Устройство герметизации для создания зоны герметизации (варианты) и способ создания зоны герметизации

 

Изобретение касается устройства и способа для соединения слоев пластика упаковочного материала для образования герметичной упаковки. Устройство герметизации снабжено блоком герметизации и индукторами, вставленными в блок герметизации. Каждый из индукторов частично выступает над поверхностью блока герметизации и имеет первую сжимающую часть для сжатия упаковочного материала. Устройство герметизации включает также противоэлементы, каждый из которых расположен напротив индукторов, так что упаковочный материал может быть сжат между противоэлементами и индукторами. Кроме того, для индукторов предусмотрено устройство подачи напряжения, а противоэлементы снабжены вторым участком давления в позиции, соответствующей участку упаковочного материала, находящемуся ближе к жидкому продукту питания, чем к зоне герметизации. Изобретение позволяет получить достаточно прочную связь в зоне герметизации без образования трещин вблизи этой зоны, а также предотвратить вытекание расплавленного пластика за пределы зоны герметизации, даже когда энергия индукционного нагревания возрастает. 3 с. и 12 з.п.ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к устройству герметизации и, в частности, касается устройства и метода для герметического соединения слоев пластика упаковочного материала, для образования герметической упаковки.

Стандартная упаковочная тара, например прямоугольные пакеты для упаковки жидких продуктов, таких как молоко и безалкогольные напитки, изготовляется с использованием упаковочных машин. Эти машины превращают непрерывно движущийся лентообразный упаковочный материал, гибкий, слоистый, в трубчатую форму, которая затем заполняется требуемым жидким пищевым продуктом. Лентообразный упаковочный материал производится на машине, вырабатывающей упаковочный материал, и наматывается на барабан. Этот барабан затем устанавливается в упаковочную машину, где он разматывается, проходя внутри упаковочной машины, с помощью движущих механизмов, расположенных в нескольких местах этой машины.

Упаковочный материал герметизируется в продольном направлении внутри упаковочной машины для образования трубчатой формы. По этой причине упаковочный материал имеет слоистую структуру, состоящую из основного бумажного слоя, покрывающих пленочных слоев с обеих сторон основного бумажного слоя и, при необходимости, слоя алюминиевой фольги, расположенного между основным бумажным слоем и пленкой.

В то время, когда трубообразный упаковочный материал перемещается вниз внутри упаковочной машины, сверху для его заполнения подается жидкий продукт. Затем упаковочный материал сжимается с двух сторон и герметизируется по бокам с определенными интервалами для образования взаимосвязанных первичных пакетов желаемой формы, например формы подушки, мешочка и т.д. Далее, горизонтально протягиваемые загерметизированные порции разрезаются, и каждая из полученных первичных упаковок фальцуется вдоль предварительно сформированных фальцовочных линий для образования пакетов определенной формы. Таким образом, создается множество упаковочных пакетов, каждый из которых содержит определенное количество жидкого пищевого продукта.

Чтобы загерметизировать упаковочный материал в продольном или боковом направлении, пластиковые пленки на поверхностях упаковочного материала размещаются таким образом, чтобы их края совпадали. В алюминиевой фольге упаковочного материала герметизирующим устройством, таким как индуктор, генерируется тепло и прикладывается давление, чтобы сплавить и связать воедино пластиковые пленки.

Фиг. 2-4 иллюстрируют различные стадии процесса герметизации с применением обычных устройств герметизации. Как показано, используется трубчатый упаковочный материал 11, а лентообразные упаковочные материалы 51, 52 помещаются лицом к лицу в зоне герметизации S. Каждый из упаковочных материалов 51, 52 имеет слоистую структуру, образованную основным бумажным слоем 54, слоем алюминиевой фольги 55, расположенным на внутренней поверхности основного бумажного слоя 54, и слоем пленки 56 из полиэтилена, расположенным на внутренней поверхности слоя алюминиевой фольги 55. Хотя это специально не показано, наружная поверхность основного бумажного слоя 54 также покрыта слоем пластического материала, такого как полиэтилен. Полиэтиленовые части 56 обоих упаковочных материалов 51, 52 связаны вместе тепловым сплавлением.

Из патентов США 5284002, кл. В 65 В 61/18, публ. 1994, и 4630429, кл. В 65 В 9/00, публ. 1986, известны устройства соответственно для формирования из непрерывного цилиндра из герметичной эластичной полимерной пленки упаковок с жидким содержимым, имеющим средства для повторного закрывания каждой упаковки, и устройство герметизации по меньшей мере двух слоев пластика.

В обычных машинах используется герметизирующее устройство для герметизации и разрезания упаковочного материала 11. Герметизирующее устройство снабжено режущими губками и тепловыми герметизирующими губками (специфические детали которых не показаны), расположенными напротив друг друга. Каждая из режущих губок снабжена парой режущих направляющих 61, в то время как каждая из герметизирующих губок снабжена парой герметизирующих блоков 62. Резак (не показан) расположен в промежутке между двумя режущими направляющими 61.

Режущая направляющая 61 включает противоэлемент 63 из резины, проходящей вдоль режущей направляющей 61, в то время как герметизирующий блок 62 снабжен индуктором 65, расположенным напротив противоэлемента 63. Индуктор 65 располагается вдоль герметизирующего блока 62 и снабжен выступом 66, направленным в сторону режущих губок. В индукторе 65 имеется канал охлаждения 67 для управления температурой индуктора 65 в результате протекания охлаждающей эмульсии через канал охлаждения 67.

