CN101547835B - 用于控制包装内气体含量变化的方法和组件 - Google Patents

用于控制包装内气体含量变化的方法和组件 Download PDF

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Abstract

用于排空一个包装(2)(例如装有像坚果这类产品的真空包装)的方法和组件。该包装至少部分地由包装薄膜(6)制成。该方法使用装带有抽吸开口的一种抽吸器件(4)，以便通过该包装薄膜中的一个孔(12)将该包装排空。该包装配备了一个基本为板形的、刚性的元件(8)，该元件的一个主表面与该包装薄膜的内侧面相接触，其中在该基本上刚性的元件的位置上设有该包装薄膜的孔。该方法进一步包括在该基本上刚性的元件与该包装薄膜的内侧面相接触的位置上将该抽吸开口密封抵靠在抵靠该包装的外侧面，其方式为使孔与抽吸开口处于流体连通。

Description

用于控制包装内气体含量变化的方法和组件
发明领域
本发明涉及用于控制包装内气体含量变化的一种方法，并且包括排空包含在所述包装(例如填充如坚果这类产品的一种真空包装)中气体的至少一个步骤，其中该包装至少部分地由包装薄膜制成并且其中利用配备有抽吸开口的一种抽吸器件，用于通过该包装薄膜中的一个孔来排空该包装。
本发明进一步涉及用于实施这种方法的由一个包装和一个刚性元件构成的一个组件、包括一个抽吸器件以及一个刚性元件的零件套装、该零件套装的一个基本上刚性的元件及其用途。
发明背景
从EP0626312已知一种用于排空包装的方法。在该已知的方法中，使用针刺穿一个气密的包装并通过由此产生的孔抽成真空。为此目的，一个抽吸器件气密地连接到一个腔室的盖罩上，在该腔室中在排空前对该包装进行压缩。
然而，所述方法存在一些缺陷。为了排空包装，需要一个腔室以容纳并压缩该包装。因此，对于具有例如1000升容积的较大包装而言，就需要一个大腔室，这并不实际并且需要昂贵的设备(腔室)。
US-A-3026656提出将一个标记或者加固板(例如玻璃纸或者覆有热塑性材料的纸)应用到包装薄膜的内部，并且包括一个孔。包含在所述标记或者加固板的外周中的包装薄膜的部分包括与该标记的孔相对应的一个孔偏置。在该标记的位置上采用一个真空室抵靠在包装薄膜的外部上，并且通过启动一个真空泵将空气从该包装的内部抽出。可以在排空后通过将加热工具抵压到包装薄膜和标记上来密封包装薄膜中的排空孔。采用这种方案的问题是该标记或者加固板是相对柔软的材料，它们不能确保在包装中含有相对粗糙的颗粒产品时利用该真空室获得用于气密接触的一个足够平滑的接触表面。
US-A-3216172提出通过用一种较硬的补片替代上述的标记或者加固板来解决以上问题。包装中的空气通过该补片上的穿孔来排放，从而到达包装薄膜中的一个孔。该补片上的穿孔必须足够细而不允许颗粒状或者粉状的包状物体的微粒通过。在采用细粉末的应用的情况下，这种补片的制造可能会存在问题，并且在包装的排空过程中导致不可接受的高压力损失。而且，这类补片立即被颗粒状或者粉状材料堵塞：一方面，补片中的一个或多个孔越细，由细粉末带来的堵塞风险就越高，另一方面，较大的细粒或者微粒可以容易地阻塞孔，从而降低了排放的效能或者甚至完全阻止排放。
而且，这些现存的系统允许包装被排空一次，此后包装由一个热密封器件不可逆地密封。然而，有时希望具有一种可逆地密封的包装，以允许多级的排空处理，并且在某些情况中有必要将气体注入所述包装中。
因此，在本领域中存在允许快速改变包装中气体含量和成分的需求，不论其尺寸如何，它可用于待包装产品的广泛选择，并且要求投资少并且设备尺寸小。
发明概述
本发明在所附的独立权利要求中限定。优选的实施方案在从属权利要求中限定。特别地，本发明涉及用于控制一种包装内的气体含量变化的一种方法，该包装适于保持真空并且装有产品，其中所述包装至少部分地由一种包装薄膜制成，所述方法包括至少一个排空步骤，该至少一个排空步骤包括如下步骤：
(a)在所述包装薄膜中提供至少一个孔；
(b)提供一个基本上刚性的元件，该元件包括由该元件的厚度分隔的第一和第二主表面，并且包括将所述第一主表面流体连接到所述第二主表面的至少一个开口；
(c)将所述刚性元件定位在包装的内部，以使该刚性元件的第一主表面大体上接触该包装薄膜的内表面，并且使该薄膜的至少一个孔被包绕在该刚性元件的外周内；
(d)提供连接到用于抽吸真空的装置的一个抽吸器件(如一个真空泵)，并且包括一个抽吸开口，其外周安装到该刚性元件的外周中；
(e)密封地将该抽吸器件抵靠在该包装薄膜的外表面，以使该抽吸器件开口的外周完全放置在由该包装薄膜的厚度从其分隔的刚性元件上；
(f)通过启动该真空泵，通过所述孔从该包装排空有待排空的流体，
其中，该基本上刚性的元件被设计为对有待排空的流体是可透过的，并且对包含在该包装中的产品大致上是不可透过的，并且阻止由微粒材料带来的阻塞。
