CN110214113A - 用于包装支撑件上的产品的包装过程和模块化包装设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模块化包装设备,所述模块化包装设备具有被构造成接收一个或多个装有产品的支撑件的独立包装单元,其中,每个单元的上部工具和所述下部工具可至少在第一位置与第二位置之间相对于彼此相对移动,所述第一位置允许将所述支撑件放置在所述下部工具的相应座部中,所述第二位置允许将所述膜的膜部分联接至由所述下部工具接收的一个或多个装有产品的支撑件;每个单元具有真空装置和/或受控气氛装置并且构造成执行包装循环,其中,经由所述支撑件中的孔和/或经由被放置在所述支撑件与相应的膜部分之间的喷嘴来去除和/或注入气体。可以使用所述过程和基础设备来同时加工和包装不同类型的支撑件。

Description

用于包装支撑件上的产品的包装过程和模块化包装设备
技术领域
本发明大体上涉及一种能够同时执行多个包装循环的包装过程和用于包装支撑件上的产品的模块化包装设备。根据一个方面,本发明的过程和模块化包装设备使用不同类型的支撑件(诸如,托盘或扁平支撑件)来执行包装循环。本发明的过程和模块化包装设备可用于产品的真空贴体包装(VSP)或用于产品的气调包装(MAP)或甚至用于支撑件与覆盖膜之间的产品的流体密封闭合。
背景技术
真空包装是用于包装各种各样的产品(尤其是食品)的众所周知的过程。在已知的真空包装过程中,真空贴体包装被用于包装食品,诸如,新鲜和冷冻的肉类和鱼、奶酪、加工肉类、即食餐等。真空贴体包装主要是热成型过程。尤其产品被放置在刚性或半刚性的支撑件(诸如,托盘、碗、盘子或杯子)上。将其上放置有产品的支撑件放入真空腔室中,其中,保持在被放置在支撑件上的产品上方的热塑性材料膜被加热并软化。
还已知的是在受控气氛或改性气氛下包装产品:在这种情况下,在将塑料膜牢固地固定至相应的装有产品的支撑件之前,从支撑件与塑料膜之间的空间抽空自然气氛并且然后在支撑件与膜之间的空间以受控组合物注入气体。
已经构思和开发了精密的设备和过程,以便将多个支撑件自动地传送到包装站中,在包装站处,塑料膜部分附接到装有产品的支撑件,从而有效且快速地获得若干包装产品。例如,在WO2009141214、WO2014060507和WO2014166940中公开了已知设备和过程。尽管这些出版物中公开的解决方案允许有效地形成高质量的包装产品并且允许高生产率,但是这些结果是以某些限制为代价而获得的。
作为第一点,上述出版物中公开的某些设备呈现出复杂的结构和不可忽略的大小,因此需要高资本投资并且总是需要获得大空间以用于其安装。
此外,具有高度自动化的精密机器可对许多部件的可靠性敏感:小型子部件或部件的故障可能需要停机并由高资质的技术人员维修。
此外,在大型全自动包装机可能不易于适应小批量生产的意义上说,大型全自动包装机通常几乎不具有灵活性,更不必说在不同几何形状的支撑件上包装产品。
因此,本发明的目的是提供一种能够充分解决上述问题的包装过程和包装设备。
另外,本发明的目的是提供一种被设想成以便易于适应大量生产和少量生产的包装过程和包装设备。此外,本发明的另一目的是,如果虽然需要人为干预过程和设备适合于优化人与机器时间,诸如以合理的生产率递送包装。
并非最后一个,本发明的目的是提供一种可在没有大量投资的情况下实施的包装过程和包装设备。
此外,本发明的附加目的是提供一种适合于使用不同几何形状/大小的支撑件来制造包装的包装过程和包装设备。
此外,附加目的是提供一种能够有效地去除空气和/或利用各种各样的托盘或支撑件来形成受控气氛的过程和设备。
另一附加目的是能够以安全方式操作的设备。
发明内容
通过根据所附权利要求中的一项或多项的过程基本上达到上述目的中的至少一个。
还通过根据所附权利要求的包装设备来达到上述目的中的一个或多个。
附图说明
在以下详细描述中公开了本发明的各个方面,以下详细描述作为示例提供并且不应当以限制性方式理解。
该描述参考了附图,其中:
-图1是根据本发明的某些方面的包装设备的第一实施例的主视图;
-图2至图4是图1的包装设备的不同实施例的俯视图;
-图5至图9示出了图1至图4的设备的包装单元在包装过程的各种阶段期间的可能结构;
-图6A是示出了图5和图6的与穿孔单元和/或喷嘴有关的细节在第一操作状态期间的放大视图,其中,所述穿孔单元和/或喷嘴与支撑件分开;
-图8A是示出了图8的与穿孔单元和/或喷嘴有关的细节在第二操作状态期间的放大视图,其中所述穿孔单元和/或喷嘴处于支撑件处;
-图10是在包装循环的不同阶段期间的两个相邻包装单元的示意图;
-图11和图12示出了图1至图4的设备的包装单元在包装循环的各个阶段期间的另外的可能结构;
-图13至图15示出了图1至图4的设备的包装单元在包装循环的各个阶段期间的另外的可能结构;
-图16A是图13的包装单元的细节图;
-图16B和图16C是根据图13至图15的包装单元的另外的不同的可能的结构的细节图;
-图17示出了根据本发明的某些方面的包装设备的第二实施例的布局;
-图18和图19示出了图17的设备的包装单元在包装循环的各种阶段期间的可能结构;
-图20是图17的包装单元的细节示意图;
-图21示意性地示出了下部工具的可调整的座部;以及
-图22-23分别是根据本发明的方面的包装循环和支撑件识别过程的流程图。
定义
支撑件
如本文所使用的,支撑件指的是扁平或基本上扁平的支撑件或如下类型的容器4(或托盘),该容器具有底壁4a、侧壁4b和任选地从侧壁4b径向露出的顶部凸缘4c;支撑件或托盘4可由塑料材料抑或纸板制成,或者由与一个或多个塑料层组合的一个或多个纸板层制成。
托盘或支撑件4可以具有多边形(例如,矩形)形状(当从上方看时)或任何其它合适的形状,诸如,圆形、方形、椭圆形等。
可以例如通过热成型或注塑成型来制造具有侧壁的托盘或支撑件。可以挤压、共挤压、层压扁平构造的托盘或支撑件,并且然后将其切割至一定大小。
本文中所描述和要求保护的托盘或支撑件优选地但不限于由单层或多层聚合物材料制成。
在单层材料的情况下,合适的聚合物例如是聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、高密度聚乙烯、聚(乳酸)、PVC等,无论是发泡的或是实心的。
优选地,托盘或支撑件设置有气体阻隔性质。如本文所使用的,这种术语指的是具有如根据ASTM D-3985在23℃和0%相对湿度下测量的小于200 cm3/m2-天-巴、小于150 cm3/m2-天-巴、小于100 cm3/m2-天-巴的透氧率的材料的膜或片。
用于气体阻隔单层热塑性托盘4的合适材料例如是聚酯、聚酰胺等。
如果托盘或支撑件由多层聚合物材料制成,那么合适的聚合物例如是乙烯均聚物和共聚物、丙烯均聚物和共聚物、聚酰胺、聚苯乙烯、聚酯、聚(乳酸)、PVC等。多层材料的一部分可以是实心的,并且一部分可以是发泡的。
例如,托盘或支撑件可包括至少一层发泡聚合物材料,该聚合物材料选自包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯等的组。
可以通过使用共挤压技术来共挤压所有层抑或通过例如对具有薄膜的刚性发泡或实心基体(通常被称为“衬垫”)进行胶合或热层压来生产多层材料。
薄膜可以层压在托盘或支撑件4与产品P接触的一侧上抑或层压在背离产品P的一侧上抑或层压在两侧上。在后一种情况下,层压在托盘或支撑件的两侧上的膜可以相同或不同。任选地存在氧气阻隔材料层(例如,(乙烯-乙烯醇)共聚物)来增加包装产品P的保质期。
可用于气体阻隔层的气体阻隔聚合物是PVDC、EVOH、聚酰胺、聚酯及其共混物。将设定气体阻隔层的厚度以便为托盘提供适合于特定包装产品的透氧率。
托盘或支撑件还可包括可热封层。通常,可热封层将选自聚烯烃,诸如,乙烯均聚物或共聚物、丙烯均聚物或共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、离聚物以及均聚酯和共聚酯,例如,PETG,乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯。
用于将气体阻隔层更好地粘附到相邻层的附加层(诸如,粘合剂层)可以存在于用于托盘的气体阻隔材料中,并且尤其取决于用于气体阻隔层的特定树脂而优选地存在。
在用于形成托盘或支撑件的多层材料的情况下,该结构的一部分可以是发泡的,并且一部分可以是未发泡的。例如,托盘或支撑件可以包括(从最外层到最里面的食品接触层)一个或多个结构层(通常是诸如泡沫聚苯乙烯、泡沫聚酯或泡沫聚丙烯的材料层),或者例如聚丙烯、聚苯乙烯、聚(氯乙烯)、聚酯的铸塑片或纸板;气体阻隔层以及可热封层。
托盘或支撑件可从发泡聚合物材料片获得,该聚合物材料片具有包括至少一个氧气阻隔层和至少一个表面密封层的膜,该表面密封层层压到面向经包装产品的一侧上,使得膜的表面密封层是托盘的食品接触层。第二层膜(阻隔层抑或非阻隔层)可层压在托盘的外表面上。
特定托盘或支撑件配方用于需要在食用前在传统烤箱或微波炉中进行加热的食品。与产品接触的容器的表面(即,涉及与盖膜形成密封的表面)包括聚酯树脂。例如,容器可以由涂覆有聚酯的纸板制成,或者其可以由聚酯树脂一体地制成。用于本发明的包装的合适容器的示例是CPET、APET或APET/CPET容器。这种容器可以是发泡的或不发泡的。
包含发泡部分的托盘或支撑件具有低于8 mm的总厚度,并且例如可以包括在0.5mm与7.0 mm之间,并且更通常地在1.0 mm与6.0 mm之间。
在不含发泡部分的刚性托盘的情况下,单层或多层热塑性材料的总厚度优选地小于2 mm,并且例如可以包括在0.1 mm与1.2 mm之间,并且更通常在0.2 mm与1.0 mm之间。
支撑件的几何特性
在本说明书和所附权利要求书中,指示支撑件可以在至少一种几何性质上不同。具体地,几何性质可以是以下之一:高度、或宽度、或长度、或壁厚、或整体大小、或支撑件底座的形状、或顶部凸缘的形状(若存在)、或侧壁的形状(若存在)、或整体形状。换言之,当说明书或权利要求书指示支撑件在至少一种几何性质上彼此不同时,则支撑件的形状可以不同(例如,一些支撑件可以具有圆形底座,一些其它支撑件可以具有正方形底座,并且一些其它支撑件可以具有矩形底座),或者这些支撑件的大小可以不同(例如,呈现不同的高度和/或宽度和/或长度)等等。
膜或膜材料
本文所描述的膜或膜材料可应用于支撑件以形成盖(例如,用于MAP-气调包装),或者其可应用于支撑件和产品以形成与支撑件表面和产品接触的外皮状覆盖物,并且与产品的轮廓匹配(VSP-真空贴体包装)。
用于贴体应用的膜可以由柔性多层材料制成,该柔性多层材料包括至少第一外部可热封层、任选的气体阻隔层和第二外部耐热层。外部可热封层可包括能够焊接到承载待包装的产品的支撑件的内表面的聚合物,诸如例如,乙烯均聚物或共聚物(比如,LDPE)、乙烯/α-烯烃共聚物、乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物以及乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、离聚物、共聚酯(例如,PETG)。任选的气体阻隔层优选地包括不透氧树脂,比如,PVDC、EVOH、聚酰胺和EVOH与聚酰胺的共混物。外部耐热层可以由乙烯均聚物或共聚物、乙烯/环烯烃共聚物(诸如,乙烯/降冰片烯共聚物)、丙烯均聚物或共聚物、离聚物、(共)聚酯、(共)聚酰胺制成。该膜还可包括其它层(诸如,粘合剂层或主体层),以增加膜的厚度并改善其随意使用和深拉性质。特别使用的本体层是离聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、聚酰胺和聚酯。在所有膜层中,聚合物成分可包含这种组合物中通常包括的适量添加剂。这些添加剂中的一些优选地包括在外层中或包含在外层中的一个中,而将另一些优选地添加到内层中。这些添加剂包括包装膜领域中的技术人员已知的助滑剂和防结块剂(诸如,滑石、蜡、二氧化硅等)、抗氧化剂、稳定剂、增塑剂、填充剂、颜料和染料、交联抑制剂、交联增强剂、UV吸收剂、气味吸收剂、除氧剂、杀菌剂、抗静电剂等添加剂。
可以使一层或多层膜交联以改善膜的强度和/或其耐热性。可以通过使用化学添加剂或通过使层经受带能辐射处理来实现交联。通常将用于贴体包装的膜制造成在包装循环期间在被加热时显示出低收缩。那些膜在160℃下通常在纵向方向和横向方向两者上都收缩小于15%,更通常地小于10%,甚至更通常地小于8%(ASTM D2732)。膜通常具有被包括在20微米与200微米之间、更通常地在40微米与180微米之间并且甚至更通常地在50微米与150微米之间的厚度。
另一方面,在膜10a被用于在托盘4上形成盖的情况下,可以通过共挤压或层压过程获得膜材料。盖膜可以具有对称或非对称的结构,并且可以是单层或多层类型。
多层膜具有至少2层,更通常地具有至少5层,且甚至更通常地具有至少7层。
膜的总厚度可从3微米到100微米不等,更通常地从5微米到50微米不等,甚至更通常地从10微米到30微米不等。膜可任选地交联。交联可以通过利用如本领域已知的处于合适剂量水平的高能电子进行照射来实现。上述盖膜可以是可热收缩的或热定形的。可热收缩膜通常显示根据ASTM D2732在120℃下测得的在纵向方向和横向方向两者上的范围在2%至80%、更通常地在5%至60%、甚至更通常地在10%至40%的范围内的自由收缩值。热定形膜在120℃下通常具有在纵向方向和横向方向两者上都低于10%、优选地低于5%的自由收缩值(ASTM D 2732)。
盖膜通常至少包括可热封层和外皮层,其通常由耐热聚合物或聚烯烃制成。密封层通常包括可热封聚烯烃,可热封聚烯烃进而包括单种聚烯烃或两种或更多种聚烯烃的共混物,诸如,聚乙烯或聚丙烯或其共混物。通过将一种或多种防雾添加剂加入到其组合物中或者通过用所属领域中已知的技术手段将一种或多种防雾添加剂涂覆或喷涂到密封层的表面上,可以进一步为密封层提供防雾性质。
密封层还可包括一种或多种增塑剂。外皮层可以包括聚酯、聚酰胺或聚烯烃。在一些结构中,聚酰胺和聚酯的共混物可有利地用于外皮层。在一些情况下,盖膜包括阻隔层。阻隔膜通常具有低于100 cm3/(m2·天·atm)且更通常地低于80 cm3/(m2·天·atm)的OTR(根据ASTM D-3985在23℃和0%R.H.下评估)。阻隔层通常由选自乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVOH)的皂化或水解产物、非晶形聚酰胺和乙烯基-偏二氯乙烯及其混合物的热塑性树脂制成。一些材料包括夹设在两个聚酰胺层之间的EVOH阻隔层。外皮层通常包括聚酯、聚酰胺或聚烯烃。