На начальной стадии процесса герметизации, показанной на фиг.2, упаковочный материал 11 помещается между герметизирующим блоком 62 и режущей направляющей 61, после чего режущая губка и тепловая герметизирующая губка передвигаются так, что приближаются друг к другу. На последующей стадии, показанной на фиг.3, режущая губка и тепловая герметизирующая губка далее перемещаются по направлению друг к другу, и герметизирующая часть упаковочного материала 11 сильно сжимается и деформируется индуктором 65 и противоэлементом 63. Как показано на фиг.3, источник энергии (не показан) подает напряжение высокой частоты, чтобы побудить алюминиевую фольгу 55 генерировать тепло с помощью тока индукции. В результате спаренные полиэтиленовые части 56 упаковочного материала, прилегающие друг к другу и сжатые между спаренными слоями алюминиевой фольги 55, нагреваются, и полиэтиленовые слои 56 в герметизируемой зоне S плавятся. Как результат этого процесса упаковочный материал 11 соединяется вместе тепловым плавлением.

При применении обычных устройств герметизации, таких как описанные выше, было обнаружено, что плавленый полиэтилен 56 сильно течет за пределы зон герметизации упаковочного материала 11 и прекращает течь из зоны герметизации S в область AR1 на стороне резака и в область AR2 на стороне жидкого продукта. В результате количество полиэтилена 56, участвующего в тепловом плавлении в зоне герметизации S, уменьшается, так что может быть не получена необходимая прочность связи. Соответственно жидкий продукт питания может вытекать. Кроме того, возможно, что полиэтилен 56, вытекающий из зоны герметизации S в область AR2 на стороне жидкого продукта, будет быстро охлажден жидким продуктом, затвердеет и прилипнет к внутренней поверхности первичного пакета, создавая таким образом трещины вблизи зоны герметизации S во время процесса формирования, выполняемого после заполнения и герметизации.

Если же уменьшить энергию индукционного нагревания, пытаясь предотвратить интенсивное вытекание полиэтилена 56 из зоны герметизации S, то полиэтилен 56 не сможет быть надежно расплавлен до необходимой степени, и опять же достаточная прочность связи не может быть достигнута.

Технической задачей настоящего изобретения является создание устройства герметизации, которое бы предотвращало вытекание расплавленного пластика за пределы зоны герметизации, даже когда энергия индукционного нагревания возрастает для повышения прочности герметизации.

Кроме того, технической задачей настоящего изобретения является создание устройства герметизации, которое создает возможность получения достаточной прочности связи в зоне герметизации и предотвращает образование трещин вблизи зоны герметизации.

Технической задачей настоящего изобретения также является создание способа создания зоны герметизации с использованием такого устройства герметизации.

Данные технические задачи решаются за счет того, что в устройстве герметизации для создания зоны герметизации в упаковочном материале, имеющем слой пластика и содержащем жидкий пищевой продукт, включающем блок герметизации с передней поверхностью, индукторы, вставленные в блок герметизации, причем каждый индуктор частично выступает на передней поверхности блока герметизации и имеет первую сжимающую часть для сжатия упаковочного материала во время операции герметизации, противоэлемент, расположенный напротив каждого соответствующего индуктора, имеющий переднюю поверхность, позволяющую удерживать упаковочный материал между передней поверхностью противоэлементов и передней поверхностью блока герметизации, и средство подачи напряжения высокой частоты к индуктору. Согласно изобретению передние поверхности противоэлементов или передняя поверхность блока герметизации имеют вторые сжимающие части, расположенные на частях, соответствующих участку упаковочного материала, который находится ближе к жидкому пищевому продукту, чем к зоне герметизации, для сжатия упаковочного материала во время герметизации для предотвращения вытекания расплавленного пластика наружу за пределы зоны герметизации в сторону жидкого пищевого продукта.

Предпочтительно устройство герметизации включает пару режущих направляющих, причем каждый из противоэлементов расположен на соответствующей режущей направляющей.

Предпочтительно режущие направляющие включают первую удерживающую часть и вторую удерживающую часть, которые удерживают соответствующий противоэлемент в месте на режущей направляющей.

Кроме того, каждая вторая удерживающая часть является выступом, образованным парой наклонно ориентированных поверхностей.

Также предпочтительно каждый из противоэлементов включает часть зацепления-остановки, которая зацепляет выступ на соответствующей режущей направляющей.

Предпочтительно режущие направляющие разнесены отдельно и выполнены на режущей пластине, а устройство включает паз, расположенный между режущими направляющими, в котором перемещается резак для резания зоны герметизации.

Предпочтительно каждый противоэлемент имеет удаленный край, и расстояние между сжимающей частью каждого индуктора и удаленным краем соответствующего противоэлемента, измеренное вдоль передней поверхности блока герметизации, больше расстояния между первой сжимающей частью каждого индуктора и пазом, измеренного вдоль передней поверхности блока герметизации.

Также предпочтительно каждая из вторых сжимающих частей выполнена в виде выступающей части на блоке герметизации или в виде расширения на одном из противоэлементов.

