几十年来，成型-填充-和-密封机器已经被用于包装能流动的产品，包括液体、半液体、和糊状产品。成型填充和密封装备包括竖式成型-填充-和-密封（vffs）装备和过程，以及卧式成型-填充和密封装备和过程。
成型-填充-和-密封包装使用平坦的柔性膜卷料，而不是预成型的袋子或盒子。这节省加工成本且允许同一机器生产各种各样的不同的包装尺寸。卷料膜的流动路径和待包装的产品沿着基本上相同方向运动，即，在卧式成型-填充-和-密封过程中水平地，或者在竖式成型-填充-和-密封过程中竖直地向下。在各自的过程中，平坦膜围绕成型轴环被引导，紧随其后，平坦膜的纵向边缘利用翅形密封部或搭接密封部被密封在一起，从而导致纵向热密封管。
在竖式成型-填充-密封布置中，柔性包装材料被从卷料供给至管成型器，在其处，管从片材做成竖直定向的、向上开口的管，其具有叠置纵向边缘。这些叠置边缘随后通过在本领域中已知的手段纵向地密封在一起（以形成搭接密封部或翅形密封部）。之后，纵向密封管的下游端部利用横向密封部被密封在一起，以封闭管的下游端部。
然后利用测定量的待包装产品填充密封管。通常在已填充的管已经向下前进之后执行的第二横向热密封操作完成对产品的封装。与第二横向热密封步骤同时，或者在其之后不久，管通过切割器件在竖直间隔开的成对横向热密封部之间的空间中被横向地切断，且单元包装沿着与膜的剩余部分分离的包装流运动离开。之后，管向下前进，且该循环依次重复，以便形成多个单独包装的产品。
许多（如果不是大多数）竖式成型-填充-和-密封机器具有横向密封机构，其横跨纵向密封管同时形成两个横向热密封部。两个横向热密封部可以间隔开相对短的距离，其中，切割机构被设置用于在两个横向热密封部之间的短距离中横向切割膜管。替代地，密封装置能够制造单个、相对宽的横向热密封部，且切割机构可以横跨宽密封部横向切割，从而留下横跨两个新的密封管端部中的每一个的气密密封部，所述两个新的密封管端部通过横跨宽密封部的横向切割制备。
在重力作用下容易流动的产品，例如具有从0.1至50,000厘泊的粘度的液体，容易向下流动以在竖式成型-填充-和-密封过程中制造均匀重量的包装。然而，在重力作用下不容易流动的产品，例如，具有至少100,000厘泊的粘度的产品，诸如碎肉，必须被泵送到管中。在从泵送导管的下游端部进入管后，此类产品不填充整个纵向密封管，而是在产品中留下气穴，因为产品不流动以填充管内的容积。因此，已经发现，利用成型-填充-和-密封过程，在重力作用下不容易经历流动的粘性产品不产生均匀重量的包装。这是成问题的，因为需要用相同的重量标记每个包装。同样不期望在封闭包装内具有气穴。
技术实现要素：
已经发明了一种修改的成型-填充-和-密封设备和过程，其用于制造具有均匀产品重量的包装，其中，所述产品具有至少100,000厘泊的粘度，其不以替换管内的空气的方式流动。所述设备能够用于形成均匀产品重量的包装的流。
第一方面涉及一种用于将粘性产品包装在无夹子包装中的循环过程，包括：（a）从卷料传送平坦膜，所述平坦膜具有第一侧边缘和第二侧边缘；（b）使所述平坦膜传递通过成型轴环，以将所述膜构造成管；（c）利用纵向热密封器将所述平坦膜的第一和第二部分热密封在一起以形成纵向密封管，所述第一和第二部分相应地沿着所述第一和第二侧边缘，其中，所述成型轴环具有通过其的第一通路；（d）将所述纵向密封管传送至横向热密封器和横向管切割器；（e）利用横向热密封器横跨纵向密封的膜管进行热密封，以制造包装底部横向热密封部；
（f）将所述粘性产品泵送通过延伸通过所述第一通路的供应管道，所述供应管道具有在纵向密封的膜管内侧的下游端部，所述粘性产品从所述供应管道的下游端部出现且进入所述管中，所述粘性产品在标准条件下具有≥100,000厘泊的粘度；（g）在所述粘性产品到所述纵向密封的膜管中的泵送期间，利用所述粘性产品填充所述纵向密封的膜管的一部分，所述粘性产品在所述包装底部横向热密封部上方填充所述管至在所述供应管道的下游端部的上游的位置，使得所述供应管道的下游端部沉浸在所述粘性产品中，以便最小化在所述膜管内侧的粘性产品内被困的空气；（h）限制所述粘性产品在所述供应管道的下游端部的上游但是在所述纵向热密封器的下游的位置处的向上游运动，通过提供用于限制粘性产品的向上游流动的器件来执行所述限制，其中，用于限制的器件辅助（i）最小化利用所述粘性产品填充的管的部分内侧的气穴，和（ii）最小化在使用所述管制成的多个包装产品之间的重量变化；（i）利用成对挤压辊挤压所述管的填充肉的部分，所述挤压辊能朝向和远离粘性产品填充的管运动，所述挤压辊在所述供应管道的下游端部和所述横向热密封器之间接触所述粘性产品填充的管，所述挤压辊朝向所述管的填充肉的部分的外表面运动且接触其，