ES2967408T3 - Detección de fugas - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un dispositivo y a un método para detectar fugas en contenedores cerrados, comprendiendo el dispositivo un aparato de inspección, que está configurado para determinar la curvatura del cierre del contenedor de los contenedores cerrados, y un aparato de evaluación, mediante el cual el La curvatura del cierre se compara con un valor predefinido. Antes de la inspección, cada cierre de recipiente se aplana mediante un aparato generador de presión. El aparato generador de presión comprende un actuador, mediante el cual se aplica una presión localmente desde el exterior a cada cierre de recipiente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Detección de fugas

La invención se refiere a un dispositivo y método para la detección de fugas en recipientes cerrados con un aparato de revisión configurado para determinar la curvatura del cierre de recipiente de los recipientes cerrados.

En las industrias alimenticia, de bebidas y farmacéutica, existen diversos métodos para verificar la hermeticidad de los recipientes cerrados. Los cierres de recipiente de hojalata utilizados comúnmente pueden fabricarse para vibrar, por ejemplo, por medio de procesos electromagnéticos o acústicos. El comportamiento oscilatorio de los cierres, pueden utilizarse después para fabricar una conclusión sobre el ajuste correcto y la hermeticidad del cierre de recipiente.

El documento US 6167751 B1 divulga una detección de fugas en recipientes cuyo cierre de recipiente está formado por una membrana flexible. Durante la detección de fugas, la presión interna en el recipiente cambia con respecto a la presión ambiente. Como resultado del cambio en las condiciones de presión, la membrana flexible cambia entre forma convexa y cóncava. Este cambio es registrado por un sensor y luego evaluado.

El documento WO 02/073151 A1 también se refiere a la detección de fugas en recipientes cerrados. En este caso, se presiona una placa sobre la tapa del recipiente y se registra el movimiento de la tapa así generada por medio de un imán de medición. La medición del movimiento de la tapa se produce simultáneamente con la aplicación de presión.

El documento US 4 706 494 A se refiere a un dispositivo para detectar fugas de recipientes en el que un actuador mueve un émbolo contra un cierre flexible del recipiente. El movimiento del émbolo, o más bien la presión ejercida, se mide a lo largo del tiempo. La estanqueidad del contenedor se determina por comparación con una curva objetivo. De este modo, el ejercicio de presión y la revisión se realizan simultáneamente.

Con bebidas carbonatadas, también se genera un exceso de presión en recipientes cerrados correctamente. Este exceso de presión ocasiona que los cierres de recipiente elásticos, tales como tapones corona, se curven ligeramente hacia afuera. Esta curvatura característica puede detectarse ópticamente usando tecnología láser 2D o 3D. Si no se detecta curvatura alguna, esto puede deberse a una fuga en el recipiente.

Recientemente, las bebidas carbonatadas se han equipado cada vez más con los llamados cierres de anillo de tracción. Estos cierres de anillo de tracción generalmente están hechos de un metal ligero tal como aluminio y pueden ser abiertos a mano por el usuario final sin ayuda de auxiliares de abertura. Debido al hecho de que el aluminio es no magnético y significativamente más suave que los materiales utilizados convencionalmente para los cierres de recipiente, no pueden utilizarse los métodos de detección de fugas acústicos y electromagnéticos descritos con anterioridad. Por lo tanto, la determinación de la curvatura del cierre es actualmente el método más promisorio para verificar la hermeticidad de tales recipientes.

Una desventaja de estos cierres de aluminio es que una vez que se ha formado la curvatura del cierre, no se invierte sobre sí misma cuando se reduce la presión interna del recipiente. Esta situación puede ocurrir en particular si un cierre de recipiente tiene una fuga bastante pequeña o si la fuga únicamente ocurrió durante el proceso de llenado. Entonces, si se detecta una curvatura en tales cierres de aluminio, esto no significa que hubo presencia de una determinada presión interna del recipiente después del cierre. Sin embargo, no es posible determinar con certidumbre si aún hubo suficiente presión interna del recipiente presente al momento de la revisión.

