EA003595B1 - Телескопическая бутылка - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к приспособлениям для хранения прозрачных питьевых жидкостей, например газированных напитков, и направлено на расширение функциональных возможностей таких приспособлений. Бутылка, состоящая из корпуса (1) и крышки (2) и содержащая прозрачную жидкость (3) и газ (4), имеет дно (5) корпуса (1) и дно (6) крышки (2), выполненные из прозрачного материала в виде объектива и окуляра и образующие при не вертикальном положении бутылки, совместно с содержащейся в ней жидкостью (3), телескопическую систему.

Description

Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для хранения прозрачных питьевых жидкостей, преимущественно газированных напитков.

Уровень техники

Аналоги или прототипы предлагаемого изобретения заявителю не известны.

Известны стеклянные бутылки, предназначенные для хранения пищевых жидкостей (ГОСТ 10117-91).

Недостатком этих бутылок является то, что их можно использовать лишь по прямому назначению - для хранения жидкости.

Из оптики известны телескопические системы, обеспечивающие возможность наблюдать удаленные предметы. Телескопические системы состоят из двух центрированных компонентов объектива и окуляра, которые могут быть представлены двумя линзами или двумя оптическими преломляющими поверхностями. В первом случае такая телескопическая система называется зрительной трубой, во втором - телескопической линзой. Условием действия телескопической системы является такое расположение составляющих ее компонентов, чтобы задний фокус объектива (линзы или преломляющей поверхности, обращенной к наблюдаемому объекту) совпадал с передним фокусом окуляра (линзы или преломляющей поверхности, обращенной к глазу наблюдателя), для этого расстояние между ними по оптической оси (расстояние между смежными преломляющими поверхностями объектива и окуляра) должно быть равно сумме заднего и переднего фокальных отрезков объектива и окуляра соответственно. (Заказнов Н.П. и др. Теория оптических систем, М., Машиностроение, 1992 г., стр. 205).

Задача изобретения

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является улучшение потребительских качеств бутылки и придание ей новых функциональных возможностей.

Технический результат

Техническим результатом предлагаемого изобретения является придание бутылке свойств оптической телескопической системы и возможность ее использования в качестве наблюдательного прибора.

Существо изобретения

Упомянутая задача достигается тем, что донные части корпуса и крышки бутылки выполняют роль объектива и окуляра телескопической системы и изготавливаются из прозрачного материала ограниченными с наружной и с внутренней (или только с наружной) стороны осесимметричными оптическими преломляющими поверхностями (например, сферическими, поверхностями второго и высшего порядков, а так же плоскими) при чем так, что оси симметрии преломляющих поверхностей лежат на одной воображаемой прямой, так называемой оп тической оси, а для того, что бы задний фокус объектива совпадал с передним фокусом окуляра, расстояние по оптической оси между вершинами ближайших преломляющих поверхностей дна корпуса-объектива и дна крышкиокуляра (преломляющими поверхностями одного и другого дна, расположенными на наименьшем расстоянии одна от другой в случае, если таких поверхностей более двух) равно сумме их, соответственно, заднего и переднего фокальных отрезков. Поскольку сзади объектива и спереди окуляра (т.е. между ними) находится жидкость, имеющая большую оптическую плотность чем у газа (воздуха), находящегося снаружи системы, то и задний фокальный отрезок объектива и передний фокальный отрезок окуляра в жидкостной среде будут больше, чем если бы между ними находился газ. Поэтому упомянутое выше расстояние между дном корпуса-объективом и дном крышки-окуляром, определяющее осевой размер бутылки, складывается из соответствующих фокальных отрезков для жидкостной среды, величина которых зависит от соотношения показателя преломления жидкости, содержащейся в бутылке, и показателей преломления материалов дна корпуса и дна крышки бутылки. При выполнении преломляющими наружных и внутренних поверхностей донных частей корпуса и крышки бутылки, т. е. при выполнении их в виде линз, они, совместно с содержащейся в бутылке жидкостью, образуют сложную оптическую систему - зрительную трубу. При выполнении оптическими только наружных поверхностей донных частей корпуса и крышки бутылки, показатель преломления материала, из которого они выполнены, должен быть равен показателю преломления содержащейся в бутылке жидкости (их оптическая плотность должна быть одинакова) и тогда внутренние поверхности, соприкасающиеся с жидкостью, могут иметь произвольную форму. В этом случае донные части корпуса и крышки бутылки (а точнее их наружные поверхности), совместно с содержащейся в ней жидкостью, образуют простейшую оптическую систему - телескопическую линзу. Учитывая, что в бутылке помимо жидкости обычно содержится некоторое незначительное количество свободного (нерастворенного) газа, эффект предлагаемого изобретения возможен лишь при таком размещении скопления газа в бутылке, что бы оно не нарушало оптической сплошности жидкости в области, близкой к оптической оси, и не искажало хода формирующих изображение оптических лучей в результате дополнительного их преломления на границе раздела жидкости и газа, имеющей случайную форму. Простейший способ добиться этого - расположить бутылку в положении, близком к горизонтальному, когда газ скапливается в самой верхней части объема бутылки у ее стенки и не влияет на ход лучей.

