Устройство для определения целостности герметизации контейнера и способ его применения
Изобретение относится к области испытания устройств на герметичность и может быть использовано для испытания на герметичность контейнеров с повторно закрываемыми укупорками, наполненных жидкостью. Сущность: устройство включает в себя держатель (18), предназначенный для установки в него контейнера (16), снабженного герметизатором (22) и содержащего электролитный продукт (17), и приспособление для детектирования. Приспособление для детектирования снабжено первым детектором (20) с концевым участком (28), предназначенным для прокалывания контейнера (16). Кроме того, устройство содержит регулятор (34) давления, источник (39) текучей среды, электролитный бак (32) с погруженным в него вторым детектором (50), а также измеритель (48) проводимости. Погружают первый детектор (20) в электролитный продукт (17), находящийся в контейнере (16). Помещают контейнер (16) с первым детектором (20) внутри в электролитный бак (32), имеющий второй детектор (50). Соединяют первый (20) и второй (50) детекторы с измерителем (48) проводимости и определяют электрическую проводимость между детекторами. Герметизатор (22) не протекает, если ток между детекторами отсутствует. Герметизатор (22) протекает, если ток между детекторами существует. Технический результат: обеспечение быстрых и надежных результатов при проверке герметичности контейнеров за счет снижения нагрузки на оператора управления и возможности количественной оценки давления внутри контейнера. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.
Уровень техники
Изобретение относится к устройствам для проверки целостности герметизации контейнеров. В частности, данное изобретение относится к устройствам для проверки целостности герметизации наполненных жидкостью контейнеров различных размеров, и способы проверки данных герметизаторов.
Контейнеры с повторно закрываемыми укупорками повсеместно используются в пищевой промышленности. Укупорки предусмотрены для предотвращения утечки продукта, и, кроме того, они также должны предоставлять пользователю легкий доступ к содержимому контейнера. Повторно закрываемые укупорки целесообразны, когда содержимым контейнера являются напитки или пищевые продукты, поскольку данные укупорки дают возможность потребителям выдавать определенную порцию напитка или пищевого продукта и затем закрывать остаток продукта для последующего потребления. Одной проблемой данного вида укупоренного контейнера является протекание, которое является более распространенным, например, при пластиковых контейнерах.
Для пластиковых контейнеров протекания обусловлены, в первую очередь, условиями обработки, например перегревом, конечной абразивной шлифовкой, температурой наполнения, свободным пространством над продуктом, диапазоном перепада высоты и опрокидыванием. При падении пластикового контейнера жидкость или пищевое содержимое контейнера может оказаться загрязненным, а контейнер соответственно становится непригодным для продажи покупателям. В результате контейнер и содержимое должны быть удалены с ожидающей производителя потерей объема выпуска.
Патент US 5535618 раскрывает деструктивный метод определения протечек герметичных контейнеров. Метод данного изобретения включает в себя измерение электрической проводимости между содержимым герметизированного контейнера и раствором электролита, в который частично погружен контейнер. Раскрытый в патенте метод устанавливает протекание герметизации контейнера, если появляется течение электрического тока от электрода в растворе ко второму электроду, расположенному внутри содержимого контейнера. Наоборот, если электрический ток отсутствует, то герметизация контейнера не нарушена.
В настоящее время устройство, применяемое в соответствии с данным патентом, для испытания герметизации контейнеров требует оператора для выполнения двух различных, занимающих время этапов. Во-первых, оператор должен проколоть поверхность контейнера установленным на сверлильном станке перовым сверлом. Далее оператор должен доставить контейнер к испытательному устройству и соответственно закрепить контейнер перед началом процедуры испытания. Поскольку жидкое содержимое контейнера может вылиться при транспортировке проколотого контейнера, устройство имеет характерный уровень погрешности, который может отрицательно повлиять на точность результатов испытания и подтверждение обоснованности более ранних испытаний. Дополнительно, компоненты, содержащие испытательные устройства, многочисленны и не интегрированы в единое устройство. В результате испытательное устройство неэффективно и занимает несоответствующее ему рабочее пространство. Также поскольку известное устройство является стационарным, то оператор лишен возможности смены расположения испытательного устройства или временного его перемещения ближе к линии производства контейнеров или дальше от нее.
Указанное традиционное испытательное устройство использует вручную передвигаемый элемент для закрепления и деформирования контейнера в процессе испытания. В традиционном устройстве создание необходимого для деформирования или продавливания контейнера усилия требует применения физического силового воздействия оператора. Соответственно, перемещаемый вручную элемент подвергается изменению, основанному на специфичности операции и оператора, что дополнительно снижает точность результатов испытаний. В течение обычного дня оператор также может испытывать некоторую усталость при необходимости повторного применения физической силы по ручному перемещению элемента. Помимо этого управляемый вручную элемент (т.е. пусковая рукоятка) требует значительных затрат времени на работу с ним, что дополнительно снижает скорость обработки устройством образцов. Кроме того, поскольку используется источник внешнего давления и жесткость пластиковых контейнеров может быть разной, то величина давления внутри контейнера в точке нарушения герметизатора не может быть оценена количественно.
