把弹性压缩物品送入成形/装入/密封机的方法和装置的制作方法

文档序号:4209878阅读:240来源:国知局
专利名称:把弹性压缩物品送入成形/装入/密封机的方法和装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种成形/装入/密封机,具体地说,在这种机器中装入连续塑料薄膜管的是弹性可压缩物品。更确切地说,本发明涉及用于装填的机器及其方法,其中整个过程是连续运行的过程。
成形/装入/密封机是现有技术,但运用该机来封装呈压缩状态的弹性可压缩物品(如尿布)的能力是最近才发展起来的。举例来说,Gustavsson在美国专利号4,592,193中公开了一套借助位于物品顶部和底部的一对会聚传送带来压缩物品的设备。压缩物品自压缩区被导引至平行传送设备区,在平行传送设备区用顶、底会聚传送带使物品保持压缩状态,然后通过悬臂进入薄膜管成形系统。薄膜管成形系统环绕平行传送设备设置。薄膜管的边被合在一起,并在接合处密封。薄膜与平行传送装置之间有驱动连接装置,当传送装置进行引导传送时就会使薄膜前移。在平行传送设备的卸货端,装有用于横向密封和切断薄膜管的工具,紧接该工具的是卸货传送设备。卸货传送区的目的是在物品被送入具有新型覆盖封口的薄膜管后,保持物品的压缩状态。卸货传送区为封口冷却并取得足够强度来保持物品的压缩状态提供了时间。Gustavsson的整套装置被认为效率偏低,因为该装置每次只能向前引导一个物品。此外,Gustavsson的装置要求一个独立的卸货传送区,来再次夹紧放入薄膜管后的被压缩物品。
Lee等人在美国专利3,523,628中公开了用于一叠一次性尿布的物品压缩装置。压缩发生在环状会聚传送带之间,传送带把该叠尿布放入夹具,比如一对间隔夹板,夹具使该叠尿布被压缩,就象纸筒包装器一样把该叠尿布夹住使之呈压缩状态。该叠尿布被连续压缩到初始厚度的一半。
美国专利5,022,216是又一个例子,Muckenfuhs公开了把一叠压缩尿布传送入预制袋的方法和装置。但是这些参考例中,都没有涉及装入一叠物品的连续塑料薄膜管的成形和密封问题。
Heaney在美国专利号4,722,168中公开了薄膜管的成形和密封装置。薄膜管通常被做成矩形,有两个侧部被制成向下延伸的翼。翼轮夹紧向下延伸的一对相邻的薄膜侧翼。中间的一对翼轮最好被加热,以使各条边封接在一起形成连续纵向封口。然而,就象大多数其它的成形/装入/密封机一样,被密封的物品不是弹性压缩物品,所以这一密封装置也不涉及用于装每叠物品的连续塑料薄膜管的成形和密封。
本发明一个目的是,安放多叠弹性压缩物品并连续制成塑料薄膜管,以可能的最快速度把间隔的多叠弹性压缩物品装入薄膜管。
本发明的另一个目的是,提供简单装置,只用一个传送设备区来完成薄膜成形工序,以便在紧接着薄膜管的形成之后,在不破坏薄膜管或封口的情况下,把一叠弹性压缩物品放入连续塑料薄膜管内。
本发明的又一目的是,施加大约75-200磅力来压缩多叠弹性物品,从而达到上述目的。
接收施加了预压的弹性物品并把它们送入连续形成的塑料薄膜管内。塑料薄膜管鳍状封接,以环绕着多叠彼此之间有间隔的弹性物品,通过悬臂进入密封管的传送带系统使每叠物品保持压缩状态。在鳍状封口达到足够强度能使物品保持压缩后,才由传送带装置把压缩物品传送释放入薄膜管。物品离开传送带装置进入薄膜管后,会产生轻微的弹性膨胀,以填补先前被悬臂式传送带装置占据的那部分空间。
