FR2515348A1

FR2515348A1 - High pressure and tightness testing for aerosols - utilising chamber with movable platform offering height adjustment

Info

Publication number: FR2515348A1
Application number: FR8120111A
Authority: FR
Original assignee: TORRE GERARD
Current assignee: TORRE GERARD
Priority date: 1981-10-23
Filing date: 1981-10-23
Publication date: 1983-04-29

Abstract

The appts. is used to test packagings of different heights and volumes but similar dias. The measuring chamber is a cylindrical tube whose internal diameter is close to that of the package under test so that the volume of space between them is restricted. The reception capacity of the cylinder is controlled by a moveable piston with an 'O' ring moveable plate with a circular gasket is raised to allow the test package to be positioned on the piston. The plate is then lowered thereby inserting into the package opening an expansion sealing device. Pressure testing is achieved by two pneumatic circuits. The first is connected through the seal to the interior of the package and has an electropneumatic valve with two openings and a compressed air source. The second is connected via the plate to the space between the package and the cylinder and has an electropneumatic valve with two openings, a vacuum gauge and a negative pressure generating device. A third pneumatic circuit is connected to the part of the cylinder below the piston for maintaining the position of the piston and has an electropneumatic valve with three openings and a compressed air source.

Description

L'objet de l'invention concerne un dispositif destiné au contrôle de l'étanchéité et de la résistance mécanique des emballages conditionnés sous moyenne et haute pression. The object of the invention relates to a device intended for checking the tightness and the mechanical strength of packages conditioned under medium and high pressure.

Il est plus particulièrement prévu pour la fabrication en série des boîtes métalliques du type "bombes aérosols" et simi laires. It is more particularly intended for the mass production of metal cans of the "aerosol can" type and the like.

Les dispositifs précédemment utilisés employaient l'ef- fet de refroidissement provoqué par la détente d'un fluide sous pression envoyé dans la capacité à contrôler et créant un léger vide. Ce vide dont la progressivité était mesurée chronométriquement dans l'espace intercalaire situé entre la capacité à contrôler et l'enveloppe étanche qui l'entoure servant d'étalon.Ce vide subissait l'influence d'abord du refroidissement dû à la détente du fluide, ensuite par la conductibilité thermique du corps de l'emballage à contrôler, ce qui ne permettait pas le contrôle des "bombes aérosols".Pour ces emballages, les normes internationales fixent à 10 bars minimum la pression d'épreuve et l'expérience a démontré que, pour l'effet de détente soit suffisant pour produire un refroidissement sensible, il faut que la pression utilisée pour le gonflage soit au moins égale à 60 bars.L'utilisation d'une telle pression en raison des lourdes contraintes économiques et technologiques qu'elle ifflpose, ne peut être envisagée dans l'in- du strie où les pressions maximales utilisées n 'excèdent pas 12 à 15 bars.Enfin l'épaisseur des parois métalliques revêtues d'enduits résistants à l'agressivité chimique du produit contenu, empêche l'emballage d'assurer son rôle d'échangeur thermique, de sorte que la création d'un léger vide dans l'espace intercalaire devient impossible à obtenir. The devices previously used employed the cooling effect caused by the expansion of a pressurized fluid sent into the capacity to control and creating a slight vacuum. This vacuum, the progressivity of which was measured chronometrically in the intermediate space located between the capacity to control and the tight envelope which surrounds it serving as a standard. This vacuum was first influenced by cooling due to the expansion of the fluid. , then by the thermal conductivity of the body of the package to be checked, which did not allow the control of "aerosol cans". For these packages, international standards set the test pressure at least 10 bars and experience a demonstrated that, for the expansion effect to be sufficient to produce significant cooling, the pressure used for inflation must be at least equal to 60 bar. The use of such pressure due to the heavy economic and technological constraints that it differs, cannot be envisaged in the interior of the streak where the maximum pressures used do not exceed 12 to 15 bars. Finally the thickness of the metal walls coated with coatings resistant to aggressiveness é chemical product contained, prevents the packaging from ensuring its role as heat exchanger, so that the creation of a slight vacuum in the intermediate space becomes impossible to obtain.

