DE3922314A1 - Verfahren sowie vorrichtung zur ueberpruefung der dichtheit von behaeltern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit von Behältern, bei dem der Behälter in eine Flüssigkeit eingetaucht und durch ein Prüfgas unter Druck gesetzt wird sowie Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens.

In der Technik stellt sich häufig das Problem, z.B. aus Blech hergestellte Behälter auf ihre Dichtheit zu überprüfen, um sicherzustellen, daß die später aufzunehmenden Gase nicht entwei­ chen können. Derartige Probleme stellen sich bei­ spielsweise im Zusammenhang mit der Herstellung von später als Sprühdosen einzusetzenden Dosen, in die neben der abzugebenden Sprühflüssigkeit ein Treibgas unter Druck eingebracht werden muß. Die Dosen sind durch Falzen und Pressen aus Blechen hergestellt. Bei Vorliegen von Undicht­ heiten würde die Dose bereits kurze Zeit nach dem Füllen aufgrund des sich durch Entweichen des Treibgases sich absenkenden Innendruckes un­ brauchbar werden.

Zur Überprüfung der Dichtheit von Behältern ist im Stande der Technik bekannt, sie in eine Flüs­ sigkeit einzutauchen, mit einem Prüfgas unter Druck zu setzen und zu beobachten, ob Gasblasen aufsteigen, durch die die Undichtheit des Behäl­ ters belegt würde. In der Praxis erweist es sich allerdings als schwierig, die aus kleineren Lecks in geringen Zahlen austretenden Gasblasen von minimalem Durchmesser rasch und ohne weite­ res mit dem Auge erkennen zu können. Zudem ist eine derartige Überprüfung vergleichsweise lang­ sam und personalintensiv.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zur Überprüfung der Dichtheit von Behältern sowie zugehöriger Vor­ richtungen zur Aufgabe gemacht, die eine hohe Empfindlichkeit in der Erfassung von Undicht­ heiten aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da­ durch, daß die dem Behälter entweichenden Gas­ blasen gesammelt und einem die Existenz der Gas­ blasen erfassenden Meßgerät zugeführt werden.

Der Kerngedanke der Erfindung ist in zweifacher Hinsicht entscheidend. Zum einen wird erreicht, daß die in größerer Zahl austretende, aber mit­ unter aufgrund ihres geringen Durchmessers kaum mit dem Auge feststellbaren Gasblasen gesammelt und hierdurch in eine demgegenüber ohne Schwie­ rigkeiten leicht detektierbare Größe überführt werden. Zum anderen wird ein Meßgerät zum Erfas­ sen der Gasblasen eingesetzt. Die Erfindung hat erkannt, daß die Empfindlichkeit geeigneter Meß­ geräte eine Detektierung mit einer wesentlich höheren als mit der durch Betrachtung mit dem Auge erreichbaren Genauigkeit erlaubt. Beide Maßnahmen haben jeweils für sich eine Erhöhung der Genauigkeit und Empfindlichkeit zur Folge.

Die hierbei einzusetzenden Flüssigkeiten sind ebenso wie die Prüfgase in weiten Grenzen be­ liebig. Erstere sollte in ihrer Handhabung mög­ lichst einfach sein, d.h. ungiftig, leicht und kostengünstig zur Verfügung stehen usw., so daß sich insbesondere Wasser empfiehlt. Als Prüfgase werden preisgünstige, jedoch chemische Reak­ tionsträge Gase eingesetzt. Hierfür empfehlen sich Luft und Argon.

Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erreichbaren Vorteile bestehen in der bereits geschilderten grundsätzlichen Steigerung der Empfindlichkeit der Erfassung auch geringer Un­ dichtheiten sowie darüber hinaus in der Möglich­ keit der vollständigen Automatisierung des Über­ prüfungsvorganges, so daß sich die bislang er­ forderlichen Personalkosten einsparen lassen.

Ohne Beschränkung der Allgemeinheit wird im fol­ genden eine zur Durchführung des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens geeignete Vorrichtung im einzelnen angegeben. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sammlung der entweichenden Gasblasen über einen oberhalb des zu untersuchenden Behälters befindlichen Trichter erfolgt und über eine Leitung die Gasblasen von dort dem Meßgerät zu­ geführt werden, wobei die Leitung mit Flüssig­ keit gefüllt ist. Der zu untersuchende Behälter wird in die Flüssigkeit eingetaucht und unter­ halb des Trichters positioniert. Anschließend erfolgt die Beaufschlagung durch das Prüfgas. Bei Undichtheiten strömt ein Teil des Prüfgases aus, steigt durch den Auftrieb nach oben und sammelt sich im Trichter an, von wo es dem Meß­ gerät zugeführt wird. Der Innenraum des zumin­ dest bis zum Meßgerät führenden Teiles der Lei­ tung als auch der Trichter befinden sich im Inneren der Flüssigkeit. Im Idealfall, d.h. bei völliger Dichtheit erfaßt das Meßgerät eine vollständig mit Flüssigkeit gefüllte Leitung.

In einer speziellen Ausgestaltung befindet sich in der Leitung eine einen kontinuierlichen Flüs­ sigkeitslauf erzeugende Umwälzpumpe. Den das Meßgerät passierenden Teil der Flüssigkeit wird man zweckmäßigerweise wieder nach Art eines Kreislaufes zurückführen. Bei völliger Dichtheit sind in diesem Umlauf keine Gase enthalten. An­ dernfalls werden sie im Trichter gesammelt, über die Umwälzpumpe zusammen mit Flüssigkeit abge­ saugt und dem Meßgerät zugeführt. Die Flüssig­ keit wird wieder zurückgeführt und das Prüfgas, sofern es sich von seiner chemischen Beschaffen­ heit hierzu eignet, an die Atmosphäre abgege­ ben.

