CN109502069B - 用于形成填充有可倾倒产品的多个密封包装的包装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于形成填充有可倾倒产品的多个密封包装的包装设备。描述了一种用于由用可倾倒产品连续地填充的包装材料的卷材(4)的管(3)形成多个密封包装(2)的包装设备(1)。该包装设备包括界定元件(40)，该界定元件(40)在使用中布置在该管(3)内并且设计成在使用中将该管(3)分成第一空间(41)和第二空间(42)。该包装装置(1)还包括加压装置(43)，该加压装置(43)用于借助于从其内形成有该管(3)的隔离室(10)的内部环境(11)中抽出的无菌气体对该第二空间(42)加压。此外，该界定元件(40)还设计成在使用中实现从该第二空间(42)到该第一空间(41)的无菌气体的泄漏流。

Description

用于形成填充有可倾倒产品的多个密封包装的包装设备
技术领域
本发明涉及一种用于形成密封包装的包装设备，特别是一种用于形成填充有可倾倒产品的密封包装的包装设备。
背景技术
已知的是，许多液体或可倾倒食品，比如果汁、UHT(超高温处理的)奶、酒、番茄酱等，在由经杀菌的包装材料制成的包装中出售。
典型示例是用于液体或可倾倒食品的平行六面体形包装，被称为利乐无菌包装(Tetra Brik Aseptic)(注册商标)，其通过密封并折叠层合的条状包装材料制成。包装材料具有多层结构，其包括基础层(例如纸制基础层)以及覆盖基础层两侧的热密封塑性材料(例如聚乙烯)层。就用于长期储存产品(例如UHT奶)的无菌包装而言，包装材料还包括叠加在热密封塑性材料层上的氧气阻挡材料层，例如铝箔，所述氧气阻挡材料层进而被形成包装的最终接触食品的内表面的另一热密封塑性材料层覆盖。
已知的是，这种包装通常在全自动包装设备上生产，包装设备使包装材料的卷材推进通过包装设备的灭菌单元，以例如借助于化学灭菌(例如通过施加化学灭菌剂，如过氧化氢溶液)或物理灭菌(例如借助于电子束)对包装材料的卷材进行灭菌。然后，经灭菌的包装材料的卷材在隔离室(封闭和无菌环境)内保持和推进，并且被纵向地折叠和密封以形成管，该管进一步沿竖直推进方向进给。
为了完成成型操作，该管用灭菌或无菌处理的可倾倒食品连续地填充，并且在沿着竖直推进方向推进期间在包装设备的包装形成单元内沿着等间距的横向横截面被横向密封并随后切割。
枕形包装在包装设备内获得，每个枕形包装都具有纵向密封带和成对的顶部和底部横向密封带。
此外，典型的包装设备包括用于沿着推进路径推进包装材料的卷材的传送装置，用于对该包装材料的卷材进行灭菌的灭菌单元，布置在隔离室内并适于由推进的包装材料的卷材形成管的管成型单元，用于沿着该管的接缝部分纵向密封该管的密封装置，在使用时同轴地布置在该管内以用可倾倒产品连续地填充该管的填充管道，以及适于通过使包装成形，将其横向密封和横向切割而从包装材料管生产单个包装的包装形成单元。
包装形成单元包括多个成型、密封和切割组件，每个在使用时沿着平行于管的推进路径的相应操作路径推进。在成型、密封和切割组件的推进过程中，它们在击打位置(hitposition)处开始与管相互作用并跟随推进管以便使管成形，将其横向密封和横向切割以获得单个包装。
为了正确地形成单个包装，要求由管内的可倾倒产品提供的静水压强足够高，否则将获得不规则形状的包装。
通常，存在于管中以提供所需静水压强的可倾倒产品塔从击打位置(即相应的成型、密封和切割组件开始接触推进管的位置)向上延伸至少500mm。在某些情况下，可倾倒产品塔从击中位置向上延伸达2000mm。在本领域中已知的是，精确的延伸至少取决于包装形式和生产速度。
在实践中，这意味着管必须具有延伸部，以便在管内提供所需的可倾倒产品塔。
因此，包装设备的隔离室的竖直延伸部必须相当高，以便在管内提供所需水平的可倾倒产品。
所需的静水压强取决于生产参数，例如包装材料的卷材的推进速度并因此取决于管的推进速度(换言之，它取决于包装设备的加工速度)、包装形式和包装体积。这意味着，如果任何生产参数要改变，则一个或多个操作员有必要相应地修改包装设备。所需的修改时间很长，从而导致生产成本增加。
WO-A-2011075055公开了一种用于填充包装材料管的包装设备。该包装设备包括供气管道和同轴地布置在供气管道内的产品填充管道。结果，在产品填充管道的外表面和供气管道的内表面之间提供环形狭缝。环形狭缝设计成将压缩空气引入管的第一空间。该包装设备还包括耦合到供气管道的垫圈。垫圈将由包装材料的卷材形成且拟用可倾倒产品填充的管分为第一空间和第二空间。在使用中，垫圈与管的内表面接触以密封第一空间和第二空间。
需要一种改进的这种包装设备。
发明内容
因此，本发明的一个目的是以直接且低成本的方式提供一种改进的包装设备。
