用于压实灌装有散料的容器的设备和方法与流程

本发明涉及压实装置并且涉及尤其用于压实灌装有散料的容器的方法，其中该压实装置包括压实瓶，其被安放在承载装置上并且设置用于进入顶部敞开的容器中并从所装散料中抽吸走空气。

背景技术：

现有技术已经公开了用于压实被灌入敞口容器中的散料的各种压实装置。例如已公开了如下装置和方法，其中通过底部振动器从下方对敞口容器的底端施加振动以除气并因此压实敞口容器内的散料。

另外，已公开了如下压实装置，其中真空喷管从上方进入敞口容器的敞开顶端并通过多孔的外表面直接从散料中吸走空气，由此促进压实散料。这两种已知系统均具有优点和缺点。因此，wo2016/116427已公开了一种采用具有压实瓶的压实装置来灌装敞口容器的装置和方法。该压实瓶从上方进入敞口容器。该压实瓶插入散料并通过其可透气的真空抽吸壁从散料中吸走空气。同时，将激振装置布置在压实瓶内以使压实瓶产生振动运动并由此进一步提高压实效率。

但所有从上方进入敞口容器的压实单元、尤其那些借助真空从散料内吸出空气的压实单元都具有如下缺点，在移除压实单元时相当大量的散料会粘附至压实单元的外表面。因为越来越重视环境整洁性，故这些压实装置存在那些仅从外侧作用的压实装置固有地不存在的缺点。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种压实装置，其允许获得更好的清洁度。

该目的通过具有权利要求1的特征的压实装置和具有权利要求19的特征的方法来实现。本发明的优选具体实施例为从属权利要求的主题。本发明的其它优点和特征可从发明内容的描述和实施例的描述中得出。

根据本发明的压实装置包括安放在承载装置上的用于压实敞口容器内的散料的压实瓶。该压实瓶包括至少部分可透气且与抽吸通道连通的外壁。该压实瓶适于且设置为插入敞口容器中以使得压实瓶与散料接触并对敞口容器内的散料进行除气和压实。压实瓶具有纵轴线并且被安放成绕该纵轴线是可转动的。

根据本发明的压实装置具有许多优点。根据本发明的压实装置的明显优点在于此事实，压实瓶被安放成绕其(尤其是)纵轴线是可转动的。这允许压实瓶在压实后绕其纵轴线转动，从而在压实瓶的外表面或外壁上粘附或结块的任何散料颗粒均变得松散或者被擦去(由于散料内的内摩擦)。这明显减少了在移出敞口容器时向外送出的散料量。明显减少了环境的污染物。

压实瓶在本发明的含义中被理解为表示一种用于压实的装置，其包括至少一个主体，所述主体呈瓶形或杆形或喷管形或相似或类似的形式。压实瓶在本发明的含义中也尤其被理解为表示真空喷管、真空杆、抽吸喷管、过滤条或滤塞。

压实装置可包括两个、三个、四个或更多个压实瓶。一个压实瓶或两个或更多个压实瓶可例如被布置在系统或包装设备的站中。可能为系统或包装设备的多个站提供一个压实瓶或两个或更多个压实瓶。这允许压实瓶在多个按序连接的站处插入、抽出和运行以增强整体的压实性。

转动运动可被理解为表示绕确定的(以及例如指定的)或未确定(以及例如确保在运行过程中)的角度范围的运动。该转动角度可小于一整转(360°)并且其可大于甚至包括多转。

术语“可转动的”可被理解为表示转动角度是受限的或不受限的转动并且也表示至少一个压实瓶或所有压实瓶的连续转动。还可行的是，至少一个压实瓶仅绕确定的角度范围旋转而至少另一个压实瓶连续转动。

转动运动优选在转动运动开始时在螺纹旋紧的转动方向上进行，压实瓶例如借助于该螺纹被螺纹联接。这可靠防止了在运行时自动脱离接合。但是，如果压实瓶例如以形状配合的方式紧固，那么该转动运动可基本被选定为沿任意期望的转动方向开始。尤其是在转动运动多次来回执行或者以增大频率执行的情况下。