在一些包装应用中,盖膜不包括任何阻隔层。这种膜通常包括本文限定的一种或多种聚烯烃。非阻隔膜通常具有从100 cm3/(m2·天·atm)最高达10000 cm3/(m2·天·atm)、更通常地最高达6000 cm3/(m2·天·atm)的OTR(根据ASTM D-3985在23℃和0%R.H.下评估)。
特殊的聚酯基组合物是用于即食餐包装的托盘盖的聚酯基组合物。对于这些膜,聚酯树脂可以占膜重量的至少50%、60%、70%、80%或90%。这些膜通常与聚酯基支撑件组合使用。
例如,容器可以由涂覆有聚酯树脂的纸板制成,或者其可以由聚酯树脂一体地制成。用于包装的合适容器的示例是CPET、APET或APET/CPET容器(发泡的抑或不发泡的)。
通常,双向拉伸的PET由于其在标准食品加热/烹饪温度下的高热稳定性而被用作盖膜。通常,双向拉伸的聚酯膜是热定形的,即,不可热收缩的。为了改善PET盖膜对容器的热密封性,通常在膜上提供具有较低熔点的材料的可热封层。可热封层可与PET基层一起被共挤压(如EP-A-1529797和WO2007/093495中所公开的),或者可热封层可以溶剂涂覆或挤压涂覆在基膜上(如US 2,762,720和EP-A-1252008中所公开的)。
尤其是在新鲜肉类包装的情况下,有利地使用包括内部透氧盖膜和外部不透氧盖膜的双盖膜。当经包装的肉类相对于托盘壁的高度向上延伸时,这两种膜的组合显著地防止了肉类变色,这是新鲜肉类的阻隔包装中最为关键的情况。例如在EP1848635和EP0690012中描述了这些膜,其公开内容在此通过引用并入本文中。在一些示例中,可以通过借助于非常小的粘合点或密封点在转角区域中密封两种合适的膜来制造双盖膜。以这种方式,可以在包装过程的不同阶段更容易地处理双盖膜。
盖膜可以是单层。单层膜的典型组合物包括如本文中限定的聚酯及其共混物或如本文中限定的聚烯烃及其共混物。
在本文所描述的所有膜层中,聚合物成分可包含在这种组合物中通常包括的适量添加剂。这些添加剂中的一些优选地包括在外层中或包括在外层中的一个中,而将另一些优选地添加到内层中。这些添加剂包括包装膜领域中的技术人员已知的助滑剂和防结块剂(诸如,滑石、蜡、二氧化硅等)、抗氧化剂、稳定剂、增塑剂、填充剂、颜料和染料、交联抑制剂、交联增强剂、UV吸收剂、气味吸收剂、除氧剂、杀菌剂、抗静电剂、防雾剂或成分等添加剂。
有关材料的限定和规范
PVDC是任何偏二氯乙烯共聚物,其中,大量共聚物包括偏二氯乙烯,并且少量共聚物包括一种或多种可与其共聚的不饱和单体,通常为氯乙烯和丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯(例如,丙烯酸甲酯或甲基丙烯酸甲酯)及其以不同比例混合的共混物。通常,PVDC阻隔层将包含本领域已知的增塑剂和/或稳定剂。
如本文所使用的,术语“EVOH”包括皂化或水解的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物,并且指的是具有乙烯共聚单体的乙烯/乙烯醇共聚物,乙烯共聚单体含量优选地包括从约28 mol%至约48 mol%,更优选为约32 mol%至约44 mol%,并且甚至更优选地,以及至少85%、优选地为至少90%的皂化度。
如本文所使用的术语“聚酰胺”意图指均聚酰胺和共聚酰胺或三聚酰胺。该术语具体包括脂族聚酰胺或共聚酰胺,例如聚酰胺6、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610、聚酰胺612、共聚酰胺6/9、共聚酰胺6/10、共聚酰胺6/12、共聚酰胺6/66、共聚酰胺6/69、芳族和部分芳族聚酰胺或共聚酰胺,诸如,聚酰胺6I、聚酰胺6I/6T、聚酰胺MXD6、聚酰胺MXD6/MXDI及其共混物。
如本文所使用的术语“共聚物”指的是衍生自两种或更多种类型的单体的聚合物并且包括三元共聚物。乙烯均聚物包括高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)。乙烯共聚物包括乙烯/α-烯烃共聚物和乙烯/不饱和酯共聚物。乙烯/α-烯烃共聚物通常包括乙烯和一种或多种共聚单体的共聚物,该共聚单体选自具有从3至20个碳原子的α-烯烃,诸如,1-丁烯,1-戊烯,1-己烯,1-辛烯,4-甲基-1-戊烯等。
乙烯/α-烯烃共聚物通常具有在从约0.86 g/cm3至约0.94 g/cm3的范围内的密度。术语“线性低密度聚乙烯(LLDPE)”通常理解为包括落入约0.915 g/cm3至约0.94 g/cm3、并且特别地约0.915 g/cm3至约0.925 g/cm3的密度范围的乙烯/α-烯烃共聚物的组。有时,密度范围为从约0.926 g/cm3至约0.94 g/cm3的线性聚乙烯称为线性中密度聚乙烯(LMDPE)。较低密度的乙烯/α-烯烃共聚物可称为极低密度聚乙烯(VLDPE)和超低密度聚乙烯(ULDPE)。乙烯/α-烯烃共聚物可通过非均相聚合抑或均相聚合过程获得。
另一有用的乙烯共聚物是乙烯/不饱和酯共聚物,该共聚物是乙烯和一种或多种不饱和酯单体的共聚物。有用的不饱和酯包括:脂族羧酸的乙烯酯,其中,酯具有4至12个碳原子,诸如,乙酸乙烯酯;以及丙烯酸或甲基丙烯酸的烷基酯,其中,酯具有4至12个碳原子。
离聚物是乙烯和不饱和一元羧酸的共聚物,该不饱和一元羧酸具有由金属离子(诸如,锌或优选地钠)中和的羧酸。
有用的丙烯共聚物包括:丙烯/乙烯共聚物,该丙烯/乙烯共聚物是丙烯含量占主要的重量百分比的丙烯和乙烯的共聚物;和丙烯/乙烯/丁烯三元共聚物,该丙烯/乙烯/丁烯三元共聚物是丙烯、乙烯和1-丁烯的共聚物。
如本文所使用的,术语“聚烯烃”指的是任何聚合烯烃,其可以是直链、支链、环状、脂族、芳族、被取代或未被取代的。更具体地,术语“聚烯烃”包括烯烃的均聚物、烯烃的共聚物、烯烃和可与烯烃共聚的非烯烃共聚单体(诸如,乙烯基单体、其改性聚合物等)的共聚物。具体示例包括聚乙烯均聚物、聚丙烯均聚物、聚丁烯均聚物、乙烯-α-烯烃共聚物、丙烯-α-烯烃共聚物、丁烯-α-烯烃共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物、乙烯-不饱和酸共聚物(例如,乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物和乙烯-甲基丙烯酸共聚物)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、离聚物树脂、聚甲基戊烯等。
术语“聚酯”在本文中用来指均聚聚酯和共聚酯两者,其中,均聚聚酯被限定为由一种二羧酸与一种二醇缩合得到的聚合物,并且共聚酯被限定为由一种或多种二羧酸与一种或多种二醇缩合得到的聚合物。合适的聚酯树脂例如是乙二醇和对苯二甲酸的聚酯,即,聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)。优选的是给出包含乙烯单元且以二羧酸单元计包括至少90 mol%(更优选地,至少95 mol%)的对苯二甲酸单元的聚酯。剩余的单体单元选自其它二羧酸或二醇。合适的其它芳族二羧酸优选地是间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸或2,7-萘二羧酸。在脂环族二羧酸中,应提及环己烷二羧酸(尤其是环己烷-1,4-二羧酸)。在脂族二羧酸中,(C3-Ci9)链烷二酸是特别合适的,尤其是琥珀酸、癸二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸或庚二酸。合适的二醇例如是脂族二醇,诸如,乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、新戊二醇和1,6-己二醇和脂环族二醇,诸如,1,4-环己烷二甲醇以及1,4-环己烷二醇,任选地具有一个或多个环的含杂原子的二醇。
衍生自一种或多种二羧酸或其低级烷基(高达14个碳原子)二酯与一种或多种二醇的共聚酯树脂(尤其是脂族二醇或脂环族二醇)也可用作基膜的聚酯树脂。合适的二羧酸包括芳族二羧酸(诸如,对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸或2,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸或2,7-萘二羧酸)和脂族二羧酸,诸如,琥珀酸、癸二酸、己二酸、壬二酸、辛二酸或庚二酸。合适的二醇包括:脂族二醇,诸如,乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、新戊二醇和1,6-己二醇;和脂环族二醇,诸如,1,4-环己烷二甲醇和1,4-环己烷二醇。这种共聚酯的示例是(i)壬二酸和对苯二甲酸与脂族二醇(优选地,乙二醇)的共聚酯;(ii)己二酸和对苯二甲酸与脂族二醇(优选地,乙二醇)的共聚酯;以及(iii)癸二酸和对苯二甲酸与脂族二醇(优选地,丁二醇)的共聚酯;(iv)乙二醇、对苯二甲酸和间苯二甲酸的共聚酯。合适的非晶形共聚酯是衍生自脂族二醇和脂环族二醇与一种或多种二羧酸(优选地,芳族二羧酸)的共聚酯。典型的非晶形共聚酯包括对苯二甲酸与脂族二醇和脂环族二醇(尤其是乙二醇和1,4-环己烷二甲醇)的共聚酯。
具体实施方式
应注意,在本详细描述中,贯穿附图,各个附图中所示的对应部件用相同附图标记指示。注意,附图中表示的物品可能不是按比例的。
图1至图4示出了根据本发明的第一实施例的模块化包装设备1。模块化包装设备1构造成使用多个独立包装单元5来执行包装过程,这些独立包装单元5各自设计成实现自身的独立包装循环。
实际上,包装设备1包括多个独立包装单元5,这些包装单元各自构造成接收一个或多个装有产品P的支撑件。设备1还包括至少一条馈送线6,馈送线6沿着预定馈送路径延伸并且用于沿着馈送线6定位的多个包装单元5。例如,馈送线可包括至少一个输送机6a,该输送机用于使产品P或支撑件4或装有产品的支撑件沿着馈送路径移位。在替代方案中,支撑件4可紧邻每个包装单元5(参见图2A)堆叠,而不是由输送机6a运输,因此输送机6a可用于运输产品P。输送机6a或输送机在对马达起作用的自身控制单元13的控制下或在基础设备控制系统的控制单元部分的控制下由马达(图1)(优选地,电动马达)驱动。该控制单元13被编程或构造成控制输送机6a来以逐步的方式抑或以预定的恒定速度移动,使得产品P或支撑件4或装有产品的支撑件以规则步速沿着馈送路径移位。注意,可以设想,该基础设备包括卸货路径6c,卸货路径6c也包括一个或多个输送机并且适于在包装循环结束时一旦从相应单元5取出包装产品就接收包装产品(参见图3和图4)。
更详细地说,包装单元5中的每一者都具有下部工具7,下部工具7构造成限定用于接收一个或多个装有产品的支撑件的一个或多个座部8。在附图中所示的示例中,每个下部工具7限定各自用于接收相应的支撑件4的两个相邻座部8,以便能够在每个包装循环制造两个包装。每个单元还具有膜供给9,在所示的示例中,膜供给9包括至少一卷塑料膜,塑料膜构造成供给要施加到承载在下部工具的(多个)座部中的装有产品的支撑件的膜10。此外,包装单元5中的每一者包括与下部工具7协作的上部工具11。更详细地,上部工具11和下部工具7可至少在第一位置(参见图5)与第二位置(参见图7、图8、图10、图13和图18)之间相对彼此移动(例如,在一个或多个致动器的作用下),在第一位置中,这两个工具彼此分开以便允许装有产品的支撑件进入到下部工具7的座部8中并且将塑料膜10的至少一部分10a定位在下部工具7上方,第二位置允许将(多个)膜部分10a联接至(多个)相应支撑件4。一旦上部工具和下部工具处于第二位置中,上部工具和下部工具就限定封闭的腔室21(图7)(优选地,流体密封封闭的腔室),该腔室与在同一腔室内部形成真空所需的或形成受控气氛所需的装置连通。当腔室封闭时,如本文在下面所解释的那样进行实际包装循环。包装单元5中的每一者还设置有真空装置15(参见图11和图12),真空装置15构造成用于从由下部工具7接收的每个支撑件与位于同一装有产品的支撑件上方的相应膜部分10a之间的体积去除气体。在变型中,包装单元中的每一者包括真空装置15且还包括受控气氛装置16(参见图5、图6、图7、图8和图9),受控气氛装置构造成将受控气体组合物注入所述体积中以便形成紧密封闭的包装,该包装维持包装内部与海平面处的自然气氛成分不同的气体组合物。
此外,每个不同的包装单元5的上部工具11设置有加热器17并且构造成将至少一个膜部分10a保持在下部工具中承载的相应的装有产品的支撑件上方:实践中,加热器17可以呈任何已知的加热装置(诸如,加热的流体或电阻或辐射元件)形式,并且保持能力可以由机械保持器或气动保持器30(例如,分布在上部工具11的有效表面32上并连接到合适的真空源33的一组抽吸孔31)提供。因此,上部工具11具有从膜供给9接收膜部分10a并将其保持在下部工具7中的相应座部的正上方的任务,其还提供以下情况所需的加热:使膜部分达到特定循环所需的温度以及将膜部分热粘合至相应支撑件所需的温度。独立包装单元5中的每一者的加热器17可包括单个加热板17a(任选地,扁平形或圆顶形加热板),或者其可包括外围棒17a和中央加热元件17b,这些装置设置有相应加热装置并且具有相对于彼此移动的能力,使得膜部分10a的外围带可由加热棒17a加热到对于热粘合而言理想的第一温度,同时可以通过中央加热元件17b使膜部分的中央区域达到例如对于塑料膜的热收缩而言理想的第二温度(通常低于第一温度)。
第一实施例的每个包装单元5包括至少一个自身的穿孔工具18,该穿孔工具任选地与每个包装单元5的相应下部工具7相关联,并且构造成在被接收在所述下部工具7中的每个支撑件4中形成一个或多个通孔4d。实践中,穿孔工具18可通过相应的致动器40至少在静止位置(参见图14和图15)与操作位置之间操作,静止位置允许将支撑件4定位在相应的座部8中(其中上部工具和下部工具位于第一位置中),在操作位置中,穿孔工具18在实际上对支撑件4的壁中的一者进行穿孔(图13)。根据当前优选的选项,穿孔工具18具有适当成形的尖端,该尖端能够在支撑件壁中形成孔,该孔具有保持成附接至支撑件4的壁的对应舌瓣部分,如图16A和16C所示。
