带有内配附件的袋子及其制造方法 【技术领域】
本发明涉及一种袋子，尤其是将填满可流动物质如食品材料的袋子，更具体的是涉及一种将填满可流动物质并且制成固定块，如通过冷冻。本发明还涉及制造这种袋子的方法和仪器。
背景技术
在食品包装工业中，有必要准备一些可以，从散装食品储备的填充头，高速填充液体或流体食品的现成包装袋。填满并密封的袋子被传送到食品被分发的地方。
为了使预制的袋子填满流动食品，袋子上设有与填充装置的填充头卡持的填充设备或喷嘴。喷嘴具有可分离的、可以从填充操作移开的可以保持住袋子内的内容的端盖或相似物。喷嘴可以提供后来散出食品的出口。喷嘴可以粘贴到袋子的外表面。然而，优选的是在喷嘴和袋子材料间在袋子的内表面上设一密封表面，这样可以更坚固地连接。更典型的是连接第一层到第二层的袋子，第一层具有内部安装的喷嘴，第一、第二层之间形成一个可以经由喷嘴达到的食品空腔。因此袋子具有在袋子的整体周围连接两层地密封件。这些密封件一般在袋子结构上存在潜在的弱点。
一些食品，如冰淇淋，奶油等，都需要冷冻来保存。食品的冷冻块可以在上述的袋子中通过在产品还是液体或可流动时将袋子充满然后将袋子冷冻来实现。当冷冻块被消耗掉，袋子材料被从产品上撕下以使块裸露。
当块被冷冻，通常袋子的拐角会包括冷冻块。这在移动袋子材料和保持最终块的光滑上存在问题，尤其是在拐角区域。另外，材料可能会被撕碎，这样当小袋子被撕成碎片时，移走和扔掉袋子就比较不方便。
【发明内容】
本发明目的在于提供一种包括具有较少数目密封件的内部安装设备或喷嘴的袋子。
本发明的另一目的在于提供一种用于冷冻产品的袋子，所述袋子当袋子材料被移走时提供冷冻块的光滑外部表面。
在本发明的一个方面，本发明提供一种从被压平的纵长管状薄板材料制成袋子的方法，所述材料被压平具有上、下设置的第一、第二面板，所述面板包括第一、第二多重折迭侧边缘外形，所述方法包括：
将至少一个侧边缘外形切开以限定一对自由边缘；
将自由边缘分开以提供设备的入口，所述设备具有限定密封面的凸缘；
将设备通过入口插入并且将设备定位在第一面板内的孔中；
将凸缘的面相对焊接到第一面板的内表面；和
将自由边缘焊接到一起。
优选的，方法包括在第一面板内形成设备孔的步骤。优选的，设备孔在分离薄板的自由边后通过冲孔实现。
便利的，第一、第二侧边缘外形的每一个均多重折迭成W形，包括上外伸折迭处、中间内伸折迭处和下外伸折迭处，第一、第二折迭边缘外形的至少一个外伸折迭处侧向延伸出其它外伸折迭处，延伸的折迭处被切开以定义一对侧延伸自由边缘。
在另一方面，本发明提供由上述方法制造的袋子。
在又一方面，本发明提供一种从压平薄板材料制造袋子的方法，所述薄板材料在折迭边缘处被预折迭以形成上、下设置的第一、第二面板，所述面板具有相对的内表面，每一第一、第二面板具有相对于折迭边缘对应的自由边缘，所述方法包括：
将第一、第二面板分离为限定在第一面板内的设备孔提供入口；
将分离的面板间的设备插入到孔，设备具有限定一内密封表面的凸缘；
将设备的密封表面密封到连接板的内表面；和
将第一、第二面板在接近于自由边缘的区域内密封。
优选的，所述方法还包括在第一面板内成形设备孔。
优选的，分离第一、第二面板的步骤包括提供第一、第二面板之间的分离组件。
优选的，第一、第二面板中的至少一个具有一个角板，所述角板由多重折迭处和延伸部分组成，所述延伸部分从角板向对应面板的自由端延伸，密封第一、第二面板的步骤包括将一个面板的延伸部分密封到另一个面板。
优选的，连接板进一步包括设在折迭边缘处的角板。