Por lo tanto, la presente invención se basa en la tarea de proporcionar un dispositivo y un método en los cuales puede realizarse una prueba de detección de fugas para los cierres de recipiente de metal ligero más confiablemente. Una tarea adicional de la invención es proporcionar un dispositivo y un método en los cuales puede realizarse continuamente una prueba de detección de fugas, es decir, sin interrumpir el transporte continuo de los cierres en el proceso de producción o llenado.

Por lo tanto, de acuerdo con la invención, se propone un dispositivo que tiene las características de conformidad con la reivindicación 1. El dispositivo para la detección de fugas de los recipientes cerrados comprende un aparato de revisión configurado para determinar la curvatura del cierre de recipiente de los recipientes cerrados y un aparato de evaluación con el cual la curvatura del cierre se compara con un valor predefinido. El dispositivo comprende además un aparato generador de presión con el cual cada cierre de recipiente se presiona hasta aplanar antes de la revisión. El aparato generador de presión comprende un actuador con el cual se aplica presión localmente a cada cierre de recipiente desde el exterior.

En recipientes cerrados correctamente, la curvatura característica se formará nuevamente debido a la presión interna del recipiente después de presionarse hasta aplanar. Por otra parte, en los recipientes con fugas no hay mayor presión o solamente una menor presión interna, y por lo tanto no se formará ninguna curvatura o será solamente a menor.

El dispositivo y el método de la presente invención son particularmente adecuados para la detección de fugas de recipientes cerrados de bebidas. Los recipientes de bebidas pueden ser cualesquier recipientes de bebidas utilizados comúnmente hechos de vidrio, plástico, PET u otros materiales adecuados. Estos recipientes de bebidas normalmente tienen una forma prácticamente cilíndrica y tienen una abertura de boca circular y clausurable sobre su costado superior.

Por ende, la abertura de boca de los recipientes de bebidas, pueden proporcionarse, en particular, con un cierre metálico. La presente invención es particularmente adecuada para la detección de fugas en recipientes de bebidas en los cuales los cierres de recipiente están hechos de metal ligero tales como aluminio o aleaciones de metales ligeros.

La curvatura de los cierres de recipiente se determina ventajosamente por medio de un aparato de revisión óptica. Los aparatos adecuados de revisión óptica son lectores de distancia de punto o escáneres láser 2D/3D.

Por lo tanto, no es necesario determinar exactamente la trayectoria completa de la curvatura del cierre de recipiente. Un escáner de distancia de punto, por ejemplo, solamente determina el punto más alto y el más bajo de la parte superior de un cierre. Debido a la simetría de los cierres de recipiente, el punto más alto de un cierre intacto se encuentra en el centro del cierre. La diferencia en la altura entre el punto más alto y el más bajo sobre la parte superior del cierre es entonces una medición del nivel de presión interna del recipiente.

Puede lograrse una mayor precisión con escáneres láser 2D o 3D disponibles comercialmente. En el presente documento, ya sea que se determine un perfil de línea a través del centro de un cierre de recipiente (escáner láser de 2D) o se crea un perfil de altura completo de un cierre de recipiente (escáner láser 3D). Estos datos pueden utilizarse después para determinar la presión interna del recipiente aún con más precisión.

De acuerdo con la invención, el cierre de recipiente se presiona hasta aplanar por medio de un aparato generador de presión antes de la revisión óptica. El término “presionar hasta aplanar” significa que el cierre de recipiente se presiona de tal manera que se extiende prácticamente paralelo al plano definido por la abertura de boca del recipiente.

De acuerdo con la invención, el aparato generador de presión está dispuesto aguas arriba del aparato de revisión.

