NL8400398A - Lekdetectie. - Google Patents

Description

* , VO 6016 Lekdetectie

Het verpakken van allerlei handelswaren, in het bijzonder voedingsmiddelen, geschiedt vaak onder vacuum, althans onder lagere dan atmosferische druk. Een dergelijke verpakking zal in het ondervolgende aangeduid worden met de term "vacuumpak". Het is van groot 5 belang, zo snel mogelijk na het verpakken te meten of de verpakkingen al dan niet lekken. Immers bestaat er een lek, dan kan zuurstof toetreden, hetgeen in het bijzonder uit oogpunt van de organoleptische kwaliteit van het verpakte ongewenst is.

Een voorbeeld waarbij de lekdetectie van groot belang is, is 10 vacuumverpakte gemalen of ongemalen koffiebonen. De normaal toegepaste methode is dat men de van de verpakkingsmachine afkomstige pakken gedurende een bepaalde tijd opslaat en daarna vaststelt of de pakken "zacht" zijn geworden. Dit gebeurt door het betasten der pakken.

De opslagtijd is afhankelijk van de grootte van het lek waarvan men 15 de aanwezigheid wil vaststellen, dat wil zeggen men moet des te langer opslaan naarmate men de aanwezigheid van een kleiner lek wil vaststellen.

Bovendien hangt de opslagtijd af van de grootte van het pak; des te groter het pak, des te langer de opslagtijd moet zijn. Bij 20 250-grams pakken bijvoorbeeld is een veel toegepaste opslagtijd 36 uur, (voor grotere pakken is dat langer). Gebleken is dat men met een dergelijke "oversta"tijd ongeveer 95% van de lekken kan vaststellen.

De niet vastgestelde komen op rekening van lekken die zo klein zijn dat na 36 è. 48 uur zacht worden niet aangetoond kan worden door 25 "betasten". Er moet een norm gesteld worden aan het percentage der pakken waarbij een lek is vastgesteld. Dit is bijvoorbeeld 1 a 2%.

Wordt deze norm overschreden dan moet soms de gehele produktie gedurende de laatste 36 S. 48 uur afgekeurd worden. De pakken moeten opengemaakt worden en de inhoud opnieuw in de produktielijn worden opge-30 nomen. Het grootste nadeel is echter dat men pas na de volle "oversta"-tijd vast kan stellen dat er fouten zijn ergens in het totale produk-tieproces. Het is dan buitengewoon moeilijk om achteraf de reden van de disfunctie vast te stellen en verbetering aan te brengen, dat wil zeggen de "binding" tussen de verschillende fasen van het produktieproces 35 en het uiteindelijke resultaat, zoals dit zich manifesteert in het vacuumpak, ontbreekt.

3400398 ï- *ï -2-

Om de bovengenoemde redenen is het van zeer groot belang om te beschikken over een detectiemethode die het "overstaan" van de pakken onnodig maakt. Tot dusver is dit nog niet gelukt, ondanks het lange bestaan van het probleem en de moeilijkheden die daardoor op-5 treden.

Doelstelling van de uitvinding is een werkwijze en inrichting die het mogelijk maakt de detectietijd van lekken te verkorten tot slechts enkele seconden. Alleen dan is het mogelijk het testen als onderdeel van een doorlopende produktielijn op te nemen.

10 In de Amerikaanse octrooischriften 3.027.753 en 3.813.923 wor den detectiemethoden beschreven waarbij een ruimte wordt geschapen om een houder met verpakt materiaal. In deze ruimte wordt een druk gecreëerd die lager is dan de in de houder heersende druk. Gas stroomt vanuit de houder in de bedoelde ruimte. Om barsten van de container 15 tegen te gaan wordt deze gesteund door een onder spanning staand membraan, dat door middel van ribben van de container Af wordt gehouden. Het uit de container in de daaromheen geschapen ruimte stromende gas wordt op een of andere wijze gedetecteerd. In het Franse octrooi-schrift 1.209.569 wordt eveneens gebruik gemaakt van een rubberen 20 membraan. Ook hier blijft tussen de wand van de container en het membraan een ruimte over. Bij een lek stroomt gas uit de container in deze ruimte en wordt de drukverhoging weer gemeten.

In het Duitse Auslegeschrift 1.271.423 wordt een vacuumcontainer opgenomen in een starre geperforeerde omhullende ruimte, die nauw om 25 het vacuumpak past en deze weer in een tweede starre omhullende ruimte. De eerste ruimte dient om een niet-starre verpakking voldoende stijfheid te verlenen. De ruimten worden op een druk gebracht die lager is dan de druk' in de vacuumcontainer. Ook hier stroomt gas uit de vacuumcontainer in de ruimte eromheen en wordt in deze laatste een drukver-30 hoging gemeten.

. In het Amerikaanse octrooischrift 3.504.528 wordt de container gebracht in een ruimte met een druk hoger dan de druk in de container. De drukverlaging in deze ruimte wordt waargenomen. Van een membraan is ook hier geen sprake.

