CN112638777A - 用于形成密封包装的包装设备 - Google Patents

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Abstract

描述了一种用于由连续填充有可倾倒产品的包装材料的卷材(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)隔离开。该包装设备进一步包括界定元件(48)，其在使用中布置在管(3)内，并且被设计为在使用中将管(3)划分为第一空间(49)和第二空间(50)。包装设备(1)还包括用于借助于加压的无菌气体对第二空间(50)加压的加压装置(47)。界定元件(48)布置在隔离室(10)内。

Description

用于形成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，许多液体或可倾倒食品，例如果汁、UHT(超高温处理的)奶、酒、番茄酱等，都以无菌包装材料制成的包装出售。
一个典型的示例是用于液体或可倾倒食品的平行六面体形状的包装，称为利乐砖无菌(Tetra Brik Aseptic；注册商标)，其是通过密封和折叠层压条带状包装材料制成的。包装材料具有多层结构，该多层结构包括基层，例如纸制基层，两面都覆盖有热密封塑料材料(例如聚乙烯)层。在用于诸如UHT奶之类的长期存储产品的无菌包装的情况下，包装材料还包括氧气阻隔材料层，例如铝箔，其叠放在热密封塑料材料层上，又被另一热密封塑料材料层覆盖，该另一热密封塑料材料层形成最终与食品接触的包装的内表面。
这种包装通常在全自动包装设备上生产，该全自动包装设备使包装材料的卷材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，例如过氧化氢溶液)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，将灭菌的包装材料的卷材保持在隔离室内(封闭且无菌的环境)并使其在隔离室内推进，以及将其纵向折叠并密封以形成管，进一步沿竖直推进方向进给该管。
为了完成成形操作，将该管连续地填充灭菌或无菌处理的可倾倒食品，以及进行横向密封并随后在沿竖直推进方向推进期间在包装设备的包装形成单元内沿等间隔的横向横截面进行切割
如此在包装设备中获得枕形包装，每个枕形包装具有纵向密封带和一对顶部和底部横向密封带。
此外，典型的包装设备包括：用于使包装材料的卷材沿推进路径推进的输送装置，用于对包装材料的卷材进行灭菌的灭菌单元，部分地布置在隔离室内并适于由推进的包装材料卷材形成管并沿管的纵向接缝部分纵向密封管的管形成装置，在使用中与管同轴地布置并布置在管内以用可倾倒产品连续填充管的填充管道，以及适于通过成形、横向密封和横向切割包装而从包装材料的管生产单个包装的包装形成单元。
包装形成单元包括多个形成、密封和切割组件，在使用中，每个组件沿平行于管的推进路径的相应操作路径推进。在形成、密封和切割组件的推进期间，这些组件开始在目标位置(hit position)处与管相互作用，并跟随推进的管以便使管成形、横向密封并横向切割，从而获得单个包装。
为了正确地形成单个包装，要求由可倾倒产品在管内提供的静水压力足够高，因为否则的话将获得不规则形状的包装。
通常，存在于管中的用于提供所需静水压力的可倾倒产品柱从目标位置(即，相应的形成、密封和切割组件开始与推进的管接触的位置)向上至少延伸500mm。在某些情况下，可倾倒产品柱从目标位置向上延伸2000mm。在本领域中已知确切的延伸量至少取决于包装形式和生产速度。
实际上，这意味着管必须具有延伸部，以便在管中提供所需的可倾倒产品柱。
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。
所需的静水压力取决于生产参数，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处理速度)、包装形式和包装体积。这意味着，如果要改变任何生产参数，则必须由一个或多个操作员相应地修改包装设备。所需的修改时间很长，因此导致生产成本增加。
在该领域中，需要改进包装设备，特别是以便克服上述缺点中的至少一个。
发明内容
因此，本发明的目的是以简单且低成本的方式提供一种改进的包装设备。
根据本发明，提供了一种如权利要求1所述的包装设备。
在从属权利要求中规定了根据本发明的包装设备的其他有利实施方案。
附图说明
将参考附图通过示例的方式描述本发明的非限制性实施方案，
其中：
图1是根据本发明的包装设备的示意图，其中为了清楚起见移
除了一些零件；
图2是图1的包装设备的细节的放大图，其中为了清楚起见移
