ES2200037T3 - Sistema y metodo de relleno con solidos. - Google Patents
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Abstract
EL OBJETO DE LA PRESENTE INVENCION ES SUMINISTRAR UN SISTEMA DE LLENADO CON SOLIDOS QUE ES CAPAZ DE SUPERAR DE FORMA SEGURA LA INCAPACIDAD DE LLENADO CON SOLIDOS ELIMINANDO EL BLOQUEO DE LOS SOLIDOS, EL BLOQUEO SE PRODUCE DURANTE EL PROCESO DE LLENADO, MIENTRAS QUE AL MISMO TIEMPO HACE POSIBLE QUE EL PROCESO DE FORMACION DE SACOS Y EL PROCESO DE LLENADO SE EFECTUEN DE FORMA SUPERPUESTA. DE ACUERDO CON UN PRIMER ASPECTO DE LA PRESENTE INVENCION, CUANDO UNA PELICULA EN FORMA DE LAMINA SE ENROLLA ALREDEDOR DE LA SUPERFICIE PERIFERICA EXTERIOR DE UN MANDRIL TUBULAR DE MANERA QUE SE CONFORMA EN UNA CONFIGURACION TUBULAR, Y ENTONCES SE DEJAN CAER LOS SOLIDOS LIBREMENTE DESDE LA ABERTURA DEL EXTREMO SUPERIOR DEL MANDRIL TUBULAR A TRAVES DE UN CONDUCTO DE LLENADO DEFINIDO EN EL INTERIOR DEL MANDRIL TUBULAR Y ENTONCES SE DESCARGAN A TRAVES DE LA ABERTURA DEL EXTREMO INFERIOR DEL MISMO, PUEDE PRODUCIRSE EL BLOQUEO DE LOS SOLIDOS EN FORMA TAL QUE LOS SOLIDOS SE SUPERPONGAN ENTRE SI EN FORMA TRIDIMENSIONAL EN UNA CIERTA POSICION DEL CONDUCTO DE LLENADO Y ENTONCES CUBREN EL AREA COMPLETA DE LA SECCION TRANSVERSAL DEL MISMO HACIENDO POSIBLE QUE SE LLENE EL CONDUCTO DE LLENADO CON SOLIDOS. EN ESTE MOMENTO, DESDE EL MOMENTO QUE UNA ABERTURA EN LA QUE LOS SOLIDOS SOBRESALEN QUE SE EXTIENDE LONGITUDINALMENTE SE DISPONE EN LA SUPERFICIE PERIFERICA DEL MANDRIL TUBULAR, ALGUNOS SOLIDOS SON RETENIDOS DE TAL FORMA QUE SOBRESALGAN A TRAVES DE LA ABERTURA PARA CONTACTAR LA CARA INTERIOR DE LA PELICULA TUBULAR. ENTONCES, HACIENDO AVANZAR LA PELICULA TUBULAR, QUE ESTA ENROLLADA ALREDEDOR DE LA SUPERFICIE PERIFERICA EXTERIOR DEL MANDRIL TUBULAR, LONGITUDINALMENTE DESDE LA ABERTURA DEL EXTREMO INFERIOR DEL MANDRIL TUBULAR POR MEDIO DE UN MEDIO DE AVANCE DE LA PELICULA TUBULAR, LA PELICULA TUBULAR ENROLLADA SE MUEVE LONGITUDINALMENTE CON RELACION AL MANDRIL TUBULAR Y ENTONCES LOS SOLIDOS, QUE ESTAN RETENIDOS MEDIANTE EL CONTACTO CON LA CARA INTERNA DE LA PELICULA TUBULAR, SON ARRASTRADOS EN LA MISMA DIRECCION POR LA PELICULA TUBULAR EN MOVIMIENTO. Y ENTONCES, LOS SOLIDOS CAMBIAN AL MENOS SUS POSTURAS DE MANERA QUE EL CAMBIO DE LA RELACION POSICIONAL ENTRE SOLIDOS ADYACENTES PROVOQUE QUE LOS SOLIDOS QUE EFECTUAN EL BLOQUEO SE COLAPSEN, Y COMO RESULTADO, EL PROCESO DE FORMACION DE SACOS Y EL PROCESO DE LLENADO PUEDAN REALIZARSE DE FORMA SUPERPUESTA, MIENTRAS QUE AL MISMO TIEMPO LA INCAPACIDAD DE LLENADO CON LOS SOLIDOS PUEDA SOLUCIONARSE DE FORMA SEGURA.
Description
Sistema y método de relleno con sólidos.
La presente invención se refiere a un sistema de
llenado con materiales sólidos y a un método de llenado con
materiales sólidos que utiliza este sistema y, en particular, se
refiere al sistema de llenado con materiales sólidos y al método de
llenado con materiales sólidos que utiliza este sistema, que son
capaces de impedir un bloqueo producido por los materiales
sólidos.
Hoy en día, cierta cantidad de alimentos de
tapeo, tales como patatas fritas, es vendida en una bolsa de
envasado con la finalidad de hacer fácil el manejo y mantener
estable la calidad del producto. En particular, se utiliza una bolsa
de envasado del tipo de caja, cuya parte plana inferior permite que
toda la bolsa se sostenga erecta, debido a la comodidad con que
puede exhibirse en las tiendas. El proceso de fabricación de dicha
configuración de bolsa puede dividirse principalmente en un proceso
de conformación de bolsas y un proceso de llenado en que una bolsa
acabada es llenada con alimentos de tapeo. A fin de mejorar el
rendimiento de la producción, es deseable que los productos sean
fabricados de manera continua en una cadena de ensamblaje y que el
proceso de conformación de bolsas y el proceso de llenado prosigan
de manera solapada cada vez que se fabrique un producto.
Teniendo en cuenta lo anterior, se describe un
sistema de llenado con materiales sólidos en, por ejemplo, la
Publicación de Patente Japonesa Expuesta a Inspección Pública
HEI6-99917, que utiliza un mandril tubular para
transformar una película a manera de lámina en una bolsa, mientras
que al propio tiempo las bolsas resultantes son llenadas de manera
continua con materiales sólidos.
