CN102639428A - 用于瓶子或容器填充设备的取样控制站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于容器或瓶子填充设备的取样控制站并涉及包括该取样控制站的容器或瓶子填充设备。根据本发明的取样控制站包括：用于从传送装置(18)拾取容器或瓶子(16)并且将它们输送到测量区域的至少一个抓取和输送组(22)；和，作用在输送到所述测量区域的容器或瓶子(16)上用来测量容器(16)的盖帽(28)的移除扭矩和/或重新封闭角度的至少一个模块(40)，其特征在于，用于测量移除扭矩和重新封闭角度的所述模块(40)能够采取与所述盖帽(28)接合的第一构型以及采取从所述盖帽(28)脱开的第二构型，在所述第一构型中可以通过用于测量移除扭矩和重新封闭角度的所述模块(40)将所述盖帽(28)设定为转动。

Description

用于瓶子或容器填充设备的取样控制站

技术领域

本发明涉及用于容器或瓶子填充设备的取样控制站，并且涉及包括该取样控制站的容器或瓶子填充设备。

背景技术

由塑料材料(例如PET、HDPE、PE及类似物)制成的装有任意种类液体的瓶子或容器的普通生产线通常由瓶子或容器填充站构成，所述瓶子或容器填充站之后是瓶子或容器的封闭和/或加盖站、以及随后是布置在封闭站下游的一个或多个控制站。

根据该设备的具体实施方案，填充和封闭站又分别包括多个龙头或填充阀以及多个机械或电子式封闭和/或加盖头。

根据所希望处理的特定容器而将填充和封闭/加盖站进行初始地电子校准或设定，以便在就填充和封闭而言的输出方面得到期望的结果。

对所设定的填充和封闭参数的实际获得则通过布置在下游的可能的控制站来监控，由此可以观察所填充的瓶子或容器，从而确定出它们是否具有所希望获得的填充和封闭特性。

具体地说，根据填充生产线的具体实施方式，控制站使之能够验证填充高度、可能的盖帽相对于瓶子或容器的位置、容器根据所施加的压力的张力等等。

除了在线控制之外，尤其对于质量标准要求而言，需要对已经通过生产线控制的容器进行取样控制。

当前，取样控制通常进行移除或拧开扭矩和重新封闭角度的测量、所填充且封闭的容器的重量的测量、这种容器的气体含量和/或压力的测量以及填充液体颜色的测量、以及根据特定用途要求确定的其它控制。因此目前已知的取样控制站包括一个或多个相应的测量模块。

为了进行取样控制，通常以预定的时间间隔来抽取这些容器。

目前，上述的拾取所要处理的容器以便使它们经受取样控制主要是手动地进行，以便将它们传送到单个测量模块。

然而，设有自动拾取装置的取样控制站也是已知的。

这种已知的拾取装置在瓶体中部处优选在容器的重心高度处横向地拾取容器，或者如果存在则在其主体的环形凹槽处拾取容器。

因此，需要每次将夹持装置设定为适用于所要拾取的具体容器的尺寸(高度和直径)。

当前已知的这些控制站包括多个测量模块，在所述测量模块处拾取装置按照自动的方式输送被钩住的瓶子或容器。

具体地说，当前已知的控制站包括用于测量移除扭矩和/或重新封闭角度的模块，该模块在容器由所述拾取装置带到测量区域时作用在瓶子或容器上。

设在已知的取样控制站中的用于测量移除扭矩和重新封闭角度的模块从下方夹持，并且该模块作用在容器的底部上通过某一角度将它拧开，从而测量出进行这种拧开所需的扭矩，然后作用在容器的底部上将它重新拧回。在其测量期间，将盖帽锁紧以便防止它转动。

不利的是，由当前已知的用于测量移除扭矩和重新封闭角度的模块所提供的测量不具有高精确度，这特别是由于加入了由瓶子或容器的扭转引起的公差测量导致。这些测量实际上受到容器的高度、材料和其形状等等的影响。

