EA020436B1 - Пробка-клапан для хранения и раздачи газированного напитка из емкости - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к устройствам хранения и раздачи жидкости с использованием газа, преимущественно к устройствам реализации сильно газированных напитков в одноразовых пластмассовых бутылках, а также с использованием бытовых сифонов. Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в том, чтобы снабдить одноразовые ПЭТ бутылки недорогой и простой пробкой-клапаном, которая могла бы обеспечить эффективную раздачу газированного напитка при опустошении всей емкости. При этом габариты этой новой пробки-клапана не должны существенно превосходить габариты известной пробки, чтобы сохранить возможность использования обычных укупорочных автоматов для укупорки стандартных бутылок новыми пробками-клапанами. Поставленная задача решается тем, что рычаг управления выполнен складным двухсекционным, клапанное устройство выполнено в виде тарельчатого клапана, взаимодействующего с седлом, выполненным в нижнем корпусе, стержень клапана закреплен в отверстии двухсекционного складного рычага, шарнирно закрепленного в верхнем корпусе, секции рычага соединены шарнирно, на рычаге установлен возвратный упругий элемент, при этом в верхнем корпусе выполнены ограничители, препятствующие нажатию рычага в сложенном положении и установлена защелка, удерживающая рычаг в сложенном состоянии. Имеется и другие отличия от прототипа. Конструкция пробки-клапана позволяет ее изготавливать промышленными методами и встраивать ее в укупорочные автоматы для наполнения емкостей сатурированными напитками. При этом достигается поставленная задача - упрощается конструкция пробки и реализуется ее новая функция клапана. Стоимость

Description

(57) Изобретение относится к устройствам хранения и раздачи жидкости с использованием газа, преимущественно к устройствам реализации сильно газированных напитков в одноразовых пластмассовых бутылках, а также с использованием бытовых сифонов. Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в том, чтобы снабдить одноразовые ПЭТ бутылки недорогой и простой пробкой-клапаном, которая могла бы обеспечить эффективную раздачу газированного напитка при опустошении всей емкости. При этом габариты этой новой пробки-клапана не должны существенно превосходить габариты известной пробки, чтобы сохранить возможность использования обычных укупорочных автоматов для укупорки стандартных бутылок новыми пробками-клапанами. Поставленная задача решается тем, что рычаг управления выполнен складным двухсекционным, клапанное устройство выполнено в виде тарельчатого клапана, взаимодействующего с седлом, выполненным в нижнем корпусе, стержень клапана закреплен в отверстии двухсекционного складного рычага, шарнирно закрепленного в верхнем корпусе, секции рьиага соединены шарнирно, на рычаге установлен возвратный упругий элемент, при этом в верхнем корпусе выполнены ограничители, препятствующие нажатию рычага в сложенном положении и установлена защелка, удерживающая рычаг в сложенном состоянии. Имеется и другие отличия от прототипа. Конструкция пробки-клапана позволяет ее изготавливать промышленными методами и встраивать ее в укупорочные автоматы для наполнения емкостей сатурированными напитками. При этом достигается поставленная задача - упрощается конструкция пробки и реализуется ее новая функция клапана. Стоимость пробки при этом возрастает несущественно.

020436 В1

Изобретение относится к устройствам хранения и раздачи жидкости, находящейся под давлением газа, преимущественно к устройствам реализации сильно газированных напитков в одноразовой пластмассовой таре, а также к использованию бытовых сифонов.

Известен сифон зарядный для газированных напитков, состоящий из емкости с сифонной трубкой и крана, включающего сливной носик, подпружиненный клапан и рычаг регулировки его пропускной способности [1]. Заправка зарядного сифона осуществляется через носик крана газированным напитком под давлением 4-8 атмосфер.

Достоинством сифона является возможность сохранить и употребить напиток с более высоким содержанием газа, чем позволяет тара, не имеющая клапанного затвора, что улучшает привлекательность напитков, позволяет обойтись без консервантов, а также позволяет фасовать газированные напитки на основе цельных натуральных соков.

