CN102335664A

CN102335664A - 洗瓶器的智能控制

Info

Publication number: CN102335664A
Application number: CN2011102044477A
Authority: CN
Inventors: J·普莱斯
Original assignee: Krones AG
Current assignee: Krones AG
Priority date: 2010-07-20
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2031-07-20
Also published as: US20120017941A1; BRPI1103465A2; EP2409790B1; EP2409790A3; DE102010031564A1; BRPI1103465B1; US8808460B2; EP2409790A2; CN102335664B

Abstract

洗瓶器的智能控制。一种在具有清洗机和检测单元的清洗模块中清洗容器、特别是玻璃瓶或塑料瓶的方法，其中在至少一个处理步骤中，使至少一种清洗介质作用于被传送通过清洗机的容器，该方法还包括如下步骤：确定关于已清洗的瓶的污染程度的至少一个控制参数；检测已清洗的瓶的污染程度；考虑关于污染程度的至少一个控制参数评价所检测出的已清洗的瓶的污染程度，并且使被评价为呈现出过大污染程度的瓶返回到清洗机的入口；如果以已清洗的瓶的数目为基准，返回的瓶的数目超过预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制清洗机的清洗参数。

Description

洗瓶器的智能控制

技术领域

本发明涉及一种在清洗模块中清洗容器的方法，所述容器特别是玻璃瓶或塑料瓶，所述清洗模块具有清洗机和检查单元，其中，在至少一个处理步骤中，使至少一种清洗介质作用于被传送通过所述清洗机的容器；还涉及一种用于容器的清洗模块，所述容器特别是玻璃瓶或者塑料瓶，所述清洗模块具有至少一个传送部、清洗机、至少一个返回部、检查单元、排出单元和返回单元。

背景技术

在工业清洗(建筑物的清洗、物品用清洗机、容器和瓶清洗等)中，组织和执行清洗过程所借助的工作机制通常被表示为所谓的Sinner循环。该表示也能够用于清洗容器和瓶、特别是清洗可回收瓶的技术领域。如图3所示，Sinner循环在这里包括四个清洗参数：机械结构(mechanics)、温度、(作用的)时间和化学制剂。与Sinner循环对应地，所述四个参数中的一个参数的改变与其它三个参数中的至少一个参数的改变关联。

在清洗操作、例如瓶的清洗操作中，清洗参数“化学制剂”的减少、即利用减少量的化学制剂或者甚至不用任何化学制剂来清洗通常是特别期望的，因为这能够相当大地降低成本。在进行灌装处理之前，清洗处理中所使用的化学制剂必须被除去而不留下任何残留。这涉及用于清洗瓶的大量成本，其中对于每个待清洗的容器，需要高的产生热用的水与能量需求。如果例如未完全除去的化学制剂使得必需召回被污染的且已灌装的瓶，则会产生其它相当大的间接附加成本。这样做的结果也在于化学制剂的减少能够允许减少待利用的热，进而允许明显地节约成本。

在洗瓶器中，待清洗的瓶通常并不根据它们的污染程度来区分。因此，以与严重污染的瓶相同的参数来清洗回收箱中的“干净”的瓶。

在DE10 2009 039 762中，记载了清洗容器、特别是清洗玻璃瓶或塑料瓶的方法，其中，利用至少一种清洗介质在清洗结果所优选的至少一个站处在清洗机中清洗容器，和/或在处理步骤中利用可含有颗粒状材料、特别是颗粒状冰的基本无化学制剂的清洗介质清洗容器，其中利用压缩空气或压缩水压力输送该颗粒状材料。为了执行该方法，清洗机包括：在未包装-预浸泡站的下游的、具有高压水喷洗预清洗部的预清洗站；随后的具有强力清洗部的强力清洗站，其中无化学制剂的压力喷洗系统、颗粒状材料和承载介质与强力清洗部关联；和在强力清洗站之后的消毒站。

