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"Perfectionnements relatifs au scellage de boites en carton "
La présente invention est relative au scellage de bottes en carton et en particulier au scellage de bottes dotées de pattes de fermeture scellables à chaud,qui peuvent être amené- es en association de scellage à chaud avec les parties de la boi- te en carton avec lesquelles elles doivent être scellées.
Certaines formes de boites sont faites de carton ou d'une matière analogue revêtue d'une matière scellable à chaud, telle que du polyéthylène ou un mélange de polyéthylène et de cire
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et leur scellage,après l'introduction du contenu dans la botte-a été effectué en appliquant de la chaleur aux parties de la boite qui doivent être scellées l'une avec l'autre.Il a été proposé de préparer les pattes scellables à chaud des bottes,préalablement , à l'amenée de ces pattes en association de scellage à chaud avec les parties de boites avec lesquelles elles,doivent être scellées,' en faisant passer les bottes en succession devant des éléments chauffants rayonnants ou des brûleurs à gaz et,
alors que les pat- tes s'étendent latéralement à partir des bottes,en soumettant les surfaces scellablea à chaud des pattes à l'action des éléments chauffants rayonnants ou à l'action des brûleur à gaz,afin de ra- mollir les surfaces scellables à chaud dans une mesure suffisante pour permettre leur scellage sur les parties des bottes contre lesquelles les pattes doivent être ensuite scellées.Avec chacune de ces propositions antérieures,toutefois,l'on rencontre un pro- blême de sécurité qui provient,dans l'un des cas,des fils ou ban- des métalliques rayonnantes exposées et,dans l'autre cas,de flam- mes de gaz nues.En outre,lorsque l'on utilise des brûleurs à gaz, des réglages critiques sont nécessaires pour assurer que les pat- ,
tes ne soient pas brûlées par les flammes.Un but de la présente invention est d'offrir un procédé et un appareil qui éliminent ces désavantages des propositions antérieures.
En outre,en utilisant des dispositifs suivant la technique antérieure,il est nécessaire de s'assurer que la longu- eur des dispositifs de chauffage est telle qu'elle provoque le ra- mollissement désiré des surfaces scellables à chaud, ce qui est dé- terminé par la vitesse à laquelle les bottes sont déplacées devant le dispositif de chauffage et un autre but de la présente inven- tion est d'offrir un procédé et un appareil dont les dispositifs de chauffage,pour une vitesse donnée quelconque du déplacement des boites devant les dispositifs, peuvent avoir une longueur for- tement réduite,ce qui a pour résultat une réduction de la dimen- sion de la machine de scellage ou, à titre de variante,une augmen-
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tation de la vitesse de travail de la machine pour une dimension ! donnée.
Suivant l'invention,l'on prévoit un appareil desti- né à fixer une patte de fermeture sur un côté d'une botte à l'aide ; d'une matière scellable à chaud appliquée à l'une des parties che- vauchantes devant ainsi être fixées,ledit appareil comprenant des moyens transporteurs pouvant être mis en action de façon à dépla- cer la botte suivant un parcours prédéterminé, un organe tubulaire s'étendant longitudinalement par rapport audit parcours et doté d'ouvertures qui s'étendent à travers la paroi de l'organe tubu- laire et qui sont situées pratiquement en alignement longitudinal avec l'organe tubulaire,afin de se trouver à proximité immédiate de la matière scellable à chaud,
un échangeur de chaleur connecté audit organe tubulairet avec des moyens d'alimentation en air a- gissant de façon à projeter de l'air sous basse pression à travers l'échangeur de chaleur et dans l'organe tubulaire,ledit échangeur de chaleur étant agencé de façon à chauffer .t'air le traversant à une température élevée, la section transversale '-\terne de l'or- gane tubulaire, le nombre des ouvertures,
l'espacement de ces ou- vertures longitudinalement par rapport à l'organe tubulairge et le rapport entre la section transversale des ouvertures et celle de l'organe tubulaire étant choisis de telle sorte que l'air à haute température fourni à l'organe tubulaire s'écoulera à travers les ouvertures à une vitesse telle que l'air venant frapper la matiè- re scellable à chaud en provoque un ramollissement,des moyens de guidage s'étendant longitudinalement par rapport à l'organe tubu- laire et pouvant être mis en action de façon à engager la partie chevauchante et pour la supporter de telle sorte qu'elle s'étende elle latéralement à partir de la partie sous-jacente à laquelle de être fixée,
et des moyens pouvant être mis en action alors que la matière scellable à chaud est encore dans son état ramolli pour replier et presser la partie susjacente en contact avec la partie
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sous-jacente afin de provoqaer l'adhésion de la partie susjacente sur la partie sous-jacente à l'aide de ladite matière.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après,donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés,dans lesquels:
La figure 1 est une vue en perspective d'un genre de botte qui peut être préparée pour le scellage grâce au procédé et avec l'appareil suivant l'invention.
