CN116368068A - 灌装机及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种灌装机(100)，具有加工单元(600)，该加工单元包括：加工站(612，614，616)；以及传送系统(601)，配置成用于将容器前体传送通过加工站。传送系统包括：多个穿梭器或运送器(602)，配置成用于沿着轨道(604)运送容器前体通过加工站；以及穿梭器推进系统，允许沿着轨道单独地推进每个穿梭器。还公开了一种相应的方法。

Description

灌装机及其操作方法
技术领域
本公开总体涉及一种灌装机，用于生产灌装有可灌注食品的纤维素基多层复合容器。
具体地，本公开涉及一种用于形成纤维素基多层复合容器前体并灌装和密封该容器前体以形成所述容器的灌装机。本公开还涉及一种操作灌装机的方法。
背景技术
用于利用产品(特别是流体食品)来灌装由纤维素基多层复合材料(例如纸板复合材料)制成的包装容器的灌装机在现有技术中是已知的。例如，参考EP0936992B1和US10196163B2来配置已知的灌装机。
本公开涉及多种设备和方法，这些设备和方法可以解决或至少减少上述问题或挑战中的至少一个问题或挑战。
发明内容
根据本发明的灌装机的特征是权利要求1的特征。根据本发明的方法的特征是权利要求7的特征。根据本发明的灌装机和方法的优选实施方式的特征是从属权利要求的特征。
根据一个方面，本公开提供了一种灌装机，包括加工单元，加工单元包括：至少一个加工站；以及传送系统，配置成用于将容器前体传送通过至少一个加工站，该传送系统包括：多个穿梭器或运送器，配置成用于沿着轨道运送容器前体通过至少一个加工站；以及穿梭器推进系统，允许沿着轨道单独地推进每个穿梭器或运送器。
穿梭器推进系统可以包括配置成用于沿着轨道单独地推进每个穿梭器或运送器的电动长定子直线电机。
每个穿梭器或运送器可以包括用于运送容器前体的单个的保持部或容纳部，或者配置成用于运送多个容器前体并行通过至少一个加工站的多个保持部或容纳部。
至少一个加工站可以包括以下加工站中的至少一个加工站：
-底部密封站，配置成用于对容器前体进行底部密封；
-消毒站，配置成用于对容器前体进行消毒：
-灌装站，配置成用于利用可灌注食品灌注容器前体：以及
-顶部密封站，配置成用于对容器前体进行顶部密封。
灌装机可以包括：容器前体成形单元，配置成用于形成底部密封的容器前体；以及转移单元，配置成用于将底部密封的容器前体从成形单元转移到加工单元，转移单元包括：多个穿梭器或运送器，配置成用于沿着轨道将容器前体从成形单元运送到加工单元；以及穿梭器推进系统，允许沿着轨道单独地推进转移单元的每个穿梭器或运送器。
转移单元的穿梭器推进系统可以包括配置成用于沿着转移单元的所述轨道单独地推进转移单元的每个穿梭器或运送器的电动长定子直线电机。
根据另一方面，本公开提供了一种操作灌装机的方法，该灌装机包括加工单元，加工单元包括用于加工容器前体的至少一个加工站。该方法包括步骤：在沿着轨道行进通过加工单元的能够单独推进的多个穿梭器或运送器中将容器前体传送通过至少一个加工站。
该方法可以包括步骤：以第一索引(first index)的方式将容器前体传送通过所述至少一个加工站中的第一个加工站，并且以不同于第一索引的第二索引的方式将容器前体传送通过所述至少一个加工站中的第二个加工站。
相邻的穿梭器或运送器之间的距离在穿梭器或运送器行进通过加工单元时可以是不恒定的。例如，相邻的穿梭器或运送器之间的距离在穿梭器或运送器行进通过所述加工单元的灌装站时可以扩大。
根据另一方面，本公开提供了一种灌装机，包括加工单元，该加工单元包括：至少一个加工站；以及传送系统，配置成用于将容器前体传送通过至少一个加工站，该传送系统包括：多个穿梭器或运送器，配置成用于沿着轨道运送容器前体通过至少一个加工站；以及穿梭器推进系统，允许沿着轨道单独地推进每个穿梭器或运送器，灌装机包括：容器前体成形单元，配置成用于形成底部密封的容器前体；以及转移单元，配置成用于将底部密封的容器前体从成形单元转移到加工单元，转移单元包括：多个穿梭器或运送器，配置成用于沿着轨道将容器前体从成形单元运送到加工单元；以及穿梭器推进系统，允许沿着轨道单独地推进转移单元的每个穿梭器或运送器，其中，转移单元包括配置成接收单列形式的纸盒前体并在两个或更多个并行加工通道中将纸盒前体转移到加工单元的转移站。
