MXPA99004612A - Inspeccion de recipiente de agua - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un aparato para determinar si un recipiente que se mueve a lolargo de un transportador es adecuado para almacenar agua. El aparato incluye un muestreador que obtiene una muestra desde el interior del recipiente conforme el recipiente se mueve a lo largo del transportador. Un PID est conectado al muestreador para recibir la muestra y produce una señal que corresponde a los obtenidos de la muestra. Un controlador est conectado al PID y recibe y analiza la señal para determinar si el recipiente es adecuado para almacenar agua. El aparato puede incluir una fuente de vacío conectada al PID que produce una presión reducida para extraer la muestra a través del PID. Un restrictor de flujo puede estar colocado entre el muestreador y el PID. El restrictor de flujo puede proporcionar resitencia variable para fijar un tiempo de liberación deseado a través del PID y la sensibilidad del PID.

Description

INSPECCIÓN DE RECIPIENTE DE AGUA ANTECEDENTES La popularidad de los recipientes rellenables ha aumentado a medida que los costos, tanto sociales como financieros, relacionados con el deshecho de los empaques se ha hecho más popular. Por ejemplo, en muchos países, el agua y otras bebidas se venden en botellas rellenables. Estas botellas se fabrican a menudo de un tipo de plástico conocido como tereftalato de polietileno Después de ser usados, los envases rellenables de devuelven a una planta embotelladora donde son limpiados e inspeccionados antes de ser rellenados. Esta inspección, adicionalmente a la revisión física tal como grietas, selecciona los recipientes para eliminar aquellos que incluyen contaminantes que podrían degradar el sabor, seguridad, u otras cualidades del producto que éstos deberán almacenar. El riesgo de contaminación es mayor cuando un recipiente está fabricado de plástico, en oposición al plástico, ya que algunos contaminantes pueden ser absorbidos en las paredes plásticas del recipiente. Los contaminantes absorbidos podrían persistir a pesar de los procedimientos de limpieza y filtrarse después al producto. El equipo de detección de alta velocidad de químicos para analizar los vapores emanados por los residuos en los recipientes para determinar la composición química de los residuos se ha hecho disponible a un costo razonable. Este equipo , que permite la detección de residuos en un envase sin reducir la velocidad del recipiente mientras éste se mueve a lo largo de una línea de transportación , ha probado ser particularmente útil en sistemas para remover desde la l ínea de transportación los recipientes que han sido identificados como potencialmente contaminados. El equipo de detección química se ha aplicado para detectar contaminantes en botellas plásticas rellenables y que se pueden volver a utilizar a medida que las mismas se desplazan a lo largo de una línea de transportación de alta velocidad para que las botellas contaminadas puedan ser rechazadas desde la línea de transportación . Un ejemplo de dicho equipo se describe en la Patente de los E. U . No. 5,318,91 1 , intitulada "Systme for Sampling and Determining the Presence of Compounds", la cual se incorpora a la presente por referencia. La Patente de los E. U . No. 5, 318, 91 1 describe un cabezal de m uestreo con un tubo que sopla gas hacia la parte superior abierta de una botella y un tubo adyacente que jala el aire desde el interior de la botella para obtener una muestra. La misma se analiza posteriormente usando una técnica quimioluminiscente para detectar contaminantes según se indica, por ejemplo, a partir de la presencia de compuestos de nitrógeno en la muestra. Otras técn icas y asuntos relacionados con la detección de contaminantes en recipientes móviles se mencionan en las Patentes de los E. U . Nos. 5,569,606, intitulada "Method and System for Sampling and Determ ining the Presence of Contaminants in Reyclable Plástic Materials"; 5 , 567,623, intitulada "Method and System for Sampling and Determining the Presence of Compounds"; 5, 561 ,068, intitulada "Method and System for Sampling and Determining the Presence of Compounds"; 5, 536, 935, intitulada "Detection of Turbid or Foaming Contaminants in Containers"; 5, 528, 036, intitulada "Spectral Detection of Contaminants in Containers"; 5,510,620, intitulada "Detection of Turbid or Foaming Contaminants in Containers"; 5,486,693, intitulada "Detection of Turbid Contaminants in Containers by Detecting Scattered Radiant Energy"; 5,470,754, intitulada "Method and System for Sampling and Determining the Presence of Compounds"; 5,435, 198, intitulada "System for Sampling and Determining the Presence of Salts of Ammonia and Amines in Containers"; 5,418, 1 70, intitulada "Method and System for Sampling and Determining the Presence of Salts of Ammonia and Amines in Containers"; 5, 397,540 , intitulada "System for I njecting Fluid into Spaced Containers Moving at Variable Speeds"; 5,388, 705, intitulada "Rejector System for Conveyor Line"; 5, 376, 550, intitulada "Method and System for Sampling and Determining the Presence of Compounds in Containers; y 5,352 ,511 , intitulada "Method and System for Sampling and Determining the Presence of Compounds in Containers", todas incorporadas a la presente por referencia. Muchas de estas técnicas son implementadas por el sistema de inspección ALEXUS otorgado por Thermedics Detection , I nc. de Chelmsford , Massach usetts.