并且将所述粘性产品填充的管挤压成平折构造（lay-flatconfiguration），使得在其处所述挤压辊处于轧压关系（niprelationship）的所述管的平折侧之间没有粘性产品，所述挤压辊将所述粘性产品分成在所述挤压辊下游的粘性产品的包装部分和在所述挤压辊上游的粘性产品的供应部分；（j）在所述挤压辊成轧压关系使得所述管在所述挤压辊之间处于平折构造的同时，传送所述管，以在所述挤压辊下方但是在粘性产品的与所述第一横向热密封部接触的包装部分上方提供处于平折构造的管的部分；（k）在所述挤压辊下方但是在所述管的低于所述挤压辊的部分中的粘性产品的包装部分上方，在处于平折构造的管的部分中制造第二横向热密封部和第三横向热密封部；（l）在所述第二横向热密封部和所述第三横向热密封部之间，横跨所述管进行横向切割，由此使第一粘性产品填充的包装从所述管的剩余部分断开连接；（m）使所述挤压辊运动远离所述膜管，其中，粘性产品的供应部分朝所述第三热密封部运动且接触其，其中，通过泵送额外的粘性产品通过所述供应管道来补充所述粘性产品的供应部分；以及（n）在制造第二包装和准备第三包装时，重复步骤（f）至（m）的循环。
在实施例中，用于限制粘性产品的向上游流动的所述器件包括与第二限制辊成轧压关系的第一限制辊，其中，所述平折管在其之间，其中，所述限制辊中的至少一个具有直径减小的部段，以在所述限制辊成轧压关系的同时允许所述供应管道在所述限制辊之间通过。在实施例中，所述第一和第二限制辊具有相同的直径，以及其中，每一个均具有直径减小的部段以允许所述供应管道在其之间传递。
在实施例中，所述限制辊中的至少一个能朝向和远离平折管运动，以便如果任何粘性产品向上游挤压经过所述限制辊，则所述限制辊能够运动远离平折膜管，且在传送所述膜管时，允许所述限制辊上游的粘性产品被传送。
在实施例中，用于限制粘性产品的向上游流动的器件包括围绕所述供应管道延伸的内部产品阻断器，所述产品阻断器被成形为模仿所述膜管的形状。在实施例中，所述产品阻断器在固定位置中。在实施例中，所述产品阻断器沿着支撑件自由浮动。在实施例中，所述支撑件是所述供应管道。在实施例中，所述支撑件是所述供应管道传递通过其的管道。在实施例中，所述产品阻断器沿着所述支撑件在下限和上限之间自由浮动。在实施例中，所述产品阻断器具有外周长，其是所述管的平折宽度的大致两倍。
在实施例中，用于限制粘性产品的向上游流动的器件是产品填塞物，其使所述产品朝所述管的底部运动。在实施例中，所述产品填塞物包括柱塞。在实施例中，通过从由气缸、弹簧、液压活塞和机电装置组成的组中选定的构件激活所述柱塞。
在实施例中，在所述粘性产品的包装期间，所述膜管从所述成型轴环竖直地向下行进。
在实施例中，在所述粘性产品的包装期间，所述膜管从所述成型轴环水平地行进。
在实施例中，所述膜具有均匀宽度。
在实施例中，在所述过程期间，所述粘性产品被间断地泵送。在实施例中，仅在其中膜被传送的时段期间，执行泵送。
在实施例中，在所述过程期间，所述粘性产品被连续地泵送。
在实施例中，在制造和切断第二包装以及准备第三包装时，贯穿步骤（f）至（m）的循环的重复，所述供应管道的下游端部保持沉浸在所述粘性产品中。
在实施例中，所述挤压辊中的至少一个的旋转被提供动力。
第二方面涉及一种用于将粘性产品包装在无夹子包装中的设备。所述设备包括：（a）成型轴环，其用于将平坦膜构造成管构造，所述成型轴环提供通过其的第一通路；（b）纵向热密封器，当所述平坦膜处于所述管构造时，所述纵向热密封器用于制造所述平坦膜至自身的纵向密封部，以形成纵向密封管；（c）第一对动力轮和第二对动力轮，其成轧压关系以用于传送所述密封管，其中第二通路在所述第一对动力轮和所述第二对动力轮之间；（d）用于制造包装底部横向密封部的上横向热密封器，以及用于制造包装顶部横向密封部的下横向热密封器；（e）在所述上横向热密封器和所述下横向热密封器之间的横向管切割器；（f）用于限制被泵送到所述管中的粘性产品的向上游流动的器件，用于限制所述粘性产品的向上游流动的器件在动力辊和所述上横向热密封器之间，用于限制所述粘性产品的向上游流动的器件提供通过其的第三通路，（g）用于泵送粘性产品到所述密封管中的供应管道，所述供应管道延伸通过所述第一通路、所述第二通路和所述第三通路，所述供应管道具有开口下游端部，其在用于限制所述粘性产品的流动的器件的下游；（h）横向于所述密封管的成对挤压辊，所述挤压辊能朝向和远离所述管运动，所述挤压辊在所述供应管道的下游端部的下游并且在所述上横向热密封器的上游，所述挤压辊能运动成彼此成轧压关系，使得所述纵向密封管在其之间。