本发明还涉及包括一个包装的一个组件，该包装至少部分地由一种包装薄膜制成，并且包括位于该包装薄膜内侧中的一个基本上刚性的元件。本发明还涉及一种零件套装，它包括如上所限定的一个抽吸器件和一个基本上刚性的元件以及尤其适于上述方法的一个基本上刚性的元件。本发明还说明了用于排空包装的一个基本上刚性的元件的用途。最后，本发明提出了一种抽吸器件，该器件适于将包装抽成真空并且适于在其中注入例如惰性气体或者功能性气体的一种气体，其中所述器件包括带有一个开口的一个腔室，该开口的外周适于安装到如上所定义的刚性元件的外周；其中所述腔室连接到一个真空泵，其特征在于，它进一步包括连接到气体源并且滑动地安装在该腔室板上的一个导管，以便在(惰性的或者功能性的)气体将要被注入该包装中时，可以通过该包装薄膜中的一个洞被向下推动它以便安装到该刚性元件的第一表面上的一个残端中，并且在有待排空该包装时可以将它从该包装薄膜中的洞中收回。有待注入的气体可以是任何气体，例如但不限于具有如除臭、加香、杀菌、反应性、钝化及类似特性的惰性气体或功能性气体。
根据本发明的方法，该包装配备有一个基本上刚性的元件，该元件大致上抵靠该包装薄膜的内表面，优选地通过例如焊接或者胶合固定到其上，其中在该包装薄膜中的孔被设在包含于该基本上刚性元件的外周内的一个位置上，其中该方法还包括：密封地将一个抽吸器件的开口抵靠在该包装的外表面上，抵靠位置是该基本上刚性的元件大致上位于与该包装薄膜的内表面相接触的位置，以使该薄膜中的孔与该抽吸开口处于流体连通。这样，该抽吸开口密封地抵靠在该包装的外表面，并且无需将整个包装放置于该腔室中。因此，该基本上刚性的元件可有助于该孔的定位。而且，该基本上刚性的元件使得即将被密封的抽吸开口以一种简单的方式抵靠该包装，而无需考虑包含在包装内的产品特性。该抽吸开口抵靠在的包装表面基本上不会变形，但是在产品直接抵靠薄膜的位置上，例如由于薄膜被压靠在产品上，该薄膜可以在排放过程中发生较大形变。决定薄膜变形的因素是包含在该包装中的产品的尺寸、一致性、以及类型。粗粒度产品(例如坚果)可以使薄膜发生如此程度的变形，以致没有该基本上刚性的元件密封地使该抽吸开口抵靠薄膜几乎是不可能的。
在其所处的抵靠包装薄膜内侧的位置上，该基本上刚性的元件可以形成例如在一个平面上延伸的一个第一接触表面，该包装薄膜的内侧抵靠在该第一接触表面，这样，该包装薄膜的一个外侧面在该第一接触表面的位置上形成由该薄膜的厚度与该第一接触表面分隔的一个第二接触表面，以用于密封地在其上抵靠该抽吸开口。因此，该基本上刚性的元件确保包装薄膜围绕该孔形成该第二接触表面。
有待排空的流体可以是包含在该包装中的任何流体，例如油、湿气、空气或者其他气体。本发明最明显的一些应用涉及从包装中排空空气。应当理解的是，无论在下文中何时提及空气，这种传授内容可以被互换地应用于有待排空的其他任何流体。
优选地，该基本上刚性的元件包括由至少一个孔组成的一个基本上刚性的支撑构件，并且包括层叠在所述支撑构件的第二主表面上的一个过滤器(40)，该基本上刚性的元件背向包装薄膜，所述过滤器对于流体是可透过的并且对于包含在包装中的产品基本上是不可透过的。这样，有可能将包装排空，由此以一种简单方式确保在排空过程中包装内的产品不会从包装中泄露和/或者堵塞孔。因此，排空包含例如可可粉这样(非常细的)的粉末的包装也是可能的，其中粉末不会从包装中泄露和/或者堵塞孔。这种方案允许使用一种标准的基本元件，该元件包括有足够尺寸和渗透性的至少一个孔，以允许高速地将空气从包装中排空，而不受包装的内容物的影响，并且允许根据包含在包装中的产品尺寸和属性来选择过滤器。这种高度灵活的方案更加经济，而且与包含一些微孔(这些微孔的尺寸必须适配于包含在包装中的产品)的现有技术的刚性元件相比可使压力损失更低。
优选地，背向该包装薄膜的基本上刚性的元件的第二表面配备有与该元件的至少一个开口处于流体连通的至少一个槽。该槽基本上防止在该基本上刚性的元件的第一和第二主表面之间的流体连接被产品封闭。如果包装包含一种粗粒度产品，粗糙的颗粒会抵靠在该至少一个槽的直立壁部上，但不能完全地封闭所述槽，以使流体连接保持开通。如果这种包装装有一种细粒度产品，这种产品基本上会形成一种多孔团块，该多孔团块不会封闭该流体连接。
最优选地，将一个过滤器(它对于流体是可透过的并且对于产品基本上是不可透过的)固定到该基本上刚性的元件的所述第二表面，该表面配备有与该元件的至少一个开口处于流体连通的至少一个槽。这种层叠几何结构的特别有利之处在于，在防止最细小粉末微粒通过的同时，对通过该刚性元件的气流进行了优化。如果覆盖所述第二表面的整个区域的槽网络与该至少一个开口处于流体连通，这种效果就得以增强。可以设想出形成连接到该至少一个开口的流体连通的任何结构化表面。
优选地，该基本上刚性的元件在抵靠包装薄膜的侧面上配备有一个表面结构。因此，可以在该薄膜与基本上刚性的元件之间形成一个开口空间，流体可通过该开口空间在排空的过程中从该包装流到该抽吸器件。
通常，将该基本上刚性的元件完全地安排在包装的内部。这样做的优点是该包装薄膜(除了孔以外)可以沿着该基本上刚性的元件基本上不间断地延伸，这就(例如)减少了泄露的危险和/或者增加了成功排空的几率。然而，并不排除该刚性元件延展到包装的外部，但这种实施方案是次优选的。可以在密封地闭合包装后提供该包装薄膜中的孔。包装薄膜可以在该基本上刚性的元件的位置上被刺穿以提供用于包装的后续排空的孔。
