用于在生产过程中检验封口后的容器完好性的封口力监测器装置、系统和方法

专利名称:用于在生产过程中检验封口后的容器完好性的封口力监测器装置、系统和方法
发明背景本发明涉及在生产过程中检验封口后的容器完好性的方法、装置和系统。本发明特别适用于不经肠道的药物制品，这些药物制品常常是包装在硬玻璃容器中，用橡胶和金属盖结合起来封口。
这种药物制品通常用高速自动充填和加帽设备来包装。容器即瓶子在充填位置充填进药物制剂，而后用橡胶制的弹性封口塞和类似杯状的铝制封闭帽组成的盖子组件放置在容器的开口处。然后，加盖设备施加预定的力到封闭帽上以固定盖子组件，并在瓶口凸缘下边使封闭帽裙边的下部分卷曲封闭该容器。更具体地说，在加帽操作过程中，弹性封口塞压在容器端口面与封闭帽之间，并由容器卷边的封闭帽保持在受压状态。封口的完好性与恰当性与封口塞的百分压力有关或用其它方法表示，即在容器中相对于容器开口边缘的封口的封口压力大小。为了防止暴露于空气或减少挥发，也防止微生物或其它污染，合适的封口对于药物制剂来说是必要的。
已经发现，由大批生产工艺包装的某些容器并非是适当的封口。封口主要是由封口设备控制。例如，对于给定的封闭帽，弹性封口塞和容器组件，封口设备的升高瓶子和降低封闭帽的装置最初是调整到施加预定的力作用于弹性封口塞上，使其得到压力以产生合适的封口。如果封口设备的初始调整是不正确的，那么得到的封口是不合适的。例如，如果在升高瓶子或降低封闭帽装置上预压力太小，那么弹性封口塞没有足够地受压封口，如果预压力太大，存在金属封闭帽变形、弹性封口塞上表面凹陷或玻璃破碎的危险性。既使封口设备的初调整是正确的，也需要操作者不时地调整，如果这些变化没有留心观察到，也会得到不合格的封口。
最近，有各种在生产过程中检验各种类型容器封口完好性的设备和系统。这些设备通常执行检测、分析和除掉有缺陷的封口的功能。
例如，美国专利3206025提出了检验封口完好性的系统，提供了评价可弯曲的容器一盖子组件高度的封口检验。可弯曲的盖子从正常位置向下弯曲，凹入位置表示合格的封口包装。不合格的封闭容器一定是盖子向上凸出，这表明真空封口已经破坏了。封好的包装在微动开关下面移动，微动开关放在盖子之上由“触点机械手”即检测臂构成，使得它能探测出盖子的位置是高还是低。该专利还提供了与微动开关连接的储存电路，能剔除不合格的容器。
在Raymond等人提出的美国专利4，213，329-检查容器的方法和装置中，提供了另外的一种用于检验封口完好性的系统，提供了检验真空包装容器的方法和设备。该发明包括预定的力自动地作用在每一个待检验的容器上，由于容器的相对位移和液体含量，以便使每一个容器发出“卡搭”声。并且，由测量预定力的施加与发出“卡搭”声之间的时间间隔来检验容器是否是合格的真空封口。
Hofstetter等人提出的美国专利2 689，647-瓶盖位置检验器中，也提出了检验封口完好性的另一种系统。用于检验和舍弃具有螺旋帽容器的装置包括封口套筒，它咬合瓶子的安装边缘。在将封闭帽加到瓶子上时，由于各种原因，包括错用了封闭帽和对不准瓶子上的螺纹位置以及套筒偶然的空位或套筒内多用了一个封闭帽。在Hofstetter的专利中，检测器是包括夹具、可动的探测器指针和由可动的探测器指针使之动作的开关的组合件，用来检出加帽不合格的瓶子。当瓶子送到探测器指针下，夹具在瓶子凸缘之上，然后通过探测器指针。组件调整到预定的间距，使得瓶子脱离套筒，封闭帽已经在旋塞位置上旋上了，指针将探测出封口不合格的瓶子，并通过适当的开关使剔除瓶子的机构动作。正常的和适当的加上的帽也会弯曲，所以指针仅适于有限的程度，并且，用开关控制剔除功能是不灵敏的。
