以未示出)所形成的一连续的褶痕。中心联接条褶痕的外观很像在标准的管状袋中通常见到的任何其它侧联接条褶痕，即一整洁的连续的折痕。
在图4中，袋子40具有一顶部42、一底部44、分别带有左和右中心联接条褶痕48和48’的左和右侧联接条46和46’。密封了袋顶部42和底部44后，当装料时该袋40就形成一枕头状袋子。从左侧中心联接条褶痕48向内延伸是内折条棱50和52(由于后者直接位于内折条棱50之下，所以未示出它)。内部搭接密封部分54(阴影线部分)是位于左侧中心联接条褶痕48的附近、与内折条棱50和52分开的一窄密封条，但仅从袋底44延续到达位置56而终止。阀孔58是沿着左侧中心联接条褶痕48、在位置56与袋顶42之间的未密封部分，它适合于允许很像使用于装填标准纸阀袋的一装料嘴的进入。关于位于中心联接条褶痕处的阀孔58，使用者易于和自然地发现袋40的阀孔58和将它安装在一装料嘴上。连续从袋顶42至袋底44的内折条部分60和62(由于折条部分62直接在折条部分60之下，所以折条部分62未示出)位于搭接密封部分54和阀孔58、以及内折条棱50和52之间。通常，内折条部分60和62可以在袋40内向内延伸约2英寸至3英寸，这取决于袋子的尺寸，但肯定可以或大一些或小一些。水平焊缝64从位置56开始和大致水平延伸进入内折条部分60和62。在水平焊缝64与密封袋顶42之间的区域形成一阀套65，该阀套与阀孔58一起与一现有技术的装料嘴有大约相同的总周向尺寸，或者稍许大一些。由此，阀孔58和阀套65可以以合理的紧密配合安装到一装料嘴上，以防止在对袋装料时的泄漏以及在装料之后自身坍塌，使包含在内部的可流动的材料将不会漏出。本发明的意图不是具体确定允许形成一阀套的内折条部分的宽度，而是示出可适用于目前使用装料嘴的可流动的装料机械的作为阀套的原理。所示的内折条部分是已形成诸内折条和该袋子的相同薄膜的一整体部分。也可以通过将一单独的内折条部分插入和将它密封到袋顶和在位置56之下焊接到内搭接焊缝54而加以实现。或者，甚至可以通过大致相同的方法来实现它，是用一外搭接焊缝代替内搭接焊缝。无论那一类方式都能达到相同的目的。但是，使该内部成为该薄膜的一连续部分是较佳的制造工艺，即使它要求使用多一点薄膜和多一点材料也是如此。通过割下位于水平焊缝64之下的内折条部分并将该无用的部分再循环，可以改进该制造工艺。
在图5中，示出的袋子40具有一前面66、一后面68、一左前侧联接条面70、一左后侧联接条面72、一左侧中心联接条褶痕48、一右前侧联接条面74、一右后侧习接条面76和一右侧中心联接条褶痕48’。阀孔58在左侧中心联接条褶痕48与内折条棱60和62之间。没有示出内搭接密封部分54是因为它直接位于孔阀部分58之下，很像图2的内搭接焊缝24的情况，其中它可以是窄到1/8英寸或较宽的一条。阀套65位于阀孔58之内。水平焊缝64(未示出)形成了阀套65的下方最底处。如图所示，阀套65是由内折条棱60和62的整体部分形成的。或者，它可以是密封到一顶边和内搭接焊缝的一附连套部分(attached sleeve portion)，如图4中所示。
在图6中，袋60的顶部已装填有可流动的内容物和呈现为大部分由袋的尺寸所预定的它的自然的平行六面体或立方体布置。如图所示，袋40包括一密封的顶部42、一前面66、一左前侧联接条面70、一左后侧连接条面72和一左中心联接条褶痕48，由于袋40装有可流动的内容物，该褶痕是处于展开状态。装有可流动的内容物时，上前面66和后面69(见图5)的两上部组成的一顶部78，同时阀孔58现在位于上折叠的左侧连接条区域80之内并被封闭。在装有内容物时，阀套65向后将自身封闭呈一压平结构，从而不允许可流动的内容物漏出或渗出。形成一立方体布置使阀套65身自封闭和还向下和向外拉，这在袋顶42和内折条棱50和52(未示出)的连接处产生一小的应力凹痕(stress dimple)。一旦放在托板上，袋40将被放平在后面48上，从而顶部成为矩形立方体的一“端”。重要的是在它被放在托板上的状态时在此所述的封闭现象甚至更坚牢，这是由于由内容物产生的压力在阀套上向外推，产生阀套和阀孔的更可靠的封闭。
