CN102639427A - 用于瓶或容器填充设备的取样控制站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于容器或瓶填充设备的取样控制站，并且涉及一种包含该取样控制站的容器或瓶填充设备。根据本发明的取样控制站包括至少一个抓握和运输组(22)，所述至少一个抓握和运输组用来从传送装置(18)拾取容器或瓶(16)，并且将它们运输到至少一个测量模块(21′、21″、21″′)，所述容器或瓶(16)设有本体，所述本体逐渐变细成颈部，并且以嘴口终止，其中，在嘴口处设有环形肋(19)，并且其特征在于：抓握和运输组(22)包括抓取装置(23)，所述抓取装置连接到可动支撑结构(30)，抓取装置(23)能够在抓取位置与释放位置之间运动，在所述抓取位置中，抓取装置在环形肋(19)处和其下面与容器(16)的颈部相接合，在所述释放位置中，抓取装置不与容器(16)相接合。

Description

用于瓶或容器填充设备的取样控制站

技术领域

本发明涉及一种用于容器或瓶填充设备的取样控制站，并且涉及包括所述取样控制站的容器或瓶填充设备。

背景技术

瓶或容器的常规填充线通常由瓶或容器填充站构成，所述瓶或容器填充站之后有瓶或容器的封闭和/或加盖站、以及之后的布置在封闭站下游的一个或多个控制站，这些瓶或容器由塑料制成(例如由PET、HDPE、PE以及类似物制成)并包含任何种类的液体。

填充和封闭站根据设备的具体实施例又分别包括多个龙头或填充阀以及多个机械或电子类型的封闭和/或加盖头。

根据希望处理的具体容器，将填充和封闭/加盖站初始地校准或电子地设置，从而就填充和封闭而言得到所需的输出结果。

所设置的填充和封闭参数的实际获取然后由布置在下游的可能的控制站监视，通过这些控制站可以检查已填充的瓶或容器，确定它们是否具有希望得到的填充和封闭特性。

具体地说，根据填充线的具体实施，控制站使得可以检验填充高度、可能的帽盖相对于瓶或容器的位置、响应所施加的压力而产生的容器的张力、等等。

除在线控制之外，必要的是(特别是对于质量标准要求而言)，对已经通过生产线控制的容器进行取样控制。

当前，取样控制通常进行除去或拧开扭矩的测量和重新封闭角度的测量、已填充和密封容器的重量的测量、这种容器的气体含量和/或压力的测量和填充液体的颜色的测量、以及基于具体用途要求确定的其它控制。因此当前已知的取样控制站包括相应测量模块的一个或多个。