根据本发明，提供一种如[0019]段的条款1所述的包装设备。
在[0019]段的条款2至14中规定了根据本发明的包装设备的其他有利实施方式。
具体而言，本发明的一些方面可以阐述如下：
1.一种用于形成填充有可倾倒产品的多个密封包装(2)的包装设备(1)，该包装设备(1)包括：
-传送装置(7)，其适于沿着推进路径(P)推进包装材料的卷材(4)；
-隔离室(10)，其将包含无菌气体的内部环境(11)与外部环境(12)隔开；
-管成型装置(13)，其至少部分地布置在该隔离室(10)内并适于从使用中的推进的包装材料的卷材(4)形成并纵向密封管(3)；其中该传送装置(7)还适于沿管推进路径(Q)推进该管(3)；
-界定元件(40)，其在使用中布置在该管(3)内并且设计成将该管(3)分成与该内部环境(11)流体连接的第一空间(41)和沿着该管推进路径(Q)布置在该第一空间(41)下游的第二空间(42)，其中该界定元件(40)设计成在使用中提供至少一个流体通道(44)以将该第二空间(42)与该第一空间(41)流体连接并且在使用中实现从该第二空间(42)到该第一空间(41)的无菌气体的泄漏流；
-填充装置(15)，其适于在使用中将可倾倒产品引导进入该第二空间(42)中；
-加压装置(43)，其适于在使用中将无菌气体流引导进入该第二空间(42)中，以在该第二空间(42)内获得高于该第一空间(41)内的气体压强的气体压强；
-包装形成单元(16)，其适于从使用中的推进的管(3)形成该包装(2)并将其横向密封；
其中该加压装置(43)流体连接到该隔离室(10)的该内部环境(11)并且适于在使用中将存在于该内部环境(11)中的至少一部分无菌气体引导进入该管(3)的第二空间(42)中。
2.根据条款1所述的包装设备，其中该流体通道(44)具有环形形状。
3.根据条款1或2所述的包装设备，其中，在使用中，该流体通道(44)由该界定元件(40)的周边部分(45)和使用中的推进的管(3)的内表面界定。
4.根据前述条款中任一项所述的包装设备，其中该加压装置(43)适于通过在该第二空间(42)内保持基本恒定的气体压强来实现可变流量的无菌气体。
5.根据前述条款中任一项所述的包装设备，其中该加压装置(43)适于将该第二空间(42)内的气体压强控制在高于环境压强5kPa与40kPa之间，特别是10kPa与30kPa之间的范围内。
6.根据前述条款中任一项所述的包装设备，其中该加压装置(43)包括：
-至少一个泵送装置(46)；以及
-至少一个控制单元(47)，其适于将该泵送装置(46)的操作参数作为该包装材料的卷材的推进速度或该管的推进速度或者待形成的该包装的形式或形状或待形成的该包装的体积中的至少一个的函数来控制。
7.根据条款6所述的包装设备，其中该泵送装置(46)是旋转机器，特别是压缩机，并且该控制单元(47)适于将该旋转机器的转速作为该包装材料的卷材的推进速度或该管的推进速度或者待形成的该包装的形式或形状或待形成的该包装的体积中的至少一个的函数来控制。
8.根据条款7所述的包装设备，其中该旋转机器，特别是该压缩机，配置成以范围在10000与100000rpm，特别是20000与80000rpm，更特别是30000至60000rpm之间的转速操作。
9.根据前述条款中任一项所述的包装设备，其中该填充装置(15)最后包括填充管道(27)，该填充管道(27)在使用中至少部分地在该管(3)内延伸并适于，在使用中，将可倾倒产品引导进入该管(3)的该第二空间(42)中；并且该加压装置(43)包括供气管道(48)，该供气管道(48)至少间接地流体连接该内部环境(11)和该第二空间(42)以将无菌气体从该内部环境(11)引导进入该第二空间(42)中。
10.根据条款9所述的包装设备，其中该供气管道(48)的至少一部分和该填充管道(27)的至少一部分彼此同轴地布置。
11.根据条款10所述的包装设备，其中该供气管道(48)和该填充管道(27)限定用于将无菌气体进给到该第二空间(42)中的环形导管(50)。
12.根据条款9至11中任一项所述的包装设备，其中该界定元件(40)连接到该填充管道(27)和/或该供气管道(48)的至少一部分。
13.根据前述条款中任一项所述的包装设备，其中该界定元件(40)适于沿着与使用中的推进的管(3)平行的方向移动。
14.根据前述条款中任一项所述的包装设备，其进一步包括适于对该包装材料的卷材(4)进行灭菌的灭菌单元。
附图说明
将参考附图以示例的方式描述本发明的非限制性实施方式，其中：
图1是根据本发明的包装设备的示意图，为清楚起见，移除了一些部件；
图2是图1的包装设备的细节的放大图，为清楚起见，移除了一些部件；以及
图3示出了图1的包装设备的部件的特征操作曲线。