在另一方面，本发明提供一种袋子，所述袋子第一、第二相对面板、第一边缘、与第一边缘相对的第二边缘、设在第一面板内的设备孔和容纳在设备孔内的设备，所述设备具有一个限定一个密封到第一密封面板的内表面的内密封表面的凸缘，第一、第二面板从单一的折迭薄板材料制成以形成第一边缘，第一、第二面板从折迭边缘延伸到对应第一、第二自由边缘，第一、第二自由边缘密封到一起以形成第二边缘。
优选的，袋子还包括分别设在第一、第二侧边缘的第一、第二多重折迭侧边缘外形。便利地，第一、第二侧边缘外形的每一个均是多重折迭，形成一W形，包括上外伸折迭处、中间内伸折迭处和低外伸折迭处，第一或第二折迭侧边缘外形中的至少一个外伸折迭处侧向延伸出另外外伸折迭处，延伸折迭处被切开以限定一对侧向延伸的自由边缘。
优选的，第一、第二边缘的第一、第二面板密封到一起形成相对第三边缘和相对的第四边缘。
优选的，袋子还包括一个或多个控制袋子内部轮廓的轮廓密封件。优选的，一个或多个轮廓密封件包括在多重折迭侧边缘外形的内表面之间的密封件。优选的，轮廓密封件大致与第三和第四边缘邻近。
优选的，设备包括管体和可移开的端盖，端盖包括在袋子被充满后适于接收在管体内的插塞，从而插塞大致防止管体内的物质凝固。
在又一方面，本发明提供一种制造袋子的仪器，所述袋子从被压平的纵长管状薄板材料形成上、下设置的第一、第二面板制成，所述面板包括多重折迭侧边缘外形，所述仪器包括：
切开装置，切开至少一个折迭侧边缘外形以限定一对自由边缘；
分离装置，分离自由边缘以提供设备的入口，所述设备具有限定一密封面的凸缘；
插入装置，将设备通过入口插入并且将设备定位在设在第一面板内的孔中；
设备密封装置，相对第一面板的内表面密封凸缘的面；和
边缘密封装置，将自由边缘密封到一起。
优选的，仪器还包括盛开管状薄板的成形装置，所述成形装置包括挤出装置、定形装置和压平装置，挤出装置挤出大致圆形纵长管材料，定形装置制造圆管内的侧外形的折迭处，压平装置压平圆管以制造压平薄板。
优选的，仪器还包括在第一面板内制造设备孔的设备孔形成平台。
优选的，分离平台提供在第一、第二面板的自由边缘间的分离元件。
优选的，仪器还包括在薄板内制造一个或多个轮廓密封件的轮廓密封成形平台。
优选的，分离元件与设备插入平台大致协同定位。
优选的，密封平台与设备插入平台大致协同定位。在一个实施方式中，分离元件包括适于定位在第一、第二面板间的固定元件，固定元件在薄板被传送到设备插入平台时将第一、第二面板分离的更远。优选的，分离元件的至少一个部分设置在设备插入平台的上方。在一个可选择的实施方式中，分离元件包括可移动元件，可移动元件从退回位置移动到第一、第二层间的工作位置，在退回位置，第一、第二面板之间获得最小的距离，在工作位置，第一、第二面板间的距离增大。优选的，设备插入平台包括适于定位在连接板的第一、第二面板之间的板体元件，和推进臂，推进臂适于在退回位置与设备卡持，并沿板体促使卡住的设备到达与第一面板的设备孔对齐的位置。优选的，板体包括一止块，从而在一个位置卡住设备，并且在该位置处，设备与设备孔大致对齐。
在一个实施方式中，装置还包括切割袋子材料的连接板为独立的袋子的切割平台。在一个可选择的实施方式中，仪器还包括将连接板上的独立袋子之间局部分开的装置。
在另一个方面，本发明提供袋子制造仪器，所述仪器从在折迭边缘预折迭的薄板材料制造袋子以形成上、下设置的第一、第二面板，所述面板包括相对内表面，每一个第一、第二面板包括相对折迭边缘的对应自由边缘，所述仪器包括：
薄板传送装置，所述薄板传送装置将薄板经过若干工作平台传送；所述若干工作平台包括：
分离平台，分离第一、第二面板；
设备插入平台，将在分离面板间的设备插入第一面板内的孔，
设备具有限定第一内密封表面的凸缘；
密封平台，将设备密封表面密封到第一面板的内表面；和
边缘密封平台，在第一、第二面板间邻近自由边缘形成一自由
边缘。