В связи с переориентацией рынка на разовую тару сифон вышел из широкого употребления. Его заменили дешевые и технологичные одноразовые пластмассовые, например, ПЭТ (полиэтилентерефталатные) бутылки, причем большой емкости до 2,5 л. Эти емкости обеспечивают возможность хранения сильно газированных напитков.

Недостатком таких бутылок, в особенности большой емкости является, то, что после открытия пробки большая часть газа улетучивается и напиток теряет свое качество.

Клапан сифона, раздающий напиток плавно и поддерживая высокий уровень газирования напитка, предназначен для работы в широком диапазоне давлений: 0,5-10 атм, и должен иметь высокую пропускную способность, поэтому ранее считалось, что он не может быть выполнен миниатюрным или достаточно дешевым для разового использования.

Известна контейнерная система для хранения и раздачи сатурированного напитка и наполнительное устройство к ней [2], включающая контейнер с горлом, на внутренней стенке которого укреплен клапанный элемент, а на наружной образована резьба для разъемного крепления раздаточной головки, контейнер снабжен сифонной трубкой, съемным предохранительным колпачком и выполнен из небьющегося пластика.

Установка клапанного элемента в горле контейнера несколько упрощает процесс заправки, весьма неудобный из-за формы раздаточной головки при обычном расположении клапана в ней. Разъемное крепление раздаточной головки позволило получить систему из двух частей: сменной емкости для напитка и съемного устройства для раздачи напитка. Это позволяет емкость с напитком применить для разового использования. А раздаточное устройство, как более дорогое, использовать многократно.

Недостаток конструкции состоит в том, что раздаточная система остается все же более сложной и дорогостоящей частью системы в сравнении с емкостью - разовой пластиковой бутылью, тогда как конъюнктура требует обратного соотношения. Емкость с таким клапанным элементом слишком сложна и неконкурентоспособна в сравнении с обычной разовой тарой. Заправка такой емкости предполагает контакт напитка с воздухом. Отсутствует также технология защиты системы от возможности повторной заправки.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является емкость с сатурированным напитком, включающая корпус с горлом и установленным в нем клапанным элементом, прижатым крышкой, в которой клапанный элемент выполнен в виде эластичной пробки с одним или более капиллярным каналом, образованным в утолщении в виде выступа на внутренней части пробки, при этом пробка снабжена ослабленным участком для его разрушения при использовании, а в центральной части крышки выполнено отверстие.

Недостатком известного устройства является сложность и громоздкость клапанного механизма, его дороговизна, что обуславливает невозможность использования в одноразовых бутылках для газированных напитков. Более того, большие габариты клапанного устройства не позволяют модернизировать технологическую линию укупорки напитка при переходе от простой обычной пробки на сравнительно большой по габаритам клапан.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в том, чтобы снабдить одноразовые ПЭТ бутылки недорогой и простой пробкой-клапаном, которая могла бы обеспечить эффективную раздачу газированного напитка при опустошении всей емкости. При этом габариты этой новой пробки-клапана не должны существенно превосходить габариты известной пробки, чтобы сохранить возможность использования обычных укупорочных автоматов для укупорки стандартных бутылок новыми пробкамиклапанами.

Поставленная задача решается тем, что в известной пробка-клапане для хранения и раздачи газированного напитка из емкости, включающей нижний корпус с внутренней поверхностью для герметичной установки на горлышко емкости, установленное в упомянутом корпусе клапанное устройство с трубкой, достигающей дна емкости и верхний корпус с рычагом управления, согласно изобретению рычаг управления выполнен складным двухсекционным, клапанное устройство выполнено в виде тарельчатого клапана, взаимодействующего с седлом, выполненным в нижнем корпусе, стержень клапана закреплен в отверстии двухсекционного складного рычага, шарнирно закрепленного в верхнем корпусе, секции рычага соединены шарнирно, на рычаге установлен возвратный упругий элемент, при этом в верхнем кор- 1 020436 пусе выполнены ограничители, препятствующие нажатию рычага в сложенном положении и установлена защелка, удерживающая рычаг в сложенном состоянии.

Поставленная задача решается так же тем, что тарелка клапана выполнена из упругого мягкого материала.

