RU2745660C1 - Method for controlling tightness of jars with food and device for its implementation - Google Patents
Method for controlling tightness of jars with food and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2745660C1 RU2745660C1 RU2020126959A RU2020126959A RU2745660C1 RU 2745660 C1 RU2745660 C1 RU 2745660C1 RU 2020126959 A RU2020126959 A RU 2020126959A RU 2020126959 A RU2020126959 A RU 2020126959A RU 2745660 C1 RU2745660 C1 RU 2745660C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lid
- deformation element
- sleeve
- deformation
- conveyor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/24—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using infrasonic, sonic, or ultrasonic vibrations
Abstract
Description
Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на повышение производительности и эффективности контроля герметичности металлических и стеклянных банок с продуктами, а также на обеспечение его автоматизации, и может найти применение в пищевой и химической промышленности.The invention relates to the field of testing technology and is aimed at increasing the productivity and efficiency of monitoring the tightness of metal and glass cans with products, as well as ensuring its automation, and can be used in the food and chemical industries.
При производстве консервной продукции контроль герметичности металлических и стеклянных банок после закатки имеет существенное значение для обеспечения качества готовых изделий. Герметичность -способность оболочки (корпуса), отдельных ее элементов и соединений (швов) препятствовать газовому или жидкостному обмену между внутренней областью оболочки и внешней средой. В результате утраты герметичности банка с продуктом направляется в брак, что приводит к потерям ценного сырья и материалов. Причиной утраты банкой герметичности является наличие в оболочке течевых каналов. Появление течевого канала в металлической и стеклянной банке с продуктом приводит к расходу воздуха и жидкости через указанный канал при создании избыточного давления на банку.In the production of canned food, control of the tightness of metal and glass cans after seaming is essential to ensure the quality of finished products. Tightness is the ability of the shell (body), its individual elements and joints (seams) to prevent gas or liquid exchange between the inner area of the shell and the external environment. As a result of the loss of the tightness of the can, the product is sent to waste, which leads to the loss of valuable raw materials and materials. The reason for the loss of tightness by the can is the presence of leaky channels in the shell. The appearance of a leaky channel in a metal and glass jar with a product leads to the flow of air and liquid through the specified channel when creating excess pressure on the jar.
Известны способ контроля герметичности металлических банок с пищевыми продуктами и устройство для его осуществления (RU №2396529, МПК G01M 03/00, опубл. 10.08.2010), содержащее средства для получения видеоинформации, ее обработки, позиционирования банок, связанные с блоком управления. В качестве средства получения видеоинформации и ее обработки использована система технического зрения, включающая системный контроллер, запрограммированная на индикацию неоднородности цвета поверхности банки, и связанные с ним две видеокамеры. Средство позиционирования выполнено в виде ленточного транспортера с нанесенной разметкой мест установки банок, причем видеокамеры установлены по обе стороны от транспортера с возможностью синхронного поворота вокруг своих вертикальных осей. Кроме того, устройство снабжено механизмом отбраковки, связанным с блоком управления. При поступлении консервной банки в зону обзора оппозитно установленные видеокамеры выполняют поворот и сопровождают изделие. После окончания видеосъемки видеокамеры возвращаются в исходное положение.A known method for monitoring the tightness of metal cans with food products and a device for its implementation (RU No. 2396529, IPC G01M 03/00, publ. 10.08.2010), containing means for obtaining video information, processing it, positioning cans associated with the control unit. As a means of obtaining video information and its processing, a technical vision system was used, which includes a system controller programmed to indicate the inhomogeneity of the color of the can surface, and two video cameras associated with it. The positioning device is made in the form of a belt conveyor with the applied markings of the places for installing the cans, and the video cameras are installed on both sides of the conveyor with the possibility of synchronous rotation around their vertical axes. In addition, the device is equipped with a rejection mechanism associated with the control unit. When a tin can enters the field of view, oppositely installed video cameras rotate and accompany the product. After the end of video recording, the camcorders return to their original position.
Способ обладает решающими недостатками, к которым относятся малая производительность и низка точность контроля герметичности. Негерметичная консервная банка может иметь нормальную форму и не содержать следов подтеков продукта, что приводит к пропускам негерметичных банок. Ряд жидких пищевых продуктов являются практически прозрачными, что не позволяет определить следы их подтеков методом видеонаблюдения. Необходимость возвратного движения видеокамер не позволяет располагать консервные банки на малом расстоянии друг от друга во избежание пропусков. Кроме того, способ чувствителен к оптическим помехам и перепадам освещенности рабочей зоны.The method has decisive disadvantages, which include low productivity and low accuracy of tightness control. A leaky tin can may be normal in shape and free from product leaks, which can lead to leaky cans. A number of liquid food products are practically transparent, which makes it impossible to determine the traces of their smudges using video surveillance. The need for a backward motion of video cameras does not allow placing cans at a small distance from each other in order to avoid gaps. In addition, the method is sensitive to optical interference and changes in the illumination of the working area.
Известен способ контроля герметичности металлических банок (RU №2025730, МПК G01N 33/04, G01M 3/00, опубл. 30.12.1994), заключающийся в том, что металлические консервные банки укладывают рядами, швами вниз (местами стыков продольных и поперечных швов) на полки термостата, предварительно обернув белой или обработанной индикатором фильтровальной бумагой, и выдерживают при температуре 83-87°С в течение 5 мин. По появлению на бумаге маслянистых жирных пятен продукта в результате проникновения через капилляры в швах банки как следствие физического расширения продукта в банке при нагревании судят о герметичности металлических банок с продуктом. Относительным количеством негерметичных банок определяется качество партии.There is a known method for monitoring the tightness of metal cans (RU No. 2025730, IPC G01N 33/04,
Недостатками данного способа являются низкая эффективность контроля, обусловленная большим числом операций, выполняемых вручную, и непосредственным участием оператора по определению локальных выделений продукта из банки, а также сложность автоматизации процесса контроля.The disadvantages of this method are the low efficiency of control due to the large number of manual operations and the direct participation of the operator in determining the local product discharges from the can, as well as the complexity of the automation of the control process.
Известны способ испытания закрытого контейнера на герметичность, способ изготовления герметично закрытых контейнеров и устройство для испытания на герметичность (RU №2492440, МПК G01M 3/36, опубл. 10.09.2013). В способе испытания на герметичность в закрытом контейнере предусматривается гибкая зона стенки и отверстие, закрытое гибким герметизирующим элементом, при этом к указанной гибкой стенке указанного контейнера прикладывается сила. Измерение результирующей силы осуществляется с помощью датчика силы, расположенного рядом с указанным гибким закрывающим элементом или находящегося в контакте с ним, в результате чего определяется, является ли указанный контейнер герметичным или имеющим течь, в зависимости от выходного сигнала указанного датчика силы.A known method for testing a closed container for leaks, a method for manufacturing hermetically sealed containers and a device for testing for leaks (RU No. 2492440, IPC G01M 3/36, publ. 09/10/2013). In the method of testing for leaks in a closed container, a flexible wall zone and an opening closed by a flexible sealing element are provided, while a force is applied to said flexible wall of said container. The measurement of the resulting force is carried out using a force transducer located adjacent to or in contact with said flexible cover, thereby determining whether said container is leakproof or leaking, depending on the output of said force transducer.