另外，与瓶子底部的联接根据由填充线处理的瓶子或容器的尺寸的改变而每次进行适当地设定。

发明内容

本发明的目的在于避免上述缺陷，并且具体地说设计出一种用于瓶子或容器填充设备的取样控制站，它能够与所处理的瓶子或容器的尺寸无关地完全自动地进行移除扭矩和重新封闭角度的测量。

本发明的另一个目的在于提供用于容器或瓶子填充设备的取样控制站，它确保了与所处理的特定容器的特性无关地对移除扭矩和重新封闭角度进行可靠测量。

本发明的另一个目的在于制造出设有这种取样控制站的容器或瓶子填充设备。

根据本发明的这些和其它目的是通过制成用于容器或瓶子填充设备的取样控制站以及通过包括该取样控制站的容器或瓶子填充设备来实现的，如在独立权利要求中所述。

取样控制站和填充设备的其它特征是从属权利要求的目的。

附图说明

从参照所附的示意图以实施例而不是为了限定的方式给出的下面的说明中将更加清楚了解根据本发明的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站的特征和优点，其中：

图1为根据本发明的容器或瓶子填充设备的优选实施方案的示意性平面图；

图2为根据本发明的取样控制站的优选实施方案的平面图；

图3为根据本发明的取样控制站的抓取和传送装置的示意性透视图，其中通过虚线以简化的方式表示出三个测量模块；

图4为图3的抓取装置的局部剖视图；

图5为图4的放大的详细视图。

具体实施方式

参照这些附图，用10整体上示出了容器或瓶子填充设备。

按照特别优选但不是唯一的方式，根据本发明的设备10处理其形状逐渐变小成颈部并以口部终止的容器或瓶子，其中在靠近口部的颈部处设有环形肋19，所述环形肋也被称为冠状部或唇部。

这种设备包括用于填充瓶子或容器16的第一站11，之后为用于封闭和/或加盖瓶子或容器16的第二站12。

填充和封闭站又分别包括多个龙头或填充阀15以及多个封闭和/或加盖头14，所述封闭和/或加盖头14被限制为沿着相应的第一站11和第二站12的周边向前运动，以便跟随所要处理的瓶子一段，从而在运动中对它们进行填充和/或加盖。

优选的是，第一站11和第二站12具有圆形结构，其中龙头或填充阀15以及封闭和/或加盖头14与转台或圆盘传送装置的周边连接。这些站11、12例如可以分别设有大约80个龙头或填充阀15，并且设有大约20个封闭和/或加盖头14。

这些容器或瓶子16通过特定的传送装置(例如一组在传送带18上连接并且在其上自由的传送装置)沿着至少部分跟随着第一站11和第二站12的周边的路径进行输送。

相对于容器16的向前运动方向在第二站12下游另外还设有至少一个控制站13。

在至少一个控制站13下游，有利地还设有变向装置(未示出)，这些变向装置以预定的时间间隔将容器的子组朝着第二支路17引导，沿着该支路布置有取样控制站20。优选的是，第二支路17如旁通支路那样构造，以便能够将来自取样测量的其特征落入在所要求的范围内的容器16重新插入回到生产线中。

取样控制站20包括至少一个测量模块40、21’、21”、21”’，通过这些测量模块验证了容器16的、表示龙头或填充阀15和/或加盖头14的正确操作的一个或多个参数。

例如，为了控制龙头或填充阀15，可以采用用于测量填充高度的模块或者用于测量容器16的重量的模块。

另一方面，为了控制加盖头14，可以采用用于测量加盖高度的模块或者用于测量容器16的瓶帽或盖帽28的重新封闭角度和移除扭矩的模块。

具体地说，本发明的取样控制站20的至少一个测量模块40、21’、21”、21”’包括至少一个用于测量移除扭矩和/或重新封闭角度的模块40。

有利的是，还预先布置有用于测量气体含量和/或压力的模块，以便紧接着在由用于测量移除扭矩和重新封闭角度的模块40进行测量之后进行测量，以验证在拧紧控制步骤期间已经正确地封闭了容器16。