La figure 2 est une vue en plan schématique d'un ap- pareil suivant l'invention.
La figure 3 est une vue à grande échelle d'une part- ie de la figure 2,certains éléments étant omis dans un but de clar té.
La figure 4 est une vue en élévation de la figure 3 dans le sens de la flèche IV à la figure 3.
La figure 5 est une vue en coupe suivant la ligne
V-V de la figure 4.
La figure 6 représente une variante de réalisation de l'appareil.
En se référant à la figure l,la botte qui y est il- lustrée comprend un corps constitué par un fond l,des parois laté- rales 2,3,une paroi frontale 4,une paroi arrière 5 an couvercle 6 relié par articulation au sommet de la paroi arrière (5) ed pattes latérales 7,8 et une patte frontale 9 reliées par articu- lation au couvercle 6. La face inférieure des pattes 7,8,9 qui che-.- et @ vauchent,respectivement,les parties sous-jacentes 2,3,4/qui doi- ; vent y être fixées,sont revêtues d'une matière scellable à chaud non représentée, telle que du polyéthylène ou un mélange de polyéthy-: lène et de cire, et les pattes doivent être repliées contre les parois 2,3,4 et y être scellées à chaud.
L'appareil représenté aux figures 2 à 5 comprend des moyens transporteurs,représentés so la forme de chaînes sans fin 10,dotés d'éléments pousseurs 11(figure 2)agissan: de façon à @
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déplacer les boîtes en succession suivant un parcours prédétermi- né, dans le sens de la flèche A (figures 2,3 et 4) et un organe tu- bulaire 12,de préférence avec une section transversale circulaire, qui s'étend longitudinalement par rapport audit parcours et qui est doté d'ouvertures 13 qui s'étendent à travers la paroi de l' organe tubulaire 12 (figure 5)et qui sont disposées pratiquement en ligne (voir la figure 3) longitudinalement par rapport à l'orga-,
ne tubulaire 12.Un échangeur de chaleur 14 est connecté à l'organe tubulaire 12 et à des moyens d'alimentation en air, par exemple une pompe 15(figure 4) qui peut agir de façon a envoyer de l'air & bas- se pression à travers l'échangeur de chaleur 14 et dans l'organe tubulaire 12 dans un sens opposé au sens de déplacement des bottes comme indiqué par la flèche 16 aux figures 2,3 et 4.L'échangeur de nhaleur comprend un élément chauffant à fil en spirale de 2500 W 17,monté sur un support céramique 18,de façon à permettre un con- tact maximum entre l'élément chauffant 17 et l'air traversant l'é- changeur de chaleur,de telle sorte que l'air soit chauffé à une température élevée de l'ordre de 500 C,
La connexion entre l'é- @ changeur de chaleur 14 et l'organe tubulaire 12 se fait au moyen , d'un tuyau 19,dont la longueur est maintenue au minimum afin d'é- viter des pertes thermiques entre l'échangeur de chaleur et l'orga; ne tubulaire.