Le dispositif suivant 1 'invention supprime ces inconvénients et permet avec précision et rapidité le contrôle efficace tant de l'étanchéité que de la résistance à la pression des emballages de hauteurs et volumes différents mais de diamètres semblables. The device according to the invention eliminates these drawbacks and allows precise and rapid effective control both of the tightness and of the pressure resistance of packages of different heights and volumes but with similar diameters.

il est constitué par un cylindre récepteur de la capacité à contrôler reliée à un dispositif de mise sous pression et positionné par un piston, alors que le vide intercalaire situé entre la paroi du cylindre et de l'emballage est relié à un circuit constitué par une vanne électropneumatique, un vacuostat et un mécanisme engendrant une dépression, alors qu'un troisième circuit relie l'espace situé à la base du cylindre à un générateur d' air comprimé par l'intermédiaire d'une vanne à 3 orifices. it is constituted by a receiving cylinder of the capacity to control connected to a pressurizing device and positioned by a piston, while the intermediate vacuum located between the wall of the cylinder and the packaging is connected to a circuit constituted by a electropneumatic valve, a vacuum switch and a mechanism generating a vacuum, while a third circuit connects the space located at the base of the cylinder to a compressed air generator via a 3-port valve.

Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif, d'une des formes de réalisation de l'objet de l'in Invention
La figure 1 représente vu en coupe et en élévation le dispositif dans son ensemble.In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting example, of one of the embodiments of the object of the invention
Figure 1 shows in section and in elevation the device as a whole.

Les figures 2 et 3 montrent à une échelle différente les détails d'exécution des mécanismes de jointage à expansion. Figures 2 and 3 show on a different scale the details of execution of the expansion joint mechanisms.

La figure 4 représente le mécanisme générateur de dépression. Figure 4 shows the vacuum generator mechanism.

La figure 5 montre le vacuostat. Figure 5 shows the vacuum switch.

La figure 6 est un graphique fonctionnel. Figure 6 is a functional graph.

Le dispositif est constitué par un tube cylindrique 1 dont le diamètre intérieur se rapproche du- diamètre du corps de l'emballage 2 à contrôler, de façon à limiter le volume intercalaire 3. The device consists of a cylindrical tube 1, the inside diameter of which approximates the diameter of the body of the package 2 to be checked, so as to limit the intermediate volume 3.

Le piston 4 muni d ' un joint torique 5 est guidé par la tige 6 et se déplace librement à l'intérieur du cylindre 1 immobilisé par un support fixe 7. The piston 4 provided with an O-ring 5 is guided by the rod 6 and moves freely inside the cylinder 1 immobilized by a fixed support 7.

Le plateau mobile 8 pouvant se mouvoir verticalement vient obturer le cylindre 1 par l'intermédiaire du joint circulaire 9. The movable plate 8 which can move vertically closes the cylinder 1 by means of the circular joint 9.

Un mécanisme de jointage par expansion 10 porté par le plateau 8 est engagé dans l'orifice de remplissage de l'embal- lage. An expansion joint mechanism 10 carried by the plate 8 is engaged in the filling opening of the packaging.

Par l'intermédiaire de ce mécanisme, un premier circuit pneumatique 11 constitué par une vanne électropneumatique à deux orifices 12 et par un réservoir 13 relié à une source d'air comprimé, débouche à l'intérieur de l'emballage. By means of this mechanism, a first pneumatic circuit 11 constituted by an electropneumatic valve with two orifices 12 and by a reservoir 13 connected to a source of compressed air, opens into the interior of the packaging.

Un deuxième circuit 14,formé par une vanne électropneumatique à deux orifices 15, par un vacuostat 16, et par un mécanisme destiné à engendrer une dépression 17, communique à travers le plateau 8 avec l'espace intercalaire 3. A second circuit 14, formed by an electropneumatic valve with two orifices 15, by a vacuum switch 16, and by a mechanism intended to generate a vacuum 17, communicates through the plate 8 with the intermediate space 3.

Un troisième circuit pneumatique débouche dans la partie inférieure du cylindre 1. Il est composé par une vanne électropneumatique à trois orifices 18, reliée à une source d'air comprimé. A third pneumatic circuit opens into the lower part of the cylinder 1. It is composed by an electropneumatic valve with three orifices 18, connected to a source of compressed air.

L'étanchéité de la chambre annulaire 19 constituée par la partie inférieure du cylindre 1 est assurée par un joint torique 20. The sealing of the annular chamber 19 constituted by the lower part of the cylinder 1 is ensured by an O-ring 20.