Раскрытие изобретения
Данное изобретение представляет собой устройство для определения электрической проводимости. Устройство и способ предусматривают введение одного детектора (например, электрода) в герметизированный контейнер (наполненный проводящим водно-соляным раствором) и второго детектора (например, электрода), помещенного в ванну с проводящим водно-соляным раствором. Далее контейнер находится под внутренним давлением текучей среды, такой как, например, воздух или вода, пока между двумя детекторами исследуют электрическую проводимость. Устройство применяют при оценке и сертификации новых упаковок и качества герметичности упаковок.
Устройство включает в себя: держатель, предназначенный для установки контейнера, имеющего герметизатор и содержащего электролитный продукт; приспособление для детектирования, имеющее первый детектор, прикрепленный к нижнему участку указанного приспособления с возможностью удаления, причем первый детектор имеет концевой участок, который предназначен для прокалывания контейнера при активации приспособления для детектирования; источник текучей среды, соединенный с первым детектором; электролитную ванну, имеющую второй детектор, по меньшей мере, частично погруженный в нее; и измеритель проводимости, соединенный с первым детектором и вторым детектором.
В варианте осуществления первый детектор закреплен к нижнему участку указанного приспособления креплением, выбранным из группы, состоящей из магнита, адгезивного средства или сочетаний из них. Первый детектор дополнительно может иметь пустотелую цилиндрическую форму, предназначенную для доставки текучей среды из источника текучей среды во внутреннее пространство контейнера.
В варианте осуществления первый детектор и второй детектор являются электродами.
В варианте осуществления контейнер и герметизатор контейнера изготовлены из непроводящих материалов, выбранных из группы, состоящей из пластика, стекла, фольги или сочетаний из них. Герметизатором может быть винтовой пластиковый колпачок.
В варианте осуществления электролитный продукт выбран из группы, состоящей из плодово-ягодного сока, ароматизированной воды, педиатрического напитка для восстановления водно-соляного баланса, газированных напитков и чая, изосматических напитков или сочетаний из них.
В варианте осуществления электролитная ванна содержит воду и электролит, выбранный из группы, состоящей из хлорида алюминия, лимонной кислоты, хлорида калия, хлорида натрия или сочетаний из них.
В варианте осуществления приспособлением для детектирования является пресс, например, ручной, механический, электрический или их сочетание.
В варианте осуществления устройства включают в себя подвижную платформу.
В другом варианте осуществления устройства включают в себя: держатель для приема контейнера, имеющего герметизатор и содержащего электролитный продукт; приспособление для детектирования, снабженное первым пустотелым детектором, прикрепленным к нижнему к нижнему участку указанного приспособления, причем первый пустотелый детектор имеет концевой участок, который предназначен для прокалывания контейнера; источник текучей среды, соединенный с первым пустотелым детектором, причем источник текучей среды предназначен для ее доставки под давлением во внутреннее пространство контейнера; электролитную ванну, имеющую второй детектор, по меньшей мере, частично погруженный в нее; и измеритель проводимости, соединенный с каждым их первого пустотелого детектора и второго детектора.
В варианте осуществления первый пустотелый детектор является съемным детектором, прикрепленным к приспособлению для детектирования, например, с помощью магнита, адгезивного средства или их сочетания.
В варианте осуществления первый пустотелый детектор и второй детектор являются электродами.
В варианте осуществления контейнер и герметизатор контейнера изготовлены из непроводящих материалов, выбранных из группы, состоящей из пластика, стекла, фольги или сочетаний из них. Герметизатором может быть винтовой пластиковый колпачок.
В варианте осуществления электролитный продукт выбран из группы, состоящей из плодово-ягодного сока, ароматизированной воды, педиатрического напитка для восстановления водно-соляного баланса, газированных напитков и чая, изосматических напитков или сочетаний из них.
В варианте осуществления электролитная ванна включает в себя воду и электролит, выбранные из группы, состоящей из хлорида алюминия, лимонной кислоты, хлорида калия, хлорида натрия или сочетаний их них.
В варианте осуществления приспособлением для детектирования является пресс, например, ручной, механический, электрический или их сочетание.
В варианте осуществления устройства дополнительно включают в себя подвижную платформу.