一叠弹性物品是指多个物品沿着大致垂直压力作用的方向并排放置。此处定义的一叠弹性物品也可以指几行并排物品。一行物品可以放在另一行的顶上,或放在另一行的前面或后面,只要这叠物品所有的行或者相互接触,或者相互靠的足够近,使它们可被包装成一扎。
本发明的一个方面是关于把一叠弹性压缩物品装入塑料薄膜管的方法。该方法包括下列工序把每叠弹性压缩物品放到一对传送带的进给端并连续传送每叠物品至传送带的卸货端。这对传送带被定向以传送每叠弹性压缩物品,传送带最好对物品施加水平压力,压力大约介于75-200磅。在整个连续传送过程中,每叠弹性压缩物品之间保持一定的间隔。在薄膜管内时保持这一间隔,它能使物品实现横向封口和断开,先横向密封每叠物品之间的塑料管,再把它们断开,使每叠物品成为单个包装件。
同时,塑料薄膜环绕着一对传送带渐进形成封闭管,当每叠弹性压缩物品由一对传送带传送时,它们不对所述管施加膨胀力。在下一工序中,所述管被连续封接以构成纵向密封管。在这一成形工序中,在所述管上产生大致平行的、朝外的边,做为鳍状边封接在一起。最后,该方法还包括,在封接足够彻底,封口足以使每叠弹性压缩物品在纵向密封管内保持压缩后,才把每叠弹性压缩物品传送入纵向密封管。当每叠弹性压缩物品离开传送带进入薄膜管后,为填补先前被传送带占据的空间,它会产生膨胀。因每叠物品仍受纵向密封管的约束,所以膨胀后的物品尺寸小于未被压缩时的尺寸,但大于预压后的尺寸。
本发明的另一个方面是关于把一叠弹性压缩物品装入塑料薄膜管的装置,该装置由机架和机架支撑着的第一进给滑轮组成,还包括机架支撑着的第二进给滑轮。第一和第二进给滑轮大致平行。连接着机架的第一支承件有第一悬臂端和安装于其上的第一卸货滑轮。连接着机架的第二支承件有第二悬臂端和安装于其上的第二卸货滑轮。第一和第二卸货滑轮大致平行。
该装置还包括环绕着第一进给滑轮和第一卸货滑轮的第一传送带以及环绕着第二进给滑轮和第二卸货滑轮的第二传送带。第一支承件支撑着第一进给滑轮和第一卸货滑轮间的第一传送带,第二支承件支撑着第二进给滑轮和第二卸货滑轮间的第二传送带。至少有一根系杆连接着靠近第一和第二悬臂端的第一和第二支承件,以保持二者大致平行并足够紧固以承受一叠或数叠弹性压缩物品产生的膨胀力。当第一和第二支承件支撑着第一和第二传送带时,第一和第二支承件有一定间隔,这样就能使每叠弹性压缩物品在第一和第二传送带间保持压缩状态。
传动系统至少驱动第一和第二传送带中的一个传送带,使弹性压缩物品自第一和第二进给滑轮连续传送至第一和第二卸货滑轮。第一和第二传送带、传送带驱动系统、第一和第二支承件、第一和第二进给和卸货滑轮、以及至少一根系杆构成了一个压力隔离装置。
该装置包括一个塑料薄膜展开系统和一个环绕压力隔离装置渐进产生封闭塑料薄膜管的薄膜管成形器。该装置还包括一种从展开系统上连续牵引出塑料薄膜并封接塑料薄膜封闭管,形成纵向密封管的设备。牵引出并封接塑料薄膜的设备与压力隔离装置相关设置,这样在纵向密封管具有足够强度使每叠弹性压缩物品保持压缩状态后,才把每叠弹性压缩物品从压力隔离装置传送入纵向密封管。
当说明书以特别指出和明确要求的权利要求书结束时,相信通过结合附图以及优选实施例所做下述说明,可很好地理解本发明,附图中同一部件以相同的数字表示。


图1是本发明优选实施装置的透视图,该装置用于把多叠弹性压缩物品送入薄膜管成形区,图中示出了一对传送带和塑料薄膜管成形区。
图2是沿着图1中的剖面线2-2得到的切面侧视图,图示了随着薄膜管的成形,一对传送带通过悬臂进入管内。
