专利名称：装袋设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种包装技术，具体地说，本发明涉及一种设备和方法，其通过自动化装置将松散的货物例如种子或谷物装入袋中，并将装满货物的袋子传送到袋封闭站或别的处理装置。
通常利用具有可移动机械手或其它夹持元件的自动化设备能够获得快速性和准确性，所述夹持元件用于在装袋之前、装袋期间和装袋之后对于单个袋的操作。例如公开号为2,091,471的加拿大专利申请(发明人为Huwelmann)介绍了一种具有相对的夹持机构的装袋设备，所述夹持机构用于夹持袋的敞开的上端并保持袋敞开，以便通过料斗或类似工具装袋。同样美国专利US4,172,349(发明人为Lipes)介绍了利用一对相对的夹持元件使袋敞开，所述夹持元件用于夹持袋的相对的两个袋角并保持袋口敞开。美国专利US4,651,506(发明人为Lerner)介绍了类似的配置。
对这种设备的一个要求是，能够准确地和快速地将单个袋从袋供应站输送到装袋站，随后将袋放置在一传送带上，将其输送到一热封站或别的袋处理子系统。如果袋在各不同的站之间被有效地传送，这个顺序可以被有效地执行。
另一种在现有技术中没有被充分强调的是需要一种简单、高效和快速的装置，通过这种装置，空袋被分别夹持和定位在敞口状态，以便从料斗或别的装填装置中接收松散的货物。
通常希望提供一种设备，从而在袋口敞开的状态下，空袋可以被顺序地夹持和输送到装袋站，然后输送到袋传送带。有益的是，随着被输送到下游的传送带，每个袋可以被拉成闭合状态。由于通常下游传送带将袋输送到包括一对加热辊或加热带的热封站，因此希望所述设备将袋的侧面拉在一起，形成一个扁平的袋的上部区域，以便于进行热封。发明目的有鉴于此，本发明的目的是提供一种改善的装袋设备和方法，通过这种设备和方法，每个袋被有选择地夹持和定位，以便被单独装填，然后沿大致横向将袋从装袋站移走，以将袋传送到下游的传送带。本发明的另一个目的是提供一种装置，通过这种装置，随着袋被传送到下游的传送带，被装填后的袋通常在它的上部是大致闭合的，用此方式，使得能够方便得对袋的上部进行热封。
根据上述目的，一方面，本发明包括一种用于将松散的货物装入袋中并将被装填后的袋传送到处理装置的设备，其包括一装袋站，用于将预定数量的货物装入袋中；一个门状物，其用于按堆垛的和互连的排列而容纳空袋，因此袋形成连续的带；一个被装填后的袋的传送装置，其包括可释放的夹持元件，一旦袋被装填之后，用于与敞开的袋口接合，并使所述袋离开料斗。
通过机械互连，例如将相邻袋的边缘区域互连，或通过表面效应，例如接触袋之间的表面张力或电引力，袋的互连可以被获得。
当与袋接合时，可释放的夹具使袋口绷紧。被装填后的袋的传输方向允许被装填后的袋离开装袋站，并将后续空袋从门状物牵引到装袋站，使被装满后的袋与后续袋分离。随后传送装置将被装填后的袋从装袋站输送到处理装置。
传送装置最好连续地在通常垂直于设备的延长轴线的第一方向传送袋，以便将被装填后的袋与后续袋分离，随后沿通常平行于延长轴线的第二方向将被装填后的袋输送到处理装置。
所述夹持元件优选包括一对可横向运动的机械手，相关的驱动装置在会聚和分开位置之间移动所述机械手。往复运动的机械手与对应的固定机械手接合，因此，当可运动的机械手分开时，袋的两个相对的袋角被夹持在成对的可运动的和固定的机械手之间，当可运动的机械手会聚时，夹持元件不再夹持袋。固定机械手的位置可以横向地被调整，以便会聚和分开，以适应不同规格的袋。
装袋站最好包括一个具有向下悬挂的喷嘴的料斗，用于排放松散的货物，最好还包括往复运动的驱动装置，用于在袋被移走期间升起料斗，在袋被装物期间，降低料斗。