Se describirá ahora brevemente este sistema de
llenado con materiales sólidos. Se pasa una película a manera de
lámina alrededor de una superficie periférica externa del mandril
tubular que tiene una longitud predeterminada, y los extremos
opuestos de la película son sellados por un sellador posterior que
se extiende longitudinalmente a lo largo de la superficie exterior
del mandril tubular de tal manera que la película a manera de
lámina se transforma en una película tubular. Luego, se sella
lateralmente la película tubular por medio de un sellador lateral
dispuesto debajo de la abertura extrema inferior de un mandril
tubular de manera que la película tubular es transformada en una
película en forma de una bolsa. A continuación, los materiales
sólidos caen libremente desde la abertura extrema superior del
mandril tubular a través de una paso de llenado definido por una
parte hueca del mandril tubular dentro de una película configurada
en forma de bolsa y luego la película llena configurada en forma de
bolsa es hecha avanzar en la dirección longitudinal del mandril
tubular con ayuda de medios de avance de película similares al
sellador posterior, que se extienden longitudinalmente a lo largo de
la superficie exterior del mandril tubular. El sistema de llenado
con materiales sólidos está configurado de manera que la respectiva
película configurada en forma de bolsa puede ser llenada con
materiales sólidos de manera continua repitiendo los procesos
anteriormente descritos.
Utilizando el perfil y la parte hueca del mandril
tubular ciertamente se permite que prosigan un proceso de
conformación de bolsas y un proceso de llenado de manera solapada en
una cadena de ensamblaje, haciendo con ello que se asegure un
rendimiento de producción.
Sin embargo, los materiales sólidos pueden hacer
que el paso de llenado del mandril tubular sea bloqueado al ser
descargados en él los materiales sólidos, haciendo con ello que sea
imposible llenar la bolsa con materiales sólidos dependiendo de la
cantidad de materiales sólidos con que la bolsa sea llenada por
unidad de tiempo, el área en sección transversal del mandril tubular
y las características de los materiales sólidos, en particular, la
característica fricción de la cara interna del mandril tubular.
Más específicamente, puede formarse una capa de
materiales sólidos en cierta posición del mandril tubular en su
dirección longitudinal en cierto momento, siendo soportados algunos
materiales sólidos por la superficie interna del mandril tubular
retenido por la forma, y como resultado, puede bloquearse la
comunicación a través de la capa de suerte que los materiales
sólidos no puedan pasar de manera continua a través del paso de
llenado al interior de la película configurada en forma de
bolsa.
En particular, en la bolsa de envasado del tipo
de caja anteriormente descrita, puesto que es necesario utilizar el
borde periférico del mandril tubular, que define en él una abertura
extrema inferior, como molde para formar una superficie inferior de
la bolsa cuando dicha bolsa es sellada por el sellador lateral
anteriormente descrito, se requiere que el sellador lateral se
disponga inmediatamente debajo de la abertura extrema inferior del
mandril tubular. Como resultado, el mandril tubular se extiende
desde la parte inferior de la película configurada en forma de
bolsa, cuya parte inferior ha sido conformada mediante sellado de
la película aumentando aún más la posibilidad del bloqueo del paso
de llenado del mandril tubular.
En esta situación, si se llena continuamente una
película configurada en forma de bolsa, con incluso más materiales
sólidos tales materiales sólidos pueden ser depositados sobre la
capa de materiales sólidos bloqueando el paso de llenado, y, como
resultado, su propio peso puede hacer que se aplasten naturalmente
estos sólidos bloqueantes.
Sin embargo, como se ha descrito en lo que
antecede, puesto que el proceso de conformación de bolsas y el
proceso de llenado tienen que proseguir de acuerdo con una
disposición muy compleja de tiempos diferentes, aun cuando se venza
la incapacidad de que se llene la bolsa, la cantidad de materiales
sólidos en las respectivas películas configuradas en forma de bolsa
puede variar debido al desorden resultante producido por dichos
tiempos de la disposición compleja, o los materiales sólidos pueden
quedar intercalados entre dos lados de la película tubular prensada
en la parte en que son sellados entre sí para formar la bolsa, ambos
de cuyos hechos pueden producir una reducción en el rendimiento de
la producción.
A fin de impedir de antemano la aparición de
dicho bloqueo, puede considerarse que es fácil hacer vibrar el
propio mandril tubular cuando la película configurada en forma de
bolsa es llenada con materiales sólidos. Sin embargo, se requiere
disponer de un sistema de vibración para hacer vibrar el mandril
tubular, de manera que se incrementarán los costes. Además, la
vibración para impedir la aparición del bloqueo puede hacer difícil
que prosiga el proceso de conformación de bolsas, incluido el
proceso de avance de película tubular. En resumen, es extremadamente
difícil impedir la aparición del bloqueo cuando la película
configurada en forma de bolsa es llenada con materiales sólidos,
mientras que al propio tiempo prosiguen de manera solapada el
proceso de conformación de bolsas y el proceso de llenado.
A este respecto, cuanto más corta se haga la
dimensión longitudinal del mandril tubular, tanto menor será la
posibilidad de la aparición del bloqueo. Sin embargo, como se ha
descrito con anterioridad, normalmente se requiere normalmente la
ejecución del proceso de sellado posterior y del proceso de avance
de película tubular junto con el proceso de conformación de bolsas
y el proceso de llenado, y, por tanto, debido a la naturaleza de
todo el proceso, los medios selladores posteriores y los medios de
avance de película tubular tienen que disponerse de manera que se
encuentren en cierta posición entre la abertura extrema superior del
mandril tubular y su abertura extrema inferior. Por consiguiente,
el mandril tubular debe tener una dimensión longitudinal mínima a
fin de que ejecute de manera solapada el proceso de conformación de
bolsas y el proceso de llenado.
