BR112019000156B1

BR112019000156B1 - Dispositivo e método para inspecionar recipientes quanto à presença de substâncias estranhas

Info

Publication number: BR112019000156B1
Application number: BR112019000156-5A
Authority: BR
Inventors: Gunther Krieg; Juergen BOHLEBER; Dirk Fey; Tobias Frodl
Original assignee: Gunther Krieg
Priority date: 2016-07-06
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2023-02-14
Also published as: EP3482187A1; DE102016212321B4; US11548036B2; MX2019000119A; EP3482187B1; DE102016212321A1; BR112019000156A2; US20200179986A1; WO2018006910A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um dispositivo para a inspeção de recipientes quanto à presença de substâncias estranhas, incluindo pelo menos uma cabeça de extração de amostra, sendo que a cabeça de extração de amostra pode ser assentada ao menos parcialmente sobre pelo menos um recipiente e por meio da cabeça de extração de amostra é possível introduzir uma quantidade de um primeiro fluido em pelo menos um recipiente e sendo que por meio da cabeça de extração de amostra é possível extrair uma quantidade de um segundo fluido de pelo menos um recipiente para a inspeção quanto à presença de substâncias estranhas, sendo que se acha disposto pelo menos um sensor de pressão para o monitoramento da pressão do segundo fluido ao ser retirado do recipiente.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para a inspeção de recipientes quanto à presença de substâncias estranhas, incluindo pelo menos uma cabeça de extração de amostra, sendo que a cabeça de extração de amostra pode ser assentada ao menos parcialmente sobre o pelo menos um recipiente e por meio da cabeça de extração de amostra é possível introduzir uma quantidade de um primeiro fluido no pelo menos um recipiente e sendo que por meio da cabeça de extração de amostra é possível extrair uma quantidade de um segundo fluido do pelo menos um recipiente.

[002] A invenção também se refere a um método para a inspeção de recipientes quanto à presença de substâncias estranhas, abrangendo as seguintes etapas: assentamento ao menos parcial de uma cabeça de extração de amostra sobre o pelo menos um recipiente; introdução de uma quantidade de um primeiro fluido no pelo menos um recipiente por meio da cabeça de extração de amostra; extração de uma quantidade de um segundo fluido do pelo menos um recipiente por meio da cabeça de extração de amostra.

[003] Apesar de ser aplicável a qualquer área, a presente invenção será explicada com relação a um uso múltiplo de recipientes.

[004] Apesar de ser aplicável a qualquer recipiente, a presente invenção será explicada com relação a garrafas, tais como garrafas reutilizáveis, por exemplo.

[005] Apesar de ser aplicável a qualquer substância estranha, a presente invenção será explicada com relação a gasolina.

[006] O emprego de materiais sintéticos no campo de reutilização assumiu uma grande importância no período mais recente, especialmente em países latino-americanos, como o México etc. Lixo de material sintético já tem um efeito considerável sobre o meio ambiente, seja devido à poluição de águas ou à quantidade cada vez maior de lixo de material sintético. Apesar disso, no campo da indústria de bebidas as garrafas de material sintético continuam a gozar de grande popularidade, não apenas devido ao seu peso nitidamente menor em comparação com garrafas de vidro, mas também devido à sua robustez. Garrafas reutilizáveis, ou seja, garrafas que no decorrer de sua vida são várias vezes enchidas (novamente) com bebidas e vendidas, também são usadas por alguns consumidores finais para finalidades estranhas. Nesse sentido, garrafas reutilizáveis de material sintético são usadas também para armazenar óleo, gasolina, tintas ou similares temporariamente. Devido à sua expansibilidade condicionada no caso de pressão excessiva, elas apresentam também um perigo menor de explosão etc. em comparação com garrafas de vidro. No entanto, essas garrafas assim utilizadas são encontradas também no circuito de reciclagem. Porém, já que essas garrafas podem reter parcialmente as substâncias estranhas anteriormente nelas contidas mesmo após uma limpeza correspondente dessas garrafas, como, por exemplo, uma vez que certas substâncias são lipofílicas e se difundem no material sintético, então essas garrafas não podem ser reaproveitadas para bebidas, respectivamente para alimentos - no caso de um reenchimento, essas substâncias podem produzir um sabor desagradável, por exemplo - e precisam ser separadas com segurança.

[007] Pelo DE 10 2004 048 146 A1 tornou-se conhecido um dispositivo para a inspeção de recipientes quanto à presença de substâncias estranhas. Nesse caso, introduz-se ar através de uma cabeça de extração de amostra e através de uma lança de ar comprimido depois de assentar a cabeça de extração de amostra sobre uma garrafa. Através de um duto de extração pode-se, então, extrair o gás da garrafa e o gás extraído pode ser conduzido a um sistema de análise para a inspeção ulterior.

[008] Nesse caso é problemático o fato de que as garrafas não apenas podem estar poluídas com substâncias estranhas, mas também podem apresentar avarias físicas na forma de furos, arestas quebradas ou similares, especialmente na região da abertura da garrafa. Quando então a cabeça de extração de amostra for assentada e o ar comprimido for insuflado, um ar estranho pode entrar na garrafa através de tais avarias, por exemplo, e assim adulterar o resultado de medição no gás extraído. Além disso, o gás extraído pode escapar completamente ou pelo menos parcialmente pelo local defeituoso, ou seja, pode não chegar ou chegar não totalmente ao sistema de análise, o que pode adulterar o resultado da medição. Garrafas contaminadas não são, assim, separadas e chegam de novo ao enchimento para serem novamente enchidas com bebidas.

[009] Um objetivo da presente invenção é, portanto, aumentar a confiabilidade na identificação de substâncias estranhas em recipientes, sem aumentar substancialmente o esforço de produção e os custos.