一种中间输送装置可以从传送装置中接收被装填后的袋，并将袋的上边缘输送到热封站或类似地方。中间输送装置可以包括一对相对的细长的输送元件，例如一对被滑轮驱动的环型皮带，所述皮带分开时，接收所述袋，当所述皮带会聚时，接合所述袋并输送所述袋。
在另一方面，本发明包括一种用于将松散的货物装入袋中，并将被装填后的袋传送到处理装置的方法，其包括如下步骤提供一种具有装袋站、一个门状物和袋传送装置的装袋设备；将空袋以堆垛并互连的阵列设置在所述门状物上，以形成连续的带；张开所述门状物上的第一个袋的的袋口；在装袋站将松散的货物装填入所述第一个空袋；将被装填后的袋朝向处理装置从装袋站移走，牵引第二个被连接的袋到达装袋站，张开空袋的袋口，并将所述第一个袋与所述第二个袋分开；将被装填后的袋输送到所述处理装置。
将被装填后的袋从所述装袋站移走的步骤包括，在第一方向传送被装填后的袋，用于将被装填后的袋与后续的袋分开，随后在朝向处理装置的第二方向，继续输送被装填后的袋。另一种方案是，在第一和第二方向上的传送可以被同时进行。
输送被装填后的袋的步骤可以包括，通过拉开袋的上部区域的相反端，使袋的相对的侧面拉在一起，从而将敞开的袋口拉成基本上闭合，然后将基本上闭合的袋输送到处理装置。
上文已经大致介绍了本发明，通过对所推荐的示例所进行的描述，本发明的特性将变得更加清楚。
说明书中所使用的方向基准与设备的纵向轴线相关，包括装袋步骤之后的袋的总体运动方向，也就是从装袋站到达热封站或别的下游处理装置。
袋门状物站22包括一个被安装在框架16上的盒状支承结构43，其可以滑动地与料斗28结合。驱动料斗28的气压缸30被安装在支承结构43的上部。门状物站22的特性在于具有一对门状物元件44，在其上可以悬挂平整的堆叠起来的用于装货物的空袋46。门状物元件向下倾斜，利用重力迫使袋趋向装袋站。一对孔48延伸穿过毗邻袋的相对侧面的袋46的上边缘部分以与门状物元件44结合。袋46被互相连接，以形成一个不断的带或链。
另一方面，图8～
图10显示了另一种配置的门状物站。在这种结构中，门状物站200包括一对门状物臂202，其向下倾斜朝向装袋站，从而利用重力向装袋站提供袋46。门状物臂202在一个被安装在门状物站22上的板形的门状物刀组件206处终止。门状物刀208在板206和门状物臂202之间形成一个三角板形状的连接板。门状物刀具有刀刃210，当将袋向前移动以便离开门状物站，所述刀刃切断袋。门状物刀组件的使用和由此对袋的切断，使得更容易地将袋从门状物站移走，与圆形的门状物臂的简单的撕裂运动相比，袋被撕裂时延伸的距离更小。在图9中，用箭头212显示了随着袋被向前拉离门状物时袋被撕裂的方向，从袋上的点214开始被撕裂。
有益的是，互连来自于袋之间的表面张力或静电力，或通过围绕孔的袋的部分的变形而产生的机械力，从而允许每个袋轻轻地抓住相邻的袋。随着每个袋被装满后而离开门状物，袋之间的互连足以允许每个袋向前牵拉与它相邻的袋并使与它相邻的袋的袋口张开。
术语“互连”包含物理连接，例如通过形成互联的相邻袋的变形而形成，或包含表面效应，例如在相邻袋之间形成连接的表面张力。
袋传送站26广义上包括一个袋抓手组件50；一个抓手托架组件52和一个袋输送站54。袋抓手组件50适用于夹持单个袋46并将每个袋依次地设置在料斗28的下方，用于装入货物。当装填袋46后，袋抓手组件50和与之相关的抓手托架组件52将袋送到输送站54，所述输送站接收被装填的袋并将它输送到热封站56或别的下游处理装置。