El documento
US-A-4 043 098 describe una máquina
de envasado vertical con conformación, llenado y sellado del tipo
"sin tubo" con una barra de refuerzo mejorada para sellado
longitudinal. El aparato descrito tiene extensores de tubo
alargados, una barra de refuerzo y un miembro de soporte, cada uno
de los cuales está fijado al extremo inferior de un elemento a
manera de embudo y está suspendido del mismo. Estos miembros son lo
suficientemente flexibles como para doblarse de manera que mantienen
la película tubular abierta para proporcionar "un espacio de caída
de producto relativamente despejado". Sin embargo, como se admite
en la memoria descriptiva, este es un tipo "sin tubo" de
máquina de envasar, y por consiguiente, estos miembros no
constituyen un mandril tubular, y los espacios entre los miembros
no se corresponden físicamente o en función con las aberturas de un
mandril tubular como en la presente invención.
El documento
US-A-4 974 395 describe un
dispositivo de guía de cremallera y extensor para máquinas de
conformación, llenado y sellado. Se muestra un tubo de llenado que
tiene ranuras semicirculares en la parte inferior. Sin embargo, no
se explica la función de las ranuras, y la estructura de las ranuras
y la manera en que el aparato se construye y utiliza no permitirían
resolver el problema de que se ocupa la presente invención.
Teniendo en cuenta los problemas anteriormente
descritos, el objeto de la presente invención es proporcionar un
sistema de llenado con materiales sólidos que es capaz de superar
de manera segura la incapacidad de llenado con materiales sólidos
eliminando el bloqueo por los materiales sólidos, cuyo bloqueo se
produce durante el proceso de llenado, mientras que al propio
tiempo se permite que prosigan de manera solapada el proceso de
conformación de bolsas y el proceso de llenado.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de llenado con materiales sólidos y un
método de llenado con materiales sólidos que son capaces de
controlar el llenado continuo de las respectivas películas
configuradas en forma de bolsa con materiales sólidos de manera que
las cantidades con que son llenadas se mantienen sustancialmente
constantes, o se impide que los materiales sólidos se intercalen
entre partes opuestas de las películas tubulares prensadas en la
parte en que son selladas entre sí.
Todavía otro objeto de la presente invención es
proporcionar un sistema de llenado con materiales sólidos que es
capaz de retirar los materiales sólidos bloqueantes de una manera
adecuada dependiendo del tipo de materiales sólidos, la cantidad de
materiales sólidos con que se está llenando la película configurada
en forma de bolsa, etc., sin necesidad de convertir el sistema
existente de llenado con materiales sólidos.
De acuerdo con la presente invención se
proporciona un sistema de llenado con materiales sólidos como se
define en la reivindicación 1.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, cuando se arrolla una película a manera de lámina
alrededor de la superficie periférica externa de un mandril tubular
de manera que se convierte en una configuración tubular, y luego los
materiales sólidos son dejados caer libremente desde la abertura
extrema superior del mandril tubular a través del paso de llenado
definido en el interior del mandril tubular y después descargados a
través de la abertura extrema inferior del mismo, pueden aparecer
materiales sólidos bloqueantes de tal manera que los materiales
sólidos se solapan entre sí de manera tridimensional en cierta
posición del paso de llenado y cubren luego toda el área en sección
transversal del mismo para hacer imposible llenar el paso de llenado
con materiales sólidos. En este momento, como las aberturas que se
extienden longitudinalmente y en las que sobresalen los materiales
sólidos están previstas en la superficie periférica del mandril
tubular, algunos materiales sólidos son retenidos de suerte que
sobresalen a través de las aberturas y hacen contacto con la cara
interna de la película tubular. Luego, haciendo avanzar la película
tubular, que está arrollada alrededor de la superficie periférica
externa del mandril tubular, longitudinalmente desde la abertura
extrema inferior del mandril tubular con ayuda de los medios
tubulares de avance de película, la película tubular arrollada se
mueve longitudinalmente con relación al mandril tubular y luego los
materiales sólidos, que son retenidos al hacer contacto con la cara
interna de la película tubular, son arrastrados en la misma
dirección por la película tubular en movimiento. Y a continuación,
dichos materiales sólidos cambian al menos sus posiciones de manera
que el cambio de la relación posicional entre materiales sólidos
adyacentes hace que se aplasten los materiales sólidos bloqueantes
y, como resultado, pueden proseguir de manera solapada el proceso
de conformación de bolsas y el proceso de llenado, mientras que al
propio tiempo puede vencerse con seguridad la incapacidad del
llenado con materiales sólidos.
La película tubular, que es hecha avanzar desde
la abertura extrema inferior del mandril tubular, es transformada
en una configuración a modo de bolsa con ayuda de los medios
conformadores de bolsas, mirando el extremo abierto de la bolsa en
la dirección de la abertura extrema superior, y luego la película
configurada en forma de bolsa es llenada con materiales sólidos que
penetran en el paso de llenado a través de la abertura extrema
superior, de manera que los materiales sólidos son depositados en la
parte inferior de la película en forma de bolsa configurada en
cierta posición de avance desde la abertura extrema inferior. En
este momento, los materiales sólidos son depositados hasta una
altura más alta que el nivel de la abertura extrema inferior,
mientras que al propio tiempo cubren toda el área en sección
transversal del mandril tubular y, como resultado, puede producirse
el bloqueo en cierta posición del mandril tubular dependiendo de la
cantidad de materiales sólidos con que se llene una bolsa por
unidad de tiempo, el área en sección transversal del mandril
tubular y las características, el tamaño y la configuración de los
materiales sólidos. Cuando se produce el bloqueo, los materiales
sólidos cerca de la cara interna del mandril tubular sobresalen
desde las aberturas que están formadas en una superficie externa del
mandril tubular de manera que son arrancadas sobre cierta longitud
en una dirección hacia atrás desde el borde extremo que define la
abertura extrema inferior. Como resultado, los materiales sólidos
hacen contacto con la cara interna de la película tubular arrollada
alrededor de la superficie periférica externa del mandril tubular
de manera que son retenidos por ella. A continuación, después de
que la película tubular es hecha avanzar longitudinalmente desde la
abertura extrema inferior por los medios de avance de película
tubular, de manera similar al caso del primer aspecto de la
invención, se aplastan los materiales sólidos bloqueantes, de
manera que puede vencerse con seguridad la incapacidad de llenado
con materiales sólidos.
