用于对容器进行脱气和充气的装置和方法与流程

本发明涉及一种用于在包装装置中对容器、尤其已经填充的未封闭容器进行脱气和充气的装置和方法。

背景技术：

因为通过氧气和/或空气湿度损害许多产品、尤其食品的耐久性，因此通常已知的是将包装抽真空并随后以气密方式封闭。另外已知的是，进行气体交换(gasaustausch,有时也称为气体更换)，也就是说，首先将容器抽真空，且然后填充以惰性气体。

对于气体交换，例如从ep0566173a1中已知一种用于对容器进行脱气和充气的装置，该装置包括运输容器的圆盘传送带(rundlaeufer)，该圆盘传送带带有多个位置，其相应具有承载板并且借助于钟罩通过提升承载板可封闭。每个钟罩具有联接开口，其布置在圆盘传送带上面并且终止于与圆盘传送带一起旋转的盘。邻接于旋转盘布置有固定盘，其带有用于真空泵和气体供应装置的联接部，其中，在固定盘处设置缝口，终止在旋转盘处的联接部根据圆盘传送带的位置经由该缝口与用于脱气的真空泵或用于充气的气体供应装置(gaszufuhr)连通。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于以高过程质量对容器进行脱气和充气的装置和方法。

该目的通过根据权利要求1所述的装置和根据权利要求10所述的方法来实现。

根据第一方面，提供了一种用于对容器进行脱气和充气的装置，其包括至少一个腔室，在该腔室中可容纳敞开的容器以用于脱气和/或充气，其中在腔室中设置有用于所容纳的敞开的容器的覆盖元件，其中，覆盖元件为了脱气和/或充气可密封地放置到所容纳的敞开的容器的容器边缘上或可密封地放入到所容纳的敞开的容器的内部空间中，并且其中覆盖元件具有用于气体通过的至少一个开口。

在对尤其粉末状的产品(如奶粉)进行脱气或充气期间有可能的是，产品颗粒扬起并利用待从容器中移除的空气被吸入，或者随后利用填入的气体又被吹出。通过覆盖元件防止了产品颗粒沉积在容器边缘处或邻接于容器边缘的内部空间处。

覆盖元件在其形状方面适配于容器的形状。容器具有例如圆形的横截面。在此，在一设计方案中，设置有带有同样圆形开口的环形覆盖元件。在一设计方案中，覆盖元件的开口的开口尺寸接近等于容器的开口的开口尺寸，其中，覆盖元件仅用于保护容器边缘不受污染。

然而已经证实，如果容器的内部经由其与周围环境连通的开口尽可能小，则可减少在特定产品中由于吸入的颗粒引起的可能的产品损失。因此，在特别的设计方案中设置成，这一个开口的开口尺寸小于容器的开口尺寸。

在一设计方案中，为了在脱气和/或充气时的均匀流动分布，覆盖元件具有分布在覆盖元件的表面上的多个开口。在此，开口的总开口尺寸小于容器的开口尺寸。

在一设计方案中，为了进一步减少产品损失和/或腔室的污染，在覆盖元件的该至少一个开口处设置有过滤元件。过滤元件例如设计为格栅或织物、尤其设计为金属格栅-或织物。如果覆盖元件不仅在脱气中而且在随后的充气中均安置在容器上，则在充气中通过气体供应装置清洁过滤元件，其中，阻止随后被容纳在腔室中的容器由于残留的产品颗粒引起的污染。

过滤元件可由本领域技术人员根据待包装的产品、例如根据颗粒尺寸来适当地选择。

为了装置的可变使用，优选地将过滤元件可更换地容纳在覆盖元件处。

为了将容器装入到腔室中，根据使用情况适当地设计腔室，例如带有侧向上的进入开口、可移动底部等。在有利的设计方案中，腔室为了装入容器具有钟罩，其中钟罩在竖直方向上可移动地被支承，并且为了打开和关闭腔室可分别提升和下降。钟罩的尺寸限定了用于脱气或充气的工作空间。为了在不同容器尺寸的情况下最小化工作空间，在一设计方案中在钟罩处可安装有插入件(einsatz)，通过其可减小对于更小的容器尺寸的工作空间。

