CN108349606B - 用于包装排空的设备和过程 - Google Patents

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Abstract

一种用于在包装设备中从包装(50)排空气体的装置(1),该包装(50)具有开口端(55),该开口端(55)具有末端部分(54)、非末端部分(52)和位于所述开口端(55)的所述末端部分(54)和所述非末端部分(52)之间的中间部分(53),所述装置(1)包括:真空腔室(10),其具有沿着所述真空腔室(10)的纵向轴线延伸的细长开口(14);排空装置,其被配置成向所述真空腔室(10)提供比所述真空腔室(10)外部的周围压力更低的内部真空压力;移动装置(30),其用于使得包装(50)相对于所述真空腔室(10)移动;和控制单元(60),其被编程为控制所述移动装置(30)以便使得待排空的包装(50)相对于所述真空腔室(10)相对移动,所述包装(50)和所述移动装置(30)各自均相对于所述真空腔室(10)被设置成使得被置于所述移动装置(30)上的包装(50)的主移动方向(40)和所述真空腔室(10)的所述纵向轴线基本彼此平行,所述待排空的包装(50)被定位成使得,在所述包装(50)相对于所述真空腔室(10)的相对移动期间,所述包装(50)的开口端(55)的末端部分(54)在所述真空腔室(10)内相对移动,并且所述开口端(55)的非末端部分(52)在所述真空腔室(10)外部相对移动,所述开口端(55)的中间部分(53)穿过所述开口(14)并沿该开口(14)相对移动;以及激活所述排空装置,以便向所述真空腔室(10)提供所述内部真空压力。还公开了使用气体排空装置的包装过程和包括该装置的包装设备。

Description

用于包装排空的设备和过程
技术领域
本发明涉及包括排空站(evacuation station)的包装设备并涉及使用排空站的包装过程。包装过程包括在具有固定间隙的真空腔室的连续真空系统中排空包装。
背景技术
包装设备能够被用于包装食物产品。产品能够是裸露的产品或者预先装载到托盘上的产品。塑料缠绕的管能够被连续馈送通过袋/包装形成、填充和密封设备。膜和产品被结合,例如产品被沉积在膜上或者膜绕产品缠绕。在一些示例中,裸露的产品被馈送通过进料带。通过使得膜的相对纵向边缘连结在一起并密封而围绕产品产生管。替代性地,产品被放置在管内并且包装材料的(下游端处的)前边缘被密封。然后,管在包装的(上游端处的)后边缘处被密封并且从包装材料的连续移动管被切下。
在一些实施例中,管能够被设置为管,或者由在两个纵向边缘处纵向密封的两个膜或网形成,或者由沿其纵向边缘折叠并密封的单个膜形成。在其它实施例中,产品被装载到预先形成的袋内,之后该袋被供应到排空站和密封站。进一步地,一些实施例能够有助于在同一加工步骤中同时排空多个包装。后者能够例如通过使用单个真空系统加工多个袋来实现。
密封条或密封辊能够被用于产生包装材料的密封。如果使用密封条,则下条和上条相对彼此移动,以便彼此接触同时在条之间挤压包装材料并且例如通过热密封来提供一个或更多个密封。以此方式致动密封条需要密封条相对于包装静止,例如使得密封条随着位于传送器上的包装一起移动或者在密封条致动期间间歇地停止传送器。能够使用密封辊,以便维持包装在传送带上的连续运动。在一些示例中,包装以如下取向被放置在传送带上,即使得包装的未密封端,例如保持产品的袋的开口边缘,相对于传送器的主移动方向侧向地定位在传送器的侧面上。包装的开口端之后能够被馈送通过密封辊,其例如执行对包装材料的热密封,而不需要实现例如密封条相对于移动包装的移动的复杂同步性。密封通常是包装材料的已经被加工(例如热处理)的横向延伸的区域、条或带,以提供在包装内部和环境之间的密封。
在本文献的上下文中,每当在气体抽出方面提到排空或抽真空时,应该理解的是,术语“气体”能够包括单独的具体气体或者气体混合物,并且能够例如指的是(即由对应于周围空气的气体混合物构成的)空气。在一些实施例中,包装能够被一种或多种保护性气体(有时也被称为“惰性”气体)冲洗(flush)。应该注意到,能够使用任何已知的保护性气体或者气体混合物,例如CO2
气体能够通过使用已知技术在产品和膜之间的空间中被注射到包装内。在气体或空气已经由此被排空之后且包装已经被密封之后在包装内部剩余的气体确保了包装内部具有期望剩余水平的O2。当包装易腐败产品(例如在成熟期间具有低气体水平的奶酪)时,降低包装中剩余O2的水平是有益的。在一些应用中,5%-6%的剩余O2水平会是足够的。在其它应用中,低于5%、例如1%或者更低的剩余O2水平会是期望的。应该注意到,通过使用本发明的实施例,可以相应地实际设定各个包装应用必要或所需的任何剩余O2水平。
包装设备通常被用于大量例如关于产品类型、大小、重量和成分而言不同的产品。一些包装机器使用一个或更多个真空腔室,通常其中之一被设计成装纳待排空的一个或更多个整体产品。大体而言,这样的设施会具有多种局限性。例如,设备的复杂性和成本具有改进空间,因为需要许多部件。进一步地,能够被加工的产品大小受到在排空期间保持产品的真空腔室的最大大小的限制。在一些应用中,由于一些部件(例如致动器、支撑件)的结构限制,难以提供具有足够大小的腔室。同样地,在部件(例如腔室、致动器、垫圈)大小增加的情况下会难以维持过程可靠性和部件耐用性,因为大小通常影响磨损和撕裂特性。另外,由于给较大腔室抽真空会占用相当长的时间,所以加工时间会增加。
本发明的目标是提供一种包装过程,其有助于通过使用适用于各种尺寸的产品的(软)真空系统来高效地包装较大尺寸的产品。本发明的进一步目标是提供一种包装过程,其有助于以连续方式从包装排空气体和/或空气。具体地,本发明的目标是提供能够执行本发明的包装过程的包装设备。
发明内容
根据本发明,在第一方面中提供了一种包装过程,其包括:提供装纳待包装的产品的包装,所述包装由膜制成并且具有开口端;提供具有细长开口的真空腔室;使得所述包装和所述真空腔室中的一个相对于彼此相对移动,以致所述开口端的末端部分在所述真空腔室内相对移动并且所述开口端的非末端部分在所述真空腔室外部相对移动,所述开口端的中间部分通过所述开口并且沿其长度相对移动,所述中间部分在所述开口端的所述末端部分和所述非末端部分之间延伸;在所述真空腔室内产生比所述真空腔室外部的周围压力更低的内部真空压力。
在根据第一方面的第二方面中,在所述真空腔室内产生内部真空压力的步骤进一步包括:选择所述内部真空压力以便确定气体流,该气体流通过所述开口从而导致在所述开口端处的所述膜的相对层维持基本间隔开的构造。
在根据方面1-2中任何一个方面所述的第三方面中,在所述真空腔室内产生内部真空压力的步骤进一步包括:选择所述内部真空压力,例如以便通过所述开口吸入来自所述包装内部的气体和来自周围大气的气体。
在根据方面1-3中任何一个方面所述的另一方面中,所述移动装置设置有位于所述移动装置的上行程(upper run)的上侧上的细长凹部,每个细长凹部均具有一个或更多个开口,其被配置成有助于通过所述一个或更多个开口从所述上行程的所述上侧将空气吸入并吸入到所述上行程的下侧,该过程进一步包括通过所述一个或更多个开口从所述上侧将空气吸入到所述下侧,以便导致所述包装的所述膜符合所述上侧的形状,并且具体地导致所述膜进入所述细长凹部内,从而在位于待包装的产品下方的膜材料内形成细长通道。
在根据第一方面至前一方面中任何一个方面所述的第四方面中,开口与真空腔室的纵向轴线基本平行地延伸。
在根据方面1-4中任何一个方面所述的第五方面中,开口设置有第一引导带,其沿着所述开口的长度被设置并且被配置成当穿过所述开口时接触所述开口端的所述中间部分,所述第一引导带具有内表面和外表面,该过程进一步包括使得所述第一引导带沿着所述开口的长度、可选地以基本对应于在所述包装和所述真空腔室之间的相对速度的速度移动。
在根据第五方面的第六方面中,所述第一引导带的所述外表面设置有包括凹部的波形形状(contoured shape),可选地其中,所述凹部在与所述第一引导带的纵向延伸部垂直的方向上在所述外表面之上延伸;并且/或者所述凹部沿着所述第一引导带的所述纵向延伸部以规则间隔彼此间隔开,该间隔优选地在2mm和20mm之间、更优选地在5mm和15mm之间、最优选地大约是10mm;并且/或者所述凹部具有在0.2mm和2mm之间、优选地在0.5mm和1.5mm之间、最优选地大约是1mm的深度;并且/或者所述凹部具有沿着所述第一引导带的所述纵向延伸部在2mm和10mm之间、更优选地在3mm和8mm之间、最优选地大约是5mm的长度。
在根据第六方面的第七方面中,所述规则间隔是大约10mm,所述凹部具有大约1mm的深度,并且所述凹部具有沿着所述第一引导带的所述纵向延伸部的大约5mm的长度。
在根据方面5-7中任何一方面所述的第八方面中,所述第一引导带具有围绕第一和第二偏转辊且沿着所述开口的长度延伸的闭环形式。
在根据方面1-8中任何一个方面所述的第九方面中,开口设置有第二引导带,其沿着所述开口的长度被设置并且被配置成当穿过所述开口时接触所述开口端的所述中间部分,所述第二引导带具有内表面和外表面,该过程进一步包括使得所述第二引导带沿着所述开口的长度、可选地以基本对应于在所述包装和所述真空腔室之间的相对速度的速度移动。
在根据第九方面的第十方面中,所述第二引导带的所述外表面设置有基本平滑的形状。
在根据方面8或9中任何一方面所述的第十一方面中,所述第二引导带具有围绕第一和第二偏转辊且沿着所述开口的长度延伸的闭环形式。
在根据方面5-8中任何一个方面和方面9-11中任何一个方面所述的第十二方面中,所述第一引导带的所述内表面沿着所述开口的上边缘延伸并且所述第一引导带的所述外表面被配置成从上方接触所述中间部分,并且所述第二引导带的所述内表面沿着所述开口的下边缘延伸并且所述第二引导带的所述外表面被配置成从下方接触所述中间部分。
在根据方面1-12中任何一个方面所述的第十三方面中,使得包装和真空腔室中的一个相对于另一个相对移动包括使得包装和真空腔室中的一个相对于另一个以在5m/min和30m/min之间、优选地在10m/min和20m/min之间的相对速度相对移动。
在根据方面1-13中任何一个方面所述的第十四方面中,使得包装和真空腔室中的一个相对移动包括使得包装和真空腔室中的一个沿着与真空腔室的纵向轴线基本平行的移动方向相对移动。
在根据方面1-14中任何一个方面所述的第十五方面中,该过程进一步包括在开口端处在包装上产生密封,从而形成装纳产品并具有被密封端部的被密封包装;可选地在包装上产生密封的步骤在已经基本完成了从包装内部吸入气体时被执行。
在根据方面1-15中任何一个方面所述的第十六方面中,提供包装的步骤包括:围绕待包装的产品定位管状膜;以及在密封站处在管状膜上产生第一密封,从而形成装纳待包装的产品的包装,以及可选地沿膜产生纵向密封,以便获得管状膜。
在根据方面1-16中任何一个方面所述的第十七方面中,提供所述包装的步骤包括通过如下中的一个或更多个步骤产生所述开口端:在所述开口端的所述末端部分的区域内穿孔所述包装;在所述开口端的所述末端部分的区域内切割所述包装;以及在所述开口端的所述末端部分的区域内产生在所述包装中的孔。
在根据第十七方面的第十八方面中,过程进一步包括使用气体或气体混合物冲洗所述包装的内部的步骤;可选地其中,所述气体或气体混合物包括惰性气体;进一步可选地其中,所述气体基本由CO2构成或包括CO2。
在根据方面1-18中任何一个方面所述的第十九方面中,所述过程进一步包括提供具有膜的厚度的8-20倍的高度的开口,或者提供具有1.0mm或更小、优选地0.8mm或更小且最优选地0.5mm或更小的高度的开口,或者提供具有在0.3mm和1.0mm之间、优选地在0.3mm和0.8mm之间、最优选地在0.3mm和0.5mm之间的高度的开口。
在根据方面1-19中任何一个方面所述的第二十方面中,真空腔室设置有上滚子和下滚子,每个滚子均具有基本圆柱形形状并且被设置成能够绕其相应纵向轴线旋转,所述上滚子和下滚子相对彼此被相对定位成使得所述上滚子和下滚子在其相应侧向表面上沿细长接触区域彼此接触,从而沿所述接触区域为所述滚子提供基本气密密封,所述接触区域与所述上滚子和下滚子的相应纵向轴线基本平行地延伸,其中第一组滚子被设置在所述真空腔室的上游端处并且被配置成在其所述上游端处向所述真空腔室提供基本气密密封;且/或第二组滚子被设置在所述真空腔室的下游端处并且被配置成在其所述下游端处向所述真空腔室提供基本气密密封,相对于所述主移动方向限定下游。
在根据方面1-20中任何一个方面所述的第二十一方面中,在真空腔室内产生内部真空压力包括产生在950 mbar和500 mbar之间、优选地在800 mbar和525 mbar之间、最优选地在700 mbar和550 mbar之间的内部真空压力。
在根据方面1-21中任何一个方面所述的第二十二方面中,所述真空腔室包括第一子腔室和第二子腔室。
在根据第二十二方面的第二十三方面中,所述过程进一步包括向所述第一子腔室提供第一压力并且向所述第二子腔室提供不同于所述第一压力的第二压力,可选地其中,所述第二压力包括比所述第一压力更低的绝对压力值,或者所述第一压力包括比所述周围压力更低的绝对压力值并且所述第二压力包括基本等于或高于所述周围压力的绝对压力值。
在根据方面22或23中任何一个方面所述的第二十四方面中,所述真空腔室包括第三子腔室,所述过程进一步包括向所述第三子腔室提供不同于所述第一和第二压力的第三压力,可选地该第三压力包括比所述第一和第二压力中的每个都低的绝对压力值。
在根据第二方面和方面22-24中任何一个方面所述的第二十五方面中,所述真空腔室包括一组或更多组附加滚子,每组附加滚子均被设置在相邻子腔室之间。