Además, en caso de que se repita el anterior
proceso de la misma manera que en una cadena de ensamblaje, los
materiales sólidos bloqueantes son aplastados durante el proceso de
avance de una película configurada en forma de bolsa, de manera que
una película configurada en forma de bolsa está siempre
indefectiblemente llena con cierta cantidad de materiales sólidos en
el momento en que la siguiente película tubular sea transformada en
una bolsa. Como resultado, las cantidades de materiales sólidos con
que las respectivas películas configuradas en forma de bolsa son
llenadas pueden mantenerse sustancialmente constantes, mientras que
al propio tiempo puede impedirse que los materiales sólidos queden
intercalados entre las partes opuestas de la película tubular
prensada, haciendo así posible que se llenen de manera continuada
con materiales sólidos las respectivas películas configuradas en
forma de bolsa, con lo que se puede garantizarse el rendimiento de
la producción.
Disponiendo un tubo para la retirada de los
materiales sólidos bloqueantes que ajuste en la abertura extrema
inferior del mandril tubular y que se extienda desde ella, puede
impedirse con seguridad el bloqueo producido por los materiales
sólidos de tal manera que el tamaño, la configuración, etc., de una
ranura, en la que los materiales sólidos sobresalen del tubo para
eliminar el bloqueo, y cuya ranura se extiende hacia atrás del
borde periférico de la abertura de la extremidad del tubo, pueden
seleccionarse apropiadamente dependiendo del tipo de materiales
sólidos, la cantidad de materiales sólidos con que se esté llenando
la bolsa, etc., sin necesidad de convertir un sistema existente de
llenado con materiales sólidos.
Los anteriores y otros objetos y ventajas de la
presente invención resultarán evidentes de la siguiente descripción
cuando se lea en unión de los dibujos que se acompañan, en los
que:
La figura 1 es una vista en perspectiva,
esquemática, de un sistema de llenado con materiales sólidos de la
realización preferida de la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva de un
tubo para retirar los materiales sólidos bloqueantes.
La figura 3 es una vista esquemática de un método
de llenado con materiales sólidos de la realización preferida de la
presente invención.
La figura 4 es una vista en sección transversal
que muestra los materiales sólidos bloqueantes.
La figura 5 es una vista en perspectiva,
esquemática, de una bolsa del tipo de caja en una configuración
autoportante completada por el sistema de llenado con materiales
sólidos de la realización preferida de la presente invención.
La figura 6 es un gráfico que muestra los cambios
diarios en el número de veces en que la cadena es detenida en caso
de que se utilice el sistema de llenado con materiales sólidos de la
realización preferida de la presente invención.
La figura 7 es un gráfico que muestra cambios
horarios en las cantidades de llenado con materiales sólidos en caso
de que se utilice el sistema de llenado con materiales sólidos de
la realización preferida de la presente invención.
Se describirán en lo que sigue las realizaciones
preferidas con referencia a los dibujos que se acompañan.
En la figura 1, un sistema de llenado con
materiales sólidos 10 comprende esquemáticamente un mandril tubular
14 para transformar una película a modo de lámina 12 hecha de
polietileno, etc., en una forma tubular, unos medios tubulares de
avance de película 18 para hacer avanzar la película tubular
resultante 16 en la dirección longitudinal, unos medios de
conformación de bolsa 20 para transformar la película tubular 16 en
una forma de bolsa, y un sellador posterior 22 para sellar la parte
posterior de la película a manera de lámina 12.
El mandril tubular 14, que es de tipo
convencional, consiste en un cilindro longitudinal que tiene una
sección transversal circular uniforme en toda su longitud. En el
interior del mandril tubular 14 está definido un paso de llenado 24
para sólidos. En la abertura extrema superior 26 del mandril 14
está dispuesta una tolva de dosificación 27 de manera que cierta
cantidad de materiales sólidos dosificados cae libremente desde la
abertura extrema superior 26 a través del paso de llenado 24 y luego
es descargada a través de una abertura extrema inferior 28 del
mandril 14 para ser introducida en la película tubular 16. La tolva
de dosificación 27, que es de tipo convencional, está configurada
de manera que los materiales sólidos son alimentados desde la
abertura extrema superior 26 al mandril tubular 14 cubriendo algunos
de los materiales sólidos toda el área en sección transversal del
mandril tubular 14. Un tubo 30 para retirar los materiales sólidos
bloqueantes ajusta dentro de la abertura extrema inferior 28, como
se describe en lo que sigue.
Se describirá ahora con referencia a las figuras
1 y 2 el tubo 30 para retirar sólidos bloqueantes. Un extremo
superior de una abertura 39 del tubo 30 para retirar los materiales
sólidos bloqueantes ajusta dentro de la abertura extrema inferior 28
del mandril tubular 14. El tubo 30 para retirar sólidos bloqueantes
se extiende por una longitud predeterminada de conformidad con el
perfil del mandril tubular 14. Por consiguiente, el interior del
tubo 30 está adaptado para comunicar con el paso de llenado 24. La
longitud periférica exterior del tubo 30 para retirar sólidos
bloqueantes se ajusta de manera que sea más corta que la del mandril
tubular 14 de suerte que se impide que la película tubular 16 sea
detenida por la superficie externa del tubo 30 para retirar sólidos
bloqueantes cuando la película tubular 16 es hecha avanzar con
ayuda de medios tubulares de avance de película 18, que se
describirán en lo que sigue. Además, el tubo 30 incluye cuatro
ranuras sustancialmente en forma de U invertida 40 (de las cuales
solamente se muestran dos en la figura 2), por las que sobresalen
los materiales sólidos, cada una de las cuales se extienden hacia
atrás y longitudinalmente desde un borde periférico de extremidad 34
de una abertura de extremidad 32. El tamaño de cada ranura, es
decir, la anchura W y la altura H, puede seleccionarse
apropiadamente de acuerdo con la cantidad de materiales sólidos con
que haya de llenarse una bolsa, las características de los
materiales sólidos, el área en sección transversal del mandril
tubular 14, etc. Cada una de las ranuras 40 hace posible que los
materiales sólidos que hay en el interior del tubo 30 se dirijan
hacia la cara interna de la película tubular 16 arrollada alrededor
de la superficie periférica externa del mandril tubular 14. A la
vista del hecho de que el bloqueo provocado por los materiales
sólidos tiende a producirse en una posición más baja que el nivel
al cual una bolsa es llenada con materiales sólidos, los extremos
superiores de las respectivas ranuras 40 se ajustan a un nivel más
alto que h (véase la figura 5), que es una altura a la cual los
materiales sólidos son introducidos en una bolsa desde una parte
inferior 36 de una película de bolsa conformada por los medios de
conformación de bolsa 20 , que se describirán en lo que sigue.
