包裝機和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于在包裝中灌裝散裝物料的包裝機和方法。散裝物料尤其被灌裝于閥口袋中。
【背景技術】
[0002]當灌裝閥口袋時，閥口袋被插套到一般大致水平取向的灌裝嘴上，隨后通過灌裝嘴的內部被灌裝。在卸下后，閥口袋的閥口自密封關閉開口或加入附加焊縫以實現閥口關閉。
[0003]在現有的包裝機中，在儲料器內保存待灌裝散裝物料的儲料。輸送裝置被分配給一個或多個灌裝嘴。輸送裝置可包括灌裝盒和輸送渦輪。具有與葉輪閘門相似的結構的輸送渦輪用于通過渦輪葉片的轉動將散裝物料從灌裝盒輸送至與之相連的灌裝通道，在該灌裝通道的端部設有物料出口。物料出口位于灌裝嘴處。
[0004]當將散裝物料灌裝至諸如閥口袋或開口袋的包裝時，例如在灌裝像水泥這樣的建筑材料情況下通常要求輸入壓縮空氣以使待灌裝散裝物料流體化。通過加入壓縮空氣，保持或使散裝物料可流動以允許有效灌裝。但空氣加入導致包裝內壓在灌裝期間增大。該內壓須在包裝卸下之前基本消散，以便所灌裝的散裝物料的相當一部分在從灌裝嘴上取下時沒有因壓力消散而逸出并進而造成污染包裝機的周圍環境。這對于將散裝物料灌入如聚乙烯薄膜等包裝時更是如此，因為薄膜材料本身是透氣的。
[0005]保證灌裝設備的整潔性變得越來越有意義。因此，DE4100658C2公開了一種將可流動物料灌入閥口袋的方法和灌裝機，其中當灌裝過程中的重量增加低于預定值時，壓縮空氣通過節流閥被吹入灌裝渦輪或灌裝管的內腔中。通過該方法避免在灌裝過程中始終輸入空氣，因而較少的空氣被送入袋中。由此可以縮短在完成灌裝后排氣的等候時間。但缺點是灌裝條件在袋與袋之間甚至在一次灌裝過程中明顯變化，因為有時加入而有時未加入空氣。另一缺點是，在這樣的灌裝方法中，灌裝結束時在閥口袋中也還是可能存在較高內壓，這在卸袋且內壓隨空氣逸失而猛然消散時可能造成相當大的物料浪費。避免上述缺點的唯一方法是在灌裝過程結束后延長等候時間以提供更多時間用于袋內壓力消散。但設備的經濟性由此降低。而且，還是可能無法保證袋內壓力足夠快速地消散。
[0006]因此，EP1860027B1公開了一種用于灌裝袋的設備和方法，其中，在灌裝過程中測量存在于袋內的內壓的大小，并且在灌袋期間里根據存在于袋內的內壓來控制灌裝參數如空氣供給量以加快袋的處理。該已知設備的工作令人滿意，其允許將物料快速灌入閥口袋，同時保證設備的整潔性。但缺點是設備的復雜性明顯增大，因為每個灌裝嘴須配備有單獨的壓力傳感器來獲得用于存在于閥口袋內的壓力水平的尺度。尤其當灌裝研磨材料和諸如水泥的建筑材料時，對所用材料和測量系統提出了很嚴格的要求，因為它們須在連續24小時且一周七天的工作中可靠運行。
[0007]由于包裝機通常以具有8個、12個或16個灌裝嘴的回轉式包裝機的形式構成，故其中一個灌裝嘴出故障就已經可能造成這種包裝機停機相當長的時間。
[0008]因此，根據EP1860027B1的灌裝設備主要用于灌裝很輕的物料如含有特別高的空氣含量的炭黑顆粒或二氧化鈦顆粒等。該設備對于其它應用目的來說太昂貴了。
【發明內容】
[0009]因此，鑒于所述現有技術，本發明的目的是提供包裝機和用于在包裝中灌裝散裝物料的方法，可借此保證設備高度清潔并且設備成本低。
[0010]該目的通過具有權利要求1的特征的裝置以及具有權利要求16的方法來完成。本發明的優選改進方案是從屬權利要求的主題。本發明的其它優點和特征能從概括描述和實施例說明中得到。
[0011]根據本發明的包裝機用于在包裝中灌裝散裝物料，該包裝機包括至少一個儲料器、至少一個輸送裝置、至少一個灌裝嘴、在儲料器和至少一個物料出口之間的物料傳輸路徑中有至少一個通風閥和至少一個通風嘴的至少一個通風裝置。該物料出口優選設置在灌裝嘴處。該通風閥被構造成可通過控制單元來控制，所述控制單元和通風閥被設立和構造成將在灌裝開始時的時段內的流過所述通風嘴的空氣量和/或有效流過的空氣量調設成大于在灌裝結束時的時段內的空氣量。