为了进行取样控制，通常以预定时间间隔拾取容器。

目前，对处理容器进行这种拾取以使它们经受取样控制主要手动地发生，以便将它们转移到单独的测量模块。

然而，设有自动拾取装置的取样控制站也是已知的。

这种已知的拾取装置在瓶体的中部处、优选地在容器的重心的高度处、或者如果存在则在其本体的环形凹进处而横向地拾取容器。

因此必要的是，每次将抓取装置设置成适应待被拾取的具体容器的尺寸(高度和直径)。

特别是就除去扭矩的测量和/或重新封闭角度的测量而言，测量工具必须优选地与容器的封闭帽盖对准，以便能够进行正确的测量。

为此，在当前已知的取样站中使用的抓取装置必须依据容器的尺寸(直径)每次以不同方式运动，从而始终保证理想的对准定位。

因此，每当由填充线处理的瓶或容器的尺寸变化时，需要工人对于当前已知的取样控制站进行干预，以便安装最适当的抓取装置和设置其运动。

最后但并非是不重要的，当前已知的取样控制站通常根据所使用的控制模块的数量而具有相当大的体积，并且它们通常不允许经测试的容器以自动方式返回生产线。

发明内容

本发明的目的是避免上述缺陷，并且具体地说，设计一种用于瓶或容器填充设备的取样控制站，所述取样控制站可完全自动地操作，而与处理的瓶或容器的尺寸无关。

本发明的另一个目的是提供一种用于瓶或容器填充设备的取样控制站，所述取样控制站保证在相应的测量模块上的定位对中，而不需要根据容器的尺寸进行设置。

本发明的另外目的是制成一种用于瓶或容器填充设备的取样控制站，所述取样控制站能够以自动方式将经测试的容器重新插入到生产线中。

本发明的最后但并非是不重要的目的是设计一种容器或瓶填充设备，所述容器或瓶填充设备设有这种取样控制站。

根据本发明的这些和其它目的通过制成一种用于容器或瓶填充设备的取样控制站以及通过包括所述取样控制站的容器或瓶填充设备而实现，如在独立权利要求中概述的那样。

取样控制站和填充设备的另外特性是从属权利要求的目的。

附图说明

根据本发明的用于容器或瓶填充设备的取样控制站的特性和优点将通过参照附图、作为例子并且不是为了限制目的给出的如下描述而变得更清楚，在附图中：

图1是根据本发明的容器或瓶填充设备的优选实施例的示意平面图；

图2是根据本发明的取样控制站的优选实施例的平面图；

图3是根据本发明的取样控制站的抓握和运输装置的示意立体图，在所述抓握和运输装置中，三个测量模块通过虚线以简化方式示出；

图4是图3的抓握装置的部分剖视图；

图5是图4的放大细节。

具体实施方式

参照附图，示出了容器或瓶填充设备，所述容器或瓶填充设备整体用10表示。

具体地说，根据本发明的设备10处理瓶或容器，这些瓶或容器具有逐渐变细成颈部并在嘴口处终止的形状，在这些瓶或容器中，在嘴口附近的颈部处设有环形肋19，所述环形肋19也称作隆起或唇部。

这种设备包括第一站11，在第一站之后有第二站12，所述第一站11用来填充瓶或容器16，所述第二站12用来封闭和/或加盖所述瓶或容器16。

填充站和封闭站又分别包括多个龙头或填充阀15以及多个封闭和/或加盖头14，这些龙头或填充阀15以及封闭和/或加盖头14约束成沿相应的第一站11和第二站12的周缘向前运动，从而在跟随正在被处理的瓶一段之后，在运动中填充和/或加盖它们。

优选地，第一站11和第二站12具有圆形构造，在所述圆形构造中，龙头或填充阀15以及封闭和/或加盖头14连接到转台或圆盘传送带的周缘。

这样的站11、12可例如分别设有约80个龙头或填充阀15，以及设有约20个封闭和/或加盖头14。

容器或瓶16通过特定传送装置沿着至少部分地随从第一站11和第二站12的周缘的路径而进行运输，所述特定传送装置例如为在传送带18上连接并且自由的一组传送装置。

相对于容器16的向前运动方向在第二站12的下游另外设有至少一个控制站13。

在所述至少一个控制站13的下游还有利地设有变向装置(未示出)，所述变向装置以预定的时间间隔将容器的子组朝第二分支17导引，取样控制站20沿所述第二分支17布置。

优选地，第二分支17如旁通分支那样构造，从而能够将来自取样测量的、其特性落在所需范围内的容器16重新插入回生产线中。

取样控制站20包括至少一个测量模块21′、21″、21″′，容器16的一个或多个参数通过所述至少一个测量模块21′、21″、21″′得到检验，所述一个或多个参数表示龙头或填充阀15和/或加盖头14的正确操作。

例如，为了控制龙头或填充阀15，可以使用用来测量填充高度的模块或者用来测量容器16的重量的模块。

另一方面，为了控制加盖头14，可以使用用来测量加盖高度的模块，或者使用用来测量容器16的瓶盖或帽盖28的除去扭矩和/或重新封闭角度的模块。

在对除去扭矩和/或重新封闭角度进行测量的情况下，也有利地预先布置有用来测量气体含量和/或压力的模块，以便在由用来测量除去扭矩和/或重新封闭角度的模块进行测量之后立即进行测量，以检验在拧紧的控制步骤期间已经正确地封闭容器16。