Еще в одном варианте осуществления предложены способы проверки целостности герметизации контейнера. Способы включают в себя этапы, на которых: активируют приспособление для детектирования, снабженное первым съемным детектором, в направлении контейнера, имеющего герметизатор и содержащего электролитный продукт; вводят первый съемный детектор в контейнер, по меньшей мере, с частичным погружением первого съемного детектора в электролитный продукт; отделяют съемный детектор от приспособления для детектирования; помещают контейнер с первым съемным детектором внутри в электролитную ванну, так что, по меньшей мере, герметизатор контейнера погружен в электролитную ванну, причем электролитная ванна имеет второй детектор, по меньшей мере, частично погруженный в нее; соединяют каждый первый и второй детекторы с измерителем проводимости и замеряют электрическую проводимость между одним детектором и другим с помощью измерителя проводимости, при этом герметизатор не протекает, если ток от одного детектора к другому отсутствует, и герметизатор протекает, если ток от одного детектора к другому присутствует.
В варианте осуществления способы дополнительно включают в себя этап, на котором контейнер прокалывают съемным детектором. Съемный детектор может быть пустотелым и может быть прикреплен к источнику текучей среды трубой подачи текучей среды.
В варианте осуществления способы дополнительно включают в себя этап, на котором текучую среду под давлением подают во внутреннее пространство контейнера по трубе подачи текучей среды и пустотелому съемному детектору.
В варианте осуществления способы дополнительно включают в себя этап, на котором в контейнере датчиком давления измеряют внутреннее давление во время, когда измеритель проводимости начинает измерять электрическую проводимость от одного детектора к другому.
Еще в одном варианте осуществления предложены способы проверки целостности герметизации контейнера. Способы включают в себя этапы, на которых: активируют приспособление для детектирования, снабженное первым детектором, в направлении контейнера, имеющего герметизатор и содержащего электролитный продукт, причем первый детектор имеет пустотелую цилиндрическую форму и при этом соединен текучей средой с источником текучей среды трубой подачи текучей среды; вводят первый детектор в контейнер, по меньшей мере, с частичным погружением участка первого детектора в электролитный продукт; помещают контейнер с первым детектором внутри в электролитную ванну, так что, по меньшей мере, герметизатор контейнера погружен в электролитную ванну, причем электролитная ванна имеет второй детектор, по меньшей мере, частично погруженный в нее; соединяют первый и второй детекторы с измерителем проводимости; определяют электрическую проводимость от одного детектора к другому с помощью измерителя проводимости, при этом герметизатор не протекает, если ток от одного детектора к другому отсутствует, и герметизатор протекает, если ток от одного детектора к другому существует; если установлено отсутствие тока, подают текучую среду под давлением из источника текучей среды во внутреннее пространство контейнера по трубе подачи текучей среды и первому пустотелому детектору и измеряют датчиком давления внутреннее давление в контейнере во время, когда измеритель проводимости начинает измерять электрическую проводимость от одного детектора к другому.
В варианте осуществления способы дополнительно включают в себя этап, на котором контейнер прокалывают первым детектором. Первым детектором может быть съемный детектор, который прикрепляют с возможностью удаления к приспособлению для детектирования.
В варианте осуществления способы дополнительно включают в себя этап, на котором отделяют съемный детектор от приспособления для детектирования до помещения контейнера с первым детектором внутри в электролитную ванну.
Преимуществом данного изобретения является обеспечение усовершенствованных устройств для проверки целостности герметизации контейнера.
Другим преимуществом данного изобретения является обеспечение устройств, имеющих съемный детектор или электрод.
Еще одним преимуществом данного изобретения является обеспечение устройств, выполненных для подачи текучей среды под давлением во внутреннее пространство герметизированного контейнера.
Еще одним дополнительным преимуществом данного изобретения является способ проверки целостности герметизации контейнера.
Преимуществом данного изобретения является обеспечение усовершенствованных способов количественной определения внутреннего давления в контейнере, при котором нарушается герметизация контейнера.
Дополнительные признаки и преимущества представлены здесь и станут очевидными из последующего описания осуществления изобретения и фигур.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует вид сбоку устройства в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
Фиг.2 иллюстрирует вид сбоку устройства в соответствии с вариантом осуществления данного изобретения.
Осуществление изобретения
Несмотря на то что изобретение является пригодным для осуществления в разных формах, на чертежах представлены и описаны подробно предпочтительные варианты его осуществления. Понятно, что данное изобретение следует рассматривать как пояснение на примере принципов изобретения. Данное изобретение не ограничивает осуществление до уровня представленных вариантов.
На фиг.1 представлено устройство 10 по данному изобретению. Устройство 10 включает в себя, например, участок 12 подготовки контейнера и участок 14 установления целостности герметизации. На участке 12 контейнер 16, имеющий герметизацию может быть установлен в блочный держатель 18, пока в него вводят детектор 20, или первый электрод. В варианте осуществления блочный держатель 18 включает в себя средство фиксации контейнеров разных размеров. Средство фиксации позволяет испытывать контейнеры разных размеров, повышая, тем самым, эксплуатационную гибкость и ценность устройства 10. В варианте осуществления средство фиксации содержит, по меньшей мере, одну вставку 19, каждая с одной или несколькими поверхностями для фиксации.
