在填充期间称产品重量的设备和方法

专利名称：在填充期间称产品重量的设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种制造柔软袋子、在袋子中填充桨料复合物并密封该袋子以 进行运输的设备和方法。更具体地，本发明涉及一种制造-填充-密封装置，其 能快速而准确地填充袋子达到适当的重量。
背景技术：
在建筑结构中，最常见的元件之一是用于墙壁和/或天花板结构中的通常 被叫做干式墙的石膏墙板。由石膏墙板制成的墙壁通常是这样制成的，将面板
固定到立柱或托梁上，然后用被称作填缝料(joint compound)的特别预备的 复合物填充并且涂敷面板之间的接缝。这种方法通常是这么处理的，将编带 (taping)级别的填缝料放置在由墙板的相邻边缘形成的接缝中，并且将液体 渗透性编带嵌入编带填缝料中。当干燥(或者固化)时，在接缝上施加包含顶 部(topping)级别填缝料的第二涂层。轻轻地铺开，然后施加第三涂层，通 常就结束了。另一级别的填缝料是全功能的，既能用于嵌入编带也能用于施加 最后涂层。通过全功能的填缝料提供纹理表面，可以使得最终的墙壁和接缝具 有图案效果。
常见的填缝料类型有两种，固化(setting)型和干燥型(drying)。当硫 酸钙半水化合物和水发生水合反应生成硫酸钙二水化合物晶体的联锁 (interlocking)矩阵时，固化型填缝料凝固并且变硬。多余的水分蒸发。干 燥型填缝料在由于蒸发而水分丧失时变硬。
这两种填缝料均可以以干粉混合物的形式或者以含水浆料(aqueous slurry)的形式出售。干粉包括碳酸钙或者煅烧石膏和干燥形式的适当添加剂。 根据使用场合的不同，它们都有各自的优点。当然，干粉混合物需要运输比较 少的材料。但是，它需要水和搅拌设备。如果没有这些材料或者工作太少而不 方便得到它们，则预混合的填缝料可能是最合适使用的填缝料形式。
与干燥型填缝料或者干燥混合物相比，配制预混合(ready-mix)的固化
4型填缝料需要附加的化学成分。但是， 一旦将水加到煅烧石膏中，固化过程就
开始了，除非用化学方法阻止。加入足够量的缓凝剂(setretarder)以防止 变硬。在使用前，在预混合填缝料中加入促凝剂(set accelerator)以克服 缓凝剂的效果。如果在干燥型填缝料中加入水，那么只要不让水蒸发就能够延 缓泥浆变硬。保持干燥型填缝料严格密封就可足以使其保持在浆料状态。
浆料产品对于包装专家(packaging specialist)是一个挑战。由于水的 重量，产品非常重。它在包装中是流体，使得重量分配会改变。如果包装裂开 或被刺破，浆料就会漏出来，把附近的其它产品弄脏。通常，将预混合的填缝 料包装在塑料桶或者有塑料内衬的盒子(carton)中。这些包装的坚硬的外壳 可以使产品避免裂开或被剌破，其为很重的浆料提供支撑并且这样的包装更易 于堆叠在集装板(palette)上而不会移动。
但是，相对于塑料袋来说，这些包装形式很贵。除了包装材料的成本外， 完成这些包装还需要其它的设备，包括纸箱成形机、装袋机、封箱机、放盖机 (lid placer)、加垫机(doily placer)和封盖机。操作和维护这些额外的 机器也需要额外的劳动。这些包装设备所占用的空间(collective footprint) 是巨大的，需要大型工具及伴随的资金投资。