在一设计方案中，覆盖元件被装配在钟罩处，优选地在竖直方向上可调校地被装配。在此，覆盖元件可随钟罩下降到容器上，其中，覆盖元件相对于竖放面(aufstandsflaeche)的高度对于不同的容器尺寸优选地是可调校的。在一设计方案中，覆盖元件附加地相对于钟罩可调节地支承，以便为了可靠的密封将覆盖元件压靠到容器边缘上。

在一设计方案中，气体交换经由保留在钟罩与竖放面之间的边缘发生。在有利的设计方案中，在至少一个腔室处为了气体交换设置有至少一个、优选地两个联接开口，所述联接开口为了脱气和/或充气可与真空泵和/或气体供给装置连接。

在一设计方案中，腔室固定地布置，其中将容器装入到腔室中并在发生气体交换之后从腔室中取出。在其他设计方案中，腔室设置在运输系统、尤其圆盘传送带处，该圆盘传送带具有转动轴线和数量n个分布在圆盘传送带的圆周上的位置。在此能够在连续的方法中进行气体交换。在此，例如经由滑槽轨道实现与腔室相关联的钟罩的提升和降低。

根据第二方面，提供了一种用于对容器进行脱气和充气的方法，其中，为了进行脱气和/或充气，将容器敞开地装入到腔室中，其中，为了进行脱气和/或充气，将设置在腔室中的覆盖元件密封地放置到敞开的容器的容器边缘上或密封地放入到容器的内部空间中，并且其中气体通过经由设置在覆盖元件处的至少一个开口实现。在此，覆盖元件优选地布置成使得所述覆盖元件在封闭腔室时为了脱气和/或充气被放上或放入。然而也可考虑的是，在封闭腔室之前或之后立即放上或放入覆盖元件。

附图说明

本发明的另外优点和方面从权利要求且从本发明的优选实施例的以下描述中得出，其随后根据附图进行阐释。其中示意性地：

图1以俯视图示出了用于对容器进行脱气和充气的装置，该装置包括圆盘传送带；

图2示意性地示出了在对根据图1的圆盘传送带的位置进行装载、关闭、打开和卸载时的流程；

图3示出了根据图1的圆盘传送带的借助于钟罩封闭的位置的剖视图；

图4示出了根据图1的圆盘传送带的轴线的剖视图，该圆盘传送带具有用于介质供应和介质排出的设备，该设备包括旋转的联接组件和定子盘；

图5以剖视图示出了用于气体供应的第一转动穿引部（drehdurchfuehrung）的细节；和

图6以俯视图示出了根据图4的介质供应-和排出部的定子盘。

具体实施方式

图1以俯视图示意性地示出了用于对容器进行脱气和充气的装置1。装置1例如是用于食品和/或其他产品、尤其用于奶粉的包装装置的一部分，其中，在装置1中以如下方式进行气体交换，即，通过将填充以产品的、还未气密地封闭的容器抽真空或脱气，且随后以惰性气体、尤其n2或混合气体(例如n2和co2)填充或充气。

装置1包括带有转动轴线a和在所示实施例32中均匀分布在圆周上的多个位置20的圆盘传送带2。圆盘传送带2可间歇地或持续地绕其转动轴线a旋转。在所示的实施例中，为了进行装载和卸载，设置有与圆盘传送带2同步运行的进入轮(einlaufrad)10和离开轮12。然而也可考虑用于装载和卸载的其他设备。

圆盘传送带2允许连续的过程执行，其中可以以分布在圆盘传送带2的圆周上的方式执行不同的处理步骤。在所示的实施例中，设置六个区域i到vi。

在圆盘传送带2的第一区域i中，对圆盘传送带2进行装载或卸载以容器。

在装载之后，供应给圆盘传送带2的容器通过圆盘传送带2的转动运输并经过另外的区域、在所示的实施例中五个区域i到v。在所示的实施例中，在多个、即四个区域ii,iii,iv和v中进行脱气，其中在区域ii，iii，iv和v中施加不同的压力水平，从而使容器的抽真空逐步进行。在另一区域vi中进行以惰性气体充气。随后在第一区域i中将容器脱出并例如供应给未示出的翻边装置并封闭。