在实施例中，用于限制粘性产品的向上游流动的所述器件包括与第二限制辊成轧压关系的第一限制辊，其中，所述限制辊中的至少一个具有直径减小的部段，以在所述限制辊成轧压关系的同时提供所述第三通路。在实施例中，所述第一和第二限制辊具有相同直径，且所述第三通路通过所述第一限制辊中直径减小的第一部段结合所述第二限制辊中直径减小的第二部段提供。在实施例中，所述限制辊中的至少一个能朝向和远离平折管运动，以便如果任何粘性产品向上游挤压经过所述限制辊，则所述限制辊能够运动脱离相对于彼此的轧压关系，以在传送所述密封管时，允许传送在所述限制辊上游的粘性产品。
在实施例中，用于限制粘性产品的向上游流动的所述器件包括内部产品阻断器，其围绕所述供应管道延伸，所述内部产品阻断器带有提供所述第三通路的表面，所述产品阻断器具有与利用肉类产品填充纵向密封的膜管时所述纵向密封的膜管的横截面形状相对应的尺寸和形状。在实施例中，所述产品阻断器存在于支撑构件上。在实施例中，所述支撑构件是所述供应管道。在实施例中，所述支撑构件是产品阻断器支撑管道，且第三通路是通过所述产品阻断器支撑管道的通路。在实施例中，所述产品阻断器相对于所述供应管道在下限和上限之间自由浮动。在实施例中，所述产品阻断器在所述供应管道的下游端部上方的固定位置中。在实施例中，所述产品阻断器具有外周长，其是所述管的平折宽度的大致两倍。
在实施例中，用于限制粘性产品的向上游流动的所述器件是产品填塞物，其使所述产品朝纵向密封管的底部运动。在实施例中，所述产品填塞物包括柱塞。在实施例中，所述柱塞包括柱塞致动器，其包括从由气动致动器、液压致动器、机电致动器和弹簧组成的组中选定的构件。
在实施例中，所述设备设计为在所述膜被纵向密封、利用粘性产品填充且被横向密封时，用于所述膜的向下竖直运动。
在实施例中，所述设备设计为在所述膜被纵向密封、利用粘性产品填充且被横向密封时，用于所述膜的水平运动。
在实施例中，在所述粘性产品的包装期间，所述膜管从所述成型轴环水平地行进。
在实施例中，所述设备还包括泵，其用于将所述粘性产品泵送通过所述供应管道。
在实施例中，所述挤压辊中的至少一个的旋转被提供动力。
附图说明
图1是在循环包装成型和填充和密封过程的阶段中的vffs设备的第一工作实施例的示意的侧立面视图。
图2是在图1中示出的vffs设备和过程阶段的示意的前立面视图。
图3a是在图1和图2的设备中使用的，在底座框架中的一组产品回流阻断辊的放大透视图。
图3b是来自图3a的单个产品回流阻断辊的放大透视图。
图4是在循环包装成型和填充和密封过程的阶段中的vffs设备的第二工作实施例的示意的侧立面视图。
图5a至5i是在包装成型、填充和密封过程的连续状态中的图4的第二工作实施例的示意的侧立面视图，其中，这些阶段包括过程的完整循环。
图6是在循环包装成型和填充和密封过程的阶段中的vffs设备的现有技术实施例的示意的侧立面视图。
图7是在图6中示出的vffs设备和过程阶段的现有技术实施例的示意的前立面视图。
图8是采用第一替代粘性产品回流限制器件的vffs设备的第三工作实施例的示意的前立面视图。
图9是采用第二替代粘性产品回流限制器件的vffs设备的第四工作实施例的示意的侧立面视图。
图10是用于在图9中示出的vffs设备中存在的产品包装柱塞组件的透视图。
图11是采用替代组的挤压辊的vffs设备的第五工作实施例的示意的侧立面视图。
具体实施方式
如在本文中使用的，术语辊和轮能交换地使用。两者都能旋转。在实施例中，辊可以具有至少与其直径一样长的轴长。在实施例中，轮可以具有从其直径的1%至50%的轴长。
如在本文中使用的，措辞“轧压关系”指的是轮和辊，其在接触位置处直接彼此接触，或者当辊或轮与在其之间的同一物品（诸如膜或膜管）或者与在其之间彼此接触的一组物品直接接触时彼此间接接触，使得在处于轧压关系中时，随着辊或轮一起旋转，（多个）物品运动。成轧压关系的辊和轮的旋转用于在辊或轮之间传送（多个）物品。动力能够被提供至成轧压关系的辊或轮中的一个或两个。
如在本文中使用的，术语“无夹子”指的是由带有端部密封部的管制成的包装，其不包括金属夹子。几十年来，金属夹子已经用于在由膜管制成的火箭式包装（例如，在火箭式包装中包装肉类产品（例如，香肠））的每一个端部处提供气密密封部。期望从包装移除金属夹子，尤其是包含食品的包装，因为在打开包装后，金属夹子具有进入食品的可能性。
尽管已知所有材料随着时间呈现一定程度的流动性，如在本文中使用的，措辞“粘性”适用于在产品被包装所处的条件下在重力的作用下不容易流动的产品。在标准条件下（22℃，一个大气压的压力，50%相对湿度），此类产品具有≥100,000厘泊的粘度。例如，在标准条件下，水能容易流动，因为其具有大约1厘泊的粘度，然而，在标准条件下，碎肉（诸如，汉堡包的肉）具有≥100,000厘泊的粘度。
