可流動的袋裝料系統及其所用的袋的製作方法

2023-05-16 00:56:41 2

專利名稱：可流動的袋裝料系統及其所用的袋的製作方法
相關申請的交叉參考本發明對Robert B.DeMatteis和Donald Pansier於2001年6月22日提交、申請號為60/300,591、名稱為「無縫塑膠袋」的臨時專利申請要求優先權。此外，本發明對Robert B.DeMatteis和Donald Pansier於2001年6月27日提交、申請號為60/301,612、名稱為「可流動的袋裝料系統」的臨時專利申請要求優先權。
關於對在聯邦政府一級資助的研究或研製下做出的發明權利的陳述是不可申請的參閱在一緊緻磁碟(CD)上提供的一「順序清單」、一表格或一電腦程式清單附錄是不可申請的本發明涉及由塑料薄膜製造的塑膠袋，例如那些可以用於包裝寵物食品、食品和其它散裝食品的塑膠袋。更具體地，本發明涉及使用呈一獨特的無縫結構的這些塑膠袋和製造它們的加工過程。本發明還涉及在一獨特的系統中使用這些塑膠袋，該系統用於例如寵物食品、食品、混凝土、灰泥等的散裝內容物在基本無塵的環境內的一自動加工過程中裝填和密封袋子。
背景技術：
目前，用於散裝內容物的大部分袋子是標準的側向帶有聯接條的(side-gusseted)塑膠袋，通常四至五密耳厚和從頂部袋口裝填，然後被密封(或縫製封閉)，以便運輸放在貨盤上。與用管材不同，通常用薄膜製造各種這類塑膠袋，它們主要用於散裝物品，例如包裝化肥、草地維護產品、種子、鹽、小雜物等。總的說來，這些袋子被加大成為較大尺寸，用於輸送小到5磅、大到100磅的負荷。
利用薄膜形成這些袋子的主要原因是它們可以巧妙地在所有面上——前、後和兩個側面、有時在頂和底上，用加工色調(process-tone)印刷質量印上多達六種顏色。為了製造一現有技術的袋子，摺疊印刷好的薄膜和形成一壓平的管子，開放的諸側邊在機器方向相互在頂部配合平齊，搭接密封(一連續熱密封)、在該諸側帶有聯接條，然後沿一底邊切割和密封，以形成一袋子。由於管型袋子在帶有聯接條之前單獨在前和後面上印刷，同時成一兩面壓平的結構，所以這種高質量印刷在管型袋子受到限制。從而極難保持從前到後的印刷配對。在成為側邊聯接條的前和後聯接條面的壓平表面的外部，通常理解為在一聯接條的前面上的印刷複製品並不試圖與一側聯接條的後面上的印刷複製品對齊。關於印刷管狀袋子的另一個問題是減小了對每一單獨面可得到的顏色的數量。由於大多數印刷機最多具有6個印刷工位(6種顏色)，僅僅總共6個顏色工位必須在兩面、前和後之間劃分。因此，不可能在兩側都印刷有加工色調印刷質量的6種顏色，否則要求總共12個工位對於每個單獨的前和後表面有一套六個工位。
當製造一現有技術搭接密封袋時，兩開放邊緣配對和用約一1/4英寸「搭接焊縫」進行外部密封，將兩配對邊緣密封在一起，從而形成一管。當後來對該袋安裝聯接條時，由於它總是自然地朝向外，所以這搭接焊縫通常對齊在一外聯接條邊緣。在帶有聯接條之後，通過加熱密封底邊和切割頂部開放的袋口形成該袋子。這是目前工業中使用的相當普遍的製造加工過程。向外凸出在聯接條邊緣處1/4英寸搭接焊縫可能損壞或幹擾在袋子上的印刷。一般說來，不希望在一袋子將搭接(熱)密封的位置進行印刷，這是因為在沿印刷好的薄膜邊緣密封時在搭接密封器的加熱件上會積聚印墨。但是也不希望讓一搭接焊縫條不印刷或中斷引人注意的圖形的連續性。由此，這就成為圖案美術師、袋製造商和零售商的困難問題。
裝水泥和混凝土製品和其它重的可流動內容物的大多數袋子是帶有裝料閥的大的多壁紙袋，如通常在整個美國的許多家庭進步中心內所見到的裝在託板上的那些。它們通常包含許多產品，例如60#砂漿和混凝土混合物和94#水泥和混凝土混合物，出售給顧客，用於家庭的花園和庭院。對於這些用途使用紙閥袋(papervalve bag)的主要原因是由於單件成本和生產率的因素。紙閥袋較標準的的頂部裝料的塑膠袋貴，但是紙袋裝料快得多，從而顯著地提高了生產率和產量。使用由一非織造的聚丙烯制的塑料閥袋(plastic valve bag)有一些限制——尤其在歐洲——它降低了生產率。但是在美國和其它國家(紙是較便宜的)，聚丙烯閥袋相當貴。它們較傳統的聚乙烯頂部裝料的袋子貴的主要原因之一是用於製造它們的設備極貴——是一標準塑料機器價格的十倍之多。
如本領域內任何有經驗的人所知道的那樣，存在與現有技術關聯的若干問題。除了高成本之外，紙包裝的其它缺點包括佔據五倍的塑料包裝的儲存空間；儲存在紙中的水泥和混凝土產品對氣候條件(特別是雨)的易損性，以及紙對害蟲騷擾的易損性。相對比，塑料的優越的環境質量對整個國家的另售商和使用者是普遍公認的，如果實用將是所希望的。
毫無疑問，如果研製一塑膠袋，它能使外部搭接焊縫不顯眼和不幹擾印刷圖形，它在許多用途中將是很希望有的袋子。並且，如果能夠研製一塑料閥袋和系統、它能夠成本有效地代替多壁紙袋、而不會降低生產率，它將是很希望有的袋子。事實上，如果研製一塑料閥袋，它能夠有利地與標準的頂部裝料的塑料競爭，這也是很希望有的袋子。