最后，取样控制站20也可有利地装有用来测量颜色的模块，所述模块例如通过适当的色度计制成。

用来检查填充高度的模块可根据容器16和待被检查的液体、所需的速度和精度而用各种技术实施。通常使用高频模块或高频电容性模块(这些模块通常用于所有的食品液体)：瓶通过测量桥，所述测量桥由以高频摆动的两块金属板构成。板适当地连接到电子板，所述电子板专用于当瓶通过时频率或电容的变化的测量。所述变化与液体量成比例。适当地滤波和放大的检测值由处理单元(未示出)处理，以便评估是接受还是丢弃经受分析的容器16。

可选择地，为了制成用来测量填充高度的模块，可以使用X-射线源，所述X-射线源通常用于所有类型的容器和液体。这种X-射线源由发生器构成，所述发生器用于发射射线束，所述射线束能够透过通过的瓶并撞击接受传感器，所述接受传感器被已知为闪烁器。根据撞击接收器的射线量，处理单元(未示出)能够评估是接受还是丢弃经受分析的容器16。

为了检查填充高度，也可以使用工业摄像机。与适当照明系统相关的工业摄像机拍摄经受分析的所有样本的照片，并且用来处理图像的适当软件装置计算填充高度，从而确定是接受还是丢弃容器16。

用来测量重量的模块优选地包括有效度量的天平(metricallyapproved balance)，以便提供填充容器16的重量的准确测量，也能够用于鉴定目的。

用来测量加盖高度的模块优选地包括与适当照明系统相关的工业摄像机，这些工业摄像机拍摄经受分析的容器的一张或多张照片。根据图像的电子处理可确定加盖高度，并且可决定是丢弃还是接受容器16。

最后，用来测量气体含量和/或压力的模块可例如通过利用不同技术制成的压力变换器实施，如直线或接近变换器、测压元件、激光器、等等。基于由变换器检测的值的适当处理，确定是接受还是丢弃容器16。

根据本发明，取样控制站20另外包括至少一个抓握和运输组22，所述至少一个抓握和运输组22在容器的嘴口附近作用在容器16上。

具体地说，抓握和运输组22包括可动支撑结构30，能够在抓取位置与释放位置之间运动的抓取装置23连接到所述可动支撑结构30，在所述抓取位置中，抓取装置23在环形肋19处以及在环形肋19下方与容器16的颈部相接合，所述环形肋设置在容器16的嘴口附近。

以这种方式，没有必要每当借助于填充设备10处理的容器16的构造变化时而具体地设置抓握和运输组22。

实际上，容器16的颈部的尺寸和构造通常具有微小变化，这些微小变化可通过相同的抓取装置23操纵。因此，相同的抓握和运输组22可用于大量的具有不同构造本体的容器16。

抓取装置23与可动支撑结构30的连接使得可以从传送带18拾取容器16，从而将容器运输到至少一个测量模块21′、21″、21″′，以便一旦已经进行测量并且没有检测到异常，则使它再次返回到传送带18。

优选地，支撑结构30是旋转类型的并具有布置在传送带18的一位置处的转动中心，并且测量模块21′、21″、21″′沿通过当可动支撑结构30使抓取装置23运动时抓取装置23的运动所限定的圆周布置。

为此，可动支撑结构30通过第一致动器46被设置成转动。另外，可动支撑结构30通过第二致动器47被设置成竖向平移，以便依据待处理的具体容器16而进行抓取装置23的悬挂高度的初始调整。

第一致动器46和第二致动器47都优选地是无刷类型的。

根据优选实施例，抓取装置23从上方抓取，所述抓取装置23在它们的敞开构造中限定抓取嘴口，所述抓取嘴口具有竖向轴线。

这种抓取装置23可例如制成为钳子，并且能够通过运动装置26、27被致动，所述运动装置26、27优选地包括第三致动器26，所述第三致动器26作用在杠杆机构27上，以打开和关闭抓取装置23。