Поставленная задача решается так же тем, что шарнир двухсекционного складного рычага управления и шарнир крепления рычага к верхнему корпусу выполнены методом пластмассового литья заодно с корпусом и секциями рычага.

Поставленная задача решается так же тем, что возвратный упругий элемент выполнен в виде по меньшей мере одного упругого стержня на нижней плоскости рычага методом литья.

Такое выполнение пробки позволяет существенно снизить габариты клапана и поместить рычаг клапана в сложенном состоянии целиком внутри пробки. Кроме того, выполнение возвратного упругого элемента из пластмассы методом литья позволяет избежать применения стальных пружинных деталей и уменьшить осевые габариты клапана пробки. Это позволяет существенно увеличить экологичность изделия и удешевить его производство.

Выполнение тарелки клапана из мягкого упругого материала, например полиуретана, позволяет в качестве седла клапана использовать торец обычной пластмассовой трубки. Мягкость материала обеспечивает герметичность, а упругость - восстановление начальной формы тарельчатого клапана при его отжатии и запирание клапана при возврате его в закрытое положение. При этом предварительное закрытие обеспечивает возвратный упругий элемент через рычаг, а окончательное закрытие - давление газа внутри емкости.

Выполнение шарнира двухсекционного складного рычага правления и шарнира крепления рычага к верхнему корпусу методом пластмассового литья заодно с корпусом и секциями рычага позволяет изготовить дешевые и примитивно простые шарниры для ограниченного числа нажатий. Долговечность для одноразовой тары не требуется, и шарнир легко выдержит один-два десятка сложений.

Возвратный упругий элемент, выполненный в виде, по меньшей мере, одного упругого стержня на нижней плоскости рычага методом литья, позволяет вернуть рычаг, а за ним тарельчатый клапан в закрытое положение. Большого усилия возврата не требуется, поскольку после предварительного закрытия окончательно клапан запирает давление газов внутри емкости.

Изобретение поясняется чертежами

На фиг. 1 изображен разрез пробки-клапана согласно настоящему изобретению. На фиг. 2 - изображение пробки-клапана на виде сверху, на фиг. 3 - разрез пробки-клапана в нажатом положении рычага.

Сосуд для хранения и раздачи газированного напитка состоит из бутылки 1 и герметично укрепленной на ней известными методами пробки-клапана 2. Крепление может быть осуществлено по резьбе, развальцовкой, напрессовкой или приклеиванием. Пробка-клапан 2 состоит из верхнего корпуса 3 и нижнего корпуса 4. Нижняя часть нижнего корпуса 4 обеспечивает соединение горлышка бутылки 1 с пробкойклапаном 2. В нижнем корпусе 4 на наружной стороне гнезда 5 клапана 6 укреплена известными методами трубка 7. Трубка 7 выполнена почти до самого дна емкости, обеспечив необходимый зазор для подачи жидкости. В этом же корпусе выполнен патрубок 8 для слива жидкости и направляющая 9 для удержания штока 10 тарельчатого клапана 6.

Верхний корпус 3 пробки-клапана 2 крепится на нижнем корпусе 4 известными методами, например, напрессовкой. Верхний корпус 3 выполнен в виде колпачка, внутри которого в сложенном состоянии расположен двухсекционный рычаг управления 11. С одной стороны рычаг управления 11 с помощью шарнира 12 укреплен на внутренней поверхности верхнего корпуса 3, а вторая сторона рычага свободна и снабжена шарниром 13 для раскладывания рычага управления 11. Откидная секция 14 рычага управления 11 показана сплошной линией в откинутом состоянии и пунктирной в сложенном состоянии.