根据一个实施方案，该方法进一步包括在包装排空后对孔进行密封，例如使用一种粘合剂和/或者油脂，和/或者例如通过密封、焊接和/或者胶合将该包装薄膜连接到基本上刚性的元件。这样就获得一个密封的、已排空的包装。
该基本上刚性的元件对流体(例如空气或者油)是可透过的，而对产品基本上是不可透过的。因此，有可能通过该孔以及通过该基本上刚性的元件从包装中抽吸流体。为此目的，例如为该基本上刚性的元件装配至少一个穿孔，该穿孔从抵靠在该包装薄膜的基本上刚性的元件延伸到与该包装薄膜不接触的基本上刚性的元件上的一个位置。这样就产生了一个通道，通过该通道可以将流体从由包装封闭的空间中抽出。
优选该至少一个穿孔相对于包装薄膜中的孔而被偏置。这样提供的优点是当包装处于负压时周围空气压力可以挤压该孔在该基本上刚性的元件上关闭，由此允许包装被自动地密封。
优选地，在该抽吸器件的一个外侧面上提供一个圆周形环状密封边缘，在使用时，该圆周形环状密封边缘在该基本上刚性的元件大致抵靠该包装薄膜的内侧的位置上抵靠在包装的外侧上。这样，可以用一种简单的方式实现该包装薄膜与抽吸器件之间的密封。
优选抵，该基本上刚性的元件被设计为一个板状体，例如但并不限于盘形、椭圆形、带有或不带有圆角的多边形或者特别适配于该包装的几何形状的任何定制的形状。圆盘是一种特别优选的几何形状。
通过使用一个经过适配的抽吸器件，可以在排空一种流体(如空气)之前或者之后将一种(惰性的或者功能性的)气体注入包装中。
现在通过附图和详细描述对本发明进行更加详细的解释。
附图说明
图1a示出了处于非操作模式的一个包装和用于排空该包装的抽吸器件的组件的第一实施方案的示意图；
图1b示出了图1a的组件处于第一操作模式中的示意图；
图1c示出了图1a的组件处于第二操作模式中的示意图；
图2示出了一个包装和用于排空该包装的抽吸器件的组件的第二实施方案的示意图；
图3a示出了根据本发明组件的基本上刚性的元件的一个实施方案的底面图；
图3b示出了图3a的基本上刚性的元件的沿线A-A的截面图，以及
图4示出了在至少部分地排空一个包装之前或者之后将一种(惰性的或者功能性的)气体注入该包装的实施方案。
发明详细说明
图1a-1c示出了由一个包装(2)和用于排空包装(2)的一个抽吸器件(4)的组件(1)的第一实施方案的示意图。图1a-1c示出了包含产品以及例如需要被排空的空气这类流体的一个包装(2)。包装(2)至少部分地由包装薄膜(6)制成。例如，薄膜(6)是柔性的和/或者是弹性的。一个基本上刚性的元件(8)抵靠在抵靠薄膜(6)的内侧面。在此实例中，基本上刚性的元件(8)被设计为一个平板，例如盘形、椭圆形、带有或不带有圆角的多边形、或者专门适于该包装几何形状的任何定制形状。在此实例中，基本上刚性的元件(8)配备有一个穿孔(10)。在图1a-1c中，包装薄膜(6)在基本上刚性的元件(8)的位置上配备有一个孔(12)。在此实例中，穿孔(10)和孔(12)相互之间是偏置的。这就意味着在观察薄膜(6)上的投影时，穿孔(10)和孔(12)是不重叠的。
在图1a-1c中，抽吸器件(4)在基本上刚性的元件(8)大体上抵靠包装薄膜(6)的内侧的位置上抵靠在抵靠包装(2)的外侧面上。抽吸器件(4)配备有一个刚性壳体(14)并且包括一个开放的侧面，其中该开放的侧面密封地抵靠在包装上。在此实例中，该开放的侧面形成一个抽吸开口。在此实例中，在该开放的侧面上，将一个密封边缘(16)(例如用橡胶制成的)进一步配备到抽吸器件(4)上。在此实例中，抽吸器件(4)的一个内部空间(18)由壳体(14)和包装薄膜(6)封闭，该空间与例如一个气动阀(20)和一个真空泵(22)流体连通。进一步地，在图1a-1c中，抽吸器件(4)的抽吸开口与薄膜(6)中的孔(12)流体连通。
到目前为止所描述的组件可按下述用于进行将包装(2)排空的方法。
抽吸器件(4)通过抽吸开口(如通过挤压)抵靠在基本上刚性的元件(8)上。因此，薄膜(6)被至少部分地安排在抽吸器件(4)与基本上刚性的元件(8)之间(参见图1a)。随后，打开阀门(20)并且接通真空泵(22)。真空泵(22)会降低抽吸器件的内部空间(18)的压力。其结果是，包装(2)中空气的至少一部分会通过穿孔(10)、孔(12)、内部空间(18)、阀门(20)以及真空泵(22)从包装(2)被抽吸出去。在图1b的实例中，例如由于内部空间(18)的压力低于包装(2)中的压力和/或者由于从该包装到抽吸器件(4)的空气流动，薄膜(6)在抽吸器件(4)的离开基本上刚性的元件(8)方向上凸出。薄膜(6)的凸出提供的优点是增加了基本上刚性的元件(8)与薄膜(6)之间的区域的垂直截面，空气在排空的过程中通过该截面流动，这有助于包装的排空。当从包装(2)吸出足够的空气时，可以切断泵(22)。通过打开一个排气阀(24)(在打开后，内部空间(18)与周围环境之间形成流体连通)，可以将内部空间(18)中的压力恢复到大气压力。这就允许以一种简单的方式将抽吸器件(4)从包装(2)移除。这还使得薄膜(6)在基本上刚性的元件(8)的位置上被挤压抵靠在基本上刚性的元件(8)上。在此实例中，由于基本上刚性的元件(8)中的穿孔(10)和薄膜(6)中的孔(12)被相互偏置地定位，所以薄膜(6)压靠在基本上刚性的元件(8)上会导致孔(12)被压靠在基本上刚性的元件(8)的无穿孔的部分上，从而以气密方式基本上将包装(2)密封。
