УПАКОВОЧНАЯ И ФАСОВОЧНАЯ МАШИНА
PACKAGING AND FILLING MACHINE

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к упаковочной и фасовочной машине, запечатывающей и отрезающей в поперечном направлении трубчатый упаковочный материал, заполняющей жидким пищевым продуктом каждую емкость и изготавливающей емкость.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
При изготовлении упаковочной емкости, содержащей жидкий пищевой продукт, такой как молоко, минеральная вода, чай, сок, суп, алкогольный напиток или подобное, используется ламинированный упаковочный рулонный материал, при этом упаковочная емкость образована посредством запечатывания ламинированного упаковочного материала термосваркой, ультразвуковой сваркой и т.д. Например в упаковочной и фасовочной машине сначала на кромку рулонного ламинированного упаковочного материала накладывается полоска, ламинированному упаковочному материалу придают форму трубы, обе кромки ламинированного упаковочного материала и полоска, которая защищает внутреннюю кромочную поверхность продольного запечатанного участка, выдвигают из внутренней части трубы и запечатываются в продольном направлении (вдоль длины) с помощью устройства продольного запечатывания, заполненный жидким пищевым продуктом ламинированный трубчатый упаковочный материал запечатывается в поперечном направлении с помощью устройства поперечного запечатывания и отрезается, заготовка емкости формируется в заданную форму и упаковочная емкость завершается.
Фиг.3 представляет собой схематичный вид в перспективе, изображающий пример упаковочной и фасовочной машины. Полотно ламинированного упаковочного материала 1 подается в упаковочную и фасовочную машину. Ламинированный упаковочный материал 1 содержит гибкую слоистую бумажную основу и полиэтиленовую пленку, напрессованную с обеих сторон бумажной основы, в случае необходимости между пленкой и бумажной основой впрессован барьерный слой из алюминиевой фольги, газонепроницаемый полимер и т.д., на участки предварительно напечатано декоративное оформление для соответствия поверхностям упаковочной тары 14.
Размотанный ламинированный упаковочный материал 1 непрерывно подается с помощью подающего устройства и передается через лентонаправляющие валики и плавающие валики к устройству 3 для нанесения полоски, полоска 2 прикрепляется по одной линии с одной кромкой ламинированного упаковочного материала 1 с помощью устройства для наложения полоски.
При необходимости с помощью устройства для нанесения отрывного язычка на ламинированный упаковочный материал 1 прикрепляется отрывной язычок. Ламинированный упаковочный материал 1 передается в стерилизационную ванну 4 и стерилизуется посредством стерилизующего раствора перекиси водорода и т.д. в стерилизационной ванне 4. Ламинированный упаковочный материал 1 передается к воздушному шаберу 5 для высушивания посредством воздушного шабера 5 и передается внутрь стерильного отделения 40. Ламинированный упаковочный материал 1 с помощью формирующих колец 6 или других формирующих колец постепенно принимает форму трубы.
Ламинированный упаковочный материал 1 предварительно нагревается горячим воздухом средств 8 предварительного нагрева продольного запечатывающего аппарата для продольного запечатывания, жидкий пищевой продукт подается с нижнего края наполняющего трубопровода 7 в трубчатый ламинированный упаковочный материал 1.
Фиг.4 изображает примеры способов наполнения и контроля за жидким пищевым продуктом до заданного уровня жидкости из наполняющего трубопровода в трубчатый упаковочный материал.
Перпендикулярный участок наполняющего трубопровода 7 продлен до самого низа.
Верхний участок соединен с регулирующим клапаном 32. Цилиндрическая поплавковая труба 34 расположена по периферии снаружи перпендикулярного участка наполняющего трубопровода 7. Поплавковая труба 34, плавающая в жидкости, расположена между трубчатым упаковочным материалом 1 и наполняющим трубопроводом 7, и одета снаружи перпендикулярного участка наполняющего трубопровода 7 с возможностью свободного перемещения вверх-вниз. В поплавковой трубе 34 установлен элемент 35, который должен быть обнаружен (магнит, датчик или метка). Датчик 31 расположен за пределами трубы 1. Датчик 31 преобразует изменения усиления и ослабления сигналов с помощью элемента 35, который должен быть обнаружен, в электрический ток, и создает электрические сигналы.
Когда уровень жидкости равен заданному уровню или выше, выводится сигнал остановки, и когда уровень жидкости равен заданному уровню или меньше, на блок 33 управления выводится сигнал «открыто». В горизонтальном участке наполняющего трубопровода 7 расположен электромагнитный регулятор 32 потока, причем электромагнитным регулятором 32 потока управляет блок 33 управления. Уровень жидкости контролируется на заданном уровне.
Ламинированный трубчатый упаковочный материал 1 направляется роликами, перемещается в поперечный запечатывающий аппарат 10, и зажимается для запечатывания в поперечном направлении. Поперечно запечатанный ламинированный упаковочный материал отрезается ножом или подобным, и образуется предварительная заготовка емкости в форме подушки.
