Способ испытания на герметичность емкостей большого объема и устройство для его осуществления
Изобретение относится к области испытаний на герметичность и может быть использовано для испытания на герметичность емкостей большого объема или бочкообразной формы. Сущность: устройство содержит устанавливаемую на соответствующей емкости (1) в области ее клапана (2) колоколообразную контрольную головку (3). Контрольная головка (3) образует испытательное пространство (4) для емкости (1) и имеющегося там клапана (2), вмещающее емкость в области муфты (1.2), нагружаемое давлением окружающей среды или разрежением. В контрольной головке (3) имеется камера (9), которая предусмотрена сзади окна, снабженного стеклом (10), и которая наведена на емкость в области установленного в испытательном пространстве (4) клапана (2). В контрольной головке (3) предусмотрен датчик (8) давления, регистрирующий давление в испытательном пространстве (4). Для испытания на герметичность между внутренним пространством емкости (1) и испытательным пространством (4) создают разность давлений или повышают соответствующую разность давлений посредством вакуумирования или разрежения. При негерметичности по меньшей мере одной камерой (9) сенсорного устройства регистрируют выход разливаемого продукта в испытательное пространство (4) и/или образование пены разливаемого продукта в испытательном пространстве (4). Технический результат: повышение производительности и надежности испытаний на герметичность. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к способу согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также к устройству согласно ограничительной части пункта 6 формулы изобретения.
Способы и устройства для испытания на герметичность заполненных и закрытых емкостей в виде бутылок известны (DE 10 2008052634 A1, DE 10 2009039875 А1, ЕР 0450688 А1). Эти известные способы для имеющих большой объем соответственно бочкообразных емкостей не предназначены и не пригодны.
Известны также способы для испытания на герметичность имеющих большой объем соответственно бочкообразных емкостей при применении контрольной головки (ЕР 0441632 А2, DE 3813410 А1), устанавливаемой на соответствующую емкость в области ее клапана, чтобы создать испытательное пространство, заключающее клапан емкости и уплотненное по отношению к окружающей среде. При испытании на герметичность давление в испытательном пространстве контролируется датчиком давления. Для этого в одном из этих известных способов (ЕР 0441632 А2) испытательное пространство сначала полностью заполняется водой и затем закрывается, так что уже незначительное, выходящее из подлежащей испытанию емкости количество газа ведет к повышению давления в испытательном пространстве и, таким образом, может регистрироваться датчиком давления. В другом из этих известных способов (DE 3813410 А) в испытательном пространстве сначала с помощью источника разрежения создается разрежение и после разъединения соединения между источником разрежения и испытательным пространством затем в испытательном пространстве контролируется давление, возможно рост давления. Недостатком этих известных способов, среди прочего, является то, что они предполагают плотное закрытие испытательного пространства по отношению к окружающей среде, что на практике, например, из-за неисправности уплотнений в контрольной головке обеспечивается не полностью.
Дальше известен также способ для испытания на герметичность заполненных и закрытых клапаном или фитингом имеющих большой объем соответственно бочкообразных емкостей (DE 10 2008020273 A1, DE 9313923.3 U1). Испытание на герметичность осуществляется при этом известном способе с помощью оптического контроля внешней стороны соответствующей емкости в области ее клапана или фитинга после заполнения, причем отклонения поверхностной структуры или окрашивания поверхности на внешней стороне фитинга от заданной эталонной величины вследствие выступившего заливаемого продукта или образования пены применяются в качестве критерия для существующей негерметичности. Отдельно небольшая негерметичность или протечки, которые спустя длительное время могут привести к потере давления во внутреннем пространстве емкости, могут не обнаруживаться этим способом или обнаруживаться с трудом. При этом также известна обработка заливаемого продукта в емкости при испытании на герметичность ультразвуком.
Задачей изобретения является создание способа, с которым эффективно и надежно можно проводить испытание имеющих большой объем, заполненных заливаемым продуктом и закрытых клапаном или фитингом емкостей. Для решения этой задачи предлагается способ в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения, для осуществления которого предлагается устройство согласно пункту 6 формулы изобретения.
Имеющие большой объем емкости в смысле изобретения представляют собой бочкообразные емкости, которые, как правило, называются «кегами» и состоят, например, из металла (металлический кег) или из синтетического материала (кег из синтетического материала), например PET, и их внутреннее пространство соответственно закрыто клапаном или фитингом, который специально в случае кегов, состоящих из синтетического материала, только после заполнения крепится на емкости. Имеющие большой объем или бочкообразные емкости в смысле изобретения - это также одноразовые кеги из синтетического материала.
С предложенным в соответствии с изобретением способом возможно надежное и имеющее высокую производительность испытание на герметичность (количество проверенных емкостей в единицу времени). В частности, с предложенным в соответствии с изобретением способом возможно надежное обнаружение протечек, а именно с помощью достаточно высокой разности давлений между внутренним пространством соответствующей емкости и внешней окружающей средой/объемом или испытательным пространством, в котором расположен по меньшей мере один воспринимающий элемент.