在一个高级的实施方案中，在包装(2)的排空之后，进一步使用封闭装置来密封孔(12)，例如通过粘合剂和/或者油脂。还可以通过将包装薄膜(6)密封地连接到基本上刚性的元件(8)来密封该孔，例如沿着一个环形连接的接缝进行密封、焊接或胶合，其中该连接接缝环绕该孔(12)，并且其中穿孔(10)处于该连接接缝之外。因此，孔(12)与穿孔(10)之间的流体连接被严密地密封。
图1a-1c示出了密封装置(26)。在此实例中，将密封装置(26)设计为用于将薄膜(6)焊接到基本上刚性的元件(8)上的一个密封圈(28)。在此实例中，该密封圈(28)连接到一个移动器件上。在此实例中，该移动器件包括一个气缸(32)和该气缸(32)的一个导杆(30)。可以用一种本身已知的方式通过操作阀门(34)和/或(36)来控制气缸(32)。在已经排空了包装(2)之后，使用气缸(32)和密封圈(28)将薄膜(6)压靠在基本上刚性的元件(8)上，然后将该薄膜加热(参见图1c)。一旦已用液密方式将薄膜(6)焊接在孔(12)周围，就可以利用气缸(32)将密封圈(28)从薄膜(6)移除。
在图1a-1c的实例中，抽吸器件(4)进一步配备有一个压力传感器(38)。压力传感器(38)可用于确定内部空间(18)中的压力。内部空间(18)中的压力可以是用于该包装内的压力的一个测度。因此，可将压力传感器(38)用于确定是否已将该包装充分地排空。压力传感器还可以用于确定包装是否泄露。
在此实例中，内部空间(18)的容积远远小于包装(2)的容积。这就允许进行十分精确的压力测量。而且，它因此实现了内部空间(18)对所要求的以预定速度对包装进行排空的泵的能力没有或者几乎没有影响。
在图1a-1c的实例中，基本上刚性的元件(8)进一步配备有一个过滤器(40)。该过滤器对于流体是可透过的并且对于包装内部的产品基本上是不可透过的。该过滤器在流向上位于该产品与该包装的孔(12)之间。在此实例中，过滤器(40)位于基本上刚性的元件的背向薄膜(6)的一个侧面上，这样过滤器(40)在基本上刚性的元件、更具体地是基本上刚性的元件的穿孔(10)与由包装(2)封闭的空间之间延伸。该过滤器防止包装内部的产品在排空的过程中从包装中泄露和/或者堵塞孔(12)。该过滤器进一步防止产品最终停留在基本上刚性的元件与薄膜之间，在该处产品可能会妨碍排空之后的包装密封。因此，对包含例如可可粉这类(非常精细的)粉末的包装进行排空也是可能的，其中粉末不会从包装中泄露和/或者不会堵塞孔和/或者不会阻止包装被密封。
在所示出的实例中，过滤器(40)大致上沿着该基本上刚性的元件的整个表面延伸。将会理解，该过滤器还可以沿着该表面的一部分延伸，例如仅在穿孔(10)附近延伸。
图2示出了由一个包装(2)和用于该包装(2)排空的一个抽吸器件(4)的组件的一个第二实施方案的示意图。
在图2的实施方案中，在抽吸器件(4)被抵靠在包装上之前该包装(2)未配备有孔(12)。在此实例中，抽吸器件(4)包括一个刺穿器件。在此实例中，该刺穿器件包括一个针(42)。在此实例中，针(42)连接到用于使针(42)移动的一个移动器件(30)、(32)上。
在图2中，基本上刚性的元件(8)配备有贯通孔(10)和盲孔(44)。盲孔(44)位于基本上刚性的元件(8)的朝向薄膜(6)的一个侧面上，并优选位于一条(虚的)线的位置上，针(42)可以沿着该线移动。将会理解，图2所示的基本上刚性的元件还可以配备有如对应图1a-1c所描述的一个过滤器。
图2所示的组件(1)可用于实施用于控制包装内气体含量变化的方法，如下所述。
包装内装有一种产品，并且将随后更加详细地描述的一个基本上刚性的元件定位于该包装的内部，以使其两个主表面之一大致上与包装薄膜接触。在包装装有产品之前或之后，基本上刚性的元件可以位于与包装薄膜相接触的位置。如果使用棱柱形包装(例如典型的用于咖啡或者糖的包装)，则优选该基本上刚性的元件位于该包装的上表面，以便更容易地接触该抽吸器件。抽吸器件(4)抵靠在基本上刚性的元件(8)上，以便将薄膜(6)至少部分地包含在基本上刚性的元件(8)与抽吸开口之间。现在，首先可以检查抽吸开口是否密封地(例如无空气泄露地)抵靠在包装(2)上。为此目的，打开阀门(20)并且通过泵(22)使抽吸器件(4)的内部空间(18)达到负压。利用压力传感器(38)来确定内部空间(18)的压力。然后关闭阀门(22)。如果内部空间(18)中的压力基本上保持恒定，就可以断定抽吸器件已经被用液密方式安装。
为了将包装(2)排空，接着使用移动器件(30)、(32)将针(42)压过薄膜(6)，以便产生孔(12)。基本上刚性的元件(8)中的盲孔(44)便于孔的产生。接着，针(42)可以被再次移动以使该针不停留在薄膜(6)中。