Вставка 19 может быть закреплена на блочном держателе 18 с возможностью удаления. Вставка 19 обеспечивает устойчивость блочного держателя 18 при фиксации контейнеров разных форм и размеров. Количество, размер и конфигурация вставок 19 могут меняться в зависимости от размера и формы контейнера. Вставка 19 имеет поверхность для фиксации, которая входит в непосредственный контакт с наружной поверхностью контейнера 16, когда в блочный держатель 18 установлен контейнер 16. Вставка 19 может быть интегрирована в блочный держатель 18 с образованием единой конструкции с индивидуальной поверхностью для фиксации, которая контактирует с наружной поверхностью контейнера 16. Альтернативно вставка 19 может быть установлена в блочном держателе 18 с возможностью удаления и быть выполнена с возможностью изменения для испытания контейнеров 16 разных размеров.
Различные конфигурации вставки 19 позволяют устройству 10 осуществлять проверку герметизаторов 22 на контейнерах 16 разных размеров и форм. В частности, устройство 10 пригодно для проверки контейнеров 16 емкостью от 30 г до 4 кг. Путем увеличения размеров устройства 10 оно может использоваться для проверки контейнеров более 4 кг. В варианте осуществления устройство 10 используется для проверки контейнеров 16 с емкостями около 120 г. Устройство 10 может быть использовано для проверки контейнеров, отличных от круглых, например эллиптических, квадратных, треугольных или прямоугольных. Тем не менее, для лучшей приспособляемости желательно модифицировать некоторые признаки, такие как форма вставки 19 и удерживающего блока 18. Например, по меньшей мере, одна вставка 19 может иметь V-образную форму. Обеспечение проверки контейнеров 16 с разными размерами и формой повышает эксплуатационную гибкость и ценность устройства 10. Кроме того, устройство 10 использует для обеспечения точности и относительно мгновенной ответной реакции фактического давления в герметизированном контейнере 16 текучую среду под давлением, которая обеспечивает измеряемую количественно величину разрывного давления в точке нарушения. Это, в свою очередь, обеспечивает дополнительно к успешному/неудачному результату количественную проверку надежности герметизации.
Как отмечено выше, герметизированный контейнер 16 имеет герметизатор 22, который может быть открыт. Герметизатор 22 предотвращает протекание раствора 17 электролита, содержащегося в контейнере 16. Раствор 17 электролита может быть напитком некоторого сорта, включая, например, плодово-ягодный напиток, ароматизированную воду, педиатрический напиток для восстановления водно-соляного баланса, газированные напитки, изосматические напитки и т.д. Напиток или жидкость, содержащаяся в контейнере 16, включает в себя, по меньшей мере, один электролит, такой как хлорид калия, цитрат натрия, хлорид натрия или сочетания из них, но не ограниченный ими. Раствор 17 электролита может также включать в себя углевод, включающий в себя, например, сахарозу, глюкозу, фруктозу, мальтодекстрины или сочетания из них. В варианте осуществления данные устройства 10 могут быть также применены для определения целостности герметизации на контейнере, содержащем пищевые продукты, например пюре, йогурты, и т.д. Применение устройства 10 не ограничивается рассмотренными выше конкретными растворами электролитов.
Герметизатор 22 и герметизированный контейнер 16 не проводят электричество. Соответственно контейнер 16 и герметизатор 22 могут быть изготовлены из материала или материалов, которые не проводят электричество, или контейнер 16 и герметизатор 22 должны быть электрически изолированы. В варианте осуществления герметизаторы 22 данного изобретения могут включать в себя, но не ограничиваться этим, пластиковые колпачки, пластиковые крышки, индукционные герметизаторы из фольги, герметизаторы в виде отрывных язычков, крончатые колпачки для бутылок, герметизаторы в виде отрывных колпачков, ламинированные гибкие герметизаторы, проводящие герметизаторы из фольги, и. т.д. В варианте осуществления герметизатор 22 является повторно закрываемым, который может быть закрыт для предотвращения вытекания содержащегося внутри раствора электролита. Примеры повторно закрываемых герметизаторов включают в себя, например, открываемые щелчком укупорки и двухтактные укупорки, винтовые металлические и пластиковые крышки и колпачки и распылительные насадки спринклерного типа с винтовыми металлическими и пластиковыми крышками и колпачками. Однако испытанные с применением данных устройств контейнеры и герметизаторы не требуют повторно закрываемых контейнеров и могут включать в себя, например, не закрываемые повторно контейнеры и контейнеры с невинтовыми крышками в верхних частях.
Контейнеры 16 по данному изобретению могут включать в себя любой известный контейнер 16, который, как описано выше, является непроводящим, или изолированным. Такие контейнеры 16 могут включать в себя, например, стеклянные и пластиковые бутылки, упаковки из фольги, гибкую упаковку, канистры или сочетания из них.
