用于移除可剥离的密封件的设备和方法

专利名称：用于移除可剥离的密封件的设备和方法
用于移除可剥离的密封件的设备和方法
相关申请
本申请要求以下美国临时申请的优先权2007年3月9日提交的第60/894,188号、2007年3月30日提交的第60/915,890号和2007年6月28曰提交的第60/946,799号，其中的每个在这里通过引用并入。
背景技术：
化学和生物学试样的实验室分析是耗费时间的过程，其包括成千上万的试样的典型测试。对于药品发展、诊断、分析和其他应用的这种测试要求已经导致实验室自动化系统的发展，该实验室自动化系统根据具体的实验和处理协议，对大量试样进行p及入、混合、分发、读取和追踪身份、从低温贮藏单元装载和卸载以及大量其他操作。目前的标准包括包含腔(well)的阵列(96,在8xl2阵列中，或384，在16x24阵列中)的板(plate )，该板在处理期间保持液体试样，并在自动装置平台之间进行转移。为了将液体溶液保持在腔里面，经常用典型地由塑料或涂覆塑料的铝箔制造的片(sheet)来热封该板，这是当前最经济有效和最容易应用的方法。一种用于产生这种密封件的典型的商用系统是出自Velocityll (AgilentTechnologies, Menlo Park, CA)的PLATELOC Thermal Plate Sealer。还可利用简单的涂满粘合剂的密封片(adhesive backed sealing sheet )。还可使用其他密封方法，但是它们趋向更昂贵、更耗时，并仅在边上更有效，包括带有盖锁(cover lock)、隔板(diaphragm)或其他机构的多件式组件(multi-piece assembly )。
板#皮转移、加热、分离、熔珠破坏(bead beaten)和依赖于具体的实验协议的其他操作。完成这些过程之后，要求对试样进行测试和分析，这通常通过刺穿期望的腔上的密封件来吸入试样，或者剥离整个密封件以暴露全部腔来完成。密封件的刺穿可以容易地由自动装置进行，^f旦是由于再
封(reseal)是通过应用新密封件而不是净皮刺穿的密封件来完成的，因此，可以利用给定的板上的腔的次数是有限的。在多次刺穿和再封操作以后，密封件可能会变得太厚而不能刺穿。
从整个板手动剥离密封件可能是耗时的，因为密封片经常撕裂成碎片，除非拉力十分均衡。它还可能产生越过腔并推撞开口腔的粘合剂串(adhesive string )，这两者都增加了交叉污染的机会。
仍然存在用于除封(deseal)通过可剥离的密封件密封的腔板和其他容器的设备和方法的需要，该设备和方法开发膜密封件的经济本质，还允许准备利用并再封该板。本发明指向这种需要。

发明内容
根据本发明，用可剥离的密封件密封的包括腔的板或托盘经由传送带或传送平台沿处理路径向除封站(desealing station)传送，在该除封站，具有宽度实质上等于或大于密封件的宽度的粘附表面(adhesive surface)被按压成靠着可剥离的密封件的上表面。压力表面，例如杆或辊(roller),在粘附表面上施加向下的压力，将其按压成靠着密封件，并当板与输送机一起緩慢移动时，将板保持在输送机上的位置。当密封件的前缘经过辊时，粘附表面向上滚动，远离密封件的平面，拉起密封件的前缘，以将密封件从板分离，同时板^皮辊保持向下。随着板继续移动经过该站，通过应用温和地移除密封件而不撕裂密封件或碰撞板的均衡的牵引运动，密封件逐渐被:扭离板。移除的密封件保持附着到粘附表面上，而粘附表面将向上滚动，并最终被丢弃。
在本发明的一个方面，用于从物体移除膜的设备包括处理表面；收集杆(collectionrod),其布置在处理表面的上方，并具有实质上等于或大于物体的宽度的长度；粘附表面，其沿收集杆的长度向下延伸；对齐装置，其布置在处理表面上，用于相对于收集杆和粘附表面对齐物体的前缘；平中的一个移动另一个；以及用于产生切向向上的力的机构，其用于在收集杆的下游侧产生切向向上的力，使得随着物体和收集杆中的一个从膜的前缘移动到膜的尾缘，粘附表面拉起前缘，并引起膜被向上剥离物体。在示例性实施方式中，粘合剂是热激活的胶条的形式，且设备进一步包括用于激活胶条的热源。在另一实施方式中，粘附表面^J交带，且设备包括带有未使用的带的源滚筒(source roll)、压力表面、用于收集用过的带和移除的膜的巻紧巻筒(take-upreel)以及驱动电机，其中，带路径(tapepath)从源滚筒开始，在压力表面下、在收集杆下延伸，并在巻紧巻筒处结束，而驱动电机转动巻紧巻筒，以从源滚筒拉带并通过带路径。