Des moyens de guidage qui s'étendent longitudinale- ment par rapport à l'organe tubulaire 12 peuvent agir de façon à engager une partie susjacente de chaque botte et la supporter dans une position où elle s'étend latéralement à partir de la partie @ de botte sous-jacente sur laquelle elle doit être scellée.La sur- face scellable à chaud de la partie susjacente est située au voi- sinage immédiat des ouvertures 13 (voir la figure 5).Comme repr senté aux dessins,les moyens de guidage comprennent un orgar cr- eux 20 qui offre une encoche 21 dans laquelle une parti'- margina- le de la partie susjaéente est engagée pendant le déplacement de la botte devant l'organe tubulaire 12 (voir la figure 5).Des tuy-
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aux 22,23 (figure 2)
sont connectés à l'organe creux 20 et avec-des moyens, par exemple une pompe 24,prévus pour faire circuler un agent de refroidissement,par exemple de l'eau,dans l'organe creux 20,de . telle aorte que la face extérieure de la partie susjacents engagée, dans l'encoche 21 est maintenue froide.
La section transversale,l'espacement et le nombre des ouvertures 13 ainsi que le rapport entre la section transver- sale des ouvertures et celle de l'organe tubulaire 12 sont impor ; tants pour le fonctionnement satisfaisant de l'appareil,parce que sous un très faible débit d'air,la température est élevée,mais le faible débit de masse a pour résultat un transfert d'énergie ré- . duit,tandis que quand le débit est augmenté,le transfert d'éner- gie passe par un maximum pour diminuer ensuite à nouveau lorsque le débit entraîna une forte chute de la température de l'air.Le débit optimum s'est révélé être de l'ordre de 110 litres par miniu- te (4 pieds cube par minute)
.La section transversale des ouvertu- res 13 doit atteindre un équilibre entre une petitesse suffisante pour produire un jet à grande vitesse et une grandeur suffisante ; pour permettre un débit d'air suffisant,Par l'expérience,il a êté ; découvert que les ouvertures les plus avantageuses ont un diamètre; de 3/64 de pouce.L'espacement et le nombre des ouvertures sont dé-. terminés par le fait que les pertes thermiques à partir de l'orga- ne tubulaire 12 provoquent une chute de température sur ., long- ueur de cet organe,mesuré à partir du point d'entrée de l'air.Une longueur excessive de l'organe 12 a pour résultat que les jets d' ;
air sont à une température inférieure à celle nécessaire pour ra- mollir la matière scellable à chaud sur la partie ausjacente.Avec un appareil tel que décrit ici, et avec des parties de bottes sus- jacentes revêtues de polyéthylène,il s'est révélé que 12 pouces. : est une longueur optimum pour l'organe tubulaire 12.Le nombre des ouvertures et le rapport entre leur section transversale et celle nt. de l'organe tubulaire 12 determine/le rapport entre le débit de l' air à travers une ouverture 13 donnée et sa position le long de l'
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organe tubulair'' '.2.
Si le rapport entre le diamètre de l'ou ertu- re et celui de l'organe tubulaire est grand,une forte propoition de l'air sortira à travers les quelques premières ouverture: et @ ceci réduire par conséquent la longueur efficace du système 'écoulement d'air.Lorsque le diamètre de l'organe tubulaire es augt menté alors que le diamètre des ouvertures 13 reste fixe,le pport des dimensions d'ouverture devient inférieur et la répartit .
de l'air le long de l'organe tubulaire 12 devient mieux équilibi La .limite est atteinte lorsque la grande superficie de l'org tubulaire 12 provoque de fortes pertes thermiques et que la a alion de l'organe 12 ne peut plus être située dans les dimension critiques de la machine ou de la boite à sceller.Il s'est rêvé' par des expériences, que les ouvertures 13 sont espacées au mieur de 1/8 de pouce de centre à centre et que l'organe tubulaire d vrait avoir un diamètre d'environ 1 pouce.
