ITTO20010643A1 - Macchina per l'ispezione non distruttiva di contenitori. - Google Patents

Description

Descrizione dell'Invenzione Industriale avente per titolo: "Macchina per l'ispezione non distruttiva di contenitori".

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne una macchina per l'ispezione non distruttiva di contenitori.

In particolare, la presente invenzione concerne una macchina per l'ispezione non distruttiva di contenitori, principalmente in vetro, relativamente alti e dal collo stretto, contenenti prodotti liquidi in cui, per evidenti ragioni di peso, i contaminanti eventualmente presenti si dispongono sul fondo del contenitore.

Sono note macchine per l'ispezione non distruttiva di contenitori utilizzate nell'industria alimentare. Queste macchine sono in grado di segnalare la presenza di eventuali contaminanti all'interno dei contenitori.

Prima di porre in vendita un prodotto alimentare confezionato occorre infatti accertare l'assenza di contaminanti solidi che potrebbero essere caduti accidentalmente all'interno del contenitore nelle varie fasi di lavorazione del contenitore, del prodotto e di riempimento.

Esempi di contaminanti più frequenti possono essere le schegge di vetro o di metallo e le parti di macchine .

Generalmente, le macchine per l'ispezione non distruttiva dei contenitori alimentari sfruttano la tecnologia della radiazione a raggi X.

Queste macchine prevedono almeno un emettitore a raggi X posto da un lato del contenitore, almeno un sensore in grado di rilevare la radiazione posto dall'altro lato del contenitore ed un elaboratore elettronico per il trattamento del segnale originato dal sensore e per la trasformazione di tale segnale in un avviso di allarme che consenta di scartare il contenitore contaminato.

Così come i contenitori per alimenti si differenziano notevolmente in quanto a forma e dimensione, allo stesso modo sono state realizzate macchine di diversa forma in cui emettitore, sensore e contenitore sono disposti secondo varie configurazioni .

Vari accorgimenti sono stati proposti, inoltre, per garantire un'ispezione completa del fondo del contenitore. La forma imposta al contenitore, ed in particolare al fondo, e la presenza del tappo metallico, rendono infatti spesso difficoltosa ed incompleta l'operazione di ispezione.

Il fondo può infatti presentare una convessità accentuata che delimita una corona piuttosto profonda e difficile da ispezionare, ed i contenitori in vetro possono talvolta presentare delle imperfezioni che possono ingannare la macchina.

Inoltre, il fascio di radiazioni che investe il contenitore da ispezionare deve attraversare lo spessore della parete del contenitore e del prodotto contenuto ed un orientamento non ottimale dell'emettitore rispetto al sensore può compromettere il buon funzionamento della macchina provocando falsi allarmi o, ancor peggio, falsi consensi.

Un esempio di macchina per l'ispezione non distruttiva è nota dal brevetto US 6049585 secondo cui i contenitori da ispezionare vengono capovolti mediante un dispositivo di trasferimento a nastro trasportatore e vengono investiti dalla radiazione a raggi X dall'alto verso il basso al termine del tratto in cui si trovano in posizione capovolta, quando cioè i contaminanti sono presumibilmente precipitati verso il tappo del contenitore e si trovano concentrati in un volume ristretto.

Un altro esempio di macchina per l'ispezione non distruttiva di contenitori per alimenti è descritta nel brevetto US 6005912 in cui un emettitore e due sensori sono disposti in modo che il fascio di radiazione che investe lateralmente il contenitore in transito in posizione eretta sotto l'emettitore colpisca entrambi i sensori con un angolo di 45°.

Tuttavia, nessuno di questi documenti fornisce un'indicazione precisa dell'angolazione a cui deve essere posto ciascun sensore rispetto alla direzione della radiazione che lo investe.

Ad esempio, è noto che la radiazione che investe il contenitore e raggiunge il sensore deve attraversare^ sia le pareti di vetro del contenitore, sia il liquido ivi contenuto.

A seconda della distanza adottata per i due sensori e dell'altezza dell'emettitore, varierà l'angolo sotto cui ciascun sensore vede l'emettitore. Al variare di questo angolo varieranno anche gli spessori di parete in vetro e di liquido da attraversare e la distanza minima a cui porre i contenitori per ottenere un'ispezione totale di tutto il fondo.