O′Neill提出的另一份美国专利3，469，689-封口不合格容器的检出器，描述了电学检测和检验封口不合格容器的装置，该装置采用近程检测器，控制响应检测器与在真空中封口容器的上端之间距离的振子频率。在真空中的封口过程引起容器帽在大气压力下向里弯曲。如果因为某种原因容器封口不合格，封口帽将没有按预期程度弯曲。因此，根据帽的弯曲程度，能够从封口合格的容器中检出封口不合格的容器。在该发明中，塑料装配滑板即滑道由沿着瓶子运动纵向路径的板簧支撑，滑板通常是固定在预定的高度，使安装在塑料滑道上的近程传感器能够探测出瓶盖上表面必要的弯曲程度。这一方案必需要求每一个瓶子要在相应于瓶盖的中心位置进行测量。为了保证在这一中心位置上测量，提供了安装在第二个近程传感器上的侧探头。这些传感器与空气喷嘴动作将瓶子冲出离开传送带。
前述发明仅适用于真空包装的容器，而本发明既可用于真空包装容器，也可用于非真空包装容器，并且，检验封口后容器的合格与不合格的装置是与上述发明有区别的。在上述发明中，检验封闭后的容器合格与不合格的装置是依靠容器金属盖即刚性上盖的位移测量，而本发明则依靠测量施加在弹性容器上盖的封口力，并将施加的封口力与预定的理想化标准相比较。在本发明中，与容器封口设备成一体的力传感器提供传感装置。然后，力的响应在真空时间内由电子线路与取自相同容器的理想封闭组件的预定力的大小进行比较。封口不合格的容器所表现的力的量值偏离标准值，因此将在生产过程中从传送线上自动地剔除。
因此，本发明的一个对象是提供在生产过程中电学上检验封口后的容器合格与不合格并排斥出不合格的封口容器的独特的和改进的设备、系统和方法。
本发明的另一对象是提供用于百分之百封口完好性检验的高速、不间断的设备、系统和方法。
本发明的另一对象是提供与承压块成整体或与封口凸轮成整体的测量力的传感器。
本发明的另一对象是提供施加到封闭帽上的力在施加过程中的取样装置。
本发明的另一对象是提供力的大小与预定的、标准力的大小相比较的装置。
本发明的另一对象是提供自动剔除封口后不合格的容器装置。
本发明的另一对象是检测和整理具有明显的和/或边缘缺陷的容器并剔除。
本发明的另一对象是提供合格的与有缺陷的容器数量的显示。
本发明的另一对象是提供指示生产速率的显示。
本发明的另一对象是提供全部操作参数和信息输出并进行统计评价。
本发明的另一对象是如果检测到了连续剔除的、预选择的、程序可控的数量，提供关闭加帽机的输出。
附图的说明本发明具有各种附加的特点和对象以及许多新型结构方面的细节，所有这些我们会从下面带有附图的本发明的典型及示例性的方案中得到比较容易和充分的理解。这些附图为图1是装有本发明检测系统的容器加盖和封口设备的一般透视图;
图1a是本发明装置和过程的平面图;
图2是具有弹性封口塞和封闭帽的容器的局部放大剖视图，在卷边操作以前，容器嵌入承压块，承压块与力传感器安装在一起。图左边的曲线表示在这部份封口过程中，力传感器产生的、典型的电压-时间曲线;
图3类似于图2，示出了封闭帽卷边操作和由力传感器产生的、典型的全周期电压-时间曲线;
图4是瓶子传送线，旋转分度和定位头以及加帽和卷边机构的侧视图;
图5是图4的正视图;
图6是被认为是图4的6-6线的放大的局部截面图，它示出了传感器安装的细节;
图7是放大的局部正视图，示出了容器已经升高嵌入承压块，力传感器整体安装在承压块旋转轴上;
图8示出了封闭帽向容器瓶口下缘卷边过程中的封闭帽卷边的机理;
图9是被认为是图7的9-9线的底平面图，用来说明卷边机理，该图的实线表示返回位置，虚线表示卷边位置;