图3是部分剖切的俯视图,图示了该对传送带的卸货端。
图4是沿着图2中的剖面线4-4剖切得到的截面后视图,图示了该对传送带及其支承件的结构。
图5是沿着图2中的剖面线5-5得到的切面后视图,图示了一叠弹性压缩物品被送入塑料薄膜密封管。
参考附图,尤其是图1,2和3,图示了本发明的一个优选实施例,提供了把一叠弹性可压缩物品送入成形/装入/密封机的方法和装置,该装置总体表示为10。装置10包括机架12、一对传送带14、塑料薄膜展开系统16和薄膜管成形器18。一对传送带14由大致平行和等长的二条并排带组成,有进给端20和卸货端22。
用压缩工具(未图示)对一叠弹性压缩物品24实施压力F大约介于75-200磅的预压后,把它沿水平轴定向并放入进给端20。压缩工具最好对该叠物品过度压缩,然后释放压力,这样当该叠物品24放入进给端20时,仍能达到所需压力F。一对传送带14把该叠物品24从进给端连续传送到卸货端22,其间保持压力F大致不变。可是如果该叠物品没有良好的弹性,压力F就可能会有些消弱。本发明优选的物品是一叠折叠尿布。
同时,塑料薄膜展开系统16连续把一卷塑料薄膜26送到薄膜管成形器18。薄膜管成形器18最好是固定的折板。至少有一对封接轮30自展开系统16牵引着塑料薄膜26,跨过折板形成塑料薄膜管32。薄膜管成形器18把塑料薄膜26折叠成带有大致平行并朝向矩形截面外侧的边34的矩形截面。该矩形截面和大致平行并朝向外侧的边在图4中看得最清楚。
封接轮30夹紧边34,同时牵引塑料薄膜26并在边34间初始产生鳍状封口36。封接轮最好被加热至足以软化塑料薄膜26的边34的温度,它也要施加足够的压力来接合软化的塑料薄膜26边34,以产生纵向密封管38。鳍状封口36可自然冷却,或者用一对冷却轮来冷却,冷却轮可安装在封接轮的下游侧,以利于完成封接过程。另一个可采用的方案是,安装三对轮子,每对依次向下游间隔设置,分别用于牵引薄膜26,加热薄膜边34和冷却鳍状封口36。薄膜以每分钟25米的速度前移时,已经发现初始冷却发生后大约一秒钟的时间就可使鳍状封口达到最大强度。封口硬化期间,必须把来自每叠弹性物品24的膨胀力R从纵向密封管38隔离开。关于这一点,装置10的功能相当于压力隔离装置。
一对传送带14以悬臂方式进入密封管38,每叠弹性物品24在传送带间保持水平压缩,直到鳍状封口36完全硬化至最大强度时才把每叠弹性物品24送入纵向密封管38。一旦每叠弹性物品24从卸货端22进入密封管38,膨胀力R就会作用于密封管38,而鳍状封口36必须有能力经受这一膨胀力。然而,当每叠弹性物品24被预压和通过传送带传送时,它的尺寸是40,尺寸40小于该叠弹性物品24被送入纵向密封管38后的尺寸42。这就是说,当每叠弹性物品24被送入密封管时会产生膨胀,因为密封管的尺寸稍大于以悬臂方式深入密封管的压力隔离装置的截面尺寸。
机架12是落地安装的,最好由管状金属做成。第一支承件44和第二支承件46水平安装到机架12上。支承件44和46相互平行并部分悬臂于机架12上,分别有第一悬臂端48和第二悬臂端50。第一支承件44有安装于其一端的第一进给滑轮52和安装于第一悬臂端48上的第一卸货滑轮54。同样,第二支承件46有安装于其一端的第二进给滑轮56和安装于第二悬臂端50上的第二卸货滑轮58。连接第一进给滑轮52和第一卸货滑轮54的是环绕着第一支承件44的第一传送带60。连接第二进给滑轮56和第二卸货滑轮58的是环绕着第二支承件的第二传送带62。传送带60和62组成了传送带对14。在机架10上至少安装一台传动动力源和速度控制系统64(未图示)以驱动传送带60和62中的至少一个传送带。