具体实施方式
编号1整体表示用于从包装材料的卷材4的管3生产可倾倒食品(例如巴氏杀菌奶或果汁)的密封包装2的包装设备。特别地，在使用中，管3沿纵向轴线L，特别是具有竖直取向的轴线L延伸。
包装材料的卷材4具有多层结构(未示出)，并且包括纤维材料(通常是纸)层，在两侧覆盖有相应的热密封塑性材料(例如聚乙烯)层。
优选地，卷材4还包括气体-和光-阻挡材料层，例如铝箔或乙基乙烯醇(EVOH)膜，以及至少第一热密封塑性材料层和第二热密封塑性材料层。该气体-和光-阻挡材料层被叠加在该第一热密封塑性材料层上，并进而用该第二热密封塑性材料层覆盖。该第二热密封塑性材料层形成包装2的最终接触食品的内表面。
通过包装设备1获得的典型包装2包括密封的纵向接缝部分5和成对的横向密封部分6，特别是成对的顶部和底部横向密封部分6(即，包装2的上部处的一个密封部分6和包装2的下部处的另一个密封部分6)。
特别参考图1，包装设备1包括：
-传送装置7，其用于以已知的方式沿着卷材推进路径P沿着其纵向轴线将卷材4从输送站8推进到成型站9，在成型站9处，在使用中，卷材4形成为管3；
-隔离室10，其具有在给定的气体压强下包含无菌气体(特别是无菌空气)并且与外部环境12分离的内部环境11(特别是内部无菌环境11)；
-管成型装置13，其沿纵向轴线M延伸，特别是具有竖直取向，并且特别是在成型站9处，至少部分地，优选地完全地布置在隔离室10内并且适于由使用中的推进卷材4形成管3；
-密封装置14，其至少部分地布置在隔离室10内并且适于纵向密封由管成型装置13形成的管3；
-填充装置15，其用于用可倾倒产品连续地填充管道3；以及
-包装形成单元16，其适于使使用中的推进的管3成型，将其横向密封和横向切割以形成包装2。
优选地，包装设备1还包括灭菌单元(未示出并且本身已知)，该灭菌单元适于在灭菌站(特别是在沿着路径P布置在成型站9的上游的灭菌站)对使用中的推进的卷材4进行灭菌。
优选地，传送装置7适于沿着管推进路径Q以本身已知的方式将管3和管3的任何中间物，特别是从成型站9推进到包装形成单元16。特别地，管3的中间物这一措辞是指在获得管结构之前且在通过管成型装置13折叠卷材4开始之后的卷材4的任何构造。换言之，管3的中间物是为了获得管3而逐渐折叠(特别是通过使卷材4的第一边缘19和卷材4的与第一边缘19相对的第二边缘20彼此重叠)卷材4的产物。
优选地，管成型装置13适于将卷材4逐渐折叠成管3，特别是通过使边缘19和20彼此重叠以形成管3的纵向接缝部分23，特别是在使用中通过启动密封装置14而密封的纵向接缝部分23来进行。
特别地，接缝部分23从初始水平(未具体示出)沿着路径Q延伸到向下方向。换言之，初始水平位于边缘19和20开始彼此重叠以形成接缝部分23的位置处。
特别地，路径Q的至少一部分位于隔离室10内(特别是在内部环境11内)。
更详细地，管成型装置13在使用中限定管3的轴线L，特别是彼此平行的轴线L和轴线M。
优选地，管成型装置13包括至少两个成型环组件17和18，其特别是布置在隔离室10内(特别是在内部环境11内)，适于彼此配合地逐渐折叠成管3，特别是通过使边缘19和20彼此重叠以形成纵向接缝部分23来进行。
在所示的特定情况下，成型环组件18沿路径Q布置在成型环组件17的下游。
特别地，成型环组件17和18中的每一个基本上位于相应的平面内，特别是每个平面与轴线M正交，更具体地，每个相应的平面具有基本水平的取向。
更特别地，成型环组件17和18彼此间隔开并彼此平行(即，相应的平面彼此平行并间隔开)。
优选地，每个平面都与轴线M和轴线L正交。
此外，成型环组件17和18彼此同轴布置。特别地，成型环组件17和18限定管成型装置13的纵向轴线M。
更具体地，每个成型环组件17和18包括相应的支撑环21和安装在相应的支撑环21上的多个相应的弯曲辊22。特别地，相应的弯曲辊22被配置成与卷材4和/或管3和/或管3的任何中间物相互作用以形成管3。更特别地，相应的弯曲辊22限定相应的孔，在使用中，管3和/或管3的中间物推进通过该孔。
更详细地，密封装置14适于沿着接缝部分23纵向密封管3。
必须注意的是，单个包装2的相应纵向密封接缝部分5由切割管3产生。换言之，单个包装2的相应接缝部分5是管3的接缝部分23的相应部分。
此外，密封装置14包括适于与管3(特别是接缝部分23)相互作用以纵向密封管3(特别是接缝部分23)的密封头25。特别地，密封头25适于，特别是沿着接缝部分23加热管3。密封头25可以是任何种类。特别地，密封头25可以是借助于感应加热或通过热流或借助于超声波或其他方式操作的类型。
优选地，密封装置14还包括加压组件(仅部分示出)，其适于在管3上，特别是在基本上重叠的边缘19和20上，甚至更特别地在管3的接缝部分23上施加机械力，以确保沿接缝部分23密封管3。