El aparato generador de presión se instala ventajosamente inmediatamente aguas arriba del aparato de revisión. El aparato generador de presión puede ser un aparato que tiene la única finalidad de presionar los cierres de recipiente de los cierres para revisar que estén planos. Esto puede lograrse por cualquier aparato generador de presión que comprende un actuador con el cual se aplica presión localmente desde el exterior a cada cierre de recipiente. El actuador se configura de manera tal que puede colocarse contra la parte superior de un cierre. Con esta finalidad, pueden utilizarse aparatos generadores de presión meramente mecánicos, por ejemplo, pero también aparatos generadores de presión mecánicos con elementos hidráulicos, neumáticos o de mecánica de fluidos. El actuador también puede ser, por ejemplo, un chorro de un fluido que se dirige en los cierres de recipiente, ejerciendo así la presión localmente sobre cada cierre de recipiente desde el exterior. Los fluidos adecuados para esto pueden ser, por ejemplo, aire o agua.

Los aparatos generadores de presión de acuerdo con la presente invención son aparatos tales que son adecuados para generar sobre la parte superior de un cierre una presión positiva que compensa la presión interna del recipiente, de manera tal que el cierre de recipiente se extiende en paralelo al plano definido por la boca del recipiente.

Básicamente, no es importante que el cierre de recipiente se presione hasta aplanar completamente y que se extiende exactamente en el plano definido por la abertura de boca del recipiente al momento de presionar hasta aplanar. Para determinar si la presión interna del recipiente es suficientemente alta para indicar un recipiente correctamente cerrado, es suficiente aplicar una presión significativa al cierre de recipiente. Esta presión puede corresponder aproximadamente a la presión interna esperada del recipiente. Sin embargo, en muchos casos, también puede ser suficiente si la presión aplicada al cierre se desvía hasta por /- 30% o hasta por /- 50% a partir de la presión interna esperada del recipiente.

En una modalidad, el aparato generador de presión puede comprender, como actuador, un vástago que se aplica contra la parte superior de cada cierre de recipiente. Preferiblemente, el vástago tiene un diámetro que es igual a o mayor que el diámetro exterior del recipiente en el área de la abertura de boca. El tamaño de la superficie de contacto del vástago garantiza así que el cierre de recipiente pueda presionarse hasta un máximo alcance de modo tal que el cierre de recipiente se extiende completamente plano, es decir, paralelo al plano definido por la abertura de boca del recipiente.

En las plantas embotelladoras modernas en la industria de bebidas, los recipientes se transportan a velocidades de botellas de hasta varios 10000 recipientes por hora. Con el aparato generador de presión de acuerdo con la presente invención, la aplicación de presión puede ocurrir durante un periodo de tiempo muy corto. Por ende, la presión puede aplicarse a los cierres de recipiente durante el transporte.

El aparato generador de presión también puede integrarse en otro aparato de tratamiento de recipientes. Ventajosamente, el aparato generador de presión puede proporcionarse, por ejemplo, en aparatos de tratamiento de recipientes en los cuales los recipientes a revisarse se sujetan en su área de la boca. El dispositivo de sujeción puede diseñarse de tal manera que sirva también para presionar el cierre de recipiente hasta aplanar.

Un aparato de tratamiento de recipientes adecuado en el cual los recipientes se sujetan entre su área de la boca y un área de base es, por ejemplo, un etiquetador. En los etiquetadores, los recipientes se sujetan entre una llamada tulipa de recipiente y un área inferior, por la que el área de la pared lateral es entonces, en la práctica, libremente accesible de manera tal que puede proporcionarse con una etiqueta de recipiente. Las tulipas de recipiente forman así un receptáculo cilíndrico hueco para el área de cierre de los recipientes. Estas tulipas de recipiente pueden modificarse de tal manera que no solamente reciben con seguridad el recipiente, pero también aplican simultáneamente presión al cierre de recipiente, por ejemplo, presionando hasta aplanarlo contra la abertura de boca del recipiente. El aparato generador de presión puede diseñarse, por ejemplo, como un inserto en la tulipa de recipiente que garantiza que el cierre de recipiente se presiona hasta aplanar durante el etiquetado.