在本发明的另一方面，用于从一个或更多个密封的容器移除膜密封件的设备包括巻紧杆或辊，其具有实质上等于或大于容器或容器阵列的宽度的长度；粘附表面，其沿主体的长度向下延伸；输送机，其用于沿输送路径移动阵列来使巻紧杆与膜密封件的前缘对齐；以及转动机构，其用于转动辊，使得当阵列移动经过杆时，巻紧杆和粘合剂引起膜向上剥离阵列。
在第一示例性实施方式中，粘附表面包括从源滚筒供应并在巻紧滚筒上收集的一巻带。胶带的源滚筒支撑在心轴或棒上。带具有实质上等于或大于板的宽度的宽度，当板在压力辊或能够施加向下的力以促进粘附到密封件的上表面的其他表面或装置(比如，空气压力)下前进时，该带粘附到密封件。在一些实施方式中，输送机可暂停，以确保粘合剂已经达到良好接触。当板在第二杆或辊下前进时，比如，在收集杆或巻紧杆下前进时，向上4立带，以在杆的下游侧产生实质上垂直于密封件的平面的切向力。带被拉起到由驱动电机转动的巻紧巻筒。密封件连同带被升起，并拉离板。移除的密封件与带一起向上滚动到巻紧巻筒上，由此最小化由不经意接触移除的或部分移除的密封件而交叉污染腔的容纳物的风险。 一旦源滚筒用完并^支替换，带有用过的带的巻紧巻筒将典型地连同密封件一起被丟弃。下游侧上使用较小直径的收集杆有助于通过增加带上的牵引角(pull angle)来移除密封件。在剥离已经开始之后，压力辊(或其他压力表面)可稍微向下游移动，以进一步增强由收集杆施加的牵引力。在一个实施方式中，收集杆可定位成相对于板的前缘成一角度，比如大约45。，以通过从密封件的拐角开始剥离过程，来进一步增强从板分离密封件的能力。在优选实施方式中，收集杆将下游的带的路径改变到相对输送路径稍微偏离垂直的角度，比如，在1°到10°的范围中，并优选从垂直偏离大约2。到3° 。
密封件移除的速率由巻紧巻筒的转动速度决定，巻紧巻筒绕辊，且如果有，绕带引导件(tape guide),沿带路径拉带。输送机移动板时的速度与巻紧巻筒的速度协调一致。两个电机的操作都将由系统控制器控制，这允许设置移除速率。选择适当的除封速度的考虑包括板的最近的加工或处理。例如，如果密封件或板是湿的，则可以以较緩慢的速度进行除封操作(de-sealing叩emtion)，以避免液滴喷溅越过开口板。为了在除封操作期间，对多个板维持一致的处理速度，调整巻紧巻筒的转动速度，以补偿当其积聚用过的带或密封件时，其增加的直径。巻紧巻筒和/或源巻筒的转动速度也能^皮系统控制器^f吏用，以计算保留在源巻筒上的密封件的数量，以确定何时应替换滚动。
在可选择的实施方式中，本发明利用沙丁鱼罐头(sardine can)的原理，其中，带有粘附表面的栓(key)附着到塑料密封件的一端，然后转动而巻起并移除密封件。虽然在这个实施方式中可使用几种不同的粘合剂，但优选热熔胶，因为其在存在溶剂、霜和水时的粘附属性。在示例性的实施方式中，用后即丢弃的"栓，，的储料匣(magazine), —个带有用于转动杆的头部的圓柱形杆的栓被装载到设备。以类似于PEZW唐果分配器(比如，参见美国专利2,620,061 )的方式，向前将栓推离储料匣的底部。栓被推到能转动栓的头部的槽内。如果使用热熔胶，栓被转到面向热源，以使胶到达熔融点。然后栓被向下转到面向板的带有密封件的一端。板净皮适当地定位，然后被上升以使胶接触到密封件，或者栓被向下移动以接触密封件。在允许胶冷却的短暂延时以后，栓随着板沿输送机继续前进而被转动，沿栓的切线向上提升，以通过使其绕圆柱形杆向上滚动，而渐渐移除密封件，然后将栓拉离板。开口板在输送路径上继续，经过除封站。栓和移除的密封件#1丢弃到垃圾接收器，并且从储料匣装栽新栓，以为下一个板做准备。在一个实施方式中，包括相对高度调节装置，以改变栓机构和输送机机构之间的间隔，从而允许使用不同厚度的板的系统。
本发明提供了用于用均衡的压力牵引膜片的装置，避免了当试图手动移除片时所遇到的问题。因为使用发明的设备和方法能够更容易地移除密封件，因此，通过更坚固地应用到腔板，能提供对试样的污染或损失的更好的保护。
附图筒述


图1是根据本发明构建的系统的透视图。
图2是图1的系统的俯视图。
图3a-3c是除封器的第一实施方式在移除过程的三个不同阶段的侧视简图图3a显示带和密封件表面之间的初始接触，图3b显示密封件开始剥离板时的密封件；以及图3c显示向提升辊移动的压力杆。
图4是本发明的实施方式的俯视简图。
图5是带有有角度的带供给的除封器的可选择的实施方式的俯视简图。
图6是图5的实施方式的侧视简图。
图7是带有压紧辊(pinch roller)的除封器的可选择的实施方式的侧视简图。
图8是图7的实施方式的透视筒图。
图9a是栓处于贴到腔板的顶部上的塑料密封片的位置的简图。
图9b和9c是栓的可选择的实施方式的透视图。
图10a-10c是分别示出用于分配栓、激活栓粘合剂，以及将栓应用到板密封片的步骤的图.