除了一些零件；以及
图3示出了图1的包装设备的部件的特征性操作曲线。
具体实施方式
标记1总体上表示一种包装设备，其用于由包装材料的卷材4的管3生产可倾倒食品的密封包装2，该可倾倒食品特别是灭菌和/或无菌处理的可倾倒食品，例如巴氏杀菌的奶或果汁。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)，并且包括至少一纤维材料层(例如纸或纸板层)，以及在彼此之间插入有该纤维材料层的至少两个热密封塑料材料(例如聚乙烯)层。这两个热密封塑料材料层中的一个限定了最终与可倾倒产品接触的包装2的内表面。
优选但非必须的是，卷材4还包括一气体和光阻隔材料层，例如铝箔或乙烯-乙烯醇(EVOH)膜，其特别是布置在热密封塑料材料层之一与纤维材料层之间。优选但非必须的是，卷材4还包括插入在气体和光阻隔材料层与纤维材料层之间的另一热密封塑料材料层。
由包装设备1获得的典型包装2包括密封的纵向接缝部分5和一对横向密封部分6，特别是一对顶部和底部横向密封部分6(即，在包装2的上部处的一个横向密封部分6，以及在包装2的下部处的另一横向密封部分6)。
特别参考图1，包装设备1包括：
-输送装置7，其被配置为使卷材4(以本身已知的方式)沿卷材推进路径P从传送站8推进到形成站9，在使用中，在该形成站9处卷材4形成为管3；
-隔离室10，其具有内部环境11，特别是内部无菌环境，其包含(包括)给定的气压下的无菌气体(特别是无菌空气)并与外部环境12隔开；
-管形成和密封装置13，其至少部分地布置在隔离室10内，并且适于由在使用中推进的卷材4形成并纵向密封管3，特别是在管形成站9处进行；
-用于用可倾倒产品连续填充管3的填充装置14；以及
-包装形成单元15，其适于使在使用中推进的管3成形，横向密封并且优选但不是必须地进行横向切开以形成包装2。
优选但非必须地，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(特别是沿路径P布置在形成站9上游的灭菌站)处对在使用中推进的卷材4进行灭菌。
优选但非必须地，输送装置7被配置为以本身已知的方式沿管推进路径Q推进管3，特别是还推进管3的任何中间体，特别是从形成站9并且至少部分地通过包装形成单元15进行该推进。
特别地，术语管3的中间体是指在获得管结构之前和开始由管形成装置13折叠卷材4之后，卷材4的任何构造。换言之，管3的中间体是为了获得管3而逐渐折叠(特别是通过使卷材4的第一边缘16和卷材4的与第一边缘16相对的第二边缘17彼此重叠而折叠)卷材4的结果。
优选但非必须地，管形成和密封装置13包括管形成单元22，该管形成单元22特别是在管形成站9处至少部分地，优选地完全地布置在隔离室10内，并适于(被配置为)将推进的卷材4逐渐折叠(特别是通过使第一边缘16和第二边缘17彼此重叠以形成管3的纵向接缝部分23而折叠)为管3。特别地，管形成单元22沿纵向轴线M(特别是具有竖直取向)延伸。
特别地，接缝部分23从初始高度(未具体示出)沿路径Q向下延伸。换言之，初始高度在第一边缘16和第二边缘17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，轴线L和轴线M彼此平行。甚至更详细地，管形成单元22在使用中限定管3的轴线L。
优选但非必须地，管形成单元22包括至少两个成形环组件24和25，其特别是布置在隔离室10内(特别是在内部环境11内)，适于彼此协作而将卷材4逐渐折叠(特别是通过使第一边缘16和第二边缘17彼此重叠以形成纵向接缝部分23而折叠)为管3。
在所示的具体情况下，成形环组件25沿路径Q布置在成形环组件24的下游。
特别地，成形环组件24和25中的每个基本上位于相应平面内，特别是每个平面正交于轴线M，甚至更特别地每个相应平面具有基本水平的取向。
甚至更特别地，成形环组件24和25彼此间隔开并且彼此平行(即，相应的平面彼此平行并且彼此间隔开)。
优选但非必须地，每个平面与轴线M和轴线L正交。
此外，成形环组件24和25彼此同轴布置并且限定管形成单元22的纵向轴线M。
更具体地，每个成形环组件24和25包括相应的支撑环和安装在相应的支撑环上的多个相应的弯曲辊。特别地，相应的弯曲辊被配置为与卷材4和/或管3和/或管3的任何中间体相互作用以形成管3。甚至更特别地，相应的弯曲辊限定相应的孔，在使用中，管3和/或管3的中间体穿过该孔推进。
优选但非必须地，管形成和密封装置13还包括密封单元，该密封单元适于(被配置为)沿接缝部分23纵向密封管3。换言之，在使用中，由管形成单元22形成的接缝部分23通过启动密封单元而进行密封。
优选但非必须地，密封单元至少部分地定位在隔离室10内。