在使用针(42)形成孔(12)之后，可以如对应图1a-1c所描述的那样将包装排空。
应当认识到，图2实例中的针(42)也可以是与内部空间(18)处于流体连通的一种中空的针。因此，只要针(42)刺穿了薄膜(6)，流体就可以从包装流向测量室，反之亦然。基本上刚性的元件(8)由可被针(42)刺穿的材料(例如一种基本上刚性的橡胶)制成也是可能的。在一个特别实施方案中，将中空的针和/或基本上刚性的元件(8)的尺寸定制为中空的针完全刺穿基本上刚性的元件(8)，以便该中空的针在由包装(2)封闭的空间与抽吸器件的内部空间(18)之间形成一个流体连接。因此，不必预先为基本上刚性的元件(8)提供穿孔(10)。在此，有可能将基本上刚性的元件(8)的材料选择为在从基本上刚性的元件将针移除后由针(42)产生的穿孔闭合。因此，在移除针(42)后，用基本上液密的方式封闭了包装(2)。
在本申请中，在提及元件(8)时，“基本上刚性的”意指该元件应具有足以保证在包装薄膜(6)上产生足够平滑接触的结构性质，以便形成与抽吸器件(4)的开口的气密接触。例如，基本上刚性的元件(8)可以包括一个塑料板。该板的厚度取决于所要求的保证平滑表面的硬度，该硬度根据包装中所包含的产品类型而变化，例如研磨的咖啡和坚果不要求相同的硬度。典型地，基本上刚性的元件的厚度可以在0.5至5毫米之间，优选在1至4毫米之间，最优选地在1至3毫米之间。基本上刚性的元件(8)基本上被设计为一种板状体，其外周形成一个盘形、椭圆形、带有或不带有圆角的多边形或者专门适于包装(2)的几何形状的任何定制的形状。优选该基本上刚性的元件是圆盘形。优选该基本上刚性的元件的表面可以密封该抽吸开口。
在接触包装薄膜的内侧面的位置上，该基本上刚性的元件优选地形成一个第一接触面，在这些实例中，该接触面在一个平面内延伸，该包装薄膜的内侧抵靠在该平面上，这样，该包装薄膜的外侧在第一抵靠表面的位置上形成用于在其上密封地抵靠该抽吸开口的一个第二接触表面。
例如，抽吸开口可以是圆形的。抽吸开口的大小取决于有待排空的包装的尺寸，例如大约可以在20至100毫米之间，优选在25至50毫米之间。优选抽吸开口的大小足以保证在真空泵启动时，该腔室就保持与包装薄膜的表面的密封接触，而无需使用任何夹紧装置。例如，如果抽吸开口的面积是25cm2，则大气和抽吸腔室的内部之间20毫巴(＝20克/cm2)的压力差会产生500克的夹持力，这在很多情况中足以自支撑抽吸器件，而不必借助于任何外部夹持装置。最优选该抽吸开口与基本上刚性的元件的几何形状相匹配，优选后者在其外周配备有一个相对较浅的槽以容纳抽吸开口。
基本上刚性的元件(8)可以在抵靠在抵靠包装薄膜(6)的侧面上配备有一个表面结构。例如，基本上刚性的元件(8)可以是波状的。因此，在排空包装之前，包装薄膜会基本上抵靠在这些波纹的波峰，以便在这些波纹的波峰之间产生在该基本上刚性的元件与该薄膜之间的一个自由空间，在排空的过程中，流体通过该空间可以从包装流到抽吸器件。
还有可能使该基本上刚性的元件在离开包装的侧面上配备有一个表面结构。这会大体上防止产品沿着该基本上刚性的元件滑动。这也提供了一个优点，即降低了包装中的产品堵塞基本上刚性的元件中的穿孔的风险。
在这些实例中，基本上刚性的元件大致上在它的整个表面上抵靠在该包装上。为基本上刚性的元件提供一个降低的区域也是可能的，这样也在薄膜与(至少一部分的)基本上刚性的元件之间产生了一个自由空间，在排空的过程中，流体通过该空间可以从包装流到抽吸器件。
在图1a、1b、1c和2的实例中，基本上刚性的元件(8)配备有一个穿孔(10)。然而，该基本上刚性的元件还可以配备有多个穿孔。例如，还可以将基本上刚性的元件设计为一个网格。该基本上刚性的元件还可以在抵靠在该包装上的基本上刚性的元件的侧面中装配至少一个槽，以允许该包装中的流体穿过该槽流向该薄膜与该基本上刚性的元件之间的空间。例如，如果基本上刚性的元件包含在抵靠在该包装薄膜的侧面上延伸的一个槽，则该基本上刚性的元件不包含穿孔也是可能的，其中该槽与基本上刚性的元件上的至少一个位置处于流体连通，该基本上刚性的元件不与包装薄膜(例如在盘件的一个侧面)接触。
图3a和3b示出了根据本发明的一个基本上刚性的元件的一个实施方案的示意图。在此实施方案中，将基本上刚性的元件(8)设计为在一个平面内延伸的一个盘50。在背向该薄膜的侧面上，盘50配备有多个槽54.i(i＝1，2，3...)。因此，在此实例中，槽54.i在盘50的侧面中延伸，该盘位于指向薄膜的的相反面58上。在此实例中，盘50既包括在切线方向上延伸的多个槽(54.1)至(54.5)，也包括在径向上延伸的多个槽54.6。在此实例中，盘50进一步包括多个穿孔(56.j)(j＝1，2，3，...)。在使用时，穿孔(56.j)在该槽与穿孔(12)之间形成流体连接。在此实例中，盘50在指向薄膜的侧面(58)上基本是平滑的，其中穿孔(56.j)在指向薄膜的平面内终止。与多个槽处于流体连通的多个穿孔提供的优点是，实现用于流体的较低流阻，与此同时为薄膜提供了足够的支撑以允许抽吸开口密封地抵靠在该薄膜上，并且为基本上刚性的元件提供了足够的刚性，以阻止由于包装中的负压和/或包装内产品的结构(例如粒度)而产生的变形。
