JP4382287B2 - フィルム式リークディテクタ - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、それぞれ１つのフレーム内に緊締された２つのフィルムを備えたフィルム式リークディテクタ（フィルム式漏れ検出器）に関する。このような形式のフィルム式リークディテクタは、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６４２０９９号明細書に基づき公知である。
【０００２】
本発明の課題は、このような公知の形式のフィルム式リークディテクタを改良して、単純でかつ安定的に構成されていて、しかもその操作性に関して改善されているようなフィルム式リークディテクタを提供することである。
【０００３】
この課題は、特許請求の範囲に記載の手段により解決される。
【０００４】
以下に、本発明の利点および詳細を図面に示した実施例につき詳しく説明する。
【０００５】
図１には、ジョイント２を介して互いに結合された２つのフレーム３，４と、両フレーム３，４内にそれぞれ緊締されたフィルム５，６とを備えたフィルム式リークディテクタ１が概略的に図示されている。フレーム３，４は円形に形成されている。下側のフレーム４は皿形の底部８（有利には鋼から成る）の縁部７に支持されている。両フィルム５，６に設けられたフリース区分９は、被検体もしくは試験体が挿入された状態で１つの繋がったテスト室が形成されることを確保している。このような形式のフィルム式リークディテクタの原理的な構造は、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９６４２０９９号明細書に基づき公知である。
【０００６】
下側のフレーム４は複数の孔（図示しない）を備えており、これらの孔は、試験体が挿入された状態で両フィルム５，６により形成されるテスト室の内部に開口している。これらの孔には、複数の管路区分１０が接続されており、これらの管路区分１０は弁１２を有する共通の管路１１を介して、フォアバキュームポンプもしくは前真空ポンプ１３に接続されている。弁１２に関して上流側では、管路１１にさらに圧力測定器１４と通気弁１５とが接続されている。
【０００７】
下側のフィルム６はほぼその中心部に管路接続部１８を備えている。この管路接続部１８には、管路区分１９と、粒子フィルタ２０と、弁２２を備えた管路２１とが続いている。管路２１も、圧力測定器２３と通気弁２４とを備えている。
【０００８】
管路２１の、圧力測定器２３の接続部と弁２２との間に位置する区分は、互いに平行な２つの管路２６，２７を介して管路２８に接続されており、この管路２８はサーチガス検出器２９と第２の前真空ポンプ３０との間に延びている。管路２１の上記区分と管路２８との間を接続する両管路のうち、一方の管路２６には、絞り弁３２が設けられており、他方の管路２７は弁３３を備えている。
【０００９】
第１の前真空ポンプ１３が単段式に形成されていて、第２の前真空ポンプ３０が二段式に形成されていると有利である。第２の前真空ポンプ３０はガスバラスト装置を備えている。弁３１が開いていると、空気（あるいはまた不活性ガス）が第２の前真空ポンプ３０内に流入する。
【００１０】
サーチガス検出器２９には、ターボ分子真空ポンプ３５が設けられている。このターボ分子真空ポンプ３５の出口は管路２８に接続されている。ターボ分子真空ポンプ３５の入口には、質量分析計３６が接続されている。さらに、サーチガス検出器２９の構成要素として、圧力測定器３７が設けられており、この圧力測定器３７は管路２８内の圧力を測定する。
【００１１】
両管路１１，２８は弁１２，２２に関して下流側で管路３８を介して互いに接続されており、この管路３８には、管路２１も開口している。この管路３８には、管路２１の開口部と管路２８の開口部との間で２つの弁４１，４２が設けられている。管路３８の、両弁４１，４２の間に位置する区分には、管路４４が開口しており、この管路４４は継手もしくはカップリング４５に接続されている。カップリング４５は管路４４と、スニッファ４８のスニッファ管路４７との接続を形成するために働く。スニッファ４８の、符号５１で示したスニッファプローブは、ハンドグリップ５２とスニッファ先端部５３とを有している。