必须注意的是，单个包装2的相应纵向密封的接缝部分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，密封单元包括密封头29，该密封头29布置在隔离室10内并适于(被配置为)将热能传递到管3，特别是传递到接缝部分23，以纵向密封管3，特别是接缝部分23。密封头29可以是任何类型。特别地，密封头29可以是借助于感应加热和/或通过加热的气体流和/或借助于超声和/或通过激光加热和/或通过任何其他方式来操作的类型。
优选但非必须地，密封单元还包括压紧组件(仅部分示出)，该压紧组件适于在管3上，特别是在基本上重叠的第一边缘16和第二边缘17，更特别是在接缝部分23上施加机械力，以便确保沿接缝部分23纵向密封管3。
特别地，压紧组件至少包括交互辊和相对交互辊(未示出)，其适于将机械力从其相对侧施加到接缝部分23上。特别地，在使用中，接缝部分23被插入在交互辊和相对交互辊之间。
优选但非必须地，交互辊由成形环组件25支撑。
更详细地，密封头29基本上布置在成形环组件24和25之间(即，密封头29布置在成形环组件24和25的相应平面之间)。
特别参考图1和2，填充装置14包括与可倾倒产品储罐(未示出并且本身已知)流体连接的填充管道31，该可倾倒产品储罐适于储存/提供待包装的可倾倒产品，特别是灭菌和/或灭菌处理的可倾倒食品。
特别地，填充管道31适于(被配置为)在使用中将可倾倒产品引导到管3中。
优选但非必须地，在使用中，将填充管道31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，填充管道31包括填充管道31的线性主体管道部分32，该线性主体管道部分在管3内延伸并平行于管3，即，平行于轴线M和轴线L。
优选但非必须地，主体管道部分32包括可拆卸地彼此耦合的上部33和下部34。更详细地，下部34包括出口开孔，在使用中，可倾倒产品从该出口开孔进给到管3中。
根据如图2所示的优选的非限制性实施方案，包装形成单元15包括多个成对的至少一个相应的操作组件35(仅示出一个)和至少一个相对操作组件36(仅示出一个)；以及
-特别地，输送装置(未示出并且本身是已知的)，其适于沿相应的输送路径推进成对的相应的操作组件35和相应的相对操作组件36。
更详细地，每个操作组件35适于在使用中与相应成对的相应的相对操作组件36协作，以由管3形成相应的包装2。特别地，每个操作组件35和相应的相对操作组件36被配置为使管3成形，横向密封并且优选但非必须也进行横向切割以形成包装2。
更详细地，每个操作组件35和相应的相对操作组件36适于在沿相应的输送路径的相应的操作部分推进时彼此协作以由管3形成相应的包装2。特别地，在沿相应的操作部分推进期间，每个操作组件35和相应的相对操作组件36平行于管3并且在与管3相同的方向上推进。
甚至更详细地，每个操作组件35和相应的相对操作组件36被配置为在沿相应的输送路径的相应的操作部分推进时接触管3。特别地，每个操作组件35和相应的相对操作组件36被配置为在(固定的)目标位置开始接触管3。
更具体地，每个操作组件35和相对操作组件36包括：
-半壳37，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38或相对密封元件39之一，其适于以已知方式在相邻包装2之间横向密封管3，以获得横向密封部分6；以及
-优选地但非必须地，切割元件(未示出且本身已知)或相对切割元件(未示出且本身已知)之一，其用于以本身已知的方式在相邻包装2之间，特别是在相应的横向密封部分6之间横向切割管3。
特别地，每个半壳37适于通过驱动组件(未示出)被控制在工作位置和休止位置之间。特别地，每个半壳37适于利用在使用中沿相应的操作部分推进的相应的操作组件35或相应的相对操作组件36被控制在工作位置。
优选但非必须地，填充装置14被配置为将可倾倒产品特别是通过填充管道31引导到管3中，使得存在于管3中的可倾倒产品柱在上游方向上(相对于路径Q)从目标位置的延伸量小于500mm。甚至更优选地，可倾倒产品柱在上游方向上从目标位置的延伸量应落在约100mm至500mm的范围内。
特别参考图1和2，隔离室10包括出口开孔43，其用于允许管3在沿路径Q推进期间离开隔离室10。特别地，出口开孔43沿路径Q布置在管形成站9的下游。
优选但非必须地，出口开孔43布置在隔离室10的下游(端部)部分的区域中。
优选但非必须地，隔离室10还包括入口开孔，其与出口开孔43相对，并被配置为允许(无菌的)卷材4进入隔离室10中。特别地，入口开孔定位在隔离室10的上游部分中。
根据所公开的优选的非限制性实施方案，隔离室10包括壳体45(仅在图1和2中示意性地示出)，该壳体45界定内部环境11(即，壳体45将内部环境11与外部环境12隔离开)。
