NL9000641A - Werkwijze en inrichting voor het onderzoeken van een verpakking op de aanwezigheid van een lek. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het onderzoeken van een verpakking op de aanwezigheid van een lek

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het onderzoeken van een verpakking op de aanwezigheid van een lek.

In de Europese octrooiaanvrage 85.200.130.4 is een methode beschreven voor het op lekkage onderzoeken van vacuum-verpakkingen. Volgens deze methode wordt het vacuumpak in een velvormige en luchtdichte omhulling geplaatst, waarna super-atmosferische druk op de buitenzijde van de omhulling wordt toegelaten. Hierdoor wordt het vacuumpak nauwsluitend door de omhulling omgeven. De geringe overblijvende ruimte tussen de omhulling en het pak wordt vervolgens van de omgeving afgesloten, waarna in deze ruimte gedurende een bepaalde tijd de verandering van de druk wordt gemeten. Dit drukverloop is een indicatie voor het al of niet lek zijn van de verpakking.

Deze bekende methode is geschikt voor het testen op lekkage van gehele verpakkingen, b.v. van vacuumverpakte koffie waarbij een kans op lekkage over het gehele oppervlak van de verpakking bestaat.

In vele verpakkingen, zoals potten of flessen van glas of van een thermoplastische kunststof is een controle op lekkage slechts vereist ter plaatse waar de pot of fles is afgesloten door een afzonderlijk aangebracht deksel, schroefdop of ander afsluitelement. Voor het testen van dit soort verpakkingen is de bekende methode waarbij de gehele verpakking op lekkage wordt onderzocht en daartoe de verpakking volledig in een velvormige omhulling moet worden geplaatst, te omslachtig en tijdrovend.

Bij een andere op de markt aangeboden testinrichting kan een door een afsluitelement afgesloten fles' op lekkage van het afsluitelement worden onderzocht door over het afsluitelement een kap te plaatsen. De kap rust met de onderzijde op de schouder van de fles. Langs de onderrand van de kap bevindt zich een speciaal aangebrachte dichtingsring, b.v. een opblaasbare O-ring. Nadat de O-ring is opgeblazen wordt hiermede een afdichting van de kap tegen de schouder van de fles verkregen. De ruimte tussen de kap en de fles wordt onder een overdruk tot enkele bars of onder vacuum gebracht, waarna deze ruimte wordt afgesloten. Indien na enige tijd de druk in de gesloten ruimte is gewijzigd kan dit duiden op een lekke afsluiting van de fles.

Deze methode is traag door het betrekkelijk grote volume in de kap die voor elke meting opnieuw onder druk of vacuum moet worden gebracht. Het telkens opblazen van de O-ring is een extra vereiste maatregel. Bovendien is de afdichting tussen de kap en de fles door een O-ring minder betrouwbaar, en wel om twee redenen. De eerste vindt zijn oorzaak in het betrekkelijk grote drukverschil over de O-ring (vacuum of overdruk aan de binnenzijde en atmosferische druk aan de buitenzijde). De tweede reden is dat de betrekkelijk stugge 0-ring minder goed de contouren van de fles kan volgen, in het bijzonder als de fles ter plaatse is voorzien van een profilering zoals ribbels, reliëfs e.d., of als het oppervlak van de fles oneffenheden vertoont zoals deukjes, groeven e.d.. Ook deze methode is daarom niet geschikt voor het op snelle en betrouwbare wijze testen van afsluitingen op verpakkingen.

Het doel van de uitvinding is een werkwijze en inrichting voor het op lekkage onderzoeken van en verpakking te verschaffen volgens het principe van de uit de genoemde Europese octrooiaanvrage bekende methode maar die is aangepast aan het slechts plaatselijk, snel en betrouwbaar testen van de verpakking, en waarmede verder t.a.v. deze bekende methode een aantal verdere voordelen worden verkregen zoals later wordt toegelicht.

Volgens de uitvinding wordt' verschaft een werkwijze voor het onderzoeken van een verpakking op de aanwezigheid van een lek, waarbij om een voor lekkage vatbaar gedeelte van de verpakking, b.v. een afsluitelement, een velvormige en luchtdichte omhulling wordt geplaatst, een hogere druk aan de buitenzijde dan aan de binnenzijde van de omhulling wordt uitgeoefend waardoor het genoemde gedeelte van de verpakking nauw aanliggend wordt omhuld en de omhulling tegen een gedeelte van de verpakking dat buiten het te onderzoeken gedeelte ligt luchtdicht wordt afgesloten, - de ruimte ("meetruimte") tussen het omhulde gedeelte van de verpakking en de daartegen gedrukte omhulling van de omgeving wordt afgesloten onder toepassing van een druk ("meetdruk") in de gesloten meetruimte die verschilt van de op dit moment heersende druk in de verpakking, en in de gesloten meetruimte gedurende een vastgestelde meettijd de verandering van de druk wordt gemeten.