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención proporciona una técnica para identificar los recipientes que son apropiados para almacenar agua. Las técnicas anteriormente descritas han resultado exitosas para identificar y rechazar los recipientes que están contaminados al grado de resultar inadecuados para usarse en el almacenamiento de agua u otras bebidas. Sin embargo, las técnicas descritas han resultado menos exitosas para distinguir los recipientes apropiados para almacenar agua de otros recipientes. Muchos recipientes incluyen residuos de bebidas con sabor tales como jugos de fruta, alcohol o refresco. Estos recipientes resultan apropiados para almacenar otras bebidas con sabor, ya que la cantidad de residuos en los recipientes resulta insuficiente para afectar el saber u otras propiedades de la bebida con sabor. Sin em bargo, estos recipientes podrían resultar inadecuados para almacenar ag ua, ya que aún una pequeña cantidad de residuos podría afectar el sabor del agua. Se ha encontrado que un detector de foto-ionización ("PI D") podrá ser usado conjuntamente con un detector primario , tal como, por ejemplo, un detector quimioluminiscente, para identificar recipientes apropiados para almacenar agua. Por ejemplo, el detector primario podrá ser colocado a lo largo de la línea de transportación y configurado para rechazar recipientes que no sean apropiados para almacenar cualq uier bebida (es decir, recipientes contaminados con gasolina). El PID colocado en dirección descendente del detector primario, monitorea entonces los recipientes que no fueron rechazados por el detector primario para distinguir entre sí los recipientes apropiados para almacenar agua (es decir, recipientes nuevos o no contaminados) y recipientes apropiados para almacenar bebida con sabor (es decir, recipientes con residuos de jugos de fruta u otras bebidas con sabor). Esta disposición trabaja particularmente bien ya que, mientras en PID es extremadamente eficiente para distinguir los recipientes apropiados para agua de otros recipientes apropiados, el PID resulta menos eficiente para detectar contaminantes con base de nitrógenos que hacen que los recipientes no sean apropiados para volverse a utilizar. En algunos casos, el PID podrá ser usado sin un detector primario asociado. Por ejemplo, se ha encontrado que el PID es eficiente para detectar contaminantes encontrados comúnmente en las grandes botellas plásticas para agua usadas con muchos enfriadores de agua. Como tal, un sistema para inspeccionar estas botellas de agua podría incluir solo el PID y no requeriría un detector adicional. En un aspecto general, la invención suministra un sistema para determinar si un recipiente que se desplaza a lo largo de un transportador es apropiado para almacenar agua. El sistema incluye un muestreador configurado para obtener una muestra desde el interior del recipiente a medida que el mismo se desplaza a lo largo del transportador. Se conecta un PID para recibir la muestra del muestreador y se configura para producir una señal que corresponda ai contenido de la muestra. Se conecta un controlador para recibir la señal del PI D y se configura para analizar la señal con el objeto de determinar si el recipiente es apropiado para almacenar agua. Las modalidades podrían incluir una o más de las siguientes características. Por ejemplo, una fuente de vacío podría estar conectada al PI D y configurada para producir una presión reducida para extraer la muestra a través del PI D. U n restrictor de flujo podría estar colocado entre el muestreador y el PI D y configurado para suministrar una resistencia de flujo variable para usarse al establecer un tiempo de eliminación deseado a través del PI D así como la sensibilidad del PI D. El sistema podría asimismo incluir un inyector configurado para inyectar un fluido al interior del recipiente para facilitar la recopilación de la muestra por el muestreador. El inyector podría estar configurado para calentar el fluido inyectado antes de que el m ismo sea inyectado al interior del recipiente. El controlador podría estar configurado para generar una señal de rechazo cuando el recipiente no sea apropiado para almacenar agua. Un expulsor conectado para recibir la señal de rechazo podría estar configurado para apartar el recipiente del transportador en respuesta a la señal de rechazo . El sistema , podría asimismo inclu ir un detector quimioluminiscente conectado para recibir una muestra del interior del reci piente y para prod ucir una señal correspondiente a los contenidos de la muestra. U n segundo controlador podría estar conectado al detector quimioluminiscente para recibi r la señal del detector y analizar la señal para determinar si el recipiente es apropiado para almacenar la bebida. El segundo controlador podría estar configurado para generar una señal de rechazo cuando el recipiente no sea apropiado para almacenar una bebida. El sistema podría asimismo incluir un expulsor para apartar el recipiente del transportador en respuesta a la señal de rechazo. El primer controlador podría estar configurado para generar una señal de rechazo del agua cuando el recipiente no sea apropiado para almacenar agua. El sistema podría estar configurado con un separador para transferir el recipiente a un transportador de bebidas en respuesta a la señal de rechazo de agua. El expulsor podría estar localizado hacia arriba del separador. En esta configuración , los recipientes que no sean apropiados para almacenar bebidas serán rechazados por el expulsor y los recipientes que no sean apropiados para almacenar agua serán apartados de aquellos que lo sean por el separador. El primer y segundo controlador podría comprender una sola unidad . En otro aspecto general , la invención presenta un sistema para determinar si un recipiente que se mueve a lo largo de un recipiente está contaminado. El sistema incluye un muestreador configurado para obtener una muestra del interior del recipiente a medida que el mismo se desplaza a lo largo del transportador, un PI D conectado para recibir la muestra del muestreador y para producir una señal correspondiente al contenido de la muestra , un restrictor de flujo colocado entre el muestreador y el PID, y un controlador conectado para recibir la señal del PID y configurado para analizar la señal para determinar si el recipiente está contaminado. Una fuente de vacío está conectada al PID y configurada para producir una presión reducida para extraer la muestra a través del PID. El restrictor de flujo podría estar configurado para proporcionar una resistencia de flujo variable para usarse al establecer un tiempo deseado de eliminación a través del PID y una sensibilidad para el PID. Un inyector podría estar configurado para inyectar un fluido al interior del recipiente y facilitar la recopilación de la muestra por el muestreador. Otras características y ventajas se harán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, incluyendo los dibujos, y a partir de las reivindicaciones.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La Fig. 1 es un diagrama de bloque de un sistema de inspección de botellas. Las Figs. 2 y 3 son diagramas de bloque de una estación de inspección primaria del sistema de la Fig. 1 La Fig. 4 es un diagrama de bloque de una estación de inspección secundaria del sistema de la Fig. 1.