На фиг.5 изображен подробный вид с частичным сечением поперечного запечатывающего аппарата 10. В этом варианте осуществления, в то время как трубчатый упаковочный материал 1 передается вниз на расстояние, по длине соответствующее только одной упакованной емкости, он удерживается парой формирующих створок 41 и 41, и она формируется приблизительно в виде формы емкости, трубчатый упаковочный материал удерживается парой зажимных запечатывающих приспособлений 10a, 10a и противоположных зажимных приспособлений 11, 11, две поперечные зоны запечатывания образуются посредством поперечного запечатывания, середина запечатанных зон соединенных заготовок в виде подушек отрезается ножом 42, и образуются отдельные заготовки 13 в виде подушек.
Заготовка емкости 13 передается и формируется в окончательном виде посредством заключительного придающего форму устройства 15, и получается упаковочная емкость 14, заполненная жидким пищевым продуктом.
В примере наполняющего трубопровода установлена заполняющая труба, воздушная пробка (полое пространство), окружающая наполняющий трубопровод изолирована, в то время как упаковочная и фасовочная машина функционирует, в трубчатом упаковочном материале происходит демпфирующее перемещение амортизирующего элемента жидкого пищевого продукта (4 патентных ссылки).
[патент 1] японская публикация полезной модели № 1-82102
[патент 2] японская патентная публикация № 10-167207
[патент 3] японская патентная публикация № 2004-098648
[патент 4] японская патентная публикация № 11-49105
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Проблема, решаемая изобретением
Несмотря на то, что в поперечном запечатывающем аппарате, в то время как трубчатый упаковочный материал передается вниз и он удерживается двумя парами придающих форму створок для образования приблизительной формы емкости, а также он удерживается зажимными запечатывающими приспособлениями и противоположными зажимными приспособлениями для поперечного запечатывания в поперечном направлении, необходимо сильно сжать упаковочный материал придающими форму створками, запечатывающими зажимными приспособлениями и противоположными зажимными приспособлениями. Когда уровень жидкости жидкого содержимого установлен гораздо выше положения запечатывающего поперечного аппарата, давление жидкости (давление) увеличивается, и это создает сопротивление (реакцию) формованию и поперечному запечатыванию. Существует опасность поцарапать поверхность упаковочного материала (внешнюю поверхность емкости с продуктом) твердыми придающими форму створками, запечатывающими зажимными приспособлениями и противоположными зажимными приспособлениями, функционирующими с высокой скоростью и сильным давлением.
Кроме того, существует опасность посредством высокого внешнего давления вызвать повреждения, трещины, разрывы и т.п. в запечатанных участках формуемого упаковочного материала.
Кроме того, т.к. придающие форму створки, запечатывающие зажимные приспособления и противоположные зажимные приспособления сильно сжимают жидкое содержимое через упаковочный материал с обеих сторон на высокой скорости, жидкое содержимое быстро проталкивается выше, чтобы течь назад, и уровень жидкости изменяется и колеблется, и таким образом становится трудно контролировать этот уровень.
Когда амортизирующий элемент, содержащий воздушную пробку, располагается для смягчения быстрого противотока жидкого пищевого продукта в трубе из-за функционирования упаковочной и фасовочной машины, размер воздушной пробки постепенно уменьшается, и пропускная способность буфера снижается, и поэтому необходимо поддерживать пропускную способность буфера. Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении упаковочной и фасовочной машины, в которой придающие форму приспособления и поперечные запечатывающие приспособления, работающие на высокой скорости, не царапают внешние поверхности упаковочных емкостей, и уменьшены флуктуации и колебания уровня жидкости из-за сильного сжатия при придании формы и поперечном запечатывании с обеих сторон на высокой скорости, таким образом становиться легко контролировать уровень жидкости.
Кроме того, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении упаковочной и фасовочной машины, в которой устройство придания формы и устройство поперечного запечатывания, работающие на высокой скорости, функционируют эффективно, стабильно и автоматически.
Кроме того, задача настоящего изобретения состоит в обеспечении управления упаковочной и фасовочной машиной и удержания амортизирующей способности, амортизирующей быстрый противоток жидкого пищевого продукта в трубе, а также способной к эффективному, стабильному и автоматическому функционированию.