L ' emballage à contrôler Fig 1 à 5 est positionné verticalement sur le piston 4 qui est maintenu dans la partie haute du cylindre par mise sous pression de la chambre annulaire 19 due à l'ouverture de la vanne 18. The packaging to be checked Fig 1 to 5 is positioned vertically on the piston 4 which is held in the upper part of the cylinder by pressurization of the annular chamber 19 due to the opening of the valve 18.

Le plateau 8, en position haute lors de la mise en place de l'emballage descend en introduisant le mécanisme de jointage 10 dans l'orifice de remplissage de l'emballage. The plate 8, in the high position when the packaging is put in place, descends by introducing the joining mechanism 10 into the filling opening of the packaging.

Ce mécanisme est constitué par un joint cylindrique tubulaire 21, immobilisé axialement contre le plateau 8 et dont le diamètre extérieur est légèrement inférieur au diamètre intérieur de l'orifice de l'emballage, de manière à permettre une introduction aisée. This mechanism consists of a tubular cylindrical seal 21, immobilized axially against the plate 8 and whose outside diameter is slightly less than the inside diameter of the orifice of the packaging, so as to allow easy introduction.

A travers le plateau et le joint coulisse une tige creuse 22 se terminant par une partie conique 23. Cette tige est - solidaire du piston 24 faisant office de verin pneumatique à l'inté- rieur du cylindre 25. Elle est raccordée à son extrémité supérieure au circuit pneumatique 11. Through the plate and the seal slides a hollow rod 22 ending in a conical part 23. This rod is - integral with the piston 24 acting as a pneumatic cylinder inside the cylinder 25. It is connected at its upper end to the pneumatic circuit 11.

Lorsque le mécanisme de jointage est entièrement intro duit dans l'orifice de remplissa;e 1ol; i emballage, une admission d'air comprimé par le conduit 26, provoque la montée du piston 24 qui entraîne dans sa course la tige 22. La partie conique 23 est alors entraînée vers le haut, ce qui provoque l'expansion du joint 21. When the jointing mechanism is fully inserted into the filling hole; e 1ol; i packaging, an admission of compressed air through the conduit 26, causes the piston 24 to rise, which drives the rod 22 in its stroke. The conical part 23 is then driven upwards, which causes the seal 21 to expand.

Ce dernier entre alors en pression sur le diamètre intérieur de l'orifice et assure ainsi l'étanchéité. The latter then enters into pressure on the internal diameter of the orifice and thus ensures sealing.

La libération de l'orifice pourra être obtenue par la mise à 1' atmosphère du conduit 26 et 1' admission d' air comprimé par le conduit 27. The opening of the orifice can be obtained by placing the duct 26 in the atmosphere and the admission of compressed air by the duct 27.

L'emballage à ce moment peut alors être mis sous pression par l'ouverture de la vanne 12 qui sera refermée automatiquement, lorsque la pression interne de l'emballage sera suffisante, c'est-à-dire aura atteint 10 à 15 bars. The packaging at this time can then be pressurized by the opening of the valve 12 which will be closed automatically, when the internal pressure of the packaging is sufficient, that is to say has reached 10 to 15 bars.

Pendant la mise sous pression de l'er,1ballage, le plateau 8 continue sa course vers le bas en introduisant l'em- ballage 2 dans le cylindre 1. During the pressurization of the packaging, the tray 8 continues its downward stroke by introducing the packaging 2 into the cylinder 1.

La position de la vanne 18 ayant été préalablement inversée, l'air chassé par le piston 4 lors de sa descente est évacué dans l'atmosphère par l'intermédiaire de la vanne pneumatique 18. The position of the valve 18 having been previously inverted, the air expelled by the piston 4 during its descent is discharged into the atmosphere via the pneumatic valve 18.

Lorsque le plateau 8 atteint sa position basse, le joint 9 assure l'étanchéité du cylindre 1 en s'appuyant sur la section annulaire de ce dernier. When the plate 8 reaches its low position, the seal 9 seals the cylinder 1 by pressing on the annular section of the latter.

