EA003806B1 - Способ изготовления контейнера для пищевых продуктов и напитков, содержащего теплообменник (варианты) - Google Patents

Abstract

Способ изготовления контейнера для размещения продуктов питания или напитков и введения теплообменника как неотъемлемой части. Контейнер выполняется с отверстием в закрытом торце, которое стыкуется с теплообменником, содержащим адсорбирующее вещество, и неразъемно соединено вместе с клапаном и чашкой клапана. Теплообменник заряжен веществом, которое при приведении в действие нагреет или охладит пищевые продукты или напитки в контейнере, в зависимости от того, является ли теплообменник экзотермическим или эндотермическим.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к контейнерам, содержащим в качестве своей неотъемлемой части теплообменник для охлаждения или нагревания пищевых продуктов или напитков, находящихся внутри контейнера и соприкасающихся с теплообменником. В частности, настоящее изобретение относится к способу изготовления такого контейнера.

Уровень техники

Существует большое число портативных контейнеров, приспособленных для хранения внутри пищевых продуктов или напитков, и которые содержат в качестве своей неотъемлемой части теплообменник. Теплообменник может содержать резервуар, заряженный веществами, эндотермическая или экзотермическая реакция с участием которых позволяет охладить или нагреть пищевые продукты или напитки, помещенные внутри контейнера и находящиеся в контакте с наружной поверхностью теплообменника. Существует много вариантов таких известных контейнеров и во многих случаях требуется радикальная переделка обычного контейнера, используемого для хранения пищевых продуктов или напитков и не содержащего теплообменника.

В промышленности давно существует потребность выпуска портативных контейнеров, позволяющих осуществлять на месте охлаждение или нагревание содержимого контейнера без применения внешних устройств, например холодильников или печей, микроволновых или подобного типа.

Примеры создания устройств, выполняющих такую функцию, приведены в патентах США №№ 4,802,343 и 566022. Эта область насыщена конструкциями контейнеров разнообразных типов, которые обеспечивают введение устройств, осуществляющих эндотермическую или экзотермическую реакции, соответственно, для охлаждения или нагревания содержимого контейнера. Приведенные ссылки просто представляют конструкции подобных контейнеров. Как показано в обоих вышеупомянутых патентах, конструкция, вводимая для осуществления нагревания или охлаждения, требует изменения процесса изготовления для введения конструкции, осуществляющей нужные эндотермические или экзотермические реакции.

Во всех случаях используемый контейнер должен содержать некоторое устройство, которое, будучи приведенным в действие, активизирует эндотермическую или экзотермическую реакцию для осуществления нужного охлаждения или нагревания содержимого контейнера. Желательно, чтобы это устройство было закреплено вместе с элементом, содержащим вещество (среду), необходимое для эндотермической или экзотермической реакции, в контейнере, который может быть использован на уже сущест вующем производственном оборудовании компаниями, занимающимися фасовкой пищевых продуктов и напитков. Поэтому важной особенностью настоящего изобретения является то, что в описанном процессе используются контейнеры для пищевых продуктов и напитков, которые могут быть использованы с уже существующим стандартным упаковочным оборудованием. Процесс и оборудование требуют совсем незначительной модификации для установки элемента (обычно, теплообменника) внутри контейнера и прикрепления его к контейнеру таким образом, чтобы клапанные средства или подобное пусковое устройство было легкодоступно для потребителя, желающего охладить или нагреть содержимое контейнера.

Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание процесса изготовления контейнера, который не вносит существенных изменений в традиционный контейнер, и который позволяет использовать стандартное упаковочное оборудование, обычно используемое в промышленности, связанной с конкретными пищевыми продуктами или напитками.

Сущность изобретения

Способ изготовления контейнера для пищевых продуктов или напитков, включающего теплообменник в соответствии с настоящим изобретением, содержащий стадии обеспечения контейнера, в одном торце которого образовано отверстие, обеспечение теплообменника, имеющего открытый торец и закрытый торец, введения теплообменника в контейнер, и закрепления открытого торца теплообменника в контейнере на отверстии, имеющемся на одном его торце.