СРЕДСТВА ДЛЯ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ
В упаковочной и фасовочной машине настоящего изобретения рулонному упаковочному ламинированному материалу придается форма трубы, трубчатый упаковочный материал продольно запечатывается вдоль продольного направления на обоих концах упаковочного материала, трубчатый упаковочный материал заполняется жидким пищевым продуктом до заданного уровня жидкости, кроме того трубчатый упаковочный материал удерживается запечатывающими зажимными приспособлениями и противоположными зажимными приспособлениями ниже уровня жидкости на высокой скорости, трубчатый упаковочный материал запечатывается поперек посредством нагрева и сдавливания с помощью запечатывающих зажимных приспособлений и противоположных зажимных приспособлений вдоль поперечного направления, трубчатый упаковочный материал разрезается в зоне поперечного запечатывания, и изготавливаются упакованные емкости, отличается тем, что
упаковочная и фасовочная машина содержит амортизирующий давление фланец давления, обеспеченный под уровнем жидкости в трубчатом упаковочном материале и выше положения поперечного запечатывания, а также содержащий пространство, заполненное стерильным газом, амортизирующее перемещение жидкого пищевого продукта, и средство измерения, определяющее колебания, созданные смыканием запечатывающих зажимных приспособлений и противоположных зажимных приспособлений для определения остаточного объема стерильного газа после определенных колебаний.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения колебания представляют собой определенные колебания уровня жидкости, и средство измерения определяют остаточный объем стерильного газа исходя из частоты и амплитуды колебаний.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения фланец давления содержит основной трубчатый корпус и перекрытие в верхней части основного корпуса, и он расположен по периферии наполняющего трубопровода, причем в верхней части образован участок амортизации давления пространства, заполненного стерильным газом.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения участок амортизации давления содержит упругую мембрану, расположенную под перекрытием основного корпуса, и стерильный газ, заполняющий пространство, образованное между упругой мембраной и перекрытием.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения участок амортизации давления содержит эластичную оболочку, расположенную под перекрытием основного корпуса и стерильный газ, заполняющий эластичную оболочку.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения колебания представляют собой определенные колебания трубы.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения фланец давления содержит основной трубчатый корпус и перекрытие в верхней части основного корпуса, и расположен по периферии наполняющего трубопровода, причем в верхней части образован участок амортизации давления пространства, заполненного стерильным газом.
В предпочтительном варианте осуществления этого изобретения колебания определяет датчик смещений.
ЭФФЕКТ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Упаковочная и фасовочная машина настоящего изобретения придает рулонному упаковочному ламинированному материалу форму трубы, продольно запечатывает трубчатый упаковочный материал вдоль продольного направления на обоих концах упаковочного материала, наполняет трубчатый упаковочный материал жидким пищевым продуктом до заданного уровня жидкости, кроме того удерживает трубчатый упаковочный материал запечатывающими зажимными приспособлениями и противоположными зажимными приспособлениями ниже уровня жидкости на высокой скорости, запечатывает поперек трубчатый упаковочный материал посредством нагрева и сжатия с помощью запечатывающих зажимных приспособлений и противоположных зажимных приспособлений вдоль поперечного направления, разрезает трубчатый упаковочный материал в зоне поперечного запечатывания, и выпускает упакованные емкости. Из-за поперечного запечатывания рулонного упаковочного материала, заполненного жидким пищевым продуктом, ниже уровня жидкости, бесполезный воздух в контейнере не способствует сохранению качества, но при поперечном запечатывании в поперечном направлении, когда жидкое содержимое сжато с обеих сторон при высокой скорости, жидкое содержимое выталкивается снизу, и оно течет обратно.
Согласно отличительной особенности изобретения противодействующий патрубок обеспечен под уровнем жидкости в трубчатом упаковочном материале и выше положения поперечного запечатывания. Посредством удержания с помощью запечатывающих зажимных приспособлений и противоположных зажимных приспособлений при высокой скорости жидкость, проталкиваемая снизу, и ее давление перемещается и распределяется по поверхности фланца давления, соответственно.
Поскольку фланец давления содержит пространство, заполненное стерильным газом, которое обладает способностью амортизации давления, жидкость проталкивается снизу, и ее давление поглощается и амортизируется посредством амортизирующего давление стерильного газа, соответственно.
Жидкость выталкивается снизу, и ее давление не превышает фланец давления, и уровень жидкости может быть легко управляем без колебания и покачивания уровня жидкости.
Кроме того, из-за того, что амортизирующая область находится ниже уровня жидкости близко к положению поперечного запечатывания, сопротивление (реакция) формованию и поперечному запечатыванию может быть уменьшено, и даже при высокой скорости и сильных ударах придающих форму створок, запечатывающих зажимных приспособлений и противоположных зажимных приспособлений, поверхности упаковочного материала не повреждаются.
Кроме того, нет опасности вызвать повреждения, трещины, разрывы и т.п. в запечатываемых участках образуемого упаковочного материала посредством высокого внутреннего давления.
Согласно отличительной особенности настоящего изобретения обнаруживается колебание, созданное посредством сжатия с помощью противоположных зажимных приспособлений и запечатывающих зажимных приспособлений, и передаваемое в жидком пищевом продукте. Частота колебаний и амплитуда колебаний проявляются в зависимости от условий жидкого пищевого продукта как передающей среды. В жидком пищевом продукте, в качестве передающей среды, во фланце давления находится пространство, заполненное стерильным газом, и частота колебаний и амплитуда колебаний изменяются в зависимости от объема пространства, заполненного стерильным газом. Согласно настоящему изобретению средство измерения определяет остаточный объем стерильного газа после колебаний.