Asimismo, el borde periférico de extremidad 34
del tubo 30 forma un molde para transformar una superficie inferior
36 de una película configurada en forma de bolsa en una forma
plana. El molde, que tiene una configuración rectangular de D1 x
D2, consta de un par de bordes extremos opuestos 38 y otro par de
bordes extremos opuestos 33, estando formadas cuatro partes de
esquina 41 en las intersecciones de los respectivos bordes extremos
33 y los respectivos bordes extremos 38. Los bordes extremos 33 y
los bordes extremos 38 se encuentran en el mismo plano. El par de
los bordes extremos opuestos 38 está dispuesto de manera que es
sustancialmente paralelo a una parte de sellado inferior 37 (véase
la figura 5) formada por el par de selladores laterales 20 que se
describirán más tarde. Las ranuras 40 están formadas en el par de
los bordes extremos opuestos 38 para dejar las cuatro partes de
esquina 41 para asegurar la función de moldeo.
Haciendo otra vez referencia a la figura 1, los
medios tubulares de avance de película 18 incluyen un motor de
accionamiento 42 de tipo convencional, un par de rodillos 44, uno
de los cuales consiste en un rodillo de accionamiento conectado al
motor de accionamiento 42, una correa sin fin 46 que se extiende
entre el par de rodillos 44 y está dispuesta de manera que hace
contacto con la superficie superior de la película tubular 16 en su
dirección longitudinal. Los medios tubulares de avance de película
18 están destinados a mover hacia adelante y longitudinalmente de
una manera intermitente la película tubular 16 arrollada alrededor
de la superficie externa del mandril tubular 14 desde la abertura
extrema inferior 28 del mandril tubular 14.
Los medios conformadores de bolsa 20 están
destinados a transformar la película tubular 16 hecha avanzar desde
la abertura extrema inferior 28 en una forma de bolsa, cuyo extremo
abierto mira en la dirección de la abertura extrema superior 26.
Más específicamente, los medios conformadores de bolsa 20 consisten
en un par de selladores laterales 20 que miran uno hacia otro, entre
los cuales está interpuesta la película tubular 16, y están
dispuestos para encontrarse longitudinalmente adyacentes a la
abertura de extremidad 32. Los selladores laterales 20 están
destinados a moverse en el sentido de acercarse y alejarse entre sí
en dirección sustancialmente perpendicular a la dirección
longitudinal para intercalar la película tubular 16 en una posición
debajo del paso de llenado 24, a fin de prensar dos partes opuestas
de la película tubular 16 una contra otra para sellar una parte
extrema de la película tubular 16. El par de los selladores
laterales 20 hace posible que se produzcan simultáneamente la parte
de sellado inferior 37 de una película configurada en forma de
bolsa y la parte de sellado superior 66 de la otra película
configurada en forma de bolsa, que están situadas de manera que
quedan longitudinalmente adyacentes una a otra (véase la figura 5).
Por consiguiente, la parte inferior de película de bolsa 36 (véase
la figura 5) se forma en una posición junto a la abertura de
extremidad 32 del tubo 30.
A este respecto, en una posición inmediatamente
por encima de los selladores laterales 20 están dispuestos medios de
empuje y plegado (no mostrados) para empujar y plegar de nuevo cada
lado de las partes selladas de la película tubular 16 hacia cada
uno de los bordes extremos correspondientes 33 del molde, a fin de
ajustar la longitud lineal de la parte de sellado inferior 37 más
corta que la longitud D2 del molde cuando dos partes opuestas de la
película tubular 16 se prensen una contra otra y se sellen. También
está previsto en una posición inmediatamente debajo del sellador
lateral 20 un cortador convencional 29 para cortar el extremo
superior de la película sellada configurada en forma de bolsa.
Además, la temporización de la acción de
alimentar materiales sólidos por la tolva de dosificación 27, la
acción de hacer avanzar película tubular 16 con ayuda de los medios
tubulares de avance de película 18, la acción de sellar las dos
partes opuestas de la película tubular 16 por los selladores
laterales 20 y la acción de cortar la película configurada en forma
de bolsa por el cortador 29, etc., son controladas por un ordenador
corrientemente conocido que tiene almacenado un programa de
control.
Los medios de sellado posterior 22 están
dispuestos longitudinalmente en una posición predeterminada en el
mandril tubular 14 y están destinados a alimentar calor hacia el
interior del mandril tubular 14 a fin de fundir y sellar las partes
extremas opuestas solapadas de la película a manera de lámina 12
arrollada alrededor del mandril tubular 14. Por consiguiente, puede
estar previsto un tubo interno, que esté dispuesto sustancialmente
coaxial con el mandril tubular 14 y se extienda longitudinalmente
desde la abertura extrema superior 26 hasta el extremo superior de
las ranuras por las que sobresalen los materiales sólidos, a fin de
proporcionar protección contra el calor transferido desde los medios
de sellado posterior 22 para proteger en cierta medida los
materiales sólidos que pasen a través del tubo interno.
A este respecto, el número de referencia 48
designa una bobina de la película a manera de lámina 12 que entrega
la película a manera de lámina 12 a través de un rodillo de guía 50
y un rodillo oscilante 52 hasta una horma 54 y luego transforma la
película a manera de lámina 12 en la película tubular 16 en una
posición entre la horma 54 y la superficie externa del cilindro
tubular 14.