Перечень фигур чертежей и иных материалов

На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая сборочную линию для осуществления способа в соответствии с настоящим изобретением;

на фиг. 2 представлена более подробная схема сборочной линии для изготовления контейнера с расположенным внутри теплообменником для охлаждения содержимого контейнера;

на фиг. 3 представлена схема процесса сборки для части сборочной линии, представленной на фиг. 2;

на фиг. 4 представлено схематическое изображение устройства, используемого в процессе формирования отверстия в банке для напитков;

на фиг. 5 показана банка для напитков с выполненным в ней отверстием;

на фиг. 6 показано устройство и процесс формирования фланца, смежного отверстию в банке для напитков; и на фиг. 7 схематически показан требуемый фланец, окружающий отверстие в дне банки для напитков.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Хотя настоящее изобретение в равной степени относится как к конструкциям для нагревания содержимого контейнера, так и к конструкциям для охлаждения содержимого контейнеров. Для простоты описания и иллюстрации дальнейшее обсуждение будет касаться конструкции, предназначенной для охлаждения содержимого контейнера, в частности, банок для напитков и другой подобной тары. В таких устройствах теплообменник (ТО) имеет неразъемное крепление к одному торцу контейнера и наполнен веществом, которое, будучи приведенным в действие, за короткое время охладит напиток, находящийся в контейнере, на 35-45°Е (1,7-7,2°С).

На фиг. 1 схематически представлен процесс изготовления в соответствии с настоящим изобретением, в котором, как показано, имеется источник 10 для подачи контейнеров для пищевых продуктов или напитков. Также имеется источник 12 для подачи резервуаров (сосудов) теплообменника. От источника контейнеров подается заготовка контейнера, которая обычно используется для упаковки продуктов питания или напитков, которые нуждаются в упаковке. Как было указано выше, в случае напитков это будет банка традиционного типа обычно используемой конструкции. Обычно это банка с открытым верхним торцом для введения в нее напитка, но ее противоположный нижний торец (дно) полностью закрыт, что является обычным в таком случае. Перед тем, как получить контейнер, пригодный для использования в процессе изготовления в соответствии с настоящим изобретением, в дне контейнера следует сделать соответствующее отверстие. Это отверстие используется для стыковки с заготовкой ТО, обычно в виде резервуара ТО, который поступает от источника 12. Должно быть понятно, что контейнер от источника 10, имеющий отверстие в дне, будет передаваться по конвейеру 14 или иным способом к посту 16 сборки контейнеров с ТО. Резервуар, используемый для ТО, передается по конвейеру или аналогичному устройству 18 к посту 16 сборки контейнеров с ТО. Резервуар ТО представляет собой резервуар, который плотно входит в банку для напитка и имеет открытый верхний торец и может быть заполнен хладагентом. Как альтернатива, в случае, если ТО должен осуществлять экзотермическую реакцию, то ТО должен позволять заполнять его соответствующими реактивами для осуществления экзотермической реакции, либо эти реактивы уже должны быть помещены в него, в зависимости от соответствующей конструкции в конкретном варианте применения.

На посту 16 сборки контейнеров с ТО производится стыковка открытого торца резервуара ТО с отверстием в дне контейнера и их скрепление, обычно с образованием неразъемного со единения любым из известных в этой области способом. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, открытый торец ТО также стыкуется с подходящим пусковым устройством, и это пусковое устройство также одновременно прикрепляется к банке для напитков и ТО. Обычно пусковое устройство представляет собой плунжер, кнопку, отрывной язычок и т.п., в зависимости от содержимого ТО и того, какая реакция, экзотермическая или эндотермическая, должна произойти. Вещество в ТО может являться средством охлаждения упомянутых продуктов питания или напитков посредством эндотермической реакции или средством нагрева упомянутых продуктов питания или напитков посредством экзотермической реакции. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, когда используется резервуар, обеспечивающий эндотермическую реакцию и содержащий газ-хладагент под давлением, пусковым устройством является клапан, который может быть нажат потребителем для приведения в действие ТО. В таком случае, клапан располагается внутри чашки клапана, которая вставляется в открытый торец банки для напитков и открытый торец ТО, и затем, посредством опрессовки, производится неразъемное скрепление всех трех деталей друг с другом.