發明概要由具有兩個主表面和兩個平行側邊的一張塑料材料製成具有一在內部設置的焊縫的一袋子。一第一焊縫將在相同主表面處的兩平行側邊密封在一起，並帶有管子內部設置的諸側邊，使該張塑料材料形成為帶有在管子內部延伸的諸內折條部分的一管子。設置至少一條越過該管子的密封，用於形成至少一個有三側的袋結構(以及較佳地兩條密封越過管子，用於形成一封閉的四側的袋結構)，從而袋內的壓力作用於在管子內部設置的諸內折條部分，以致提高該焊縫的密封性能。在沿著面向管子內部的焊縫的相對側邊形成的一孔處對袋子裝料。較佳地，將至少一附加的第二焊縫放置在該孔處並構造成基本與第一焊縫垂直。該第二焊縫至少從第一焊縫延伸，向內聯結於袋子的形成一內折條部分的側邊，用於響應袋內壓力封閉該孔。該至少一附加的第二焊縫相對於第一焊縫傾斜設置，形成變化剖面的一孔，較佳地從焊縫處的一寬的剖面到袋子內部的窄的剖面。具有一較小最前端和一較大後端的一錐形導管設置在從第一焊縫縮小剖面的孔內，沿著側邊進入管子內部。將袋孔放置在較小最前端上和沿著錐形導管的一部分緊密地配合從而緊固地保持較大的後端。通過錐形導管對袋子裝料。對裝料過程產生的空氣和粉末進行通風。通過提供袋內的壓力和抽出導管，對裝好料的袋子密封。從袋內拉出變化橫剖面的孔，以形成一倒出口，用於袋內容物的計量排放。
本發明克服了與現有技術相關聯的問題。即，本發明消除了突出的搭接密封焊縫和不要求在印刷表面上的印墨的頂上進行密封。外表上，它真正形成了引人注目的無縫袋，它對圖案美術家、袋製造商和另售商都是很受歡迎的。
本發明還揭示了一新類型閥袋，它適用於水泥和混凝副產品包裝，較紙袋便宜和不會降低生產率。另外，以允許閥被拉出形成一倒出口的一方法可以製造該閥袋，它對許多類型的產品都是理想的，例如種子、化肥和某些散裝食品。
此外，本發明揭示了製造無縫袋和閥袋的一方法，這些袋子能實在地降低袋的製造成本，使新方法比它的傳統方法花錢較少。
本發明通過將搭接密封(lap seal)轉到內部和用一懸臂搭接密封系統(cantilevered lap sealing system)沿著一內邊進行密封它而實現這些目的。該懸臂系統(cantilevered system)帶有一內成形器(internal former)，該成形器隨後在一內部操作中使袋帶有聯接條。產生內搭接密封的這方法還不需要外部後聯接條器(external post-gusseter)和它的費用。
該獨特的製造過程、系統和袋子的最主要優點是消除了外搭接密封、改進了圖形、降低了設備成本、裝料閥適於用可流動內容物進行裝料和用作為一裝料裝置和倒出口的雙用途閥(dual-purpose valve)。最重要的是能實現所有這些優越性而對該產品的整體性沒有負面影響。
本發明克服了與現有的裝料閥袋(fill valve bag)相關聯的許多問題。解決的關鍵是一高生產率的方法，該方法允許將紙閥袋裝料系統立即轉變成適應較便宜的塑料閥袋替換物。本發明的袋和系統通過利用將一塑料閥袋固定到一獨特的裝料嘴(fill nozzle)上的一方法、以一高生產率方式完成了它。其結果，本發明的袋子能夠比紙裝料過程和頂部裝料的塑膠袋裝料過程的工作性能好。
本發明還揭示了產生一無粉末裝料環境的一裝置。該系統適用於若干閥袋形式，並還可以使其自動化。
本發明通過利用一錐形裝料嘴完成了這些目的，一閥袋自身牢固地固定於該裝料嘴。該裝料嘴還採用易於插入袋閥的一窄的末端。該裝料工藝可以包含一空氣釋放系統(air relief system)，該系統與其它優點相結合，不僅產生了一無粉末裝料環境，還將從被裝料的袋子排出的空氣和粉末集中到裝料嘴後方的一單獨地方。
該獨特的裝料方法的最顯著的優點是能夠如紙、粉末容器那樣快地裝料，並可能自動化。完成所有這些目的而不會對產品的整體性有負面影響，並可以使用比目前紙或聚丙烯袋便宜的聚乙烯袋。
附圖簡要說明

圖1是一帶有聯接條的無縫袋(gusseted seamless bag)的平面圖，它能夠包括兩個搭接焊縫。
圖2是表示圖1的袋子內帶有聯接條的薄膜的、被吹起的橫剖視圖。
圖3是內部帶有內容物的圖1所示袋子的立體圖。
圖4是本發明的一閥袋的平面圖。
圖5是表示在圖4的袋內的帶有聯接條的薄膜的剖視圖。
圖6是在裝料後圖3中的袋子的頂部的立體圖，它示出了閥套(valve sleeve)的封閉。
圖7是一閥袋的平面圖，其中閥摺疊為一倒出口，並示出了在袋底的一防凹痕(anti-dimpling)效果。
圖8是帶有拉出的倒出口的圖7中的袋子的立體圖。
圖9是圖7中的袋子的平面圖，它帶有沿著內部折條的一空氣通氣系統和帶有一模切出的把手(die-cut handle)。
圖10是懸臂製造工藝的頂部立體圖。
圖11是本發明的一錐形裝料嘴的立體圖。
圖12是類似於圖1的袋子的一閥袋的平面圖。
圖13是緊貼地安裝在圖11的錐形裝料嘴上的圖12的袋子的立體圖。
圖14是也適合安裝在圖11的錐形裝料嘴上的一閥袋的一變化形式的平面圖。
圖15是帶有一空氣釋放系統的圖11的錐形裝料嘴的立體圖；圖16是安裝在一儲存器供給系統中的圖12中的袋子的立體圖，該系統能使利用者迅速地將該袋子安裝在一裝料嘴上。
圖17是一錐形裝料嘴和一安裝的閥袋以及一U形袋保持裝置(bag retainingmeans)的立體圖。
本發明的詳細描述在圖1中，袋10具有頂部12、一底部13、左和右側聯接條(gusset)16和16』，該兩聯接條分別帶有左和右側中心聯接條褶痕18和18』。從左側中心聯接條褶痕18向內延伸約1/8英寸到1/4英寸或再多一點是內部折條稜20和22(後者未示出，這是因為它直接位於內折條稜20之下)。內部搭接密封部分(陰影線部分)是位於左側中心聯接條褶痕18與內折條稜20和22之間的材料的窄條，該部分從袋頂12延續到達底部24。如圖所示，搭接密封部分24位於袋子10的內部，並鄰近左側中心聯接條褶痕18，搭接焊縫限定了左側中心聯接條褶痕18。在袋子內部的搭接焊縫面朝內，袋子的外表面沒有如現有技術的情況那樣的朝向外的凸邊或焊縫。