Технические задачи также решаются за счет того, что в устройстве герметизации для создания зоны герметизации в упаковочном материале, имеющем слой пластика и содержащем жидкий пищевой продукт, включающем блок герметизации с передней поверхностью, индуктор, вставленный в блок герметизации, причем индуктор частично выступает на передней поверхности блока герметизации и имеет первую сжимающую часть для сжатия упаковочного материала во время операции герметизации, противоэлемент, расположенный напротив индуктора, имеющий переднюю поверхность, позволяющую удерживать упаковочный материал между передней поверхностью противоэлемента и передней поверхностью блока герметизации, и средство подачи напряжения высокой частоты к индуктору, согласно изобретению передняя поверхность противоэлемента или передняя поверхность блока герметизации имеет вторую сжимающую часть, расположенную на части, соответствующей участку упаковочного материала, который находится ближе к жидкому пищевому продукту, чем к зоне герметизации, для сжатия упаковочного материала во время герметизации для предотвращения вытекания расплавленного пластика наружу за пределы зоны герметизации в сторону жидкого пищевого продукта.

Предпочтительно противоэлемент расположен на режущей направляющей, причем режущая направляющая включает первую удерживающую часть и вторую удерживающую часть, которые удерживают противоэлемент в месте на режущей направляющей, при этом вторая удерживающая часть является выступом, образованным парой наклонно ориентированных поверхностей.

Технические задачи также решаются за счет того, что в способе создания зоны герметизации в трубчатом упаковочном материале, при котором размещают трубчатый упаковочный материал, состоящий из наружного слоя пластика и примыкающего слоя алюминиевой фольги и содержащий жидкость между режущей пластиной и блоком герметизации, причем блок герметизации включает по меньшей мере один индуктор, выступающий на передней поверхности блока герметизации и включающий первую сжимающую часть, выступающую в сторону режущей пластины, а режущая пластина включает по меньшей мере один противоэлемент, имеющий переднюю поверхность и установленный напротив индуктора, сжимают трубчатый упаковочный материал между передней поверхностью блока герметизации и передней поверхностью противоэлемента для сведения вместе противолежащих участков слоя пластика и деформации участка трубчатого упаковочного материала вдоль зоны герметизации, расположенной в месте, соответствующем первой сжимающей части, прикладывают напряжение высокой частоты к индуктору для генерирования тепла в слое алюминиевой фольги и расплавления примыкающего слоя пластика, с тем, чтобы противолежащие участки слоя пластика трубчатого упаковочного материала соединились вместе посредством термоплавления в зоне герметизации, согласно изобретению участки упаковочного материала, расположенные ближе к жидкости, чем к зоне герметизации, сжимают вместе с помощью второй сжимающей части, имеющейся на передней поверхности блока герметизации или на передней поверхности противоэлемента, для предотвращения вытекания расплавленного пластика наружу из зоны герметизации в направлении к жидкости.

Предпочтительно сжатие вместе участков упаковочного материала, расположенных ближе к жидкости, чем к зоне герметизации, осуществляют во время приложения напряжения высокой частоты к индуктору.

Также предпочтительно блок герметизации включает пару отдельно разделенных индукторов, помещенных в пластину герметизации, и режущая пластина включает пару противоэлементов, каждый из которых расположен напротив одного из индукторов, при этом трубчатый упаковочный материал сжимают между режущей пластиной и пластиной герметизации для сведения вместе противолежащих участков слоя пластика и деформации упаковочного материала в двух отдельно разнесенных местах, соответствующих первой сжимающей части каждого индуктора.

Предпочтительно сжатие вместе участков упаковочного материала, расположенных ближе к жидкости, чем к зоне герметизации, осуществляют с помощью выступающих вторых сжимающих частей, имеющихся на блоке герметизации.

Дополнительные детали и особенности настоящего изобретения будут понятны из приведенного далее подробного раскрытия изобретения и прилагаемых чертежей, на которых фиг. 1 - вид поперечного сечения части устройства герметизации согласно первому воплощению настоящего изобретения; фиг. 2 - вид в разрезе части обычного устройства герметизации во время первой стадии процесса герметизации; фиг. 3 - вид поперечного сечения части обычного устройства герметизации во время второй стадии процесса герметизации; фиг. 4 - вид поперечного сечения части обычного устройства герметизации во время третьей стадии процесса герметизации; фиг.5 - общее схематическое изображение части упаковочный машины, в которой применяется устройство герметизации настоящего изобретения; фиг. 6 - вид сбоку, частично в разрезе, устройства герметизации настоящего изобретения во время использования; фиг. 7 - общая блок-схема, иллюстрирующая источники электропитания, используемые в настоящем изобретении; фиг.8 - вид поперечного сечения части устройства герметизации настоящего изобретения во время первой стадии процесса герметизации; фиг.9 - вид поперечного сечения части устройства герметизации настоящего изобретения во время стадии процесса герметизации;
фиг. 10 - вид поперечного сечения части устройства герметизации настоящего изобретения во время третьей стадии процесса герметизации;
фиг. 11 - вид поперечного сечения части устройства герметизации согласно другому воплощению настоящего изобретения; и
фиг. 12 - вид поперечного сечения части устройства герметизации согласно еще одному воплощению настоящего изобретения.

Обратимся сначала к фиг.5. Лентообразный упаковочный материал 10, состоящий из гибкого слоистого набора, выработанного с помощью машины по производству упаковочного материала, установлен в виде катушки 21 в упаковочную машину. Упаковочный материал 10 разматывается и продвигается с помощью различных двигателей (конкретно не показаны), установленных в нескольких местах в упаковочной машине. Упаковочный материал 10 получается наслоением, например, слоя полиэтилена, слоя алюминиевой фольги, листа бумажной основы и слоя полиэтилена в указанном порядке изнутри наружу.