После того, как выполнено неразъемное скрепление ТО и контейнера с подходящим пусковым устройством, они передаются по конвейеру или иным подобным устройством 20 к посту 22 зарядки ТО. Здесь осуществляется зарядка ТО соответствующими веществами, которые обеспечат прохождение эндотермической или экзотермической реакции, необходимой в конкретном применении и для конкретных продуктов питания и напитков, находящихся в контейнере. Как было указано выше, если используется эндотермическая реакция, то ТО может быть заряжен газообразным веществом под давлением и, в некоторых случаях, сжиженным. Когда газ выпускается при нажатии клапана, происходит передача тепла, содержащегося в напитке, выходящему газу, который выпускается в атмосферу. В таких случаях, зарядка ТО газообразным веществом обычно выполняется путем введения вещества через клапан, который для этой цели открыт специальным приспособлением. Очевидно, что когда газ введен и ТО полностью заряжен до необходимого давления и объема вещества, клапан сможет закрыться, тем самым заперев внутри резервуара ТО газообразное вещество. После этого над плунжером на клапан устанавливается защитная крышка для предотвращения его случайного приведения в действие при транспортировке или других операциях с контейнером с установленным в нем ТО. После зарядки ТО контейнер с полностью заряженным ТО поступает на фасовку, где он заполняется нужными пищевыми продуктами или напитками таким образом, что они находятся внутри контейнера и окружают наружную поверхность ТО. После этого на открытый торец контейнера помещается соответствующая крышка и герметизируется обычным способом, используемым в этой области. Как должно быть ясно специалисту, при применении данного процесса получается контейнер с заряженным ТО внутри, который с точки зрения потребителя будет напоминать контейнер обычного типа, который получает потребитель, покупая нужные продукты питания или напитки в обычных обстоятельствах. Однако, в результате введения заряженного ТО, потребитель может охладить или нагреть содержимое контейнера путем приведения в действие пускового устройства, например, такого, как плунжер или клапан, когда ТО является эндотермическим устройством.

На фиг. 2 приведена более подробная схема производственной линии, для случая, когда устройство является эндотермическим устройством, используемым для охлаждения содержимого контейнера и, в частности, когда контейнером является банка для напитков и после полной зарядки ТО в банку должен помещаться нужный напиток. Как показано на фиг. 2, имеется источник 24 для подачи банок, в котором имеется запас банок для напитков, представляющих собой обычные банки для напитков с открытым верхним торцом, так как напитки внутри них отсутствуют и верх должен остаться открытым для заполнения банки напитком после завершения процесса в соответствии с настоящим изобретением. Банки от источника 24 передаются по соответствующей конвейерной ленте 26, или ее аналогу, к посту 28 пробивки и фланжировки. Пост пробивки и фланжировки используется для выполнения отверстия в дне банки и, после этого выполнения фланца вокруг отверстия, сделанного в дне банки, которое может быть использовано при сборке ТО. Далее будет приведено более подробное описание операций пробивки и фланжировки. Также имеется источник 30 подачи резервуаров ТО, где находится источник подачи резервуаров, используемых в качестве ТО в производстве самоохлаждающихся банок для напитков. Эти резервуары имеют открытый верхний торец и закрытый нижний торец (дно) и меньше по размеру, чем банка для напитков, поступающая от источника 24, поэтому может поместиться в ней через ее открытый торец, оставив достаточно места для размещения напитка в дальнейшем. Резервуары ТО подаются посредством соответствующего конвейера 32 или подобного устройства к посту 34 заполнения адсорбентом. Пост заполнения адсорбентом используется в соответствии с одним предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, когда эндотермическая реакция осуществляется с использованием вещества-адсорбента, помещаемого в резервуар ТО, которое, как будет описа но более подробно ниже, в дальнейшем будет использовано для поглощения углекислого газа, который удерживается, а затем, после высвобождения, создает требуемый эффект охлаждения. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения настоящего изобретения, используемый адсорбент представляет собой частицы углерода. Эти частицы углерода вводятся в резервуар ТО. Этот процесс введения частиц может иметь различные формы. Например, частицы активированного угля любого желаемого размера могут быть просто помещены в открытый резервуар, который будет иметь требуемую конфигурацию со своего открытого торца или горла для стыковки с пробитым и фланжированным отверстием в банке для осуществления сборки, как это будет более подробно описано ниже. С другой стороны, частицы углерода могут быть введены в резервуар ТО путем экструзии, литьевого прессования, использованием элементов для непосредственной передачи тепла, например, дисков, тонких пластин, или аналогичных им, которые обеспечат соответствующее уплотнение частиц углерода до нужной плотности, при которой поглощение углекислого газа будет оптимизировано. Открытый торец резервуара ТО может быть сужен внутрь для стыковки с пробитым и фланжированным открытым торцом банки для напитков после того, как резервуар ТО наполнен веществомадсорбентом.