图10是典型的力-时间标准曲线，实线表示理想的封口容器的力-时间标准曲线，阴影部份表示允许的对标准曲线的偏离。该曲线示出了在封口的各种操作过程中力的变化。(a)容器进入承压块，在这里初始压力加到弹性封口上;(b)和(c)在卷边周期，附加的压力加到弹性封口上;(d)当容器从承压块上返回时，施加的力撤掉了。图10还示出了在封口合格的容器容许限制之外施加的力值。点的预定个数位于容许限制之上或之下的容器必然被剔除。
图11是本发明的具有分立元件、逻辑电路和稳定器的封口力监视系统的方框图;
图12示出了本发明的封口力监视系统的方框图，示出了在软件程序控制下，由微处理器执行的处理、逻辑和控制功能;
图13是轨道式加帽装置加帽位置的局部平面图，根据本发明，采用了封口力监测装置;
图14是取自图13的14-14线的截面图;
图15是滑块加帽机中凸轮的运动;
图16是类似于图12的方框图，简要示出了轨道式加帽装置的处理系统。
最佳实施方案的描述本发明提供检验用于药物制剂，诸如浆液的容器一盖子组件封口完好性的高速生产线设备、系统和方法。
在这里解释和说明的本发明的装置和系统是关于药物制剂，诸如浆液的容器封闭装置。参考图3，该容器一盖子组件包括瓶子B，塞住瓶口的弹性封口塞S、诸如橡胶塞和铝制金属帽C，金属帽具有上盖Ct和周围的裙边Cs，以使裙边的下边缘能够卷边即辗压成缩口在瓶口下缘，使封口塞S处于受压状态。本发明已经用于其它类型的、采用弹性封口塞的设备。由加帽工序产生的弹性封口塞的压力是决定封闭完好性的主要因素。然而，在这一工序存在很多可变因素，所以，弹性封口塞的压力对每一台封口装置都可能是不同的。为了更好地理解本发明，要简要地考虑加盖过程。封口装置施加一个外部力给封闭帽C，封闭帽压住弹性封口塞。并且，当外金属帽卷边到容器瓶口下边缘时，帽C起到压紧的作用以保持弹性封口塞处于受压状态，由此提供了弹性封口塞与容器B之间的封接。压力作用在弹性封口塞上，如同力学压力弹簧受压时的作用一样。因此，在加帽工序完成后，加帽装置施加到封闭帽上的全部外力基本上都保留在弹性封口塞上。在弹性封口塞上的剩余静力与弹性封口塞对容器的玻璃表面的可塑性结合，形成封闭盖的封口特点。如果这一剩余静力超过某一程度，那么封口是合格的。在给定的容器封闭装置中对于合格的封口，这一程度可在经验上确定。
与解释和说明的、与本发明的系统和方法有关的、示于图1的普通加帽机一般用数字10表示，这种设备适用于图1a所示的高速装配线系统，用来充填加盖和检验容器一盖子组件P。该系统包括用来推进容器一盖子组件P的传送带12，传送带包括用来充填瓶子B的充填位置14的加帽机入口段，用来定位塞子然后盖子C盖在每个装满的瓶子B上的装配位置16和加帽机出口。传送器12包括传送带12a，以推进容器盖子组件P通过系统，并且是推送进加帽机并由侧导轨12c保持在生产线上。该系统进一步包括旋转转位轮即星轮18，星轮18具有容纳容器一盖子组件的圆周式、有间隔的槽，星轮根据加帽机的工作而定时周期性地旋转并在预定的时间间隔内停止，允许在加帽位置封闭每一个容器一盖子组件。出口段包括下面要更详细叙述的装置，该装置改变封口后不合格的容器一盖子组件的方向，使其到剔除位置19并输送合格的封口组件进一步进行包装处理。