Решающим недостатком данного способа является необходимость наличия в закрытом контейнере по меньшей мере одной гибкой зоны стенки и одного отверстия, закрытого гибким герметизирующим элементом, существенно ухудшающих прочностные свойства контейнера. Указанные гибкая зона стенки и гибкий герметизирующий элемент имеют малую прочность и могут разрушаться под внешним воздействием. В связи с этим, данный способ испытания на герметичность не может применяться для контроля герметичности металлических банок с консервированными продуктами, в которых недопустимо наличие гибкой зоны стенки и отверстия, закрытого гибким герметизирующим элементом.A decisive disadvantage of this method is the need for a closed container to have at least one flexible wall zone and one opening closed by a flexible sealing element, which significantly impair the strength properties of the container. The specified flexible wall area and flexible sealing element have low strength and can be destroyed under external influence. In this regard, this method of testing for tightness cannot be used to test the tightness of metal cans with canned products, in which the presence of a flexible wall zone and an opening closed by a flexible sealing element is unacceptable.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ измерения негерметичности укупоренных консервных банок (RU №1439429, МПК G01M 3/36, опубл. 23.11.1988). Его сущность заключается в том, что испытуемую банку помещают в удерживающее приспособление, выполненное в виде рабочей камеры, в которую подают сжатый воздух для создания избыточного давления на банку. Давление воздуха в рабочей камере повышают до заданного значения и регистрируют прогиб крышки банки. По достижении в камере давления заданной величины снижают давление и повторно регистрируют прогиб крышки банки. Деформация крышки банки фиксируется контактным приспособлением, выполненным в виде электроконтактного датчика. Посредством регистрирующего приспособления, выполненного в виде лампы и источника питания и соединенного с контактным приспособлением, регистрируют величины давления в камере в моменты равенства прогиба крышки банки заданному значению. По зарегистрированным величинам давления в камере судят о негерметичности банки.Closest to the proposed method is a method for measuring the leakage of sealed cans (RU No. 1439429, IPC
Решающим недостатком данного способа является низкая производительность, обусловленная длительностью процессов повышения и снижения давления в камере путем подачи сжатого воздуха, а также длительностью регистрации величин давления в камере при заданном прогибе крышки. Данный способ характеризуется низкой эффективностью контроля и малой универсальностью, связанной с необходимостью наличия герметичной камеры, в которой создается избыточное давление, большим количеством операций, выполняемых вручную при управлении подачей воздуха в камеру и регистрации величин давления, а также сложностью автоматизации процесса контроля. Использованием данного способа для контроля герметичности стеклянных банок существенной ограничено прочностью стеклянной тары и возможностью ее разрушения при создании избыточного давления.The decisive disadvantage of this method is low productivity due to the duration of the processes of increasing and decreasing the pressure in the chamber by supplying compressed air, as well as the duration of recording the pressure values in the chamber at a given deflection of the lid. This method is characterized by low control efficiency and low versatility associated with the need for a sealed chamber in which excessive pressure is created, a large number of manual operations when controlling air supply to the chamber and recording pressure values, as well as the complexity of automation of the control process. The use of this method to control the tightness of glass jars is significantly limited by the strength of the glass container and the possibility of its destruction when creating excessive pressure.
Изобретение решает задачу повышения производительности контроля герметичности банок с продуктами за счет динамической деформации крышки банки свободно падающим на поверхность указанной крышки грузом при непрерывном движении банки, задачу повышения эффективности контроля за счет определения амортизационных свойств крышки банки по параметрам функции перемещения свободно падающего груза по времени, регистрации негерметичности банки по изменению амортизационных свойств указанной крышки и регулировки расстояния от поверхности крышки банки до нижней точки указанного груза в исходном положении в зависимости от высоты банки, а также задачу обеспечения автоматизации за счет определения диаметра, высоты и положения указанной банки при контроле.The invention solves the problem of increasing the productivity of monitoring the tightness of cans with products due to the dynamic deformation of the can lid by a load freely falling on the surface of the specified lid during the continuous movement of the can, the task of increasing the control efficiency by determining the amortization properties of the can lid by the parameters of the function of moving the freely falling load over time, registration leakage of the can by changing the amortization properties of the specified lid and adjusting the distance from the surface of the can lid to the lower point of the specified load in the initial position, depending on the height of the can, as well as the task of ensuring automation by determining the diameter, height and position of the specified can during control.
Для достижения необходимого технического результата в известном контроле герметичности банок с продуктами, включающем фиксацию банки в удерживающем приспособлении, создание избыточного давления на банку, определение упругой деформации крышки банки, регистрацию негерметичности банки по величине упругой деформации крышки банки, предлагается для создания избыточного давления на банку осуществлять динамическую деформацию крышки банки свободно падающим на поверхность указанной крышки грузом. Предлагается определять амортизационные свойства крышки банки при динамической деформации поверхности указанной крышки свободно падающим грузом по параметрам функции перемещения свободно падающего груза по времени. Постоянство расстояния от поверхности крышки банки до нижней точки свободно падающего груза в исходном положении предлагается обеспечивать путем регулировки исходного положения свободно падающего груза относительно указанной поверхности крышки. Регистрацию негерметичности и отбраковку банки осуществлять по величине изменения амортизационных свойств крышки банки при динамической деформации поверхности крышки банки свободно падающим грузом по сравнению с герметичной банкой. Для обеспечения контакта свободно падающего груза с центром крышки банки и регулировки исходного положения свободно падающего груза относительно поверхности крышки банки предлагается проводить измерение диаметра, высоты банки и положения указанной банки в удерживающем приспособлении.To achieve the required technical result in the well-known control of the tightness of cans with products, including fixing the can in the holding device, creating excessive pressure on the can, determining the elastic deformation of the can lid, registering the can leaks by the value of the elastic deformation of the can lid, it is proposed to carry out dynamic deformation of the can lid by a load freely falling on the surface of said lid. It is proposed to determine the amortization properties of the can lid during dynamic deformation of the surface of the said lid by a freely falling weight according to the parameters of the function of moving the freely falling weight in time. The constancy of the distance from the surface of the can lid to the lower point of the freely falling weight in the initial position is proposed to be ensured by adjusting the initial position of the freely falling weight relative to the specified surface of the lid. Registration of leaks and rejection of a can is carried out according to the magnitude of the change in the amortization properties of the can lid during dynamic deformation of the surface of the can lid by a freely falling weight in comparison with a sealed can. To ensure the contact of the freely falling weight with the center of the can lid and to adjust the initial position of the freely falling weight relative to the surface of the can lid, it is proposed to measure the diameter, height of the can and the position of the said can in the holding device.
Известно устройство для контроля герметичности изделий (RU №1772645, МПК G01M 3/06, опубл. 30.10.1992), содержащее ванну, заполняемую жидкостью, конус-уловитель, установленный в жидкости, источник света, установленный так, что световой луч направлен под углом к поверхности жидкости, фотоприемник, установленный по ходу отраженного от поверхности жидкости луча, а также кольцо, установленное на поверхности жидкости над конусом-уловителем.Known device for monitoring the tightness of products (RU No. 1772645, IPC
Недостатками данного устройства является низкая производительность, сложность устройства и низкая эффективность контроля герметичности, обусловленная значительным влиянием на процесс оптических помех, перепадов освещенности и колебаниями поверхности жидкости.The disadvantages of this device are low productivity, complexity of the device and low efficiency of tightness control, due to a significant effect on the process of optical interference, changes in illumination and fluctuations in the surface of the liquid.
