Способ проверки герметичности и испытательная камера для проверки герметичности емкости

Способ проверки герметичности и испытательная камера для проверки герметичности емкости

Реферат

 

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на сокращение времени цикла проверки и повышение точности измерения в процессе проверки герметичности емкостей на технологической линии, а также создание испытательной камеры, обеспечивающей этот технический результат. Для проверки герметичности емкостей их помещают в герметично закрытую испытательную камеру. От внутренней части емкости до пространства между внешней частью емкости и частью стенки испытательной камеры создают разность давлений, что приводит к выгибанию гибкой части стенки емкости. Этому препятствуют выступы на стенке испытательной камеры, которые поддерживают гибкую часть стенки емкости. За счет наличия выемок между выступами установленное давление в пространстве между внешней частью стенки емкости и стенкой испытательной камеры рассеивается вокруг емкости, а не в выемках. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Данное изобретение относится к способу проверки герметичности емкости и к испытательной камере для проверки емкостей на технологической линии. Более конкретно, изобретение касается способа сокращения времени цикла проверки и повышения точности измерения в процессе проверки герметичности, а также испытательной камеры, обеспечивающей сокращение продолжительности проверочного цикла и повышения точности измерения.

Известны способ и испытательная камера для проверки герметичности емкости, известные из патента США 5042291, при этом емкость помещают в испытательную камеру таким образом, что первая гибкая часть стенки и вторая соседняя гибкая часть стенки камеры образуют промежуточное пространство, создают перепад давления от внутренней части емкости к пространству и оценивают сигнал, зависящий от разности давлений, как сигнал, характеризующий герметичность. Испытательная камера включает первую и вторую гибкие части стенки и содержит закрываемую испытательную камеру с внутренней стенкой, в которую помещена емкость таким образом, что, по меньшей мере, часть стенки камеры расположена рядом и на расстоянии от первой гибкой части стенки емкости для образования пространства между первой гибкой частью стенки емкости и частью стенки камеры, источник давления, присоединенный к камере, для создания перепада давления от внутренней части емкости к пространству.

Недостатком является продолжительность цикла проверки емкости и необходимость повышения точности таких проверок для того, чтобы обнаружить малейшие утечки в емкостях.

Задачей настоящего изобретения является сокращение продолжительности цикла проверки емкости и повышение точности проверок.

Технический результат достигается тем, что при осуществлении способа проверки герметичности емкости стабилизируют выгибание первой гибкой части стенки емкости наружу за счет, по меньшей мере, одной поверхности соприкосновения в пространстве, при этом вторую гибкую часть стенки механически вдавливают внутрь емкости, а первую и вторую гибкие части стенки соединяют по определенной области соединения, которую подвергают механическому напряжению за счет механического смещения.

Испытательная камера для проверки герметичности емкости содержит смещающий элемент, который обеспечивает прижатие второй гибкой части стенки емкости внутрь после закрытия камеры, при этом, по меньшей мере, одна поверхность соприкосновения размещена в пространстве для предотвращения выгибания наружу первой гибкой части стенки емкости.

Предпочтительно, чтобы внутренняя стенка камеры была выполнена такой формы, которая обеспечивала бы размещение емкости для йогурта, а смещающий элемент был выполнен с возможностью осуществления прижатия крышки емкости для йогурта для обеспечения герметичного соединения крышки с емкостью для йогурта.

Предложенное решение особенно применимо для проверки гибких предварительно наполненных емкостей, например емкостей для йогуртов, порошков, или мягких упаковок, а именно емкостей для порошкообразного кофе, чая, медикаментов и т.п.

Изобретение будет более понятно из следующего подробного описания в совокупности с прилагаемыми чертежами, на которых: фиг. 1 - схематическое изображение поперечного сечения известной испытательной камеры для проверки герметичности чашеобразных емкостей, например емкостей для йогурта; фиг.2 - схематическое изображение вида поперечного сечения первого варианта испытательной камеры; фиг. 3 - схематическое изображение вида поперечного сечения по линии VIII-VIII испытательной камеры по фиг.2, причем емкость по фиг.2 не показана, так что можно видеть ясный рисунок продольных, пересекающихся горизонтальных и вертикальных каналов; фиг. 4 - увеличенный вид части стенки испытательной камеры, изображающий шероховатую поверхность; фиг.5 - схематическое изображение поперечного сечения предложенной испытательной камеры для проверки герметичности чашеобразных емкостей, например емкостей для йогурта, в которой используется опорная сетка.