В любом случае, после того, как резервуар ТО был соответствующим образом наполнен веществом-адсорбентом, он переносится конвейером 36 к посту 38 сборки банки с ТО. Также на сборочный пост 38 подаются нужный клапан и уплотнительные средства, например, прокладка, которые используются в процессе сборки. Клапан и прокладка подаются от источника 40. Клапан и прокладка транспортируются по соответствующему конвейеру 42 или подобному устройству к посту 38 сборки банки с ТО. При сборке ТО и прикреплении его к банке для напитков соответствующая прокладка, выполненная из эластомерного материала, помещается поверх открытого торца ТО, содержащего внутри вещество-адсорбент. Выполняется проверка, гарантирующая правильность установки прокладки на открытый торец ТО. После этого открытый торец ТО с прокладкой на нем совмещается с фланцем, окружающим отверстие, пробитое в закрытом торце банки на посту 28 пробивки и фланжировки. Затем клапан и чашка клапана вводятся в отверстие, образованное в дне банки, и, одновременно, в отверстие в резервуаре ТО, и посредством опрессовки выполняется неразъемное соединение клапана ТО и банки для напитков таким образом, что между ТО, чашкой клапана и банкой образуется нужное уплотнение, препятствующее какой-либо утечке напитка, который в дальнейшем должен быть помещен в банку для напитков.

После соединения банки для напитков и ТО эта сборка передается по конвейерной ленте 44 или другим образом в охлаждающий туннель 46.

Назначение охлаждающего туннеля состоит в том, чтобы охладить углеродный адсорбент до сравнительно низкой температуры. Обычно охлаждающий туннель заполняется криогенным газом, например, жидким азотом или подобным газом, для основательного охлаждения всего узла, но, особенно, частиц активированного углерода, которые служат адсорбентом в резервуаре ТО. Если такое охлаждение не выполняется, то количество углекислого газа, поглощенного частицами углерода, будет ограничено. Кроме этого, когда углекислый газ вводится под давлением внутрь резервуара ТО для его адсорбции, происходит экзотермическая реакция с выделением значительного количества тепла, которое будет испускаться ТО. Поскольку в процессе адсорбции углекислого газа выделяется тепло, углерод, естественно, нагревается, а при его нагревании количество углекислого газа, которое может быть поглощено углеродом, снижается еще больше. Поэтому необходимо, чтобы частицы углерода были охлаждены до как можно более низкой температуры за разумное время. Для этого узел банка/ТО с частицами углерода внутри проходит сквозь охлаждающий туннель, после которого двигается по конвейеру 48, либо иным способом, к посту 50 газирования. На посту 50 газирования клапан вдавливается, и углекислый газ вводится в ТО, пока не достигается заданный уровень давления приблизительно в 25 бар (2,5 МПа). Обычно при таком давлении количества углекислого газа, поглощенного углеродом, недостаточно для охлаждения находящегося в банке напитка до желательной для потребления температуры. Это происходит из-за повышения температуры углерода в процессе газирования, чем ограничивается объем углекислого газа. В результате, когда давление углекислого газа достигает заданной величины, операция газирования останавливается и частично газированный узел банка/ТО передается конвейером 52 ко второму охлаждающему туннелю 54, где процесс охлаждения повторяется, как описано выше. После прохождения охлаждающего туннеля 54 теперь уже охлажденный и частично газированный узел банка/ТО передается по конвейеру 56 ко второму посту 58 газирования, где процесс газирования происходит снова. Газирование производится до тех пор, пока не будет адсорбирован нужный объем углекислого газа активированными частицами углерода, содержащимися внутри ТО. При достижении этого операция газирования останавливается и теперь полностью заряженный узел банка/ТО передается соответствующим конвейером 60 к посту 62 сбора заряженных узлов.