在图7中，袋90的结构很像图4中袋40的结构，它带有一顶部92、一底部94、分别带有左和右侧中心联接条褶痕98和98’的左和右侧联接条96和96’。密封袋顶92和底部94形成袋40，在被装料时袋40呈现为一枕头状袋子。从左侧中心联接条褶痕98向内延伸的是内折条棱100和102(因为后者直接位于内折条棱100之后，所以没有示出它)。内搭接密封部分104(阴影线部分)是位于左侧中心联接条褶痕98附近的和与内折条棱100和102分开的一窄密封条，它从袋底96向上延续到位置106并终止。通过当搭接密封边连接水平焊缝114时将它弄圆，在位置106处进行一改进，从而消除了一可能的应力部位，也使阀孔108易于安装在一装料嘴上。阀孔108沿着左侧中心联接条褶痕98并位于位置106与袋顶92之间，它适合于允许一很像前面所述那些装料嘴的装料嘴进入。从袋顶92延续到袋底94的内折条部分110和112位于搭接密封部分104和阀孔108以及内折条棱110和112(因为折条部分112直接位于折条部分110之后，所以它未示出)之间。在位置106处开始和大致水平地延续进入内折条部分110和112的是形成阀套115的水平焊缝114，该阀套与阀孔108相结合可安装在一装料嘴上。顶部穿孔线116位于内折条110和112上、靠近阀套115的顶部并靠近袋顶92，以及底部穿孔线118位于内折条部分110和112的底部并靠近袋底94。非常容易撕开顶部穿孔线116，使一使用者可以伸手进入和向外拉出预先制造的阀套115，从而形成如图8所示的一倒出口。在用可流动内容物装料、顶穿孔线116自由地撕掉时，顶穿孔线116还可用于消除在顶部区域处的应力凹痕(如图6中的69所示)。同样，在用可流动内容物装填、底穿孔线118自由地撕掉时，沿着底部密封边将也没有应力凹痕。在大多数用途中应力凹痕并不表现为影响袋子强度的完整性，但是如果袋子装有很重的内容物就有可能，以及内折条延伸进入袋子较远。换句话说，内折条越窄，应力凹痕越不显著。在内折条的顶和底区域使用许多穿孔和消除应力凹痕还改进了外观，这是由于沿着一顶或底密封边没有变形。或者，通过在内折条上设置切割线代替顶或底部的许多穿孔，可以产生一顶部倒出口或消除应力凹痕。另外，一穿孔线加倍作为在薄膜带沿着一制造工艺运动时保持薄膜带的完整性的一手段，而一切割线可能趋向于允许某些薄膜带变形。一穿孔或切割线还可以向外延伸，通过内折条和进入联接条面到达最外袋边。对于这设计，倒出口会变得较大。
在图8中，袋90装有可流动内容物并竖直站立，很像图6中的袋子。阀套115已被拉出和穿孔线116(见图7)被切去，形成了倒出口120。当在它的内部位置(见图7)时，倒出口120是阀套115，该倒出口由顶边122和122’以及一底边124形成。当阀套处于其内部位置时，顶边112和112’是在穿孔线116处的阀套115的边缘。底边124是已从袋的内部抽出的、形成一倒出口基底的一水平密封114。倒出口的尺寸由阀套的总高(或尺寸)确定。使用在许多普通的嘴装料应用中的阀的周边约4英寸至4.5英寸，当拉出形成一口时产生一可工作的倒出口。如在这里所形成的拉出的倒出口还包括那些倒出口，这些倒出口是一内部连接部分的一部分，该连接部分不是一内折条的一部分。