Se describirá ahora con referencia a las figuras
3 y 4 el funcionamiento del sistema de llenado con materiales
sólidos 10 incluídas las construcciones anteriormente descritas.
Primeramente, se arrolla la película a manera de
lámina 12 alrededor de la superficie externa del mandril tubular 14
para transformar la película a manera de lámina 12 entregada a la
horma 54 en la película tubular 16.
A este respecto, la película a manera de lámina
12 así arrollada se transforma en la película tubular 16 por medio
del sellador posterior 22 sobre el cual es hecha avanzar la
película 12 como se describirá
después.
después.
A continuación, a fin de transformar la película
tubular 16 en una configuración de bolsa, la película tubular 16 es
sellada lateralmente por el par de selladores laterales 20,
mientras la superficie externa de la película tubular 16 es prensada
hacia adentro en dirección a los respectivos bordes extremos 33 con
ayuda de los medios de empuje y plegado. Esto hace posible que se
forme la parte de sellado inferior 37 con una película tubular C,
mientras que al propio tiempo se hace posible que una parte de
sellado superior se transforme en una película tubular D que está
situada debajo de la película C.
En este momento, es formada una superficie
inferior sustancialmente plana 62 (véase la figura 5), cuyo tamaño
es D1 x D2, por medio del molde formado alrededor del borde
periférico 34 del tubo 30 para retirar los materiales sólidos
bloqueantes. En otras palabras, cuando se prensa la película tubular
16 en la posición inmediatamente debajo del molde por medio del par
de selladores laterales 20 y los medios de empuje y plegado, se
forma la superficie inferior 62 con arrugas que definen su borde
periférico que es formado con ayuda del borde periférico 34.
Después, se llena la película configurada en
forma de bolsa C con cierta cantidad de materiales sólidos que son
alimentados desde la tolva de dosificación 27, a través de la
abertura extrema superior 26 del mandril tubular 14 y al paso de
llenado 24.
Como resultado, se depositan sólidos en la parte
inferior 36 de la película C configurada en forma de bolsa
longitudinalmente junto a la abertura de extremidad 32. En este
momento, los materiales sólidos se depositan hasta una altura más
alta que el nivel de la abertura extrema inferior 28 del mandril
14, mientras que al propio tiempo algunos de los materiales sólidos
cubren el área en sección transversal del mandril tubular 14. En
estas circunstancias, puede producirse un bloqueo por parte de los
materiales sólidos en cierta posición dependiendo de la cantidad de
materiales sólidos con que se llene una bolsa por unidad de tiempo,
del área en sección transversal del mandril tubular 14 y de las
características, el tamaño y la configuración de un trozo sólido,
etc. Cuando se produce un bloqueo de materiales sólidos, como se
muestra en la figura 4, los materiales sólidos próximos a la cara
interna del mandril tubular 14 sobresalen a través de las ranuras
40 de manera que son soportados por la cara interna de la película
tubular 16 arrollada alrededor de la superficie periférica interna
del mandril tubular 14.
A continuación, la película tubular 16 es hecha
avanzar en la dirección longitudinal por los medios de avance de
película tubular 18. La dimensión longitudinal de la película
configurada en forma de bolsa puede ser controlada ajustando la
cantidad de la película tubular 16 hecha avanzar cada vez. En este
momento, el movimiento longitudinal de la película tubular 16 hace
que cambien las respectivas posiciones de los materiales sólidos
que hacen contacto con la cara interna de la película tubular 16 a
través de las ranuras 40, haciendo con ello que los materiales
sólidos se agiten uno tras otro para aplastándose los materiales
sólidos bloqueantes y, de este modo, puede superarse fácilmente la
incapacidad del llenado con los materiales sólidos.
Durante la ejecución del proceso de avance, es
decir, en el momento en que se conforma la siguiente bolsa D como
se muestra en la figura 3, se aplastan los materiales sólidos
bloqueantes de manera que la película configurada en forma de bolsa
C se llena con materiales sólidos que permanecen en el paso de
llenado 24 y, de este modo puede mantenerse sustancialmente
constante la cantidad de materiales sólidos con que se llena cada
película configurada en forma de bolsa.
Luego, el extremo superior de la película
configurada en forma de bolsa C es recortado mediante un cortador 29
y a continuación la bolsa completada 60, que es autoportante, es
transportada mediante un transportador convencional, etc. (no
mostrado).
Aplicando los anteriores ciclos de tratamiento
repetidas veces a las películas tubulares C, B y A, en este orden,
cada película configurada en forma de bolsa puede ser llenada de
manera continua con una cantidad constante de materiales
sólidos.
La figura 5 muestra la bolsa de tipo autoportante
60 llena con materiales sólidos conformada por el sistema de
llenado con materiales sólidos 10. Como se muestra en la figura 5,
la bolsa 60 contiene sólidos hasta el nivel de h e incluye la
superficie inferior sustancialmente plana 62 de la parte inferior 36
conformada por el molde. Una parte cortante 66 está formada en la
parte superior de la bolsa 60, la parte de sellado inferior 37 ha
sido formada en la superficie inferior 62 por el par de selladores
laterales 20, y una parte de sellado posterior 64 ha sido formada en
la superficie lateral de la bolsa 60 por el sellador lateral
22.
El actual inventor realizó la siguiente prueba
utilizando el sistema de llenado con materiales sólidos
anteriormente descrito a fin de averiguar si la presente invención
tenía el efecto de retirar los materiales sólidos bloqueantes. Las
condiciones de la prueba fueron las siguientes.