在根据方面1-25中任何一个方面所述的第二十六方面中,该过程进一步包括第一弹力带(stretch belt),其被设置在所述真空腔室的所述下游端处并且被配置成当离开所述开口时接收所述开口端的所述中间部分,可选地所述过程进一步包括将所述第一弹力带的操作速度控制成高于在所述包装和所述真空腔室之间的相对速度,所述操作速度优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约2%至30%,所述操作速度更优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约3%至12%。
在根据第二十六方面和方面5-8中任何一个方面所述的第二十七方面中,所述第一弹力带被设置在与第一引导带的操作平面平行的平面内且与第一引导带的操作区域部分重叠。
在根据方面26-27中任何一个方面所述的第二十八方面中,该过程进一步包括在所述真空腔室的所述下游端处与所述第一弹力带相对设置且接触的第二弹力带,所述第一弹力带和第二弹力带被配置成当离开所述开口时在彼此之间接收所述开口端的所述中间部分,可选地所述过程进一步包括将所述第二弹力带的操作速度控制成高于在所述包装和所述真空腔室之间的相对速度,所述操作速度优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约2%至30%,所述操作速度更优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约3%至12%。
在根据第二十八方面和方面9-11中任何一个方面所述的第二十九方面中,所述第二弹力带被设置在与第二引导带的操作平面平行的平面内且与第二引导带的操作区域部分重叠。
在根据方面1-29中任何一个方面所述的第三十方面中,该真空腔室进一步包括一组弹力滚子,其被设置在所述真空腔室的所述下游端并且被配置成当离开所述开口时接收所述开口端的所述中间部分,可选地所述过程进一步包括将所述弹力滚子的操作速度控制成高于在所述包装和所述真空腔室之间的相对速度,所述操作速度优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约2%至30%,所述操作速度更优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约3%至12%。
根据本发明,在第三十一方面中提供了一种用于在包装设备中从包装排空气体的装置,该包装具有开口端,该开口端具有末端部分、非末端部分和位于所述开口端的所述末端部分和所述非末端部分之间的中间部分,所述装置包括:真空腔室,其具有沿着所述真空腔室的纵向轴线延伸的细长开口;排空装置,其被配置成向所述真空腔室提供比所述真空腔室外部的周围压力更低的内部真空压力;用于使得包装相对于所述真空腔室移动的装置;和控制单元,其被编程为控制所述移动装置,以便使得待排空的包装相对于所述真空腔室相对移动,所述包装和所述移动装置各自均相对于所述真空腔室被设置成使得被置于所述移动装置上的包装的主移动方向和所述真空腔室的所述纵向轴线基本彼此平行,所述待排空的包装被定位成使得,在所述包装相对于所述真空腔室的相对移动期间,所述包装的开口端的末端部分在所述真空腔室内相对移动,并且所述开口端的非末端部分在所述真空腔室外部相对移动,所述开口端的中间部分穿过所述开口并沿该开口相对移动;以及激活所述排空装置以便向所述真空腔室提供所述内部真空压力。
在根据第三十一方面的第三十二方面中,所述控制单元进一步被编程为控制所述内部真空压力以便:允许气体流通过所述开口,从而导致在所述开口端处的所述膜的相对层维持基本间隔开的构造。
在根据方面31或32中任何一个方面所述的第三十三方面中,所述控制单元进一步被编程为控制所述内部真空压力以便:通过所述开口吸入来自所述包装内部的气体和来自周围大气的气体两者。
在根据方面31-33中任何一个方面所述的另一方面中,所述移动装置设置有位于所述移动装置的上行程的上侧上的细长凹部,每个细长凹部均具有一个或更多个开口,其被配置成有助于通过所述一个或更多个开口从所述上行程的所述上侧将空气吸入并吸入到所述上行程的下侧。
在根据第三十三方面或前一方面中任何一个方面所述的第三十四方面中,开口与真空腔室的纵向轴线基本平行地延伸。
在根据方面31-34中任何一个方面所述的第三十五方面中,该装置进一步包括:第一引导带,其沿着所述开口的长度被设置并且被配置成当穿过所述开口时接触所述开口端的所述中间部分,所述第一引导带具有内表面和外表面;和被配置成作用在所述第一引导带上的第一驱动器,其中所述控制单元被进一步编程为控制所述第一驱动器以便使得所述第一引导带在所述移动方向上沿着所述开口的长度、可选地以基本对应于在所述包装和所述真空腔室之间的相对速度的速度移动。
在根据第三十五方面的第三十六方面中,所述第一引导带的所述外表面设置有包括凹部的波形形状,可选地其中,所述凹部在与所述第一引导带的纵向延伸部垂直的方向上在所述外表面之上延伸;并且/或者所述凹部沿着所述第一引导带的所述纵向延伸部以规则间隔彼此间隔开,该间隔优选地在2mm和20mm之间、更优选地在5mm和15mm之间、最优选地大约是10mm;并且/或者所述凹部具有在0.2mm和2mm之间、优选地在0.5mm和1.5mm之间、最优选地大约是1mm的深度;并且/或者所述凹部具有沿着所述第一引导带的所述纵向延伸部在2mm和10mm之间、更优选地在3mm和8mm之间、最优选地大约是5mm的长度。
在根据第三十六方面的第三十七方面中,所述规则间隔是大约10mm,所述凹部具有大约1mm的深度,并且所述凹部具有沿着所述第一引导带的所述纵向延伸部的大约5mm的长度。
在根据方面35-37中任何一个方面所述的第三十八方面中,所述第一引导带具有围绕第一和第二偏转辊且沿着所述开口的长度延伸的闭环形式。
在根据方面35-38中任何一个方面所述的第三十九方面中,该装置进一步包括:第二引导带,其沿着所述开口的长度被设置并且被配置成当穿过所述开口时接触所述开口端的所述中间部分,所述第二引导带具有内表面和外表面;以及被配置成作用在所述第二引导带上的第二驱动器,其中所述控制单元被进一步编程为控制所述第二驱动器以便使得所述第二引导带沿着所述开口的长度在所述移动方向上、可选地以基本对应于在所述包装和所述真空腔室之间的相对速度的速度移动。
在根据第三十九方面的第四十方面中,所述第二引导带的所述外表面设置有基本平坦的形状。
在根据方面39-40中任何一个方面所述的第四十一方面中,所述第二引导带具有围绕第一和第二偏转辊且沿着所述开口的长度延伸的闭环形式。
在根据方面35-38中任何一个方面和方面39-41中任何一个方面所述的第四十二方面中,所述第一引导带的所述内表面沿着所述开口的上边缘延伸并且所述第一引导带的所述外表面被配置成从上方接触所述中间部分,并且所述第二引导带的所述内表面沿着所述开口的下边缘延伸并且所述第二引导带的所述外表面被配置成从下方接触所述中间部分。
在根据方面31-42中任何一个方面所述的第四十三方面中,所述控制单元被进一步编程为控制所述移动装置,以便使得待排空的包装以在5m/min和30m/min之间、优选地在10m/min和20m/min之间的相对速度相对移动。
在根据方面31-43中任何一个方面所述的第四十四方面中,所述装置进一步包括多组上滚子和下滚子,每个滚子均具有基本圆柱形形状并且被设置成能够绕其相应纵向轴线旋转,所述上滚子和下滚子相对彼此被相对定位成使得所述上滚子和下滚子在其相应侧向表面上沿细长接触区域彼此接触,从而沿所述接触区域为所述滚子提供基本气密密封,所述接触区域与所述上滚子和下滚子的相应纵向轴线基本平行地延伸,其中第一组滚子被设置在所述真空腔室的上游端处并且被配置成在其所述上游端处向所述真空腔室提供基本气密密封;且/或第二组滚子被设置在所述真空腔室的下游端处并且被配置成在其所述下游端处向所述真空腔室提供基本气密密封,相对于所述主移动方向限定下游。
在根据方面31-44中任何一个方面所述的第四十五方面中,所述真空腔室包括第一子腔室和第二子腔室。
在根据第四十五方面的第四十六方面中,所述控制单元被进一步编程为向所述第一子腔室提供第一压力并且向所述第二子腔室提供不同于所述第一压力的第二压力,可选地其中,所述第二压力包括比所述第一压力更低的绝对压力值,或者所述第一压力包括比所述周围压力更低的绝对压力值并且所述第二压力包括基本等于或高于所述周围压力的绝对压力值。
在根据方面45和46中任何一个方面所述的第四十七方面中,所述真空腔室包括第三子腔室,所述控制单元进一步被编程为向所述第三子腔室提供不同于所述第一和第二压力的第三压力,可选地该第三压力包括比所述第一和第二压力中的每个都低的绝对压力值。
在根据第四十四方面和方面45-47中任何一个方面所述的第四十八方面中,所述真空腔室包括一组或更多组附加滚子,每组附加滚子均被设置在相邻子腔室之间。
在根据方面31-48中任何一个方面所述的第四十九方面中,该装置进一步包括第一弹力带,其被设置在所述真空腔室的所述下游端处并且被配置成当离开所述开口时接收所述开口端的所述中间部分,可选地所述控制单元被配置成将所述第一弹力带的操作速度控制成高于在所述包装和所述真空腔室之间的相对速度,所述操作速度优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约2%至30%,所述操作速度更优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约3%至12%。
在根据第四十九方面和方面35-38中任何一个方面所述的第五十方面中,所述第一弹力带被设置在与第一引导带的操作平面平行的平面内且与第一引导带的操作区域部分重叠。
在根据方面49-50中任何一个方面所述的第五十一方面中,该装置进一步包括:在所述真空腔室的所述下游端处与所述第一弹力带相对设置且接触的第二弹力带,所述第一弹力带和第二弹力带被配置成当离开所述开口时在彼此之间接收所述开口端的所述中间部分,可选地所述控制单元被配置成将所述第二弹力带的操作速度控制成高于在所述包装和所述真空腔室之间的相对速度,所述操作速度优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约2%至30%,所述操作速度更优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约3%至12%。
在根据第五十一方面和方面39-41中任何一个方面所述的第五十二方面中,所述第二弹力带被设置在与第二引导带的操作平面平行的平面内且与第二引导带的操作区域部分重叠。
在根据方面31-48中任何一个方面所述的第五十三方面中,该装置进一步包括:一组弹力滚子,其被设置在所述真空腔室的所述下游端处并且被配置成当离开所述开口时接收所述开口端的所述中间部分,可选地所述控制单元被配置成将所述弹力滚子的操作速度控制成高于在所述包装和所述真空腔室之间的相对速度,所述操作速度优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约2%至30%,所述操作速度更优选地比在所述包装和所述真空腔室之间的所述相对速度快大约3%至12%。
在根据方面31-53中任何一个方面所述的第五十四方面中,该装置进一步包括:配置成为相对于所述真空腔室相对移动的包装提供密封的密封装置;可选地,所述密封装置被配置成在所述非末端部分的区域内提供所述密封,且/或所述密封装置包括修整器和刀辊中的一个。
在根据第五十四方面的第五十五方面中,所述密封装置被设置在所述真空腔室的下游端处。
在根据方面54-55中任何一个方面所述的第五十六方面中,所述控制单元被进一步编程为控制所述密封装置,以便为相对于所述真空腔室相对移动的包装提供所述密封。
在根据第五十六方面的第五十七方面中,该装置进一步包括:配置成从相对于所述真空腔室相对移动的包装切割过量膜材料的切割装置;可选地,所述包装在所述中间部分的区域内被切割,或者所述过量膜材料基本包括所述末端部分和所述中间部分。
在根据第五十七方面的第五十八方面中,所述切割装置被设置在所述真空腔室的下游端处。
在根据方面57-58中任何一个方面所述的第五十九方面中,所述控制单元被进一步编程为控制所述切割装置以导致切割过量膜材料。
在根据方面31-59中任何一个方面所述的第六十方面中,所述开口具有膜的厚度的8至20倍的高度,或者所述开口具有膜的厚度的10倍或更小的高度;或者所述开口具有在0.3mm和1.0mm之间的高度,可选地所述开口具有1.0mm或更小、优选地0.8mm或更小且最优选地0.5mm或更小的高度。
在根据方面31-60中任何一个方面所述的第六十一方面中,所述开口具有50mm或更小、优选地20mm或更小且更优选地12mm或更小的深度。在根据方面31-61中任何一个方面所述的第六十二方面中,所述控制单元被编程为控制排空装置,以便产生在950 mbar和500mbar之间、优选地在800 mbar和525 mbar之间、最优选地在700 mbar和550 mbar之间的内部真空压力。
在根据与方面36结合的方面31-62中任何一个方面所述的另一方面中,该装置进一步包括:一个或更多个冲洗器组件,所述一个或更多个冲洗器组件中的每个均包括可旋转地承载喷嘴头的冲洗器支撑件,所述喷嘴头具有多个喷嘴。所述多个喷嘴中的每个喷嘴均被配置成在所述第一引导带的移动期间接合和脱离所述凹部中的相应凹部,从而当被接合时被定位成至少部分处于所述包装的所述开口端内。所述冲洗器支撑件进一步包括导管,其被配置成在接合所述凹部中的对应凹部的同时将受控气体流引导朝向所述多个喷嘴中的相应一个或多个喷嘴。所述导管可进一步配置成在不接合所述凹部中的对应凹部的同时阻止将受控气体供应到所述多个喷嘴中的所述相应一个或多个喷嘴。