现有的一些填充机械在一个工位(station)制造袋子(bag)并且将大多 数产品转移到袋子中，然后将袋子移动到第二工位以精确地完成(topped-off) 工作。美国专利No. 5979512公开了一种填充袋的称重设备。在第一工位，将 袋子基本上装满，然后送到第二"完成"工位。到第二工位后，就由位于容纳 不同大小袋子的框架上的测压元件(load cell)为袋子称重。将一个部分充 满浆料的袋子移到第二填充工位是需要时间和额外的装备的。移动袋子也可能 会溢出或损坏袋子。虽然在第二工位完成(topping)及密封袋子会在第一工 位处节约一些时间，但是填充袋子所需的总时间没有必然减少，并且其还引起 产品损坏的机会。操作和维护这些额外的设备的附加的人员也会产生成本。
关于浆料混合物的包装的现有技术很少。塑料袋通常用来包装微粒尺寸大 于100微米的粉末或微粒。在美国专利No. 4436204中将填缝料浆料包装在管 子中。将填缝料泵入管子中。将管子中的空气抽出，将其系上或者巻曲关闭 (crimped shut)。在美国专利No. 5323588中，将一种保湿剂喷入预混合填缝 料的包装内部中，以保持均衡的湿含量。在美国专利No. 5413154中，通过螺
5旋钻将微粒材料送到重力进料输送管中。通过对选定材料的质量、选定比例或
者选定比率编程可以得到定制的产品混合物。材料被送到传输线(transfer line),然后传输线移动到发送位置，在发送位置混合物被放进容器中。浆料， 诸如钻探泥浆(drilling mudX可以通过将液体加到微粒产品中来制成。
对于预混合的石膏产品来说，本领域需要低成本的包装以取代塑料桶和有 塑料内衬的盒子。本领域也需要能够精确测量按重量出售的产品的包装线。本 领域还需要一种占空间比较少并且用最少人员操作的包装系统和方法。

发明内容
该改进的用于包装浆料材料的系统和装备能够满足或者超越上述需求。该 系统使用塑料袋，该塑料袋的成本明显低于比有塑料内衬的箱子或者塑料桶。
更具体地，使用改进的制造-填充-密封装置将浆料产品包装进塑料袋中。 在制造/填充/密封装置上制造填充进所需重量的浆料材料的塑料袋的方法，包 括在制造/填充/密封装置的心轴上拖拽塑料薄膜，并将薄膜缠绕在成型管周 围。通过将薄膜的边缘结合在一起形成塑料薄膜管，且密封管的底部。通过称 出心轴和塑料薄膜的重量以得到初始重量，然后将浆料复合物沉积到密封的管 中。当沉积浆料时，监控心轴、塑料薄膜管和管中的物质的当前重量，并且比 较当前重量和初始重量，直到达到所需的重量为止。在达到所需重量后，将填 充后的袋子密封，并且将它从塑料薄膜管分离。
在优选实施例中，测压元件位于内框架和外框架之间，以确定至少是心轴、 密闭塑料薄膜管和塑料薄膜中的物质的重量。该系统能精确测量加在薄膜管末 端的附着袋上的重量。
本发明的方法和系统能快速精确地将浆料填充到袋中。同时利用两个螺旋 钻加速袋子的填充。当主钻停止时，通过精确钻的缓慢填充确保装进袋子中的 浆料的精确数量。
与现有的包装相比，通过减少浆料包装所需的设备的数量也可以节约成 本。使用改进的制造-填充-密封装置，单个装置就可以满足制造塑料袋、填充 浆料到袋子中、密封袋子和将它准备用于运输的所有需要。不再需要纸箱成形 设备、排列机(tier)、装袋机、封箱机、放盖机(lidplacer)、加垫机(doily placer)或者封盖机。包装操作可以在更小的空间 完成，那么工厂的其它地方就可以用做其它用途或者这将需要更少的资金费用。
由于设备很少，所以只需要用较少的人来操作和维护包装设备。虽然这个 过程是自动的，但是仍然需要工人清洁阻塞物、进行日常维护和为设备提供原 材料。当需要服务的设备越少时，需要的操作人员和维护人员就越少。
本发明的另一个优点是不用将袋子移动到另一个工位就可以进行袋子的 制造、填充和密封，从而减少部分填充后的产品袋子发生溢出或损坏的危险。


图1是本发明的制造/填充/密封装置第一实施例的前视图，其中在主框架 和内框架之间有测压元件；