图11是根据本发明的一个实施方式的用于自动移除板密封件的系统的侧视筒图。图12是栓射出器机构(key ejector mechanism)的侧视简图。
图13a和13b分别是用于传送板的输送机和用于移动栓越过板的推进 器机构的侧视简图和俯;f见筒图。
图14是用于移除板密封件的系统的俯视图。
示的例性步骤。
示例性实施方式描述
为了本发明描述的目的，带或板(或其他密封的容器)的运动或相对 位置的方向将用"上游"和"下游"来描述，"上游"的意思是朝向带或 板开始行进的一侧，"下游，，的意思是朝向带或板结束行进的一侧。以下 描述中提到的"阵列"或"板"仅为了说明的目的。本发明不是要限于对 多腔板或类似的阵列的处理，而是可用于将从其移除可剥离的膜的几乎任 何种类的容器或物体。
图1到图5中显示的本发明的第一实施方式中，使用胶带来移除密封 件。胶带的源滚筒20支撑在处理表面4和板输送才几10之上的心轴(spindle ) 或轴18上，板输送机10沿处理表面4从右到左传送板16 (或其他密封的 容器)，如图3a-3c所示。在示例性的实施方式中，输送机10包括连接到 输送车(conveyorcar) 11 (图5中所示)的电机驱动的传送带，该传送带 保持板或其他物体，并当激活输送机电机时，滑过处理表面4。带22的宽 度实质上等于或大于密封件40的宽度，当板16在如所示的右边(上游侧) 的压力杆24下面经过时，带22粘附到密封件。压力杆或辊24将带22的 粘合剂侧按压成靠着密封件40的上表面，如图3a所示。应注意，虽然可 以优选辊，但是压力辊的功能也可由能够施加期望的压力以增强粘附效果 的任何表面执行。例如，可使用杆、棒或平面。在一个实施方式中，表面 可具有泡沫接触区域，以通过顺应密封件的表面来帮助散布施加的压力。
带22沿一路径在第二杆或辊下面并围绕该第二杆或辊前行，这里也 将第二杆或辊称为收集杆28,并向上到达巻紧巻筒(take up reel) 30。收集杆28应在其下游侧具有带有倒圓的棱边的光滑表面，使得该带均衡地 拉过它。收集杆28不需要是细长的圓柱体，但是可以是在带22拉过边缘 的位置处具有光滑的圓形表面的平坦的杆或板的形式，因此提供与杆相同 的功能。当板16向前移动且密封件的前缘在收集杆28下经过时，密封件 40被切向于收集杆28的下游或尾側的力向上拉，如由图3a中的Tl、 T2 和T3所例示，从而提升密封件的前缘，以当板超过收集杆28时，逐渐剥 离密封件，如图3b所示。移除的密封件40保持粘附到带上，以与带32 一起向上滚动到巻紧巻筒30。 一旦源滚筒已近被用完，或者，如果适当的， 在源滚筒完全消耗完之前，巻紧巻筒30与用过的带32可从巻紧心轴(take up spindle)移除，并连同用过的密封件一起i皮丟弃。收集杆28选择相对 较小的直径有助于通过增加带上的牵引角来移除密封件40。收集杆28优 选地设置成转动或滚动以确保带的均衡牵引，且其典型地具有2-3mm的直 径。作为使用收集辊的替代，非转动收集杆可以^皮使用，只要它具有相对 低摩擦的表面，比如，圆形的和光滑的，以避免不均匀的力越过带的宽度。 因此，为了本发明的目的，术语"收集杆"应包括杆、辊、具有倒圆的棱 边的平坦表面，以及任何等价结构，该任何等价结构带有必要的属性，以 允许用均衡的力^f吏带平滑地拉过它而不损坏带。
压力杆24可安装成允许其在剥离已经开始以后向左移动，即在板行 进的方向上向下游移动，以进一步增强由收集杆28施加的拉力。在一个 实施方式中，从;tl路径上方悬桂的刚性支撑件向下延伸的泡沫条，可被用 于代替或附加到压力杆24来初始地将带22向下推到板16的前缘上。泡 沫应足够坚硬以施加压力，但是充分依从(compliant)以确保带22与密 封件40良好接触。期望暂停板16的向前运动，在恢复运动之前，在密封 件的前缘将其保持在初始接触位置几秒钟，以确保带牢固地抓住密封件。
在优选的实施方式中，收集杆28位于一个角度，比如，相对于板16 的前缘成大约45。，如图4和图5所示，以通过在拐角42处开始剥离过 程，且按大约45。的角度将密封件剥离，来促进密封件40与板16分离。 这个手段避免了需要同时克服沿密封件40的前缘38的整个宽度的粘合剂 强度，并更类似于手动操作移除密封件。有角度的收集杆28引起带路径的方向改变为近似地垂直于最初的带路径以及带传送的方向。改变带路径