如图1、4、5和7所示的加帽机一般称之为PW525韦斯特加帽机(WESTCAPPER)，曾在韦斯特公司通报672号中展示过。它包括主框架20，用来按定时顺序将容器一盖子组件传送到加盖位置的旋转分度和定位端。加盖位置包括机械往复运动的瓶子架即托板24，与具有空腔27的承压块成一条直线，以示于图2和图3的方法将封闭盖C压上，然后具有成型圆板即滚轮28a的旋转卷边头将封闭盖的裙边下缘卷边，如图3和图8所示。现在简要地考虑加盖操作，当分度和定位星轮18将在瓶架24上的容器一盖子组件定位于加帽位置时，瓶架24相对于承压块26向上移动预定的距离，使得外部施加的力Fe作用于容器一盖子组件上，压在弹性封口塞。然后，旋转卷边头28的滚轮28a顶住裙边Cs的下端，封住封闭帽C。封闭帽C作为压紧装置保持弹性封口塞处于受压状态，由此而提供了弹性封口塞与容器出口之间的封闭。对于给定的容器一盖子组件，可能要调整加盖设备以提供一定的瓶架位移和卷边头适当的作用，以得到良好的封口。但是，已经发现，大批生产工艺包装的某些容器封口是不合格的。并且，已经观察到封口主要受加盖设备的控制。例如，对于给定的封闭帽、弹性封口塞和容器组件，加盖设备中升高瓶子的装置最初调整到施加预定的力Fe作用在弹性封口塞上，使其得到一定的压力产生合适的封口。如果加盖机的初调是不正确的，那么产生的封口是不合格的。例如，如果瓶子升高装置的预负荷力太小，弹性封口塞没有足够受压，如果预负荷力太大，则存在金属封口变型，弹性封口塞上表面折皱或玻璃破碎的危险性。既使加盖设备的初调是正确的，也需要操作者不断地调整，如果忽略了这些变化，可能出现不合格的封口。
本发明提供的方法、设备和系统在封闭帽卷边过程中首先施加合格的力给弹性封口塞，然后测量施加的力，其次再将所施加的力与可以得到合格封口的、已知预定的力比较，然后再剔除封口不合格的容器。上述所有这些功能是在生产过程中进行的，除了封口力施加装置和剔除装置以外，所有功能都由电子线路完成，无需运动部件和手动操作。因此，提供了高度可靠性和检测容器缺陷判定容器封口的装置。缺陷诸如遗漏了塞子，遗漏了封闭盖，玻璃破损和容器需要过高或过低的加帽力。然后，该系统由剔除机构处理这些有缺陷的组件。
为此，封口力监视系统(SFM)包括力敏装置，在本发明中为压电晶体22和电子系统。电子系统在力施加到容器封闭帽时瞬时测量的加盖和封口力并将该力与预定的标准力一时间曲线比较。电子系统还包括供操作者直观检验的显示和读出装置。
这一系统采用直接装配在承压块旋转轴25上的力传感器22(压电晶体)，传感器22连接加帽和封口机内部的承压块26。传感器22的具体安装方法示于图7。如该图所示，垂直延长的旋转轴25的上端由压紧垫42和锁紧螺母43安装到支撑托架41上。传感器22压紧在支撑托架41和垫42之间。承压块旋转轴是可调整的并被锁紧螺母43定位。垂直力分量沿旋转轴25中心线Ls传递，传感器22将感受到的电压变化加到电子逻辑线路上。在弹性封口塞受压和封闭帽卷边到容器上这段时间里，传感器产生正比于施加在承压块上力的模拟电信号。这些信号快速抽样并在近于真实时间内转换成数字值。因此，得到了受压和卷边周期内力-时间曲线的精确表示(图10)。然后，电子系统将实际的力值与标准力值在压紧和卷边操作过程中不连续的时间内进行比较。
有两种方法可得到参考的力-时间曲线，取决于采用分立逻辑电路还是采用微处理器的SMF。如果使用采用分立逻辑电路的SMF，用下述方法可得到力-时间曲线。手动测量弹性塞，封闭帽和容器，直到获得相应于“规范中心”值的范围。这一装配好的容器由具有预设值的加盖机封口和卷边，使得封口过程将产生理想的封闭容器。如果需要的话，可由简单地调整瓶架弹簧力Fe、滚轮28a和/或承压块旋转轴25的位置来调整封口设备所施加的力。重复这一过程，直到得到理想的或规范中心的封口容器为止。于是，理想的封口容器的力值保留在储存器中并用来作为生产检验的标准即参考值。
如果SFM采用微处理器，用下述方法得到参比力-时间曲线。测量弹性塞、封闭帽和容器，得到任意个数的具有相应于“在规范内”的值的范围。然后，这些装好的容器封口和卷边。因此，得到全部合格的封口和卷边容器的力值由微处理器取平均值，得到的一组力值保存在储存器中。
