Патент на изобретение №2253105

(54) СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГОРЯЧИХ СТЕКЛЯННЫХ СОСУДОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к измерительной технике. В изобретении чувствительные элементы, обнаруживающие лучистую энергию, расположены таким образом, чтобы иметь в поле своего зрения только что изготовленные стеклянные сосуды, перемещаемые при помощи пары расположенных бок о бок друг с другом конвейеров, с целью выявления при этом каких-либо сосудов, которые имеют те или иные отклонения от требуемой их ориентации. Каждый такой чувствительный элемент включает в свой состав резко сфокусированный узел оптического волокна с линзой в сборе, который сфокусирован таким образом, чтобы воспринимать лучистую энергию с обеспечением при этом направленности своего действия в пределах не более 1° по углу при его вершине. В устройстве предусматривается применение отражательной перегородки, которая располагается между конвейерами и на одной прямой с направленными навстречу друг другу чувствительными элементами, чтобы оградить эти чувствительные элементы от воздействия на них лучистой энергии, испускаемой теми сосудами, которые находятся на конвейере, дальнем по отношению к каждому из чувствительных элементов этой пары. Технический результат – упрощение измерений. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для контроля горячих, только что изготовленных стеклянных сосудов во время движения их последовательно одного за другим на рабочую позицию для выполнения соответствующей операции технологической или какой-нибудь иной обработки.

Уровень техники

Согласно изложенному, например, в описании изобретения к патенту США №3968368 /Сейджер/, который был переуступлен правопредшественнику патентовладельца настоящего изобретения, и содержание которого включается в настоящее описание изобретение посредством ссылки на него, важное значение имеет контроль только что изготовленных стеклянных сосудов, пока они все еще продолжают обладать скрытой теплотой, полученной ими в процессе их изготовления, осуществляемый с целью выбраковки сосудов, не отвечающих техническим условиям по любому из нескольких признаков, к примеру, таких, как слипание двух бутылок вместе друг с другом, либо нештатное положение, занимаемое ими на конвейере, транспортирующем эти сосуды, например, они могут быть “опрокинуты” набок. В вышеупомянутом описании изобретения к патенту США №3968368 предлагается осуществлять такой контроль посредством восприятия лучистой теплоты, испускаемый бутылками при прохождении их последовательно одна за другой мимо детекторов, чувствительных к излучению. Однако детекторы, применяющиеся в устройстве, рассмотренном в описании изобретения к патенту США №3968368, не обеспечивали достаточно точной фокусировки испускаемого излучения и требовали проведения слишком большого объема регулировочных работ, занимающих много времени, и только после этого обеспечивалась реальная возможность использования их на регулярной основе в условиях массового производства стеклянных сосудов на выпускающем их заводе.

Проблема выявления стеклянных сосудов, занимающих нештатное положение в череде следующих один за другим только что изготовленных таких сосудов, рассматривается также и в описании изобретения к патенту США №4494656 /Шей и др./, в котором предлагается использовать лучистую энергию, направляемую на сосуды, например лазером, с целью обнаружения присутствия или отсутствия такой лучистой энергии в сопоставлении с тем, должна ли она присутствовать или отсутствовать, если сосуды занимают правильное положение, в результате чего и выявляются все те сосуды, которые находятся в нештатном положении. Однако оборудование, которое нужно будет установить при реализации идей, изложенных в описании изобретения к патенту №4494656, стоит дорого, и его нельзя будет достаточно легко приспособить для контроля сосудов, перемещаемых спаренными конвейерами, расположенными бок о бок друг с другом, от одиночной формующей машины – именно эта схема их перемещения характерна для современных высокопроизводительных стеклоформующих машин – потому что при этом необходимо будет разместить лазерные излучающие устройства таким образом, чтобы они были обращены внутрь, т.е. навстречу одно другому, что может привести к наложению друг на друга сигналов, воспринимаемых противоположно направленными лазерам.

