CN113039420B - 泄漏探测 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于封闭的容器的泄漏探测的设备以及方法，设备具有：检查装置，检查装置配置成，确定封闭的容器的容器封闭部的拱曲；以及评估装置，利用评估装置将封闭部的拱曲与预定值比较。利用压力发生装置在检查之前将每个容器封闭部压平。压力发生装置包括执行机构，利用执行机构局部地从外部将压力施加到每个容器封闭部上。

Description

泄漏探测

技术领域

本发明涉及一种用于利用检查装置在封闭的容器中探测泄漏的设备和方法，所述检查装置配置成，确定封闭的容器的容器封闭部的拱曲。

背景技术

在食品、饮料和医药行业中，存在多种用于检查封闭的容器的密封性的方法。在此例如借助于电磁的或声学的方法激励典型地使用的由白铁皮制成的容器封闭部进行振动。于是，可从封闭部的振动特性中得到关于容器封闭部的正确配合和密封性的结论。

在含碳酸的饮料中，在正确封闭的容器中此外产生过压。该过压引起，弹性的容器封闭部、例如冠形瓶盖稍微向外拱曲。这种表征的拱曲能以光学手段借助于2D或3D激光技术确定。如果未探测到拱曲，这可归因于容器不密封。

近来，含碳酸的饮料越来越多配备有所谓的拉环封闭部。这种拉环封闭部通常由轻金属、例如铝制成并且可由终端用户在不借助于开瓶器的情况下用手打开。由于铝没有磁性并且比传统使用的用于容器封闭部的材料显著更弱的事实，不能使用以上讨论的声学的和电磁的泄漏测试方法。因此，目前确定封闭部拱曲是更有前景的用于检查这种容器的密封性的方法。

现在，这种铝封闭部的缺点在于，当容器内部压力下降时，之前产生的封闭部的拱曲不能自己恢复。尤其是当容器封闭部具有非常小的泄漏时或者当在填充过程过程中才出现泄漏时，可能出现这种情况。即，如果在这种类型的铝封闭部中探测到拱曲，虽然这意味着在封闭之后存在一定的容器内压力。但是不能可靠地说明在检查时刻同样仍存在充分的容器内压力。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种设备以及方法，其中，能更可靠地进行在轻金属容器封闭部中的泄漏检测。本发明的另一目的在于，提供一种设备和方法，其中，能连续地进行泄漏测试，即，在此不中断在生产或填充过程中容器的连续运输。

因此，根据本发明，提出一种用于封闭的容器的泄漏探测的设备。用于封闭的容器的泄漏探测的该设备包括：检查装置，检查装置配置成，确定封闭的容器的容器封闭部的拱曲；以及评估装置，利用评估装置将封闭部的拱曲与预定值比较。此外，设备包括压力发生装置，利用压力发生装置在检查之前将每个容器封闭部压平。在此，压力发生装置包括执行机构，利用执行机构局部地从外部将压力施加到每个容器封闭部上。

在正确封闭的容器中，由于容器内压力，在压平之后，再次形成表征的拱曲。相反地，在不密封的容器中，不存在提高的内压力或者仅存在更小的内压力，并且因此不形成拱曲或者仅形成更小的拱曲。

本发明的设备和方法尤其是适合用于在封闭的饮料容器中的泄漏探测。在此，饮料容器可为任意通常使用的由玻璃、塑料、PET或其它合适的材料制成的饮料容器。该饮料容器通常具有基本上柱形的形状，并且在其上侧上具有可封闭的、圆形的口部开口。

在此，饮料容器的口部开口尤其是可设有金属的封闭部。本发明尤其适合用于在这样的饮料容器中进行泄漏探测，即，在其中，容器封闭部由轻金属，例如铝或轻金属合金制成。

有利地，借助于光学检查装置确定容器封闭部的拱曲。合适的光学检查装置是点间距扫描器或2D/3D激光扫描器。

在此，不需要精确地确定容器封闭部的拱曲的完整走向。例如，点间距扫描器仅仅检测在封闭部上侧上的最高点和最低点。由于容器封闭部的对称性，在完好的封闭部中，最高点位于封闭部的中心。于是，在封闭部上侧上的最高点和最低点之间的高度差是容器内压力大小的度量。

可利用商业上通用的2D或3D激光扫描器实现更高的精度。在此，或是确定穿过容器封闭部的中心点的线形轮廓(2D激光扫描器)，或是创建容器封闭部的完整高度轮廓(3D激光扫描器)。随后，可从这些数据中更准确地确定容器内压力。

根据本发明，在光学检查之前借助于压力发生装置将容器封闭部压平。在此，术语“压平”指的是，如此挤压容器封闭部，使得容器封闭部基本上平行于通过容器的口部开口限定的平面延伸。

有利地，压力发生装置直接设置在检查装置上游。在此，压力发生装置可为仅用于将待检查的容器的容器封闭部压平的设备。这可通过任意包括这样的执行机构的压力发生装置实现，即，利用该执行机构可局部地从外部将压力施加到每个容器封闭部上。执行机构构造成，抵靠封闭部的上侧。为此，例如可使用纯机械的压力发生装置，但是也可使用具有液压的、气动的或流体力学的元件的机械的压力发生装置。例如，执行机构也可为指向容器封闭部的流体射流，以由此局部地从外部将压力施加到每个容器封闭部上。在此，合适的流体例如可为空气或水。

根据本发明的压力发生装置是这样的装置，即，该装置适合用于在封闭部的上侧上产生补偿容器内压力的正压力，从而容器封闭部平行于通过容器的口部开口限定的平面延伸。

原则上不重要的是，将容器封闭部完全压平并且容器封闭部在压平的时刻中精确地在通过容器的口部开口限定的平面中延伸。为了确定容器内压力是否足够高从而可推出容器正确封闭，足够的是，在容器封闭部上作用显著的压力。该压力大致相应于期望的容器内压力。但是在许多情况中也足够的是，在封闭部上施加的压力与期望的容器内压力相差直至±30％或直至±50％。

在一种实施方式中，压力发生装置可包括压模作为执行机构，该压模抵靠每个容器封闭部的上侧。优选地，压模具有等于或大于容器在口部开口的区域中的外直径的直径。在此，压模的接触面的大小确保，使得容器封闭部能最大程度地被挤压，使得容器封闭部完全平坦，即，平行于通过容器的口部开口限定的平面延伸。

在饮料工业的现代化填充设备中，以直至多于10000个容器每小时的瓶速度运输容器。在根据本发明的压力发生装置中，可在非常短的时间段中施加压力。因此，可在运输期间以压力加载容器封闭部。

压力发生装置也可集成在另一容器处理装置中。有利地，压力发生装置例如设置在这样的容器处理装置中，即，在其中，待检查的容器在其口部区域上被保持。在此，保持装置可设计成，同时用于将容器封闭部压平。

在其中，在容器的口部区域和底部区域之间夹紧地保持容器的合适的容器处理装置例如是贴标签机。在贴标签机中，在所谓的容器郁金香形件和底部区域之间夹紧容器，于是，由此可基本上自由地接近侧壁区域，从而该侧壁区域可设有容器标签。在此，容器郁金香形件形成用于容器的封闭区域的空心柱形的容纳部。在此，可如此改造该容器郁金香形件，使得容器郁金香形件不仅可靠地容纳容器，而且在此也同时将压力施加到容器封闭部上并且例如将容器封闭部平坦地压到容器的口部开口上。例如，压力发生装置可设计成在容器郁金香形件中的嵌入件，该嵌入件确保在贴标签期间将容器封闭部压平。

本发明也涉及一种用于封闭的容器的泄漏探测的方法。在根据本发明的方法中，通过施加压力将容器封闭部压平。在此，压力发生装置包括执行机构，利用执行机构局部地从外部将压力施加到每个容器封闭部上。接着，将容器输送给检查装置，以检查容器封闭部，在检查装置中确定容器封闭部的拱曲。随后，将容器封闭部的拱曲与预定值比较。如果拱曲小于预定的阈值，则这是容器或容器封闭部不密封的标志。随后，从填充过程中挑出这种容器。

根据本发明的方法尤其是适合用于如下的封闭的容器的泄漏探测，所述封闭的容器借助于由轻金属或轻金属合金制成的容器封闭部制成。尤其是，该方法适合用于检查由铝制成的所谓的拉环封闭部。

由于其材料特性，由铝或铝合金制成的封闭部不能利用电磁的或声学的方法检查。虽然确定封闭部拱曲原则上可用在铝封闭部中，然而铝的弹性非常小，从而当容器内压力降低时，之前拱曲的封闭部不再自己平坦地贴靠到容器开口上。出于这一原因，在具有相对小的泄漏或在填充过程中在封闭之后才变得不密封的容器中，也存在显著的封闭部拱曲。以传统的方式，这种容器被评价成完好的。通过本发明的方法实现，也识别出这种不密封的容器并且将其从填充过程中挑出。

附图说明

接下来通过附图详细描述本发明。其中：

图1示出了填充流水线的示意性的局部，

图2示出了根据现有技术的拉环封闭部，

图3示出了利用拉环封闭部封闭的容器口部，

图4a示出了贴标签机的没有改型的容器郁金香形件，以及

图4b示出了贴标签机的具有改型的容器郁金香形件。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了填充流水线的局部，在填充流水线中利用含碳酸的产品填充容器10并且接着使容器设有拉环封闭部12。为此，首先将清洁的、空的容器10运输给填充器14。随后，在封闭器16中空气密封地借助于拉环封闭部12封闭填充有期望的产品的容器10。最终，还在贴标签机18中使容器10设有用于识别容器内含物的标签。

最后，对容器10进行全面的最终检查，在其中，在多个检查装置20、22、24中检查被填充的、封闭的容器10的不同特性。在检验装置26中评估容器检查的结果。仅仅满足要求的质量标准的容器10进入流通。相反地，借助于导出装置28将具有缺陷的容器10从填充过程中挑出并且清除。

在最终检查中进行的质量标准中的一个是检查容器10的密封性。根据容器类型和封闭部类型，对于本领域技术人员来说已经熟知用于泄漏探测的不同方法。在使用由铝制成的拉环封闭部12时，用于泄漏探测的方案是稍微受限的。由于铝没有磁性并且相对软，不能使用传统的利用声学或电磁激励容器封闭部工作的泄漏探测方法。因此，为了在利用拉环封闭部12封闭含碳酸的产品的饮料容器10中探测泄漏，在检查装置24中检查拉环封闭部12的拱曲。在气密封闭的容器10中产生过压，该过压导致拉环封闭部12向外拱曲。

在图2中示出了根据现有技术的典型使用的拉环封闭部12。拉环封闭部12具有侧向的接片或拉环13，为了打开封闭部，用户可在拉环处牵拉。为了使打开容易，拉环封闭部12由铝制成。附加地，拉环封闭部12还可设有冲压线15，由此使打开更加容易。

在图3中示出了穿过具有拉环封闭部12的封闭的容器头部的横截面。拉环封闭部12在容器10的口部区域30中在口部的整个周边上在端侧贴靠在容器壁32上，并且在此覆盖整个容器开口34。然而，由于容器内压力，拉环封闭部12不在通过容器开口34限定的平面中延伸，而是将拉环封闭部12向外压并且因此使拉环封闭部稍微拱曲。

制成拉环封闭部12的软的材料实现对于用户在一侧上更简单地打开封闭部。在另一侧上，拉环封闭部12缺乏的弹性导致，当由于小的泄漏在填充方法的过程中容器内压力下降时，由于容器内压力产生的拉环封闭部12的拱曲不再能自己恢复。

出于这一原因，在检查装置24中，在泄漏探测之前短暂地将压力施加到拉环封闭部12上，利用该压力将拉环封闭部12压平。在图1中示出的填充流水线中，在贴标签机18中施加该压力。在贴标签机18中，各个容器分别在其底部和口部区域之间夹紧地保持，从而可自由接近容器的侧壁并且使容器的侧壁设有期望的标签。在此，在口部区域中，容器被保持在容器郁金香形件40中。

在图4a中示出了这种容器郁金香形件40。容器郁金香形件包括基部42和容器适配器44，在容器适配器的下侧上设置用于容器10的口部区域的空心柱形的容纳部46。如可在图4a中看出的那样，容器郁金香形件40仅仅在容器的口部区域中接触端侧的容器壁。因此，拉环封闭部12保持其拱曲。

在图4b中，示出了改型的容器郁金香形件40，其中，改型在于，设置嵌入件48，该嵌入件安装在空心柱形的容纳部46中。现在，如果容器10容纳并夹紧在改型的容器郁金香形件40中，嵌入件48确保，附加地也将压力施加到拱曲的拉环封闭部12上，从而当容器容纳在改型的容器郁金香形件40中时将拉环封闭部压平。

在贴标签机18之后，容器被运输给多个检查装置20、22并且尤其是用于检查容器拱曲所用的光学检查装置。

在具有泄漏的容器10中，在容器内部和环境之间的压力差不存在或者减小，从而在贴标签机18中被压平的拉环封闭部12接着不再或者仅轻微地拱曲。于是，在光学检查装置24中识别出没有拱曲或者过小的拱曲，并且随后可从填充过程中挑出该容器10。

相反地，如果容器10气密地封闭，充分高的容器内压力确保，被压平的拉环封闭部12在离开贴标签机18之后再次具有之前的拱曲。具有设有充分拱曲的拉环封闭部12的容器10被归类为气密的并且可被允许销售。

附图标记列表

10 容器

12 拉环封闭部

13 拉环

14 填充器

15 冲压线

16 封闭器

18 贴标签机

20 检查装置

22 检查装置

24 光学检查装置

26 检验装置

28 导出装置

30 口部区域

32 容器壁

34 容器开口

40 容器郁金香形件

42 基部

44 容器适配器

46 空心柱形的容纳部

48 嵌入件

Claims (9)

1.一种用于封闭的容器的泄漏探测的设备，所述设备包括：

-检查装置，所述检查装置配置成，确定封闭的容器的容器封闭部的拱曲；以及

-压力发生装置，利用所述压力发生装置在检查之前将每个容器封闭部压平，以及

-评估装置，利用所述评估装置将封闭部的拱曲与预定值比较，

其中，所述压力发生装置包括执行机构，利用所述执行机构局部地从外部将压力施加到每个容器封闭部上，

其中，所述压力发生装置设置在检查装置上游。

2.如权利要求1所述的用于封闭的容器的泄漏探测的设备，其中，用于确定容器封闭部的拱曲的所述检查装置是光学检查装置。

3.如权利要求2所述的用于封闭的容器的泄漏探测的设备，其中，用于确定容器封闭部的拱曲的所述光学检查装置是点间距扫描器或者2D或3D激光扫描器，并且为了确定容器封闭部的拱曲，确定在容器封闭部的最高点和容器封闭部的边缘点之间的距离。

4.如权利要求1至3中任一项所述的用于封闭的容器的泄漏探测的设备，其中，所述压力发生装置包括压模，利用所述压模将压力施加到每个容器封闭部上。

5.如权利要求1至3中任一项所述的用于封闭的容器的泄漏探测的设备，其中，在检查装置上游设置有至少一个另外的容器处理装置，并且所述压力发生装置集成在该另外的容器处理装置中。

6.如权利要求1至3中任一项所述的用于封闭的容器的泄漏探测的设备，其中，在检查装置上游设置有贴标签机，该贴标签机具有容器郁金香形件，并且所述压力发生装置设计成在容器郁金香形件中的嵌入件。

7.一种用于封闭的容器的泄漏探测的方法，所述方法包括如下步骤：

-借助于压力发生装置将压力施加到容器封闭部上，以便将容器封闭部压平，

-检查容器封闭部，以确定封闭的容器的容器封闭部的拱曲，以及

-将这样确定的容器封闭部的拱曲与预定值比较，

其中，所述压力发生装置包括执行机构，利用该执行机构局部地从外部将压力施加到每个容器封闭部上，

其中，所述压力发生装置设置在检查装置上游。

8.如权利要求7所述的用于封闭的容器的泄漏探测的方法，其中，所述容器封闭部是轻金属封闭部。

9.如权利要求8所述的用于封闭的容器的泄漏探测的方法，其中，所述容器封闭部是由铝制成的拉环封闭部。