Как только контейнер 16 перевернут и расположен в блочном держателе 18, используют пресс 24 для подведения детектора 20 вниз с целью прокалывания контейнера 16 и введения в него участка детектора 20. В варианте осуществления детектор 20 является повторно используемым. Прессом 24 может быть любое устройство, пригодное для подведения детектора 20 вниз, например механический, гидравлический или электрический пресс, и т.д. В варианте осуществления пресс 24 включает в себя рычаг (26), который при повороте оператором перемещает детектор 20 вниз.
Детектор 20 предназначен для осуществления нескольких функций и имеет концевой участок 28, который является острым, чтобы обеспечить прокалывание контейнера 16 с введением в него, по меньшей мере, концевого участка 28 детектора 20. Концевой участок 28 проходит достаточно далеко в контейнер 16, чтобы находиться, по меньшей мере, частично погруженным в раствор 17 электролита, содержащегося в контейнере 16. После введения участка детектора 20 в контейнер 16 контейнер 16 остается достаточно загерметизированным от наружного давления, поскольку детектор 20 и контейнер 16 находятся в изолированной от давления взаимосвязи. Детектор 20 фиксируется в частично погруженном положении.
Детектор 20 может иметь любую форму, позволяющую ему осуществлять испытание описанным далее способом. В варианте осуществления детектор 20 имеет длинную, тонкую цилиндрическую форму. Данная форма требует минимального отверстия в контейнере 16, через которое вводят детектор 20. Цилиндрическая форма обеспечивает лучшее прилегание и герметичность от протекания. Детектор 20 может иметь любые иные формы и размер, известные в технике, которые обеспечат прокалывание и введение в контейнер 16.
Детектор 20 может быть соединен с прессом 24 с возможностью удаления, так что когда пресс 24 вводит детектор 20 в контейнер 16, то детектор 20 при подъеме пресса 24 вверх в исходное положение может удерживаться контейнером 16. В варианте осуществления детектор 20 может иметь магнит, закрепленный на верхней его стороне, который взаимодействует с магнитом на нижней стороне пресса 24. В другом варианте осуществления детектор 20 может иметь съемное адгезивное крепление на верхней его стороне с возможностью удаления от нижней стороны пресса 24. Детектор 20 может отделяться от пресса 24 вручную после введения детектора 20 в контейнер 16. Альтернативно детектор 20 может оставаться в контейнере, если силы трения между детектором 20 и контейнером 16 (после введения детектора 20 в контейнер 16) превышают силу магнита или адгезии между детектором 20 и прессом 24. Могут быть применены другие способы адгезивного крепления детектора к прессу 24 с возможностью удаления, так же как и другие средства удаления детектора 20 с пресса 24.
Дополнительно, детектор 20 действует в качестве первого электрода, являющегося одним из двух электродов, которые замыкают электрическую цепь для определения целостности герметизатора 22. Детектор 20, или первый электрод, может быть изготовлен из любого материала, способного проводить электрический ток. Данные материалы могут включать в себя, но не ограничиваться этим, алюминий, медь, золото, железо, сталь или сочетания из них. Детектор 20 соединяют с первым проводом 46, способным проводить электрический ток, который, в свою очередь, соединяют с положительной либо отрицательной клеммой универсального электроизмерительного прибора 48 (например, измерителя электрической проводимости). Для протекания электрического тока, как будет пояснено ниже, по меньшей мере, концевой участок 28 съемного детектора 20 должен находиться в постоянном контакте с содержащимся в контейнере 16 раствором электролита. Однако детектор 20 никогда не должен находиться в контакте с раствором 30 электролита (например, водно-соляная ванна), содержащимся в баке 32.
Кроме того, детектор 20 также действует в качестве средства создания давления внутри контейнера 16. Как показано на фиг.1, регулятор 34 давления размещен с левой стороны пресса 24 и блочного держателя 18. Регулятор 34 давления включает в себя датчик 36 давления, соединительный узел 38 подачи текучей среды, переключатель 40 "вкл.-выкл." подачи текучей среды и шланг 42 подачи текучей среды, который соединяет регулятор 34 давления и детектор 20. Регулятор 34 предназначен для подачи текучей среды, такой, например, как воздух или вода, к детектору 20 во внутреннее пространство контейнера 16 через участок полого канала детектора 20 (не показано). Детектор 20 не только имеет острый концевой участок 28 для прокалывания контейнера 16, но и полый внутренний участок (не показано) для прохода текучей среды из источника 39 и трубы 42 и подачи ее в контейнер 16, находящийся под внутренним давлением. Труба 42 подачи текучей среды обеспечивает проход детектора 20 из участка 12 в участок 14 проверки целостности герметизации для создания давления внутри контейнера 16. Данный способ рассмотрен ниже.