一旦容器16已经由根据本发明的抓握和运输组22钩住，所述抓握和运输组22就优选地与容器16的帽盖28对准。另外，因为帽盖与肋19之间的距离(抓取装置23的接合发生在所述肋19处)对于大多数类型的容器16大体上相同，所以由于在根据本发明的取样控制站20中使用的抓握和运输组22，则帽盖28的位置也是熟知的。

为了更好地采用这样的对准定位，根据本发明的优选方面，将抓握和运输组22连接到模块40，所述模块40用来测量容器16的帽盖28的除去扭矩和/或重新封闭角度。

测量模块40包括第一部分和第二部分，所述第一部分可相对于运输组22竖向地平移，所述第二部分相对于所述组22就平移而言是固定的(fixed in translation)。

测量模块40的第一可平移部分41、43、43′、49、48包括联接装置41，而所述帽盖28布置在抓取装置23附近，其中，这种装置41能够在第一位置与第二位置之间运动，在所述第一位置与帽盖28相接合，在所述第二位置与帽盖28脱开。

用来与帽盖相联接的装置41可例如通过形锁合的联接锥状体(positive coupling cone)41或由钳子(未示出)制成，所述形锁合的联接锥状体41具有扩展开的联接部分，所述钳子能够适应帽盖28的直径，如设有弹簧加载爪的钳子，这些弹簧加载爪夹持到帽盖28的表面上。

用来与帽盖28相联接的装置41在顶部上通过两个承载块43、43′连接到滑动件49上，这两个承载块43、43′安装在竖向轴48上，所述两个承载块允许在联接装置41与滑动件49之间的相对转动。

滑动件49又连接到支撑导引件24，并且由第四致动器25设置成能够沿导引件24竖向平移。

第四致动器25优选地具有与它相联接的弹性装置29，一旦联接装置41到达容器16的帽盖28，所述弹性装置29就压缩，因而限制由第四致动器25传递的推进动作。

在用来与帽盖28相联接的装置41的顶部上，还布置有扭矩传感器42(例如扭矩计)，以测量开始拧下帽盖28所需的扭矩。优选地，将扭矩传感器42布置在两个承载块43、43′之间。

优选地，竖向轴48由弹性联轴节51中断，所述弹性联轴节51适于用来将扭矩传感器42脱开。这种弹性联轴节51可定位在所述扭矩传感器42上方或下方。

模块40的在平移中固定的第二部分44包括毂44，所述模块40用来测量帽盖28的除去扭矩和/或重新封闭角度，其中连接到第一可平移部分41、43、43′、49、48的竖向轴48可自由地沿竖向轴线滑动。

毂44通过第五致动器45(优选地无刷马达)借助于带传动装置50而被设置成转动，并且又将转动转矩传递到第一可平移部分的竖向轴48，所述竖向轴48为此目的具有凹槽(未示出)，所述凹槽延伸成与毂44的旋转部分相联接。

第五致动器45包括直接装配到驱动轴上的编码器(未示出)，当使帽盖28封闭时，所述编码器用来测量竖向轴48的转动角度。

一旦抓取装置23与容器16相接合，它们就能够将足够大小的反作用扭矩给予所述容器16，以便拧下和然后封闭回帽盖28。

在这种抓取构造中，用来测量帽盖28的除去扭矩和/或重新封闭角度的模块40从升高位置沿导引件24降低，直到它与容器16的帽盖28相接触。

以这种方式，由第二站12的加盖和/或封闭头14给出的除去扭矩的测量和重新封闭角度的测量同时发生。

用于瓶或容器填充设备10的取样控制站20的操作如下。

每个预定时间段，沿填充线布置的变向装置将容器16向第二分支17变向，取样控制站20沿所述第二分支17布置。

经变向的容器16朝取样控制站20向前运动，并且一旦到达，它就由抓握和运输组22拾取。

为此，抓取装置23通过可动支撑结构30的运动而初始地定位在沿传送线17的容器16的拾取点处，并且一旦容器16存在，就将抓取装置23带到容器16的颈部，并且具体地说定位成与设置在容器16的嘴口处的环形肋19相接合。