在图9中，袋140很像图4和图7中的那些袋子，它具有一顶部142、一底部144、分别带有左和右侧中心联接条褶痕148和148’的左和右侧联接条146和146’。将袋顶142和袋底144密封后就形成了袋子140，该袋子在被装料时呈现为一枕头袋子。在袋顶142延伸的是把手部分143和147(因为后者直接位于把手部分143的下面，所以没有示出它)，这两部分具有在中央定位的模子切割出的把手145和149(因为在把手部分147上切割把手149和它直拉位于模子切割的把手145之下，所以没有示出它)。把手部分143和147是连接到前面151和后面153(图后者直接位于前面151之下，所以没有示出它)的薄膜的连续部分。从左侧中心联接条褶痕148向内延伸的是内折条棱150和152(因为后者直接发在内折条棱150之下，所以没有示出它)。内搭接密封部分154(阴影线部分)是邻近左侧中心联接条褶痕154的、与内折条棱150和152分开的一窄密封条，并从袋底144延续到位置156并终止。一第二搭接密封部分155邻近内折条棱150和152，与左中心联接条褶良148分开，平行于搭接密封部分154和终止在位置157，在位置157处它连接水平焊缝164。整个第二内搭接密封部分155在该焊缝中有许多中断处167，以允许空气通过。这些断开处通常窄到1/32英寸，最大为1/4英寸。此外，许多中断处169在整个内搭接密封部分154内。在内搭接密封部分154和第二内搭接密封部分155之间是由诸内折条自身产生的基本上被密封入的内部区域160，并由四个密封——底密封144、内搭接密封154和155和水平密封164——包围并带有以上所述的许多中断处167和169。当本发明的袋子装有可流动的材料时，可以希望有允许被包在其中的空气从阀套和阀孔之外的诸部分逸出的措施。这样，在第二内搭接密封155中的许多中断处167允许空气逃逸进入被密封的内部空间160内，然后通过在搭接密封154中的许多中断处169流出。因为被密封的内部160自身被坍塌，所以这是一曲折的路径。由于这曲折路径可以防止或完全消除可流动的内容物的漏出，所以在许多情况下这一曲折路径是所希望的。还可以通过在基本上被密封的部分中有许多穿孔，代替在第二搭接密封155中的许多中断处产生一曲折路径。在这样一袋内，装把手的顶部适合用于携带和运输以及用作帮助从倒出口倒出可流动的内容物用的结构(如图7和8所示)。它可以做成任何各种式样和尺寸。虽然不是主要的，但空气释放结构用作在装料过程中允许被包在内部的空气从袋子内部逸出，并允许袋子呼吸，以便避免发生冷凝。
在图10的俯视图中，压平的薄膜170在辊172与174(因为后者直接位于辊172之下，所以没有示出它)之间移动。在辊172与174之间施加的压力将薄膜170保持为其压平状态。一旦离开辊172和174，随着薄膜170围绕悬臂176裹围，它开始折叠。悬臂176固定于基座176并朝向将成形的管子向前突出，该悬臂在它的端点安装有一内成形器180、一边转向装置(edge turning device)182和内搭接密封器184。两个联接条鳍状体186和188位于成形器180的外侧上。随着由任何数量的现有技术装置完成的压平的薄膜被折叠，薄膜边190在下方转动直至它与薄膜边192相配。这两边缘一起运动进入边转向装置182，从而向内转动这两相配的薄膜边缘190和192，指向将形成的管子的内部。然后，该两内部薄膜边缘190和192运动到内搭接密封器184，并一起被密封成一内部的配置状态，如以上所讨论的对于各种袋子式样可以要求的那样，可以包括密封的中断以用来产生阀孔或许多空气逸出中断处。在位置194处从薄膜形成一管子，以及当薄膜绕过时由内成形器和两个外部联接条鳍状体186和188完成联接条操作。辊子196和198(因为后者直接位于辊196之下，所以未示出它)将新带有联接条的薄膜200保持在它的预定的带有联接条的布置状态，用于下游进一步加工。
可以按许多方法完成用于进一步内搭接密封的、产生两内转的相配边缘的管子成形。在此所揭示的新事物不是做这工作的精确的方法，而是在一悬臂装置上要求如此进行。内部成形器在现有技术中是已知的，但不是按照如在此所述的一悬臂加工使用。可以是由该悬臂/搭接密封系统的一整体部分的内部成形器完成该内成形操作或内部成形器可以独立于密封操作。但是，不管是否悬臂延伸出5英寸或5英尺，内密封必须以一悬臂方式实现。