清洗参数能够由洗瓶器的使用者手动调节。关于所提到的成本节约，清洗参数的设定应当尽可能地有效，例如借助于自动控制。

这里，应考虑所采用的材料的处理效率和/或清洗效果，如瓶将要被评价为清洗、未清洗、或不能再清洗的阈值或目标范围或目标参数。关于从清洗机/清洗模块的出口排出的未充分清洗的瓶、即虽然进行自动控制但未充分清洗的瓶的差错率应减小到接近零。

发明内容

利用本发明，特别地应当防止“最差情况”清洗，“最差情况”清洗指的是假设存在最大程度的污染的情况下的清洗。能够提供能量和介质的使用的节约和用于已有的洗瓶器/清洗机的可选地可改进的处理。

关于方法，利用以下方案来实现该目的。

本发明提供一种在具有清洗机和控制单元的清洗模块中清洗容器、特别是清洗玻璃瓶或塑料瓶的方法，其中，在至少一个处理步骤中，使至少一种清洗介质作用于被传送通过清洗机的容器，该方法包括如下步骤：确定关于已清洗的瓶的污染程度的至少一个控制参数；检测已清洗的瓶的污染程度；评价所检测出的已清洗的瓶的污染程度，并且使被评价为呈现出过大污染程度的瓶返回到清洗机的入口；如果以已清洗的瓶的数目(n₃)为基准，返回的瓶的数目(n₅)超过预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制清洗机的清洗参数。

由此，本发明的基本思想是根据返回的瓶的数目对清洗机或清洗系统进行智能自动控制。这里，返回的瓶是指如下那些瓶：例如由于在完成清洗步骤之后，瓶检查/控制站将已清洗的瓶的与至少一个、优选可变和/或可控的检查/清洗参数相应的清洁度评价为不充分，所以这些瓶在经过了洗瓶器之后必须再被供给到洗瓶器的容器入口。

这带来了能够再次清洗不满足所规定的清洁度标准的瓶/容器的优点。这里应理解，根据具体应用、瓶的介质污染程度及所采用的瓶材料，一定数量的多次冲洗和清洗是绝对期望的。但是，如果返回的瓶的数目超过预定的目标值或者预定的目标范围，其中，该目标值或者目标范围可能包括一定时间、例如短时间内的低公差，则典型地，系统相应地作出反应以再次减少返回的瓶的相应数量。

该方法还可包括：如果以已清洗的瓶的数目(n₃)为基准，返回的瓶的数目(n₅)超过预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制清洗机的清洗参数。

与所选择的应用对应地，可期望的是，总是使指定数目的瓶返回，使得，如果指定的目标值或者指定的目标范围降低，则自动控制也作出反应以再次增大返回的瓶的数目。

另外，该方法还可包括：设定关于从已清洗的瓶中进行拣出的至少一个另外的控制参数；检测已清洗的瓶的状态；考虑关于拣出的所述至少一个另外的控制参数评价所检测出的已清洗的瓶的状态，并且拣出超过所述至少一个另外的控制参数的瓶；如果以已清洗的瓶的数目(n₃)为基准，拣出的瓶的数目(n₆)超过预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制清洗机的清洗参数。

当，根据所采用的材料，如下的系统可行时，其中在该系统中，待从(自动)运行系统拣出的瓶的数目(非常)低使得能够通过简单的、任选手动的检查完成拣出，则在其它的应用中，在清洗步骤之后如下的条件已可占主导：该条件可以使得适于能够控制待排出的瓶的数目。这里，排出的瓶是指与至少一个可控的排出参数或范围对应地从自动控制的清洗系统排出的那些瓶，即如下的瓶：这些瓶既不被导向瓶出口也不被再次导向瓶入口，而是必须被进一步单独处理(如果设置了单独处理的话)或者必须被拣出、即不能再使用。因此，优点在于也能够从系统自动拣出这些待被具体定级的瓶。这里，例如刮痕、裂纹、损伤、严重光学模糊以及塑料容器中的变形、弯曲、孔等一个或若干个控制参数需要进行相应的评价。

