BRPI0717184A2 - Sistema de trado duplo e método para encher sacos com massa fluida - Google Patents
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Description
"SISTEMA DE TRADO DUPLO E MÉTODO PARA ENCHER SACOS COM MASSA FLUIDA"
Histórico
Esta patente de invenção se refere a um aparelho e método que molda um saco flexível, enche-o com uma composição de massa semifluida e sela o saco para ser despachado. Mais especificamente, refere-se a um aparelho para formar-encher-selar que enche de maneira rápida e precisa o saco até um peso apropriado. Na construção de prédios, um dos elementos
mais comuns é a placa de gesso para revestimento de paredes, geralmente conhecida como drywall, usada na construção de paredes e/ou tetos. As paredes feitas de placas de gesso são convencionalmente construídas fixando os painéis em vigas ou traves, e então enchendo e revestindo as juntas entre os painéis com uma composição preparada especialmente chamada material para acabamento de juntas. Esse processo geralmente prossegue colocando um composto para acabamento de juntas e fita de rejunte dentro da junta constituída pelas bordas das placas que se tocam e embutindo uma fita permeável a líquido dentro do composto de rejunte. Quando seco (ou assentado), um segundo revestimento compreendendo um composto para acabamento tipo revestimento superior é aplicado à junta. Esse revestimento superior é levemente lixado, então aplicada uma terceira demão e realizado o acabamento convencional. Outro grau de composto para acabamento de junta é um composto para muitas finalidades usado tanto para embutir a fita como para aplicar demãos de acabamento. Pode ser dado um efeito decorativo à parede acabada e à junta com o composto para acabamento para muitas finalidades de modo a obter um acabamento texturizado.
Existem dois tipos gerais de composto para acabamento de junta, tipo assentamento e tipo secagem. O composto para acabamento de junta tipo assentamento assenta e fica firme quando reações de hidratação convertem o hemiidrato de sulfato de cálcio e água em uma matriz de travamento de cristais de diidrato de sulfato de cálcio. O excesso de água evapora. O composto tipo secagem fica firme depois da perda de água por evaporação.
Cada forma de composto para acabamento
de junta é vendida como uma mistura de pó seco ou em forma de uma massa aquosa. O pó seco inclui carbonato de cálcio ou gesso calcinado e formas secas de aditivos apropriados. Cada forma possui suas vantagens dependendo do que está disponível no local de trabalho. A mistura seca requer o transporte de menos material. Contudo, requer a disponibilidade de água e de equipamento para a mistura. Quando esses materiais não estão prontamente disponíveis, ou quando o serviço é muito pequeno tornando inconveniente sua obtenção, um composto para acabamento de junta pronto para usar pode ser a forma mais adequada para realizar o acabamento.
A preparação de um composto para acabamento de junta, tipo assentamento, pronto para usar, necessita de componentes químicos adicionais comparados ao composto para acabamento de junta tipo secagem ou mistura seca. Contudo, uma vez adicionada água ao gesso calcinado, começa o processo de assentamento a menos que evitado quimicamente. Retardadores de endurecimento são adicionados em quantidades suficientes para evitar a solidificação. Antes do uso, é adicionado um acelerador de endurecimento ao composto para acabamento pronto para usar de modo a superar os efeitos do retardador de endurecimento. Se o composto para acabamento de junta tipo secagem possuir água, o endurecimento da massa fluida pode ser retardado caso não se permita que a água evapore. Manter um composto para acabamento de junta tipo secagem hermeticamente vedado é suficiente para mantê-lo em forma de massa fluida.
Os produtos de massa fluida têm sido um desafio para os especialistas em embalagens. O produto é muito pesado devido ao peso da água. É fluido dentro da embalagem, permitindo que a distribuição do peso se desloque. Se a embalagem for rompida ou perfurada, as massas fluidas tendem a vazar, estragando outros produtos existentes nas proximidades. Convencionalmente, os compostos para acabamento de junta prontos para usar são embalados em um balde plástico ou caixa de papelão revestida de plástico. A parte externa dura das embalagens oferece proteção contra o rompimento e perfuração do produto, dando apoio à massa fluida pesada e oferecendo uma embalagem mais fácil de empilhar em um palete sem ocorrência de deslocamento.
Contudo, essas formas de embalagem são muito caras em comparação ao saco plástico. Além do custo dos materiais de embalagem, são necessários equipamentos adicionais para completar a embalagem, incluindo moldadores de caixa de papelão, inseridores de sacos, seladoras de caixas de papelão, máquinas para a colocação de tampas e folhas e seladoras de tampas. É necessário mais mão de obra para operar e manter essas máquinas extras. A área coletiva ocupada pelos equipamentos de embalagem é grande, exigindo uma instalação grande e o investimento de capital correspondente.