对于容器的脱气，例如所施加的真空压力在四个步骤中从环境压力出发直到例如p<50mbar的最终压力p的阶梯形增加已经证明是有利的，其中最终区域v沿圆周的长度以及因此容器在该区域v中的停留时间大于先前区域ii至iv的长度地来选择。对真空压力的阶梯状操控导致，在粉末状的产品的情况下，所谓的粉末床(pulverbett)短暂地膨胀，由此即使在粉末中的下层处也能够通风。充气优选地以轻微的超压进行。

在所示的实施例中，区域ii至iv相应具有相同的、在两个位置上延伸的长度。然而也可考虑其他设计方案。区域中的停留时间取决于其长度以及转速。在一设计方案中，区域选择成使得使得在恒定转速的情况下，区域ii至iv中的停留时间相应相等，在该实施例中区域v中的停留时间大约是在区域ii到iv中的停留时间的十倍并且在区域vi中的停留时间大约是区域ii区到iv中的停留时间的四倍。然而，所示的停留时间仅是示例性的。

为了脱气和随后的充气，位置20被封闭，尤其以气密方式封闭。

图2示意性地示出了在对根据图1的圆盘传送带2的位置20装载、关闭、打开和卸载时的流程。在位置20处，设置有钟罩22，其借助于在未示出的滑槽中被引导的换档杆24为了封闭位置20而下降，并且在完成气体交换后为了卸载位置20再次提升。钟罩22与位置20的底部21一起形成用于容纳容器的腔室。为了在腔室中进行气体交换，在每个位置20处设置未在图2中示出的至少一个联接开口，借助于钟罩22封闭的位置20的内部空间可经由该联接开口与真空泵连接用于抽真空和/或用于充气的气体供给。在所示的实施例中，底部21具有环绕的边缘，钟罩22密封地放置到该环绕的边缘上。底部21在圆盘传送带2旋转时用作用于容器3的运输平面。

在所示的实施例中，容器3以经填充的、然而未封闭的状态被供应给位置20。然而，已经证实，如果容器的内部经由其与周围环境连通的开口尽可能小，则可减少由于吸入的颗粒引起的可能的产品损失。因此，已知的是，已经将盖板放置到容器3上，然而尚未使盖板以气密方式与容器3连接。在此，气密连接在气体交换之后才进行。在所示的实施例中，为了处理没有被放上盖板的容器3，在钟罩22处设置有覆盖元件26，其被放置到敞开的容器3上。

为了使覆盖元件26相对于钟罩22运动，设置有挺杆25，其中，而也能够借助于挺杆25使覆盖元件26在被放上的状态中的高度适配于不同尺寸的容器3。为了在非常小的容器3的情况下减小借助于钟罩22封闭的位置20的内部体积，在一设计方案中，在钟罩22的内部空间中设置有插入件(未示出)。更下面将结合图3更详细地描述覆盖元件26。

图3以剖视图示意性地示出了根据图2的圆盘传送带的借助于钟罩22封闭的位置20的带有被容纳的容器3的设计方案。

如上所述，在所示的实施例中，在钟罩22处设置有覆盖元件26，其被放置到敞开的容器3上。所示的覆盖元件26具有多个圆形开口260，容器3的内部空间在被放置覆盖元件26的情形中经由这些圆形开口与周围环境连接。在所示的实施例中，覆盖元件26包括两个盘261,262，其中在盘261,262之间放入过滤元件。在其他设计方案中，省去了过滤元件并且/或者设置有也起过滤元件作用的盘。在一设计方案中，作为过滤元件设置有带有大约10μm至大约100μm的网眼大小的织物、尤其金属织物。织物的网眼大小和/或材料可由本领域技术人员根据产品、例如根据粉末级别来选择。过滤元件允许进行脱气，然而减少了产品逸出。在脱气时可能积聚在过滤元件处的颗粒在此通过气体供应在充气时又分离。因此，在经由过滤元件充气时同时进行其清洁。在一设计方案中，附加地在根据图1的第一区域i的区域中设置有用于过滤元件的清洁装置。备选地和/或附加地，在产品更换时能够更换过滤元件。