D'après la description qui précède,l'on se rendra compte que les boites sont déplacées en succession devant un écou-! lement d'air à haute température s'étendant longitudinalement par rapportau parcours des boites et, alors que les bottes sont dépla cées vers la source d'écoulement d'air, une partie susjacente de chaque boite est supportée dans une position dans laquelle cette partie susjacente s'étend latéralement à partir de la partie sous-; jacente de la boite,avec la surface scellable à chaud de la partie:
susjacente située au voisinage immédiat de l'écoulement d'air, de telle sorte que cette surface scellable à chaud soit ramollie par les jets d'air à haute température dans une mesure suffisante pour permettre son scellage sur la partie sous-jacente 2,3,4,suivant ce qu'il convient, de la boite contre laquelle la partie susjacente alors que la surface scellable à chaud est encore ramollie,est repliée et pressée d'une façon connue en soi.par exemple par des organes de repliage en forme de soc 25, représentés à la figure 2.
Dans la forme modifiée de l'appareil représentée à la figure 6,la connexion entre l'échangeur de chaleur 14 et l'organe tubulaire 12.est effectuée par @ raccor 30 et)un soupai,.
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comportant un corps creux 31 dont une extrémité est connectée au raccord 30.Le corps 31 possède une lumière de sortie 32 à travers laquelle de l'air à haute température pénètre par le raccord 30 dans l'organe tubulaire 12,et une lumière d'échappement 33 par l' intermédiaire de laquelle de l'air à haute température est évacué à partir du parcours de la botte lorsque les moyens transporteurs, non représentés,cessent de fonctionner.La lumière de sortie 32 et la lumière d'échappement 33 sont espacées axialement par rapport au corps 31et sont exposées ou obturées sélectivement par un pis- ton 34,
gràce à des moyens de commande actionnés lors de l'arrêt et du démarrage des moyens transporteurs.Comme représenté au des- sin,les moyens de commande sont constitués par un cylindre à air 35, dont le piston,non représenté,est connecté par une tige 36 au piston 34 de la soupape.
Lorsque les moyens transporteurs sont arrêtés,le cy- lindre à air 35 est mis en action pour déplacer le piston 34 jus- qu'à sa position représentée au dessin, dans laquelle le piston obture la lumière de sortie 32 vers l'organe tubulaire 12 et ouvre la lumière d'échappement 33 vers une cheminée 37 qui écarte l'air à haute température provenant de l'échangeur de chaleur du par- cours des bottes.L'air à haute température atteint la lumière d'é-' chappement 33 à travers un alésage 38 dans le piston 34.Lors du redémarrage des moyens transporteurs,le cylindre à air 35 ramène le piston 34 en retrait ,
de telle sorte que la lumière d'échappe- @@ 33 soit obturée par ce piston 34 et que la lumière de sortie 32 soit exposée pour permettre le passage de l'air à haute tempé- rature à travers cette lumière 32, vers l'organe tubulaire 12.
Pour éviter un défaut de l'élément chauffant 17, dans le cas où l'alimentation en air vers l'échangeur de chaleur viendrait à faire défaut,le circuit électrique 39 pour l'élément chauffant 17 comprend un commutateur 40 qui est placé dans le par-. cours de l'air atteignant l'échangeur de chaleur et qui est main- tenu dans sa position fermée uniquement lorsque la pression de l'
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e -1 -1.- :t',' -- - - 1 -- ,- '.'-' ¯,1 ;C -t!l 1 iiitit, prédéterminé,par exemple) i ds 1,) l,n..")C j.:: : .'.
Si 2'on désire tenir compte de la 1 possibilité d'un chauffage de l'élement chauffant 17 dû au mit que l'organe tubulaire 12 est bloqué,ceci peut être réalisé en pré- voyant un commutateur analogue au commutateur 40 mais qui est maintenu dans sa position de fermeture uniquement lorsque le débit. de l'air à l'endroit du commutateur dépasse un minimum prédétermi- né,par exemple 4 pieds cube par minute.