压实瓶尤其绕其自身轴线执行转动。该压实瓶尤其以允许绕其自身中心转动轴线转动的方式安放在承载装置上。优选压实瓶在被容置在敞口容器内时执行转动。压实瓶外壁至少部分由可透气的外侧真空抽吸壁形成。该压实瓶尤其包括至少一个设置用于与散料接触的接触部分。在优选的具体实施例中，压实瓶被构造为使得一个接触部分或多个接触部分优选是对称的且尤其旋转对称的并且至少部分可透气。

根据本发明的压实装置可应用于许多不同种类的包装设备和包装机中。还可能应用于将散料灌装入小袋和微型袋中。还可能应用于将散料灌装入不同尺寸的袋且尤其是敞口袋中。同样可能并且优选地应用于将散料灌装入所谓的“大袋”中，以实现压缩敞口容器内体积容量从例如100克(g)变至远大于100千克(kg)的散料。

本发明允许在任意期望的敞口容器内压实散料。还可能补充采用另外的压实装置，其以相同或不同的方式作用于袋内的散料上。

在优选的具体实施例中提供了转动装置，压实瓶借助该转动装置尤其可被控制装置控制地转动。该转动装置尤其安放在承载装置上。优选地，该转动装置包括气缸驱动机构并且尤其允许来回转动。转动角度基本上是任意的并且可达到甚至超过20°、30°、46°或60°或90°或也180°或甚至360°。

在所有设计中，压实瓶的纵轴线尤其优选被布置在或延伸入压实瓶的横截面内。尤其优选地，压实瓶且尤其至少是压实瓶外壁是旋转对称的。于是尤其优选的是，压实瓶纵轴线为外壁或压实瓶的对称轴线。于是这意味着压实瓶能绕其对称轴线转动。于是，压实瓶可选地仅在散料内执行转动运动。此转动运动对于将散料从压实瓶外壁的外表面去除尤其有效。任何粘附的散料均借助于散料内的内摩擦而从外表面上沿竖向被去掉。

但也可行的是该转动轴线并未与压实瓶对称轴线完全重合，从而例如具有轻微的摇摆运动或轻微的偏心转动运动。偏心转动运动也可带来期望的效果，但在这里，优选轻微的偏心。

在所有设计中尤其优选的是，压实瓶至少在大部分纵向部段被构造为基本呈管状。该压实瓶或该压实瓶的管部件可例如由下管单元和上管单元构成或至少包括下管单元和上管单元。该下管单元和该上管单元可在分界点彼此分离。尤其是下管单元可在分界点被替换以在下管单元(上管单元)产生磨损的情况下将其替换为附属管单元。

在所有设计中优选设置至少一个通风阀以有目的地实现(从内部)对过滤装置的通风或空气脉冲或压力冲击的施加。由此，过滤装置可通过来自内部的空气脉冲被清除掉粘附颗粒。

在优选设计中可行的是，上管单元可能具有致密的外壁。下管单元在任何情况下均需在外壁上部分设置真空抽吸壁以将空气从散料吸出而进入压实瓶。抽吸管道在那里延伸，该抽吸管道与真空管接头或真空源连通以排出抽出空气。

在优选设计中设有升降驱动机构。借助该驱动机构可实现压实瓶和/或承载装置的升降。该驱动机构尤其优选使承载装置上升或下降，由此也进行压实瓶的上升或下降。这允许将压实瓶降低至敞口容器内以压实敞口容器内存在的散料。在压实完成后，该压实瓶又通过该驱动机构从敞口容器向上抬起。

在优选设计中，外壁至少部分由透气的过滤装置构成。透气的过滤装置优选是可更换的且被支撑装置支撑。外壁和/或过滤装置是可换的。外壁和/或过滤装置优选被支撑装置支撑。外壁和/或过滤装置可设计为自支撑的。