35 Bij geen van de bovenbedoelde methoden kan bij benadering een detectiesnelheid van enkele seconden worden bereikt bij vacuumpakken die pas na 36 tot 48 uur "zacht" worden.

8400398 4.' $ -3-

Gebruik makende van het principe van de Amerikaanse octrooi-schriften 3.027.753 en 3.813.923, waarbij gas stroomt vanuit de verpakking naar een ruimte daaromheen, zou men deze ruimte op een druk moeten brengen die nog lager is dan die in het vacuumpak. Behoudens 5 het feit dat meting van de drukverandering bij deze lage drukken weinig gevoelig is en de drukverandering bovendien slechts langzaam plaatsvindt, zou het uitzetten van het pak de drukverhoging in de omhullende ruimte die men moet meten ongunstig beïnvloeden.

Soortgelijke bezwaren gelden ten opzichte van het Duitse 10 Auslegeschrift 1.271.423. Weliswaar wordt daar getracht het bezwaar van uitzetten te verkleinen door het pak te brengen in een ruimte met nauwomsluitende geperforeerde starre wanden, echter bedacht moet worden dat vacuumpakken in folie een relatief grote tolerantie bezitten ten aanzien van de afmetingen. De bedoeldé starre ruimte kan dus in 15 feite niet zo nauw om het pak sluiten, terwijl de andere genoemde bezwaren onverminderd blijven bestaan.

Het bezwaar verband houdende met de tolerantie der pakken geldt ook ten opzichte van Amerikaans octrooischrift 3.504.528. De tolerantie in drie dimensies van vacuumverpakkingen in folie, zoals bijvoor-20 beeld vacuumverpakte gemalen koffie, kan wel 10% bedragen, zodat de ruimte binnen een starre omhulling rond het pak wel meer dan 1/3 kan bedragen van het volume van het pak. De gevoeligheid van de meting is dus ook in dit geval te gering.

Voor vacuumverpakkingen in blik geldt het bezwaar van een grote 25 tolerantie minder, al moet rekening gehouden worden met de uitstekende rand van blikken. Ook hier echter laat de meetgevoeligheid nog altijd te wensen over.

De leer en het inzicht van aanvraagster, ten grondslag liggend aan de uitvinding volgens de aanvrage, is dat het mogelijk is onder 30 invloed van druk en onder aanhouding van een druk buiten het vacuumpak groter.dein die in dat vacuumpak, een flexibele folie zich aan de contouren van het vacuumpak te laten aanleggen zonder dat een aanwezig lek wordt afgedicht. Dit impliceert enerzijds dat er slechts een uiterst kleine restruimte overblijft tussen het vacuumpak en de folie, ander-35 zijds dat vrije luchtverplaatsing mogelijk. blijft in deze restruimte.

8400398 ψ il -4-

Doordat de restruimte zo klein is zal reeds een zeer kleine hoeveelheid lucht stromend door het lek vanuit deze restruimte naar de vrije ruimte in het vacuumpak een grote invloed uitoefenen op de druk in de restruimte en dus binnen korte tijd kunnen worden vastgesteld.

5 Volgens de uitvinding wordt nu verschaft een werkwijze voor het vaststellen Van een eventueel aanwezig lek in een vacuumpak., daardoor gekenmerkt dat men: - het vacuumpak opneemt binnen een omsluitingswand, deze omsluitings-wand- althans voor het grootste deel bestaande uit een gasdichte 10 flexibele omsluitingsfolie, die zich onder invloed van overdruk kan aanleggen aan de contouren van het vacuumpak, zodat het vacuumpak door de omsluitingswand nauw omsloten wordt> - overdruk aanbrengt op de omsluitingsfolie zodanig dat dit aanleggen aan de contouren van het vacuumpak plaatsvindt, zonder afdichting 15 van een eventueel aanwezig lek, ervoor zorgende dat de druk aan de buitenkant van het vacuumpak groter blijft dan de druk binnen dat vacuumpak, en - onder hermetische afsluiting van de buitenlucht in de restruimte overblijvende tussen het vacuumpak en de omsluitingswand gedurende 20 een vooraf vastgestelde detectieperiode de druk meet in afhankelijk-. heid van de tijd.

De druk waardoor de omsluitingsfolie zich aanlegt aan de contouren van het vacuumpak kan verkregen worden door een fluïdum - normalerwijs lucht - op de buitenkant van de omsluitingsfolie te laten 25 inwerken. Dit is een voorkeursuitvoeringsvorm. In het ondervolgende 2al nog ingegaan worden op een andere mogelijkheid.

Wil men een flexibele omsluitingsfolie, zoals bedoeld, zich aan de contouren van het vacuumpak laten aanleggen zonder afdichting van een aanwezig lek dan is dit mogelijk bij vacuumpakken die een 30 onregelmatig en "rimpelig" uiterlijk vertonen. Dit is bijvoorbeeld het geval bij gegranuleerde produkten, zoals gemalen koffie of koffiebonen, vacuumverpakt in een gasdichte flexibele kunststoffolie (waarop in het ondervolgende nog zal worden teruggekomen).