Il s'est révélé qu'un appareil trans @ @ de çon décrite précédemment en se référant aux dessins, produit des boites scellées acceptables commercialement faites de carton revê- tu de polyéthylène, alors que ces bottes sont déplacées à une vi- fesse de 80 pieds par minute.Ceci est à comparer avec des scella- ges analogues obtenus en utilisant un élément chauffant rayonnant de type plat d'une longueur analogue (1 pied),sous une vitesse ma- ximum de 40 pieds par minute.Ainsi,l'on se rendra compte que pour une longueur donné'3 d'éléments chauffants , il est possible avec le procédé et l'appareil suivant l'invention,
d'obtenir un effet de scellage qui est égal a celui pouvant être obtenu préalablement à l'invention niais en déplaçant les boites à deux fois vitesse maximum possible en utilisant un élément chauffant du type rayon- ' nant, ce dernier offrant le désavantage supplémentaire d'un danger dû aux éléments chauffants rayonnants exposés.Avec l'appareil sui- vant l'invention,les n.oyens de chauffage sont enfermés dans une enveloppe d'échangeur de chaleur et sont par conséquent protégés ' vis-à-vis des personnes utilisant ou faisant fonctionner la machi- ne de scellage.En outre.l'élément chauffant peut être amené à fonctionner sous des tensions élevées;
, ce qui conduit à d'éventuel- les économies en ce' qui concerne les transformateurs.
Dans la description qui précède,les moyens d hauf- fage ont été décrits en tant qu'éléments chauffants à @ l élec- trique,mais il doit être entendu que,si on le désire l'échangeur de chaleur peut fonctionner au gaz.
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De même, dans la description qui précède,la matière @ à chaud a été décrite comme appliquée aux parties sus- centes mais,si on le désire,elle peut être appliquée aux parties extérieures des zones sous-jacentes de la botte'qui doivent être engagées par les parties suajacentes,cas dans lequel les organes tubulaires 12 seront disposés de telle sorte que les ouvertures 13 soient dirigées vers les parties sous-jacentes de la boite,au voisinage immédiat de ces parties, sur lesquelles la matière scel- lable à chaud est appliquée.
A titre de variante,la matière scella- ble à chaud peut être appliquée à la fois aux parties suSjacentes et à l'extérieur des parties sous-jacentes de la boite,cas dans lequel les ouvertures 13 seront pratiquées dans l'organe 12 en des positions telles que de l'air à haute température sera projeté sur la matière scellable à chaud appliquée sur les parties sus- jacentes et sur les parties sous-jacentes de la boite.Il doit en tre être entendu que bien que comme décrit précédemment, l'on pré- fère que l'air à haute température soit amené à s'écouler dans le sens indiqué par les flèches 16,l'on peut amener cet air si on le désire à s'écouler dans le sens opposé,c'est-à-dire dans le sens suivant lequel une boite est déplacée le long de l'organe tubulai- re 12 par les moyens transporteurs 10,11.
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"Improvements relating to the sealing of cardboard boxes"
The present invention relates to the sealing of cardboard bundles and in particular to the sealing of bundles provided with heat-sealable closure tabs, which may be brought into heat-sealing association with the parts of the cardboard box with which they must be sealed.
Some box shapes are made of cardboard or similar material coated with a heat sealable material, such as polyethylene or a mixture of polyethylene and wax.
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and their sealing, after the introduction of the contents into the boot-has been carried out by applying heat to the parts of the box which are to be sealed with each other. It has been proposed to prepare the heat-sealable legs boots, prior to the supply of these tabs in combination with heat sealing with the parts of boxes with which they must be sealed, 'by passing the boots in succession in front of radiant heating elements or gas burners and ,
as the legs extend laterally from the boots, subjecting the heat-sealable surfaces of the legs to the action of radiant heating elements or to the action of gas burners, in order to soften the sealable surfaces heat to a sufficient extent to permit their sealing on the parts of the boots to which the lugs are subsequently to be sealed. With each of these earlier proposals, however, a safety problem is encountered which arises, in one exposed radiating metal wires or bands and, in the other case, open gas flames. In addition, when gas burners are used, critical adjustments are required to ensure that the pat-,
It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus which eliminates these disadvantages of the prior proposals.