在图11中，锥形装料嘴211是在它的后方进入位置212连接于装料设备(未示出)的一延伸的空心管。装料嘴210的前管部分渐缩到比在后方进入位置处小的一直径，终端有一尖端216适于方便插入一阀袋。从其可流动的材料将流入安装在装料嘴210上的一袋子内部的出口位置218离开尖端216向后设置。通常这型式的装料嘴具有约2英寸至2.5英寸的内径和约18英寸长，用于混凝土产品装料操作。该嘴可以显著较小、用于小袋，或显著较大、用于较大袋子或体积较大的可流动的材料。为满足耐用性，装料嘴通常用钢制造，但是大多数可以用任何其它种类的能够形成为一管状的材料，例如塑料或铝。如将要所示的，使用一锥形装料嘴可以包括仅仅沿前部、一中部或一后部渐缩的一装料嘴，这取决于一袋在装料嘴上的安装深度。
在图11，阀袋230具有一顶部232、一底部234和分别带有左和右侧中心联接条褶痕238和238’的左和右侧联接条236和236’。密封袋顶232和底234后就形成了袋230，在装料时该袋成一枕头状袋子。从左侧中央联接条褶痕238向内延伸的是内折条棱240和242(因为后者直接位于内折条棱240之下，所以没有示出它)。内搭接密封部分244(阴影线部分)是邻近左侧中心联接条褶痕238的一窄密封条，并与内折条棱240和242间隔开，仅从袋底234延续到位置246而终止。阀孔248是沿着左侧中心联接条褶痕238、在位置246与袋顶232之间的未密封部分，它适合于允许图12所示的装料嘴进入。在搭接密封部分244与阀孔248以及内折条棱240与242之间是内折条部分250和252(因为折条部分252直接位地折条部分250之下，所以未示出它)，它且从袋顶232延续到袋底234。通常，内折条部分250和252在袋230内部向内延伸约2英寸至3英寸，这取决于袋尺寸，但确实可以延伸得较大深度或较小深度。开始于位置246和大致水平延续、但向上倾斜进入内折条部分250和252是水平倾斜密封254。在水平密封254与密封的袋顶232之间的区域形成一倾斜的阀套255，该套与阀孔248一起紧密地配合在图11的装料嘴的前锥形部分214。阀孔248和阀套255可以按紧密配合安装在一标准装料嘴上，或用一甚至更牢固的紧密配合装在例如图11的一锥形装料嘴上，从而防止在装料过程(常常是一高压操作)中材料的流出。这锥形配合还保持空气和它伴随的可流动的材料粉末微粒逸出，例如它伴带着水泥和混凝土副产品。随着锥形阀套自身沿着整个阀表面安置于它之下的锥形嘴表面，如本文所讨论的一锥形阀套整洁地很好地与一锥形装料嘴相结合进行工作。但是，锥形阀套在与现有的非锥形装料嘴一起使用时也是一改进。
在图13中，通过在尖端216上拉动阀孔248、向前(箭头方向)拉动阀套255和使该阀套牢固地位于锥形前管部分214上(如图所示，现在直接位于阀套255之下)，将袋子230安装到装料嘴210上。本发明的锥形阀套255通常将有与锥形装料嘴前部分相同度数的倾斜，这意味着一旦阀套已安装在装料口上，沿着阀套或装料嘴在任何某位置处两者将具有大致相同的周向尺寸。这些相配的条带提供了极其紧密的配合并能够消除即使是最小的粉末微粒的逃逸。如图所示，水平倾斜密封254提供了保证在前端部分上紧密配合的相配的锥形，使出口位置218刚刚超过内折条棱240，这也形成了在弯曲虚线241处的阀密封255的最内边缘。当阀套255从装料嘴210抽出时，随后它自身坍塌，回到它的压平设置状态，从而内部所含有的可流动材料将不会漏出。本发明的意图不是具体规定锥形阀套或装料嘴的长度和宽度，但是示出了两锥形部分的配合周边的原理，这提供了独特的、有价值的动力学1)一锥形阀在一装料嘴上的优越的固定；2)消除了在装料过程中可流动材料的泄漏；以及，3)消除了粉末在工作环境中的污染。