这些槽基本上阻止在孔(12)与由该包装封闭的空间之间的流体连接被产品所堵塞。如果包装含有粗粒度产品，例如坚果，粗糙的颗粒会抵靠在这些槽之间的直立壁部上，但不能够完全地将这些槽封堵，这样流体连接就保持开放。
出于说明的目的，图3b还示出了薄膜(6)。然而，薄膜(6)不是基本上刚性的元件的一部分。进一步讲，为了清楚起见，将够薄膜示出为与该基本上刚性的元件分开。在使用时，优选薄膜(6)抵靠在基本上刚性的元件的朝向该薄膜的一个侧面(58)上。
在图3b的实例中，位于薄膜(6)中孔(12)的位置上的盘(50)配备有一个扁平零件(60)，该薄膜可以如对应图1c所描述的那样密封地抵靠在该部件上。在此实例中，盘(50)在指向薄膜的侧面(58)上基本上是平滑的，其中穿孔(56.j)在指向薄膜的平面中终止，在此实例中，该平面是扁平部件(60)的外侧。
若希望的话，示于图3a和3b中的盘(50)可以装配过滤器(40)。为了清楚起见，将图3b中的过滤器(40)示为与盘(50)分开。在实际操作中，过滤器(40)可以抵靠在盘(50)上。这样，过滤器(40)就覆盖例如这些槽(54.i)。
本发明决不仅限于上述实例。例如，如果排空过程在一条自动化线路上进行，且在该线路上可用于排空的周期时间比充分排空包装所需的时间更短，那么在多个步骤中进行包装的排空是有可能的。因此，在该方法的第一步骤中，可以使用一个第一抽吸器件来通过孔部分地排空包装。在移除第一抽吸器件后，例如由于包装的内部和外部的压力差使得孔周围的薄膜被挤靠在基本上刚性的元件上，其结果为基本上可以气密地封闭孔。接着，在该方法的第二步骤中，可以使用一个第二抽吸器件经由该孔将该包装进一步排空。
另外，基本上刚性的元件(8)可以例如不使用任何机械连接而抵靠在包装(2)的内侧面上。然而，基本上刚性的元件(8)还可以连接到包装(2)，例如通过粘合或者密封。
在一个特别实施方案中，例如若薄膜(6)基本上是透明的，则为基本上刚性的元件(8)配备文字。
还有可能为基本上刚性的元件(8)提供标记，其中，可以将抽吸器件(例如一个至少部分透明的抽吸器件)以恰当的位置(例如居中的)放置在基本上刚性的元件上。还有可能提供可由自动化系统中的测量机器人读取的标记。当使用非透明薄膜时，可在包装的外侧面上提供标记，以锁定基本上刚性的元件的位置。
还有可能使基本上刚性的元件由具有可识别的材料特性的材料制成，例如加到塑料中的一种专用添加剂，从而允许基本上刚性的元件的来源可被识别。基本上刚性的元件还可以配备有像RFID(射频识别)转发器这样的器件，以允许基本上刚性的元件的来源可被识别。
图4示出了一个特别优选的实施方案，该实施方案允许在至少部分地排空包装后为其填充一种(惰性的或者功能性的)气体。在此实施方案中，优选刚性元件(8)包括一个残端或者盲孔(44)以容纳一根导管(45)，该导管连接到气体源(46)和流量计(47)并且滑动地被安装在腔室的板上，这样，当惰性气体(如二氧化碳(CO2)、氮气(N2)、氩气(Ar)等)即将被注入到包装中时，可以通过包装薄膜(6)中的一个孔(12)向下推动它以安装到该刚性元件的第一表面上的残端(44)中，并且当该包装即将被排空时，可以从包装薄膜(6)中的孔(12)将它抽回。当该包装即将被排空时，导管(45)被向上拉动并且系统像以上所述的那样产生作用。当(惰性的或者功能性的)气体被注入到包装中时，向下推动导管(45)直到它到达该刚性元件的第一表面上的残端(44)。重要的是导管(45)和残端(44)之间的连接并非是气密的，以便允许通过导管(45)注入的(惰性的或者功能性的)气体透入包装。
这种方法是特别有利的，因为相比于保持例如100毫巴的高度真空，在充满(惰性的或者功能性的)气体的包装中保持例如800毫巴的轻度真空要更加容易，在很多情况中，所要求的全部就是减少包装中的氧气和活性物的含量。如果将较短周期排空操作之后跟随惰性的或者功能性气体的吹扫重复几次，直到将包装中的氧气含量减少到例如低于0.1％，则这种方法就更为有效。
本发明可以用于尺寸和质地各异的产品的广泛选择上。特别地，它可以应用到固体的、粉状的、糊状的或者液态的任何产品，在真空下的包装操作使得所述产品的保存、体积缩减、保真(如防止伪造)、防潮、防虫、防氧化、防污染、防染色、防污染物等成为可能。例如，产品可能属于食品、消费者商品、药品、化妆品、保健品、卫生用品、工业产品这些组中的任意一组。
食品的非限制性实例包括饮料、用于再配制饮料的粉末、蛋制品、肉类、水果、蔬菜、调料以及诸如色素、粘结剂、凝结剂粉这样的食品添加剂；酵母、婴儿食物、营养和有机产品、熟制品；海产品、乳制品、冷冻产品、动物性食品等。消费类商品的实例包括纺织品、衣物、亚麻制品、房屋和办公室设备、文件、纸张、钞票、艺术品、电子部件以及类似物。