Further, in using devices according to the prior art, it is necessary to ensure that the length of the heaters is such as to cause the desired softening of the heat-sealable surfaces, which is undesirable. terminated by the speed at which the bundles are moved past the heater and another object of the present invention is to provide a method and apparatus including heaters, for any given speed of movement of the boxes past. devices, may have a greatly reduced length, resulting in a reduction in the size of the sealing machine or, alternatively, an increase in the size of the sealing machine.
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tation of the working speed of the machine for one dimension! given.
According to the invention there is provided an apparatus for fixing a closure tab on one side of a boot with the aid; of a heat-sealable material applied to one of the overlapping parts thus to be fixed, said apparatus comprising conveying means operable to move the boot along a predetermined path, a tubular member s 'extending longitudinally of said path and provided with openings which extend through the wall of the tubular member and which are located substantially in longitudinal alignment with the tubular member, so as to lie in close proximity to the tubular member. heat-sealable material,
a heat exchanger connected to said tubular member and with air supply means operative so as to project low pressure air through the heat exchanger and into the tubular member, said heat exchanger being arranged so as to heat the air passing through it to a high temperature, the cross section '- \ dull of the tubular member, the number of openings,
the spacing of these openings longitudinally with respect to the tubular member and the ratio of the cross section of the openings to that of the tubular member being chosen such that high temperature air supplied to the tubular member will flow through the apertures at such a rate that air impinging upon the heat-sealable material causes it to soften, guide means extending longitudinally of the tubular member and being operable. in action so as to engage the overlapping part and to support it so that it extends laterally from the underlying part to which to be fixed,
and means operable while the heat sealable material is still in its softened state for folding back and pressing the overlying portion into contact with the portion
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underlying in order to provoqaer adhesion of the overlying part on the underlying part using said material.
Other details and features of the invention will emerge from the description below, given by way of nonlimiting example and with reference to the accompanying drawings, in which:
Figure 1 is a perspective view of one kind of boot which can be prepared for sealing by the method and with the apparatus according to the invention.
FIG. 2 is a schematic plan view of an apparatus according to the invention.
Figure 3 is an enlarged view of a part of Figure 2 with some elements omitted for clarity.
Figure 4 is an elevational view of Figure 3 in the direction of arrow IV in Figure 3.
Figure 5 is a sectional view along the line
V-V of figure 4.
FIG. 6 represents an alternative embodiment of the apparatus.
Referring to Figure 1, the boot which is illustrated therein comprises a body consisting of a bottom 1, side walls 2, 3, a front wall 4, a rear wall 5 and a cover 6 connected by articulation to the top of the rear wall (5) ed side legs 7,8 and a front leg 9 hingedly connected to the cover 6. The underside of the legs 7,8,9 which straddle and cross, respectively, the underlying parts 2,3,4 / who doi-; to be attached to it, are coated with a heat-sealable material not shown, such as polyethylene or a mixture of polyethylene and wax, and the tabs must be folded against the walls 2,3,4 and be there heat sealed.