La presente invención también se refiere a un método para la detección de fugas de los recipientes cerrados, con características de acuerdo con la reivindicación 7. En el método de acuerdo con la invención, un cierre de recipiente se presiona hasta aplanar aplicando una presión. En este caso, el aparato generador de presión comprende un actuador con el cual se aplica presión localmente a cada cierre de recipiente desde el exterior. El recipiente se introduce después a un aparato de revisión para la revisión del cierre de recipiente, en el cual se determina la curvatura del cierre de recipiente. La curvatura del cierre de recipiente se compara después con un valor predefinido. Si la curvatura es menor que un valor de umbral predefinido, esto se toma como una indicación de que el recipiente o cierre de recipiente tiene fugas. Tal recipiente se rechaza después desde el proceso de llenado.

El método de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para la detección de fugas de los recipientes cerrados, los cuales se fabrican por medio de cierres de recipiente hechos de metal ligero o aleaciones de metales ligeros. En particular, el método es adecuado para revisar los llamados cierres de anillo de tracción hechos de aluminio.

Debido a sus propiedades materiales, los cierres hechos de aluminio o aleaciones de aluminio no pueden revisarse utilizando métodos electromagnéticos o acústicos. Aunque la determinación de la curvatura del cierre generalmente es aplicable a los cierres de aluminio, la elasticidad de aluminio es muy baja, de manera tal que una vez que los cierres se han curvado hacia afuera, no se aplanan automáticamente hacia afuera de nueva cuenta contra la abertura de recipiente cuando disminuye la presión interna del recipiente. Por esta razón, también se encuentra presente una curvatura pronunciada del cierre en los recipientes que tienen fugas relativamente pequeñas o que presentan fugas solamente durante el proceso de llenado después del cierre. Convencionalmente, tales recipientes se considerarían intactos. Con la presente invención, también es posible detectar tales recipientes con fugas y para eliminarlos del proceso de llenado.

La presente invención se describe más detalladamente a continuación por las figuras anexas. En el presente documento se muestra:

La Figura 1 es una sección esquemática de una línea de llenado,

La Figura 2 es un cierre de anillo de tracción de acuerdo con el estado de la técnica,

La Figura 3 es una boca de recipiente cerrada con un cierre de anillo de tracción, y

La Figura 4 es una tulipa de recipiente de un etiquetador con y sin modificaciones.

La Figura 1 muestra esquemáticamente una sección de una línea de llenado en la cual los recipientes 10 se llenan con un producto carbonatado y después se ajustan con un cierre de anillo de tracción 12. Los recipientes 10 limpios y cerrados se transportan primeramente a un material de relleno 14. Los recipientes 10 llenos con el producto deseado se cierran después herméticamente en un capsulador 16 por medio de un cierre de anillo de tracción 12. Finalmente, los recipientes 10 se etiquetan en un etiquetador 18 para identificar el contenido del recipiente.

Finalmente, los recipientes 10 se someten a una revisión final integral en la cual se examinan diversas propiedades del recipiente 10 lleno y cerrado en varios aparatos de revisión 20, 22, 24. Los resultados de la revisión del recipiente se evalúan en un aparato de control 26. Únicamente aquellos recipientes 10 que satisfacen los criterios requeridos de calidad se ponen en circulación. Por otra parte, los recipientes 10 con un defecto se rechazan del proceso de llenado por un aparato de rechazo 28 y se desechan.

Uno de los criterios de calidad aplicados en la revisión final es probar la hermeticidad de los cierres 10. Dependiendo del tipo de recipiente y tipo de cierre, la experta en la materia es familiar con diversos métodos para detección de fugas. Las posibilidades para la detección de fugas, es algo limitada cuando se utilizan cierres de anillo de tracción 12 hechos de aluminio. Dado que el aluminio no es magnético y es relativamente suave, no pueden utilizarse los métodos convencionales de detección de fugas que utilizan excitación acústica o electromagnética de los cierres de recipiente. Por ende, para la detección de fugas en recipientes de bebidas 10 en los cuales los productos carbonatados se cierran con cierres de anillo de tracción 12, la curvatura de los cierres de anillo de tracción 12 se examina en el aparato de revisión 24. En el caso de los recipientes 10 cerrados herméticamente, se desarrolla una sobrepresión que ocasiona la curvatura del cierre de anillo de tracción 12.