透气的过滤装置可由一层或多层过滤膜构成。该过滤装置例如可采用丝网。同样能够想到其它过滤用材料如烧结表面。尤其优选的是孔小于最小颗粒尺寸。该保护装置尤其提供其上施加有至少一个过滤层的骨架或支撑体。

真空管接头最好与柔性软管连接。该真空管接头可与压实瓶抗转动地联接并且可在压实瓶旋转时随之转动。压实瓶还能可转动地安放在例如真空分配器上。于是，多个压实瓶可通过真空分配器被供给真空。

在简单设计中，真空管接头或真空分配器居中布置或连接至压实瓶的中心位置。还可行的是例如为了适用转动而采用转动接头或柔性软管。

优选的是该压实瓶被设计成是长条形的。优选地，压实瓶的长度与直径之比大于3或大于5或大于10。该长度与直径之比尤其与压实瓶的在抽吸中实际所涉及的部段相关。例如如果压实瓶基本由具有下管单元和上管单元的管部件构成且如果抽吸仅从下管单元提供，那么该长度与直径之比可与下管单元的长度和直径相关。在所有设计中优选细长的压实瓶，其中有效面积随着直径增大而增大。

如果采用两个以上的压实瓶，则两个以上的压实瓶可被安放在一个共用的承载装置上。优选每个压实瓶均被安放成能绕其自身轴线转动。该转动装置可具有一个共用的驱动机构，其用于使两个以上压实瓶转动。可行的是一个共用的气缸驱动机构用于使两个以上压实瓶转动。

本发明还涉及一种包装设备，其包括待灌装散料的敞口容器和至少一个包装机。该包装机包括至少一个灌充接管用于为敞口容器灌装散料。还提供至少一个如上所述的压实装置。该压实装置尤其包括安放在承载装置上的压实瓶用于压实敞口容器内的散料。该压实瓶包括外壁，其至少部分可透气并与抽吸管道连通。该压实瓶适于插入敞口容器中以使压实瓶与散料接触并对敞口容器内的散料进行除气和压实。压实瓶具有纵轴线，压实瓶围绕该纵轴线转动。包装设备由此配置为也有许多优点。

在一个改进方案中，可设置压力传感器以确定散料内的灌装压力。还可能且优选的是提供灌装高度传感器以检测容器内的灌装高度。如果灌装高度例如超过预设测量值，那么压实装置或压实瓶可进入容器并且对灌装散料进行压实。压实时间可根据灌装高度而延长或缩短。

压实瓶尤其是高度可调的并可经过灌充接管插入袋内或在未设置灌充接管的站处使用。压实瓶还可被设置为在靠近灌充接管的位置插入容器。

根据本发明的方法用于压实敞口容器内的散料。在此，压实瓶至少部分插入敞口容器以对敞口容器内的散料进行除气和压实。该压实瓶在从敞口容器中抽出之前和/或过程中能绕其纵轴线转动。于是，尤其任何粘附的散料均被擦去。另外，压实瓶的旋转用于促进对散料除气。例如，旋转破碎了任何粘度散料的团块或结构。

该方法也可直接应用在灌装敞口容器的过程中，其中至少一种散料在灌装过程中被灌入敞口容器。压实装置的压实瓶被插入敞口容器以对敞口容器中的散料进行除气和压实。该压实瓶在从容器抽出之前和/或过程中能够绕其纵轴线旋转。

在本方法的所有设计中优选将压实瓶插入至少部分空的容器中。例如可在开始灌装过程前将压实瓶插入容器中。或者，可仅在灌装过程后或在灌装过程的第一步之后将压实瓶插入部分或完全灌装的容器。