在圖2中，示出了袋子10，它具有一前面26、一後面28、一左前側聯接條面30、一左後側聯接條面32、一左側中心聯接條褶痕18、一右前側聯接條面34、一右後側連接條面36和一右側中心聯接條褶痕18』。在左側中心聯接條褶痕18與內折條稜20與22之間是內搭接密封部分。這搭接密封部分可以是如1/8英寸寬度或更寬一些的一窄帶。為了使用更少原材料的節省觀點，較窄的焊縫是較佳的，當然對於較重的內容物一較寬的牢固的焊縫是較佳的。易於理解的是由於搭接焊縫位於袋的內部，所以外表面顯得是無縫的，沒有向外突出的邊緣或焊縫。在這方法中的搭接密封自然產生了一中心聯接條褶痕，不過，該褶痕還可以定位在袋子的其它地方，例如在右側聯接條或在一前或後面上。
在圖3中，袋10已裝有一可流動的材料和在頂邊緣12處密封。左側中心聯接條褶痕18是由內搭接密封部分24(由於該部分在袋10的內部，所以未示出)所形成的一連續的褶痕。中心聯接條褶痕的外觀很像在標準的管狀袋中通常見到的任何其它側聯接條褶痕，即一整潔的連續的摺痕。
在圖4中，袋子40具有一頂部42、一底部44、分別帶有左和右中心聯接條褶痕48和48』的左和右側聯接條46和46』。密封了袋頂部42和底部44後，當裝料時該袋40就形成一枕頭狀袋子。從左側中心聯接條褶痕48向內延伸是內折條稜50和52(由於後者直接位於內折條稜50之下，所以未示出它)。內部搭接密封部分54(陰影線部分)是位於左側中心聯接條褶痕48的附近、與內折條稜50和52分開的一窄密封條，但僅從袋底44延續到達位置56而終止。閥孔58是沿著左側中心聯接條褶痕48、在位置56與袋頂42之間的未密封部分，它適合於允許很像使用於裝填標準紙閥袋的一裝料嘴的進入。關於位於中心聯接條褶痕處的閥孔58，使用者易於和自然地發現袋40的閥孔58和將它安裝在一裝料嘴上。連續從袋頂42至袋底44的內折條部分60和62(由於折條部分62直接在折條部分60之下，所以折條部分62未示出)位於搭接密封部分54和閥孔58、以及內折條稜50和52之間。通常，內折條部分60和62可以在袋40內向內延伸約2英寸至3英寸，這取決於袋子的尺寸，但肯定可以或大一些或小一些。水平焊縫64從位置56開始和大致水平延伸進入內折條部分60和62。在水平焊縫64與密封袋頂42之間的區域形成一閥套65，該閥套與閥孔58一起與一現有技術的裝料嘴有大約相同的總周向尺寸，或者稍許大一些。由此，閥孔58和閥套65可以以合理的緊密配合安裝到一裝料嘴上，以防止在對袋裝料時的洩漏以及在裝料之後自身坍塌，使包含在內部的可流動的材料將不會漏出。本發明的意圖不是具體確定允許形成一閥套的內折條部分的寬度，而是示出可適用於目前使用裝料嘴的可流動的裝料機械的作為閥套的原理。所示的內折條部分是已形成諸內折條和該袋子的相同薄膜的一整體部分。也可以通過將一單獨的內折條部分插入和將它密封到袋頂和在位置56之下焊接到內搭接焊縫54而加以實現。或者，甚至可以通過大致相同的方法來實現它，是用一外搭接焊縫代替內搭接焊縫。無論那一類方式都能達到相同的目的。但是，使該內部成為該薄膜的一連續部分是較佳的製造工藝，即使它要求使用多一點薄膜和多一點材料也是如此。通過割下位於水平焊縫64之下的內折條部分並將該無用的部分再循環，可以改進該製造工藝。
在圖5中，示出的袋子40具有一前面66、一後面68、一左前側聯接條面70、一左後側聯接條面72、一左側中心聯接條褶痕48、一右前側聯接條面74、一右後側習接條面76和一右側中心聯接條褶痕48』。閥孔58在左側中心聯接條褶痕48與內折條稜60和62之間。沒有示出內搭接密封部分54是因為它直接位於孔閥部分58之下，很像圖2的內搭接焊縫24的情況，其中它可以是窄到1/8英寸或較寬的一條。閥套65位於閥孔58之內。水平焊縫64(未示出)形成了閥套65的下方最底處。如圖所示，閥套65是由內折條稜60和62的整體部分形成的。或者，它可以是密封到一頂邊和內搭接焊縫的一附連套部分(attached sleeve portion)，如圖4中所示。
在圖6中，袋60的頂部已裝填有可流動的內容物和呈現為大部分由袋的尺寸所預定的它的自然的平行六面體或立方體布置。如圖所示，袋40包括一密封的頂部42、一前面66、一左前側聯接條面70、一左後側連接條面72和一左中心聯接條褶痕48，由於袋40裝有可流動的內容物，該褶痕是處於展開狀態。裝有可流動的內容物時，上前面66和後面69(見圖5)的兩上部組成的一頂部78，同時閥孔58現在位於上摺疊的左側連接條區域80之內並被封閉。在裝有內容物時，閥套65向後將自身封閉呈一壓平結構，從而不允許可流動的內容物漏出或滲出。形成一立方體布置使閥套65身自封閉和還向下和向外拉，這在袋頂42和內折條稜50和52(未示出)的連接處產生一小的應力凹痕(stress dimple)。一旦放在託板上，袋40將被放平在後面48上，從而頂部成為矩形立方體的一「端」。重要的是在它被放在託板上的狀態時在此所述的封閉現象甚至更堅牢，這是由於由內容物產生的壓力在閥套上向外推，產生閥套和閥孔的更可靠的封閉。