Поскольку остаточный объем стерильного газа (объем) может быть оценен посредством средства измерения, исходя из результатов измерения, стерильный газ может быть подан после остановки упаковочной и фасовочной машины, или стерильный газ может быть подан во время функционирования упаковочной и фасовочной машины, и снижение амортизирующей способности может быть заранее предотвращено сокращением объема стерильного газа.
Посредством настоящего изобретения контролируется и удерживается амортизирующая способность, уменьшающая быстрый противоток жидкого пищевого продукта в трубе, и упаковочная и фасовочная машина эффективно и стабильно управляется с помощью эффективной автоматической системы управления и контроля.
Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения обнаруживается соответствующее колебание уровня жидкости посредством сжатия запечатывающих зажимных приспособлений и противоположных зажимных приспособлений, и по частоте и амплитуде соответствующих колебаний определяется остаточный объем стерильного газа.
Посредством противоположных зажимных приспособлений и запечатывающих зажимных приспособлений под уровнем жидкости при высокой скорости сжатия/зажима, когда, например, изготавливается 15000 емкостей в час, трубчатый упаковочный материал сжимается со скоростью 4,2 емкости в секунду, а именно 4,2 раза в секунду. Кроме того, при производительности 20000 емкостей в час, он сжимается 5,6 раза в секунду. В примере сжатия 4,2 раза в секунду, колебание уровня жидкости при сжатии оценивается как частота 4,2 Гц соответствующих колебаний. В настоящем изобретении обнаруживаются вышеописанные соответствующие колебания.
Что касается колебаний, в настоящем изобретении было обнаружено, что амплитуда соответствующих колебаний, имеющих определенную частоту, изменяется в зависимости от степени эффективности амортизации давления стерильным газом.
В настоящем изобретении остаточный объем стерильного газа определяется на основе вышеупомянутых полученных данных. Исходя из возможной оценки остаточного объема стерильного газа, возможно эффективно снова наполнять, подавать и добавлять стерильный газ регулированием вручную и автоматически, основываясь на звуковом сигнале, при этом формующее устройство и устройство поперечного запечатывания, работающие с высокой скоростью, могут быть эффективно и стабильно управляемы с помощью соответствующей эффективной автоматической системы управления и контроля.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения фланец давления содержит основной корпус трубчатой формы и перекрытие в верхней части основного корпуса, и расположен на периферии наполняющего трубопровода, при этом в его верхней части образован участок пространства амортизации давления, заполненного стерильным газом.
Фланец давления не пересекается с расположением наполняющего трубопровода, и пространство в трубчатом упаковочном материале может быть эффективно использовано.
В предпочтительном варианте осуществления этого изобретения участок амортизации давления содержит эластичную мембрану, расположенную у перекрытия основного корпуса, и стерильный газ заполняет пространство, образованное между эластичной мембраной и перекрытием. Когда амортизирующим элементом является стерильный газ, газ легко сжимается/расширяется, проявляя амортизирующую функцию. Колебания/перемещение жидкости может вызвать представляющее опасность уменьшение газа посредством потери и утечки, и газа, добавленного посредством утечки воздушных пузырьков/растворенного газа из заполняющей жидкости, однако объем стерильного газа может сохраняться постоянным посредством эластичной мембраны.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения участок амортизации давления содержит эластичную оболочку, расположенную под перекрытием основного корпуса, и стерильный газ, заполняющий эластичную оболочку.
Когда амортизирующим элементом является стерильный газ, газ легко сжимается/расширяется, проявляя амортизирующую функцию. Колебание/перемещение жидкости может вызвать представляющее опасность уменьшение газа посредством потери и утечки, и газа, добавленного посредством улавливания воздушных пузырьков/растворенного газа из заполняющей жидкости, однако объем стерильного газа может сохраняться постоянным посредством эластичной оболочки.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения машина содержит средства определения, обнаруживающие генерацию колебаний посредством зажима/сжатия запечатывающих зажимных приспособлений и противоположных зажимных приспособлений для определения остаточного объема стерильного газа после определенных колебаний.
Когда объем стерильного газа уменьшается и ухудшается способность амортизации давления, можно обнаружить уменьшение объема, снова заполнить стерильным газом оболочку и точно и эффективно восстановить способность амортизации давления.