Упаковочный материал 10 направляется с помощью направляющей 24, герметизируется в продольном направлении с помощью устройства герметизации (конкретно не показано) и формируется в трубчатый упаковочный материал 11. В то время как трубчатый упаковочный материал 11 подается вниз, жидкий продукт поступает сверху через трубу наполнителя 16 для заполнения внутренней емкости упаковочного материала 11. Затем упаковочный материал 11 сжимается по бокам с обеих сторон режущей губкой и тепловой герметизирующей губкой (обе они на фиг.5 конкретно не показаны), так что трубчатый упаковочный материал герметизируется в боковом направлении с определенными интервалами для формирования первичных пакетов, имеющих форму подушки.

Далее, растягиваемые в боковом направлении герметизированные части разрезаются, чтобы отделить индивидуальные первичные пакеты 23, имеющие форму подушки. Полученные первичные пакеты 23 фальцуются на предварительно настроенных фальцовочных линиях для придания им определенной или желаемой формы, после чего они готовы как один из множества упаковок, каждая из которых содержит определенное количество жидкого продукта.

Обратимся к фиг.1 и 6. Упаковочный материал 11 непрерывно подается вниз и сжимается двумя герметизирующе-режущими узлами 14, 15 через определенные интервалы, так что противолежащие части слоя пластика сводятся вместе и герметизируются в боковом направлении для образования лентообразной зоны герметизации S. Зона герметизации S затем отрезается, чтобы получить первичный пакет 23, содержащий определенное количество жидкого продукта 12. Для этой цели герметизирующе-режущие узлы 14, 15 снабжены режущими губками 14а, 15а и тепловыми герметизирующими губками 14b, 15b соответственно.

Чтобы повысить скорость обработки устройства герметизации, оно снабжено двумя наборами герметизирующе-режущих узлов 14, 15, имеющих одинаковую структуру, которые работают поочередно, причем время их работы сдвинуто на половину цикла по отношению друг к другу.

Каждая из режущих пластин 18 снабжена на переднем конце режущими губками 14а, 15а. Каждый из блоков герметизации или изоляторов индукторов снабжен на переднем конце тепловыми герметизирующими губками 14b, 15b. Режущие губки 14а, 15а и тепловые герметизирующие губки 14b, 15b двигаются в направлении упаковочного материала с помощью режущих пластин 18 и герметизирующих блоков 19, чтобы сжать упаковочный материал 11 с обеих сторон и таким образом свести противолежащие поверхности пластика упаковочного материала в соединение друг с другом с целью герметизировать их в боковом направлении.

В центре каждой из режущих губок 14а, 15а имеется горизонтально расположенный плоский резак 21, который приспособлен так, чтобы выдвигаться или втягиваться в зависимости от того, что требуется. Резак 21 расположен таким образом, чтобы в выдвинутом положении резать в центре или средней части зоны герметизации S. Чтобы осуществлять необходимое перемещение резака 21 между выдвинутым и втянутым положениями, на его заднем конце установлен цилиндр 22. Резак 21 может быть выдвинут или втянут подачей в цилиндр 22 рабочей среды или выпусканием ее из цилиндра.

С каждой стороны трубчатого упаковочного материала установлены также парные створки 21а, 21b. Они предназначены совершать свободные колебательные движения относительно режущих губок 14а, 15а и тепловых герметизирующих губок 14b, 15b. Створки 21а, 21b приспособлены так, чтобы окружать упаковочный материал 11, направлять его и формировать в прямоугольную форму.

На фиг. 6 герметизирующе-режущий узел 14 находится в стартовом положении герметизирующе-режущего цикла, где режущая губка 14а и тепловая герметизирующая губка 14в двигаются в направлении упаковочного материала 11, чтобы сжать его с обеих сторон и привести обе противолежащие поверхности упаковочного материала 11 в соприкосновение друг с другом. Когда герметизирующе-режущий узел 14 движется вниз, сжимая и удерживая упаковочный материал 11, связывается и формируется зона герметизации S.

Герметизирующе-режущий узел 15, показанный на фиг. 6, находится в положении конца герметизирующе-режущего цикла, когда резак 21 герметизирующе-режущего узла движется в направлении зоны герметизации S, чтобы отрезать центральную или среднюю часть зоны герметизации S и отделить первичный пакет 23 от упаковочного материала 11. Как только центр зоны герметизации S отрезан, режущая губка 15а и тепловая герметизирующая губка 15Ь герметизирующе-режущего узла 15 отводятся, поворачиваются и устанавливаются в положения начала герметизирующе-режущего цикла. Когда герметизирующе-режущий узел 15 движется к положению начала герметизирующе-режущего цикла, и режущая губка 15а и термо-герметизирующая губка 15Ь движутся к зоне герметизации S, резак 21 герметизирующе-режущего узла 14 движется в направлении зоны герметизации S, чтобы произвести отрезание в центральной или средней части зоны герметизации S, отделяя таким образом первичный пакет 23 от упаковочного материала 11.

Хотя это специально не показано, герметизирующе-режущие узлы 14, 15 снабжены цилиндрическими механизмами, предназначенными тянуть совместно режущую губку 14а (или 15а) и термогерметизирующую губку 14b (или 15b) для придания необходимой силы давления во время герметизации. Сила давления между режущей губкой 14а (или 15а) и термогерметизирующей губкой 14b (или 15b) быстро снимается, и герметизирующе-режущие узлы 14, 15 достигают положения конца герметизирующе-режущего цикла.