袋抓手组件50包括一个大致板形的垂直的底座60。一对固定臂62(a)和62(b)分别从底座60的两端横向地延伸出来，指向料斗28。每一个外臂62的终端为一个向下延伸的机械手64。外臂62上的机械手64可以被调整，以适应不同尺寸的、要求机械手或大或小的张开的袋，以保持袋的绷紧。位于固定的外臂62之间并与之平行的是一对可移动的内臂66(a)和66(b)，所述内臂具有与外臂相同的结构，并且末端均有一个向下延伸的机械手67。每个内臂66都被安装在底座60上并可相对于底座60滑动，每个内臂66与安装在底座60上的相应的气压缸70相连，气压缸70适于驱动内臂66在会聚位置和分开位置之间往复变化。内臂66在图7(a)所示的第一会聚位置和图7(h)所示的第二分开位置之间往复变化，在所述会聚位置，内臂66上的机械手67与固定外臂62上的机械手64基本上分开，在所述分开位置，内臂和外臂的相应的机械手64和67相遇，以便夹持它们之间的袋46。
很清楚的是，线性往复运动的气压缸和别的类似的驱动装置可以被任何适当的驱动装置所替代，其中包括转动驱动装置例如旋转轮，被驱动元件被铰接地安装在邻近轮的圆周的位置，以便进行往复正弦运动。
抓手托架组件52适于携带抓手组件50沿三个轴向运动，即横向、纵向和垂直方向。托架组件52包括一个被安装在设备的框架16上的托架框架80。托架框架80包括一对间隔分布的平行杆82(a)和82(b)，沿纵向轴线，所述杆被固定地安装在框架16上。托架84与杆82啮合并包括一对套筒85，用于滑动地接收所述杆，从而允许托架84沿杆82纵向滑动。往复气压缸88的一端被安装在托架84上，另一端被安装在设备框架16上，用于驱动托架84沿纵向运动。从托架84向上延伸的是一个矩形柱88’。一个对应的矩形套筒90可滑动地设置在所述柱88’上并通过安装在相应元件上的往复气压缸92相对于所述柱垂直地被驱动。设置在套筒90侧面的是一个第二水平朝向的矩形套筒94，其轴线在横向上。第二套筒94滑动地接收梁96，所述梁的一端被安装在抓手组件50的底座上。利用梁96在第二套筒94内的滑动，抓手组件50可相对于托架组件52进行横向往复运动，而所述梁96的滑动由与相应元件相连的气压缸98所驱动。通过操作气压缸92，实现抓手组件50的垂直运动。
利用梁结构100，输送站54被设置在抓手托架组件52上。输送站54包括一对大致共平面的皮带组件102(a)和102(b)。每个皮带组件102包括一个外壳104，外壳104的两端各设置一对可转动的滑轮106，所述成对的滑轮106支承一个转动的驱动皮带108的对置端。电动机110’驱动皮带108(a)和108(b)。通过与被安装在相应的皮带驱动轴上的正齿轮啮合，对应的皮带被调整到一起。第一外壳104(a)和安装在其上的电动机110被固定在梁结构100上。第二外壳104(b)被铰接地安装在梁结构100上，以便围绕垂直轴线转动。当在闭合位置所述外壳104(a)和104(b)旋转在一起时，对应的皮带108(a)和108(b)彼此平行并大致接触在一起。在图3所示敞开位置，皮带108分开。当在分开位置时，皮带108能够接收一个被填充的袋，随后旋转到一起，以到达闭合位置，从而将袋从设备中输送出去。
下文将结合图7(a)～7(i)介绍设备的操作。