实践中,在本发明的第一实施例中,包装单元5的每个下部工具7的每个座部8具有至少一个且优选地多个穿孔工具18,穿孔工具在18支撑件壁4b中形成具有相应闭合舌瓣的多个孔中的一个。
作为穿孔工具18的替代方案(或组合使用一个或多个穿孔工具),多个不同的包装单元5中的每一者可包括至少一个喷嘴19,喷嘴19构造成定位在支撑件的上表面4f与膜部分10a的底表面之间的空隙中。喷嘴19也可通过相应的致动器40至少在静止位置(参见图6A)与操作位置(参见图8A)之间操作,静止位置允许将支撑件定位在相应的座部中(其中上部工具和下部工具处于第一位置中),在操作位置中,喷嘴端部位于相应支撑件的外围的上表面与塑料膜的相应部分的外围区域的下表面之间。
作为替代方案,喷嘴19可限定如图13至图15所示的穿孔工具18。作为使用喷嘴19或穿孔工具18的另一替代方案,支撑件4可在到达包装单元5之前就已设置有相应数量的孔(例如,在支撑件制造期间,这些孔可以预先形成在支撑件的底壁中或侧壁中)。
根据本发明的一个方面,现在描述利用第一实施例的包装基础设备获得的包装过程。
首先,通过用于各种独立包装单元5的馈送线6沿着馈送路径传送所有产品或装有产品的支撑件。注意,支撑件4可以位于紧邻相应包装单元5的相应堆叠上,使得在支撑件被堆叠在每个包装单元处的同时馈送线6仅将待包装的产品传送至每个包装单元5,抑或替代地,支撑件沿着馈送路径被传送并且各自(手动或自动)装填有相应的产品,并且然后使装有产品的支撑件移动至每个包装单元5。
然后,每个包装单元5处的操作者从馈送线6拾取装有产品的支撑件,或者单独地拾取支撑件4和产品P并将它们定位在每个包装单元5的下部工具7中。如将进一步解释的,操作者每次处理两个相邻的包装单元(参见图2、图2A和图4),使得在操作者可以将支撑件4和相关产品装在一个包装单元5中的同时,另一操作者可以执行该包装循环的获得一个或多个成品包装所需的循环步骤。
由包装设备1执行的整个包装过程包括在每个包装单元5处执行的多个包装循环。
具体地,如果意图是用设备1获得真空贴体包装,那么对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言—包装过程包括:执行相应的包装循环,该包装循环包括以下步骤:
- 将一个或多个装有产品的支撑件定位在下部工具7的相应座部中(在图2、图2A和图4的示例中,一个操作者应当将两个支撑件4和相关产品P定位在存在于每个包装单元5的下部工具中的两个座部8中),
- 将相应的膜部分10a定位在一个或多个装有产品的支撑件上方(该步骤可以由操作者从与每个包装单元相关联的塑料膜滚筒拉动膜部分手动地进行),
- 通过形成在所述一个或多个支撑件4中的每一者中的一个或多个通孔4d或通过插入每个装有产品的支撑件与相应膜部分10a之间的一个或多个喷嘴19从每个装有产品的支撑件与相应的膜部分10a之间的体积去除气体;
- 将膜部分10a牢固地固定至存在于下部工具中的所述一个或多个支撑件4,以形成一个或多个包装。
相反,如果期望在多个包装中的一个中形成受控气氛,那么在去除气体的步骤之后,每个包装单元的每个包装循环将包括将受控气体组合物注入到每个装有产品的支撑件与相应的膜部分10a之间的体积中的步骤:该注入步骤可依赖于形成在所述一个或多个支撑件4中的每一个者的一个或多个通孔4d或依赖于插入每个装有产品的支撑件与相应的膜部分10a之间的一个或多个喷嘴19。注意,注入步骤可以在气体去除步骤完全结束之前开始。
更详细地说,对于所述多个不同的包装单元5中的每一者而言,包装循环可提供在正在进行气体去除步骤(且如果存在注入受控气体组合物)的同时保持膜部分的步骤;实践中,该保持步骤包括:使膜部分与加热板或与下部工具11的加热表面接触,以便以基本上均匀的方式抑或形成处于不同温度(如上文所公开的,第一温度和第二温度)下的两个区域的方式加热同一膜部分10a。保持膜部分10a的步骤可通过经由位于上部工具11的操作表面32处的抽吸孔31从膜部分10a上方抽空气体来进行。在可能的变型中,膜部分10a也可在被保持与加热器17接触,还同时定位在装有产品的支撑件上方并且同时在膜部分与支撑件之间形成气密接触,从而以几乎完美的方式控制膜部分的位置和温度。
在所述气体去除的初始阶段的同时或至少在所述气体去除的初始阶段之后,包装循环包括:从上部工具11释放膜部分10a,使得膜部分10a的至少一部分从加热器17移位并朝向支撑件4移动:一旦膜部分10a到达支撑件4,包装循环就提供膜部分10a与支撑件4上的产品P接触同时热粘合至包围产品的支撑件的自由表面,从而在产品P上及其周围并且在支撑件的自由上表面上形成一种塑料外皮。
如果在气体去除之后,进行注入受控组合物气体的步骤,那么膜在注入气体的同时或之后被释放,并且仅在膜的外围处热粘合至支撑件4的外围,以便形成承载产品和预定量的受控组合物气体的流体密封包装。
注意,释放膜部分10a的步骤还可包括:通过经由存在于上部工具的操作表面上的所述孔或其它孔引入气体来将膜部分推向下方的装有产品的支撑件。
根据本发明的第一实施例,为了有效且快速地从每个支撑件4与相应的膜部分10a之间的体积抽空气体(或将气体注入其中),每个包装单元的包装循环可依赖于支撑件壁4b中的一个或多个孔的存在,这些孔可通过使穿孔工具18从静止位置移位到操作位置而预先形成或制成。在这种情况下,一旦已经去除(或注入)必要量的气体,将膜部分10a牢固地固定至存在于下部工具7中的所述一个或多个支撑件4的步骤包括:将膜部分10a热粘合至每个支撑件4的外围边界(并且在形成真空贴体包装的情况下还将膜部分热粘合至每个支撑件的未被产品占据的上表面),并且封闭每个支撑件4的壁中的所述至少一个通孔4d。注意,根据一个方面,—在膜部分与所述一个或多个支撑件中的每一者的外围边界之间形成气密接触之后并且在封闭存在于每个支撑件中的所有通孔之前—可继续通过所述一个或多个通孔4d从所述体积抽空气体,从而产生极为有效的真空效果。
替代地且始终根据本发明的第一实施例,为了有效且快速地从每个支撑件与相应的膜部分10a之间的体积抽空气体(或将气体注入该体积中),每个包装单元5的包装循环可依赖于定位在膜部分10a与支撑件4之间的抽吸喷嘴19的存在。在这种情况下,对于所述多个不同的包装单元5中的每一者而言,包装循环包括以下另外的步骤:
-将喷嘴19定位在支撑件的上表面4f与膜部分10a的底表面之间的空隙中,
-通过从膜部分下方抽空空气来去除气体(如果需要在受控气氛下进行包装,那么该步骤之后是注入受控气体组合物),所述抽空空气通过经由喷嘴19的抽吸孔20抽吸气体来实现;
-释放膜部分10a并且允许膜部分接触产品并牢固地固定至支撑件的自由表面(或至少固定至支撑件的自由表面的周边),并且然后
-通过使喷嘴相对于支撑件相对移位来从所述空隙移除喷嘴19。
应注意,气体去除步骤或注入受控气体组合物的步骤仅在上部工具11和下部工具7进入所述第二位置中之后才开始,其中,由上部工具和下部工具限定的腔室21仅构造成与真空装置15和受控气氛装置16中的至少一者连通地放置。
根据本发明的第一实施例的一个方面,对于所述多个不同的包装单元5中的每一者而言,包装循环包括:为每个包装单元中的每个支撑件4提供多个通孔4d,使得满足以下关系:
(N∙A)>K∙VC, (1)
其中:
-N:每个支撑件中的孔的数量,
-A:以mm2为单位的每个孔的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
注意,如果支撑件4是具有多边形底壁4a和从该底壁露出的侧壁4b的托盘,则所述至少一个通孔4d优选地定位在侧壁的相应转角中,任选地定位在存在于侧壁的上半部分中的一个或多个水平凸耳中。
此外,注意,根据另外的方面,在所述去除步骤期间,在持续0.5至6.0秒之间、优选地在1.0至3.0秒之间的气体抽出时段内通过所述一个或多个通孔4d和/或通过所述一个或多个喷嘴19从腔室21抽出气体。
根据本发明的第一实施例的替代方面,对于所述多个不同的包装单元5中的每一者而言,包装循环包括:为每个包装单元5中的每个支撑件4提供多个喷嘴19,使得满足以下关系:
(N∙A')>K∙VC, (2)
其中:
-N:对每个支撑件起作用的喷嘴的数量,
-A':以mm2为单位的通过每个喷嘴的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
注意,根据另外的方面,在所述注入受控气体组合物的步骤期间,在持续0.2至2.0秒之间、优选地在0.3至0.8秒之间的气体注入时段内通过所述一个或多个通孔4d和/或通过所述一个或多个喷嘴19将气体注入到腔室21中。
在上述替代公式(1)和(2)两者中,VC是与每个包装单元5内部的每个支撑件有关的参考体积。
在扁平支撑件的情况下,参考体积VC是在上部工具和下部工具处于第二位置中并形成封闭腔室时支撑件4的上表面与上部工具的下表面之间的理想竖直体积。换言之,参考体积VC(参见图16C,其中示出了用于扁平支撑件4的VC-在该图中,VC体积以渲染形式示出)被测量为朝向位于支撑件4上方的相应膜部分竖直地突出支撑件4的外围边界。
相反,在支撑件呈托盘形式的情况下,VC是支撑件4的内部体积:实践中,该体积由托盘的上表面和与托盘侧壁顶部凸缘相切的理想水平面限定(参见图11中的VC,其中,VC体积以渲染形式示出)。
已经解释的是,每个包装单元5设置有包括膜卷的自身独立的膜供给9:膜卷提供从膜卷展开的连续膜卷物,并且在包装单元外部(参见图20)抑或在每个包装单元内部(参见图18和图19)进行切割操作,以将连续膜卷物切割成各自具有一个或多个支撑件4的大小的膜部分10a。
此外,每个包装单元5中的每个穿孔工具18和/或每个喷嘴19包括连接到真空装置15的内部通道22,使得还通过所述内部通道22进行气体的去除或相应地注入。特别地,经由每个穿孔工具和/或每个喷嘴的内部通道22进行去除至少一部分气体的步骤:注意,然而,优选地,内部通道22经由下部工具7中限定的体积23(参见图16A至图16C)连接至真空装置15并且在该支撑件定位于下部工具座部8中时处于支撑件4外部。该最后一种设置有助于将支撑件4保持在适当位置,并且避免支撑件在气体抽出期间结构塌陷。
总而言之,设备1允许在上文所描述的包装单元5中的每一者处同时执行包装循环,这些包装单元设置有适当的装置(穿孔工具18和/或喷嘴19),这些装置允许优化执行必要的气体抽出(且若必要,气体注入)步骤所需的时间。因此,该过程包括:
-使产品或支撑件或装有产品的支撑件中的一者或多者沿着馈送线6的馈送路径移位,使得每个独立包装单元5循环性地被所述产品或支撑件或装有产品的支撑件中的一者或多者接近,
-从馈送线6中循环性地拾取已经接近所述包装单元5中的一者的一个或多个产品或支撑件或装有产品的支撑件,并将其/它们放置在所述包装单元中的一个或多个相应座部中,
-在所述单元的每一者处执行所述包装循环,并且
-从每个包装单元提取包装。
如图1至图4和图17所示,所述多个包装单元5可定位成邻近于馈送线6:在优选解决方案中,馈送线6限定笔直的馈送路径,并且将包装单元定位成邻近于馈送线的每一侧。
根据有利方面,定位在馈送线6的同一侧(并由同一操作者处理)上的两个连续相邻的包装单元5执行相应的包装循环,使得当执行在所述两个连续包装单元中的一者的包装循环时,正在进行以下步骤中的一者或多者:
将一个或多个装有产品的支撑件中的每一者定位在下部工具的相应座部中,以及
将膜部分10a定位在一个或多个装有产品的支撑件上方,
当执行两个连续包装单元5中的另一个的包装循环时,正在进行以下步骤中的一者或多者:
从每个装有产品的支撑件与相应的膜部分之间的所述体积去除气体或将受控气体组合物注入到所述体积中,
将膜部分牢固地固定至存在于下部工具中的所述一个或多个支撑件,以形成一个或多个包装。
实践中,一个操作者可以同时处理两个相邻的单元5:操作者可以注意将产品和支撑件或装有产品的支撑件定位在一个单元5上的下部工具7中的步骤,同时另一单元5正在形成包装(真空贴体包装抑或受控气氛包装)。图10图示了这种情况。
注意,根据第一实施例,每个包装单元5依赖于存在于支撑件4上或喷嘴19上的孔,以便使去除/注入气体所需的时间最小化。已经注意到,使用上述设置使一个包装单元5完成去除和注入气体的步骤所需的时间与操作者装载包装单元5的一个/两个座部并使膜部分10a适当定位所花费的时间相当,从而导致对由该设备提供的整个包装过程的优化。
图17示出了根据本发明的第二实施例的模块化包装设备100。而且,模块化包装设备100构造成使用多个独立包装单元5来执行包装过程,每个独立包装单元设计成实现自身的独立包装循环。
类似于第一实施例,包装设备100包括多个独立包装单元5,这些包装单元各自构造成接收一个或多个装有产品的支撑件。设备100还包括至少一条馈送线6,馈送线6沿着预定馈送路径延伸并且用于沿着馈送线定位的多个包装单元5。例如,馈送线可包括至少一个输送机6a,输送机6a用于使产品P或支撑件4或装有产品的支撑件沿着馈送路径移位。在替代方案中且类似于第一实施例,支撑件4可以紧邻每个包装单元5堆叠,而不是被输送机6a运输,因此输送机6a可用于运输产品P。一个或多个输送机在对马达起作用的自身控制单元13的控制下或在基础设备控制系统的控制单元部件的控制下由马达(优选地,电机6b)驱动。该控制单元13编程或构造成控制输送机以便以逐步的方式抑或以预定的恒定速度移动,使得产品或支撑件或装有产品的支撑件以规则的步速沿着馈送路径移位。注意,可设想,该基础设备包括卸货路径6c,卸货路径6c也包括一个或多个输送机,并且适于在包装循环结束时一旦从相应单元5取出包装产品就接收包装产品。