图2是本发明的简化第二实施例的侧视图，其中在主框架底部安装有测压 元件；
图3是本发明的简化第三实施例的侧视图，其中在容量装填机 (volumetric filler)底部有测压元件。
具体实施例方式
在此描述的指导性说明参考在图1中确定位置的总体用10表示的制造-填充-密封装置及其部件。制造-填充-密封装置IO包括制袋机、装袋机和封袋
机。通过该装置生产填充有浆料的袋子，该浆料诸如石膏基的预混合填缝料。 通过对现有制造/填充&密封装置的改造，能够得到一个实施例的示范性 的设备。通过对Matrix Packaging Machinery (Saukville， WI)第隨的Matrix Pro Max 2024 P制造/填充&密封装置("2024装置")进行改造，就能够获 得本发明的至少一个实施例。设计类似装置的本领域的技术人员也能够设计并 制造具有此处所描述的特点的制造/填充/密封装置。
参考图i，制造-填充-密封装置10具有承载装置的特定部分的重量的支 架。支架可以是框架、壁、梁或者在使用期间能够在合适的高度固定部件的任 何装置。优选地， 一个支架是主框架12。主框架12的制作材料并不重要，只 要它能够结实以支撑包装装置的所有组件就可以。优选地，主框架12是金属， 如钢，特别是不锈钢。多个竖直支架14是主框架12的一部分，包装装置的其 它组件连接到竖直支架14上。竖直支架不需要严格竖直，但是要足够竖直以使装置组件间隔成可工作的布置。主框架12的最上面的水平部分是平台16。 制袋机组件20从来自辊子24的塑料薄膜片22制成袋子21。适用于包装 的柔软的、可密封的塑料薄膜22的辊子24安装在主框架12上，最好是安装 在轴26上以使它转动并且能够自由地将薄膜22送到心轴(mandrel) 30。利 用一个或更多个夹紧辊(未示出)在薄膜22离开辊子24时将其拉紧并通过感 应预印制的眼点(sensing pre-printed eye-spot)将塑料送到精确长度。夹 紧辊也为袋子制成工艺提供合适的张力。
袋子21可以由任何柔软的、可密封的塑料薄膜22制成。优选的薄膜22 包括聚乙烯、聚酯和共挤尼龙，但是，能在制造-填充-密封装置中使用的任何 塑料薄膜都是可以使用的。诸如具有尼龙和聚乙烯层的多层薄膜专用于大的袋 子21，其中需要额外的强度以支撑重量。薄膜的厚度从.004" (O.lmn)到大 约.008" (0.2mn)。优选的，薄膜片22的大小使得薄膜宽度足以形成用于制造 袋子21的管子32的周长，并且边缘34具有余量以形成用于封闭管子的接缝 38。
成型管组件，总体用40表示，其将薄膜22做成袋子21的形状。成型管 组件40包括心轴30、成型管42和至少一个安装板44。该组件确定了将制作 的袋子21的大小。如果需要不同大小的袋子21，则需要改变成型管42的大 小。选择使用快速释放连接件(未示出)可以很容易地将成型管42拆掉，用 能制造不同大小的袋子21的另一个大小的成型管组件代替。安装成型管42 的另一种方法是用螺栓将其固定到上安装板50，该上安装板50通过安装板支 架46固定在合适的位置。当使用装置时，在未被塑料薄膜22覆盖的点处，用 一个或更多个成型管支架46将安装板44连接到上安装板50。这种布置使成 型管42和心轴30悬吊在上安装板50。成型管42通常具有圆形的截面，但是 也可以使用其它的形状。 一个优选的成型管42是具有半圆形端部的矩形。来 自辊子24和夹紧辊的平坦的塑料薄膜22在心轴30上被拖拽，该心轴30引导 薄膜在成型管42周围缠绕，从而形成管子32。 一旦薄膜22缠绕在成型管42 的周围，则成型管和薄膜均穿过安装板44中的孔。优选地，成型管42的宽度 从大约10英寸到大约15英寸(25到大约38厘米)变化。