优选使压实瓶多次转动。优选使压实瓶间歇旋转。压实瓶还可连续旋转。

优选在将散料灌装入容器的同时将空气吸出压实瓶。

在优选设计中，压实瓶在压实过程中绕其纵轴线转动或转动至少一次。这是为了使任何粘附的散料变松散。该转动可在散料灌装的同时执行。

优选的是，在切断真空供给后使压实瓶绕其纵轴线转动至少一次。在切断真空供给后，在压实瓶外壁的外表面上的散料颗粒的松散变得容易。

在优选改进方案中，在切断真空供给之后，空气或压缩空气被供给至压实瓶(内部区)。空气供应例如可通过抽吸管道进行。空气供应可在灌装过程结束时或者在其之后进行。

该压实瓶优选在为其接受空气时转动。这进一步促成在外壁外表面上的散料颗粒变松散。这表示变松散的散料颗粒被保持在距压实瓶的透气表面有一定距离的位置处，从而它们不会随着向上拉动压实瓶而因表面摩擦而沿着压实瓶被拖拽。

在所有设计中优选以至少一个空气脉冲的形式供给空气。由此例如在特定时间点可供给至少一个空气脉冲或气体脉冲。空气或其它气体的脉冲供给仍进一步有助于散料颗粒的脱离。

空气脉冲或压缩空气脉冲(根据期望的脉冲强度)导致了粘附颗粒的有效脱离。多个空气脉冲或压缩空气脉冲也同样是可能的。还可能持续供应空气。在特定时间点，空气供给可随着增加的空气脉冲而增加。

压实瓶最好在其被向上拉离容器时转动。该压实瓶可多次来回转动。在上述情况和设计中，压实瓶可被多次转动。多次转动提高了效率。

在所有设计中，优选不将空气吸出直至散料在容器内的灌装高度基本完全覆盖真空抽吸壁。这是为了确保不会降低效率地吸出过多的环境空气。

总体讲，压实瓶也可被称作真空罐或真空喷管。由此术语“压实瓶”可被术语“真空罐”或“真空喷管”或其它类似术语连续替代。

大体上，根据本发明的压实装置具有明显优势。压实瓶的转动运动实现了更短的吹离时间。可选地，可能不需要用于将粘附至压实瓶外表面的材料移除的吹离。因为所需提供的空气更少或空气脉冲更短，在任意情况下压缩空气消耗减少。

另一优势在于用于吹离压实瓶外表面的更少空气脉冲造成了空气被更少地引入物体内。总而言之，清洁时间缩短了。

本发明由于所需的持续时间增加而允许提升的性能。可更快速地将粘附颗粒从压实瓶除去。总体上，外表面上将具有更少的无法被吹散的结块。物体自行碎断。

一个明显优势在于，在压实瓶被抽出时尤其是在将敞口容器从灌充接管处移走时，更少散料从压实瓶处掉落。这获得了更高的重量精度，另外提高了整洁性。

在灌装过程中压实瓶或真空喷管位于容器或袋内，或者在灌装过程后被插入敞口容器或敞口袋中。压实通过抽吸执行。可选地，支撑可通过外部作用的压实装置如振动台等提供。可选地，可在压实装置中引入不平衡部件。在物体证明为大结块的情况下，可进行一次或周期性或多次的吹离。可在抽吸过程中执行间歇性旋转。真空可在一个旋转过程中被减小或关断，或者施加空气脉冲以造成颗粒松解。

为了吹离，压实瓶可通过阀与大气(或过压源)连通，从而具有大气压(或过压)的空气进入。还可施加压力冲击。压实瓶可同步或延时地旋转或转动。在优选设计中，同时进行旋转和吹离。

可行的是，在抽出过程中进行连续的或周期性的来回旋转。还可以首先来回转动且随后抽出该压实瓶。

附图说明

本发明的其它优势和特征可从如以下参照附图所描述的实施例中得到，附图示出了：

图1是包装设备的立体示意图；

图2是位于高位的图1的包装设备的压实装置；

图3是位于低位的图2的压实装置；

图4示出图3的压实装置的侧截面：和

图5是另一个压实装置的示意图。

具体实施方式

图1以立体总视图示出了包装设备100的基本结构。包装设备100用于将散料灌装入敞口容器4，在这里是灌入顶部敞开的袋中。待加工的敞口袋4由柔性材料、尤其是塑料制成。同样可以灌装纸质袋。包装设备100包括具有灌装转盘40的包装机50。袋源70提供了所需的袋4，中间料仓80用于暂存待灌装散料。