Известно устройство для определения давления в укупоренной консервной таре (RU №1326918, МПК G01L 9/12, опубл. 30.07.1987) с торцом в виде гофрированной металлической мембраны, содержащее преобразователь перемещения мембраны, выполненный в виде размещенных на диэлектрической подложке концентрических плоских колец из электропроводного материала, идентичных по форме плоским участкам мембраны и подсоединенного к мембране контакта, и измерительный прибор, выполненный в виде измерителя емкости, подключенного к контакту и к концентрическим плоским кольцам.Known device for determining the pressure in a sealed can (RU No. 1326918, IPC
Решающими недостатками данного устройства является низкая производительность и малая универсальность. Для определения давления в консервной таре требуется создание внешнего избыточного давления. Устройство требует существенной ручной перенастройки и изменения размеров концентрических плоских колец при определении давления в консервной таре различных размеров. Устройство обладает низкой точностью контроля герметичности, обусловленной значительным влиянием влажности окружающей среды на изменение электрической емкости между кольцевой пластиной и торцом консервной тары.The decisive disadvantages of this device are low performance and low versatility. To determine the pressure in the can, an external overpressure is required. The device requires significant manual readjustment and resizing of concentric flat rings when determining pressure in cans of various sizes. The device has a low accuracy of tightness control, due to the significant influence of ambient humidity on the change in electrical capacitance between the ring plate and the end of the can.
Наиболее близким техническим решением является устройство для контроля герметичности замкнутых цилиндрических изделий (RU №1783340, МПК G01M 3/36, опубл. 23.12.1992), содержащее регистрирующее приспособление, включающее контактное приспособление, выполненное в виде штока индикатора, удерживающее приспособление, включающее кольцевую камеру с отверстием для подачи сжатого воздуха, торцовое уплотнение, радиальное уплотнение, держатель изделия. Консервная банка помещается в держатель изделия удерживающего приспособления, обжимается кольцевой камерой, торцовым и радиальным уплотнениями. В кольцевую камеру и радиальное уплотнение подается сжатый воздух, который при наличии течевых каналов поступает внутрь банки, что приводит к выгибанию ее крышки. Деформация крышки фиксируется регистрирующим приспособлением, выполненным в виде индикатора.The closest technical solution is a device for monitoring the tightness of closed cylindrical products (RU No. 1783340, IPC G01M 3/36, publ. 23.12.1992), containing a recording device including a contact device made in the form of an indicator rod, a holding device including an annular chamber with a hole for compressed air supply, mechanical seal, radial seal, product holder. The tin can is placed in the product holder of the holding device, crimped with an annular chamber, end and radial seals. Compressed air is supplied to the annular chamber and the radial seal, which, in the presence of flow channels, enters the inside of the can, which leads to the bending of its lid. The deformation of the cover is fixed by a registering device made in the form of an indicator.
Решающим недостатком данного устройства является низкая производительность, обусловленная длительностью процесса создания и снятия избыточного давления в удерживающем приспособлении путем подачи сжатого воздуха. Устройство имеет малую универсальность, поскольку при контроле банок различных размеров требуется подбор и замена стакана и кольцевой камеры. При контроле стеклянных банок при создании повышенного давления возможно разрушение банки. Наряду с этим, точность контроля герметичности банок является низкой вследствие утечек сжатого воздуха через торцовое уплотнение и манжету. Устройство не обеспечивает непрерывный контроль герметичности банок в потоке.The decisive disadvantage of this device is low productivity due to the duration of the process of creating and removing excess pressure in the holding device by supplying compressed air. The device has a low versatility, since when inspecting cans of various sizes, selection and replacement of a glass and an annular chamber is required. When inspecting glass jars, the jars can be destroyed by creating an increased pressure. Along with this, the accuracy of cans tightness control is low due to compressed air leaks through the mechanical seal and the lip. The device does not provide continuous monitoring of the tightness of the cans in the flow.
Изобретение решает задачу повышения производительности за счет увеличения скорости подачи банок и ускорения создания избыточного давления на банку путем формирования динамической нагрузки на крышку банки со стороны свободно падающего груза во время движения банки, задачу повышения точности за счет определения утечек воздуха из внутренней области банки по параметрам функции перемещения указанного груза по времени, регулировки высоты исходного положения свободно падающего груза относительно поверхности крышки банки и управления процессом создания избыточного давления, задачу улучшения универсальности за счет измерения диаметра, высоты и положения указанной банки на подающем конвейере, а также задачу обеспечения непрерывности контроля герметичности в потоке банок за счет непрерывной подачи банок лентой конвейера к контактному приспособлению.The invention solves the problem of increasing productivity by increasing the feed rate of cans and accelerating the creation of excess pressure on the can by forming a dynamic load on the can lid from the side of a freely falling load during the movement of the can, the problem of increasing accuracy by determining air leaks from the inner region of the can by the parameters of the function moving the specified load in time, adjusting the height of the initial position of the freely falling load relative to the surface of the can lid and controlling the process of creating excess pressure, the task of improving versatility by measuring the diameter, height and position of the specified can on the supply conveyor, as well as the task of ensuring the continuity of the leak tightness control in the flow cans due to continuous feeding of cans by a conveyor belt to a contact device.
Для достижения необходимого технического результата в известном устройстве, содержащем удерживающее приспособление, контактное приспособление, регистрирующее приспособление, предлагается удерживающее приспособление выполнить в виде снабженного приводом, лазерным источником и фотоприемником конвейера, в котором плоскостью подачи является лента, причем лазерный источник и фотоприемник установить на конвейере оппозитно. Контактное приспособление выполнить в виде втулки с пазами и снабдить элементом деформации крышки банки в виде свободно падающего груза, установленным в полости втулки с возможностью свободного его падения в полости втулки под действием собственного веса для создания ударной нагрузки на поверхность крышки банки. Также предлагается снабдить контактное приспособление держателем элемента деформации в исходном верхнем положении, расположенным в верхней части полости втулки с возможностью возвратно-поступательного перемещения элемента деформации в полости указанного держателя. Втулку контактного приспособления предлагается снабдить отверстиями для выхода воздуха из полости указанной втулки при перемещении элемента деформации. Элемент деформации снабдить ограничителем нижнего нерабочего положения и ограничителем исходного верхнего положения в полости втулки. Регистрирующее приспособление предлагается выполнить в виде индуктивного датчика линейного перемещения элемента деформации, установленного в нижней части полости втулки контактного приспособления с возможностью возвратно-поступательного перемещения элемента деформации в полости указанного индуктивного датчика. Кроме того, предлагается дополнительно снабдить устройство приспособлением для регулировки исходного положения элемента деформации относительно плоскости крышки банки, закрепленным на конвейере и включающим привод и направляющие, причем направляющие закрепить в пазах втулки контактного приспособления с возможностью вертикального перемещения указанной втулки относительно плоскости подачи конвейера. Также предлагается снабдить устройство управляющим блоком, соединенным с приводом конвейера, лазерным источником, фотоприемником, индуктивным датчиком линейного перемещения элемента деформации, держателем элемента деформации, приводом приспособления для регулировки исходного положения элемента деформации.To achieve the desired technical result in a known device containing a holding device, a contact device, a recording device, it is proposed to make a holding device in the form of a conveyor equipped with a drive, a laser source and a photodetector, in which the feed plane is a tape, and the laser source and photodetector are installed oppositely on the conveyor ... The contact device is made in the form of a sleeve with grooves and equipped with a can lid deformation element in the form of a freely falling weight installed in the sleeve cavity with the possibility of its free fall in the sleeve cavity under its own weight to create an impact load on the can lid surface. It is also proposed to equip the contact device with a holder of the deformation element in the initial upper position, located in the upper part of the cavity of the sleeve with the possibility of reciprocating movement of the deformation element in the cavity of the said holder. It is proposed to provide the bushing of the contact device with holes for air outlet from the cavity of the said bushing when moving the deformation element. Provide the deformation element with a limiter for the lower inoperative position and a limiter for the initial upper position in the bushing cavity. The recording device is proposed to be made in the form of an inductive sensor for linear displacement of the deformation element, installed in the lower part of the cavity of the sleeve of the contact device with the possibility of reciprocating movement of the deformation element in the cavity of the said inductive sensor. In addition, it is proposed to additionally equip the device with a device for adjusting the initial position of the deformation element relative to the plane of the can lid, fixed on the conveyor and including the drive and guides, and the guides are fixed in the grooves of the contact device sleeve with the possibility of vertical movement of the said sleeve relative to the conveyor feed plane. It is also proposed to equip the device with a control unit connected to a conveyor drive, a laser source, a photodetector, an inductive linear displacement transducer of a deformation element, a deformation element holder, a device drive for adjusting the initial position of a deformation element.
