包装机和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于在包装中灌装散装物料的包装机和方法。散装物料尤其被灌装于阀口袋中。
【背景技术】
[0002]当灌装阀口袋时，阀口袋被插套到一般大致水平取向的灌装嘴上，随后通过灌装嘴的内部被灌装。在卸下后，阀口袋的阀口自密封关闭开口或加入附加焊缝以实现阀口关闭。
[0003]在现有的包装机中，在储料器内保存待灌装散装物料的储料。输送装置被分配给一个或多个灌装嘴。输送装置可包括灌装盒和输送涡轮。具有与叶轮闸门相似的结构的输送涡轮用于通过涡轮叶片的转动将散装物料从灌装盒输送至与之相连的灌装通道，在该灌装通道的端部设有物料出口。物料出口位于灌装嘴处。
[0004]当将散装物料灌装至诸如阀口袋或开口袋的包装时，例如在灌装像水泥这样的建筑材料情况下通常要求输入压缩空气以使待灌装散装物料流体化。通过加入压缩空气，保持或使散装物料可流动以允许有效灌装。但空气加入导致包装内压在灌装期间增大。该内压须在包装卸下之前基本消散，以便所灌装的散装物料的相当一部分在从灌装嘴上取下时没有因压力消散而逸出并进而造成污染包装机的周围环境。这对于将散装物料灌入如聚乙烯薄膜等包装时更是如此，因为薄膜材料本身是透气的。
[0005]保证灌装设备的整洁性变得越来越有意义。因此，DE4100658C2公开了一种将可流动物料灌入阀口袋的方法和灌装机，其中当灌装过程中的重量增加低于预定值时，压缩空气通过节流阀被吹入灌装涡轮或灌装管的内腔中。通过该方法避免在灌装过程中始终输入空气，因而较少的空气被送入袋中。由此可以缩短在完成灌装后排气的等候时间。但缺点是灌装条件在袋与袋之间甚至在一次灌装过程中明显变化，因为有时加入而有时未加入空气。另一缺点是，在这样的灌装方法中，灌装结束时在阀口袋中也还是可能存在较高内压，这在卸袋且内压随空气逸失而猛然消散时可能造成相当大的物料浪费。避免上述缺点的唯一方法是在灌装过程结束后延长等候时间以提供更多时间用于袋内压力消散。但设备的经济性由此降低。而且，还是可能无法保证袋内压力足够快速地消散。
[0006]因此，EP1860027B1公开了一种用于灌装袋的设备和方法，其中，在灌装过程中测量存在于袋内的内压的大小，并且在灌袋期间里根据存在于袋内的内压来控制灌装参数如空气供给量以加快袋的处理。该已知设备的工作令人满意，其允许将物料快速灌入阀口袋，同时保证设备的整洁性。但缺点是设备的复杂性明显增大，因为每个灌装嘴须配备有单独的压力传感器来获得用于存在于阀口袋内的压力水平的尺度。尤其当灌装研磨材料和诸如水泥的建筑材料时，对所用材料和测量系统提出了很严格的要求，因为它们须在连续24小时且一周七天的工作中可靠运行。
[0007]由于包装机通常以具有8个、12个或16个灌装嘴的回转式包装机的形式构成，故其中一个灌装嘴出故障就已经可能造成这种包装机停机相当长的时间。
[0008]因此，根据EP1860027B1的灌装设备主要用于灌装很轻的物料如含有特别高的空气含量的炭黑颗粒或二氧化钛颗粒等。该设备对于其它应用目的来说太昂贵了。
【发明内容】
[0009]因此，鉴于所述现有技术，本发明的目的是提供包装机和用于在包装中灌装散装物料的方法，可借此保证设备高度清洁并且设备成本低。
[0010]该目的通过具有权利要求1的特征的装置以及具有权利要求16的方法来完成。本发明的优选改进方案是从属权利要求的主题。本发明的其它优点和特征能从概括描述和实施例说明中得到。
[0011]根据本发明的包装机用于在包装中灌装散装物料，该包装机包括至少一个储料器、至少一个输送装置、至少一个灌装嘴、在储料器和至少一个物料出口之间的物料传输路径中有至少一个通风阀和至少一个通风嘴的至少一个通风装置。该物料出口优选设置在灌装嘴处。该通风阀被构造成可通过控制单元来控制，所述控制单元和通风阀被设立和构造成将在灌装开始时的时段内的流过所述通风嘴的空气量和/或有效流过的空气量调设成大于在灌装结束时的时段内的空气量。