De uitvinding verschaft tevens een inrichting voor het onderzoeken van een verpakking op de aanwezigheid van een lek volgens bovengenoemde werkwijze, omvattende een velvormige en luchtdichte omhulling voor het omhullen van een voor lekkage vatbaar gedeelte van de verpakking, organen voor het opwekken van een hogere druk aan de buitenzijde dan de druk aan de binnenzijde van de omhulling voor het nauw aanliggend doen omhullen van het genoemde gedeelte van de verpakking door de omhulling en voor het luchtdicht afsluiten van de omhulling tegen een gedeelte van de verpakking dat buiten het te onderzoeken gedeelte ligt, afsluitorganen voor het van de omgeving afsluiten van de ruimte ("meetruimte") tussen het omhulde gedeelte van de verpakking en de daartegen gedrukte omhulling bij aanwezigheid van een druk ("meetdruk") in de gesloten meetruimte die verschilt van de op dat moment heersende druk in de verpakking, en meetorganen voor het meten van het drukverloop in de gesloten meetruimte gedurende een vastgestelde meettijd.

De uitvinding is geschikt voor het onderzoeken van gevulde rigide (vormvaste) verpakkingen, b.v. met een schroef-dop afgesloten flessen, spuitbussen, bierblikken enz. waarvan de inhoud onder superatmosferische druk, atmosferische druk of onder subatmosferische druk staat. Verder is de uitvinding in het bijzonder ook geschikt voor het testen van semi-rigide verpakkingen zoals gevulde flessen uit polyethyleen of andere kunststof, waarvan de inhoud doorgaans atmosferisch is.

Het afsluitelement kan elke gewenste vorm of uitvoering hebben, zoals een schroefdop, stopper, kroonkurk, scheurstrip enz. Het te onderzoeken gedeelte van de verpakking kan ook een dichtgeplakt, dichtgelast of verzegeld gedeelte van de verpakking omvatten.

De velvormige en luchtdichte omhulling kan op vele wijzen zijn samengesteld. Een dunwandige rubberen zak zal doorgaans goed voldoen. Andere mogelijke uitvoeringen van de omhulling zijn beschreven in de reeds eerder genoemde Europese octrooiaanvrage 85.200.130.4.

Het is gewenst de omhulling een vorm te geven die in grote trekken overeenkomt met die van het te onderzoeken gedeelte van de verpakking. Bij voorkeur is de omhulling uitgevoerd als een dubbelwandige rubberen zak waarin tussen de buiten- en binnenwand van de zak een vormvast freem, b.v. van metaal of een kunststof is geplaatst. De binnen- en buitenwand van de zak liggen los tegen het freem aan en zijn aan het open einde van de zak onder het freem met elkaar verbonden. Aan de zak is een inlaat bevestigd voor de toevoer van perslucht in de ruimte tussen de beide wanden. De zak in het geheel is binnen een metalen kamer geplaatst; de ruimte in de kamer is in verbinding met de omgevingslucht.

Een dergelijke omhulling en de wijze van vervaardiging is in meer detail beschreven in de Europese octrooiaanvrage 86.201.251.5.

Nadat de omhulling over het te onderzoeken gedeelte van de verpakking is geplaatst wordt de omhulling door het aan de buitenzijde toelaten van perslucht tegen de verpakking gedrukt. Ingeval de omhulling als dubbelwandige zak is uitgevoerd wordt de perslucht in de ruimte tussen de twee tegenover elkaar liggende wanden geblazen waardoor de binnenwand van de zak tegen de verpakking wordt gedrukt. Hierdoor resteert slechts een zeer geringe residuele ruimte tussen de verpakking en de aanliggende omhulling. Aangezien de omhulling reeds in rusttoestand ongeveer de vorm van de verpakking heeft is slechts een geringe hoeveelheid perslucht voldoende om de omhulling nauwsluitend tegen de verpakking te drukken. Ook de hiervoor benodigde tijd is daardoor gering. Het aanblazen van de omhulling tegen de verpakking heeft tevens tot gevolg dat de omhulling aan de onderrand, die tegen een gedeelte van de verpakking dat buiten het te onderzoeken gedeelte van de verpakking aanligt, wordt afgesloten van de omgeving. Eventueel kan het oppervlak van het gedeelte van de omhulling dat tegen het op lekkage te onderzoeken gedeelte van de verpakking ligt iets worden opgeruwd teneinde te waarborgen dat de meetruimte een aaneengesloten ruimte blijft vormen. Door het flexibele karakter van de velvormige omhulling kan deze de contouren en eventuele onregelmatigheden in het oppervlak van de verpakking zeer goed volgen en wordt een goede aansluiting en daarom afsluiting van de omhulling langs de onderrand daarvan tegen de verpakking verkregen. Het aanbrengen van een afzonderlijk afdichtingsorgaan zoals een O-ring is daarom niet nodig. Hierbij dient tevens in aanmerking te worden genomen dat de druk in genoemde residuele ruimte in de meeste gevallen atmosferisch is, zodat bij gebruik van de genoemde dubbelwandige zak als omhulling de druk aan beide zijden van het als afdichting werkzame gedeelte van de zak even groot, namelijk atmosferisch is. Het afdichtende gedeelte van de zak zelf wordt daarbij tegen de verpakking gedrukt, b.v. met 1300 mbar.