在图14中，塑料阀袋260具有一顶部262、一底部264和分别带有左和右侧、外侧联接条折痕268和268’的左和右侧联接条266和266’。密封了袋顶602和底部264后就形成了袋260，在装料时该袋呈现为一枕头状袋子。离开左侧外联接条折痕有一重叠边270从内折条棱272向外延伸。重叠边270具有一邻近的搭接密封部分274(阴影线部分)、一窄密封条，该密封条从袋底264向上延续到位置276而终止。阀孔278、重叠边270的末密封部分位于位置276与密封的袋顶262之间，适于使像图11的一装料嘴进入。在搭接密封部分274和阀孔278、以及内折条棱272之间是外折条部分280和内袋壁部分282(因为它直接位于外折条部分280之下，所以未示出它)。外折条部分280和内袋壁部分282从袋顶262延续到袋底264。通常，内折条棱272从重叠边270在袋260内部向内延伸约2英寸至3英寸，这取决于袋大小，但确实地能延伸到较大深度或较小深度。水平密封284开始于位置276和大致沿水平延续，但向上倾斜进入内袋壁部分282。水平倾斜密封284与密封的袋顶262之间的区域形成一倾斜的阀套285。倾斜的阀套与阀孔278一起通常具有与沿着如图13中所示的一装料嘴的前倾斜部分的任何某位置处的周长相同的总周长。由此，阀孔278和阀套285以一高度紧密的配合安装在装料嘴210上，很像图12和13中所示的袋子的情况，并具有将该阀牢固地装配在装料嘴上、防止在装料过程中可流动的材料的泄漏和消除可流动材料粉末微粒逃逸的相同结果。同样，本发明的意图不是具体规定允许形成阀套的内袋壁部分或外折条部分的宽度，而是示出可与目前使用装料嘴的可流动装料机械一起使用的该袋子部分的原理。
另外，重叠边的位置可以在左侧外联接条边之外或进一步向内。重叠边甚至可以围绕在诸内联接条面中的一个或在一中心联接条褶痕处的一位置转动。也可以通过将一单独内折条部分或多个该部分插入、以及将它(或它们)密封到一袋顶(例如262)和密封到一搭接密封(例如在位置276之下的274)而产生这类阀。在这情况下，将不需要一内袋壁部分。两种方式都能达到相同目的。但是，具有作为薄膜的一连续部分的内形状的袋子是较佳的制造工艺。通过切去在水平倾斜密封84之下无用的内折条部分并对那些无用部分进行再循环可以改进这制造工艺。这类阀袋在本发明的装料嘴上使用得很好。带有位于侧联接条面中的、以及较佳地在中心联接条褶痕处的阀孔的这类阀袋趋于整体是较佳的，这是因为易于发现阀孔和它们具有一较坚牢的结构，结构坚牢是因为袋和阀悬挂在装料嘴上较平衡和在阀套的各侧上使用了相等的薄膜材料层(2)。
在图15中，锥形装料嘴290类似于图11的装料嘴，它是在它的后方进入位置292连接于装料设备(未示出)的一延伸管。装料嘴290的前管部分294不倾斜并终止在出口位置298，在那里可流动材料流入一随后安装的袋内。围绕前部分294和出口位置298牢固定位的是带有一尖端296的一第二较大的锥形管子300，该锥形管适合于方便插入一阀袋。在加压装料操作时允许空气和粉末逃逸的空气阀间302位于前部分294的外表面和锥形管300的内表面周围。对于安装在装料嘴290上的一袋，如图13所示，任何被包在其中的空气和它伴带的粉末沿箭头方向流出，向后排出和离开将袋子装在该嘴上的操作工的位置。通常这类装料嘴结合体具有约2英寸至2.5英寸的内径和约18英寸的长度，用于混凝土产品装料。这装料嘴结合体可以显著地较小，用于小袋，或者显著地较大，用于大袋或体积大的可流动的材料。为了满足耐用性，这结合体可用钢制造，但大多数可以用能够形成为一管形的任何类型的材料，例如塑料或铝。这里所示的原理是提供空气的逸散，从而在装料过程中在高压装料操作中所使用的任何空气不会夹在和留在袋内，例如发生在通常使用水泥和混凝土产品装料过程中。