优选的，所述仪器还包括在第一、第二面板之间形成密封件并且在折迭边缘和自由边缘密封之间延伸的侧边密封平台。
优选的，所述仪器还包括在第一面板内形成设备孔的设备孔成形平台。
优选的，分离平台提供在第一、第二面板的自由边缘的分离组件。
【附图说明】
下面通过没有限制作用的实施方式以及参考附图本发明进行描述，
其中：
图1为根据本发明的一个优选实施方式的袋子的示意图；
图2为图1所示袋子的端面示图；
图3为喷嘴和端盖装置的侧示图；
图3A为沿图3中B-B线的剖视图；
图4为成型为图1所示类型的袋子的块；
图5为本发明优选实施方式的加工平台的俯视图，该加工平台用于制造袋子。
图6为本发明一个实施方式的形成袋子的连接板的剖视图；
图7为形成平台的孔的立体图；
图7A为使用中形成平台的孔的剖视图；
图8为喷嘴安装平台的俯视图；
图9为图8中喷嘴安装平台的更详细的侧视图；
图10为分离组件的一个实施方式的纵向剖视图；
图11为连接板纵向方向看的处于密封位置的密封端的端面示图；
图12为形成对角轮廓密封的平台的示意图；
图13为形成长边密封的平台的示意图；
图14为侧面具有密封件部分成形袋子的俯视图；
图15为可选择的喷嘴插入平台的侧视图，所述喷嘴插入平台具有在回退位置的动力分离组件；
图16为图15所示的喷嘴插入平台的侧视图，其中分离组件处于工作位置；
图17为制造纵长管状薄片的挤出装置；
图17A-17F为通过图17挤出和折迭过程的管状薄片的累进的剖视图。
【具体实施方式】
参照图1和图2，根据本发明一优选实施方式的袋子10由单层聚乙烯薄片制成。可选择地，薄片也可以用多层材料，如尼龙/聚乙烯共同压延材料或碾压金属处理聚酯。袋子10具有上、下相对的主要矩形面板13、14，上、下矩形面板13、14连接到相对角形侧壁15、16和端壁17、18。上面板14连接到角形侧壁15、16沿拐角折迭19、20处围成屏障，下面板13沿下折迭拐角边缘21和纵长边缘密封或接缝22连接到角形侧壁15、16。角板壁15具有中央凹入角形折迭线23以限定角形面板15A、15B。相似的，侧壁16具有中央凹入角形折迭线24以限定解开面板16A、16B。
开口袋子端部沿水平接缝25、26焊接在一起，接缝25、26分别在端壁17、18的中间延伸。端壁18形成从端壁拐角向中心接缝26向内对角线延伸的焊接轮廓接缝，以限定三角形耳把或套28。这些控制了被填满的袋子的形状并且确保内部轮廓和最终的袋子光滑连续。因此，当袋子包括冷冻或固体物质，袋子不会有部分包括在固体块中。端壁17具有相似的三角形套。
块的形状由图4中袋子10来形成。块400具有由于角板壁15、16形成的侧壁401、402。由于袋子的对角轮廓接缝27，接合端壁17、18与角板侧壁15、16共同作用提供具有矩形端壁403、404的块。通过防止袋子材料的任一部分在冷冻过程中被包括在冷冻决中，由袋子造成的冷冻块的形状便于袋子容易以一个整体连续的工件被取走。还有一有利之处时，块子具有光滑漂亮的外表。
为了可以填充袋子，袋子10具有一个包括端盖31的喷嘴。喷嘴30和端盖31在图3和图3a中被详细示出。喷嘴30包括一般管体32，管体32具有一贯穿其中的中央开口33。从管体中央延伸的是一中间凸缘34，该中间凸缘34分别限定上、下圆周槽35、36。上凸缘37从管体32的上边缘延伸与端盖31卡合。下环状凸缘38从管体32的下边缘延伸。凸缘38具有提供密封表面的上表面39，该密封表面39以下面将要描述的方式紧固在袋子的内表面。