[0012]本发明的包装机有许多优点。本发明的包装机的一个显著优点是，并非每个灌装嘴均需要有附加压力传感器以有效保证包装机的整洁性。由于控制单元将在灌装开始时的流过空气量调设成大于在灌装结束时的空气量，故能有效保证存在于包装中的内压显著低于现有技术，这是因为总空气量减少，尤其在临近灌装结束时，当越来越多的物料灌入包装时，输入较少量空气。由此能在从灌装嘴上取下包装时可靠防止所灌入的散装物料流出。因此，本发明以有利的方式实现了很可靠的包装机，在此，通过零部件减少可获得很高的可靠性。
[0013]出乎意料地发现了，当首先调节出较大空气量且随后明显减小该空气量时，可以明显减小在灌装过程中总共输入包装中的空气量。在待灌装散装物料的流动特性相似的情况下，从灌装过程开始至结束始终不变的空气量导致总体明显较多的空气进入包装，由此，灌装结束时的包装内压也相应增大。由此导致更严重的污染和/或灌装结束时的明显延长的等候时间。
[0014]如果在整个灌装过程中减小供应空气量，则可能出现一些包装可首先被可靠灌装，接着，灌装速度可能因物料阻塞和/或搭桥而显著降低，甚至无法再灌入物料。
[0015]该通风装置包括至少一个阀装置和至少一个通风嘴。所述阀装置和通风嘴可通过压缩空气连通机构相连。该阀装置可直接设置在通风嘴上或与通风嘴间隔设置。该阀装置例如可布置在开关柜之中或之上，而该通风嘴布置在物料传输通道处，例如在输送装置和/或灌装嘴处。
[0016]本发明的一个显著优点是包装充满度可被提高。由于较少量空气进入包装，故包装体积可被缩小。例如如果包装被缩小5%或仅2%或仅0.5%，则包装成本可相应降低。在用16个灌装嘴一周七天且1天24小时连轴转时，包装材料成本可被相应降低。储藏空间和输送量可稍微降低。
[0017]一个附加优点是也可提高重量精度。由于在从灌装嘴上取下包装时实际上没有物料流出，故不仅提高整洁性，也提高精度。重量精度也还通过灌装过程的改善控制被提高，这是因为通过散装物料的优化的空气供给能更好地控制粗流阶段和细流阶段，因此可在细流阶段中选择较小的重量增加。由此得到更准确的关断时刻，由设备决定的微调较小。优选在至少一部分的灌装过程中求出随灌装时间的灌装重量曲线的特征并将其作为示例数据存在存储装置中。随灌装时间的灌装重量曲线的特征可包括所获得的所有灌装重量数据。还可能且优选的是，从随灌装时间的灌装重量曲线中推导出至少一个特征值并在后续灌装过程的控制中加以考虑。于是，可使空气加入适应于至少一个之前灌装过程的随灌装时间的灌装重量曲线。如果灌装曲线表明加入太多空气，则可减少空气量。如果随灌装时间的灌装重量曲线表明输入空气太少，则可在后续灌装过程中增加空气量。
[0018]该控制单元最好被构造和设立成根据存储的历史数据改变在后续灌装过程中的通风阀控制。
[0019]该控制单元优选被构造和设立成考虑之前多次灌装过程的历史数据。这可通过对多次灌装过程取平均值来实现。
[0020]在所有的实施方式中可行的是，通过改变通风阀的通风横截面来调节通过至少一个通风阀所输入的空气量。但也可行的是，改变所采用的空气压力以调节出不同的空气量。[0021 ] 尤其优选的是通风阀以比例阀的形式构成或者包括至少一个这样的比例阀。通风阀能以电磁阀的形式构成，于是尤其包括至少一个电线圈和至少一个呈弹簧状的偏压单元用于将通风阀偏压至优选位置。该优选位置例如可以是闭合位置。该通风阀可以包括控制圆锥体、电极管和电枢，用于根据施加电流调节出相应的通风横截面。该通风阀的通风横截面最好至少可分为多级来调节。通风横截面最好能近似连续调节或连续调节。由此实现对流过的空气量的很准确的控制。
[0022]在所有的实施方式中优选的是，通风阀的特征曲线被存在控制单元中。此时特征曲线尤其可考虑滞后效应。由此允许很准确地控制通风阀。
[0023]该控制单元优选被设立和构造成通过至少一种脉宽调制方法来调节通风阀的有效通风横截面。脉宽调制方法能够简单有效地控制经过通风阀的空气量。在脉宽调制方法中优选调节出小于1秒、尤其小于100毫秒的间隔时长。
[0024]在尤其优选的实施方式中，间隔时长小于50毫秒，尤其小于25毫秒。在一个【具体实施方式】中，间隔时