第一和第二支承件44和46是具有对向凸缘的槽状构件。支承件44和46间有一定间隔,以便在其口上安装传送带60和62。横穿每个支承件的槽的顶、底凸缘至少连接有一根系杆66,系杆在受到传送带60和62之间通过的每叠弹性物品产生的压力下把槽联合在一起。传送带张紧轮和传动轮使传送带60和62在运转时总是处于绷紧状态。传动滑轮和张紧滑轮安装在机架10上,以使绷紧的传送带60和62沿着整个支承件和支承件的悬臂并贴着支承件44和46运行。支承件传送带和系杆的这一布局构成了矩形管状压力隔离装置。系杆最好设置在支承件槽凸缘的凹口上,以使压力隔离装置的截面为最小。
安装在机架12和机架上方的是塑料薄膜展开系统16。薄膜管成形器18安装于机架12上,它紧密环绕着由支承件44和46、传送带60和62以及系杆66组成的矩形管状压力隔离装置,薄膜管成形器最好是普通折板。这样,塑料薄膜被牵引出展开系统16,绕着薄膜管成形器18,形成了封密的塑料薄膜管32,塑料薄膜管紧贴着压力隔离装置外侧,截面呈矩形。
本发明较之先前的工艺装置有一个主要的优点,那就是在鳍状封口完全硬化前,把高压力与塑料薄膜管隔离开。与叠式封口相比,鳍状封口能更快形成,因为热能从二侧传入塑料薄膜并通过薄膜两侧散发走。本发明的另一主要优点是能够把多叠物品连续送入薄膜管,速度可高达每分钟75叠。这是因为悬臂式压力隔离装置上的每叠物品之间具有一定间隔,在完成薄膜管成形和装入物品这些操作后,可以独立实施薄膜管的横向封接和每叠物品之间的断开(未图示)。
本发明的操作变量间存在一种良好的平衡如传送带14间要求的压力;传送带60和62上多叠弹性物品的位置;横向封接所要求的每叠物品之间的间隔距离;以及装置10的预期运行速度。压力决定了传送带与其支承件间的摩擦力。运行速度决定了传送带间所要求的物品叠数,以便能够取得鳍状封口硬化所需的压力隔离时间。传送带间的物品叠数使摩擦力倍增,传送带的张力是摩擦力的函数。传送带被设计成具有高的工作张力,其厚薄程度足以使其弯曲环绕着小直径的卸货滑轮,卸货滑轮的小直径是为了最大限度地减少预压物品的尺寸40与膨胀物品叠的尺寸42之间的差异。所以,在本发明的设计中必须最优选定下列部件薄的传送带和小直径的卸货滑轮、薄壁实体金属槽的支承件、槽上低摩擦的硬镀铬层、以及槽间薄的金属系杆。
在本发明的一个具体优选实施例中,关键部件的结构如下一叠水平弹性压缩尿布有26条尿布,依次排成一行;在压力隔离装置上传送时,宽为162mm,高为115mm,长为210mm。在被装入薄膜管时,压缩宽度增加至240mm,对塑料薄膜管施加大约25磅的膨胀力R。
塑料薄膜管由0.04mm厚、673mm宽的层压聚丙烯和聚乙烯东膜材料做成。薄膜管形成大致矩形的截面,宽为216mm,高为135mm。
一对传送带60和62每个都是108mm高,两端最近的距离为162mm,传送长度为1.9m,其中的1.4m是悬臂长度。每条带的厚度为1.5mm,由聚酯和尿烷做成。这种传送带可在肯塔基州Erlanger市的F.N.Sheppard公司买到,型号为2W1-2E1。每条传送带都有热硫化指状镶接边。传送带内层为聚酯,外涂层为白色尿烷。传送带薄而柔软,而且坚韧,工作抗拉强度每英寸宽为90磅。装备有动力传送带张紧轮,因为传送带的负载量变化较大,这取决于同时被传送的弹性物品的叠数。应保持足够高的传送带张力,以确保传送带永不松驰。