[0010] A presente invenção alcança o objetivo acima mencionado com um dispositivo para a inspeção de recipientes quanto à presença de substâncias estranhas, incluindo pelo menos uma cabeça de extração de amostra, sendo que a cabeça de extração de amostra pode ser assentada ao menos parcialmente sobre o pelo menos um recipiente e, por meio da cabeça de extração de amostra, uma quantidade de um primeiro fluido pode ser introduzida no pelo menos um recipiente e sendo que, por meio da cabeça de extração de amostra, uma quantidade de um segundo fluido pode ser extraída do pelo menos um recipiente para a inspeção quanto à presença de substâncias estranhas, pelo fato de que se acha disposto pelo menos um sensor de pressão para a medição da pressão, particularmente da evolução temporal da pressão, ao menos do segundo fluido ao ser extraído do recipiente.

[0011] A presente invenção alcança o objetivo acima também com um método para a inspeção de recipientes quanto à presença de substâncias nocivas, abrangendo as seguintes etapas: assentamento ao menos parcial de uma cabeça de extração de amostra sobre o pelo menos um recipiente; introdução de uma quantidade de um primeiro fluido no pelo menos um recipiente por meio da cabeça de extração de amostra; extração de uma quantidade de um segundo fluido do pelo menos um recipiente por meio da cabeça de extração de amostra para a inspeção quanto à presença de substâncias estranhas, devido ao fato de que, por meio de pelo menos um sensor de pressão, pelo menos a pressão do segundo fluido, especialmente a evolução temporal da pressão, é medida ao ocorrer a extração do recipiente.

[0012] Pelo conceito de "substância estranha" entende-se qualquer substância ou qualquer mistura de substâncias, que não é consumida ou empregada de acordo com a finalidade em relação ao recipiente. Por exemplo, no caso de uma garrafa de bebida reutilizável de material sintético, o consumo conforme a destinação ou conforme a finalidade da garrafa está limitado ao armazenamento de substâncias que podem ser bebidas por homens sem riscos substanciais para a saúde. Substâncias estranhas para garrafas de bebidas reutilizáveis de material sintético são, por exemplo, gasolina, óleo, urina, verniz, solventes etc.

[0013] Pelo conceito de "fluido" entende-se qualquer substância ou qualquer mistura de substâncias que se encontra em um estado de agregação gasoso e/ou líquido.

[0014] Pelo conceito de "evolução temporal da pressão" entende- se qualquer mudança de pressão, especialmente um aumento e/ou uma queda da pressão ao longo de um tempo predeterminável. Aqui, a evolução temporal da pressão pode ser apresentada sob a forma de uma reta, uma curva etc. Além disso, a avaliação da pressão, respectivamente da evolução da pressão, pode ser limitada aos flancos ascendentes e/ou descendentes da evolução da pressão.

[0015] Pelo conceito de "medição de pressão" entende-se qualquer medição de uma ou mais pressão. Especialmente cabe entender por isso também uma medição de uma pressão mínima e/ou pressão máxima de uma evolução temporal de uma pressão.

[0016] Uma das vantagens obtidas com a invenção é que por meio do sensor de pressão se torna possível um monitoramento da pressão do segundo fluido extraído, de tal modo que, por exemplo, quando, ao mesmo tempo, o primeiro fluido for introduzido e o segundo fluido for extraído, seja possível detectar com segurança as mudanças irregulares da pressão do segundo fluido, especialmente com base na evolução temporal da pressão do segundo fluido, que podem ser devidas, por exemplo, a um furo, a arestas quebradas, a um assentamento irregular da cabeça de extração de amostra etc. Com isso, aumenta substancialmente a confiabilidade da identificação de substâncias estranhas em recipientes. Além disso, isso não está ligado a nenhum custo adicional substancial, pois uma implementação de pelo menos um sensor de pressão é possível de um modo simples e econômico.

[0017] Outras características, vantagens e formas preferidas de execução da invenção estão descritas nas demais reivindicações dependentes que se seguem ou são reveladas por estas.

[0018] Vantajosamente, está disposto um dispositivo de análise para a análise da pressão do segundo fluido medida por meio do ao menos um sensor de pressão e para a análise do segundo fluido quanto à presença de substâncias estranhas. Com isso, torna-se possível uma realização econômica da análise de pressão do segundo fluido. Não é necessário um segundo dispositivo de análise separado.

[0019] Convenientemente, o pelo menos um sensor de pressão está disposto, de modo técnico para fluidos, corrente abaixo da cabeça de extração de amostra e corrente acima do dispositivo de análise. Devido à disposição entre a cabeça de extração de amostra e o dispositivo de análise é viabilizada uma medição particularmente exata, especialmente próximo à cabeça de extração de amostra. Desse modo são evitadas adulterações devidas a queda de pressão etc. dentro do dispositivo de análise.

[0020] Vantajosamente, o dispositivo de análise está projetado para detectar substâncias estranhas por meio de uma ou mais análises espectroscópicas do segundo fluido. Uma análise espectroscópica do segundo fluido possibilita uma identificação rápida e ao mesmo tempo extremamente confiável de substâncias estranhas nos recipientes.

[0021] Convenientemente, acha-se disposto um dispositivo de transporte para os recipientes, de tal modo que sejam mutuamente sincronizáveis o movimento da cabeça de extração de amostra e o movimento dos recipientes. Nesse caso, por exemplo, o movimento da cabeça de extração de amostra e dos recipientes pode ser sincronizado eletronicamente ou, também, mecanicamente. Aqui, por exemplo, no caso de uma unidade de acionamento separada para o movimento conjunto da cabeça de extração de amostra, em uma configuração preferida, pode ser disposto um dispositivo de sincronização eletrônico. Alternativamente, no caso de uma conexão meramente motriz da cabeça de extração de amostra para o acionamento do dispositivo de transporte para os recipientes, o movimento do recipiente e o movimento conjunto da cabeça de extração de amostra podem ser sincronizados mecanicamente, através de uma engrenagem, por exemplo. Com isso, uma extração de amostra confiável pode ser efetuada com facilidade.