在圖7中，袋90的結構很像圖4中袋40的結構，它帶有一頂部92、一底部94、分別帶有左和右側中心聯接條褶痕98和98』的左和右側聯接條96和96』。密封袋頂92和底部94形成袋40，在被裝料時袋40呈現為一枕頭狀袋子。從左側中心聯接條褶痕98向內延伸的是內折條稜100和102(因為後者直接位於內折條稜100之後，所以沒有示出它)。內搭接密封部分104(陰影線部分)是位於左側中心聯接條褶痕98附近的和與內折條稜100和102分開的一窄密封條，它從袋底96向上延續到位置106並終止。通過當搭接密封邊連接水平焊縫114時將它弄圓，在位置106處進行一改進，從而消除了一可能的應力部位，也使閥孔108易於安裝在一裝料嘴上。閥孔108沿著左側中心聯接條褶痕98並位於位置106與袋頂92之間，它適合於允許一很像前面所述那些裝料嘴的裝料嘴進入。從袋頂92延續到袋底94的內折條部分110和112位於搭接密封部分104和閥孔108以及內折條稜110和112(因為折條部分112直接位於折條部分110之後，所以它未示出)之間。在位置106處開始和大致水平地延續進入內折條部分110和112的是形成閥套115的水平焊縫114，該閥套與閥孔108相結合可安裝在一裝料嘴上。頂部穿孔線116位於內折條110和112上、靠近閥套115的頂部並靠近袋頂92，以及底部穿孔線118位於內折條部分110和112的底部並靠近袋底94。非常容易撕開頂部穿孔線116，使一使用者可以伸手進入和向外拉出預先製造的閥套115，從而形成如圖8所示的一倒出口。在用可流動內容物裝料、頂穿孔線116自由地撕掉時，頂穿孔線116還可用於消除在頂部區域處的應力凹痕(如圖6中的69所示)。同樣，在用可流動內容物裝填、底穿孔線118自由地撕掉時，沿著底部密封邊將也沒有應力凹痕。在大多數用途中應力凹痕並不表現為影響袋子強度的完整性，但是如果袋子裝有很重的內容物就有可能，以及內折條延伸進入袋子較遠。換句話說，內折條越窄，應力凹痕越不顯著。在內折條的頂和底區域使用許多穿孔和消除應力凹痕還改進了外觀，這是由於沿著一頂或底密封邊沒有變形。或者，通過在內折條上設置切割線代替頂或底部的許多穿孔，可以產生一頂部倒出口或消除應力凹痕。另外，一穿孔線加倍作為在薄膜帶沿著一製造工藝運動時保持薄膜帶的完整性的一手段，而一切割線可能趨向於允許某些薄膜帶變形。一穿孔或切割線還可以向外延伸，通過內折條和進入聯接條面到達最外袋邊。對於這設計，倒出口會變得較大。
在圖8中，袋90裝有可流動內容物並豎直站立，很像圖6中的袋子。閥套115已被拉出和穿孔線116(見圖7)被切去，形成了倒出口120。當在它的內部位置(見圖7)時，倒出口120是閥套115，該倒出口由頂邊122和122』以及一底邊124形成。當閥套處於其內部位置時，頂邊112和112』是在穿孔線116處的閥套115的邊緣。底邊124是已從袋的內部抽出的、形成一倒出口基底的一水平密封114。倒出口的尺寸由閥套的總高(或尺寸)確定。使用在許多普通的嘴裝料應用中的閥的周邊約4英寸至4.5英寸，當拉出形成一口時產生一可工作的倒出口。如在這裡所形成的拉出的倒出口還包括那些倒出口，這些倒出口是一內部連接部分的一部分，該連接部分不是一內折條的一部分。
在圖9中，袋140很像圖4和圖7中的那些袋子，它具有一頂部142、一底部144、分別帶有左和右側中心聯接條褶痕148和148』的左和右側聯接條146和146』。將袋頂142和袋底144密封后就形成了袋子140，該袋子在被裝料時呈現為一枕頭袋子。在袋頂142延伸的是把手部分143和147(因為後者直接位於把手部分143的下面，所以沒有示出它)，這兩部分具有在中央定位的模子切割出的把手145和149(因為在把手部分147上切割把手149和它直拉位於模子切割的把手145之下，所以沒有示出它)。把手部分143和147是連接到前面151和後面153(圖後者直接位於前面151之下，所以沒有示出它)的薄膜的連續部分。從左側中心聯接條褶痕148向內延伸的是內折條稜150和152(因為後者直接發在內折條稜150之下，所以沒有示出它)。內搭接密封部分154(陰影線部分)是鄰近左側中心聯接條褶痕154的、與內折條稜150和152分開的一窄密封條，並從袋底144延續到位置156並終止。一第二搭接密封部分155鄰近內折條稜150和152，與左中心聯接條褶良148分開，平行於搭接密封部分154和終止在位置157，在位置157處它連接水平焊縫164。整個第二內搭接密封部分155在該焊縫中有許多中斷處167，以允許空氣通過。這些斷開處通常窄到1/32英寸，最大為1/4英寸。此外，許多中斷處169在整個內搭接密封部分154內。在內搭接密封部分154和第二內搭接密封部分155之間是由諸內折條自身產生的基本上被密封入的內部區域160，並由四個密封——底密封144、內搭接密封154和155和水平密封164——包圍並帶有以上所述的許多中斷處167和169。當本發明的袋子裝有可流動的材料時，可以希望有允許被包在其中的空氣從閥套和閥孔之外的諸部分逸出的措施。這樣，在第二內搭接密封155中的許多中斷處167允許空氣逃逸進入被密封的內部空間160內，然後通過在搭接密封154中的許多中斷處169流出。因為被密封的內部160自身被坍塌，所以這是一曲折的路徑。由於這曲折路徑可以防止或完全消除可流動的內容物的漏出，所以在許多情況下這一曲折路徑是所希望的。還可以通過在基本上被密封的部分中有許多穿孔，代替在第二搭接密封155中的許多中斷處產生一曲折路徑。在這樣一袋內，裝把手的頂部適合用於攜帶和運輸以及用作幫助從倒出口倒出可流動的內容物用的結構(如圖7和8所示)。它可以做成任何各種式樣和尺寸。雖然不是主要的，但空氣釋放結構用作在裝料過程中允許被包在內部的空氣從袋子內部逸出，並允許袋子呼吸，以便避免發生冷凝。