最后，取样控制站20有利地还配备有例如通过适当的色度计制成的用于测量颜色的模块。

用于检查填充高度的模块可以根据所要检查的容器16和液体以及所要求的速度和精度采用各种技术来实现。通常，采用一般用于所有食物液体的高频模块或高频电容模块：瓶子通过由两块以高频率振荡的金属板构成的测量桥。这些板与专用于在瓶子通过时测量频率或电容变化的电子电路板适当地连接。这些变量与液体量成比例。所检测出的数值经过适当的过滤和放大之后由处理单元(未示出)处理，以便评估是接收还是抛弃所分析的容器16。

可选的是，为了制造用于测量填充高度的模块，可以采用通常用于所有类型容器和液体的X射线源。这种X射线源由用于发射射线束的发生器构成，所述射线束能够穿过经过的瓶子并且撞击被称为闪烁器的接收传感器。根据撞击接收器的射线量，处理单元(未示出)能够评估是接受还是抛弃所分析的容器16。

为了检查填充高度，还可以采用工业摄像机。与适当的发光系统相关联的该摄像机获取经受分析的所有试样的照片，并且用于处理图像的适当的软件计算出填充高度，从而确定出是接受还是抛弃容器16。

用于测量重量的模块优选包括有效度量的天平(metricallyapproved balance)以便提供已填充容器16的重量的精确测量，并且还能够用来验证目的。

用于测量加盖高度的模块优选包括与适当的发光系统相关联的工业摄像机，它们拍摄所分析容器的一幅或多幅照片。从对这些图像进行的电子处理中可以确定出加盖高度，并且可以决定是抛弃或是接受容器16。

最后，可以通过采用不同技术制成的压力变换器(例如线性或邻近变换器、测压元件、激光器等)来实现用于测量气体含量和/或压力的模块。根据对由变换器检测出的数值进行适当的处理来确定出是接受还是抛弃容器16。

用于测量盖帽28的移除扭矩和/或重新封闭角度的模块40实现成使得在容器已经通过抓取和输送组22在传送装置18附近拾取之后，该模块作用在布置于容器输送到其中的测量区域处的容器16上。

根据本发明，用于测量盖帽28的移除扭矩和/或重新封闭角度的模块40可以在联接位置和释放位置之间运动，在所述联接位置中模块40与容器16的盖帽28接合并且能够将它设置成转动，在所述释放位置中模块40不与容器16接合。

具体地说，用于测量移除扭矩和/或重新封闭角度的模块40布置在测量区域上方。

根据所示的优选实施方案，用于测量盖帽28的移除扭矩和/或重新封闭角度的模块40优选包括能够竖向地平移的第一部分和在平移方面固定的第二部分。

测量模块40的第一可平移部分41、43、43’、49、48包括联接装置41，而盖帽28面对着测量区域，其中该联接装置41在与盖帽28接合的第一位置和与盖帽28脱开的第二位置之间运动。

用于与盖帽联接的装置41例如可以通过具有张开的联接部的形锁合联接锥状体(positive coupling cone)41或者通过能够适用于盖帽28的直径的夹钳(例如设有用来夹到盖帽28表面上的弹簧加载夹爪的夹钳)来制成。

用于与盖帽28联接的装置41在顶部通过两个承载块43、43’与滑动件49连接，所述两个承载块43、43’安装在竖向轴48上，所述两个承载块使得在该联接装置41和滑动件49之间能够产生相对转动。

滑动件49又与支撑引导件24连接，并且设置成通过第一致动器25沿着引导件24进行竖向平移。

第一致动器25优选具有与之连接的弹性装置29，一旦联接装置41到达容器16的盖帽28所述弹性装置就进行压缩，因此限制了由第一致动器25传递的推压作用。

在用于与盖帽28联接的装置41的顶部上，还布置有扭矩传感器42(例如扭矩计)，用来测量开始将盖帽28拧开所需的扭矩。优选的是，扭矩传感器42布置在两个承载块43、43’之间。

优选的是，竖向轴48由适用于将扭矩传感器42脱开的弹性接头51断开。这种弹性接头51可以设置在这种扭矩传感器42的上方或下方。

用于测量盖帽28的移除扭矩和重新封闭角度的模块40的在平移方面固定的第二部分44包括轮毂44，其中与第一可平移部分41、43、43’、49、48连接的竖向轴48能够沿着竖向轴线自由地滑动。