装有一卷塑料薄膜的展开系统最好设置在悬臂式传送带对的中部上方。折板固定在离传送带对的悬臂端上侧1.33mm处。薄膜被连续供给,其供给速度大体与物品的传送速度一致,为每分钟25m。在每叠物品之间大约有140mm的间隔。最好用三对直径为114mm的牵引轮、加热轮和冷却轮来完成从展开系统牵引出薄膜带这一工序。封接轮加热到340°F,而冷却轮保持在70°F。在轮间施加10磅力,以产生自薄膜管外延13mm的鳍状封口。离开封接轮冷却时间达到一秒后,封口已完全能使纵向密封管内的每叠弹性压缩物品仍保持压缩状态。
金属管做成的机架支撑着第一进给滑轮和第二进给滑轮,第一和第二进给滑轮大致互相平行。第一和第二支承件是与机架连接的金属槽。支承件1.8m长。每个槽的外侧有1.6mm深的凹槽,以放置传送带,避免传送带与薄膜管产生磨擦,每个槽的截面高度为9.5mm。每个槽镀有硬铬,以保持传送带滑动面的低摩擦力。硬铬与内层为聚酯的传送带表面间的动摩擦系数大约为0.16。其它的槽面镀层可能会产生更低的摩擦系数,但这些镀层不是太贵就是不耐用。
可同时连续传送5叠弹性压缩物品,用5马力的发动机来驱动传送带,传动速度约每分钟25米。
第一和第二卸货滑轮安装在传送带对的悬臂端。每个卸货滑轮长108mm,直径9.5mm,使直径最小是为了减少每叠弹性压缩物品放入薄膜管后产生的膨胀。在第一和第二悬臂端附近,至少有一根系杆连接着第一和第二支承件,以保持第一和第二支承件大致平行和坚固。通常系杆由钢做成,长157mm,宽25mm,厚1.5mm。最好用六根或八根系杆来承受传送带间的高压力。
虽然已图示和说明了本发明的优选实施例,但很明显,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可对上述工艺技术作出变动或改进;在所附权利要求书中,我们意图涵盖所有本发明范围之内的改进。
权利要求
1.一种把一叠弹性压缩物品送入塑料薄膜管的方法,其特征在于包含下列步骤a)把该叠弹性压缩物品放到一对传送带的进给端;b)连续传送该叠弹性压缩物品至传送带对的卸货端;c)环绕传送带对渐进输送塑料薄膜以形成封闭管,其中,当该叠弹性压缩物品被传送带对传送时,该叠弹性压缩物品不对封闭管施加膨胀力;d)连续封接该封闭管以形成纵向密封管;e)在封接工序完成,封口足以使纵向密封管内的该叠弹性压缩物品仍保持压缩状态后,才把该叠弹性压缩物品送入纵向密封管。
2.一种把一叠弹性压缩物品送入塑料薄膜管的方法,其特征在于包含下列步骤a)把该叠弹性压缩物品放到一对传送带的进给端,该叠弹性压缩物品在大约75-125磅力的作用下在该对传送带间被水平压缩;该叠压缩物品与其它各叠弹性压缩物品之间保持一定间隔;b)连续传送该叠弹性压缩物品至传送带对的卸货端,在整个连续传送步骤中大体保持上述压力;c)环绕传送带对渐进形成和封接塑料薄膜以形成纵向密封管,其中当该叠弹性压缩物品被传送带对传送时,该叠弹性压缩物品不对纵向密封管施加膨胀力;d)在封接完成,封口足以使纵向密封管内的该叠弹性压缩物品仍保持压缩状态后,才把该叠弹性压缩物品送入纵向密封管。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法,其进一步特征在于,所述步骤包含,当该叠弹性压缩物品被送入纵向密封管时,允许该叠弹性压缩物品的尺寸膨胀至大于预压尺寸。