上面讨论的本公开的每个方面的优选的和/或可选的特征可以在本发明的其他方面中单独地使用，或者可以在本发明的其他方面中以适当的组合使用。
附图说明
为便于理解本发明，附上以下附图：
图1是灌装机的一实施方式的示意图；
图2是根据图1的灌装机的转移单元在第一加工实例下的示意图；
图3是根据图2的转移单元在第二加工实例下的示意图；并且
图4是加工单元的可替代的实施方式的示意图；并且
图5是加工单元的又一可替代的实施方式的示意图。
除非上下文另有明确说明或隐含理解，否则在附图中使用相同的参考标记来表示相同的部件、元件或特征。
具体实施方式
在下文中，将参考附图更详细地描述灌装机的实施方式。然而，具体来说，所要求保护的发明不限于本文中包含的实施方式和图示，而是包括修改形式的实施方式，这些修改形式的实施方式包括实施方式的一部分和不同实施方式的元件的组合，这些都落入所附权利要求的范围内。应当理解的是，在任何此类实际实现方式的开发中，如在任何工程项目或设计项目中，必须做出很多实现方式、具体决策以实现开发者的具体目的(诸如遵守系统和/或商业相关的约束)，这些具体目的可能从本发明的一个实现方式到另一个实现方式而不同。此外，应当理解的是，此类开发工作可能是复杂且耗时的，然而对于受益于本公开的技术人员来说，这是设计、生产和制造的常规工作。
图1公开了一种灌装机100，该灌装机包括成形单元200、转移单元400和加工单元600。图2更详细地公开了成形单元200和转移单元400。
成形单元200配置为从储存单元(未公开)接收平面的、折叠的复合材料盒状形式或套筒形式的容器前体。平面折叠的容器前体被提升成管状形式并在成形单元200的底部密封站202中进行底部密封。根据灌装机100中要生产的容器的类型，容器前体102还可以在成形单元200中设置有开口装置104，例如包括可重新盖紧的盖(参见图2)。
在本实施方式中，底部密封站202包括运输轮204，该运输轮配置成阶梯式旋转并具有多个径向向外延伸的平行接收器206。接收器206通常采取心轴的形式，管状容器前体被推到该心轴上，并且随后进行底部密封。在本实施方式中，底部密封站202包括两个运输轮并因此配置成对平行的两个容器前体进行底部密封。
在容器前体已经进行底部密封后，容器前体从心轴206释放并被转移到转移单元400。转移单元400包括多个穿梭器或运送器402，每个穿梭器或运送器配置成用于从成形单元200接收底部密封但顶部敞开的容器前体并将该容器前体运输到加工单元600。在本实施方式中，每个穿梭器402配置成仅接收并运送单个的容器前体，并且为此目的，每个穿梭器包括单个的保持部或容纳部406。
在操作中，穿梭器402以单列形式沿着轨道404行进，该轨道形成在成形单元200与加工单元600之间延伸的闭合环路。转移单元400包括穿梭器推进系统，该穿梭器推进系统允许沿着轨道404单独地推进每个穿梭器402，即允许每个穿梭器402独立于其上游和下游相邻的穿梭器沿着轨道404移动。为了允许此类推进，轨道404可以包括沿着轨道404延伸的引导导轨和电动长定子直线电机，引导导轨配置成用于沿着轨道404运送穿梭器402，并且直线电机用于利用永磁体沿着引导导轨单独地推进每个穿梭器402。推进系统可以例如基于商品名称为SUPERTRAK和ACOPOSTRAK出售的系统中的任一个系统。
加工单元600包括配置成用于引导容器前体通过加工单元600的传送系统601。传送系统601包括多个穿梭器或运送器602，这些穿梭器或运送器配置成用于从转移单元400接收底部密封但顶部敞开的容器前体并引导这些容器前体通过加工单元600。在图1至图3中所示的实施方式中，加工单元600具有三个并行加工通道。因此，在该实施方式中，每个穿梭器602包括三个保持部或容纳部606(参见图3)以允许每个穿梭器602引导三个容器前体并行通过加工单元600。
在转移单元400的面向加工单元600的端部处的转移站408处，穿梭器402配置成以三个为一组的方式聚集，即该穿梭器的数量对应于加工单元600中的并行加工通道的数量。然后，穿梭器602移动到所聚集的一组穿梭器402附近，并且容器前体从穿梭器402被转移到穿梭器602。因此，在本实施方式中，转移单元400具有两个容器前体输入部和三个容器前体输出部。换句话说，转移单元400配置成并行地接收两个纸盒前体并且并行地输出三个纸盒前体。
在操作中，穿梭器602以单列的形式沿着轨道604行进通过加工单元600，该轨道包括一组基本上平行的引导导轨608(参见图1)。