Технический результат предлагаемого изобретения может быть достигнут только за счет формирования донных частей корпуса и крышки бутылки в виде объектива и окуляра и образования ими совместно с содержащейся в бутылке жидкостью телескопической системы.

Технический результат предлагаемого изобретения может быть достигнут при различном исполнении донных частей корпуса и крышки бутылки (объектива и окуляра): в виде собирающих линз - по схеме зрительной трубы Кеплера; в виде собирающей (объектив) и рассеивающей (окуляр) линз - по схеме зрительной трубы Галилея; в виде выпуклых поверхностей двояковыпуклой телескопической линзы; в виде выпуклой и вогнутой поверхностей выпукловогнутой телескопической линзы. Комбинированное исполнение объектива и окуляра, когда объектив - преломляющая поверхность, а окуляр - линза (или наоборот), тоже может дать технический результат предлагаемого изобретения.

Технический результат может быть достигнут даже если некоторая часть донной поверхности корпуса, выполняющей роль объектива, не будет иметь сферической формы. Например, если на наружной поверхности дна корпуса расположить какие-либо ребра жесткости (для придания дну большей прочности) или выступы (для придания вертикальной устойчивости бутылке при установке ее на горизонтальной поверхности). Ощутимого ухудшения качества изображения не произойдет, если часть дна, занимаемая неоптическими элементами будет незначительна.

Технический результат предлагаемого изобретения может быть сохранен и после опорожнения бутылки, выполненной по схеме зрительной трубы. Совмещение заднего фокуса дна корпуса-объектива и переднего фокуса дна крышки-окуляра, нарушенное после опорожнения бутылки из-за уменьшившихся в газовой среде соответствующих фокальных отрезков объектива и окуляра, производится путем вдавливания или вмятия одной части корпуса бутылки, содержащей линзу (например, горловины с крышкой), в другую часть корпуса в направлении (вдоль) оптической оси. Корпус бутылки в этом случае выполняется из эластичного материала (например, полимерного). Точное совмещение фокусов (фокусировка) в этом и других случаях может производиться путем отвинчивания и завинчивания крышки, соединенной с корпусом резьбовым соединением, ось которого совпадает с оптической осью телескопической системы.

Поясняющие чертежи

На фиг. 1 представлена телескопическая бутылка, расположенная горизонтально, состоящая из корпуса 1 и соединенной с ним резьбовым соединением крышки 2, содержащая жидкость 3 и некоторое количество газа 4.