所以，在两种SFM系统的电子储存器中保留了理想力值的标准数字表示和作为时间函数的容差带，这些用来作为与下面的封口力值相比较。于是，系统能排出封口不合格的容器，这些不合格的容器表现出力的测量值超出了允许的限制。SFM系统可为任何类型的容器、任何形状和封口力条件而建立，仅需消除先前储存的参考值而引进按前述方法建立的新值即可。
考虑本发明的装置和系统，加盖和封口机10是改进的标准设备，包括作为力传感器的压电晶体22，安装方法使得承压块26经由旋转轴25直接接触上。待封口和待检查封口完好性的容器-盖子组件经由如图1a所示的传送带系统12和分度及定位星轮1B，精确定位在承压块26下。
如前所述，为了产生弹性封口塞对容器的合适压力，校正和调整机器。同样，测量在弹性封口塞上施加压力的电子学元件也已经校正和调整过，并且，压力的标称值已经储存在电子储存器中。
另外，如前所述，获得力测量值并将这些测量值与预定标准值相比较的整个过程发生在封口机施加正确的压力和封闭帽卷边到容器上所需的时间间隔内。典型地，该时间短于10毫秒。
为了有助于理解SFM系统，现在将叙述具有图11所示的功能方框图和如图10所示的施加的力与时间之关系的图形表示的本发明方案。为进一步有助于理解，从系统中取出单个力的抽样。
首先看图10的封口力-时间曲线，标记有50的那段曲线表示升高容器并装进承压块空腔27的过程，承压块空腔安装在旋转轴25的下端。这一最初施加的力主要是用来在容器的瓶口上封上弹性封口塞。第二个压力周期52表示施加到弹性封口塞上另外的力，该力使金属帽卷边到容器口的下缘。保留在弹性封口塞上的压力影响封口完好性。标有54的那段曲线表示金属帽的卷边部份成型并平滑过程。在成型机和平滑过程中保留压力。然后，滚轮28a抽出，封好的容器组件P从承压块26中释放出来，接着减弱施加的力，如标有56的那段曲线表示。
现在更具体地考虑SFM系统，并且为了方便起见，要特别参考方框图11，该图示出的主要功能包括检测封闭后的容器合格与否的电子线路系统。输入缓冲器，阈控测器和A-D转换器83探测信号电平、控制着信号的抽样，并将模拟电压信号转变成数字信号。全部功能的定时和控制由主时钟和控制逻辑电路82提供。储存器即储存电路85，储存根据理想的封闭容器所采用的标准即“规范中心”的力值。在适当的时间，得到实际的力值，这些标准力值与实际力值在比较器87中比较，用运算功能86和86a得到高值和低值。所以，比较器87的输出是称为“超出限制”的力值信号。
超出限制计数器记算超出限制信号的个数，并且，当88a建立的预定的容许超出极限力值的个数达到时，产生三个否定信号输出。由超出限制计数器88产生的一个输出信号触发超出限制显示器和报警功能90。另一个信号发送到否定输出缓冲器93，第三个信号送到合格与不合格计数器91。否定输出缓冲器93储存否定信号，然后再产生两个输出信号。当容易连续不断地被剔除时，产生一个输出信号。连续剔除的容器个数能够由容器延迟开关93a调整所需个数而改变。这一输出信号能够用来控制功能的改变，诸如停止操作。另一个输出信号由延迟剔除机构的操作来控制剔除机构，直到不合格的容器达到剔除出口为止。
传送到合格不合格计数器91的信号指出“合格的”容器或“不合格即要剔除”的容器。合格与不合格计数器控制数字显示器92，其连续地修正“单个合格计数”和“单个剔除计数”显示。
同时，标准的力-时间曲线和正在封口的容器的实际力值通过功能84，84a和84b显示在数字读出器上。