Wordt de druk op de omsluitingsfolie niet te hoog opgevoerd 35 dan treedt verrassenderwijs geen afdichting plaats van een aanwezig lek. De daartoe aan te leggen druk kan empirisch bepaald worden.

8400398 * $ -5-

Grotere zekerheid wordt echter verkregen door zorg te dragen voor de aanwezigheid aan de binnenkant van de gasdichte omsluitings-folie van een tussenlaag die door haar eigenschappen de afdichting, van een lek tegengaat. Twee mogelijkheden doen zich voor.

5 a) De laag moet uiteraard flexibel zijn, maar heeft daarbij toch een zekere stijfheid.

b) De laag heeft een poreuze structuur en laat drukvereffening in de laagrichting toe.

Vooral in het sub a) gestelde geval zullen de aard van de tus-10 senlaag en het aangelegde drukverschil aan elkaar aangepast zijn. In elk bijzonder geval is dit op eenvoudige wijze empirisch te bepalen.

Aan de sub a) gestelde voorwaarde wordt o.a. voldaan door een foliemateriaal als papier. Dit papier kan - liefst aan de buitenkant -zodanig behandeld zijn dat gasdichtheid wordt verkregen. Enerzijds kan 15 het papier voldoende flexibel zijn om zich aan de contouren van het vacuumpak aan te passen, anderzijds voldoende stijfheid bezitten om te voorkomen dat onder invloed van het aangelegde drukverschil een lek wordt afgedicht. Het papieroppervlak kan voor gasdichtheid gemetalliseerd zijn, of voorzien van een dunne kunststoflaag.

20 In het zojuist genoemde geval zijn de functies van gasdicht heid en beperkte flexibiliteit verenigd in één folie. Deze functies kunnen echter ook bij voorkeur gescheiden zijn. In dat geval hebben wij te maken met: - een gasdichte buitenfolie met liefst grote flexibiliteit, en daar-25 binnen, - een binnenfolie, waarvan het materiaal niet gasdicht behoeft te zijn, met beperkte flexibiliteit, bijvoorbeeld papier.

Tussen de buiten- en de binnenfolie moet uiteraard drukuitwisseling mogelijk zijn. De binnenfolie kan deel uitmaken van het apparaat.» 30 In dat geval hebben wij te maken met een binnenfolie die op enigerlei wijze aan de buitenfolie vastzit (b.v. aan de rand) en zonodig van perforaties is voorzien. De binnenfolie kan echter ook samen met het vacuumpak worden ingebracht, in het bijzonder bij verpakkingen van het bag-in-bag-type. De papieren wikkel die om vacuumpakken, als bijvoor-35 beeld die met gemalen koffie, zit blijkt in dit opzicht te voldoen.

8400398 z -6-

Normalerwijs is deze wikkel zodanig om het vacuumpak aangebracht dat drukuitwisseling mogelijk is tussen de ruimte tussen het vacuumpak en de wikkel en de ruimte tussen de wikkel en de gasdichte omsluitingsfolie, dok wanneer deze drukuitwisseling niet dóór het papier heen 5 plaatsvindt. Dat komt omdat de wikkel niet gasdicht verlijmd wordt om het vacuumpak. Zonodig kan er zorg voor gedragen worden dat de wikkel enkele perforaties bezit.

Bij dit type vacuumpakken heeft men te maken met een, het pro-dukt omsluitend "binnenvel" van een gasdichte flexibele kunststoffolie. 10 Deze zal bij het vacuumtrekken, dat plaatsvindt bij het verpakken,in het bijzonder wanneer het gaat om een gegranuleerd produkt, een onregelmatig, "rimpelig" uiterlijk vertonen..Om bedoeld vacuumpak bevindt zich weer een "buitenvel" (wikkel) dat nauw gevormd is om het binnenvel. Deze wikkel is normalerwijs niet gasdicht, niet elastisch en van 15 beperkte flexibiliteit. Normalerwijs is papier hiervoor in zwang met een zwaarte van ongeveer 8g/m2.

Bij het aanleggen van een overdruk op de buitenkant van de om-sluitingsfolie zal de papieren tussenfolie tegen het vacuumpak aangedrukt worden. Doordat deze tussenfolie echter niet-elastisch is en 20 bovendien van beperkte flexibiliteit (d.w.z. dat het een zekere "stijfheid" vertoont) zullen de bovenbedoelde kleine onregelmatigheden van het oppervlak van het vacuumpak niet helemaal gevolgd worden. Dat wil zeggen er blijven kleine met elkaar in verbinding staande ruimtes over tussen de tussenfolie en het vacuumpak. Vrije luchtcirculatie blijft 25 mogelijk. Ook op de plaatsen waar de tussenfolie het vacuumpak direkt raakt zal een eventueel daar aanwezig lek niet afgedicht worden.