Фиг. 1 иллюстрирует различные особенности, связанные с режущей пластиной 18 и герметизирующим блоком 19. В герметизирующем блоке установлены пара индукторов или корпусов индукторов 31, 32 таким образом, что часть каждого из индукторов 31, 32 выступает на крайней поверхности блока герметизации 19. Каждый из индукторов 31, 32 подключен к источнику энергии с помощью соединительного элемента.

В блоке герметизации 19 сделан паз 38, расположенный между двумя индукторами 31, 32. Паз 38 проходит вдоль блока герметизации 19 и предназначен для размещения переднего конца резака 21 при его выдвижении.

Каждый из индукторов 31, 32 сделан соответственно с выступающими частями 71, 72, образующими первую ступень давления. Выступающие части 71, 72 направлены в сторону режущей пластины 18 и располагаются в продольном направлении индукторов 31, 32.

Режущая пластина 18 снабжена парными режущими направляющими 73, 74. Резак 21 приспособлен для перемещения внутри зазора 75, ограниченного режущими направляющими 73, 74.

Каждая из режущих направляющих 73, 74 снабжена противоэлементом 76, 77, протянувшимся вдоль режущих направляющих 73, 74. Каждый противоэлемент 76, 77 смонтирован в пазу соответствующей режущей направляющей 73, 74. Зона герметизации S трубчатого упаковочного материала 11 сильно сжимается противоэлементами 76, 77. По этой причине противоэлементы 76, 77 сделаны из резинового материала, имеющего склерометрическую твердость около 95. Кроме того, каждый из противоэлементов 76, 77 имеет переднюю поверхность, обращенную к блоку герметизации 19. Как изображено на фиг. 1, передняя поверхность каждого из противоэлементов плоская.

Каждая из режущих направляющих 73, 74 снабжена также первыми удерживающими частями 73а, 74а и вторыми удерживающими частями 73b, 74b для удержания противоэлементов 76, 77 на месте. Каждая из первых удерживающих частей 73а, 74а имеет поверхность 31, выступающую в сторону блока герметизации 19. Поверхность S1 строго перпендикулярна передней поверхности блока герметизации 19. Каждая из вторых удерживающих частей 73b, 74d имеет косые поверхности S2, S3, образующие выступы 73с, 74с. Каждый из выступов 73с, 74с ориентирован в направлении к резаку 21.

Каждый из противоэлементов 76, 77 имеет соответственно участок зацепления-остановки 76а, 77а строго в форме выступа. Противоэлементы 76, 77 закрепляются внутри соответствующих режущих направляющих 73, 74 взаимным зацеплением участков зацепления-остановки 76а, 77а и соответствующих выступов 73с, 74с.

Противоэлементы 76, 77 снабжены также соответствующими расширениями 76b, 77b, образующими вторые участки давления. Эти расширения 76b, 77b протягиваются вдоль передней поверхности соответствующей режущей направляющей 73, 74. Расширения 76b, 77b также выступают из зоны герметизации S упаковочного материала 11 в сторону жидкого продукта 12, чтобы сжимать участки упаковочного материала 11, которые находятся ближе к жидкому продукту 12, чем к зоне герметизации S.

Чтобы предотвратить отклонение расширений 76b, 77b, когда противоэлемнты 76, 77 оказывают давление на упаковочный материал 11, и таким образом предотвратить уменьшение силы давления в результате такого отклонения, каждая из режущих направляющих 73, 74 снабжена соответствующей удерживающей частью 73d, 74d, протянувшейся вдоль расширений 76b, 77b.

Благодаря такой конструкции, когда противолежащие участки пластика или полиэтилена упаковочного материала плавятся и сжимаются вместе с выступами 71, 72, расплавленный пластик или полиэтилен не вытекает в сторону продукта 12 за пределы зоны герметизации S, потому что расширения 76b, 77b сжимают участки упаковочного материала 11, находящиеся ближе к жидкому продукту 12, чем к зоне герметизации S. В результате гарантируется количество пластика или полиэтилена, участвующего в тепловом плавлении в зоне герметизации S. Таким образом, получается соответствующая и необходимая прочность соединения. В то же время предотвращается вытекание жидкого продукта 12. Кроме того, предотвращается образование трещин вблизи зоны герметизации S в процессе формирования после заполнения и герметизации.

Еще одним положительным результатом конструкции устройства герметизации настоящего изобретения является то, что поскольку расширения 76b, 77b сжимают вместе участки упаковочного материала 11, находящиеся ближе к продукту, чем к зоне герметизации S, предотвращается наличие остатка жидкого продукта 12 внутри герметизации S. Следовательно, предотвращается смешивание жидкого продукта с расплавленным пластиком или полиэтиленом. Соответственно, не происходит вредного снижения прочности соединения герметической упаковки. Более того, хотя небольшое количество пластика или полиэтилена может вытекать из зоны герметизации S упаковочного материала 11 к резаку 21, этот расплавленный пластик или полиэтилен не охлаждается жидким продуктом, таким образом, становится невозможным появление трещин.

Индукторы 31, 32 подключены к сети питания или к устройству подачи напряжения так, что напряжение высокой частоты, генерируемое сетью питания, подводится к индукторам 31, 32. Фиг.7 представляет блок-схему сети питания. Источник переменного тока 81 генерирует трехфазное напряжение переменного тока, а высоковольтный выпрямитель 82 преобразует напряжение переменного тока, генерируемое источником переменного тока 81, в постоянное напряжение.