的方向的另一优点是，在巻紧巻筒30上积聚的丢弃的密封件被定位在侧 面而不在板16和输送机10上方，这使保留在密封件的底部的任何污染液 体滴回到下一个板内的机会最小化。如示出的，带路径被改变的角度一般 为大约90° ±大约10° 。更优选地，角度将是90。 ±2-3° 。在优选的实 施方式中，可包括靠近收集杆28,或接近巻紧巻筒30的海绵或吸收材料， 以进一步避免交叉污染。可选地，在大量的液体保留在带或移除的密封件 上的情况下，真空管或通道可在杆28处或杆28的下游安装在带的相反侧 上。
驱动电机50，例如图4和图5中所示的这个，转动巻紧心轴52，以 通过从源滚筒20并沿着带路径拉动带来驱动除封操作。为确保没有滑移 发生并施加均衡的拉力，心轴52应具有一个或更多个径向延伸的键形物、 隆起或弹起(spring )，以配合巻紧巻筒30的内表面上相应的凹口 。
从板移除密封件的速率由巻紧巻筒30的转动速度决定，该巻紧巻筒 30绕辊24和28，以及带引导件(如果有)，沿带路径拉板。输送机10移 动板16的速度与巻紧巻筒30的转动速度协调一致。输送机和驱动电机50 的运行都将由系统控制器(未示出)控制，这允许设置移除速率。 一种典 型的运行速度将是大约30cm/sec (1 foot/sec.)。选择适当的除封速度的考 虑包括板的最近的加工或处理。例如，如果密封件或板是湿的，则优选在 较緩慢的速度下进行除封操作，以避免'戚落的液滴越过开口板。在多个板 上的除封操作期间，为了维持一致的处理速度，可以调节巻紧巻筒30的 转动速度，以补偿其随着积聚用过的带和密封件而增加的直径。巻紧巻筒 30的转动速度也可由系统控制器使用，来计算保留在源滚筒20上的密封 件的数量，以决定何时应更换滚筒。
典型地，用在本发明中的带将是常规的塑料基压敏粘合剂(plastic backed pressure sensitive adhesive )，其^皮选择成，在使粘附到其自身的趋势 最小化的同时，最大化胶粘强度。带的宽度应近似地与密封件的宽度相同， 但是一些微小的变化是可以的，只要有充足的宽度来有效提升整个密封 件。带应有充足的强度，并可以被增强，以使破损的风险最小化。在可选择的实施方式中，带粘合剂可以是热激活的，或压敏和热增大 的组合。使用热具有优点，即带能粘附在其表面上具有湿气或一些化学残
余，例如DMSO的密封件。加热可通过将热源定位在压力杆24或其自身 可被加热的辊的紧接着的下游来实现。短暂停止巻紧巻筒的转动和输送机 的向前运动可能是适当的，以允"^午在施加上升的力到带之前，冷却带和粘 合剂。
在一个实施方式中，源滚筒和巻紧巻筒可组合成用后即丟弃的卡式盒 (cartridge),有点像VHS录像带，以方便用户更换。在巻紧巻筒定位成 相对于板运动的方向成角度(90° ±x° )的情况下，卡式盒将被适当成 形为，例如L型，以保持巻筒在其期望的位置。卡式盒酌情由便宜的模制 塑料零件以及纸板和金属零件制成，以最小化成本。
可包括可选的窗口和测量装置，以允许用户确定剩余的带能够移除的 密封件的数量。可选地，仪器可记录移除的密封件的数量，以预测剩在卡 式盒上的数量。这对使用分开的源滚筒和巻紧巻筒时的布置也有用。例如， 新的源滚筒或卡式盒可在晚上放上，以确保系统可以整晚不用值守地运 行。第二天可重新安装部分完整的卡式盒或滚筒，以使用任何剩余的容量。
图1和图2示出利用本发明的原理的示例性仪器1。源滚筒20具有源 芯(source core )18，其安装到从源法兰(source flange) 36延伸的源心轴 14上。源芯18在心轴18上滑动，以形成提供充足阻力的过盈配合，以允 许从滚筒20拉出带22,同时保持带拉紧，以对密封件40均衡施力。可选 地，源芯18中的凹口可配合心轴18中的键形物或弹起，以防止源滚筒的 滑移并确保带的均衡供给。可包括可选的检测器，以监控在源滚筒20上 剩余的带的数量，来将信号提供到系统控制器，从而允许其确定使用滚筒 还能移除多少密封件。巻紧巻筒30，其定位成相对于最初的带路径方向和 板16的运动方向成大约87° -88° ，具有侧法兰，以帮助将用过的带32 和密封件置于中心，并还帮助收容可能残留在移除的密封件和用过的带上 的残余物质。可选的防护罩7^t在密封件被拉回处，以保护新近打开的腔 不^1交叉污染，并防止与可能残留在移除的密封件的底面上的物质的不经 意的接触。输送机10沿输送机表面4向前传送板16 (如所示的从左到右)，从源 滚筒20下面的位置开始。如之前所描述的，设备的运行速率由巻紧巻筒 30的转动速度决定。简单地控制输送4几10，以保持板16以与带相同的速 度移动。光学检测器5部分地延伸到输送机表面4的上方，以确定密封件 已经被移除。典型地，光学检测器通过观察其下面的相当大的部分的区域， 来寻找带的反射率。板上的高反射率将指示一些部分且可能全部的密封件 没有被移除。控制器可被编程为有用于确定可以接受的反射率的水平的阈 值，包括密封件的一部分可残留的情形。如果检测到不可接受的密封件的 残余，则系统控制器(未示出)将产生指示密封件移除是不完整的信号(听 得见或看得见)。控制器还可，或可选地，产生电信号，以激活所连接的 自动装置(robot)来移除板，并重复除封过程，或将板放在一个用于进行 进一步的安排或处理的站(station)上。