Хотя на фиг. 2 показаны два охлаждающих туннеля и два поста газирования, следует иметь в виду, что частично заряженный узел банка/ТО может быть снова пропущен сквозь первый охлаждающий туннель 46, что показано пунктирной линией 64. При этом, если имеется достаточно места, и второй проход сквозь охлаждающий туннель может быть организован так, чтобы не мешать прохождению через охлаждающий туннель первичных узлов банка/ТО, то вторая итерация процесса охлаждения и газирования может быть осуществлена в первоначальном охлаждающем туннеле 46 и посту 50 газирования. В этом случае пост 62 сбора заряженных узлов мог бы быть установлен так, чтобы принимать полностью заряженные узлы банка/ТО в соответствии со второй пунктирной линией 66, проходящей от поста 50 газирования к посту 62 сбора.

Было также установлено, что к моменту завершения газирования ТО, давление в резервуаре ТО должно быть поднято до максимального значения, допускаемого свободным пространством над углеродом внутри резервуара ТО. Полная величина давления углекислого газа определяется формой и материалом банки для напитков и резервуара ТО, а также чашки клапана. В настоящее время максимальное давление составляет приблизительно 25 бар (2,5 МПа). Когда клапан отпущен по завершении стадии газирования, углекислый газ, запертый в свободном пространстве при этой повышенной температуре, будет постепенно перемещаться в частицы углерода и будет адсорбирован в процессе хранения узла банка/ТО, тем самым увеличивая охлаждающую способность готового узла.

На фиг. 3 более подробно показана операция заполнения адсорбентом, где порошок углерода переносится в резервуар ТО. Как показано на фиг. 3, имеется источник 68 подачи порошка углерода, источник 70 подачи металлического порошка и источник 72 подачи связующего вещества. Порошок углерода подается подходящей конвейерной желобообразной лентой, шнеком, плунжером, либо иным механизмом 74 к смесительному посту 76. Металлический порошок также подается транспортирующим средством 78, например, лентой, желобом, шнеком или плунжером к смесительному посту 76, и связующее вещество также передается посредством аналогичного подходящего транспортирующего устройства 80 к смесительному посту 76. На смесительном посту 76 порошок углерода и металлический порошок перемешиваются с подходящим связующим веществом для образования нужной смеси в форме, которая может быть использована для заполнения резервуара ТО. Металлический порошок используется для того, чтобы создать нужную смесь металлических частиц с частицами активированного углерода для обеспечения лучшей теплопередачи через частицы углерода, с тем, чтобы тепло от напитка могло быть отведено и удалено с углекислым газом через клапан за более короткое время. Хотя подходят порошки разных металлов, было установлено, что наиболее предпочтительным является алюминиевый порошок. Было установлено, что в отсутствие какого-либо механизма передачи тепла внутри частиц углерода, тепло плохо передается через углерод, который является сравнительно хорошим изолятором. Были использованы теплоотводы различных типов, однако было установлено, что соответствующая смесь металлического порошка с углеродом представляет превосходный механизм переноса тепла от напитка через углерод и в атмосферу. Было установлено, что металлический порошок и углерод могут быть соединены без связующего вещества и введены в резервуар ТО и соответственно уплотнены с достижением отличных результатов в охлаждении напитков. Однако, в соответствии с одним предпочтительным вариантом выполнения изобретения, было установлено, что при надлежащем количестве связующего вещества полученная на смесительном посту 76 смесь может быть однородной и иметь вязкость, подходящую для экструзии и заполнения таким способом резервуара ТО на посту 80 заполнения ТО. Таким образом, передача, показанная стрелкой и указательной линией 84, может представлять собой экструдер, известный специалистам, например в виде плунжера или шнека. Было установлено, что комбинация связующего вещества, металлического порошка и порошка углерода должна быть такой, чтобы скорость течения расплава результирующей смеси составляла от 0,1 до 0,2 г в 10 мин. Связующим веществом может быть любое, хорошо известное в этой области, однако предпочтительным является использование полимерного материала, который не повлияет на адсорбирующую способность частиц углерода. Предпочтительной группой полимерных материалов являются полиолефиновые термопластики. С другой стороны, связующим веществом может быть вещество на основе растворителя или воды, в зависимости от конкретного применения.

Если порошки углерода и металла смешаны друг с другом и резервуар ТО заполнен, то этот заполненный резервуар ТО может быть передан прямо на пост 38 сборки банки и ТО, как показано на фиг. 2. С другой стороны, при использовании связующего вещества может оказаться необходимым удаление остатков связующего вещества, подвергнув заполненный резервуар ТО нагреву, направив его по соответствующему конвейеру 86 к печи 88, где он должен оставаться в течение времени, достаточного для удаления той части связующего вещества, которая должна быть удалена перед завершением процесса сборки.