上述方法还可包括：如果以已清洗的瓶的数目(n₃)为基准，返回的瓶的数目(n₆)低于预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制清洗机的清洗参数。

可以由实验支持地，在本方法的范围内可同样合理的是，应该可以从系统撤回一定数目的瓶，使得：如果所述至少一个排出参数或者范围降低，则自动控制能够相应地使待拣出的瓶的数目再次接近该参数或范围。

这里，能够借助于模糊逻辑系统实现对清洗机的清洗参数的自动控制。因此，该系统能够以智能的和自学习的方式改变清洗参数以优化清洗参数。这意味着，利用模糊逻辑系统，就清洗强度而言，能够以自学习的方式特别有效地优化控制功能及其对进一步处理的效果。

在对清洗参数的自动控制中，典型地，可考虑Sinner循环。与Sinner循环对应地，例如关于优化，四个参数、即机械结构、温度、时间和化学制剂中的一个参数的改变能够通过改变其它三个清洗参数中的至少一个清洗参数来补偿。以此，能够确保对于清洗机的有效控制。

本发明还包括一种用于容器、特别是玻璃瓶或者塑料瓶的清洗模块，该清洗模块具有至少一个传送部、清洗机、至少一个返回部、控制单元、排出单元和返回单元，其中，控制单元被设计成使得能够检测已清洗的瓶的污染程度，控制单元考虑关于污染程度的至少一个控制参数评价所检测出的已清洗的瓶的污染程度，并将与评价对应的过大污染程度的瓶导向返回单元；如果以已清洗的瓶的数目(n₃)为基准，拣出到返回单元中的瓶的数目(n₅)超过预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制清洗机的清洗参数。

因此，根据返回的瓶的数目，用于容器的清洗模块作为模块单元能够被智能地、自动地控制。因此，如果过多的瓶被拣出到返回单元中，则该系统的效率变低，智能控制能够相应地反应，使得能够再次提高效率。

这里，在进一步的开发中，控制单元可被设计成：如果以已清洗的瓶的数目(n3)为基准，拣出到返回单元中的瓶的数目(n₅)低于预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制清洗机的清洗参数。特别地、可存在如下的经验值：根据该经验值，对一定百分比的瓶的进一步清洗优化了所采用的清洗机的效率。

另外，上述清洗模块的控制单元可被设计成使得该控制单元检测已清洗的瓶的状态；控制单元考虑关于瓶的拣出的至少一个另外的控制参数评价所检测出的已清洗的瓶的状态，并且如果对瓶的状态的评价导致瓶的拣出，则将瓶拣出到排出单元。控制单元还被设计成使得：如果以已清洗的瓶的数目(n₃)为基准，拣出的瓶的数目(n₆)超过预定的目标值或者预定的目标范围，则控制单元能够自动控制清洗机的清洗参数。因此，如果待拣出的瓶的数目增加，则控制单元可对该情况作出反应。这里，可考虑极度污染或者清洗机的机械结构问题。

这里，控制单元的另一开发可包括：如果以已清洗的瓶的数目(n₃)为基准，拣出的瓶的数目(n₆)低于预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制清洗机的清洗参数。这里，也可存在如下的经验值：该经验值表示在处理过程中能够拣出典型地非常少的瓶是有效的。在本情况中，也能够提高效率。