Algumas máquinas para enchimento da técnica anterior moldam o saco e transferem a maior parte do produto para o saco em uma estação, então o saco vai para a segunda estação para ser finalizado com precisão. É necessário mais tempo e também mais equipamentos para mover o saco parcialmente cheio de massa fluida para a segunda estação de enchimento. A movimentação do saco oferece oportunidades para a ocorrência de derramamentos ou danos causados ao saco também. Embora o acabamento e selagem do saco em uma segunda estação de enchimento possam poupar um pouco mais de tempo naquela primeira estação, o tempo total necessário para enchimento do saco, incluindo o tempo de transferência não é necessariamente reduzido e oferece oportunidades para a ocorrência de dano ao produto. Também haverá um custo associado ao pessoal adicional para operar e manter o equipamento extra.
A técnica anterior revela pouco sobre a embalagem de composições de massa fluida. Freqüentemente são usados sacos plásticos para embalar materiais em pó ou granulares com tamanho de partícula acima de 100 mícrones. A massa fluida do composto para acabamento de junta tem sido embalada em um tubo como na Patente norte-americana No. 4.436.204. O composto para acabamento de junta é bombeado para dentro do tubo. O ar é removido do tubo, sendo então amarrado ou amassado para fechar. É pulverizado um umectante no interior da embalagem do composto para acabamento de junta pronto para usar de modo a manter o teor de umidade uniforme na Patente norte-americana No. 5.323.588. Na patente norte-americana No. 5.413.154, materiais granulares são alimentados por meio de um trado em um conduto de distribuição por gravidade. É possível obter uma variedade de produtos especiais programando quantidades selecionadas de materiais, proporções selecionadas ou velocidades selecionadas.
Os materiais são alimentados em uma linha de transferência que então muda para uma localização de distribuição na qual a mistura é colocada em recipientes. Massas fluidas, tais como lodo de perfuração, são opcionalmente feitas mediante o acréscimo de um líquido ao produto granular. Existe no estado da técnica a necessidade
de uma alternativa de embalagem de baixo custo aos baldes plásticos e caixas de papelão revestidas para produtos de gesso prontos para usar. Também existe uma necessidade de uma linha de embalagem que meça com precisão o produto vendido por peso. Há ainda outra necessidade de um sistema e método de embalagem que ocupem menos espaço e possam ser operados com o mínimo de pessoal.
Sumário Da Invenção
As necessidades acima mencionadas são atendidas ou superadas pelo sistema aperfeiçoado e aparelho para embalar material de massa fluida. O sistema usa um saco plástico a um custo consideravelmente menor se comparado à caixa de papelão revestida ou balde plástico.
Mais especificamente, a massa fluida é embalada em saco plástico usando um aparelho modificado para moldar-encher-selar. O aparelho foi preferivelmente modificado para selecionar a quantidade apropriada de massa fluida por peso. Os sacos são cheios usando um sistema de trado duplo que inclui um trado de volume e um trado de precisão que enchem um saco. O trado de volume ou os trados trabalham em conjunto por um primeiro período de modo a carregar rapidamente a massa fluida em uma parte grande do saco. Durante um segundo período, a operação trado de volume é paralisada, permitindo que o trado de precisão sozinho finalize os sacos. Os períodos são determinados por tempo ou pelo volume ou peso do produto que entrou no saco.
Em outro aspecto desta invenção, um método para embalagem de produto de massa fluida inclui moldar um saco, encher o saco usando o sistema de trado duplo, então selar o saco. Conforme descrito acima, pelo menos um trado de volume e um trado de precisão enchem o mesmo saco simultaneamente por um primeiro período. Durante um segundo período, o trado de volume é paralisado, permitindo que o trado de precisão complete o processo de enchimento. O método e sistema desta invenção prevêem
o enchimento rápido e preciso dos sacos com massa fluida. O uso de ambos os trados simultaneamente agiliza o enchimento do saco. Quando o trado de volume é paralisado, o enchimento lento pelo trado de precisão assegura o carregamento de uma quantidade precisa de massa fluida no saco.
Comparado ao uso de embalagem convencional, também é conseguida economia com a redução da quantidade de equipamento necessário para embalar a massa fluida. Usando uma máquina modificada para moldar-encher-selar, a máquina simples é tudo que é necessário para moldar um saco plástico, enchê-lo de massa fluida, selar o saco e prepará-lo para embarque. Não há necessidade de equipamento para moldar caixas de papelão, alinhamentos, inseridores de sacos, seladoras de caixas de papelão, máquinas para colocação de tampa e folhas de revestimento ou seladoras de tampas. A operação de embalagem é concluída em um espaço muito menor, permitindo que parte da fábrica seja usada para outras finalidades ou exigindo um gasto de capital menor.
São necessárias menos pessoas para operar
e manter o equipamento de embalagem porque há menos equipamentos. Embora o processo seja automatizado, os trabalhadores ainda são necessários para eliminar desarranjos, executar a manutenção de rotina e colocar matéria prima nas máquinas. Considerando haver menos máquinas para assistência técnica, são necessários menos operadores e um número menor de pessoas para manutenção.
