專利名稱：用于移除可剝離的密封件的設備和方法
用于移除可剝離的密封件的設備和方法
相關申請
本申請要求以下美國臨時申請的優(yōu)先權2007年3月9日提交的第60/894,188號、2007年3月30日提交的第60/915,890號和2007年6月28曰提交的第60/946,799號，其中的每個在這里通過引用并入。
背景技術：
化學和生物學試樣的實驗室分析是耗費時間的過程，其包括成千上萬的試樣的典型測試。對于藥品發(fā)展、診斷、分析和其他應用的這種測試要求已經(jīng)導致實驗室自動化系統(tǒng)的發(fā)展，該實驗室自動化系統(tǒng)根據(jù)具體的實驗和處理協(xié)議，對大量試樣進行p及入、混合、分發(fā)、讀取和追蹤身份、從低溫貯藏單元裝載和卸載以及大量其他操作。目前的標準包括包含腔(well)的陣列(96,在8xl2陣列中，或384，在16x24陣列中)的板(plate )，該板在處理期間保持液體試樣，并在自動裝置平臺之間進行轉移。為了將液體溶液保持在腔里面，經(jīng)常用典型地由塑料或涂覆塑料的鋁箔制造的片(sheet)來熱封該板，這是當前最經(jīng)濟有效和最容易應用的方法。一種用于產(chǎn)生這種密封件的典型的商用系統(tǒng)是出自Velocityll (AgilentTechnologies, Menlo Park, CA)的PLATELOC Thermal Plate Sealer。還可利用簡單的涂滿粘合劑的密封片(adhesive backed sealing sheet )。還可使用其他密封方法，但是它們趨向更昂貴、更耗時，并僅在邊上更有效，包括帶有蓋鎖(cover lock)、隔板(diaphragm)或其他機構的多件式組件(multi-piece assembly )。
板#皮轉移、加熱、分離、熔珠破壞(bead beaten)和依賴于具體的實驗協(xié)議的其他操作。完成這些過程之后，要求對試樣進行測試和分析，這通常通過刺穿期望的腔上的密封件來吸入試樣，或者剝離整個密封件以暴露全部腔來完成。密封件的刺穿可以容易地由自動裝置進行，^f旦是由于再
封(reseal)是通過應用新密封件而不是凈皮刺穿的密封件來完成的，因此，可以利用給定的板上的腔的次數(shù)是有限的。在多次刺穿和再封操作以后，密封件可能會變得太厚而不能刺穿。
從整個板手動剝離密封件可能是耗時的，因為密封片經(jīng)常撕裂成碎片，除非拉力十分均衡。它還可能產(chǎn)生越過腔并推撞開口腔的粘合劑串(adhesive string )，這兩者都增加了交叉污染的機會。
仍然存在用于除封(deseal)通過可剝離的密封件密封的腔板和其他容器的設備和方法的需要，該設備和方法開發(fā)膜密封件的經(jīng)濟本質，還允許準備利用并再封該板。本發(fā)明指向這種需要。

發(fā)明內容
根據(jù)本發(fā)明，用可剝離的密封件密封的包括腔的板或托盤經(jīng)由傳送帶或傳送平臺沿處理路徑向除封站(desealing station)傳送，在該除封站，具有寬度實質上等于或大于密封件的寬度的粘附表面(adhesive surface)被按壓成靠著可剝離的密封件的上表面。壓力表面，例如桿或輥(roller),在粘附表面上施加向下的壓力，將其按壓成靠著密封件，并當板與輸送機一起緩慢移動時，將板保持在輸送機上的位置。當密封件的前緣經(jīng)過輥時，粘附表面向上滾動，遠離密封件的平面，拉起密封件的前緣，以將密封件從板分離，同時板^皮輥保持向下。隨著板繼續(xù)移動經(jīng)過該站，通過應用溫和地移除密封件而不撕裂密封件或碰撞板的均衡的牽引運動，密封件逐漸被:扭離板。移除的密封件保持附著到粘附表面上，而粘附表面將向上滾動，并最終被丟棄。
在本發(fā)明的一個方面，用于從物體移除膜的設備包括處理表面；收集桿(collectionrod),其布置在處理表面的上方，并具有實質上等于或大于物體的寬度的長度；粘附表面，其沿收集桿的長度向下延伸；對齊裝置，其布置在處理表面上，用于相對于收集桿和粘附表面對齊物體的前緣；平中的一個移動另一個；以及用于產(chǎn)生切向向上的力的機構，其用于在收集桿的下游側產(chǎn)生切向向上的力，使得隨著物體和收集桿中的一個從膜的前緣移動到膜的尾緣，粘附表面拉起前緣，并引起膜被向上剝離物體。在示例性實施方式中，粘合劑是熱激活的膠條的形式，且設備進一步包括用于激活膠條的熱源。在另一實施方式中，粘附表面^J交帶，且設備包括帶有未使用的帶的源滾筒(source roll)、壓力表面、用于收集用過的帶和移除的膜的巻緊巻筒(take-upreel)以及驅動電機，其中，帶路徑(tapepath)從源滾筒開始，在壓力表面下、在收集桿下延伸，并在巻緊巻筒處結束，而驅動電機轉動巻緊巻筒，以從源滾筒拉帶并通過帶路徑。
