PL192549B1 - Sposób kontroli zamkniętych pojemników - Google Patents

Abstract

1. Sposób kontroli zamknietych pojemników, po- legajacy na tym, ze wzbudza sie w zamknieciach pojemników drgania mechaniczne i okresla sie war- tosci parametrów oscylacyjnych zamkniec zalozo- nych na pojemniki i porównuje sie z zakresem ak- ceptowalnych wartosci oraz generuje sie sygnal, który informuje, czy okreslona wartosc znajduje sie w obrebie zakresu akceptowalnych wartosci, a wiec kontrolowany pojemnik jest zamkniety dostatecznie szczelnie wzglednie zawiera wlasciwa pozostalosc powietrza, czy poza tym zakresem, a zatem za- mkniecie pojemnika jest nieszczelne lub pojemnik zawiera zbyt duza albo zbyt mala pozostalosc powie- trza wzglednie posiada inne wady, znamienny tym, ze wzbudza sie drgania mechaniczne w pólwyrobach (R) zamkniec i okresla sie dodatkowo parametry oscyla- cyjne tych pólwyrobów (R) zamkniec juz przed ich zalozeniem na pojemniki (B), a zakres akceptowalnych wartosci zamkniec (V) zalozonych na pojemniki (B) dobiera sie w zaleznosci od parametrów oscylacyj- nych odpowiedniego pólwyrobu (R) zamkniecia. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób kontroli zamkniętych pojemników, przeznaczony zwłaszcza do kontroli zamkniętych pojemników na taśmie technologicznej.

Znany jest sposób kontroli zamkniętych pojemników, na przykład sprawdzania pozostałości powietrza albo jakości i szczelności zamknięć założonych na pojemnikach, przy czym w zamknięciu wzbudza się drgania mechaniczne, analizuje się te drgania i wyznacza wartości pomiarowe, które porównuje się z wartościami uprzednio ustalonymi dla akceptowalnych zamknięć i generuje się sygnał, który informuje, czy wartość pomiarowa odpowiada wartości dla akceptowalnego zamknięcia.

Znane jest z niemieckiego opisu patentowego nr DE-A-40 04 965 badanie szczelności zamknięć podciśnieniowych ze sprężystą pokrywką, w szczególności zakrętek podciśnieniowych, podczas którego wytwarzane są w pokrywce drgania mechaniczne, przetwarzana i analizowana jest częstotliwość tych drgań, długość cyklu i/albo ich tłumienie i na tej podstawie jest wyznaczana wielkość podciśnienia w pojemniku.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US-A-5,353,631 znany jest podobny sposób pomiaru ciśnienia wewnątrz zamkniętego pojemnika, przy czym uderza się w ściankę pojemnika, wyznacza się widmo oscylacyjne wytworzonych przez to drgań mechanicznych i porównuje się z uprzednio przyjętym widmem oscylacyjnym pojemników o znanych ciśnieniach wewnętrznych.

Znane jest z niemieckiego zgłoszenia patentowego nr DE-A-196 46 695 urządzenie kontrolne posiadające cewkę elektromagnetyczną, której oś jest prostopadła do płaszczyzny badanego wyrobu. Cewka elektromagnetyczna ma rdzeń z osiowym otworem, na którego końcu po stronie badanego wyrobu jest umieszczony mikrofon.

W praktyce występują trudności powodowane tym, że rozlewnia napojów zamawia półwyroby na zakrętki lub zamknięcia koronowe u różnych producentów i takie półwyroby różnią się składem materiałowym, grubością albo warstewką kompozytową nałożoną po stronie wewnętrznej zamknięcia. Takie odchyłki mogą też występować w różnych partiach wyrobów u tych samych producentów. W wyniku tych różnic wyznaczona częstotliwość dla zamknięć jednego producenta mieści się w akceptowalnym zakresie, natomiast w przypadku zamknięć innego producenta może ona nie mieścić się w takim zakresie, a więc często nie można uzyskać jednoznacznej i pewnej informacji o danym zamknięciu.

Celem wynalazku jest poprawienia niezawodności określonego na wstępie sposobu sprawdzania zamknięć pojemników.