Сущность изобретения

Вышеуказанные и другие проблемы, связанные с контролем только что изготовленных стеклянных сосудов, решаются при применении способа и устройства в соответствии с настоящим изобретением, при реализации которого лучистая энергия, испускаемая сосудами, потому что они все еще продолжают обладать скрытой теплотой, полученной ими в процессе их изготовления, воспринимается оптическим сфокусированным чувствительным элементом во время движения их последовательно один за другим мимо такого чувствительного элемента или же мимо некого множества аналогичных чувствительных элементов, которые осуществляют контроль сосудов с целью выявления нарушений технических условий или же нештатных положений, занимаемых сосудами. Устройство, предлагаемое согласно настоящему изобретению, легко может быть приспособлено к условиям, характерным для системы спаренных конвейеров, потому что эти чувствительные элементы располагаются вне конвейеров с внешней их стороны и направлены внутрь, благодаря чему требуется всего лишь установить отражательную перегородку или экран для защиты от излучения между конвейерами, чтобы соответствующий чувствительный элемент перестал воспринимать сигналы, указывающие на состояние сосуда, находящегося на дальнем от этого чувствительного элемента конвейере, продолжая при этом воспринимать сигналы, поступающие от сосудов, находящихся на ближнем к нему конвейере.

Соответственно, целью настоящего изобретения является создание более совершенных способа и устройства для контроля горячих, только что изготовленных стеклянных сосудов во время движения их последовательно одного за другим по направлению к рабочей позиции для выполнения соответствующей технологической операции, осуществляемого с целью выявления нештатных положений, занимаемых сосудами, или же каких-либо нарушений технических условий. Более конкретно целью настоящего изобретения является создание способа и устройства, соответствующих приведенному здесь выше краткому их описанию, и которые легко могут быть приспособлены к условиям, характерным при перемещении сосудов с применением системы спаренных конвейеров, расположенных бок о бок друг с другом.

Для более полного понимания существа настоящего изобретения и его целей предлагаются вниманию приведенные здесь ниже чертежи, сопровождающиеся кратким их описанием, а также подробное описание предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения с прилагаемой в конце формулой изобретения.

Перечень фигур чертежей

Фиг.1 представляет собой вид в плане на установку со спаренными конвейерами, предназначенную для перемещения только что изготовленных стеклянных сосудов от входа на конвейер до выхода с конвейера, причем в состав этой установки включены воспринимающие излучение чувствительные элементы, выполненные в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения и предназначенные для восприятия теплового излучения от сосудов.

Фиг.2 представляет собой изображенный в увеличенном масштабе частичный вид в вертикальном разрезе на один из чувствительных элементов установки, показанной на фиг.1.

Фиг.3 представляет собой схематический вид системы управления, предназначенной для управления одним из чувствительных элементов, показанных на фиг.1 и 2.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

На фиг.1 показана конвейерная система в сборе, обозначенная в целом позицией 10, которая состоит из расположенных бок о бок друг с другом конвейеров 12, 14. Конвейерная система 10 в сборе применяется для перемещения последовательно одного за другим некого множества только что изготовленных стеклянных сосудов от входного своего конца 16, который расположен таким образом, чтобы принимать эти сосуды от формующей такие стеклянные сосуды соответствующей машины индивидуально-секционного /и.-с./ типа, которая на прилагаемых чертежах не показана, до выходного своего конца 18, который расположен таким образом, чтобы выгружать эти сосуды на поперечный конвейер, который на прилагаемых чертежах также не показан и который обеспечивает доставку этих сосудов к загрузочному устройству печи для отжига стекла, которое и обеспечивает их подачу в печь для отжига стекла. Эта система в общих чертах показана и описывается в варианте осуществления ее в виде конвейерной установки в сборе, имеющей лишь один конвейер, в опубликованной заявке на европейский патент ЕР №0949211 А2, которая соответствует одновременно рассматриваемой заявке на патент США под порядковым №09/055.512, переуступленной владельцу заявки на настоящее изобретение, и содержание которой включается в описание нестоящего изобретения посредством ссылки на него.

По мере того, как указанные сосуды перемещаются вдоль конвейеров 12, 14 к выходному концу 18 конвейерной системы 10 в сборе, они проходят мимо одной или более пар расположенных один напротив другого и направленных внутрь чувствительных элементов 20, 22. Эти чувствительные элементы 20, 22 расположены таким образом, чтобы обнаруживать тепловое излучение, испускаемое указанными, сосудами, которое будет довольно значительным благодаря наличию у сосудов остаточного количества скрытой теплоты, полученной ими в процессе недавно закончившегося изготовления их в и.-с. машине.