Описание изобретения иллюстрируется прилагаемыми схемами, где на:The description of the invention is illustrated by the attached diagrams, where:
фиг. 1 - предлагаемое устройство для контроля герметичности банок с продуктами, общий вид со стороны фотоприемника;fig. 1 - the proposed device for monitoring the tightness of cans with products, general view from the side of the photodetector;
фиг. 2 - предлагаемое устройство для контроля герметичности банок с продуктами, общий вид со стороны управляющего блока;fig. 2 - the proposed device for monitoring the tightness of cans with products, general view from the side of the control unit;
фиг. 3 - предлагаемое устройство для контроля герметичности банок с продуктами, вид спереди с выключенным лазерным источником;fig. 3 - the proposed device for monitoring the tightness of cans with products, front view with the switched off laser source;
фиг. 4 - предлагаемое устройство для контроля герметичности банок с продуктами, вид сзади;fig. 4 - the proposed device for monitoring the tightness of cans with products, rear view;
фиг. 5 - предлагаемое устройство для контроля герметичности банок с продуктами, вид слева;fig. 5 - the proposed device for monitoring the tightness of cans with products, left side view;
фиг. 6 - предлагаемое устройство для контроля герметичности банок с продуктами, вид справа.fig. 6 - the proposed device for monitoring the tightness of cans with products, right side view.
фиг. 7 - предлагаемое устройство для контроля герметичности банок с продуктами, вид сверху;fig. 7 - the proposed device for monitoring the tightness of cans with products, top view;
фиг. 8 - втулка контактного приспособления, продольный разрез;fig. 8 - sleeve of the contact device, longitudinal section;
фиг. 9 - контактное приспособление, закрепленное на приспособлении для регулировки исходного положения элемента деформации (со снятой крышкой привода приспособлении для регулировки исходного положения элемента деформации);fig. 9 - contact device fixed on the device for adjusting the initial position of the deformation element (with the drive cover removed to the device for adjusting the initial position of the deformation element);
фиг. 10 - контактное приспособление, общий вид.fig. 10 - contact device, general view.
На схемах приняты следующие обозначения:The following designations are adopted on the diagrams:
1 - рама опорная;1 - support frame;
2 - конвейер;2 - conveyor;
3 - лента конвейера;3 - conveyor belt;
4 - привод конвейера;4 - conveyor drive;
5 - лазерный источник;5 - laser source;
6 - фотоприемник;6 - photodetector;
7 - лазерная линия;7 - laser line;
8 - приспособление для регулировки исходного положения элемента деформации;8 - a device for adjusting the initial position of the deformation element;
9, 10 - направляющая приспособления для регулировки исходного положения элемента деформации;9, 10 - guide of the device for adjusting the initial position of the deformation element;
11 - привод приспособления для регулировки исходного положения элемента деформации;11 - drive of the device for adjusting the initial position of the deformation element;
12 - втулка контактного приспособления;12 - bushing of the contact device;
13 - управляющий блок;13 - control unit;
14 - банка с продуктами;14 - a can of food;
15 - элемент деформации;15 - deformation element;
16 - ограничитель исходного верхнего положения элемента деформации в полости втулки;16 - limiter of the initial upper position of the deformation element in the bushing cavity;
17 - ограничитель нижнего нерабочего положения элемента деформации в полости втулки;17 - limiter of the lower inoperative position of the deformation element in the bushing cavity;
18 - катушка держателя элемента деформации в исходном верхнем положении;18 - coil of the deformation element holder in the initial upper position;
19 - обмотка держателя элемента деформации в исходном верхнем положении;19 - winding of the deformation element holder in the initial upper position;
20 - ферромагнитный сердечник;20 - ferromagnetic core;
21 - постоянный магнит;21 - permanent magnet;
22 - катушка индуктивного датчика положения;22 - coil of an inductive position sensor;
23 - обмотка индуктивного датчика положения;23 - winding of the inductive position sensor;
24 - отверстие для выхода воздуха из полости втулки контактного приспособления;24 - hole for air outlet from the bushing cavity of the contact device;
25, 26 - паз втулки контактного приспособления;25, 26 - groove of the contact device sleeve;
27, 28 - электродвигатель привода приспособления для регулировки исходного положения элемента деформации.27, 28 - electric motor of the drive of the device for adjusting the initial position of the deformation element.
Крышка банки с продуктом представляет собой защемленную по краю гофрированную упругую мембрану на упругом основании. Функцию упругого основания выполняет воздух во внутренней области банки. При ударе свободного падающего груза по крышке банки указанная крышка деформируется, а воздух во внутренней области банки сжимается. Деформированная крышка банки и сжатый воздух аккумулируют упругую энергию, а затем возвращают запасенную энергию грузу. Аккумулированная упругая энергия деформированной крышки и сжатого воздуха превращаются в кинетическую энергию груза.The lid of the can with the product is a corrugated elastic membrane clamped along the edge on an elastic base. The function of an elastic base is performed by air in the inner region of the can. When a free falling weight hits the lid of the can, the lid is deformed, and the air in the inner region of the can is compressed. The deformed can lid and compressed air accumulate elastic energy, and then return the stored energy to the load. The accumulated elastic energy of the deformed cover and compressed air is converted into kinetic energy of the load.
Амортизационные свойства крышки банки характеризуют способность указанной крышки поглощать энергию удара внешнего тела. Изменение амортизационных свойств крышки, как упругой мембраны на упругом основании при ее динамической деформации свободно падающим грузом существенно зависит от изменения внутреннего давления в банке. Изменение свойств упругого основания (воздуха во внутренней области банки) приводит к изменению амортизационных свойств упругой мембраны (крышки банки), расположенной на этом основании.The cushioning properties of the can lid characterize the ability of the lid to absorb the impact energy of the external body. The change in the amortization properties of the lid, as an elastic membrane on an elastic base during its dynamic deformation by a freely falling weight, significantly depends on the change in the internal pressure in the can. A change in the properties of the elastic base (air in the inner region of the can) leads to a change in the shock-absorbing properties of the elastic membrane (can lid) located on this base.
В случае герметичности банки при отсутствия течевого канала объем воздуха во внутренней области банки является постоянным. Кинетическая энергия свободно падающего груза, представляющего собой элемент деформации, при ударе переходит в упругую энергию деформированной крышки банки и упругую энергию сжатого воздуха во внутренней области банки. Упругая энергия деформированной крышки и сжатого воздуха за вычетом тепловых потерь преобразуется обратно в кинетическую энергию груза, в результате чего происходит отскок указанного груза вверх от поверхности крышки. Поскольку упругая энергия сжатого воздуха при отсутствии течевого канала в банке практически не рассеивается и возвращается элементу деформации за вычетом тепловых потерь, это приводит к отскоку элемента деформации от крышки банки на большую высоту, близкую к высоте исходного положения груза. В данном случае имеют место низкие потери кинетической энергии груза при преобразовании указанной кинетической энергии в упругую энергию деформированной крышки и сжатого воздуха. Амортизационные свойства крышки герметичной банки в данном случае являются низкими, поскольку указанная крышка плохо поглощает удар груза.In the case of tightness of the can in the absence of a leakage channel, the volume of air in the inner region of the can is constant. The kinetic energy of a freely falling weight, which is an element of deformation, upon impact is converted into the elastic energy of the deformed lid of the can and the elastic energy of compressed air in the inner region of the can. The elastic energy of the deformed cover and compressed air, minus the heat losses, is converted back into the kinetic energy of the load, as a result of which the specified load rebounds upward from the cover surface. Since the elastic energy of compressed air in the absence of a leak channel in the can is practically not dissipated and returns to the deformation element minus heat losses, this leads to a rebound of the deformation element from the can lid to a large height, close to the height of the initial position of the load. In this case, there is a low loss of kinetic energy of the cargo when the specified kinetic energy is converted into the elastic energy of the deformed cover and compressed air. The cushioning properties of the lid of a sealed can in this case are low, since the specified lid does not absorb the impact of the load poorly.