在本發(fā)明的另一方面，用于從一個或更多個密封的容器移除膜密封件的設備包括巻緊桿或輥，其具有實質上等于或大于容器或容器陣列的寬度的長度；粘附表面，其沿主體的長度向下延伸；輸送機，其用于沿輸送路徑移動陣列來使巻緊桿與膜密封件的前緣對齊；以及轉動機構，其用于轉動輥，使得當陣列移動經(jīng)過桿時，巻緊桿和粘合劑引起膜向上剝離陣列。
在第一示例性實施方式中，粘附表面包括從源滾筒供應并在巻緊滾筒上收集的一巻帶。膠帶的源滾筒支撐在心軸或棒上。帶具有實質上等于或大于板的寬度的寬度，當板在壓力輥或能夠施加向下的力以促進粘附到密封件的上表面的其他表面或裝置(比如，空氣壓力)下前進時，該帶粘附到密封件。在一些實施方式中，輸送機可暫停，以確保粘合劑已經(jīng)達到良好接觸。當板在第二桿或輥下前進時，比如，在收集桿或巻緊桿下前進時，向上4立帶，以在桿的下游側產(chǎn)生實質上垂直于密封件的平面的切向力。帶被拉起到由驅動電機轉動的巻緊巻筒。密封件連同帶被升起，并拉離板。移除的密封件與帶一起向上滾動到巻緊巻筒上，由此最小化由不經(jīng)意接觸移除的或部分移除的密封件而交叉污染腔的容納物的風險。 一旦源滾筒用完并^支替換，帶有用過的帶的巻緊巻筒將典型地連同密封件一起被丟棄。下游側上使用較小直徑的收集桿有助于通過增加帶上的牽引角(pull angle)來移除密封件。在剝離已經(jīng)開始之后，壓力輥(或其他壓力表面)可稍微向下游移動，以進一步增強由收集桿施加的牽引力。在一個實施方式中，收集桿可定位成相對于板的前緣成一角度，比如大約45。，以通過從密封件的拐角開始剝離過程，來進一步增強從板分離密封件的能力。在優(yōu)選實施方式中，收集桿將下游的帶的路徑改變到相對輸送路徑稍微偏離垂直的角度，比如，在1°到10°的范圍中，并優(yōu)選從垂直偏離大約2。到3° 。
密封件移除的速率由巻緊巻筒的轉動速度決定，巻緊巻筒繞輥，且如果有，繞帶引導件(tape guide),沿帶路徑拉帶。輸送機移動板時的速度與巻緊巻筒的速度協(xié)調一致。兩個電機的操作都將由系統(tǒng)控制器控制，這允許設置移除速率。選擇適當?shù)某馑俣鹊目紤]包括板的最近的加工或處理。例如，如果密封件或板是濕的，則可以以較緩慢的速度進行除封操作(de-sealing叩emtion)，以避免液滴噴濺越過開口板。為了在除封操作期間，對多個板維持一致的處理速度，調整巻緊巻筒的轉動速度，以補償當其積聚用過的帶或密封件時，其增加的直徑。巻緊巻筒和/或源巻筒的轉動速度也能^皮系統(tǒng)控制器^f吏用，以計算保留在源巻筒上的密封件的數(shù)量，以確定何時應替換滾動。
在可選擇的實施方式中，本發(fā)明利用沙丁魚罐頭(sardine can)的原理，其中，帶有粘附表面的栓(key)附著到塑料密封件的一端，然后轉動而巻起并移除密封件。雖然在這個實施方式中可使用幾種不同的粘合劑，但優(yōu)選熱熔膠，因為其在存在溶劑、霜和水時的粘附屬性。在示例性的實施方式中，用后即丟棄的"栓，，的儲料匣(magazine), —個帶有用于轉動桿的頭部的圓柱形桿的栓被裝載到設備。以類似于PEZW唐果分配器(比如，參見美國專利2,620,061 )的方式，向前將栓推離儲料匣的底部。栓被推到能轉動栓的頭部的槽內。如果使用熱熔膠，栓被轉到面向熱源，以使膠到達熔融點。然后栓被向下轉到面向板的帶有密封件的一端。板凈皮適當?shù)囟ㄎ唬缓蟊簧仙允鼓z接觸到密封件，或者栓被向下移動以接觸密封件。在允許膠冷卻的短暫延時以后，栓隨著板沿輸送機繼續(xù)前進而被轉動，沿栓的切線向上提升，以通過使其繞圓柱形桿向上滾動，而漸漸移除密封件，然后將栓拉離板。開口板在輸送路徑上繼續(xù)，經(jīng)過除封站。栓和移除的密封件#1丟棄到垃圾接收器，并且從儲料匣裝栽新栓，以為下一個板做準備。在一個實施方式中，包括相對高度調節(jié)裝置，以改變栓機構和輸送機機構之間的間隔，從而允許使用不同厚度的板的系統(tǒng)。
本發(fā)明提供了用于用均衡的壓力牽引膜片的裝置，避免了當試圖手動移除片時所遇到的問題。因為使用發(fā)明的設備和方法能夠更容易地移除密封件，因此，通過更堅固地應用到腔板，能提供對試樣的污染或損失的更好的保護。
附圖筒述


圖1是根據(jù)本發(fā)明構建的系統(tǒng)的透視圖。
圖2是圖1的系統(tǒng)的俯視圖。
圖3a-3c是除封器的第一實施方式在移除過程的三個不同階段的側視簡圖圖3a顯示帶和密封件表面之間的初始接觸，圖3b顯示密封件開始剝離板時的密封件；以及圖3c顯示向提升輥移動的壓力桿。
圖4是本發(fā)明的實施方式的俯視簡圖。
圖5是帶有有角度的帶供給的除封器的可選擇的實施方式的俯視簡圖。
圖6是圖5的實施方式的側視簡圖。
圖7是帶有壓緊輥(pinch roller)的除封器的可選擇的實施方式的側視簡圖。
圖8是圖7的實施方式的透視筒圖。
圖9a是栓處于貼到腔板的頂部上的塑料密封片的位置的簡圖。
圖9b和9c是栓的可選擇的實施方式的透視圖。
圖10a-10c是分別示出用于分配栓、激活栓粘合劑，以及將栓應用到板密封片的步驟的圖.