Как показано на фиг.2, чувствительный элемент 22, подобно всем другим таким же чувствительным элементам, включает в свой состав оптическое волокно с линзой в сборе 24, которые позволяют ему воспринимать резко сфокусированную тепловую лучистую энергию от сосуда С, показанного на чертеже частично штрихпунктирной линией, и который проходит мимо чувствительного элемента 22, перемещаясь по конвейеру 14. Как показано на фиг.3, сигнал, указывающий на присутствие или отсутствие отслеживаемой лучистой энергии, передается в блок 26 первичного измерительного преобразователя с устройством управления, который служит для приведения в действие соленоида 28 отводящего устройства, которое на чертеже не показано, с подачей при этом соответствующего сигнала через клеммную коробку 30 в том случае, когда характер воспринимаемой лучистой энергии и интервал времени ее восприятия чувствительным элементом 22 не соответствуют тому ее характеру и интервалу времени, которые следует ожидать в том случае, когда сосуд С находится в желаемом положении и имеет заданную ориентацию. Например, чувствительный элемент 22 будет распознавать, когда сосуд С находится в положении “лежа”, либо когда наблюдается скученное состояние некого множества таких сосудов, и если имеет место один из таких случаев, то тогда этот сосуд С вместе со всеми другими расположенными с нарушением нормы сосудами С будут удалены с конвейера до того, как такие сосуды С дойдут да выходного конца 18 конвейерной системы 10 в сборе. Блок 26 первичного измерительного преобразователя с устройством управления имеет связь с пунктом визуального отображения информации 34. Параметры конфигурации и другие данные передаются в обоих направлениях между пунктом визуального отображения информации 34 и блоком 26 первичного измерительного преобразователя с устройством управления.

Требования, предъявляемые к узлу оптического волокна с линзой в сборе 24, входящему в состав чувствительного элемента 22, удовлетворяются в приемлемой степени при применении чувствительного элемента с детектором излучения инфракрасного конца невидимой части спектра, которые в сочетании друг с другом образуют прибор такого типа, который можно приобрести у фирмы “Микрон Инструмент Ко., Инк.”, г.Окленд, шт.Нью-Джерси, США, под кодовым фирменным обозначением 17528-CD, который в готовом собранном виде включает в себя детекторный узел под кодовым фирменным обозначением 17516-1 и узел оптического волокна с линзой и устройством для продувки воздухом под кодовым фирменным обозначением 17517-1 и предназначается для передачи воспринимаемого аналогового сигнала в блок 26 первичного измерительного преобразователя с устройством управления. Такой чувствительный элемент в собранном виде способен обнаруживать наличие энергии с обеспечением при этом конуса направленности своего действия в пределах не более 1° по углу при его вершине. Как следует из показанного на фиг.1, узел оптического волокна с линзой в сборе 24 чувствительного элемента 22 расположен таким образом, чтобы иметь в поле своего зрения ту часть сосуда С, которая лишь слегка возвышается над конвейером 14, благодаря чем он направлен будет на скругленную нижнюю опорную часть сосуда С. При таком расположении чувствительного элемента характер лучистой энергии, обнаруживаемой при помощи узла 24, будет совершенно другим, например, в том случае, когда сосуд С находится в положении лежа, чем в том случае, когда сосуд С, занимает, как и надлежит ему, вертикальное положение.

В конвейерной системе со спаренными конвейерами, к примеру, в такой, как показана для примера на фиг.1, предпочтительно было бы оградить чувствительные элементы, следящие за движением сосудов только по одному или только по другому из имеющихся двух конвейеров, от воздействия на них лучистой энергии, исходящей от тех сосудов, которые движутся рядом по другому, а не по тому конвейеру, который контролируется этими чувствительными элементами. Для этого устанавливается, например, отражательная перегородка 32, которая в предпочтительном варианте представляет собой выполненную из теплоизоляционного материала или же охлаждаемую изнутри отражательную перегородку и располагается между находящимися на одной прямой и направленными навстречу друг другу чувствительными элементами 20, 22, благодаря чему чувствительный элемент 20 отслеживает состояние только сосудов С, находящихся на конвейере 12, а чувствительный элемент 22 отслеживает состояние только сосудов С, находящихся на конвейере 12, а чувствительный элемент 22 отслеживает состояние только сосудов С, находящихся на конвейере 14.

Принцип действия системы контроля, выполненной в соответствии с настоящим изобретением, предполагает, что желательный сигнал, который предстоит воспринять каждому чувствительному элементу, может изменяться в реальном масштабе времени в функции от быстроты действия формующей машины, благодаря чему отпадает необходимость в проведении повторной калибровки системы каждый раз при изменении быстроты действия этой машины, а также предполагает, что такое изменение сигнала может осуществляться с приращением, достигающим такой ничтожно малой величины, как 1/16 градуса. Помимо этого, предполагается также, основываясь на точности действия данной системы, приспособить ее таким образом, чтобы она автоматически вела учет количества контролируемых ею сосудов.