对于结合有阀套在一锥形嘴上的牢固紧密配合的一高压装料方法，是希望有某些形式的空气释放。本发明的方法主要是不需要在塑料袋中有通风装置，使夹在内部的空气可以随后逸散。另外，本方法旨在空气和粉末逸出路线向后进入一集中区域，在那里能够用一真空系统再捕获它和返回原材料仓库。通过使一空气释放管插入一装料嘴，例如图11所示那样，也可以实现这集中的空气和粉末逸出装置。这样，本发明提供了便于以离开该嘴的前侧的一方向集中逸出空气和粉末的一装置，在该嘴处一个人正在工作，例如他/她将袋和袋阀安装在该装料嘴上或正监视一自动加工工艺。对于具有高粉末浓度和在装料过程中使用空气压力的大多数场合，这嘴是较佳的型式。
在图16中，储存盒保持器410具有一左侧412、一右侧414(由于它与左侧412相对，故没有示出)、一前面420和一后侧(由于它与前面420相对，故没有示出)，并带有垂直设置在储存盒保持器内一叠阀袋422(包括以上所揭示的诸形式的一种的许多袋子)。带有在上前角434内、在中心联接条褶痕(未示出)内部对齐的阀孔和阀套的该叠袋子422位于储存盒保持器内。靠近边缘424、基本沿着前面420延续的是畅开的窄槽426，该窄槽允许取出一最前方的袋子。如图所示，最前方的袋子428已部分地从储存盒410抽出。可以通过若干方法完成抽出一袋子。首先，一工人可以用手抓住最前方袋子428的上前角430，向前拉它(箭头方向)和通过畅开的窄槽426拉出，然后将阀孔432和阀套434装在一附近的装料嘴436上。另外的方法是通过两个吸杯，将它们在上前角430处固定至前和后袋面(每个面一个)，从而在上前角430处抓住相对的面。在组合中，两吸杯稍许拉开侧连接条面，然后向前拉动袋子和装在装料嘴上。也可利用其它抓握操作；总原则是使诸袋子安装在一传统定位的储存器内，用于随后的手工或机械抽出。另外，可以稍许倾斜地定位储存器，由重心使诸袋子保持成一直立配置。或者，一单个弹簧加载的柱塞装置可实现相同用途。储存盒还可以从侧面、代替从顶部增加袋子。此外，诸袋子以一垂直布置状态放置在一装料嘴上之前可以保持在一水平布置状态。
在图17中，锥形装料嘴440具有安装在其上的一阀袋442，很像在这里所述的任何袋子和装料嘴。用压力驱动的保持装置444将袋442保持在适当位置中，当由光电管446驱动时该装置向下运动、按住和保持袋442在嘴440上的牢固配合。保持装置444在基底445处是U形，从而它适合于在装料嘴上的袋的外形和以一角度面朝后，使一工人可以方便地将手放置在袋442的顶部的顶前方位置448处，同时在被驱动时保持装置444的前方是安全止动部分452，该部分能在操作工在装料嘴440上滑动袋442时防止手指或手通过。通常，保持装置是带有一像胶基底的金属。安全止动部分由一有些柔性的材料，例如一硬像胶制造。
本发明的宗旨是改进现有的可流动材料的装料操作，同时提高粉末控制和提高生产率。毫无疑问，能够有可以考虑的许多变化和修改，所有这些变化和修改都被认为落在本发明的范围内。
在这PCT申请提出时，已制出了包含本发明的实用的许多袋子。这袋的典型的压平尺寸是10英寸宽和21英寸长。在与孔相对的侧上，该袋具有一条2英寸向内延伸的焊缝。在有孔的侧上，该袋具有一条5英寸焊缝。在压平结构中袋的孔是约5英寸直线长度。该袋的实际功能是很惊人的。当用厚塑性材料制造时，该袋能充满空气地被吹起和自身密封。而且，一旦袋子自身密封，200磅重的人能站立在该袋上和袋内的空气将不逸出。读者会理解通过简单的反复试验可以改变以上尺寸。
在以下权利要求书中，将保留术语“焊缝”，用于在相同主表面处的管材的两平行侧边的连接，形成袋材的一连接。术语“密封”将涉及袋材的任何连接，包括一焊缝。
权利要求
