[发明专利]用于将包装材料分配及插入到容器内的设备及其方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及生产线终端包装，更精确地说，涉及一种用于将包装材料分配及插入到容纳物品的容器内的设备。

背景技术

以高生产率和待包装物品的标准化为特点的包装工序已达到高度自动化水平，但是在物品多样化为工序主要特点的情况下，人工参与仍然是必需的。

这就是在例如包装运输工序中发生的情况，通过该包装运输工序，一个或多个物品被置于合适容器内并被发送到包装站，在包装站操作者负责向容器中手动插入填充性或保护性的包装材料，所述材料通常为褶皱的纸、膨胀的松散填充碎片、气袋或气垫、气泡薄膜、现场膨胀的聚氨酯泡沫或其它。

在这些工序中，填充材料仅具有填充容器内的余留空隙容积、以及避免物品在容器内移动的作用，因此这些应用公知为“空隙填充”包装工序。

气袋、气垫和褶皱纸包装技术依赖将专用机器分配的所述材料手动插入容器内。操作者在插入动作中直接估算所需的材料量；如果分配了太多材料，则操作者简单地将它从容器中取出并可将它用于下一个容器。如果操作者将材料不适当地放入容器中，则操作者可以简单地将它取出并将它再次用于下一个包装。

松散填充碎片通常但并非必需地存储在被悬挂在包装站上方的支撑框架上的约1立方米体积容量的大袋子中。操作者负责借助于手动致动阀将松散填充碎片向下排放到容器中，将碎片流朝空隙区域驱动以及配给(dose)适量的材料。如果发生过量配给或错误分配，其后果只是一些碎片散落到地板上而需要清理。如果发生配给不足，则操作者则仅需要分配更多一些碎片。

利用已知为“现场发泡”或“袋内发泡”的现场膨胀的聚氨酯泡沫的包装技术提供无可争议的益处，但是它却比前述技术更需小心处理。现场发泡可理解为是一个通用术语，它包括能够现场产生PU(聚氨酯，Polyurethane)泡沫的所有系统，因而既包括自动或半自动装袋机，也包括手持机。现场发泡装袋技术包括将塑料袋插入容器中，袋中是膨胀并因而填充容器内可用空隙容积的化学物质或混合物，这种方式阻塞所容纳的物品。这种技术要求具有袋形成装置的泡沫前体混合机。

操作者估算待包装物品所在容器内的空隙空间的容积和形状，然后操作者设置现场发泡系统以分配最适当的一个或多个袋子。

通常设置的参数为袋子的长度——宽度根据安装在设备上的膜辊而定——以及袋子填充百分比，袋子填充百分比是相对于设置的袋子长度所允许的最大袋子容积而言。这种估算和设置方法是现场发泡系统制造商主要采用的方法，给操作者提供了简易工序管理方法：容器内的空隙容积与膨胀泡沫体积之间的直观比较。然而，这一方法非常粗略，经验丰富和技能熟练的操作者只能够获得可接受的而永非最佳的性能。

因错误的长度或填充百分比所造成的尺寸不够的袋子导致无法有效的包装或者材料的浪费，且膨胀过的袋子难于再利用。略微过大尺寸导致材料的浪费；过大的尺寸可能导致破袋并因而使泡沫扩散到物品上；过大尺寸的袋子也可能使袋子盖不能闭合。在这两种情形下，都必需更换袋子，显然后果是泡沫浪费和生产率降低。

袋子估算因“形状因素”而更加复杂：泡沫在容器内的膨胀，既受空隙空间的几何结构挤压，也受容纳泡沫的袋子的膜层挤压。因为上述原因，操作者仅估算待填充的空隙容积值是不够的，他还必须考虑待填充的空隙容积的形状，以设定最合适的袋子。

除了空隙填充的应用之外，其它包装工序的目的是物品保护。

褶皱纸、气袋或气垫包装技术允许试验性地包装：材料可以毫无问题地增添、取出或从一个区域移到不同的区域。

尽管现场发泡是最有效的保护性包装技术，但从应用角度来说也是最需小心处理的，因为它不给予恢复机会：如果袋子不是适于指定位置的袋子，或者它被错误地插入，那么由于泡沫膨胀启动，将没有机会修正该情形：必需用新袋子替换原来那袋子。

在膨胀时，过大尺寸的袋子可将物品从初始位置向容器壁移动，或者它可使容器壁变形；错误尺寸的或不适当插入的袋子可使膜破裂(泡沫流出)。另一方面，过小尺寸的袋子将损及保护性能。

此外，泡沫沿径向膨胀，倾向于呈球形；该特性根本无助于到达较远角落或膨胀通过狭窄通道。一些空隙空间的几何结构只能通过利用放置在关键位置的若干个袋子而填充。因此，工序未知参数是以最大程度保护物品和优化所分配的泡沫量为目的的待分配的袋子的类型和数量以及在容器内的适当布置。