一旦容器16已经在环形肋19下面被抓取，抓取装置23就通过可动支撑结构30的运动再次向上平移。

可动支撑站30将包括抓取装置23和容器的套具运输到第一测量模块21′，在所述第一测量模块21′处，进行第一分析。

然后，对于设置在取样控制站20中的每个测量模块，容器16运动到第二测量模块21″，等等。

如果抓握和运输组22另外包括连接到它们上的用来测量容器16的帽盖28的除去扭矩和/或重新封闭角度的模块40，则这种模块40能够在取得容器16的任何位置处进行测量。为此，用来测量帽盖28的除去扭矩和/或重新封闭角度的模块40首先施加足以开始拧下它的扭矩，同时测量对于这样的拧下所需的扭矩量，并且然后它按预定扭矩值拧紧该被拧下的帽盖，从而测量再次夹持它所需的角度。

优选地，在帽盖28的除去扭矩和/或重新封闭角度的测量之后，设有气体含量和/或压力的控制，以便检验：在之前的控制期间，由第三控制站13之一在生产线上可能测量的气体含量和/或压力未改变。

一旦已经进行全部测量，并且在其中没有发现异常的情况下，可动支撑结构30将抓取装置23定位在容器的释放点处。

优选地，如果第二分支17如旁通分支那样构造，则将容器的释放点在取样控制站20下游布置在传送带18上，从而能够自动地取走和插入回生产线中。

否则，在其中发现异常的情况下，可动支撑结构30将抓取装置23定位在丢弃容器处(未示出)，在所述处，通过抓取装置23的打开释放不良容器16。

根据已经进行的描述，用于瓶或容器填充设备的取样控制站的特性是清楚的，正如相关优点也是清楚的那样，所述取样控制站是本发明的目的。

实际上，取样控制站能够完全自动地从传送带拾取容器，而基本上与它们的尺寸无关，因为这意味着拾取具有某些颈部尺寸的容器。如已知的那样，容器(特别是瓶类型的容器)的颈部的尺寸不具有高度可变性，因此能够由相同的抓取装置操纵。

另外，在根据本发明的取样控制站中使用的抓握和运输组保证容器在测量模块上的对中定位，与容器的尺寸无关。在其中容器从上方抓取的实施例中，抓取装置相对于容器始终同轴地布置。因此，在抓取装置的抓取点与容器的轴线之间的距离不取决于容器的尺寸，因为它始终等于零。

最后但并非是不重要的，如果第二分支(取样控制站布置在所述第二分支上)如旁通那样构造，则这种站能够将经分析的容器重新定位到传送带上，所述传送带因此控制将它重新插入到生产线中。

最后，根据本发明的取样控制站由于其沿由抓取装置的运动限定的圆周的具体布置，可在很小空间中容纳多个测量模块。另外，通过选择性地设置多个抓握和运输组，可以同时操纵多个测量模块，因此增大了站的容量。

最后，清楚的是，如此设计的用于瓶或容器填充设备的取样控制站可经受多种修改和变型，所有这样的修改和变型由本发明覆盖；另外，所有细节可由技术等效元素代替。在实际中，使用的材料以及尺寸可以是根据技术要求的任何一种。

Claims (14)

1.用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，所述取样控制站包括至少一个抓握和运输组(22)，所述抓握和运输组用来从传送装置(18)拾取容器或瓶(16)并且将它们运输到至少一个测量模块(21′、21″、21″′)，所述容器或瓶(16)设有本体，所述本体逐渐变细成颈部并且以嘴口终止，所述颈部具有环形肋(19)，其特征在于：所述抓握和运输组(22)包括抓取装置(23)，所述抓取装置连接到可动支撑结构(30)，所述抓取装置(23)能够在抓取位置与释放位置之间运动，在所述抓取位置中，所述抓取装置在所述环形肋(19)处以及在所述环形肋的下方与所述容器(16)的所述颈部相接合，在所述释放位置中，所述抓取装置不与所述容器(16)相接合。