在圖10的俯視圖中，壓平的薄膜170在輥172與174(因為後者直接位於輥172之下，所以沒有示出它)之間移動。在輥172與174之間施加的壓力將薄膜170保持為其壓平狀態。一旦離開輥172和174，隨著薄膜170圍繞懸臂176裹圍，它開始摺疊。懸臂176固定於基座176並朝向將成形的管子向前突出，該懸臂在它的端點安裝有一內成形器180、一邊轉向裝置(edge turning device)182和內搭接密封器184。兩個聯接條鰭狀體186和188位於成形器180的外側上。隨著由任何數量的現有技術裝置完成的壓平的薄膜被摺疊，薄膜邊190在下方轉動直至它與薄膜邊192相配。這兩邊緣一起運動進入邊轉向裝置182，從而向內轉動這兩相配的薄膜邊緣190和192，指向將形成的管子的內部。然後，該兩內部薄膜邊緣190和192運動到內搭接密封器184，並一起被密封成一內部的配置狀態，如以上所討論的對於各種袋子式樣可以要求的那樣，可以包括密封的中斷以用來產生閥孔或許多空氣逸出中斷處。在位置194處從薄膜形成一管子，以及當薄膜繞過時由內成形器和兩個外部聯接條鰭狀體186和188完成聯接條操作。輥子196和198(因為後者直接位於輥196之下，所以未示出它)將新帶有聯接條的薄膜200保持在它的預定的帶有聯接條的布置狀態，用於下遊進一步加工。
可以按許多方法完成用於進一步內搭接密封的、產生兩內轉的相配邊緣的管子成形。在此所揭示的新事物不是做這工作的精確的方法，而是在一懸臂裝置上要求如此進行。內部成形器在現有技術中是已知的，但不是按照如在此所述的一懸臂加工使用。可以是由該懸臂/搭接密封系統的一整體部分的內部成形器完成該內成形操作或內部成形器可以獨立於密封操作。但是，不管是否懸臂延伸出5英寸或5英尺，內密封必須以一懸臂方式實現。
在圖11中，錐形裝料嘴211是在它的後方進入位置212連接於裝料設備(未示出)的一延伸的空心管。裝料嘴210的前管部分漸縮到比在後方進入位置處小的一直徑，終端有一尖端216適於方便插入一閥袋。從其可流動的材料將流入安裝在裝料嘴210上的一袋子內部的出口位置218離開尖端216向後設置。通常這型式的裝料嘴具有約2英寸至2.5英寸的內徑和約18英寸長，用於混凝土產品裝料操作。該嘴可以顯著較小、用於小袋，或顯著較大、用於較大袋子或體積較大的可流動的材料。為滿足耐用性，裝料嘴通常用鋼製造，但是大多數可以用任何其它種類的能夠形成為一管狀的材料，例如塑料或鋁。如將要所示的，使用一錐形裝料嘴可以包括僅僅沿前部、一中部或一後部漸縮的一裝料嘴，這取決於一袋在裝料嘴上的安裝深度。
在圖11，閥袋230具有一頂部232、一底部234和分別帶有左和右側中心聯接條褶痕238和238』的左和右側聯接條236和236』。密封袋頂232和底234後就形成了袋230，在裝料時該袋成一枕頭狀袋子。從左側中央聯接條褶痕238向內延伸的是內折條稜240和242(因為後者直接位於內折條稜240之下，所以沒有示出它)。內搭接密封部分244(陰影線部分)是鄰近左側中心聯接條褶痕238的一窄密封條，並與內折條稜240和242間隔開，僅從袋底234延續到位置246而終止。閥孔248是沿著左側中心聯接條褶痕238、在位置246與袋頂232之間的未密封部分，它適合於允許圖12所示的裝料嘴進入。在搭接密封部分244與閥孔248以及內折條稜240與242之間是內折條部分250和252(因為折條部分252直接位地折條部分250之下，所以未示出它)，它且從袋頂232延續到袋底234。通常，內折條部分250和252在袋230內部向內延伸約2英寸至3英寸，這取決於袋尺寸，但確實可以延伸得較大深度或較小深度。開始於位置246和大致水平延續、但向上傾斜進入內折條部分250和252是水平傾斜密封254。在水平密封254與密封的袋頂232之間的區域形成一傾斜的閥套255，該套與閥孔248一起緊密地配合在圖11的裝料嘴的前錐形部分214。閥孔248和閥套255可以按緊密配合安裝在一標準裝料嘴上，或用一甚至更牢固的緊密配合裝在例如圖11的一錐形裝料嘴上，從而防止在裝料過程(常常是一高壓操作)中材料的流出。這錐形配合還保持空氣和它伴隨的可流動的材料粉末微粒逸出，例如它伴帶著水泥和混凝土副產品。隨著錐形閥套自身沿著整個閥表面安置於它之下的錐形嘴表面，如本文所討論的一錐形閥套整潔地很好地與一錐形裝料嘴相結合進行工作。但是，錐形閥套在與現有的非錐形裝料嘴一起使用時也是一改進。