Напряжение постоянного тока, полученное с помощью высоковольтного выпрямителя 82, подается на пару генераторов 83, 84, которые генерируют импульсы высокой частоты. Генераторы 83, 84 подключены к схеме генерации импульсов 97, которая получает импульсы определенной частоты. Каждый из генераторов 83, 84 подключен также к соответствующей схеме преобразования напряжения высокой частоты 85, 86, чтобы генерировать напряжения высокой частоты, которые затем подаются на соответствующие индукторы 98, 99. В этом случае индукторы 98, 99, показанные на фиг.7, расположены, чтобы соответствовать герметезирующе-режущим узлам 14, 15, изображенным на фиг.6, и содержат индукторы 31, 32, соответственно изображенные на фиг.1.

Когда напряжение высокой частоты, вырабатываемое схемами преобразования напряжения высокой частоты 85, 86, подается на индукторы 31, 32, между индукторами 31, 32 и алюминиевой фольгой в упаковочном материале создается электрическое поле, которое изменяется согласно напряжению высокой частоты. В результате, в алюминиевой фольге наводится вихревой ток, который генерирует тепло благодаря потерям на вихревые токи.

Работа устройства герметизации настоящего изобретения описывается ниже со ссылкой на фиг.8-10, где фиг.8 иллюстрирует устройство герметизации во время первой стадии операции герметизации, фиг. 9 показывает устройство герметизации во время второй стадии операции герметизации, и фиг.10 изображает устройство герметизации во время третьей стадии процесса герметизации.

Фиг. 8-10 показывают трубчатый упаковочный материал 11 вообще, а также иллюстрируют лентообразные упаковочные материалы 51, 52, которые расположены в зоне герметизации S лицом к лицу один с другим. Каждый из упаковочных материалов 51, 52 имеет слоистую структуру, содержащую основной бумажный слой 54, слой алюминиевой фольги 55, расположенный на внутренней поверхности основного бумажного слоя 54, и пластиковую пленку или слой 56, например, полиэтилена, расположенный на внутренней поверхности слоя алюминиевой фольги 55. Наружная поверхность основного бумажного слоя 54 тоже покрыта слоем пластика или пленкой, например, полиэтилена (этот слой отдельно не показан, чтобы не загромождать чертежи) лишними деталями. Пластиковые или полиэтиленовые части 56 упаковочных материалов 51, 52 имеется в виду связать вместе с помощью теплового плавления.

Устройство герметизации предназначено для герметизации и разрезания упаковочного материала 11. Устройство герметизации снабжено режущими губками 14а, 15а и термогерметизирующими губками 14b, 15b, которые расположены напротив друг друга, как показано на фиг. 6. Режущая направляющая 74 также расположена на режущих губках 14а, 15а, и блок герметизации 19 расположен на термогерметизирующе-режущих губках 14b, 15b.

Режущая направляющая 74 снабжена противоэлементом 77, протянувшимся вдоль режущей направляющей 74, а герметизирующий блок 19 включает индуктор 32, расположенный напротив противоэлемента 77. В индукторе 32 предусмотрен канал подачи охладителя 67 для обеспечения протекания охладителя через индуктор. Фиг.10 показывает также удерживающая часть 74d на режущей направляющей 74.

В первой стадии операции герметизации, показанной на фиг. 8, упаковочный материал 11 расположен между блоком герметизации 19 и режущей направляющей 74. Режущие губки 14а, 15а и термогерметизирующе губки 14b, 15b затем двигаются навстречу друг другу.

Во второй стадии процесса герметизации, показанной на фиг. 9, режущие губки 14а, 15а и термогерметизирующие губки 14b, 15b двигаются дальше навстречу друг другу. Это приводит к сильному сжатию зоны герметизации S упаковочного материала 11 и ее деформации индуктором 32 и противоэлементом 77.

В третьей стадии операции герметизации, показанной на фиг.10, подается напряжение высокой частоты со схемы преобразования напряжения высокой частоты 86, показанной на фиг.7, на индуктор 32, чтобы заставить алюминиевую фольгу 55 генерировать тепло с помощью тока индукции. В результате, пара пластиковых или полиэтиленовых участков 56, заключенных между парой слоев алюминиевой фольги 55, нагревается. Как показано на фиг.10, упаковочный материал 11 связывается таким образом тепловым плавлением в зоне герметизации S.

Во время операции герметизации пластиковые или полиэтиленовые участки, прилегающие друг к другу, плавятся и сжимаются выступающей частью 71. В обычных условиях это заставило бы расплавленный пластик или полиэтилен 56 вытекать наружу за пределы зоны герметизации S. Однако, поскольку расширения 76b, 77b сжимают вместе участки AR2 упаковочного материала 11, находящиеся ближе к жидкому продукту 12, чем к зоне герметизации S, предотвращается вытекание расплавленного пластика или полиэтилена 56 наружу из зоны герметизации S в направлении жидкого продукта 12. Область AR1 на фиг. 10 обозначает область, которая находится ближе к резаку 21, чем к зоне герметизации S.