接下来，薄膜22的边缘被集合在一起，并通过第一密封机52形成边缘密 封38，从而形成基本连续的管子32。边缘密封38在平行于成型管42的纵轴
8的方向沿着连续管子32的长度延伸。在完成的袋子21上，边缘密封38沿着 袋子的侧面或背面完全(from top to bottom)延伸。第一密封机52通常是 处于竖直位置，利用热量将薄膜22的边缘结合在一起。优选的第一密封装置 52是指向薄膜边缘34的热空气流，将它们结合在一起。第一密封机52也可 以是任何类型的密封装置，包括脉冲密封机或者电阻密封机。包装工业的技术 人员都可以明白，根据对成型单元的适当的选择，在该类型的装置中可以使用 其它类型的密封，包括搭接密封和收縮封密封(pinch seal)。
为了便于更换成型管组件，通过连接在主框架12或者内框架93部分上的 摆动臂54将第一密封装置安装到框架上。摆动臂54将第一密封装置52从成 型管42移开。当为了制造不同大小的袋子21而改变成型管组件40的大小时， 该动作能够在成型管42周围腾出空间。当新的成型管组件40置于合适位置时， 摆动臂52返回到原来的位置，第一密封装置52邻近成型管42。
可选地，沿着成型管42外部长度的塑料薄膜22的移动由一个或更多个袋 移动机56辅助。示例性的袋移动机56包括电动机输送带60、与薄膜22靠着 以使袋移动机56的磨擦力能够沿着成型管42向下推动薄膜的轮胎(tread) 或轮子(未示出)。附着袋62是塑料薄膜22的一部分，位于成型管42的底部， 其具有底部接缝63使得它能够接受浆料产品64。优选地，根据向附着袋62 中填充浆料64的速度，输送带60改变速度，起动或停止。当填充附着袋62 时，输送带60即使移动，也是缓慢地移动连续管子32。当填充后的附着袋62 被密封和切下时，输送带60停止。当填充后的袋子21落下后，输送带60快 速地移动连续管子32，并开始填充附着袋62。当附着袋62将要完工时，填充 速度和袋子的移动速度减慢。优选地，有至少两个袋移动机56置于成型管42 的相对侧上。
袋移动机56由电脑控制器70操作，该电脑控制器70协调移动部件的运 转以实现高速操作。例如，控制器70确定填充速度、塑料薄膜22的移动和一 个或更多个密封机的运转。优选地，控制器70是数字装置，如微机。但是， 也可以想到使用一个或更多个类似的控制装置。特别优选的控制器70是专为 制造/填充&密封装置设计的任何一种控制器，如由Rockwell Automation Allen—Bradley & Rockwell Software Brands of Milwaukee. WI生产的控制 器。使用控制器70用于自动控制制造/填充&密封工艺的是本领技术人员的公
9知常识。
袋填充组件72包括将产品浆料64分配到袋子21中的设备。浆料产品分 配器，总体用73表示，其安装在第一支架上，并且包括送料斗(ho卯er) 76 和至少一个进给螺旋钻80。容量装填机74将浆料64分批分配到送料斗或进 料箱76。送料斗76连续供给桨料64，并且最好是处于高的位置，从而重力将 有助于浆料的流动。优选的浆料64是固化型或干燥型的预混合填缝料。固化 型填缝料是基于半水硫酸钙的，它在加入水后变成二水硫酸钙。本发明使用的 优选产品是SHEETROC砂Brand轻量固化型填缝料(USGCorp. ， Chicago, IL)。 碳酸钙是干燥型填缝料的主要成分。这两种都可以以预混合的形式出售，并且 都适用于本发明。能够以浆料或膏状形式出售的其它材料，如钻探泥浆，也适 用于这种形式的包装。