De ruimte overblijvende tussen de omsluitingsfolie en de tussenfolie kan zeer klein worden gehouden omdat de omsluitingsfolie een grote flexibiliteit vertoont en bij voorkeur ook elastisch is.

30 De binnenfolie kan ook bestaan uit een weefsel, liefst van de aard weefsel zoals zoals textiel van voldoende grofheid om drukuitwisseling in langsrichting mogelijk te maken (b.v. nylonkous). De gasdichte omsluitingsfolie kan ook zelf aan de binnenkant bekleed zijn met· een weefsel of vezellaag. De omsluitingsfolie is liefst elastisch.

35 Heel geschikt is rubberfolie, zoals bijvoorbeeld in gebruik voor condooms en weerballonnen. Buiten- en (een eventuele binnenfolie) hebben 8400398 » * -7- liefst de vorm van. een zak van dezelfde vorm als het vacuumpak en met dimensies die-iets groter zijn dan die van het vacuumpak, de toleranties mede in acht genomen.

Het aanbrengen van het drukverschil tussen de buiten- en bin-S nenkant van de omsluitingsfolie kan op verschillende wijzen geschieden. Een methode is die waarbij men de ruimte tussen de folie en het pak op sub-atmosferische druk brengt. Daarbij zal uiteraard de druk van de buitenlucht ervoor zorgen dat de folie tegen het pak aan gaat liggen.

Daar de drukverlaging per tijdseenheid des te groter is naarmate het 10 drukverschil binnen en buiten het pak des te groter is zal men de genoemde sub-atmosferische druk wel voldoende sub-atmosferisch kiezen dat de folie goed gaat aanliggen, anderzijds ook weer niet zo laag dat de snelheid van drukverlaging te zeer verminderd wordt. Gebleken is dat een sub-atmosferische druk tussen SOO mbar en 900 mbar geheel 15 geschikt is bij koffiepakken met wikkel. Bovendien is gebleken dat in dat geval het aanleggen van de druk in twee fasen bijzondere voordelen heeft. Heel goede resultaten werden bijvoorbeeld verkregen door in de ruimte tussen de omsluitingsfolie en het pak eerst af te zuigen tot een druk bereikt is van 400 en 600 mbar en daarna weer lucht toe te 20 laten tot een druk bereikt is van 800 è. 900 mbar. Een en ander met de apparatuur van fig. 3.

De ratio van deze werkwijze is de volgende. Het is gebleken dat bij het aanleggen van een drukverschil het zich voegen van de folie aan het oppervlak van het pak een proces is dat zich niet instan-25 taan afspeelt. De ruimte overblijvende tussen de folie en het pak verandert dus met de tijd dat wil zeggen wordt kleiner, waardoor de detectie van een lek wordt bemoeilijkt. Bedoelde nawerking van het zich voegen kan worden voorkomen door het genoemde twee-fasenproces. De twee fasen van het proces blijken nagenoeg direkt achter elkaar te 30 kunnen worden uitgevoerd-

In het voorgaande werd gebruik gemaakt van atmosferische druk om de folie zich te laten voegen naar het oppervlak van het vacuumpak. Daarvoor kan echter ook super-atmosferische druk worden gebruikt.

In dat geval moet de omsluitingsfolie opgenomen worden in een ruimte 35 waarin een super-atmosferische druk kan worden aangebracht. Bij het aanbrengen van de overdruk aan de ene zijde van de folie zal men 8400398 ~ t* -8- normalerwijs de ruimte tussen de folie en het pak in open verbinding laten met de buitenlucht. Overdrukken tussen 100 en 200 mbar zijn geschikt gebleken bij koffiepakken met wikkel in het apparaat van fig. 3.

5 Tevens echter bleken daarbij aanmerkelijke voordelen verbonden te zijn aan een werkwijze in twee fasen. Dat wil zeggen eerst wordt de overdruk aangebracht op de omsluitingsfolie, dan wordt de meetruimte van de buitenlucht afgesloten en op onderdruk gebracht. De meetruimte wordt vervolgens weer op atmosferische druk gebracht en 10 daarna van de buitenlucht afgesloten.

Bij een zeer geprefereerde uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt gebruik gemaakt van een elastische rubberen zak waarin het vacuumpak geschoven kan worden. Deze zak zal liefst dezelfde vorm · hebben als het pak en iets groter zijn. Een en ander zal nog nader aan 15 de hand van fig, 3 worden verduidelijkt. Het meest voor de hand liggend is het gebruik van luchtdruk om de omsluitingsfolie zich aan het vacuumpak te laten voegen. Echter ook het gebruik van een vloeistof is mogelijk. Dit heeft bet voordeel dat na instelling van de gewenste druk en hermetische afsluiting van de ruimte waarin de vloeistof zich 20 bevindt "nawerking" niet kan optreden. Het volume ligt volkomen vast.