所示的覆盖元件26密封地贴靠在容器边缘31处，从而仅经由开口260进行气体交换。由此避免容器3的边缘由于在脱气时被吸入的产品颗粒引起的污染。

如所提到的那样，每个位置具有至少一个联接开口用于与真空泵和/或气体供给装置连接。在图3中所示的实施例中，设置有带有通孔的中间底部23，容器3竖放在该中间底部上，从而容器底部30与具有联接开口的底部21间隔开。在底部21处设置有第一联接开口27，借助于该第一联接开口可将位置20与气体供给装置连通。为此目的，第一管线4联接到联接开口27处，该第一管线与位置20一起绕圆盘传送带2的中央轴线移动。例如，通过挤压存在于位置2处的空气来进行气体交换。在所示的设计方案中，在底部21处设置有第二联接开口28，位置20借助于该第二联接开口可与真空泵连通。为此目的，在联接开口28处联接有第二管线5，其同样与位置20一起围绕圆盘传送带2的中央轴线移动。

管线4,5优选地关于根据图1的圆盘传送带2的中央轴线至少大致径向地延伸。

图4以剖视图示出了根据图1的圆盘传送带2的中央轴线a，该圆盘传送带具有用于气体供应的第一转动穿引部6和用于脱气的第二转动穿引部7。

第一转动穿引部6被设计为径向转动穿引部6，并且包括定子60和与圆盘传送带2一起旋转的、围绕定子60的旋转体62。旋转体62例如如所示的那样例如借助于螺纹连接部与圆盘传送带的转动碟（drehteller）29连接。旋转体62绕定子60旋转。在所示的实施例中，旋转体62借助于两个滚动轴承64支撑在定子60处。在其他设计方案中设置滑动轴承。

在旋转体62处设置通道620，其沿径向贯穿旋转体62并且具有用于与根据图1-3的位置20的第一联接开口27连接的第一联接接管66。该连接经由适当的第一管线4(以软管-或管道件等的形式)实现。为了与具有32个位置20的圆盘传送带2一起使用，设置32个第一联接接管66，其中然而在根据图4的剖视图中仅可见两个第一联接接管66，其具有与之联接的通道620。

定子60具有用于与未示出的气体供应装置连接的联接开口600和与联接开口600流体连接的通道601。通道601具有沿轴向方向延伸的第一区段以及沿径向方向延伸的第二区段。沿径向方向延伸的区段布置成与旋转体62的通道620处于同一高度，从而定子60的通道601与旋转体62的通道620中的至少一个连接，以使气体通过。

图5以剖视图示意性地示出了根据图4的转动穿引部6的设计方案的截段，该转动穿引部6包括具有通道601的定子60和具有多个相对于中央轴线a径向延伸的通道620的旋转体62。如在图4和5中可看出的那样，旋转体62的通道620终止在定子60处。所示的定子60具有带有联接到中央联接开口600处的扇形凹口的通道601和在圆周侧沿圆弧延伸的通口(muendung)602。被应用于充气的气体经由中央联接开口600被供应给位于通口602的区域中的通道620。通过旋转体62与通道620一起围绕中央轴线a的转动，位置20根据转动角度位置依次与气体供给装置连通。在此，通口的长度可根据对于气体供应的期望时长的使用情况由本领域技术人员适当地选择。

对于脱气可考虑在定子60处设置一个或多个另外的通道，其可与一个或多个真空泵连接并且其同样地与旋转体62的通道620中的一个或多个连接，以用于气体通过。

在图4中所示的实施例中，为了脱气设置有第二转动穿引部7。第二转动穿引部7被设计为轴向转动穿引部7，并且包括与圆盘传送带2一起旋转的旋转盘70和定子盘72。旋转盘70具有沿轴向贯穿旋转盘70的通道700，其在邻接于定子盘72的上侧处通到开口701中。