Un cierre de anillo de tracción 12 de la técnica anterior usado comúnmente se muestra en la Figura 2. El cierre de anillo de tracción 12 tiene una lengüeta lateral o anillo de tracción 13 que el usuario puede jalar para abrir el cierre. A fin de facilitar la abertura, el cierre de anillo de tracción 12 se fabrica de aluminio. Además, el cierre de anillo de tracción 12 también puede proporcionarse con líneas de perforación 15, facilitando adicionalmente la abertura.

La Figura 3 muestra un corte transversal a través de un cabezal de recipiente con cierre de anillo de tracción 12. En el área de la boca 30 del recipiente 10, el cierre de anillo de tracción 12 se encuentra en contacto frontal con la pared del recipiente 32 sobre toda la circunferencia de la boca y cubre toda la abertura del recipiente 34. Sin embargo, debido a la presión interna del recipiente, el cierre de anillo de tracción 12 no se extiende en el plano definido por la abertura de recipiente 34, pero el cierre de anillo de tracción 12 se presiona hacia afuera y, por lo tanto, es ligeramente curvado.

El material suave con el cual se fabrican los cierres de anillo de tracción 12 le permite al usuario, por una parte, abrir los cierres más fácilmente. Por otra parte, la falta de elasticidad de los cierres de anillo de tracción 12 significa que una curvatura de un cierre de anillo de tracción 12 formado debido a la presión interna del recipiente no regresa por sí mismo cuando la presión interna del recipiente disminuye debido a una pequeña fuga en la trayectoria del proceso de llenado.

Por esta razón, se aplica brevemente una presión al cierre de anillo de tracción 12 en el aparato de revisión 24 antes de la detección de fugas, con el cual el cierre de anillo de tracción 12 se presiona hasta aplanar. En la línea de llenado mostrada en la Figura 1, esta aplica presión en el etiquetador 18. En el etiquetador 18, cada uno de los recipientes individuales se sujetan entre sus áreas de base y boca de manera tal que la pared lateral de los cierres es libremente accesible y puede proporcionarse con la etiqueta deseada. En el área de la boca, los recipientes se sujetan así en una tulipa de recipiente 40.

La Figura 4a muestra tal tulipa de recipiente 40. Comprende una base 42 y un adaptador de recipiente 44 sobre cuyo fondo se proporciona un receptáculo cilíndrico hueco 46 para el área de la boca del recipiente 10. Como puede observarse en la Figura 4a, la tulipa de recipiente 40 contacta solamente la pared frontal del recipiente en el área de la boca del recipiente. Por lo tanto, el cierre de anillo de tracción 12 mantiene su curvatura.

La Figura 4b ilustra una tulipa de recipiente 40 modificada, siendo la modificación un inserto 48 que se proporciona instalado en el receptáculo cilíndrico hueco 46. Ahora, cuando un recipiente 10 se recibe y sujeta en la tulipa de recipiente 40 modificada, el inserto 48 garantiza que también se aplica presión al cierre de anillo de tracción 12 curvado de manera tal que se presiona hasta aplanar mientras el recipiente es recibido en la tulipa de recipiente 40 modificada.

Después del etiquetador 18, los recipientes se transportan a los múltiples aparatos de revisión 20, 22 y, en particular, al aparato de revisión óptica para verificar la curvatura del recipiente.

En el caso de los recipientes 10 que tienen una fuga, la presión diferencial entre el interior del recipiente y el ambiente es no existente o reducido, de manera tal que el cierre de anillo de tracción 12, el cual se presiona hasta aplanar en el etiquetador 18, subsecuentemente ya no se curva hacia afuera en absoluto o solo muy ligeramente. Esta falta de curvatura o de curvatura insuficiente se detecta después en el aparato de revisión óptica 24, y el recipiente 10 puede rechazarse después del proceso de llenado.