带巻筒、电机和输送机都保持在具有可以打开的保护罩3的壳体2里， 以使设备里的移动零件的污染和不经意的接触最小化。罩3成形为带有对 应于输送路径的凹口，以允许板离开设备而不需要打开罩。
为了更加容易地使用自动装置，输送车11 (仅在图8示出，但是在其 他实施方式中将直接位于板16的下面)可通过位于它的轨迹中的用户可 选择型开关8而可选地在它的行进末端处呈现立式姿势或横式姿势 (portrait or landscape positions )， iD图l和图2所示。这个净争征允i午自动 装置沿长边或短边抓住板16，这依赖于自动装置的抓具的方位(gripper orientation )。
控制面板6包括START/STOP按钮和指示各种信息的显示器，这些信 息例如密封件移除的完成/效果、剩余带的数量，或用剩余的带能够移除的 密封件的数量，以及提供控制参数的输入，例如密封件和板的尺寸、密封 件移除速度、粘合剂安装的延迟，以及更多。在一个实施方式中，与实际 检测剩余在源滚筒上的带的数量不同的是，控制器可通过计数移除的密封 件的数量、追踪带的供给速率并利用密封件尺寸来计算剩余的带。
为确保新的带总是应用到板的前缘，仪器可以监控经过的时间(或这 样的事实新的卡式盒或滚筒已经被安装)。为了最佳粘附，如杲在下一个板出现用于密封件移除之前，消耗了太多时间，则驱动电机被触发，以
使带自动前进到一个新的位置。促使这个"更新(freshening)"动作的示 例性延迟将为大约8小时或更多。
如图6所示，卡式盒和电机可被安装到公共框架(common frame) 58 上，该公共框架58可以通过电机60相对输送机10升高或降低，以使其 能够处理不同高度的板。输送机10前移板16，以将板的前缘正好放在压 力杆24的下面，压力杆24是卡式盒的一部分。可以允许各种压力调整， 以改善带对密封件的粘附。还可允许几秒的延迟，以允许设置带粘合剂来 改善粘附。然后，运行巻紧巻筒(在这个图中未示出)和输送机10来移 除密封件40，并继续使板16前进到输出侧，在这种情况，即输送机表面 的左侧。
在一个可选择的实施方式中，输送机10可以被除去，而运动由使用 者在首先对齐板与引导件之后，在控制杆下面的处理表面4上向前手动滑 动板16来提供，其中该引导件为，比如， 一对轨道，该引导件位于处理 表面4上，并被稍宽于板的距离分开。板的手动推动一般应是均衡运动， 该均衡运动与转动巻紧巻筒以使带沿带路径前进的速率一致。在第二个可 选择的"手动"构造中，固定的引导件或框架可^皮布置在表面上，用于牢
固地且可释放地保持板。然后，源滚筒、收集杆和巻紧巻筒可被安装在板 或类似于公共框架58的框架上，该板或类似于公共框架58的框架在电机 或手动驱动的水平滑块上，而该电机或手动驱动的水平滑块允许控制杆从 板的前缘向后移动到板的尾缘，以剥离密封件。
在用于要求除封操作整夜无人值守地运行的更大的实验室的实施方 式中，可能有必要增加带的容量以允许除封1000个或更多个板。简单地 增大巻紧巻筒不能完成这个任务，因为用过的密封件和带的大滚筒可能太 软而不能用执行除封操作所需的 一致的扭矩驱动。
为了解决这个问题，可包括压紧辊系统来在巻紧巻筒只是巻紧松弛的 同时牵引带，如图7和图8中所示的实施方式。类似于第一实施方式，源 滚筒60在压力辊62下面供给带，当板16被输送机10传送时，压力辊62 将带的粘性侧按压到板16的密封件40上。优选地，巻紧杆63布置为相对于行进的方向成一个角度，使得密封件40首先在一个拐角被提升以帮 助移除。带有移除的密封件的带70通过引导辊(或杆)65被引导进入一 组压紧辊68、 72和74。辊68是驱动辊，其由驱动电机(未示出)驱动， 以提供用于剥离操作的拉力。因为在带70的一侧上有粘合剂，为防止辊 的污垢，提供了一次性纸滚筒(consumable paper roll) 66来供应纸64，以 在其进入压紧辊之前提供村背来盖住粘合剂。纸衬背提供吸收可能已经留 在用过的密封件上的任何液体的附加优点。分层的废带(layered waste tape) 76，其由胶带、移除的密封件和纸村背组成，被收集在巻紧巻筒80上。 如图中所指示的，巻紧巻筒80的相对尺寸大于纸巻筒66或源巻筒60，因 为其接收3层带，该3层带比单个起初的带中的任何一个都厚。单独的驱 动电机(未示出)或转动驱动辊68的同一驱动电机驱动的联动装置 (linkage )，被用来巻紧带76上的松弛。随着巻筒上的用过的带76直径的 增加，将调整巻紧巻筒80的转动速度。应注意，压紧辊可^皮应用在较小 体积的设备上，例如第一实施方式，以及较大容量的系统中。