Sposób kontroli zamkniętych pojemników, polegający na tym, że wzbudza się w zamknięciach pojemników drgania mechaniczne i określa się wartości parametrów oscylacyjnych zamknięć założonych na pojemniki i porównuje się z zakresem akceptowalnych wartości oraz generuje się sygnał, który informuje, czy określona wartość znajduje się w obrębie zakresu akceptowalnych wartości, a więc kontrolowany pojemnik jest zamknięty dostatecznie szczelnie względnie zawiera właściwą pozostałość powietrza, czy poza tym zakresem, a zatem zamknięcie pojemnika jest nieszczelne lub pojemnik zawiera zbyt dużą albo zbyt małą pozostałość powietrza względnie posiada inne wady, według wynalazku charakteryzuje się tym, że wzbudza się drgania mechaniczne w półwyrobach zamknięć i określa się dodatkowo parametry oscylacyjne tych półwyrobów zamknięć już przed ich założeniem na pojemniki, a zakres akceptowalnych wartości zamknięć założonych na pojemniki dobiera się w zależności od parametrów oscylacyjnych odpowiedniego półwyrobu zamknięcia.

Korzystnie, półwyroby zamknięć dzieli się na grupy w zależności od ich parametrów oscylacyjnych.

Korzystnie, zakres akceptowalnych wartości parametrów oscylacyjnych zamknięć koreluje się z określonymi w pierwszym badaniu wartościami parametrów oscylacyjnych i ewentualnie z podziałem na grupy odpowiednich półwyrobów zamknięć.

Korzystnie, stosuje się zamykarkę z wieloma przyrządami zamykającymi, przy czym przy analizie parametrów oscylacyjnych zamknięć przyjmuje się dla każdego przyrządu zamykającego jego własny, indywidualny zakres akceptowalnych wartości.

Za pomocą pierwszego badania przed założeniem zamknięć, które są jeszcze półwyrobami, można określić na przykład grubość materiału mierząc częstotliwość, albo poprzez pomiar tłumienia drgań można ustalić grubość warstewki kompozytowej. Okazało się, że w przypadku zamknięć wykonanych z półwyrobów, które mają jednakową grubość i skład materiału, grubość warstewki kompozytowej i tak dalej, wartości zmierzone w drugim badaniu mają rozrzut mieszczący się w bardzo wąskim zakresie, gdy zamknięcie jest założone prawidłowo oraz właściwe jest ciśnienie wewnętrzne i poziom napełnienia pojemnika. Spotykane w praktyce trudności wynikające z różnic półwyrobów zamknięć

PL 192 549 B1 można wyeliminować przez to, że najpierw w pierwszym badaniu przed założeniem zamknięć na pojemniki sprawdza się właściwości półwyrobów zamknięć. Wystarczy określić parametry oscylacyjne półwyrobów, na przykład częstotliwość drgań mechanicznych i ich tłumienie. Na podstawie tabel wartości, w których zestawione są ze sobą parametry oscylacyjne przed i po założeniu zamknięć, można ustalić bardzo wąski zakres akceptowalnych wartości pomiarowych dla większej liczby różniących się od siebie zamknięć.

W zasadzie są możliwe dwie odmiany realizacji sposobu według wynalazku:

W pierwszej odmianie wychodzi się od założenia, że mamy do czynienia z ograniczoną ilością, na przykład czterech, różnych typów półwyrobów zamknięć. Celem pierwszego badania jest dlatego tylko określenie typu zamknięcia. W drugim badaniu odbywającym się po założeniu zamknięcia stwierdza się, czy parametry oscylacyjne danego zamknięcia mieszczą się w zakresie wartości akceptowalnych dla danego typu.

W drugiej odmianie realizacji są mierzone parametry oscylacyjne wyznaczone przy pierwszym badaniu półwyrobu zamknięcia, na przykład częstotliwość własna i całka czasowa amplitudy. Do drugiego pomiaru wybiera się następnie akceptowalne wartości lub zakresy wartości w zależności od wartości zmierzonych w pierwszym badaniu, na przykład podwyższenie częstotliwości między 10 i20% albo przesunięcie częstotliwości o 500 Hz i redukcja całki czasowej amplitudy o 30%. Między wartościami pierwszego i drugiego pomiaru tworzy się przy tym wyznaczona uprzednio empirycznie korelację.