如在本文中使用的，措辞“平坦膜卷料”指的是卷绕到辊上的柔性膜。平坦膜能够从辊展开以将膜提供为股（strand），其能够被重新构造且被修改以形成包装。在实施例中，平坦膜具有恒定的宽度。
如本文中所述地，“用于限制粘性产品的向上游流动的器件”是一种器件，其用于一旦粘性产品离开供应管道的排出端部就限制在纵向密封的膜管中，粘性产品的向上游流动的量。措辞“向上游流动”相对于供应管道的将粘性产品供应至纵向密封管的端部。
图1和图2分别示出在使用中，即，在循环包装-成型和包装-填充过程中的中间步骤处，利用新型竖式成型-填充-和-密封包装机器10的工作设备和过程的示意的侧视图和前视图。在图1和图2中，向包装机器10供应平坦膜12，其经过、围绕并通过成型轴环14且之后围绕成型管道16向下。供应管道18穿过成型管道16。成型管道16和供应管道18两者都穿过通过成型轴环14的第一通路。一围绕成型轴环14经过且通过第一通路（其通过成型轴环14），平坦膜12就成为围绕成型管道16的管状构造，其带有叠置的边缘区域。热密封器20用于生产边缘区域关于彼此的纵向密封部22（作为搭接密封部或翅形密封部），其中，所得到的纵向密封管24向下传送经过成型管道16的下端部26。
在纵向密封管24竖直地向下运动且在成型管道16的下端部26之下后，密封管24通过延展杆28延展成更平坦的构造（但是仍然具有供应管道18在其中，如在图1和图2中所示），从而形成第一变平边缘区域30和第二变平边缘区域32。第一变平边缘区域30在成轧压关系的第一对驱动轮34（参见图1）之间经过且通过其。第二变平边缘区域32在同样成轧压关系的第二对驱动轮36之间经过且通过其。驱动轮对34和36通过马达提供动力，且牵拉平坦膜14围绕成型轴环14、在成型轴环14上并且通过成型轴环14，以及从密封器20向下牵拉密封管24，以及将密封管24传送到更下游的操作中，在更下游的操作中，纵向密封管24被横向密封且利用产品填充。额外的膜传送器件（未示出），如本领域技术人员已知的，可以可选地用于辅助将平坦膜12传送到成型轴环14的上游。
供应管道18延伸到纵向密封管24中，且通过在第一对驱动轮34和第二对驱动轮36之间的第二通路，因为驱动轮对34和34仅分别接触管边缘区域30和32。在纵向密封管24穿过在驱动轮34和36的相应对之间的轧点之后，纵向密封管24继续向下通过在安装在框架40上的产品回流阻断辊38之间的轧点。
如在图3a和图3b中所示，回流阻断辊38处于过程循环的其中它们关于彼此处于轧压关系的阶段处。回流阻断辊38具有直径减小的部段42，其提供供应管道18延伸通过其的第三通路。阻断辊38被安装在框架40中，框架40具有狭槽以提供回流阻断辊38的侧向运动，即，以便辊38能够从彼此分离，即，对于循环过程的阶段中的一个或多个部分，从彼此的轧压关系中脱离。在任何粘性产品vp向阻断辊38的上游挤压的情形中，随着过程继续，脱离在阻断辊38之间的轧压关系允许逃逸的粘性产品vp随着纵向密封管24的传送向下游运动。用于阻断辊38成轧压关系和脱离轧压关系的侧向运动的不同器件中的一个或多个不（且不需要）示出或描述，因为这能够通过使用普通技能，使用诸如偏置弹簧、能旋转凸轮、电磁阀、气动激活的活塞等的部件实现。
在图1和图2中示出的包装-成型和产品-包装循环中的阶段中，粘性产品vp已经被泵送通过供应管道18且进入管24中。成对旋转驱动的、向前（forwarding）的挤压辊44已经从产品填充管旁边（但是不接触）的初始位置侧向，即水平地运动至如在图1和图2中所示的最终位置，即，与彼此成轧压关系。挤压辊44侧向运动成与利用粘性产品vp填充的纵向密封管24接触，使粘性产品vp从密封管24的通过挤压辊44运动成与彼此成轧压关系而重新构造成平折构造的那部分移位。也就是说，粘性产品vp通过使挤压辊44侧向前进而在管内向上和向下移位，挤压辊44在挤压辊44之间的轧点46的位置处使管塌缩成平折构造。挤压辊44一起进入轧压关系将粘性产品分成两个部分：在挤压辊44上方的粘性产品-供应部分vp-sp，以及在挤压辊44下方的粘性产品-包装部分vp-pp。
在图1和图2中示出的过程循环的阶段中，在挤压辊44关于彼此进入轧压关系之后，已经传送纵向密封管24。密封管24的传送引起：在挤压辊44旋转（沿在图1中指示的方向）同时保持关于彼此处于轧压关系时，粘性产品-包装部分vp-pp向下运动（通过重力），从而使纵向密封管24的处于平折构造的部段48在其中基本上没有粘性产品vp。
当密封管24的部段48处于平折构造时，其同样处于适于横向热密封和横向切割的构造，因为管的平折侧彼此紧密接近，且不存在粘性产品干扰将管热密封至自身或干扰切断管。尽管在包装碎肉产品的情形中，在密封管24的部段48的表面的内侧上可能存在油脂的薄膜，但是能够通过这种薄的污染水平容易形成热密封部。