[0022] Convenientemente, a cabeça de extração de amostra apresenta um corpo de vedação para a vedação ao menos parcial da abertura de recipiente durante a introdução do primeiro fluido e/ou durante a extração do segundo fluido. Um corpo de vedação que seja produzido de material macio e/ou em estado espumoso, por exemplo, possibilita um contato da cabeça de extração de amostra vedado a fluidos. Nesse caso, a cabeça de extração de amostra, respectivamente uma parte da cabeça de extração de amostra, pode ser projetada como superfície interna esférica de um aço refinado temperado, resistente ao desgaste, de tal modo que a cabeça de extração de amostra possa encostar no recipiente de modo vedado a fluidos em uma outra faixa angular. Esta última forma de execução possibilita um desgaste reduzido do corpo de vedação e, consequentemente, uma alta segurança contra falhas.

[0023] Vantajosamente, o corpo de vedação apresenta uma perfuração cônica. Com isso, é possível melhorar a corrente dos fluidos, especialmente do segundo fluido na cabeça de extração de amostra. Se o segundo fluido for conduzido por meio de perfurações na cabeça de extração de amostra na região da abertura de recipiente, pode vir a ocorrer um desgaste parcial das perfurações, se, por exemplo, o corpo de vedação não repousar de completamente plano sobre a abertura de recipiente. Devido à configuração cônica, por um lado, a superfície de vedação do corpo de vedação se torna a maior possível em relação ao recipiente, de tal modo que mesmo no caso de um assentamento não totalmente plano será viabilizada uma conexão essencialmente vedada a fluidos. Ao mesmo tempo, também a superfície de seção transversal é a maior possível em relação à cabeça de extração de amostra, de tal modo que as perfurações eventualmente existentes não são cobertas mesmo no caso de um assentamento não totalmente plano e, assim, o fluxo do segundo fluido não será prejudicado.

[0024] Convenientemente, o corpo de vedação é constituído de borracha, ao menos parcialmente. Com isso, torna-se possível uma vedação simples, barata e confiável.

[0025] Vantajosamente, está presente um filtro para a filtragem do segundo fluido. Com isso, evita-se que uma sujeira grossa proveniente do ambiente, especialmente do recipiente, que seja transportada junto com o segundo fluido devido à introdução do primeiro fluido, chegue ao sistema de medição e polua este. Consequentemente, aumenta-se substancialmente a confiabilidade do dispositivo. Além disso, um outro filtro pode ser disposto corrente abaixo do primeiro filtro mencionado, como, por exemplo, no duto de extração, filtro este que disponibiliza uma outra filtragem do segundo fluido. Esse segundo filtro pode ser disposto de tal modo que seja possível uma manutenção particularmente fácil do mesmo através de uma acessibilidade fácil.

[0026] Convenientemente, o filtro está disposto na cabeça de extração de amostra. Com isso, ainda na cabeça de extração de amostra se evita que uma sujeira chegue a regiões, dutos etc. dispostos corrente abaixo da cabeça de extração de amostra e não apenas ao sistema de medição.

[0027] Vantajosamente, acha-se disposto um dispositivo de disponibilização de fluido que está projetado para disponibilizar o primeiro fluido na forma de um gás ou mistura gasosa. Nesse caso, um fluido pode ser disponibilizado de um modo ao mesmo tempo fácil e confiável.

[0028] Convenientemente, o gás pode ser disponibilizado na forma de ar, especialmente livre de óleo, por meio do dispositivo de disponibilização de fluido. Com isso, torna-se possível disponibilizar de modo particularmente propício, na medida em que, por exemplo, o ar ambiente sob pressão é introduzido no recipiente.

[0029] Vantajosamente, o sensor de pressão está projetado como sensor de pressão de alta velocidade. Com isso, o dispositivo pode ser empregado para uma série de recipientes a serem inspecionados, como é exigido, por exemplo, na inspeção de garrafas reutilizáveis quanto à limpeza antes do reenchimento, o que aumenta a flexibilidade quanto ao emprego do dispositivo.

[0030] Convenientemente, o tempo de resposta do sensor de pressão é de menos do que 50 ms, especialmente menos do que 25 ms, de preferência menos do que 10 ms, particularmente de preferência menos do que 5 ms, especialmente entre 1 e 3 ms. Com isso se torna possível uma medição rápida da pressão, especialmente da evolução temporal da pressão, de tal modo que se tornam possíveis altas taxas de compasso, ou seja, muitas inspeções por período de tempo de garrafas quanto à presença de substâncias estranhas, tal como ocorre, por exemplo, no reenchimento em reciclagem de garrafas de bebidas.

[0031] Vantajosamente, o primeiro fluido pode ser introduzido centralmente no pelo menos um recipiente por meio da cabeça de extração de amostra. Com isso, uma quantidade particularmente grande do segundo fluido pode ser levada em curto tempo e de modo confiável do recipiente para dentro da cabeça de extração de amostra e ser enviada à medição de pressão posterior, especialmente a uma medição de evolução de pressão, e à análise.

[0032] Convenientemente, acha-se disposto um dispositivo de classificação que está projetado para, com base em um resultado do dispositivo de análise, separar recipientes discrepantes de um resultado previamente definido. Com isso, é possível separar, de modo seguro, os recipientes em relação aos quais não haja nenhum resultado ou haja um resultado divergente de um resultado previamente definido. O resultado previamente definido pode ser calibrado, por exemplo, através de uma série de recipientes em diferentes quantidades residuais e diferentes substâncias estranhas, de tal modo que através da comparação do resultado arquivado com o resultado medido seja possível uma separação do recipiente correspondente.

[0033] Vantajosamente, o dispositivo sensor está projetado para conduzir os recipientes ao menos mais uma vez à inspeção quanto à presença de substância estranhas. Com isso, por exemplo, é possível levar em conta a circunstância de que um resultado divergente do resultado previamente definido não necessariamente justifica uma separação. Nesse caso, o recipiente é separado temporariamente e é inspecionado de novo posteriormente quanto à presença de substâncias estranhas. De modo preferido, a quantidade de inspeções repetidas pode ser definida previamente. Se o resultado em cada uma ou em uma quantidade, porcentual ou similar previamente definida das inspeções repetidas continuar a divergir do resultado previamente definido, então o recipiente poderá ser separado definitivamente e, por exemplo, poderá ser removido diretamente da reciclagem do uso devido do recipiente ou, porém, eventualmente, poderá ser conduzido a um controle manual etc.