根据本发明,在第六十三方面中提供了包括被联接到控制单元和输出站的排空站的包装设备。所述控制单元被配置成控制所述移动装置,以便使得一个或更多个包装移动朝向并通过所述排空站并朝向所述输出站,每个所述包装均装纳待包装的产品;其中所述排空站包括根据方面31-62中任何一方面所述的用于排空的装置。
在根据第六十三方面的第六十四方面中,该设备进一步包括:被联接到所述控制单元的装载站,所述控制单元配置成控制所述装载站以便围绕待包装的产品定位管状膜;以及被联接到所述控制单元的密封站,所述控制单元配置成控制所述密封站,以便在所述管状膜上产生一个或更多个密封,从而产生所述一个或更多个包装,每个所述包装均装纳待包装的所述产品之一,其中所述控制单元被配置成控制所述移动装置,以便使得所述一个或更多个包装从所述装载站移动朝向并通过所述密封站。
在第六十五方面中提供一种与根据方面31-62中任何一个方面所述的装置一起使用的包装过程,其用于在包装设备中从包装排空气体,该过程包括:提供装纳待包装的产品的包装,所述包装由膜制成并且具有开口端;提供具有细长开口的真空腔室;使得所述包装和所述真空腔室中的一个相对于另一个相对移动,以致所述开口端的末端部分在所述真空腔室内相对移动并且所述开口端的非末端部分在所述真空腔室外部相对移动,所述开口端的中间部分通过所述开口并且沿其长度相对移动,所述中间部分在所述开口端的所述末端部分和所述非末端部分之间延伸;在所述真空腔室内产生比所述真空腔室外部的周围压力更低的内部真空压力。
在根据第六十五方面的第六十六方面中,提供所述包装的步骤包括通过如下中的一个或更多个步骤产生所述开口端:在所述开口端的所述末端部分的区域内穿孔所述包装;在所述开口端的所述末端部分的区域内切割所述包装;以及在所述开口端的所述末端部分的区域内产生在所述包装中的孔。替代性地或额外地,该过程进一步包括使用气体或气体混合物冲洗所述包装的内部的步骤;可选地其中,所述气体或气体混合物包括惰性气体;进一步可选地其中,所述气体基本由CO2构成或包括CO2
在根据方面65或66中任何一个方面所述的第六十七方面中,在所述真空腔室内产生内部真空压力的步骤进一步包括:选择内部真空压力,例如以便确定气体流,该气体流通过所述开口,导致在所述开口端处的所述膜的相对层,以便维持基本间隔开的构造;以及/或者通过所述开口吸入来自所述包装内部的气体和来自周围大气的气体两者。
在根据方面65-67中任何一个方面所述的第六十八方面中,该过程进一步包括:沿着所述开口的长度引导所述开口端的所述中间部分,同时使得所述包装和所述真空腔室中的一个相对于另一个相对移动;和/或在所述包装的所述开口端处、可选地基本在所述开口端的所述中间部分进入所述真空腔室的区域内在所述膜中产生褶皱,进一步可选地基本在所述中间部分沿所述开口的所述长度移动的整个过程期间维持所述膜中的所述褶皱;和/或在所述包装的所述开口端处、可选地基本在所述开口端的所述中间部分离开所述真空腔室的区域内从所述膜去除褶皱和/或展平所述膜;和/或在所述包装的基本与所述移动装置接触的区域内在所述膜中产生细长褶皱。
在根据方面65-68中任何一个方面所述的第六十九方面中,该过程进一步包括允许所述包装和/或所述膜材料在所述包装的所述开口端处在与所述移动方向垂直的方向上侧向移动,以致在所述包装和所述真空腔室中的一个相对于另一个相对移动的同时能够适应所述包装的体积变化和/或所述包装的所述膜的形状变化。
该包装过程和该包装设备的优点包括:能够通过使用相对小的真空腔室来执行包装过程,该真空腔室具有固定间隙来允许包装的一部分(例如袋颈(bag neck)、包装的未密封端部)移动。比排空被设计成在抽真空期间装纳整个产品/包装的较大腔室相比,排空较小腔室和维持较小腔室内的真空能够是显著地更有效率的。进一步的改进导致了在相同加工速率(例如m2/1ppm)下的较低成本和较小空间需求。
该包装过程和该包装设备的优点进一步包括:包装能够被连续地且以顺序方式被排空,从而降低真空系统的复杂性。由于与分批加工相对的连续加工的原因,这也能够导致加工时间和/加工成本的降低。
该包装过程和该包装设备的优点进一步包括:较大和/或变化大小的产品能够被有效包装而不需考虑真空腔室的大小。例如,具有相同高度但是长度和宽度不同的产品能够被加工而不需改变包装设备或过程。真空腔室的大小不限制能够被加工的包装的大小。另外,包装设备能够被容易地调整,以加工不同高度的产品。
该包装过程和该包装设备的优点也包括:褶皱生成(这是有益的,例如以用于抽真空)和展平(这是有益的,例如,以用于密封)能够随着产品/包装在这些阶段期间的运动而被集成到连续加工中。
该包装过程和该包装设备的优点进一步包括:由于与被封装在真空腔室中相对地,产品/包装可被自由地获取,所以能够更加容易地执行监视过程(例如抽真空)。
该包装过程和该包装设备的优点还包括:包装设备能够被容易地调整以用于单独的应用。例如,主传送带的宽度能够被改变,以便适应具体长度的产品。进一步地,能够通过调整主传送器的操作速度和/或通过使用较长或较短的真空腔室来改变加工速度和排空时间。
该包装过程和该包装设备的优点进一步包括:能够通过在排空气体或空气之前向包装提供保护性气体来降低产品变质(例如由于剩余氧导致的发霉)的风险。
包装过程也可以有助于与竖直或水平成形、充填和密封(VFFS、HFFS)设备的完全集成和自动化。
附图说明
图1示出了根据本发明的包装设备的排空站的第一实施例;
图2示出了图1所示的排空站的横截面视图,横截面视图沿线II-II选取;
图3示出了根据本发明的排空站的固定间隙真空腔室;
图4示出了根据本发明的包装设备的排空站的第二实施例;
图5示出了图4中所示的第二实施例的不同视图;
图6示出了根据本发明的包装设备的排空站的第三实施例;
图7示出了图6中所示的第三实施例的不同视图;
图8示出了根据本发明的包装设备的排空站的第四实施例的等轴前视图;
图8A示出了根据本发明实施例的传送带的横截面视图;
图9示出了根据本发明的包装设备的排空站的第四实施例的等轴后视图;
图10A、图10B和图10C示出了根据本发明的排空站的进口区段的详细视图;
图10D示出了根据本发明的排空站的进口区段的等轴前视图;
图10E示出了根据本发明的排空站的进口区段的详细等轴前视图;
图10F示出了根据本发明的排空站的进口区段的替代性实施例的等轴前视图;
图11A和图11B示出了用在根据本发明的排空站的第三实施例中的上带和下带的横截面;
图12A示出了能够与根据本发明的排空站一起使用的冲洗器腔室的内部;
图12B示出了能够与根据本发明的排空站一起使用的排空腔室,该排空腔室具有由分隔件分开的多个隔室;
图12C示出了能够与根据本发明的排空站一起使用的冲洗器腔室的内部的等轴后视图;
图12D示出了根据本发明的排空站的图12C的冲洗器腔室的详细等轴后视图;
图12E示出了根据本发明的排空站的图12C的冲洗器腔室的横截面视图;
图12F示出了能够与根据本发明的排空站一起使用的如图12D-12E中所示的冲洗器组件的冲洗器支撑件的等轴视图;
图13示出了如图12B中所示的分隔件的横截面;
图14示出了根据本发明的排空站的出口区段的等轴视图;
图14A示出了根据本发明实施例的出口区段的等轴前视图,该出口区段设置有单独的出口带;
图15示出了图14中所示的出口区段的横截面,其示出了在出口区段中重叠的上带和下带的构造;
图15A示出了根据本发明实施例的弹力带的横截面视图;
图16示出了图12A中所示的冲洗器腔室的横截面;以及
图16A示出了包括一个或更多个集成喷嘴的冲洗器腔室的替代性实施例的横截面。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的包装设备的排空站1的第一实施例。包装设备通常包括另外的部件,例如用于装载产品的装载站和用于密封包装50的密封站(此类另外的部件在图1中未示出)。包装设备具有用于移动产品或包装50的一个或更多个装置,例如一个或更多个传送带,包括进料带、主传送带30和出料带(或者出口带)。用于移动的装置被配置成使得被置于膜或包装50内部的产品从装载站移动朝向并通过密封站并且朝向并通过排空站1。包装在运输装置(例如在传送带)上的放置进一步限定了相对方向,如上、下、上方、下方等等,如能够例如在图1、图6、图8、图9等中所见,其示出了不同部件的设置的等轴视图。在例如示出了运输装置30和腔室10的横截面的图2中,箭头U/D沿着上/下方向延伸,“下”是朝向包装50(即朝向图2的底部)的方向,该包装50被置于传送带30的(上)表面上。因此,方向“上”由在离开包装50的方向(即朝向图2的顶部)上的箭头U/D表示。对应的术语,例如“上”、“下”、“上方”、“下方”等等,应该被理解为解读成如附图中所示在产品被放置在运输装置30上的上述上下文中。
排空站1包括主传送带30和进料区域34和出料区域36,以便有助于将包装50引入到排空站1的工作区中并运输包装50通过并离开排空站1。排空腔室10位于主传送带30旁边。排空腔室具有细长开口14,该细长开口14沿着排空腔室10的侧壁与排空腔室10的纵向轴线基本平行地延伸。开口14限定固定间隙(例如具有沿着真空腔室10的长度基本固定的高度),该间隙基本平行于移动方向40。在排空腔室10的上游端处(相对于包装50通过排空站1的移动方向40来限定的上游),提供袋颈引导件16和/或带引导件12,以便将包装50的袋颈(例如对应于每个包装50的开口端55的膜材料)可靠地引入到固定间隙开口14中。在排空腔室10的下游端处,能够提供密封辊24,包括对应的密封辊马达、刀辊22和/或修整过量材料的修整器。应该注意到,相对于产品通过包装设备的主移动方向40来限定术语“上游”和“下游”。
在一些实施例中,包装50被提供作为具有密封端部(例如第一密封端部和第二密封端部)的包装。在排空之前,相应包装50的密封端部能够被穿孔或者设置有孔,以便提供具有开口端55的包装50。在开口端55的末端部分54内设置穿孔或孔,以致开口端55的末端部分54且因此穿孔或孔被引导通过真空腔室10。在其它实施例中,存在于末端部分54处的密封(例如沿着包装50的边缘延伸的密封)能够被切割,以便产生开口端55。类似地,在开口端55的末端部分54内设置切口,以致开口端55的末端部分54且因此由切口产生的开口被引导通过真空腔室10。
排空腔室10进一步具有流体连接器11,其被配置成被附接到真空源(例如真空泵;未示出)。以此方式,气体或者空气能够从排空腔室10通过流体连接器11被排空,并且因此真空腔室能够设置有低于周围压力的内部真空压力。合适的真空源是例如以大约1200 m3/h和500 mbar的绝对压力操作的真空泵。
通常,产品被装载到(例如由膜的卷供应的)连续供应的膜上,该膜随后被纵向密封以便产生一系列包装50,即产品被放置在管状膜内。这能够在装载站(在图1中未示出)处被执行。可选地,可以提供冲洗器(未示出),以便使用保护性气体或者气体混合物冲洗管状膜的内部。一种或多种气体可以基本包含CO2或者由CO2构成。包装50可以以如下状态被提供给排空站1,即包装50的内部已经被冲洗(例如在装载站处,或者在装载站和排空站之间通过使用单独的冲洗站)。如下所述,排空站1能够包括其中能够执行(附加)冲洗的冲洗腔室。
假定一旦包装50沿着如图1中所示的移动方向40到达排空站1,则已经通过围绕产品56放置包装膜21并沿一个或更多个边缘密封该膜而形成包装50。在替代性方案中,产品56已经被放置在由包装膜21制成的预先形成的袋内。随后,包装50被设置在主传送带30上,以致每个包装50的开口端,即包装50的未密封部分,被定位成面朝传送带30的定位有真空腔室10的侧面(例如如图1中所示,相对于方向40是朝向左侧)。
应该注意到,每个包装50相比于在相同的包装设备中正被加工的其它包装50能够具有不同尺寸,尤其相对于长度l和宽度w。包装50的长度l指的是包装50平行于主传送器30的表面并垂直于移动方向40的延伸程度。包装的宽度w指的是包装50平行于主传送器30的表面且在移动方向40的方向上的延伸程度。包装50被放置且定位成使得包装50的开口端55相对于主传送带30的面向真空腔室10的侧面排好,以致一系列开口端55被设置成平行于移动方向40并且与真空腔室10的开口14对齐。
在图1中,包装50被示为具有相同尺寸并且因此被定位成沿排空站1的长度基本相同。然而,应该理解的是,具有不同长度l和/或不同宽度w的包装能够被排空站1加工而不需要对排空过程或者排空站进行任何主要调整。不同长度和/或宽度的包装被简单地放置成使得,随着包装通过主传送器30沿着排空站1移动,包装的相应开口端被定位成相对于真空腔室10处于基本相同的位置。因此,如果所述包装50具有变化的长度,则包装50的相对端部将不对齐。
包装设备,例如包括排空站(例如排空站1)的设备,通常包括控制单元。为了清楚,没有示出控制单元和至包装设备的部件的各单独的连接。应该理解的是,控制单元被连接到包装设备的一个或更多个部件,例如装载站、密封站和冲洗器中的一个或更多个。可以提供冲洗器,以便使用保护性气体或者气体混合物冲洗包装膜21的内部。控制单元进一步被连接到排空站1和主传送带30。在排空站1处,从包装50排空气体或者空气。
控制单元可以进一步被连接到附加部件,例如热空气或收缩隧道,其中在包装50已经被排空并密封之后,围绕被包装产品50的膜材料能够额外经历热收缩。应该理解的是,包装设备能够包括公共连接装置,以用于将控制单元连接到被控制的任何部件,例如电气、光学或者其它连接部和/或引线。