1.一种具有一内部设置的焊缝的袋子，它在组合中包括一张塑料袋材料，它具有两个主表面和两个平行侧边；一第一焊缝，它连接在相同主表面处的两平行侧边，诸侧边设置在管子内部，使该张塑料袋材料形成为一带有在管子内部延伸的诸内折条部分的管子；以及至少一条越过管子的密封，用于形成一个有三侧的袋子结构，从而袋子内部的压力作用在设置在管子内部的诸内折条部分上，以提高第一焊缝的封闭性能。
2.按照权利要求1的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，包括至少两个越过管子的密封，用于形成一个有四侧的袋结构。
3.按照权利要求1的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，向内折叠管子，用于形成向内折叠的诸联接条。
4.按照权利要求3的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，第一焊缝设置在一向内折叠的联接条处。
5.按照权利要求4的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，第一焊缝设置在向内折叠的联接条的内部的折痕处。
6.按照权利要求1的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括至少两条越过管子的密封，用于形成一个有四侧边的袋子结构；以及沿着面向管子内部的焊缝的诸相对侧边形成的一孔。
7.按照权利要求6的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括至少一第二焊缝，它构造在该孔处、基本与第一焊缝垂直、至少从第一焊缝延伸连接诸侧边设置在袋内，用于形成在内折条部分处的一连接，用于响应于袋内压力封闭该孔。
8.按照权利要求7的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括第二焊缝，它相对第一焊缝倾斜设置，用于形成变化剖面的一孔。
9.按照权利要求7的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括第二焊缝，它相对第一焊缝倾斜设置，形成一从第一焊缝沿着管子的在内部设置的侧边减小剖面的孔。
10.按照权利要求7的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括在该孔处、与第一焊缝基本垂直地构成的两条第二焊缝。
11.按照权利要求10的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括两条第二焊缝，它们从第一焊缝会拢提供该孔，该孔沿着内折条部分在第一焊缝处有一大剖面，在袋内部为较小剖面。
12.按照权利要求7的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括第二焊缝，它被构造成靠近越过管子的一密封。
13.按照权利要求12的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括一条穿孔线，它设置在越过该管子的一密封的附近，从而消除在该孔附近的应力凹痕。
14.按照权利要求13的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于一穿孔线设置在一第二焊缝的附近；该穿孔线被分离；以及将管子内部设置的诸侧边从管子的内部拉出到管子的外部，形成用于袋子的内容物的一倒出口。
15.按照权利要求1的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于装填袋子的固体内容物在袋子内形成压力，作用在管子内部设置的侧边上，从而提高第一焊缝的封闭性。