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的用于自動移除板密封件的系統(tǒng)的側視筒圖。圖12是栓射出器機構(key ejector mechanism)的側視簡圖。
圖13a和13b分別是用于傳送板的輸送機和用于移動栓越過板的推進 器機構的側視簡圖和俯;f見筒圖。
圖14是用于移除板密封件的系統(tǒng)的俯視圖。
示的例性步驟。
示例性實施方式描述
為了本發(fā)明描述的目的，帶或板(或其他密封的容器)的運動或相對 位置的方向將用"上游"和"下游"來描述，"上游"的意思是朝向帶或 板開始行進的一側，"下游，，的意思是朝向帶或板結束行進的一側。以下 描述中提到的"陣列"或"板"僅為了說明的目的。本發(fā)明不是要限于對 多腔板或類似的陣列的處理，而是可用于將從其移除可剝離的膜的幾乎任 何種類的容器或物體。
圖1到圖5中顯示的本發(fā)明的第一實施方式中，使用膠帶來移除密封 件。膠帶的源滾筒20支撐在處理表面4和板輸送才幾10之上的心軸(spindle ) 或軸18上，板輸送機10沿處理表面4從右到左傳送板16 (或其他密封的 容器)，如圖3a-3c所示。在示例性的實施方式中，輸送機10包括連接到 輸送車(conveyorcar) 11 (圖5中所示)的電機驅動的傳送帶，該傳送帶 保持板或其他物體，并當激活輸送機電機時，滑過處理表面4。帶22的寬 度實質上等于或大于密封件40的寬度，當板16在如所示的右邊(上游側) 的壓力桿24下面經(jīng)過時，帶22粘附到密封件。壓力桿或輥24將帶22的 粘合劑側按壓成靠著密封件40的上表面，如圖3a所示。應注意，雖然可 以優(yōu)選輥，但是壓力輥的功能也可由能夠施加期望的壓力以增強粘附效果 的任何表面執(zhí)行。例如，可使用桿、棒或平面。在一個實施方式中，表面 可具有泡沫接觸區(qū)域，以通過順應密封件的表面來幫助散布施加的壓力。
帶22沿一路徑在第二桿或輥下面并圍繞該第二桿或輥前行，這里也 將第二桿或輥稱為收集桿28,并向上到達巻緊巻筒(take up reel) 30。收集桿28應在其下游側具有帶有倒圓的棱邊的光滑表面，使得該帶均衡地 拉過它。收集桿28不需要是細長的圓柱體，但是可以是在帶22拉過邊緣 的位置處具有光滑的圓形表面的平坦的桿或板的形式，因此提供與桿相同 的功能。當板16向前移動且密封件的前緣在收集桿28下經(jīng)過時，密封件 40被切向于收集桿28的下游或尾側的力向上拉，如由圖3a中的Tl、 T2 和T3所例示，從而提升密封件的前緣，以當板超過收集桿28時，逐漸剝 離密封件，如圖3b所示。移除的密封件40保持粘附到帶上，以與帶32 一起向上滾動到巻緊巻筒30。 一旦源滾筒已近被用完，或者，如果適當?shù)模?在源滾筒完全消耗完之前，巻緊巻筒30與用過的帶32可從巻緊心軸(take up spindle)移除，并連同用過的密封件一起i皮丟棄。收集桿28選擇相對 較小的直徑有助于通過增加帶上的牽引角來移除密封件40。收集桿28優(yōu) 選地設置成轉動或滾動以確保帶的均衡牽引，且其典型地具有2-3mm的直 徑。作為使用收集輥的替代，非轉動收集桿可以^皮使用，只要它具有相對 低摩擦的表面，比如，圓形的和光滑的，以避免不均勻的力越過帶的寬度。 因此，為了本發(fā)明的目的，術語"收集桿"應包括桿、輥、具有倒圓的棱 邊的平坦表面，以及任何等價結構，該任何等價結構帶有必要的屬性，以 允許用均衡的力^f吏帶平滑地拉過它而不損壞帶。
壓力桿24可安裝成允許其在剝離已經(jīng)開始以后向左移動，即在板行 進的方向上向下游移動，以進一步增強由收集桿28施加的拉力。在一個 實施方式中，從;tl路徑上方懸桂的剛性支撐件向下延伸的泡沫條，可被用 于代替或附加到壓力桿24來初始地將帶22向下推到板16的前緣上。泡 沫應足夠堅硬以施加壓力，但是充分依從(compliant)以確保帶22與密 封件40良好接觸。期望暫停板16的向前運動，在恢復運動之前，在密封 件的前緣將其保持在初始接觸位置幾秒鐘，以確保帶牢固地抓住密封件。
在優(yōu)選的實施方式中，收集桿28位于一個角度，比如，相對于板16 的前緣成大約45。，如圖4和圖5所示，以通過在拐角42處開始剝離過 程，且按大約45。的角度將密封件剝離，來促進密封件40與板16分離。 這個手段避免了需要同時克服沿密封件40的前緣38的整個寬度的粘合劑 強度，并更類似于手動操作移除密封件。有角度的收集桿28引起帶路徑的方向改變?yōu)榻频卮怪庇谧畛醯膸窂揭约皫魉偷姆较颉８淖儙窂?br> 的方向的另一優(yōu)點是，在巻緊巻筒30上積聚的丟棄的密封件被定位在側 面而不在板16和輸送機10上方，這使保留在密封件的底部的任何污染液 體滴回到下一個板內的機會最小化。如示出的，帶路徑被改變的角度一般 為大約90° ±大約10° 。更優(yōu)選地，角度將是90。 ±2-3° 。在優(yōu)選的實 施方式中，可包括靠近收集桿28,或接近巻緊巻筒30的海綿或吸收材料， 以進一步避免交叉污染?？蛇x地，在大量的液體保留在帶或移除的密封件 上的情況下，真空管或通道可在桿28處或桿28的下游安裝在帶的相反側 上。