通过成型管42中的一个或更多个进给螺旋钻80将浆料64从送料斗76 输送到袋子21中。在填充循环期间，由控制器70调整的驱动器(未示出)转 动螺旋钻80以适当的速度传送桨料。
在优选实施例中，进给螺旋钻80由至少两个进给螺旋钻组成，即精确钻 82和主钻(bulk auger) 84。主钻84最好是大的并且能够快速移动大量的填 缝料64。在快速填充袋子21时，也可以想到同时使用精确钻82和主钻84， 以增加传输浆料64的速度。只用精确钻82对最终的浆料64的重量进行微调。 通过使用小直径的螺旋钻、使其比主钻84转动更慢或者两者都用，可以使精 确钻82缓慢地填充袋子。当使用两个螺旋钻80时，它们均由控制器70操作。 优选的螺旋装填机是具有电动离合器的电机的Mateer-Burt 1990 HD螺旋装 填机(Wayne, PA)。
最佳螺旋钻大小取决于袋子21的大小和填充速度。进给螺旋钻80的大小 要使其能够安装在成型管42中，并且在合理的时间内填充袋子21。对于30 磅(13.6Kg)的填缝料袋子，优选的主钻84的直径是大约2. 5英寸(6厘米) 到大约3. 5英寸(9厘米)，且以50加仑/分钟(gal/min)的速度分配填缝 料64。特别优选的主钻84的直径是大约3英寸(7. 5厘米)，且由Mateer-Burt 制造。相反地，精确钻82的直径是大约0. 8英寸(2厘米)到大约1. 2英寸 (3厘米)，以10加仑/分钟的速度移动填缝料64。优选地精确钻82的直径 是1英寸(2.5厘米)，由Mateer-Burt制造。螺旋钻的直径的变化至少可以为20%。如果只用一个螺旋钻，则优选的螺旋钻是#52， 4英寸直径螺旋钻 (Mateer-Burt， Wayne，PA)。优选地，本申请的进给螺旋钻80的长度是4英 尺(122厘米)。这些尺寸可以根据袋子21的大小而变化。这样，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)。
每个螺旋钻80均可选地安装到螺旋钻管86中，该螺旋钻管86的内径只 是稍大于进给螺旋钻的外径。该管86使浆料向袋子移动而不会使其涂到成型 管42的内部。使用螺旋钻管86还可以通过上安装板50密封成型管42的顶部。 对成型管42的密封最好是将真空装置施加到附着袋62，在密封附着袋之前抽 走不需要的空气。
为此目的，真空管92从成型管42内延伸到真空泵(未示出)。优选的， 在密封袋子之前将空气从附着袋62移除。优选的真空泵是由Saginaw, MI的 Beckert and Heister， Inc.制造的Industrial Dust Collector。在安装板内 有孔(未示出)，以使螺旋钻管86中的螺旋钻80穿过安装板44从送料斗到成 型管42的顶部。这些孔被构造得使紧密地(snuggly)安装螺旋钻管86，如 果需要，包括在螺旋钻管和安装板44之间的密封件。当真空泵被致动时，空 气从附着袋62和成型管42内向着泵被抽走。然后在真空泵停止致动前将附着 袋62密封。移除附着袋62中的多余的空气使得当为了运输而堆放或堆放在存 储架上时它可以平放。
将来自容量装填机74的浆料64周期地沉积(d印osit)到送料斗76中。 当控制器70要求将浆料64放入附着袋62中时，主钻84和/或精确钻82的动 作会使浆料从送料斗76向下移动成型管42的长度。在第一阶段，当开始新的 填装浆料64时，非常快速地移动大量的产品是有利的。这时，主钻84和精确 钻82—起移动，从而快速填充附着袋62。但是，当附着袋62中的产品重量 接近最终重量时，主钻84停止，开始第二阶段。在第二阶段，只有精确钻82 继续为附着袋62提供浆料。由于精确钻82比主钻84小，所以将浆料加到附 着袋62中的速度降低了，从而更易于控制分配的最终重量。当附着袋62充分 填充达到袋子和浆料64的规定(stated)重量时，第二阶段结束。