D E SCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En referencia a la Fig . 1 , un sistema de inspección de botellas 100 incluye una línea de transportación 105 a lo largo del cual se encuentra colocada una estación de inspección primaria 1 10 y una estación de inspección secundaria 1 15. Las botellas se desplazan a lo largo de la línea de transportación 105 en la dirección indicada por la flecha 120. Las botellas que se desplazan a lo largo una primera sección 105a de la línea de transportación 105 podrían incluir nuevas botellas, botellas que fueron llenadas previamente con agua o de lo contrario, que no están contaminadas, botellas que fueron previamente llenadas con bebidas con sabor, botellas que están contaminadas con materiales tales como detergente o gasolina, y botellas que incluyen objetos extraños. Estas botellas entran a la estación de inspección primaria 1 10, q ue podría ser por ejemplo un sistema de inspección A LEXUS según se mencionó anteriormente. La estación de inspección 1 10 detecta botellas contaminadas o botellas que incluyen objetos extraños y desplazan aquellas botellas a una l ínea de transportación secundaria 125. En consecuencia, una segunda sección 105b de la l ínea de transportación podría incluir nuevas botellas, botellas que fueron previamente llenadas con agua o que de lo contrario no están contaminadas, y las botellas que fueron previamente llenadas con bebidas con sabor.