The apparatus shown in Figures 2 to 5 comprises conveyor means, shown in the form of endless chains 10, provided with pushing elements 11 (Figure 2) acting: so as to @
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moving the boxes in succession along a predetermined path, in the direction of arrow A (Figures 2, 3 and 4) and a tubular member 12, preferably with a circular cross section, which extends longitudinally with respect to said path and which is provided with openings 13 which extend through the wall of the tubular member 12 (Figure 5) and which are disposed substantially in line (see Figure 3) longitudinally with respect to the organ,
tubular 12. A heat exchanger 14 is connected to the tubular member 12 and to means for supplying air, for example a pump 15 (FIG. 4) which can act to send air out. pressurizes through the heat exchanger 14 and into the tubular member 12 in a direction opposite to the direction of movement of the boots as indicated by arrow 16 in Figures 2, 3 and 4 The heat exchanger includes a heating element 2500 W spiral wire 17, mounted on a ceramic support 18, so as to allow maximum contact between the heating element 17 and the air passing through the heat exchanger, so that the air is heated to a high temperature of the order of 500 C,
The connection between the heat exchanger 14 and the tubular member 12 is made by means of a pipe 19, the length of which is kept to a minimum in order to avoid heat losses between the heat exchanger. heat and organ; not tubular.
Guide means which extend longitudinally of the tubular member 12 may act to engage an overlying portion of each boot and support it in a position where it extends laterally from the portion of the boot. underlying boot to which it is to be sealed. The heat-sealable surface of the overlying part is located immediately adjacent to the openings 13 (see figure 5). As shown in the drawings, the guide means comprise an orgar cr- them 20 which provides a notch 21 in which a part of the above-mentioned part is engaged during the movement of the boot in front of the tubular member 12 (see FIG. 5).
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at 22.23 (figure 2)
are connected to the hollow member 20 and with-means, for example a pump 24, provided to circulate a cooling agent, for example water, in the hollow member 20, of. such aorta that the outer face of the overlying part engaged in the notch 21 is kept cold.
The cross-section, the spacing and the number of the openings 13 as well as the ratio of the cross-section of the openings to that of the tubular member 12 are important; As for the satisfactory operation of the apparatus, because under a very low air flow the temperature is high, but the low mass flow results in a re-energy transfer. As the flow rate is increased, the energy transfer peaks and then decreases again when the flow rate causes the air temperature to drop sharply. The optimum flow rate has been found to be the order of 110 liters per minute (4 cubic feet per minute)
The cross section of the apertures 13 must strike a balance between a small enough to produce a high velocity jet and a sufficient size; to allow sufficient air flow, By experience it has been; found that the most advantageous openings have a diameter; of 3/64 inch. The spacing and number of openings are de-. terminated by the fact that the heat losses from the tubular organ 12 cause a drop in temperature over the length of this organ, measured from the point of entry of the air. the member 12 results in the jets of;
air are at a temperature below that necessary to soften the heat-sealable material on the overlying portion. With an apparatus as described herein, and with parts of the overlying polyethylene coated boots, it has been found that 12 inch. : is an optimum length for the tubular member 12. The number of openings and the ratio between their cross section and that nt. of the tubular member 12 determines / the ratio between the flow of air through a given opening 13 and its position along the
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tubular organ '' '. 2.
If the ratio of the diameter of the opening to that of the tubular organ is large, a strong propoition of air will come out through the first few openings: and this will consequently reduce the effective length of the system. air flow. When the diameter of the tubular member is increased while the diameter of the openings 13 remains fixed, the port of the opening dimensions becomes smaller and distributes it.
air along the tubular organ 12 becomes better balanced. The limit is reached when the large surface area of the tubular organ 12 causes high heat losses and the a alion of the organ 12 can no longer be located in the critical dimensions of the sealing machine or box. It has been dreamed by experiments that the openings 13 are spaced less than 1/8 inch from center to center and that the tubular member should have a diameter of about 1 inch.
From the above description, it will be appreciated that the boxes are moved in succession in front of a listening device! high temperature air element extending longitudinally of the course of the boxes and, as the boots are moved toward the source of air flow, an overlying portion of each box is supported in a position in which that portion overlying extends laterally from the sub- part; side of the box, with the heat-sealable surface of the part:
overlying located in the immediate vicinity of the air flow, so that this heat-sealable surface is softened by the high temperature air jets to a sufficient extent to allow its sealing to the underlying part 2,3 , 4, as appropriate, of the box against which the overlying part while the heat-sealable surface is still softened, is folded over and pressed in a manner known per se. For example by shaped folding members share 25, shown in Figure 2.