Behoudens het gebruik van een uitwendig drukmedium, zoals in al het voorgaande verondersteld, is het ook mogelijk het aanleggen van de omsluitingsfolie te laten plaatsvinden door de druk die op de folie uitgeoefend kan worden door spanning die in deze folie optreedt, 25 wanneer zij wordt gerekt door het inschuiven van het vacuumpak.

In dat geval kan gebruik gemaakt worden van een elastische zakvormige folie die..dezelfde algemene vorm heeft als het vacuumpak, echter iets kleiner. Binnen de elastische omsluitingsfolie van bijvoorbeeld rubber, kan zich een binnenfolie van bijvoorbeeld elastisch nylonweefsel be-30 vinden. Voor deze uitvoeringsmethode moet het vacuumpak uiteraard een geschikte vorm hebben, .

Het zal duidelijk zijn dat ten einde een zo groot mogelijke gevoeligheid te bereiken een goede keuze moet worden gemaakt tussen de verschillende verkrijgbare drukmeters. Men zal uiteraard een meter 35 kiezen waarvan het inwendige luchtvolume zo klein mogelijk is. Geschikt is bijvoorbeeld een type waarbij een volumeverkleining optreedt van 8400398 « -= -9- 15 mm3 bij een drukverlaging van 100 mm HjO wat overeenkomt met het meetbereik van een bijpassende meter,

In het voorgaande is steeds sprake geweest van methoden waarbij de lekdetectie plaatsvindt aan één pak tegelijk. Onder omstandig-5 heden kan echter ook een aantal pakken gezamenlijk aan lekdetectie worden onderworpen. De ratio daarvan kan als volgt worden ingezien.

Bij dè bestaande toestand worden bijvoorbeeld koffiepakken, in groepen van vier en twintig gebundeld, uit de verpakkingslijn gehaald, dan bijvoorbeeld 36 uur gelagerd en machinaal op zachtheid "betast" door 10 voelers die door gaten in de omverpakking gestoken worden. Een dergelijke bundel van vier en twintig pakken kan gezamenlijk in een om-sluitingsfolie worden opgenomen en behandeld zoals boven uiteengezet. Hierbij wordt tijd bespaard. Weliswaar moet de eigenlijke detectie-tijd worden verlengd omdat de meetruimte groter wordt, maar de vódr-15 bereidingsfase kan wat tijd betreft praktisch gelijk blijven. Onder vddrbereidingsfase wordt verstaan de fase waarin de bunden binnen de omsluitingsfolie wordt gebracht en de daarop volgende bewerkingen plaatsvinden tot aan het moment waarop de meetruimte van de buitenlucht wordt afgesloten en de eigenlijke detectietijd een aanvang neemt.

20 Ter verduidelijking van de uitvinding zullen thans, onder verwijzing naar de tekening, enkele uitvoeringsvoorbeelden worden beschreven. In de tekening toont: fig. 1 schematisch een inrichting, waarbij een onderdruk wordt aangebracht in de ruimte tussen de verpakking en de flexibele omslui-25 tingsfolié, terwijl deze laatste zich vrij in de buitenlucht bevindt; fig. 2 eveneens schematisch een inrichting, waarbij de flexibele omsluitingsfolie zelf is opgenomen in een starre klok waarbinnen een overdruk wordt aangebracht; fig. 3a een voorkeursuitvoeringsvorm volgens de uitvinding, 30 gedeeltelijk in langsdoorsnede en gedeeltelijk in zijaanzicht; fig. 3b een dwarsdoorsnede volgens de lijn III-III in fig. 3a.

In fig. 1 stelt 3 een zakvormige flexibele omsluitingsfolie voor waarin het pak 1 is opgenomen. In de wand van de zakvormige flexibele omsluitingsfolie 3 is een stijve fitting 15 aangebracht. De om-35 sluitingsfolie met pak ligt op een tafel 16. Het inwendige van de omsluitingsfolie is via de fitting 15 en de elektrisch bedienbare '8400398 . * -10- klep 14 verbonden met de ruimte 13. De omsluitingsfolie 3 ligt aan haar openingszijde op een balk 17. Door het naar beneden brengen van de balk 5 vindt hermetische sluiting plaats. De balk 5 wordt geactiveerd door de luchtcilinder 4, waarvan de zuiger 18 naar boven of 5 beneden kan worden bewogen door middel van regeling van de luchtdruk via de kleppen 6 en 7. Bij het begin van de meting wordt de vacuum-pomp 11 aangezet door een stuursignaal vanaf de 'elektrisch geprogrammeerde stuurinrichting 19. Dezelfde stuurinrichting 19 opent tezelfdertijd ook de klep 10 en de klep 14. Door de werking van de pomp 11 10 wordt de lucht weggezogen uit de meetruimte 2 van de omsluitingsfolie. Hierdoor voegt de flexibele folie zich naar de contouren van het pak. "Overtollig" flexibel materiaal vormt plooien.