[0034] Convenientemente, em um método segundo a reivindicação 13 disponibiliza-se ar como sendo o primeiro fluido. Com isso, torna-se possível disponibilizar um primeiro fluido de modo particularmente simples e econômico.

[0035] Vantajosamente, recipientes são conduzidos ao menos mais uma vez à inspeção quanto à presença de substâncias estranhas, quando, na análise do segundo fluido, um resultado de um dispositivo de análise divergir de um resultado previamente definido. Com isso, é possível separar de modo seguro os recipientes nos quais não haja nenhum resultado ou haja um resultado divergente de um resultado previamente definido. O resultado previamente definido pode ser calibrado, por exemplo, através de uma série de recipientes em diferentes quantidades residuais e diferentes substâncias estranhas, de tal modo que se torne possível uma separação do respectivo recipiente através de comparação do resultado arquivado com o resultado medido.

[0036] Convenientemente, vários recipientes podem ser inspecionados ao mesmo tempo e as respectivas pressões dos segundos fluidos extraídos podem ser medidas e analisadas ao mesmo tempo. Isso possibilita uma inspeção extremamente rápida e eficiente dos recipientes. O conceito "ao mesmo tempo" em relação à inspeção quanto à presença de substâncias estranhas deve ser entendido, especialmente na parte descritiva e de preferência nas reivindicações, no sentido de que o tempo de duração para uma ou mais inspeções quanto à presença de substâncias estranhas de diferentes recipientes ocorre tão rapidamente que ele se torna essencialmente irrelevante para o tempo de duração da disponibilização de outros recipientes. Isso significa, especialmente, que uma medição "ao mesmo tempo" de pressões também contém uma medição sequencial de pressões individuais uma depois da outra, sendo que a soma dos tempos de duração das medições é essencialmente menor do que a disponibilização de novos outros recipientes para a inspeção quanto à presença de substâncias estranhas.

[0037] Vantajosamente, ao ser efetuada a extração do segundo fluido, a evolução de pressão do segundo fluido é medida durante a introdução do primeiro fluido. Isso possibilita uma análise particularmente precisa da pressão e, consequentemente, também se, por exemplo, a cabeça de extração de amostra foi assentada corretamente sobre um recipiente.

[0038] Convenientemente, a pressão, especialmente a evolução da pressão, do primeiro fluido é medida durante a introdução no pelo menos um recipiente. Com isso, aumenta ainda mais a confiabilidade. Se for também medida a evolução de pressão do primeiro fluido, será possível constatar se é possível disponibilizar a pressão predefinida para a introdução.

[0039] Vantajosamente, as evoluções de pressão tanto do primeiro fluido, como do segundo fluido são medidas e avaliadas. Com isso, é possível constatar, de modo particularmente confiável, por exemplo, um assentamento correto da cabeça de extração de amostra sobre o recipiente, assim como uma introdução correta do primeiro fluido e uma extração do segundo fluido.

[0040] Convenientemente, o segundo fluido é inspecionado visualmente de modo espectroscópico e, com base nos dados obtidos da inspeção espectroscópica e por meio do dispositivo de análise é/são detectada(s) a(s) substância(s) estranha(s). Desse modo, por meio do dispositivo de análise também é possível executar, por exemplo, tanto o monitoramento da pressão, como a análise quanto à presença de substâncias estranhas.

[0041] Vantajosamente, a pressão do segundo fluido, especialmente a evolução de pressão do segundo fluido, é analisada por meio do dispositivo de análise com base em comparação ideal-real de valores de pressão, especialmente de evoluções de pressão, sendo que quando um valor fica abaixo ou excede um valor predefinido, a inspeção do recipiente poderá ser classificada como defeituosa. Desse modo, é possível executar uma análise da pressão do segundo fluido de um modo fácil e, ao mesmo tempo, confiável e rápido.

[0042] Convenientemente, o valor ideal da comparação ideal-real é definido cm base em um cálculo de média de uma série de medições de pressão. Nesse caso, a média pode ser configurada como média móvel etc., como, por exemplo, na medida em que para o cálculo da média sejam considerados apenas os últimos 10.000 recipientes.

[0043] Vantajosamente, diferentes evoluções de pressão e/ou valores médios de medições de pressão são analisadas em momentos diferentes. Além disso, é possível armazenar diferentes evoluções de pressão, respectivamente seus valores médios, e deixar que sejam analisados, eventualmente, pelo dispositivo de análise independentemente de uma medição atualmente em curso. Se, por exemplo, através de comparação do valor médio de pressão de 10.000 recipientes de quatro semanas atrás e o valor médio de pressão atual for revelada uma discrepância significativa que possa ser definida previamente de modo relativo ou absoluto, então daí será possível chegar a conclusões, por exemplo, quanto a uma poluição do duto de extração ou de alimentação de filtros etc. Isso possibilita, então, uma manutenção atualizada e, ainda assim, flexível do dispositivo conforme a necessidade. Dependendo do resultado da análise, é possível restringir também a manutenção apenas a filtros, limpeza do duto de extração etc.

[0044] Outras características e vantagens importantes da invenção resultam das reivindicações dependentes e da correspondente descrição das figuras com base nos desenhos.

[0045] Subentende-se que as características mencionadas acima e aquelas a serem ainda explicadas a seguir podem ser empregadas não apenas na combinação respectivamente apresentada, como também em outras combinações ou separadamente, sem abandonar o âmbito da presente invenção.

[0046] Configurações e formas de execução preferidas da invenção estão expostas nos desenhos e serão explicadas detalhadamente na parte descritiva que se segue, sendo que os números de referência iguais se referem a componentes ou elementos iguais ou similares ou funcionalmente iguais.

