一種扭開性能測試裝置及其測試方法
【專利摘要】本發(fā)明一種扭開性能測試裝置及其測試方法，該裝置包括，包括：支架、測試機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、檢測機構(gòu)。本發(fā)明的扭開性能測試裝置體積小巧、設(shè)計精密、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、自動化程度高，可精確量化和測試被測物的扭開性能，極大地消除了現(xiàn)有人為測試方法的不確定因素，準(zhǔn)確性和重復(fù)性良好。本裝置既適用于瓶蓋封裝廠家產(chǎn)品封裝質(zhì)量的快速檢測，又可用于科研機構(gòu)對瓶蓋封裝技術(shù)及其原料的實驗研究，用途廣泛。
【專利說明】一種扭開性能測試裝置及其測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種扭開性能測試裝置及其測試方法，特別是涉及用于對一次性封裝瓶蓋的扭開性能進行測試的裝置及其測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一次性封裝瓶蓋是指經(jīng)封裝后，再扭開時，不能恢復(fù)其原包裝形式的一類瓶、罐類封蓋包裝。在包裝領(lǐng)域中，一次性封裝瓶蓋(以下簡稱瓶蓋)被廣泛用于果汁、碳酸飲料、飲用水、酒類、糖果、藥品、食品等的旋扭封裝，具有封裝效率高、密封性好、防止盜開、成本低、使用范圍廣，以及衛(wèi)生、環(huán)保、可回收等優(yōu)點。一次性封裝瓶蓋可以有塑料瓶蓋、金屬瓶蓋等，主要由螺紋式蓋體和防盜環(huán)(條)組成，二者之間采用一次性整體成型的連接橋連接。瓶蓋扭開后，蓋體與防盜環(huán)(條)全部或部分?jǐn)嚅_，無法恢復(fù)，從而保證包裝的一次性使用。
[0003]在使用過程中，對一次性封裝瓶蓋的要求是扭開容易、一扭即開，也即要求瓶蓋的扭開力矩及扭開角度均較小。瓶蓋包裝的扭力值是否合適對產(chǎn)品的中間運輸及銷售推廣都有很大的影響，而其扭開角度的大小對消費者的使用體驗至關(guān)重要。
[0004]目前，國內(nèi)對于一次性封裝瓶蓋扭開性能的測試和評價，主要依據(jù)國標(biāo)GB/T17876《包裝容器-塑料防盜瓶蓋性能檢測標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行，該標(biāo)準(zhǔn)要求瓶蓋開啟和扭斷的力矩在0.6N.M?2.2N.M之間，瓶蓋旋開泄氣的旋轉(zhuǎn)角度應(yīng)不大于120度。在現(xiàn)有技術(shù)中，如中國專利CN201016823Y和CN2932347Y均提供了一種瓶蓋扭開力矩測試儀，但存在的問題是均未考慮到對瓶蓋扭開時的扭轉(zhuǎn)角度的檢測，且未考慮到瓶蓋扭開時瓶蓋軸向位移對力矩測試結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。而已有市售的瓶蓋扭開力矩測試設(shè)備，雖然能夠測出瓶蓋扭開時的力矩數(shù)值，但普遍結(jié)構(gòu)簡單，精密度及自動化程度較低，因此對于瓶蓋封裝廠家產(chǎn)品封裝質(zhì)量的即時監(jiān)測，以及科研機構(gòu)或檢測機構(gòu)的批量質(zhì)檢等，均帶來較大工作量，效率較低。此外，很重要的一點是瓶蓋的扭開角度同樣是該類瓶蓋扭開性能的主要評價標(biāo)準(zhǔn)之一，但現(xiàn)有設(shè)備均不具備這一功能。
[0005]綜上所述，目前對于一次性封裝瓶蓋扭開性能的評價，急需要一種具有較高準(zhǔn)確性和良好重復(fù)性、操作簡便、自動化程度高，且對瓶蓋扭開力矩和扭開角度均可進行定量測試的功能齊全的瓶蓋扭開性能測試裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為一次性封裝瓶蓋的扭開性能的評價提供一種可對瓶蓋扭開力矩和扭開角度進行定量測試，且具有較高準(zhǔn)確性和良好重復(fù)性的自動化測試裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種瓶蓋扭開性能測試裝置。
[0007]本發(fā)明裝置可對一次性封裝瓶蓋包裝以一定的扭開速率進行自動扭開，同時可通過裝置上設(shè)計的力矩傳感器和角度傳感器對瓶蓋扭開且與防盜環(huán)(條)完全斷開瞬間的最大力矩和扭轉(zhuǎn)角度進行測量和記錄，從而從扭開力矩和扭開角度兩個方面定量地評價被測瓶蓋包裝的扭開性能。[0008]本裝置只需少量的實驗樣品便可直觀、快速地進行測試，用途廣泛，可用于一次性封裝塑料瓶蓋包裝和金屬瓶蓋包裝等的扭開性能測試，如一次性封裝聚丙烯瓶蓋、聚乙烯瓶蓋、聚氣乙稀瓶蓋、聚苯乙稀瓶蓋、聚乳酸瓶蓋，以及招瓶蓋等。