安置主钻84和精确钻82使它们两个可以同时将浆料64供应到附着袋62 中。两个螺旋钻80均由送料斗76上的驱动机构支撑。它们通过送料斗76和 成型管42下来。当螺旋钻80转动时，螺旋钻的转动使浆料64被限制住(trapped),从送料斗76推动浆料，并向下移动成型管42的长度。在螺旋钻 80的端部，浆料64被它后面的浆料推离螺旋钻，在重力作用下掉进附着袋62 中。优选地，两个螺旋钻82、 84是相对的，从附着袋62的两侧供料。
将从填缝料浆料64开始移动进入附着袋62中到主钻84停止的时间定义 为第一阶段。可以通过多种方法来规定该阶段。对于确定第一阶段的结束来说， 时间是一个有效的途径。当设备持续一贯地(consistently)运转时，在给定 的时间后，装载到附着袋62中的填缝料浆料64的重量基本上是相同的。限定 第一阶段的结束的另一种方法是测定已经分配到附着袋62中的浆料64的数 量，该数量是按照重量或者体积。
优选地，当附着袋62中的填缝料浆料64的重量是最终重量的至少75%时， 确定第一阶段结束。更优选地，附着袋62中应当有至少80%到大约95%的填缝 料浆料64时定义第一阶段。当第一阶段结束时，主钻84停止，并且在第二阶 段期间，精确钻85继续传输填缝料64。第二阶段的结束可以通过当附着袋62 充满时的时间、填缝料64的重量或者填缝料的体积来限定。同时，停止传输 填缝料64。
优选地，控制器70通过袋子中的浆料64的重量来监控附着袋62的填充。 随着浆料64离开供料螺旋钻80的端部并落到袋子中，安置的测压元件90检 测附着袋62的重量的变化。通过从供料螺旋钻80减少的重量或者附着袋62 获得的重量，可以测量浆料64的重量。测压元件90可以安置在任何位置，只 要l)它们能够精确地承受供料螺旋钻80或者附着袋62之一的重量；和2) 桨料是测压元件90上重量变化的唯一部分。
测压元件90与控制器70通信，从而控制器可以根据要求检测测压元件。 虽然可以使用包括红外线传输在内的任何通信设备，但是常见的导线(未示出) 是优选的通信设备。
当薄膜辊子24改变或者成型管42改变时，可以中断袋子的形成。当薄膜 22接近辊子24的末端时，截断薄膜或者使其结束。装置10停止，利用接带 器(未示出)将新补充的薄膜22连接到先前的薄膜上。如果需要，控制器70 可以使袋移动机56将薄膜22推进到辊子24的末端，从而清除(clear of) 成型管组件40上的塑料薄膜。当薄膜22的连续移动停止后，更换辊子24或 者成型管组件40。在这期间，浆料64的传输停止。可选地，包装装置10还
12包括在薄膜上印刷如生产日期或者批号信息的印刷装置。在将袋子21从薄膜 22和装置10上分离开后，袋子21通常是移动到传送带上，进行打包和/或运 输到用户。
参考图1，测压元，牛90位于内框架93和主框架12之间。在这个位置， 测压元件90至少承受成型管组件40、在成型管42或者心轴30上的薄膜22 的重量和附着袋62中的桨料64的重量。送料斗76中的和螺旋钻80上的浆料 64的重量是由容量装填机74承受的，而不是由测压元件承受的。
当第一阶段开始时，控制器70读取测压元件90上的重量，然后计算和记 录其上的重量。由于一个新的附着袋62刚刚移动到位，所以记录的重量是在 测压元件90上的设备的重量，它是不会改变的。控制器70致动供料螺旋钻 80的驱动器，从而开始将浆料64供给到附着袋62。由控制器70控制对附着 袋62的重量的监控，优选为连续地，但是也可以是不连续间隔地监控。根据 使用的袋子的大小和制造/填充/密封装置10推进薄膜22和填充附着袋62的 速度确定适当的时间间隔。对于大多数应用来说，测压元件读取之间的间隔高 达大约3秒是有益的。