На фиг.1 схематически изображена известная испытательная камера. В качестве примера она предназначена для проверки герметичности закрытых емкостей 3, имеющих по существу форму усеченного конуса, в частности, для йогуртов. Емкость 3, предназначенная для проверки, и крышка 7 показаны прерывистыми линиями. Предложенная испытательная камера содержит приемник 39, конструктивно выполненный в соответствии с наружной формой емкости 3. Площадь поперечного сечения приемника 39, F39, уменьшается вдоль центральной оси А практически конусообразно от отверстия 41 приемника 39 к его дну 43 и определяет полость, которая по существу идентична геометрической форме емкости 3, в результате чего при помещении емкости 3 для проверки между ее стенкой и внутренней стенкой приемника 39 существует практически равномерная дистанция.

Рядом с отверстием 41 приемника 39 предпочтительно имеется углубление для размещения буртика, которым обычно снабжены емкости для приваривания к нему фольгообразной крышки.

Испытательная камера также содержит крышку 45, которая выполнена с возможностью перемещения, как показано позицией Р, к приемнику 39 и от него, так что либо герметично закрывает его с помощью уплотнений 43, либо открывает его.

На дне приемника 39 имеется подвижный в осевом направлении и управляемый поршень 47, который убирается, когда емкость 3 для проверки помещается в испытательную камеру и во время проверки емкости, и который после открытия крышки 45 выдвигается в испытательную камеру, чтобы вытолкнуть проверенную емкость 3.

Поршень 47 содержит головку увеличенного размера.

На дне приемника 39 в испытательную камеру входит примыкающий к головке поршня сливной рукав 49, который герметично закрыт головкой поршня 47 с помощью уплотнений 51, когда поршень 47 убран. Следовательно, после проверки емкости 3, в которой была протечка и из которой в испытательную камеру возможно просочился материал, содержащийся в этой емкости, испытательную камеру можно промыть после того, как поршень 47 выдвинулся в испытательную камеру, чтобы вытолкнуть протекающую емкость 3. Таким образом испытательная камера 31 промывается и промывочная жидкость сливается через открытый сливной рукав 49. Для улучшения промывки испытательной камеры может быть предусмотрена, например, на крышке 45 линия подачи промывочной жидкости, возможно, с соплом для впрыскивания промывочной жидкости в испытательную камеру (не показано).

Испытательная камера, согласно фиг. 1, содержит, как это схематически изображено, средство для создания и контролирования давления, чтобы создать перепад давлений от внутренней части емкости к пространству 4, расположенному между стенкой емкости 3 и стенкой испытательной камеры.

Кроме того, как это известно и поэтому не изображено на фиг.1, имеется контролирующее средство, которое контролирует давление в пространстве 4, возникающее из-за первоначальной величины разности давлений на стенках емкости 3, как показатель ее герметичности или протекания.

Для непрерывной проверки герметичности емкостей, например, для йогуртов, сливок, чая, кофе, медикаментов и т.п. в виде чаш, мягких упаковок и т.п. на технологической линии вместе с операциями заполнения и запечатывания таких емкостей, при котором проверяется герметичность, например, каждой емкости с продуктом, обычно множество испытательных камер, одна из которых была описана со ссылкой на фиг.1, объединяются, образуя испытательное устройство. В таком устройстве множество испытательных камер по фиг.1 предпочтительно устанавливаются на поворотном карусельном столе (не показано) таким образом, чтобы на одной линии с заполнением и запечатыванием емкостей все они проверялись на герметичность под давлением до отправки их на упаковку.

При проверке таких емкостей с гибкой стенкой или, по меньшей мере, частью стенки с помощью создания пониженного давления в пространстве 4 части стенок емкости могут прижиматься к внутренней стенке испытательной камеры. Чтобы избежать этого, известно использование сетки, проложенной вдоль стенки испытательной камеры на небольшом расстоянии от нее, например, в виде конусообразного сетчатого вкладыша, открытого на дне, в который помещается емкость 3, подлежащая проверке. Такой сетчатый вкладыш механически стабилизирует стенку емкости 3 против выгибания наружу. Следовательно, с помощью такого сетчатого вкладыша исключается изгиб гибкой стенки емкости, приводящий к плотному прилеганию к внутренней стенке испытательной камеры, когда в пространстве 4 создается пониженное давление. Для выравнивания давления можно использовать соединения между нижней частью приемника 39 и верхней частью, прилегающей к крышке 41, чтобы уравнять давление вокруг проверяемой емкости 3, если крышка емкости имеет тенденцию герметично разделять объем нижней части испытательной камеры и объем ее верхней части.