在圖13中，通過在尖端216上拉動閥孔248、向前(箭頭方向)拉動閥套255和使該閥套牢固地位於錐形前管部分214上(如圖所示，現在直接位於閥套255之下)，將袋子230安裝到裝料嘴210上。本發明的錐形閥套255通常將有與錐形裝料嘴前部分相同度數的傾斜，這意味著一旦閥套已安裝在裝料口上，沿著閥套或裝料嘴在任何某位置處兩者將具有大致相同的周向尺寸。這些相配的條帶提供了極其緊密的配合併能夠消除即使是最小的粉末微粒的逃逸。如圖所示，水平傾斜密封254提供了保證在前端部分上緊密配合的相配的錐形，使出口位置218剛剛超過內折條稜240，這也形成了在彎曲虛線241處的閥密封255的最內邊緣。當閥套255從裝料嘴210抽出時，隨後它自身坍塌，回到它的壓平設置狀態，從而內部所含有的可流動材料將不會漏出。本發明的意圖不是具體規定錐形閥套或裝料嘴的長度和寬度，但是示出了兩錐形部分的配合周邊的原理，這提供了獨特的、有價值的動力學1)一錐形閥在一裝料嘴上的優越的固定；2)消除了在裝料過程中可流動材料的洩漏；以及，3)消除了粉末在工作環境中的汙染。
在圖14中，塑料閥袋260具有一頂部262、一底部264和分別帶有左和右側、外側聯接條摺痕268和268』的左和右側聯接條266和266』。密封了袋頂602和底部264後就形成了袋260，在裝料時該袋呈現為一枕頭狀袋子。離開左側外聯接條摺痕有一重疊邊270從內折條稜272向外延伸。重疊邊270具有一鄰近的搭接密封部分274(陰影線部分)、一窄密封條，該密封條從袋底264向上延續到位置276而終止。閥孔278、重疊邊270的末密封部分位於位置276與密封的袋頂262之間，適於使像圖11的一裝料嘴進入。在搭接密封部分274和閥孔278、以及內折條稜272之間是外折條部分280和內袋壁部分282(因為它直接位於外折條部分280之下，所以未示出它)。外折條部分280和內袋壁部分282從袋頂262延續到袋底264。通常，內折條稜272從重疊邊270在袋260內部向內延伸約2英寸至3英寸，這取決於袋大小，但確實地能延伸到較大深度或較小深度。水平密封284開始於位置276和大致沿水平延續，但向上傾斜進入內袋壁部分282。水平傾斜密封284與密封的袋頂262之間的區域形成一傾斜的閥套285。傾斜的閥套與閥孔278一起通常具有與沿著如圖13中所示的一裝料嘴的前傾斜部分的任何某位置處的周長相同的總周長。由此，閥孔278和閥套285以一高度緊密的配合安裝在裝料嘴210上，很像圖12和13中所示的袋子的情況，並具有將該閥牢固地裝配在裝料嘴上、防止在裝料過程中可流動的材料的洩漏和消除可流動材料粉末微粒逃逸的相同結果。同樣，本發明的意圖不是具體規定允許形成閥套的內袋壁部分或外折條部分的寬度，而是示出可與目前使用裝料嘴的可流動裝料機械一起使用的該袋子部分的原理。
另外，重疊邊的位置可以在左側外聯接條邊之外或進一步向內。重疊邊甚至可以圍繞在諸內聯接條面中的一個或在一中心聯接條褶痕處的一位置轉動。也可以通過將一單獨內折條部分或多個該部分插入、以及將它(或它們)密封到一袋頂(例如262)和密封到一搭接密封(例如在位置276之下的274)而產生這類閥。在這情況下，將不需要一內袋壁部分。兩種方式都能達到相同目的。但是，具有作為薄膜的一連續部分的內形狀的袋子是較佳的製造工藝。通過切去在水平傾斜密封84之下無用的內折條部分並對那些無用部分進行再循環可以改進這製造工藝。這類閥袋在本發明的裝料嘴上使用得很好。帶有位於側聯接條面中的、以及較佳地在中心聯接條褶痕處的閥孔的這類閥袋趨於整體是較佳的，這是因為易於發現閥孔和它們具有一較堅牢的結構，結構堅牢是因為袋和閥懸掛在裝料嘴上較平衡和在閥套的各側上使用了相等的薄膜材料層(2)。
在圖15中，錐形裝料嘴290類似於圖11的裝料嘴，它是在它的後方進入位置292連接於裝料設備(未示出)的一延伸管。裝料嘴290的前管部分294不傾斜並終止在出口位置298，在那裡可流動材料流入一隨後安裝的袋內。圍繞前部分294和出口位置298牢固定位的是帶有一尖端296的一第二較大的錐形管子300，該錐形管適合於方便插入一閥袋。在加壓裝料操作時允許空氣和粉末逃逸的空氣閥間302位於前部分294的外表面和錐形管300的內表面周圍。對於安裝在裝料嘴290上的一袋，如圖13所示，任何被包在其中的空氣和它伴帶的粉末沿箭頭方向流出，向後排出和離開將袋子裝在該嘴上的操作工的位置。通常這類裝料嘴結合體具有約2英寸至2.5英寸的內徑和約18英寸的長度，用於混凝土產品裝料。這裝料嘴結合體可以顯著地較小，用於小袋，或者顯著地較大，用於大袋或體積大的可流動的材料。為了滿足耐用性，這結合體可用鋼製造，但大多數可以用能夠形成為一管形的任何類型的材料，例如塑料或鋁。這裡所示的原理是提供空氣的逸散，從而在裝料過程中在高壓裝料操作中所使用的任何空氣不會夾在和留在袋內，例如發生在通常使用水泥和混凝土產品裝料過程中。對於結合有閥套在一錐形嘴上的牢固緊密配合的一高壓裝料方法，是希望有某些形式的空氣釋放。本發明的方法主要是不需要在塑膠袋中有通風裝置，使夾在內部的空氣可以隨後逸散。另外，本方法旨在空氣和粉末逸出路線向後進入一集中區域，在那裡能夠用一真空系統再捕獲它和返回原材料倉庫。通過使一空氣釋放管插入一裝料嘴，例如圖11所示那樣，也可以實現這集中的空氣和粉末逸出裝置。這樣，本發明提供了便於以離開該嘴的前側的一方向集中逸出空氣和粉末的一裝置，在該嘴處一個人正在工作，例如他/她將袋和袋閥安裝在該裝料嘴上或正監視一自動加工工藝。對於具有高粉末濃度和在裝料過程中使用空氣壓力的大多數場合，這嘴是較佳的型式。