引导导轨608配置成引导穿梭器602通过配置成用于对容器前体进行消毒的消毒站612、配置成用于利用可灌注食品来灌装容器前体的灌装站614以及配置成用于对容器前体进行顶部密封的顶部密封站616。这些站在本领域中是已知的，在这里将不再进一步讨论。在顶部密封站616之后，现在完成的容器从穿梭器602被转移到卸料站或出料站618，以从加工单元600卸料并准备用于进一步分配。
当容器已从穿梭器被转移到卸料站618时，穿梭器602经由返回传送器610返回到轨道604的起点以接收新的一组容器前体。在本实施方式中，返回传送器610包括带式传送器，该带式传送器包括两个平行的带，该带配置成运送要返回到轨道604的起点的穿梭器。然而，原则上，可以使用任何类型的返回传送器。第一升降机620配置成将穿梭器602从引导导轨608降低到返回传送器610，并且第二升降机622配置成将穿梭器602从返回传送器610升高到引导导轨608。
在操作中，穿梭器604以单列的形式沿着轨道604行进。与转移单元400类似，传送系统601包括穿梭器推进系统，该穿梭器推进系统允许沿着轨道604单独地推进每个穿梭器602，即不迫使穿梭器与其他穿梭器一起移动，从而允许每个穿梭器602独立于其上游和下游相邻的穿梭器沿着轨道604移动。为了允许此类推进，电动长定子直线电机(未示出)可以沿着引导导轨608中的至少一个引导导轨延伸，该直线电机配置成沿着引导导轨608单独地推进每个穿梭器602。如在转移单元400中一样，推进系统可以例如基于商品名称为SUPERTRAK和ACOPOSTRAK出售的系统中的任一个系统。
穿梭器604可以依次地被推进通过加工单元600，例如以图4中公开的单个索引(single index)的方式。可替代地，穿梭器604可以配置成以同步组的方式移动通过加工单元600，例如以图1中公开的两个为一组(双索引(double index))的方式、以图5中公开的三个为一组(三索引(triple index))的方式，或者以任何其他数量的组的形式。此外，由于每个穿梭器604沿着轨道604被单独地推进，因此穿梭器可以配置成以第一索引的方式(例如以两个同步组(双索引)的方式)移动通过一个加工站，并且以第二索引的方式(例如以三个同步组(三索引)的方式)通过随后的加工站。例如，穿梭器可以配置成以双索引的方式移动通过消毒站612并以三索引的方式移动通过灌装站614。此外，也是由于穿梭器604被单独地推进，相邻的穿梭器之间的距离可以沿着轨道604进行调节。例如，在灌装站中相邻的穿梭器之间的距离比在消毒站中相邻的穿梭器之间的距离更大可能是有利的。
通过允许每个穿梭器604独立地行进通过加工单元600，在每个加工站中的停留时间可以采用为该加工站的最优选的停留时间。此外，如果穿梭器604由于一些原因而无法继续行进通过加工单元600，则下游的穿梭器可以不受阻碍地继续通过加工单元600，从而防止加工单元的立即关停并在不立即停止容器生产的情况下提供时间来解决这种情况。
在图1至图3中所示的实施方式中，加工单元600具有三个并行加工通道，并且因此每个穿梭器602设置有三个保持部或容纳部606。然而，应理解，在其他实施方式中，加工单元可以具有不同数量的并行加工通道，例如两个、四个或者甚至仅一个加工通道。在这种情况下，穿梭器602可以设置有相应数量的并行的保持部或容纳部608，并且转移单元400可以采用为在转移站408处聚集相应数量的穿梭器402。因此，可以容易地采用所公开的加工单元的传送系统来处理不同的吞吐量需求和不同的加工站配置。
图4中示出了加工单元600’的可替代的实施方式，在这种情况下，传送系统601’的穿梭器602’设置有五个并行的保持部或容纳部606’，并且因此，加工单元600’设置有五个加工通道。此外，加工单元600’以单个索引的方式操作，即穿梭器604依次被推进通过加工单元600’。
图5中示出了加工单元600”的又一个可替代的实施方式，在这种情况下，加工单元600”是五个通道，三索引系统。
应理解，为清楚起见，已在上面的分开的实施方式的上下文中进行描述的本发明的某些特征也可以在单个实施方式中组合提供。相反，为简洁起见，已在上面的单个实施方式的上下文中进行描述的本发明的多个特征也可以分开提供或以任何合适的子组合提供。
具体地，应理解，关于一个具体实施方式描述的特征可以与关于其他实施方式描述的特征互换。例如...