在清洗模块中，对清洗机的清洗参数的自动控制可典型地借助于模糊逻辑系统来实现，考虑到有效的自动学习，已经阐释了该模糊逻辑系统的优点。

另外，在对清洗参数的自动控制中，可考虑Sinner循环。在Sinner循环中对参数的相互依赖性的考虑能够确保对清洗机的特别有效的控制。

本发明还提供了一种具有上述清洗模块的清洗系统，所述清洗模块用RM1、...、RMm表示。因此，清洗模块的模块化允许串联期望数目的模块，其中每个模块均被自动控制。

这里，清洗系统可设置有用于控制清洗模块RM1、...、RMm的清洗参数的控制单元。

在包括例如若干具有不同强度(预清洗、强力清洗、再清洗、消毒等)程度的清洗站的清洗系统中，可在各清洗站之后执行这样的自动控制。另外，还可以的是，对单个清洗站可施加比其它的清洗站大的权重。特别地，通过智能自动控制，在总体系统的控制中，可考虑清洗站的连动，即在各站的上游输入的瓶的总数及在站内对各清洗步骤所设置的时间。这里，也可采用模糊逻辑系统。

附图说明

将参考下面的附图说明本发明的主题。在附图中：

图1示出了根据本发明的、与本发明的实施方式对应的清洗模块的示意图。

图2示出了本发明的另一实施方式的示意图，其示出了若干如图1所示的清洗模块的串联连接和串联连接的清洗模块的独创控制。

图3示出了具有四个清洗参数的Sinner循环的示意图。

具体实施方式

图1中所示意性地示出的具有清洗机2的清洗模块100例如用于清洗由顾客至少主要返回的且根据多次循环原则被再灌装的容器，特别是瓶。这些瓶可尤其是饮料行业用的塑料瓶或玻璃瓶，对这些瓶而言，为了这些瓶的再灌装，必须遵循非常高的清洗和卫生标准。为简洁起见，下文中将仅仅参考瓶。这里，该术语也可总是指能够被灌装的容器或者物品。

在图1所示的清洗模块100中，例如利用传送介质将瓶供给到进入(running-in)区域1，所述传送介质例如是主传送带或者传送部11。在图1中用箭头表示传送方向。

清洗模块100的清洗机2是如下的清洗机：借助于公知的现代方法，能够进行用于待清洗的瓶的至少一个清洗步骤，使得进入瓶检查单元3中的瓶的污染程度典型地明显地低于进入到清洗机2中的瓶的污染程度。这里，参见图3，典型地，可与Sinner循环相应地调整清洗机2的清洗参数。图3中示出的清洗参数是化学制剂、时间、温度和机械结构。例如，强力清洗可要求使用更多的化学制剂或者要求更长的作用时间。通过刷或者使用蒸汽射流、优选地通过使用高压下的蒸汽射流而进行的机械处理增大了机械结构参数的应用，但能够有助于减小化学制剂参数或者时间参数。温度参数、例如热水形式的温度参数能够有助于缩短清洗时间。

清洗系统的瓶检查单元3通过自动检查而评价进入到瓶检查单元3中的瓶的污染程度和/或整体状态。因此，单元3检测出所实现的瓶的清洁度或者残余污染程度。另外，单元3能够检测出有缺陷的瓶(例如，裂缝、较大的刮伤等)。单元3评价已清洗的瓶的与关于污染程度的预定的、可调节的控制参数相比较的污染程度。无缺陷但污染程度超过预定污染程度的瓶能够经由瓶返回单元5和返回部10而被再次供给到由清洗机2进行清洗的清洗处理，其中除了到达进入区域1的瓶之外，这些瓶也能够被添加到清洗处理。在至少一个可进一步调节的控制参数之后被评价为不再能够以自动的方式清洗的瓶、被评价为有缺陷的瓶或被评价为不再能被(自动地)回收的瓶可被送到排出单元6，例如在排出单元6处被收集然后被进一步单独处理。污染程度比预定污染程度低的、无缺陷的瓶可被输送到瓶出口4。