De onder atmosferische druk verkerende meetruimte tussen omhulling en verpakking wordt nu van de buitenlucht afgesloten. Gedurende een vastgestelde meettijd van enkele seconden wordt de druk in de gesloten meetruimte als functie van de tijd waargenomen. Indien de verpakking inwendig onder vacuum staat zal bij een lekkende verpakking lucht uit de meetruimte in de verpakking stromen waardoor de druk in de meetruimte daalt. Door het zeer geringe volume van de meetruimte leidt een geringe lekkage reeds tot een aanzienlijke drukdaling in deze ruimte. Een en ander kan mutatis mutandis plaatsvinden op een wijze zoals beschreven voor het testen van complete vacuumpakken in de eerder genoemde Europese octrooiaanvrage 85.200.130.4.

Op soortgelijke wijze kunnen verpakkingen die onder inwendige overdruk staan worden getest, waarbij uiteraard een lekkende verpakking zich zal manifesteren in een drukstijging i.p.v. een drukdaling in de gesloten meetruimte. De totale testcyclus kan plaatsvinden in een tijdsduur van b.v. 7-12 seconden.

De uitvinding is derhalve zeer geschikt voor het onderzoeken op lekkage van een vormvaste verpakking met inwendige subatmosferische of superatmosferische druk, waarbij een atmosferische druk in de meetruimte kan worden toegepast.

Een andere situatie is aanwezig als de inhoud van de verpakking atmosferisch is. Een drukverschil tussen de inhoud van de verpakking en de meetruimte kan dan worden opgewekt door de meetruimte alvorens deze geheel te sluiten in verbinding te brengen met een ruimte onder superatmosferische of subatmosferische druk. Deze maatregel is uiteraard vooral zinvol bij verpakkingen die niet of nauwelijks van vorm veranderen bij de in de meetruimte op te wekken over- of onderdruk.

In overeenstemming met een bijzondere uitvoering van de uitvinding kunnen echter rigide verpakkingen die onder inwendige atmosferische druk staan desondanks met atmosferische meetdruk worden getest door vooraf de inwendige druk in de verpakking door verwarming te verhogen tot een waarde boven de atmosferische druk. Uiteraard is soms geen afzonderlijke verwarming voor het genoemde doel nodig als de gesloten verpakking reeds voor een ander doel, b.v. voor het steriliseren van de inhoud, is verwarmd.

Volgens een andere uitvoering van de uitvinding worden semi-rigide verpakkingen met normaal inwendige atmosferische druk getest door eerst de inwendige druk in de verpakking te verhogen door de wand van de verpakking elastisch in te drukken, waarna wederom atmosferische druk in de meetruimte kan worden toegepast. De wand van de verpakking wordt bij voorkeur op mechanische wijze op een buiten het omhulde gedeelte van de verpakking gelegen plaats ingedrukt. Na afloop van de test veert de wand van de verpakking weer terug naar de oorspronkelijke vorm. Deze methode is zeer geschikt voor het testen van thermoplastische flessen waarbij de cilindrische wand van de fles in geringe mate wordt ingedrukt. Doorgaans is het vrije volume in een fles gering, zodat een kleine indruk-king van de fles reeds tot een aanzienlijke drukstijging in het vrije volume voert, b.v., tot 1500 mbar.

In het algemeen wordt opgemerkt dat de in vele gevallen mogelijke toepassing van atmosferische meetdruk door haar eenvoud een belangrijk voordeel is van de uitvinding tegenover meer gecompliceerde bekende systemen waarbij deze druk onder-of bovenatmosferisch is.