[0047] Nas figuras mostra-se:

[0048] Figura 1: em forma esquemática, uma exposição de uma forma de execução da presente invenção em vista lateral;

[0049] Figura 2: uma construção básica de um dispositivo segundo outra forma de execução da presente invenção;

[0050] Figura 3: resultados de uma medição de pressão de garras REF PET de 1,5 l, a uma velocidade de 36,000 garrafas por hora durante um período de 30 minutos;

[0051] Figura 4: em forma esquemática, um recorte de outra forma de execução da presente invenção, na região da cabeça de extração de amostra;

[0052] Figura 5: partes de um método segundo uma forma de execução da presente invenção.

[0053] A Figura 1 mostra, em forma esquemática, uma exposição de uma forma de execução da presente invenção em vista lateral.

[0054] O dispositivo 1 de acordo com a invenção, no exemplo de execução da Figura 1, apresenta um transportador circular 3 acionado por um eixo 2 para recipientes 4 a serem inspecionados, neste caso garrafas PET que podem ser reenchidas (garrafas REF PET, garrafas Refilliable de Polyethylenterephthalat). Na Figura 1, o movimento dos recipientes 4 é essencialmente perpendicular ao plano da folha.

[0055] Com o transportador 3 acha-se conectada uma engrenagem 5 para o acionamento de um dispositivo de extração de amostra 6 com uma cabeça de extração de amostra 6a, a qual é assentada respectivamente sobre um recipiente 4 para a extração de amostra.

[0056] No exemplo de execução exposto, a engrenagem 5 apresenta uma correia de acionamento 7 que atua sobre um disco de engrenagem 5a para o acionamento do dispositivo de extração de amostra 6. O eixo de engrenagem 5a está conectado com um eixo 8, o qual atua sobre uma engrenagem angular 9, não mostrada em detalhes, com cujo eixo de saída se acha conectado um excêntrico 10, o qual, por meio de uma saliência 11 disposta excentricamente em relação ao seu eixo de rotação 10a, engata em um rebaixo 12 (mostrado em tracejado) de uma peça de retenção 13 na forma de um bloco de retenção para a cabeça de extração de amostra 6a. A peça de retenção 13 está retida e guiada por meio de um sistema de hastes de guia 14.

[0057] O sistema de hastes de guia apresenta uma alavanca 15, a qual está articulada de modo pivotável a um ponto fixo 16. Com sua outra extremidade, ela está conectada articuladamente com uma haste de guia 16, a qual está conectada firmemente e rigidamente com a peça de retenção 13 e a conduz em seu movimento provocado através da saliência 11. Através do sistema de hastes de guia é mostrada a circunferência da saliência 11 a uma velocidade angular constante. O movimento horizontal irregular do ponto de articulação do sistema de hastes 14 na peça de retenção 13 é compensado amplamente quanto à cabeça de extração de amostra 6a, de tal modo que esta possa acompanhar o movimento dos recipientes.

[0058] A cabeça de extração de amostra 6a é flexível, respectivamente está disposta de modo móvel na direção da haste de guia 16 na peça de retenção 13, como, por exemplo, através de uma mola helicoidal 17, sendo que ela também pode apresentar uma certa mobilidade angular em relação à cabeça de retenção 13.

[0059] Inicialmente, uma lança de ar comprimido 18, cuja alimentação de ar comprimido é controlável por uma válvula 19, conduz à cabeça de extração de amostra 6a. Além disso, na região superior da cabeça de extração de amostra 6a desemboca uma mangueira de extração de amostra 20, a qual filtra as partículas sólidas e líquidas por meio de um filtro 21 e está conectada com um sistema de medição 22. Não necessariamente, mas vantajosamente, é prevista uma bomba de sucção 23 no sistema de mangueira de extração de amostra.

[0060] No lado da engrenagem angular 9 voltado de costas para o excêntrico 10, encontra-se um outro eixo de saída de acionamento 24, o qual, em sua circunferência, uma saliência de conexão 25, a qual, por meio de um emissor de pulsos 26 a ela alocado controla a válvula 19 na lança de ar comprimido 18.

[0061] A posição na qual a peça de retenção 13 e, por conseguinte, a cabeça de extração de amostra 6a se encontram em seu ponto mais alto é designada de posição 0°, enquanto a posição na qual a peça de retenção 13 e, por conseguinte, a cabeça de extração de amostra 6a se encontram pressionadas ao máximo para baixo é designada de posição 180°. Na posição de 0°, a alocação da cabeça de extração de amostra 6a e do recipiente na direção de movimentação dos recipientes é tal que a cabeça de extração de amostra se localiza aproximadamente no meio entre dois recipientes opostos.

[0062] O movimento do recipiente 4, bem como o componente (componente horizontal) da peça de retenção 13 que corre paralelo a ele, e, consequentemente, da cabeça de extração de amostra 6 estão sincronizados um com o outro, sendo que no exemplo de execução exposto isso ocorre através da engrenagem e do sistema de hastes de guia descritos, de tal modo que os dois movimentos coincidem, no essencial, em suas velocidades e em suas direções.

[0063] Um recipiente 4, com sua abertura abaixo da cabeça de extração de amostra 6a, chega à posição de 90° desta. Em 105°, a borda inferior da cabeça de extração de amostra 6a envolve exatamente a borda superior do recipiente 4. Em cerca de 120°, a vedação 6b da cabeça de extração de amostra assenta sobre a borda superior da cabeça de extração de amostra 6a sobre a borda superior do recipiente. A essa fase de movimentação chega também a saliência de conexão 25 em relação ao emissor de pulsos 26 e, com isso, dispara, através de abertura da válvula 19, um pulso de ar comprimido através do bocal da lança de ar comprimido 18 para dentro do recipiente, e isso faz com que o gás situado neste seja conduzido através do duto de extração de amostra 20 para o sistema de medição 22.