В изобретении испытательное пространство, как правило, образовано подобной колоколу контрольной головкой, которая при испытании на герметичность устанавливается на внешней стороне емкости в области ее клапана, соответственно в области ее муфты, а именно, по меньшей мере, при создании в испытательном пространстве разрежения или вакуума в положении элемента гарантирующего герметичность в емкости.
Выражение «в основном», соответственно «примерно» в смысле изобретения означает отклонения от соответственно точного значения на +/- 10%, предпочтительно +/- 5%, и/или отклонения в форме незначащих для функции изменений.
Усовершенствования, преимущества и возможности применения изобретения следуют также из приведенного ниже описания примеров осуществления и из чертежа. При этом все описанные и/или графически изображенные признаки сами по себе или в любой комбинации являются в принципе предметом изобретения, независимо от их аннотации в пунктах формулы изобретения или их взаимосвязи. Также содержание пунктов формулы изобретения является составной частью описания.
Изобретение ниже более подробно поясняется с помощью чертежа, который показывает в упрощенном частичном изображении и частично в разрезе емкость, образованную в виде кега, в области ее клапана 2 (фитинг) вместе с контрольной головкой.
Образованная подобно колоколу контрольная головка 3 служит для испытания на плотность (испытание на герметичность) наполненной разливаемым продуктом и закрытой клапаном 2 емкости 1 в области этого клапана. Для испытания на герметичность контрольная головка 3 таким образом устанавливается на емкость 1, что емкость 1 в зоне своего клапана 2 и своего кольца 1.1, образующего устье или отверстие, располагается в испытательном пространстве 4 контрольной головки 3 герметично по отношению к окружающей среде. Контрольная головка 3 для этого имеет, наряду с прочим, кольцеобразное уплотнение 5, которое прилегает к внутренней поверхности кольцеобразной муфты 1.2 для емкости, охватывающей клапан 2 и образующее устье кольцо 1.1, а также защищающей клапан 2.
Для испытания на герметичность между давлением в испытательном пространстве 4 и внутренним давлением емкости 1 создается разность давлений, например, с помощью откачивания из испытательного пространства 4 через подключение 7 для откачивания, соединенного с вакуумной установкой 6. Вакуумная установка состоит, например, из источника 6.1 разрежения или вакуума и клапана 6.2 управления в соединении с подключением 7 для откачивания. Внутреннее давление в испытательном пространстве 4 регистрируется и/или контролируется датчиком 8 давления (измерительный преобразователь давления), предусмотренным в контрольной головке 3. Создание вакуума в испытательном пространстве 4 управляется, например, так, что устанавливается достаточная разность давлений между внутренним пространством емкости 1 и испытательным пространством 4 и после этого соединение с источником вакуума 6.1 запирается.
Разливаемый продукт, который во время испытания на герметичность при возможной негерметичности емкости 1 и/или клапана 2 выходит в испытательное пространство 4, регистрируется камерой 9, которая предусмотрена сзади окна, снабженного стеклом 10, и оптическая ось которой расположена преимущественно одинаково с осью ВА емкости 1 соответственно клапана 2, так что камерой регистрируется область емкости 1, расположенная в испытательном пространстве 4.
В случае заполняющего емкость 1 разливаемого продукта речь идет о продукте, склонном к образованию пены, как это имеет место, например, с содержащими СО2 напитками, в частности пивом, так что камерой 9 контролируется это образование пены. В качестве критерия имеющейся негерметичности служит, таким образом, первый зарегистрированный камерой 9 выход разливаемого продукта из емкости 1 в испытательное пространство, соответствующее образование пены в испытательном пространстве, или выход разливаемого продукта и/или образование пены не устанавливается, это означает, что данная емкость 1 и ее клапан 2 герметичны.
Посредством датчика давления 8 дальше также регистрируется замыкающееся на негерметичности падение давления, то есть при существующей негерметичности в испытательном пространстве 4 разрежение падает, так что затем замеренное датчиком 8 давления повышение давления служит в качестве другого критерия негерметичности емкости и/или клапана 2. Создание вакуума соответственно разрежения в испытательном пространстве 4 через подключение для откачивания 7 осуществляется при этом преимущественно с управлением во времени, то есть после заданного промежутка времени испытательное пространство 4 отделяется от источника вакуума или разрежения. В последующем с помощью датчика 8 давления в испытательном пространстве регистрируются господствующее давление, соответственно его изменение.
Контроль за негерметичностью осуществляется, как правило, с помощью повышенной разности давлений между внутренним пространством сосуда и внутренним пространством 4 контрольной головки. Выше исходили из того, что эта разность создается с помощью образования в испытательном пространстве 4 вакуума, соответственно разрежения. Но соответственно второй форме осуществления изобретения также существует возможность получить эту повышенную разность давлений путем повышения внутреннего давления в емкости 1, а именно с помощью внешнего воздействия на емкость 1 и/или разливаемый продукт в этой емкости.