Участок 12 подготовки контейнера также включает в себя резервуар 44 хранения, который может быть использован для хранения любого из элементов, применяемых в устройстве 10. Например, резервуар 44 хранения может быть использован для хранения особых детекторов 20, контейнеров 16, шлангов 42 подачи текучей среды, или раствора электролита. Резервуар 44 хранения не ограничивается данным перечнем применения и может быть использован для любой известной цели хранения.
Как показано на фиг.2, после установки детектора 20 в контейнере 16 пресс 24 поднимают вверх в исходное положение, а контейнер 16 с размещенным в нем, по меньшей мере, частично, детектором 20 и соединенной с ним трубой 42 подачи текучей среды устанавливают в участок 14 проверки целостности герметизации устройства 10. Контейнер 16 помещают в раствор 30 электролита (например, водно-соляная ванна), так что герметизатор 22 погружен в раствор 30 электролита, но участок контейнера 16 с детектором в нем не контактирует с раствором 30 электролита.
Поскольку целостность герметизатора 22 определяют посредством проводимости, то раствор 30 электролита должен содержать, по меньшей мере, хлорид алюминия, лимонную кислоту, хлорид калия, хлорид натрия или сочетания из них. В варианте осуществления раствор 30 электролита представлен водным раствором воды и любого одного из вышеупомянутых электролитов. Концентрация раствора 30 электролита может содержать от около 0, 01% до около 10% по весу электролита, а остальное - вода. В другом варианте осуществления раствор 30 электролита содержит от около 0,1% до около 5%, или от около 0,1% до около 3%, или от около 0,3% до около 1%, по весу электролита, а остальное - вода.
После помещения контейнера 16 в раствор 30 электролита первый провод 46, соединенный с детектором 20, закрепляют на положительной или отрицательной клемме универсального электроизмерительного прибора 48. Второй детектор 50 вводят в раствор 30 электролита и соединяют второй провод 52 второго детектора 50 с противоположной клеммой прибора 48. Например, если детектор 20 и первый провод 46 второй детектор закрепляют на положительной клемме прибора 48 то второй детектор 50 и второй провод 52 закрепляют на отрицательной клемме прибора 48, и наоборот. Второй детектор 50 может быть изготовлен из материалов, подобных материалам детектора 20. Второй провод 52 также проводит электрический ток, как и первый провод 46. В варианте осуществления, в котором ток течет от прибора 48 к детектору 20, детектор 20 работает в качестве катода. В варианте осуществления, в котором ток течет от детектора 20 к прибору 48, детектор 20 работает в качестве анода.
Таким образом, до тех пор, пока герметизатор 22 не нарушен, электроизмерительный прибор 48 не будет регистрировать электрический ток. Однако как только герметизатор будет нарушен настолько, что он будет протекать, между детектором 20 и вторым детектором 50 будет протекать ток, генерированный электроизмерительным прибором 48, источником постоянного тока или за счет электродов из двух разнородных металлов, в этом случае ток течет от одного электрода к другому благодаря электрохимическому потенциалу между двумя разнородными металлами.
В варианте осуществления, где применяют источник постоянного электрического тока, может быть применен любой известный источник постоянного электрического тока. В качестве неограничивающего примера источником постоянного электрического тока является аккумуляторная батарея с положительным и отрицательным выводами. Из соображений низкой стоимости и безопасности источник постоянного электрического тока может быть низкого напряжения с низкой силой тока. В варианте осуществления источник постоянного электрического тока выбран по напряжению в диапазоне от около 1 вольта до около 5 вольт, или от около 1 вольта до около 1,2 вольта, или около 1,2 вольта и током, изменяющимся в диапазоне от около 100 миллиампер до около 200 миллиампер или около 100 миллиампер.
Способ определения протекания, который использует два разнородных металла (например, гальванический элемент), является, по существу, точно таким же, что и способ использования источника постоянного электрического тока. Однако разница между способом определения протекания с использованием двух разнородных металлов (например, гальванический элемент) по сравнению со способом использования источника постоянного тока заключается в том, что в способе, использующем два разнородных металла (например, гальванический элемент), детектор 20 и второй детектор 50 должны быть изготовлены из разнородных металлов, а вместо источника постоянного электрического тока используют устройство измерения проводимости. В способе определения протекания с использованием гальванического элемента устройство измерения проводимости соединяют с детектором 20 и вторым детектором 50 тем же самым образом, как соединяют источник постоянного электрического тока с детектором 20 и вторым детектором 50. Устройство измерения проводимости не только измеряет проводимость гальванического элемента, но также замыкает цепь гальванического элемента, позволяя току течь от одного электрода к другому.
Направление течения тока будет зависеть от того, какой электрод является катодом, а какой - анодом. Ток может быть замерен любым средством и любым образом, известными специалистам в области измерения электрического тока. Примеры средств для измерения электрического тока включают в себя, но не ограничиваются этим, омметры, измерители проводимости, вольтметры и амперметры или их сочетания. Если течение тока не установлено, то герметизатор 33 не протекает. Если течение электрического тока установлено, то герметизатор 22 протекает. Размер утечки может быть установлен по величине тока, при этом более высокий уровень тока указывает на большую утечку.