Las botellas que viajan a lo largo de la sección de transportación 105b entran a la estación de inspección secundaria 115. La estación de inspección 115, que incluye un PID, detecta las botellas que fueron previamente llenadas con bebidas con sabor y rechaza aquellas botellas a una línea de transportación secundaria 130. La línea de transportación 130 transporta entonces las botellas rechazadas a una línea de embotellamiento que embotella bebidas con sabor. Después que las bebidas con sabor son rechazadas por la estación de inspección 115, una tercera sección 105c de la línea de transportación podría incluir nuevas botellas y botellas que fueron previamente llenadas con agua o que de lo contrario no están contaminadas. La línea de transportación 105 lleva entonces estas botellas a una línea de embotellamiento que embotella agua. Las botellas que fueron previamente llenadas con bebidas con sabor no se usan para embotellar agua ya que los residuos de las bebidas con sabor podrían afectar el sabor del agua. Según se muestra en las Figs. 2 y 3, la inspección primaria estación 110 se equipa con una boquilla de inyección 220 y una entrada de la muestra 222 montada en yuxtaposición bajo una tolva 224 directamente sobre una línea de botellas 216. La boquilla de inyección 220 está destinada a inyectar fluido al interior de las partes superiores abiertas de las botellas 216 a medida que pasan debajo de la boquilla. Las botellas 216 son rastreadas por un sistema de rastreo óptico 225 que se extiende desde la entrada de la muestra 222 hasta una estación expulsora 228 donde una botella contaminada 216' descubierta por la estación de inspección es derribada fuera de la línea 105 y sobre la línea 125. Haciendo referencia particularmente a la Fig. 3, un inyector 229 inyecta pulsos de aire calentado o no calentado o un gas inerte al interior de la parte superior abierta de la botella a medida que la misma pasa a través de la boquilla de inyección 220. Se desprende una nube de muestra sobre la botella, y se retira una muestra de aire de la nube a través de la entrada de la muestra 22 por un muestreador evacuador 230. Una porción de la muestra retirada pasa a través del muestreador a un analizador de residuo 231. El resto de la muestra evacuada es ventilada, devuelta al inyector de aire 229 o transferida a la estación de inspección secundaria 115 a través de una línea de transferencia calentada 135. El analizador lleva a cabo un análisis de la muestra en busca de contaminantes, indicados por ejemplo por compuestos de nitrógeno en la nube de muestra, por medio de una técnica quimioluminiscente. El analizador 231 emite una señal indicando la magnitud de cualquier contaminante detectado a un controlador basado en un microprocesador 232. El controlador 232 es una computadora programable configurada y equipada con características de entrada y de salida para operar los sistemas de detección y de expulsión. El controlador 232 emite comandos a los componentes varios basándose en un horario programado y en las entradas del sistema de rastreo óptico 226 así como desde el analizador 231.