在定子盘72处设置有用于未示出的真空泵的联接部80。在所示的实施例中，设置用于四个真空泵的联接部80。定子盘72布置在装配板82上。销状部83设置在定子盘72处，其中，旋转盘70借助于合适的滚动轴承84支撑在销状部83处。

在所示的实施例中，在定子盘72和旋转盘70之间同样设置有滚动轴承85。定子盘72和旋转盘70具有同轴布置的环形突起部，其中，定子盘72和旋转盘70在环形突起部的区域中接触，或者在定子盘72和旋转盘70之间留有间隙。在径向方向上观察，在突起部的两侧设置固定的滑动套筒86,87。滑动套筒86,87不仅用于引导旋转盘70，而且用于相对于周围环境密封轴向转动穿引部。

在所示的实施例中，用于与第二联接开口28连接的管线5(参见图3)的联接接管67设置在旋转体62处。联接接管67关联有带有在旋转体62中沿轴向方向延伸的区段670的通道，这些通道与旋转盘70的通道700对准地取向。此外，在旋转体62和旋转盘70之间设置有与旋转体62和旋转盘70一起旋转的套筒74，其具有在轴向上贯穿套筒74的通道740。

对于脱气，位置20(参见图3)相应可借助于轴向转动穿引部7与联接在联接部80处的真空泵连接。

图6以俯视图示出了定子盘72。定子盘72包括在使用中面对根据图4的旋转盘70的上侧720，在所示的实施例中在该上侧720处设置有四个凹口721,722,723,724。在每个凹口721,722,723,724处，设置有用于根据图4的联接部80的开口725，凹口721,722,723,724相应经由这些开口与真空泵连通。

在根据图4的旋转盘70旋转期间，旋转盘70的开口701到达凹口721,722,723,724中的一个的区域中，如图4中在右侧所示的那样，从而使得相关的联接接管67与联接到凹口724处的真空泵连通。在旋转盘70的其他转动角度位置中，所述位置的开口701如图4中在左侧所示的那样通过盘72的上侧720来封闭。在所示的实施例中，通过四个凹口721,722,723,724，沿着圆盘传送带2的圆周实现了四个区域(参见图1)，其相应关联有真空泵。每个真空泵可以被适当地设计用于获得待在该区域中获得的真空压力。

在所示的实施例中，对于位置20的气体供应和抽真空设置分开的系统。这具有的优点是，在抽真空时可能被吸入到第二管线5和随后的构件中的颗粒在随后的气体供应时不被吹到位置20处。

图4中所示的实施例，在其中旋转盘70、旋转体62和套筒74被制造为分开的构件，不仅在制造方面而且在结构空间利用方面都是有利的。然而，对于本领域技术人员可看出的是，在旋转体62的改型的实施形式中，套筒74和旋转盘70也可以被设计为共同的构件并且/或者可省去套筒74。

在所示的实施例中，轴向转动穿引部7布置在径向穿引部6下面且在圆盘传送带的转动碟29下面，其中用于轴向转动穿引部7的真空泵从下面联接，并且从上面进行至径向穿引部6的气体供应。

在图4中所示的实施例中，可拆卸包括旋转盘70和定子盘72的轴向转动穿引部以进行清洁。为此目的，旋转盘70和套筒74具有彼此互补的轴联结元件，从而使得拆卸尤其通过带有定子盘72和旋转盘70的装配板82相对于圆盘传送带2的转动碟29的下降而有可能。为了无对准误差地进行简单装配，旋转盘70和套筒74具有锥形的启动面(anlaufflaeche)，借助于其在装配时进行定心。

在附图中示出的实施例仅是示例性的，并且示出的设备的各个部件可以与其他设备组合用于提供另外的设计方案。例如，在一备选的设计方案中，图2中所示的位置不是圆盘传送带的一部分，而是固定地和/或在线性运输系统处地设置。