В приведенном здесь выше описании представлен и рассмотрен наилучший, по замыслу изобретателей, вариант реализации настоящего изобретения, однако тем не менее совершенно очевиден будет тот факт, что специалистами в данной области техники могут быть внесены соответствующие изменения и дополнения, а также предложены некие эквивалентные технические решения, которые не выходят за пределы существа и объема изобретения, причем как существо, так и объем настоящего изобретения ограничиваются исключительно лишь положениями, изложенными в помещенной здесь ниже формуле изобретения, а также предложены некие эквивалентные технические решения, которые не выходят за пределы существа и объема изобретения, причем как существо, так и объем настоящего изобретения ограничиваются исключительно лишь положениями, изложенными в помещенной здесь ниже формуле изобретения, а также в признаваемых юридически ее эквивалентах.

Формула изобретения

1. Устройство (10) для контроля только что изготовленных стеклянных сосудов /С/, содержащее:

– конвейер /12 или 14/, предназначенный для перемещения этих сосудов, проходящих при этом мимо контрольного пункта, а также

– чувствительный элемент /20 или 22/, обнаруживающий лучистую энергию, расположенный на контрольном пункте и предназначенный для восприятия тепловой энергии, испускаемой этими сосудами, причем указанный чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, сфокусирован таким образом, чтобы воспринимать тепловую энергию с обеспечением при этом конуса направленности своего действия в пределах не более 1° по углу при его вершине.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый чувствительный элемент расположен относительно упомянутого конвейера таким образом, чтобы воспринимать тепловую энергию от той части сосуда, находящегося на конвейере, которая слегка возвышается над скругленной нижней опорной частью сосуда, когда этот сосуд занимает, как ему и надлежит, вертикальное положение.

3. Устройство /10/ для контроля только что изготовленных стеклянных сосудов, содержащее:

– первый конвейер /12/, предназначенный для перемещения этих сосудов, проходящих при этом мимо первого контрольного пункта;

– второй конвейер /14/, предназначенный для перемещения этих сосудов, проходящих при этом мимо второго контрольного пункта;

– первый чувствительный элемент /20/, обнаруживающий лучистую энергию, расположенный на первом контрольном пункте и предназначенный для восприятия тепловой энергии, испускаемой этими сосудами, находящимися на первом конвейере, причем указанный первый чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, сфокусирован таким образом, чтобы воспринимать тепловую энергию с обеспечением при этом конуса направленности своего действия в пределах не более 1° по углу при его вершине;

– второй чувствительный элемент /22/, обнаруживающий лучистую энергию, расположенный на втором контрольном пункте и предназначенный для восприятия тепловой энергии, испускаемой этими сосудами, находящимися на втором конвейере, причем указанный второй чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, сфокусирован таким образом, чтобы воспринимать тепловую энергию с обеспечением при этом конуса направленности своего действия в пределах не более 1° по углу при его вершине;

при этом упомянутые первый и второй чувствительные элементы, обнаруживающие лучистую энергию, расположены противоположно один относительно другого и находятся с внешней стороны относительно как упомянутого первого конвейера, так и упомянутого второго конвейера; а также

– отражательную перегородку /32/, расположенную между упомянутым первым конвейером и упомянутым вторым конвейером и отгораживающую друг от друга находящиеся на одной прямой упомянутый первый чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, и упомянутый второй чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, с целью предотвращения восприятия упомянутым первым чувствительным элементом, обнаруживающим лучистую энергию, той лучистой энергии, которая исходит от сосудов, находящихся на упомянутом втором конвейере, а также с целью предотвращения восприятия упомянутым вторым чувствительным элементом, обнаруживающим лучистую энергию, той лучистой энергии, которая исходит от сосудов, находящихся на упомянутом первом конвейере.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что упомянутый первый чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, расположен относительно упомянутого первого конвейера таким образом, чтобы воспринимать тепловую энергию от той части сосуда, находящегося на первом конвейере, которая слегка возвышается над скругленной нижней опорной частью сосуда, находящегося на первом конвейере, когда этот сосуд, находящийся на первом конвейере, занимает, как ему и надлежит, вертикальное положение, и что упомянутый второй чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, расположен относительно упомянутого второго конвейера таким образом, чтобы воспринимать тепловую энергию от той части сосуда, находящегося на втором конвейере, которая слегка возвышается над скругленной нижней опорной частью сосуда, находящегося на втором конвейере, когда этот сосуд, находящийся на втором конвейере, занимает, как ему и надлежит, вертикальное положение.