16.按照权利要求6的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括设置在该孔内、从袋子的外部到袋子的内部的一导管，它用于对该袋子装料。
17.按照权利要求7的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括一锥形导管，它从袋子的外部到袋子的内部地设置在该孔内，用于对该袋子装料。
18.按照权利要求16的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括在第一焊缝中的该孔处、作用在导管和袋子之间的保持装置，该装置用于将该孔处的袋子保持于导管。
19.按照权利要求9的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括一锥形导管，它具有一较小的最前端和一较大后端，并设置在离开第一焊缝减小剖面的孔内、沿着诸侧边进入管子的内部；以及袋孔放置在较小的最前端和沿着锥形导管的一部分紧密地配合，从而牢固地保持住较大的后端。
20.按照权利要求1的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括沿着袋子的一顶边设置、将两平行侧边连接在一起的第一焊缝。
21.按照权利要求1的具有在内部设置的焊缝的袋子，其特征在于，还包括沿着袋子的一边延伸的一邻近部分包括一模子切割出的把手，用于携带该袋子。
22.对具有一内部设置的焊缝的一袋子进行装料用的工艺包括下列步骤提供从具有两主表面和两平行侧边的塑料片制造的一袋子，该袋子包括将两平行侧边连接在一起的一第一焊缝，同时诸侧边设置在袋子的内部；以及至少两条越过管子的密封，用于形成一有四侧的袋子结构；从而袋内的压力作用在袋子内部设置的诸侧边上，用于闭合该焊缝；提供沿第一焊缝形成的一孔；提供一导管；将导管装配入该孔内；以及通过导管和该孔对袋子装料，从而在袋子的内部施加压力，从而袋内的压力作用在第一焊缝和该孔上，用于提高第一焊缝和该孔的封闭性能。
23.包括权利要求22的诸步骤的、对具有内部设置的焊缝的一袋子装料用的工艺，其特征在于，还包括以并排关系安装多个所提供的袋子，使它们的所提供的孔相互对齐；以及随后将导管装配进入诸袋子的诸孔内，顺序地通过该导管对诸袋子装料。
24.包括权利要求22的诸步骤的、对具有内部设置的焊缝的一袋子装料用的工艺，其特征在于所提供的孔从焊缝处的一大孔逐渐变细到两平行侧边内部的一较小孔；以及所提供的导管相应地从邻近焊缝处的大孔的一大的部分逐渐变细到靠近两平行侧边内部的较小孔的一小的部分。
25.包括权利要求22的诸步骤的、对具有内部设置的焊缝的一袋子装料用的工艺，其特征在于提供与袋子相连通的一通风结构，用于在袋子的装料过程中排出空气。
26.包括权利要求25的诸步骤的对具有内部设置的焊缝的一袋子装料用的工艺，其特征在于所提供的通风结构被构造在袋内。
27.包括权利要求22的诸步骤的、对具有内部设置的焊缝的一袋子装料用的工艺，其特征在于所提供的通风结构被构造在导管内。
全文摘要
由具有两主表面和两平行侧边的一张塑料袋材料制造成具有一内部设置的焊缝的一袋子。一第一焊缝将相同主表面处的两平行侧边密封在一起，并带有设置在管子内部的该两侧边，从而将塑料袋材料形成为一具有在管子内部延伸的诸内折条部分的管子。提供至少一越过管子的密封，用于形成一有三侧边的袋子结构(以及，较佳地两条越过管子的密封，用于形成一封闭的有四侧边的袋结构)，从而袋内的压力作用在管子内部设置的诸内折条部分上，以致提高了该焊缝的密封性能。在沿着面对管子内部的焊缝的相对诸侧边形成的一孔处对该袋子装料。
文档编号B65B1/18GK1602269SQ02815577
公开日2005年3月30日 申请日期2002年6月11日 优先权日2001年6月22日
发明者R·B·德马泰斯, D·潘西尔 申请人:鲍勃迪买提斯公司