框50是用于横跨处于平折构造的管24，制造两个横向热密封部，或者一个宽热密封部的侧向能运动的热密封器的示意性表示。此类热密封形成封闭下方的包装的顶部横向密封部，以及用于上方的包装的底部密封部。本领域技术人员已知用于在管24处于平折构造（如在图1和图2中所示）时，制造管24的两个或更多窄密封部或宽热密封部的各种热密封器。
如在图1和图2中示出的过程阶段中通过由框50表示的热密封器制造成对热密封部（或单个宽热密封部）之后，在过程循环的下一个步骤中，所得到的（多个）热密封部能够被向下传送至在框52之间居中的位置。框52示意性地表示侧向能运动的切割器件52，其能够侧向运动成与管24接触，且横跨整个管24进行切割，同时管24被密封成平折构造，以便最底下的密封部（或密封部分）形成包含粘性产品-包装部分vp-pp的包装的上封闭密封部，且最上面的密封部（或密封部分）形成利用粘性产品-供应部分的一部分填充的下一个包装的下密封部。
如在图1和图2中所示，由于在先的过程循环，将包含粘性产品-包装部分的包装产品已经具有下热密封部56密封。一旦通过切割器件52切断管，所得到的包装产品与管24的股分离，且继续向前以例如装箱和运送。因为包装产品具有从每一端部延伸的平折管，所述包装产品能够被压成更平坦的构造，其中，产品向外朝下密封部56和上密封部（在图1和图2中未示出）运动。
图4示出竖式成型-填充-密封设备58的替代实施例的侧视图，其具有与图1和图2的实施例相同的一般设计和操作，除了代替其分离的密封器50和切割器52，图4的设备具有组合密封器/切割器组件60，其不要求在制造（多个）横向密封部和从纵向密封管24的股切断包装之间，传送纵向密封管24。
组合密封器/切割器组件60被设置在上部成对膜支撑构件和下部成对膜支撑构件74之间。密封器/切割器组件60包括：水平的加热器杆62，其用于横跨通过在挤压辊44处于轧压关系时使密封管24前进形成的纵向密封管24的未填充的、平折部分进行水平热密封；水平的冷却杆64，其用于冷却通过加热器杆62热密封的区域；切割器刀片66，其被定位在加热器杆62和冷却杆64之间用于横跨热密封部分切割；支承框72，其设置成与加热器杆62、冷却杆64和切割刀片66成面对面的关系。支承框72能水平地且竖直于管状膜24沿着其向下供给的竖直方向运动。
加热器杆62具有容纳在其面对管状膜24的远侧端部中的加热器（未示出），且被成角度地能运动地支撑在固定地安装在相应能旋转轴70上的两个平行接头链节68的上端部上。冷却杆64被成角度地能运动地支撑在接头链节68的下端部上。加热器杆62和冷却杆64使其相应的远侧端部彼此竖直地间隔开足够的距离，以在密封器/切割器组件60的部件如图4中所示定位时允许切割刀片66在其之间经过。
轴70中的至少一个被联接到驱动源（未示出），以便轴70能够被由此旋转。在轴70被通过驱动源逆时针旋转时（其中，支承框72朝纵向密封的膜管24移位），冷却杆64远离管状膜24收回，且加热器杆62朝管状膜24运动，直到加热器杆62和支承框72二者都压靠膜管24为止。相反，在通过驱动源顺时针旋转轴70时，加热器杆62远离膜管24收回，且冷却杆64朝膜管24运动，直到冷却杆64和支承框72二者都压靠膜管24为止。
用于使轴70旋转的驱动源在这种程度上可以属于任何机构，只要其能够使轴70可逆地旋转通过任何期望角度。例如，驱动源可以是步进马达或者齿条与齿轮机构，其包括固定到轴70中的一个的齿轮和通过缸能来回驱动且保持与齿轮啮合的齿条。
切割刀片66在竖直方向上被定位在加热器杆62和冷却杆64之间，用于通过缸沿竖直于膜管24沿着其向下供给的竖直方向的水平方向运动。
支承框72包括沿着切割刀片66沿着其能运动的水平方向彼此竖直地分离的两个构件，所述两个构件朝向和远离彼此竖直地能运动。当支承框72的构件竖直地彼此远离间隔开时，在其之间产生间隙，其用于切割刀片66进入。切割刀片66运动通过膜管24进入在支承框72的两个竖直地间隔开的构件之间的间隙，从而切断管状膜24。
将在下文中描述竖直型填充和包装机器58的操作，在如在图5a中所示的循环过程中的阶段处开始，其中，挤压辊44和膜支撑构件74处于“打开”位置，且密封器/切割器组件60处于收回位置中，膜管24被利用粘性产品vp填充，且膜管24的下端部已经通过热密封部56预先封闭，且密封器/切割器组件60已经切掉一个包装（未示出），其已经被向下游传送。泵（未示出）将粘性产品vp泵送通过供应管道18且进入膜管24中。产品回流阻断辊38处于关闭位置中，即，关于彼此处于轧压关系中，以防止粘性产品vp在膜管24中向上回流。