特别地，加压组件至少包括适于从接缝部分23的相对侧将机械力施加到接缝部分23上的互动辊(interaction roller)26以及反向互动辊(counter-interaction roller)(未示出)。特别地，在使用中，接缝部分23介于互动辊26和反向互动辊之间。
优选地，互动辊26由成型环组件18支撑。
更详细地，密封头25基本上布置在成型环组件17和18之间(即，密封头25布置在成型环组件17和18的相应平面之间)。
特别参考图1和2，填充装置15包括填充管道27，填充管道27与适于存储/提供待包装的可倾倒产品的可倾倒产品储存罐(未示出并且本身已知)流体连接。
特别地，填充管道27适于在使用中将可倾倒产品引导到管3中。
优选地，填充管道27在使用中至少部分地放置在管3内以将可倾倒产品连续地进给到管3中。
特别地，管3具有L形构造，其布置方式使得填充管道27的线性主管道部分28在管3内，特别是平行于轴线M和轴线L延伸。
更特别地，主管道部分28包括可拆卸地彼此耦合的上部区段29和下部区段30。更详细地，下部区段30包括出口开口，在使用中，可倾倒产品从该出口开口进给到管3中。
参考图2，包装形成单元16包括：
-多个操作组件31(仅示出一个)和多个反向操作组件32(仅示出一
个)；以及
-传送装置(未示出并且本身已知)，其适于沿相应的传送路径推进操作组件31和反向操作组件32。
更详细地，每个操作组件31适于在使用中与一个相应的反向操作组件32配合以从管3形成相应的包装2。特别地，每个操作组件31和相应的反向操作组件32适于使管3成形，将其横向密封，并且优选地还将其横向切割以形成包装2。
更详细地，每个操作组件31和相应的反向操作组件32适于彼此配合，以在沿相应的传送路径的相应操作部分推进时从管3形成相应的包装2。特别地，在沿着相应的操作部分推进期间，每个操作组件31和相应的反向操作组件32平行于管3并且在与管3相同的方向上推进。
更详细地，每个操作组件31和相应的反向操作组件32配置成在沿相应的输送路径的相应操作部分推进时接触管3。特别地，每个操作组件31和相应的反向操作组件32配置成在(固定的)击打位置处开始接触管3。
优选地，填充装置15配置成将可倾倒产品引导到管3中，使得存在于管3中的可倾倒产品塔在上游方向上从击打位置延伸小于500mm。甚至更优选地，可倾倒产品塔在上游方向上从击打位置的延伸落在约100mm至500mm的范围内。
此外，每个操作组件31和反向操作组件32包括：
-半壳33，其适于接触管3并至少部分地限定包装2的形状；
-密封元件34或反向密封元件35中的一个，其适于以已知的方式在相邻的包装2之间横向密封管3以获得密封部分6；以及
-切割元件(未示出并且本身已知)或反向切割元件(未示出并且本身已知)中的一个，其用于以本身已知的方式，在相邻的包装2之间，特别是在相应的密封部分6之间横向切割管3。
特别地，每个半壳33适于借助于驱动组件(未示出)被控制在工作位置和静止位置之间。特别地，每个半壳33适于被控制进入工作位置，其中相应的操作组件31或相应的反向操作组件32在使用中沿相应的操作部分推进。
特别参考图1和2，隔离室10包括限定内部环境11的壳体36(仅在图1和2中示意性地示出)(即，壳体36将内部环境11与外部环境12分开)。特别地，内部环境11包括(即包含)给定压强下的无菌气体，特别是无菌空气。优选地，给定压强略高于环境压强以降低任何污染物进入内部环境11的风险。特别地，给定压强比环境压强高约100Pa至500Pa(0.001巴至0.005巴)。
优选地，包装设备1包括用于将无菌气体，特别是无菌空气进给到隔离室10，特别是内部环境11中的装置(未示出并且本身已知)。
根据本发明并特别参考图2，包装设备1还包括：
-界定元件40，其在使用中被放置在管3内并设计成在使用中将管3分成第一空间41和第二空间42；以及
-加压装置43，其适于在使用中引导，特别是连续地引导无菌气体流进入第二空间42，以在第二空间42内获得高于第一空间41内的气体压强的气体压强。
更详细地，第一空间41由管3，特别是管3的壁，以及界定元件40界定。此外，第一空间41向内部环境11打开。更特别地，界定元件40在第一空间41自身的下游部分，特别是底部限定第一空间41。
更详细地，第二空间42在使用中由管3，特别是管3的壁，界定元件40以及密封部分6限定。
换言之，第二空间42在平行于路径Q的方向上(即，平行于轴线L)从界定元件40延伸到密封部分6。
换言之，界定元件40在第二空间42自身的上游部分，特别是上部限定第二空间42；密封部分6在第二空间42自身的下游部分，特别是底部限定第二空间42。