В случае негерметичности банки при динамической деформации крышки свободно падающим грузом воздух после сжатия выходит из внутренней области банки через течевой канал. Это приводит к снижению количества воздуха и падению давления сжатого воздуха во внутренней области банки. Упругая энергия сжатого воздуха в банке быстро рассеивается вследствие расхода воздуха из внутренней области банки через течевой канал в окружающую среду. По этой причине часть запасенной при ударе упругой энергии сжатого воздуха безвозвратно теряется и не превращается в кинетическую энергию элемента деформации. В результате при негерметичности банки отскок элемента деформации от крышки происходит на меньшую высоту по сравнению с герметичной банкой. Амортизационные свойства крышки негерметичной банки в данном случае являются высокими, поскольку крышка негерметичной банки (упругая мембрана) поглощает удар существенно лучше, чем крышка герметичной банки, по причине рассеивания упругой энергии сжатого воздуха (упругого основания) через течевой канал.In case of leakage of the can during the dynamic deformation of the lid by a freely falling weight, the air after compression leaves the inner region of the can through the leak channel. This leads to a decrease in the amount of air and a drop in compressed air pressure in the inner region of the can. The elastic energy of the compressed air in the can is quickly dissipated due to the flow of air from the inside of the can through the flow channel into the environment. For this reason, a part of the elastic energy of the compressed air accumulated upon impact is irretrievably lost and is not converted into kinetic energy of the deformation element. As a result, when the can is leaking, the rebound of the deformation element from the lid occurs to a lower height compared to a sealed can. The damping properties of the unsealed can lid in this case are high, since the unsealed can lid (elastic membrane) absorbs the impact much better than the sealed can lid, due to the dissipation of the elastic energy of the compressed air (elastic base) through the leak channel.
Таким образом, от величины снижения давления сжатого воздуха в банке зависят параметры функции перемещения свободно падающего груза по времени. По значению указанных параметров определяют амортизационные свойства крышки контролируемой банки с продуктами, а также устанавливают их изменение по сравнению с герметичной банкой и регистрируют негерметичность контролируемой банки. Параметрами функции перемещения элемента деформации при этом являются координата наивысшей точки подъема (максимальная высота) указанного элемента деформации при отскоке от крышки банки и скорость достижения элементом деформации наивысшей точки подъема при отскоке.Thus, the parameters of the function of the movement of a freely falling weight in time depend on the magnitude of the decrease in the pressure of compressed air in the can. By the value of these parameters, the depreciation properties of the lid of the controlled can with products are determined, and their change in comparison with the sealed can is established, and the leakage of the controlled can is recorded. In this case, the parameters of the function of displacement of the deformation element are the coordinate of the highest lifting point (maximum height) of the specified deformation element when rebounding from the can lid and the rate at which the deformation element reaches the highest lifting point during rebound.
Следовательно, определение изменения амортизационных свойств крышки контролируемой банки при ее динамической деформации свободно падающим грузом по функции перемещения указанного груза по времени позволяет установить изменение внутреннего давления в контролируемой банке при создании избыточного давления на указанную банку по сравнению с герметичной банкой, что позволяет достоверно определить наличие в контролируемой банке течевого канала и существенно повысить точность контроля. Малые изменения параметров перемещения элемента деформации регистрируются индуктивным датчиком и служат надежными признаками наличия течевого канала в банке, что позволяет с высокой точностью установить негерметичность банки.Consequently, the determination of the change in the amortization properties of the lid of a controlled can during its dynamic deformation by a freely falling weight according to the function of moving the specified load over time makes it possible to determine the change in the internal pressure in the controlled can when an excess pressure is created on the specified can in comparison with a sealed can, which makes it possible to reliably determine the presence of controlled bank of the flow channel and significantly improve the accuracy of control. Small changes in the parameters of displacement of the deformation element are recorded by an inductive sensor and serve as reliable signs of the presence of a leaky channel in the can, which makes it possible to establish with high accuracy the leakage of the can.
Кроме негерметичности, по параметрам функции перемещения элемента деформации определяют наличие повышенного давления в герметичной банке с пищевыми продуктами при ее хранении, что свидетельствует о бомбаже - пороке консервов с продуктами питания, выражающемся во вспучивании крышки консервной банки или ее дна под воздействием образовавшихся в ней газов. При бомбаже давление воздуха в банке является существенно повышенным, в результате чего сжатый воздух в банке аккумулирует больше упругой энергии при динамической деформации крышки банки свободно падающим грузом. По этой причине отскок элемента деформации от крышки бомбажной банки происходит на большую высоту по сравнению с банкой без бомбажа. Амортизационные свойства крышки бомбажной банки ниже амортизационных свойств герметичной банки без бомбажа.In addition to leakage, the parameters of the function of displacement of the deformation element determine the presence of increased pressure in a sealed can with food during its storage, which indicates bombing - a defect of canned food with food, expressed in the swelling of the lid of a can or its bottom under the influence of gases formed in it. During bombing, the air pressure in the can is significantly increased, as a result of which the compressed air in the can accumulates more elastic energy during the dynamic deformation of the can lid by a freely falling weight. For this reason, the rebound of the deformation element from the bomb can lid occurs to a greater height compared to the can without bombing. The depreciation properties of the bomb can lid are lower than the depreciation properties of a sealed can without bombing.
Высокая чувствительность и точность определения параметров функции перемещения элемента деформации обеспечивается путем использования индуктивного датчика, предназначенного для точных измерений линейных перемещений посредством перемещения штока с сердечником в полости обмотки датчика относительно указанной обмотки. Благодаря отсутствию механического и электрического контакта между штоком и корпусом, датчик имеет высокое быстродействие, большой ресурс и устойчив к воздействию внешних условий.High sensitivity and accuracy of determining the parameters of the displacement function of the deformation element is ensured by using an inductive sensor designed for accurate measurements of linear displacements by moving the rod with a core in the cavity of the sensor winding relative to the specified winding. Due to the absence of mechanical and electrical contact between the stem and the body, the sensor has a high response rate, long service life and is resistant to external conditions.
Создание избыточного давления на банку свободно падающим грузом и определение параметров функции перемещения указанного груза по времени осуществляется за короткий интервал времени без остановки банки на конвейере, что позволяет существенно сократить длительность процесса контроля герметичности каждого экземпляра и проводить непрерывный контроль в потоке банок. Наличие конвейера позволяет осуществлять непрерывную подачу банок к контактному приспособлению, за счет чего обеспечивается непрерывность контроля. Все операции по контролю герметичности банок с продуктами выполняются автоматически, что позволяет полностью исключить ручной труд.The creation of excess pressure on the can by a freely falling load and the determination of the parameters of the function of moving the specified load over time is carried out in a short period of time without stopping the can on the conveyor, which can significantly reduce the duration of the process of monitoring the tightness of each instance and conduct continuous monitoring in the flow of cans. The presence of a conveyor allows continuous supply of cans to the contact device, thereby ensuring the continuity of control. All operations to control the tightness of cans with products are performed automatically, which completely eliminates manual labor.
Наличие лазерного источника и фотоприемника позволяет определить диаметр и высоту банки, а также ее положение на конвейере, благодаря чему удар свободно падающего груза осуществляется по центру крышки банки. Использование приспособления для регулировки исходного положения элемента деформации относительно плоскости крышки банки обеспечивает постоянную высоту исходного положения свободно падающего груза относительно поверхности крышки банки, что также позволяет повысить точность контроля герметичности. Применение указанного приспособления, а также использование лазерного источника и фотоприемника позволяет осуществлять автоматическое регулирование исходного положения элемента деформации относительно плоскости крышки банки с целью поддержания постоянства высоты исходного положения элемента деформации, а также обеспечивать при ударе контакт элемента деформации с центром поверхности крышки при поступлении банок различных размеров, что существенно увеличивает универсальность устройства.The presence of a laser source and a photodetector makes it possible to determine the diameter and height of the can, as well as its position on the conveyor, due to which the impact of a freely falling weight is carried out in the center of the can lid. The use of a device for adjusting the initial position of the deformation element relative to the plane of the can lid provides a constant height of the initial position of the freely falling weight relative to the surface of the can lid, which also makes it possible to increase the accuracy of tightness control. The use of this device, as well as the use of a laser source and a photodetector, allows automatic adjustment of the initial position of the deformation element relative to the plane of the can lid in order to maintain a constant height of the initial position of the deformation element, as well as to ensure, upon impact, the contact of the deformation element with the center of the lid surface when cans of various sizes arrive. , which significantly increases the versatility of the device.
Наличие управляющего блока позволяет по данным фотоприемника определить диаметр, высоту банки и ее положение на конвейере, по данным регистрирующего приспособления определить параметры функции перемещения элемента деформации по времени, по данным индуктивного датчика положения элемента деформации контролировать достижение требуемого расстояния между нижней точкой указанного элемента деформации до поверхности крышки банки, а также в необходимые моменты времени формировать управляющие воздействия на лазерный источник, привод конвейера, контактное приспособление и приспособление приспособления для регулировки исходного положения элемента деформации относительно плоскости крышки банки. Программа управляющего блока позволяет на основании полученных данных от регистрирующего приспособления рассчитать параметры функции перемещения свободно падающего груза по времени, определить амортизационные свойства крышки банки, изменение которых зависит от наличия течевого канала в оболочке или бомбажа, установить негерметичность и бомбаж банки, а также выработать управляющее воздействие на ее отбраковку.The presence of a control unit allows, according to the photodetector data, to determine the diameter, height of the can and its position on the conveyor, according to the data of the recording device, to determine the parameters of the function of displacement of the deformation element in time, according to the data of the inductive sensor of the deformation element position, to control the achievement of the required distance between the lower point of the indicated deformation element to the surface lids of the can, as well as at the necessary moments of time to form control actions on the laser source, the conveyor drive, the contact device and the device for adjusting the initial position of the deformation element relative to the plane of the can lid. The program of the control unit allows, on the basis of the data obtained from the recording device, to calculate the parameters of the function of moving a freely falling weight in time, to determine the amortization properties of the can lid, the change of which depends on the presence of a leak channel in the shell or bombardment, to establish leaks and bombardment of the can, as well as to develop a control action on its rejection.
В предлагаемом устройстве для контроля герметичности банок с продуктами на опорной раме 1 установлено удерживающее приспособление, выполненное в виде конвейера 2, на котором закреплена лента 3. Конвейер 2 соединен с приводом 4. На конвейере 2 оппозитно установлены лазерный источник 5 и фотоприемник 6. Лазерный источник 5 проецирует на фотоприемник 6 лазерную линию 7. На конвейере 7 закреплено приспособление для регулировки исходного положения элемента деформации 8, посредством которого регулируется высота исходного положения элемента деформации относительно плоскости крышки банки. На приспособлении для регулировки исходного положения элемента деформации 8 закреплен привод 11, включающий установленные под защитной крышкой электродвигатели 27 и 28. На приводе 11 приспособления для регулировки исходного положения элемента деформации 8 закреплены с возможность вращения направляющие 9 и 10, соединенные с валами электродвигателей 27 и 28 соответственно. Направляющие 9 и 10, выполненные в виде ходовых винтов, закреплены посредством резьбы в пазах 25 и 26 втулки 12 контактного приспособления. В пазах 25 и 26 выполнена внутренняя резьба, соответствующая резьбе направляющих 9 и 10. Посредством направляющих 9 и 10 на валах электродвигателей 27 и 28 привода 11 приспособления для регулировки исходного положения элемента деформации 8 соединена втулка 12 контактного приспособления с возможностью вертикального перемещения втулки 12 относительно ленты 3 конвейера 2. В полости втулки 12 установлен элемент деформации 15, выполненный в виде штока с закрепленным на его конце грузом. Втулка 12 закреплена на приспособлении для регулировки исходного положения элемента деформации 8 посредством направляющих 9 и 10 над лентой 3 конвейера 2 таким образом, что элемент деформации 15 расположен над центральной осью ленты 3 конвейера 2. В нижней части элемента деформации 15 закреплен ограничитель 16 исходного верхнего положения элемента деформации 15 в полости втулки 12. В верхней части элемента деформации 15 закреплен ограничитель 17 нижнего нерабочего положения элемента деформации 15 в полости втулки 12. В верхней части полости втулки 12 неподвижно закреплен держатель элемента деформации в исходном верхнем положении, выполненный в виде катушки 18 и закрепленной на катушке 18 обмотки 19. Элемент деформации 15 имеет возможность возвратно-поступательного перемещения элемента в полости катушки 18. В верхней части элемента деформации 15 закреплен ферромагнитный сердечник 20. В нижней части элемента деформации 15 закреплен постоянный магнит 21. Оси ферромагнитного сердечника 20 и постоянного магнита 21 совпадают с осями катушек 18 и 22. Элемент деформации 15, катушки 18 и 22, обмотки 19 и 23, ферромагнитный сердечник 20, постоянный магнит 21 установлены в полости втулки 12 соосно. В нижней части полости втулки 12 неподвижно закреплен индуктивный датчик линейного перемещения элемента деформации, выполненный в виде катушки 22 и закрепленной на катушке 22 обмотки 23. Элемент деформации 15 имеет возможность возвратно-поступательного перемещения элемента в полости катушки 22. В корпусе втулки 12 выполнена перфорация 24 в виде нескольких отверстий для выхода воздуха из полости втулки 12. На конвейере 2 закреплен управляющий блок 13. Управляющий блок 13 соединен с приводом 4 конвейера 2, лазерным источником 5, фотоприемником 6, обмоткой 19 держателя элемента деформации 15 в исходном верхнем положении, обмоткой 23 индуктивного датчика линейного перемещения элемента деформации, электродвигателем 27 и электродвигателем 28.In the proposed device for monitoring the tightness of cans with products on the
Конкретный пример осуществления способа.A specific example of the method.