Soms is het mogelijk het indrukken van de verpakking te doen plaatsvinden door de omhulling zelf, b.v. door de zich tussen kamer en verpakking expanderende zak die de verpakking ter plaatse·naar binnen drukt.

Als een eventuele vormverandering van het omhulde gedeelte van de verpakking ongewenst is kan de verpakking buiten het omhulde gedeelte daarvan worden ingedrukt totdat de inwendige druk in de verpakking een waarde bereikt gelijk aan die waarmede de zak tegen de verpakking drukt.

Bij toepassing van de uitvinding voor het testen van het boveneinde van verpakkingen waar zich de afsluiting bevindt kan de inrichting op het boveneinde van de verpakking worden neergelaten voor het uitvoeren van alle benodigde stappen. Het is mogelijk een aantal verpakkingen gelijktijdig hoewel elk afzonderlijk te testen. Indien zoals gewoonlijk het te testen boveneinde (de hals) van de verpakking smaller is dan het onderste gedeelte bestaat in vele gevallen de mogelijkheid een groot aantal naast en/of tegen elkaar geplaatste verpakkingen tegelijk te testen. Ook is het b.v. mogelijk alle in een doos of krat geplaatste verpakkingen "en bloc" te testen.

De uitvinding zal verder worden toegelicht bij wijze van voorbeeld aan de hand van bijgaande schetsmatige tekening.

Deze toont een inrichting volgens de uitvinding voor het op lekkage onderzoeken van een semi-rigide verpakking, t.w. een met een vloeistof gevulde en gesloten polyethyleen fles.

De tekening toont een grondplaat 10 waarop de te onderzoeken fles 11 is geplaatst. De fles is aan het boveneinde afgesloten met een schroefdop 12. Over het boveneinde van de fles is een omhulling 13 geplaatst, die bestaat uit een dubbelwandige rubberen zak met binnenwand 14 en buitenwand 15 waartussen zich een stijf freem 16 bevindt. De binnenwand en de buitenwand van de omhulling zijn aan de onderzijde met elkaar verbonden en vormen aldus een gesloten onderrand 17. De bovenrand 19 van de buitenwand van de omhulling is vast en dicht bevestigd aan een verbreed verlengstuk 18 van het freem 16. De bovenrand van de binnenwand van de omhulling is verbonden aan een balg 20 waarvan het boveneinde is ingeklemd tussen het verlengstuk 18 en een nippel 21. Op de nippel 21 is een leiding 23 aangesloten die via een open afsluiter 24 in verbinding staat met de omgevingslucht. Op de leiding 23 is tevens een drukmeter 25 aangesloten. Het verlengstuk 18 van het freem is aan het boveneinde voorzien van een buisvormige inlaat 22 waarop een leiding 26 is aangesloten. Via een open afsluiter 27 kan perslucht in de leiding 26 en verder in de ruimte tussen de beide wanden 14, 15 van de omhulling worden toegelaten. Een tweede afsluiter 28 is op de leiding 26 aangesloten waarmede de ruimte in de omhulling met de buitenlucht in verbinding kan worden gebracht. In veel gevallen kan met de aldus beschreven inrichting worden volstaan, n.l. in die gevallen dat de inhoud van de fles onder superatmosferi-sche of subatmosferische druk staat en atmosferische meetdruk wordt toegepast.

In het onderhavige voorbeeld voor het testen van een fles met atmosferische inhoud is de inrichting uitgebreid met een cilindrische kamer 29 die over de fles reikt. De kamer 29 is aan het boveneinde vast met het verlengstuk 18 verbonden, en het ondereinde reikt tot enige afstand boven de bodem van de fles. Via openingen in de zijwand van de kamer kunnen duwkop-pen 30 tegen de zijwand van de fles worden geduwd voor het indrukken van de fles.