端盖装置31包括适于容纳在管体32的环形开口33内的柱状插塞40。插塞具有向外延伸的密封板41，密封板41容纳在成形于管体32内的开口33中以使端盖压紧配合到管体32。当端盖31安装到喷嘴32时，插塞40的下表面43大致与下凸缘的下表面44平齐。因此，当袋子被填满或冷冻，插塞40可防止管体内的材料冷冻，因此便于袋子的后续移动，及确保喷嘴的预防措施(provision)不会由于冷冻块洁净表面的光洁度而损坏。
一环状外伸凸缘45从插塞31的上边缘延伸，以形成与喷嘴的凸缘37的搭扣配合。端盖31还包括为注入头的端盖脱离器提供底面卡合的端盖凸缘43。喷嘴和端盖均是由线性低密度聚乙烯材料注射成型的。
当将喷嘴以下述的方式组装到袋子内表面时，喷嘴和端盖组合相对于现有技术的袋子具有较低的轮廓以提供通过入口获得较易的插入，入口在半成品袋子的面板之间。
图1-3a所示的生产袋子10的优选的方法将参照图5-14进行详细描述。图5示出了袋子材料50的管状连接板在经过箭头50A所示方向的若干工作平台的过程中的俯视图。在成孔平台51处，一系列间隔开的喷嘴开口在连接板材料的上层被制造。在固定喷嘴平台52处，连接板材料的上层被提高，喷嘴被通过设在层之间并与喷嘴开口对齐的孔插入。喷嘴在该平台上被密封到连接板上。在焊接平台53处，形成对角轮廓焊。在最后密封平台54上，形成平行密封件以限定相邻袋子的最后密封。袋子的开口端边缘在密封平台55、56上通过两个密封过程被密封。在切割平台57上，袋子在平行端密封件之间被切开形成其最后长度。
工作平台51-57接收袋子材料的连续连接板。管状连接板在吹胀挤塑线中制成，然后，以下述的方式—参照图17，滚压以形成图6中截面所示的折迭连接板。管状连接板60具有上层64，与下层63通过折迭边缘62共同延展，折迭边缘62包括一角板装置68。相对折迭边缘的分别是上、下层的自由边缘66、67。第二角板装置69上层内，包括在角板69和上层间的延伸部65，延伸部65与下层部分重迭从而自由66、67大致对齐。角板18、19分别包括上外伸折迭处601和中间内伸折迭处602。在折迭边缘角板68上还设有下外伸折迭处603从而角板定义一W形的排列。在自由边缘角板69上有超过上外伸折迭处601向自由边缘67延伸的部分65，部分65提供密封袋子的密封区域。如图6所示，自由边缘66、67在这一步骤没有连接，因此自由边缘66、67限定一个将组合好的喷嘴和端盖装置插入其中的入口。
对照图17，示出一连接板成形平台和制造图6的连接板的过程。图17A-17F示出了图17中A-F阶段的连接板不同过程制造的剖视图。在A阶段，如图17A所示，一推挤型圆柱纵长管60在一种现有的挤出设备171中成型。成型的管170通过一柱形塔175被吹胀，管170上端与相对的角板板176、177卡持形成角板侧壁，如图17B所示。
继续向下移动经过成形平台，管与引导滚子178卡合开始压平纵长管并且将其限定为管的两相对面板。滚子178和角板板176、177合作提供角板装置的向内、向外延伸的折迭处，角板板被具体构造以创造出不对称弯曲折迭处179。然后管通过一系列压轮80和导锟81，压轮与导锟提供D阶段(如图17D)的进一步的压平动作。被压平的管被传过切割平台E，切割平台E包括切开角板部分179的刀片182以在管中制造侧开口183。最后，被压平且侧向开口的连接板被绕滚子184卷以供应到工作平台上。业界人士应当注意的是切割平台可以做为将要描述的工作平台的第一个平台而不是在成型过程后的一个平台。
请参照图5所示，连接板60可以经过工作平台51-57以任何一种合适的传送装置如众所周知的牵引轮传送装置来传送。可选择地，本发明的发明者发现了最合适的方法是提供一种硅传送带(silicon conveyingbelt)，连接板的侧接缝可以被临时焊接到所述的硅传送带上以提供必要的传送张紧力。在到达切割平台之前或到达切割平台时，焊接接缝可以从带上分开。