如图11所示的电子系统，由规范中心值封口的容器初始置值。以模拟信号形式输出的传感器22将信号传输到缓冲器83，在其中该信号转变为8位数字语言。缓冲器83是人们所熟知的、典型的A/D转换器。数字化的信号现在储存在储存器85中，并用来作为参比对照，与后来的全部力信号进行比较。储存器的功能是由一千个储存道组成，并以非易失RAM(随机存取储存器)运行，RAM是固定的储存器，并不受软件改变的作用，如前述的这一功能由软件控制下的微处理器完成。在逻辑电路支持的SMF中，8位力信号存储在两个1k×4位R·A·M中，诸如得克萨斯仪器公司2114(Te×as Instrument 2114)。储存的信号表示沿模拟力曲线(图10)的若干点，上述点的选择由进入缓冲器83的周期检验信号确定。参考力测量值的容差值由开关86a置入电路系统。
现在将我们的注意力放在对接过程上，对单个测量过程描述如下在封口/卷边周期中，力传感器22的输出连续地变化，电荷被适当偏置和由现行工作中人们所熟悉的电路放大(未绘出)。在给定的时间下，由主脉冲发生时钟82控制，在传感器22来的信号中抽样、缓冲然后将模拟电平转换成8位数字语言。虽然对于这种应用来说数字信号的精度是足够的，但根据所要求的精度，可采用大于或小于8位的数字。
当开关83b处于工作位置时，如图11所示，位流被输送到和与差功能块86，这里数字化的力值被加上或减去预设容差值，产生上限力值和下限力值。功能86主要由得克萨斯仪器公司LS83构成，它根据由计时和控制功能82来的时钟信号相加或相减。被开关86A插入的容差值输出到功能块86，也响应来自功能块82的时钟脉冲。而后，这些上限和下限力值倍增并传输到比较器功能块87。
此后，高/低信号被得克萨斯仪器LS157四元工线到1线数据分离器/多路转换器多路化。
与前述过程同步，含有标准正常力值的储存器85被功能块82发出的脉冲寻址，并且，相应于前述力抽样瞬时时间的力值从储存器中释放出来，然后传输到比较器87。
比较器在位与基线上将标准标称力值与上限和下限力值比较。比较器87包括两个得克萨斯仪器LS85 4位量比较器，排列成比较两个8位信号。比较器87的输出将指示大小、小于或等于其它信号的一个信号。如果力值位于标准标称力值以外，超出限制计数器功能被触发。功能块38主要包括两个同步4位高/低计数器，诸如TILS193。超出限制点的个数被储存在缓冲功能93中，在这里，它们被计数、储存并与由设定开关功能88a建立在系统内的允许的超出限制力点比较。同时，超出限制的力值由超出限制显示功能器件90以数字化形式显示。当超出限制点的个数超过允许数时，剔除信号被传送到示于图1a的容器剔除机构60，该装置自动地从传送带上剔出不合格的容器到剔除位置17。
与上述功能同时进行，8位流输出到峰检验器和转换功能块84，数字位流显示在数字显示器84b上。这一显示器对操作者是直观的辅助装置。
同时，数字位流输送到接受/剔除检验功能块91，它检测、计数和储存封口合格容器的总数和封口不合格容器总数。这些值显示在数字读出器92上，作为操作者检验系统工作状态的直观辅助手段。
前述的SFM电子线路处理系统包括用来在生产线上检验封口的容器合格与不合格的分立硬件元件。这些功能也可以在软件的控制下由计算机执行和实现。如图12所示，功能块85，86，86a，87，88，88a，91和93a由微处理计实现。例如，微处理机可采用加利福尼亚的2900处理器系列的森尼维尔高级微器件(AMD)。这样装备的系统由平均任意个容许的力-时间值而初始化，如前所解释的。
如前所述，在封口/卷边周期中，力传感器22的输出连续地变化，电荷被适当地偏置并由现行工作中人们所熟悉的电路(来绘出)放大。在给定时间下，由主脉冲发生时钟82控制，从传感器22来的信号被抽样、缓冲并由模拟电平转变成8位数字语言。