Ainda outra vantagem da presente invenção é a moldagem, enchimento e selagem do saco sem deslocar o saco para outra estação, reduzindo a oportunidade para a ocorrência de derramamentos ou danos aos sacos cheios de produto.
Breve Descrição Do Desenho
Fig. 1 é uma vista da frente da máquina para
moldar/encher/selar. Descrição Detalhada Da Invenção
Referências direcionais aqui descritas se referem à máquina para moldar-encher-selar, geralmente (10) e seus componentes, conforme orientado na FIG. 1. Uma máquina para moldar-encher-selar (10) inclui um moldador de saco, um enchedor de saco e uma seladora de saco. Um saco é produzido por essa máquina, sendo então cheio de massa fluida, por exemplo, composto para acabamento de junta à base de gesso pronto para usar.
Um aparelho que exemplifica uma configuração é capaz de ser obtido pela modificação da Máquina para Moldar/Encher e Selar convencional. A Máquina para Moldar/Encher e Selar Matrix Pro Max 2024 P ("2024 Machine") da Matrix Packaging Machinery (Saukville, Wl) pode ser modificada para conseguir pelo menos uma configuração desta invenção. Um técnico de desenvolvimento de máquinas semelhantes também seria capaz de projetar e construir uma máquina para moldar/encher/selar possuindo as características aqui descritas.
Com referência à FIG. 1, uma máquina embaladora para moldar-encher-selar geralmente (10), é apoiada por uma estrutura primária (12) que suporta vários componentes da máquina, mantendo-os a uma altura convencional durante o uso. O material do qual é feita a estrutura primária (12) não é importante, desde que seja suficientemente robusto para suportar todos os componentes da máquina de embalagem. De preferência, a estrutura primária (12) é feita de metal, por exemplo, aço, particularmente aço inoxidável. Uma pluralidade de suportes verticais (14) é parte da estrutura primária (12) à qual são presos outros componentes da máquina embaladora. Os suportes verticais não precisam ser exatamente verticais, mas são suficientemente verticais para espaçar os componentes da máquina em uma disposição viável. A parte horizontal mais acima da estrutura primária (12) é uma mesa (16).
O conjunto para fabricação de sacos, geralmente (20), molda um saco (21) a partir da folha de filme plástico (22) de um rolo (24). O rolo (24) de filme plástico selável, flexível (22) adequado para uso em embalagem é montado na estrutura primária (12), de preferência em um eixo (26) que permite que este gire e alimente livremente o filme (22) a um mandril (30). Um ou mais rolos de aperto (não ilustrado) são usados para recolher a parte frouxa enquanto o filme (22) sai do rolo (24) e para alimentar o plástico no comprimento exato pela detecção de receptores tipo olho previamente impressos. Os rolos de aperto também oferecem tensão apropriada para o processo de moldagem do saco.
Os sacos (21) são feitos usando qualquer filme plástico flexível, selável (22). Os filmes preferidos (22) incluem polietileno, poliéster e nylon co-extrudado, contudo, pode ser usado qualquer filme plástico passível de uso em uma máquina para moldar-encher-selar. Filmes com múltiplas camadas tais como aqueles dotados de camadas de nylon e de polietileno, são especialmente úteis para sacos grandes (21), quando é necessário empregar força adicional para carregar o peso. A espessura do filme varia de 0,004" até cerca de 0,008". De preferência, a folha de filme (22) é dimensionada de modo que o filme tenha largura suficiente para produzir a circunferência de um tubo (32) a partir da qual é formado o saco (21), com uma margem para bordas (34) para formar uma junção (38) para fechar o tubo.
Um conjunto de tubo de moldagem, geralmente (40), molda o filme (22) no saco (21). O conjunto de tubo de moldagem (40) inclui o mandril (30), um tubo de moldagem (42) e pelo menos uma placa de montagem (44). Esse conjunto determina o tamanho do saco (21) a ser feito. Se for necessário que o saco (21) tenha um tamanho diferente, é preciso mudar o tamanho do tubo de moldagem (42). O uso de um conector de liberação rápida (não ilustrado) é preferido para que o tubo de moldagem (42) seja facilmente retirado para substituição por um conjunto de tubo de moldagem de outro tamanho para produzir um saco de tamanho diferente (21).
A placa de montagem (44) é presa à placa de montagem superior (50) por um ou mais dos suportes de tubo de moldagem (46) em um ponto descoberto com filme plástico (22) quando a máquina estiver em uso. Essa disposição permite que o tubo de moldagem (42) e mandril (30) fiquem suspensos da placa de montagem superior (50). De preferência, o tubo de moldagem (42) é parafusado à placa de montagem superior (50). Afrouxando os parafusos (não ilustrados), é possível trocar o tubo de moldagem (42), se for necessário produzir sacos (21) de tamanho diferente. Um tubo de moldagem preferido (42) é um retângulo com extremidades semicirculares. O filme plástico plano (22) vem do rolo (24) e dos rolos de aperto e é puxado no mandril (30), o qual guia o filme enquanto este envolve o tubo de moldagem (42) para constituir um tubo (32). Assim que o filme (22) envolve o tubo de moldagem (42), tanto o tubo de moldagem como o filme passam por uma abertura na placa de montagem (44).