驅動電機50，例如圖4和圖5中所示的這個，轉動巻緊心軸52，以 通過從源滾筒20并沿著帶路徑拉動帶來驅動除封操作。為確保沒有滑移 發(fā)生并施加均衡的拉力，心軸52應具有一個或更多個徑向延伸的鍵形物、 隆起或彈起(spring )，以配合巻緊巻筒30的內表面上相應的凹口 。
從板移除密封件的速率由巻緊巻筒30的轉動速度決定，該巻緊巻筒 30繞輥24和28，以及帶引導件(如果有)，沿帶路徑拉板。輸送機10移 動板16的速度與巻緊巻筒30的轉動速度協(xié)調一致。輸送機和驅動電機50 的運行都將由系統(tǒng)控制器(未示出)控制，這允許設置移除速率。 一種典 型的運行速度將是大約30cm/sec (1 foot/sec.)。選擇適當?shù)某馑俣鹊目?慮包括板的最近的加工或處理。例如，如果密封件或板是濕的，則優(yōu)選在 較緩慢的速度下進行除封操作，以避免'戚落的液滴越過開口板。在多個板 上的除封操作期間，為了維持一致的處理速度，可以調節(jié)巻緊巻筒30的 轉動速度，以補償其隨著積聚用過的帶和密封件而增加的直徑。巻緊巻筒 30的轉動速度也可由系統(tǒng)控制器使用，來計算保留在源滾筒20上的密封 件的數(shù)量，以決定何時應更換滾筒。
典型地，用在本發(fā)明中的帶將是常規(guī)的塑料基壓敏粘合劑(plastic backed pressure sensitive adhesive )，其^皮選擇成，在使粘附到其自身的趨勢 最小化的同時，最大化膠粘強度。帶的寬度應近似地與密封件的寬度相同， 但是一些微小的變化是可以的，只要有充足的寬度來有效提升整個密封 件。帶應有充足的強度，并可以被增強，以使破損的風險最小化。在可選擇的實施方式中，帶粘合劑可以是熱激活的，或壓敏和熱增大 的組合。使用熱具有優(yōu)點，即帶能粘附在其表面上具有濕氣或一些化學殘
余，例如DMSO的密封件。加熱可通過將熱源定位在壓力桿24或其自身 可被加熱的輥的緊接著的下游來實現(xiàn)。短暫停止巻緊巻筒的轉動和輸送機 的向前運動可能是適當?shù)?，以?^午在施加上升的力到帶之前，冷卻帶和粘 合劑。
在一個實施方式中，源滾筒和巻緊巻筒可組合成用后即丟棄的卡式盒 (cartridge),有點像VHS錄像帶，以方便用戶更換。在巻緊巻筒定位成 相對于板運動的方向成角度(90° ±x° )的情況下，卡式盒將被適當成 形為，例如L型，以保持巻筒在其期望的位置?？ㄊ胶凶们橛杀阋说哪Ｖ?塑料零件以及紙板和金屬零件制成，以最小化成本。
可包括可選的窗口和測量裝置，以允許用戶確定剩余的帶能夠移除的 密封件的數(shù)量。可選地，儀器可記錄移除的密封件的數(shù)量，以預測剩在卡 式盒上的數(shù)量。這對使用分開的源滾筒和巻緊巻筒時的布置也有用。例如， 新的源滾筒或卡式盒可在晚上放上，以確保系統(tǒng)可以整晚不用值守地運 行。第二天可重新安裝部分完整的卡式盒或滾筒，以使用任何剩余的容量。
圖1和圖2示出利用本發(fā)明的原理的示例性儀器1。源滾筒20具有源 芯(source core )18，其安裝到從源法蘭(source flange) 36延伸的源心軸 14上。源芯18在心軸18上滑動，以形成提供充足阻力的過盈配合，以允 許從滾筒20拉出帶22,同時保持帶拉緊，以對密封件40均衡施力?？蛇x 地，源芯18中的凹口可配合心軸18中的鍵形物或彈起，以防止源滾筒的 滑移并確保帶的均衡供給?？砂蛇x的檢測器，以監(jiān)控在源滾筒20上 剩余的帶的數(shù)量，來將信號提供到系統(tǒng)控制器，從而允許其確定使用滾筒 還能移除多少密封件。巻緊巻筒30，其定位成相對于最初的帶路徑方向和 板16的運動方向成大約87° -88° ，具有側法蘭，以幫助將用過的帶32 和密封件置于中心，并還幫助收容可能殘留在移除的密封件和用過的帶上 的殘余物質?？蛇x的防護罩7^t在密封件被拉回處，以保護新近打開的腔 不^1交叉污染，并防止與可能殘留在移除的密封件的底面上的物質的不經(jīng) 意的接觸。輸送機10沿輸送機表面4向前傳送板16 (如所示的從左到右)，從源 滾筒20下面的位置開始。如之前所描述的，設備的運行速率由巻緊巻筒 30的轉動速度決定。簡單地控制輸送4幾10，以保持板16以與帶相同的速 度移動。光學檢測器5部分地延伸到輸送機表面4的上方，以確定密封件 已經(jīng)被移除。典型地，光學檢測器通過觀察其下面的相當大的部分的區(qū)域， 來尋找?guī)У姆瓷渎?。板上的高反射率將指示一些部分且可能全部的密封?沒有被移除?？刂破骺杀痪幊虨橛杏糜诖_定可以接受的反射率的水平的閾 值，包括密封件的一部分可殘留的情形。如果檢測到不可接受的密封件的 殘余，則系統(tǒng)控制器(未示出)將產(chǎn)生指示密封件移除是不完整的信號(聽 得見或看得見)。控制器還可，或可選地，產(chǎn)生電信號，以激活所連接的 自動裝置(robot)來移除板，并重復除封過程，或將板放在一個用于進行 進一步的安排或處理的站(station)上。