4.根据权利要求1,2或3中任一所述的方法,其中对所述传送带对进行定向以传送被水平压缩的该叠弹性压缩物品。
5.根据权利要求1,2,3或4中任一所述的方法,其中在整个连续传送步骤中,该叠弹性压缩物品与其它各叠弹性压缩物品之间保持一定间隔。
6.根据权利要求1,2,3,4或5中任一所述的方法,其中被传送带对连续传送的该叠弹性压缩物品在大约75-125磅力的作用下保持压缩状态。
7.一个用于把一叠弹性压缩物品送入塑料薄膜管的装置,其特征为a)具有一个机架;b)具有由机架支撑的第一进给滑轮;c)具有由机架支撑的第二进给滑轮,第二进给滑轮大致平行于第一进给滑轮;d)具有与机架连接的第一支承件,第一传送带支承件有第一悬臂端和安装于第一悬臂端之上的第一卸货滑轮;e)具有与机架连接的第二支承件,第二支承件具有第二悬臂端和安装于第二悬臂端之上的第二卸货滑轮,第二卸货滑轮大致平行于第一卸货滑轮;f)第一传送带环绕着第一进给滑轮和第一卸货滑轮,第一支承件支承着第一进给滑轮和第一卸货滑轮间的第一传送带;g)第二传送带环绕着第二进给滑轮和第二卸货滑轮,第二支承件支承着第二进给滑轮和第二卸货滑轮间的第二传送带;h)至少有一根系杆连接着靠近第一和第二悬臂端的第一和第二支承件,以保证第一和第二支承件大致平行和坚固,第一和第二支承件之间留有一定间隔,这样当第一和第二支承件支承着第一和第二传送带时,该叠弹性压缩物品就能在第一和第二传送带之间保持压缩状态;i)有一传动系统用于驱动第一和第二传送带中的至少一条传送带,使得该叠弹性压缩物品自第一和第二进给滑轮连续传送至第一和第二卸货滑轮,所述第一和第二传送带、第一和第二支承件以及至少一根系杆构成了压力隔离装置;j)塑料薄膜展开系统和薄膜管成形器用于把从薄膜展开系统牵引出的塑料薄膜制成环绕着压力隔离装置的塑料薄膜封闭管;k)用于在薄膜管成形器上连续牵引塑料薄膜,并封接塑料薄膜封闭管以形成纵向密封管的装置,所述装置与压力隔离装置相关设置,这样在纵向密封管具有足够强度,使该叠弹性压缩物品保持压缩状态后,才把该叠弹性压缩物品自压力隔离装置送入纵向密封管。
8.根据权利要求7所述的装置,其中塑料薄膜封闭管具有大致平行的、朝向外侧的边,所述装置用于连续封接大致平行的、朝向外侧的边,以形成鳍状封口。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的装置,其中在第一和第二传送带间保持压缩状态的该叠弹性压缩物品与其它各叠弹性压缩物品保持一定间隔。
10.根据权利要求7.8或9中任一所述的装置,其中该叠弹性压缩物品被第一和第二传送带连续传送,同时在大约75~125磅力的作用下保持压缩状态。
全文摘要
把弹性压缩物品送入成形/装入/密封机的方法和装置。该方法包括下列工序:把被压缩物品水平地安放到一对传送带(60,62)的进给端,连续传送被压缩物品至卸货端,环绕着一对悬臂式传送带连续形成塑料薄膜,该叠物品对塑料薄膜不施加膨胀力,制作并封接一封闭管,在封口具有足够强度,使该叠物品保持压缩状态后,才把该叠压缩物品送入该封闭管。
文档编号B65B63/02GK1207711SQ96199610
公开日1999年2月10日 申请日期1996年10月1日 优先权日1995年12月1日
发明者罗伯特·S·基纳 申请人:普罗克特和甘保尔公司
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