轮毂44通过第二致动器45(优选为无刷电机)借助于带传动装置50设定为转动，并且又将转动扭矩传递给第一可平移部分的竖向轴48，为此该竖向轴具有沟槽(未示出)，这些沟槽与轮毂44的旋转部分联接。

第二致动器45包括直接装配到驱动轴上的编码器(未示出)，用于在使得盖帽28封闭时测量竖向轴48的转动角度。

取样站20的抓取和输送组22包括与可动支撑结构30连接的夹持装置23。

该夹持装置23可以在夹持位置和释放位置之间运动，在所述夹持位置中它们与容器16的主体接合。

根据优选实施方案，夹持装置23在位于容器主体的颈部处的肋19下方进行夹持。

甚至更优选的是，夹持装置23从上方进行夹持，从而限定在其打开构型中具有竖向夹持轴线的夹持口部。

另外，在具有竖向或水平夹持轴线的容器主体的中部处也可以进行夹持。

夹持装置23与可动支撑结构30的连接使得可以从传送装置(传送带)拾取容器16，从而使其沿着测量区域向前还朝着其它测量模块21’、21”、21”’运动，以便然后一旦已经进行了测量且未发现任何异常就使之再次返回到传送带18上。

优选的是，支撑结构30为其旋转中心布置在传送带18的一位置处的旋转类型，并且其它测量模块21’、21”、21”’沿着圆周布置，所述圆周由在可动支撑结构30使夹持装置运动时夹持装置23的运动来限定。

为此，可动支撑结构30通过第三致动器46设置为转动。另外，可动支撑结构30通过第四致动器47设置为竖向平移以便根据所要处理的特定容器16对夹持装置23的悬吊高度进行初始调节。

第三致动器46和第四致动器47优选为无刷类型。

在所示的实施方案中，夹持装置23制成为夹钳，并且可以通过运动装置26、27致动，这些运动装置优选包括第五致动器26，所述第五致动器26作用在杠杆机构27上以将夹持装置23打开和关闭。

一旦已经通过抓取和输送组22钩住容器16，则这种抓取和输送组22优选与容器16的盖帽28对准。

另外，由于在盖帽和进行夹持装置23接合处的肋之间的距离对于大多数类型的容器16而言基本上相同，所以盖帽28的位置也是公知的并且恒定的。

为了更好地利用这种对准的定位，根据本发明的优选方面，用于测量容器16的盖帽28的移除扭矩和/或重新封闭角度的模块40与抓取和输送组22连接。

在该情况下，用于测量移除扭矩和重新封闭角度的模块40也可以沿着由夹持装置23的运动所限定的测量区域运动，从而能够基本上在这个区域的任意位置中进行测量。

一旦夹持装置23与容器16的主体接合，则它们能够向其主体施加足够强的反作用扭矩，以便将盖帽28拧开并且随后将它重新封闭。

在这种夹持构造中，用于测量盖帽28的移除扭矩和/或重新封闭角度的模块40从升高位置沿着引导件24下降直到它与容器16的盖帽28接触。

在这种构造中，同时进行对施加在第二站12的加盖和/或封闭头14上的移除扭矩和重新封闭角度的测量。

下面是用于瓶子或容器填充设备10的取样控制站20的操作。

每个预定的时间段，沿着填充生产线布置的变向装置将容器16朝着第二支路17变向，沿着该支路布置有取样控制站20。

已变向的容器16朝着取样控制站20向前运动，并且一旦到达，它就由抓取和输送组22拾取并且输送到在至少一个测量模块40、21’、21”、21”’处的测量区域中。

为此，通过可动支撑结构30的运动将抓取和输送组22的夹持装置23沿着输送线18最初地设置在容器16的拾取位置处，并且一旦容器16存在，则使它们靠近容器16并且致动以便与容器接合。