优选但非必须地，壳体45至少包括出口开孔43，特别是还包括入口开孔。
根据优选的非限制性实施方案，隔离室10包括至少一个(下游)密封组件，该密封组件被配置为在使用中与使用中的推进的管3配合以密封出口开孔43。特别地，(下游)密封组件被配置为至少部分地阻止，特别是(基本上)阻碍气体从隔离室10的外部(即从外部环境12)通过出口开孔43进入隔离室10中。换言之，(下游)密封组件被配置为至少部分地阻碍气体从外部环境12流入内部环境11中。
优选但非必须地，(下游)密封组件包括至少一个密封元件，特别是至少一个垫圈46，其被配置为与在使用中推进的管3相互作用(特别是接触)，特别是还包括载体结构(未示出)，其承载垫圈46并在出口开孔43的区域中耦合到壳体45。
根据所公开的优选的非限制性实施方案，内部环境11包括(即包含)给定压力下的无菌气体，特别是无菌空气。优选但并非必须地，给定压力略高于环境压力，以降低任何污染物和/或污染物进入内部环境11的风险。特别是，给定压力约为高于环境压力100Pa至500Pa(0.001巴至0.005巴)。
优选但非必须地，包装设备1包括加压装置47(仅以理解所公开的本发明所必需的程度部分地示出)，该加压装置47被配置为至少将无菌气体(特别是无菌空气)进给到隔离室10(特别是内部环境11)中。
根据本发明并且特别参考图2，包装设备1还包括界定元件48，该界定元件48在使用中被放置在管3内，并且被设计为在使用中将管3划分为第一空间49和第二空间50。
有利地，界定元件48布置在隔离室10内。
比较例如将界定元件48放置在包装形成单元15内时，出于以下原因，优选布置界定元件48。已知的是，管3在内部环境11(其优选无菌内部环境11)的至少一部分内并且在包装形成单元15的至少一部分(其通常不包括无菌环境)内延伸。由于界定元件48被布置在隔离室10中，因此在管3和/或接缝部分23在界定元件48的区域中塌陷(丧失完整性)的情况下(在最坏的情况下)，无菌气体而不是非无菌(污染)气体将与管3和/或填充管道31和/或界定元件48和/或气体进给管道55的内部接触。换言之，在管3内靠近界定元件48处出现完整性丧失(例如，出现孔)的情况下，气流可进入管3中。由于界定元件48布置在隔离室10内，因此该气体将是无菌气体，从而避免了任何可能的污染，这与在界定元件48布置在包装形成单元15内时出现同样的情况而发生的状况相反。在后一种情况下，在出现气体从包装形成单元15内部进入管3后，就地灭菌步骤将是必需的。
根据优选的非限制性实施方案，界定元件48沿管推进路径Q布置在出口开孔43的上游。
更详细地，第一空间49由管3(特别是管3的壁)和界定元件48界定。此外，第一空间49通向内部环境11。甚至更特别地，界定元件48在第一空间49本身的下游部分(相对于路径Q)，特别是底部处界定第一空间49。
更详细地，在使用中，第二空间50由管3(特别是管3的壁)、界定元件48和一个相应的(待形成的)包装2的横向密封部分6界定。
换言之，第二空间50在平行于路径Q(即平行于轴线L)的方向上从界定元件48延伸到横向密封部分6。
换言之，界定元件48在第二空间50本身的上游部分(相对于路径Q)，特别是在上部处界定第二空间50；并且横向密封部分6在第二空间50本身的下游部分(相对于路径Q)，特别是在底部处界定第二空间50。
更详细地，第一空间49沿管推进路径Q布置在第二空间50的上游。甚至更特别地，第一空间49沿路径Q布置在界定元件48的上游，并且第二空间50沿路径Q布置在界定元件48的下游。在所示的具体示例中，第二空间50位于第一空间49下方。
根据所公开的优选的非限制性实施方案，加压装置47还适于(被配置为)特别是在使用中连续地将无菌气体流引导到第二空间50中，以获得高于第一空间49内的气压的第二空间50内的气压。
特别地，如从下面的描述中将变得清楚的，第二空间50限定了管3内的高压区，并且第一空间49限定了管3内的低压区。
在本申请的上下文中，高压区应被理解为使得内部压力落在高于环境压力约5kPa至40kPa(0.05巴至0.40巴)，特别是约10kPa至30kPa(0.1巴至0.30巴)的范围内[即第二空间50内的压力落在高于环境压力约5kPa至40kPa(0.05巴至0.40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50被过度加压。
低压区应被理解为使得压力略高于环境压力。特别地，仅略高于环境压力意味着压力优选地落在高于环境压力100Pa至500Pa(0.001巴至0.005巴)之间的范围内。
