專利名稱：在線泄漏檢測器的制作方法
技術領域：
本發明總的說與眼鏡片生產工藝有關，具體說是關于一中眼鏡片生產系統的新型在線泄漏檢測器。人們對自動化眼鏡片生產過程都很熟悉，其中每個鏡片是通過把一個單聚物夾在移入模腔的后曲線(上部)和前曲線(下部)模具結構之間而形成的。此單聚物被聚合(固化)并經過包括(但不限于)去模、水合、檢測、轉運至單個泡形罩封裝件，將該封裝件用軟蓋密封，消毒等進一步處理。讀者可參考美國專利No.5,555,504“生產線跟蹤和質量控制系統”，它對一種以前的典型眼鏡片生產和封裝控制系統作了說明，我們把它整體引用過來作參考。
對于鏡片和別的一些產品的封裝而言，最重要的是確保所有各泡形罩封裝件都是密封的，以防止其內物品受細菌污染。經常通過除去任意批量的封裝件來檢測生產線上制備的密封封裝件以確定其是否密封。一種普通的檢測是將代表性的密封封裝件樣品浸在含可視液體染料的容器內并抽真空。用肉眼檢測這些封裝件，看是否有染料滲入其中。這類下線檢測很費時間，而且不能檢查所制備的大多數封裝件的完整性。另外，由于和檢測液體起作用，這類檢測往往要損壞被檢測封裝件的外觀，從而毀壞該產品。因此，需要一種高效地確定大多數封裝件是否已充分密封的方法，它能在封裝件處在生產線上且在與生產線速度相當的時間內完成。
發明目的因此，本發明的一個目的是提供一種密封封裝件的在線泄漏檢測裝置，它不需要將封裝件從生產線上卸下來。這些封裝件有一個軟蓋，當包圍它的環境壓力降低時軟蓋產生運動，這最適合于本發明。本發明的另一個目的是提供確定封裝件是否密封的方法。本發明還有一個目的是提供一個確定封裝件是否密封的簡單而有效的裝置和方法，而不會因檢測而毀壞封裝件。本發明再有一個目的是提供一種簡單的機械裝置和方法，用來確定封裝件是否密封。本發明的另一個目的是提供一種一次能檢測許多封裝件的裝置和方法，而且能逐個確定是哪些(如果有的話)封裝件泄漏。本發明再有一個目的是提供一種可以直接結合到生產線上的泄漏檢測器。
附圖簡介
圖1是裝置的頂側斜視圖。
圖2是一種已裝配好的開關檢測器部件側視圖。
圖3是該泄漏檢測器傳感器元件視圖。
圖4是該開關檢測器部件已裝配好的元件側視圖。
圖5是該泄漏檢測器系統一個表面的視圖。
圖5是該泄漏檢測器系統底平面的視圖。
圖7是一個部分裝配好的泄漏檢測器系統的視圖。
圖8是與封裝件相接觸的機械開關頭部的視圖。
圖9是一個部分裝配好的機械開關的視圖。
圖10是一個裝配好的傳感器裝置的視圖。
圖11是一個部分裝配好的貼近式電容傳感器。
圖12是連至該裝置第二層的一個裝配好的開關的視圖。
圖13是裝置打開時的視圖。
本發明和優選實施例的詳細說明本發明包括一個用來檢測在至少一個密封封裝件內的泄漏的裝置，其中封裝件有一塊隔板，它在受到低于大氣壓的空氣壓力時會變形，這種裝置包括一個容器，此容器可以打開或關閉以便裝卸該封裝件，當容器關閉時可以抽真空或返回到大氣壓力，至少一個機械開關，它包含一個頭部，一個尾部，一個傳感器，其中當容器封閉在大氣壓力時，頭部處在離可變形隔板一個第一固定距離的位置，尾部處在離傳感器一個第二固定距離的位置；以及一個用來確定機械開關是開還是關的機構。