具体地说，在所示的优选实施方案中，使得夹持装置23靠近容器的颈部并且定位成使得在其口部处与位于容器主体16的颈部上的环形肋19接合。

一旦已经夹持着容器16，则再次通过可动支撑结构30的运动使得夹持装置23向上平移。

可动支撑站30将由夹持装置23和容器构成的套件输送至第一测量模块21’，在那里进行首次分析。

然后使得容器16运动到第二测量模块21”等设在取样控制站20的每个测量模块。

一旦已经将容器16输送到用于测量容器16的盖帽28的移除扭矩和/或重新封闭角度的模块40的测量区域，则使得这种模块40与容器16的盖帽28联接以便能够进行测量。

如果用于测量容器16的盖帽28的移除扭矩和/或重新封闭角度的模块40如在所示的优选实施方案中那样与夹持和输送组22连接，则这种模块40能够在容器16输送到其中的测量区域的任意位置处进行测量。

对于盖帽28的移除扭矩和重新封闭角度的测量而言，夹持装置23将容器16的主体锁住不能转动，即夹持装置施加了用来将盖帽28拧开并且随后将它重新封闭所需的反作用扭矩。

因此，可能的是，用于测量盖帽28的移除扭矩和/或重新封闭角度的模块40能够施加足以启动将盖帽拧开的扭矩，同时测量出用于这种拧开所需的扭矩强度，然后用预定的扭矩值将拧开的盖帽重新拧回去，从而测量出将它再次拧回去所需的角度。

控制模块21’、21”、21”’在进行移除扭矩和重新封闭角度控制之后优选进行气体含量和/或压力控制，以便验证之前对移除扭矩和重新封闭角度的控制未改变通过第三控制站13中的一个在生产线中可能测量出的气体含量参数。

一旦已经做出了所有测量并且在其中没有发现异常的情况下，可动支撑结构30将夹持装置23设置在容器的释放点处。

优选的是，如果第二支路17如旁通支路那样构造，则容器的释放点布置在位于取样控制站20下游的传送带18上，以便能够自动地从生产线中取走以及插回到生产线中。

否则，在其中发现异常的情况下，可动支撑结构30将夹持装置23定位在废弃容器(未示出)处，在那里通过夹持装置23的打开将有缺陷的容器16释放。

从已经给出的说明中可以清楚理解根据本发明的用于瓶子或容器填充设备的取样控制站的特征，而且也能清楚相关的优点。

实际上，由于相对测量模块直接与其尺寸如所知的那样不具有高程度的变化性的容器盖帽联接，所以取样控制站能够与所测量的具体容器尺寸基本上无关地对盖帽的移除扭矩和重新封闭角度进行测量。另外，假设用于测量移除扭矩和重新封闭角度的模块直接作用在盖帽上，而容器相对于转动而言保持静止，则相对于由其中容器转动同时防止盖帽转动的现有技术所提供的解决方案，测量受到容器的具体特征的影响会小得多。

最后但非最不重要，如果用于测量移除扭矩和重新封闭角度的模块与抓取和输送组连接，则可以在由夹持装置的移动所限定的测量区域的任意位置中进行测量。

最后，根据本发明的取样控制站由于其沿着由夹持装置运动所限定的圆周的特定布置，所以能够在较小的空间中容纳多个测量模块。另外，通过可选地设有多个抓取和输送组，可以同时控制多个测量模块，因此提高了该站的能力。

最后，可以清楚地看出由此设想的用于瓶子或容器填充设备的取样控制站可以做出许多变型和变化，所有这些都由本发明所涵盖；另外，所有细节可以由技术上等同的要素所替换。实际上，所采用的材料以及尺寸可以根据技术要求进行任意选择。

Claims (16)

1.用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，包括至少一个抓取和输送组(22)以及用来测量容器(16)的盖帽(28)的移除扭矩和/或重新封闭角度的测量模块(40)，所述抓取和输送组用于从传送装置(18)拾取容器或瓶子(16)并且将它们输送到至少一个测量区域，所述测量模块作用在输送到所述测量区域的容器或瓶子(16)上，所述容器或瓶子(16)设有逐渐变小成颈部并且以口部终止的主体，所述口部由所述盖帽(28)夹住，其特征在于，用于测量移除扭矩和重新封闭角度的所述测量模块(40)能够采取与所述盖帽(28)接合的第一构型以及从所述盖帽(28)脱开的第二构型，在所述第一构型中所述盖帽(28)能够由用于测量移除扭矩和重新封闭角度的所述测量模块(40)而设定为转动。