在圖16中，儲存盒保持器410具有一左側412、一右側414(由於它與左側412相對，故沒有示出)、一前面420和一後側(由於它與前面420相對，故沒有示出)，並帶有垂直設置在儲存盒保持器內一疊閥袋422(包括以上所揭示的諸形式的一種的許多袋子)。帶有在上前角434內、在中心聯接條褶痕(未示出)內部對齊的閥孔和閥套的該疊袋子422位於儲存盒保持器內。靠近邊緣424、基本沿著前面420延續的是暢開的窄槽426，該窄槽允許取出一最前方的袋子。如圖所示，最前方的袋子428已部分地從儲存盒410抽出。可以通過若干方法完成抽出一袋子。首先，一工人可以用手抓住最前方袋子428的上前角430，向前拉它(箭頭方向)和通過暢開的窄槽426拉出，然後將閥孔432和閥套434裝在一附近的裝料嘴436上。另外的方法是通過兩個吸杯，將它們在上前角430處固定至前和後袋面(每個面一個)，從而在上前角430處抓住相對的面。在組合中，兩吸杯稍許拉開側連接條面，然後向前拉動袋子和裝在裝料嘴上。也可利用其它抓握操作；總原則是使諸袋子安裝在一傳統定位的儲存器內，用於隨後的手工或機械抽出。另外，可以稍許傾斜地定位儲存器，由重心使諸袋子保持成一直立配置。或者，一單個彈簧加載的柱塞裝置可實現相同用途。儲存盒還可以從側面、代替從頂部增加袋子。此外，諸袋子以一垂直布置狀態放置在一裝料嘴上之前可以保持在一水平布置狀態。
在圖17中，錐形裝料嘴440具有安裝在其上的一閥袋442，很像在這裡所述的任何袋子和裝料嘴。用壓力驅動的保持裝置444將袋442保持在適當位置中，當由光電管446驅動時該裝置向下運動、按住和保持袋442在嘴440上的牢固配合。保持裝置444在基底445處是U形，從而它適合於在裝料嘴上的袋的外形和以一角度面朝後，使一工人可以方便地將手放置在袋442的頂部的頂前方位置448處，同時在被驅動時保持裝置444的前方是安全止動部分452，該部分能在操作工在裝料嘴440上滑動袋442時防止手指或手通過。通常，保持裝置是帶有一像膠基底的金屬。安全止動部分由一有些柔性的材料，例如一硬像膠製造。
本發明的宗旨是改進現有的可流動材料的裝料操作，同時提高粉末控制和提高生產率。毫無疑問，能夠有可以考慮的許多變化和修改，所有這些變化和修改都被認為落在本發明的範圍內。
在這PCT申請提出時，已制出了包含本發明的實用的許多袋子。這袋的典型的壓平尺寸是10英寸寬和21英寸長。在與孔相對的側上，該袋具有一條2英寸向內延伸的焊縫。在有孔的側上，該袋具有一條5英寸焊縫。在壓平結構中袋的孔是約5英寸直線長度。該袋的實際功能是很驚人的。當用厚塑性材料製造時，該袋能充滿空氣地被吹起和自身密封。而且，一旦袋子自身密封，200磅重的人能站立在該袋上和袋內的空氣將不逸出。讀者會理解通過簡單的反覆試驗可以改變以上尺寸。
在以下權利要求書中，將保留術語「焊縫」，用於在相同主表面處的管材的兩平行側邊的連接，形成袋材的一連接。術語「密封」將涉及袋材的任何連接，包括一焊縫。
權利要求
1.一種具有一內部設置的焊縫的袋子，它在組合中包括一張塑膠袋材料，它具有兩個主表面和兩個平行側邊；一第一焊縫，它連接在相同主表面處的兩平行側邊，諸側邊設置在管子內部，使該張塑膠袋材料形成為一帶有在管子內部延伸的諸內折條部分的管子；以及至少一條越過管子的密封，用於形成一個有三側的袋子結構，從而袋子內部的壓力作用在設置在管子內部的諸內折條部分上，以提高第一焊縫的封閉性能。
2.按照權利要求1的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，包括至少兩個越過管子的密封，用於形成一個有四側的袋結構。
3.按照權利要求1的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，向內摺疊管子，用於形成向內摺疊的諸聯接條。
4.按照權利要求3的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，第一焊縫設置在一向內摺疊的聯接條處。
5.按照權利要求4的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，第一焊縫設置在向內摺疊的聯接條的內部的摺痕處。
6.按照權利要求1的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括至少兩條越過管子的密封，用於形成一個有四側邊的袋子結構；以及沿著面向管子內部的焊縫的諸相對側邊形成的一孔。
7.按照權利要求6的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括至少一第二焊縫，它構造在該孔處、基本與第一焊縫垂直、至少從第一焊縫延伸連接諸側邊設置在袋內，用於形成在內折條部分處的一連接，用於響應於袋內壓力封閉該孔。
8.按照權利要求7的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括第二焊縫，它相對第一焊縫傾斜設置，用於形成變化剖面的一孔。
9.按照權利要求7的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括第二焊縫，它相對第一焊縫傾斜設置，形成一從第一焊縫沿著管子的在內部設置的側邊減小剖面的孔。
10.按照權利要求7的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括在該孔處、與第一焊縫基本垂直地構成的兩條第二焊縫。