当控制器70计算出加到附着袋62中的浆料64的重量是期望的最终重量 的大约75%到80%时，则控制器通过使主钻84停止供给浆料64以起动第二阶 段。精确钻82继续供给浆料64，同时控制器70监控测压元件上的重量。当 控制器70计算到加到附着袋62中的浆料64己经达到期望的全部重量时，控 制器会停止浆料64的所有供给，致动真空系统以抽出附着袋62中的空气，并 由第二密封机96做出附着袋62的水平顶部接缝94。
第二密封机96密封薄膜22的圆筒，同时形成附着袋62的顶部接缝94 和下一个袋子21的底部接缝63。优选地，第二密封机96产生的接缝63位于 成型管42的轴的横向上。在许多实施例中，第二密封机96包括切割机(未示 出)以将密封后的附着袋与剩下的薄膜22分开。可以使用所有适于塑料袋子 的密封方法，但是优选脉冲和电阻密封机。在部分实施例中，第二密封机96 包括两个独立的密封机。上部第二密封机97密封附着袋62的底部，其靠近刚 填充完的附着袋。下部第二密封机密封填充后的附着袋的顶部。任选地，第二 密封机96位于成型管42的出口 。
图2所示的是用于放置测压元件的另一个位置。虽然附图是简化的，但是除了支架结构和测压元件的放置不同外，制造/填充/密封装置的第二实施例
110的所有组件都与第一实施例10相同。在第二实施例110中，相似的结构 用相似的附图标记表示。至少容量装填机74、送料斗76、进料螺旋钻80和其 中的浆料的重量不是由装置110的主框架12承受。其它的支架，例如但不限' 于单独的支撑梁98，支撑这些组件的重量。测压元件90位于主框架12的下 方，至少支撑成型管组件40、塑料薄膜22和附着袋62的重量。在填充过程 中，当进料螺旋钻80将浆料64填充到附着袋62时，测压元件90上的重量增 加。
参考图3，本装置的第三实施例210示范了一个测量重量减少的系统。如 第二实施例那样，除了部分部件的位置不同外，组件都与最初的两个实施例相 同。在简化附图中，类似的部件用类似的附图标记表示。在该实施例中，测压 元件至少检测容量装填机74、送料斗76、进料螺旋钻80和包括其中的浆料 64的重量。容量进料斗的支架用作这些部件的支架，而主框架12用来支撑其 余的部件。测压元件90位于这两个支架之间。当第一阶段开始时，控制器70 计算和记录测压元件90上的重量。当桨料64从进料螺旋钻80供给到附着袋 62时，它的重量从测压元件90转移到主框架12。从而，当填充附着袋62时， 测压元件90上的重量是减少的。当控制器70确定测压元件90上的重量的减 少已经达到要转移到附着袋62的桨料64的全部期望重量时，控制器70使第 二密封机96密封附着袋62并且把它从塑料薄膜22上截断。
在使用中，准备用于包装的产品复合物。优选的产品是填缝料桨料，但是 也可以用这个方法包装干粉，如填缝料混合物。形成袋子用来容纳产品。当使 用制造/填充/密封装置时，塑料薄膜在心轴上成形，然后缠绕在成型管周围。 当通过袋移动机移动薄膜时，形成连续的边缘接缝以制成连续的塑料薄膜管。 当密封前一个袋子的上部时，产生附着袋的底部密封。当前一个袋子离开塑料 薄膜时，控制器将附着袋移动到位以进行填充。
至少使用主钻和精确钻将产品填充到袋子中。这两个螺旋钻都由控制器控 制，控制器也利用测压元件监控沉积到附着袋中的产品的重量。在第一阶段， 至少用主钻，优选用两个钻，将产品复合物沉积(deposit)到附着袋中。在 第二阶段，只有精确钻为袋子供给浆料。当达到目标重量时，控制器将附着袋 移动到位并密封袋子。在一个工位(station)或位置完成袋子的填充，而不需要将袋子移动到另一个工位来完成(topping off)或者称重。