除了其他的之外，药品、化妆品、保健品以及卫生用品包括以浆、霜、丸剂、药片、粉末、液体、糖浆形式的药物和治疗产品。
最后，工业制品包括例如用于交通、电力、电子、制造、化学、重工业、农业(例如种子和化肥)、包装(例如用于酒瓶的软木塞)等领域中的任何类型的设备的清洁产品、零件。还可以用于将真空施加到包含有填装商品的包装中，以节省空间并因此节省运输和储存成本。
这些应用是无限的并且它们可以从小的实验室规模到大的工业环境中得以实施，贯穿从家用的和办公室的应用到中小型公司需求的所有中间规模。所需要的就是调整泵的尺寸和功率以适应于包装的尺寸。提出权利要求的方法易于实施并且可以用于大系列的以及偶然的应用中。

Claims (38)

1.用于控制适于保持真空并装有产品的一个包装(2)内的气体含量变化的方法，其中所述包装(2)至少部分地由一种包装薄膜(6)制成，所述方法包括至少一个排空步骤，该排空步骤包括以下步骤：
(a)在所述包装薄膜(6)中提供至少一个孔(12)；
(b)提供一个刚性元件(8)，该元件包括由其厚度分隔开的第一和第二主表面并且包括流体地将所述第一主表面连接到所述第二主表面的至少一个开口(10，56)；
(c)将所述刚性元件(8)定位在该包装(2)的内部，这样使该刚性元件(8)的第一主表面处于同该包装薄膜(6)的内表面相接触的位置，并且使得该薄膜(6)的至少一个孔(12)被包绕在该刚性元件的外周之内；
(d)提供一个抽吸器件(4)，该抽吸器件连接到用于抽真空的装置(22)上、并且包括一个抽吸开口，其外周装入该刚性元件(8)的外周；
(e)将该抽吸器件(4)密封地抵靠在该包装薄膜(6)的外表面上，这样使该抽吸器件开口的外周完全放置在刚性元件(8)上，该抽吸器件开口的外周与该刚性元件(8)由该包装薄膜(6)的厚度分隔开；
(f)通过启动该用于抽真空的装置(22)经过该孔(12)将有待从该包装(2)排空的流体排出，
其特征在于，背向所述包装薄膜(6)的内表面的所述刚性元件的第二主表面配备有(a)与至少一个开口(10)处于流体连通的至少一个槽(54)，和/或(b)对于流体是可透过的而对于微粒材料是不可透过的过滤器，使得所述刚性元件对该有待排空的流体是可透过的，并且对包含在该包装中的产品是不可透过的，并且阻止由微粒材料引起的阻塞。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
(g)在排空该包装后，通过焊接或者通过使用一种粘合剂、油脂、补片、或它们的组合、或者通过将该包装薄膜(6)的内表面密封地连接到该刚性元件(8)的所述第一表面上来密封该孔(12)，并且
(h)解脱该抽吸器件(4)。
3.根据权利要求1所述的方法，其中该刚性元件(8)对一种流体是可透过的，而对于包含在该包装中的产品是不可透过的。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述流体是空气、湿气或者油。
5.根据权利要求1所述的方法，其中该刚性元件(8)的至少一个开口(10，56)由至少一个穿孔组成。
6.根据权利要求5所述的方法，其中该至少一个穿孔(10，56)相对于该薄膜(6)的孔(12)是偏置的。
7.根据权利要求5所述的方法，其中通过释放该抽吸器件(4)的内部空间(18)中的真空以将该薄膜(6)压到该刚性元件(8)上而获得对该薄膜(6)的孔(12)的密封，该至少一个穿孔(10)与该孔(12)之间的偏置确保该包装的紧密性。
8.根据权利要求1所述的方法，其中该刚性元件被设计为一个板状体，其外周构成专门适配于该包装(2)的几何形状的任何定制的形状。
9.根据权利要求1所述的方法，其中该方法包括首先通过该薄膜的孔(12)至少部分地排空该包装，随后关闭该薄膜的孔，并且随后再次通过该薄膜的孔至少部分地排空该包装。
10.根据权利要求1所述的方法，其中该方法包括在所述排空步骤(f)之前或之后并且在该密封步骤(g)之前通过该薄膜的孔(12)将一种流体注入该包装(2)中。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述流体是一种惰性气体。
12.根据权利要求1所述的方法，其中在该包装已经被流体密封地封闭之后提供该包装薄膜(6)中的孔(12)。
13.根据权利要求1所述的方法，其中该抽吸器件(4)配备有用于产生该包装薄膜(6)中的孔(12)的一个刺穿器件(42)。
14.根据权利要求1所述的方法，其中包含在该包装中的产品是固体的、糊状的或者液态的。
15.根据权利要求14所述的方法，其中包含在该包装中的产品是粉状的。
16.根据权利要求1所述的方法，其中包含在该包装中的产品属于以下各组之一：食品、药品、化妆品、保健品、卫生用品。
17.适合用于与包装薄膜(6)的内表面接触的刚性元件(8)，该刚性元件包括由该元件的厚度分隔的第一和第二主表面，并且包括将所述第一主表面流体地连接到所述第二主表面的至少一个开口(10)以及层叠在所述第一和第二主表面之一上的一个过滤器(40)，所述过滤器对于有待排空的流体是可透过的而对于微粒材料是不可透过的。