Дно 5 корпуса 1 и дно 6 крышки 2 бутылки выполнены из прозрачного материала, имеющего показатель преломления, равный показателю преломления жидкости 3, содержащейся в бутылке. Наружные поверхности дна 5 и дна 6 ограничены оптическими сферическими поверхностями, оси симметрии которых совпадают и образуют оптическую ось 7. Внутренние поверхности дна 5 и дна 6, соприкасающиеся с жидкостью 3, имеют произвольную форму. Наружная поверхность дна 5, выполняющая роль объектива телескопической системы, и наружная поверхность дна 6, выполняющая роль окуляра, выполнены выпуклыми наружу, а расстояние по оси 7 между вершинами наружных поверхностей дна 5 и дна 6 равно сумме заднего фокального отрезка первого и переднего фокального отрезка второго.

Данная телескопическая бутылка действует следующим образом. При горизонтальном положении бутылки газ 4 скапливается в самой верхней части объема бутылки и не влияет на ход формирующих изображение оптических лучей 8 и 9, параллельных оптической оси 7 на входе в систему. После преломления лучей 8 и 9 на наружной поверхности дна 5 корпуса 1, они пересекаются с оптической осью 7 в точке 10, являющейся одновременно задним фокусом наружной поверхности дна 5 и передним фокусом наружной поверхности дна 6 и расположенной от этих поверхностей на расстоянии, равном их соответствующим фокальным отрезкам. Пройдя точку 10 и преломившись на наружной поверхности дна 6, лучи 8 и 9 вновь становятся параллельными оптической оси 7 и формируют перевернутое увеличенное изображение.

На фиг. 2 представлена телескопическая бутылка, расположенная горизонтально, состоящая из корпуса 1 и соединенной с ним резьбовым соединением крышки 2, содержащая жидкость 3 и некоторое количество газа 4. Дно 5 корпуса 1 и дно 6 крышки 2 бутылки выполнены из прозрачного материала, имеющего показатель преломления, равный показателю преломления жидкости 3, содержащейся в бутылке. Наружные поверхности дна 5 и дна 6 ограничены оптическими сферическими поверхностями, оси симметрии которых совпадают и образуют оптическую ось 7. Внутренние поверхности дна 5 и дна 6, соприкасающиеся с жидкостью 3, имеют произвольную форму. Наружная поверхность дна 5, выполняющая роль объектива телескопической системы, выполнена выпуклой наружу, наружная поверхность дна 6, выполняющая роль окуляра, выполнена вогнутой внутрь и расстояние по оси 7 между вершинами наружных поверхностей дна 5 и дна 6 равно сумме заднего фокального отрезка первого и переднего фокального отрезка второго, но поскольку наружная поверхность дна 6 выполнена в виде рассеивающего (отрицательного) оптического элемента, то и расстояние от его поверхности до переднего фокуса (передний фокальный отрезок) будет отрицательной величиной, т.е. передний фокус наружной поверхности дна 6 будет находиться за ней (по ходу лучей).

Данная телескопическая бутылка действует подобно бутылке, представленной на фиг. 1, за исключением того, что лучи 8 и 9 фактически не пересекаются с оптической осью 7 в точке 10, а преломившись на наружной поверхности дна 6, вновь становятся параллельны оси 7 и формируют прямое (не перевернутое) увеличенное изображение.

На фиг. 3 представлена телескопическая бутылка, расположенная горизонтально, состоящая из корпуса 1 и соединенной с ним резьбовым соединением крышки 2, содержащая жидкость 3 и некоторое количество газа 4. Корпус 1 бутылки выполнен из эластичного материала, при чем горловина имеет возможность вминаться внутрь вдоль оптической оси. Дно 5 корпуса 1 и дно 6 крышки 2 бутылки выполнены из прозрачного материала в виде собирающих линз, для чего снаружи и изнутри они ограничены оптическими сферическими поверхностями, оси симметрии которых совпадают и образуют оптическую ось 7. Расстояние по оси 7 между внутренними преломляющими поверхностями дна 5 и дна 6 равно сумме заднего фокального отрезка первого и переднего фокального отрезка второго.

Данная телескопическая бутылка действует подобно бутылке, представленной на фиг. 1, за исключением того, что лучи 8 и 9 преломляются не только на наружных, но и на внутренних поверхностях дна 5 и дна 6.