При этой форме осуществления изобретения в испытательном пространстве 4 создается атмосферное давление, или давление окружающей среды, или опять же вакуум, соответственно разрежение. Внешнее воздействие на емкость 1, соответственно на разливаемый продукт в этой емкости может осуществляться самым различным способом, например с помощью управляемого упругого деформирования стенки емкости 1 в смысле временного уменьшения объема емкости, преимущественно с помощью механических средств, вследствие чего внутреннее давление в емкости 1 возрастает, или с помощью подвода энергии к разливаемому продукту, например, с помощью ультразвука, тепла и тому подобного, что, в частности, при содержащих СО2 разливаемых продуктах ведет к выходу СО2-газа из разливаемого продукта и с ним к повышению внутреннего давления в емкости 1. Дальше внешнее воздействие на разливаемый продукт может осуществляться путем сотрясения емкости 1, что точно также при содержащих СО2 разливаемых продуктах ведет к выходу СО2 из разливаемого продута и тем самым к росту внутреннего давления в данной емкости. Собственное испытание на герметичность опять же с расположенной на сосуде контрольной головкой осуществляется путем контроля за возможно выходящим в испытательное пространство 4 разливаемым продуктом или за соответствующим образованием пены с помощью камеры 9. Если испытательное пространство 4 при этом осуществлении во время испытания на герметичность не плотно закрыто по отношению к окружающей среде, то давление в испытательном пространстве 4, замеренное датчиком 8 давления, может также применяться в качестве другого критерия существования негерметичности.
Оба указанных выше способа могут применяться соответственно альтернативно или применяться, дополняя друг друга, причем, разумеется, каждый из этих способов испытания на герметичность может проводиться соответственно также неоднократно, по меньшей мере, повторяться двукратно.
Изобретение выше описывалось на примерах осуществления. Представляется, что возможны многочисленные изменения и модификации при сохранении при этом лежащей в основе изобретения изобретательской идеи.
Перечень позиций
1 - Емкость
1.1 - Кольцо отверстия
1.2 - Муфта емкости
2 - Клапан (фитинг)
3 - Контрольная головка
4 - Испытательное пространство
5 - Уплотнение
6 - Блок разрежения или вакуумный блок
6.1 - Источник вакуума
6.2 - Клапан управления
7 - Подключение вакуума
8 - Датчик давления
9 - Камера
10 - Стекло
ВА - Ось сосуда
1. Способ испытания на герметичность заполненных разливаемым продуктом и закрытых клапаном (2) имеющих большой объем или бочкообразных емкостей (1), при котором используют по меньшей мере одно сенсорное устройство, выполненное с возможностью контроля соответствующей емкости (1) в области, размещенной в испытательном пространстве (4) и имеющей клапан (2), и, в случае негерметичности емкости (1) и/или клапана (2), подачи сигнала, свидетельствующего об этой негерметичности, причем испытательное пространство (4) образовано внутри колоколообразной контрольной головки (3), установленной на емкости (1) и расположенной при испытании на герметичность в положении элемента, гарантирующего герметичность в емкости (1), при котором при испытании на герметичность давление в испытательном пространстве (4) контролируют датчиком (8) давления сенсорного устройства, для испытания на герметичность между внутренним пространством сосуда и испытательным пространством (4) создают разность давлений или повышают соответствующую разность давлений и для этого в испытательном пространстве (4) создают вакуум или разрежение, отличающийся тем, что при негерметичности по меньшей мере одной камерой (9) сенсорного устройства регистрируют выход разливаемого продукта в испытательное пространство (4) и/или образование пены разливаемого продукта в испытательном пространстве (4), причем камера (9) предусмотрена сзади окна, снабженного стеклом (10).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для создания или повышения разности давлений на емкость (1) оказывают воздействие в смысле уменьшения объема внутреннего пространства емкости и/или воздействие на разливаемый продукт.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что воздействие на разливаемый продукт осуществляют с помощью подвода энергии.
4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что при склонном к вспениванию разливаемом продукте и/или при содержащем СО2 разливаемом продукте воздействие на этот разливаемый продукт осуществляют в смысле высвобождения СО2-газа.
5. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что изменение давления в испытательном пространстве (4) во время испытания используют в качестве критерия для существующей негерметичности емкости (1) и/или клапана (2).
6. Устройство для испытания герметичности наполненных разливаемым продуктом и закрытых клапаном (2) имеющих большой объем или бочкообразных емкостей (1), содержащее устанавливаемую при испытании на герметичность на соответствующей емкости (1) в области ее клапана (2) колоколообразную контрольную головку (3), которая образует испытательное пространство (4), вмещающее емкость в области муфты (1.2) для емкости и имеющегося там клапана (2) и нагружаемое давлением окружающей среды или разрежением, отличающееся тем, что в контрольной головке (3) имеется камера (9), которая предусмотрена сзади окна, снабженного стеклом (10), и которая наведена на емкость в области установленного в испытательном пространстве (4) клапана (2), причем в контрольной головке (3) предусмотрен датчик давления, регистрирующий давление в испытательном пространстве (4).