De preferência, as dimensões do tubo de moldagem (42) variam como necessário para fazer um saco (21) de tamanho apropriado. O tubo de moldagem (42) muitas vezes possui um corte transversal retangular ou circular, embora esteja previsto o uso de outros formatos. Um tubo de moldagem preferido (42) é um retângulo com extremidades semicirculares. O tubo de moldagem com 11½ polegadas (29,2 cm) de largura e cerca de 3 polegadas (7,6 cm) de profundidade era satisfatório para fazer sacos de 30 libras (13,6 Kg) de massa fluida de vedação (64). O formato do tubo de moldagem (42) não é importante, desde que dimensionado para criar um saco de tamanho aceitável (21). Está previsto que o tamanho do tubo de moldagem pode variar 2-3 polegadas (5,7 cm) em cada dimensão sem efeitos indesejados. De preferência
O tubo de moldagem (42) varia de cerca de polegadas (10 cm) para cerca de 15 polegadas (38 cm) de largura. Em seguida, as bordas do filme (22) são unidas e o selo de borda (38) é formado com uma primeira seladora (52) para formar o tubo substancialmente contínuo (32). O selo de borda (38) se estende ao longo do comprimento do tubo contínuo (32) em uma direção paralela ao eixo longitudinal do tubo de moldagem (42). No saco acabado (21), o selo de borda (38) percorre a lateral ou a parte de trás do saco de cima para baixo. Muitas vezes a primeira seladora (52) está em posição vertical e usa calor para unir as bordas do filme (22). Um primeiro dispositivo de selagem preferido (52) é uma corrente de ar quente direcionada para as bordas (34) do filme, unindo-as. Também poderia ser utilizado qualquer tipo de dispositivo de selagem, incluindo uma seladora por impulso ou seladora de resistência, como primeira seladora (52). Um operário habilidoso do setor de embalagem reconhecerá prontamente que podem ser usados neste tipo de equipamento outros tipos de selos, inclusive selos com aba e selos de contato, com uma escolha adequada das unidades moldadoras.
Para fácil troca do conjunto de tubo de moldagem, o primeiro dispositivo de selagem é montado na estrutura por um braço oscilante (54) preso à parte da estrutura primária (12) ou uma estrutura interna (93). O braço oscilante (54) afasta o primeiro dispositivo de selagem (52) do tubo de moldagem (42). Essa ação cria espaço ao redor do tubo de moldagem (42) quando o conjunto de tubo de moldagem (40) é trocado para um tamanho diferente para fazer sacos (21) de vários tamanhos. Quando o novo conjunto de tubo de moldagem (40) está instalado, o braço oscilante (54) é recolocado em sua posição com o primeiro dispositivo de selagem (52) adjacente ao tubo de moldagem (42).
Opcionalmente, a movimentação do filme plástico (22) ao longo do comprimento da parte externa do tubo de moldagem (42) é auxiliada por um ou mais transportadores de saco (56). Exemplos dos transportadores de saco (56) incluem uma correia de alimentação motorizada (60), banda de rodagem ou roda (não ilustrada) que são posicionadas contra o filme (22) para que o atrito do transportador de saco (56) empurre o filme para baixo ao longo do tubo de moldagem (42). Um saco fixado (62) é a parte do filme plástico (22) na parte inferior do tubo de moldagem (42) dotada de uma junção inferior (63) para que seja capaz de aceitar a massa fluida (64). De preferência, as correias de alimentação (60) mudam a velocidade, iniciam ou param, dependendo da velocidade na qual o saco fixado (62) está sendo cheio de massa fluida (66). Durante o enchimento do saco fixado (62), as correias de alimentação (60) movimentam o tubo contínuo (32) lentamente, se muito. Enquanto o saco cheio fixado (62) está sendo selado e cortado, as correias de alimentação (60) estão paralisadas. As correias de alimentação (60) movimentam o tubo contínuo (32) rapidamente após um saco cheio (21) desaparecer e o saco fixado (62) começar a encher. Quando o saco fixado (62) está sendo finalizado, a velocidade de enchimento e, por conseguinte, a velocidade de movimentação do saco, diminui. De preferência, existem pelo menos dois transportadores de sacos (56) posicionados em lados opostos do tubo de moldagem (42).
O transportador de sacos (56) é operado por um controlador computadorizado (70) que coordena a operação das partes em movimento de modo que seja possível obter operação em alta velocidade. Por exemplo, o controlador (70) determina a velocidade de enchimento, a movimentação do filme plástico (22) e a operação de uma ou mais seladoras. De preferência, o controlador (70) é um dispositivo digital, tal como um micro- computador. Contudo, o uso de um ou mais dispositivos analógicos de controle também é contemplado. Um controlador especialmente preferido (70) é qualquer um projetado para ser usado com equipamentos para Moldar/Encher & Selar, tais como aqueles feitos pela Rockwell Automation Allen-Bradley & Rockwell Software Brands de Milwaukee, Wl. O uso de controladores (70) para automação de processos para Moldar/Encher & Selar é bem conhecido pelos técnicos da área.
O conjunto para enchimento de sacos (72) inclui equipamentos para liberar a massa fluida (64) dentro dos sacos (21). Um material de enchimento volumétrico (74) libera a massa fluida (64) em remessas separadas no funil ou tanque de alimentação (76). O funil (76) alimenta constantemente a massa fluida (64) e fica de preferência em uma localização elevada, de modo que a gravidade ajude no fluxo de massa fluida. A massa fluida preferida (64) é o composto para acabamento de junta pronto para usar do tipo assentamento ou tipo secagem. O composto para acabamento de junta tipo assentamento é baseado em hemiidrato de sulfato de cálcio que é convertido em diidrato de sulfato de cálcio depois da adição de água. Um produto preferido para uso com esta invenção é o SHEETROCK® Brand Lightweight Setting-Type Joint Compounds [composto para acabamento de junta tipo assentamento peso leve] (USG Corp., Chicago, IL). O carbonato de cálcio é o componente básico do composto para acabamento de junta tipo secagem. Ambos são vendidos em forma de mistura pronta para usar e são adequados para uso com esta invenção. Outros materiais, tais como lodo de perfuração, que são vendidos como massa fluida ou pasta também são adequados para serem embalados dessa maneira.
A massa fluida (64) é transportada do funil (76) para o saco (21) por um ou mais trados de alimentação (80) posicionados dentro do tubo de moldagem (42). Um acionamento (não ilustrado) regulado pelo controlador (70) gira o trado de alimentação (80) para distribuir a massa fluida nas velocidades apropriadas durante o ciclo de enchimento.
Em uma configuração preferida, o trado de alimentação (80) é constituído por pelo menos dois trados de alimentação, um trado de precisão (82) e um trado de volume (84). De preferência, o trado de volume (84) é grande e movimenta rapidamente grandes quantidades de composto para acabamento de junta (64). Durante o enchimento rápido do saco (21), também está previsto que tanto o trado de precisão (82) como o trado de volume (84) sejam usados simultaneamente para aumentar a velocidade de transferência da massa fluida (64). São realizados ajustes finos do peso da massa fluida final (64) apenas pelo trado de precisão (82). O enchimento lento do saco pelo trado de precisão (82) é realizado usando um trado dotado de diâmetro menor, girando-o muito mais lentamente do que o trado de volume (84) ou ambos. Quando são utilizados dois trados (80), ambos são operados pelo controlador (70). As máquinas preenchedoras para trados preferidas são as Máquinas Preenchedoras para Trados Mateer-Burt 1990 HD com motor e embreagem elétrica (Wayne, PA).
O melhor tamanho do trado depende do tamanho do saco (21) e da velocidade na qual deve ser cheio. Os trados de alimentação (80) são dimensionados para caber dentro do tubo de moldagem (42) e para realizar o enchimento do saco (21) em uma quantidade de tempo razoável. Para um saco de (30) libras de composto para acabamento de junta, o trado de volume (84) tem, de preferência, aproximadamente 2,5 polegadas (6 cm) até cerca de 3,5 polegadas (9 cm) de diâmetro e distribui o composto para acabamento (64) à taxa de 50 gal/min. Um trado de volume especialmente preferido (84) tem cerca de 3 polegadas (7,5 cm) de diâmetro e é feito pela Mateer-Burt. Em contrapartida, o trado de precisão (82) tem cerca de 0,8 polegada (2 cm) de diâmetro até cerca de 1,2 polegada (3 cm) de diâmetro, movimentando o composto para acabamento (64) à velocidade de 10 gal/min. O trado de precisão preferido (82) tem 1 polegada (2,5 cm) de diâmetro e é feito pela Mateer-Burt. Considera-se a possibilidade de uma variação de pelo menos 20% do diâmetro do trado. Se for usado um único trado, o trado preferido é um número (52), com 4 polegadas de diâmetro (Mateer-Burt, Wayne, PA). Os trados de alimentação preferidos (80) para esta aplicação tinham 4 pés (122 cm) de comprimento. Essas dimensões são variáveis na medida em que muda o tamanho do saco (21). Neste caso, o saco (21) produzido media 3 polegadas (7,6 cm) por 12 polegadas (30 cm) por 24 polegadas (61 cm).
Cada trado (80) é opcionalmente ajustado dentro de um tubo de trado (86) com diâmetro interno apenas ligeiramente menor que o diâmetro externo do trado de alimentação. Este tubo (86) mantém o movimento da massa fluida na direção do saco sem permitir que o mesmo fique coberto na parte interna do tubo de moldagem (42). O uso de um tubo de trado (86) também permite que a parte superior do tubo de moldagem (42) seja selada pela placa de montagem superior (50). De preferência, a selagem do tubo de moldagem (42) é feita pela aplicação de vácuo ao saco cheio fixado (62), retirando o ar indesejado antes de selar o saco fixado.
Um tubo de vácuo (92) percorre a parte interna do tubo de moldagem (42) até a bomba a vácuo (não ilustrada) para essa finalidade. De preferência, o ar é retirado do saco fixado (62) antes de selar o saco. Uma bomba a vácuo preferida é o Coletor de Pó Industrial da Beckert and Heister, Inc. de Saginaw, Ml. Existem furos (não ilustrados) na placa de montagem para permitir que os trados (80) dentro dos tubos de trado (86) passem do funil (76) pela placa de montagem (44) até a parte superior do tubo de moldagem (42). Os furos devem ser configurados para encaixar os tubos de trado (86) de forma justa, incluindo um selo entre o tubo de trados e a placa de montagem (44), se necessário. Quando a bomba a vácuo é ativada, o ar de dentro do saco fixado (62) e do tubo de moldagem (42) é extraído na direção da bomba. O saco fixado (62) é então selado antes da desativação da bomba a vácuo. A retirada do excesso de ar do saco fixado (62) permite que o mesmo se coloque na horizontal quando empilhado para ser despachado ou na prateleira de uma loja.
A massa fluida (64) do enchedor volumétrico (74) é depositada periodicamente no funil (76). Quando o controlador (70) faz com que a massa (64) seja colocada no saco fixado (62), o movimento do trado de volume (84) e/ou do trado de precisão (82) faz com que a massa fluida seja retirada do funil (76) descendo o comprimento do tubo de moldagem (42). Durante um primeiro período, quando começa o movimento de uma nova carga de massa fluida (64), é vantajoso movimentar grandes quantidades de produto muito rapidamente. Nesse momento, tanto o trado de volume (84) como o trado de precisão (82) estão se movendo em conjunto para encher o saco fixado (62) rapidamente. Contudo, na medida em que o peso do produto dentro do saco fixado (62) se aproxima do peso alvo final, o trado de volume (84) para e começa um segundo período. Durante o segundo período, o trado de precisão (82) sozinho continua a fornecer massa fluida (64) para o saco fixado (62). Considerando que o trado de precisão (82) é menor do que o trado de volume (84), a taxa de massa fluida (64) que está sendo adicionada ao saco fixado (62) diminui, facilitando o controle do peso final distribuído. O segundo período termina quando o saco fixado (62) está substancialmente cheio até o peso alvo definido no saco com a massa fluida (64).
O trado de volume (84) e o trado de precisão (82) são posicionados para permitir que ambos alimentem massa fluida (64) simultaneamente ao saco fixado (62). Ambos os trados (80) são apoiados a partir do mecanismo de acionamento acima do funil (76). Eles descem pelo funil (76) e pelo tubo de moldagem (42). Na medida em que os trados (80) giram, a massa fluida (64) é aprisionada pelos giros dos trados, empurrando a massa a partir do funil (76) e descendo pelo comprimento do tubo de moldagem (42). Na extremidade do trado (80), a massa fluida (64) é empurrada a partir do trado pela massa que vem atrás, permitindo que a mesma caia por gravidade no saco fixado (62). De preferência, os dois trados (82), (84) se opõem entre si, alimentando dos dois lados do saco fixado (62).
O primeiro período é definido como o tempo desde o início do movimento da massa com composto para acabamento de junta (64) para dentro do saco fixado (62) até que o trado de volume (84) pare. Esse período é definível de muitas maneiras. O tempo é uma maneira útil de determinar o final do primeiro período. Quando o aparelho está operando de forma consistente, depois de um dado tempo, aproximadamente a mesma quantidade de massa com composto para acabamento de junta (64) terá sido carregada no saco fixado (62). Outra maneira de definir o final do primeiro período é medindo a quantidade, seja por peso ou volume, da massa fluida (64) que foi colocada no saco fixado (62).
De preferência, o final do primeiro período é determinado quando pelo menos 75% do peso alvo final de massa com composto para acabamento de junta (64) estiverem presentes no saco fixado (62). Mais preferivelmente, pelo menos 80% até cerca de 95% da massa fluida com composto para acabamento (64) devem estar presentes no saco fixado (62) para determinar o primeiro período. Quando chegar o final do primeiro período, o trado de volume (84) para e o trado de precisão (82) continua a distribuição do composto para acabamento (64) durante o segundo período. O final do segundo período é definido por tempo, peso do composto para acabamento de junta (64) ou volume do composto para acabamento de junta quando o saco fixado (62) estiver cheio. A distribuição do composto para acabamento (64) cessa naquele momento.
Também se prefere que o enchimento do
saco fixado (62) seja monitorado pelo controlador (70) pelo peso da massa fluida (64) no saco. As células de carga (90) ficam posicionadas para detectar as mudanças no peso do saco fixado (62) quando a massa fluida (64) se desprende da extremidade dos trados de alimentação (80) e cai no saco. O peso da massa fluida (64) é mensurável seja quando perdido dos trados de alimentação (80) ou quando ganho pelo saco fixado (62). As células de carga (90) são posicionáveis em qualquer lugar em que 1) possam suportar o peso de exatamente um dos trados de alimentação (80) ou do saco fixado (62); e 2) a massa fluida seja a única parte do peso nas células de carga (90) que está mudando.
A moldagem dos sacos pode ser interrompida quando o rolo de filme (24) é trocado ou quando é trocado o tubo de moldagem (42). Quando o filme (22) se aproximar do final do rolo (24), o filme é cortado ou usado até o fim. A máquina (10) é desligada e o novo filme colocado (22) é conectado ao filme precedente usando um mecanismo de emenda (não ilustrado). Se necessário, o controlador (70) faz com que o transportador de saco (56) avance o filme (22) até o final do rolo (24) para que o conjunto de tubo de moldagem (40) fique livre de filme plástico. Depois de o fluxo de filme (22) parar, o rolo (24) ou o conjunto de tubo de moldagem (40) é substituído. A distribuição da massa fluida (64) cessa durante aquele momento. A máquina de embalagem (10) também inclui opcionalmente um dispositivo de impressão para imprimir informações no filme (22), tais como data de fabricação ou número de lote. Depois de o saco (21) ter sido separado do filme (22) e da máquina (10), geralmente é levado para uma transportadora para ser embalado e/ou despachado para os usuários.
Com referência à FIG. 1, as células de carga (90) estão posicionadas entre uma estrutura interna (93) e a estrutura primária (12). Nessa posição, as células de carga (90) suportam o peso pelo menos do conjunto de tubo de moldagem (40), do filme plástico (22) no tubo de moldagem (42) ou no mandril (30) e o peso da massa fluida (64) no saco fixado (62). O peso da massa fluida (64) no funil (76) e nos trados (80) é sustentado pelo suporte do enchimento volumétrico (74) e não pelas células de carga.
No início do primeiro período, o controlador (70) lê o peso nas células de carga (90), então computa e registra o peso nas mesmas. Considerando que um novo saco fixado (62) acabou de se deslocar para a posição, o peso registrado deve ser o peso do equipamento nas células, o qual não muda. O controlador (70) faz com que os acionadores dos trados de alimentação (80) comecem a alimentar massa fluida (64) ao saco fixado (62). O monitoramento do peso do saco fixado (62) é regulado pelo controlador (70), de preferência constantemente, mas também está previsto monitoramento a intervalos diferentes. Um intervalo de tempo apropriado vai depender do tamanho de saco utilizado e da velocidade na qual a máquina de moldar/encher/selar avança o filme (22) e enche o saco fixado (62). Intervalos de até cerca de 3 segundos entre as leituras da célula de carga são úteis para a maioria das aplicações.
Quando o controlador (70) calcula o peso da massa fluida (64) adicionada ao saco fixado (62) como sendo de 75% a 80% do peso alvo final, o controlador inicia o segundo período fazendo com que o trado de volume (84) pare de alimentar massa fluida (64). O trado de precisão (82) continua a alimentar massa fluida (64) enquanto o controlador (70) monitora o peso da célula de carga. Quando o controlador (70) calcula que o peso alvo total da massa fluida (64) foi adicionado ao saco fixado (62), o controlador faz com que toda a alimentação de massa fluida (64) pare, ativando o sistema a vácuo para drenar o ar do saco fixado (62) e fazendo com que a junção horizontal superior (94) do saco fixado (62) seja realizada pela segunda seladora (96).
A segunda seladora (96) sela o cilindro de filme (22) para formar simultaneamente a junção superior (94) do saco fixado (62) e a junção inferior (63) do próximo saco (21). De preferência, a junção (63) criada pela segunda seladora (96) é orientada em direção transversal ao eixo do tubo de moldagem (42). Em muitas configurações, a segunda seladora (96) inclui uma guilhotina (não ilustrada) para separar o saco fixado selado do restante do filme (22). Qualquer método de selagem adequado para saco plástico é útil, mas preferem-se as seladoras por impulso e resistência. Em algumas configurações, a segunda seladora (96) inclui duas seladoras separadas. Uma segunda seladora superior (97) sela a parte inferior de um saco fixado (62) adjacente ao saco fixado que acabou de ser cheio. Uma segunda seladora inferior sela a parte superior do saco fixado cheio. A segunda seladora (96) é opcionalmente posicionada na saída do tubo de moldagem (42). Na configuração da FIG. 1, a segunda seladora é montada em um reforço cruzado (95).
Em uso, é preparada uma composição de produto para embalagem. O produto preferido é uma massa fluida com composto para acabamento de junta, contudo, também é previsto o uso deste processo para embalagem de pó seco, por exemplo, uma mistura de composto para acabamento. O saco é constituído para receber o produto. Quando é usada uma máquina para moldar/encher/selar, o filme plástico é modelado no mandril, então envolvido ao redor do tubo de moldagem. Quando o filme é movimentado pelo transportador de sacos, forma-se uma junção de borda contínua para fazer um tubo de filme plástico contínuo. O selo inferior de um saco fixado é feito quando a parte superior do saco anterior é selada. Depois de o saco anterior ter sido separado do filme plástico, o saco fixado é levado para a posição por um controlador para ser cheio.
Para encher o saco fixado com a composição de produto é usado pelo menos um trado de volume e um trado de precisão. Ambos os trados são controlados pelo controlador, o qual também monitora o peso do produto que está sendo depositado no saco fixado usando células de carga. Pelo menos o trado de volume e de preferência ambos os trados, giram para depositar a composição do produto dentro do saco fixado durante um primeiro período. O trado de precisão somente alimenta massa fluida ao saco por um segundo período. Quando o peso alvo tiver sido atingido, o controlador move o saco fixado para a posição e sela o saco. O enchimento do saco é completado neste único estágio ou posição, sem movimentação do saco para uma estação diferente para finalização ou pesagem.
Embora tenha sido ilustrado e descrito uma configuração em particular do sistema de trado duplo para encher um saco, os técnicos no assunto verificarão que podem ser feitas mudanças e modificações no mesmo sem fugir da invenção em seus aspectos mais amplos e conforme definido nas seguintes reivindicações.
Claims (17)
1. "UM MÉTODO" para ensacar uma composição de massa fluida, caracterizado por compreender: constituir um saco; encher o saco com uma composição de massa fluida usando pelo menos um trado de volume e um trado de precisão, caracterizado pelo fato de que um dos trados de volume sozinho e o trado de volume e o trado de precisão juntos alimentam a massa fluida no saco por um primeiro período e o trado de precisão somente alimenta massa fluida para o saco num segundo período; e selar o saco.
2. "O MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita etapa de enchimento compreende ainda .girar o trado de precisão a uma velocidade menor que a do trado de volume.
3. Ό MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda o monitoramento do conteúdo do saco por peso.
4. "O MÉTODO", de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender ainda terminar o primeiro período quando o saco tiver sido cheio até pelo menos 75% do peso alvo do produto declarado no saco.
5. "O MÉTODO", de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender ainda terminar o segundo período quando o saco tiver sido cheio até aproximadamente 100% do peso declarado.
6. "O MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dita etapa de enchimento compreende ainda posicionar o trado de volume e o trado de precisão para alimentar massa fluida a partir dos lados opostos do saco.
7. "O MÉTODO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda encher o saco em uma única posição.
8. "UM APARELHO" para ensacar uma composição de massa fluida, caracterizada por compreender: uma estrutura; um moldador de saco em dita estrutura configurado para moldar um saco; um dispositivo para enchimento de saco montado em dita estrutura, compreendendo pelo menos um trado de volume e um trado de precisão, caracterizado pelo fato de que um de dito trado de volume sozinho e dito trado de volume e dito trado de precisão juntos sendo configurados para alimentar simultaneamente a massa fluida ao saco em dito moldador de saco por um primeiro período e dito trado de precisão configurado para alimentar massa fluida ao saco por um segundo período; e uma seladora de saco.
9. "O APARELHO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda um controlador configurado para coordenar a operação de dito moldador de saco, dito trado de volume, dito trado de precisão e dita seladora de saco.
10. "O APARELHO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o trado de volume tem cerca de 2,5 polegadas até cerca de 3,5 polegadas de diâmetro.
11. "O APARELHO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que dito trado de precisão tem cerca de 0,8 polegada até cerca de 1,2 polegada de diâmetro.
12. Ό APARELHO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que dito moldador de saco compreende um conjunto de tubo de moldagem.
13. Ό APARELHO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda uma pluralidade de células de carga configuradas para monitorar o enchimento do saco por peso.
14. Ό APARELHO", de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que dito conjunto de tubo de moldagem compreende ainda um tubo de moldagem, um mandril e pelo menos uma placa de montagem.
15. "O APARELHO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que dita estrutura compreende ainda uma placa de montagem superior e dita placa de montagem superior é apoiada por dita placa de montagem por suportes do tubo de moldagem.
16. Ό APARELHO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que dita estrutura compreende ainda um braço oscilante montado em dita estrutura que apoia pelo menos um componente da seladora.
17. "O APARELHO", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o saco é cheio em uma única posição.
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