Im Rahmen der Erfindung steht grundsätzlich frei, welches Meßgerät zur Detektierung der Gas­ blasen eingesetzt wird. Ohne Einschränkung der Allgemeinheit wird die Verwendung optoelektro­ nischer Meßgeräte als zweckmäßig erachtet, bei denen ein Lichtstrahl durch die evt. Gasblasen aufweisende Flüssigkeit hindurchgeleitet und die hierbei erfolgte Intensitätsabschwächung ge­ messen wird. Bei Vorhandensein von Gasblasen in der Flüssigkeit erhält man unterschiedliche Meß­ werte, die zur Feststellung des Resultats der Überprüfung genutzt werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform be­ steht darin, ausgehend vom eigentlichen Meßge­ rät Lichtleitfaserkabel bis an die Leitung her­ anzuführen, dort stirnseitig und auf der Ober­ fläche der Leitung endend abzuschneiden und der Leitung gegenüberliegend ein zweites Lichtleit­ faserkabel anzuschließen, welches zurück zum ei­ gentlichen Meßgerät geführt ist. Versuche haben gezeigt, daß sich durch die vorgeschlagene Meßan­ ordnung eine hohe Empfindlichkeit erreichen läßt, so daß selbst kleinste Luftbläschen mit Durchmessern weniger als 0,5 mm problemlos er­ faßt und ausgewertet werden können.

Unabhängig davon sind auch andere Meßgeräte denkbar. Beispielsweise können die erfaßten Gasblasen in einem Volumen gesammelt werden, in dem sich eine Kontaktelektrode befindet. Solan­ ge nun die Kontaktelektrode in die Flüssigkeit eintaucht, entsteht ein elektrischer Stromkreis, der dann unterbrochen wird, wenn die Gasblasen sämtliche, die Kontaktelektrode umgebende Flüs­ sigkeit verdrängt haben. Diese Unterbrechung des Stromkreises wird zur Erkennung von Undichthei­ ten des Behälters genutzt.

Schließlich ist vorgesehen, in der Leitung bei kontinuierlichem Flüssigkeitsumlauf einen kapa­ zitiven Sensor anzuordnen. Auch hier werden die Meßwerte bei Vorhandensein von Gasblasen in der Flüssigkeit beeinflußt und verändert.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Be­ schreibungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert wird. Sie zeigt in schematisch gehaltener Seitenansicht eine erfindungsgemäße Anordnung mit darin angeordnetem Behälter als Meßobjekt.

In einer Flüssigkeit (1) ist ein Behälter (2) angeordnet, der dort über ein Handhabungsgerät (3) gehalten wird. Der Behälter (2) wird über einen Schlauch (4) mit einem Prüfgas unter Druck gesetzt.

Oberhalb des Behälters (2) befindet sich ein die aufsteigenden Gasblasen (5) sammelnder Trichter (6). Von ihm geht eine Leitung (7) aus, in der sich ebenfalls Flüssigkeit (1) und unter Umständen Gasblasen (5) befinden und in der eine den kontinuierlichen Flüssigkeitsumlauf bewir­ kende Umwälzpumpe (8) angeordnet ist. Die Lei­ tung (7) endet oberhalb vom Spiegel der Flüssig­ leit (1), so daß die vorhandenen Gasblasen in die Atmosphäre entweichen können und die Flüssig­ keit (1) einen geschlossenen Kreislauf voll­ führt.

Innerhalb der Leitung (7) befindet sich das Meß­ gerät (9) bestehend aus einem Meßrohr (10) sowie der Auswerteeinheit (11). Die Verbindung wird hergestellt über Lichtleitfasern (12), d.h. daß das zur Messung benutzte Licht wird mit Hilfe eines Senders (13) in der Auswerteeinheit (11) er­ zeugt gelangt zum Meßrohr (10) und von dort zu dem ebenfalls in der Auswerteeinheit (11) be­ findlichen Empfänger (14).

In Abhängigkeit vom Vorhandensein von Gasblasen in der Flüssigkeit erhält man unterschiedliche Meßwerte, die zur Gut-/Schlecht-Erkennung ein­ gesetzt sowie zur Steuerung der weiteren Bear­ beitung (auslieferbare Ware oder Ausschuß) ge­ nutzt werden.

Im Ergebnis erhält man eine eine besonders hohe Empfindlichkeit aufweisende Vorrichtung, die sich zudem automatische Überprüfungen erlaubt.

Claims (7)

1. Verfahren zur Überprüfung der Dichtheit von Behältern, bei dem der Behälter in eine Flüssig­ keit eingetaucht und durch ein Prüfgas unter Druck gesetzt wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die dem Behälter (2) entweichenden Gasblasen (5) gesammelt und einem die Existenz der Gasblasen (5) erfassen­ den Meßgerät (9) zugeführt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des einzubringenden Behälters (2) ein Trichter (6) in der Flüssigkeit angeordnet ist, von dem eine flüssigkeitsgefüllte Leitung (7) zum Meßgerät (9) führt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekenn­ zeichnet durch eine in der Lei­ tung (7) angeordnete Umwälzpumpe (8).

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein optoelektronisches Meßgerät (9), bei dem die In­ tensitätsabschwächung eines die Leitung (7) durchgreifenden Lichtstrahls gemessen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zu- und/ oder Ableiten des Lichts auf der Oberfläche der Leitung (7) Lichtleitfasern (12) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (9) ein dem Sammeln der Gasbla­ sen (5) dienendes Volumen mit darin angeordneter Kontaktelektrode aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen kapazitiven Sensor.