這里所用的“封裝件”是指任何類型的用來儲存產品的容器。如前所述，這類封裝件必須有一塊隔板，當包圍密封封裝件的空氣壓力降到低于該封閉的封裝件及其中物品的內部壓力時，隔板產生變形。這些可變形的隔板可以是塑料、薄膜、合成物或別的可延展性材料，最好是薄膜。本發明的一個實施例是用來檢測眼鏡片封裝件，如隱形眼鏡封裝件。因此，對本發明的詳細說明主要是專門描述這個實施例。
大多數隱形眼鏡是封裝在單個的泡形罩封裝件中，它具有一個碗形部分和一個薄膜頂端，其中碗形部分用疏水材料如聚丙烯等制成，而薄膜頂端用鋁箔來做。這類封裝的例子可參見美國專利No.4691820、5054610、5337888、5375698、5409104、5468868、5515964、5609246、5695049、5697495、5704468、5711416、5722536、5573108、5823327、5704468、5983608、6029808、6044966和6401915，我們把它們全部整體引用過來作參考。本發明的優選封裝件是如美國專利申請No.2003/0029730A1所述的一種眼鏡片封裝件，其名稱為“隱形眼鏡封裝件”的專利申請于2003.2.23提交，并被整體引用過來作參考。
這里采用的“泄漏”一詞是指封裝件中的開口，例如可讓細菌污染進入的一些開口(如在可變形的隔板和封裝件剩余部分之間的氣密裂口)或者封裝件內的東西(如隱形眼鏡的封裝溶液)滲出。裝置的“容器”必須具備提出的全部特征，即能夠打開和關閉，抽真空或返回到大氣壓力。但是，最好是該容器包含一個第一層和一個第二層，當把這些層裝配在一起時形成一個密封隔板。建議用“O型圈”(當兩層裝配在一起時它被夾在中間)來密封一個兩層容器。還建議兩層中的一層具有幾個抬高的區域，它們從圍繞O型圈外周邊的表面區域突起。當該容器每次被關閉并相對O型圈密封時這些抬高區域從機械上卡住這兩層。第一層最好包含一些開口，用來與特定封裝件的幾何形狀相配，而且適合于安置許多封裝件。第二層包含一些與第一層開口相對應的開口。另外，第二層被可拆裝地連至一些機械開關(每個封裝件一個)，每個機械開關的頭部處在離封裝件可變形隔板一個第一固定距離處，此第一固定距離決定于當容器內壓力降至大氣壓力以下時密封封裝件變形隔板的移動量。變形隔板在某個具體的降低壓力下移動的最大距離由實驗確定，且將第一固定距離設置在此最大距離的0％至30％之間。在本發明的這個優選實施例中，當容器封閉在大氣壓力(0％)下時，該機械開關的頭部(下面會說明)與變形隔板相接觸。
這里所用“機械開關”一詞是指一些單獨的元件，一個頭部，一個尾部和一個傳感器的封裝件。此開關有一個頭部，它位于該機械開關的活動部分上。當容器封閉時，此頭部處于包住的密封封裝件上面，并隨著變形隔板的運動而運動。在此優選實施例中，這個頭部是彈簧加載的，使在大氣壓力下保持與變形隔板的接觸。特別希望把彈簧加載頭部的阻力設置成這樣使當容器封閉在大氣壓力時變形隔板被該頭部拉平。機械開關有一個傳感器，當此頭部隨著變形隔板運動時，它產生致動(開或關并送出電信號)，而且是由機械開關的“尾部”致動傳感器。建議該傳感器為非接觸貼近式電容型、激光、超聲或光學傳感器。在本發明的一個最佳實施例中，此傳感器是一個非接觸性貼近式電容傳感器，由Omron公司生產，零件號為E2E2-X2B1-M1。