更详细地，第一空间41沿着管推进路径Q布置在第二空间42的上游。更具体地，第一空间41沿着路径Q布置在界定元件40的上游，并且第二空间42沿着路径Q布置在界定元件40的下游。在所示的具体实施例中，第二空间42放置在第一空间41下方。
特别地，根据以下描述将清楚的是，第二空间42在管3内限定高压区并且第一空间41在管3内限定低压区。
在本申请的上下文中，高压区应理解为使得内部压强落在高于环境压强约5kPa至40kPa(0.05巴至0.4巴)，特别是约10kPa至30kPa(0.10巴至0.30巴)的范围内[即第二空间42内的压强落在高于环境压强约5kPa至40kPa(0.05巴至0.4巴)，特别是约10kPa至30kPa(0.10巴至0.30巴)的范围内]。换言之，第二空间42是过压的。
低压区应理解为压强略高于环境压强。特别地，略高于环境压强意味着压强在高于环境压强100Pa与500Pa(0.001巴与0.005巴)之间的范围内。
更详细地，第一空间41与内部环境11(直接)流体连接。因此，存在于第一空间41中的无菌气体可以流到内部环境11中。
特别地，管3(及其中间物)至少部分地位于隔离室10内(特别是在内部环境11内)。
优选地，第一空间41内的压强(基本上)等于隔离室10中，特别是在内部环境11中存在的给定压强。换言之，优选地，第一空间41内的压强在高于环境压强100Pa与500Pa(0.001巴与0.005巴)之间的范围内。
更具体地，限定元件40在使用中沿着路径Q布置在上述初始水平的下游。换言之，界定元件40位于接缝部分23沿着下游方向(相对于路径Q)延伸开始的点的下方。换言之，界定元件40布置在边缘19和20叠加以形成接缝部分23开始的位置的下方。
更详细地，第二空间42由界定元件40和相应的密封部分6界定，特别是密封部分6在使用中位于界定元件40的下游(相对于路径Q)。
此外，在使用中，填充装置15，特别是填充管道27适于将可倾倒产品引导到第二空间42中。因此，在使用中，第二空间42包含可倾倒产品和加压无菌气体。加压无菌气体提供了正确形成包装2所需的静水力(即换言之，无菌气体取代了管3内可倾倒产品塔的作用)。
有利地，界定元件40设计成在使用中提供至少一个流体通道44，特别是具有环形形状的流体通道44，以将第二空间42与第一空间41流体连接，从而在使用中实现从第二空间42到第一空间41的无菌气体的泄漏流。特别地，在使用中，无菌气体通过流体通道44从第二空间42(高压区)泄漏到第一空间41(低压区)。通过提供流体通道44，有可能以更高的精度控制第二空间42内的气体压强。
优选地，在使用中，界定元件40设计成使得在使用中，流体通道44由管3的内表面和界定元件40，特别是界定元件40的周边部分45之间的间隙提供。
优选地，界定元件40布置成使得在使用中，界定元件40面向管3的内表面，使得流体通道44由周边部分45和使用中的推进管3的内表面界定。换言之，在使用中，界定元件40和管3的内表面不相互接触。因此，不会发生由界定元件40和管3之间的相互作用导致的界定元件40的磨损。同样，界定元件40在使用中不会损坏管3的内表面。
更详细地，界定元件40具有小于管3的内径的径向延伸部。优选地，在形式改变导致管3的内径改变的情况下，界定元件40可以由新的界定元件40替换。
在所示的具体情况下，界定元件40具有弯曲的外轮廓。替代性地，可以选择其他构造(例如具有基本笔直的形状或具有笔直的中央部分和弯曲的周边部分)的界定元件40。
优选地，加压装置43配置成通过以各种流速在第二空间42内保持基本恒定的气体压强来实现可变流量的无菌气体(即适于控制变化的流速)(参见图3)。
特别地，加压装置43配置成提供约10至200Nm3/h，特别是20至180Nm3/h，甚至更特别是约25至150Nm3/h的可变流量的无菌气体。
优选地，加压装置43适于根据从第二空间42，特别是通过至少流体通道44流到第一空间41的无菌气体来改变无菌气体的流量。加压装置43的这种构造是有利的，因为管3在使用中略有波动，这意味着直径(或等同地半径)在使用中特别是由于纵向边缘19和20的重叠的延伸部的微小变化而略有波动。这再次导致流体通道44的尺寸的波动，从而导致通过流体通道44从第二空间42流到第一空间41的无菌气体的量的波动。
换言之，根据特别是通过流体通道44，从第二空间42进入第一空间41的无菌气体的量，加压装置43控制无菌气体进入第二空间42的流量，同时在第二空间42内保持压强基本恒定。
换言之，加压装置43必须配置成使得从第二空间42到第一空间41的无菌气体的较高损失通过增加进入第二空间42的无菌气体的流量并且在第二空间42内基本上保持恒定压强来补偿(因此，从第二空间42到第一空间41的无菌气体的减少的损失通过减少无菌气体进入第二空间42的流量，通过在第二空间42内基本上保持恒定压强来补偿)。