На фиг. 4 представлена бутылка, аналогичная бутылке, представленной на фиг. 3, но пустая (опорожненная) и содержащая лишь газ 4 (воздух). Горловина бутылки вместе с крышкой 2 вмята внутрь корпуса 1 настолько, что расстояние по оси 7 между внутренними поверхностями дна 5 и дна 6 равно сумме уменьшившихся в воздушной среде соответствующих фокальных отрезков. Точное совмещение заднего фокуса объектива и переднего фокуса окуляра в точке 10 (фокусировка) производится в данном случае путем отвинчивания и завинчивания крышки 2, перемещающейся вдоль оси резьбового соединения, совпадающей с оптической осью 7.

Промышленное применение

Возможность промышленного применения предлагаемого изобретения не вызывает у заявителя сомнений. Оно может быть использовано в качестве примитивного и недолговечного наблюдательного устройства или игрушки.

Claims (6)

1. Бутылка, содержащая прозрачную жидкость и некоторое количество газа, например газированный напиток, состоящая из корпуса и крышки, причем донная часть корпуса выполнена из прозрачного материала и ее поперечный размер (диаметр) превышает поперечный размер (диаметр) донной части крышки, также выполненной из прозрачного материала, отличающаяся тем, что донная часть корпуса и донная часть крышки выполняют роль, соответственно, объектива и окуляра и преимущественно при не вертикальном положении бутылки совместно с содержащейся в ней жидкостью образуют телескопическую систему, для чего донные части корпуса и крышки, по крайней мере частично, и хотя бы с одной стороны (например, снаружи) ограничены осесимметричными оптическими преломляющими поверхностями (например, сферическими), причем оси симметрии упомянутых поверхностей совпадают, образуя оптическую ось телескопической системы, а расстояние по оптической оси между вершинами ближайших преломляющих поверхностей донных частей корпуса и крышки равно сумме заднего фокального отрезка донной части корпуса-объектива и переднего фокального отрезка донной части крышки-окуляра.

2. Бутылка по п.1, отличающаяся тем, что донные части корпуса и крышки бутылки выполнены из материалов, имеющих показатели преломления, равные показателю преломления содержащейся в бутылке жидкости, при этом осесимметричными оптическими преломляющими поверхностями донные части корпуса и крышки ограничены только с наружных сторон.

3. Бутылка по п.1, отличающаяся тем, что только один из компонентов, выполняющих роль объектива и окуляра телескопической системы (донная часть корпуса или донная часть крышки), выполнен из материала, имеющего показатель преломления, равный показателю преломления содержащейся в бутылке жидкости, и ограничен осесимметричной оптической преломляющей поверхностью только с наружной стороны, а другой выполнен в виде линзы и ограничен осесимметричными оптическими преломляющими поверхностями с обеих (с наружной и с внутренней) сторон.

4. Бутылка по п.1, отличающаяся тем, что и донная часть корпуса и донная часть крышки выполнены в виде линз и ограничены осесимметричными оптическими преломляющими поверхностями с обеих (с наружной и с внутренней) сторон.

5. Бутылка по п.4, отличающаяся тем, что корпус бутылки выполнен из эластичного материала (например, полимерного) и хотя бы одна из его частей, содержащая линзу или связанная с деталью бутылки, содержащей линзу (например, горловина с крышкой), имеет возможность после опорожнения бутылки вминаться внутрь корпуса вдоль оптической оси на величину, достаточную для совмещения заднего фокуса донной части корпуса-объектива с передним фокусом донной части крышки-окуляра и образова ния телескопической системы без жидкости между объективом и окуляром.

6. Бутылка по любому из пп.1-5, отличающаяся тем, что крышка бутылки соединяется с ее корпусом посредством резьбового соедине ния, ось которого совпадает с оптической осью телескопической системы, позволяющего производить фокусировку телескопической системы путем отвинчивания и завинчивания крышки.