帶巻筒、電機和輸送機都保持在具有可以打開的保護罩3的殼體2里， 以使設備里的移動零件的污染和不經(jīng)意的接觸最小化。罩3成形為帶有對 應于輸送路徑的凹口，以允許板離開設備而不需要打開罩。
為了更加容易地使用自動裝置，輸送車11 (僅在圖8示出，但是在其 他實施方式中將直接位于板16的下面)可通過位于它的軌跡中的用戶可 選擇型開關8而可選地在它的行進末端處呈現(xiàn)立式姿勢或橫式姿勢 (portrait or landscape positions )， iD圖l和圖2所示。這個凈爭征允i午自動 裝置沿長邊或短邊抓住板16，這依賴于自動裝置的抓具的方位(gripper orientation )。
控制面板6包括START/STOP按鈕和指示各種信息的顯示器，這些信 息例如密封件移除的完成/效果、剩余帶的數(shù)量，或用剩余的帶能夠移除的 密封件的數(shù)量，以及提供控制參數(shù)的輸入，例如密封件和板的尺寸、密封 件移除速度、粘合劑安裝的延遲，以及更多。在一個實施方式中，與實際 檢測剩余在源滾筒上的帶的數(shù)量不同的是，控制器可通過計數(shù)移除的密封 件的數(shù)量、追蹤帶的供給速率并利用密封件尺寸來計算剩余的帶。
為確保新的帶總是應用到板的前緣，儀器可以監(jiān)控經(jīng)過的時間(或這 樣的事實新的卡式盒或滾筒已經(jīng)被安裝)。為了最佳粘附，如杲在下一個板出現(xiàn)用于密封件移除之前，消耗了太多時間，則驅動電機被觸發(fā)，以
使帶自動前進到一個新的位置。促使這個"更新(freshening)"動作的示 例性延遲將為大約8小時或更多。
如圖6所示，卡式盒和電機可被安裝到公共框架(common frame) 58 上，該公共框架58可以通過電機60相對輸送機10升高或降低，以使其 能夠處理不同高度的板。輸送機10前移板16，以將板的前緣正好放在壓 力桿24的下面，壓力桿24是卡式盒的一部分?？梢栽试S各種壓力調整， 以改善帶對密封件的粘附。還可允許幾秒的延遲，以允許設置帶粘合劑來 改善粘附。然后，運行巻緊巻筒(在這個圖中未示出)和輸送機10來移 除密封件40，并繼續(xù)使板16前進到輸出側，在這種情況，即輸送機表面 的左側。
在一個可選擇的實施方式中，輸送機10可以被除去，而運動由使用 者在首先對齊板與引導件之后，在控制桿下面的處理表面4上向前手動滑 動板16來提供，其中該引導件為，比如， 一對軌道，該引導件位于處理 表面4上，并被稍寬于板的距離分開。板的手動推動一般應是均衡運動， 該均衡運動與轉動巻緊巻筒以使帶沿帶路徑前進的速率一致。在第二個可 選擇的"手動"構造中，固定的引導件或框架可^皮布置在表面上，用于牢
固地且可釋放地保持板。然后，源滾筒、收集桿和巻緊巻筒可被安裝在板 或類似于公共框架58的框架上，該板或類似于公共框架58的框架在電機 或手動驅動的水平滑塊上，而該電機或手動驅動的水平滑塊允許控制桿從 板的前緣向后移動到板的尾緣，以剝離密封件。
在用于要求除封操作整夜無人值守地運行的更大的實驗室的實施方 式中，可能有必要增加帶的容量以允許除封1000個或更多個板。簡單地 增大巻緊巻筒不能完成這個任務，因為用過的密封件和帶的大滾筒可能太 軟而不能用執(zhí)行除封操作所需的 一致的扭矩驅動。
為了解決這個問題，可包括壓緊輥系統(tǒng)來在巻緊巻筒只是巻緊松弛的 同時牽引帶，如圖7和圖8中所示的實施方式。類似于第一實施方式，源 滾筒60在壓力輥62下面供給帶，當板16被輸送機10傳送時，壓力輥62 將帶的粘性側按壓到板16的密封件40上。優(yōu)選地，巻緊桿63布置為相對于行進的方向成一個角度，使得密封件40首先在一個拐角被提升以幫 助移除。帶有移除的密封件的帶70通過引導輥(或桿)65被引導進入一 組壓緊輥68、 72和74。輥68是驅動輥，其由驅動電機(未示出)驅動， 以提供用于剝離操作的拉力。因為在帶70的一側上有粘合劑，為防止輥 的污垢，提供了一次性紙滾筒(consumable paper roll) 66來供應紙64，以 在其進入壓緊輥之前提供村背來蓋住粘合劑。