因此，在图1的单元1至单元6处产生如下的参数：

n₁：进入到清洗模块中的瓶的数目；

n₂：进入到清洗机中的瓶的数目；

n₃：在单元3中待检查的瓶的数目；

n₄：检查之后从清洗模块排出的瓶的数目；

n₆：检查时输送到排出单元的瓶的数目；

n₅：检查之后返回到清洗机2的入口用于再清洗的瓶的数目。

这里，n₁-n₆是非负整数。

这里，特别指出，进入到清洗机2中的瓶的数目是首次进入到清洗模块中的瓶的数目n₁与返回的瓶的数目n₅的总和。另外，从清洗模块排出的瓶的数目由检查单元中所检查的瓶、即已清洗的瓶的数目减去返回的瓶以及减去拣出的瓶(如果存在任何拣出的瓶的话)获得。

可借助于诸如计算机(这里未示出)等能够连接到瓶检查单元3或者甚至适于与该单元形成为一体的控制单元来实现清洗模块的智能控制。这里，控制模块将特别地评价返回的瓶的数目与已清洗的瓶的数目的比值n₅/n₃以及拣出瓶的数目与已清洗的瓶的数目的比值n₆/n₃，其中考虑了所调节的控制参数。与图3的Sinner循环对应地，通过控制单元，能够优化清洗机2的清洗参数，使得所述比值仍保持在所确定的所述比值用的优化值参数的附近，或者在任何情况中不超过所述优化值参数。

如图2所示，利用清洗模块的串联连接200，若干个如图1所示类型的清洗模块RM1、RM2、...、RMm在清洗系统中可串联连接，例如用以实现具有不同的清洁度要求、典型是增大的清洁度要求的清洗工作。在另一进一步的开发中，图2示出了用于串联连接的m个清洗模块1、...、m的智能控制201，其考虑到参数i＝1、...、m，其中特别地参数n_i5和n_i6对于每个站可具有不同的权重。这里，n_i1、...、n_i6、i、m是非负整数。因此，控制单元201能够以自学习的方式优化各个清洗模块的处理效率和m个清洗模块串联连接的处理效率。

在一个具体示例中，参考用于清洗标准的可回收啤酒瓶的第一步骤说明本发明。在本示例中，在预清洗站中，根据本发明的清洗模块与根据本发明的控制单元一起实现已被使用至少一次的瓶上的旧标签的去除。借助于传送带将瓶引入到上述类型的清洗机中。在清洗机中，旧标签被预浸泡一定时间。这里，典型地，使用具有洗涤苛性碱(caustic)添加剂的水，例如具有2％～3％的苛性碱的水。可证明的是，加热待使用的水使得附带地利用热能是有利的。在预浸泡之后，进行进一步的用于分离标签的步骤，例如使用压缩水射流。在清洗机的末端，瓶进入检查站，在检查站中，与本发明相应地评价旧标签是否已从瓶充分去除。可选地，通过智能控制，啤酒瓶被拣出到返回装置中以被再次清洗。例如，返回的瓶的数目应不大于20％。但是，如果检查站判断出大于20％的已清洗的瓶仍未被充分清洗，即n₅/n₃＞0.2，则控制单元的自动控制将与图3中示出的Sinner循环对应地改变清洗参数，即，例如增大苛性碱的浓度和/或延长浸泡时间。另外，在本示例中，瓶能够由检查站拣出。待拣出的瓶的仍可容许的百分比是例如n₆/n₃≈0.5％-1％。然而，除了在瓶完全进入清洗机之前可能已经通过事先的检查而拣出的有明显缺陷的瓶之外，特别地，还存在如下的瓶：在该瓶处，标签未分离或者污染例如非常严重、或者例如由于清洗机本身而发生不期望的损伤。在这种情况中，如上所述，检查站也能够改变例如机械结构或者作用时间等清洗参数，以使目标参数小于1％。

应当理解，上面说明的实施方式中提到的特征并不局限于这些具体的组合，还可以是任意其它的组合。所示的方法和装置并不局限于应用于饮料工业，而是能够在容器的单步骤清洗或多步骤清洗是可行的任何情况中采用。