Scopo della presente invenzione è pertanto quello di provvedere una macchina per l'ispezione non distruttiva di contenitori in vetro del tipo provvisto di un emettitore a raggi X e dì una coppia di sensori lineari, in cui l'emettitore ed i sensori siano disposti secondo una configurazione ottimizzata, in particolare per ispezionare contenitori relativamente alti e dal collo stretto.

Uno scopo ulteriore della presente invenzione è quello di provvedere una macchina per l'ispezione non distruttiva di contenitori che permetta di raggiungere una copertura completa dell'area del fondo del contenitore in cui si annidano i contaminanti utilizzando un numero ridotto di emettitori e di sensori e rendendo l'operazione

veloce e sicura .

Questi ed altri scopi vengono raggiunti dalla macchina secondo l'invenzione la quale è definita come rivendicato nelle unite rivendicazioni.

Verrà ora descritto un esempio di realizzazione preferito, ma non esclusivo dell'invenzione a scopo esemplificativo con riferimento ai disegni allegati in cui:

la Fig.1 è una vista laterale della macchina secondo l'invenzione;

la Fig.2 è una vista prospettica della macchina secondo l'invenzione;

la Fig.3 è una vista laterale ingrandita della macchina secondo l'invenzione.

Con riferimento alle figure da 1 a 3, la macchina oggetto dell'invenzione comprende principalmente un apparato emettitore, un dispositivo per il trasferimento dei contenitori da ispezionare ed un coppia di sensori indicati nelle figure allegate rispettivamente con i riferimenti 11, 31, 51a e 51b.

L'apparato emettitore 11 è generalmente un tubo emettitore a raggi X con apertura preferibilmente di circa 60°.

I sensori sono costituiti da sensori lineari disposti paralleli e perpendicolari alla linea di avanzamento dei contenitori indicata nelle figure con la freccia 15.

Riferendoci ora alla Figura 1 i contenitori A, B e C che devono essere ispezionati vengono fatti transitare in un'area Z mediante un dispositivo di trasferimento 31 che è stato rappresentato schematicamente essendo alla portata di qualunque tecnico del ramo e potendo essere costituito, ad esempio, da un nastro trasportatore orizzontale o meglio da una coppia di cinghie parallele disposte su piani verticali fra le quali è sospeso il contenitore che viene fatto traslare attraverso la zona Z lungo una direzione orizzontale.

Un esempio di tale dispositivo di trasferimento a cinghie verticali è descritto nella domanda di brevetto italiana No.T099A001105.

Sempre con riferimento alla Figura 1 il dispositivo emettitore 11 e la coppia di sensori 51a e 51b sono disposti in modo tale che due linee immaginarie indicate con il riferimento 13a e 13b che uniscono l'emettitore 11 rispettivamente con il sensore 51a e 51b lungo un piano perpendicolare ai due sensori definiscano ciascuna con la verticale 15 rispetto al piano di avanzamento dei contenitori un angolo α di circa 25 .

La scelta di un angolo di 25° non è casuale, ma è dovuta ad una serie di ragioni specifiche frutto di una ricerca sistematica delle condizioni di funzionamento migliori.

In primo luogo, la scelta di un angolo di 25° rappresenta il miglior compromesso fra l'angolo che potrebbe essere considerato ottimale per l'ispezione, tipicamente 45° - che avrebbe tuttavia l'inconveniente di rendere necessario distanziare molto i contenitori A, B, C lungo il piano di trasferimento del dispositivo 31 rendendo più lenta l'operazione di ispezione - ed un angolo ridotto di pochi gradi che sarebbe ottimale per consentire di ridurre la distanza fra i contenitori A, B, C, ma non consentirebbe di avere una visione completa di tutto il fondo del contenitore.

A questo proposito la scelta dell'angolo di 25° gradi risulta particolarmente vantaggiosa in quanto con un angolo di 45° sarebbe necessario porre i contenitori ad una distanza eccessiva ed almeno uguale all'altezza del contenitore, mentre con un angolo di 25° è possibile mantenere i contenitori ravvicinati fino ad una distanza pari alla metà dell'altezza del contenitore incrementando notevolmente la velocità di lavoro delia?-macchina.

Le sperimentazioni effettuate con innumerevoli angoli diversi hanno dimostrato che un angolo a di circa 25° è sufficiente per una corretta e completa scansione del fondo del contenitore e rende sufficiente l'impiego nella macchina di un solo dispositivo emettitore 11 che potrà essere del tipo ad apertura di 60° facilmente reperibile in commercio.

Sì tenga presente come un angolo più grande di 25° gradi renderebbe necessario disporre di un emettitore con apertura maggiore, o meglio ancora di due emettitori poiché un singolo emettitore con apertura maggiore, ad esempio un emettitore panoramico, non avrebbe sufficiente potenza per ottenere una buona risoluzione essendo distribuita su un angolo molto grande.

L'angolo di 25° rappresenta dunque ancora una volta una scelta ottimale, anche sotto il profilo dell'efficienza in quanto consente l'impiego di un solo emettitore pur mantenendo elevata la risoluzione della macchina e quindi l'affidabilità dei risultati.

Vantaggiosamente, inoltre, con un singolo emettitore di apertura limitata allo stretto necessario, le radiazioni di raggi X sono ridotte al minimo e conseguentemente le quantità di piombo necessarie per la schermatura della zona irraggiata.

Inoltre, si noti come adottando un angolo a di 25° la distanza d richiesta fra un contenitore e l'altro sarà circa la metà dell'altezza del contenitore stesso, mentre con un angolo α di 45° la distanza d dovrebbe essere posta almeno uguale all'altezza dei contenitori.

Nel campo dell'ispezione dei contenitori per individuare i contaminanti è possibile ottenere un risultato corretto e completo solo se la radiazione X che investe i sensori ha attraversato tutto il fondo del contenitore dove andranno a depositarsi i contaminanti .

Si è visto che questo risultato può essere ottenuto solo se la forma del contenitore e la distanza fra di essi rispettano determinate condizioni .

Dal punto di vista geometrico le condizioni che devono essere rispettate per un'ispezione corretta della corona e del centro della base del contenitore sono due, la prima riguardante la distanza d fra i contenitori e la seconda la forma dei contenitori.

Più precisamente, si è visto che la distanza d fra i contenitori deve essere almeno

dove Huc è l'altezza del contenitore, tappo compreso.

Poiché secondo la presente invenzione il fondo del contenitore è visto per metà da uno dei due sensori 51a,51b e per metà dall'altro dei due sensori 51a,51b, una completa ispezione potrà essere ottenuta solo se l'area vista da ciascun sensore è almeno pari alla metà della superficie del fondo del contenitore.

Dovrà pertanto risultare che

da cui

dove

X è la distanza fra la proiezione sul piano dell'area Z dell'intersezione fra il fascio di radiazione che raggiunge il sensore e la parete del fondo del contenitore e la proiezione sul piano dell'area Z del bordo inferiore del tappo quando il fascio di radiazione si trova nella condizione limite, vale a dire è tangente a detto bordo inferiore del tappo; rs è il raggio del tappo del contenitore; e

HDC è l'altezza del contenitore privo di tappo.

L'invenzione troverà ampia applicazione nell'industria essendo i contenitori del tipo con collo stretto e lungo molto diffusi e per il fatto che le macchine di ispezione esistenti non sono in grado di fornire un risultato affidabile.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.Macchina per l'ispezione non distruttiva di contenitori comprendente: un dispositivo (31) per il trasferimento di contenitori (A,B,C) in posizione eretta lungo una direzione sostanzialmente rettilinea attraverso un'area di ispezione (Z); un dispositivo emettitore di radiazione a raggi X (11), detta radiazione attraversando il volume occupato da detti contenitori in corrispondenza di detta area di ispezione (Z); una coppia di dispositivi rivelatori (51a,51b) di detta radiazione a raggi X disposti in modo da essere investiti dalla radiazione emessa da detto emettitore che attraversa il volume occupato da detti contenitori in corrispondenza di detta area di ispezione, caratterizzata dal fatto che detto emettitore e detti sensori sono disposti in modo che la radiazione emessa da detto emettitore investa ciascuno di detti sensori con un angolo di circa 25°. 2.Macchina secondo la rivendicazione 1, in cui detto emettitore è posto al di sopra dell'area (Z) in cui transitano i contenitori (A,B,C) ed in cui detti sensori sono posti al di sotto di detta area (Z) in modo che la radiazione attraversi il contenitore dall'alto vero il basso. 3.Macchina secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detto dispositivo emettitore (11) è un tubo emettitore con apertura di circa 60°. 4.Macchina secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti, in cui la distanza fra i contenitori è circa la metà della loro altezza.