紙襯背提供吸收可能已經(jīng)留 在用過的密封件上的任何液體的附加優(yōu)點。分層的廢帶(layered waste tape) 76，其由膠帶、移除的密封件和紙村背組成，被收集在巻緊巻筒80上。 如圖中所指示的，巻緊巻筒80的相對尺寸大于紙巻筒66或源巻筒60，因 為其接收3層帶，該3層帶比單個起初的帶中的任何一個都厚。單獨的驅 動電機(未示出)或轉動驅動輥68的同一驅動電機驅動的聯(lián)動裝置 (linkage )，被用來巻緊帶76上的松弛。隨著巻筒上的用過的帶76直徑的 增加，將調整巻緊巻筒80的轉動速度。應注意，壓緊輥可^皮應用在較小 體積的設備上，例如第一實施方式，以及較大容量的系統(tǒng)中。
在本發(fā)明的可選擇的實施方式中，粘合劑的連續(xù)的滾筒^f皮單個用后即 丟棄的輥或"栓"取代，其中的每個用來移除單個密封件。如圖9a-9c中 所示，每個巻緊栓90具有巻緊桿94和栓頭部96。優(yōu)選地，桿94是圓柱 形的，也就是，具有圓形橫截面，以確保整個操作的均衡的壓力，然而， 也可使用其他形狀。膠條92沿桿94的長度延伸。雖然可使用幾種不同的 粘合劑，但是在許多情形下，熱熔膠是上選，因為在存在溶劑、霜或水時 其具有更好的粘附屬性。將膠條92壓靠密封件40，且一旦粘合劑已充分 設置，當板前移時，栓90朝向板16的尾緣滾動，比如，如圖9a所示的順 時針方向，來以類似于打開沙丁魚罐頭的方式移除密封件。用于轉動栓的 夾緊裝置以鍵形物98 (圖9b)、方頭部96 (圖9c)或允許控制栓轉動的其 他構造的形式提供。這個夾緊裝置由將在下面更詳細地描述的自動轉動機 構操縱。
如圖10a所迷，自動分配器100將多個栓90保持在用后即丟棄的栓的 儲料匣102中。栓90被栓推進器106向前推離栓儲料匣102的底部的開 口 104,使得分配器的功能更像PEZ1唐果分配器。栓推進器106由電機130驅動，在圖14中示出。栓90的頭部祐:推進栓轉子(key rotator)中的 相應的槽108中。如示出的，栓頭部是矩形的，安裝到栓輥110中的矩形 槽里，然而，唯一的要求是需要有用于控制栓的轉動的量和方向的一些裝 置。栓轉子100在弓形轉動通道112里被支撐并由連接到電機122 (圖11 和圖14中示出)的傳送帶驅動。激活驅動電機122，并且轉動栓，直到停 止鍵形物(stop tab) 114接觸轉動止塊(rotation stop) 116,這引起膠條 92祐l露于熱源120，圖10b中示出，以4吏膠到達它的熔融點。然后轉動 栓90，使得膠條92露出。板16與膠條92對齊，然后被放置成與膠92接 觸，如圖10c所示。
如圖11所示，板16在一端具有樞軸124的輸送機118 (由電機128 驅動)上傳送，這允許輸送機向上或向下傾斜，以使板16接觸或不接觸 栓90。正常地，輸送機118將通過彈簧(圖15a-f中示出)被向上偏置。 在板16上的密封件已經(jīng)接觸膠條和允許粘合劑冷卻的短暫延遲后，在板 16前移的同時，由傳送帶或連到電機122的其他連桿機構驅動的栓轉子110 轉動栓90，使得密封件被逐漸且均衡地剝離板16。在板的尾緣已經(jīng)移動 經(jīng)過栓90以后，帶有移除的密封件的栓被射出，并掉落在位于組件下面 的垃圾桶109里。新的栓從栓儲料匣102落下，并被裝載到栓轉子110里， 以準備下一循環(huán)。
圖12示出用于射出用過的栓的示例性機構。 一旦密封件已經(jīng)滾動到 用過的栓90u上，則轉動栓轉子110， ^f吏得槽108朝向下。栓推進器106 遠離分配位置被拉回，使得射出器觸發(fā)器140用凸輪帶動抵靠臂134的下 段。當臂134的下段被拉回時，臂134在射出器樞軸136樞軸轉動，以引 起臂134的上段向下移動，從而向下驅動栓射出器138。栓射出器138的 下端促使用過的栓90u的頭部離開槽108,使得用過的栓掉進垃圾容器109 里。彈簧鍵形物132防止用過的栓90u滑動返回到儲料匣102底部的裝載
圖13a和13b示出在已經(jīng)移除密封件后，用于促使輸送機118向下以 允許移除板16的機構。輸送機118通常通過彈簧被偏置向上，所以當板已 經(jīng)^皮除封時，必須克服彈簧偏置。栓轉子110反向轉動，使得樞軸觸發(fā)器144被放置成接觸并壓緊輸送機樞軸銷146。樞軸銷146剛性連接到框架 或連接到輸送機118的一側的其他結構，使得銷146上的向下的力促使整 個輸送機關于輸送機樞軸124樞軸轉動。這增加了輸送機和除封部件之間 的間隔，從而允許更容易接近和移動板16,而不會不經(jīng)意傾翻或接觸將位 于板上方的除封器的部件。