На фиг 8. изображена корреляция величины колебаний трубы с остаточным объемом стерильного газа. На диаграмме фиг.8 вертикальная ось показывает величину колебаний трубы, и горизонтальная ось показывает время, при этом стерильный газ пополнялся во время, указанное стрелкой. С течением функционирования машины величина колебаний трубы растет, и величина колебаний трубы возвращается к минимуму посредством повторного пополнения стерильного газа во время, указанное стрелкой. Показана корреляция между величиной колебаний трубы и остаточным объемом стерильного газа. Эта ситуация очевидна.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения фланец давления содержит основной корпус трубчатой формы и перекрытие в верхней части основного корпуса, и расположен на периферии наполняющего трубопровода, при этом в его верхней части образован участок пространства амортизации давления, заполненного стерильным газом.
На периферии наполняющего трубопровода может быть осуществлена эффективная компоновка. Может быть возможным осуществить простую конфигурацию с помощью трубопровода и перекрытия. Так как участок амортизации давления, содержащий стерильный газ, образован на верхнем конце, становится возможным легко повторно заполнить оболочку стерильным газом.
В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения измеритель смещения, например, лазерный измеритель смещения, определяет колебания трубы посредством сдавливания с помощью запечатывающих зажимных приспособлений и противоположных зажимных приспособлений. В настоящем варианте осуществления колебание обнаруживается в виде амплитуды. Обнаружение осуществляется посредством измерителя смещения.
Когда элемент перемещается из одного положения в другое положение, датчик смещения (или измеритель смещения) измеряет расстояние перемещения. Система, измеряющая расстояние перемещения (рабочий объем), имеет бесконтактное исполнение посредством использования среды магнитного поля и света, и звуковой волны, и датчик смещения контактного типа, такой как датчик с круговой шкалой или индуктивный датчик, т.е. оптического типа, ультразвукового типа, лазерного типа (с фокусировкой) и т.п.
В более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, в соответствии с видом заполняющего жидкого пищевого продукта, типа упаковочного материала и его особенностей, можно заранее определить величину колебаний трубы в период времени повторного наполнения, и, когда установлена величина колебаний, снова наполнить стерильным газом.
Фиг.9 изображает величины колебаний трубы при заполнении четырьмя видами различных жидких продуктов и остаточного объема стерильного газа. На диаграмме фиг.9 вертикальная ось показывает величину колебаний трубы, а горизонтальная ось показывает время функционирования, в момент времени, обозначенный стрелкой, было осуществлено повторное заполнение стерильным газом. В течение времени функционирования машины величина колебаний увеличивается, и величина колебаний трубы возвращается к минимуму посредством повторного заполнения стерильным газом в момент времени, отмеченный стрелкой. Показана корреляция между величиной колебаний трубы и остаточным объемом стерильного газа. Эта ситуация очевидна, и были показаны различные величины колебаний в соответствии с типом жидкого пищевого продукта.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 изображает вид спереди с контурным сечением фланца давления упаковочной и фасовочной машины первого примера настоящего изобретения и средство измерения.
Фиг.2 изображает вид спереди с контурным сечением фланца давления упаковочной и фасовочной машины второго примера настоящего изобретения и средство измерения.
Фиг.3 представляет собой схематичный вид в перспективе, который изображает пример упаковочной и фасовочной машины, используемой в настоящем изобретении.
Фиг.4 изображает вид с сечением, поясняющий контроль уровня жидкости упаковочной и фасовочной машины.
Фиг.5 изображает вид с сечением, поясняющий поперечное запечатывающее устройство упаковочной и фасовочной машины.
Фиг.6 изображает вид спереди с контурным сечением фланца давления упаковочной и фасовочной машины третьего примера настоящего изобретения и средство измерения.
Фиг.7 изображает диаграмму, поясняющую функцию измерения посредством средства измерения упаковочной и фасовочной машины примера настоящего изобретения.
Фиг.8 изображает диаграмму корреляции величины колебаний и остаточного объема стерильного газа трубы.
Фиг.9 изображает диаграмму корреляции остаточного объема стерильного газа и величины колебаний трубы для четырех типов заполняющих различных жидких пищевых продуктов.
Фиг.10 представляет собой вид спереди с сечением, который изображает конструкцию средств измерения упаковочной и фасовочной машины четвертого примера в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.11 представляет собой вид с сечением, который изображает повторное заполнение стерильным газом упаковочной и фасовочной машины четвертого примера в соответствии настоящим изобретением.
ОБОЗНАЧЕНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
1 - упаковочный материал
7 - наполняющий трубопровод
20 - фланец давления
21 - эластичная оболочка
22, 28 - пространство, заполняемое стерильным газом
26 - эластичная мембрана
50 - средства измерения
51 - измеритель смещения
ЛУЧШИЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения приведено ниже со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Как изображено на фиг.3, рулонный ламинированный упаковочный материал 1 подается в виде рулона в упаковочную и фасовочную машину. Ламинированный упаковочный материал 1 содержит гибкий слоистый материал, спрессованный с бумажным основанием, полиэтиленовым внешним слоем, полиэтиленовым внутренним слоем, при этом образован защитный слой из алюминиевой фольги, также напечатаны надписи, рисунки и т.п.