[0064] Em outras movimentações até 180°, o bloco de retenção 13 se move ainda mais para baixo, enquanto a cabeça de extração de amostra 6a é bloqueada pela borda superior do recipiente 4 quanto à continuação de um outro movimento para baixo. Através da conexão elástica entre a cabeça de extração de amostra 6a e a peça de retenção 13, esta última pressiona a cabeça de extração de amostra 6a firmemente contra a borda superior do recipiente.

[0065] Em 180°, como já foi mencionado, a peça de retenção 13 chega à sua posição mais baixa e exerce, assim, a maior força de compressão possível sobre a cabeça de extração de amostra 6a.

[0066] A amostra será analisada no sistema de medição 22, de preferência de modo espectroscópico por meio de luz UV ou luz IV ou por meio de radiação de micro-ondas, sendo que, no entanto, também podem ser empregados outros métodos de medição, tais como espectrometria de massa ou a assim chamada técnica TOF (Time of Flight), sendo que também ocorre uma ionização do gás expulso do recipiente 4 e uma aceleração das moléculas de gás no campo elétrico e os tipos de gás são determinados a partir dos tempos de voo resultantes ao longo de um trecho predefinido.

[0067] Com a continuação da movimentação para além da posição de 180°, o bloco de retenção 13 se ergue novamente do recipiente 4 e, com isso, libera a cabeça de extração de amostra 6a em relação à abertura de recipiente, sendo que em 270° posteriores, a cabeça de extração de amostra 6a libera totalmente o lado superior do recipiente 4, de tal modo que o recipiente possa ser transportado adiante livremente pelo transportador 2, enquanto o bloco de retenção 13 e, consequentemente, a cabeça de extração de amostra 6 são conduzidos novamente para a posição de 0° e depois de novo abaixamento chegam à posição de 90° novamente através da abertura do recipiente seguinte, de tal modo que um gás pode ser extraído deste para a inspeção do modo descrito.

[0068] Uma forma particularmente preferida da invenção inclui uma cabeça de extração de amostra 6a com um corpo de vedação 6c, o qual está projetado de tal forma que sua superfície de vedação abaulada encostada na abertura do recipiente está projetada em forma convexa em sua seção transversal dirigida para dentro e na direção da abertura do recipiente. A superfície de vedação corresponde, especialmente, àquela de um recorte lateral interno de esfera. Devido a isso, garante-se com segurança um contato vedado a fluidos do corpo de vedação 60 com o recipiente 4 ao longo de uma ampla faixa angular. Esse corpo de vedação 6c é constituído de um material endurecido, praticamente resistente ao desgaste, tal como o aço refinado, de tal modo que ele fica submetido a um desgaste pequeno e, consequentemente, garante uma baixa suscetibilidade a falhas. Vantajosamente, a lança de ar comprimido 18 se desloca para dentro do recipiente 4 ao se assentar a cabeça de extração de amostra 6a sobre o recipiente 4, ou seja, apenas a cabeça de extração de amostra 6a vedante é que cede flexivelmente, enquanto a lança de ar comprimido 18 segue com exatidão o movimento do excêntrico 10.

[0069] A Figura 2 mostra uma construção básica de um dispositivo de acordo com outra forma de execução da presente invenção.

[0070] Na Figura 2 é mostrado um dispositivo 1 essencialmente de acordo com a Figura 1. Através do duto de alimentação de ar comprimido 30 insufla-se ar no recipiente na forma de uma garrafa 4, depois que a cabeça de extração de amostra 6 tenha sido assentada sobre a abertura do recipiente. O gás que escapa na garrafa 4 através do assentamento, respectivamente através da insuflação do ar comprimido, é conduzido a um sensor de pressão de alta velocidade 27 através do duto de extração 20, sensor este que está conectado com um dispositivo coletor de dados 28. O dispositivo coletor de dados 28 está conectado com um dispositivo de análise 29 para a análise dos dados obtidos. Eventualmente, o dispositivo coletor de dados 28 prepara os dados brutos do sensor de pressão 27 para o dispositivo de análise 29, o qual também pode estar conectado com o sistema de medição 22. Além disso, o duto de extração 20 está conectado com o sistema de medição 22, o que, por exemplo, inspeciona um segundo fluido 31 por meio de análise espectroscópica. Nesse caso, o dispositivo de análise 29 e/ou o dispositivo coletor de dados 28 também pode ser parte do sistema de medição 22. Com base no resultado do sensor de pressão 27 é possível diferenciar se o método de medição foi executado com segurança ou se, por exemplo, devido a um vazamento são possíveis ou esperadas adulterações na análise do segundo fluido 31 por parte do sistema de medição 22.

[0071] A Figura 3 mostra resultados de uma medição de pressão de garrafas REFPET de 1,5 l a uma velocidade de 36,000 garrafas por hora durante um período de 30 minutos.

[0072] Na Figura 3 é mostrada uma medição de pressão de uma série de garrafas RFPET de 1,5 l. Nesse caso, através do dispositivo são inspecionadas 36,000 garrafas por hora. Como se pode reconhecer, é possível identificar garrafas defeituosas, que possivelmente adulterem o resultado de medição, através de uma nítida queda de pressão da média, respectivamente da linha principal 35, na faixa de cerca de 11,000 (unidade qualquer). Medições individuais se situam em menos da metade da pressão média mencionada. As medições de pressão situadas abaixo da linha principal 35 correspondem a uma pressão muito baixa para uma extração de amostra bem-sucedida do segundo fluido 31. Os recipientes correspondentes são, então, separados e, eventualmente, conduzidos a uma ou mais novas medições, como, por exemplo, na medida em que eles sejam conduzidos de volta na entrada do dispositivo 1 segundo a Figura 1, respectivamente sejam separados definitivamente depois de uma medição repetida sem sucesso.

[0073] A Figura 4 mostra, em forma esquemática, um recorte de outra forma de execução da presente invenção na região da cabeça de extração de amostra.