优选但非必须地，第一空间49与内部环境11(直接)流体连接。因此，存在于第一空间49中的无菌气体可以流到内部环境11。
特别地，管3(及其中间体)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49内的压力(基本上)等于隔离室10中(特别是在内部环境11中)存在的给定压力。换言之，优选地，第一空间49内的压力在高于环境压力100Pa至500Pa(0.001巴至0.005巴)的范围内。
更具体地，在使用中，界定元件48沿路径Q布置在上述初始高度的下游。换言之，界定元件48定位在接缝部分23从其沿下游方向(相对于路径Q)延伸的点的下方。换言之，界定元件48布置在一个位置的下方，第一边缘16和第二边缘17从该位置处叠放以形成接缝部分23。
更详细地，第二空间50由界定元件48和相应包装2的相应横向密封部分6(特别是在使用中被放置在界定元件48下游的横向密封部分6)界定。
此外，在使用中，填充装置14，特别是填充管道31，适于(被配置为)将可倾倒产品引导到第二空间50中。因此，在使用中，第二空间50包含可倾倒产品和加压的无菌气体。加压的无菌气体提供了正确形成包装2所需的静水力(即，换言之，无菌气体代替了管3内可倾倒产品柱的作用)。
优选地但非必须地，界定元件48被设计为在使用中提供至少一个流体通道51，特别是具有环形形状的流体通道，其用于将第二空间50与第一空间49流体连接，以在使用中允许从第二空间50进入第一空间49的无菌气体泄漏流。特别地，在使用中，无菌气体通过流体通道51从第二空间50(高压区)泄漏到第一空间49(低压区)。通过提供流体通道51，有可能以增加的精度控制第二空间50内的气压。
优选地但非必须地，在使用中，界定元件48被设计成使得在使用中，流体通道51由管3的内表面与界定元件48(特别是界定元件48的外围部分52)之间的间隙提供。
替代地或附加地，界定元件48可以包括一个或多个通路，其用于允许在第一空间49和第二空间50之间进行流体连接。
优选但非必须地，界定元件48被布置成使得在使用中，流体通道51由外围部分52和在使用中推进的管3的内表面界定。换言之，在使用中，界定元件48和管3的内表面彼此不接触。因此，由于界定元件48和管3之间的相互作用，界定元件48不发生磨损。同样，界定元件48在使用中不会损坏管3的内表面。
更详细地，界定元件48的径向延伸部小于管3的内径。优选但非必须地，在形式改变导致管3的内径变化的情况下，界定元件48可以更换为新的界定元件48。
在所示的具体情况下，界定元件48具有弯曲的外部轮廓。替代地，可以选择界定元件48的其他构造，例如具有基本笔直的形状或具有笔直的中心部分和弯曲的外围部分。
优选但非必须地，加压装置47被配置为通过以各种流速在第二空间50内保持基本恒定的气压来允许可变的无菌气体流量(即，适于控制变化的流速)。
特别地，加压装置47被配置为提供约10至200Nm3/h，特别是20至180Nm3/h，甚至更特别是约25至150Nm3/h的可变的无菌气体流量。
优选但非必须地，加压装置47适于根据从第二空间50特别是至少通过流体通道51流到第一空间49的无菌气体而改变无菌气体的流量。加压装置47的这种配置是有利的，因为管3在使用中会轻微起伏，这意味着直径(或等效半径)在使用中会轻微波动，特别是由于第一边缘16和第二边缘17的重叠部的延伸量有微小变化。这又导致流体通道51的尺寸的波动，并因此导致从第二空间50通过流体通道51流到第一空间49的无菌气体的量的波动。
换言之，根据从第二空间50特别是通过流体通道51到第一空间49的无菌气体的量，加压装置47被配置为控制无菌气体进入第二空间50的流量，并且同时被配置为保持第二空间50内的压力基本恒定。
优选但非必须地，加压装置47被配置为使得无菌气体从第二空间50到第一空间49的更高损失通过增加进入第二空间50的无菌气体的流量和基本保持第二空间50内的恒定压力来补偿(并因此，通过减少进入第二空间50的无菌气体的流量和基本保持第二空间50内的压力恒定，补偿从第二空间50到第一空间49的无菌气体减少的损失)。
优选但非必须地，加压装置47适于(被配置为)将第二空间50内的气压控制在高于环境压力5kPa至40kPa(0.05巴至0.40巴)，特别是10kPa至30kPa(0.10巴至0.30巴)之间的范围内。
有利地但并非必须地，加压装置47包括从内部环境11进入第二空间50并返回到内部环境11的闭合的无菌气体回路。这允许简化设备1的整体构造，特别是有关控制和供应无菌气体的构造。
根据所公开的优选的非限制性实施方案，加压装置47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50中。
优选但非必须地，加压装置47至少包括：