【００１２】
スニッファプローブ５１を格納するためには、ホルダ５４が設けられている。このホルダ５４はフィルム式リークディテクタ１本体に取り付けられているか、または別個のスタンドとして形成されている。ホルダ５４は中空室５５を有しており、この中空室５５は、スニッファプローブ５１が格納された状態でスニッファ先端部５３を収容する。さらに、シール部材５６が設けられており、このシール部材５６は、スニッファプローブ５１が格納された状態で中空室５５をハンドグリップ５２に対してシールする。中空室５５には管路５７が続いており、この管路５７は継手もしくはカップリング５８を介して、フィルム式リークディテクタ１のハウジング内に収納された負圧スイッチ５９に接続されている。スニッファ管路４７としては、公知の形式で毛細管（直径約０．５ｍｍ）が使用される。このことは、管路５７にも云える。これによって、スニッファ先端部５３によって中空室５５内に形成された負圧が迅速に負圧スイッチ５９に作用するようになる。
【００１３】
図１に示したフィルム式リークディテクタ１では、リークテストサイクルが自動的に行われる。自動的に行われるテスト経過を制御するためには、単にブロックとしてしか図示していない制御センタ６１が設けられている。この制御センタ６１には、全ての測定器具および制御されるべき全ての構成部分が接続されている。このことは、テスト室の閉鎖と共に操作されるスイッチにも云える。図示の実施例では、このスイッチが近接スイッチであり、この近接スイッチは上側のフレーム３に設けられた金属ピン６２と、下側のフレーム４に配置されたセンサ６３とを有している。センサ６３は制御センタ６１に接続されている。また、電気作動式であれ、機械作動式であれ、光学作動式であれ、別のスイッチをこの目的のために使用することもできる。
【００１４】
中央制御部である制御センタ６１と各構成部分との間の多数の電気的な接続線路は、図面を見易くするために図示されていない。制御センタ６１には、２つの信号ランプ６４，６５も接続されており、試験体が気密であると判定された場合には両信号ランプのうちの一方の信号ランプが緑色に点灯し、試験体が不密であると判定された場合には他方の信号ランプが赤色に点灯する。
【００１５】
すぐに運転できる状態のフィルム式リークディテクタ１では、テスト室が図１に示したように開放されている場合もしくは上側のフレーム３が下側のフレーム４から持ち上げられている場合に、弁４１を除く全ての弁が閉じられている。試験体が下側のフィルム６に載置され、そして上側のフレーム３が下側のフレーム４へ被せられた後に、近接スイッチ６２，６３がリークテスト過程の進行をリリースする。このためにはまず、システム内に、リーク測定を誤める恐れのある高められたヘリウムバックグラウンドが存在しているかどうかがチェックされる。このことは質量分析計３６を用いて行われる。質量分析計３６が、高すぎるバックグラウンドを報知した場合には、弁３１が開放され、そしてヘリウムバックグラウンドが無害の値をとるまで第２の前真空ポンプ３０がガスバラストによって運転される。
【００１６】
たいていの場合には、高められたヘリウムバックグラウンドは存在していないので、テスト室の閉鎖と共に固有のリークテストサイクルも開始する。まず、弁１２，２２が開放される。その結果、両フィルム５，６の間の室が極めて迅速に排気される。フリース区分９が設けられている範囲外では、直接に接触し合うフィルム５，６がテスト室のシールを形成する。
【００１７】
第１の排気段階では、弁１２，２２しか開放されていないことが重要となる。この第１の排気段階でのみ、試験体の、リークテストしたい壁や包装が欠陥を受け、たとえば破裂する恐れがある。この第１の排気段階ではテスト室とリーク検出器との間の接続が閉じられているので、ヘリウム汚染の危険や、試験体から流出した製品による汚染の危険は生じない。
【００１８】
僅か数百ミリバール（１００〜３００ミリバール）の圧力で、絞り弁３２が開放される。この絞り弁３２は、ターボ分子真空ポンプ３５の所要の前真空圧が、許容され得ないほど高い値をとらないように設定されている。絞り弁３２の開放と共に、粗リークテストが開始する。ヘリウムが絞り弁３２を通って流れると、このヘリウムは向流でターボ分子真空ポンプ３５を通って質量分析計３６に流入する。ヘリウムが記録された場合、試験体は不密である。リークテストサイクルは中断される。