Расправленный ламинированный упаковочный материал 1 передается непрерывно посредством средств передачи через лентонаправляющие валики, плавающие валики и т.п. к устройству 3 для нанесения полоски, при этом полоска 2 прикрепляется вдоль одной кромки ламинированного упаковочного материала 1.
Ламинированный упаковочный материал 1 передается в стерилизационную ванну 4 и стерилизуется посредством стерилизующего раствора перекиси водорода и т.д. в стерилизационной ванне 4. Ламинированный упаковочный материал 1 передается к воздушному шаберу 5 и передается внутрь стерильного отделения 40. Ламинированный упаковочный материал 1 с помощью формирующих колец 6 или других формирующих колец постепенно принимает форму трубы. Ламинированный упаковочный материал 1 предварительно нагревается горячим воздухом с помощью средств 8 предварительного нагрева продольного запечатывающего устройства для продольного запечатывания, и жидкий пищевой продукт из нижнего конца наполняющего трубопровода 7 заполняется в трубчатый ламинированный упаковочный материал 1.
Трубчатый упаковочный материал 1 заполняется жидким пищевым продуктом до заданного уровня жидкости посредством наполняющего трубопровода 7, и упаковочный материал 1 поперечно запечатывается под уровнем жидкости в направлении поперек трубы.
Отличительной особенностью этого варианта осуществления является фланец давления, который расположен в положении под уровнем жидкости и выше поперечного запечатывания в трубчатом упаковочном материале.
Фиг.1 изображает вид спереди в сечении фланца 20 давления упаковочной и фасовочной машины согласно первому примеру.
В настоящем варианте осуществления фланец 20 давления расположен на периферии нижней части наполняющего трубопровода 7a.
В настоящем варианте осуществления фланец 20 давления содержит основной корпус 27 трубчатой формы и перекрытие 29 верхней части основного корпуса, расположен на периферии наполняющего трубопровода, и на верхнем конце образован участок 28 амортизации давления, имеющий пространство, заполняемое стерильным газом.
Способность амортизации давления фланцем 20 давления является функцией пространства 28, заполняемого стерильным газом.
Датчик 37 уровня жидкости расположен на внешней периферии наполняющего трубопровода 7 и в трубе 1 и определяет положение уровня А жидкости.
Средство 50 измерения получает сигнал о положении уровня жидкости от датчика 37 уровня жидкости, и определяет соответствующие колебания уровня А жидкости, так же как определяет остаточный объем стерильного газа исходя из частоты соответствующих колебаний и амплитуды.
Ниже со ссылкой на фиг.7 описана измерительная функция средства 50 измерения упаковочной и фасовочной машины примера, изображенного на фиг.1.
В данном примере упаковочная и фасовочная машина изготавливает 15000 емкостей в час с помощью запечатывающих зажимных приспособлений и противоположных зажимных приспособлений из трубчатого упаковочного материала под уровнем жидкости. При сдавливании при высокой скорости упаковочный материал сжимается 4,2 раза в секунду, колебание передается по жидкости, уровень жидкости колеблется и колебания имеют частоту 4,2 Гц соответствующих колебаний.
В данном варианте осуществления определенные колебания на уровне A жидкости определяются датчиком 37 уровня жидкости.
Фиг.7(A) изображает примеры волновых характеристик колебаний уровня жидкости.
Вертикальная ось и горизонтальная ось показывают величину колебаний (амплитуду) и время, соответственно.
Фиг.7(B) изображает результат обработки выделенных компонентов частоты, содержащихся в сигнале волновых характеристик посредством БПФ (быстрое преобразование Фурье).
Пик, изображенный на фиг.7 (B), является определенным колебанием с частотой 4,2 Гц. Измерение величины компоненты частоты возможно исходя из уровня пика.
При измерении посредством средств 50 измерения способность амортизации давления зависит от объема пространства 28, заполненного стерильным газом, т.к. размер определенных колебаний с частотой 4,2 Гц увеличивается, когда амортизирующая способность уменьшается, при этом величина остаточного объема стерильного газа оценивается и измеряется.
Фиг.7 (C) изображает то, что вышеупомянутая оценка/измерение являются приемлемыми и верными.
Смещение положения трубчатого упаковочного материала, передаваемого непрерывно вниз, определяется лазерным датчиком, установленным в заданном положении, и показываются изменения в течение длительного времени, так же как измеряется величина определенных колебаний с частотой 4,2 Гц и показываются изменения в течение длительного времени.
Когда амортизирующая способность амортизирующего давление стерильного газа 28 уменьшается, давление жидкости (давление) повышается, трубчатый упаковочный материал расширяется или перемещается посредством операций формования и поперечного запечатывания, и положение перемещается. Представляется, что это перемещение как обратно пропорционально остаточному объему стерильного газа.
Как изображено на фиг.7(C), перемещение трубы (зигзагообразная линия) очевидно зависит от величины определенных колебаний с частотой 4,2 Гц от уровня жидкости (черные точки).