-一个泵装置53，其被配置为从内部环境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50中；以及
-一个控制单元54，其适于控制泵装置53的操作。
优选但非必须地，泵装置53是旋转机器，甚至更特别是压缩机。
优选但非必须地，旋转机器，特别是压缩机，被配置为以高旋转速度操作。更具体地，旋转机器，特别是压缩机，被配置为以在10000至100000rpm，特别是20000至80000rpm，甚至更特别是30000至60000rpm范围内的旋转速度操作。
更详细地，控制单元54适于(被配置为)根据卷材4的推进速度和/或管3的推进速度(两个推进速度相等)和/或要形成的包装2的形式或形状和/或要形成的包装2的体积中的至少一个来控制泵装置53，特别是旋转机器，甚至更特别是压缩机的操作参数中的至少一个，特别是旋转速度。
优选地并且特别参考图3，旋转机器，特别是压缩机，被配置为使得所提供的压力随着旋转速度的增加而增加。
图3示出了表示为f1、f2和f3(其中f1小于f2，以及f2小于f3)的三个不同旋转速度下“压力-无菌气体流量”曲线的三个示例。
优选但非必须地，旋转机器，特别是压缩机，被配置为通过保持第二空间50内的基本恒定的气压，特别是根据从第二空间50(通过流体通道51)到第一空间49的气体流量来实现无菌气体的可变流量。
图3的三个示例性“压力-无菌气体流量”曲线表明，曲线具有基本平坦的轮廓。这意味着无菌气体流量的变化对旋转机器，特别是压缩机所提供的压力基本上没有影响。
优选但非必须地，加压装置47包括气体进给管道55，其与内部环境11和第二空间50至少间接地流体连接，以将无菌气体从内部环境11引导到第二空间50中。特别地，气体进给管道55与第二空间50至少间接地流体连接。优选但非必须地，气体进给管道55与泵装置53，特别是旋转机器，甚至更特别是压缩机至少间接地流体连接。
更详细地，气体进给管道55至少包括主体部分56，该主体部分56在使用中在管3内延伸。特别地，主体部分56与主体管道部分32平行(优选但非必须同轴)延伸。
在所示的具体示例中，填充管道31至少部分地在气体进给管道55内延伸。替代地，气体进给管道55可以至少部分地在填充管道31内延伸。
更详细地，至少主体管道部分32至少部分地在主体部分56内延伸。
特别地，主体管道部分32的横截面直径小于主体部分56的横截面直径。
优选但非必须地，气体进给管道55和填充管道31限定/界定用于将无菌气体进给到第二空间50中的环形导管57。特别地，环形导管57由气体进给管道55的内表面和填充管道31的外表面界定。
换言之，在使用中，无菌气体通过环形导管57被引导到第二空间50中。
加压装置47还包括：
-气体导管58，其与泵装置53(特别是旋转机器，甚至更特别是压缩机)和气体进给管道55直接流体连接；以及
-气体导管59，其与内部环境11和泵装置53(特别是旋转机器，甚至更特别是压缩机)直接流体连接。
因此，在使用中，无菌气体通过气体导管59从内部环境11中抽出，然后由泵装置53，特别是旋转机器，甚至更特别是压缩机进行加压(压缩)，然后通过气体导管58和气体进给管道55引导到第二空间50中。
优选但非必须地，界定元件48可拆卸地连接到填充管道31和/或气体进给管道55的至少一部分。特别地，界定元件48以浮动的方式(即具有游隙)连接到填充管道31和/或气体进给管道55的至少一部分。特别地，以浮动的方式意味着界定元件48适于平行于和/或横向于至少轴线M(和轴线L)而(稍微)移动。换言之，界定元件48适于平行和/或横向于在使用中推进的管3而(稍微)移动。
在图1和2所示的具体情况下，界定元件48可拆卸地连接到气体进给管道55。
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连续地填充有可倾倒产品。
更详细地，包装设备1的操作包括：
-用于使卷材4沿路径P推进的第一推进步骤；
-管形成和密封步骤，在此期间，将卷材4形成为管3，并且特别是沿接缝部分23纵向密封管3；
-第二推进步骤，在此期间，沿路径Q推进管3；
-填充步骤，在此期间，将可倾倒产品填充到管3中；以及
-包装形成步骤，在此期间，由管3形成包装2，特别是通过使管3[相应(下部)部分]成形并横向密封和切割管3而形成包装2。
更详细地，管形成和密封步骤包括使第一边缘16和第二边缘17彼此逐渐重叠以形成接缝部分23的子步骤和纵向密封管3，特别是接缝部分23的子步骤。
填充步骤包括将可倾倒产品通过填充管道31引导到第二空间48中的子步骤。