Если углерод, связующее вещество и металлический порошок смешаны на смеситель ном посту, как показано выше, экструзия может быть осуществлена, как показано стрелкой 84 с заполнением резервуара ТО. Существуют однако и другие процессы, которые могут быть использованы для осуществления заполнения. Сюда относится использование литьевых прессформ, компрессионного формования, К.ЛМэкструзии стержня в оболочку ТО, жидкой суспензии и т.п. Эта стадия процесса может выполняться как неотъемлемая часть процесса, либо выполняться отдельно в другом месте, с хранением заполненных ТО для использования в дальнейшем.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом выполнения, на смесительном посту может находиться установка экструзионного формования, на которой делаются заготовки из углерода и металлического порошка. Эти заготовки, содержащие необходимое связующее вещество, могут быть подвергнуты нагреванию в печи для удаления остаточного связующего вещества и получения готового изделия. После этого заготовки могут быть различными способами введены в резервуар ТО на посту заполнения ТО с обеспечением хорошей тепловой связи с внутренней поверхностью резервуара ТО для улучшения передачи тепла от напитка через ТО в атмосферу при выделении углекислого газа из частиц углерода.

Как было указано выше, на посту 28 пробивки и фланжировки, входящем, как это схематически показано на фиг. 2, в технологическую линию, выполняется требуемое отверстие, окруженное фланцем. Далее приводится дополнительное и более подробное описание, сопровождаемое иллюстрациями, для иллюстрации и раскрытия операций пробивки и фланжировки, выполняемых на посту 28.

На чертежах на фиг. 4 и 6 представлено устройство для формования фланца 128 в дне банки. Специалисту должно быть понятно, что на фиг. 4 и 6 представлены схематические эскизы устройства для осуществления технологических операций формования фланца 128. На деле, для изготовления, а, тем более, для массового производства, применяется автоматическое оборудование, значительно более сложное, чем изображенное на фиг. 4 и 6. Тем не менее, используется тот же самый принцип и, поэтому, приведенные чертежи изобретения не ограничивают. Как показано на фиг. 4, имеется наковальня 134, установленная на основании 136, которое создает для наковальни хорошую опору, что позволяет наковальне противостоять воздействию сил, создаваемых пробойником 138. Наружный диаметр 61 пробойника 138 приблизительно равен диаметру отверстия 140, имеющегося в верхней части наковальни 134. Между диаметрами должно быть некоторое различие, обеспечивающее достаточный зазор для вхождения пробойника 138 в отверстие 140 без заедания.

Для создания фланца 128 сначала необходимо убрать часть материала со дна 114 банки для напитков. Это осуществляется установкой банки 112 для напитков на наковальню 134 так, что дно 114 банки располагается над отверстием 140. Банка 112 должна быть отцентрирована относительно наковальни 134, а вокруг наковальни 134 должен быть установлен соответствующий кондуктор, например, проставка 142. Очевидно, что и другие приспособления могут быть использованы для надлежащей установки банки 112 по центру наковальни 134. Когда банка установлена таким образом, она смещается вниз, как показано на фиг. 4, так что дно 114 банки плотно прижимается к верхней поверхности 144 наковальни, причем центр дна 114 располагается непосредственно над центром отверстия 140. Затем к пробойнику 138 прикладывается соответствующая сила, как показано стрелками 146, которая смещает пробойник вниз и позволяет нижней его части войти в отверстие 140. В отношении изображения на фиг. 4 следует отметить, что только нижняя часть пробойника 138, имеющая диаметр 61, приблизительно равный внутреннему диаметру отверстия 140, может войти в отверстие 140. Как только расширяющаяся в стороны часть 148 пробойника 138 достигает отверстия 140, движение вниз пробойника 138 ограничивается. Понятно, что движением вниз пробойника 138 центральная часть дна 114 банки 112 для напитков вырубается из банки для напитков. После этого образуется конфигурация, показанная на фиг. 5, где представлена банка 112 для напитков, имеющая сквозное отверстие или окно 150. Отверстие 150 образовано удалением материала при движении пробойника 138 из положения, показанного на фиг. 4, вниз в отверстие 140.