Фиг.2 изображает вид спереди с сечением фланца 20 давления второго примера упаковочной и фасовочной машины.
В данном примере цилиндрическая поплавковая трубка 24 расположена на внешней периферии наполняющего трубопровода 7, при этом в поплавковой трубке 24, плавающей на уровне A жидкости, расположен элемент, который должен быть определен (не показан, например, магнит, передатчик и метка), причем уровень A жидкости определяется датчиком 31 снаружи трубы 1.
Участок амортизации давления на верхнем конце содержит эластичную оболочку 21, расположенную под перекрытием основного корпуса и стерильный газ 22 заполняет эластичную оболочку.
Поскольку амортизирующая часть 22 представляет собой стерильный газ, газ легко сжимается и расширяется, осуществляется амортизирующее действие.
Посредством шарообразной эластичной оболочки объем стерильного газа постоянно сохраняется, при этом колебание газа теряется и текучесть жидкости уменьшается. Кроме того, существует опасность накопления газа в перекрытии фланца 20 давления посредством улавливания воздушных пузырьков/растворенного газа в заполненной жидкости, но в данном примере возможно выпустить газ из небольшого отверстия 23, обеспеченного в перекрытии.
В данном варианте осуществления фланец 20 давления расположен на внешней периферии нижнего участка наполняющего трубопровода 7a. Фланец 20 давления не пересекается с расположением наполняющего трубопровода 7a, и пространство в упаковочном материале трубчатой формы может быть эффективно использовано. Кроме того, когда нижний участок наполняющего трубопровода 7a промывается, возможно их сразу снять, очистить и установить.
Фиг.6 изображает вид спереди в сечении фланца 20 давления согласно третьему примеру упаковочной и фасовочной машины.
В данном примере участок амортизации давления верхнего конца содержит эластичную мембрану 26, расположенную ниже перекрытия основного корпуса, и стерильный газ 22, заполняющий пространство между перекрытием и эластичной мембраной.
Поскольку амортизирующий участок 22 является стерильным газом, газ легко сжимается, расширяется и амортизирует. Посредством эластичной мембраны 26 объем стерильного газа постоянно сохраняется, колебание газа теряется и текучесть жидкости уменьшается. Кроме того, существует опасность накопления газа в перекрытии фланца 20 давления посредством улавливания воздушных пузырьков/растворенного газа в налитой жидкости, но в данном примере возможно выпустить газ из небольшого отверстия 25, обеспеченного в перекрытии.
Жидкий пищевой продукт заполняется до заданного уровня жидкости из наполняющего трубопровода в трубчатый упаковочный материал и выравнивается.
Ламинированный трубчатый упаковочный материал 1, как изображено на фиг.5, в то время как трубчатый упаковочный материал 1 переносится вниз на каждую длину, соответствующую одной емкости, зажимается двумя парами придающих форму створок 41, 41, образует приблизительную форму емкости, сжимается двумя парами запечатывающих зажимных приспособлений 10a, 10a и противоположных зажимных приспособлений 11, 11, и поперечно запечатывается в поперечном направлении, при этом также образуются две поперечно запечатанные зоны, и середина запечатанной зоны, соединяющая заготовки емкостей в форме подушек, разрезается ножом 42 и разделяется на отдельные заготовки 13 емкостей в форме подушек.
Заготовка 13 емкости передается посредством конвейера 15 заключительного формования и выполняется окончательная форма, при этом упаковочная емкость 14 с жидком пищевым продуктом завершена.
Фиг.10 изображает вид спереди в сечении фланца 20 давления и его окружения согласно четвертому примеру упаковочной и фасовочной машины.
В данном примере фланец 20 давления содержит основной корпус 27 трубчатой формы и перекрытие верхней части 29 основного корпуса, и расположен на периферии наполняющего трубопровода 7, при этом на верхнем конце образован участок 28 амортизации давления пространства 22 для заполнения стерильным газом.
Участок 28 амортизации давления фланца 20 давления поглощает и амортизирует жидкость и давление, выталкиваемые снизу.
Жидкость и давление, выталкиваемые снизу, не проходят выше фланца 20 давления, и уровень жидкости легко контролируется датчиком 37 уровня жидкости без колебания и отклонения уровня А жидкости.
Кроме того, из-за того, что ниже уровня жидкости и близко к положению поперечного запечатывания находится амортизирующая область, сопротивление (реакция) формованию и поперечному запечатыванию может быть уменьшено, и даже при высокой скорости и сильных ударах придающих форму створок, запечатывающих зажимных приспособлений и противоположных зажимных приспособлений, поверхности упаковочного материала 1 не повреждаются, и продольно запечатанные швы заготовок емкости 13 в форме подушек не повреждаются.