In the modified form of the apparatus shown in Figure 6, the connection between the heat exchanger 14 and the tubular member 12 is made by connector 30 and) a valve.
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comprising a hollow body 31, one end of which is connected to the connector 30. The body 31 has an outlet lumen 32 through which high temperature air enters through the connector 30 into the tubular member 12, and a lumen of exhaust 33 through which high temperature air is exhausted from the path of the boot when the conveyor means, not shown, ceases to operate. The outlet lumen 32 and exhaust lumen 33 are spaced apart axially with respect to the body 31 and are exposed or selectively closed by a piston 34,
thanks to control means actuated when stopping and starting the conveyor means. As shown in the drawing, the control means consist of an air cylinder 35, the piston of which, not shown, is connected by a rod 36 to piston 34 of the valve.
When the conveying means are stopped, the air cylinder 35 is put into action to move the piston 34 to its position shown in the drawing, in which the piston closes the outlet port 32 towards the tubular member 12. and opens the exhaust port 33 to a chimney 37 which pushes the high temperature air from the heat exchanger from the path of the boots. The high temperature air reaches the exhaust port 33 through a bore 38 in the piston 34. When restarting the conveyor means, the air cylinder 35 brings the piston 34 back,
so that the exhaust lumen 33 is blocked by this piston 34 and the outlet lumen 32 is exposed to allow the passage of high temperature air through this lumen 32, to the outlet. tubular member 12.
To avoid a failure of the heating element 17, in the event that the air supply to the heat exchanger should fail, the electrical circuit 39 for the heating element 17 comprises a switch 40 which is placed in the heat exchanger. through-. course of air reaching the heat exchanger and which is held in its closed position only when the pressure of the
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If it is desired to take into account the possibility of heating the heating element 17 due to the tubular member 12 being blocked, this can be achieved by providing a switch similar to switch 40 but which is kept in its closed position only when the flow. air at the switch location exceeds a predetermined minimum, for example 4 cubic feet per minute.
It has been found that a transparent lesson apparatus previously described with reference to the drawings, produces commercially acceptable sealed boxes made of polyethylene-coated cardboard, as these bundles are moved at a speed of 80. feet per minute. This is to be compared with similar seals obtained by using a flat type radiant heating element of a similar length (1 foot), at a maximum speed of 40 feet per minute. it will be appreciated that for a given length '3 of heating elements, it is possible with the method and the apparatus according to the invention,
to obtain a sealing effect which is equal to that obtainable prior to the invention but by moving the boxes at twice the maximum speed possible using a heating element of the radiating type, the latter offering the additional disadvantage of 'a danger due to the exposed radiant heaters. With the apparatus according to the invention, the heating means are enclosed in a heat exchanger casing and are therefore protected from persons using or operating the sealing machine. In addition, the heating element may be made to operate at high voltages;
, which leads to possible savings with regard to transformers.
In the foregoing description the heating means have been described as electric heating elements, but it should be understood that, if desired, the heat exchanger can be gas operated.
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Likewise, in the foregoing description, the hot material has been described as applied to the upper parts but, if desired, it can be applied to the outer parts of the underlying areas of the boot which are to be applied. engaged by the adjacent parts, in which case the tubular members 12 will be arranged such that the openings 13 are directed towards the underlying parts of the box, in the immediate vicinity of these parts, on which the heat-sealable material is applied.
Alternatively, the heat-sealable material can be applied both to the overlying portions and to the exterior of the underlying portions of the box, in which case the openings 13 will be made in the member 12 at different angles. positions such that high temperature air will be sprayed onto the heat sealable material applied to the overlying parts and to the underlying parts of the box. It should be understood that although as previously described, the 'it is preferred that the air at high temperature is made to flow in the direction indicated by the arrows 16, this air can be made if desired to flow in the opposite direction, that is that is to say in the direction in which a box is moved along the tubular member 12 by the conveyor means 10,11.
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