圖15a-15f示出用于完成輸送機和除封部件之間的相對運動的示例性 裝置。圖15a顯示起始位置，在該起始位置，板16在靠近輸送機樞軸124 的位置被放在輸送機118上。臂126通過彈簧132被偏置到一個位置，使 得輸送機118是水平的(不樞軸轉動)。圖15b-e示出在處理的各種步驟期 間處于樞軸轉動位置，以定位板來準備除封的輸送機118。在圖15b中， 鍵形物144從栓轉子110延伸，當順時針方向(反向)轉動時，用凸輪帶 動抵靠受栽彈簧的臂126，這進而對輸送機機構118施加向下的力，引起 其繞輸送機樞軸124傾斜。臂126的上端經(jīng)由銷150滑動連接到輥引導件 112。在大約5點鐘的位置，鍵形物144接觸臂126的右上拐角，施加向下 的力到輸送機118，并引起臂126滑到輥引導件112的最低的限度。圖15c 顯示栓轉子110繼續(xù)順時針方向轉動，使鍵形物144定位在大約7點鐘的 位置,這促使臂126到左邊(如示出的)，并使栓轉子110和輥引導件對齊。 一旦板16到達除封位置，栓轉子110的轉動方向回復到逆時針方向，在輥 引導件112里轉動，使得鍵形物144抓住臂126的前緣，如圖15d所示。 繼續(xù)的逆時針方向轉動引起臂在輥引導件里滑動，使得臂被迫向后(如所 示的向右邊)，并且臂126的上端向輥引導件112的最高限度移動，如圖 15e所示。在圖15f中，銷150已經(jīng)完全向輥引導件112上的最高限度滑 動，這+〉^了克服彈簧132的偏置的壓力，允許輸送機118返回到它正常 的水平位置。在栓轉子110的轉動的該點，栓90上的膠條92已經(jīng)被定向 為接觸密封件的前緣。板16被輸送機118從左平移到右，如所示，同時轉 動栓，已將密封件剝離板，如之前所描迷的。
在一個實施方式中，系統(tǒng)適合容納厚板和薄板，最薄的是10mm，而 深的腔板大約是45mm。為了提供這個能力，包括相對高度調節(jié)裝置來改 變栓才兒構和輸送機機構之間的間隔。對于較薄的板，固定住一間隔塊(spacer block),而對于高板，將其移除可以是實際的。優(yōu)選地，全部范 圍可只用單個間隔塊蓋住。
運動次序可由PIC微控制器控制，雖然簡單的繼電器控制的次序 (relay-controlled sequence)也可是適當?shù)?。?yōu)選地，系統(tǒng)應通過只是加載 板和按下"開始"來運行。不需要顯示器，然而兩個或三個指示器燈將是 有用的，以指示正常的運行。
之前的描述已經(jīng)解決了從用于化學和生物應用里的化合物合成和儲 藏的典型的多腔板移除可剝離的密封件。這僅作為示例性的例子提供，因 為本發(fā)明對于從實質上任何類型的容器移除可剝離的密封件同樣有用，所 述容器是具有能夠容忍應用粘合劑到密封件的上表面所需的條件的結構， 當向上拉粘合劑時，有充足的強度從容器分離密封件。例如，本發(fā)明可用 于從其他容器陣列、臨床測驗成套工具或甚至保持在托盤或支撐架里的個 體小瓶移除密封件。本發(fā)明能用于打開食物容器或其他包裝。 一般地，能 使用本發(fā)明的方法和設備打開具有能通過剝離動作移除的密封件的幾乎 所有包裝或容器，可能除易碎的或在不損壞容器的情況下太軟而不能允許 應用粘合劑的容器之外。
而且，本發(fā)明在從更多研磨技術可損壞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。
將對本領域技術人員明顯的是，在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況 下，可以在本發(fā)明的系統(tǒng)和設備中進行各種變型和變化。因此，希望本發(fā) 明包含所有這樣的變型和變化到這樣的程度它們落在隨附權利要求和它 們的等價形式的范圍里。
權利要求
1.一種用于從物體移除膜的設備，其包括處理表面；收集桿，其布置在所述處理表面的上方，所述收集桿具有實質上等于或大于所述物體的寬度的長度；粘附表面，其沿所述收集桿的長度向下延伸；對齊裝置，其布置在所述處理表面上，用于相對于所述收集桿和所述粘附表面對齊所述物體的前緣；平移裝置，其用于在平行于所述處理表面的平面的方向上相對于所述物體和所述粘附表面中的一個移動另一個；以及用于產(chǎn)生切向向上的力的機構，其用于在所述收集桿的下游側產(chǎn)生切向向上的力，使得隨著所述物體和所述收集桿中的一個從所述膜的前緣移動到所述膜的尾緣，所述粘附表面拉起前緣，并引起所述膜被向上剝離所述物體。
2. 如權利要求1所述的設備，其中，所述粘附表面包括熱激活的膠條， 且所迷設備進一步包括用于激活所述膠條的熱源。
3. 如權利要求l所述的設備，其中，所述收集桿的角度定位成使得從 所述膜的一個拐角開始剝離所述膜。