В случае когда электрический ток обнаружен сразу по помещении контейнера 16 в раствор 30 электролита, это означает, что герметизатор 22 контейнера 16 является дефектным. Это сигнализирует оператору, что данный контейнер 16 является бракованным. В случае если испытаны несколько контейнеров 16 и установлено, что несколько контейнеров имеют нарушения целостности герметизации, это может сигнализировать оператору, что может существовать общая проблема производства и необходимо вызывать инженера по производству для осмотра производственной линии с устранением проблемы.
В случае когда электрический ток сразу после помещении контейнера 16 в раствор 30 электролита не регистрируется, а герметизатор 22 находится в хорошем состоянии, желательно довести герметизатор до разрушения, чтобы количественно оценить величину давления, необходимого для нарушения целостности герметизатора 22. В данной ситуации регулятор 34 давления включают с помощью переключателя 40 "вкл./выкл." на подачу текучей среды, осуществляя постепенно нарастающую подачу текучей среды под давлением внутрь контейнера 16 по линии 42. Таким образом, возможно точное определение внутреннего давления, при котором герметизатор 22 разрушается. Например, регулятор 34 может медленно подавать увеличивающееся количество текучей среды под давлением (например, воздух или воду) внутрь контейнера 16 по трубе 42 подачи текучей среды, повышая в нем давление. Оператор-испытатель будет наблюдать за электроизмерительным прибором 48 для точного определения момента появления тока, что означает протечку герметизатора 22, и затем соответственно по датчику 36 давления - точного внутреннего давления, при котором герметизатор 22 нарушен.
Это является отличием от существующих известных устройств измерения целостности герметизации, которые создают давление снаружи контейнера. В данной ситуации внутреннее давление в контейнере в момент нарушения не может быть точно оценено количественно. Например, если контейнер является жестким, а давление прикладывают к наружной поверхности контейнера, то невозможно точно замерить давление внутри контейнера. То же самое верно и для более деформируемого контейнера. Поскольку изменяется прочность контейнера, то будет невозможно установить, что внутреннее давление в контейнерах соответствует точке нарушения герметизации.
Устройство 10 также может дополнительно включать в себя подвижную платформу 54, что позволяет оператору-испытателю менять местоположение устройства ближе к производственной линии или другим зонам испытания контейнеров или дальше от них. Положение подвижной платформы 54 может быть изменено с целью снижения усталости оператора. Бак 32 на подвижной платформе 54 предназначен для хранения раствора жидкости, предпочтительно, раствора 30 электролита. Для предотвращения нежелательного перемещения бак 32 может быть закреплен на подвижной платформе. Тем не менее, для очистки и ремонта крепление бака 32 должно предусматривать возможность его удаления с подвижной платформы 54. Универсальный электроизмерительный прибор 48 (например, измеритель проводимости) может быть также установлен на подвижной платформе 54 с возможностью удаления.
Способы проверки целостности герметизации контейнера могут включать в себя, например, этапы, на которых: вводят первый детектор в контейнер, имеющий герметизатор и содержащий электролитный продукт, по меньшей мере, с частичным погружением первого съемного детектора в электролитный продукт; отделяют съемный детектор от приспособления для детектирования; помещают контейнер с первым съемным детектором внутри в электролитную ванну, так что, по меньшей мере, герметизатор контейнера погружен в электролитную ванну, причем электролитная ванна имеет второй детектор, по меньшей мере, частично погруженный в нее; соединяют первый и второй детекторы с измерителем проводимости и замеряют электрическую проводимость между одним детектором и другим с помощью измерителя проводимости, при этом герметизатор не протекает, если ток от одного детектора к другому отсутствует, и герметизатор протекает, если ток от одного детектора к другому существует.
Способы могут дополнительно включать в себя этапы, на которых: прокалывают контейнер съемным детектором; подают текучую среду под давлением из источника текучей среды во внутреннее пространство контейнера по трубе подачи текучей среды и пустотелому съемному детектору и/или измеряют датчиком давления внутреннее давление в контейнере во время, когда измеритель проводимости начинает измерять электрическую проводимость от одного детектора к другому. Съемный детектор может быть пустотелым и может быть прикреплен к источнику текучей среды трубой подачи текучей среды.