Het pompen door de vacuumpomp 11 gaat door totdat het volume van de meetruimte nagenoeg niet meer verandert. Klep 10 wordt nu via de 15 stuurinrichting 19 gesloten. Ervaringsgewijs kan dit in elk bijzonder geval gecorreleerd worden aan de druk. Deze druk (die wij "begin druk" zullen noemen) kan bijvoorbeeld 800 mbar bedragen en wordt gemeten door de drukmeter 21. Men kan nu met pompen ophouden maar wil men betere zekerheid dat de voeging van het materiaal aan het pak constant 20 is en geen nawerking vertoont, dan kan men de druk ook verder verlagen (b.v. tot 400 mbar) en daarna weer laten oplopen naar de reeds genoemde druk van 800 mbar door middel van de klep 12, die lucht inlaat via de weerstand 20. Voor een gevoelige meting immers is het gunstig, wanneer het drukverschil tussen de meetruimte en het inwendige van het pak 25 relatief groot is. De verschildrukopriemer 8 meet na sluiten van' klep 14 het drukverschil tussen de meetruimte 2 en de referentieruimte 13.

Is het pak volkomen lekvrij dan blijft het drukverschil tussen de meetruimte en de referentieruimte 13 nul. Is hét pak lek dan zal lucht vanuit de meetruimte in het pak stromen. Daardoor treedt een verlaging 30 op van de druk in de meetruimte 2, die gemeten wordt door de verschil-drukopnemer 8, die verbonden is met de elektrisch geprogrammeerde stuurinrichting 19. Wanneer de verlaging van de druk groter is dan een zeer kleine bepaalde, instelbare waarde, wordt aangenomen dat er een lek bestaat. De grootte van het lek bepaalt de snelheid van de drukafname 35 in de meetruimte. Dat wil zeggen door de snelheid van de drukverlaging te meten of zelfs visueel waar te nemen is een indruk te krijgen van de 8400398 'm- — -11- grootte van het lek. De grote gevoeligheid van de werkwijze volgens de uitvinding heeft te snaken met het feit dat de vrije ruimte in de verpakking (d.w.z. de ruimte tussen de verpakte deeltjes) zeer groot is ten opzichte van de op de bovengeschetste wijze geschapen meetruimte 2.

5 Is die verhouding bijvoorbeeld 1 : 100 dan is de drukafname per seconde in de meetruimte 100 maal zo groot als de druktoename per seconde in de vrije ruimte binnen het pak.

m fig. 2 is een omsluitingsfolie 102 aangebracht binnen een starre klok 101. De starre klok 101 kan door middel van cilinder 110, 10 tegen de tafel 111 worden gedrukt. Daarbij wordt ook de rand van de flexibele klok luchtdicht aangedrukt. De meetruimte 118 binnen de omsluitingsfolie is via een opening 112 verbonden met de elektrisch bedienbare klep 103 en verschildrukmeter 105 die aan één zijde verbonden is met de buitenlucht. Liefst moet, teneinde zo gevoelig mogelijk 15 te werken, de.verbinding met 105 zo weinig mogelijk toevoegen aan het volume dat overblijft tussen de omsluitingsruimte én het pak. De klep 103 wordt geopend, waarna via de klep 106 het constante drukvat 107, bediend door de pomp 114, druk wordt gezet op de Omsluitingsfolie 102.

Via de klep 103 ontsnapt de lucht uit de omsluitingsfolie en voegt 20 het materiaal daarvan zich naar het pak. De meetruimte wordt gevormd door de ruimte die overblijft tussen het binnenoppervlak van het materiaal van de omsluitingsfolie en het buitenoppervlak van het pak plus de ruimte die overblijft tussen de onderkant van het pak 104 en het oppervlak van de tafel 111 en de ruimte in de verbinding naar de klep 25 103 en de verschildrukopnemer 105.

Eerst wordt een overdruk aangebracht van ± 200 mbar op de omsluitingsfolie 102, dam wordt de meetruimte 118 van de buitenlucht afgesloten door sluiten van de klep 103 en door openen -van de klep 115 in verbinding gebracht met de onderdrukruimte 116, die door de vacuum-30 pomp 119 op onderdruk wordt gehouden. De meetruimte 118 kan vervolgens meteen weer op atmosferische druk worden gebracht door sluiten van de klep 115 en openen van de klep 103. Direct daarop wordt de klep 103 weer gesloten, waarna de meting kam plaatsvinden. De absolute drukmeter 117 dient voor.het vaststellen van de overdruk op de omsluitings-35 folie. De kleppen 103, 106 en 115 worden, evenals de kleppen 108 en 109 voor het toe- en afvoeren van druk respectievelijk in en uit de 8400398 -12- V4 * luchtcilinder 110, bediend door de elektrisch geprogrammeerde stuurinrichting 113. De drukmeters 105 en 117 koppelen elektrisch terug naar deze stuurinrichting 113.