4. 如權利要求l所述的設備，其中，所述粘附表面包括膠帶，且所述 設備進一步包括源滾筒，其包括未使用的帶；壓力表面；巻緊巻筒，其用于收集用過的帶和移除的膜，其中，帶路徑從所述源 滾筒開始，在所述壓力表面下、在所述收集桿下延伸，并在所迷巻緊巻筒 處結束；以及驅動電機，其轉動所述巻緊巻筒，以從所述源滾筒拉所述帶并通過所 述帶路徑。
5. 如權利要求4所述的設備，其中，所述帶路徑在所述收集桿處改變 方向，使得所述收集桿的下游的帶路徑相對于所述收集桿的上游的帶路徑 為90° ±10° 。
6. 如權利要求4所述的設備，其中，所述平移裝置包括輸送機，且所 迷對齊裝置包括輸送車。
7. 如權利要求4所述的設備，其進一步包括控制器，所述控制器用于 控制所述巻緊巻筒的轉動速度，并使所述平移裝置的速度與所述巻緊巻筒 的轉動速度協(xié)調一致。
8. 如權利要求7所述的設備，其中，隨著用過的帶在所述巻緊巻筒上 堆積，所述巻緊巻筒的轉動速度被調整。
9. 如權利要求l所述的設備，其中，所述粘附表面包括膠帶，且所述 設備進一步包括源滾筒，其包括未使用的帶；壓力表面；巻緊巻筒，其用于收集用過的帶和移除的膜，其中，帶路徑從所述源 滾筒開始，在所述壓力表面下、在所述收集桿下延伸，并在所述巻緊巻筒 處結束；一組壓緊輥，其包括用于從所述源滾筒牽引所述帶并通過所述帶路徑 的驅動輥。
10. 如權利要求9所述的設備，其進一步包括用于分配一巻紙襯背帶 的紙滾筒，其中，所述紙村背帶和所述膠帶一起^皮供給所述壓緊輥。
11. 如權利要求9所述的設備，其中，所述帶路徑在所述收集桿處改 變方向，4吏得所迷收集桿的下游的帶路徑相對于所述收集桿的上游的帶路 徑為90° ±10° 。
12. 如權利要求1所述的設備，其進一步包括傳感器，所述傳感器在所述收集桿的下游處布置在所述處理表面的上方，用于檢測所述物體上的 殘余膜，并響應于檢測到殘余膜而產(chǎn)生信號。
13. 如權利要求1所述的設備，其中，所述收集桿包括栓，所述栓具 有沿所述栓的長度延伸的膠條，且其中，所述用于產(chǎn)生切向向上的力的機 構包括栓輥，所述栓輥接納所述栓，轉動所述栓以使所述膠條接觸到所述 膜的前緣，并隨著輸送機傳送容器或容器陣列而轉動所述栓，以^:所述膜 繞所述栓的長度滾動。
14. 如權利要求13所述的設備，其中，所述膠條包括熱激活的膠，且 所述設備進一步包括用于激活所述膠的熱源。
15. —種用于從物體的頂面移除膜的方法，所述方法包括 將所述物體布置在處理表面上；供給連續(xù)的膠帶，所述膠帶具有沿帶路徑從源滾筒到處理表面上方的 巻緊滾筒的粘附側，使得所述粘附側被指向下，以接觸所述物體上的所述 膜，所述膠帶具有相應于所述物體的寬度的寬度；用壓力表面對所述膠帶施加向下的壓力，以迫使所述粘附側接觸所述膜；相對于所述物體和所述膠帶中的一個平移另一個，使得所述膠帶粘附 到所述膜的前^彖的至少 一個拐角；在所述帶上施加向上的牽引力，以使所述膜剝離所述物體；以及繼續(xù)供給和平移的所述步驟，直到所述膜完全與所述物體分離，且移 除的膜保持在所述膠帶上。
16. 如權利要求15所述的方法，其進一步包括在所述帶路徑里布置 有角度的收集桿，其中，有角度的倒圓的棱邊引起所述膠條以相對于一個 或更多個容器的角度供給，使得剝離運動首先應用到所述膜的拐角。
17. 如權利要求15所述的方法，其進一步包括多個壓緊輥，用于當施 加向上的牽引力時，保持所述帶上的張力；以及滾動用過的帶，并將分離的膜附著到巻緊巻筒上。
18. 如權利要求17所述的方法，其進一步包括在所述帶進入所述壓 緊輥之前供給襯背帶，其中，所迷襯背帶粘附到所述粘附表面和所述分離 的膜，且滾動的所述步驟巻緊所述帶、分離的膜和襯背帶。
19. 如權利要求15所迷的方法，其進一步包括在所述處理表面的下 游位置布置傳感器，用于檢測所述物體上殘余的膜，以及如果檢測到殘余 的膜，則產(chǎn)生信號以指示存在殘余的膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于移除可剝離的密封件的設備和方法。用可剝離的密封件密封的一個容器或容器陣列經(jīng)由輸送機沿處理路徑向除封站傳送，在該除封站，具有實質上等于或大于密封件的寬度的寬度的粘附表面被按壓成靠著可剝離的密封件的上表面。收集桿在粘附表面上施加向下的壓力，將其按壓成靠著密封件，并當板與輸送機一起移動時，將容器或容器陣列保持在輸送機上的位置。當密封件的前緣經(jīng)過收集桿時，粘附表面向上滾動，遠離密封件的平面，在密封件的前緣上向上拉，以使密封件與容器或容器陣列分離，同時容器或容器陣列被輥保持向下。然后丟棄移除的密封件。
文檔編號G01N37/00GK101641603SQ200880007637
公開日2010年2月3日 申請日期2008年3月10日 優(yōu)先權日2007年3月9日
發(fā)明者羅伯特·K·尼珀爾, 羅杰·霍華德, 雷特·L·阿弗萊克 申請人:紐克塞斯生物系統(tǒng)公司