Второе воплощение устройства герметизации настоящего изобретения показано на фиг. 11. В этом воплощении индукторы 131, 132 имеют эллиптическую или, в общем, эллиптическую форму поперечного сечения и расположены ближе к резаку 21, чем к наружному краю противоэлементов 76, 77. В результате, соответствующие расстояния L1 между каждой из выступающих частей 71, 72 и пазом 38, измеренные вдоль передней поверхности блока герметизации, короче, чем соответствующие расстояния L2 между каждой из выступающих частей 71, 72 и самым внешним краем соответствующего противоэлемента 76, 77, измеренные вдоль передней поверхности блока герметизации.

В результате, участки противоэлементов 76, 77 между выступающими частями 71, 72 (т. е. местом, где выступающие части 71, 72 контактируют с соответствующими противоэлементами 76, 77) и самыми внешними краями противоэлементов 76, 77 действуют как вторые участки давления, которые сжимают участки упаковочного материала 11, находящиеся ближе к жидкому продукту 12, чем к зоне герметизации S. Как результат этого, расплавленный пластик или полиэтилен 56 не вытекает за пределы зоны герметизации S к жидкому продукту 12.

Согласно третьему воплощению этого изобретения, показанного на фиг.12, устройство герметизации спроектировано таким образом, что каждая из поверхностей блока герметизации 19, направленных в сторону противоэлементов 76, 11, сформирована с выступами 19а, 19b, расположенными параллельно индукторам 31, 32. Эти выступы 19а, 19b служат в качестве второго участка давления. Когда пластина 18 и блок герметизации 19 двигаются так, чтобы достичь друг друга, выступы 19а, 19b сжимают участки упаковочного материала 11, расположенные ближе к жидкому продукту 12, чем к зоне герметизации S. В результате, расплавленный пластик или полиэтилен 56 не вытекает за пределы зоны герметизации S в сторону жидкого продукта 12.

Устройство герметизации согласно настоящему изобретению, как описано выше, включает сочетание из блока герметизации, индукторов, вставленных в блок герметизации таким образом, что часть каждого индуктора выступает над поверхностью блока герметизации и снабжена первым участком давления для сжатия упаковочного материала во время герметизации, противоэлементов, которые сжимают упаковочный материал, и устройства подачи напряжения, подающего напряжение высокой частоты на индукторы. Когда напряжение высокой частоты подается с устройства подачи напряжения на индукторы, ток индукции заставляет алюминиевую фольгу упаковочного материала генерировать тепло. В результате, пластический материал, покрывающий упаковочный материал, нагревается.

По крайней мере один из индукторов и противоэлементов полезно снабжен вторым участком давления для сжатия упаковочного материала, расположенного ближе к жидкому продукту, чем к зоне герметизации S. Таким образом, если даже участки пластика упаковочного материала, прилегающие друг к другу, плавятся и сжимаются первым участком давления, предотвращается вытекание пластика за пределы зоны герметизации в сторону жидкого продукта, потому что второй участок давления сжимает участок упаковочного материала, расположенный ближе к жидкому продукту, чем к зоне герметизации. Соответственно расплавленный пластик не вытекает за пределы зоны герметизации. Так происходит даже в том случае, если энергия индукционного нагрева увеличивается с целью повышения прочности герметизации. Поскольку предотвращается вытекание расплавленного пластика наружу в этом отношении, в зоне герметизации может быть получена соответствующая прочность соединения и предотвращается появление трещин вблизи зоны герметизации.

Кроме того, сохраняется неизменным количество пластика, участвующего в тепловом плавании в зоне герметизации, и таким образом не происходит нежелательного снижения прочности соединения в зоне герметизации. Прочность соединения сохраняется даже в случае, если используется повышенная температура связи путем повышения напряжения высокой частоты, подаваемого от устройства подачи напряжения, или если используется большая сила для сжатия упаковочного материала. В результате, становится возможной высокая скорость обработки путем сокращения рабочего цикла устройства герметизации.

Принципы, предпочитаемые воплощения и режимы работы настоящего изобретения описаны в вышеприведенном описании. Однако данное изобретение, которое предполагается защитить, не должно толковаться как ограниченное описанными частными воплощениями. Более того, описанные здесь воплощения должны рассматриваться скорее как иллюстративные, чем ограничивающие.

Другими специалистами могут быть сделаны варианты и изменения, использоваться эквиваленты, без отклонения от сущности настоящего изобретения. Соответственно специально имеется в виду, что все такие варианты, изменения и эквиваленты, попадающие в пределы сущности и рамки настоящего изобретения, как определено в формуле, должны быть включены в связи с ним.

Формула изобретения

1. Устройство герметизации для создания зоны герметизации в упаковочном материале, имеющем слой пластика и содержащем жидкий пищевой продукт, включающее блок герметизации с передней поверхностью, индукторы, вставленные в блок герметизации, причем каждый индуктор частично выступает на передней поверхности блока герметизации и имеет первую сжимающую часть для сжатия упаковочного материала во время операции герметизации, противоэлемент, расположенный напротив каждого соответствующего индуктора, имеющий переднюю поверхность, позволяющую удерживать упаковочный материал между передней поверхностью противоэлементов и передней поверхностью блока герметизации, и средство подачи напряжения высокой частоты к индуктору, отличающееся тем, что передние поверхности противоэлементов или передняя поверхность блока герметизации имеют вторые сжимающие части, расположенные на частях, соответствующих участку упаковочного материала, который находится ближе к жидкому пищевому продукту, чем к зоне герметизации, для сжатия упаковочного материала во время герметизации для предотвращения вытекания расплавленного пластика наружу за пределы зоны герметизации в сторону жидкого пищевого продукта.