In fig. 3 wordt een uitvoeringsvorm weergegeven, berustende 5 op de principes die in fig. 2 reeds beschreven zijn. Bij 201 is de starre klok te zien, waarbinnen een omsluitingsfolie 202 van dun rubber, die de vorm heeft van een hangende zak, voorgevormd met een rechthoekige doorsnede. Deze zak, is voorzien van een flens, die bij 203 wordt geklemd tussen de wand van de starre klok. en een op deze 10 wand aansluitende plaat 204 met rechthoekige opening 205 voor het doorlaten van het pak. Voor de meting wordt dóór de opening 206 via de klep 207 de ruimte tussen de starre klok en de zak op onderdruk gebracht door de pomp 208. Daardoor wordt de flexibele zak tegen de binnenwand van de starre klok gezogen. Het pak dat in doorsnede onge-15 veer dezelfde contouren heeft als de voorgevormde flexibele zak in normale toestand, kan nu gemakkelijk in deze zak worden ingebracht. Daarbij komt dit in eerste instantie te rusten op een dun elastiekje 209, dat zich in de zak bevindt en ook bij 203 ingeklemd is. Op deze wijze steekt het pak iets boven het oppervlak van de plaat 204 uit.

20 Het deksel 210 is door middel van een bevestigingsinrichting 211 verbonden met twee stangen 212 en 213, die geleid worden in een luchtdrukcilinder 214. Dit deksel 210 kan naar beneden worden bewogen door perslucht in de luchtdrukcilinder. Het deksel 210 bestaat uit twee delen, te weten een schijf 215, waaraan een rechthoekige plaat 25 216. Bij het neerlaten van het deksel 210 wordt het pak verder de zak in geduwd. De plaat 215 komt te drukken op de elastische O-ring 217, daarbij een hermetische afsluiting bewerkstelligende. De rechthoekige plaat 216 komt te liggen in de rechthoekige opening 205 van de plaat 204. Tussen de bodem van het pak en de bodem van de zak blijft nu 30 slechts een geringe ruimte over.

De klep 207 wordt nu gesloten. Via de opening 218 wordt nu lucht toegelaten in de ruimte tussen de starre klok en de flexibele zak 202. Dit gebeurt door openen van de klep 219, waardoor bedoelde ruimte in verbinding wordt gebracht met het drukvat 220, bediend door 35 de pomp 221. Hierdoor wordt de zak 202 vast tegen het zich in deze zak bevindende pak aangedrukt. De overdruk .zal bijvoorbeeld 200 mbar 8400398 -13- Λ ψ- bedragen en wordt gemeten door de drukmeter 224. Wanneer de flexibele zak 202 2ich goed gevoegd heeft naar de contouren van het pak, wordt de meetruimte 230 door de klep 225 afgesloten van de buitenlucht en door openen van klep 222 in verbinding gebracht met de onderdrukruimte 5 223 die door de vacuumpomp 231 op onderdruk wordt gehouden. De meet ruimte 230 kan vervolgens meteen weer op atmosferische druk worden gebracht door sluiten van de klep 222 en openen van de klep 225.

Direkt daarop wordt de klep 225 weer gesloten waarna de meting kan plaatsvinden.

10 Na de detectieperiode wordt de klep 225 en de klep 207 weer geopend en wordt het deksel 21Q omhoog gebracht door de luchtdruk-cilinder 214. Hierop wordt de pomp 208 in werking gesteld, zodat onderdruk ontstaat in de ruimte tussen de starre klok en de flexibele zak en deze laatste tegen de binnenkant van de eerste wordt aangezogen.

15 Het elastiek 209 zorgt er nu voor dat -het pak naar boven gewipt wordt en uit de zak kan worden genomen. Op overeenkomstige wijze als boven besproken bij fig. 2 worden de kleppen in de uitvoeringsvorm van fig. 3 bediend door een elektrische stuurinrichting, waarop de drukmeters terugkoppelen. Deze stuurinrichting is in fig. 3 niet aangegeven.

20 Gebleken is dat met de boven bij fig. 3 geschetste inrichting en werkwijze in 250-grams vacuumpakken met gemalen koffie binnen 6 seconden gemakkelijk een lek kan worden ontdekt, zo klein dat het pak na 24 uur nog niet als zacht gekwalificeerd zal worden.