优选地，加压装置43适于将第二空间42内的气体压强控制在高于环境压强5kPa与40kPa(0.05巴与0.40巴)之间，特别是10kPa与30kPa(0.1巴与0.3巴)之间的范围内。
有利地，加压装置43设计成提供从内部环境11进入第二空间42并返回到内部环境11的封闭式无菌气体回路。这实现了设备1的简化的整体结构，特别是与控制和供应无菌气体有关的结构。
更详细地，加压装置43适于从内部环境11中抽出无菌气体，以加压(压缩)无菌气体并将加压(压缩)的无菌气体引导到第二空间42中。
优选地，加压装置43包括：
-至少一个泵送装置46，其适于从内部环境11中抽出无菌气体以加压(压缩)无菌气体并将加压的无菌气体引导到第二空间42中；以及
-至少一个控制单元47，其适于控制泵送装置46的操作。
优选地，泵送装置46是旋转机器，更特别是压缩机。
优选地，旋转机器，特别是压缩机，配置成以高转速操作。更具体地，旋转机器，特别是压缩机，配置成以范围在10000与100000rpm，特别是20000与80000rpm，更特别是30000至60000rpm之间的转速操作。
更详细地，控制单元47适于将泵送装置46，特别是旋转机器，更特别是压缩机的操作参数作为卷材4的推进速度或管的推进速度(两个推进速度相等)或者待形成的包装2的形式或形状或待形成的包装2的体积中的至少一个的函数加以控制。
在所公开的具体实施例中，控制单元47适于将旋转机器的转速，特别是压缩机的转速作为卷材4的推进速度或管3的推进速度或者待形成的包装2的形式或形状或待形成的包装2的体积中的至少一个的函数加以控制。
优选地并且特别参考图3，旋转机器，特别是压缩机，配置成使得所提供的压强随着转速的增加而增加。
图3示出了三种不同转速的三个示例性“无菌气体的压强-流量”曲线，其表示为f1、f2和f3，其中f1小于f2而f2小于f3。
优选地，旋转机器，特别是压缩机，配置成通过在第二空间42内保持基本恒定的气体压强而实现可变流量的无菌气体，特别是将所述可变流量作为(通过流体通道44)从第二空间42到第一空间41的气体流量的函数。
图3的三个示例性“无菌气体的压强-流量”曲线表明该曲线具有基本上平坦的轮廓。这意味着无菌气体的流量变化基本上不影响旋转机器，特别是压缩机所提供的压强。
优选地，加压装置43包括供气管道48，供气管道48至少间接地流体连接内部环境11和第二空间42以将无菌气体从内部环境11引导到第二空间42中。特别地，供气管道48直接地流体连接第二空间42。优选地，供气管道48至少间接地连接泵送装置46，特别是旋转机器，更特别是压缩机。
更详细地，供气管道48至少包括在使用中在管3内延伸的主要部分49。特别地，主要部分49平行于主管道部分28延伸。
更特别地，至少主要部分49和主管道部分28彼此同轴。
在所示的具体实施例中，填充管道27至少部分地在供气管道48内延伸。替代性地，供气管道48可以至少部分地在填充管道27内延伸。
更详细地，至少主管道部分28至少部分地在主要部分49内延伸。
特别地，主管道部分28的横截面直径小于主要部分49的横截面直径。
优选地，供气管道48和填充管道27限定/界定用于将无菌气体进给到第二空间42中的环形导管50。特别地，环形导管50由供气管道48的内表面和填充管道27的外表面界定。
换言之，在使用中，无菌气体通过环形导管50被引导到第二空间42中。
加压装置43还包括：
-气体导管51，其与泵送装置46，特别是旋转机器，更特别是压缩机，以及供气管道48直接流体连接；以及
-气体导管52，其与内部环境11和泵送装置46，特别是旋转机器，更特别是压缩机直接流体连接。
因此，在使用中，无菌气体通过气体导管52从内部环境11中抽出，然后由泵送装置46，特别是旋转机器，更特别是压缩机加压(压缩)，然后通过气体导管51和供气管道48引导到第二空间42中。
优选地，界定元件40可拆卸地连接到填充管道27和/或供气管道48的至少一部分。特别地，界定元件40以浮动方式(即具有游隙)连接到填充管道27和/或供气管道48的至少一部分。特别地，以浮动方式意味着界定元件40适于至少平行于轴线M(和轴线L)(略微)移动。换言之，界定元件40适于平行于使用中的推进管3(略微)移动。
在图1和2所示的特定情况下，界定元件40可拆卸地连接到供气管道48。
在使用中，包装设备1形成填充有可倾倒产品的包装2。特别地，包装设备1从由卷材4形成的管3形成包装2，管3用可倾倒产品连续地填充。
更详细地说，包装设备1的操作包括：
-沿着路径P推进卷材4的第一推进阶段；