2. Устройство герметизации по п. 1, отличающееся тем, что включает пару режущих направляющих, причем каждый из противоэлементов расположен на соответствующей режущей направляющей.

3. Устройство герметизации по п. 2, отличающееся тем, что режущие направляющие включают первую удерживающую часть и вторую удерживающую часть, которые удерживают соответствующий противоэлемент на месте на режущей направляющей.

4. Устройство герметизации по п. 3, отличающееся тем, что каждая вторая удерживающая часть является выступом, образованным парой наклонно ориентированных поверхностей.

5. Устройство герметизации по п. 4, отличающееся тем, что каждый из противоэлементов включает часть зацепления-остановки, которая зацепляет выступ на соответствующей режущей направляющей.

6. Устройство герметизации по п. 2, отличающееся тем, что режущие направляющие разнесены отдельно и выполнены на режущей пластине, а устройство включает паз, расположенный между режущими направляющими, в котором перемещается резак для резания зоны герметизации.

7. Устройство герметизации по п. 6, отличающееся тем, что каждый противоэлемент имеет удаленный край, и расстояние между сжимающей частью каждого индуктора и удаленным краем соответствующего противоэлемента, измеренное вдоль передней поверхности блока герметизации, больше расстояния между первой сжимающей частью каждого индуктора и пазом, измеренного вдоль передней поверхности блока герметизации.

8. Устройство герметизации по п. 1, отличающееся тем, что каждая из вторых сжимающих частей выполнена в виде выступающей части на блоке герметизации.

9. Устройство герметизации по п. 1, отличающееся тем, что вторая сжимающая часть выполнена в виде расширения на одном из противоэлементов.

10. Устройство герметизации для создания зоны герметизации в упаковочном материале, имеющем слой пластика и содержащем жидкий пищевой продукт, включающее блок герметизации с передней поверхностью, индуктор, вставленный в блок герметизации, причем индуктор частично выступает на передней поверхности блока герметизации и имеет первую сжимающую часть для сжатия упаковочного материала во время операции герметизации, противоэлемент, расположенный напротив индуктора, имеющий переднюю поверхность, позволяющую удерживать упаковочный материал между передней поверхностью противоэлемента и передней поверхностью блока герметизации, и средство подачи напряжения высокой частоты к индуктору, отличающееся тем, что передняя поверхность противоэлемента или передняя поверхность блока герметизации имеют вторую сжимающую часть, расположенную на части, соответствующей участку упаковочного материала, который находится ближе к жидкому пищевому продукту, чем к зоне герметизации, для сжатия упаковочного материала во время герметизации для предотвращения вытекания расплавленного пластика наружу за пределы зоны герметизации в сторону жидкого пищевого продукта.

11. Устройство герметизации по п. 10, отличающееся тем, что противоэлемент расположен на режущей направляющей, причем режущая направляющая включает первую удерживающую часть и вторую удерживающую часть, которые удерживают противоэлемент в месте на режущей направляющей, при этом вторая удерживающая часть является выступом, образованным парой наклонно ориентированных поверхностей.

12. Способ создания зоны герметизации в трубчатом упаковочном материале, при котором размещают трубчатый упаковочный материал, состоящий из наружного слоя пластика и примыкающего слоя алюминиевой фольги и содержащий жидкость между режущей пластиной и блоком герметизации, причем блок герметизации включает по меньшей мере один индуктор, выступающий на передней поверхности блока герметизации и включающий первую сжимающую часть, выступающую в сторону режущей пластины, а режущая пластина включает по меньшей мере один противоэлемент, имеющий переднюю поверхность и установленный напротив индуктора, сжимают трубчатый упаковочный материал между передней поверхностью блока герметизации и передней поверхностью противоэлемента для сведения вместе противолежащих участков слоя пластика и деформации участка трубчатого упаковочного материала вдоль зоны герметизации, расположенной в месте, соответствующем первой сжимающей части, прикладывают напряжение высокой частоты к индуктору для генерирования тепла в слое алюминиевой фольги и расплавления примыкающего слоя пластика с тем, чтобы противолежащие участки слоя пластика трубчатого упаковочного материала соединились вместе посредством термоплавления в зоне герметизации, отличающийся тем, что участки упаковочного материала, расположенные ближе к жидкости, чем к зоне герметизации, сжимают вместе с помощью второй сжимающей части, имеющейся на передней поверхности блока герметизации или на передней поверхности противоэлемента, для предотвращения вытекания расплавленного пластика наружу из зоны герметизации в направлении к жидкости.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что сжатие вместе участков упаковочного материала, расположенных ближе к жидкости, чем к зоне герметизации, осуществляют во время приложения напряжения высокой частоты к индуктору.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что блок герметизации включает пару отдельно разделенных индукторов, помещенных в пластину герметизации, и режущая пластина включает пару противоэлементов, каждый из которых расположен напротив одного из индукторов, при этом трубчатый упаковочный материал сжимают между режущей пластиной и пластиной герметизации для сведения вместе противолежащих участков слоя пластика и деформации упаковочного материала в двух отдельно разнесенных местах, соответствующих первой сжимающей части каждого индуктора.

15. Способ по п. 12, отличающийся тем, что сжатие вместе участков упаковочного материала, расположенных ближе к жидкости, чем к зоне герметизации, осуществляют с помощью выступающих вторых сжимающих частей, имеющихся на блоке герметизации.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12