当开关83b处于工作状态时，如图12所示，位流输送到微处理器，在这里数字化的力值被运算产生上限和下限力值。由开关86A手动插入的前述容差值储存在计算机储存器中，这些上限和下限力值在适当的时间与储存在微处理器的储存器中的标准力值比较。
与前述过程同时，包括有标准正常力值的微处理器储存器被功能块82发出的脉冲寻址，并且，相应于前述力抽样瞬时时间的力值从储存器中释放出来，并与容器封口的实际力值比较。
微处理器在位对位基线上将标准标称力值与上限和下限力值比较。
比较器87的输出将示大小于或等于其它信号的一个信号。如果力值在标准标称力值的外边，超出限制计数器功能88被触发。超出限制的个数暂时被缓冲，在这里它们被计数、并于建立在微处理器储存器中的超出限制显示功能90数字化显示。当超出限制点的个数超过容许数时，剔除信号传送给示于图1a的容器剔除机构60，该机构自动地从传送线上排除不合格的容器到剔除位置17。
与上述过程同时，微处理器调整显示在数字显示器84b上的信号。这一显示器对操作者来说是直观的辅助装置。
同时，微处理器验测、计数和储、存封口合格的容器总数和封口不合格的容器总数。这些值显示在数字读出器92上，作为操作者确定系统状态的辅助手段。
尽管已经叙述的系统采用了特殊类型的加帽机，但可以理解，该原理可用于其它类型的装置。例如，用于韦斯特公司通报674号曾展示过的RW-500型韦斯特加帽机(WESTAPPER)，这是一种轨道型加帽设备，可以做适当地改进，在沿轨道的选择位置上加入力传感器。
轨道型加盖机示意性地示于图13-15。如图13所示，待封口的容器-盖子组件由传送带系统和星轮98传送到用数字100表示的加盖设备，在其中容器循着环形加帽路径Pc，并且在通过这一路径时，容器-盖子组件相对于固定的翻边轨道102绕自己的轴线旋转。在容器-盖子组件P沿着环形加帽路径传送时，施加上外部压力并连续保持着，此时封闭帽的裙边Cs下边缘卷边。另一个星形轮103再将封好的组件送到传送带系统。特别需要指出的该装置包括安装在旋转轴106上的安装台104，中心对准环形加帽路径Pc。在本例中，按环形布置的弹簧加载于推杆安装平板112上环形间隔位置上的推杆承压块总成110上。每个推杆压力轴块110包括可旋转的承压块111，并与瓶托108成一条直线，一般地瓶托在弹簧作用下向上偏置，使得与每个推杆承压块110连接的凸轮从动件116保持与具有轮廓外型120的弓型凸轮环118接触，以选择性地改变加帽周期内施加到封闭帽上的外力Fe。如所解释的，安装的凸边叶板102，在瓶子通过加帽环形路径时，瓶子处于旋转状态，每个封口帽C的裙边Cs的下缘嵌入凸缘轨道102，使裙边向瓶口下缘内卷边。瓶子嵌入用弹性材料，诸如橡胶制成的固定的摩擦轨道，咬合瓶子的一侧，由于足够的摩擦力使瓶子托板安装台104和推杆板112旋转移动环形途径上的组件，瓶子B沿着瓶托108和承压块111围绕其中心轴旋转。锥型旋转压力块111可代换以适应不同尺寸的容器盖子组件P。
一组力传感器128安装在凸轮环118上，以感应和发送在加帽周期中施加在容器-盖子组件上的力，并且与前述的同样方式送出信号。
如前面所指出的，外部压力Fe通过推杆承压块旋转轴加到弹性封口塞上。旋转轴具有凸轮从动件即固定在推杆体上的滚轮。滚轮沿轨道凸轮较低的表面滚动。轨道凸轮固定到加帽机机体上，并设计得以便当滚轮沿着轨道凸轮轮廓滚动时，加到弹簧封口塞上的压力重复了图10所示的力-时间曲线。沿着轨道凸轮不同位置安放的一组传感器128得到了施加力的测量值。在任意时间内，加帽机的工作方式为带有容器的多个推杆压力头能够在压力-卷边周期内的不同阶段与每一个容器嵌入轨道凸轮。该方案的特点是提供了附在安装台104的中心旋转轴106上的编码器(130)，用来定位每个推杆和容器的角度位置。由于有了来自旋转轴编码器130的数据，现在，微处理器可以将施加力的数据与适当的容器匹配。