- a)
- materiales sólidos alimenticios
- tipo: tapas
- materiales: almidón de patata
- forma: triángulo hueco
- tamaño: anchura máxima 48 mm, altura máxima 30 mm
- peso específico medio: 0,0597
- b)
- cantidad total con que se llena una bolsa
- cantidad total con que se llena cada bolsa: 61 g
- altura h hasta la cual son llenados materiales sólidos en una bolsa (véase la figura 5): 90 mm
- c)
- mandril tubular
- forma: cilindro hueco
- tamaño: diámetro interno 120 mm x aproximadamente 1500 mm de longitud
- d)
- molde
- tamaño (D1 x D2): 69 mm x 140 mm
- e)
- abertura para sólidos
- forma W x H (véase la figura 2): 34,5 mm x 95 mm
- número: 4
- f)
- bolsa (película)
- material de la cara interna: polipropileno de termosellado
- g)
- condición de avance
- velocidad de avance: aproximadamente 10 m/min.
La figura 6 es un gráfico que muestra los cambios
diarios en el número de veces en que la cadena es detenida en las
anteriores condiciones. En la figura 6, las letras A y B indican el
caso en que no se utiliza el tubo para retirar los materiales
sólidos bloqueantes, y el caso en que se utiliza el tubo para
retirar los materiales sólidos bloqueantes, respectivamente. Con
referencia a la figura 6, cuando se compara el número de paradas de
la cadena en el caso A con el número del caso B, se ve que el uso
del tubo 30 para retirar los materiales sólidos bloqueantes hace que
se reduzca el número de paradas de la cadena a al menos a menos de
veinte. A este respecto, las paradas de la cadena en este caso son
producidas por el hecho de que el sólido es intercalado entre las
dos partes opuestas de la película tubular prensada en la parte de
sellado 36 y, por consiguiente, se considera que el número de
paradas de la cadena es sustancialmente igual que el número de veces
en que los materiales sólidos producen el bloqueo.
La figura 7 es un gráfico que muestra cambios
horarios en la cantidad de los materiales sólidos con que se llena
cada bolsa. Haciendo referencia a la figura 7, se ve que la
cantidad media de materiales sólidos con que se llena cada bolsa se
mantiene sustancialmente constante, es decir, 61 g.
Aunque se ha ilustrado y descrito con detalle la
realización preferida de la invención, resultará evidente que pueden
hacerse diversos cambios en la realización descrita sin apartarse
del alcance de la invención. Por ejemplo, los materiales sólidos no
se limitan a tapas; en otras palabras, la presente invención es
también aplicable y eficaz para partículas relativamente pequeñas
tales como granos de café siempre que exista la posibilidad de que
sea producido un bloqueo por los materiales sólidos. Además, la
presente invención es aplicable no sólo a una configuración en forma
de rebanadas tal como patatas fritas sino también a una barra que
no tenga una configuración tridimensional. Asimismo, las ranuras a
través de las cuales sobresalen los materiales sólidos pueden
disponerse no sólo en el par de bordes extremos opuestos 38 del tubo
30 sustancialmente paralelos a la parte de sellado 37, sino también
en un par de bordes extremos opuestos que son perpendiculares a la
parte de sellado inferior 37. En otras palabras, las ranuras pueden
estar dispuestas alrededor de todo el borde periférico del tubo 30
para retirar los materiales sólidos bloqueantes, siempre que el
borde sirva de molde con cuatro esquinas, dependiendo dicha
disposición de la cantidad de materiales sólidos con que se llene
una bolsa, de las características de los materiales sólidos, del
área en sección transversal del mandril tubular 14, etc.
Como puede verse claramente por la anterior
descripción, según un primer aspecto de la presente invención, el
bloqueo por los materiales sólidos, que se produce cuando el mandril
tubular se llena con materiales sólidos, puede eliminarse con
seguridad simplemente moviendo en dirección longitudinal la película
tubular arrollada alrededor de la superficie externa del mandril
tubular y, como resultado, no hay necesidad de proporcionar nuevos
medios de solución, aun cuando se produzca el bloqueo.
Cuando las respectivas películas configuradas en
forma de bolsa se llenen con materiales sólidos sucesivamente a la
manera de una cadena de ensamblaje, similar al caso del primer
aspecto de la invención, los materiales sólidos bloqueantes pueden
retirarse incluso si se produjera el bloqueo en la parte inferior de
la película configurada en forma de bolsa. Como resultado, puede
alimentarse una cantidad constante de materiales sólidos a las
respectivas películas configuradas en forma de bolsa y puede
impedirse que los materiales sólidos queden intercalados entre las
dos partes opuestas de la película tubular prensada cuando la
película tubular sea transformada en una configuración de bolsa,
asegurando de este modo el rendimiento de la producción.
En particular, aun cuando el molde para conformar
la parte inferior de la película configurada en forma de bolsa esté
formado alrededor de los bordes periféricos que definen la abertura
extrema inferior del mandril tubular y la parte inferior de la
película configurada en forma de bolsa esté dispuesta de manera que
quede longitudinalmente adyacente a la abertura extrema inferior
para formar una bolsa del tipo de caja, que sea autoportante, puede
obtenerse sin fallo alguno el efecto anteriormente descrito.
Por último, pueden retirarse con seguridad los
materiales sólidos bloqueantes montando simplemente el tubo para
retirar los materiales sólidos bloqueantes, cuyo tubo puede
seleccionarse según el tipo de materiales sólidos, la cantidad de
materiales sólidos con que se llena la bolsa, etc., en el presente
mandril tubular sin necesidad de convertir un sistema existente de
llenado con materiales sólidos, incluso si se produjera el bloqueo
por los materiales sólidos.