-管成型和密封阶段，在此期间，将卷材4成型为管3，特别是沿接缝部分23纵向密封管3；
-沿路径Q推进管3的第二推进阶段；
-将可灌注产品连续填充到管3中的填充阶段；以及
-包装形成阶段，在此期间，特别是通过将管3[相应的(下)部])成型并将管3横向密封和切割而由管3形成包装2。
更详细地，管成型和密封阶段包括使边缘19和20逐渐重叠以形成接缝部分23的阶段以及纵向密封管3，特别是接缝部分23的阶段。
填充阶段包括通过填充管道27将可倾倒产品引导进入第二空间42的阶段。
在包装形成阶段期间，通过包装形成单元16的操作使包装2成型，包装形成单元16在管成型和密封阶段之后接收管3。特别地，在包装形成阶段期间，操作组件31和反向操作组件32沿着其各自的传送路径推进。当操作组件31及其各自的反向操作组件32沿着其各自的操作部分推进时，操作组件31和相应的反向操作组件32相互配合，以便使管3成形，将其横向密封和横向切割并推进，以便形成包装2。在包装形成阶段期间，可倾倒产品被连续地引导到第二空间42中，以便获得填充的包装2。
包装设备1的操作还包括加压阶段，在此期间，无菌气体，特别是加压(压缩)的无菌气体被引导，特别是连续地引导到第二空间42中。
更详细地，在加压阶段期间，无菌气体从隔离室10，特别是从内部环境11中抽出，无菌气体被加压(压缩)，然后被引导，特别是连续地引导到第二空间42中。无菌气体被引导，特别是连续地引导到第二空间42中以在第二空间42内获得范围在高于环境压强5kPa与40kPa(0.05巴与0.4巴)之间，特别是在10kPa与30kPa(0.1巴与0.3巴)之间的气体压强。
特别地，第二空间42包含可倾倒产品和加压的无菌气体。
更详细地，在加压阶段期间，泵送装置46，特别是旋转机器，更特别是压缩机，从隔离室10，特别是从内部环境11中抽出无菌气体，加压(压缩)无菌气体并通过供气管道43将加压(压缩)的气体引导到第二空间42中。
此外，在加压阶段期间，形成了从第二空间42到第一空间41的无菌气体的泄漏流。特别地，无菌气体通过流体通道44从第二空间42流到第一空间41。
在加压阶段期间，控制单元47将泵送装置46的操作参数作为卷材4的推进速度或管3的推进速度或者待形成的包装的形式或形状或待形成的包装的体积中的至少一个的函数来控制。
更详细地，控制单元47将旋转机器，特别是压缩机的转速作为包装材料的卷材的推进速度或管的推进速度或者待形成的包装的形式或形状或待形成的包装的体积中的至少一个的函数加以控制。
根据本发明的包装设备1的优点根据前面的描述将是清楚的。
特别地，界定元件40允许获得高压第二空间42和低压第一空间41。第二空间42内的加压无菌气体取代可倾倒产品塔的作用，以获得正确形成包装2所需的静水压强。这允许减小延伸部，特别是隔离室10的竖直延伸部。
另外，由于静水压强是通过无菌气体而不是通过可倾倒产品塔获得的，因此在形式改变或生产速度改变的情况下需要应用于包装设备1的改进工作是最小的并且与借助于可倾倒产品塔获得静水压强的设备相比，所需的时间显著缩短。
另一个优点在于，由于从第二空间42到第一空间41的无菌气体的泄漏流，可以精确地控制第二空间42内的气体压强。特别地，从第二空间42到第一空间41的无菌气体的泄漏流允许降低随时间的推移压强陡峭梯度演变的风险。
又一个优点在于提供了一种界定元件40的设计，使得流体通道44由管3的内表面和界定元件40之间的间隙提供。因此，界定元件40与管3的内表面之间没有接触。因此，界定元件40不会损坏管3的内表面。同样，也大大限制了碎屑颗粒进入包装2的风险。
更进一步的优点在于以下事实：被引入第二空间42的无菌气体取自内部环境11。因此，不需要额外的无菌气体源，从而简化了设备1的设计和对无菌气流的控制。
显然，可以对如本文所述的包装设备1进行变型，而不脱离所附权利要求书中限定的保护范围。
在未示出的替代性实施方式中，填充管道和供气管道可以布置成彼此间隔开且平行。
在未示出的另一替代性实施方式中，界定元件可以设计成在使用中抵靠管3的内表面，并且界定元件可以设置有一个或多个孔以允许至少一个流体通道流体连接第一空间与第二个空间。

Claims (20)

1.一种用于形成填充有可倾倒产品的多个密封包装(2)的包装设备(1)，该包装设备(1)包括：
-传送装置(7)，其适于沿着推进路径(P)推进包装材料的卷材(4)；
-隔离室(10)，其将包含无菌气体的内部环境(11)与外部环境(12)隔开；
-管成型装置(13)，其至少部分地布置在该隔离室(10)内并适于从使用中的推进的包装材料的卷材(4)形成并纵向密封管(3)；其中该传送装置(7)还适于沿管推进路径(Q)推进该管(3)；