機械開關的尾部沿它的活動部分安置，且離傳感器的距離比機械開關的頭部更近。當容器內的壓力低于大氣壓力時，尾部的運動根據變形隔板運動的距離而反映頭部的運動。當傳感器致動時，有一個機構發覺到這個致動并指示該封裝件被密封。當容器封閉在大氣壓力時，傳感器和尾部的距離是“第二固定距離”。這個第二固定距離取決于密封變形隔板隨著降低的壓力而運動的最大距離和傳感器的檢測范圍。變形隔板在某具體降低壓力下運動的最大距離由實驗確定。傳感器的檢測范圍是指離傳感器的一個距離，為了讓傳感器致動，尾部必須處在這個距離之內。在此優選實施例中，此距離是沿著由頭部、尾部和傳感器確定的線在軸向測量的。但是，本發明也包括頭部、尾部和傳感器的取向可能不處在一條軸線上的機械開關。在那種情況下，檢測范圍是從傳感器至尾部的徑向延伸距離，為使傳感器致動，尾部必須處在此距離之內。第二固定距離設定在這樣一個范圍之間從小于[變形隔板在某具體壓力下移動的最大距離]+[此檢測范圍]的總和，至位于該檢測范圍內的一個距離。優選地，第二固定距離設定在[變形隔板在某具體壓力下移動的最大距離]+[此檢測范圍]的80％的總和。舉例來說，設密封封裝件的變形隔板在-50KPa的大氣壓力下運動的最大量為1.5mm，傳感器的檢測范圍為1.0mm，則第二固定距離(尾部和傳感器之間的距離)應設定在小于2.5mm左右至大于1.0mm左右，更好是小于2.5mm左右且等于或大于2.3mm左右。最好是將第二固定距離設定在2.3mm左右。
檢測傳感器是否致動的機構可以是任何分析裝置，它能向操作者或機器顯示該傳感器在工作。在一個優選實施例中，此機構是一臺計算機，從那兒可以將終端數據顯示，傳遞或者與具體生產線的其它控制聯系起來。此機構最好能指示生產線的其它部分將未密封的封裝件剔除掉。該裝置最好結合在生產線中，若如此，它必須以生產線的速度檢測封裝件。
本發明還包括一種檢測至少一個密封封裝件內的泄漏的方法，該封裝件包含一塊隔板，它在受到低于大氣壓的空氣壓力時會變形，此方法包括將該封裝件裝到一個容器內；其中該容器可以打開和關閉，以便裝卸此封裝件，其中該容器關閉時可以抽真空或返回到大氣壓力，其中該容器包含至少一個機械開關，它包括一個頭部，一個尾部，和一個傳感器，其中當容器封閉在大氣壓力時，頭部處在離變形隔板一個第一固定距離，尾部處在離傳感器一個第二固定距離；關閉該容器并將容器內的壓力降低到低于封裝件及其所含物的內部壓力的水平；確定機械開關是開還是關。
這里用到的術語封裝件、變形隔板、容器、機械開關、泄漏、頭部、尾部、傳感器、機構、第一固定距離、第二固定距離，都具有前面提到的意義和優選范圍。“關閉”一詞是指任何關閉該容器(尤其是第一層和第二層)的裝置。各層中有一層可以是固定的，最好讓第一層固定而讓第二層運動。通過該容器內的小孔抽真空可降低容器內的壓力。在此優選實施例中，該降低的壓力大于或等于-70kPa。在某些情況下，如隱形眼鏡封裝件內有泄漏，降低了的大氣壓力將引起柔軟的隱形眼鏡堵塞此泄漏，并給出一個虛假的指示該封裝件已密封的讀數。因此我們特別建議，在容器內的壓力降至低于封裝件及其所含物品的內部壓力之前，把該容器內的壓力增至大于封裝件及其所含物品的內部壓力的水平。