虽然表示和描述了填充袋子的双螺旋钻系统的部分实施例，但是对本领域 技术人员来说，在不背离本发明的广义和附加权利要求所述的范围的情况下对 其改变和改进都是显而易见的。
权利要求
1、在制造/填充/密封装置上形成填充有所需重量的浆料材料的塑料袋的方法，包括在制造/填充/密封装置的心轴上拖拽塑料薄膜；将薄膜缠绕在成型管周围；通过将薄膜的边缘结合在一起形成塑料薄膜管；密封所述管的底部以形成附着袋；称量心轴和塑料薄膜管的重量，得到初始重量；将浆料复合物沉积到密封的管内；当沉积浆料时，至少监控心轴、塑料薄膜管及附着袋中的物质的当前重量；比较当前重量和初始重量直到达到所需的重量；密封附着袋；和将填充后的、密封后的附着袋从塑料薄膜管分离。
2、 如权利要求1所述的方法，其中所述沉积步骤包括使用至少一个螺旋 钻将浆料从送料斗移动到袋子。
3、 如权利要求1所述的方法，还包括利用测压元件称量附着袋中的物质。
4、 如权利要求1所述的方法，其中所述第二密封步骤和所述分离步骤基 本上同时发生。
5、 如权利要求l所述的方法，其中所述监控步骤由电脑控制器执行。
6、 如权利要求1所述的方法，其中所述填充步骤还包括放置主钻和精确 钻从附着袋的相对侧供给浆料。
7、 如权利要求l所述的方法，还包括发送密封后的袋子以堆放到集装板上。
8、 制造和填充浆料复合物的袋子的装置，包括 第一支架；安装在第一支架上的浆料产品分配器，包括送料斗和至少一个进料螺旋钻；第二支架；连接在第二支架上的袋成形机，包括其上缠绕有塑料薄膜的成型管和从成型管下去的附着袋；与第一支架和第二支架中的一个紧密关联的测压元件，其设置为当浆料产 品从所述第一支架传输到所述第二支架时，检测浆料产品的重量；袋密封机；和与所述测压元件通信的控制器，其中控制器使得将浆料产品分配到附着袋 中，直到达到目标重量，然后密封附着袋。
9、 如权利要求8所述的装置，其中产品分配器还包括主钻和精确钻。
10、 如权利要求9所述的装置，其中主钻的直径是大约2.5英寸到大约 3.5英寸。
11、 如权利要求9所述的装置，其中所述精确钻的直径是大约0.8英寸到 大约1.2英寸。
12、 如权利要求8所述的装置，其中所述袋成形机包括成型管组件。
13、 如权利要求12所述的装置，其中所述第一支架是主框架，所述第二支架是仅在测压元件处与所述主框架接触的内支撑组件。
14、 如上述12所述的装置，其中所述成型管组件还包括成型管、心轴和 至少一个安装板。
15、 如权利要求8所述的装置，其中所述框架还包括上安装板，并且所述 上安装板被所述安装板以成型管支架支撑。
16、 如权利要求8所述的装置，其中所述框架还包括安装在所述框架上的 摆动臂，该摆动臂支撑所述密封机的至少一个部件。
全文摘要
利用改进的制造-填充-密封装置将浆料包装到塑料袋子中。在制造/填充/密封装置上制造填充有所需重量的浆料材料的塑料袋子的方法，包括在制造/填充/密封装置的心轴上拖拽塑料薄膜，并将薄膜缠绕到成型管周围。通过将薄膜的边缘结合在一起形成塑料薄膜管，且密封管的底部。通过称量心轴和塑料薄膜管以得到初始重量，然后将浆料复合物沉积到密闭管中。当沉积浆料时，监控心轴、塑料薄膜管和管中的物质的当前重量，并且比较当前重量和初始重量直到达到所需重量。在达到所需重量后，密封填充后的袋子，并且将它从塑料薄膜管分离。
文档编号B65B3/26GK101568469SQ200780042012
公开日2009年10月28日 申请日期2007年10月9日 优先权日2006年11月21日
发明者保罗·詹姆斯·亨克尔斯, 斯坦利·B·多伊尔 申请人:美国石膏公司