控制单元能够被配置成用于例如通过控制与主传送带30相关联的马达来控制包装50沿着预定路径的运输。控制单元能够进一步控制不同部件的致动器,例如以便在管状膜上产生密封或者以便控制密封条(例如密封条26、27;见下文)、密封辊(例如密封辊24;见下文)、刀辊、真空泵等等。控制单元被配置成发送控制信号至真空源(例如真空泵)和/或从真空源(例如真空泵)接收控制信号。控制单元能够进一步被配置成控制真空泵,以便提供内部真空压力至真空腔室10。为了这个目标,控制单元能够被配置成控制驱动被连接到真空腔室10的真空泵的功率。控制单元进一步被配置成控制主传送器30。例如,控制单元能够被配置成增大或者减小主传送带30的操作速度。控制单元能够进一步被配置成根据产品50相对于包装设备的不同部件的位置来控制主传送器30的操作速度。在包装50相对于真空腔室10移动的实施例中,主传送带30能够被控制成使得包装50相对于真空腔室10以预定的相对速度移动,该预定的相对速度例如在大约5m/min至大约30m/min之间、优选地在大约10m/min至大约20m/min之间。
控制单元能够包括具有一个(或多个)存储器的数字处理器(CPU)、模拟式电路或一个或更多个数字处理单元与一个或更多个模拟处理电路的组合。在本描述和权利要求书中,所表明的是,控制单元被“配置”或“编程”以便执行某些步骤。这可以实际上通过允许配置或编程控制单元的任何装置来实现。例如,在控制单元包括一个或更多个CPU的情况下,一个或更多个程序被存储在适当的存储器中。一个或更多个程序含有指令,所述指令当被控制单元执行时引起控制单元执行结合所述控制单元描述和/或要求的步骤。替代性地,如果控制单元属于模拟式,那么控制单元的电路被设计成包括在使用中被配置成处理电信号以便执行本文所公开的控制单元步骤的电路。
图2示出了图1中所示的排空站的横截面视图,即沿线II-II选取的横截面视图。图2中所示的不同部件没有按比例被示出,而是为了清晰的目的被示意性示出。图2示出真空腔室10的横截面。流体连接器11被配置成连接到合适的真空源(未示出)并且向真空腔室10提供对应的真空压力。箭头指示在包装50的排空期间的气体或空气的流,即例如当真空泵操作时从包装50内部且从包装50周围到真空腔室10内并通过真空腔室10。固定间隙的开口14沿着真空腔室10的长度延伸并且被配置成使得气体或空气的所需流能够从真空腔室10外部通过开口14到真空腔室内并进一步朝向流体连接器11。为此目标,开口14设置有适用于相应过程的轮廓和尺寸。开口能够例如具有倒圆角和/或渐缩的横截面,以便改善排空过程和/或降低系统的噪声和/或能量消耗。在一些示例中,开口的末端边缘(例如面向真空腔室10外部的外边缘和/或面向真空腔室10内部的内边缘)能够具有倒圆角的横截面。这能够防止沿着开口14移动的膜材料阻塞或损坏并且/或者改善在真空腔室10内部的膜材料的相对层的分离。开口能够进一步具有渐缩的横截面,其在大小上从真空腔室的外部朝向内部增加(例如从朝向真空腔室10的外部的大约1mm的开口高度增加到朝向真空腔室10的内部的大约3至5mm的开口高度)。基于多个参数,例如包装50的大小、被装纳在其内的产品56和包装膜21的性质,能够确定开口14的性质。这在下文中被进一步详述。
关于图1和图2二者,包装50被放置在主传送带30上并且被定位成使得包装50的开口端55的末端部分54被定位在真空腔室10内部。进一步地,包装的开口端55的非末端部分52保持在真空腔室外部,并且位于开口端55的末端部分54和非末端部分52之间的开口端的中间部分53位于开口14内。为了实现包装50的开口端55的这种具体定位,真空腔室10包括在真空腔室的上游端处的一个或多个引导件16和/或一条或多条带12。
图2示出了包装50相对于与移动方向40垂直的方向的定位,该移动方向40在图2中垂直于观察平面。包装50能够简单地通过将包装50在期望的位置处放置在主传送器30上从而沿着其长度l(即在图2中可见为水平地)被定位。因此,通过包装在主传送器30上的对应放置来实现包装50的开口端55的水平定位。应该注意到,包装50的单个长度l仅与所考虑的主传送器30的宽度有关。只要它们被良好支撑(例如只要包装50的重心位于主传送器30的支撑区域内),则较长包装50能够被放置在主传送器30上。主传送器30能够进一步基于其最大宽度被选择,从而限定被加工的产品56的最大长度l。
能够通过相对地调整主传送器30和真空腔室10的竖直空间关系(即如图2中可见为竖直的)来实现包装50的开口端55的竖直定位。在一些实施例中,真空腔室10相对于主传送器30可竖直调整,以便有助于加工具有变化高度h的包装(例如如图2中的箭头U/D所示)。在其它实施例中,主传送器30能够相对于真空腔室10可竖直调整。应该注意到,通常如图2中所示的包装50的开口端55的竖直位置取决于相应包装的高度h,其中开口端55的高度通常是包装50的高度h的一半。应该理解的是,包装50可以设置成使开口端55相对于包装高度h处于不同高度,例如低于或高于h/2。在这样应用中,真空腔室10能够被相对调整,以致开口14和开口端55对齐。
包装50被定位,并且真空腔室10或者主传送器30的竖直位置被调整,以致在真空腔室10和开口14的纵向延伸部中包装50的开口端55基本被定位在引导件16和/或带12的操作区域内。这有助于在包装50沿着方向40移动到排空站1内且通过排空站1期间将开口端55引入到真空腔室10内且通过真空腔室10。
在开口端55被引入到开口14内并且沿其长度移动的同时,被施加到真空腔室10的真空压力导致气体或者空气通过开口14从包装50内部且从包装50外部的周围空气附近被吸入,如图2中的箭头所示。包装50的相对移动且更准确地在包装50的开口端55处的膜材料21的相对移动防止膜21粘到或粘附到开口14的上边缘和下边缘。进一步地,气体或者空气流有助于在包装50的开口端处膜21的相对层的分离并且基本保持膜21的相对层处于间隔开的构造,从而有助于从包装50有效地排空气体或空气。在这个阶段,在包装50的开口端55处的膜材料21中的褶皱由于产生通道而支持包装50的排空,其中空气/气体能够通过该通道从包装50内部被抽出。
真空腔室10沿着移动方向40(见图1)的长度和主传送器30的操作速度能够被调整,以便修改执行包装50的排空的时间段。例如,提供较长的腔室10或者降低主传送器30的操作速度可以增加排空包装50的时间段。类似地,提供较短的腔室10或者增加主传送器30的操作速度可以减少排空包装50的时间段。另外,被施加到真空腔室10的真空压力能够根据需要被增加或减小,从而进一步修改排空过程。在真空腔室(低压)和周围大气(周围压力)之间的较高压力差会增加包装50的排空。
在一种示例中,排空站1能够根据下列参数被配置。排空站1被配置成适应并加工高达1500mm长的产品(例如基于主传送器30的宽度)。期望的排空时间被设定成最小5秒,并且主传送器的操作速度被设定成最大20m/min(即0.33m/s)。因此,真空腔室10必须设置有至少1.7m的长度,以便提供考虑到主传送器30的操作速度的最小排空时间。不包括进料区域(引导件16、带12)和出料区域或者用于密封辊和刀辊的操作区域,真空腔室具有大约2m的长度。在这种示例中,开口14设置有0.5mm的大小(开口高度)。进一步地,真空腔室10设置有600mbar的绝对压力。在开口14处的期望空气速度被设定成250m/s,从而来自腔室10的空气流速率需要是大约1125 m3/h。基于空气速度(250m/s;见上文)x间隙宽度(0.5mm;见上文)x间隙长度(被估计为是2.5m)来计算空气流速率。在本示例中:250m/s x 0.0005m x2.5m=0.3125 m3/s=1125 m3/h。应该理解的是,这些示例性值能够根据单个的应用被修改,以便考虑到不同的加工时间、不同的膜材料等等。
排空站1的加工速度能够被计算如下。加工装纳具有450mm宽度(并且例如长度500mm、高度100mm)的产品56的包装并且将包装设置在相对彼此处于50mm距离处会导致每分钟40个包装(ppm)的吞吐量,排空时间是5秒。这是基于:传送器速度/(宽度+间距)=20m/min/(0.45m+0.05m)=40 ppm。在另一示例中,120mm宽度(1200mm长度、100mm高度)的产品56被加工,其中产品被放置在250mm宽度的袋(即包装)内并且排空时间被设定成10秒(即主传送器30的操作速度是10m/min)。在后一示例中的吞吐量是:10m/min/(0.25m+0.05m)=33ppm。
图3示出了根据本发明的排空站1的固定间隙真空腔室。在真空腔室10的上游端处,引导件16和带12被设置且被配置成随着包装相对于真空腔室10移动而收集沿着移动方向40移动的包装50的开口端55并将其引入到真空腔室10内。主传送带30产生在包装50和真空腔室10之间的相对移动,以致包装50的开口端55朝向引导件16和/或带12移动,该引导件16和/或带12于是导致开口端55朝向开口14被收集并被引导到开口14内。在图1和图3中所示的实施例中,引导件16和带12被设置成V形构造,以便很大程度独立于开口端55的单独的形状(例如向上或向下弯曲、平坦的或具有褶皱等等)来收集包装50的开口端55。
在真空腔室10的下游端处,密封辊组件24被配置成以连续方式例如通过热密封来密封包装50的开口端55。在此,能够使用本领域已知的密封辊组件,例如包括携带加热元件且被设置成从相对侧作用在膜材料上的两个辊的组件,随着膜材料在密封辊之间被引导并通过密封辊组件,该组件热密封膜材料。随后,适当的切割装置,例如刀辊,从包装50切割过量膜材料。通常,包装50在非末端部分52的区域内被密封并且过量膜材料在中间部分53的区域内、可选地在非末端部分52附近被切割。在一些实施例中,少量或没有过量膜材料被切割。如果过量膜材料被切割,则能够提供接收被切割材料的对应容器(未示出)。
图4示出了根据本发明的包装设备的排空站的第二实施例。在这种第二实施例中,真空腔室10被设置且配置成很大程度上等同于第一实施例。移动通过排空站1的包装50的移动方向40在图4中是从右到左。如所示,包装50通过使用对应滚子26(例如夹压滚子)设置有层。滚子26进一步执行类似于第一实施例中的引导件16或带12的功能,即确保将包装50的开口端55可靠地引入到真空腔室10和开口14(在图4中未示出,因为开口14位于真空腔室10的远侧上)内。滚子26能够由以下制成:例如硅橡胶、丁腈橡胶(NBR,nitrile butadienerubber)、三元乙丙(EPDM,ethylene propylene diene monomer)橡胶、天然橡胶、软聚氯乙烯(软PVC)、具有或不具有织物增强的软聚氨酯。材料能够具有在大约20和大约100之间、优选地在大约40至大约80之间的邵氏A硬度。进一步地,滚子26能够在其周边表面处设置有带顺应性(例如软)性质的波形形状,例如具有凸起和/或凹部、沟槽、孔部或类似特征的表面。滚子26的上述性质也适用于在一些实施例中使用的代替弹力带80和82(见下文)的弹力滚子。相比于引导带70和72,弹力滚子和/或弹力带80和82使用的材料通常具有比引导带70和72所使用的材料更高的摩擦系数。
图5示出了图4中所示的第二实施例的不同视图。如图4和图5中所示的排空站1包括具有在其内形成的沟槽32(例如沟槽、槽口、通道)的主传送带30。进一步地,图4和图5中所示的排空站1包括热/冷空气叶片42,其在连接器44处被连接到对应的热空气源或冷空气源。来自热/冷空气叶片42的热/冷空气与主传送带30内存在的沟槽32结合可以改善排空过程,其中在包装50内的空气穴被推动朝向包装50的开口端55并朝向真空腔室10,在此空气/气体被排空。沟槽32能够特别有利于防止膜材料21粘附到主传送器30和/或膜材料21的相对层的粘附。从包装50外部由热/冷空气叶片42施加的空气压力与由真空腔室10施加的真空的结合力和主传送带30内的沟槽32的效果相结合会改善排空效率、有效性和/或时间。另外,沟槽32能够改善从装纳具有不规则或不均匀形状(潜在地在产品56和膜材料21之间捕集空气/气体)的产品56的包装50排空空气/气体。
补充或者替代之前段落中所述的,沟槽32能够设置有多个开口(例如沿单个沟槽的长度以规则间距间隔开的多个开口)并且真空能够从下方被施加到传送带30的预定区域。这能够通过向传送带30的上行程的下侧提供吸入元件(例如盒形喷嘴,其具有定位成靠近传送带30的上行程的下表面的开口顶部部分)以及通过向吸入元件施加真空压力来实现。以此方式,空气能够被吸入通过在传送带30的上行程内的开口并且因此作用在被置于传送带30上的包装的膜上。因此,包装的膜材料能够被拉动朝向传送带30,在此膜材料将适应传送带30的上行程的上表面的形状。从而,膜被拉到沟槽32内,从而在膜材料中形成层或褶皱。
膜材料的这种变型产生多种效果来促进包装的高效且有效的排空。首先,层或褶皱在被置于包装内的产品下方形成通道并且从而有助于排空在包装的难以排空(因为其通常由于被置于其上的产品而与包装的开口端不流体连通或不完全流体连通)的区域内的空气。进一步地,即使区域与包装的开口端流体连通,这也会是对流体流动具有相当高阻力的间接且/或贯通通路(例如,由于通路的复杂和/或扭曲形状、通路的小的最小或平均直径、通路中的约束点)。在产品下方形成的通道符合沟槽的笔直形状和直径并且因此提供改进的流体连通。第二,通道能够提供除了在产品顶部处及其任一侧面上(在此包装膜通常比在其底部处距产品间隔得更远)的区域之外的从包装的密封端部朝向其开口端的额外的通用流体流动区域。并且第三,通道能够朝向开口端延伸并且通过开口14进入到真空腔室10内,以致通道通过确保膜的相对层在膜材料延伸通过开口14进入到真空腔室10内的区域内不会过紧地彼此粘附来有助于整体排空包装。