確定機械開關是開還是關，可以通過一些傳感器中的任何一個來完成。我們建議，一旦確定此傳感器在致動，則把此信號傳遞到一臺計算機，在機器上顯示該數據，并與一條具體生產線的其它控制部分相連系或關聯。該方法最好能告訴生產線的其它部分將不密封的封裝件剔除。建議此方法與生產線相聯合，若如此，它必須以生產線的速度檢測封裝件。此外，希望該方法能在不到10秒鐘內完成1至12個封裝件的檢測，最好是在5秒鐘以內完成1至12個封裝件的檢測。
本發明的一個實施例將參照以下附圖更詳細地展現。圖1表示本發明一個已裝配好的裝置的示意圖，它有一個第一層12，一個第二層11，機械開關13與第二層11可拆卸地連接。圖2表示一個全部裝配好的機械開關13，它還沒有與第二層11相連。圖3表示機械開關13的未裝配零件。A是一個貼近式傳感器，B是一個傳感器鎖定螺母，C是一個傳感器安裝板，D是一個信號發送器，E是一個O型圈，F是一個軸螺母，G是一個O型圈，H是螺紋軸，I是彈簧，J是頭部。如圖4所示，機械開關以如下方式組裝將O型圈E放在軸螺母F上，O型圈G裝在軸H上，彈簧I裝在頭部J上。從面對表面14的第二層11的表面把螺紋軸H穿過第二層11內的小孔，直至對面15，如圖5所示。圖6表示螺紋軸H和O型圈G已裝配好的表面14。另外，圖6顯示了一個小孔17，它是用來插入螺紋軸H的那一類孔。圖6還顯示了一個溝槽18，它用來安裝在抽真空時密封第一層12和第二層11的O型圈(未示出)。
為了繼續裝配，把帶O型圈E的軸螺母F擰到螺紋軸H上，如圖7所示。將信號發送器D插入軸螺母F內，信號發送器D的螺紋軸將穿過軸螺母F到達第二層的表面14。將帶彈簧I的頭部J擰到信號發送器D的螺紋軸上，如圖8所示。對于本實施例的隱形眼鏡在線泄漏檢測器，關鍵是使信號發送器D的尾部和頭部J的底部間的距離為34.60±0.05mm，如圖9所示。將傳感器安裝板C潤滑并安裝在螺紋軸F上。如圖10所示擰緊調節螺絲19將傳感器安裝板C固定。按圖11將鎖定螺母B擰到傳感器A上并把傳感器A擰到傳感器安裝板C內。將鎖定螺母B朝著表面15擰到與傳感器安裝板C相接觸。如圖12所示，將傳感器電纜20固定在貼近式電容傳感器A的頂部。
圖13是本發明的敞開裝置的示意圖。在第二層11上可看到調節壓力的口子21。在第一層12內顯示了一些模制凹槽22(用來支托單個封裝件)。
裝置10是隱形眼鏡生產線的一個生產站。它的運行如下。密封封裝件被一個機械裝置裝到第一層12上。第二層11向下運動至坐落在第一層12上。將真空管道口21拉起可使容器內的空氣壓力下降。雖然圖中未示出，在第二板11的表面14上有兩個溝槽18(用來安放O型圈)。每個溝槽圍繞第二板11的一個周邊，將6個相鄰的模制凹槽22包圍在一個加壓的容器單元內。有一個換能器裝置(未示出)監控每個加壓的容器單元在一定時間周期內的壓力。若在此周期內的壓力達到不變值，則讀出12個機械開關中每一個的信號，以確定它們是關閉還是打開。一個關閉的開關表示此封裝件是密封的，而一個打開的開關意味著有泄漏。此信息被傳送到第二處理站，在那兒被顯示，記錄或與其它處理步驟協調。由于每個封裝件具有它自己的傳感器，有錯誤的封裝件將在后續的一個處理站被剔除。
雖然我們是用一個優選實施例對本發明進行說明，但這并不表明本發明的范圍僅限于這種特定形式，相反，它將包括在如下面權利要求書界定的本發明的思路和范圍內的許多替換，修改，和等效形式。
權利要求