Очевидно, что для удаления материала из дна банки могут быть использованы и другие устройства. Например, на наковальне или на конце пробойника может быть сделана режущая кромка, а другая поверхность может быть плоской или иметь небольшой паз. При соприкосновении поверхностей с находящимся между ними материалом банки заданное количество материала вырубается и удаляется. Количества удаляемого материала должно быть достаточно для того, чтобы обеспечить формирование фланца, как это описано ниже, без разрывов и иных нарушений целостности оставшейся части дна банки.

На фиг. 6 и 7 иллюстрируется второй шаг формирования фланца 128. Как показано на фиг. 6, банка 112 для напитков устанавливается над наковальней 152, форма которой аналогична форме наковальни, показанной на фиг. 4, и которая также опирается на основание 154 по причинам, указанным выше.

Наковальня также содержит дистанционирующий механизм 156 для центрирования банки 112 относительно центральной линии 158 нако вальни 152. Хотя наковальня 152 аналогична по конструкции наковальне 134 и имеет отверстие 160, надо заметить, что отверстие расходится наружу, как обозначено цифрой 162, и заканчивается входным отверстием 164, диаметр которого больше диаметра отверстия 160. Соответственно, пуансон 166, который двигается вниз, как показано стрелками 168, также расходится наружу, как показано цифрой 170, и заканчивается вертикально расположенной частью 172, смежной верхней части пуансона 166. Пробойник 138 и пуансон 166 имеют приблизительно одинаковую конструкцию, в то время как наковальни 152 и 134 имеют отверстия различной формы, как было описано выше. Благодаря использованию наковальни, имеющей отверстие с раструбом 162 и диаметром 164 прямой части, при полном погружении пуансона 166 в отверстие 160 внутренний край 174, окружающий отверстие 150 в банке 112, сдвигается вниз сначала конусной поверхностью 170, а затем окончательно формуется, попав между вертикальными, расположенными друг напротив друга поверхностями 172 и 164, соответственно, на пуансоне 166 и наковальне 152. Очевидно, что наружный диаметр поверхности 172 пуансона 166 несколько меньше внутреннего диаметра вертикальной поверхности 164 отверстия 160, на величину, приблизительно равную толщине материала дна 114 банки для напитков. Окончательный результат представлен на фиг. 7, где хорошо показан направленный вниз фланец 128 из материала контейнера, окружающий отверстие 176 в дне 114 банки 112. Как было указано выше, фланец 128 имеет достаточный размер для закрепления в нем эластомерной шайбы и отверстия резервуара ТО и для посадки чашки клапана на поверхность со своим внутренним диаметром. При использовании соответствующего формующего инструмента фланец 128, резервуар ТО и чашка клапана формуются также, как и опрессовкой, образуя герметизированную самоохлаждающуюся систему для напитков.

Здесь, таким образом, был раскрыт процесс изготовления контейнера, содержащего в виде неотъемлемой части ТО, который может быть использован для нагревания или охлаждения содержимого контейнера, в зависимости от условий конкретного применения.