Оператор включает управляющий блок 13. Управляющий блок 13 подает команды включения на привод 4 конвейера 2 и лазерный источник 5. Лазерный источник 5 проецирует лазерную линию 7 высотой 150 мм на фотоприемник 6. Банка с продуктами 14 помещается на ленту 3 конвейера 2 по центральной оси ленты 3. Лента 3 конвейера 2 перемещает банку с продуктами 14 в сторону контактного приспособления со скоростью 0,1 м/с. Банка с продуктами 14 пересекает лазерную линию 7, в связи с чем на фотоприемнике 6 проекция лазерной линии 7 сокращается на величину высоты банки 14. Фотоприемник 6 передает в управляющий блок 13 информацию о текущей высоте лазерной линии 7, а также о моментах времени изменения высоты лазерной линии 7. По данным фотоприемника 6 о высоте лазерной линии 7 и моментах времени изменения высоты лазерной линии 7 управляющий блок рассчитывает диаметр, высоту и положение банки с продуктами 14 на ленте 3 конвейера 2. При перемещении банки с продуктами 14 на ленте 3 конвейера 2 управляющий блок непрерывно рассчитывает координату указанной банки относительно элемента деформации 15 контактного приспособления. При пересечении банкой с продуктами 14 лазерной линии 7 управляющий блок подает электрический ток на обмотку 19 держателя элемента деформации 15 в исходном верхнем положении. При протекании электрического тока по обмотке 19 вокруг обмотки 19 возникает магнитное поле, под действием которого ферромагнитный сердечник 20 втягивается в полость катушки 18, в результате чего элемент деформации 15 поднимается вверх. При подъеме элемента деформации 15 ограничитель 16 исходного верхнего положения элемента деформации 15 в полости втулки 12 упирается во втулку 12, в результате чего элемент деформации 15 останавливается в исходном верхнем положении и удерживается в нем до подхода банки с продуктами 14. Управляющий блок 13 рассчитывает вертикальное расстояние между крышкой банка с продуктами 14 и текущим положением втулки 12 и подает команды включения на электродвигатели 27 и 28 привода приспособления для регулировки исходного положения элемента деформации. Валы электродвигателей 27 и 28 вращают направляющие 9 и 10 приспособления для регулировки исходного положения элемента деформации в пазах 25 и 26 втулки 12, в результате чего втулка 12 перемещается относительно плоскости ленты 3 конвейера 2. В случае, если расстояние между крышкой банки с продуктами 14 и текущим положением втулки 12 меньше требуемого расстояния 50 мм, электродвигатели 27 и 28 вращают направляющие 9 и 10 по часовой стрелке, в результате чего втулка 12 поднимается вверх. Если расстояние между крышкой банки с продуктами 14 и текущим положением втулки 12 больше требуемого расстояния 50 мм, электродвигатели 27 и 28 вращают направляющие 9 и 10 против часовой стрелки, в результате чего втулка 12 опускается вниз. Вращение электродвигателей 27 и 28 по команде управляющего блока 13 и вертикальное перемещение втулки 12 осуществляются до достижения требуемого расстояния 50 мм между крышкой банки с продуктами 14 и текущим положением втулки 12, за счет чего происходит регулировка исходного положения элемента деформации 15 относительно поверхности крышки указанной банки 14 с целью обеспечения постоянного расстояния 50 мм от поверхности указанной крышки до нижней точки элемента деформации 15 в исходном положении. Когда банка с продуктами 14 оказывается под элементом деформации 15, управляющий блок 13 прекращает подачу электрического тока на обмотку 19 и одновременно измеряет силу тока в обмотке 23 индуктивного датчика положения. Элемент деформации 15 перестает удерживаться в полости катушки 18 в исходном верхнем положении и под действием собственного веса свободно падает на крышку банки с продуктами 14 с заданной высоты 50 мм. В результате удара элемента деформации 15 массой 200 г по крышке банки с продуктами 14 указанная крышка испытывает упругую деформацию и прогибается вниз. При герметичности банки с продуктами 14 постоянный объем воздуха во внутренней области указанной банки сжимается, оказывает сопротивление прогибу крышки банки и запасает упругую энергию. Упругая энергия сжатого воздуха во внутренней области банки 14 высвобождается, передается через крышку банки 14 элементу деформации 15 и превращается в кинетическую энергию элемента деформации 15. В результате удара по крышке банки с продуктами 14 элемент деформации 15 отскакивает вверх. Высота отскока элемента деформации 15 определяется величиной упругой деформации сжатого воздуха во внутреннем объеме банки с продуктами 14 и крышки указанной банки 14. В случае герметичности банки 14 высота отскока элемента деформации 15 составляет 36-38 мм. Амортизационные свойства крышки герметичной банки являются малыми. В случае негерметичности банки с продуктами 14 сжатый воздух из внутреннего объема указанной банки 14 выходит через течевой канал, в результате чего существенная часть запасенной упругой энергии сжатого воздуха во внутреннем объеме банки 14 рассеивается в окружающую среду. По этой причине высота отскока элемента деформации 15 массой 200 г от крышки негерметичной банки составляет 23-26 мм и оказывается меньше высоты отскока элемента деформации 15 от крышки герметичной банки 14 на 10-15 мм в зависимости от вида и размера течевого канала. Амортизационные свойства крышки негерметичной банки являются высокими. При умеренном бомбаже банки высота отскока элемента деформации 15 массой 200 г от крышки негерметичной банки составляет 43-44 мм и превышает наибольшую высоту отскока элемента деформации 15 от крышки герметичной банки в среднем на 5-6 мм. Амортизационные свойства крышки бомбажной банки являются очень малыми по сравнению с герметичной банкой. При отскоке элемента деформации от указанной крышки постоянный магнит 21 перемещается вверх в полости катушки 22. Перемещение постоянного магнита 21 внутри обмотки 23 является причиной возникновения в обмотке 23 индукционного электрического тока. Изменение величины электрического тока в обмотке 23 по времени записывается в память управляющего блока 13, после чего управляющий блок 13 рассчитывает координаты положения элемента деформации 15 относительно крышки банки с продуктами 14 в каждый момент времени с начала свободного падения элемента деформации 15. По параметрам функции перемещения элемента деформации 15 управляющий блок 15 определяет величину упругой деформации крышки банки с продуктами 14. Параметрами функции перемещения элемента деформации 15 являются координата наивысшей точки подъема при отскоке и скорость достижения элементом деформации наивысшей точки подъема. При отскоке элемент деформации 15 достигает наивысшей точки подъема, в которой его потенциальная энергия является максимальной, а скорость движения равна нулю. После достижения наивысшей точки подъема и через 0,2 с после начала движения элемента деформации 15 вниз управляющий блок подает электрический ток на обмотку 19, в результате чего ферромагнитный сердечник 20 втягивается в полость катушки 18 в течении 0,4 с. Одновременно управляющий блок 13 прекращает измерение величины индукционного электрического тока в обмотке 23. В результате втягивания ферромагнитного сердечника 20 в полость катушки 18 элемент деформации 15 поднимается и удерживается в исходном верхнем положении до подхода следующей банки с продуктами 14. Таким образом, при непрерывном движении банки с продуктами 14 на ленте 3 конвейера 2 за цикл контроля происходит по меньше мере один удар элемента деформации 15 по крышке указанной банки, а также последующий расчет положения постоянного магнита 21 относительно обмотки 23 по параметрам изменения величины индукционного электрического тока в обмотке 23, а также расчет параметров функции перемещения элемента деформации 15 по времени, после чего элемент деформации 15 приводится в исходное верхнее положение посредством удержания в магнитном поле обмотки 19 ферромагнитного сердечника 20, закрепленного на элементе деформации 15. Время контроля герметичности одной банки составляет 0,6 с, время приведения элемента деформации 15 в исходное верхнее положение составляет 0,3 с, полное время цикла контроля одной банки составляет 0,9 с. По результатам измерения высоты отскока элемента деформации и определения величины упругой деформации крышки банки с продуктами 14 управляющий блок 13 сравнивает указанную величину со значением, соответствующим герметичной банке. В случае, если определенная управляющим блоком 13 величина отскока элемента деформации 15 оказалась меньше известного диапазона отскока указанного элемента от крышки герметичной банки с продуктами данного типа, то контролируемая банка 14 отмечается как негерметичная и подлежащая утилизации. В случае, если определенная управляющим блоком 13 величина отскока элемента деформации 15 оказалась в диапазоне значений отскока, соответствующем герметичной банки с продуктами данного типа, то контролируемая банка 14 отмечается как герметичная и годная. В случае, если определенная управляющим блоком 13 величина отскока элемента деформации 15 оказалась больше на 5 мм известной величины диапазона отскока указанного элемента от крышки герметичной банки с продуктами данного типа, то контролируемая банка 14 отмечается как имеющая бомбаж и подлежащая утилизации. В случае контроля крупногабаритной банки с продуктами 14, имеющей диаметр более 100 мм при скорости конвейера 0,1 м/с цикл контроля включает два и более удара элемента деформации 15 по крышке указанной банки, что приводит к повышению точности определения величины упругой деформации указанной крышки. При длительном отсутствии банки с продуктами 14 между лазерными источником 5 и фотоприемником 6 управляющий блок прекращает подачу электрического тока в обмотку 19 в результате чего элемент деформации перемещается вниз. Ограничитель 17 упирается во втулку 12 и элемент деформации занимает нижнее нерабочего положения в полости втулки 12. При появлении следующей банки с продуктами 14 между лазерными источником 5 и фотоприемником 6 цикл контроля герметичности повторяется.The operator turns on the
Предлагаемый способ позволил существенно повысить производительность и увеличить эффективность процесса контроля герметичности металлических и стеклянных банок, автоматизировать процесс, полностью устранив ручные и длительные операции при контроле герметичности.The proposed method made it possible to significantly increase the productivity and increase the efficiency of the process of monitoring the tightness of metal and glass cans, to automate the process, completely eliminating manual and time-consuming operations when monitoring the tightness.