В другом варианте осуществления способы могут включать в себя, например, этапы, на которых: активируют детектор, приводящий в действие устройство, имеющее на себе первый детектор, в направлении контейнера, имеющего герметизатор и содержащего электролитный продукт, причем первый детектор имеет пустотелую форму и при этом соединен текучей средой с источником текучей среды трубой подачи текучей среды; вводят первый детектор в контейнер, по меньшей мере, с частичным погружением в электролитный продукт участка первого детектора; помещают контейнер с первым детектором внутри в электролитную ванну так что, по меньшей мере, герметизатор контейнера погружен в электролитную ванну, причем электролитная ванна имеет второй детектор, по меньшей мере, частично погруженный в нее; соединяют первый и второй детекторы с измерителем проводимости; определяют электрическую проводимость от одного детектора к другому с помощью измерителя проводимости, при этом герметизатор не протекает, если ток от одного детектора к другому отсутствует, и герметизатор протекает, если ток от одного детектора к другому существует; если установлено отсутствие тока от одного детектора к другому, подают текучую среду под давлением из источника текучей среды во внутреннее пространство контейнера по трубе подачи текучей среды и первому пустотелому детектору и измеряют датчиком давления внутреннее давление в контейнере во время, когда измеритель проводимости начинает измерять электрическую проводимость от одного детектора к другому.
Способы дополнительно включают в себя этап, на котором контейнер прокалывают первым детектором. Первым детектором может быть съемный детектор, который прикрепляют с возможностью удаления к детектору, приводящему в действие устройство; и/или отделяют съемный детектор от детектора, приводящего в действие устройство, до помещения контейнера с первым детектором внутри в электролитную ванну.
Данные способы являются полезными при точечном испытании герметичных контейнеров, подготавливаемых для коммерческой реализации, чтобы установить уровень протекания герметизации, имеющейся в конкретной приготовленной партии герметичных контейнеров. Данная информация может быть использована для выяснения любых возможных проблем производства. Данный способ также является полезным при общей оценке надежности герметичных контейнеров для разных приложений и целей, которые предлагаются разными поставщиками контейнеров.
1. Устройство для проверки целостности герметизации контейнера, включающее в себя держатель, предназначенный для установки в него контейнера, снабженного герметизатором и содержащего электролитный продукт; приспособление для детектирования, снабженное первым детектором, закрепленным к нижнему участку упомянутого приспособления с возможностью удаления, причем первый детектор имеет концевой участок, предназначенный для прокалывания контейнера при активации упомянутого приспособления; регулятор давления, связанный с первым детектором, источник текучей среды, соединенный с первым детектором и регулятором давления, электролитную ванну, снабженную вторым детектором, погруженным в нее, по меньшей мере, частично, и измеритель проводимости, соединенный с первым и вторым детекторами.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый детектор прикреплен к приспособлению для детектирования, например, с помощью магнита, адгезивного средства или их сочетаний.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый детектор имеет пустотелую цилиндрическую форму, предназначенную для доставки текучей среды из источника текучей среды во внутреннее пространство контейнера.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый детектор и второй детектор являются электродами.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что контейнер и герметизатор контейнера изготовлены из непроводящих материалов, выбранных из группы, состоящей из пластика, стекла, фольги или их сочетаний.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что герметизатор выполнен в виде винтового пластикового колпачка.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электролитный продукт представляет собой плодово-ягодный сок, ароматизированную воду, педиатрический напиток для восстановления водно-соляного баланса, газированный напиток, чай, изосматический напиток или их сочетание.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электролитная ванна содержит воду и электролит, например хлорид алюминия, лимонную кислоту, хлорид калия, хлорид натрия или их сочетание.
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приспособление для детектирования представляет собой пресс, например, ручной, механический, электрический или их сочетание.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит подвижную платформу.
11. Способ проверки целостности герметизации контейнера, содержащий следующие этапы: активируют приспособление для детектирования, снабженное первым детектором, в направлении контейнера, имеющего герметизатор и содержащего электролитный продукт, причем первый детектор имеет пустотелую цилиндрическую форму и соединен трубой с источником текучей среды, вводят первый детектор в контейнер, по меньшей мере, с частичным погружением участка первого детектора в электролитный продукт, помещают контейнер с первым детектором внутри в электролитную ванну, так что, по меньшей мере, герметизатор контейнера погружен в электролитную ванну, имеющую второй детектор, по меньшей мере, частично погруженный в нее, соединяют первый и второй детекторы с измерителем проводимости, определяют электрическую проводимость между детекторами с помощью измерителя проводимости, при этом герметизатор не протекает, если ток между детекторами отсутствует, и герметизатор протекает, если ток между детекторами существует, при отсутствии тока подают текучую среду под давлением из источника текучей среды по трубе во внутреннее пространство контейнера по первому пустотелому детектору и измеряют датчиком давления внутренне давление в контейнере во время, когда измеритель проводимости начинает измерять электрическую проводимость от одного детектора к другому.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что содержит этап, на котором контейнер прокалывают первым детектором.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что первым детектором является съемный детектор, который закрепляют с возможностью удаления к приспособлению для детектирования.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что содержит этап, на котором отделяют съемный детектор от приспособления для детектирования до помещения контейнера с первым детектором внутри в электролитную ванну.