在本发明的可选择的实施方式中，粘合剂的连续的滚筒^f皮单个用后即 丟弃的辊或"栓"取代，其中的每个用来移除单个密封件。如图9a-9c中 所示，每个巻紧栓90具有巻紧杆94和栓头部96。优选地，杆94是圓柱 形的，也就是，具有圓形横截面，以确保整个操作的均衡的压力，然而， 也可使用其他形状。胶条92沿杆94的长度延伸。虽然可使用几种不同的 粘合剂，但是在许多情形下，热熔胶是上选，因为在存在溶剂、霜或水时 其具有更好的粘附属性。将胶条92压靠密封件40，且一旦粘合剂已充分 设置，当板前移时，栓90朝向板16的尾缘滚动，比如，如图9a所示的顺 时针方向，来以类似于打开沙丁鱼罐头的方式移除密封件。用于转动栓的 夹紧装置以键形物98 (图9b)、方头部96 (图9c)或允许控制栓转动的其 他构造的形式提供。这个夹紧装置由将在下面更详细地描述的自动转动机 构操纵。
如图10a所迷，自动分配器100将多个栓90保持在用后即丢弃的栓的 储料匣102中。栓90被栓推进器106向前推离栓储料匣102的底部的开 口 104,使得分配器的功能更像PEZ1唐果分配器。栓推进器106由电机130驱动，在图14中示出。栓90的头部祐:推进栓转子(key rotator)中的 相应的槽108中。如示出的，栓头部是矩形的，安装到栓辊110中的矩形 槽里，然而，唯一的要求是需要有用于控制栓的转动的量和方向的一些装 置。栓转子100在弓形转动通道112里被支撑并由连接到电机122 (图11 和图14中示出)的传送带驱动。激活驱动电机122，并且转动栓，直到停 止键形物(stop tab) 114接触转动止块(rotation stop) 116,这引起胶条 92祐l露于热源120，图10b中示出，以4吏胶到达它的熔融点。然后转动 栓90，使得胶条92露出。板16与胶条92对齐，然后被放置成与胶92接 触，如图10c所示。
如图11所示，板16在一端具有枢轴124的输送机118 (由电机128 驱动)上传送，这允许输送机向上或向下倾斜，以使板16接触或不接触 栓90。正常地，输送机118将通过弹簧(图15a-f中示出)被向上偏置。 在板16上的密封件已经接触胶条和允许粘合剂冷却的短暂延迟后，在板 16前移的同时，由传送带或连到电机122的其他连杆机构驱动的栓转子110 转动栓90，使得密封件被逐渐且均衡地剥离板16。在板的尾缘已经移动 经过栓90以后，带有移除的密封件的栓被射出，并掉落在位于组件下面 的垃圾桶109里。新的栓从栓储料匣102落下，并被装载到栓转子110里， 以准备下一循环。
图12示出用于射出用过的栓的示例性机构。 一旦密封件已经滚动到 用过的栓90u上，则转动栓转子110， ^f吏得槽108朝向下。栓推进器106 远离分配位置被拉回，使得射出器触发器140用凸轮带动抵靠臂134的下 段。当臂134的下段被拉回时，臂134在射出器枢轴136枢轴转动，以引 起臂134的上段向下移动，从而向下驱动栓射出器138。栓射出器138的 下端促使用过的栓90u的头部离开槽108,使得用过的栓掉进垃圾容器109 里。弹簧键形物132防止用过的栓90u滑动返回到储料匣102底部的装载
图13a和13b示出在已经移除密封件后，用于促使输送机118向下以 允许移除板16的机构。输送机118通常通过弹簧被偏置向上，所以当板已 经^皮除封时，必须克服弹簧偏置。栓转子110反向转动，使得枢轴触发器144被放置成接触并压紧输送机枢轴销146。枢轴销146刚性连接到框架 或连接到输送机118的一侧的其他结构，使得销146上的向下的力促使整 个输送机关于输送机枢轴124枢轴转动。这增加了输送机和除封部件之间 的间隔，从而允许更容易接近和移动板16,而不会不经意倾翻或接触将位 于板上方的除封器的部件。