11.按照權利要求10的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括兩條第二焊縫，它們從第一焊縫會攏提供該孔，該孔沿著內折條部分在第一焊縫處有一大剖面，在袋內部為較小剖面。
12.按照權利要求7的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括第二焊縫，它被構造成靠近越過管子的一密封。
13.按照權利要求12的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括一條穿孔線，它設置在越過該管子的一密封的附近，從而消除在該孔附近的應力凹痕。
14.按照權利要求13的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於一穿孔線設置在一第二焊縫的附近；該穿孔線被分離；以及將管子內部設置的諸側邊從管子的內部拉出到管子的外部，形成用於袋子的內容物的一倒出口。
15.按照權利要求1的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於裝填袋子的固體內容物在袋子內形成壓力，作用在管子內部設置的側邊上，從而提高第一焊縫的封閉性。
16.按照權利要求6的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括設置在該孔內、從袋子的外部到袋子的內部的一導管，它用於對該袋子裝料。
17.按照權利要求7的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括一錐形導管，它從袋子的外部到袋子的內部地設置在該孔內，用於對該袋子裝料。
18.按照權利要求16的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括在第一焊縫中的該孔處、作用在導管和袋子之間的保持裝置，該裝置用於將該孔處的袋子保持於導管。
19.按照權利要求9的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括一錐形導管，它具有一較小的最前端和一較大後端，並設置在離開第一焊縫減小剖面的孔內、沿著諸側邊進入管子的內部；以及袋孔放置在較小的最前端和沿著錐形導管的一部分緊密地配合，從而牢固地保持住較大的後端。
20.按照權利要求1的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括沿著袋子的一頂邊設置、將兩平行側邊連接在一起的第一焊縫。
21.按照權利要求1的具有在內部設置的焊縫的袋子，其特徵在於，還包括沿著袋子的一邊延伸的一鄰近部分包括一模子切割出的把手，用於攜帶該袋子。
22.對具有一內部設置的焊縫的一袋子進行裝料用的工藝包括下列步驟提供從具有兩主表面和兩平行側邊的塑料片製造的一袋子，該袋子包括將兩平行側邊連接在一起的一第一焊縫，同時諸側邊設置在袋子的內部；以及至少兩條越過管子的密封，用於形成一有四側的袋子結構；從而袋內的壓力作用在袋子內部設置的諸側邊上，用於閉合該焊縫；提供沿第一焊縫形成的一孔；提供一導管；將導管裝配入該孔內；以及通過導管和該孔對袋子裝料，從而在袋子的內部施加壓力，從而袋內的壓力作用在第一焊縫和該孔上，用於提高第一焊縫和該孔的封閉性能。
23.包括權利要求22的諸步驟的、對具有內部設置的焊縫的一袋子裝料用的工藝，其特徵在於，還包括以並排關係安裝多個所提供的袋子，使它們的所提供的孔相互對齊；以及隨後將導管裝配進入諸袋子的諸孔內，順序地通過該導管對諸袋子裝料。
24.包括權利要求22的諸步驟的、對具有內部設置的焊縫的一袋子裝料用的工藝，其特徵在於所提供的孔從焊縫處的一大孔逐漸變細到兩平行側邊內部的一較小孔；以及所提供的導管相應地從鄰近焊縫處的大孔的一大的部分逐漸變細到靠近兩平行側邊內部的較小孔的一小的部分。
25.包括權利要求22的諸步驟的、對具有內部設置的焊縫的一袋子裝料用的工藝，其特徵在於提供與袋子相連通的一通風結構，用於在袋子的裝料過程中排出空氣。
26.包括權利要求25的諸步驟的對具有內部設置的焊縫的一袋子裝料用的工藝，其特徵在於所提供的通風結構被構造在袋內。
27.包括權利要求22的諸步驟的、對具有內部設置的焊縫的一袋子裝料用的工藝，其特徵在於所提供的通風結構被構造在導管內。
全文摘要
由具有兩主表面和兩平行側邊的一張塑膠袋材料製造成具有一內部設置的焊縫的一袋子。一第一焊縫將相同主表面處的兩平行側邊密封在一起，並帶有設置在管子內部的該兩側邊，從而將塑膠袋材料形成為一具有在管子內部延伸的諸內折條部分的管子。提供至少一越過管子的密封，用於形成一有三側邊的袋子結構(以及，較佳地兩條越過管子的密封，用於形成一封閉的有四側邊的袋結構)，從而袋內的壓力作用在管子內部設置的諸內折條部分上，以致提高了該焊縫的密封性能。在沿著面對管子內部的焊縫的相對諸側邊形成的一孔處對該袋子裝料。
文檔編號B65B1/18GK1602269SQ02815577
公開日2005年3月30日 申請日期2002年6月11日 優先權日2001年6月22日
發明者R·B·德馬泰斯, D·潘西爾 申請人:鮑勃迪買提斯公司