包装单元5中的每一者都具有下部工具7,下部工具7构造成限定用于接收一个或多个装有产品的支撑件的一个或多个座部8。在示意图中所示的示例中,每个下部工具7限定各自用于接收相应的支撑件的两个相邻座部8,以便能够在每个包装循环制造两个包装。每个单元5还具有膜供给9,在所示的示例中,膜供给9包括至少一卷塑料膜,塑料膜构造成供给要施加到被承载在下部工具的(多个)座部中的装有产品的支撑件的膜。此外,包装单元5中的每一者包括与下部工具协作的上部工具11。更详细地,上部工具和下部工具可至少在第一位置与第二位置之间相对彼此(例如,在一个或多个致动器的作用下)相对移动,在第一位置中,这两个工具彼此分开以便允许装有产品的支撑件进入到下部工具的座部中并将塑料膜的至少一个部分定位在下部工具上方,第二位置允许将(多个)膜部分联接至(多个)相应支撑件。一旦上部工具和下部工具处于第二位置中,上部工具和下部工具就限定封闭的腔室21(优选地,流体密封的封闭腔室),该腔室与在同一腔室内部形成真空所需的或形成受控气氛所需的装置连通。当腔室21封闭时,实际包装循环如本文在下面所解释一样进行。包装单元中的每一者还设置有真空装置15,真空装置15构造成从由下部工具接收的每个支撑件与位于同一的装有产品的支撑件上方的相应的膜部分10a之间的体积去除气体。在变型中,包装单元中的每一者包括真空装置15并且还包括受控气氛装置16(参见图18和图19),受控气氛装置16构造成将受控气体组合物注入所述体积中以便形成紧密封闭以将与海平面处的自然气氛组合物不同的气体组合物维持在包装内部的包装。
此外,同样根据第二实施例,每个不同的包装单元5的上部工具11设置有加热器17并且构造成用于将至少一个膜部分10a保持在被承载在下部工具7中的相应的装有产品的支撑件上方:实践中,加热器17可以呈任何已知的加热装置(诸如,加热的流体或电阻或辐射元件)的形式,并且保持能力可由机械保持器或气动保持器30(例如,分布在上部工具11的有效表面32上并连接到合适的真空源33的一组抽吸孔31)提供。因此,上部工具具有从膜供给9接收膜部分10a并保持在下部工具7中的相应座部8的正上方的任务,其还提供满足以下情况所需的加热:使膜部分10a达到特定循环所需的温度以及将膜部分热粘合至相应的支撑件所需的温度。独立包装单元5中的每一者的加热器17可包括单个加热板17a(任选地,扁平或圆顶形加热板),或者其可包括外围棒17a和中央加热元件17b,这些装置设置有相应的加热装置并且具有相对于彼此移动的能力,使得膜部分的外围带可由加热棒加热到对于热粘合理想的第一温度,同时可通过中央加热元件使膜部分的中央区域达到例如对于塑料膜的热收缩理想的第二温度(通常低于第一温度)。
根据本发明的一个方面,其结合第二实施例示出,但其也可以应用于上述第一实施例,该设备的包装单元5包括其中下部工具7构造成用于接收不同类型的支撑件4的包装单元。更详细地,若干第一包装单元5a具有限定被构造成用于接收第一类型的支撑件4'的座部8a的下部工具,并且若干第二包装单元5b具有限定被构造成用于接收第二类型的支撑件4''的座部8b的下部工具。第一类型的支撑件4'与第二类型的支撑件4''至少在一种几何性质上不同,该几何性质可以是形状、一个或多个尺寸的大小,比如,高度(或在扁平支撑件的情况下为厚度)、宽度、长度或其它(参见定义部分)。
注意,下部工具具有固定几何形状的座部或者包装单元中的每一者的下部工具具有可调整的座部:例如,座部的形状和/或大小可调整以接收对于至少一种几何性质而言彼此不同的两种或更多种类型的支撑件(参见图21)。可调整的座部可在操作者干预时被手动地调整,操作者可以作用在调整装置上以获得所需形状或大小,或者如附图所示,下部工具中的座部可自动调整。
根据本发明的另一方面,其结合第二实施例示出,但其也可以应用于上述第一实施例,设备100包括检测器12,该检测器可在检测站处操作,检测站位于馈送线6处或在馈送线6附近并且相对于支撑件4或装有产品的支撑件沿着馈送路径的移位方向A定位在包装单元5上游。检测器12可以是收集穿过检测站的物品(支撑件或装有产品的支撑件)的图像的相机,或者检测器12可以是更简单的检测器,诸如构造成发射电磁或声波序列并接收由穿过检测站的物品(支撑件或装有产品的支撑件)所散射和/或反射的反馈信号的发射器/接收器组件,或者检测器可以是构造成读取由支撑件携带的信息的读取器。可以设想其它类型的检测器,只要检测器构造成检测以下中的至少一者:由支撑件携带的足以识别支撑件类型的识别信息,或支撑件的足以识别支撑件类型的特性性质。检测器12还构造成发出对应于检测到的识别信息或检测到的所述特性性质的检测信号,以便允许控制单元推导出所检测的支撑件类型。在这方面,设备100包括控制系统,该控制系统包括一个或多个(模拟或数字类型的)控制单元13,控制单元13连接至检测器12并且构造成从检测器接收检测信号并基于所述识别信息或基于包含在检测信号中的检测到的所述特性性质来确定检测到的支撑件的类型。换言之,控制系统(并且尤其是中央控制单元抑或是与检测器相关联的外围控制单元)能够从检测信号中提取识别信息或特性性质,并基于此确定检测到的支撑件是第一类型或是第二类型。在本描述中,已经提出了两种类型的支撑件和相关座部的示例:然而,该设备可构造成以类似方式与三种、四种、五种或更多种类型的支撑件一起操作(参见图17)。在可能的替代方案中,每个支撑件4具有携带所述识别信息的相应识别介质—诸如,条形码或四元组代码或RFID或颜色代码,并且呈电磁读取器形式的检测器可以构造成用于读取所述识别介质。替代地,检测器12可构造成检测所述特性性质—诸如,直接支撑件几何性质或支撑件物理性质(例如,重量)。
一旦控制系统已检测到通过检测站的支撑件的类型,控制系统的至少一个控制单元12构造成发出控制信号,该控制信号可以是指示检测到的支撑件的类型(例如,类型1的支撑件、或类型2的支撑件、……,类型n的支撑件)的信号,或可以直接为指示待与检测到的支撑件4一起使用的包装单元5的命令(换言之,控制单元理解哪种类型的支撑件即将到来,并且命令使用适于接收所识别的支撑件的对应的包装单元)。
根据本发明的又一方面,其结合第二实施例示出,但也可以应用于上述第一实施例,每个包装单元5配备有与设备控制系统或与设备控制系统的一部分(例如,与设备控制系统的中央控制单元)通信的相应控制装置并且构造成接收所述控制信号并且构造成基于检测到的支撑件类型来自动调整一个或多个下部工具7中的座部。此外,连接至所述控制系统并由所述控制系统控制的分类装置14可以构造成用于:
-从控制单元13接收所述控制信号,并且
-基于所述控制信号,将一个或多个支撑件4定位在对应的包装单元5中。
注意,分类系统14可具有连接至设备控制系统的自身的控制装置,或者其可以由控制系统直接控制。不论采用哪种类型的解决方案,分类系统14的控制器构造成用于:
-如果设备控制系统直接作用在分类系统上,则从设备控制系统的所述控制单元13接收控制信号或仅分析所述信号,
-基于所述控制信号,将第一类型的支撑件4'定位在第一包装单元5a的下部工具中,并且将第二类型的一个或多个支撑件4''定位在第二包装单元5b的下部工具中,
从结构的角度来看,分类系统14可包括至少一个自动化处理器,该自动化处理器构造成从馈送线6拾取支撑件或装有产品的支撑件并且将其移动到包装单元的下部工具中,如上文所描述的那样。
最后,根据本发明的又一另外的方面,其结合第二实施例示出,但其也可应用于上文描述的第一实施例,每个包装单元5包括与包装单元的控制装置连接的若干传感器。这些传感器包括构造成检测相应的包装单元何时处于警报状况的传感器。可由传感器检测的警报状况可以是以下警报状况中的一者:
-包装单元未操作(在使用与控制装置连接的功率传感器的这种情况下),
-包装单元未提供有充足的塑料膜供给(在可以使用接近传感器或存在传感器或重量传感器的这种情况下),
-包装单元正在经历故障状况(在根据要检测的状况来使用一个或多个传感器的类型的情况下)。
所述一个或多个传感器构造成发出对应于检测到的警报状况的警示信号:与包装单元5中的每一者相关联的控制装置(其连接到设备的控制系统)构造成接收所述(多种)警示信号并向该设备的所述控制单元发出对应的警报信号,因此,该设备被告知关于该设备的包装单元部分的状况的内容。反过来,设备的控制单元或控制系统可构造成控制分类装置以防止将已经针对其检测到警报状况的一个或多个支撑件或装有产品的支撑件定位在包装单元的下部工具中。
注意,虽然第二实施例可使用传统类型的包装循环,但包装设备100也可具有包装单元5,这些包装单元类似于第一实施例的包装单元5,包装单元5具有至少一个自身的穿孔工具18,该穿孔工具任选地与每个包装单元5的相应的下部工具7相关联,并且构造成在被接收在所述下部工具中的每个支撑件4中形成一个或多个通孔4d;和/或具有至少一个喷嘴19,该喷嘴构造成定位在支撑件的上表面与膜部分10a的底表面之间的空隙中。
因此,同样在本发明的第二实施例中,为了有效且快速地从每个支撑件与相应膜部分之间的体积抽空气体(或将气体注入该体积中),每个包装单元的包装循环都可依赖于支撑件壁4b中的一个或多个孔的存在,这些孔可通过使穿孔工具18从静止位置移位到操作位置而预先形成或制成。在这种情况下,一旦已经去除(或注入)必要量的气体,将膜部分10a牢固地固定至存在于下部工具7中的所述一个或多个支撑件4的步骤包括:将膜部分热粘合至每个支撑件4的外围边界(并且在形成真空贴体包装的情况下也将膜部分热粘合至每个支撑件的未被产品占据的上表面),并且封闭每个支撑件的壁中的至少一个通孔4d。注意,根据一个方面,—在膜部分10a与所述一个或多个支撑件4中的每一者的外围边界之间形成气密接触之后并且在封闭存在于每个支撑件中的所有通孔之前—可继续通过所述一个或多个通孔从所述体积抽空气体,从而导致非常有效的真空效果。
替代地且总是根据本发明的第一实施例,为了有效且快速地从每个支撑件与相应的膜部分10a之间的体积抽空气体(或将气体注入到该体积中),每个包装单元的包装循环都可依赖于定位在膜部分10a与支撑件之间的抽吸喷嘴19的存在。在这种情况下,对于所述多个不同的包装单元5中的每一者而言,包装循环包括以下另外的步骤:
-将喷嘴19定位在支撑件4的上表面4f与膜部分10a的底表面之间的空隙中,
-通过从膜部分10a下方抽空空气来去除气体(如果需要在受控气氛下进行包装,则该步骤之后注入受控气体组合物),抽空口气通过经由喷嘴19的抽吸孔20抽吸气体实现;
-释放膜部分10a并且允许使膜部分接触产品并牢固地固定至支撑件的自由表面(或至少固定至支撑件的自由表面的周边),并且然后
-通过使喷嘴相对于支撑件相对移位来从所述空隙移除喷嘴19。
应注意,气体去除步骤或注入受控气体组合物的步骤仅在上部工具和下部工具进入所述第二位置中之后才开始,其中,由上部工具和下部工具限定的腔室21仅构造成与真空装置15和受控气氛装置16中的至少一者连通地放置。
以类似于第一实施例的方式,同样在本发明的第二实施例中,对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言,包装循环包括:为每个包装单元中的每个支撑件提供多个通孔,使得满足以下关系:
(N∙A)>K∙VC, (1)
其中:
-N:每个支撑件中的孔的数量,
-A:以mm2为单位的每个孔的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
注意,如果支撑件是具有多边形底壁和从该底壁露出的侧壁的托盘,则至少一个通孔4d优选地定位在侧壁的相应转角中,任选地定位在存在于侧壁的上半部分中的一个或多个水平凸耳中。
此外,注意,根据另外的方面,在所述去除步骤期间,在持续0.5至6.0秒之间、优选地在1.0至3.0秒之间的气体抽出时段内通过所述一个或多个通孔和/或通过所述一个或多个喷嘴从腔室抽出气体。
根据本发明的第二实施例的替代方面,对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言,包装循环包括:为每个包装单元中的每个支撑件提供多个喷嘴,使得满足以下关系:
(N∙A')>K∙VC, (2)
其中:
-N:作用在每个支撑件上的喷嘴的数量,
-A':以mm2为单位的通过每个喷嘴的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
注意,根据另外的方面,在所述注入受控气体组合物的步骤期间,在持续0.2至2.0秒之间、优选地在0.3至0.8秒之间的气体注入时段内通过所述一个或多个通孔4d和/或通过所述一个或多个喷嘴19将气体注入到腔室21中。
在上述替代公式(1)和(2)两者中,VC是与每个包装单元5内部与每个支撑件有关的参考体积。
在扁平支撑件的情况下,参考体积VC是在上部工具和下部工具处于第二位置中并形成封闭腔室21时支撑件的上表面与上部工具的下表面之间的竖直体积。换言之,参考体积VC被测量为朝向位于支撑件4上方的相应膜部分10a竖直地突出支撑件的外围边界(再次参见图16C,以渲染形式示出)。
相反,在支撑件呈托盘形式的情况下,VC是支撑件4的内部体积:实践中,该体积由托盘的上表面和与托盘侧壁顶部凸缘相切的理想水平面限定(图11,其中VC以渲染形式出现)。
在包装单元5设置有穿孔工具18和/或设置有喷嘴19的情况下,应注意,穿孔工具和/或喷嘴具有连接到相应的包装单元5的真空装置15的内部通道22,使得在操作真空装置时,经由每个穿孔工具18和/或每个喷嘴19的内部通道22进行至少一部分气体的去除。更详细地,内部通道22优选地经由下部工具中限定的体积23连接至真空装置并且在支撑件定位于下部工具座部中时位于该支撑件外部,以避免支撑件在气体抽空期间移位或结构塌陷的风险。
第二实施例的包装设备100具有包装单元5,其中膜供给9包括膜卷并且构造成向上部工具提供连续膜卷物:每个包装单元5包括切割装置24,切割装置24构造成用于将该连续膜卷物切割成各自具有一个相应支撑件的大小的膜部分。切割装置可以容纳在包装单元内部(参见图18和图19)抑或容纳在包装单元外部处于膜供给与相同包装单元之间(参见图20),以便形成预切割膜片,适当的穿梭件41以适当时间间隔在包装单元5内部转移预切割膜片(图20)。
第二实施例的包装设备100构造成实现包装过程,在该包装过程期间,在多个包装单元5处同时实施多个包装循环。更详细地,包装过程包括:
-沿着馈送路径并通过检测站传送支撑件4(其仅包括支撑件和/或包括装有产品的支撑件),
-在所传送的支撑件4中识别第一类型的支撑件4'并且将一个或多个第一类型的支撑件4'定位在第一包装单元5a的下部工具中,
-在所传送的支撑件中识别第二类型的支撑件4''并且将一个或多个第二类型的支撑件4''定位在第二包装单元5b的下部工具中,
-使第一包装单元5a中的每一者使用第一类型的支撑件4'执行相应的包装循环,该包装循环包括:将膜部分10a定位在被定位在下部工具的相应座部中的一个或多个装有产品的支撑件上方,并且将膜部分10a牢固地固定至存在于下部工具中的所述一个或多个第一类型的支撑件4'上,以利用第一类型的支撑件形成一个或多个包装,