接下来，如在图5b中所示，挤压辊44被关闭，从而将粘性产品分成分离的粘性产品-供应部分vp-sp和粘性产品-包装部分vs-pp。在该时间期间，泵能够继续将粘性产品vp泵送通过供应管道18并进入膜管24中，且回流阻断辊38保持处于其关闭位置中。然而，当阻断辊38处于其关闭位置中时，少量粘性产品可以挤过阻断辊38且暂时停留在阻断辊38的上游。
接下来，如在图5c中所示，成对驱动轮34和36和从动挤压辊44沿通过箭头指示的方向旋转。该旋转的结果是，在被挤压辊44挤压的同时，膜管24被向下传送，由此产生处于平折构造的密封管24的部段48。在该时间期间，回流阻断辊38打开短的距离，以便已经挤压通过阻断辊的上游的任何粘性产品vp随着使膜管24向下运动而向下行进通过现在打开的阻断辊38。
接下来，如在图5d中所示，在处于平折构造的密封管24的部段48的下端部到达下部成对膜支撑构件74时，成对驱动轮34和36和从动挤压辊44被停用，以停止密封管24的向下运动，因此膜支撑构件74被关闭，即，保持抵靠密封管24，如在图5d中所示。在过程循环中的该阶段处，处于平折构造的密封管24的部段48被两对支撑构件74支撑，即，在密封器/切割器组件60上方和下方二者的位置处。此外，回流阻断辊38再次关闭（返回到轧压构造），以便阻止被泵送通过供应管道18的粘性产品vp经过阻断辊38向上游行进。
接下来，如在图5e中所示，在回流阻断辊38关闭且其中处于平折构造的密封管24的部段48被膜支撑构件74保持之后，支承框72运动成与密封管24的部段48接触，且轴70被逆时针旋转。加热器杆62然后运动成与密封管24的部段48接触，且被保持在支承框72和加热器杆62之间的密封管24的部段48的一部分被按压和加热，直到形成一个或多个横向热密封部为止。密封管24的未填充部段48通过加热器杆62被按压，同时通过支撑构件74被支撑。
接下来，如在图5f中所示，在刚刚制成一个或多个横向热密封部之后，且在通过支撑构件74保持密封管24的同时，轴70被顺时针旋转，由此从密封管24收回加热器杆62，而同时使冷却杆64运动成与密封管24接触。来自膜管24上的横向热密封部的热被传递至冷却杆64，从而导致膜管24的热密封部分的冷却。为了通过冷却杆64加速膜管24的冷却，冷却杆64可以可选地设有内部液体通过通道，其用于冷却液体通过其通过，用于增强从膜管24的热密封部分至冷却杆64的热传递的目的。
接下来，如在图5g中所示，一旦膜24的热密封部分被适当地冷却，轴70就被逆时针旋转，直到加热器杆162和冷却杆64被返回到其初始位置为止。
接下来，如在图5h中所示，支承框72被打开，即，其构件运动远离彼此，且切割刀片66运动到并通过膜管24且进入支承框72的间隙76中，由此切断在两个热密封部之间或在一个宽热密封部内的膜管，以便膜管24在其被横向切断的位置处的每侧上具有横向热密封部。
接下来，如在图5i中所示，在两个热密封部之间或通过宽热密封部的位置处切断膜管24之后，支承框72被关闭，且支承框72和切割刀片66返回到其相应的闲置位置，且膜支撑构件74被打开，即，返回到其闲置位置。支承框74的返回现在释放包装产品78，从而允许其从膜管24分离向下游运动。
在图5a至5i示出的过程循环通过如在图5a中所示的挤压辊44的打开完成，其在更多的粘性产品vp被泵送到膜管24中时，允许粘性产品-供应部分vp-sp（图51）在膜管24内向下运动，从而导致在图5a中示出的设备和过程构造。对于之后所产生的每一个包装产品78依次重复通过图5a至5i示出以及如上所述的单循环过程和设备。
如上面所描述的，因为在密封管24的部段48被热密封和切断之后，密封管24的部段48通过膜支撑构件74被支撑在热密封部分上方和下方的位置处，所以膜管24的热密封部分不经受填充材料的重量，同时密封部保持是热的（其中管24处于被削弱状态）。因为在热密封部分被适当地冷却以便具有强度之前，密封管24的部段48因此不在粘性产品-包装部分vp-pp的重量作用下向下拉伸，所以单层聚乙烯膜或薄的多层聚乙烯膜能够用于制造膜管24。
由于纵向密封的膜管24在没有被移动的情况下，通过使加热器杆62、冷却杆64、支承框72和切割刀片66依次运动被热密封、冷却和切断，所以膜管24能够在其中其被横向密封的相同位置处被切断。此外，在挤压辊44被关闭的同时纵向密封的膜管24的传送产生大致没有粘性产品vp的平折管的部段48，以便在密封区域中不必通过显著量的“污染”密封的情况下发生密封。这用于防止通过密封部的泄漏以及在密封部的区域中食品腐败的可能。