图6示出了根据本发明的包装设备的排空站的第三实施例。在第三实施例中,通过将产品56放置到一片膜21上来制备包装50’,该膜21随后被折叠到产品56上以便形成管状膜,该管状膜具有沿管状膜的长度延伸的未密封(或者开口)边缘21’。在排空之前,密封条26和27被致动,以便提供具有横向密封(横向指的是与移动方向40垂直且与主传送带30的上表面平行的方向)的管状膜,从而将每个产品56密封隔离于随后的产品56。因此,一旦进入排空站1中,管状膜21将产品56保持在包装50’中,以致包装50’的内部通过横向密封而彼此分离但仍通过膜材料21彼此连接。同时,每个包装50’均具有开口端,其对应于沿每个包装50’的长度延伸的未密封边缘21’。包装50’以此方式设置且被运输通过排空站1,未密封边缘21’能够以连续的方式被容易地馈送到真空腔室10内,以致能够如关于第一和第二实施例在上文描述地那样执行包装50’的排空。以与第一和第二实施例相同的方式执行边缘21’的密封,例如通过使用密封辊24。
在离开排空站1之后,包装50’已经被排空且沿之前未密封的边缘21’密封,从而设置有密封边缘21’’。随后,包装50’能够在排空站1的下游、例如在对应的切割站(未示出)处被进一步分离。在一些应用中,期望保持包装50’彼此连接。在这样的应用中,代替使用切割器分离包装50’,在两个相邻密封之间仅提供穿孔,以致可以通过沿着穿孔撕开膜材料21来手动分离产品50’。
图7示出了与图5中所示的第三实施例不同的视图。密封条26和27通常被设置成允许在单个操作循环中形成两个横向密封的构造,从而提供具有后密封的第一包装和具有前密封的第二随后包装。这在如下情况下是有益的,即如果包装随后通过使用切割器彼此分离或者如果它们设置有穿孔(见上文)。在一些实施例中,密封条26和27也包括切割装置(或者穿孔装置),以致包装50’能够在密封/切割/穿孔条26和27的单个操作循环中被密封且切割(或者穿孔)。在这些实施例中,包装可以以已经分离的且不在连续管状膜中的逐个包装地进入排空站1,其中包装50’在下游被进一步分离。
图8示出了根据本发明的包装设备的排空站1的第四实施例的等轴前视图。注意到在图8中,包装50通过排空站1的移动方向40是从图的右上朝向左下。根据第三实施例的排空腔室1也具有传送器30,其被配置成使得包装50沿着主移动方向40移动朝向、通过并离开排空站1。排空站具有真空腔室10,仅作为示例,其包括三个区段,即第一区段10-1、第二区段10-2和第三区段10-3。应该理解的是,真空腔室10能够基于其期望的功能而包括任何所期望数量的区段。在图8中所示的第三实施例中,真空腔室10具有限定操作区段200的第一区段10-1、限定操作区段200’的第二区段10-2和限定操作区段200’’的第三区段10-3。进一步地,排空站1具有进口区段100和出口区段300。包装50在进口区段100处被引入到排空站1中,在此引导带70和72接触包装50的颈部,以便将颈部馈送到真空腔室10中。
上引导带70和下引导带72对应于且沿着相应沟槽或槽口70’和72’(在图8中未示出)中的开口14沿着真空腔室10被引导。进一步地,带70和72基本与传送带30同步地被致动,以致包装50以与包装50的颈部沿着开口14在上带70和下带72之间被引导基本相同的速度沿着传送带30移动——或者反之亦然。应该理解的是,传送器30和带70和72二者均设置有被连接到控制单元的一个或更多个致动器,所述控制单元被配置成控制所述一个或更多个致动器,以便实现所期望的同步或基本同步移动或者在排空站1的操作期间的任何需要的移动。引导带70和72可以包括一个或更多个下述材料:聚氯乙烯(PVC)、聚氨酯(PU)、聚乙烯(PE)、特氟隆。具体地,引导带70和72可以由PVC、PU、特氟隆涂覆的PU和PE纤维网制成。应该注意到,通常引导带70和72的材料被选择成相比于例如弹力带80和82(见下文)呈现相对低的摩擦系数。为了针对磨损和撕裂和/或成本进行优化,引导带70和72的材料可以被进一步修改或选择。
排空站1被配置成使得包装50以允许将包装50的颈部引入到真空腔室10内并且通过每个区段10-1、10-2和10-3的方式从进口区段100移动通过每个操作区段200、200’和200’’且随后通过出口区段300。区段10-1、10-2和10-3被上滚子90和下滚子92(下滚子在图8中未被示出)分离。应该理解的是,下滚子92基本接触或者几乎接触上滚子90,从而限定接触区段,所述接触区段彼此相对且被配置成在移动通过真空腔室10的每个包装50的颈部的区域内接触膜21的相对侧面。进一步地,滚子90和92提供在区段10-1、10-2和10-3之间以及在真空腔室10的相应端部处朝向外部(见进口区段100和出口区段300)的分隔件。
对应致动器被配置成将滚子90和92致动成基本与带70和72以及传送带30同步,以致包装50以与包装50的颈部在上和下滚子90和92之间以及沿着开口14在上和下带70和72之间被引导的基本相同的速度沿着传送带30移动。应该理解的是,传送器30、带70和72和滚子90和92均设置有被连接到控制单元的一个或更多个致动器,所述控制单元被配置成控制所述一个或更多个致动器,以便实现所期望的同步或基本同步移动或者在排空站1的操作期间的任何需要的移动。在一些实施例中,带70和72和滚子90和92被单个公共驱动马达致动。在其它实施例中,带70和72和滚子90和92被由控制单元共同控制的两个或更多个致动器驱动。
图8A示出了根据本发明实施例的传送带30的横截面视图。沿着如下平面选取横截面视图,所述平面沿着移动方向40且垂直于传送带30的表面平面延伸。传送带30包括多个凹部30r和凸起30p,凸起沿着传送带30的宽度(即垂直于移动方向40)延伸。在凸起和凹部的大小之间的比被配置成减少在由传送器30携带的包装50和传送带30之间的接触面积。在所示实施例中,以垂直于移动方向40延伸的脊或带的形式提供凸起。减少在包装50和传送带30之间的接触面积可以显著减小在平行于凸起30p的主扩展方向的方向上(即基本横向于移动方向40)在包装50和传送带30之间的摩擦。这种构造允许包装50在平行于凸起30p的主扩展方向的方向上以比在移动方向40上更小的阻力地移动。一方面,传送带30被配置成沿着移动方向40在包装50和传送带30之间提供足够高的摩擦,以便确保包装50的可靠运输。另一方面,传送带30被配置成在基本横向于移动方向40的方向上在包装50和传送带30之间提供充分低的摩擦,以便允许包装50相对于排空腔室10相对移动(例如相对于移动方向40侧向地移动)。这是有益的,因为在一个或更多个加工步骤(例如冲洗、排空)期间,包装50的内部容积会变化并且因此需要包装50适应朝向或离开排空腔室10的位置偏移。在一些实施例中,移动装置30可以设置有滚子,从而允许包装相对于移动方向侧向地移动。这样的实施例可以在不同加工阶段(例如冲洗、排空)期间向包装的侧向移动提供小阻力或不提供阻力。
大体而言,传送带30包括每单位表面从大约20%至大约50%的凸起30p和从大约80%至大约50%的凹部30r。由凹部30r覆盖的表面面积与由凸起30p覆盖的表面面积之间的比从大约1:1变化至大约1:5。在如图8A中所示的传送带30的优选实施例中,传送带30包括每单位表面大约30%的凸起30p和大约70%的凹部30r。应该注意到,根据各个过程性质和/或应用(例如包装50的大小和/或重量、膜52的类型、排空/冲洗的性质等等),会优选凸起30p和凹部30r的不同构造。在一些实施例中,凸起可以设置有接触部分,其具有一个或更多个下述性质:高磨损阻力、沿凸起长度比沿其垂直方向更高的摩擦系数以及易于清洁。
图9示出了根据本发明的包装设备的排空站的第四实施例的等轴后视图。图9示出了驱动系统,其包括在排空站1的后侧上的驱动马达95和几个传输带。在第四实施例中,带70和72以及滚子90和92被单个公共驱动马达95驱动。传输带或链条被设置在排空部1的后部并且被配置成将机械功率从驱动器传输到相应滚子或链轮,其继而致动另外的部件,例如带70和72。
进一步地,排空站1的后部设置有三个单独的流体连接器11-1、11-2和11-3,每个流体连接器被配置成连接到真空源。注意到,在一些实施例中,每个流体连接器能够被连接到单独的真空源,从而提供彼此不同的特定真空压力。在其它实施例中,所有的流体连接器均经由相应导管被连接到单个真空源,每个导管可选地包括流量控制器,其被配置成向流体连接器供应相应和/或预定真空压力。以此方式,能够向排空腔室10的第一区段10-1供应与供应给真空腔室10的第二和/或第三区段不同的真空压力。注意到,一些应用需要逐渐排空包装50,在此期间,每个包装在多个阶段中被排空,每个阶段均向包装提供比之前的阶段更高的真空压力。在其它应用中,区段10-1、10-2或10-3中的一个能够不设置有真空压力而是设置有正压力和适当气体(例如惰性气体例如CO2)以便有助于在排空之前或在排空之间使用气体冲洗包装。
图10A、图10B和图10C示出了根据本发明的排空站的进口区段的详细视图。图10A示出进口区段100,其没有任何盖,以便示出部件的机械结构和带70和72的构造。图10A示出被配置成分别支撑滚子90和92的上和下支撑件101。滚子设置有被配置成分别接合带70和702的上和下齿轮或链轮104和104’。进一步地,进口区段100设置有上和下变位齿轮(deflection gear)或链轮103和103’,其被配置成与齿轮104和104’相结合地为带70和72提供角度构造,该构造适于逐渐接合在移动方向40上被引入到排空站1的进口区段100内的包装50的颈部。如所示,齿轮104和103间隔开并被定位成使得带70在上变位齿轮103和上齿轮104上被引导并且在进口区段100的区域内大体沿着移动方向40且朝向开口14成角度向下地延伸。类似地,齿轮104’和103’间隔开并被定位成使得带72在下变位齿轮103’和下齿轮104’上被引导并且在进口区段100的区域内大体沿着移动方向40且朝向开口14成角度向上地延伸。因此,带70和72沿着进口区段100形成楔形构造,其中在带70和72之间的距离沿着移动方向40减小,每个带分别围绕变位齿轮103和103’被引导,并且在开口14的方向上朝向彼此会聚。
支撑件101和101’和/或滚子90和92被配置成维持滚子90和92的接触表面基本彼此接触,且在接触表面之间不产生过量压力。优选地,支撑件101和101’和/或滚子90和92被配置成保持接触表面以足够的接触力彼此接触,以便为在接触表面(例如,沿基本圆柱形滚子90和92的侧壁且基本平行于其纵向轴线延伸的细长区域)之间延伸且沿接触表面延伸的界面提供气密密封,同时最小化接触力,以便允许包装50的颈部的膜21在滚子90和92之间经过。
进一步地,齿轮104和104’被配置成使得带70和72尽可能靠近在一起而不会使得带70和72的相应接触表面彼此直接接触。大体而言,真空腔室10和沿着真空腔室10的长度设置的相应齿轮104和104’被配置成将带70和72的相邻纵向延伸部分定位成基本彼此平行。优选地,带70和72的相邻部分彼此间隔开0.8mm或更小的距离、更优选地0.5mm或更小的距离且最优选地0.3mm或更小的距离。
图10B示出进口区段100,其没有任何盖且没有支撑件101和101’,以便示出另外的部件的机械结构和带70和72的构造。在图10B中,携带开口14的结构已经被移除,以便示出带70和72的相邻部分的基本平行构造。在对应于排空站1的进口区段100设置的齿轮104和104’和对应于排空站1的出口区段300设置的齿轮104和104’之间,如上所述,带70和72的相邻部分基本平行于彼此延伸。在所示实施例中,支撑件101和101’间隔开且相对彼此被定位成使得开口14被限定成纵向延伸的槽和/或槽口或沟槽。
进一步地,齿轮104和104’被示为具有分别接合在带70和72中存在的对应轮廓的齿的链轮或齿轮。齿轮104和104’可以被配置成将从驱动马达(例如从驱动马达95,可能地经由传输带或链条;见图9)传输给它们的运动分别施加到带70和72上。为此目标,齿轮104和104’可以呈现对应于带70和72中存在的轮廓的适当轮齿(cogging)或齿。在替代方案中,齿轮104和104’可以呈现被配置成摩擦地接合带70和72的V形带形状的周向延伸的沟槽。应该理解的是,在齿轮70和72中的任一齿轮处能够应用用于将移动施加给带70和72的其它替代方案。进一步地,偏转滚子103和103’能够额外或者替代性地被配置成以与关于齿轮104和104’在上文描述的类似的方式将移动施加给带70和72。
图10C示出具有盖102和102’以及在带70和72上就位的支撑件101和101’的进口区段100。盖102和102’确保在进口区段100内的大部分移动部件被覆盖,以便提供操作安全。如从图10C能够看到,盖102和102’被成形为符合在进口区段100内的带70和72的楔形构造,以致带70和72能够接合被引入到排空站1内的包装50的颈部的膜21,以便引导膜材料进入并通过真空腔室10。
图10D示出了根据本发明的排空站的进口区段100的等轴前视图。除了上述结构之外,进口区段100还能够包括用于产生褶皱的装置,例如如图10D中所示的一组成形轮25和25’的形式。用于产生褶皱的任何装置的基本原理是具有完全平坦的袋颈的包装50会针对例如冲洗、排空的不同加工阶段造成困难。在此方面,有益的是能够向每个包装50的袋颈提供一组受控(例如关于大小、形状、数量等等)褶皱,以便向每个包装的袋颈提供沿褶皱的通道,其有助于冲洗和/或排空。如图10D中所示,这能够通过如下来实现,即提供具有一组成形轮25和25’的进口区段,且所述成形轮被定位在进口区段处且在真空腔室10近侧。上轮25被设置成接合相对的下轮25’,以致使得被引入真空腔室10内的包装50的袋颈的塑料膜符合轮25和25’的单独的形状。以此方式,随着被引入到开口14内且在带70和72之间,袋颈的膜呈现波形构造。由于袋颈的膜被保持在带70和72之间,波形构造被压缩而没有大的延伸且因此不会展平膜材料,从而导致只要被保持在带70和72之间(即在随后的加工阶段(例如冲洗、排空)期间)就在袋颈处存在大量褶皱。褶皱的单独的性质能够基于成形轮25和25’的形状(和对应相对形状)被控制。