Bij gebruik van de inrichting wordt de fles op de grond-plaat 10 geplaatst en vervolgens met de grondplaat omhoog bewogen totdat de onderrand 17 van de omhulling tegen de schouder van de fles komt te rusten. De beide duwkoppen 30 worden nu naar binnen geschoven waardoor de zijwand van de fles wordt ingedrukt. De druk in de fles stijgt hierdoor, b.v. tot 1500 mbar. Afsluiter 28 wordt gesloten en afsluiter 27 geopend waardoor perslucht in de omhulling stroomt. Hierdoor wordt de onderrand 17 stevig tegen de schouder van de fles gedrukt waardoor ter plaatse de ruimte tussen de omhulling en de fles wordt afgedicht. Anderzijds wordt de binnenwand 14 van de omhulling dicht tegen het boveneinde van de fles aangedrukt. Tijdens deze handeling is de afsluiter 24 open zodat de ruimte tussen de omhulling en de fles in verbinding is met de buitenlucht. Afsluiter 24 wordt nu gesloten waarna gedurende een bepaalde tijd op de drukmeter 25 het verloop van de druk in de meetruimte tussen omhulling en fles wordt nagegaan. Uit dit drukverloop kunnen conclusies t.a.v. het al dan niet lek zijn van de sluiting van de fles worden getrokken. Tenslotte worden afsluiters 24 en 28 weer geopend en de duwkoppen 30 teruggetrokken waarna de fles uit de inrichting kan worden verwijderd en een volgende fles kan worden onderzocht.

Claims (9)

1. Werkwijze voor het onderzoeken van een verpakking op de aanwezigheid van een lek, waarbij om een voor lekkage vatbaar gedeelte van de verpakking, b.v. een afsluitelement, een velvormige en luchtdichte omhulling wordt geplaatst, een hogere druk aan de buitenzijde dan aan de binnenzijde van de omhulling wordt uitgeoefend waardoor het genoemde gedeelte van de verpakking nauw aanliggend wordt omhuld en de omhulling tegen een gedeelte van de verpakking dat buiten het te onderzoeken gedeelte ligt luchtdicht wordt afgesloten, de ruimte ("meetruimte") tussen het omhulde gedeelte van de verpakking en de daartegen gedrukte omhulling van de omgeving wordt afgesloten onder toepassing van een druk ("meetdruk") in de gesloten meetruimte die verschilt van de op dit moment heersende druk in de verpakking, en in de gesloten meetruimte gedurende een vastgestelde meettijd de verandering van de druk wordt gemeten.

2. Werkwijze volgens conclusies 1 voor het onderzoeken op de aanwezigheid van een lek in een rigide verpakking met inwendige subatmosferische of superatmosferische druk, met het kenmerk, dat de meetdruk atmosferisch is.

3. Werkwijze volgens conclusies 1 voor het onderzoeken op de aanwezigheid van een lek in een rigide verpakking met inwendige atmosferische druk, met het kenmerk, dat tijdens het meten de inwendige druk door verwarming is verhoogd tot superatmosferisch, en een atmosferische meetdruk wordt toegepast .

4. Werkwijze volgens conclusies 1 voor het onderzoeken op de aanwezigheid van een lek in een semi-rigide verpakking met inwendige atmosferische druk, met het kenmerk, dat tijdens het meten de inwendige druk door elastisch indrukken van de wand van de verpakking wordt verhoogd tot superatmosferisch, en een atmosferische meetdruk wordt toegepast.

5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat tijdens het meten de wand van de verpakking op een buiten het omhulde gedeelte van de verpakking gelegen plaats op mechanische wijze wordt ingedrukt.

6. Werkwijze volgens conclusie 4 of 5 voor het onderzoeken van een fles vervaardigd uit een thermoplastische kunststof, met het kenmerk, dat tijdens het meten een gedeelte van de cilindrische zijwand van de fles wordt ingedrukt.

7. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de inwendige druk in de verpakking wordt verhoogd door het indrukken van het omhulde gedeelte van de verpakking door de omhulling.

8. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de druk in de verpakking door indrukken buiten het omhulde gedeelte daarvan wordt verhoogd tot een waarde gelijk aan die van de door de omhulling op de verpakking uitgeoefende druk.

9. Inrichting voor het onderzoeken van een verpakking op de aanwezigheid van een lek volgens de werkwijze van conclusie 1, omvattende - een velvormige en luchtdichte omhulling voor het omhullen van een voor lekkage vatbaar gedeelte van de verpakking, organen voor het opwekken van een hogere druk aan de buitenzijde dan de druk aan de binnenzijde van de omhulling voor het nauw aanliggend doen omhullen van het genoemde gedeelte van de verpakking door de omhulling en voor het luchtdicht afsluiten van de omhulling tegen een gedeelte van de verpakking dat buiten het te onderzoeken gedeelte ligt, afsluitorganen voor het van de omgeving afsluiten van de ruimte ("meetruimte") tussen het omhulde gedeelte van de verpakking en de daartegen gedrukte omhulling bij aanwezigheid van een druk ("meetdruk") in de gesloten meetruimte die verschilt van de op dat moment heersende druk in de verpakking, en meetorganen voor het meten van het drukverloop in de gesloten meetruimte gedurende een vastgestelde meettijd.