5. Способ обнаружения занимающего неправильно ориентированное положение сосуда /С/ в партии только что изготовленных стеклянных сосудов, предусматривающий:

– перемещение указанной партии этих сосудов, проходящих при этом мимо контрольного пункта;

– обеспечение наличия чувствительного элемента /20 или 22/, обнаруживающего лучистую энергию, на контрольном пункте, причем указанный чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, сфокусирован таким образом, чтобы воспринимать тепловую энергию, содержащуюся в этих сосудах, с обеспечением при этом конуса направленности своего действия в пределах не более 1° по углу при его вершине;

– восприятие чувствительным элементом, обнаруживающим лучистую энергию, той лучистой энергии, которая исходит от каждого сосуда в указанной партии этих сосудов, перемещающихся с прохождением их при этом мимо контрольного пункта; а также

– приведение в действие соленоида /28/ для того, чтобы выбраковать сосуд, когда обнаруживается, что исходящая от него лучистая энергия не соответствует той лучистой энергии, которая была бы воспринята от имеющего ориентацию сосуда.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что указанный чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, воспринимает лучистую энергию от той части каждого сосуда, которая слегка возвышается над скругленной нижней опорной частью сосуда, когда этот сосуд имеет, как ему и надлежит, вертикальную ориентацию.

7. Способ обнаружения занимающего неправильно ориентированное положение сосуда /С/ в партии только что изготовленных стеклянных сосудов, предусматривающий:

– перемещение первой части указанной партии этих сосудов, проходящих при этом мимо первого контрольного пункта;

– перемещение второй части указанной партии этих сосудов, проходящих при этом мимо второго контрольного пункта;

– обеспечение наличия первого чувствительного элемента /20/, обнаруживающего лучистую энергию, на первом контрольном пункте, причем указанный первый чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, сфокусирован таким образом, чтобы воспринимать тепловую энергию с обеспечением при этом конуса направленности своего действия в пределах не более 1° по углу при его вершине;

– обеспечение наличия второго чувствительного элемента /22/, обнаруживающего лучистую энергию, на втором контрольном пункте, причем указанный второй чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, сфокусирован таким образом, чтобы воспринимать тепловую энергию с обеспечением при этом конуса направленности своего действия в пределах на более 1° по углу при его вершине;

– восприятие первым чувствительным элементом, обнаруживающим лучистую энергию, той лучистой энергии, которая исходит от каждого сосуда в первой части указанной партии этих сосудов, перемещающегося с прохождением его при этом мимо первого контрольного пункта;

– восприятие вторым чувствительным элементом, обнаруживающим лучистую энергию, той лучистой энергии, которая исходит от каждого сосуда во второй части указанной партии этих сосудов, перемещающегося с прохождением его при этом мимо второго контрольного пункта; а также

– приведение в действие соленоида /28/, имеющего связь с первым чувствительным элементом, обнаруживающим лучистую энергию, для того чтобы выбраковать сосуд, находящийся на первом конвейере, когда обнаруживается, что исходящая от него лучистая энергия не соответствует той лучистой энергии, которая была бы воспринята от имеющего надлежащую ориентацию сосуда, находящегося на первом конвейере.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что дополнительно предусматривает ограждение второй части указанной партии сосудов, перемещающихся с прохождением их при этом мимо второго контрольного пункта, с целью предотвращения передачи лучистой энергии от них на первый чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, а также с целью предотвращения передачи лучистой энергии от сосудов, составляющих первую часть указанной партии сосудов и перемещающихся с прохождением их при этом мимо первого контрольного пункта, на второй чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию и находящийся на втором контрольном пункте.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что упомянутый первый чувствительный элемент, обнаруживающий лучистую энергию, воспринимает лучистую энергию от сосуда, входящего в первую часть указанной партии сосудов, от той части этого сосуда, которая слегка возвышается над скругленной нижней опорной частью этого сосуда, входящего в первую часть указанной партии сосудов, когда этот сосуд занимает, как ему и надлежит, вертикальное положение, а второй чувствительный элемент расположен таким образом, чтобы воспринимать тепловую энергию от той части сосуда, входящего во вторую часть указанной партии сосудов, которая слегка возвышается над скругленной нижней опорной частью этого сосуда, входящего во вторую часть указанной партии сосудов, когда этот сосуд, входящий во вторую часть указанной партии сосудов, имеет, как ему и надлежит, вертикальную ориентацию.

РИСУНКИ