Claims (8)
1. Un sistema de llenado con materiales sólidos,
que comprende un mandril tubular (14), que tiene enrollada una
película a manera de lámina (12) alrededor de su superficie
periférica externa para transformar la película a manera de lámina
en una película tubular (16) y define en ella un paso de llenado
(24) para sólidos, a través del cual caen libremente sólidos desde
su abertura extrema superior y que los descarga a través de su
abertura extrema inferior, y medios de avance de película tubular
(18) que envían la película tubular arrollada alrededor de la
superficie periférica externa de dicho mandril tubular desde la
abertura extrema inferior en la dirección longitudinal, en que
dicho mandril tubular incluye en su superficie periférica aberturas
40 a través de las cuales sobresalen sólidos, cuyos sólidos miran
hacia la superficie interna de la película tubular desde dicho paso
de llenado, teniendo dichas aberturas forma de ranuras (40) que se
extienden hacia atrás y longitudinalmente desde un borde periférico
de dicha abertura extrema inferior, incluyendo además el sistema
medios de conformación de bolsa (20) para transformar la película
tubular hecha avanzar desde la abertura extrema inferior en una
configuración a manera de bolsa, un extremo abierto de cuya bolsa
mira en la dirección de la abertura extrema superior de dicho
mandril tubular, consistiendo dichos medios de conformación de bolsa
(20) en un par de selladores laterales (20) para prensar dicha
película tubular en la dirección perpendicular a la dirección
longitudinal a fin de sellar una parte de abertura de la película
tubular, estando dispuestos dichos selladores en posiciones junto a
dicha abertura extrema inferior de tal manera que miran uno hacia
otro, estando interpuesta entre ellos dicha película tubular,
estando formada una parte inferior (36) de la película configurada
en forma de bolsa en cierta posición debajo de la abertura extrema
inferior (28) por los medios de conformación de bolsa, ajustándose a
la distancia entre dicha cierta posición y la abertura extrema
inferior de manera que sea menor que la altura hasta la cual se
llenan los materiales sólidos en la película configurada en forma
de bolsa desde su parte inferior, formando dicho borde periférico
(34) de dicha abertura extrema inferior un molde de superficie
inferior para película configurada en forma de bolsa para
transformar la parte inferior de dicha película configurada en
forma de bolsa en un plano, caracterizado porque se ajusta la
altura de cada una de las ranuras (40) de manera que sea más baja
que el nivel de dichos medios de avance de película tubular
(18).
2. El sistema de llenado con materiales sólidos
según la reivindicación 1, en el que dicho molde de superficie
inferior para película configurada en forma de bolsa (36) tiene
forma rectangular e incluye dos pares de bordes extremos opuestos,
formando las respectivas partes de intersección hechas por los pares
de bordes extremos opuestos (33) las esquinas correspondientes,
estando dispuesto en cualquiera de dichos pares de bordes extremos
opuestos de manera que es sustancialmente paralelo a la parte de
sellado formada por dicho par de selladores laterales, estando
formadas dichas ranuras (40), a través de las cuales sobresalen los
materiales sólidos, en el par de bordes extremos dispuestos de
manera que son sustancialmente paralelos a la parte de sellado.
3. El sistema de llenado con materiales sólidos
según la reivindicación 1, en el que la altura de dichas ranuras
(40) se ajusta de tal manera que el extremo superior de las ranuras
(40), a través de las cuales sobresalen los materiales sólidos, es
más alto que la altura definida al llenarse con los materiales
sólidos la parte inferior de la película configurada en forma de
bolsa.
4. Un sistema de llenado con materiales sólidos
según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema
de llenado con materiales sólidos incluye además un tubo (30) para
retirar los materiales sólidos bloqueantes, que ajusta dentro de la
abertura extrema inferior del mandril tubular, estando formada la
parte inferior de película de bolsa (36) en cierta posición
longitudinalmente debajo de la abertura de extremidad del tubo para
retirar los materiales sólidos bloqueantes por los medios de
conformación de bolsa, ajustándose la distancia entre cierta
posición y la abertura de extremidad de manera que sea menor que la
altura definida al llenarse con los materiales sólidos la parte
inferior de la película configurada en forma de bolsa, incluyendo
dicho tubo (30) para retirar los materiales sólidos bloqueantes
dichas ranuras (40), a través de las cuales sobresalen los
materiales sólidos.
5. El sistema de llenado con materiales sólidos
según la reivindicación 4, en el que dichos medios de conformación
de bolsa (20) consisten en un par de selladores laterales (20) para
prensar dicha película tubular en la dirección perpendicular a la
dirección longitudinal a fin de sellar una parte de abertura de la
película tubular, estando dispuestos dichos selladores en
posiciones junto a dicha abertura extrema inferior de tal manera
que miran uno hacia otro, estando interpuesta entre ellos dicha
película tubular, dicho borde periférico (34) de dicha abertura de
extremidad conforma una película configurada en forma de un molde
de superficie inferior (36) a fin de transformar la parte inferior
de dicha película configurada en forma de bolsa en un plano.
6. El sistema de llenado con materiales sólidos
según la reivindicación 5, en el que dicha película configurada en
forma de un molde de superficie inferior de bolsa (36) tiene una
configuración rectangular que incluye dos pares de bordes extremos
opuestos, formando las respectivas partes de intersección hechas por
los pares de bordes extremos opuestos los correspondientes bordes,
estando dispuesto uno cualquiera de dichos pares de bordes extremos
opuestos de manera que son sustancialmente paralelos a la parte de
sellado conformada por dicho par de selladores laterales, estando
formadas dichas aberturas, a través de las cuales sobresalen los
materiales sólidos, en el par de bordes extremos dispuestos de
manera que son sustancialmente paralelos a la parte de sellado.
7. El sistema de llenado con materiales sólidos
según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, en el que dicha
cierta longitud se ajusta de tal manera que el extremo superior de
dicha una o más ranuras (40), a través de las cuales sobresalen los
materiales sólidos, está más alto que la altura definida al llenarse
con los materiales sólidos la parte inferior de la película
configurada en forma de bolsa.
8. El método de llenado con materiales sólidos
que utiliza el sistema de llenado con materiales sólidos de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que
comprende: un proceso de conformación de bolsa en el que la película
tubular (16) hecha avanzar desde dicha abertura extrema inferior es
transformada en una configuración de bolsa con una superficie
inferior, un proceso de llenado con materiales sólidos en el que la
película configurada en forma de bolsa es llenada con materiales
sólidos desde la abertura extrema superior del mandril tubular (14)
a través de dicho paso de llenado, y un proceso de avance de
película tubular en el que la película tubular es hecha avanzar
longitudinalmente desde dicha abertura extrema inferior por dichos
medios de avance de película tubular (18).
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