加热器杆62设有内置加热器（未示出）。然而，填充和包装机器可以采用（多个）脉冲密封器，其包括带有诸如安装在其按压表面上的镍铬耐热合金带的一个或多个带状加热器的一个或多个加热器杆，所述（多个）带状加热器能被充能，用于横跨膜管24制造（多个）密封部。
在授予nagai的美国专利号5,463,851中描述了密封/切割机构60及其在竖式成型-填充-和-密封设备中的使用，所述文献的全部内容通过对其的引用并入本文中。
在实施例中，设备10设有肋状密封杆，其带有配合表面（在支承框72上，或者在对密封/切割组件60的替代机构上），该配合表面具有粘至该表面的一层或多层非粘性带（例如，“聚四氟乙烯”带）。在实施例中，设备10没有冷却杆。在实施例中，设备设有用于通过吹空气到刚成型的密封部上而增强密封部的冷却速率的器件。能够如在授予mabry的美国专利号4,719,741中公开的那样设置吹空气冷却，该文献的全部内容通过对其的引用并入本文中。
尽管成对驱动轮被旋转驱动以用于传送平坦膜和膜管的目的，且能够是在设备上的主要膜驱动，在实施例中，一个或多个额外组的辊可以被驱动以辅助传送膜管。至少在挤压辊与纵向密封的膜管接触期间的时间的一部分期间，挤压辊可以被驱动。在其中膜管前进的循环的部分期间，回流限制辊也可以被驱动。
尽管描述了用于竖式成型-填充-和-密封设备和过程的上述过程，但是替代的设备和过程利用卧式成型-填充-和-密封设备和过程，其中，在其中具有粘性产品的密封管被支撑在回流限制辊（诸如带有具有辊或环形带的输送机）的下游并且利用适当的动力辊来确保膜管的产品-填充部分能够被根据期望传送。
图6和图7分别示出在使用中，即，在与在图1和图2中示出的过程步骤对应的循环包装-成型和包装-填充过程中的中间步骤处，现有技术竖式-成型-填充-和-密封设备80的示意的侧视图和前视图。在图6和图7中，向包装机器80供应平坦膜12，其穿过成型轴环14，且之后围绕成型管道16向下。供应管道18穿过成型管道16，且成型管道16和供应管道18两者都穿过成型轴环14。平坦膜12成为围绕成型管道16的管状构造，且热密封器20用于生产边缘区域至彼此的纵向密封部22，其中，所得到的纵向密封管24向下行进且通过延展杆28变得稍微更平，之后，变平的膜管24分别传送通过第一对和第二对驱动轮34和36，其中，成对驱动轮34和36中的每一对均处于轧压关系。供应管道18延伸到纵向密封管24中，且通过在第一对驱动轮34和第二对驱动轮36之间的第二通路，因为驱动轮对34和36仅分别接触管边缘区域30和32。在纵向密封管24穿过在相应对的驱动轮34和36之间的轧点之后，纵向密封管24继续向下且通过在挤压辊44之间的轧点。泵将非粘性产品nvp泵送通过供应管道18，所述供应管道18具有在挤压辊44上方的排出端部，所述挤压辊44处于轧压关系使得密封管24在其之间处于平折构造，从而保持非粘性产品-供应部分nvp-sp在管24中不再进一步向下传递，直到密封装置50制造两个横向热密封部（或者一个宽的热密封部）为止，之后，密封管24被传送至切割器52，其在通过密封装置50形成的横向密封部之间横向切断管24，或者通过由密封装置50制成的宽密封部的中间横向地切断管24，之后，挤压辊44充分打开，用于非粘性产品-包装部分向下流动至横跨管24制成的横向热密封部。随着密封管24被进一步传送且再次通过密封装置50横向密封，然后进一步传送至切割器52，挤压辊24然后被关闭，且更多的非粘性产品nvp通过供应管道18被排出到管24中，其中，包含非粘性产品-产品部分nvp-pp的完全密封的包装82被从膜管24的股切断。
图6和图7的设备和过程与图1和图2的设备和过程的不同在于，图6和图7的设备和过程是包装能容易流动的产品，即，在标准条件（即，22℃，一个大气压，50%相对湿度）下不具有至少100,000厘泊的粘度的产品。在标准条件下具有至少100,000厘泊的粘度的产品不容易流动，且在被泵送到膜管中时如果没有适当的操纵，会留下显著的气穴。
碎肉（牛肉、猪肉、鸡肉等）是如下产品，即，在标准条件下，具有≥100,000厘泊的粘度的碎肉。当碎肉使用根据图6和图7所述用于成型和填充包装的过程被泵送到图6和图7的设备的管中时，即使相同长度的管用于每一个包装，结果也是具有相对大的产品重量变化的包装。此外，包装内侧的产品包含气穴，其在美观方面同样是非期望的，且相比从包装排除气穴的情况，产品被暴露于更多的氧气。
图1和图4的设备能够用于包装具有≥100,000厘泊的粘度的产品，且相比图6和图7的设备，获得更加均匀的产品重量。在图1和图2的设备中的产品回流阻断辊限制被泵送到密封管中的产品，且因为泵将更多的碎肉泵送到在挤压辊和回流阻断辊之间的膜的区域中，所以空气离开在挤压辊和回流阻断辊之间的区域。结果是，对于抵抗流动且在包装条件下具有≥100,000厘泊的粘度的产品的包装，通过回流阻断辊的存在，减少在包装中的空气的量，且由于回流阻断辊的存在，在包装中的产品的重量更一致。