[0074] Na Figura 4 é mostrado, no essencial, um dispositivo de extração de amostra 6 com uma cabeça de extração de amostra 6a no estado assentado sobre uma garrafa PET 4. Para a vedação da passagem entre a cabeça de extração de amostra 6a e a garrafa PET 4 em relação ao ambiente, a cabeça de extração de amostra 6a apresenta uma vedação 6b, de tal modo que é viabilizada uma conexão, vedada a fluidos no essencial, entre a cabeça de extração de amostra 6a e a garrafa PET 4. Essa vedação 6b está projetada na forma de um anel de vedação com abertura cônica, sendo que esta se estreita na direção da abertura da garrafa PET 4.

[0075] A cabeça de extração de amostra 6a abrange um duto para fluido para a introdução de um fluido, aqui na forma de uma lança de ar comprimido 18 para a insuflação de ar, especialmente sem óleo. Nesse caso, de preferência, a lança de ar comprimido chega até a região que se amplia da garrafa PET 4 para a insuflação de um primeiro fluido 32, aqui exemplificado como sendo ar. Nesse caso, a lança de ar comprimido 18 é fixada na cabeça de extração de amostra 6a por meio de um anel de fixação 34, aqui essencialmente no meio da abertura da cabeça de extração de amostra voltada para a garrafa PET 4. O anel de fixação 34 apresenta, em direção circunferencial, perfurações 33 para a passagem do segundo fluido 31, aqui o ar deslocado. A lança de ar comprimido 18 está conduzida, nesse caso, através da abertura do anel de vedação 6b; a disposição radial das perfurações corresponde, nesse caso, à abertura que se amplia do anel de vedação 6b, especialmente de um modo tal que a extensão radial máxima das perfurações 33 desde o centro do anel de vedação 66, respectivamente do anel de fixação 34, corresponde à ampliação máxima do anel de vedação 6b, conforme mostrado na Figura 4, e as perfurações podem ser impactadas totalmente por um fluido que passa através do anel de vedação 6b.

[0076] Quando, então, o ar 32 for insuflado pela lança de ar comprimido 18 para dentro do recipiente 4, forma-se uma sobrepressão no recipiente 4 e o ar 31 deslocado pelo ar insuflado 32 escapa pela abertura do recipiente 4; entra na cabeça de extração de amostra 6a através do anel de vedação 6b e passa ainda por um filtro 21, o qual está disposto no lado da cabeça de extração de amostra 6a que está voltado de costas para o recipiente 4, e entra em um duto de extração 20, o qual está conectado com um sensor de pressão de alta velocidade 27 para a medição da pressão do ar deslocado 31 e com um ou mais sistemas de medição 22.

[0077] A Figura 5 mostra partes de um método segundo uma forma de execução da presente invenção.

[0078] Na Figura 5 são mostradas, no essencial, as seguintes etapas: em uma primeira etapa S1, um sensor de pressão mede a pressão do segundo fluido 31.

[0079] Em uma segunda etapa S2, o sinal da pressão emitido pelo sensor de pressão é processado analogicamente, como, por exemplo, reforçado, suavizado ou similar. Sobre ele também podem ser somados, ou similar, vários sinais.

[0080] Em uma terceira etapa S3, o sinal processado é fornecido a um conversor analógico-digital e é convertido em um sinal digital.

[0081] Em uma quarta etapa S4, o sinal digital é processado por um microcontrolador, o qual também recebe dados, especialmente a taxa de ritmo de uma máquina, como, por exemplo, de um dispositivo de transporte e de classificação para garrafas PET, para o fornecimento e remoção de recipientes para a medição quanto à presença de substâncias internas, em uma outra etapa S5. Quando outros dados, como, por exemplo, de outras grandezas de medição, forem disponibilizados pelo conversor analógico-digital, então o microcontrolador poderá se comunicar com o conversor analógico- digital e selecionar dados correspondentes para a transmissão a ele. Antes do encaminhamento dos dados digitais do sensor de pressão, o microcontrolador pode sincronizar os mesmos com o ritmo da máquina, de tal modo que as medições de pressão podem ser alocadas inequivocamente a uma determinada garrafa PET. Nesse sentido, por exemplo, pode ocorrer um retardamento do encaminhamento dos dados digitais do sensor de pressão, quando, temporariamente, o ritmo de trabalho da inspeção das garrafas PET tiver sido modificado. O microcontrolador está conectado ainda com um computador pessoal tipo PC industrial, através de ethernet, por exemplo, o qual, em outra etapa S7, executa uma avaliação da pressão medida e do ritmo da máquina. Assim, por exemplo, no caso de divergências da pressão em relação a um valor predefinido, como base no ritmo da máquina é possível identificar a respectiva garrafa PET também na continuação do transporte e, eventualmente, na entrada do dispositivo conduzi-la de volta para uma nova medição ou mesmo separá-la diretamente. O PC industrial pode executar uma verificação de valor limiar, por exemplo, na medida em que o valor de medição disponibilizado pelo microcontrolador é comparado com um valor limiar/Threshold e no caso de passagem para baixo ou ultrapassagem pode ser emitido então automaticamente um sinal correspondente; o dispositivo será interrompido ou algo similar.

[0082] Resumindo, a presente invenção apresenta a vantagem de que por meio do sensor de pressão e de uma análise da pressão do fluido extraído aumenta substancialmente a confiabilidade na identificação de substâncias estranhas.

