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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 1 sowie auf ein Verfahren gemäß Oberbegriff
Patentanspruch 11.
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Bekannt
sind Vorrichtungen zur Inspektion von Flaschen oder dergleichen
Behältern durch Einbringen eines in der Regel flüssigen
Inspektions- und/oder Reaktionsmediums in den jeweiligen Behälter,
durch Entnahme einer gas- und/oder dampfförmigen Behälterprobe
aus dem Behälterinnenraum nach Ablauf einer vorgegebenen
Reaktionszeit sowie durch Analyse der jeweiligen Behälterprobe
auf möglicherweise vorhandene Reaktionsprodukte, die durch
Reagieren des Inspektions- und/oder Reaktionsmediums mit einer im
Behälterinnenraum vorhandenen Kontamination entstehen.
Eine Inspektionsstation, die zum Einbringen eines flüssigen
Inspektions- und/oder Reaktionsmediums (Inspektions- oder Reaktionsflüssigkeit)
in auf einem Transporteur vorbeibewegte Behälter geeignet
ist, mit der aber auch die Entnahme der jeweiligen Behälterprobe
erfolgen kann, ist in der
DE 10 2006 009 282 A1 beschrieben.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Inspektion
von Behältern durch Einbringen eines Inspektions- und/oder Reaktionsmediums
und durch Analyse einer entnommenen Behälterprobe aufzuzeigen,
welches diese Inspektion auch bei hoher Leistung, d. h. bei einer
hohen Anzahl von je Zeiteinheit inspizierten Behältern zuverlässig
ermöglicht.
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Zur
Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung entsprechend
dem Patentanspruch 1 ausgebildet. Ein Verfahren zur Inspektion von
Behältern ist Gegenstand des Patentanspruches 11.
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Da
bei der erfindungsgemäßen Inspektionsstation zwei
Inspektionsstationen vorgesehen sind, besteht die Möglichkeit,
dass an jeder Inspektionsstation jeweils nur Behälterproben
von einem Teil der der Vorrichtung zugeführten Behälter
entnommen werden, und zwar derart, dass die Anzahl der entnommenen
Behälterproben wiederum gleich der Anzahl der Behälter
ist, d. h. insgesamt gesehen von jedem Behälter eine Behälterprobe
entnommen wurde. Durch die Verwendung von wenigstens zwei Inspektionsstationen
reduziert sich also die Anzahl der in jeder Inspektionsstation je
Zeiteinheit zu behandelnden Behälter, wodurch eine wesentliche
Steigerung der Gesamtleistung der Vorrichtung möglich ist.
Dieser Vorteil ist besonders ausgeprägt, wenn die Inspektionsstationen
gleichzeitig auch zum Einbringen des Inspektions- und/oder Reaktionsmediums
in die Behälter dienen.
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Weiterbildungen,
Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben
sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination
grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig
von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil
der Beschreibung gemacht. Die Erfindung wird im Folgenden anhand
der Figuren an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
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1 in
vereinfachter Darstellung und in Draufsicht eine Inspektionsvorrichtung
für Flaschen oder dergleichen Behälter;
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2 einen
Inspektionskopf der Vorrichtung der 1 in Seitenansicht;
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3 in
einer Darstellung wie 1 eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung.
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Die
in der 1 allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung
dient zum Inspizieren von Flaschen 2 oder dergleichen Behälter
durch Einbringen eines Inspektions- und/oder Reaktionsmediums in
Form einer Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeit in jede
Flasche 2 und durch Entnahme einer gas- oder dampfförmigen
Behälterprobe aus der jeweiligen Flasche 2 nach
dem Einbringen der Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeit
sowie durch Gasanalyse der Behälterprobe auf in dieser
enthaltene gas- und/oder dampfförmige Reaktionsprodukte.
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Die
Inspektionsvorrichtung 1 besteht bei der dargestellten
Ausführungsform u. a. aus einem Transporteur 3 mit
einem Transportband 4, auf dem die zu inspizierenden Flaschen 2 aufrechtstehend,
d. h. mit ihrer Flaschenachse in vertikaler Richtung orientiert
als einspuriger Flaschenstrom auf einer Transportstrecke 5 in
Richtung des Pfeils A bewegt werden. Beidseitig von der Transportstrecke 5 sind zwei
jeweils endlos umlaufend angetriebene Tragbänder 6 und 7 vorgesehen,
die mit ihren Schlaufenebenen jeweils in vertikalen Ebenen orientiert
sind. Die Tragbänder 6 und 7 sind gegensinnig
derart angetrieben, dass sich die die Transportstrecke 5 seitlich
begrenzenden und die Flaschen 2 auf dieser Transportstrecke
abstützenden Längen der Tragbänder 6 und 7 in
Transportrichtung A bewegen und die Flaschen 2 jeweils
zwischen diesen Tragbändern 6 und 7 z.
B. klemmend gehalten sind.
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An
der Transportstrecke 5 sind in Transportrichtung A gegeneinander
versetzt zwei Inspektionsstationen 8 vorgesehen, die identisch
ausgebildet sind und von denen eine in der 2 dargestellt
ist. Jede Inspektionsstation 8 besteht im Wesentlichen aus
einem an einem Maschinengestell der Inspektionsvorrichtung 1 gehaltenen
Träger 9, an welchem um eine horizontale Achse
senkrecht zur Transportrichtung A ein Kurbelrad 10 drehbar
gelagert ist, an dem exzentrisch zur Kurbelradachse ein Einspritz- und
Analysekopf 11 gelagert ist. Dieser Einspritz- und Analysekopf 11 besitzt
u. a. ein Düsenrohr 12, welches zum Einbringen
der Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeit in die jeweilige
Flasche 2 sowie auch zum Ansaugen der gas- und/oder dampfförmigen
Behälterprobe aus der Flasche 2 für die
Gasanalyse auf ein Reaktionsprodukt dient.
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Durch
einen mit den Tragbändern 6 und 7 und
damit mit der Bewegung der Flaschen 2 synchronen Antrieb
des Kurbelrades 10 in Richtung des Pfeils B der 2 wird
der Einspritz- und Analysekopf 11 so bewegt, dass immer
dann, wenn eine Flasche 2 die Inspektionsstation 8 erreicht
hat, der Einspritz- und Analysekopf 11 zum Einführen
des Düsenrohres 12 durch die Flaschenmündung 2.1 in
die betreffende Flasche 2 nach unten bewegt wird und gleichzeitig
auch mit der in Transportrichtung A sich bewegenden Flasche mitbewegt
wird. Beim ersten Eintauchen des Düsenrohres 12 in
die jeweilige Flasche 2 oder aber auch schon kurz davor
erfolgt das Einbringen der Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeit
und im Anschluss daran bei weiterhin in die Flasche 2 eingetauchtem
Düsenrohr 12 nach einer ausreichenden Reaktionszeit
das Ansaugen der Behälterprobe aus der Flasche 2.
Das Düsenrohr ist hierfür beispielsweise mit zwei
getrennten Kanälen ausgebildet, und zwar mit einem Kanal
zum Einbringen der Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeit und
mit einem weiteren Kanal zum Ansaugen der gasund/oder dampfförmigen
Behälterprobe.
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Nach
dem Ansaugen der Behälterprobe wird bei weiterhin in Transportrichtung
A bewegter Flasche 2 durch die Drehbewegung des Kurbelrades 10 das
Düsenrohr 12 wieder aus der Flasche 2 herausbewegt.
Bei umlaufendem Kurbelrad 10 führt somit der Einspritz-
und Analysekopf 11 eine Hubbewebung aus, die sich aus einer
vertikalen und horizontalen Komponente zusammensetzt. Durch eine
zwischen dem Träger 9 und dem Einspritz- und Analysekopf 11 wirkende
Zweifach-Parallelführung 13 ist gewährleistet,
dass das Düsenrohr 12 bei der Bewegung des Einspritz-
und Analysekopfes 11 ständig mit ihrer Achse in
vertikaler Richtung orientiert ist.
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Nach
dem Einbringen der Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeit
in eine Flasche 2 ist eine gewisse Reaktionszeit erforderlich,
bevor die gas- und/oder dampfförmige Behälterprobe
zu Verfügung steht und über den Einspritz- und
Analysekopf angesaugt werden kann, d. h. diese Reaktionszeit bestimmt
ganz wesentlich die Inspektionsdauer, die für die Inspektion
jeder Flasche 2 erforderlich ist. Um diese Inspektionsdauer
zu reduzieren wird die Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeit
zwar bevorzugt im erwärmten bzw. erhitzten Zustand in die
Flaschen 2 eingebracht, dennoch ist die Reaktionszeit durch
die zu Verfügung stehenden Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeiten
vorgegeben und lässt sich nicht beliebig reduzieren. Um
trotzdem eine hohe Leistung für die Inspektionsvorrichtung 1 zu
erreichen, sind zwei Inspektionsstationen 8 in Transportrichtung
A aufeinander folgend vorgesehen. Die Steuerung erfolgt dabei derart,
dass die der Transportstrecke 5 zugeführten Flaschen 2 jeweils
abwechselnd von der einen und der anderen Inspektionsstation 8 behandelt
werden, d. h. beispielsweise jede erste, dritte, fünfte
usw. Flasche 2 von der bezogen auf die Transportrichtung
A ersten Inspektionsstation 8 und jede zweite, vierte,
sechste usw. Flasche 2 von der in Transportrichtung A zweiten
Inspektionsstation 8.
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Die
Auswertung bzw. Analyse der gas- und/oder dampfförmigen
Behälterproben erfolgt für beide Inspektionsstationen 8 in
einer gemeinsame Gasanalyseeinheit 14. Hierfür
besitzt zwar jede Inspektionsstation 8 eigenständige
Steuerungen 15, über die u. a. das Einbringen
der Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeit in die Flasche 2 gesteuert
wird und die auch Mittel zum Ansaugen und Weitergeben der Behälterproben
an jeweils eine angeschlossene Analyseleitung 16 aufweisen,
beide Inspektionsstationen 8 sind aber über die
Analyseleitungen 16 und ein Umschaltventil 17 mit
einem gemeinsamen Eingang der Gasanalyseeinheit 14 verbunden.
Durch eine zentrale Steuereinheit 18 sind die Inspektionsstationen 8 bzw.
deren Steuerungen 15 sowie auch das Umschaltventil 17 so
gesteuert, dass die von den Inspektionsstationen 8 gelieferten gas-
und/oder dampfförmigen Behälterproben zeitlich
nacheinander in der Gasanalyseeinheit 14 analysiert werden
und damit die an den Inspektionsstationen 8 befindlichen
Flaschen 2 nacheinander auf eventuelle Kontaminationen
oder Rückstände, beispielsweise auf chemische
und/oder biologische Rückstände hin inspiziert
werden. Das Einbringen der Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeit
in die an den Inspektionsstationen 8 befindlichen Flaschen 2 erfolgt
z. B. zeitversetzt derart, dass während der Reaktionszeit
an einer Inspektionsstation 8 Behälterprobe aus
der an der anderen Inspektionsstation 8 anstehenden Flasche 2 über
die zugehörige Analyseleitung 16 und das Umschaltventil 17 der
Gasanalyseeinheit 14 zugeführt und dort analysiert
wird.
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Wird
bei der Inspektion eine kontaminierte Flasche 2 festgestellt,
so wird diese nach dem Passieren der Transportstrecke 5 aus
dem Flaschenstrom ausgeschleust und zwar veranlasst durch ein entsprechendes,
von der Gasanalyseeinheit 14 geliefertes Signal.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform sind in den Analyseleitungen 16 zusätzliche
Steuerventile 19 vorgesehen, mit denen die Analyseleitungen 16 beispielsweise
beim Umschalten des Umschaltventils 17 gesperrt werden
können. Bevorzugt befinden sich die Steuerventile 19 unmittelbar
an den Inspektionsstationen 8 bzw. an den dortigen Einspritz-
und Analyseköpfen 11. Hiermit ist es dann möglich
die jeweilige, sich zwischen dem Steuerventil 19 und dem Umschaltventil 17 erstreckende
Länge der Analyseleitungen 16 mit einem inerten
gas- oder dampfförmigen Medium, beispielsweise mit CO2-Gas,
Stickstoff oder steriler Luft, zur Entfernung von Resten der Behälterproben
zu spülen, und zwar bei geschlossenem Steuerventil 19 und
Umschaltventil 17 über nicht dargestellte Ventile
zum Zuführen und Abführen des inerten Mediums.
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Die 3 zeigt
in einer Darstellung wie 1 als weitere Ausführungsform
eine Inspektionsvorrichtung 1a, die sich von der Inspektionsvorrichtung 1 im
Wesentlichen nur dadurch unterscheidet, dass in den Analyseleitungen 16 zwischen
dem Ventil 19 und dem Umschaltventil 17 jeweils
ein Tank oder Speicher 20 für eine Zwischenspeicherung
der bei der jeweiligen Inspektion bzw. von der jeweiligen Inspektionsstation 8 erhaltenen
Behälterprobe vorgesehen ist. Durch die beiden Speicher 20 erfolgt
eine zeitliche Entkopplung der Analyse der Behälterproben
von der Behandlung der Flaschen 2 an den Inspektionsstationen 8,
d. h. von dem Einbringen der Inspektions- und/oder Reaktionsflüssigkeit
in die Flaschen 2 und dem Ansaugen der Behälterproben
aus diesen Flaschen 2.
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Von
der zentralen Steuereinheit 18 werden die Steuerungen 15,
die Ventile 19 und das Umschaltventil 17 beispielsweise
so gesteuert, dass nach Ablauf der Reaktionszeit die jeweilige Behälterprobe über
die Steuerung 15 bei geöffnetem Ventil 19 in
den der betreffenden Inspektionsstation 8 zugeordneten
Speicher 20 eingebracht und anschließend das Ventil 19 wieder
geschlossen wird. Die Analyse der in den Speichern 20 zwischengespeicherten
Behälterproben erfolgt durch die Gasanalyseeinheit 14 zeitlich
nacheinander, und zwar durch entsprechende Ansteuerung des Umschaltventils 17.
Generell erfolgt die Steuerung derart, dass in jedem Speicher 20 beispielsweise
nur jeweils die Behälterprobe einer Flasche 2 gespeichert
ist. Wird mit der Analyse des gas- und/oder dampfförmigen
Reaktionsproduktes eine Kontamination einer Flasche 2 festgestellt,
so wird diese veranlasst durch ein von der Gasanalyseeinheit 14 geliefertes
Signal nach dem Passieren der Transportstrecke 5 wieder
ausgeschleust.
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Grundsätzlich
besteht aber auch die Möglichkeit, in jedem Speicher 20 die
gas- und/oder dampfförmigen Behälterproben mehrerer
Flaschen 2 zu speichern, wobei es dann aber nicht mehr
möglich ist, einzelne, kontaminierte Flaschen 2 zu erkennen und
auszuschleusen, sondern es ist dann erforderlich, bei der Feststellung
einer Kontamination eine gesamte Flaschengruppe, innerhalb der die
Kontamination festgestellt wurde, auszuschleusen.
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Bevorzugt
erfolgt auch bei dieser Ausführungsform wiederum ein Spülen
der Analyseleitungen 16 und der in diesen angeordneten
Speicher 20 mit einem inerten gas- oder dampfförmigen
Medium, beispielsweise mit CO2-Gas, Stickstoff oder steriler Luft,
um so Reste einer Behälterprobe aus den Analyseleitungen 16 und
den Speichern 20 zu entfernen.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es versteht sich, dass Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind,
ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke
verlassen wird.
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Vorstehend
wurde davon ausgegangen, dass die Inspektionsstationen 8 in
Transportrichtung A der Transportstrecke 5 aufeinanderfolgend
vorgesehen sind. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit,
die Inspektionsvorrichtung so auszuführen, dass der angeforderte
Behälterstrom in mehrere parallele Behälterströme
umgeformt wird, denen dann jeweils eine Transportstrecke mit wenigstens einer
Inspektionsstation 8 zugeordnet ist. Bei dieser Ausführung
erfolgt die Analyse der Behälterproben auf gas- und/oder
dampfförmige Reaktionsprodukte ebenfalls in der gemeinsamen
Gasanalyseeinheit 14.
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- 1,
1a
- Inspektionsvorrichtung
- 2
- Flasche
- 2.1
- Flaschenmündung
- 3
- Transporteur
- 4
- Transportband
- 5
- Transportstrecke
- 6,
7
- Tragband
- 8
- Inspektionsstation
- 9
- Träger
- 10
- Kurbelrad
- 11
- Einspritz-
und Analysekopf
- 12
- Düsenrohr
- 13
- Zweifach-Parallelführung
- 14
- Gasanalyseeinheit
oder Gasanalysegerät
- 15
- Steuerung
- 16
- Analyseleitung
- 17
- Umschaltventil
- 18
- zentrale
Steuereinheit
- 19
- Ventil
- 20
- Speicher
- A
- Transportrichtung
des Transporteurs 3
- B
- Drehrichtung
des Kurbelrades 10
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006009282
A1 [0002]