在该过程中使用的抵抗流动、高粘性产品能够在标准条件下具有≥100,000厘泊、或≥150,000厘泊、或≥200,000厘泊、或≥300,000厘泊、或≥400,000厘泊、或≥500,000厘泊、或≥600,000厘泊、或≥800,000厘泊、或≥1,000,000厘泊的粘度；替代地，产品能够具有从100,000至5,000,000厘泊的粘度，或者从125,000至2,000,000厘泊的粘度，或者从150,000至1,500,000厘泊的粘度，或者从200,000至1,400,000厘泊的粘度，或者从250,000至1,200,000厘泊的粘度，或者从30,000至1,000,000厘泊的粘度，或者从400,000至800,000厘泊的粘度。
待包装的产品可以包括从由碎肉（碎牛肉、碎猪肉、碎鸡肉）、曲奇饼、填料、糊状物、三明治酱（例如，辣椒干酪）和蘸料（例如，菠菜蘸料）等组成的组中选定的构件。
在一个实施例中，执行成型-填充-和-密封过程，以便将在管中的粘性产品的量维持在一定水平处，以便贯穿包装过程的整个循环，供应管道的排出端部保持被产品覆盖（即，沉浸在产品中）。以该方式，被泵送出供应管道的端部的粘性产品将气穴困在管中的可能性更小，由此辅助消除或减少气穴在包装产品中的存在，且辅助在通过该过程制造的包装中获得均匀的产品重量。
在图1和图2中示出的设备10的上述描述，以及在图4中示出的设备58的上述描述，包括产品回流阻断辊36的存在和使用。产品回流阻断辊仅是用于限制粘性产品的向上游流动的更一般的器件的一个示例。
图8示出竖式成型-填充-和-密封设备82，其具有用于限制粘性产品在管中的向上游流动的第一替代器件。在图8中，匹配在图1和图2中的那些的附图标记表示与在图1和图2的描述中公开的相同的特征。应当注意，在图8中的vffs设备82没有产品回流阻断辊36。确切而言，在图8中的vffs设备82具有用于限制粘性产品的向上游流动的第一替代器件，其具有围绕供应管道18的产品阻断器84的形式。产品阻断器84在密封管24内侧且环绕供应管道18。
如在图8中所示，产品阻断器84设有整体轴环，以辅助将产品阻断器固定至供应管道18。产品阻断器84具有垫圈的形状，即，具有定尺寸成匹配膜管24的尺寸的外周长，例如，定尺寸成匹配是膜管的平折宽度的两倍的距离的外周长。产品阻断器84设有定尺寸成允许供应管道18通过其通过的通路，但是带有至供应管道18的足够紧密的配合，以防止在产品阻断器84和供应管道18之间挤压粘性产品。
产品阻断器能够在供应管道18上处于固定位置，或者能够沿着供应管道18在放置在供应管道18上或者在任何其他合适的位置处的上止动器件和下止动器件之间“浮动”。产品阻断器18能够由厚的金属或其他材料制成，以便具有足够的重量以在粘性产品上施加期望水平的压力，以便最小化在粘性产品内气穴的存在。
图9示出竖式成型-填充-和-密封设备82，其具有用于限制在纵向密封管24中的粘性产品的向上游流动的第二替代器件。在图9中，匹配在图4中的那些的附图标记表示在图4的描述中公开的相同的特征。应当注意，在图9中的vffs设备86同样没有产品回流阻断辊36。
确切而言，代替回流阻断辊36，在图9中的vffs设备86具有用于限制粘性产品的向上游流动的第二替代器件：柱塞组件88，其包括贴附到柱塞管道92的柱塞头90的组合，所述柱塞管道92继而连接到柱塞致动器94。柱塞致动器94能够使柱塞管道92和柱塞头90前进和撤回，以便使粘性产品朝管24的底部，即，朝挤压辊44运动。柱塞致动器94能够是气动装置（例如，气缸）、弹簧、液压装置（例如，液压活塞）、电磁装置（例如，电磁阀）等。在操作中，致动器94使柱塞轴92运动，以便柱塞头90将粘性产品填塞到管中，且由此减少在粘性产品内气穴的存在，从而在每一个所得到的包装中实现更均匀的产品重量。在图9中所示的实施例中，以及如在图10中所示，供应管道18在柱塞管道92内侧，以与其能滑动接合的方式延伸。
图11示出本发明的另外的实施例，其采用一组98的挤压辊100，挤压辊100在过程循环期间枢转，其中，最底下的挤压辊102在其完全关闭后进入轧压关系。尽管在将产品阻断器作为用于限制回流的器件进行了说明，但是挤压辊组能够与用于限制回流的任何器件一起使用。
尽管已经详细地示出和描述了本发明的特定优选实施例，但是应当理解，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以在其中进行各种改变和修改。