参照图7和图7a，所示为在成孔平台51上在连接板60材料上形成孔的冲孔模装置70。连接板60被分开从而上、下层64、63在拉模板71的上下移动。拉模板71包括一环形孔75以容纳往返冲孔机72。冲孔机72前端具有一环形刀刃73尺寸正合适地容纳在模孔75内。冲孔机75设置在拉模板71上从布连接板的上层64处于冲孔机72和拉模板71之间。当冲孔机向下移动与拉模板共同作用时，连接板材料的环形部分被捕获在冲孔机72和模71之间并且被切下从而在连接板上制造出一环形孔。一吸取装置被应用到贯穿拉模71中心的孔75处从而材料的冲孔部分经过板被移开并且不会影响到工作平台的剩余部分。连接板被前移到喷嘴安装平台52。
现在将参照图8和图9对喷嘴安装平台52进行描述，图8提供了上连接板层61被部分切掉以显示具体的喷嘴安装平台的示意性俯视图。喷嘴安装平台包括一平台80，平台上提供一个将被安装并密封到上连接板层64上的喷嘴孔83的喷嘴。平台80上设置一推进臂，从而在缩回位置(图8中的实线)推进臂从喷嘴供应处85接收一个喷嘴30同，在伸展位置(图8中虚线)促使喷嘴30进入与连接板的喷嘴孔对齐的位置。推进臂87具有V字形的把手84，把手可以容纳在喷嘴的一个圆周槽内或者与喷嘴的中间凸缘卡合。
平台80具有一个止块87，止块87与喷嘴的下凸缘38卡持以提供喷嘴的行程限制，从而确保喷嘴与连接板的喷嘴孔合适的对齐。在这个位置，平台还具有一个凹入槽道(未图示)，凹入槽道容纳喷嘴的凸缘从而喷嘴会与连接板的喷嘴孔的轴线对齐。
为了在连接板64与平台80下面提供一个足够喷嘴30插入的入口，提供了一个提升上连接板层64的分离臂81。图10示出了沿分离臂81C-C沿线的部分示意的纵向剖视图。连接板运动的方向由箭头101表示出。当连接板向喷嘴插入平台前进时，上层64与分离臂81接触并且变得与下层61分开地逐渐变宽。喷嘴插入平台的平台80横过分离臂81设置。分离臂81在剖面上是膨胀的，并且具有一个在平台80上以凸起方式弯曲的上层引导表面81A和一个在平台80下方的以凸起方式弯曲的一层引导表面81B，分离臂包括一个当连接板前进时逐步分离上、下连接板层的光滑特定轮廓。发明人发现，如果分离太突然，那幺连接板沿传送装置的路径问题会经历的。上连接板层64仅被举起以足够下层下的喷嘴的插入。上、下层过多的分离会导致路径问题并且会破坏连接板折迭边缘处角板的完整性。为了提供上、下层的最小的分离，喷嘴具有比现有系统中应用的还小的轮廓，现有技术系统中的上、下层包括材料的分离连接板。
向推进臂提供喷嘴的喷嘴供应机械装置对本领域普通技术人士是公知的并且不形成本发明的一部分。相应的，对喷嘴供应机械装置此处就不再详述。进而，可以理解的是，此处对推进臂机械装置的描述也是可以将喷嘴与连接板的喷嘴孔对齐的多种可能装置中的一种。其它合适的机械装置包括转动板，转动板上可以具有沿外围设置的一排列喷嘴，这些喷嘴次序转动以与连接板的喷嘴孔对齐。
连接板的下层63在平台的下表面下位移。这提供与连接板路径相关的连接板上、下层的最小的分离。
请再参照图9，图9中示出了与喷嘴台协同定位的密封头88。密封头98包括一个设置在末端的环形加热组件89，加热组件89容纳在喷嘴30的端盖的上部。
在喷嘴插入平台，连接板向前移动直到连接板上的喷嘴孔放置在密封头89下。当连接板移动时，上、下层以下述方式分离。当连接板继续移动，推进臂82促使上、下连接板层之间的喷嘴30。一旦喷嘴30卡持住止块87，推进臂82退回。然后密封头88在图11所示的喷嘴30上向下移动以相对喷嘴30的环形凸缘387压上连接板层。环形加热组件89加热上连接板层64的密封件到喷嘴凸缘38。密封头88退回从而连接板可以移动到下一加工平台。当连接板从喷嘴固定平台52移动时，连接板的上层64继续在分离臂81上移动，此时分离臂81具有向下倾斜轮廓从而上、下层又被带到相互相邻的位置。