在包装形成步骤期间，通过在管形成和密封步骤之后容纳管3的包装形成单元15的操作来形成包装2。特别地，在包装形成步骤期间，操作组件35和相对操作组件36沿它们各种的输送路径推进。当操作组件35及其相应的相对操作组件36沿它们各自的操作部分推进时，操作组件35和相应的相对操作组件36彼此协作以使推进的管3成形，横向密封并且优选但非必须地进行横向切割，以便形成包装2。在包装形成步骤期间，将可倾倒产品连续地引导到第二空间50中以便获得填充的包装2。
包装设备1的操作还包括加压步骤，在此期间，将无菌气体，特别是加压(压缩)的无菌气体引导(特别是连续引导)到第二空间50中。
更详细地，在加压步骤期间，无菌气体被引导，特别是连续引导到第二空间50中，以在第二空间50内获得在高于环境压力5kPa至40kPa(0.05巴至0.40巴)之间，特别是在10kPa至30kPa(0.10巴至0.30巴)之间范围内的气压。
特别地，第二空间50容纳可倾倒产品和加压的无菌气体。
优选但非必须地，在加压步骤期间，建立从第二空间50到第一空间49的无菌气体的泄漏流。特别地，无菌气体通过流体通道51从第二空间50流到第一空间49。
根据优选的非限制性实施方案，在加压步骤期间，将无菌气体从隔离室10(特别是从内部环境11)中抽出，进行加压(压缩)，然后引导(特别是连续引导)到第二空间50中。
甚至更详细地，在加压步骤期间，泵装置53，特别是旋转机器，甚至更特别是压缩机，从隔离室10，特别是从内部环境11抽出无菌气体，加压(压缩)无菌气体，并且通过气体进给管道55将加压的(压缩的)气体引导到第二空间50中。
在加压步骤期间，泵装置53的操作参数由控制单元54根据卷材4的推进速度和/或管3的推进速度和/或待形成的包装的形式和/或形状和/或待形成的包装的体积中的至少一个来控制。
更详细地，控制单元54根据包装材料的卷材的推进速度和/或管的推进速度和/或待形成的包装的形式和/或形状和/或待形成的包装的体积中的至少一个来控制旋转机器，特别是压缩机的旋转速度。
根据前述描述，根据本发明的包装设备1的优点将显而易见。
特别地，界定元件48允许获得高压的第二空间50和低压的第一空间49。第二空间50内的加压无菌气体取代可倾倒产品柱的作用，以获得用于正确形成包装2所需的静水压力。这允许减小隔离室10的延伸部，特别是竖直延伸部。此外，将界定元件48布置在隔离室10内(与例如布置在包装形成单元15内相比)是有利的，使得在管3和/或接缝部分23在界定元件48的区域中塌陷的极少数情况下(在最坏的情况下)，无菌气体和未污染的气体会接触管3和/或填充管道31和/或界定元件48和/或气体进给管道55的内部。
另外，由于静水压力是通过无菌气体而不是通过可倾倒产品柱获得的，因此在形式改变或生产速度改变的情况下，需要对包装设备1进行的修改工作最少，并且与其中借助于可倾倒产品柱而获得静水压力的设备相比，所需的时间要少得多。
另一个优点在于，由于从第二空间50到第一空间49的无菌气体的泄漏流，可以精确地控制第二空间50内的气压。特别地，从第二空间50到第一空间49的无菌气体的泄漏流允许降低压力随时间演变的梯度变陡的风险。
进一步的优点在于提供了对界定元件48的设计，使得流体通道51由管3的内表面和界定元件48之间的间隙提供。因此，界定元件48和管3的内表面之间没有接触。因此，界定元件48不会损坏管3的内表面。同样，碎片颗粒进入包装2的风险也受到显著限制。
更进一步的优点在于以下事实：被引导进入第二空间50中的无菌气体是从内部环境11中获取的。因此，不需要额外的无菌气体源，从而简化了设备1的设计和无菌气体流量的控制。
显然，在不脱离所附权利要求所限定的保护范围的情况下，可以对本文所述的包装设备1进行改变。
在未示出的替代实施方案中，填充管和气体进给管道可以彼此间隔且平行地布置。
在未示出的另一替代实施方案中，界定元件可以被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将第二空间与第一空间进行流体连接。

Claims (16)

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)，所述包装设备(1)包括：
-输送装置(7)，其适于沿推进路径(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)隔离开；
-管形成和密封装置(13)，其至少部分地布置在所述隔离室(10)内，并且适于由在使用中推进的包装材料的所述卷材(4)形成管(3)并将所述管(3)纵向密封；其中，所述输送装置(7)还适于沿管推进路径(Q)推进所述管(3)；
-界定元件(48)，其在使用中布置在所述管(3)内并被设计为将所述管(3)分隔成与所述内部环境(11)流体连接的第一空间(49)和沿所述管推进路径(Q)布置在所述第一空间(49)下游的第二空间(50)；