设备的操作从单个袋110开始，在袋46的互连排列中的第一个袋被门状物元件44所支承并被直接设置在料斗28的下方。一个被安装在门状物支柱43上的空气喷嘴112将气流导入袋110的至少部分张开的袋口中，以便使袋110充分地张开以装填货物，并且在料斗28的爪36和38降低而进入袋110中时，保持袋的张开，如图7(b)所示。料斗28然后将定量的货物排到袋110中。随着料斗排放货物，袋抓手组件50向着料斗方向横向前进，如图7(c)～7(e)所示，并随后下降，如图7(f)所示，因此，内臂66的向下悬挂的机械手67延伸进入袋110张开的袋口。料斗28的爪36和38闭合，料斗向上运动，如图7(g)和7(f)所示。同时，抓手的内臂66分开，因此，袋110的袋口被绷紧，并在对应的内和外机械手64和67之间，夹紧袋的两个相对的角，如图7(h)所示。如图7(i)所示，抓手组件50横向地缩回，将袋110纵向地传送到输送站54。第一个袋110从袋46的互连排列中的缩回将使得排列中的后续袋111被牵引向前到达料斗28的下方。然后被装填的袋110沿成对的杆82被纵向地向输送站54传送。处于张开位置的输送站54的成对的皮带108接收袋110，随后会聚，将袋110夹持在各自的皮带108之间，以便将袋110传送到热封站120或类似的装置。通常，热封站包括一对加热带122，它可以将袋110直接地从传送带上接收过来，并在袋上进行热封操作。
设备的操作，具体地说不同的气压缸的操作，被一个中央控制单元所控制，它包括用于探测上述的不同元件位置的探测器，确保不同的气压致动装置以协同的方式操作。
很清楚，虽然本实施例使用了往复运动的气压致动装置，用于驱动设各的不同元件，但是任何公知的驱动装置可以被使用，包括液压油缸、电力往复缸或别的类似的装置。
以上已对本发明作了十分详细的描述，所以阅读和理解了本说明书后，对本领域技术人员来说，本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中，因此它们在权利要求书的保护范围内。
权利要求
1.一种用于将松散的货物装入袋中并将被装填的袋传送到处理装置的设备，其包括一装袋站，包括松散货物源和一个将预定数量的所述货物排入所述袋中的出口；一门状物，用于接收被设置成互连阵列的空袋并将所述袋顺序地设置在装袋站下方；一袋传送装置，包括、用于可释放地与所述装填后的袋的敞开的袋口接合的往复运动的夹持元件，所述夹持元件被设置在一个框架上并与一驱动装置相连，所述驱动装置使所述夹持元件往复地横向运动，因此，一旦所述夹持元件横向运动和所述袋横向地离开所述料斗，则所述袋的后续袋沿着所述门状物被牵引，并向前运动到达所述装袋站的装填位置。
2.一种根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述夹持元件包括第一对平行的臂，每个臂的末端为向下悬挂的机械手，并包括设置在第一对臂之间的第二对平行的臂，每个臂的末端为相应的向下悬挂的机械手，所述第二对臂被驱动装置驱动以进行反复地会聚和分开运动，在会聚位置内，所述第二对臂的机械手插入袋敞开的袋口，在所述张开位置，所述机械手将袋口拉成绷紧状态，从而袋的两个相对的袋角被夹持在对应的内臂和外臂的机械手之间。
3.一种根据权利要求1所述的设备，其特征在于还包括一个空气喷嘴，随着所述袋按顺序到达所述装袋站，将气流吹入每个袋的袋口，用于使袋口张开。
4.一种根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述夹持元件被设置在托架装置上，所述托架装置被安装以在托架框架上往复地运动，驱动装置驱动所述托架装置进行往复的纵向运动。
5.一种根据权利要求1所述设备，其特征在于所述夹持元件被设置在框架上，用于往复地垂直运动。