-界定元件(40)，其在使用中布置在该管(3)内并且设计成将该管(3)分成与该内部环境(11)流体连接的第一空间(41)和沿着该管推进路径(Q)布置在该第一空间(41)下游的第二空间(42)，其中该界定元件(40)设计成在使用中提供至少一个流体通道(44)以将该第二空间(42)与该第一空间(41)流体连接并且在使用中实现从该第二空间(42)到该第一空间(41)的无菌气体的泄漏流；
-填充装置(15)，其适于在使用中将可倾倒产品引导进入该第二空间(42)中；
-加压装置(43)，其适于在使用中将无菌气体流引导进入该第二空间(42)中，以在该第二空间(42)内获得高于该第一空间(41)内的气体压强的气体压强；
-包装形成单元(16)，其适于从使用中的推进的该管(3)形成并横向密封包装；
该设备的特征在于，该加压装置(43)流体连接到该隔离室(10)的该内部环境(11)并且适于在使用中将存在于该内部环境(11)中的该无菌气体的至少一部分引导进入该管(3)的该第二空间(42)中。
2.根据权利要求1所述的包装设备，其中该流体通道(44)具有环形形状。
3.根据权利要求1所述的包装设备，其中，在使用中，该流体通道(44)由该界定元件(40)的周边部分(45)和使用中的推进的该管(3)的内表面界定。
4.根据权利要求2所述的包装设备，其中，在使用中，该流体通道(44)由该界定元件(40)的周边部分(45)和使用中的推进的该管(3)的内表面界定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的包装设备，其中该加压装置(43)适于通过在该第二空间(42)内保持基本恒定的气体压强来实现可变流量的无菌气体。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的包装设备，其中该加压装置(43)适于将该第二空间(42)内的该气体压强控制在高于环境压强5kPa至40kPa之间的范围内。
7.根据权利要求6所述的包装设备，其中该加压装置(43)适于将该第二空间(42)内的该气体压强控制在高于环境压强10kPa至30kPa之间的范围内。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的包装设备，其中该加压装置(43)包括：
-至少一个泵送装置(46)；以及
-至少一个控制单元(47)，其适于将该泵送装置(46)的操作参数作为该包装材料的卷材的推进速度或该管的推进速度或者待形成的该包装的形式或形状或待形成的该包装的体积中的至少一个的函数来控制。
9.根据权利要求8所述的包装设备，其中该泵送装置(46)是旋转机器，并且该控制单元(47)适于将该旋转机器的转速作为该包装材料的卷材的推进速度或该管的推进速度或者待形成的该包装的形式或形状或待形成的该包装的体积中的至少一个的函数来控制。
10.根据权利要求9所述的包装设备，其中所述旋转机器是压缩机。
11.根据权利要求9所述的包装设备，其中该旋转机器，配置成以范围在10000至100000rpm之间的转速操作。
12.根据权利要求11所述的包装设备，其中该旋转机器配置成以范围在20000至80000rpm之间的转速操作。
13.根据权利要求12所述的包装设备，其中该旋转机器配置成以范围在30000至60000rpm之间的转速操作。
14.根据权利要求11所述的包装设备，其中所述旋转机器是压缩机。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的包装设备，其中该填充装置(15)最后包括填充管道(27)，该填充管道(27)在使用中至少部分地在该管(3)内延伸并适于，在使用中，将该可倾倒产品引导进入该管(3)的该第二空间(42)中；并且该加压装置(43)包括供气管道(48)，该供气管道(48)与该内部环境(11)和该第二空间(42)至少间接地流体连接以将该无菌气体从该内部环境(11)引导进入该第二空间(42)中。
16.根据权利要求15所述的包装设备，其中该供气管道(48)的至少一部分和该填充管道(27)的至少一部分彼此同轴地布置。
17.根据权利要求16所述的包装设备，其中该供气管道(48)和该填充管道(27)限定用于将该无菌气体进给到该第二空间(42)中的环形导管(50)。
18.根据权利要求15所述的包装设备，其中该界定元件(40)连接到该填充管道(27)和/或该供气管道(48)的至少一部分。
19.根据权利要求1至4中任一项所述的包装设备，其中该界定元件(40)适于沿着与使用中的推进的该管(3)平行的方向移动。
20.根据权利要求1至4中任一项所述的包装设备，其进一步包括适于对该包装材料的卷材(4)进行灭菌的灭菌单元。
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