图15a-15f示出用于完成输送机和除封部件之间的相对运动的示例性 装置。图15a显示起始位置，在该起始位置，板16在靠近输送机枢轴124 的位置被放在输送机118上。臂126通过弹簧132被偏置到一个位置，使 得输送机118是水平的(不枢轴转动)。图15b-e示出在处理的各种步骤期 间处于枢轴转动位置，以定位板来准备除封的输送机118。在图15b中， 键形物144从栓转子110延伸，当顺时针方向(反向)转动时，用凸轮带 动抵靠受栽弹簧的臂126，这进而对输送机机构118施加向下的力，引起 其绕输送机枢轴124倾斜。臂126的上端经由销150滑动连接到辊引导件 112。在大约5点钟的位置，键形物144接触臂126的右上拐角，施加向下 的力到输送机118，并引起臂126滑到辊引导件112的最低的限度。图15c 显示栓转子110继续顺时针方向转动，使键形物144定位在大约7点钟的 位置,这促使臂126到左边(如示出的)，并使栓转子110和辊引导件对齐。 一旦板16到达除封位置，栓转子110的转动方向回复到逆时针方向，在辊 引导件112里转动，使得键形物144抓住臂126的前缘，如图15d所示。 继续的逆时针方向转动引起臂在辊引导件里滑动，使得臂被迫向后(如所 示的向右边)，并且臂126的上端向辊引导件112的最高限度移动，如图 15e所示。在图15f中，销150已经完全向辊引导件112上的最高限度滑 动，这+〉^了克服弹簧132的偏置的压力，允许输送机118返回到它正常 的水平位置。在栓转子110的转动的该点，栓90上的胶条92已经被定向 为接触密封件的前缘。板16被输送机118从左平移到右，如所示，同时转 动栓，已将密封件剥离板，如之前所描迷的。
在一个实施方式中，系统适合容纳厚板和薄板，最薄的是10mm，而 深的腔板大约是45mm。为了提供这个能力，包括相对高度调节装置来改 变栓才儿构和输送机机构之间的间隔。对于较薄的板，固定住一间隔块(spacer block),而对于高板，将其移除可以是实际的。优选地，全部范 围可只用单个间隔块盖住。
运动次序可由PIC微控制器控制，虽然简单的继电器控制的次序 (relay-controlled sequence)也可是适当的。优选地，系统应通过只是加载 板和按下"开始"来运行。不需要显示器，然而两个或三个指示器灯将是 有用的，以指示正常的运行。
之前的描述已经解决了从用于化学和生物应用里的化合物合成和储 藏的典型的多腔板移除可剥离的密封件。这仅作为示例性的例子提供，因 为本发明对于从实质上任何类型的容器移除可剥离的密封件同样有用，所 述容器是具有能够容忍应用粘合剂到密封件的上表面所需的条件的结构， 当向上拉粘合剂时，有充足的强度从容器分离密封件。例如，本发明可用 于从其他容器阵列、临床测验成套工具或甚至保持在托盘或支撑架里的个 体小瓶移除密封件。本发明能用于打开食物容器或其他包装。 一般地，能 使用本发明的方法和设备打开具有能通过剥离动作移除的密封件的几乎 所有包装或容器，可能除易碎的或在不损坏容器的情况下太软而不能允许 应用粘合剂的容器之外。
而且，本发明在从更多研磨技术可损坏位于下面的表面的表面移除干 燥的油漆或膜方面是有用的。
将对本领域技术人员明显的是，在不背离本发明的精神和范围的情况 下，可以在本发明的系统和设备中进行各种变型和变化。因此，希望本发 明包含所有这样的变型和变化到这样的程度它们落在随附权利要求和它 们的等价形式的范围里。
权利要求
1.一种用于从物体移除膜的设备，其包括处理表面；收集杆，其布置在所述处理表面的上方，所述收集杆具有实质上等于或大于所述物体的宽度的长度；粘附表面，其沿所述收集杆的长度向下延伸；对齐装置，其布置在所述处理表面上，用于相对于所述收集杆和所述粘附表面对齐所述物体的前缘；平移装置，其用于在平行于所述处理表面的平面的方向上相对于所述物体和所述粘附表面中的一个移动另一个；以及用于产生切向向上的力的机构，其用于在所述收集杆的下游侧产生切向向上的力，使得随着所述物体和所述收集杆中的一个从所述膜的前缘移动到所述膜的尾缘，所述粘附表面拉起前缘，并引起所述膜被向上剥离所述物体。
2. 如权利要求1所述的设备，其中，所述粘附表面包括热激活的胶条， 且所迷设备进一步包括用于激活所述胶条的热源。
3. 如权利要求l所述的设备，其中，所述收集杆的角度定位成使得从 所述膜的一个拐角开始剥离所述膜。
4. 如权利要求l所述的设备，其中，所述粘附表面包括胶带，且所述 设备进一步包括源滚筒，其包括未使用的带；压力表面；巻紧巻筒，其用于收集用过的带和移除的膜，其中，带路径从所述源 滚筒开始，在所述压力表面下、在所述收集杆下延伸，并在所迷巻紧巻筒 处结束；以及驱动电机，其转动所述巻紧巻筒，以从所述源滚筒拉所述带并通过所 述带路径。