Obie te metody można też skojarzyć ze sobą tak, że w pierwszym badaniu wyróżnia się różne typy półwyrobów zamknięć i następnie dla każdego typu stosuje się określoną korelację między wartościami pomiarowymi z pierwszego i drugiego badania.

Sposób według wynalazku nadaje się w szczególności do określenia objętości powietrza i ilości tlenu pozostającego w butelkach z napojami. Badanie to jest ważne zwłaszcza w przypadku piwa.

Jednak sposób według wynalazku można stosować również w badaniach, w których drgania mechaniczne są analizowane dopiero po upływie pewnego czasu od założenia zamknięcia. Warunkiem jest możliwość śledzenia drogi przemieszczania się zamknięcia i butelki, na którą zakładane jest to zamknięcie. Istnieje do tego znany sposób, który wykorzystuje się do śledzenia butelki od urządzenia kontrolnego do urządzenia wyprowadzającego.

Zwłaszcza przy kontroli szczelności zamknięcia celowe jest wykonanie drugiego lub dodatkowego badania w pewnym odstępie czasu od założenia zamknięcia, żeby można było stwierdzić występujący w tym czasie spadek ciśnienia. Na przykład może być potrzebne zmierzenie ciśnienia wewnętrznego przed i po pasteryzacji zawartości pojemnika. W urządzeniu do pasteryzacji znajduje się przy tym duża ilość pojemników w nieuporządkowanej kolejności, a więc trzeba je oznaczyć dla zidentyfikowania poszczególnych pojemników. Dlatego zamknięcia albo zamknięte butelki oznacza się napisem lub kodem kreskowym. Oznaczenie to może być widoczne albo może być rozpoznane na przykład tylko pod światłem nadfioletowym. Szczególnie przydatne jest oznaczenie magnetyczne.

Sposób według wynalazku nadaje się zarówno do zamknięć koronowych, które są obciskane, jak i do zakrętek, których gwint jest formowany przez rolki dociskowe, oraz do zamknięć odkręcanych typu Twist-Off i do pokrywek słoików. Urządzenia do zakładania zamknięć na butelki z napojami, tak zwane zamykarki, składają się na ogół z wielu organów zamykających, na przykład organów obciskowych i rolek dociskowych. Stwierdzono występowanie pewnych nieznacznych różnic w działaniu poszczególnych organów zamykających. Produkowane są także zamknięcia o różnych wartościach czasu zaniku drgań, energii wewnętrznej i częstotliwości wzorca drgań. Dlatego korzystnie dla każdego organu zamykającego stosuje się własną tabelę wartości lub własne wartości korelacji.

Sposób według wynalazku w przykładzie realizacji został bliżej objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie urządzenie do sprawdzania zamknięć pojemnikowych, a fig. 2 - należące do znanego stanu techniki urządzenie do kontroli półwyrobów zamknięć.

Półwyroby R zamknięć, przy czym chodzi tu o zamknięcia koronowe, wprowadza się do stożkowego podajnika wibracyjnego 10, który ma znaną budowę i dlatego nie jest tu bliżej opisywany. Z podajnika 10 dostają się poszczególne półwyroby R do ześlizgu 12, po którym są doprowadzane do zamykarki 14. Zamykarka 14 ma wiele, na przykład dwadzieścia, przyrządów zamykających do jednoczesnego zamknięcia odpowiedniej ilości pojemników B, przy czym chodzi tu o butelki 0,5 l z napojami. Zamykarka 14 ma również tradycyjną budowę i dlatego nie jest bliżej opisywana.

Podczas przemieszczania się półwyrobów R po ześlizgu 12do zamykarki 14 są one badane za pomocą pierwszego urządzenia kontrolnego 20. Urządzenie kontrolne 20, które jest znane i zostało pokazane na fig. 2, posiada cewkę elektromagnetyczną 22, której oś jest prostopadła do płaszczyzny

PL 192 549 B1 półwyrobu R. Cewka elektromagnetyczna 22 ma rdzeń 24 z osiowym otworem 26, na którego końcu po stronie półwyrobu R jest umieszczony mikrofon 28. Krótki impuls wytworzony przez cewkę elektromagnetyczną 22 pobudza w półwyrobie R zamknięcia drgania mechaniczne, które przejmowane są przez mikrofon 28. Takie oscylacje odebrane przez mikrofon 28 są analizowane w znany sposób odnośnie do częstotliwości, amplitudy, tłumienia i energii wewnętrznej, to znaczy całki czasowej amplitudy. Wynik analizy półwyrobu R zamknięcia jest doprowadzany do komputera 30.