图10E示出了根据本发明的排空站的进口区段100的详细等轴前视图。在图10E的左侧上示出了在图10D中所示的进口区段100的详细视图,其中更具体地示出了成形轮25和25’和其设置之间的接合。在左侧示出的轮25和25’在移动方向40的意义上被设置在进口区段100的下游端处,以致在被加工的包装50的袋颈还没有被引入到开口14中时执行褶皱的产生。进一步地,轮25和25’被定位成在真空腔室10近侧,以致在包装50正由用于移动的装置30传送的同时,被加工的包装50的袋颈没有足够的时间再次变直和/或展平。成形轮25和25’可以与带70和72的移动同步,以致有助于包装50的袋颈进入到开口14内且因此到带70和72的受控移交。在一些实施例中,轮25和25’通过对应链轮或轮齿(未示出)联接到驱动系统驱动带70和72。
在图10E的右侧上示出的轮25和25’示出了轮25和25’的单独的形状的替代示例。根据大量参数(例如包括膜厚度、膜成分、包装大小、被加工产品重量等等),轮25和25’的单独的形状可以被选择成实现褶皱的期望的生成。例如,较薄的膜材料和/或较小或较轻产品的包装会需要成形轮25和25’具有更加缓和的波形形状(例如如图10E左侧和图10D中所示)。在涉及的其它应用中,例如较厚的膜材料和/或较大或较重产品的包装会需要成形轮25和25’具有更加明显或粗糙的形状(例如图10E右侧所示)。注意到,成形轮25和25’的单独的形状可以基于单独的包装应用来选择,并且因此相对于图10D-10F所示示例而变化。进一步注意到,轮25和25’的单独的放置很大程度上独立于轮25和25’的单独的形状,以致在包装50的袋颈被引入到开口14中和带70和72之间之前才基本实现褶皱的生成。
图10F示出了根据本发明的排空站的进口区段100的替代性实施例的等轴前视图。在这种示例中,用于生成褶皱的装置包括两个功率轮25和25’,其在所示实施例中相对于带70和72的速度以稍增加的速度操作。轮和带之间的速度差导致包装50的袋颈的膜材料以比有褶皱的袋颈被进一步向下游运输更高的速度被推动朝向开口14和在带70和72之间。以此方式,膜材料恰在被带70和72抓持之前设置有波形构造。在这种实施例中,功率轮25和25’的速度能够被分别调整,以便实现褶皱的期望的生成。大体而言,在轮25和25’和带70和72之间的较高速度差将导致更多的褶皱和/或更大的褶皱。如上所述,能够考虑到包装应用的另外的性质(例如包括膜类型和厚度、包装大小和重量等等),以便实现期望的结果。
图11A和图11B示出了用在根据本发明的排空站的第四实施例中的上带和下带的横截面。沿着图10A中所示的虚线XI-XI选取图11A和图11B中的横截面。图11A基于基本平行于带70和72的相邻部分的纵向延伸部(即基本平行于移动方向40)定向的横截面平面。图11B基于基本垂直于带70和72的相邻部分的纵向延伸部(即基本垂直于移动方向40)定向的横截面平面。
图11A示出了带70和72的第一实施例的纵向横截面,其中带70具有外表面70o和内表面70i;术语“外”和“内”指的是相对于围绕齿轮和/或链轮的相应带的圆形路径的相对位置。如所示,在图11A中的带70的上侧上,内表面70i是波形的并且具有被配置成接合对应齿轮和/或链轮(例如齿轮104)的形状。带70的内表面70i被配置成允许带70经由对应齿轮由对应驱动马达驱动(例如包括驱动器95和齿轮104)。如在图11A中的带70的下侧上所示,外表面70o是波形的,例如以便限定凹部73和/或凸起,从而形成通道。凹部或通道73优选地是侧向延伸的通道,其基本垂直于带70的纵向延伸部延伸,并且因此使得真空腔室10的内部与外部大气流体连通。在一种实施例中,外表面70o包括的凹部具有大约1mm的深度和5mm的长度且在相继凹部之间具有10mm的距离。
如图11A中所示,带72具有外表面72o和内表面72i。在图11A中的带72的下侧上示出的内表面72i具有对应于关于带70的内表面70i在上文描述的轮廓的轮廓。内表面72i是波形的并且具有被配置成接合对应齿轮和/或链轮(例如齿轮104’)的形状。带72的内表面72i被配置成允许带72经由对应齿轮由对应驱动器驱动(例如包括驱动器95和齿轮104’)。如在图11A中的带72的上侧上所示,外表面72o是基本平坦的而没有任何凹部或凸起。因此,图11A中所示的实施例示出了带70的外表面70o设置有凹部且带72的外表面72o基本平坦的实施例。然而,注意到,替代性地,在图11A和图11B中未示出的第二实施例中,带72的外表面72o能够是波形的并且带70的外表面70o能够是基本平坦的。进一步地,带70和72两者能够均具有相同的外表面,例如均是平坦的(在图11A和图11B中未示出)或者均是波形的(在图11A和图11B中未示出),并且如果外表面70o和72o二者均是波形的,则外表面70o和72o能够具有相同或不同轮廓。
为了有助于和/或促进在包装50的颈部被引入到排空站1内期间形成褶皱,已经证明有益的是,为带70的外表面70o提供上文所述的波形形状(优选地具有深度为大约1mm且长度为5mm的凹部,且在相继凹部之间具有10mm的距离),而带72的外表面72o设置有基本平坦轮廓。这种构造提供了如图11A中所示的通道73,其基本上具有在外表面70o内形成的凹部的大小。这种构造具体地有助于和/或促进被引入到带70和72之间的区域内的(即在包装50的颈部处的)膜材料21的相对层没有均匀对齐或推动成彼此抵靠,从而在膜21的相对层之间产生接触区域,以很大程度上或基本密封包装,而是代替地以允许膜21的相对层至少在通道73的区域内彼此分离的方式被轻柔地保持。允许膜21的相对层分离的这些区域对于高效且和/或有效地排空包装50是重要的,因为所述区域允许在包装内存在的空气或者气体离开包装。上述波形外表面70o和平坦外表面72o的组合使得能够对应于通道73在膜21中产生褶皱。应该注意到,能够通过提供具有对应膜材料21的包装50来进一步支持或有助于褶皱的形成。较薄或较刚性的膜材料可以促进褶皱的形成。另外或者替代性地,膜材料21能够设置有一种结构或质地(例如沟槽、网、凹部、凸起、厚度或者硬度变化)以便支持或有助于褶皱的形成。在一些实施例中,膜材料设置有预定的折叠结构(见上文),在此膜材料21能够开始形成褶皱。结构或者质地能够被设置在膜材料21的内侧和/或外侧上。
如图11B中所示,支撑件101包括沟槽或者槽口1010,其被配置成容纳和/或引导沿真空腔室10的长度对应开口14的带70。类似地,支撑件101’包括沟槽或者槽口1010’,其被配置成容纳和/或引导沿真空腔室10的长度对应开口14的带72。应该注意到,沟槽1010和1010’两者的大小和形状均被制成分别对应于带70和72的横截面的上部分,以便提供沿着相应沟槽的侧向引导和基本密封(例如气密)接触,同时最小化摩擦并且允许带70和72具有一些有限的竖直和/或侧向移动。
带70和72的有限的竖直移动能够有益于容纳具有不同厚度的膜21而不会在被馈送通过排空站1的膜21(图11B中未示出)的层上施加过量压力(例如基本不施加压力)。带70和72的有限侧向移动能够有益于在被引入到真空腔室10内期间以及在排空和/或冲洗期间适应膜21(图11B中未示出)的层的移动。有限的竖直和/或侧向移动能够在分别相对于沟槽1010和1010’相对移动期间关于减小产生的带70和72的摩擦是进一步有益的。应该注意的是,在排空站1中排空包装50期间,由于执行的排空以及/或者由于在真空腔室10内部的压力和周围压力之间的压力差,包装50和膜材料趋于朝向真空腔室10移动。因此,带70和72必须被配置成适应在带70和72的相邻部分之间的膜21的有限移动。
被设置在支撑件101和101’内的通道74能够用于调整被施加在带70和72的相邻部分之间的压力。如上所述,带70和72的相邻部分大体上应该在被定位在带70和72之间的膜21的层上施加小压力或者不施加压力。然而,在一些应用中和/或在排空的一些阶段中,有益的是,例如在冲洗期间增强在带70和72的相邻部分之间的密封接触,以便最小化惰性气体的损失。为了增强密封接触,加压空气能够被引入通过通道74,从而根据提供的空气压力,迫使带70和72的相邻部分彼此抵靠。因为每个通道74对带70和72之一的相应区段具有相当局部的影响(例如沿着5至10 cm的区段有效),所以能够根据需要设定和/或调制单独的压力和/或持续时间。
图12A示出了能够与根据本发明的排空站一起使用的冲洗器腔室的内部。在图12A中,没有示出任何盖和/或支撑件,以便示出冲洗器腔室10-xf的内部部件和结构。冲洗器腔室10-xf能够被大体用于任何操作区段200、200’和200’’中。然而,通常冲洗器腔室被用在第二操作区段200’中,其在初始排空阶段(例如在操作区段200处;见图8和图9)之后且在最后排空阶段(例如操作区段200’’)之前。通过将包装50设置成在第一操作区段200中以初始真空被排空,且之后在第三操作区段200’’中以最终真空来设置包装50之前在第二操作区段200’中使用惰性气体(例如CO2)冲洗包装50,能够高效地和有效地将包装内的氧含量降低到非常低的水平,优选地低于大约1%的水平,更优选地低于0.5%的水平。为了打开正在沿冲洗器腔室10-xf移动的包装50的袋颈,或者为了保持这样的袋颈打开,能够应用多种手段,包括但不限于空气叶片、静态加载、压力差和/或其组合。这也应用到图1-3中所示的实施例和图6-7中所示的实施例。
冲洗器腔室10-xf包括一个或更多个喷嘴120,其被配置成向冲洗器腔室10-xf提供来自对应源(未示出)的惰性气体。冲洗器腔室10-xf能够进一步包括流体连接器11-x,其被配置成连接到合适的导管和/或另外的部件(例如真空源、泵),以便例如当从冲洗器排出多余气体时或者当提供来自冲洗器腔室10-xf的受控气体出流时,有助于从冲洗器腔室10-xf选择性地吸入气体或空气。喷嘴120能够被固定地集成到冲洗器腔室10-xf内,或者喷嘴120能够朝向和远离开口14(即相对于移动方向40侧向地)移动,以便提高冲洗步骤的效率和/或有效性。在具有可移动喷嘴120的实施例中,对应致动器(未示出)能够使得喷嘴120移动得更靠近开口14且优选地进入包装50的开口端55中,以便将惰性气体直接引入到包装50内,不同于首先将惰性气体供应到冲洗器腔室10-xf且随后通过冲洗器腔室10-xf内的过压和/或由在冲洗器腔室10-xf外部膨胀的膨胀包装50施加的吸入将惰性气体传递到包装50内。
注意到,冲洗器腔室10-xf可以设置有基本对应于周围压力的内部压力,在这种情况下由于在冲洗器腔室10-xf和周围压力之间缺乏显著的压力差,之前(部分)排空的包装50能够通过由其(部分)排空构造放松的膜材料吸入来自冲洗器腔室10-xf的惰性气体。为此目标,冲洗器腔室10-xf能够设置有附加传感器(未示出),其被配置成检测包装50的开口端并且基于该检测提供信号至控制单元,控制单元被配置成基于(多个)传感器提供的信号控制(多个)喷嘴的(多个)致动器。滚子90和92被设置在冲洗器腔室10-xf的任一侧处,以便基本密封冲洗器腔室10-xf以隔离于相邻腔室(例如腔室10-1和10-3;见图8)。
图12B示出能够与根据本发明的排空站一起使用的排空腔室,该排空腔室具有由分隔件分离的多个隔室。排空腔室10-xv能够被用在操作区段200、200’和200中的任何一个或多个处。在图12B中所示的示例中,排空腔室10-xv被用在操作区段200处,即作为多腔室排空站1中的第一排空阶段。流体连接器11-x被配置成连接到合适的真空源(未示出),所述真空源被配置成向排空腔室10-xv提供期望的真空压力。
排空腔室10-xv进一步包括由分隔件96分离的子腔室10-xv-1、10-xv-2和10-xv-3。分隔件96被配置成有助于在分隔件的不同侧之间的受控流体流,从而向流体流提供期望的阻力,以致在排空腔室10-xv仅设置有单个流体连接器11-x从而为排空腔室10-xv提供通用真空压力的同时在两个相邻子腔室之间能够产生压力差并维持该压力差。进一步地,分隔件96被配置成允许在正在移动通过排空腔室10-xv的包装50的颈部处的膜21通过分隔件而在所涉及的材料(例如分隔件96的帘或者膜21)上不会产生过大摩擦或造成磨损和撕裂。排空腔室10-xv的这种构造允许单个排空腔室提供不同压力差。在一种实施例中,在第一子腔室10-xv-1中的压力在800和900 mbar之间,在第二子腔室10-xv-2中的压力在700和800mbar之间,并且在第三子腔室10-xv-3中的压力在600和700 mbar之间,从而提供增加的压力差。这样的增加的压力差能够在如下情况下是有益的:当包含一个产品56或多个产品56的包装50的排空由于真空压力的逐渐增加而容易地受到抽真空(例如会干扰排空的松散材料或散装物品)的影响时。注意到,能够选择具有基本类似效果的增加的压力差的其它间隔。
图12C示出了能够与根据本发明的排空站一起使用的冲洗器腔室10-xf’的内部的等轴后视图。在这种实施例中,在冲洗包装50中使用一组冲洗器组件122。冲洗器组件122沿着排空站的冲洗器腔室10-xf’的长度顺序设置。在这种示例中,总共使用三个冲洗器组件122。然而,在其它实施例中,可以使用不同数量的冲洗器组件122(例如1个、2个或者3个以上)。