5. 如权利要求4所述的设备，其中，所述带路径在所述收集杆处改变 方向，使得所述收集杆的下游的带路径相对于所述收集杆的上游的带路径 为90° ±10° 。
6. 如权利要求4所述的设备，其中，所述平移装置包括输送机，且所 迷对齐装置包括输送车。
7. 如权利要求4所述的设备，其进一步包括控制器，所述控制器用于 控制所述巻紧巻筒的转动速度，并使所述平移装置的速度与所述巻紧巻筒 的转动速度协调一致。
8. 如权利要求7所述的设备，其中，随着用过的带在所述巻紧巻筒上 堆积，所述巻紧巻筒的转动速度被调整。
9. 如权利要求l所述的设备，其中，所述粘附表面包括胶带，且所述 设备进一步包括源滚筒，其包括未使用的带；压力表面；巻紧巻筒，其用于收集用过的带和移除的膜，其中，带路径从所述源 滚筒开始，在所述压力表面下、在所述收集杆下延伸，并在所述巻紧巻筒 处结束；一组压紧辊，其包括用于从所述源滚筒牵引所述带并通过所述带路径 的驱动辊。
10. 如权利要求9所述的设备，其进一步包括用于分配一巻纸衬背带 的纸滚筒，其中，所述纸村背带和所述胶带一起^皮供给所述压紧辊。
11. 如权利要求9所述的设备，其中，所述带路径在所述收集杆处改 变方向，4吏得所迷收集杆的下游的带路径相对于所述收集杆的上游的带路 径为90° ±10° 。
12. 如权利要求1所述的设备，其进一步包括传感器，所述传感器在所述收集杆的下游处布置在所述处理表面的上方，用于检测所述物体上的 残余膜，并响应于检测到残余膜而产生信号。
13. 如权利要求1所述的设备，其中，所述收集杆包括栓，所述栓具 有沿所述栓的长度延伸的胶条，且其中，所述用于产生切向向上的力的机 构包括栓辊，所述栓辊接纳所述栓，转动所述栓以使所述胶条接触到所述 膜的前缘，并随着输送机传送容器或容器阵列而转动所述栓，以^:所述膜 绕所述栓的长度滚动。
14. 如权利要求13所述的设备，其中，所述胶条包括热激活的胶，且 所述设备进一步包括用于激活所述胶的热源。
15. —种用于从物体的顶面移除膜的方法，所述方法包括 将所述物体布置在处理表面上；供给连续的胶带，所述胶带具有沿带路径从源滚筒到处理表面上方的 巻紧滚筒的粘附侧，使得所述粘附侧被指向下，以接触所述物体上的所述 膜，所述胶带具有相应于所述物体的宽度的宽度；用压力表面对所述胶带施加向下的压力，以迫使所述粘附侧接触所述膜；相对于所述物体和所述胶带中的一个平移另一个，使得所述胶带粘附 到所述膜的前^彖的至少 一个拐角；在所述带上施加向上的牵引力，以使所述膜剥离所述物体；以及继续供给和平移的所述步骤，直到所述膜完全与所述物体分离，且移 除的膜保持在所述胶带上。
16. 如权利要求15所述的方法，其进一步包括在所述带路径里布置 有角度的收集杆，其中，有角度的倒圆的棱边引起所述胶条以相对于一个 或更多个容器的角度供给，使得剥离运动首先应用到所述膜的拐角。
17. 如权利要求15所述的方法，其进一步包括多个压紧辊，用于当施 加向上的牵引力时，保持所述带上的张力；以及滚动用过的带，并将分离的膜附着到巻紧巻筒上。
18. 如权利要求17所述的方法，其进一步包括在所述带进入所述压 紧辊之前供给衬背带，其中，所迷衬背带粘附到所述粘附表面和所述分离 的膜，且滚动的所述步骤巻紧所述带、分离的膜和衬背带。
19. 如权利要求15所迷的方法，其进一步包括在所述处理表面的下 游位置布置传感器，用于检测所述物体上残余的膜，以及如果检测到残余 的膜，则产生信号以指示存在残余的膜。
全文摘要
本发明涉及用于移除可剥离的密封件的设备和方法。用可剥离的密封件密封的一个容器或容器阵列经由输送机沿处理路径向除封站传送，在该除封站，具有实质上等于或大于密封件的宽度的宽度的粘附表面被按压成靠着可剥离的密封件的上表面。收集杆在粘附表面上施加向下的压力，将其按压成靠着密封件，并当板与输送机一起移动时，将容器或容器阵列保持在输送机上的位置。当密封件的前缘经过收集杆时，粘附表面向上滚动，远离密封件的平面，在密封件的前缘上向上拉，以使密封件与容器或容器阵列分离，同时容器或容器阵列被辊保持向下。然后丢弃移除的密封件。
文档编号G01N37/00GK101641603SQ200880007637
公开日2010年2月3日 申请日期2008年3月10日 优先权日2007年3月9日
发明者罗伯特·K·尼珀尔, 罗杰·霍华德, 雷特·L·阿弗莱克 申请人:纽克塞斯生物系统公司