Brevet FR2280892A1 — publié le 19760227

La presente invention concerne les appareils destines à tester l'étanchéité d'une enceinte renfermant un liquide ou un gaz. De nombreux produits sont actuellement vendus en emballage étanche, soit métallique, soit plastique. Il est évidemment de toute première importance que l1étanchéité de ces emballages soit verifiée d'une manière systématique avant la sortie d'usine, pour éviter, soit des pertes de liquide, soit des entrées d'air préjudiciables a la conservation du produit. Actuellement, il n'existe pas de dispositif permettant cette vérification d'une manière systématique et rapide. Le dispositif objet de l'invention, permet de tester d'une manière formelle cette étanchéité, dans un temps minimum, soit en discontinu, pour un lot de plusieurs éléments, soit en continu, élement par élement. Le fonctionnement de l'appareil utilise un principe de physique rigoureux : impossibilité d'obtenir, dans une enceinte fermée, une pression inférieure a la tension de vapeur d'un liquide si ce liquide est présent, même a l'état de tracés. L'appareil est donc constitué par une enceinte etanche, a l'intérieur de laquelle on place l'élément (ou le lot d'éléments) a tester. Le vide est réalisé dans l'enceinte à l'aide d'une pompe a vide. La pression -tombe rapidement jusqu'a une certaine valeur, choisie a l'avance par l'expérimentateur, et que nous appellerons le seuil S 1. Lorsque S1 est atteint, une séquence, de duree reglable à l'avance, est entamée. Deux cas se présentent - l'etanchelte des éléments testés est parfaite la pression diminue rapidement, et atteint un deuxième seuil S2 avant la fin de la séquence. - l'étanchéité des éléments est mauvaise malgré le fonctionnement de la pompe, la présence de traces de liquide dans l'enceinte maintient une pression égale à la tension de vapeur, pression qui est supérieure à S2. On arrive ainsi à la fin de la séquence sans que la pression ait pu descendre en dessous de S2. Le principe de l'appareil consiste donc : - à mesurer la pression regnant dans l'enceinte, - à déterminer si S2 est atteint avant la fin de la séquence (étanchéité bonne), ou si la séquence se termine avant 1 'ob- tention de cette pression S2 (étanché'ité défectueuse). Cette comparaison est faite de la manière suivante - Mesure de la pression dans l'enceinte au moyen d'une sonde de PIRANI. Cette sonde comporte un filament au carbone, dont le refroidissement est d'autant plus rapide que la pression est élevée. La resistivite du carbone variant avec la température, on a donc une résistance de filament qui est une fonction de la pression résiduelle dans l'enceinte. L'interêt de ce mode de mesure est qu'il se traduit directement par un signal électrique, dû au déséquilibre d'un pont dans lequel est insérée la résistance du filament. Ce signal est amplifie pour être utilisé. - Mesure de la durée de la séquence Elle se fait tres simplement par un coMpte-seconde, sur lequel l'opérateur peut afficher la durée qui convient au test qu'il doit réaliser. - Comparaison : un ensemble electronique logique se charge de cette comparaison, et la traduit par - Allumage.d'une lampe verte : essai bon - Allumage d'une lampe rouge et signal sonore : échantillon refusé. Une autre version de l'appareil permet de tester des éléments sortant de production, et defilant sur un tapis. L'enceinte est alors constituée par une cloche pouvant s'abaisser jusqu'à venir coiffer l'élément à tester. La surface du tapis transporteur etant suffisamment souple pour assurer un début d'etanchelte, la cloche adhérera au tapis à a maniere d'une ventouse. Bien entendu, le tapis transporteur est automatiquement arrêté pendant l'essai. Tout le reste du dispositif est identique à ce qui est décrit plus haut. Un perfectionnement simple peut être apporte à l'appareil en insérant une seconde sonde de PIRANI sur la sortie de la pompe ce qui permet de s'assurer du bon fonctionnement de la pompe dans le cas où de nombreuses opérations s'avereraient infructueuses. La figure NO 1 annexée illustre, à titre d'exemple, une réalisation de prototype. L'enceinte fermée d'essai est constituée par une cuve (1) montée sur pieds, realisée en métal