Claims (30)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ изготовления контейнера для пищевых продуктов и напитков, содержащего теплообменник, отличающийся тем, что в начале делают заготовку контейнера, в которой создают полностью закрытый торец и противоположный открытый торец, в упомянутом полностью закрытом торце контейнера выполняют отверстие, затем делают заготовку теплообменника, в которой создают открытый торец и за крытый торец, после чего вводят теплообменник в открытый торец упомянутого контейнера и прикрепляют открытый торец теплообменника к контейнеру на сформированном в нем отверстии.
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии прикрепления теплообменника используют клапанные средства, которые вводят в открытый торец теплообменника и отверстие в контейнере.
3. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют зарядку упомянутого теплообменника веществом, создающим теплообмен с упомянутыми продуктами питания или напитками.
4. 4. Способ по п.3, отличающийся тем, что упомянутое вещество является средством охлаждения упомянутых продуктов питания или напитков посредством эндотермической реакции.
5. 5. Способ по п.4, отличающийся тем, что упомянутое вещество содержит углекислый газ.
6. 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что дополнительно для создания заготовки теплообменника используют резервуар, вводят частицы углерода внутрь упомянутого резервуара и затем в упомянутый резервуар вводят углекислый газ под давлением.
7. 7. Способ по п.3, отличающийся тем, что упомянутое вещество является средством нагрева упомянутых продуктов питания или напитков посредством экзотермической реакции.
8. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что на стадии выполнения отверстия в упомянутом закрытом торце упомянутого контейнера осуществляют формирование фланца из материала упомянутого контейнера вокруг упомянутого отверстия и затем стыкуют упомянутый открытый торец упомянутого теплообменника с упомянутым фланцем.
9. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что на стадии прикрепления используют клапанные средства, которые вводят в открытый торец теплообменника и в отверстие в контейнере, смежное упомянутому фланцу.
10. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно используют уплотнительные средства, которые размещают между клапаном и фланцем.
11. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют запрессовку упомянутых клапанных средств посредством прижимания их части в наружном направлении к открытому торцу теплообменника и при этом герметично скрепляют упомянутые клапанные средства, упомянутый контейнер и упомянутый теплообменник друг с другом.
12. 12. Способ изготовления контейнера для пищевых продуктов и напитков, содержащего теплообменник, отличающийся тем, что вначале делают заготовку контейнера для размещения упомянутых пищевых продуктов или напитков, в которой создают полностью закрытый торец и противоположный открытый торец, в упомянутом закрытом торце выполняют отверстие, окруженное фланцем, выступающим вовнутрь упомянутого контейнера, затем делают заготовку теплообменника, в которой создают открытый торец и закрытый торец, затем вводят теплообменник в контейнер сквозь упомянутый противоположный открытый торец и стыкуют открытый торец упомянутого теплообменника с упомянутым фланцем, после чего прикрепляют открытый торец теплообменника к контейнеру на фланце.
13. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что в упомянутый теплообменник дополнительно вводят частицы адсорбирующего вещества перед введением теплообменника в контейнер.
14. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что в упомянутый теплообменник дополнительно вводят адсорбирующий газ под давлением после прикрепления теплообменника к контейнеру.
15. 15. Способ по п.14, отличающийся тем, что на стадии прикрепления используют клапанные средства, которые вводят в открытый торец теплообменника и отверстие в контейнере.
16. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что дополнительно используют уплотнительные средства, которые размещают между клапанными средствами и фланцем перед закреплением теплообменника в контейнере.
17. 17. Способ по п.13, отличающийся тем, что упомянутое адсорбирующее вещество содержит частицы углерода.
18. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что дополнительно используют металлические порошкообразные частицы, которые смешивают с упомянутыми частицами углерода и вводят упомянутую смесь в упомянутый теплообменник.
19. 19. Способ по п.18, отличающийся тем, что дополнительно используют связующее вещество, посредством которого образуют вязкую смесь упомянутого связующего вещества, упомянутого углерода и упомянутых металлических частиц.
20. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют экструдирование упомянутой смеси.
21. 21. Способ по п.19, отличающийся тем, что дополнительно создают заготовки из упомянутой вязкой смеси, которые вводят в упомянутый теплообменник.
22. 22. Способ по п.17, отличающийся тем, что упомянутым адсорбируемым газом является углекислый газ.
23. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что упомянутое адсорбирующее вещество содержит частицы углерода.
24. 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что дополнительно используют порошкообразные металлические частицы, смешивают упомянутые порошкообразные металлические частицы с упомянутым углеродом и вводят упомянутую смесь в упомянутый теплообменник.
25. 25. Способ по п.24, отличающийся тем, что дополнительно используют связующее вещество, посредством которого создают вязкую смесь упомянутого связующего вещества, упомянутого углерода и упомянутых металлических частиц.
26. 26. Способ по п.25, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют экструдирование упомянутой вязкой смеси.
27. 27. Способ по п.26, отличающийся тем, что дополнительно создают заготовки из упомянутой вязкой смеси, которые вводят в упомянутый теплообменник.
28. 28. Способ по п.23, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют охлаждение упомянутого теплообменника перед введением в него упомянутого углекислого газа.
29. 29. Способ по п.28, отличающийся тем, что упомянутая стадия охлаждения содержит первую и вторую стадии охлаждения, за которыми, соответственно, следуют первая и вторая стадии введения углекислого газа.
30. 30. Способ по п.23, отличающийся тем, что после введения упомянутого углекислого газа в упомянутый теплообменник дополнительно повышают давление в упомянутом теплообменнике до заданного предела.