6.一种根据权利要求1所述的设备，其特征在于还包括输送装置，用于从所述夹持元件处接收被装填后的袋，所述输送装置包括一对基本上共平面的可转动的带装置，所述带装置被安装以进行往复地会聚和分开运动，在分开位置，带装置彼此分开，用于接收所述袋，在会聚位置，所述带装置基本上彼此接触，用于输送两者之间的所述袋；一第一驱动装置，用于转动地驱动至少一个所述带；一第二驱动装置，用于驱动在所述会聚和分开位置之间的所述带装置中的至少一个带装置。
7.一种根据权利要求6所述的设备，其特征在于所述带装置被设置在一个大致的水平面内，每个带装置包括一对彼此分开的滑轮件，所述滑轮件用于支撑位于它们之间的一根皮带，所述带装置的第一个被安装，用于围绕一个垂直的轴线转动。
8.一种根据权利要求2～7之一所述的设备，其特征在于还包括一个控制器，用于控制设备进行下述顺序的操作，向下运动，从而所述爪至少部分进入所述第一袋的张开的袋口，用于装填预定数量的货物；所述夹持元件向所述料斗的横向运动，因此，所述机械手被基本定位在所述袋的袋口的上方；所述夹持元件向下运动，从而所述内机械手进入所述袋；所述料斗向上运动，从而远离所述袋；所述内臂张开运动，因此，所述内机械手使所述袋的袋口绷紧，并在对应的内机械手和外机械手之间夹持地与所述袋接合；沿基本上垂直于所述门状物元件的轴线的方向，所述袋横向运动以远离料斗，因此，将装填后的袋从门状物移走，并将第二个袋横向地拉到所述料斗下方的位置，然后将第一个袋与第二个袋分开。
9.一种根据权利要求8所述的设备，其特征在于所述控制器还控制设备执行将所述被装填后的袋横向地传送到所述输送装置的后续步骤。
10.一种根据权利要求1所述的设备，其特征在于所述门状物向下倾斜，以便利用重力至少部分地输送所述袋到所述装袋站。
11.一种用于将松散的货物装入袋中，并将被装填后的袋传送到处理装置的方法，其包括如下步骤提供一种具有装袋站、一个门状物和袋传送装置的装袋设备；将空袋以堆垛并互连的排列的方式设置在所述门状物上，以形成连续的带；张开所述门状物上的第一个袋的的袋口；在装袋站将松散的货物装填入所述第一个空袋；沿一基本水平的平面，将被装填后的袋从所述装袋站移向所述处理装置；因此，牵引第二个被连接的袋到达装袋站，并使所述第一个袋与所述第二个袋分开；将被装填后的袋输送到所述处理装置。
12.一种根据权利要求11所述的方法，其特征在于将被装填后的袋从所述装袋站移走的步骤包括，在第一方向传送被装填后的袋，用于将被装填后的袋与后续的袋分开，随后在朝向处理装置的第二方向，继续输送被装填后的袋。
13.一种根据权利要求11所述方法，其特征在于输送被装填后的袋的步骤包括，通过拉开袋的上部区域的相反端，将袋的相对的侧面拉在一起，因此使袋敞开的袋口基本上闭合，并将基本上闭合的袋输送到处理装置。
14.一种根据权利要求11所述的方法，其特征在于利用袋之间产生的静电荷或利用将邻近袋可释放的夹持在一起的表面张力，所述袋被互连形成连续的带。
15.一种根据权利要求11所述方法，其特征在于利用袋之间的机械连接，所述袋被互连形成连续的带。
全文摘要
用于将松散的货物装入袋中的自动设备包括:一装袋站(20),用于将货物装入袋中;一个门状物(22),用于供给堆垛的并互连成排列的空袋(46);一个传送器(54),用于将被装填后的袋从装袋站移走。往复夹具(50)夹持被装填后袋的敞开的袋口,并将被装填后的袋从装袋站移走,利用相接触的袋之间的连接,使后续袋被拉到适当的位置进行装填。
文档编号B65B51/18GK1340014SQ00803611
公开日2002年3月13日 申请日期2000年2月7日 优先权日1999年2月15日
发明者托马斯·W·德鲁格, 斯蒂芬·A·威辛顿, 道格拉斯·格里林 申请人:托马斯·W·德鲁格, 斯蒂芬·A·威辛顿, 道格拉斯·格里林