[0083] Apesar da presente invenção ter sido descrita com base em exemplos preferidos de execução, ela não se restringe a isso, senão que pode ser modificada de inúmeras maneiras. Lista de Números de Referência 1 dispositivo 2 eixo 3 transportador circular 4 recipiente 5 engrenagem 5a disco de engrenagem 6 dispositivo de extração de amostra 6a cabeça de extração de amostra 6b vedação 7 emissor de pulsos 7 correia de acionamento 8 eixo 9 engrenagem angular excêntrico eixo de rotação saliência rebaixo peça de retenção sistema de hastes de guia alavanca sistema de hastes de guia ponto fixo mola helicoidal lança de ar comprimido válvula mangueira de extração de amostra, duto de extração filtro sistema de medição bomba de sucção eixo de saída de acionamento saliência de conexão emissor de pulsos sensor de alta velocidade coleta de dados, avaliação de dados dispositivo de análise duto de fornecimento de ar comprimido segundo fluido - fluxo de ar de ar deslocado primeiro fluido - fluxo de ar de ar insuflado perfuração anel de fixação linha principal etapas de método

Claims

1. Dispositivo (1) para a inspeção de recipientes (4) quanto à presença de substâncias estranhas, compreendendo pelo menos uma cabeça de extração de amostra (6a), sendo que a cabeça de extração de amostra (6a) pode ser assentada sobre pelo menos um recipiente (4) e por meio da cabeça de extração de amostra (6a) é possível introduzir uma quantidade de um primeiro fluido (32) em pelo menos um recipiente (4) e sendo que por meio da cabeça de extração de amostra (6a) é possível extrair uma quantidade de um segundo fluido (31) de pelo menos um recipiente (4) para inspeção quanto à presença de substâncias estranhas, caracterizado pelo fato de que pelo menos um sensor de pressão (27) para monitoramento da pressão do segundo fluido (31) ao ser retirado do recipiente (4) é disposto à jusante da cabeça de extração de amostra (6a), em que um filtro (21) para a filtragem do segundo fluido (31) é disposto na cabeça de extração de amostra (6a), em que a cabeça de extração de amostra (6a) apresenta um corpo de vedação (6b) para vedação de uma abertura de recipiente durante a introdução do primeiro fluido (32) e/ou durante a retirada do segundo fluido (31), em que é disposto ainda um dispositivo de análise (29, 22) para a análise da pressão do segundo fluido (31) por meio do sensor de pressão (27) e para a análise do segundo fluido (31) em relação à presença de substâncias estranhas.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o sensor de pressão (27) está disposto à jusante da cabeça de extração de amostra (6a) e à montante do dispositivo de análise (29, 22).

3. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de análise (29, 22) é projetado para detectar substâncias estranhas por meio de uma ou mais análises espectroscópicas do segundo fluido (31).

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de transporte (3) para os recipientes (4) é disposto de modo que um movimento da cabeça de extração de amostra (6a) e um movimento dos recipientes (4) sejam sincronizáveis entre si.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o corpo de vedação (6b) apresenta uma perfuração cônica, em que é constituído ao menos parcialmente de borracha.

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de disponibilização de fluido (30) é provido, o qual é projetado para disponibilizar o primeiro fluido (32) na forma de um gás ou mistura gasosa, em que o gás pode ser disponibilizado na forma de ar por meio do dispositivo de disponibilização de fluido (30).

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o sensor de pressão (27) é projetado como sensor de pressão de alta velocidade, em que um tempo de resposta do sensor de pressão (27) é de menos do que 50 ms, especialmente menos do que 25 ms, de preferência menos do que 10 ms, particularmente de preferência menos do que 5 ms, especialmente entre 1 e 3 ms.

8. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o primeiro fluido (32) pode ser introduzido de modo centralizado em pelo menos um recipiente (4) por meio da cabeça de extração de amostra (6a).

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de classificação é provido, sendo projetado para separar os recipientes (4) que se desviam de um resultado previamente definido com base em um resultado do dispositivo de análise (29, 22), em que o dispositivo de classificação é projetado para enviar os recipientes (4) pelo menos mais uma vez para a inspeção quanto à presença de substâncias estranhas.

10. Método para a inspeção de recipientes (4) quanto à presença de substâncias estranhas, compreendendo as seguintes etapas: a) dispor uma cabeça de extração de amostra (6a) em uma abertura de pelo menos um recipiente (4); b) introduzir uma quantidade de um primeiro fluido (32) em pelo menos um recipiente (4) por meio da cabeça de extração de amostra (6a); c) remover uma quantidade de um segundo fluido (31) de pelo menos um recipiente (4) por meio da cabeça de extração de amostra (6a) para a inspeção quanto à presença de substâncias estranhas; o método sendo caracterizado pelo fato de que a cabeça de extração de amostra (6a) apresenta um corpo de vedação (6b) para vedação de uma abertura de recipiente durante a introdução do primeiro fluido (32) e/ou durante a retirada do segundo fluido (31), em que por meio de pelo menos um sensor de pressão (27) que é disposto à jusante da cabeça de extração de amostra (6a), pelo menos a pressão do segundo fluido (31) é medida ao ser extraída do recipiente (4), sendo transmitida a um dispositivo de análise (29, 22) para avaliação, em que o segundo fluido (31) é filtrado por meio de um filtro (21) que está disposto na cabeça de extração de amostra (6a), em que ar é provido como primeiro fluido (32), em que os recipientes (4) são enviados pelo menos mais uma vez para inspeção quanto à presença de substâncias estranhas quando um resultado do dispositivo de análise (29, 22) divergir de um resultado previamente definido quando o segundo fluido (31) é analisado.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que na etapa de remover o segundo fluido (31), uma evolução da pressão do segundo fluido (31) é medida durante a introdução do primeiro fluido (31), e/ou em que a pressão, especialmente a evolução da pressão, do primeiro fluido (32) é medida durante a introdução em pelo menos um recipiente (4) em que as evoluções de pressão tanto do primeiro fluido (32) como também do segundo fluido (31) são medidas e avaliadas.

12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o segundo fluido (31) é inspecionado de modo espectroscópico e, com base em dados obtidos pela inspeção espectroscópica, a/as substância(s) estranha(s) é/são detectadas por meio do dispositivo de análise (29, 22).

13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a pressão do segundo fluido (31), especialmente a evolução da pressão do segundo fluido (31), é analisada por meio do dispositivo de análise (29, 22) com base em uma comparação ideal-real de valores de pressão, especialmente de evoluções de pressão, em que quando um valor fica abaixo ou excede um valor predefinido, a inspeção do recipiente (4) pode ser classificada como defeituosa.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que diferentes evoluções de pressão e/ou valores médios de medições de pressão são analisados em diferentes momentos.