2.根据权利要求1所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述抓取装置(23)限定抓取嘴口，所述抓取嘴口具有竖向轴线。

3.根据权利要求1或2所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述抓取装置(23)制成为钳子，并且通过杠杆机构(27)而打开和闭合。

4.根据以上权利要求任一项所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述支撑结构(30)是旋转类型的并且具有布置在所述传送装置(18)处的转动中心，所述至少一个测量模块(21′、21″、21″′)沿圆周布置，所述圆周由借助于所述旋转支撑结构(30)而进行的所述抓取装置(23)的运动来限定。

5.根据以上权利要求任一项所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述取样控制站包括用来测量所述容器(16)的帽盖(28)的除去扭矩和/或重新封闭角度的模块(40)，所述用来测量所述容器的帽盖的除去扭矩和/或重新封闭角度的模块连接到所述抓握和运输组(22)，以便定位在所述抓取装置(23)上方。

6.根据权利要求5所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述测量模块(40)包括第一部分，所述第一部分能够相对于所述运输组(22)竖向地平移，所述第一部分包括用来与所述帽盖(28)相联接的联接装置(41)，所述联接装置布置在所述抓取装置(23)附近，并且能够在与所述帽盖(28)相接合的第一位置以及与所述帽盖(28)脱开的第二位置之间运动，所述联接装置(41)被设置成转动，从而将转动扭矩传递到所述帽盖，扭矩传感器(42)布置在所述联接装置(41)上方，以测量开始拧下所述帽盖(28)所需要的扭矩。

7.根据权利要求6所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述联接装置(41)在顶部上连接到滑动件(49)，所述滑动件能够通过两个承载块(43、43′)竖向地平移，所述承载块安装在竖向轴(48)上，所述承载块允许所述联接装置(41)与所述滑动件(49)之间进行相对转动。

8.根据权利要求6或7所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述联接装置(41)是形锁合的联接锥状体(41)，所述形锁合的联接锥状体包括用来与所述帽盖(28)相联接的扩展开的部分。

9.根据权利要求6或7所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述联接装置(41)是设有弹簧加载爪的钳子。

10.根据权利要求6至9中的任一项所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述测量模块(40)包括第二部分，所述第二部分被防止相对于所述运输组(22)平移，所述第二非平移部分包括毂(44)，在所述毂中所述第一平移部分的所述竖向轴(48)自由地竖向滑动，所述轴(48)连接到所述毂(44)从而它们不能相对于彼此转动，所述毂(44)被设置成转动，并且将转动扭矩传递到所述竖向轴(48)。

11.根据权利要求10所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述取样控制站包括编码器，所述编码器与所述毂(44)相联接，以用来测量提供给所述竖向轴(48)的转动角度。

12.根据以上权利要求任一项所述的用于容器或瓶填充设备的取样控制站(20)，其特征在于：所述至少一个测量模块(21′、21″、21″′)从属于包括如下各项的组的测量模块中选择：

-用来测量填充高度的模块；

-用来测量重量的模块；

-用来测量加盖高度的模块；

-用来测量颜色的模块；

-用来测量所述容器(16)的气体含量和/或压力的模块。

13.用来填充容器或瓶的设备(10)，包括传送装置(18)，在所述传送装置上多个容器或瓶(16)沿向前运动方向运动，沿所述向前运动方向依次布置有：所述容器或瓶(16)的第一填充站(11)、所述容器或瓶(16)的第二封闭和/或加盖站(12)、及至少一个第三站(13)，所述至少一个第三站用来检查至少一个填充参数，其特征在于：在所述至少一个第三站(13)的下游，设有使所述容器或瓶(16)朝向第二分支(17)变向的变向装置，沿所述第二分支(17)设有根据权利要求1至12任一项所述的至少一个取样控制站(20)。

14.根据权利要求13所述的用来填充容器或瓶的设备(10)，其特征在于：所述第二分支(17)如与所述向前运动方向平行的旁通分支那样构造。

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