1.一種檢測至少一個密封封裝件內的泄漏的裝置，該封裝件包含一隔板，所述隔板承受低于大氣壓力的空氣壓力時可以變形，該裝置包括容器，它可以打開和關閉，以裝卸此封裝件，而且在關閉時可以抽真空或返回到大氣壓力；至少一個機械開關，它包含一頭部，一尾部和一傳感器，當容器封閉在大氣壓力時，其中頭部處于離變形隔板一第一固定距離，尾部處于離傳感器一第二固定距離；一用來確定該機械開關是開還是關的機構。
2.如權利要求1的裝置，其中頭部在容器封閉在大氣壓力時處在變形隔板的表面上。
3.如權利要求1的裝置，包含許多機械開關。
4.如權利要求1的裝置，其中傳感器從以下各組傳感器中選用非接觸貼近式電容、激光、超聲、光學傳感器。
5.如權利要求1的裝置，其中傳感器是非接觸貼近式電容傳感器。
6.如權利要求5的裝置，其中容器包含第一和第二層，且第二層包含至少一個機械開關。
7.如權利要求6的裝置，其中第一層包含一些模制凹槽，用來保持所述封裝件。
8.如權利要求1的裝置，其中封裝件為眼鏡片封裝件。
9.如權利要求2的裝置，其中容器包含一第一層和一第二層，且第二層包含許多機械開關和一連接真空泵的接口。
10.如權利要求1的裝置，其中所述第一固定距離大約是0％-30％。
11.如權利要求1的裝置，其中所述第二固定距離大約是變形隔板在特定壓力下的最大運動量加上80％檢測范圍的總和。
12.一種檢測在至少一個密封封裝件內的泄漏的方法，該封裝件包含一隔板，所述隔板在承受低于大氣壓力的空氣壓力時可以變形，該方法包括把封裝件裝入容器內；其中所述容器可以打開和關閉，以裝卸此封裝件，而且在關閉時可以抽真空或返回到大氣壓力；其中的容器包含至少一個機械開關，它包含一頭部，一尾部和一傳感器，當容器封閉在大氣壓力時，其中頭部處于離變形隔板一第一固定距離，尾部處于離傳感器一第二固定距離；關閉該容器并將其中的壓力降至低于封裝件及其內物品內部壓力的水平；確定機械開關是開還是關。
13.如權利要求12的方法，其中所述封裝件是隱形眼鏡封裝件。
14.如權利要求12的方法，其中壓力降至約大于或等于-70kPa。
15.如權利要求12的方法，其中當所述容器封閉在大氣壓力下時，所述頭部被彈簧加載靠在變形隔板的表面上。
16.如權利要求12的方法，將在不到10秒鐘內完成。
17.如權利要求12的方法，將在不到5秒鐘內完成。
18.一種檢測在至少一個密封封裝件內的泄漏的方法，其中該封裝件包含一隔板，所述隔板在承受低于大氣壓力的空氣壓力時可以變形，該方法包括把封裝件裝入容器內；其中所述容器可以打開和關閉，以裝卸此封裝件，而且在關閉時可以抽真空或返回到大氣壓力；其中的容器包含至少一個機械開關，它包含一頭部，一尾部和一傳感器，當容器封閉在大氣壓力時，其中所述頭部處于離變形隔板一第一固定距離，所述尾部處于離傳感器一第二固定距離；關閉該容器并將容器內的壓力增至封裝件及其內物品內部壓力以上；將所述容器內的壓力降至低于封裝件及其內物品內部壓力的水平；確定所述機械開關是開還是關。
全文摘要
本發明提供一種在線泄漏檢測器裝置，用來檢測具有軟蓋的封裝件(如隱形眼鏡封裝件)中的泄漏。當封裝件周圍的大氣壓力降低時，容器移動至與機電開關相接觸。
文檔編號G01M3/02GK1761863SQ200480007319
公開日2006年4月19日 申請日期2004年3月15日 優先權日2003年3月17日
發明者D·F·鄧肯, D·S·默瑟 申請人:莊臣及莊臣視力保護公司