8400398

Claims (16)

1. Werkwijze voor het vaststellen van een eventueel aanwezig lek in een vacuumpak daardoor gekenmerkt, dat men: - het vacuumpak opneemt binnen een omsluitingswand, deze omsluitings-wand althans voor het grootste deel bestaande uit een gasdichte 5 flexibele omsluitingsfolie, die zich onder invloed van overdruk kan aanleggen aan de contouren van het vacuumpak, zodat het vacuumpak door de omsluitingswand nauw omsloten wordt, - overdruk aanbrengt op de omsluitingsfolie zodanig dat dit aanleggen aan de contouren van het vacuumpak plaatsvindt, zonder afdichting 10 van een eventueel aanwezig lek, ervoor zorgende dat de druk aan de buitenkant van het vacuumpak groter blijft dan de druk binnen dat vacuumpak, en - onder hermetische afsluiting van de buitenlucht in de restruimte overblijvende tussen het vacuumpak en de omsluitingswand gedurende 15 een vooraf vastgestelde detectieperiode de druk meet in afhankelijkheid van de tijd.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men zorg draagt voor de aanwezigheid binnen de omsluitingsfolie van een tussenlaag met zodanige eigenschappen dat afdichting van een eventueel 20 aanwezig lek wordt voorkomen.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tussenlaag een papierachtige stijfheidsstructuur bezit.

4. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de tussenlaag een weefselstructuur bezit.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het ken merk, dat de omsluitingsfolie elastisch is.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies toegepast op een vacuumpak met papieren wikkel, daardoor gekenmerkt dat het aanleggen van de omsluitingsfolie aan de contouren van het vacuumpak 30 plaatsvindt door toepassing van superatmosferische druk, vóór en tevens na de afsluiting van de restruimte van de buitenlucht, en gedurende de detectieperiode. 8400398 , -15-

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies toegepast op een vacuumpak met papieren wikkel, daardoor gekenmerkt dat het aanleggen van de omsluitingsfolie aan de contouren van het vacuumpak plaatsvindt door na afsluiting van de restruimte en gedurende de detec- 5 tieperiode in deze restruimte sub-atmos fer i s che druk teweeg te brengen.

8. Werkwijze volgens één der conclusies 6 of 7, met het kenmerk, dat de aanwending van overdruk op de omsluitingsfolie geschiedt in twee fasen, een eerste fase met relatief grote overdruk en een tweede fase met relatief geringe overdruk.

9. Werkwijze volgens conclusie 4, toegepast op een vacuumblik- verpakking.

10. Inrichting voor het vaststellen van een lek in een vacuumpak, voorzien van: - omsluitingsmiddelen voor het opnemen en nauw omsluiten van genoemd 15 vacuumpak, welke omsluitingsmiddelen ten minste voor.het grootste deel bestaan uit een omsluitingsfolie of -vel van flexibel, gas-~ dicht materiaal, - middelen voor het met kracht tegen genoemd vacuumpak aandrukken van genoemd omsluitingsvel, wanneer het vacuumpak is aangebracht in ge- 20 noemde omsluitingsmiddelen, - middelen voor het detecteren van een drukval in de overgebleven restruimte tussen genoemd vacuumpak en genoemde omsluitingsmiddelen na het met kracht aandrukken van genoemd materiaalvel tegen het vacuumpak, 25. middelen voor het hermetisch sluiten van genoemde restruimte ten op zichte van de atmosfeer.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat genoemd omsluitingsvel of -folie elastische eigenschappen heeft.

12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, voorzien van een tussen-30 laag tussen genoemd vacuumpak en genoemd omsluitingsvel of -folie, waarbij genoemde tussenlaag niet in staat is om genoemd lek in het vacuumpak te dichten, wanneer tegen het vacuumpak wordt gedrukt.

13. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat genoemde drukmiddelen zijn voorzien van middelen voor het aanbrengen van een 35 fluldumdruk op het buitenoppervlak van genoemd omhullingsvel of -folie. 8400398 . -16- Nf V

14. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat genoemde drukmiddelen zijn voorzien van middelen voor het opwekken van een onderdruk in genoemde restruimte.

15. Inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat genoemde 5 omsluitingsfolie is voorzien van een elastische zak voor het opnamen van genoemd vacuumpak, met het kenmerk, dat de inrichting is voorzien van: - middelen voor het tijdens bedrijf, in een rechtop staande stand houden van genoemde zak, waarbij de opening van genoemde zak voΙ- ΙΟ doende groot is om het inbrengen van een vacuumpak mogelijk te maken, - drukbestendige middelen welke genoemde zak aan alle zijden, behalve de open zijde, omsluiten, welke middelen een drukbestendige doos, klok of dergelijke vormen, open aan de bovenzijde en ter plaatse van de rand hermetisch verbonden met de rand van genoemde zak, 15. middelen voor het verbinden van de ruimte tussen genoemde zak en genoemde drukbestendige middelen met de middelen voor het toevoeren van fluldumdruk op het buitenoppervlak van genoemde zak, - middelen voor het hermetisch sluiten van genoemde zak na het inbrengen van genoemd vacuumpak, voorzien van een sluitdeksel, inte- 20 graal met genoemde detectiemiddelen, waarbij genoemd sluitdeksel kan samenwerken met de rand van de drukbestendige doos.

16. Inrichting volgens conclusie 12, welke aanvullend is voorzien van middelen voor het opwekken van een onderdruk in de ruimte tussen genoemde drukbestendige doos en genoemde zak. 8400398