图12D示出了根据本发明的排空站的图12D的冲洗器腔室的详细等轴后视图。图12D示出一组冲洗器组件122,其被可旋转地设置在冲洗器腔室10-xf’内。每个冲洗器组件122包括一组气体冲洗喷嘴1224(在此被示为针的形式),其被安装在可旋转喷嘴头1222上,该喷嘴头1222被可旋转地接合到冲洗器支撑件1220。如下文更详细描述的,向冲洗器支撑件1220提供待用于冲洗包装50中的气体流。气体从下方被引入到冲洗器支撑件1220中并且被进一步分配到可旋转喷嘴头1222,在此其被进一步引入到选定气体冲洗喷嘴1224中。气体冲洗喷嘴1224以针形式被提供,其被配置成接合或者以其它方式与在带70和72之间的通道73同步,以致喷嘴1224的尖端进入通道73同时通道73沿着开口14并沿着冲洗器腔室10-xf’在移动方向40上移动。这种设置使得当释放用于冲洗包装50的气体时,喷嘴能够尽可能多地进入包装50的袋颈。大体而言,喷嘴1224进入包装50的袋颈越深,则包装50能够实现越大的冲洗效率。
图12E示出了根据本发明的排空站的图12C的冲洗器腔室的横截面视图。如能够从图12E所见,针1224进入通道73到足以将用于冲洗包装50的气体很好地有效释放到包装50的袋颈(未示出)中的程度。喷嘴1224(例如针)被编号并且以对应于在带70和72之间设置的通道间距的方式间隔开。在一些实施例中,喷嘴头1222被专用驱动机构驱动和控制,以便相对于在带70和72之间的通道73同步移动。在其它示例中,喷嘴头1222简单地可旋转并且由接合各个喷嘴1224(例如针)的带70和72的移动来驱动。
图12F示出了能够与根据本发明的排空站一起使用的如图12D-12E中所示的冲洗器组件122的冲洗器支撑件1220的等轴视图。图12F示出了冲洗器支撑件1220的透明视图(a)和冲洗器支撑件1220的两个等轴视图(b)和(c),其示出了内部通道1220c及其对应的入口1220i和1220o的构造和布置。在冲洗包装50时使用的气体被供应到每个冲洗器支撑件的入口1220i并且借助于通道1220i被分配朝向冲洗器头1222。出口1220o具有沿着相应喷嘴头1222的旋转方向延伸的细长形状,并且被定向成使得仅向与带70和72的通道73接合并随其移动的喷嘴1224(例如在图12D-12E中所示的针)供应在冲洗包装50时所用的气体。以此方式,气体被有效地利用,并且仅在相应喷嘴1224被引入到包装50的袋颈内并随其移动时执行对包装50的冲洗。
图13示出了图12B中所示的分隔件的横截面。图13中的横截面是沿着图12B中所示的虚线XIII-XIII选取的。图13基于基本平行于移动方向40并垂直于排空腔室10-xv定向的横截面平面(见图12B)。在排空腔室10-xv中使用的分隔件96包括支撑件97和97’和帘98和98’。支承部97和97’被配置成将帘98和98’分别支撑成允许包装50的颈部的膜21在帘98和98’之间穿过同时相邻的空气或气体体积基本彼此隔离的构造。如能够从图13可见,帘98和98’能够变形,以便在彼此接合的同时有助于膜21通过,以便提供基本气密接触。帘包括非刚性材料,以便在返回的同时在任何变形或移动成图13中所示的构造之后允许柔性地适应通过的膜21。帘98和98’能够例如由纤维增强的聚酯传送带材料、柔性塑料(PA、POM)或者被橡胶涂覆的金属(不氧化的钢、12R11)制成。
图14示出了根据本发明的排空站的出口区段的等轴视图。出口区段300包括滚子90和92,其被配置成限定真空腔室10的基本密封末端部分。进一步地,两个齿轮108和108’(图14中未示出,因为齿轮被齿轮106和106’覆盖)对应于齿轮104和104’并且用作带70和72的变位齿轮。齿轮106和106’和变位齿轮107和107’在平行于并邻近带70和72的引导平面的平面内引导弹力带80和82。弹力带80和82被配置成接收离开真空腔室10的包装50的颈部处的膜21并且拉伸膜材料,以便在密封之前基本减少或者消除在膜材料中存在的任何褶皱。这能够通过如下方式被实现:通过以比带70和72的操作速度更快的速度操作弹力带80和82,例如通过为弹力带80和82提供单独的驱动马达或者通过提供适当的变速器作为在公共驱动马达95和驱动弹力带80和82的齿轮/链轮之间的机械联接部。弹力带80和82优选地以比包装50和真空腔室10之间的相对速度快大约2%至30%的操作速度操作,操作速度更优选地比包装50和真空腔室10之间的相对速度快大约3%至12%。在一些实施例中,弹力带80和82的操作速度比包装50和真空腔室10之间的相对速度快大约4%至8%,以便确保在密封之前有效地减少或消除在真空腔室10的上游端处的袋颈中产生的褶皱。
密封滚子24被配置成为离开真空腔室10的每个包装50的颈部提供密封。随着包装50离开排空站1,以连续方式进行密封。推进器105和105’被配置成作用在弹力带80和82上,以确保在密封之前的最终阶段中基本没有或者很少的空气或者气体能够进入被排空的包装50。推进器105和105’能够是机械推进器(例如基于推动在带80和82上的接触元件的一个或更多个弹簧)或者基于如上文关于通道74描述的气动系统。在一些实施例中,密封装置(例如密封滚子24)可以被不同地设置,以致可以在包装50仍然正被排空的情况下进行密封。在这样的实施例中,密封装置可以被设置在排空站300的端部或内部。密封装置的这种设置可以实现如下优势,即排空被优化并且在已经结束排空之后但在已经执行密封之前阻止空气/气体进入包装50。
带80和82优选地具有基本平坦的外表面,其被配置成接触在包装50的颈部处的膜21,以便拉伸膜材料并且以便在密封之前基本减少或消除膜中存在的任何褶皱。这能够通过带80和82的基本平坦的外表面及其相对于带70和72的操作速度更快的操作速度来实现。出口区段300能够进一步包括刀或叶片(图14中未示出),其被配置成从包装50的密封端部切割过量材料。弹力带80和82被进一步配置成将包装50从排空站1排出,以致确保了连续加工和递送包装50。
图14A示出了根据本发明实施例的出口区段300的等轴前视图,该出口区段300设置有单独的出口带30c。为了在拉伸期间防止或最小化被施加在密封和/或膜材料上的机械应力,出口带30c可以以较高操作速度操作,优选地与弹力带80和82的操作速度同步。以此方式,通过相对于弹力带80和82以基本同步的速度传送包装50,满足了在密封之前、期间和之后拉伸包装50的颈部。
图15示出了图14中所示的出口区段的横截面,其示出了在出口区段中重叠的上带和下带的构造。图15中的横截面是沿着图14中所示的虚线XV-XV选取的。图15基于基本垂直于移动方向40并关于排空腔室10竖直定向的横截面平面(见图14)。图15示出了在带70/72和带80/82之间的重叠区域,其至少部分在共用公共的旋转轴线(即齿轮108和106共用公共的旋转轴线并且齿轮108’和106’共用公共的旋转轴线)的齿轮108/108’和齿轮106/106’的操作区域中重叠。带和齿轮的这种构造由于在带之间的重叠而确保了在包装50的颈部处的膜材料从操作区段200’’朝向并通过操作区段300(见图1和图2)平缓过渡。弹力带80和82被配置成基本防止任何空气或者气体进入被排空的包装50,并且在带80和82作用在包装50的颈部处的膜21上的同时密封滚子24(图15中未示出)为包装50提供密封。
图15A示出了根据本发明实施例的弹力带80、82的横截面视图。弹力带80和82可以具有如上所述的基本平坦构造,其中两个带80和82的基本平坦的接触表面彼此接触并且将膜材料接合在带之间。这会需要通过使用对应装置将带80和82彼此按压抵靠,该装置例如是从与接触表面相反的方向施加到带的加压空气。在其它示例中,推进器105和105’可以被用于朝向彼此机械地推动带80和82,以便实现在拉伸期间足以保持包装50的膜材料的必要压力。在图15A中所示的实施例中,波形带80和82被使用,以便为带80和82提供额外的抓持,从而减少或消除如上所述的基本平坦的带80和82所需的压力。在这种实施例中,带80和82设置有纵向轮廓,其中一个带(例如如所示的带82)的凸起接合另一个带(例如如所示的带80)中的凹部,以致基于被迫使符合带80和82的形状的膜材料而保持被引入这两个带80和82之间的膜材料。以此方式,需要施加在带上的竖直压力这一要求被转换成带材料接合且因此施加侧向力在膜材料上。这能够当在密封站300处经历密封时在拉伸包装的膜材料期间具有优势。
图16示出了图12A中所示的冲洗器腔室的横截面。图16中的横截面是沿着图12A中所示的虚线XVI-XVI选取的。图16基于基本垂直于移动方向40并关于排空腔室10竖直定向的横截面平面(见图12A)。上和下壁10-xfp可以如图16中所示被提供,从而竖直地界定冲洗器腔室10-xf。在一些实施例中,上和下壁10-xfp可以定位成更靠近喷嘴120,以便减少或最小化冲洗器腔室10-xf的容积并/或以便引导包装50的袋颈(未示出)并将其定位成靠近喷嘴120。将上和下壁10-xfp设置成接近喷嘴可以使得改善使用惰性气体冲洗包装50的效率和/或有效性。
图16进一步示出被设置在支撑件101和101’内的通道74的构造。通道74被配置成气动地调整被施加在带70和72的相邻部分之间的压力。注意到,在替代性实施例中,能够实现机械调整(例如电动地使用致动器或者机械地使用弹簧或弹性元件)。在图16中所示的优选实施例中,通过使用加压空气气动地执行调整。
大体而言,带70和72的相邻部分应该在位于带70和72之间的膜21的层上施加很小的压力或不施加压力。然而,在一些应用中和/或在排空的一些阶段中,有益的是,例如在冲洗期间增强在带70和72的相邻部分之间的密封接触,以便最小化惰性气体的损失。为了增强密封接触,加压空气能够被引入通过通道74,从而根据提供的空气压力,迫使带70和72的相邻部分彼此抵靠。因为每个通道74对带70和72之一的相应区段具有相当局部的影响(例如沿着5至10 cm的区段有效),所以能够根据需要设定和/或调制单独的压力和/或持续时间。
控制单元(见上文)能够被配置成控制加压空气源和与通道74流体连通的对应阀,以便提供预定加压空气流,以致期望的压力被施加在带70和72的相邻部分上。能够向不同的通道74(例如各自均沿着在支撑件101和/或支撑件101’中的真空腔室10的长度被串联设置并且竖直地且垂直于移动方向40延伸)供应同样的或不同的压力,以便调整和/或调制被施加在带70和/或72的相邻部分上的压力。
图16A示出了包括一个或更多个集成喷嘴120i的冲洗器腔室10-xf的替代性实施例的横截面。集成喷嘴120i在功能上类似于上文关于图12A和图16所讨论的喷嘴120,只不过与冲洗器腔室10-xf的后壁整体地形成,该后壁定位成与带70和72以及开口14相对。集成喷嘴120i可以包括一个或更多个供给通道120i-14,其分别馈送喷嘴腔室120i-12和一个或更多个出口120i-10。喷嘴腔室120i-12和出口120i-10被配置成产生朝向开口14(未示出)引导的良好汇聚的气体流,在冲洗期间包装50的开口袋颈沿着该气体流被引导。
出口120i-10可以被设置成沿着基本平行于开口14延伸的细长集成喷嘴120i设置的多个离散开口的形式。所述多个开口中的每个以允许基本沿对应的细长集成喷嘴120i的长度提供气体流的方式与相邻开口间隔开。在其它实施例中,单个出口120i-10被设置成沿细长集成喷嘴120i延伸的细长开口的形式,其继而基本平行于开口14延伸。该细长开口允许基本沿对应的细长集成喷嘴120i的长度提供气体流。冲洗器腔室10-xf可以设置有任何类型的一个或更多个(细长)集成喷嘴120i(例如包括多个离散开口或者单个细长开口),以便基本沿着冲洗器腔室10-xf的整个长度提供气体流。
如上文关于图16所讨论的,上和下壁10-xfp可以被设置成非常接近集成喷嘴120i,以便减少或最小化冲洗器腔室10-xf的容积并/或以便引导正被加工的包装50的袋颈。
包装能够包括多层膜21。膜21能够包括PET、PA或者聚烯烃(PP、PE)。膜21能够是完全共挤压的可收缩膜21。包装对在包装内部至包装外部之间穿行的气体提供屏障。因此,包装内部的环境与包装外部的环境隔离。这有助于保存食物产品56并且避免污染。这在食物卫生方面是有利的。包装50能够对气味或对气体提供屏障。当产品56是食物产品时,这能够是特别有用的。包装能够是抗滥用的。
包装能够是透明的或者半透明的。这允许顾客能够通过包装看到产品56。例如,包装可以包括透明膜21。包装膜能够具有防雾特性。这确保了对消费者的高度吸引力。包装膜能够是可印刷的。这允许标签能够被直接印刷到包装上。
包装可以由一卷膜21形成。能够通过由该卷膜21形成管而制成管状膜21。包装设备能够包括形成站,其被构造成将该卷膜21形成为管。形成站能够通过沿该卷膜21的纵向边缘形成纵向密封而形成管。管可以由两片膜21形成。在这种情况下,形成站沿着这两卷膜21的相对边缘形成两个纵向密封。
包装设备能够包括冲洗器。冲洗器被配置成冲洗通过形成包装的膜21的管的气体。气体冲洗可以防止管塌缩。气体冲洗有助于维持在托盘中的产品56和膜21之间的距离。这有助于改善膜21的卫生外观,因为膜21保持不被产品沾染。冲洗器使得气体纵向冲洗通过管。被用于冲洗的气体能够包括大约70%的氧和大约的30%二氧化碳或其它适当的调气。
另外,冲洗气体允许产品56在调气中被包装。气体可以有助于保存产品56,从而延长其保质期。在每个被密封包装内部的期望气体量取决于产品56的种类和所需保质期的长度。
包装设备能够包括被配置成使得膜21收缩的收缩站。收缩站可以是水基或空气基收缩隧道,例如热空气隧道。在密封之后,包装50在收缩站中经历热收缩。收缩过程可以包含加热包装50。包装50可以被加热到从大约130℃到大约150℃的范围内的温度。
产品56能够是食物产品。例如,产品56可以包括肉、奶酪、比萨饼、成品饭、家禽和鱼。产品56可以是基本干的,如奶酪的情况。对于一些产品,例如奶酪,不需要托盘来支撑奶酪。替代性地,产品56可以是湿的。在这种情况下,产品56特别需要被放置在托盘中。此外,产品56也能够是非食物产品,例如包括衣服、纸张、纺织品材料或者其它顺应性材料。在这样的应用中,被包装产品的体积能够被显著减少,从而在货运和/或存储空间要求方面提供显著优点。产品56能够进一步包括软的或刚性的产品、散装货品或其它物品。在用于医疗物品的包装应用中,例如通过保持产品56密封并与外部大气隔离和/或在惰性和/或无菌内部环境中,能够显著增加被包装产品的保存期限。