Такие соединения между нижней и верхней частями испытательной камеры для выравнивания давления могут быть созданы за счет соответствующих канавок в области крышки испытательной камеры, соединяя нижнюю часть пространства 4 с его верхней частью 4а.

За счет предложенного устройства, показанного на фиг.2, стало возможным исключить использование известной сетки или решетки, которая применялась для проверки емкостей согласно фиг.1 (не показано).

Вместо использования сетчатого вкладыша для механической стабилизации гибкой части стенки емкости против выгиба наружу в результате разности давлений между внутренним пространством емкости и остальным объемом испытательной полости, как было описано, согласно предложенной испытательной камере и способу, изображенным в целом на фиг.2-4, по меньшей мере, части стенки испытательной камеры выполнены таким образом, чтобы, с одной стороны, поддерживать гибкую боковую стенку емкости против выгиба наружу в результате пониженного давления в полости по сравнению с давлением внутри емкости и, с другой стороны, сохранять интервал между гибкой боковой стенкой емкости и, по меньшей мере, первыми, имеющими относительные выемки, частями соседней стенки испытательной полости, с зазором между этими, по меньшей мере, первыми, имеющими относительные выемки, частями внутренней стенки испытательной камеры и гибкой боковой стенкой, так что между внутренним пространством емкости и, по меньшей мере, зазором устанавливается разность давлений за счет приложения, по меньшей мере, в зазоре давления, более низкого, чем давление внутри емкости. Такое конструктивное выполнение, по меньшей мере, частей стенки испытательной камеры может быть достигнуто путем механического выполнения каналов, выемок и т.п. в стенке испытательной камеры путем фрезеровки, высверливания, травления и т.п. Вторая и предпочтительная возможность заключается в увеличении шероховатости поверхности, по меньшей мере, предварительно выбранных частей стенки испытательной камеры. Это может быть сделано с помощью, например, обдувки струей песка или стеклянными пулями. Эти два способа, заключающиеся в механической обработке и придании шероховатости поверхности, могут быть использованы отдельно или вместе выборочно для заранее установленных частей поверхности испытательной камеры, как это показано на фиг.2-4.

В частности, в варианте на фиг.2-4 показана испытательная камера согласно данному изобретению, которая может быть использована как испытательная камера в устройстве на фиг.1 или 5. Испытательная камера по фиг.2-4 содержит приемник 130, в котором, по меньшей мере, на части стенки 131 выполнено путем механической обработки множество выемок 132, направленных по вертикали и по горизонтали. Как видно из фиг.3, эти выемки пересекаются друг с другом. Линия приложения давления 17 проходит от дна одной из выемок 132, как показано на фиг. 2. Поскольку эти выемки пересекаются, давление, установившееся над емкостью, передается вокруг него через взаимосвязанные выемки 132, даже если гибкая боковая стенка емкости расширяется наружу, соприкасаясь и опираясь на выступы 133 стенки, расположенные между каналами.

Поверхности выступов 133 или, по существу, по меньшей мере, части стенки полости или испытательной камеры может быть придана шероховатость, как показано на фиг. 4, с помощью пескоструйной обработки или обдувки внутренней стенки испытательной полости стеклянными пулями, чтобы образовать относительно приподнятые участки 134 и опущенные участки 135, как показано на фиг. 4. С помощью только шероховатой поверхности как таковой или в совокупности с отчетливым рисунком приподнятых и опущенных участков, как показано на фиг.2 и 3, гибкая боковая стенка емкости может опираться на высокие точки, которыми являются относительно приподнятые участки 134, позволяя образовавшейся разности давлений передаваться по относительно опущенным участкам шероховатости 135. Процедура придания шероховатости внутренней стенке испытательной камеры может быть выполнена для всей стенки перед механическим выполнением выемок 132, если они предусмотрены. В этом случае нет необходимости придавать шероховатость относительно опущенным участкам 136 стенки 131, образованным выемками 132, например дну выемки 132, поскольку гибкая боковая стенка емкости будет опираться снаружи на выступы 133, чтобы механически стабилизировать эту гибкую боковую стенку против последующего выгиба наружу в результате образования разности давлений.