Po tej analizie półwyroby zamknięć są zakładane w zamykarce 14 na pojemniki B. Pojemniki są przemieszczane na przenośniku taśmowym 16, na przykład na łańcuchowym przenośniku ogniwowym, i dostają się za zamykarką 14 do drugiego urządzenia kontrolnego 32. Za pomocą tego drugiego urządzenia kontrolnego 32 określą się parametry oscylacyjne zamknięć V założonych na pojemniki B. W skład urządzenia 32 wchodzą przyrząd 34 do kontroli ciśnienia i przyrząd 36 do kontroli poziomu napełnienia.

Sygnały pierwszego i drugiego urządzenia kontrolnego 20, 32 są przetwarzane w komputerze 30, który steruje nie pokazanym na rysunku wypychaczem służącym do wyselekcjonowania pojemników B niedostatecznie napełnionych, z nieszczelnym zamknięciem V albo z innymi stwierdzonymi wadami.

Sygnały otrzymane z pierwszego urządzenia kontrolnego 20 służą do ustalenia właściwości półwyrobu R zamknięcia. Nieznaczne różnice w grubości materiału lub warstewki kompozytowej wpływają na częstotliwość albo tłumienie drgań pobudzanych impulsem elektromagnetycznym w półwyrobie R w pierwszym urządzeniu kontrolnym 20 i w założonym zamknięciu V w drugim urządzeniu kontrolnym 32.

W pierwszym wariancie przetwarzania sygnału zakłada się, że rozlewnia napojów sprowadza półwyroby R zamknięć od określonej liczby, na przykład czterech, producentów i że półwyroby R zamknięć każdego producenta mają w zasadzie jednakowe właściwości. W takim przypadku wystarczy odpowiednio pogrupować półwyroby R zamknięć. Ponieważ półwyroby R zamknięć jednej grupy mają w zasadzie identyczne właściwości, więc wartości zmierzone podczas drugiego badania, które odnoszą się do zamknięć tej samej grupy i tylko do dobrych lub akceptowalnych zamknięć, mają bardzo mały rozrzut. Dlatego podczas drugiego badania można rozpoznać z dużą pewnością złe albo nie akceptowalne zamknięcia.

Oczywiście trzeba przewidzieć przyporządkowanie między pierwszym i drugim badaniem, to znaczy śledzi się dalszą drogę każdego półwyrobu R zamknięcia po pierwszym badaniu, żeby podczas drugiego badania założonego zamknięcia V komputer wiedział, jak został sklasyfikowany dany półwyrób R zamknięcia przy pierwszym badaniu. Takie śledzenie drogi każdego półwyrobu R może odbywać się na podstawie znanej ilości półwyrobów między pierwszym urządzeniem kontrolnym 20, na zamykarce 14 w ramach jej taktu pracy oraz znanej ilości pojemników między zamykarką 14 i drugim urządzeniem kontrolnym 32. Alternatywnie lub wspomagająco można śledzić drogę półwyrobów R zamknięć i założonych zamknięć V za pomocą kamery CCD.

Inna możliwość przetwarzania sygnałów pomiarowych polega na tym, że określonej wartości zmierzonej w pierwszym badaniu, na przykład częstotliwości drgań głównych półwyrobu R zamknięcia, przypisuje się w odpowiedniej korelacji częstotliwość drgań głównych założonego zamknięcia V, czyli na przykład zakres akceptowanych wartości częstotliwości założonego zamknięcia V musi być wyższy o współczynnik 1,3 do 1,35 niż częstotliwość odpowiedniego półwyrobu R zamknięcia. Taka korelacja może być też wielowymiarowa, gdy uwzględnia się amplitudę, tłumienie drgań lub energię wewnętrzną oscylacji.