Según se muestra en la Fig. 4, la muestra se extrae a través de la línea de transferencia calentada 135 al interior de un PID calentado 400 por medio de una fuente de vacío 405. Después, la muestra se ventila en la atmósfera. El PID 400 podría ser, por ejemplo, un PID OVM-580 PID disponible de Instrumentos Ambientales Térmicos de Fran lin, Massachusetts. El PID ioniza la muestra al pasarla bajo una lámpara ultravioleta. Las partículas eléctricamente cargadas producidas durante la ionización chocan contra un colector y forman una corriente eléctrica en la cámara de ionización que es proporcional a la concentración de contaminantes presentes en la corriente de muestra. El PID 400 detecta los residuos de las bebidas con sabor al detectar, por ejemplo, los hidrocarburos incluidos en sabores cítricos y en el alcohol. La señal del PID 400 pasa al controlador 410 que analiza la misma. Cuando la señal excede un nivel de umbral, que indica que la botella correspondiente contiene residuos de bebidas con sabor, el controlador 410 envía una señal al separador/expulsor 415 para transferir la botella a la línea de transportación 130. En algunas implementaciones, la línea de transferencia podría ser eliminada 135 y un aparato muestreador podría incluirse en la estación de inspección secundaria 115. Según lo descrito anteriormente, otras implementaciones podrían incluirse en la estación de inspección secundaria 115. Según lo descrito anteriormente, otras implementaciones podrían eliminar la estación de inspección primaria 1 10 totalmente e incluir la estación de inspección únicamente 1 15. El tiempo de eliminación del PI D (i.e. , el tiempo requerido para eliminar el residuo de una muestra de la cámara PI D) resulta crítico para la velocidad a la cual el transportador puede operar con un número dado de PIDs. Una disminución en el tiempo de eliminación aumenta el ritmo al cual se podrían tomar muestras a las botellas, ya que el residuo de una muestra deberá ser eliminado de la cámara para que no afecte la próxima muestra ionizada en el PID. Para reducir el tiempo de eliminación , la fuente de vacío 405 extrae la muestra a través de PI D 400. A medida que aumenta el vacío ejercido por la fuente de vacío 405 aumenta, el tiempo de eliminación disminuye. Sin embargo, el aumentar el vacío requiere de una energía considerable. Para disminuir el tiempo de eliminación sin aumentar substancialmente la energ ía requerida, un restrictor 420 se coloca en línea 1 35 entre PI D 400 y la estación de inspección primaria 1 10. El grado de cierre del restrictor 420 podría ser variado para aumentar la resistencia en l ínea 135 hasta que el tiempo de eliminación y energía usada lleguen a los niveles deseados. Un beneficio adicional para reducir el tiempo de eliminación al ionizar la misma cantidad de una muestra es que se aumente la sensibilidad del PI D. En una implementación, el tiempo de eliminación se encuentra dentro del rango de 200 a 350 miliseg undos.

La posición del restrictor afecta el tiempo de elim inación . Por ejemplo , si el restrictor se coloca entre la fuente de vacío y el PI D, la presión en la cámara es cercana a la atmosférica y una muestra en la cámara PI D fluye a través de la cámara a una velocidad relativamente baja. Si el restrictor se coloca en la l ínea antes de la cámara PI D, la presión en la cámara es cercana a la presión de vacío y la muestra fluye a través de la cámara a una velocidad relativamente alta. Por lo tanto, con un vacío aplicado a la cámara PI D, la muestra pasará más rápidamente a través de la cámara y el PI D será capaz de analizar la muestra más rápidamente que si la presión en la cámara tuviera una presión cercana a la atmosférica. Otras modalidades se encuentran dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (22)

REIVINDICACIONES

1. Un aparato para determinar si el recipiente que se desplaza a través del transportador resulta apropiado para almacenar agua, el aparato comprendiendo: un muestreador configurado para obtener una muestra del interior del recipiente a medida que el mismo se desplaza a lo largo del transportador; un PID conectado para recibir la muestra del muestreador y configurado para producir una señal correspondiente a los contenidos de la muestra; y un controlador conectado para recibir la señal del PID y configurado para analizar la señal para determinar si el recipiente resulta apropiado para almacenar agua.

2. El aparato de la reivindicación 1, comprende adicionalmente una fuente de vacío conectada al PID y configurada para producir una presión reducida para extraer la muestra a través del PID.

3. El aparato de la reivindicación 2, comprende adicionalmente una resistencia de flujo colocada entre el muestreador y el PID.

4. El aparato de la reivindicación 3, en donde el flujo restrictor se encuentra configurado para proporcionar una resistencia de flujo variable para usarse en establecer un tiempo de eliminación deseado a través del PID y de la sensibilidad del PID.