【００１９】
ヘリウムがまだ記録されない場合には、排気プロセスが進行される。圧力が、圧力測定器２３によって測定された、ターボ分子真空ポンプ３５の前真空圧のオーダにある値に到達すると、弁１２，２２と絞り弁３２とが閉鎖され、弁３３が開放される。敏感なリークテストの段階が開始する。この敏感なリークテストは、サーチガスが記録された場合、つまり試験体が不密であった場合か、または規定された時間が経過した後に中断される。固定の時間間隔が設定されるか、または圧力（圧力測定器２３を用いて測定）が規定の値を超過するまで検査が行われる。この時間内でサーチガスが記録されなかった場合には、この結果から試験体が気密であると推量される。
【００２０】
敏感なリークテスト段階の間では、管路区分１９と管路２１と管路２７だけがテスト室とサーチガス検出器２９との間の接続部を成している。試験体の破裂はもはや予想され得ない。さらに、管路区分１９と管路２１との間には、粒子フィルタ２０が設けられており、この粒子フィルタ２０はあらゆる不純物をサーチガス検出器２９から遠ざけている。
【００２１】
リークテストサイクルの終了は、これまで開いていた全ての弁が、弁４１を除いて閉鎖され、そして両通気弁１５，２４が開放されるようにして行われる。テスト室が通気され、上側のフレーム３を下側のフレーム４から持ち上げることができる。互いに枢着結合された両フレーム３，４がジョイント２の範囲でばね装置（図示しない）の作用を受けていると有利である。このばね装置のばね力は常時、開放方向に作用している。ばね装置のこの力は、一方ではリークテスト中に形成される真空がテスト室を閉鎖状態に保持するように、そして他方では上側のフレーム３が通気過程後に自動的に開放位置をとるように設定されていると望ましい。
【００２２】
リークテスト中に試験体が不密であることが確認された場合、使用者の関心は、リーク個所を知ることにある。このために、本発明によるフィルム式リークディテクタ１はスニッファ４８を備えている。このスニッファ４８はスニッファ管路４７でカップリング４５を介して管路４４に接続されている。
【００２３】
スニッファ４８が使用されない限りは、スニッファ４８はホルダ５４内に格納されている。このホルダ５４は既に説明した手段、つまり中空室５５とシール部材５６と管路５７とカップリング５８と負圧スイッチ５９とを備えており、これらの手段を用いて、制御センタ６１は、スニッファプローブ５１がホルダ５４内に格納されているのか、またはいないのかを検知することができる。また、別の手段（機械式に作動させられるスイッチであれ、電気式に作動させられるスイッチであれ、誘導式に作動させられるスイッチであれ）をこの目的のために使用することもできる。
【００２４】
スニッファプローブ５１がホルダ５４内に位置している場合には、既に説明したように弁４１が開いた状態に保持される。これにより、スニッファ４８はいつでも「スタンドバイ（待機）」の状態となる。スニッファプローブがホルダ５４から取り出されたときに、はじめて弁４１が閉鎖され、弁４２が開放される。これにより、スニッファ４８を通過するガス流は管路２８に流入して、第２の前真空ポンプ３０によって維持される。この状態で、スニッファリークテストが可能となる。スニッファ先端部５３によってヘリウムが吸収されると、このヘリウムは向流でターボ分子真空ポンプ３５を通って質量分析計３６へ到達する。
【００２５】
制御センタ６１は、近接スイッチ６２，６３が閉鎖されている限りはスニッファ４８の「スタンドバイ」から「リークテスト運転」への切換（弁４１，４２の切換）が行われないようにプログラミングされている。これにより、フィルム式リークディテクタ１によるリークテストと、スニッファ４８によるリークテストとが同時に行われて、誤測定を招く危険が排除されている。
【００２６】
定量的なリークテストの場合、試験者の関心を抱かせるのは、探知されたリークの漏れ量もしくはリーク量（ｍｂａｒ ｌ／ｓｅｃで測定）である。
【００２７】