当每个容器穿过轨道凸轮时，传感器按前述的相同方式产生信号，并且被混合产生一组施加力-时间值，随后与一组标准参比力-时间值比较。然后，根据超出限制的力值数，接收或剔除容器。得到力值，运算这些力值，产生上限和下限，将这些值与标准比值比较然后剔除不合格的容器，这一完整的过程很容易地由软件控制下的微处理机支持的系统来完成(见图16)，也可以采用建立在逻辑电路之上的系统，如前所述。
由于本发明的特殊方案已经在这里解释和叙述了，但没有意图去限制本发明，在下述的权项范围内，可以改变和修改本发明。
权利要求
1.检验具有弹性封口塞的容器一盖子组件封闭完好性的装置包括施加力的装置以定位和保证上述盖子盖到上述容器上；将上述施加的力转变为信号的装置和包括上述信号与已知的代表封口合格容器参比信号比较的装置。
2.在权项1的装置中，上述定位并保证上述盖子盖到容器上的装置包括传送容器到第一位置的装置;可靠地将盖子定位在容器上的装置，使盖子在其下部立即变形成为容器形状的装置，传送容器和锁紧的盖子离开上述第一位置的装置。
3.在权项1的装置中，上述的力转换装置至少包括一个与上述定位和锁紧装置有关的力传感装置。
4.在权项1的装置中，上述比较装置包括用来储存上述第一信号的电子储存电路，具有上述第一和第二信号作为输入的电子比较线路和计时上述输入信号以致信号值在同一点同时比较。
5.权项4的装置进一步包括在上述比较装置工作以前，从上述第二信号上加上或减去预选容差的装置。
6.权项1的装置包括储存来自上述比较装置的每一个非等同信装置，该装置插在上述比较装置和上述剔除装置之间，以使对单个容器的非等同信号的预选数已经被储存以前，上述的剔除装置不受触发。
7.权利1的装置进一步包括显示上述第一和第二个信号的装置。
8.检验包括弹性封口塞的容器盖子组件完好性的方法由下述步骤组成储存用来表示定位和保证至少一个上述的弹性封口塞保持成为整体的力;施加力去定位和保证盖子和封口塞盖到容器上;将上述定位时的力转换为第二个电信号;比较上述第一个和上述第二个电信号;当上述信号F等时产生信号;当F等的信号给出时，剔除上述容器和封闭帽;
9.确定封口后的容器一盖子组件完好性的系统包括将弹性封口塞定位和盖到上述容器的施加力的装置，将上述施加的力转换为电信号的装置，和将上述电信号与获得合格封口容器已知参比信号相比较的装置。
10.在权项9的系统中，上述信号为电信号。
11.在权项9的系统中，上述比较装置包括微处理机。
专利摘要
本发明为确定封口后的容器完好性的方法、装置和系统。容器包括放置在类似杯状的封闭帽里的弹性封口塞，封闭帽具有上顶和裙边，其作用是将弹性封口塞整个压在容器的出口上。在封闭容器的过程中，压力由封口装置施加到封闭帽上，由于封闭帽的裙边卷到容器出口下缘，使弹性封口塞保持在受压状态。在封闭操作中施加到封闭外壳上的大部分力保留在封闭组件的弹性封口塞上，并且，这种力是作用在容器出口周围表面上的剩余静力，它产生合适的封口。
文档编号B67B1/00GK85102719SQ85102719
公开日1986年10月15日 申请日期1985年4月15日
发明者康纳, 霍尔斯特德, 雷文 申请人:韦斯特公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan