专利名称：在线泄漏检测器的制作方法
技术领域：
本发明总的说与眼镜片生产工艺有关，具体说是关于一中眼镜片生产系统的新型在线泄漏检测器。人们对自动化眼镜片生产过程都很熟悉，其中每个镜片是通过把一个单聚物夹在移入模腔的后曲线(上部)和前曲线(下部)模具结构之间而形成的。此单聚物被聚合(固化)并经过包括(但不限于)去模、水合、检测、转运至单个泡形罩封装件，将该封装件用软盖密封，消毒等进一步处理。读者可参考美国专利No.5,555,504“生产线跟踪和质量控制系统”，它对一种以前的典型眼镜片生产和封装控制系统作了说明，我们把它整体引用过来作参考。
对于镜片和别的一些产品的封装而言，最重要的是确保所有各泡形罩封装件都是密封的，以防止其内物品受细菌污染。经常通过除去任意批量的封装件来检测生产线上制备的密封封装件以确定其是否密封。一种普通的检测是将代表性的密封封装件样品浸在含可视液体染料的容器内并抽真空。用肉眼检测这些封装件，看是否有染料渗入其中。这类下线检测很费时间，而且不能检查所制备的大多数封装件的完整性。另外，由于和检测液体起作用，这类检测往往要损坏被检测封装件的外观，从而毁坏该产品。因此，需要一种高效地确定大多数封装件是否已充分密封的方法，它能在封装件处在生产线上且在与生产线速度相当的时间内完成。
发明目的因此，本发明的一个目的是提供一种密封封装件的在线泄漏检测装置，它不需要将封装件从生产线上卸下来。这些封装件有一个软盖，当包围它的环境压力降低时软盖产生运动，这最适合于本发明。本发明的另一个目的是提供确定封装件是否密封的方法。本发明还有一个目的是提供一个确定封装件是否密封的简单而有效的装置和方法，而不会因检测而毁坏封装件。本发明再有一个目的是提供一种简单的机械装置和方法，用来确定封装件是否密封。本发明的另一个目的是提供一种一次能检测许多封装件的装置和方法，而且能逐个确定是哪些(如果有的话)封装件泄漏。本发明再有一个目的是提供一种可以直接结合到生产线上的泄漏检测器。
附图简介
图1是装置的顶侧斜视图。
图2是一种已装配好的开关检测器部件侧视图。
图3是该泄漏检测器传感器元件视图。
图4是该开关检测器部件已装配好的元件侧视图。
图5是该泄漏检测器系统一个表面的视图。
图5是该泄漏检测器系统底平面的视图。
图7是一个部分装配好的泄漏检测器系统的视图。
图8是与封装件相接触的机械开关头部的视图。
图9是一个部分装配好的机械开关的视图。
图10是一个装配好的传感器装置的视图。
图11是一个部分装配好的贴近式电容传感器。
图12是连至该装置第二层的一个装配好的开关的视图。
图13是装置打开时的视图。
本发明和优选实施例的详细说明本发明包括一个用来检测在至少一个密封封装件内的泄漏的装置，其中封装件有一块隔板，它在受到低于大气压的空气压力时会变形，这种装置包括一个容器，此容器可以打开或关闭以便装卸该封装件，当容器关闭时可以抽真空或返回到大气压力，至少一个机械开关，它包含一个头部，一个尾部，一个传感器，其中当容器封闭在大气压力时，头部处在离可变形隔板一个第一固定距离的位置，尾部处在离传感器一个第二固定距离的位置；以及一个用来确定机械开关是开还是关的机构。
这里所用的“封装件”是指任何类型的用来储存产品的容器。如前所述，这类封装件必须有一块隔板，当包围密封封装件的空气压力降到低于该封闭的封装件及其中物品的内部压力时，隔板产生变形。这些可变形的隔板可以是塑料、薄膜、合成物或别的可延展性材料，最好是薄膜。本发明的一个实施例是用来检测眼镜片封装件，如隐形眼镜封装件。因此，对本发明的详细说明主要是专门描述这个实施例。
大多数隐形眼镜是封装在单个的泡形罩封装件中，它具有一个碗形部分和一个薄膜顶端，其中碗形部分用疏水材料如聚丙烯等制成，而薄膜顶端用铝箔来做。这类封装的例子可参见美国专利No.4691820、5054610、5337888、5375698、5409104、5468868、5515964、5609246、5695049、5697495、5704468、5711416、5722536、5573108、5823327、5704468、5983608、6029808、6044966和6401915，我们把它们全部整体引用过来作参考。本发明的优选封装件是如美国专利申请No.2003/0029730A1所述的一种眼镜片封装件，其名称为“隐形眼镜封装件”的专利申请于2003.2.23提交，并被整体引用过来作参考。
这里采用的“泄漏”一词是指封装件中的开口，例如可让细菌污染进入的一些开口(如在可变形的隔板和封装件剩余部分之间的气密裂口)或者封装件内的东西(如隐形眼镜的封装溶液)渗出。装置的“容器”必须具备提出的全部特征，即能够打开和关闭，抽真空或返回到大气压力。但是，最好是该容器包含一个第一层和一个第二层，当把这些层装配在一起时形成一个密封隔板。建议用“O型圈”(当两层装配在一起时它被夹在中间)来密封一个两层容器。还建议两层中的一层具有几个抬高的区域，它们从围绕O型圈外周边的表面区域突起。当该容器每次被关闭并相对O型圈密封时这些抬高区域从机械上卡住这两层。第一层最好包含一些开口，用来与特定封装件的几何形状相配，而且适合于安置许多封装件。第二层包含一些与第一层开口相对应的开口。另外，第二层被可拆装地连至一些机械开关(每个封装件一个)，每个机械开关的头部处在离封装件可变形隔板一个第一固定距离处，此第一固定距离决定于当容器内压力降至大气压力以下时密封封装件变形隔板的移动量。变形隔板在某个具体的降低压力下移动的最大距离由实验确定，且将第一固定距离设置在此最大距离的0％至30％之间。在本发明的这个优选实施例中，当容器封闭在大气压力(0％)下时，该机械开关的头部(下面会说明)与变形隔板相接触。
这里所用“机械开关”一词是指一些单独的元件，一个头部，一个尾部和一个传感器的封装件。此开关有一个头部，它位于该机械开关的活动部分上。当容器封闭时，此头部处于包住的密封封装件上面，并随着变形隔板的运动而运动。在此优选实施例中，这个头部是弹簧加载的，使在大气压力下保持与变形隔板的接触。特别希望把弹簧加载头部的阻力设置成这样使当容器封闭在大气压力时变形隔板被该头部拉平。机械开关有一个传感器，当此头部随着变形隔板运动时，它产生致动(开或关并送出电信号)，而且是由机械开关的“尾部”致动传感器。建议该传感器为非接触贴近式电容型、激光、超声或光学传感器。在本发明的一个最佳实施例中，此传感器是一个非接触性贴近式电容传感器，由Omron公司生产，零件号为E2E2-X2B1-M1。
机械开关的尾部沿它的活动部分安置，且离传感器的距离比机械开关的头部更近。当容器内的压力低于大气压力时，尾部的运动根据变形隔板运动的距离而反映头部的运动。当传感器致动时，有一个机构发觉到这个致动并指示该封装件被密封。当容器封闭在大气压力时，传感器和尾部的距离是“第二固定距离”。这个第二固定距离取决于密封变形隔板随着降低的压力而运动的最大距离和传感器的检测范围。变形隔板在某具体降低压力下运动的最大距离由实验确定。传感器的检测范围是指离传感器的一个距离，为了让传感器致动，尾部必须处在这个距离之内。在此优选实施例中，此距离是沿着由头部、尾部和传感器确定的线在轴向测量的。但是，本发明也包括头部、尾部和传感器的取向可能不处在一条轴线上的机械开关。在那种情况下，检测范围是从传感器至尾部的径向延伸距离，为使传感器致动，尾部必须处在此距离之内。第二固定距离设定在这样一个范围之间从小于[变形隔板在某具体压力下移动的最大距离]+[此检测范围]的总和，至位于该检测范围内的一个距离。优选地，第二固定距离设定在[变形隔板在某具体压力下移动的最大距离]+[此检测范围]的80％的总和。举例来说，设密封封装件的变形隔板在-50KPa的大气压力下运动的最大量为1.5mm，传感器的检测范围为1.0mm，则第二固定距离(尾部和传感器之间的距离)应设定在小于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。最好是将第二固定距离设定在2.3mm左右。
检测传感器是否致动的机构可以是任何分析装置，它能向操作者或机器显示该传感器在工作。在一个优选实施例中，此机构是一台计算机，从那儿可以将终端数据显示，传递或者与具体生产线的其它控制联系起来。此机构最好能指示生产线的其它部分将未密封的封装件剔除掉。该装置最好结合在生产线中，若如此，它必须以生产线的速度检测封装件。
本发明还包括一种检测至少一个密封封装件内的泄漏的方法，该封装件包含一块隔板，它在受到低于大气压的空气压力时会变形，此方法包括将该封装件装到一个容器内；其中该容器可以打开和关闭，以便装卸此封装件，其中该容器关闭时可以抽真空或返回到大气压力，其中该容器包含至少一个机械开关，它包括一个头部，一个尾部，和一个传感器，其中当容器封闭在大气压力时，头部处在离变形隔板一个第一固定距离，尾部处在离传感器一个第二固定距离；关闭该容器并将容器内的压力降低到低于封装件及其所含物的内部压力的水平；确定机械开关是开还是关。
这里用到的术语封装件、变形隔板、容器、机械开关、泄漏、头部、尾部、传感器、机构、第一固定距离、第二固定距离，都具有前面提到的意义和优选范围。“关闭”一词是指任何关闭该容器(尤其是第一层和第二层)的装置。各层中有一层可以是固定的，最好让第一层固定而让第二层运动。通过该容器内的小孔抽真空可降低容器内的压力。在此优选实施例中，该降低的压力大于或等于-70kPa。在某些情况下，如隐形眼镜封装件内有泄漏，降低了的大气压力将引起柔软的隐形眼镜堵塞此泄漏，并给出一个虚假的指示该封装件已密封的读数。因此我们特别建议，在容器内的压力降至低于封装件及其所含物品的内部压力之前，把该容器内的压力增至大于封装件及其所含物品的内部压力的水平。
确定机械开关是开还是关，可以通过一些传感器中的任何一个来完成。我们建议，一旦确定此传感器在致动，则把此信号传递到一台计算机，在机器上显示该数据，并与一条具体生产线的其它控制部分相连系或关联。该方法最好能告诉生产线的其它部分将不密封的封装件剔除。建议此方法与生产线相联合，若如此，它必须以生产线的速度检测封装件。此外，希望该方法能在不到10秒钟内完成1至12个封装件的检测，最好是在5秒钟以内完成1至12个封装件的检测。
本发明的一个实施例将参照以下附图更详细地展现。图1表示本发明一个已装配好的装置的示意图，它有一个第一层12，一个第二层11，机械开关13与第二层11可拆卸地连接。图2表示一个全部装配好的机械开关13，它还没有与第二层11相连。图3表示机械开关13的未装配零件。A是一个贴近式传感器，B是一个传感器锁定螺母，C是一个传感器安装板，D是一个信号发送器，E是一个O型圈，F是一个轴螺母，G是一个O型圈，H是螺纹轴，I是弹簧，J是头部。如图4所示，机械开关以如下方式组装将O型圈E放在轴螺母F上，O型圈G装在轴H上，弹簧I装在头部J上。从面对表面14的第二层11的表面把螺纹轴H穿过第二层11内的小孔，直至对面15，如图5所示。图6表示螺纹轴H和O型圈G已装配好的表面14。另外，图6显示了一个小孔17，它是用来插入螺纹轴H的那一类孔。图6还显示了一个沟槽18，它用来安装在抽真空时密封第一层12和第二层11的O型圈(未示出)。
为了继续装配，把带O型圈E的轴螺母F拧到螺纹轴H上，如图7所示。将信号发送器D插入轴螺母F内，信号发送器D的螺纹轴将穿过轴螺母F到达第二层的表面14。将带弹簧I的头部J拧到信号发送器D的螺纹轴上，如图8所示。对于本实施例的隐形眼镜在线泄漏检测器，关键是使信号发送器D的尾部和头部J的底部间的距离为34.60±0.05mm，如图9所示。将传感器安装板C润滑并安装在螺纹轴F上。如图10所示拧紧调节螺丝19将传感器安装板C固定。按图11将锁定螺母B拧到传感器A上并把传感器A拧到传感器安装板C内。将锁定螺母B朝着表面15拧到与传感器安装板C相接触。如图12所示，将传感器电缆20固定在贴近式电容传感器A的顶部。
图13是本发明的敞开装置的示意图。在第二层11上可看到调节压力的口子21。在第一层12内显示了一些模制凹槽22(用来支托单个封装件)。
装置10是隐形眼镜生产线的一个生产站。它的运行如下。密封封装件被一个机械装置装到第一层12上。第二层11向下运动至坐落在第一层12上。将真空管道口21拉起可使容器内的空气压力下降。虽然图中未示出，在第二板11的表面14上有两个沟槽18(用来安放O型圈)。每个沟槽围绕第二板11的一个周边，将6个相邻的模制凹槽22包围在一个加压的容器单元内。有一个换能器装置(未示出)监控每个加压的容器单元在一定时间周期内的压力。若在此周期内的压力达到不变值，则读出12个机械开关中每一个的信号，以确定它们是关闭还是打开。一个关闭的开关表示此封装件是密封的，而一个打开的开关意味着有泄漏。此信息被传送到第二处理站，在那儿被显示，记录或与其它处理步骤协调。由于每个封装件具有它自己的传感器，有错误的封装件将在后续的一个处理站被剔除。
虽然我们是用一个优选实施例对本发明进行说明，但这并不表明本发明的范围仅限于这种特定形式，相反，它将包括在如下面权利要求书界定的本发明的思路和范围内的许多替换，修改，和等效形式。
权利要求
1.一种检测至少一个密封封装件内的泄漏的装置，该封装件包含一隔板，所述隔板承受低于大气压力的空气压力时可以变形，该装置包括容器，它可以打开和关闭，以装卸此封装件，而且在关闭时可以抽真空或返回到大气压力；至少一个机械开关，它包含一头部，一尾部和一传感器，当容器封闭在大气压力时，其中头部处于离变形隔板一第一固定距离，尾部处于离传感器一第二固定距离；一用来确定该机械开关是开还是关的机构。
2.如权利要求1的装置，其中头部在容器封闭在大气压力时处在变形隔板的表面上。
3.如权利要求1的装置，包含许多机械开关。
4.如权利要求1的装置，其中传感器从以下各组传感器中选用非接触贴近式电容、激光、超声、光学传感器。
5.如权利要求1的装置，其中传感器是非接触贴近式电容传感器。
6.如权利要求5的装置，其中容器包含第一和第二层，且第二层包含至少一个机械开关。
7.如权利要求6的装置，其中第一层包含一些模制凹槽，用来保持所述封装件。
8.如权利要求1的装置，其中封装件为眼镜片封装件。
9.如权利要求2的装置，其中容器包含一第一层和一第二层，且第二层包含许多机械开关和一连接真空泵的接口。
10.如权利要求1的装置，其中所述第一固定距离大约是0％-30％。
11.如权利要求1的装置，其中所述第二固定距离大约是变形隔板在特定压力下的最大运动量加上80％检测范围的总和。
12.一种检测在至少一个密封封装件内的泄漏的方法，该封装件包含一隔板，所述隔板在承受低于大气压力的空气压力时可以变形，该方法包括把封装件装入容器内；其中所述容器可以打开和关闭，以装卸此封装件，而且在关闭时可以抽真空或返回到大气压力；其中的容器包含至少一个机械开关，它包含一头部，一尾部和一传感器，当容器封闭在大气压力时，其中头部处于离变形隔板一第一固定距离，尾部处于离传感器一第二固定距离；关闭该容器并将其中的压力降至低于封装件及其内物品内部压力的水平；确定机械开关是开还是关。
13.如权利要求12的方法，其中所述封装件是隐形眼镜封装件。
14.如权利要求12的方法，其中压力降至约大于或等于-70kPa。
15.如权利要求12的方法，其中当所述容器封闭在大气压力下时，所述头部被弹簧加载靠在变形隔板的表面上。
16.如权利要求12的方法，将在不到10秒钟内完成。
17.如权利要求12的方法，将在不到5秒钟内完成。
18.一种检测在至少一个密封封装件内的泄漏的方法，其中该封装件包含一隔板，所述隔板在承受低于大气压力的空气压力时可以变形，该方法包括把封装件装入容器内；其中所述容器可以打开和关闭，以装卸此封装件，而且在关闭时可以抽真空或返回到大气压力；其中的容器包含至少一个机械开关，它包含一头部，一尾部和一传感器，当容器封闭在大气压力时，其中所述头部处于离变形隔板一第一固定距离，所述尾部处于离传感器一第二固定距离；关闭该容器并将容器内的压力增至封装件及其内物品内部压力以上；将所述容器内的压力降至低于封装件及其内物品内部压力的水平；确定所述机械开关是开还是关。
全文摘要
本发明提供一种在线泄漏检测器装置，用来检测具有软盖的封装件(如隐形眼镜封装件)中的泄漏。当封装件周围的大气压力降低时，容器移动至与机电开关相接触。
文档编号G01M3/02GK1761863SQ200480007319
公开日2006年4月19日 申请日期2004年3月15日 优先权日2003年3月17日
发明者D·F·邓肯, D·S·默瑟 申请人:庄臣及庄臣视力保护公司