しかし、高い個数で製造された試験体の検査では、試験者の関心は、試験体内のサーチガスの濃度を測定することにもある。このことは、スニッファ先端部５３を試験体内に刺し込むことによるか、または試験体に規定されたリーク部を施与し、そしてフィルム式リークディテクタ１でリークテストサイクルを実施することにより行うことができる。それゆえに、制御センタ６１は、ディスプレイ（図示しない）上でリーク量も濃度も読取り可能となるように形成されている。
【００２８】
図２により、両フレーム３，４の構造が判る。両フレーム３，４はそれぞれ１つの外側のリング７１；７２と内側のリング７３；７４とを有している。リングペアもしくはリング対の間には、それぞれフィルム５，６が固定されていて、有利には接着されている。それぞれ内側のリング７３；７４は、互いに対応する切欠き７５，７６内に配置されている。両切欠き７５，７６は、外側のリング７１，７２の、テスト室に面した側の範囲が互いに直接に向かい合って位置し、これによって緊締されたフィルム５，６の平面を規定するように配置されている。外側の範囲では、内側のリング７３，７４が互いに直接に向かい合って位置している。両内側のリング７３，７４の間には、リップシール部材７７が設けられている。両フィルム５，６は、各リング対の間のアングル状のギャップを通って延びていて、これによって全面にわたって接着されているか、またはねじ締結されている。
【００２９】
図２からさらに判るように、両フィルム５，６は、両フィルム５，６の間に試験体７９が挿入された状態でテスト室８０を形成している。フリース区分９により、１つの繋がったテスト室８０の形成が確保される。
【００３０】
下側のフレーム４の外側のリング７２は、皿形の底部８の縁部７に支持されていて、この縁部７と接着されている（接着層７８）。上側のフレーム３には支持体が対応配置されており、この支持体は、上側のフレーム３を外方から取り囲むと同時に部分的に上方からも取り囲む鋼プロファイルもしくは鋼異形成形体８１によって形成される。上側のフレーム３は軸方向で鋼異形成形体８１にフローティング式もしくは浮動式に取り付けられているので、この上側のフレーム３は降下後に下側のフレーム４の全周に均一に載置される。テスト室８０の排気により、付加的にさらに押圧力が形成される。鋼異形成形体８１は軸方向で下方へ向かって上側のフレーム３を超えて延びていて、降下運動の最後の段階ではガイドを形成する。環状の鋼異形成形体８１をカバーするためには、装飾リング８５が役立つ。
【００３１】
図２からさらに判るように、図示のフィルム式リークディテクタは環状のハンドグリップ８２を備えている。このハンドグリップ８２には、スニッファ４８のためのホルダ５４が取り付けられている。ホルダ５４内には、既に図２につき説明した複数の手段が設けられていて、これらの手段を用いて、スニッファ４８のスニッファプローブ５１がホルダ５４内に格納されているのか、または格納されていないのかを検知することができる。ホルダ５４とハウジング８６との間には、毛細管チューブとして形成された管路５７が延びており、この毛細管チューブはカップリング５８内に差し込まれている。
【００３２】
図３には、接続管片として形成された管路接続部１８と、その先へ続く管路区分１９との間の移行部が示されている。接続管片１８と管路区分１９とはプラスチック、有利にはポリアミドから成っている。管路区分１９は波形管として形成されていて、シールリング８３，８４と一緒に接続管路１８を取り囲んでいる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるフィルム式リークディテクタを、その回路図と共に概略的に示す図である。
【図２】 両フィルムが緊締されている両フレームと、別の細部とを示す部分断面図である。
【図３】 フィルムに固定された接続管片と、後続の管路区分との解離可能な結合部の断面図である。
【符号の説明】