在前述描述中，已经参考说明性实施方式描述了灌装机的多个方面。出于解释的目的，对具体数量、系统和配置进行阐述，以便提供对设备及其工作原理的全面理解。然而，该描述不旨在以限制的含义进行解释。对于所公开的主题所属领域中的技术人员来说显而易见的说明性实施方式以及设施设备的其他实施方式的多种修改和变型应视为落入由所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种灌装机(100)，包括加工单元(600，600’，600”)，所述加工单元包括：至少一个加工站(612，614，616)；以及传送系统(601)，所述传送系统配置成用于将容器前体(102)传送通过所述至少一个加工站(612，614，616)，所述传送系统(601)包括：多个穿梭器或运送器(602)，配置成用于沿着轨道(604)运送所述容器前体通过所述至少一个加工站(612，614，616)；以及穿梭器推进系统，允许沿着所述轨道(604)单独地推进每个所述穿梭器或运送器(602)。
2.根据权利要求1所述的灌装机(100)，其中，所述穿梭器推进系统包括电动长定子直线电机，所述电动长定子直线电机配置成用于沿着所述轨道(604)单独地推进每个所述穿梭器或运送器(602)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的灌装机(100)，其中，每个所述穿梭器或运送器(602)包括用于运送容器前体的单个的保持部或容纳部(606)，或者配置成用于运送多个容器前体并行通过所述至少一个加工站(612，614，616)的多个保持部或容纳部(606)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的灌装机(100)，其中，所述至少一个加工站包括以下加工站中的至少一个加工站：
-底部密封站(202)，配置成用于对容器前体(102)进行底部密封；
-消毒站(402)，配置成用于对所述容器前体进行消毒：
-灌装站(404)，配置成用于利用能灌注食品灌装所述容器前体：以及
-顶部密封站(406)，配置成用于对所述容器前体进行顶部密封。
5.根据前述权利要求中任一项所述的灌装机(100)，包括：容器前体成形单元(200)，配置成用于形成底部密封的容器前体；以及转移单元(400)，配置成用于将所述底部密封的容器前体从所述成形单元(200)转移到所述加工单元(600，600’，600”)，所述转移单元(400)包括：多个穿梭器或运送器(402)，配置成用于沿着轨道(404)将所述容器前体从所述成形单元(200)运送到所述加工单元(600，600’，600”)；以及穿梭器推进系统，允许沿着所述轨道(404)单独地推进所述转移单元(400)的每个穿梭器或运送器(402)。
6.根据权利要求5所述的灌装机(100)，其中，所述转移单元(400)的所述穿梭器推进系统包括电动长定子直线电机，所述电动长定子直线电机配置成用于沿着所述转移单元(400)的所述轨道(404)单独地推进所述转移单元(400)的每个穿梭器或运送器(402)。
7.一种操作灌装机(100)的方法，所述灌装机包括加工单元(600，600’，600”)，所述加工单元包括用于加工容器前体的至少一个加工站(612，614，616)，其特征在于，在沿着轨道(604)行进通过所述加工单元(600，600’，600”)的能够单独推进的多个穿梭器或运送器(602)中，将所述容器前体传送通过所述至少一个加工站(612，614，616)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，以第一索引的方式将所述容器前体传送通过所述至少一个加工站(612，614，616)中的第一个加工站，并且以不同于所述第一索引的第二索引的方式将所述容器前体传送通过所述至少一个加工站(612，614，616)中的第二个加工站。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，相邻的穿梭器或运送器(602)之间的距离在所述穿梭器或运送器(602)行进通过所述加工单元(600，600’，600”)时是不恒定的。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，相邻的穿梭器或运送器(602)之间的距离在所述穿梭器或运送器(602)行进通过所述加工单元(600，600’，600”)的灌装站(614)时扩大。
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