理想地,包装设备包括水平的成形充填和密封机器。然而,包装设备可以包括其它类型的成形充填和密封机器,例如竖直的成形充填和密封(VFFS)机器。在竖直的成形充填和密封机器中,在包装过程期间,包装50在竖直方向上移动通过包装设备。在VFFS机器中,包装可以被密封一次以便形成被密封包装的下端。产品56之后被馈送到端部开口包装内。之后包装50的顶端被密封以形成被密封包装。
虽然已经结合当前被看作是最实际且优选的实施例描述了本发明,不过应该理解的是,本发明不限于所公开的实施例,而是相反地,其旨在涵盖被包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等价设置。

Claims (29)

1.一种用于在包装设备中从包装(50)排空气体的装置,所述包装(50)具有开口端(55),所述开口端(55)具有末端部分(54)、非末端部分(52)和位于所述开口端(55)的所述末端部分(54)和所述非末端部分(52)之间的中间部分(53),所述装置包括:
真空腔室(10),具有沿着所述真空腔室(10)的纵向轴线延伸的细长开口(14);
排空装置,配置成用于向所述真空腔室(10)提供比所述真空腔室(10)外部的周围压力更低的内部真空压力;
移动装置(30),用于使得包装(50)相对于所述真空腔室(10)移动;和
控制单元(60),被编程用于:
控制所述移动装置(30)以便使得待排空的包装(50)相对于所述真空腔室(10)相对移动,所述包装(50)和所述移动装置(30)各自均相对于所述真空腔室(10)被设置成使得被置于所述移动装置(30)上的包装(50)的主移动方向(40)和所述真空腔室(10)的所述纵向轴线基本彼此平行,所述待排空的包装(50)被定位成使得,在所述包装(50)相对于所述真空腔室(10)的相对移动期间,所述包装(50)的所述开口端(55)的末端部分(54)在所述真空腔室(10)内相对移动,并且所述开口端(55)的非末端部分(52)在所述真空腔室(10)外部相对移动,所述开口端(55)的中间部分(53)穿过所述开口(14)并沿所述开口(14)相对移动;以及
激活所述排空装置,以便向所述真空腔室(10)提供所述内部真空压力,
其中,所述装置进一步包括:
-第一引导带(70),其沿着所述开口(14)的长度被设置并且被配置成当穿过所述开口(14)时接触所述开口端(55)的所述中间部分(53),所述第一引导带(70)具有内表面(70i)和外表面(70o);以及
-被配置成作用在所述第一引导带(70)上的第一驱动器,
其中,所述控制单元被进一步编程为控制所述第一驱动器以便使得所述第一引导带(70)在所述主移动方向(40)上沿着所述开口的长度移动,
并且其中,所述第一引导带(70)的所述外表面(70o)设置有包括凹部(73)的波形形状;
-第二引导带(72),其沿着所述开口(14)的长度被设置并且被配置成当穿过所述开口(14)时接触所述开口端(55)的所述中间部分(53),所述第二引导带(72)具有内表面(72i)和外表面(72o);以及
-被配置成作用在所述第二引导带(72)上的第二驱动器,
其中,所述控制单元被进一步编程为控制所述第二驱动器以便使得所述第二引导带(72)在所述主移动方向(40)上沿着所述开口(14)的长度移动,
其中,所述第二引导带(72)具有围绕第一偏转辊(103’)和第二偏转辊(108’)且沿着所述开口(14)的长度延伸的闭环形式。
2.根据权利要求1所述的装置,其中,所述控制单元进一步被编程为控制所述内部真空压力,用于:
-允许气体流通过所述开口(14),从而导致在所述开口端(55)处的膜(21)的相对层维持基本间隔开的构造;和/或
-通过所述开口(14)吸入来自所述包装(50)内部的气体和来自周围大气的气体两者。
3.根据权利要求2所述的装置,其中,所述移动装置(30)设置有位于所述移动装置(30)的上行程的上侧上的细长凹部(32),每个细长凹部(32)均具有一个或更多个开口,其被配置成有助于通过所述一个或更多个开口从所述上行程的所述上侧将空气吸入并吸入到所述上行程的下侧。
4.根据权利要求1所述的装置,所述控制单元被进一步编程为控制所述第一驱动器,以便使得所述第一引导带(70)在所述主移动方向(40)上沿着所述开口(14)的长度以基本对应于在所述包装(50)和所述真空腔室(10)之间的相对速度的速度移动。
5.根据权利要求1所述的装置,其中,所述第一引导带(70)具有围绕第一偏转辊(103)和第二偏转辊(108)且沿着所述开口(14)的长度延伸的闭环形式,
所述凹部(73)在与所述第一引导带(70)的纵向延伸部垂直的方向上在所述外表面(70o)之上延伸。
6.根据权利要求5所述的装置,其中
所述凹部(73)沿着所述第一引导带(70)的所述纵向延伸部以规则间隔彼此间隔开,所述间隔在2mm和20mm之间,
其中
所述凹部(73)具有在0.2mm和2mm之间的深度,
其中
所述凹部(73)具有沿着所述第一引导带(70)的所述纵向延伸部的在2mm和10mm之间的长度。
7.根据权利要求6所述的装置,其中
所述规则间隔是10mm,所述凹部(73)具有1mm的深度,并且所述凹部(73)具有沿着所述第一引导带(70)的所述纵向延伸部的5mm的长度。
8.根据权利要求1所述的装置,其中
所述控制单元被进一步编程为控制所述第二驱动器,以便使得所述第二引导带(72)沿着所述开口(14)的长度在所述主移动方向(40)上以基本对应于在所述包装(50)和所述真空腔室(10)之间的相对速度的速度移动。
9.根据权利要求1所述的装置,其中
-所述第一引导带(70)的所述内表面(70i)沿着所述开口(14)的上边缘(14u)延伸并且所述第一引导带(70)的所述外表面(70o)被配置成从上方接触所述中间部分(53);并且
-所述第二引导带(72)的所述内表面(72i)沿着所述开口(14)的下边缘(14l)延伸并且所述第二引导带(72)的所述外表面(72o)被配置成从下方接触所述中间部分(53)。
10.根据前述权利要求中任何一项所述的装置,进一步包括多组上滚子(90)和下滚子(92),每个滚子(90、92)均具有基本圆柱形形状并且被设置成能够绕其相应纵向轴线旋转,所述上滚子(90)和下滚子(92)相对彼此被相对定位成使得所述上滚子(90)和下滚子(92)在其相应侧向表面上沿细长接触区域彼此接触,从而沿所述接触区域为所述滚子(90、92)提供基本气密密封,所述接触区域与所述上滚子(90)和下滚子(92)的相应纵向轴线基本平行地延伸,其中:
第一组滚子(90、92)被设置在所述真空腔室(10)的上游端处并且被配置成在其上游端处向所述真空腔室(10)提供基本气密密封;和/或
第二组滚子(90、92)被设置在所述真空腔室(10)的下游端处并且被配置成在其下游端处向所述真空腔室(10)提供基本气密密封,相对于所述主移动方向(40)限定下游。
11.根据前述权利要求1-9中任何一项所述的装置,其中,所述真空腔室(10)包括第一子腔室(10-1、10-2、10-3)和第二子腔室(10-1、10-2、10-3),
其中,所述控制单元被进一步编程为向所述第一子腔室(10-1、10-2、10-3)提供第一压力并且向所述第二子腔室(10-1、10-2、10-3)提供不同于所述第一压力的第二压力。
12.根据权利要求11所述的装置,其中,所述真空腔室(10)包括第三子腔室(10-1、10-2、10-3),所述控制单元进一步被编程为向所述第三子腔室(10-1、10-2、10-3)提供不同于所述第一和第二压力的第三压力,所述第三压力包括比所述第一和第二压力中的每个都低的绝对压力值。
13.根据前述权利要求1-9中任何一项所述的装置,进一步包括第一弹力带(80),其被设置在所述真空腔室(10)的下游端处并且被配置成当离开所述开口(14)时接收所述开口端(55)的所述中间部分(53),
其中,所述控制单元被配置成将所述第一弹力带(80)的操作速度控制成高于在所述包装(50)和所述真空腔室(10)之间的相对速度。
14.根据权利要求13所述的装置,其中,所述控制单元被配置成将所述第一弹力带(80)的操作速度控制成高于在所述包装(50)和所述真空腔室(10)之间的相对速度快2%至30%。
15.根据权利要求13所述的装置,进一步包括在所述真空腔室(10)的所述下游端处与所述第一弹力带(80)相对设置且接触的第二弹力带(82),所述第一弹力带(80)和第二弹力带(82)被配置成当离开所述开口(14)时在彼此之间接收所述开口端(55)的所述中间部分(53),
其中,所述控制单元被配置成将所述第二弹力带(80)的操作速度控制成高于在所述包装(50)和所述真空腔室(10)之间的相对速度。
16.根据权利要求15所述的装置,其中,所述控制单元被配置成将所述第二弹力带(80)的操作速度控制成高于在所述包装(50)和所述真空腔室(10)之间的相对速度快2%至30%。
17.根据权利要求2所述的装置,其中
所述开口(14)具有所述膜(21)的厚度的8-20倍的高度。
18.根据权利要求2所述的装置,其中
所述开口(14)具有所述膜(21)的厚度的10倍或更小的高度。
19.根据权利要求2所述的装置,其中
所述开口(14)具有在0.3mm和1.0mm之间的高度;并且
所述开口(14)具有50mm或更小的深度。
20.根据权利要求2所述的装置,其中
所述开口(14)具有1.0mm或更小的高度。
21.根据权利要求1-9中任何一项所述的装置,进一步包括一个或更多个冲洗器组件(122),所述一个或更多个冲洗器组件(122)中的每个均包括可旋转地承载喷嘴头(1222)的冲洗器支撑件(1220),所述喷嘴头具有多个喷嘴(1224),和
其中,所述多个喷嘴中的每个喷嘴均被配置成在所述第一引导带(70)的移动期间接合和脱离所述凹部(73)中的相应凹部,从而当接合时被定位成至少部分处于所述包装(50)的所述开口端(55)内。
22.根据权利要求21所述的装置,其中,所述冲洗器支撑件(1220)进一步包括导管(1220i、1220c、1220o),其被配置成在接合所述凹部(73)中的对应凹部的同时将受控气体流引导朝向所述多个喷嘴(1224)中的相应一个或多个喷嘴。
23.一种使用根据前述权利要求1-9中任何一项所述的从包装(50)排空气体的装置的包装过程,所述过程包括:
提供装纳待包装的产品(56)的包装(50),所述包装(50)由膜(21)制成并且具有开口端(55);
提供具有细长开口(14)的真空腔室(10);
使得所述包装(50)和所述真空腔室(10)中的一个相对于另一个相对移动,以致所述开口端(55)的末端部分(54)在所述真空腔室(10)内相对移动并且所述开口端(55)的非末端部分(52)在所述真空腔室(10)外部相对移动,所述开口端(55)的中间部分(53)通过所述开口(14)并且沿其长度相对移动,所述中间部分(53)在所述开口端(55)的所述末端部分(54)和所述非末端部分(52)之间延伸;
在所述真空腔室(10)内产生比所述真空腔室(10)外部的周围压力更低的内部真空压力。
24.根据权利要求23所述的过程,其中:
提供所述包装(50)的步骤包括通过如下中的一个或更多个步骤产生所述开口端(55):
-在所述开口端(55)的所述末端部分(54)的区域内切割所述包装(50);以及
-在所述开口端(55)的所述末端部分(54)的区域内产生在所述包装(50)中的孔。
25.根据权利要求24所述的过程,所述过程包括使用气体冲洗所述包装(50)的内部的步骤;其中,所述气体包括惰性气体。
26.根据权利要求23所述的过程,其中,在所述真空腔室(10)内产生内部真空压力的步骤进一步包括选择所述内部真空压力以便:
-确定气体流,所述气体流通过所述开口(14),从而导致在所述开口端(55)处的所述膜(21)的相对层,以便维持基本间隔开的构造;和/或
-通过所述开口吸入来自所述包装(50)内部的气体和来自周围大气的气体两者。
27.根据权利要求23所述的过程,进一步包括:
-沿着所述开口(14)的长度引导所述开口端(55)的所述中间部分(53),同时使得所述包装(50)和所述真空腔室(10)中的一个相对于另一个相对移动;和/或
-在所述包装(50)的所述开口端(55)处在所述膜(21)中产生褶皱;和/或
-在所述包装(50)的所述开口端处从所述膜(21)去除褶皱和/或展平所述膜(21);和/或
-在所述包装(50)的基本与所述移动装置(30)接触的区域内在所述膜(21)中产生细长褶皱。
28.根据权利要求23所述的过程,进一步包括允许所述包装(50)和/或所述膜(21)在所述包装(50)的所述开口端(55)处在与主移动方向(40)垂直的方向上侧向移动,以致在所述包装(50)和所述真空腔室(10)中的一个相对于另一个相对移动的同时能够适应所述包装(50)的体积变化和/或所述包装(50)的所述膜(21)的形状变化。
29.一种包装设备,包括:
被联接到控制单元(60)的排空站(1);和
输出站;其中
所述控制单元被配置成控制所述移动装置(30),以便使得一个或更多个包装(50)移动朝向并通过所述排空站(1)并朝向所述输出站,每个所述包装均装纳待包装的产品(56);
其中,所述排空站(1)包括根据权利要求1-9中任何一项所述的从包装(50)排空气体的装置。
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