Por otra parte, si el recipiente 10 se cierra herméticamente, la presión interna suficientemente alta del recipiente garantiza que el cierre de anillo de tracción 12, el cual se ha presionado hasta aplanar, regresa a su curvatura anterior después de salir del etiquetador 18. Se clasifica un recipiente 10 que tiene un cierre de anillo de tracción 12 con una curvatura suficiente como hermético y puede lanzarse a la venta.

Lista de signos de referencia

10 recipiente 28 aparato de rechazo

12 cierre de anillo de tracción 30 área de la boca

13 anillo de tracción 32 pared del recipiente

14 material de relleno 34 abertura del recipiente

15 línea de perforación 40 tulipa del recipiente

16 capsulador 42 base

18 etiquetador 44 adaptador del recipiente

20 aparato de revisión 46 receptáculo cilíndrico hueco

22 aparato de revisión 48 inserto

24 aparato de revisión óptica

26 aparato de control

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para la detección de fugas de los recipientes (10) cerrados, que comprende:

- un aparato de transporte para el transporte de los recipientes (10),

- un aparato de revisión (24) configurado para determinar la curvatura del cierre (12) de recipiente de los recipientes (10) cerrados, y

- un aparato generador de presión para presionar cada cierre (12) de recipiente hasta aplanar antes de la revisión, y

- un aparato de evaluación (26) con el cual la curvatura del cierre (12) se compara con un valor predefinido, en donde el aparato generador de presión comprende un actuador con el cual se aplica una presión localmente desde el exterior a cada cierre (12) de recipiente,

caracterizado por que

el aparato generador de presión se coloca aguas arriba del aparato de revisión (24).

2. Dispositivo para la detección de fugas de conformidad con la reivindicación 1, en donde el aparato de revisión (24) para determinar la curvatura del cierre (12) de recipiente es un aparato de revisión óptica.

3. Dispositivo para la detección de fugas de conformidad con la reivindicación 2, en donde el aparato de revisión óptica para determinar la curvatura del cierre (12) de recipiente es un escáner de distancia de punto o un escáner láser de 2D o 3D, y en donde se determina la distancia entre el punto más alto del cierre (12) de recipiente y un punto de borde del cierre (12) de recipiente para determinar la curvatura del cierre (12) de recipiente.

4. Dispositivo para la detección de fugas de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aparato generador de presión comprende un vástago con el cual se aplica presión a cada cierre (12) de recipiente.

5. Dispositivo para la detección de fugas de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos un aparato adicional de tratamiento de recipientes se coloca aguas arriba del aparato de revisión (24), y donde el aparato generador de presión se integra en este aparato adicional de tratamiento de recipientes.

6. Dispositivo para la detección de fugas de conformidad con una de las reivindicaciones anteriores, en donde un etiquetador (18) con una tulipa (40) de recipiente se proporciona aguas arriba del aparato de revisión (24), y en donde el aparato generador de presión se diseña como un inserto (48) en la tulipa (40) del recipiente.

7. Método para detectar fugas de los recipientes (10) cerrados, que comprende los pasos para:

- aplicar presión por medio de un aparato generador de presión a un cierre (12) de recipiente para presionar dicho cierre (12) de recipiente hasta aplanar,

- transportar el recipiente (10) hasta un aparato de revisión (24),

- revisar el cierre (12) de recipiente para determinar la curvatura del cierre (12) de recipiente del recipiente (10) cerrado; y

- comparar la curvatura del cierre (12) de recipiente así determinada con un valor predefinido,

en donde el aparato generador de presión comprende un actuador para aplicar localmente presión a cada cierre (12) de recipiente desde el exterior,

caracterizado por que

el aparato generador de presión se coloca aguas arriba del aparato de revisión (24).

8. Método de conformidad con la reivindicación 7 para la detección de fugas de los recipientes (10) cerrados, en donde los cierres de recipiente son cierres de metales ligeros, tales como cierres de anillo de tracción de aluminio.