При использовании предлагаемого устройства, по сравнению с устройством, описанным в ближайшем аналоге, обеспечиваются повышение производительности и увеличение точности контроля герметичности, а также улучшение универсальности относительно геометрических размеров металлических и стеклянных банок.When using the proposed device, in comparison with the device described in the closest analogue, an increase in productivity and an increase in the accuracy of tightness control, as well as an improvement in versatility with respect to the geometric dimensions of metal and glass jars are provided.
Как показывают промышленные исследования, производительность при контроле герметичности увеличивается в 30 раз, точность контроля увеличивается на 25%. Предлагаемым способом осуществляется быстродействующий и точный контроль герметичности всех применяемых на производстве типов стандартных металлических и стеклянных банок, что характеризует его высокую универсальность. Это позволяет обеспечить ресурсосбережение на производстве путем снижения брака, повысить качество готовой продукции и сократить количество персонала.As industrial studies show, the productivity in the control of tightness increases 30 times, the accuracy of the control increases by 25%. The proposed method is used to quickly and accurately control the tightness of all types of standard metal and glass jars used in production, which characterizes its high versatility. This allows you to ensure resource-saving in production by reducing scrap, improving the quality of finished products and reducing the number of personnel.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126959A RU2745660C1 (en) | 2020-08-11 | 2020-08-11 | Method for controlling tightness of jars with food and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020126959A RU2745660C1 (en) | 2020-08-11 | 2020-08-11 | Method for controlling tightness of jars with food and device for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2745660C1 true RU2745660C1 (en) | 2021-03-30 |
Family
ID=75353282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020126959A RU2745660C1 (en) | 2020-08-11 | 2020-08-11 | Method for controlling tightness of jars with food and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2745660C1 (en) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU905676A1 (en) * | 1975-02-26 | 1982-02-15 | Феб Комбинат Умформтехник Эрфурт (Инопредприятие) | Device for checking can fluid tightness |
| SU1439429A1 (en) * | 1987-04-21 | 1988-11-23 | Семипалатинский Технологический Институт Мясной И Молочной Промышленности | Method of measuring lack of hermetic sealing of cans |
| DE4004965A1 (en) * | 1990-02-19 | 1991-08-22 | Sensys Gmbh & Co Kg | Testing of containers, esp. of foodstuffs, for closure sealing - applying and removing strong magnetic field, evacuating closure vibrations to determine underpressure in container |
| US5353631A (en) * | 1992-05-29 | 1994-10-11 | Benthos, Inc. | Analyzing internal pressure of a sealed container using frequency spectra |
| RU2120606C1 (en) * | 1997-06-04 | 1998-10-20 | Институт проблем управления РАН | Method for determining tightness of sealed cans |
| RU2301978C1 (en) * | 2005-12-06 | 2007-06-27 | Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Method of measuring air-tightness of closed jars made of dielectric material |
-
2020
- 2020-08-11 RU RU2020126959A patent/RU2745660C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU905676A1 (en) * | 1975-02-26 | 1982-02-15 | Феб Комбинат Умформтехник Эрфурт (Инопредприятие) | Device for checking can fluid tightness |
| SU1439429A1 (en) * | 1987-04-21 | 1988-11-23 | Семипалатинский Технологический Институт Мясной И Молочной Промышленности | Method of measuring lack of hermetic sealing of cans |
| DE4004965A1 (en) * | 1990-02-19 | 1991-08-22 | Sensys Gmbh & Co Kg | Testing of containers, esp. of foodstuffs, for closure sealing - applying and removing strong magnetic field, evacuating closure vibrations to determine underpressure in container |
| US5353631A (en) * | 1992-05-29 | 1994-10-11 | Benthos, Inc. | Analyzing internal pressure of a sealed container using frequency spectra |
| RU2120606C1 (en) * | 1997-06-04 | 1998-10-20 | Институт проблем управления РАН | Method for determining tightness of sealed cans |
| RU2301978C1 (en) * | 2005-12-06 | 2007-06-27 | Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН | Method of measuring air-tightness of closed jars made of dielectric material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8558193B2 (en) | Charged particle beam device | |
| KR101463338B1 (en) | Apparatus for measuring bending angle of specimen automatically | |
| US4566310A (en) | Method of inspecting the operation of a valve and mechanical test bench for performing the method | |
| CN110799786B (en) | Vacuum valve with position sensor | |
| WO2018003977A1 (en) | Apparatus and method for pressure resistance test for valve, and hydrogen gas-detection unit | |
| JPH0257533A (en) | Leakage inspecting method for sealed container | |
| CN204094311U (en) | Rotary type tower full-automatic spot welding machine | |
| RU2745660C1 (en) | Method for controlling tightness of jars with food and device for its implementation | |
| EP0223555A2 (en) | Apparatus and method for measuring properties of cylindrical objects | |
| CN113371660A (en) | Bung hole identification and positioning device, filling machine and bung hole identification and positioning method | |
| WO2021099936A1 (en) | Device for checking the gastight seal of closed flexible containers | |
| CN105479003A (en) | Turret type full-automatic spot welding machine | |
| CN116460203A (en) | Stamping system with automatic detection function and operation method of stamping system | |
| CN114858817A (en) | Detection device and method for protective lens of galvanometer | |
| CN107063109A (en) | A kind of die casting detection means | |
| CN110296797A (en) | A kind of airtight test mechanism for testing | |
| KR100430559B1 (en) | Weight changing device and measuring instrument calibrating methods thereof | |
| JP2016118528A (en) | Method and device for measuring leakage from elastic body | |
| CN109632561A (en) | A kind of Quick-action type full automatic weighing quantitative chemical analysis baking oven | |
| CN210269641U (en) | Concave-convex defect detection equipment | |
| KR20220133511A (en) | System for inspecting double-sided of inspection object using a plurality of conveyors and method thereof | |
| US4218913A (en) | Apparatus for inspecting plastic containers | |
| CN109279566B (en) | Full-automatic silicone oil filling process and equipment | |
| KR20020070121A (en) | Autohandler | |
| JP6488899B2 (en) | Sealed container inspection method and container inspection system |