-使第二包装单元5b中的每一者使用第二类型的支撑件4''执行所述包装循环,该包装循环包括:将膜部分10a定位在被定位在下部工具的相应座部中的一个或多个装有产品的支撑件上方,并且将膜部分10a牢固地固定至存在于下部工具中的所述一个或多个第二类型的支撑件4''上,以利用第二类型的支撑件形成一个或多个包装。
识别步骤可由上文描述的检测器12与控制系统协作执行。此外,将特定类型的包装定位在适当下部工具中的步骤可由分类系统14与如上文所讨论的控制系统协作执行。
在包装单元中的每一者的下部工具具有可调整的座部的情况下,该过程包括:将若干包装单元的座部调整成接收第一类型的支撑件4'并且将若干包装单元的座部调整成接收第二类型的支撑件4''。每个包装单元5配备有与设备控制系统或设备控制系统的一部分通信的相应控制装置,并且构造成接收所描述的控制信号并且构造成基于检测到的支撑件的类型来自动调整下部工具中的座部。在这种情况下,每个单元处的包装循环包括以下另外的步骤:
-在包装单元中的一者或多者处接收控制信号,
-由接收到控制信号的一个或多个包装单元基于检测到的支撑件的类型来自动调整下部工具中的相应座部。
最后,如果该设备包括用于检测故障状况的一个或多个传感器,那么该过程包括:检测所述包装单元中的一者何时处于警报状况(参见上文,解释了所述检测警报状况的步骤由与包装单元中的每一者相关联的控制装置执行,该控制装置构造成发出对应的警报信号并在检测到存在于相应包装单元中的所述警报状况中的一者后将该警报信号发送到控制系统),并且控制分类装置,从而避免将对于已经针对其检测到警报状况的一个或多个支撑件或装有产品的支撑件定位在包装单元的下部工具中。
控制系统和控制单元
在以上描述和权利要求书中,指示该设备的控制系统可包括一个或多个控制单元13。单个包装单元可包括由一个或多个控制单元13形成的自身控制装置。设备(1、100)的控制系统、单个控制单元的控制装置构造成借助于有线连接和/或无线连接方式中任一者进行通信。
该控制单元13或这些控制单元13可各自包括具有存储器(或多个存储器)的数字处理器(CPU)、模拟型电路,或一个或多个数字处理单元与一个或多个模拟处理电路的组合。
在本说明书和权利要求书中,指示(多个)控制单元“构造”成或“编程”为执行某些步骤:在实践中,这可以通过允许构造控制单元或对其进行编程的任何装置实现。例如,在包括一个或多个CPU的控制单元的情况下,一个或多个程序存储在适当的存储器中:包含指令的一个或多个程序在指令在被控制单元执行时使控制单元执行结合控制单元描述的和/或要求保护的步骤。替代地,如果控制单元属于模拟型,那么控制单元的电路系统设计成包括电路系统,电路系统被构造成在使用时处理电信号以便执行本文中所公开的控制单元步骤。

Claims (85)

1.一种包装支撑件(4)上的产品的过程,其中,所述过程使用两种或更多种类型的支撑件,其中,所述两种或更多种类型的支撑件至少包括第一类型的支撑件(4')和第二类型的支撑件(4''),所述第二类型的支撑件与所述第一类型的支撑件(4')至少在一种几何性质上不同;
使用模块化包装设备(100)进行包装的所述过程包括:
-多个独立包装单元(5),其各自构造成接收一个或多个装有产品的支撑件;以及
-至少一条馈送线(6),其构造成接收和运输以下中的至少一者:所述支撑件、所述产品或所述装有产品的支撑件,其中,所述馈送线(6)沿着预定馈送路径延伸并且为用于沿着所述馈送线定位的所述多个包装单元(5),
其中,所述包装单元(5)中的每一者都具有:
下部工具(7),所述下部工具(7)构造成限定用于接收一个或多个所述装有产品的支撑件的一个或多个座部(8),
膜供给(9),所述膜供给(9)构造成供给要施加到所述一个或多个装有产品的支撑件的膜(10),
上部工具(11),所述上部工具(11)与所述下部工具协作,其中,所述上部工具和所述下部工具可至少在第一位置与第二位置之间相对于彼此相对移动,所述第一位置允许将所述支撑件放置在所述下部工具的相应座部中,所述第二位置允许将所述膜的膜部分(10a)联接至由所述下部工具接收的一个或多个所述装有产品的支撑件,
其中,所述包装设备中的所述包装单元(5)包括:
-若干第一包装单元(5a),所述若干第一包装单元(5a)具有下部工具(7),所述下部工具(7)限定被构造成用于接收所述第一类型的支撑件(4')的第一座部(8a),以及
-若干第二包装单元(5b),所述若干第二包装单元(5b)具有下部工具,所述下部工具限定第二座部(8b),所述第二座部(8b)与所述第一座部至少在至少一种几何性质方面不同并且构造成接收所述第二类型的支撑件(4''),
其中
-对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言-所述包装过程包括:执行相应的包装循环,所述相应的包装循环包括以下步骤:
-将所述膜部分(10a)定位在存在于所述下部工具的相应座部中的一个或多个所述装有产品的支撑件上方,
-将所述膜部分牢固地固定至存在于所述下部工具中的所述一个或多个支撑件,以形成一个或多个包装。
2.据权利要求1所述的过程,所述过程包括:
-识别所述第一类型的支撑件(4')并且将一个或多个所述第一类型的支撑件定位在所述第一包装单元(5a)的所述下部工具中,并且使所述第一包装单元中的每一者使用所述第一类型的支撑件(4')执行所述包装循环,
-识别所述第二类型的支撑件(4'')并且将一个或多个所述第二类型的支撑件定位在所述第二包装单元(5b)的所述下部工具中,并且使所述第二包装单元中的每一者使用所述第二类型的支撑件(4'')执行所述包装循环。
3.根据前述权利要求中任一项所述的过程,其中,所述包装单元(5)中的每一者的所述下部工具(7)具有可调整的座部,所述座部的形状和/或大小可调整以接收就至少一种几何性质而言彼此不同的两种或更多种类型的支撑件;并且其中,所述过程包括:调整将若干包装单元的所述座部以接收第一类型的支撑件(4'),以及调整若干包装单元的所述座部以接收所述第二类型的支撑件(4'');所述第一类型的支撑件与所述第二类型的支撑件在至少一种几何性质上不同。
4.根据前述两项权利要求中任一项所述的过程,其中,所述设备(100)包括:
-检测器(12),所述检测器(12)可在检测站处操作,所述检测站位于所述馈送线(6)处或在所述馈送线(6)附近,并且相对于所述支撑件或装有产品的支撑件沿着所述馈送路径的移位方向定位在所述包装单元(5)上游,所述检测器构造成:
检测以下中的至少一者:由所述支撑件携带的识别信息或所述支撑件的特性性质,所述识别信息或所述特性性质足以识别所述支撑件类型,以及
发出对应的检测信号;以及
-控制系统,所述控制系统包括一个或多个控制单元(13),其中,所述控制单元中的至少一者连接至所述检测器(12)并且构造成:
从所述检测器接收所述检测信号,
基于所述识别信息或基于包含在所述检测信号中的检测到的所述特性性质来确定检测到的支撑件(4)的类型,尤其是检测到的支撑件是第一类型或是第二类型;
任选地,其中,每个支撑件(4)具有携带所述识别信息的相应识别介质—诸如,条形码或四元组代码或RFID或颜色代码,并且所述检测器(12)是构造成用于读取所述识别介质的读取器;或者其中,所述检测器构造成检测所述特性性质—诸如,支撑件几何性质或支撑件物理性质。
5.根据权利要求4所述的过程,其中,所述至少一个控制单元(13)构造成发出以下组中的至少一种控制信号:
指示所检测到的支撑件的类型的信号,
指示要与检测到的支撑件一起使用的包装单元的命令。
6.根据权利要求4或5所述的过程,其中,每个包装单元(5)配备有相应的控制装置,所述控制装置与所述设备控制系统或所述设备控制系统的一部分通信,并且构造成接收所述控制信号并基于检测到的支撑件的类型来自动调整所述下部工具(7)中的所述座部(8),其中,所述过程包括以下另外的步骤:
-在所述包装单元(5)中的一者或多者处接收所述控制信号,
-由接收所述控制信号的所述一个或多个包装单元基于检测到的支撑件的类型来自动调整所述下部工具(7)中的相应座部。
7.根据权利要求5或6所述的过程,其中,所述设备(100)包括分类装置(14),所述分类装置(14)连接至所述控制系统并由所述控制系统控制,并且构造成:
-从所述控制单元(13)接收所述控制信号,以及
-基于所述控制信号,将一个或多个支撑件(4)定位在对应的包装单元(5)中。
8.根据权利要求7所述的过程,其中,所述分类系统(14)具有自身的控制装置,所述控制装置连接至所述设备控制系统并且构造成用于:
-从所述控制单元(13)接收所述控制信号,
-基于所述控制信号,将所述第一类型的支撑件(4')定位在所述第一包装单元的所述下部工具中,并且将一个或多个所述第二类型的支撑件(4'')定位在所述第二包装单元的所述下部工具中,其中,所述过程包括以下另外的步骤:
在所述分类系统处接收所述控制信号,
基于检测到的支撑件的类型将所述支撑件自动定位在所述包装单元的所述下部工具中,
任选地,其中,所述分类系统(14)包括至少一个自动化处理器,所述自动化处理器构造成从所述馈送线(6)拾取支撑件或装有产品的支撑件并且将其移动到包装单元(5)的所述下部工具中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的过程,其中,所述将所述装有产品的支撑件定位到每个包装单元(5)的所述下部工具(7)的所述座部(8)中的步骤由操作者手动地执行,其中,每个操作者正在处理所述包装单元(5)中的两个相邻的包装单元。
10.根据前述权利要求中任一项所述的过程,所述过程包括:检测所述包装单元(5)中的一者何时处于警报状况中,所述警报状况选自以下警报状况中的一者:
所述包装单元未操作,
所述包装单元未提供有充足的塑料膜供给,
所述包装单元正在经历故障状况。
11.根据权利要求10所述的过程,其中,所述检测警报状况的步骤由与所述包装单元(5)中的每一者相关联并且与所述设备(100)的所述控制系统通信的控制装置/所述控制装置执行,每个控制装置构造成发出对应的警报信号并在检测到存在于所述相应包装单元中的所述警报状况中的一者后将所述警报信号发送到所述控制系统,进一步地,其中,所述包装过程提供所述控制系统以控制所述分类装置(14),以便避免将已经针对其检测到警报状况的一个或多个支撑件或装有产品的支撑件定位在所述包装单元的所述下部工具中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的过程,其中,所述设备(100)的每个包装单元(5)包括以下组中的至少一种装置:
-真空装置(15),所述真空装置(15)构造成从由所述下部工具接收的每个支撑件与相应的膜部分(10a)之间的体积去除气体,以及
-受控气氛装置(16),所述受控气氛装置(16)构造成将受控气体组合物注入所述体积中;
其中,每个单元的所述上部工具具有加热器(17)并且构造成将至少一个膜部分(10a)保持在被承载在所述下部工具中的相应的所述装有产品的支撑件上方;以及
其中,对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言,所述包装循环包括以下步骤:
-至少部分地通过形成在所述一个或多个支撑件(4)中的每一者中的一个或多个通孔(4d)和/或通过插入每个装有产品的支撑件与相应的膜部分(10a)之间的一个或多个喷嘴(19)来从每个装有产品的支撑件与所述相应的膜部分(10a)之间的所述体积去除气体;
- 在所述气体去除的初始阶段的同时或至少在所述气体去除的初始阶段之后,从所述上部工具(11)释放所述膜部分(10a),使得所述膜部分的至少一部分从所述加热器移位,
-允许所述膜部分(10a)接触所述支撑件上的产品,同时热粘合至包围所述产品的所述支撑件的自由表面。
13.根据前述权利要求中任一项所述的过程,其中,所述多个不同的包装单元(5)中的每一者包括:至少一个穿孔工具(18),所述至少一个穿孔工具(18)构造成在被接收在所述下部工具中的所述一个或多个支撑件(4)中的每一者的壁中形成所述一个或多个通孔(4d),并且其中,对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言,所述包装循环包括:在所述气体去除步骤之前或期间,利用所述穿孔工具(18)在被定位在所述下部工具(7)的所述座部(8)中的所述支撑件中的每一者中形成所述一个或多个通孔;并且其中,将所述膜部分(10a)牢固地固定至存在于所述下部工具中的所述一个或多个支撑件(5)的步骤包括:
-将所述膜部分热粘合至每个支撑件的外围边界和每个支撑件的未被产品占据的上表面,以及
-封闭每个支撑件的所述壁中的所述至少一个通孔;
-进一步地,其中—在所述膜部分(10a)与所述一个或多个支撑件中的每一者的外围边界之间形成气密接触之后并且在封闭存在于每个支撑件中的所有通孔之前—抽空气体,或继续通过所述一个或多个通孔从所述体积抽空气体;
或者
其中,所述多个不同的包装单元(5)中的每一者包括至少一个喷嘴(19);并且其中,对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言,所述包装循环包括以下另外的步骤:
-将所述喷嘴(19)定位在所述支撑件(4)的上表面(4f)与所述膜部分(10a)的底表面之间的空隙中,
-通过从所述膜部分下方抽空空气来去除气体,所述抽空空气通过经由所述喷嘴(19)的抽吸孔(20)抽吸气体实现;
-释放所述膜部分,并且允许所述膜部分接触所述产品并且牢固地固定至所述支撑件的所述自由表面,并且然后,
-通过使所述喷嘴相对于所述支撑件相对移位来从所述空隙移除所述喷嘴。
14.根据前述权利要求中任一项所述的过程,其中,当所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置中时,所述上部工具和所述下部工具气密地联接以限定与所述真空装置(15)和所述受控气氛装置(16)中的至少一者连通的腔室(21),并且其中,所述气体去除步骤或所述注入受控气体组合物的步骤仅在所述上部工具和所述下部工具进入所述第二位置中之后才开始。
15.根据前述权利要求中任一项所述的过程,其中,对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言,所述包装循环包括:为每个包装单元中的每个支撑件设置多个通孔,使得满足以下关系:
(N∙A)>K∙VC,其中:
-N:每个支撑件中的孔的数量,
-A:以mm2为单位的每个孔的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
其中,在扁平支撑件的情况下,VC是在所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置中时所述支撑件的所述上表面与所述上部工具的所述下表面之间的竖直体积,或者
其中,在支撑件呈托盘形式的情况下,VC是所述支撑件的内部体积;
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
16.根据前述权利要求1至14中任一项所述的过程,其中,对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言,所述包装循环包括:为每个包装单元中的每个支撑件设置多个喷嘴,使得满足以下关系:
(N∙A')>K∙VC,其中:
-N:对每个支撑件起作用的喷嘴的数量,
-A:以mm2为单位的通过每个喷嘴的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
其中,在扁平支撑件的情况下,VC是在所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置中时所述支撑件的所述上表面与所述上部工具的所述下表面之间的竖直体积,或者
其中,在支撑件呈托盘形式的情况下,VC是所述支撑件的内部体积;
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
17.根据前述权利要求13至16中任一项所述的过程,其中,在所述去除步骤期间,在持续0.5至6.0秒之间、优选地在1.0至3.0秒之间的气体抽出时段内通过所述一个或多个通孔(4d)和/或通过所述一个或多个喷嘴(19)从所述腔室(21)抽出气体,
和/或
其中,在所述注入受控气体组合物的步骤期间,在持续0.2至2秒之间、优选地在0.3至0.8秒之间的气体注入时段内通过所述一个或多个通孔(4d)和/或通过所述一个或多个喷嘴(19)将气体注入到所述腔室(21)中。
18.根据前述权利要求中任一项所述的过程,其中,每个支撑件(4)是具有多边形底壁(4a)和从所述底壁露出的侧壁(4b)的托盘,并且其中,所述至少一个通孔(4d)定位在所述侧壁的相应转角中,任选地定位在存在于所述侧壁的上半部分中的一个或多个水平凸耳中。
19.根据前述权利要求中任一项所述的过程,其中,所述每个包装单元(6)中的所述膜供给(6)包括膜卷并且提供从所述膜卷展开的连续膜卷物,并且其中,进行切割操作,任选地在每个包装单元(5)内部进行切割操作,以将所述连续膜卷物切割成各自具有所述一个或多个支撑件中的一个相应支撑件的大小的膜部分。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的过程,其中,每个包装单元(5)中的每个穿孔工具(18)和/或每个喷嘴(19)包括:内部通道(22),所述内部通道(22)连接至所述真空装置(15),并且其中,经由每个穿孔工具(18)和/或每个喷嘴的所述内部通道(22)进行所述去除至少一部分气体的步骤,进一步地,其中,所述内部通道经由所述下部工具中限定的体积连接至所述真空装置并且在所述支撑件定位于所述下部工具座部(8)中时处于所述支撑件外部。
21.一种构造成用于执行前述权利要求中任一项所述的过程的模块化包装设备(100),所述设备包括:
-多个独立包装单元(5),每个所述独立包装单元(5)构造成接收一个或多个装有产品的支撑件;以及
-至少一条馈送线(6),所述至少一条馈送线(6)构造成接收和运输以下中的至少一者:所述支撑件、所述产品或所述装有产品的支撑件,其中,所述馈送线沿着预定馈送路径延伸并且用于沿着所述馈送线定位的所述多个包装单元,
其中,所述包装单元(5)中的每一者都具有:
下部工具(7),所述下部工具(7)构造成限定用于接收所述一个或多个装有产品的支撑件的一个或多个座部(8),
膜供给(9),所述膜供给(9)构造成供给要施加到所述一个或多个装有产品的支撑件的膜,
上部工具(11),所述上部工具(11)与所述下部工具(7)协作,其中,所述上部工具和所述下部工具可在第一位置与第二位置之间相对对彼此相对移动,所述第一位置允许将所述支撑件(4)放置在所述下部工具的相应座部中,所述第二位置允许将所述膜的膜部分联接至由所述下部工具接收的所述一个或多个装有产品的支撑件,
进一步地,其中,所述设备的所述包装单元(5)包括:若干第一包装单元(5a),所述第一包装单元(5a)具有下部工具,所述下部工具限定被构造成用于接收第一类型的支撑件(4')的座部(8a);和若干第二包装单元(5b),所述第二包装单元(5b)具有下部工具,所述下部工具限定被构造成用于接收第二类型的支撑件(4'')的座部(8b),所述第一类型的支撑件与所述第二类型的支撑件至少在一种几何性质上不同。
22.根据权利要求21所述的包装设备,其中,所述包装单元(5)中的每一者的所述下部工具(7)具有可调整的座部,所述座部的形状和/或大小可调整以接收就至少一种几何性质而言彼此不同的两种或更多种类型的支撑件。
23.根据前述两项权利要求中任一项所述的包装设备,其中,所述设备包括:
-检测器(12),所述检测器(12)可在检测站处操作,所述检测站位于所述馈送线(6)处或在所述馈送线(6)附近,并且相对于所述支撑件或装有产品的支撑件沿着所述馈送路径的移位方向(A)定位在所述包装单元上游,所述检测器(12)构造成:
检测以下中的至少一者:由所述支撑件携带的识别信息或所述支撑件的特性性质,所述识别信息或所述特性性质足以识别所述支撑件类型,以及
发出对应的检测信号;
-控制系统,所述控制系统包括一个或多个控制单元(13),其中,所述控制单元(13)中的至少一者连接至所述检测器(12)并且构造成:
从所述检测器接收所述检测信号
基于所述识别信息或基于包含在所述检测信号中的检测到的所述特性性质来确定检测到的支撑件的类型,尤其是检测到的支撑件是第一类型还是第二类型;
任选地,其中,每个支撑件具有携带所述识别信息的相应识别介质—诸如,条形码或四元组代码或RFID或颜色代码,并且所述检测器是构造成用于读取所述识别介质的读取器;或者其中,所述检测器构造成用于检测所述特性性质—诸如,支撑件几何性质或支撑件物理性质。
24.根据权利要求23所述的包装设备,其中,所述至少一个控制单元(13)构造成发出以下组中的至少一种控制信号:
指示检测到的支撑件的类型的信号,
指示要与检测到的支撑件一起使用的包装单元的命令。
25.根据权利要求23或24所述的包装设备,其中,每个包装单元(5)配备有相应的控制装置,所述控制装置与所述设备控制系统或所述设备控制系统的一部分通信,并且构造成接收所述控制信号并且构造成基于检测到的支撑件的类型来自动调整所述下部工具(7)中的所述座部(8),其中,所述过程包括以下另外的步骤:
-在所述包装单元中的一个或多个处接收所述控制信号,
-通过接收到所述控制信号的所述一个或多个包装单元基于检测到的支撑件的类型来自动调整所述下部工具中的相应的座部。
26.根据权利要求24或25所述的包装设备,其中,所述设备(100)包括分类装置(14),所述分类装置(14)连接至所述控制系统并由所述控制系统控制,并且构造成:
-从所述控制单元(13)接收所述控制信号,以及
-基于所述控制信号,将一个或多个支撑件(4)定位在对应的包装单元(5)中。
27.根据权利要求26所述的包装设备,其中,所述分类系统(14)具有自身的控制装置,所述控制装置连接到所述设备控制系统并且构造成用于:
-从所述控制单元(13)接收所述控制信号,
-基于所述控制信号,将所述第一类型的支撑件(4')定位在所述第一包装单元(5a)的所述下部工具中,并且将一个或多个所述第二类型的支撑件(4'')定位在所述第二包装单元(5b)的所述下部工具中,
-任选地,其中,所述分类系统(14)包括至少一个自动化处理器,所述自动化处理器构造成从所述馈送线拾取支撑件或装有产品的支撑件并且将其移动到包装单元的所述下部工具中。
28.根据权利要求26或27所述的包装设备,其中,每个包装单元包括与每个包装单元的所述控制装置连接的若干传感器,并且其中,所述传感器构造成用于检测所述相应包装单元何时处于警报状况中,所述警报状况选自以下警报状况中的一者:
所述包装单元未操作,
所述包装单元未提供有充足的塑料膜供给,
所述包装单元正在经历故障状况,
并发出对应的警示信号,
进一步地,其中,所述控制装置与所述包装单元(5)中的每一者相关联,所述包装单元连接至所述设备的所述控制系统,构造成接收所述警示信号并且向所述设备的所述控制单元发出对应的警报信号,
再进一步地,其中,所述设备的所述控制单元(13)构造成用于控制所述分类装置(14)以防止将已经针对其检测到警报状况的一个或多个支撑件或装有产品的支撑件定位在所述包装单元的所述下部工具(7)中。
29.根据权利要求21至28中任一项所述的包装设备,其中,每个包装单元(5)包括至少一个自身的穿孔工具(18),所述穿孔工具任选地与每个包装单元的所述相应下部工具相关联并且在被接收在所述下部工具中的每个支撑件(4)中形成一个或多个通孔(4d);和/或其中,所述多个不同的包装单元(5)中的每一者包括至少一个喷嘴(19),所述喷嘴(19)构造成定位在所述支撑件的上表面(4f)与所述膜部分(10a)的底表面之间的空隙中。
30.根据前述权利要求21至29中任一项所述的包装设备,其中,每个不同的包装单元(5)的所述上部工具(11)设置有加热器(17)并且构造成用于将至少一个膜部分(10a)保持在被承载在所述下部工具中的相应的所述装有产品的支撑件上方;并且任选地其中,所述独立包装单元中的每一者的所述加热器(17)包括加热板(17a),尤其是扁平或圆顶形加热板,所述加热板构造成对所述膜部分(10a)进行加热,
并且其中,与所述上部工具和所述下部工具的所述第二位置对应:
所述加热器(17)构造成将所述膜部分焊接到每个支撑件的外围边界,
所述上部工具和所述下部工具气密地联接以限定与所述装置连通的腔室。
31.根据前述权利要求21至30中任一项所述的包装设备,其中,当所述上部工具和所述下部工具处于第二位置中时,所述上部工具和所述下部工具气密地联接以限定与真空装置(15)和受控气氛装置(16)中的至少一者连通的腔室(21),所述真空装置(15)构造成用于从由所述下部工具接收的每个支撑件与相应的所述膜部分之间的体积去除气体,所述受控气氛装置(16)构造成将受控气体组合物注入所述体积(21)中,
并且其中,每个包装单元(5)的所述控制装置构造成命令气体去除步骤或注入受控气体组合物的步骤仅在所述上部工具和所述下部工具进入所述第二位置中之后才开始。
32.根据权利要求29至31中任一项所述的包装设备,其中,每个包装单元包括一个或多个穿孔工具,所述穿孔工具构造成在存在于所述下部工具中的每个支撑件中形成多个通孔,使得满足以下关系:
(N∙A)>K∙VC,其中:
-N:每个支撑件中的孔的数量,
-A:以mm2为单位的每个孔的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
其中,在扁平支撑件的情况下,VC是在所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置中时所述支撑件的所述上表面与所述上部工具的所述下表面之间的竖直体积,或者
其中,在支撑件呈托盘形式的情况下,VC是所述支撑件的所述内部体积;
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
和/或
其中,每个包装单元包括一个或多个喷嘴,使得满足以下关系
(N∙A')>K∙VC,其中:
-N:对每个支撑件起作用的喷嘴的数量,
-A:以mm2为单位的通过每个喷嘴的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
其中,在扁平支撑件的情况下,VC是在所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置中时所述支撑件的所述上表面与所述上部工具的所述下表面之间的竖直体积,或者
其中,在支撑件呈托盘形式的情况下,VC是所述支撑件的内部体积;
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
33.根据权利要求32所述的包装设备,其中,每个包装单元(5)包括自身的控制装置,所述控制装置连接至所述真空装置(15)并且构造成控制所述真空装置,使得在持续0.5至6.0秒之间、优选地在1.0至3.0秒之间的气体抽出时段内通过所述一个或多个通孔和/或通过所述一个或多个喷嘴从所述腔室抽出气体,
和/或其中,每个包装单元包括自身的控制装置,所述控制装置连接至所述受控气氛装置(16)并且构造成控制所述受控气氛装置,使得在持续0.2至2秒之间、优选地在0.3至0.8秒之间的气体注入时段内通过所述一个或多个通孔和/或通过所述一个或多个喷嘴将气体注入到所述腔室中。
34.根据前述权利要求21至33中任一项所述的包装设备,其中,所述膜供给(9)包括膜卷,并且构造成向所述上部工具(11)提供连续膜卷物(10),并且其中,每个包装单元包括切割装置(24),所述切割装置(24)构造成将所述连续膜卷物切割成各自具有一个相应的支撑件(4)的大小的膜部分(10a)。
35.根据前述权利要求29至34中任一项所述的包装设备,其中,所述穿孔工具(18)和/或所述喷嘴(19)包装单元包括连接至所述相应的包装单元的所述真空装置(15)的内部通道(22),使得在操作所述真空装置时,经由每个穿孔工具和/或每个喷嘴的所述内部通道进行至少一部分气体的去除,进一步地,其中,所述内部通道经由在所述下部工具中限定的体积(23)连接至所述真空装置并且在所述支撑件定位在所述下部工具座部中时位于所述支撑件外部。
36.一种使用模块化包装设备(1)包装支撑件(4)上的产品(P)的过程,所述设备包括:
-多个独立包装单元(5),每个所述多个独立包装单元(5)构造成接收一个或多个装有产品的支撑件;以及