１ フィルム式リークディテクタ、２ ジョイント、３，４ フレーム、５，６ フィルム、７ 縁部、８ 底部、９ フリース区分、１０ 管路区分、１１ 管路、１２ 弁、１３ 前真空ポンプ、１４ 圧力測定器、１５ 通気弁、１８ 管路接続部、１９ 管路区分、２０ 粒子フィルタ、２１ 管路、２２ 弁、２３ 圧力測定器、２４ 通気弁、２６，２７，２８ 管路、２９ サーチガス検出器、３０ 第２の前真空ポンプ、３１ 弁、３２ 絞り弁、３３ 弁、３５ ターボ分子真空ポンプ、３６ 質量分析計、３７ 圧力測定器、３８ 管路、４１，４２ 弁、 ４４ 管路、 ４５ カップリング、 ４７ スニッファ管路、 ４８ スニッファ、 ５１ スニッファプローブ、 ５２ ハンドグリップ、 ５３ スニッファ先端部、 ５４ ホルダ、 ５５ 中空室、 ５６ シール部材、 ５７ 管路、 ５８ カップリング、 ５９ 負圧スイッチ、 ６１ 制御センタ、 ６２ 金属ピン、 ６３ センサ、 ６４，６５ 信号ランプ、 ７１，７２ 外側のリング、 ７３，７４ 内側のリング、 ７５，７６ 切欠き、 ７７ リップシール部材、 ７８ 接着層、 ７９ 試験体、 ８０ テスト室、 ８１ 鋼異形成形体、 ８２ ハンドグリップ、 ８３，８４ シールリング、 ８５ 装飾リング、 ８６ ハウジング

Claims (9)

1. それぞれ１つのフレーム（３，４）内に緊締された２つのフィルム（５，６）を備えたフィルム式リークディテクタにおいて、各フレーム（３；４）が、それぞれ２つのプラスチック製の部分フレーム（７１，７３；７２，７４）から成っており、該部分フレーム（７１，７３；７２，７４）の間に各フィルム（５；６）が固定されており、両フィルム（５，６）が、該フィルムに接触するフレーム面と全面で接着されているか、またはねじ締結されており、フレーム（３，４）が、それぞれ１つの外側の部分フレーム（７１，７２）と内側の部分フレーム（７３，７４）とから成っており、それぞれ外側の部分フレーム（７１，７２）が切欠き（７５，７６）を備えており、該切欠き（７５，７６）内にそれぞれ内側の部分フレーム（７３，７４）が配置されており、互いに対応する前記切欠き（７５，７６）が、外側の部分フレーム（７１，７２）の、両フィルム（５，６）により形成されたテスト室（８０）とは反対の側の範囲に設けられており、前記切欠き（７５，７６）内に配置された内側の部分フレーム（７３，７４）のうちの一方が、シール部材を備えており、上側のフレーム（３）の支持体として、上側のフレーム（３）を取り囲む鋼成形体（８１）が設けられており、該鋼成形体（８１）が、アングル状に形成されていて、上側のフレーム（３）を少なくとも部分的に上方と外方とから取り囲んでおり、フレーム（３，４）と前記鋼成形体（８１）とが円形に形成されており、フレーム（３，４）がプラスチックから成っており、両フレーム（３，４）が、ジョイント（２）を介して互いに結合されていることを特徴とするフィルム式リークディテクタ。
2. 下側のフレーム（４）が、皿形の底部（８）の縁部（７）に支持されている、請求項１記載のフィルム式リークディテクタ。
3. 上側のフレーム（３）が、前記鋼成形体（８１）にフローティング式に取り付けられている、請求項１記載のフィルム式リークディテクタ。
4. テスト室（８０）が閉鎖された状態で、前記鋼成形体（８１）が、下側のフレーム（４）をも部分的に取り囲んでいる、請求項１または３記載のフィルム式リークディテクタ。
5. 下側のフレーム（４）のフィルム（６）が、中心の接続管片（１８）を備えており、該接続管片（１８）に管路（１９）が着脱可能に結合されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のフィルム式リークディテクタ。
6. 前記接続管片（１８）が、プラスチックから成る管区分である、請求項５記載のフィルム式リークディテクタ。
7. 前記管路（１９）が、前記接続管片（１８）寄りの範囲でプラスチック波形管として形成されており、該プラスチック波形管が、結合状態で前記接続管片（１８）を取り囲んでいる、請求項６記載のフィルム式リークディテクタ。
8. 前記プラスチック管区分（１８）および／または前記波形管（１９）がポリアミドから成っている、請求項６または７記載のフィルム式リークディテクタ。
9. 両フレーム（３，４）がばね装置の作用を受けており、該ばね装置のばね力が常時、開放方向に作用している、請求項１記載のフィルム式リークディテクタ。

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