[0012]本發明的包裝機有許多優點。本發明的包裝機的一個顯著優點是，并非每個灌裝嘴均需要有附加壓力傳感器以有效保證包裝機的整潔性。由于控制單元將在灌裝開始時的流過空氣量調設成大于在灌裝結束時的空氣量，故能有效保證存在于包裝中的內壓顯著低于現有技術，這是因為總空氣量減少，尤其在臨近灌裝結束時，當越來越多的物料灌入包裝時，輸入較少量空氣。由此能在從灌裝嘴上取下包裝時可靠防止所灌入的散裝物料流出。因此，本發明以有利的方式實現了很可靠的包裝機，在此，通過零部件減少可獲得很高的可靠性。
[0013]出乎意料地發現了，當首先調節出較大空氣量且隨后明顯減小該空氣量時，可以明顯減小在灌裝過程中總共輸入包裝中的空氣量。在待灌裝散裝物料的流動特性相似的情況下，從灌裝過程開始至結束始終不變的空氣量導致總體明顯較多的空氣進入包裝，由此，灌裝結束時的包裝內壓也相應增大。由此導致更嚴重的污染和/或灌裝結束時的明顯延長的等候時間。
[0014]如果在整個灌裝過程中減小供應空氣量，則可能出現一些包裝可首先被可靠灌裝，接著，灌裝速度可能因物料阻塞和/或搭橋而顯著降低，甚至無法再灌入物料。
[0015]該通風裝置包括至少一個閥裝置和至少一個通風嘴。所述閥裝置和通風嘴可通過壓縮空氣連通機構相連。該閥裝置可直接設置在通風嘴上或與通風嘴間隔設置。該閥裝置例如可布置在開關柜之中或之上，而該通風嘴布置在物料傳輸通道處，例如在輸送裝置和/或灌裝嘴處。
[0016]本發明的一個顯著優點是包裝充滿度可被提高。由于較少量空氣進入包裝，故包裝體積可被縮小。例如如果包裝被縮小5%或僅2%或僅0.5%，則包裝成本可相應降低。在用16個灌裝嘴一周七天且1天24小時連軸轉時，包裝材料成本可被相應降低。儲藏空間和輸送量可稍微降低。
[0017]一個附加優點是也可提高重量精度。由于在從灌裝嘴上取下包裝時實際上沒有物料流出，故不僅提高整潔性，也提高精度。重量精度也還通過灌裝過程的改善控制被提高，這是因為通過散裝物料的優化的空氣供給能更好地控制粗流階段和細流階段，因此可在細流階段中選擇較小的重量增加。由此得到更準確的關斷時刻，由設備決定的微調較小。優選在至少一部分的灌裝過程中求出隨灌裝時間的灌裝重量曲線的特征并將其作為示例數據存在存儲裝置中。隨灌裝時間的灌裝重量曲線的特征可包括所獲得的所有灌裝重量數據。還可能且優選的是，從隨灌裝時間的灌裝重量曲線中推導出至少一個特征值并在后續灌裝過程的控制中加以考慮。于是，可使空氣加入適應于至少一個之前灌裝過程的隨灌裝時間的灌裝重量曲線。如果灌裝曲線表明加入太多空氣，則可減少空氣量。如果隨灌裝時間的灌裝重量曲線表明輸入空氣太少，則可在后續灌裝過程中增加空氣量。
[0018]該控制單元最好被構造和設立成根據存儲的歷史數據改變在后續灌裝過程中的通風閥控制。
[0019]該控制單元優選被構造和設立成考慮之前多次灌裝過程的歷史數據。這可通過對多次灌裝過程取平均值來實現。
[0020]在所有的實施方式中可行的是，通過改變通風閥的通風橫截面來調節通過至少一個通風閥所輸入的空氣量。但也可行的是，改變所采用的空氣壓力以調節出不同的空氣量。[0021 ] 尤其優選的是通風閥以比例閥的形式構成或者包括至少一個這樣的比例閥。通風閥能以電磁閥的形式構成，于是尤其包括至少一個電線圈和至少一個呈彈簧狀的偏壓單元用于將通風閥偏壓至優選位置。該優選位置例如可以是閉合位置。該通風閥可以包括控制圓錐體、電極管和電樞，用于根據施加電流調節出相應的通風橫截面。該通風閥的通風橫截面最好至少可分為多級來調節。通風橫截面最好能近似連續調節或連續調節。由此實現對流過的空氣量的很準確的控制。
[0022]在所有的實施方式中優選的是，通風閥的特征曲線被存在控制單元中。此時特征曲線尤其可考慮滯后效應。由此允許很準確地控制通風閥。
[0023]該控制單元優選被設立和構造成通過至少一種脈寬調制方法來調節通風閥的有效通風橫截面。脈寬調制方法能夠簡單有效地控制經過通風閥的空氣量。在脈寬調制方法中優選調節出小于1秒、尤其小于100毫秒的間隔時長。
[0024]在尤其優選的實施方式中，間隔時長小于50毫秒，尤其小于25毫秒。在一個【具體實施方式】中，間隔時