La vanne 15 qui était ouverte lors de la descente du plateau, le reste encore pendant un temps bref, suffisant pour ramener la pression du volume intercalaire 3 à la pression atmosphérique. The valve 15 which was open during the descent of the plate, remains so for a short time, sufficient to reduce the pressure of the intermediate volume 3 to atmospheric pressure.

Cette vanne étant refermée, le piston 28 muni d'un joint 29 est entraîné dans un lent mouvement de rotation, qui grâce au filetage hélicoïdal 30 provoque son recul. Le piston pourra être ramené à sa position avant par une simple inversion du sens de rotation. This valve being closed, the piston 28 provided with a seal 29 is driven in a slow rotational movement, which thanks to the helical thread 30 causes its recoil. The piston can be returned to its front position by simply reversing the direction of rotation.

L ' aspiration engendrée par le mouvement de recul du piston 28 dans le cylindre 31 provoque par 1' intermédiaire du circuit pneumatique 14 une chute de pression dans l'espace intercalaire 3. The suction generated by the recoil movement of the piston 28 in the cylinder 31 causes, through the pneumatic circuit 14, a pressure drop in the intermediate space 3.

Cette dépression a pour effet d'attirer la membrane 32 du vacuostat 16 en relation avec l'espace intercalaire 3 par l'intermédiaire du circuit 14. This depression has the effect of attracting the membrane 32 of the vacuum switch 16 in relation to the intermediate space 3 via the circuit 14.

Cette membrane est porteuse d'une pastille métallique 33. This membrane carries a metallic pellet 33.

Lorsque la dépression qui règne dans 1'espace intercalaire 3 atteint une valeur déterminée, la déformation L ia membrane 32 est telle, que la pastille métallique 33 entraîne la commutation électrique du détecteur de proximité inductif 34 situé en regard. When the vacuum prevailing in the intermediate space 3 reaches a determined value, the deformation L ia membrane 32 is such that the metal pad 33 causes the electrical switching of the inductive proximity detector 34 located opposite.

Le recul du piston 28 s'effectue avec une vitesse rigoureusement constante. Donc, la dépression engendrée est proportionnelle à la durée du mouvement. The recoil of the piston 28 takes place with a rigorously constant speed. Therefore, the depression generated is proportional to the duration of the movement.

Suivant le graphique figure 6, où le temps est porté en abscisse avec comme unité la seconde, et la pression en ordonnée, avec comme unité le millibar. According to the graph in Figure 6, where time is plotted on the abscissa with the second as the unit, and the pressure on the ordinate with the millibar as the unit.

Les origines sont: temps O = début de mouvement de recul du piston 28. Pression O = pression atmosphérique. The origins are: time O = start of recoil movement of piston 28. Pressure O = atmospheric pressure.

On constate alors, que pour un déplacement du piston 28 durant 3 secondes, la pression dans l'espace intercalaire est inférieure de 6 rnbars, à la pression atmosphérique. It can then be seen that for a displacement of the piston 28 for 3 seconds, the pressure in the intermediate space is 6 rnbar lower than atmospheric pressure.

Le vacuostat ayant été préalablement réglé sur cette valeur de 6 mbars, la commutation du détecteur de proximité 34 par la pastille métallique 33 interviendra exactement 3 secondes après le début du mouvement du piston. The vacuum switch having been previously set to this value of 6 mbar, the switching of the proximity detector 34 by the metal pad 33 will take place exactly 3 seconds after the start of the movement of the piston.

Par contre, si l'emballage n'est pas étanche, ou s'il éclate, l'air qui s'en échappe pénêtre dans l'espace intercalaire 3, ce qui amoindrit la dépression. On the other hand, if the packaging is not leaktight, or if it bursts, the air which escapes from it penetrates into the intermediate space 3, which reduces the depression.

La déformation de la membrane 32 n'est alors plus suffisante pour entraîner la commutation du détecteur 34 dans le temps imparti, ce qu'un automatisme électrique adéquat pourra mettre en évidence. The deformation of the membrane 32 is then no longer sufficient to cause the switching of the detector 34 in the given time, which an adequate electrical automation can demonstrate.

Il est à remarquer que la partie "Mesure" de ce dispositif se prête tout autant que la partie "Mécanique" à une adaptation, aisée et rapide, au contrôle de boîtes de hauteurs et de volumes différents. It should be noted that the "Measurement" part of this device lends itself just as much as the "Mechanical" part to an adaptation, easy and quick, to the control of boxes of different heights and volumes.