在袋源70上设有膜辊71，连续膜带72被卷绕在膜辊71上。从膜辊71中退绕出的连续膜带72被供应至成形凸肩73。在那里，由塑料膜构成的膜带72绕凸肩被引导并且加入一道纵向缝(尤其作为焊缝)，从而形成连续的薄膜软管。

在转送站60处如此制造袋底，在薄膜软管纵向延伸尺寸的横向上加入焊缝。另外，优选加入角形焊缝以制造盒形灌装袋。具有合适的横截面的薄膜软管被进一步输送并被移入转送站60的容放箱62。在那里，待灌装的敞口容器4以形状配合方式被容纳。为了灌装，薄膜软管被适当地裁切以形成敞口容器4的上敞端。

也可行的是，上敞口的容器4还可由预制的如挤出的薄膜软管加工而成，或者也可以从储库等中供应呈柔性袋或包形状的完全预制好的敞口容器4。

图1示出了位于转送站60的转动位置63处的转动臂61。

设备100包括底架，灌装转盘40和其它部件被安装至该底架。该设备的部件45被设计成是固定不动的，而部件46在运行时旋转。在单独的灌充位上均设有不同的处理站，其中在一个处理站进行粗流灌装，在另一个处理站41进行细流灌装。在其它处理站进行灌装散料的压实。灌装散料的压实可以在每个处理站进行。由此，压实装置1在处理站41被投入使用。

灌装转盘40在此以节拍方式运行。所需的散料由中间料仓80供应。

如果在灌装转盘2处获得的压实尚不充分，则可在下游设置单独压实站，如在申请号102017109873的尚未公开的德国专利申请中所描述的那样。

图2示出了图1的压实装置1的放大示意图，其可用在多个处理站处。

压实装置1在任何情况下均包括承载装置10，在其上安装有至少一个(在此例子中为两个)围绕它们自身的纵轴线转动的压实瓶2。

图2所示的压实装置1几乎被完全抬高到高位35，在高位处，压实瓶2的底端仅伸入容放箱30的上端。随着容放箱30进一步节拍行进，压实装置1被完全向上移位。

压实装置1的压实瓶2以独立转动方式安装在承载装置10上。为了使压实瓶绕相应的纵轴线8转动，转动装置15设置有气缸驱动机构16。气缸驱动机构16使压实瓶2来回转动。连杆19将压实瓶2和气缸驱动机构16转动联接。压实瓶2的顶端可转动地安装在真空分配器29内，真空分配器29通过真空管接头27和柔性软管28与示意性所示的真空源9连通。

升降机构24的升降电机或升降驱动机构用于对承载装置10以及由此对管部件20进行高度调节。承载装置10可被构造为控制台并且通过真空分配器29与升降机构连接。

压实瓶2大体被构造为管部件20并且包括下管单元21和上管单元22。可行的是仅提供具有用作真空抽吸壁7的透气外壁5的下管单元。上管单元22可具有不透气的外壁5。优选地，下管单元21和上管单元22至少部分被设计成圆柱形。

图2还示出了包装机50的灌装转盘40的固定部件45的一部分，其为设有两个振动驱动机构48的振动台47，这两个振动驱动机构引起振动台竖向振动。振动通过振动台47被传递至底板或滑板34，其可竖向移动地布置在局部示出的容放箱30内。在容放箱30中，再次(局部)示出了敞口容器4，其顶壁在顶端借助转板31、32可靠保持打开。这是为了确保随着压实瓶2从上方进入容放箱30，压实瓶2能安全进入敞口容器4内，不会例如被卡在容器壁上。位于容放箱的纵向面上的转板31和位于容放箱的较短侧面上的转板32由一个或多个转板驱动机构33(如气动气缸)来控制。