В данном примере на периферии наполняющего трубопровода 7 может быть осуществлена эффективная конфигурация. Может быть возможным осуществить простую конфигурацию с помощью трубопровода 27 и перекрытия 29. Так как участок 28 амортизации давления, содержащий стерильный газ 22, образован на верхнем конце, возможно легкое повторное заполнение стерильным газом.
На фиг.11, в четвертом примере упаковочной и фасовочной машины, изображен способ, при котором стерильный газ повторно заполняет фланец 20 давления.
В данном примере упаковочной и фасовочной машины во время функционирования жидкий пищевой продукт непрерывно подается из наполняющего трубопровода 7 в больших количествах, и заливается в емкости с большой скоростью, при этом стерильный газ в противодействующем патрубке 20 постепенно уменьшается из-за потерь, таких как пузырьки воздуха и абсорбция жидкого пищевого продукта.
При повторном заполнении, подача жидкого продукта из наполняющего трубопровода останавливается, уровень А жидкости понижается до фланца 20 давления, при этом стерильным газом можно снова легко заполнить противодействующий патрубок 20 посредством подачи стерильного газа из трубопровода 38 подачи стерильного газа, как изображено на фиг.11.
В данном варианте осуществления из-за сжатия запечатывающих зажимных приспособлений 10a и противоположных зажимных приспособлений 11 обнаруживается колебание трубы 1, и содержатся средство 50 измерения, определяющее остаточный объем стерильного газа по колебаниям.
В данном варианте осуществления колебание трубы 1 из-за сжатия запечатывающих зажимных приспособлений 10a и противоположных зажимных приспособлений 11 определяется посредством лазерного измерителя 51 смещения.
Когда труба из-за колебаний перемещается от одного положения к другому положению, измеритель смещения измеряет расстояние перемещения. Аналоговые данные получаются устройством 52 приема данных от измерителя 51 смещений, и передаются на средство 50 измерения через аналого-цифровое конверсионное устройство 53. Сравниваются между собой обнаруженная величина колебаний или величина колебаний как переменная от времени и заданная величина колебаний или переменная, и измеряется период времени повторного заполнения.
Для случая измерения периода времени повторного заполнения управляющий сигнал передается к средствам 54 управления упаковочной и фасовочной машины и/или на дисплей или звуковой сигнал предупреждает операторов о моменте повторного заполнения.
На диаграмме фиг.8, изображающей корреляцию величины колебаний с остаточным объемом стерильного газа в трубе, вертикальная ось показывает величину колебаний трубы, и горизонтальная ось показывает время функционирования. Стерильный газ уменьшается со временем функционирования фасовочной машины (и ухудшается способность амортизации давления), и, как показано на чертеже, величина колебаний трубы увеличивается. Кроме того, когда стерильный газ снова заполняется в момент времени, указанный стрелкой, величина колебаний трубы возвращается к минимуму, и способность амортизации давления восстанавливается.
В средстве 50 измерения данного варианта осуществления точно определяется уменьшение количества стерильного газового (ухудшение способности амортизации давления), и стерильный газ снова заполняется, и точно и эффективно восстанавливается способность амортизации давления.
В качестве критериев измерения существует способ измерения момента времени повторного заполнения, когда превышен заданный предел величины колебаний и способ измерения оценочного времени в качестве момента времени повторного заполнения, который оценивается из величины колебаний как переменной от времени.
В предпочтительном варианте осуществления данного изобретения, в соответствии с типом заполняемого жидкого пищевого продукта, видами и особенностями упаковочного материала, задается величина колебаний трубы (величина колебаний как переменная по времени), при наступлении которой будет осуществлено повторное заполнение, при этом когда определена заданная величина колебаний (величина колебаний как переменная по времени), стерильный газ может быть повторно заполнен.
Фиг.9 изображает диаграмму корреляции остаточного объема стерильного газа с величиной колебаний трубы, когда заполнены четыре вида различных жидких пищевых продуктов (фруктовый сок на фиг.9A, овощной сок на фиг.9B, кофе на фиг.9C и кофе латтэ на фиг.9D). Вертикальная ось изображает величину колебаний трубы, а горизонтальная ось изображает время функционирования. После запуска фасовочной машины величина колебаний трубы со временем увеличивается, при этом очевидно, что величина колебаний трубы возвращается к минимуму посредством повторного наполнения стерильного газа в момент времени, указанный стрелкой. Кроме того очевидно, что, в соответствии с видом жидкого пищевого продукта, пределы момента повторного заполнения (величины колебаний трубы) различны.
Вышеприведенное описание было представлено с целью иллюстрации и описания. Не подразумевается, что оно является исчерпывающим или ограничивающим изобретение точными раскрытыми вариантами осуществления. В свете вышеупомянутого описания возможны очевидные модификации или изменения.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
В соответствии с упаковочной и фасовочной машиной настоящего изобретения, могут быть изготовлены упаковочные емкости для молока, сока, минеральной води и жидких диетических продуктов.