18.根据权利要求17所述的刚性元件(8)，其中该刚性元件(8)的层叠了该过滤器的表面配备有与该开口(10)处于流体连通的至少一个槽(54)。
19.根据权利要求17所述的刚性元件(8)，进一步包括在其主表面上的一个残端(44)。
20.适于保持真空并装微粒材料的包装(2)，其中该包装至少部分地由包装薄膜(6)制成，其中一个刚性元件(8)包括由该元件的厚度分隔开的第一和第二主表面并且包括将所述第一主表面流体地连接到所述第二主表面的至少一个开口(10)，该刚性元件定位于该包装(2)的内部，这样使该刚性元件(8)的第一主表面接触该包装薄膜(6)的内表面，其特征在于，背向所述包装薄膜(6)的内表面的所述刚性元件的第二主表面配备有(a)与至少一个开口(10)处于流体连通的至少一个槽，和/或(b)对于流体是可透过的而对于微粒材料是不可透过的过滤器，使得该刚性元件对于有待排空的流体是可透过的，而对于包含在该包装中的产品是不可透过的，并且阻止由微粒材料引起的阻塞。
21.根据权利要求20所述的包装，其中该包装薄膜(6)包括一个孔(12)，该孔位于包绕在该刚性元件(8)的外周之内的一个位置上。
22.根据权利要求20所述的包装，其中该刚性元件(8)对于一种流体是可透过的，而对于微粒材料是不可透过的。
23.根据权利要求22所述的包装，其中所述流体是空气、湿气或者油。
24.根据权利要求20所述的包装，其中该刚性元件(8)的至少一个开口(10)由至少一个穿孔构成。
25.根据权利要求20所述的包装，其中该至少一个开口(10)相对于该孔(12)是偏置的。
26.根据权利要求20所述的包装，其中该刚性元件(8)被设计为一个板状体，其外周形成专门适配于该包装(2)的几何形状的任何定制的形状。
27.根据权利要求20所述的包装，其中该刚性元件(8)贴附到该包装薄膜(6)的内表面上。
28.根据权利要求20所述的包装，其中该刚性元件(8)进一步包括在其主表面上的一个残端(44)。
29.根据权利要求20-28中任一项所述的用于保持真空并装微粒材料的包装的用途。
30.根据权利要求29所述的包装的用途，用于保持惰性气体。
31.适合用于实施权利要求1至16中任一项所述的方法的零件套装，包括：
(a)至少部分由包装薄膜(6)制成的包装(2)，其中一个刚性元件(8)定位在该包装(2)的内部，该刚性元件(8)包括由该元件的厚度分隔的一个第一和第二主表面，并且包括将所述第一主表面流体地连接到所述第二主表面的至少一个开口(10)，使得该刚性元件(8)的第一主表面接触包装薄膜(6)的内表面；以及
(b)一个抽吸器件(4)，该抽吸器件连接到一个真空泵(22)，并且包括一个抽吸开口，该开口的外周装入该刚性元件(8)的外周中；其中该抽吸器件(4)的外周可以安放在置于该刚性元件(8)的第一和第二主表面之一上的一个薄膜(6)上，以定义一个气密的内部空间(18)，
其特征在于，背向所述包装薄膜(6)的内表面的所述刚性元件的第二主表面配备有(a)与至少一个开口(10)处于流体连通的至少一个槽，和/或(b)对于流体是可透过的而对于微粒材料是不可透过的过滤器，使得该刚性元件对于有待排空的流体是可透过的，而对于微粒材料是不可透过的，并且阻止微粒材料引起的阻塞。
32.根据权利要求31所述的零件套装，其中该抽吸器件配备有适于在一个包装薄膜中产生一个孔的一种刺穿器件。
33.根据权利要求31所述的零件套装，其中该抽吸器件配备有适于密封薄膜中的一个孔(12)的密封装置。
34.根据权利要求31所述的零件套装，其中该抽吸器件开口的外周配备有一个周边的环绕密封件。
35.根据权利要求31所述的零件套装，其中该抽吸器件(4)进一步包括一个导管(45)，该导管连接到一个惰性气体源(46)并且滑动地安装在腔室的板上，这样当惰性气体要被注入该包装中时，可以通过该薄膜(6)中的一个孔(12)向下推动它以安装到该刚性元件的第一表面上的一个残端(44)中，并且当包装要被排空时，可以从该包装薄膜(6)中的孔(12)将它抽回。
36.根据权利要求31所述的零件套装，其中该抽吸开口的大小是足以确保在该真空泵启动时抽吸腔室保持与包装薄膜表面的密封接触，而不需要使用任何夹紧装置。
37.根据权利要求31所述的零件套装，其中该抽吸开口与该刚性元件的几何形状相匹配。
38.适合用于与根据权利要求20所述的包装一起来实施根据权利要求10所述的方法的抽吸器件(4)，该抽吸器件包括带有一个开口的一个腔室(16)，该开口的外周适合于安装到所述包装的一个刚性元件(8)的外周中，其中所述腔室被连接到一个真空泵(22)，其特征在于，它进一步包括一个导管(45)，该导管连接到一个惰性气体源(46)并且滑动地安装在腔室的板上，这样当惰性气体要被注入该包装中时，可以通过该薄膜(6)中的一个孔(12)向下推动它以安装到该刚性元件的第一表面上的一个残端(44)中，并且当该包装要被排空时，可以从该包装薄膜(6)中的孔(12)将它抽回。
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