adapté aux tests à réaliser (acier, inox, etc...) Un couvercle (2) est articulé sur la cuve par une charnière. Une poigne (3) permet sa manipulation simple grâce à un contre-poids d'équilibrage (4). L'etanchelte est assurée par un joint torique (5). Des fermetures (6) de type à grenouillère permettent un léger serrage Dès que le vide commence à se faire, le serrage est assuré par la pression atmosphérique. Les éléments à tester (7) sont placés dans un panier à claire-voie (8), manipulable par une poigne. La cuve est reliée à une pompe à vide (9), que l'on peut isoler par une vanne (IO). La vanne (II) permet le rétablissement de la pression atmosphérique dans l'enceinte, après l'essai. Dans l'épaisseur de la paroi de la cuve se trouve logée la sonde de PIRANI (I2), laquelle est reliée électriquement au tableau de commande et de contrôle (I3). Ce dernier comporte, outre les protections electriques habituelles - un potentiomètre de reglage du seuil S1 - un potentiomètre de réglage du seuil S2 - un compte secondes H sur lequel on affiche la durée de la séquence de base - un voyant vert et un voyant rouge. La tension de vapeur d'un liquide étant fonction de la temperature, l'appareil est muni d'un dispositif de chauffage destiné à maintenir l'enceinte ét son contenu à une température approximativement constante. En fait, dans le cas de l'eau (le plus courant) ceci a peu d'importance, car même à 00C la tension de vapeur est encore de 62 mm de colonne d'eau, donc nettement au-dessus de la possibilité de réglage de S2. L'ensemble est monté sur un bâti permettant d'avoir les appareils à bonne hauteur pour un opérateur assis. La figure 2 montre le principe de la variante pour épreuve en continu. Le tapis (1) portant les éléments (2) défile en avançant d'un certain pas à chaque opération. La cloche (3) s'abaisse, le vide est fait à ce moment ; l'essai étant concluant, la cloche est remise en communication avec l'atmosphère, et se souleve pour laisser avancer le tapis d'un pas. Si l'essai est négatif, un signal est déclenché, et le tapis ne repart pas. Toutes ces opérations peuvent être entièrement automatisées. L'appareil, objet de l'invention, peut être utilisé pour la vérification de I'étanchelté de tous emballages contenant soit un liquide, soit un gaz, soit même un produit pâteux ayant une tension de vapeur non négligeable. Il trouve donc son application dans le domaine de l'industrie alimentaire (produits en boite, en tube, en sachet plastique, etc...), la parfumerie, la pharmacie et, d'une maniere générale, toute industrie vendant des produits non secs sous un emballage qui doit être étanche. REVENDICATIONS I - Appareil permettant de tester l'étanchéité d'une enveloppe renfermant un corps non sec, caractérisé par une enceinte reliée à une pompe à vide, l'enveloppe à tester étant placée dans cette enceinte. La mesure de la pression obtenue au bout d'un temps déterminé de fonctionnement de la pompe à vide indique la valeur de l'étanchéité. 2 - Appareil selon la revendication I, caractérisé par le fait que l'enceinte mise sous vide est fixe, munie d'un couvercle, et que la mesure de la pression résiduelle est effectuee par une jauge à vide, dite de PIRANI. 3 - Appareil selon la revendication I, caractérisé par le fait que la mesure de la pression est effectuée par un moyen quelconque classique (manomètre ultra-sensible, enregistreur, etc...) 4 - Appareil selon l'une des revendications de 1 à 3, caracterise par le fait que la mesure de la pression résiduelle est comparée à un seuil de reférence, cette comparaison se faisant automatiquement et son résultat etant signalé à l'opérateur par l'apparition d'un signal différent, selon que l'élément testé est bon ou défectueux. 5 - Appareil selon l'une des revendications de 1 à 4, carac térisé par le fait qu'il est muni d'un dispositif de détection de mauvais fonctionnement de la pompe- à vide, constitué par une sonde supplémentaire. 6 - Appareil selon l'une des revendications de 1 à 5, carac terse par le fait que l'enceinte à vide est constituée par une cloche venant s'appliquer verticalement sur un tapis transporteur permettant ainsi un test en continu sur une chai ne de production.