Oba te sposoby można również kojarzyć ze sobą, tak że klasyfikuje się półwyroby zamknięć i ponadto w obrębie każdej grupy półwyrobów poprzez korelację wartości zmierzonych podczas pierwszego i drugiego badania uwzględnia się ewentualnie nieznaczne różnice, przez co redukuje się jeszcze bardziej zakres rozrzutu akceptowalnych wartości.

Tradycyjna zamykarka posiada wiele, na przykład dwadzieścia, przyrządów zamykających. Te poszczególne przyrządy zamykające zakładają zamknięcia na pojemniki z nieco różną siłą. Dlatego akceptowalne zamknięcia mogą być różnie mocno osadzone na pojemnikach, co także powoduje rozrzut wartości zmierzonych w drugim badaniu. Podczas analizy wartości zmierzonych w drugim badaniu mogą być również uwzględniane te nieznaczne różnice w działaniu poszczególnych przyrządów zamykających, co pozwala jeszcze bardziej zawęzić zakres rozrzutu akceptowalnych wartości. Tak więc oprócz pogrupowania półwyrobów R zamknięć i/albo pola parametrów, które koreluje wartości pomiarowe z pierwszego i drugiego sprawdzania, można jeszcze uwzględnić to, który przyrząd zamykający założył dane zamknięcie V.

PL 192 549 B1

Badając szczelność założonego zamknięcia V można postępować tak, że czeka się przez możliwie długi czas po zamknięciu, żeby nastąpił wyraźny spadek ciśnienia w pojemnikach B z nieszczelnymi zamknięciami V. Jeżeli na przykład pasteryzuje się soki owocowe po zamknięciu, to celowe jest zmierzenie ciśnienia wewnątrz pojemników po pasteryzacji. Przez urządzenie pasteryzujące przechodzą nieuporządkowane pojemniki B w czasie na przykład 30 minut. Dlatego niezbędne jest oznaczenie półwyrobów R, zamknięć V lub też pojemników B, żeby wartości zmierzone w drugim badaniu za urządzeniem pasteryzującym można było przyporządkować do grup ustalonych w pierwszym badaniu przed zamykarką 14 albo do innych wartości pomiarowych danego półwyrobu R zamknięcia. Oznaczenie takie można wykonać widoczną lub niewidoczną farbą.

Claims (4)

1. Sposób kontroli zamkniętych pojemników, polegający na tym, że wzbudza się w zamknięciach pojemników drgania mechaniczne i określa się wartości parametrów oscylacyjnych zamknięć założonych na pojemniki i porównuje się z zakresem akceptowalnych wartości oraz generuje się sygnał, który informuje, czy określona wartość znajduje się w obrębie zakresu akceptowalnych wartości, a więc kontrolowany pojemnik jest zamknięty dostatecznie szczelnie względnie zawiera właściwą pozostałość powietrza, czy poza tym zakresem, a zatem zamknięcie pojemnika jest nieszczelne lub pojemnik zawiera zbyt dużą albo zbyt małą pozostałość powietrza względnie posiada inne wady, znamienny tym, że wzbudza się drgania mechaniczne w półwyrobach (R) zamknięć i określa się dodatkowo parametry oscylacyjne tych półwyrobów (R) zamknięć już przed ich założeniem na pojemniki (B), a zakres akceptowalnych wartości zamknięć (V) założonych na pojemniki (B) dobiera się w zależności od parametrów oscylacyjnych odpowiedniego półwyrobu (R) zamknięcia.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że półwyroby (R) zamknięć dzieli się na grupy w zależności od ich parametrów oscylacyjnych.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zakres akceptowalnych wartości parametrów oscylacyjnych zamknięć (V) koreluje się z określonymi w pierwszym badaniu wartościami parametrów oscylacyjnych i ewentualnie z podziałem na grupy odpowiednich półwyrobów (R) zamknięć.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się zamykarkę (14) z wieloma przyrządami zamykającymi, przy czym przy analizie parametrów oscylacyjnych zamknięć (V) przyjmuje się dla każdego przyrządu zamykającego jego własny, indywidualny zakres akceptowalnych wartości.