Испытательная камера и способ проверки герметичности емкости также включает уменьшение внутреннего объема емкости во время проверки за счет механического смещения, по меньшей мере, гибкой части емкости снаружи внутрь, что увеличивает давление внутри емкости и обеспечивает дополнительное напряжение к выбранным участкам емкости. В данном варианте, изображенном на фиг.5, испытательная камера аналогична показанной на фиг.1, за исключением того, что крышка 45' испытательной камеры выполнена с выступом 140 в виде закругления, которое смещает гибкую крышку емкости 3 внутрь, когда крышка 45 герметично закрывает испытательную камеру. Таким образом, внутри емкости 3 создается дополнительное давление и критическая часть всей емкости, а именно крышка на ее соединительном шве, подвергается экстремальной нагрузке, так что эта область может быть проверена в условиях выборочно увеличенного напряжения при создании разности давлений в соответствии с описанными выше другими вариантами.

Хотя это и не изображено на фиг.5, имеется опорная сетка или решетка, описанная ранее, чтобы предотвратить прижатие стенки емкости 3 к стенке полости в результате разности давлений, а также в результате механического смещения крышкой 45'. Таким образом, участок емкости между первой гибкой частью стенки, смещенной механически, и второй гибкой частью стенки, зафиксированной от выгиба наружу, подвергается особому напряжению, особенно в области соединения двух частей стенок емкости, составляющих наиболее критическую часть для образования утечки. Как это было описано в связи с фиг.2-4, образуются опорные поверхности за счет определенного рисунка выступающих и опущенных частей в стенке полости и/или за счет шероховатости, по меньшей мере, частей стенки полости.

Хотя было описано и проиллюстрировано только предпочтительным вариантом данного изобретения, следует понимать, что оно не ограничивается им и возможны многочисленные изменения и модификации, известные специалистам в данной области.

Поэтому такие детали не описаны и не проиллюстрированы, хотя все такие изменения и модификации охватываются объемом прилагаемой формулы изобретения.

Формула изобретения

1. Способ проверки герметичности емкости, при котором помещают емкость в испытательную камеру таким образом, что первая гибкая часть стенки емкости и вторая прилегающая гибкая часть стенки камеры образуют промежуточное пространство, создают перепад давления от внутренней части емкости к пространству и оценивают сигнал, зависящий от разности давлений, как сигнал, характеризующий герметичность, отличающийся тем, что стабилизируют выгибание первой гибкой части стенки емкости наружу за счет, по меньшей мере, одной поверхности соприкосновения в пространстве, при этом вторую гибкую часть стенки камеры механически вдавливают внутрь емкости.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую гибкую часть стенки емкости и вторую гибкую часть стенки емкости соединяют по определенной области соединения, которую подвергают механическому напряжению за счет механического смещения.

3. Испытательная камера для проверки герметичности емкости, включающая первую и вторую гибкие части стенки, содержащая закрываемую испытательную камеру с внутренней стенкой, в которую помещена емкость таким образом, что, по меньшей мере, часть стенки камеры расположена рядом и на расстоянии от первой гибкой части стенки емкости для образования пространства между первой гибкой частью стенки емкости и внутренней частью стенки камеры, источник давления, присоединенный к камере, для создания перепада давления от внутренней части емкости к пространству, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, одна поверхность соприкосновения размещена в пространстве для предотвращения выгибания наружу первой гибкой части стенки емкости, а смещающий элемент обеспечивает прижатие второй гибкой части стенки камеры внутрь после закрытия камеры.

4. Испытательная камера по п.3, отличающаяся тем, что внутренняя часть стенки камеры выполнена такой формы, которая обеспечивает размещение емкости для йогурта.

5. Испытательная камера по п.4, отличающаяся тем, что смещающий элемент обеспечивает прижатие крышки из фольги емкости для йогурта для герметичного соединения крышки из фольги с емкостью для йогурта.

6. Испытательная камера по п.3, отличающаяся тем, что внутренняя часть стенки камеры выполнена такой формы, которая обеспечивает размещение, по меньшей мере, одной мягкой упаковки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5