-填充装置(14)，其适于在使用中将可倾倒产品引导到所述第二空间(50)中；
-加压装置(47)，其被配置为在使用中将无菌气体流引导到所述管的所述第二空间(50)中，以获得高于所述第一空间(49)内的气压的所述第二空间(50)内的气压；
-包装形成单元(15)，其适于至少从在使用中推进的管(3)形成并横向密封包装(2)；
其中，所述界定元件(48)布置在所述隔离室(10)内。
2.根据权利要求1所述的包装设备，其中，所述隔离室(10)包括出口开孔(43)，其用于在所述管(3)沿所述管推进路径(Q)推进期间，允许所述管(3)离开所述隔离室(10)；
其中，所述界定元件(48)沿所述管推进路径(Q)布置在所述出口开孔(43)的上游。
3.根据权利要求2所述的包装设备，其中，所述隔离室(10)包括密封组件(46)，所述密封组件(46)被配置为在使用中与使用中推进的所述管(3)协作地密封所述出口开孔(43)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的包装设备，其中，所述管形成和密封装置(13)包括管形成单元(22)，所述管形成单元(22)被配置为通过使包装材料的所述卷材(4)的第一侧向边缘(19、20)和第二侧向边缘(20、10)重叠以形成纵向密封部分(23)而将包装材料的所述卷材(4)逐渐折叠为所述管(3)；
其中，所述密封部分(23)沿所述管推进路径(Q)从初始高度向下游方向延伸；
其中，所述界定元件(48)沿所述管推进路径(Q)布置在所述初始高度的区域中和/或所述初始高度的下游。
5.根据前述权利要求中任一项所述的包装设备，其中，所述界定元件(48)被设计为在使用中提供至少一个流体通道(51)，所述流体通道(51)用于将所述第二空间(50)与所述第一空间(49)进行流体连接，并且在使用中允许从所述第二空间(50)到所述第一空间(49)的无菌气体的泄漏流。
6.根据权利要求5所述的包装设备，其中，所述流体通道(51)具有环形形状。
7.根据权利要求5或6所述的包装设备，其中，在使用中，所述流体通道(51)由所述界定元件(48)的外围部分(52)和在使用中推进的所述管(3)的内表面界定。
8.根据前述权利要求中任一项所述的包装设备，其中，所述加压装置(47)适于通过保持所述第二空间(50)内的基本恒定的气压来允许可变的无菌气体流量。
9.根据前述权利要求中任一项所述的包装设备，其中，所述加压装置(47)被配置为将所述第二空间(50)内的所述气压控制在高于环境压力5kPa至40kPa之间，特别是10kPa至30kPa之间。
10.根据前述权利要求中任一项所述的包装设备，其中，所述加压装置(47)流体地连接到所述隔离室(10)的所述内部环境(11)，并且适于在使用中将存在于所述内部环境(11)中的所述无菌气体的至少一部分引导到所述管(3)的所述第二空间(50)中。
11.根据权利要求10所述的包装设备，其中，所述加压装置(47)包括：
-至少一个泵装置(53)；以及
-至少一个控制单元(54)，其适于根据包装材料的所述卷材的推进速度和/或所述管的推进速度和/或待形成的包装的形式和/或形状和/或待形成的所述包装的体积中的至少一个来控制所述泵装置(47)的操作参数。
12.根据权利要求11所述的包装设备，其中，所述泵装置(53)是旋转机器，特别是压缩机，并且所述控制单元(54)适于至少根据包装材料的所述卷材的推进速度或所述管的推进速度或待形成的所述包装的形式或形状或待形成的所述包装的体积来控制所述旋转机器的旋转速度。
13.根据前述权利要求中任一项所述的包装设备，其中，所述填充装置(14)最后包括填充管(31)，所述填充管(31)在使用中至少部分地在所述管(3)内延伸并且适于在使用中将所述可倾倒产品引导到所述第二空间(50)中；以及
其中，所述加压装置(47)包括气体进给管道(55)，所述气体进给管道(55)与所述内部环境(11)和所述第二空间(50)至少间接流体连接以将所述无菌气体从所述内部环境(11)引导到所述第二空间(50)中。
14.根据权利要求13所述的包装设备，其中，所述气体进给管道(55)的至少一部分和所述填充管(31)的至少一部分彼此同轴地布置。
15.根据权利要求13或14所述的包装设备，其中，所述界定元件(48)连接到所述填充管(31)和/或所述气体进给管道(55)的至少一部分。
16.根据前述权利要求中任一项所述的包装设备，其中，所述界定元件(48)适于沿与在使用中推进的所述管(3)平行的方向移动。
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