2.如权利要求1所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述测量模块(40)定位在所述测量区域上方。

3.如权利要求1或2所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述抓取和输送组(22)包括与夹持装置(23)连接的可动支撑结构(30)，所述夹持装置适用于向所述容器(16)的所述主体施加反作用扭矩，所述反作用扭矩足够强以便允许将所述盖帽(28)拧开。

4.如前面权利要求中任一项所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述测量模块(40)包括用于与所述盖帽(28)联接的联接装置(41)，所述联接装置布置成面对着所述测量区域并且能够在与所述盖帽(28)接合的第一位置以及与所述盖帽(28)脱开的第二位置之间运动，所述联接装置(41)设置成转动以便向所述盖帽传递转动扭矩。

5.如权利要求4所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述联接装置(41)能够竖向地平移，并且扭矩传感器(42)布置在所述联接装置(41)上方以用来测量开始将所述盖帽(28)拧开所需的扭矩。

6.如权利要求5所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述联接装置(41)在顶部上与滑动件(49)连接，所述滑动件能够通过安装在竖向轴(48)上的两个承载块(43，43’)竖向地平移，这些承载块允许在所述联接装置(41)和所述滑动件(49)之间进行相对转动。

7.如权利要求4至6中任一项所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述联接装置(41)为形锁合联接锥状体(41)，所述形锁合联接锥状体包括用于与所述盖帽(28)联接的扩展开部分。

8.如权利要求4至6中任一项所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述联接装置(41)为设有弹簧加载夹爪的夹钳。

9.如权利要求6至8中任一项所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述测量模块(40)包括轮毂(44)，在所述轮毂中所述竖向轴(48)自由地竖向滑动，所述轴(48)与所述轮毂(44)连接从而它们不能相对于彼此转动，所述轮毂(44)设定为转动并且向所述竖向轴(48)传递转动扭矩。

10.如权利要求9所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，它包括与所述轮毂(44)联接的编码器，以用于测量提供给所述竖向轴(48)的转动角度。

11.如前面权利要求中任一项所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，用于测量移除扭矩和重新封闭角度的所述测量模块(40)与所述抓取和输送组(22)连接。

12.如前面权利要求中任一项所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，在所述容器主体(16)的所述颈部处设有环形肋(19)，所述夹持装置(23)能够在夹持位置和释放位置之间运动，在所述夹持位置中所述夹持装置在所述环形肋(19)处以及下方与所述容器(16)的所述颈部接合，在所述释放位置中所述夹持装置不与所述容器(16)接合。

13.如权利要求12所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述夹持装置(23)限定了具有竖向轴线的夹持口部。

14.如权利要求12或13所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述夹持装置(23)制作成夹钳，并且通过杠杆机构(27)打开和关闭。

15.如权利要求3至14中任一项所述的用于容器或瓶子填充设备的取样控制站(20)，其特征在于，所述支撑结构(30)为其旋转中心布置在所述传送装置(18)处的旋转类型，并且它包括至少一个其它测量模块(21’，21”，21”’)，所述至少一个其它测量模块(21’，21”，21”’)沿着由所述夹持装置(23)借助于所述旋转支撑结构(30)的移动限定的圆周而布置。

16.用于填充容器或瓶子的设备(10)，包括传送装置(18)，多个瓶子或容器(16)沿着向前运动方向在所述传送装置上运动，并且沿着所述向前运动方向相继布置有用于填充所述瓶子或容器(16)的第一站(11)、用于封闭和/或加盖所述瓶子或容器(16)的第二站(12)、以及用于控制至少一个填充参数的至少一个第三站(13)，其特征在于，在所述至少一个第三控制站(13)下游设有用于使所述瓶子或容器(16)朝着第二支路(17)变向的变向装置，沿着所述第二支路设有至少一个如权利要求1至15中任一项所述的取样控制站(20)。

Images