[0009]本發(fā)明提供了一種材料扭開性能測試裝置，包括:
[0010]支架，其為門型結(jié)構(gòu)，起支撐固定作用；
[0011]測試機構(gòu)，其包括:沿縱向相互間隔開地布置在支架內(nèi)的可轉(zhuǎn)動的扭開部分和固定部分，扭開部分和固定部分均設(shè)置有夾持件，用于將待測材料固定在扭開部分和固定部分之間；以及用于止動扭開部分止動件；
[0012]驅(qū)動機構(gòu)，其通過傳動機構(gòu)與所述扭開部分相連以驅(qū)動其轉(zhuǎn)動；
[0013]檢測機構(gòu)，包括用于檢測扭開部分角度變化的角度計數(shù)器和用于扭開部分的扭矩傳感器。
[0014]所述裝置還包括設(shè)置在支架內(nèi)的橫梁機構(gòu)，其活動連接于支架上以便能沿縱向運動，其中，扭開部分和橫梁機構(gòu)固定相連以便能隨之運動，而固定部分設(shè)置成縱向不可移動。
[0015]所述橫梁機構(gòu)包括沿縱向相互間隔開布置的第一橫梁件和第二橫梁件，第一橫梁件在第二橫梁件的上方，第一橫梁件和第二橫梁件的兩端均活動連接于支架，以便能夠沿縱向運動。
[0016]所述驅(qū)動機構(gòu)安裝在第一橫梁件上，所述扭開部分和第二橫梁件相連。
[0017]所述裝置還包括用于調(diào)節(jié)所述橫梁機構(gòu)的高度的高度調(diào)節(jié)機構(gòu)。
[0018]所述扭開部分和固定部分設(shè)置成在轉(zhuǎn)動期間其間距能夠減小。
[0019]所述扭開部分有設(shè)于外周上的磁體，角度計數(shù)器為電磁感應(yīng)元件。
[0020]所述止動件為可伸縮運動的銷，所述銷能伸出到設(shè)于所述扭開部分或回復(fù)部分的外周上的凹槽中，從而阻止所述扭開部分的轉(zhuǎn)動。
[0021 ] 所述裝置還包括控制器，用于控制所述驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動的角度。
[0022]所述夾持件包括兩個相對的間距能夠調(diào)節(jié)的夾具。
[0023]一種利用上述的裝置對扭開性能進行測試的方法，包括步驟:
[0024]使止動件伸出；
[0025]利用夾持件將被測物的兩端分別固定在扭開部分和固定部分上；
[0026]止動件退回，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動扭開部分旋轉(zhuǎn)，帶動被測物進行扭開，記錄扭開被測物時的扭矩及其對應(yīng)的扭開角度；
[0027]被測物扭開后，止動件伸出，扭開動作終止；
[0028]測試終止。
[0029]所述被測物為一次性封裝塑料瓶蓋包裝或金屬瓶蓋包裝，優(yōu)選一次性封裝聚丙烯瓶蓋、聚乙稀瓶蓋、聚氣乙稀瓶蓋、聚苯乙稀瓶蓋、聚乳酸瓶蓋，以及招瓶蓋。
[0030]所述的扭開部分的扭開角度為O?3600度，優(yōu)選為I?720度。
[0031]所述的扭開部分的扭開速率為I?720度/S，進一步優(yōu)選為I?180度/s。
[0032]優(yōu)選地所述裝置的扭開部分和固定部分之間的試樣夾持高度為5cm?60cm,進一步優(yōu)選為5cm?30cm ；
[0033]優(yōu)選地本裝置的瓶蓋夾具和瓶底夾具均采用由兩半環(huán)形夾具組成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，并且夾具有多套尺寸，可根據(jù)被測瓶蓋規(guī)格進行更換，從而能夠有效防止瓶蓋和瓶體被夾持變形，影響測試準(zhǔn)確性；
[0034]本發(fā)明的瓶蓋扭開性能測試裝置體積小巧、設(shè)計精密、結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便、自動化程度高，可精確量化和測試被測瓶蓋包裝的扭開性能，評價因素多，準(zhǔn)確性和重復(fù)性好。本裝置既適用于瓶蓋封裝廠家產(chǎn)品封裝質(zhì)量的快速檢測，又可用于科研機構(gòu)對瓶蓋封裝技術(shù)及其原料的實驗研究，用途廣泛。
[0035]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0037]圖1是說明本發(fā)明的扭開性能測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖2是說明本發(fā)明的扭開性能測試裝置的扭開部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖3是說明本發(fā)明的扭開性能測試裝置中的扭開部分的第一夾持件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖4是說明本發(fā)明的扭開性能測試裝置中的固定部分的第二夾持件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0041]附圖標(biāo)記說明:
[0042]1:支架、2:高度調(diào)節(jié)機構(gòu)、3:驅(qū)動部分、4:第一橫梁件、5:第二橫梁件、6:角度計數(shù)器、7:傳動機構(gòu)、8:力矩傳感器、9:止動件、10:扭開部分、11:第一夾持件、12:第二夾持件、13:固定部分、14:控制器、15:角度計數(shù)磁鐵。
【具體實施方式】
[0043]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0044]在本發(fā)明中，在未作特殊說明的情況下，使用的方位詞如“上、下、左、右、縱向、橫向”通常是指參考附圖所示的上、下、左、右、縱向和橫向；“內(nèi)、外”是指相對于各部件本身的輪廓的內(nèi)、外。
[0045]本發(fā)明的瓶蓋扭開性能測試裝置使用時，按以下操作步驟順序開展:
[0046]I)通過高度調(diào)節(jié)機構(gòu)2調(diào)整扭開部分10和固定部分13的間距，使之與被測瓶蓋包裝的瓶體高度一致；
[0047]2)檢查扭開部分10的旋轉(zhuǎn)角度是否歸零，并由止動件9對其進行定位和止動。檢查控制器14上的扭開角度顯示及扭開力矩顯示是否歸零；
[0048]3)將被測瓶蓋包裝安置于扭開部分10和固定部分13之間，并由扭開部分10上的第一夾持件11夾持瓶蓋的蓋體部分，由固定部分13上的第二夾持件12夾持瓶底部分；
[0049]4)通過控制器14設(shè)定扭開旋轉(zhuǎn)速率后，按下控制器14上的扭開測試啟動開關(guān)，瓶蓋扭開動作自動開始，止動件9松開,扭開部分10開始沿逆時針方向做周向旋轉(zhuǎn),帶動被測瓶蓋進行扭開。同時，通過傳動機構(gòu)7與第二橫梁件5配合，使扭開部分10的軸向高度上升，防止瓶蓋包裝因扭開壓縮而變形。扭開過程中，由力矩傳感器8和角度計數(shù)器6測試瓶蓋扭開且與防盜環(huán)(條)完全斷開瞬間的扭開力矩和扭開角度，并由控制器14顯示和記錄；
[0050]5)瓶蓋扭開，扭開動作自動終止，止動件9彈出對扭開部分10進行定位和止動；
[0051]6)松開第一夾持件11和第二夾持件12，將被測瓶蓋包裝取下后，按下控制器14上的自動復(fù)位開關(guān)，使扭開部分10的旋轉(zhuǎn)角度自動回零，且控制器14上的扭開角度顯示及扭開力矩顯示自動清零，測試結(jié)束。
[0052]下面結(jié)合實施例進一步描述本發(fā)明。本發(fā)明的范圍不受這些實施例的限制。
[0053]實施例1
[0054]該實施例用于說明使用本發(fā)明提供的瓶蓋扭開性能測試裝置對一種一次性封裝塑料瓶蓋包裝的扭開性能的測試過程及結(jié)果。
[0055]該實施例中的一次性封裝塑料瓶蓋包裝為一種市售500ml碳酸飲料的瓶蓋包裝，瓶蓋為聚丙烯塑料瓶蓋，瓶體高度為24.5cm。
[0056]對該瓶蓋包裝的扭開性能進行測試時，將本發(fā)明裝置的扭開部分10和固定部分13的間距調(diào)整為24.5cm，將被測瓶蓋包裝安置于扭開部分10和固定部分13之間，并由扭開部分10上的第一夾持件11夾持瓶蓋的蓋體部分，由固定部分13上的第二夾持件12夾持瓶底部分。由控制器14設(shè)定測試扭開旋轉(zhuǎn)速率為180度/s，裝置默認(rèn)扭開旋轉(zhuǎn)角度為720度，并按下扭開啟動開關(guān)，扭開動作開始，瓶蓋被扭開。瓶蓋扭開，且達到設(shè)定扭開旋轉(zhuǎn)角度后，扭開動作自動終止，瓶蓋扭開過程中的扭開力矩和扭開角度被控制器14記錄和顯示。
[0057]最終，通過本發(fā)明裝置測試得到，該一次性封裝塑料瓶蓋包裝的扭開角度為100度，扭開力矩為1.3Ν.Μ。
[0058]實施例2
[0059]該實施例用于說明使用本發(fā)明提供的瓶蓋扭開性能測試裝置對一種一次性封裝塑料瓶蓋包裝的扭開性能的測試過程及結(jié)果。
[0060]該實施例中的一次性封裝塑料瓶蓋包裝為一種市售330ml飲用水的瓶蓋包裝，瓶蓋為聚丙烯塑料瓶蓋，瓶體高度為15cm。
[0061]對該瓶蓋包裝的扭開性能測試采用實施例1的方法，區(qū)別在于調(diào)整扭開部分10和固定部分13的間距調(diào)整為15cm,設(shè)定測試扭開旋轉(zhuǎn)速率為90度/s。
[0062]對該瓶蓋包裝扭開性能的測試，采用分別取5個瓶蓋試樣進行平行試驗的方法，以驗證本發(fā)明裝置的測試穩(wěn)定性能。5個瓶蓋試樣的測試結(jié)果如下:
[0063]
【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明提供了一種扭開性能測試裝置，包括: 支架； 測試機構(gòu)，其包括:沿縱向相互間隔開地布置在支架內(nèi)的可轉(zhuǎn)動的扭開部分和固定部分，扭開部分和固定部分均設(shè)置有夾持件，用于將待測材料固定在扭開部分和固定部分之間；以及用于止動扭開部分的止動件； 驅(qū)動機構(gòu)，其通過傳動機構(gòu)與所述扭開部分相連以驅(qū)動其轉(zhuǎn)動； 檢測機構(gòu)，包括用于檢測扭開部分角度變化的角度計數(shù)器和用于扭開部分的扭矩傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在支架內(nèi)的橫梁機構(gòu)，其活動連接于支架上以便能沿縱向運動，其中，扭開部分和橫梁機構(gòu)固定相連以便能隨之運動，而固定部分設(shè)置成縱向不可移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述橫梁機構(gòu)包括沿縱向相互間隔開布置的第一橫梁件和第二橫梁件，第一橫梁件在第二橫梁件的上方，第一橫梁件和第二橫梁件的兩端均活動連接于支架，以便能夠沿縱向運動。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動機構(gòu)安裝在第一橫梁件上，所述扭開部分和第二橫梁件相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求2到4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括用于調(diào)節(jié)所述橫梁機構(gòu)的高度的高度調(diào)節(jié)機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的裝置，其特征在于，扭開部分和固定部分設(shè)置成在轉(zhuǎn)動期間其間距能夠減小。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述扭開部分有設(shè)于外周上的磁體，角度計數(shù)器為電磁感應(yīng)元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述止動件為可伸縮運動的銷，所述銷能伸出到設(shè)于所述扭開部分或回復(fù)部分的外周上的凹槽中，從而阻止所述扭開部分的轉(zhuǎn)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括控制器，用于控制所述驅(qū)動機構(gòu)的轉(zhuǎn)動速度和轉(zhuǎn)動的角度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一項所述的裝置，其特征在于，所述夾持件包括兩個相對的間距能夠調(diào)節(jié)的夾具。
11.一種利用根據(jù)權(quán)利要求1到10中任一項所述的裝置對被測物的扭開性能進行測試的方法，包括步驟: 使止動件伸出； 利用夾持件將被測物的兩端分別固定在扭開部分和固定部分上； 止動件退回，驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動扭開部分旋轉(zhuǎn)，帶動被測物進行扭開，記錄扭開被測物時的扭矩及其對應(yīng)的扭開角度； 被測物扭開后，止動件伸出，扭開動作終止； 測試終止。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述被測物為一次性封裝塑料瓶蓋包裝或金屬瓶蓋包裝，優(yōu)選一次性封裝聚丙烯瓶蓋、聚乙烯瓶蓋、聚氯乙烯瓶蓋、聚苯乙烯瓶蓋、聚乳酸瓶蓋，以及招瓶蓋。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述的扭開部分的扭開角度為O~3600度，優(yōu)選為I~720度。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述的扭開部分的扭開速率為I~720度/s，進一步優(yōu)選為I~180`度/S。
【文檔編號】G01B21/22GK103674388SQ201210324335
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月4日
【發(fā)明者】高達利, 徐凱, 張師軍, 鄒浩, 張麗英, 徐萌, 邵靜波, 董穆 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院