5. El aparato de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un inyector configurado para inyectar un fluido al interior del recipiente para facilitar la recopilación de la muestra por el muestreador.

6. El aparato de la reivindicación 5, en donde el inyector se encuentra configurado para calentar un fluido inyectado antes de que el mismo sea inyectado al interior del recipiente.

7. El aparato de la reivindicación 1, en donde el controlador se encuentra configurado para generar una señal de rechazo cuando el recipiente no es apropiado para almacenar agua, el aparato comprende adicionalmente un expulsor conectado para recibir la señal de rechazo y configurado para remover el recipiente del transportador en respuesta a la señal de rechazo.

8. El aparato de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: un detector quimioluminiscente conectado para recibir una muestra del interior dei recipiente y para producir una señal correspondiente al contenido de la muestra; y un segundo controlador ' conectado para recibir la señal del detector quimioluminiscente y configurado para analizar la señal para determinar si el recipiente resulta apropiado para almacenar una bebida.

9. El aparato de la reivindicación 8, en donde el segundo controlador se encuentra configurado para generar una señal de rechazo cuando el recipiente no es apropiado para almacenar una bebida, el aparato comprende asimismo un expulsor configurado para remover el recipiente del transportador en respuesta a la señal de rechazo.

10. El aparato de la reivindicación 9, en donde el primer controlador se encuentra configurado para generar una señal de rechazo de agua cuando el recipiente no es apropiado para almacenar agua, el aparato comprendiendo adicionalmente un separador configurado para transferir el recipiente a un transportador de bebidas en respuesta a la señal de rechazo de agua.

11. El aparato de la reivindicación 10, en donde el expulsor se encuentra localizado hacia arriba del separador.

12. El aparato de la reivindicación 8, en donde el primer y segundo controlador comprenden una sola unidad.

13. Un aparato para determinar si un recipiente que se desplaza a lo largo de un transportador está contaminado, el aparato comprendiendo; un muestreador configurado para obtener una muestra desde el interior del recipiente a medida que el mismo se desplaza a lo largo del transportador; un PID conectado para recibir la señal del muestreador y para producir una señal correspondiente al contenido de la muestra; un restrictor de flujo colocado entre el muestreador y el PID; y un controlador conectado para recibir la señal del PID y configurado para analizar la señal con el objeto de determinar si el recipiente está contaminado.

14. El aparato de la reivindicación 13, comprendiendo adicionalmente una fuente de vacío conectada al PID y configurada para producir una presión reducida para extraer la muestra a través del PID.

15. El aparato de la reivindicación 14, en donde el restrictor de flujo se encuentra configurado para proporcionar una resistencia de flujo variable para usarse al establecer un tiempo de eliminación deseado a través del PID y la sensibilidad del PID.

16. El aparato de la reivindicación 15, comprendiendo adicionalmente un inyector configurado para inyectar un fluido al interior del recipiente para facilitar la recopilación de la muestra por el muestreador.

17. Un método para determinar si un recipiente que se desplaza a lo largo de un transportador es apropiado para almacenar agua, el método comprendiendo: obtener una muestra desde el interior de un recipiente a medida que el recipiente se desplaza a lo largo del transportador; pasar la muestra a través de un PID para producir una señal correspondiente a los contenidos de la muestra, y analizar la señal para determinar si el recipiente es apropiado para almacenar agua.

18. El método de la reivindicación 17, comprendiendo adicionalmente aplicar una presión reducida al PID para extraer la muestra a través del PID.

19. El método de la reivindicación 18, comprendiendo adicionalmente restringir el flujo de la muestra al interior del PID.

20. El método de la reivindicación 17, comprendiendo adicionalmente inyectar un fluido al interior del recipiente para facilitar la recopilación de la muestra por el muestreador.

21. El método de la reivindicación 20, comprendiendo adicionalmente calentar el fluido antes de inyectar el mismo al interior del recipiente.

22. El método de la reivindicación 21 , comprendiendo adicionalmente, determinar que el recipiente es inadecuado para almacenar agua, removiendo el recipiente del transportador.