Claims

1.一种在清洗模块(100)中清洗容器的方法，所述容器特别是玻璃瓶或塑料瓶，所述清洗模块(100)具有清洗机(2)和检查单元(3)，其中，在至少一个处理步骤中，使至少一种清洗介质作用于被传送通过所述清洗机(2)的容器，所述方法包括如下步骤：

确定反映已清洗的瓶的污染程度的至少一个控制参数；

检测已清洗的瓶的污染程度；

评价所检测出的已清洗的瓶的污染程度，并且使被评价为呈现出过大污染程度的瓶(5)返回到所述清洗机(2)的入口；和

如果以已清洗的瓶的数目n₃为基准，返回的瓶的数目n₅超过预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制所述清洗机(2)的清洗参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果以已清洗的瓶的数目n₃为基准，返回的瓶的数目n₅低于预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制所述清洗机(2)的清洗参数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定关于从已清洗的瓶中进行拣出的至少一个另外的控制参数；

检测已清洗的瓶的状态；

考虑关于拣出的所述至少一个另外的控制参数评价所检测出的已清洗的瓶的状态，并且拣出超过所述至少一个另外的控制参数的瓶；

如果以已清洗的瓶的数目n₃为基准，拣出的瓶的数目n₆超过预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制所述清洗机(2)的清洗参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

如果以已清洗的瓶的数目n₃为基准，拣出的瓶的数目n₆低于预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制所述清洗机(2)的清洗参数。

5.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，借助于模糊逻辑系统实现对所述清洗机(2)的清洗参数的自动控制。

6.根据权利要求1至5所述的方法，其特征在于，与Sinner循环对应地实现对所述清洗参数的自动控制。

7.一种用于容器的清洗模块(100)，所述容器特别是玻璃瓶或者塑料瓶，所述清洗模块(100)具有至少一个传送部(11)、清洗机(2)、至少一个返回部(10)、检查单元(3)、排出单元(6)和返回单元(5)，

所述清洗模块(100)的特征在于，

所述检查单元(3)被设计成：

检测已清洗的瓶的污染程度，

考虑关于污染程度的至少一个控制参数评价所检测出的已清洗的瓶的污染程度，

将呈现出与所述评价对应的过大污染程度的瓶拣出到所述返回单元(5)中；

如果以已清洗的瓶的数目n₃为基准，拣出到所述返回单元(5)中的瓶的数目n₅超过预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制所述清洗机(2)的清洗参数。

8.根据权利要求7所述的清洗模块，其特征在于，所述检查单元(3)还被设计成：如果以已清洗的瓶的数目n₃为基准，拣出到所述返回单元(5)中的瓶的数目n₅低于预定的目标值或者预定的目标范围，则自动控制所述清洗机(2)的清洗参数。

9.根据权利要求7或8所述的清洗模块，其特征在于，所述检查单元(3)还被设计成：

检测已清洗的瓶的状态；

考虑关于瓶的拣出的至少一个另外的控制参数评价所检测出的已清洗的瓶的状态，

如果对瓶的状态的评价导致瓶的拣出，则将瓶拣出到所述排出单元(6)中；

10.根据权利要求9所述的清洗模块，其特征在于，所述检查单元(3)还包括：

11.根据权利要求7至10所述的清洗模块，其特征在于，

借助于模糊逻辑系统实现对所述清洗机(2)的清洗参数的自动控制。

12.根据权利要求7至11所述的清洗模块，其特征在于，

与Sinner循环对应地实现对所述清洗参数的自动控制。

13.一种清洗系统(200)，其具有m个与权利要求7至12对应的清洗模块(RM1、...、RMm)。

14.根据权利要求13所述的清洗系统(200)，其特征在于，所述清洗系统(200)具有用于控制所述清洗模块(RM1、...、RMm)的清洗参数的控制单元(201)。