-至少一条馈送线(6),所述至少一条馈送线(6)构造成接收和运输以下中的至少一者:所述支撑件、所述产品或所述装有产品的支撑件,其中,所述馈送线沿着预定馈送路径延伸并且用于沿着所述馈送线定位的所述多个包装单元,
其中,所述包装单元中的每一者都具有:
下部工具(7),所述下部工具(7)构造成限定用于接收所述一个或多个装有产品的支撑件的一个或多个座部(8),
膜供给(9),所述膜供给(9)构造成用于供给要施加到所述一个或多个装有产品的支撑件的膜(10),
上部工具(11),所述上部工具(11)与所述下部工具协作,其中,所述上部工具和所述下部工具可至少在第一位置与第二位置之间相对于彼此相对移动,所述第一位置允许将所述支撑件放置在所述下部工具的相应座部中,所述第二位置允许将所述膜的膜部分(10a)联接至由所述下部工具接收的所述一个或多个装有产品的支撑件,
以下组中的至少一种装置:
真空装置(15),所述真空装置(15)构造成从由所述下部工具接收的每个支撑件与相应的膜部分之间的体积去除气体,以及
受控气氛装置(16),所述受控气氛装置(16)构造成将受控气体组合物注入所述体积中;
其中-对于所述多个不同包装单元中的每一者而言-所述包装过程包括:执行相应的包装循环,所述包装循环包括以下步骤:
-将所述一个或多个装有产品的支撑件中的每一者定位在所述下部工具的相应座部中,
-将所述膜部分定位在所述一个或多个装有产品的支撑件上方,
-至少部分地通过以下装置从每个装有产品的支撑件与相应的膜部分之间的所述体积去除气体和/或将受控气体组合物注入所述体积中:
一个或多个通孔(4d),所述一个或多个通孔(4d)形成在所述一个或多个支撑件中的每一者中,和/或
喷嘴(19),所述喷嘴(19)插入每个装有产品的支撑件与相应的膜部分(10a)之间;
-将所述膜部分牢固地固定至存在于所述下部工具中的所述一个或多个支撑件,以形成一个或多个包装。
37.根据权利要求36所述的过程,其中,每个不同的包装单元的所述上部工具(11)设置有加热器(17)并且构造成将至少一个膜部分保持在被承载在所述下部工具中的所述相应的装有产品的支撑件上方;以及
其中,对于所述多个不同包装单元中的每一者而言,所述包装循环包括以下步骤:
-至少部分地通过形成在所述一个或多个支撑件中的每一者中的一个或多个通孔(4d)和/或通过插入每个装有产品的支撑件与相应的膜部分之间的一个或多个喷嘴(19)从每个装有产品的支撑件与相应的膜部分(10a)之间的所述体积去除气体;
-在所述气体去除的初始阶段的同时或至少在所述气体去除的初始阶段之后,从所述上部工具释放所述膜部分(10a),使得所述膜部分的至少一部分从所述加热器移位,
-允许所述膜部分接触所述支撑件上的所述产品,同时热粘合至包围所述产品的所述支撑件的自由表面。
38.根据权利要求37所述的过程,其中,所述独立包装单元(5)中的每一者的所述加热器(17)包括加热板,任选地为扁平或圆顶形加热板,并且其中,对于所述包装单元中的每一者而言,所述包装循环提供以下:
-使所述膜部分与所述加热板接触以对同一的膜部分进行加热,所述步骤任选地通过从所述膜部分上方抽空气体来进行;
-在执行从每个装有产品的支撑件与相应的膜部分之间的所述体积中去除气体的步骤之后或同时,推动所述膜部分与所述产品接触,该步骤任选地通过从所述膜部分上方引入气体而获得。
39.根据前述权利要求36至38中任一项所述的过程,其中,将所述膜部分牢固地固定至存在于所述下部工具中的所述一个或多个支撑件的步骤包括:
-将所述膜部分(10a)热粘合至每个支撑件的外围边界和每个支撑件的未被所述产品占据的上表面,以及
-封闭每个支撑件(4)的壁中的所述至少一个通孔(4d);
并且其中—在所述膜部分与所述一个或多个支撑件中的每一者的外围边界之间形成气密接触之后并且在封闭存在于每个支撑件(4)中的所有通孔(4d)之前—抽空气体,或继续通过所述一个或多个通孔(4d)从所述体积抽空气体。
40.根据前述权利要求36至39中任一项所述的过程,其中,所述多个不同的包装单元(5)中的每一者包括至少一个喷嘴(19);并且其中,对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言,所述包装循环包括以下另外的步骤:
-将所述喷嘴(19)定位在所述支撑件(4)的上表面(4f)与所述膜部分(10a)的底表面之间的空隙中,
-通过从所述膜部分下方抽空空气来去除气体,所述抽空空气通过经由所述喷嘴(19)的抽吸孔(20)抽吸气体实现;
-释放所述膜部分,并允许所述膜部分接触所述产品并且牢固地固定至所述支撑件的自由表面,并且然后
-通过使所述喷嘴相对于所述支撑件相对移位来从所述空隙移除所述喷嘴(19)。
41.根据前述权利要求36至40中任一项所述的过程,其中,所述多个不同的包装单元(5)中的每一者包括:至少一个穿孔工具(18),所述至少一个穿孔工具(18)构造成用于在被接收在所述下部工具中的所述一个或多个支撑件(4)中的每一者的壁中形成所述一个或多个通孔(4d),并且其中,对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言,所述包装循环包括在所述气体去除步骤之前或期间执行的以下步骤:
-用所述穿孔工具(18)在定位在所述下部工具(7)的所述座部(8)中的所述支撑件中的每一者中形成所述一个或多个通孔(4d)。
42.根据权力要求37至41中任一项所述的过程,其中,在所述膜部分定位在所述装有产品的支撑件上方的同时以及在所述膜部分与所述支撑件之间形成气密接触的同时,所述膜部分还与所述加热器(17)保持接触。
43.根据前述权利要求36至42中任一项所述的过程,其中,当所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置中时,所述上部工具和所述下部工具气密地联接以限定腔室(21),所述腔室(21)构造成与所述真空装置(15)和所述受控气氛装置(16)中的至少一者连通地放置,并且其中,所述气体去除步骤或所述注入受控气体组合物的步骤仅在所述上部工具和所述下部工具进入所述第二位置之后才开始。
44.根据前述权利要求36至43中任一项所述的过程,其中,对于所述多个不同的包装单元中的每一者而言,所述包装循环包括:为每个包装单元中的每个支撑件设置多个通孔,使得满足以下关系:
(N∙A)>K∙VC,其中:
-N:每个支撑件中的孔的数量,
-A:以mm2为单位的每个孔的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
其中,在扁平支撑件的情况下,VC是在所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置中时所述支撑件的所述上表面与所述上部工具的所述下表面之间的竖直体积,或者
其中,在支撑件呈托盘形式的情况下,VC是所述支撑件的内部体积;
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
45.根据前述权利要求36至43中任一项所述的过程,其中,对于所述多个不同包装单元中的每一者而言,所述包装循环包括:为每个包装单元中的每个支撑件设置多个喷嘴,使得满足以下关系:
(N∙A')>K∙VC,其中:
-N:对每个支撑件起作用的喷嘴的数量,
-A':以mm2为单位的通过每个喷嘴的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
其中,在扁平支撑件的情况下,VC是在所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置中时所述支撑件的所述上表面与所述上部工具的所述下表面之间的竖直体积,或者
其中,在支撑件呈托盘形式的情况下,VC是所述支撑件的内部体积;
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
46.根据前述权利要求36至45中任一项所述的过程,其中,在所述去除步骤期间,在持续0.5至6.0秒之间、优选地1.0至3.0秒之间的气体抽出时段内通过所述一个或多个通孔和/或通过所述一个或多个喷嘴从腔室(21)/所述腔室(21)抽出气体。
47.根据前述权利要求36至46中任一项所述的过程,其中,在所述注入受控气体组合物的步骤期间,在持续0.2至2.0秒之间、优选地在0.3至0.8秒之间的气体注入时段内通过所述一个或多个通孔和/或通过所述一个或多个喷嘴将气体注入到腔室/所述腔室中。
48.根据前述权利要求36至47中任一项所述的过程,其中,每个支撑件(4)是具有多边形底壁(4a)和从所述底壁露出的侧壁(4b)的托盘,并且其中,所述至少一个通孔(4d)定位在所述侧壁的相应转角中,任选地定位在存在于所述侧壁的上半部分中的一个或多个水平凸耳中。
49.根据前述权利要求36至48中任一项所述的过程,其中,每个包装单元中的所述膜供给(9)包括膜卷,并且提供从所述膜卷展开的连续膜卷物;并且其中,进行切割操作,任选地在每个包装单元内部进行切割操作,以将所述连续膜卷物切割成各自具有一个或多个支撑件的大小的所述膜部分。
50.根据权利要求36至49中任一项所述的过程,其中,每个包装单元中的每个穿孔工具和/或每个喷嘴包括:内部通道(22),所述内部通道(22)连接至所述真空装置(15),并且其中,经由每个穿孔工具和/或每个喷嘴的所述内部通道进行所述去除至少一部分气体的步骤,进一步地,其中,所述内部通道(22)经由所述下部工具中限定的体积(23)连接至所述真空装置(15)并且在所述支撑件定位在所述下部工具座部中时处于所述支撑件外部。
51.根据前述权利要求36至50中任一项所述的过程,其中,所述包装过程还包括:
-沿着所述馈送线的所述馈送路径使所述产品或所述支撑件或所述装有产品的支撑件中的一者或多者移位,使得每个独立包装单元循环性地被所述产品或支撑件或装有产品的支撑件中的一者或多者接近,
-从所述馈送线循环性地拾取已经接近所述包装单元中的一者的一个或多个产品或支撑件或装有产品的支撑件,并将其放置在所述包装单元中的所述一个或多个相应座部中,
-执行所述包装循环,以及
-从每个包装单元提取所述包装。
52.根据前述权利要求36至51中任一项所述的过程,其中,所述多个包装单元(5)定位成邻近于所述馈送线(6),任选地其中,所述馈送线限定笔直的馈送路径,并且所述包装单元定位成邻近于所述馈送线的每一侧,并且
其中,在所述馈送线的同一侧上,每两个相邻连续的包装单元执行所述相应的包装循环,使得当在执行所述两个连续包装单元中的一者的包装循环的同时,正在进行以下步骤中的一者或多者:
将所述一个或多个装有产品的支撑件中的每一者定位在所述下部工具的相应座部中,以及
将所述膜部分(10a)定位在所述一个或多个装有产品的支撑件上方,
当在执行所述两个连续包装单元中的另一者的包装循环的同时,正在进行以下步骤中的一者或多者:
从每个装有产品的支撑件与所述相应膜部分之间的所述体积去除气体或将受控气体组合物注入所述体积中,
将所述膜部分牢固地固定至存在于所述下部工具中的所述一个或多个支撑件,以形成一个或多个包装。
53.根据前述权利要求36至52中任一项所述的过程,其中,所述馈送线(6)包括:
-输送机(6a),所述输送机(6a)用于使所述支撑件或所述装有产品的支撑件沿着所述馈送路径移位,
-马达(6b),所述马达(6b)连接至所述输送机并且驱动处于运动中的所述输送机,以及
-控制单元(13),所述控制单元(13)对所述马达起作用并且构造成控制所述输送机来以逐步的方式抑或以预定的恒定速度移动,
所述过程包括:使用所述输送机来以逐步的方式抑或以预定的恒定速度沿着所述馈送路径移动所述支撑件或所述装有产品的支撑件,以便用于处理沿着同一路径定位的所述包装单元中的每一者。
54.根据前述权利要求36至53中任一项所述的过程,其中,所述过程实现了使用两种或更多种类型的支撑件来包装产品,其中,所述两种或更多种类型的支撑件至少包括第一类型的支撑件(4')和第二类型的支撑件(4''),所述第二类型的支撑件与所述第一类型的支撑件至少在一种几何性质上不同,其中,所述包装设备包括:
-若干第一包装单元(5a),所述若干第一包装单元(5a)具有下部工具,所述下部工具限定被构造成用于接收所述第一类型的支撑件的第一座部,以及
-若干第二包装单元(5b),所述若干第二包装单元(5b)具有下部工具,所述下部工具限定第二座部,所述第二座部至少在至少一种几何性质方面与所述第一座部不同并且构造成用于接收所述第二类型的支撑件,
并且其中,所述过程包括:
-优选地沿着所述馈送路径传送所述第一类型的支撑件和所述第二类型的支撑件,
-识别所述第一类型的支撑件并且将一个或多个所述第一类型的支撑件定位在所述第一包装单元的所述下部工具中,并且使所述第一包装单元中的每一者使用所述第一类型的支撑件执行所述包装循环,
-识别所述第二类型的支撑件并且将一个或多个所述第二类型的支撑件定位在所述第二包装单元的所述下部工具中,并且使所述第二包装单元中的每一者使用所述第二类型的支撑件执行所述包装循环。
55.根据前述权利要求36至54中任一项所述的过程,其中,所述包装单元中的每一者的所述下部工具(7)具有可调整的座部,所述座部的形状和/或大小可调整以接收就至少一种几何性质而言彼此不同的两种或更多种类型的支撑件;并且其中,所述过程包括:调整若干包装单元的所述座部调整以接收第一类型的支撑件,并且调整若干包装单元的所述座部以接收所述第二类型的支撑件;所述第一类型的支撑件与所述第二类型的支撑件在至少一种几何性质上不同。
56.根据前述两项权利要求中任一项所述的过程,其中,所述设备(1)包括:
-检测器(12),所述检测器(12)可在检测站处操作,所述检测站位于所述馈送线(6)处或在所述馈送线(6)附近,并且相对于所述支撑件或装有产品的支撑件沿着所述馈送路径的移位方向(A)定位在所述包装单元上游,所述检测器构造成:
检测以下中的至少一者:由所述支撑件携带的识别信息或所述支撑件的特性性质,所述识别信息或所述特性性质足以识别所述支撑件类型,以及
发出对应的检测信号,以及
-控制系统,所述控制系统包括一个或多个控制单元(13),其中,所述控制单元中的至少一者连接至所述检测器并且构造成:
从所述检测器接收所述检测信号
基于所述识别信息或基于包含在所述检测信号中的检测到的所述特性性质来确定检测到的支撑件的类型,尤其是检测到的支撑件是第一类型或是第二类型。
57.根据前述权利要求所述的过程,其中,每个支撑件(4)具有携带所述识别信息的相应识别介质—诸如,条形码或QR码或RFID或颜色代码,并且所述检测器(12)是构造成用于读取所述识别介质的读取器。
58.根据前述两项权利要求中任一项所述的过程,其中,所述检测器(12)构造成用于检测所述特性性质—诸如,支撑件几何性质或支撑件物理性质。
59.根据前述三项权利要求中任一项所述的过程,其中,所述至少一个控制单元(13)构造成发出以下组中的至少一个控制信号:
指示检测到的支撑件的类型的信号,
指示要与检测到的支撑件一起使用的所述包装单元的命令。
60.根据前述四项权利要求中任一项所述的过程,其中,每个包装单元配备有相应的控制装置,所述控制装置与所述设备控制系统或所述设备控制系统的一部分通信,并且构造成接收所述控制信号并且构造成基于检测到的支撑件(4)的类型来自动调整所述下部工具(7)中的所述座部,其中,所述过程包括以下另外的步骤:
-在所述包装单元中的一者或多者处接收所述控制信号,
-通过接收所述控制信号的所述一个或多个包装单元基于检测到的支撑件的类型来自动调整所述下部工具中的相应座部。
61.根据权利要求59或60所述的过程,其中,所述设备包括分类装置(14),所述分类装置(14)连接至所述控制系统并由所述控制系统控制,并且构造成:
-从所述控制单元接收所述控制信号,以及
-基于所述控制信号,将一个或多个支撑件定位在对应的包装单元中。
62.根据权利要求61所述的过程,其中,所述分类系统具有自身的控制装置,所述控制装置连接至所述设备控制系统并且构造成:
-从所述控制单元(13)接收所述控制信号,
-基于所述控制信号,将所述第一类型的支撑件(4')定位在所述第一包装单元的所述下部工具中,并且将一个或多个所述第二类型的支撑件(4'')定位在所述第二包装单元的所述下部工具中,其中,所述过程包括以下另外的步骤:
在所述分类系统处接收所述控制信号
基于检测到的支撑件的类型将所述支撑件自动定位在所述包装单元的所述下部工具中。
63.根据权利要求61或62所述的过程,其中,所述分类系统(14)包括至少一个自动化处理器,所述自动化处理器构造成从所述馈送线拾取支撑件或装有产品的支撑件并且将其移动到包装单元的所述下部工具中。
64.根据前述权利要求36至63中任一项所述的过程,其中,将所述装有产品的支撑件定位到每个包装单元的所述下部工具的所述座部中的步骤由操作者手动地执行,其中,每个操作者正在处理所述包装单元中的两个相邻包装单元。
65.根据前述权利要求36至64中任一项所述的过程,所述过程还包括:检测所述包装单元中的一者何时处于警报状况中,所述警报状况选自以下警报状况中的一者:
所述包装单元未操作,
所述包装单元未提供有充足的塑料膜供给,
所述包装单元正在经历故障状况。
66.根据权利要求65所述的过程,其中,检测警报状况的步骤由与所述包装单元(5)中的每一者相关联并且与所述设备的所述控制系统通信的控制装置执行,每个控制装置构造成用于发出对应的警报信号并在检测到存在于相应的包装单元(5)中的所述警报状况中的一者时将所述警报信号发送到所述控制系统,进一步地,其中,所述包装过程提供所述控制系统以控制所述分类装置(14),以便避免将已经针对其检测到警报状况的一个或多个支撑件或装有产品的支撑件定位在所述包装单元的所述下部工具中。
67.一种构造成执行前述权利要求中任一项所述的过程、尤其是从权利要求36至66中任一项所述的过程的模块化包装设备(1),所述设备包括:
-多个独立包装单元(5),每个所述包装单元(5)构造成接收一个或多个装有产品的支撑件;以及
-至少一条馈送线(6),所述至少一条馈送线(6)构造成接收并运输以下中的至少一者:所述支撑件、所述产品或所述装有产品的支撑件,其中,所述馈送线沿着预定馈送路径延伸并且用于沿着所述馈送线定位的所述多个包装单元,
其中,所述包装单元(5)中的每一者都具有:
下部工具(7),所述下部工具(7)构造成限定用于接收所述一个或多个装有产品的支撑件的一个或多个座部(8),
膜供给(9),所述膜供给(9)构造成用于供给要施加到所述一个或多个装有产品的支撑件的膜,
上部工具(11),所述上部工具(11)与所述下部工具协作,其中,所述上部工具和所述下部工具可至少在第一位置与第二位置之间相对于彼此相对移动,所述第一位置允许将所述支撑件放置在所述下部工具的相应座部中,所述第二位置允许将所述膜的膜部分(10a)联接至由所述下部工具接收的所述一个或多个装有产品的支撑件,
以下组中的至少一个装置:
真空装置(15),所述真空装置(15)构造成用于从由所述下部工具接收的每个支撑件与相应的膜部分之间的体积去除气体,以及
受控气氛装置(16),所述受控气氛装置(16)构造成将受控气体组合物注入所述体积中;
至少一个穿孔工具(18),所述至少一个穿孔工具(18)构造成用于在所述一个或多个支撑件中的每一者的所述壁中形成一个或多个通孔(4d),和/或喷嘴(19),所述喷嘴(19)构造成插入每个装有产品的支撑件与相应的膜部分(10a)之间;
其中,每个包装单元(5)的所述装置至少在所述上部工具和所述下部工具的所述第二位置中经由所述一个或多个通孔(4d)和/或经由所述喷嘴与所述体积流体连通,所述通孔通过所述穿孔工具形成在所述一个或多个支撑件中。
68.根据权利要求67所述的包装设备,其中,每个包装单元(5)包括至少一个自身的穿孔工具(18),所述穿孔工具任选地与每个包装单元(5)的相应的下部工具(7)相关联,并且构造成在被接收在所述下部工具的每个支撑件中形成一个或多个通孔。
69.根据权利要求67或68所述的包装设备,其中,所述多个不同的包装单元中的每一者包括至少一个喷嘴,所述喷嘴构造成定位在所述支撑件的上表面与所述膜部分的底表面之间的空隙中。
70.根据前述权利要求67至69中任一项所述的包装设备,其中,每个不同的包装单元的所述上部工具(11)设置有加热器(17)并且构造成用于将至少一个膜部分保持在被承载在所述下部工具中的相应的装有产品的支撑件上方;并且任选地其中,所述独立包装单元中的每一者的所述加热器包括加热板(117a),尤其是扁平或圆顶形加热板,所述加热板构造成对所述膜部分进行加热,
并且其中,与所述上部工具和所述下部工具的所述第二位置对应:
所述加热器构造成用于将所述膜部分焊接到每个支撑件的外围边界,
所述上部工具和所述下部工具气密地联接以限定与所述真空和/或所述受控气氛装置连通地放置的腔室。
71.根据前述权利要求67至70中任一项所述的包装设备,其中,当所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置中时,所述上部工具和所述下部工具气密地联接以限定与所述真空装置(15)和所述受控气氛装置(16)中的至少一者连通的腔室,并且其中,每个包装单元的所述控制装置构造成命令所述气体去除步骤或所述注入受控气体组合物的步骤仅在所述上部工具和所述下部工具进入所述第二位置中之后才开始。
72.根据权利要求67至71中任一项所述的包装设备,其中,每个包装单元包括一个或多个穿孔工具,所述穿孔工具构造成在存在于所述下部工具中的每个支撑件中形成多个通孔,使得满足以下关系:
(N∙A)>K∙VC,其中:
-N:每个支撑件中的孔的数量,
-A:以mm2为单位的每个孔的流体通道面积,
-VC:以mm3为单位的参考体积,
其中,在扁平支撑件的情况下VC是在所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置中时所述支撑件的所述上表面与所述上部工具的所述下表面之间的竖直体积,或者
其中,在支撑件呈托盘形式的情况下,VC是所述支撑件的内部体积;
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
73.根据权利要求30至34中任一项所述的包装设备,其中,每个包装单元包括一个或多个喷嘴,使得满足以下关系:
(N∙A')>K∙VC,其中:
N:对每个支撑件起作用的喷嘴的数量,
A:以mm2为单位的通过每个喷嘴的流体通道面积,
VC:以mm3为单位的参考体积,
其中,在扁平支撑件的情况下,VC是在所述上部工具和所述下部工具处于所述第二位置时所述支撑件的所述上表面与所述上部工具的所述下表面之间的竖直体积,或者
其中,在支撑件呈托盘形式的情况下,VC是所述支撑件的所述内部体积;
-K:常数=5∙10-6∙mm-1
74.根据前述两项权利要求中任一项所述的包装设备,其中,每个包装单元(5)包括自身的控制装置,所述控制装置连接至所述真空装置并且构造成控制所述真空装置,使得在持续0.5至6秒之间、优选地在1至3秒之间的气体抽出时段内通过所述一个或多个通孔和/或通过所述一个或多个喷嘴从所述腔室中抽出气体。
75.根据前述三项权利要求中任一项所述的包装设备,其中,每个包装单元(5)包括自身的控制装置,所述控制装置连接至所述受控气氛装置(16)并且构造成控制所述受控气氛装置,使得在持续0.2至2.0秒之间、优选地在0.3至0.8秒之间的气体注入时段内通过所述一个或多个通孔和/或通过所述一个或多个喷嘴将气体注入到所述腔室中。
76.根据前述权利要求67至75中任一项所述的包装设备,其中,所述膜供给(9)包括膜卷,并且构造成向所述上部工具提供连续膜卷物,并且其中,每个包装单元包括切割装置(24),所述切割装置(24)构造成将所述连续膜卷物切割成各自具有所述一个或多个支撑件中的一个相应支撑件的大小的膜部分。
77.根据前述权利要求67至76中任一项所述的包装设备,其中,所述穿孔工具和/或每个包装单元的每个喷嘴包括连接至相应的包装单元的所述真空装置(15)的内部通道(22),使得在操作所述真空装置时,经由每个穿孔工具和/或每个喷嘴的所述内部通道进行至少一部分气体的去除,进一步地,其中,所述内部通道经由所述下部工具中限定的体积(23)连接至所述真空装置并且在所述支撑件定位在所述下部工具座部中时位于所述支撑件外部。
78.根据前述权利要求67至77中任一项所述的包装设备,所述包装设备包括:
若干第一包装单元(5a),所述第一包装单元(5a)具有下部工具,所述下部工具限定被构造成用于接收第一类型的支撑件(4')的座部,以及
若干第二包装单元(5b),所述第二包装单元(5b)具有下部工具,所述下部工具限定被构造成用于接收第二类型的支撑件(4'')的座部,所述第一类型的支撑件与所述第二类型的支撑件至少在一种几何性质上不同。
79.根据前述权利要求67至78中任一项所述的包装设备,其中,所述包装单元(5)中的每一者的所述下部工具(7)具有可调整的座部,所述座部的形状和/或大小可调整以接收就至少一种几何性质而言彼此不同的两种或更多种类型的支撑件。
80.根据前述两项权利要求中任一项所述的包装设备,其中,所述设备包括:
-检测器(12),所述检测器(12)可在检测站处操作,所述检测站位于所述馈送线(6)处或在所述馈送线(6)附近,并且相对于所述支撑件或装有产品的支撑件沿着所述馈送路径的移位方向(A)定位在所述包装单元上游,所述检测器构造成:
检测以下中的至少一者:由所述支撑件携带的识别信息或所述支撑件的特性性质,所述识别信息或所述特性性质足以识别所述支撑件类型,以及
发出对应的检测信号;
-控制系统,所述控制系统包括一个或多个控制单元(13),其中,所述控制单元中的至少一者连接至所述检测器并且构造成:
从所述检测器接收所述检测信号
基于所述识别信息或基于包含在所述检测信号中的检测到的所述特性性质来确定检测到的支撑件的类型,尤其是检测到的支撑件是第一类型或是第二类型;
任选地,其中,每个支撑件具有携带所述识别信息的相应识别介质—诸如,条形码或QR码或RFID或颜色代码,并且所述检测器是构造成用于读取所述识别介质的读取器;或者其中,所述检测器构造成用于检测所述特性性质—诸如,支撑件几何性质或支撑件物理性质。
81.根据权利要求80所述的包装设备,其中,所述至少一个控制单元(13)构造成发出以下组中的至少一个控制信号:
指示检测到的支撑件的类型的信号,
指示要与检测到的支撑件一起使用的包装单元的命令。
82.根据权利要求80或81所述的包装设备,其中,每个包装单元配备有相应的控制装置,所述控制装置与所述设备控制系统或所述设备控制系统的一部分通信,并且构造成接收所述控制信号且构造成基于检测到的支撑件的类型来自动调整所述下部工具中的所述座部,其中,所述过程包括以下另外的步骤:
-在所述包装单元中的一者或多者处接收所述控制信号,
-由接收所述控制信号的所述一个或多个包装单元基于检测到的支撑件的类型来自动调整所述下部工具中的相应座部。
83.根据权利要求81或82所述的包装设备,其中,所述设备包括分类装置(14),所述分类装置(14)连接至所述控制系统并由所述控制系统控制,并且构造成:
-从所述控制单元接收所述控制信号,以及
-基于所述控制信号,将一个或多个支撑件定位在对应的包装单元中。
84.根据权利要求83所述的包装设备,其中,所述分类系统(14)具有自身的控制装置,所述控制装置连接至所述设备控制系统并且构造成:
-从所述控制单元接收所述控制信号,
-基于所述控制信号,将一个或多个所述第一类型支撑件定位在所述第一包装单元的所述下部工具中,并且将一个或多个所述第二类型的支撑件定位在所述第二包装单元的所述下部工具中,
-任选地,其中,所述分类系统包括至少一个自动化处理器,所述自动化处理器构造成从所述馈送线拾取支撑件或装有产品的支撑件并且将其移动到包装单元的所述下部工具中。
85.根据权利要求83或84所述的包装设备,其中,每个包装单元(5)包括与每个包装单元(5)的所述控制装置连接的若干传感器,并且其中,所述传感器构造成用于检测相应的包装单元何时落入警报状况中,所述警报状况选自以下警报状况中的一者:
所述包装单元未操作,
所述包装单元未提供有充足的塑料膜供给,
所述包装单元正在经历故障状况,
并发出对应警示信号,
进一步地,其中,所述控制装置与所述包装单元中的每一者相关联,所述包装单元连接至所述设备的所述控制系统,构造成接收所述警示信号并且向所述设备的所述控制单元发出对应的警报信号,
再进一步地,其中,所述设备的所述控制单元构造成控制所述分类装置以防止将已经针对其检测到所述警报状况的一个或多个支撑件或装有产品的支撑件定位在所述包装单元的所述下部工具中。
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