在如图12所示的轮廓焊接成型平台，特氟纶板121、122被插入到角板15、16的折迭处之间，以分别分离上层15A、16A和下角板面板15B、16B。利用已有的密封焊接工艺，轮廓焊接成型头123被从连接板的上部和下部带到与左和右、上和下角板折迭处连接以形成对角线焊缝。特氟纶板按要求确保焊接仅在上角板折迭处和下角板折迭处的内表面上形成，并且防止焊缝在接触上、下折迭处的外表面成形，否则当袋子被注满时将会阻止角板张开。
一旦轮廓焊接成形，连接板移动到图13所示的工作平台，在该处利用密封头130在连接板的自由侧边缘66、67的上、下层之间成形一个纵长边缘密封22。在这一点上，成形过程的连接板是管状的。
一旦纵长边缘密封被制成，端密封25、26在两个阶段过程被制造，第一阶段是利用被加热的线形成一个预加热的密封件，然后移动连接板到最后的密封阶段，在最后的密封阶段，另一个被加热的线被用来完成焊接。两个阶段的密封过程使得通过预加热过程的加热时间贯穿连接板的外层到内层，尤其是在使用最终加热之前的包括四个层的角板区域。两个阶段的过程防止的外层的过加热，同时确保内层间的良好密封。在最后的过程平台，利用已知的合适技术，袋子被切开到一定长度。袋子从连接板的分离可以仅是部分分离，例如通过打孔，这样最终产品是一连串的可分离的袋子。
上面描述的连接板层分离机械装置利用一固定轮廓的分离组件，当连接板逐渐向喷嘴插入平台移动时，该分离组件分离上、下连接板层。在图15、图16所示的可选择的实施方式中分离组件151是动力分离组件。当连接板被移动到喷嘴插入平台，分离组件151放置在靠近平台80的上连接板层64的自由边缘67的下方，从而获得上、下连接板层的最小分离。被插入的喷嘴30被推进臂82卡住但保持在连接板的外侧。一旦连接板被移动到喷嘴插入平台并且停止在该处，分离组件151被伸长到图16所示的位置，在该位置上连接板层61被举起。当分离组件151举起连接板，推进臂82以前面描述的方式伸长从而喷嘴30在分离组件制造的分离处移动。一旦喷嘴卡住止块87，推进臂82和分离组件151退回。当连接板64下降时，喷嘴30容纳在连接板的喷嘴孔内准备以前面描述的方式通过密封头88密封。
本发明优选的实施方式已经参照制造袋子描述了，袋子每一侧边缘具有角板装置，并且在袋子的拐角处形成对角形轮廓焊接缝。这样的袋子结构是理想的用于容纳要冷冻的产品。当膨胀或充满时，袋子的形状是角板和焊缝均光滑倾斜角落。另外，因为袋子是由一纵长接缝形成，而不是在每一纵长边缘均有接缝，这样制成的袋子更坚固。
然而本领域技术人士可以理解，此处描述的方法和装置与角板的数目无关，如果袋子里有角板。还可理解的是，与单一片袋子被描述的同时，附加面板，如制造一个或多个侧壁或端壁也是可以的。
本领域技术人士可以理解的是自由边缘角板可以成形在下或下层上。还可以理解的是应用的密封方法将通过使用的袋子材料的类型决定多或少程度。例如，具有外层的双层材料的焊接温度比内层使用的低，当纵长密封将形成在角板的内层之间时，没有必要提供从自由端到角板延伸的延长部分，例如，这些层具有低焊接温度。
此处使用的术语纵长的是参照图描述的实施方式使用的，在图中纵长的轴线是沿着连接板经过过程平台移动的轴线。在图中，纵长的轴线与与袋子制造的长轴线是平行的。在可选择的实施方式中，连接板可以被切开从而从连接板制造的袋子的长轴线与连接板的纵长轴线是交叉的。
本领域技术人士可以理解，在不偏离本发明的精神和保护范围，可以对描述的本发明具体实施方式做一些修饰和改变。因此实施方式仅对本发明起描述说明作用而无任何限制。