En effet, il n'est pas nécessaire pour cela de rnodifier le réglage du vacuostat, il suffit simplement d'augmenter ou de diminuer le temps d'action du piston 28 pour obtenir une dépression de valeur identique, malgré les variations de hauteur donc de volume, de l'espace intercalaire 3. Indeed, it is not necessary for this to modify the adjustment of the vacuum switch, it suffices simply to increase or decrease the action time of the piston 28 to obtain a vacuum of identical value, despite the variations in height therefore of volume, insert space 3.

Cet avantage exclusif rend ce dispositif particulièrement adapté à l'usage industriel où les changements de format des boîtes sont fréquents et doivent être effectués avec un maximum de célébrité. This exclusive advantage makes this device particularly suitable for industrial use where box format changes are frequent and must be carried out with maximum celebrity.

Claims

REVENDICATIONS

10 Dispositif destiné au contrôle rapide et précis de l'étanchéité et de la résistance mécanique des emballages conditionnés sous moyenne et haute pression, se caractérisant par le fait que la chambre de mesure estconstituée par un cylindre (1) de diamètre standard, mais dont la capacité de réception est réglable en hauteur par le déplacement du piston (4), et dont la partie supérieure est reliée à un circuit (14) composé par une vanne électropneumatique (15) à deux orifices, un vacuostat (16), et un mécanisme engendrant une dépression (17) 10 Device intended for the rapid and precise control of the tightness and the mechanical resistance of packages conditioned under medium and high pressure, characterized by the fact that the measurement chamber is constituted by a cylinder (1) of standard diameter, but the receiving capacity is adjustable in height by the displacement of the piston (4), the upper part of which is connected to a circuit (14) composed of an electropneumatic valve (15) with two orifices, a vacuum switch (16), and a mechanism causing depression (17)

20 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que l'emballage (2) placé dans le cylindre (1) et supporté par le piston (4) déterminant un espace intercalaire (3), est relié à un deuxième circuit (11) constitué par une vanne électropneumatique (12) à deux orifices, reliée à une source d'air comprimé (13). 20 Device according to Claim 1, characterized in that the package (2) placed in the cylinder (1) and supported by the piston (4) defining an intermediate space (3), is connected to a second circuit (11) consisting of an electropneumatic valve (12) with two orifices, connected to a source of compressed air (13).

30 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que la base du cylindre (1) forme entre le parement inférieur du piston (4) et sa base, une chambre annulaire (19) reliée à une source d'air comprimé par une vanne électropneumatique (18) à trois orifices. 30 Device according to Claim 1, characterized in that the base of the cylinder (1) forms, between the lower facing of the piston (4) and its base, an annular chamber (19) connected to a source of compressed air by a valve electropneumatic (18) with three orifices.

40 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que le mécanisme de jointage à expansion est constitué par un joint cylindrique tubulaire (21) immobilisé dans l'axe du plateau (8) à travers lequel coulisse une tige creuse (22) se terminant par un profil conique 23, cette tige étant solidaire du piston (24) se déplaçant dans le cylindre 25 relié à une admission d'air comprimé (26 et 27). 40 Device according to Claim 1, characterized in that the expansion jointing mechanism consists of a tubular cylindrical joint (21) immobilized in the axis of the plate (8) through which slides a hollow rod (22) ending by a conical profile 23, this rod being integral with the piston (24) moving in the cylinder 25 connected to a compressed air intake (26 and 27).

50 Dispositif suivant la revendication 1 se caractérisant par le fait que dans le circuit (14), durant une temporisation déterminée et réglable, est actionné un piston (28) muni d'un joint (29) relié à sa tige filetée (30) qui coulisse dans le cylindre (31), alors que si l'emballage est étanche la membrane (32) du vacuostat (16) munie de la pastille (33) contacte le détecteur inductif (34), à l'issue de cette temporisation. 50 Device according to claim 1, characterized in that in the circuit (14), during a determined and adjustable time delay, is actuated a piston (28) provided with a seal (29) connected to its threaded rod (30) which slides in the cylinder (31), while if the packaging is sealed the membrane (32) of the vacuum switch (16) provided with the pad (33) contacts the inductive sensor (34), at the end of this time delay.