В рычаге управления 11 выполнено отверстие 15, сквозь которое пропущен шток 10 тарельчатого клапана 6. Нижняя плоскость рычага 11 опирается на буртик штока. При этом на конце штока 10 выполнена развальцовка 17, и она обеспечивает возврат клапана 6 при подъеме рычага 11 и предварительное прижатие тарелки клапана 6 к гнезду 5. В верхнем корпусе 3 выполнены по два упора 18 с каждой стороны рычага, которые препятствуют откидной секции 14 рычага управления 11 в сложенном состоянии перемещаться вниз и открыть клапан 6. Это актуально особенно в транспортном положении или при штабелировании бутылок, когда на верхнюю часть пробки могут воздействовать значительные нагрузки. В верхнем корпусе выполнена защелка 19, которая препятствует самопроизвольному откидыванию секции 14 рычага управления 11. Для возврата рычага управления 11 в верхнее положение выполнен возвратный упругий элемент 20 в виде упругого стержня или двух стержней. При этом он выполнен методом литья из той же пластмассы, что и сам рычаг управления 11.

Пробка-клапан работает следующим образом.

Известными способами заправляют бутылку 1 газированным напитком и также известными способами ее укупоривают пробкой-клапаном 2. Герметичность емкости обеспечивают, во-первых, плотным размещением пробки 2 на шейке бутылки 1. Это может быть резьба или напрессовка. Во-вторых, герметичность обеспечивает клапанная пара. При этом, чем большее давление внутри бутылки, тем крепче оно прижимает клапан 6 к гнезду 5.

- 2 020436

При необходимости открытия бутылки необходимо отогнуть защелку 19, тем самым освободив откидную секцию 14 рычага 11 и открыв сливной патрубок 8 (при необходимости), надавить на откидную секцию 14 освободив клапан 6 налить требуемое количество газированной жидкости. Давление внутри емкости выталкивает жидкость через сифонную трубку 7, через клапан 6, через сливной патрубок 8, и жидкость выливается наружу. При отпускании рычага 11 он за счет упругого элемента 20 за развальцовку 17 прижимает клапан 6 к седлу 5 и перекрывает выход жидкости из бутылки 1. В дальнейшем давление газов в напитке прижимает мягкую, упругую тарелку клапана 6 к седлу 5 и уплотняет этот контакт.

При необходимости на секцию 14 нажимают снова и сливают очередную партию напитка.

Конструкция пробки-клапана позволяет ее изготавливать промышленными методами (литьем) целиком из пластмассы и встраивать в укупорочные автоматы для наполнения емкостей сатурированными напитками. При этом достигается поставленная задача - упрощается конструкция пробки при ее значительном удешевлении. Одновременно с этим повышается функциональность использования бутылок больших емкостей 2 и более литров, поскольку газ сохраняется до полного использования напитка.

Разработана конструкторская и технологическая документация. Освоено производство и розлив напитков в тару с сифонными пробками.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Германии № 1249111, м. кл. В 65Ό 1/02, опубл. 1967 г.

2. Патент СССР № 1535375, м. кл. В 67Ό 1/10, опубл. 07.01.90 г.

3. Патент России №2 169107, м. кл. В 65Ό 1/02, опубл. 10.06.2001 (прототип).

Claims (4)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Пробка-клапан для хранения и раздачи газированного напитка из емкости, включающая нижний корпус с внутренней поверхностью для герметичной установки на горлышко емкости, установленное в упомянутом корпусе клапанное устройство с трубкой, достигающей дна емкости, и верхний корпус с рычагом управления, отличающаяся тем, что рычаг управления выполнен складным двухсекционным, клапанное устройство выполнено в виде тарельчатого клапана, взаимодействующего с седлом, выполненным в нижнем корпусе, стержень клапана закреплен в отверстии двухсекционного складного рычага, шарнирно закрепленного в верхнем корпусе, секции рычага соединены шарнирно, на рычаге установлен возвратный упругий элемент, при этом в верхнем корпусе выполнены ограничители, препятствующие нажатию рычага в сложенном положении, и установлена защелка, удерживающая рычаг в сложенном состоянии.
2. 2. Пробка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что тарелка клапана выполнена из упругого мягкого материала.
3. 3. Пробка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что шарнир двухсекционного складного рычага управления и шарнир крепления рычага к верхнему корпусу выполнены методом пластмассового литья заодно с корпусом и секциями рычага.
4. 4. Пробка-клапан по п.1, отличающаяся тем, что возвратный упругий элемент выполнен в виде по меньшей мере одного упругого стержня на нижней плоскости рычага управления методом литья.