在转板31、32的上方可设置扫帚或刷子状的清扫单元37，其用于刷扫从容放箱30中出来的压实瓶的外表面以总体进一步改善整洁性。

图3示出了图2的压实装置1，在此示出位于低位36的压实装置1，在低位处，压实瓶2被深插入容放箱30中并由此深插入上敞口的容器4内。

压实瓶2的下管单元21在外表面具有透气的过滤装置11并形成真空抽吸壁11，空气通过该抽吸壁进入下管单元21、真空室26和抽吸通道6的内部并且被向上抽吸走。

压实瓶2上的分界点23用于更换承受较严重磨损的下管单元21或安装在下管单元上的过滤装置11，该过滤装置随时间推移变得堵塞或堵满，因而须进行外部清洁或替换。

图4最后示出了图3的压实装置1的横截面图。

可清晰看见，压实瓶2的转动轴线或纵轴线8延伸入横截面17的内部。在此，纵轴线8分别构成压实瓶2的管部件20的对称轴线。下管单元21的长度分别是下管单元21或压实瓶2的直径14的许多倍，因为在此下管单元21和上管单元22示出了相同的直径。下管单元的长度13与直径14之比大于3，尤其大于5，并且在优选设计中可大于10。压实瓶2的总长度与压实瓶2的直径之比尤其大于并且可达到甚至超过5或10或20。

图4举例示出了散料3的灌装高度12。

图5示出了容放箱30的示意横截面。敞口袋作为容器4被容置在其中。容器4被灌入达到灌装高度12的散料3。容器4的膜壁的上边缘通过转板21保持打开。压实装置1插入散料中。空气沿箭头38方向从散料中被吸走。在转板31和32上方设有扫帚或刷子型的清扫单元37，其刷毛抵靠压实装置1。随着压实瓶2向上离开，其外表面被刷扫以进一步总体提高整洁性。

透气的过滤装置11优选被支撑装置18可替换地支撑或者被构造为自支撑的。应理解的是支撑装置18是过滤装置11的部件。过滤装置11例如可具有多个过滤层，其中一个或多个过滤层形成了支撑装置18。

如果真空运行的压实瓶借助空气脉冲被冲洗，那么在没有本发明的情况下，无法在所有位置上从过滤装置上均匀除去粘附物。固着或粘附不牢的区域可更快地分解掉。现有技术中，已经吹空的部位导致压力脉冲消减，从而其余的部分或者孔未得到充分冲洗或根本未进行冲洗。现有技术试图通过延长吹风时间(压力脉冲持续时间)或增大空气量或空气压力来对此进行补偿。这会导致功率降低并且不期望地将更多空气引入容器中。本发明已经通过转动运动实现了大多令人满意的粘附散料的扫除。另外，更短的空气脉冲可基本吹净过滤装置的绝大部分。

总体讲，提供用于压实敞口容器中的散料的优选压实装置以及优选方法，借此可改善系统的整洁性。同时也可以进行更快速的灌装和压实，在这里，能量损耗也可被减少。

附图标记列表

1压实装置

2压实瓶

真空喷管

3散料

4容器

5外壁

6抽吸通道

7抽吸壁

8纵轴线

9真空源

10承载装置

11过滤装置

12灌装高度

13压实瓶长度

14压实瓶直径

15转动装置

16气缸驱动机构

17压实瓶的横截面

18支撑装置

19连杆

20管部件

21下管单元

22上管单元

23分界点

24升降机构

25升降驱动机构

26真空室

27真空管接头

28软管

29真空分配器

30容放箱

31转板

32转板

33转板驱动机构

34滑板

35高位

36低位

37清扫单元

38箭头

40灌装转盘

41处理站

45固定部件

46移动部件

47振动台

48振动驱动机构

49机架

50包装机

51灌充接管

60转送站

61旋转臂

62容放箱

63转动位置

70袋源

71膜辊

72膜带

73成形凸肩

80中间料仓

100包装设备