RU2107649C1 - Method to prevent breakage of container when liquid in container has frozen - Google Patents

Method to prevent breakage of container when liquid in container has frozen Download PDF

Info

Publication number
RU2107649C1
RU2107649C1 RU92010330A RU92010330A RU2107649C1 RU 2107649 C1 RU2107649 C1 RU 2107649C1 RU 92010330 A RU92010330 A RU 92010330A RU 92010330 A RU92010330 A RU 92010330A RU 2107649 C1 RU2107649 C1 RU 2107649C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
compensator
volume
liquid
container
tank
Prior art date
Application number
RU92010330A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU92010330A (en
Inventor
Сергей Анатольевич Климов
Андриян Степанович Бобрецов
Original Assignee
Сергей Анатольевич Климов
Андриян Степанович Бобрецов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Анатольевич Климов, Андриян Степанович Бобрецов filed Critical Сергей Анатольевич Климов
Priority to RU92010330A priority Critical patent/RU2107649C1/en
Publication of RU92010330A publication Critical patent/RU92010330A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2107649C1 publication Critical patent/RU2107649C1/en

Links

Abstract

FIELD: packing and storage of liquid products in glass containers of closed and nonclosed type exposed to temperature below 0 C. SUBSTANCE: glass jar of 3-lit capacity is filled with water and compensator is placed into jar to prevent breakage of jar filled with water at below zero temperatures. Compensator is chosen to comply with the following relationship: Vc= [(Vo•α)/(100+α)]•K, where Vc is volume of compensator, cm3; Vo- is volume of jar, cm3; α - 2 is increment of liquid volume, %; K is safety factor of compensator. EFFECT: improved safety. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технологии предохранения емкости замкнутого или незамкнутого объема от разрушения при замерзании находящейся в ней жидкости, например, при хранении жидких продуктов в стеклянной таре при температуре ниже 0oC.The invention relates to a technology for protecting a container of a closed or open volume from destruction during freezing of the liquid contained in it, for example, when storing liquid products in a glass container at a temperature below 0 o C.

Известно, что самый надежный способ хранения пищевых продуктов обеспечивается с помощью холода. В связи с этим для консервации свежего апельсинового сока изобретатели фирмы "Фрешджуикс Ко" (США) выбрали способ замораживания в пластмассовых бутылках при -17,8oC.It is known that the most reliable way of storing food is provided by the cold. In this regard, to preserve fresh orange juice, the inventors of Freshjuices Co. (USA) chose a method of freezing in plastic bottles at -17.8 o C.

Поскольку вода, превращаясь в лед, существенно увеличивается в объеме, стенки и дно бутылок выполняются с вогнутостями, выпрямляющимися в процессе увеличения объема содержимого [1]. Since water, turning into ice, significantly increases in volume, the walls and bottom of the bottles are made with concavities, straightening in the process of increasing the volume of the contents [1].

Недостатком данного способа предохранения емкости от разрушения при замерзании в ней жидкости, реализованного с помощью устройства является то, что способ может быть реализован только для пластмассовых емкостей, а что касается стеклянной или металлической тары, то известный способ не может быть реализован. The disadvantage of this method of protecting containers from destruction when freezing liquid in it, implemented using the device is that the method can be implemented only for plastic containers, and as for glass or metal containers, the known method cannot be implemented.

Известен способ предотвращения разрушения емкости при замерзании находящейся в ней жидкости, предусматривающий размещение в емкости компенсатора из эластичного материала, заполненного газом [2]. A known method of preventing the destruction of the tank during freezing of the liquid contained in it, providing for the placement in the tank of a compensator made of elastic material filled with gas [2].

При замерзании воды лед расширяется и из-за пластичности сжимает стенки компенсатора, вследствие чего разрушение емкости не происходит. When water freezes, the ice expands and, due to ductility, compresses the walls of the compensator, as a result of which the destruction of the tank does not occur.

Недостатком вышеописанного способа, взятого в качестве прототипа, является то, что в способе не определен оптимальный размер эластичной емкости (компенсатора), из-за чего компенсатор занимает значительную часть объема в емкости, что, в свою очередь, снижает производительность емкостей для хранения жидких продуктов. The disadvantage of the above method, taken as a prototype, is that the method does not determine the optimal size of the elastic tank (compensator), because of which the compensator occupies a significant part of the volume in the tank, which, in turn, reduces the performance of containers for storing liquid products .

Целью изобретения является выбор оптимального размера компенсатора и повышение надежности предохранения емкости. The aim of the invention is the selection of the optimal size of the compensator and increasing the reliability of the protection of the tank.

Цель достигается тем, что в способе предохранения емкости от разрушения путем размещения в емкости компенсатора с эластичными стенками объем компенсатора определяют по следующей формуле:

Figure 00000003
,
где Vк - объем компенсатора, см3;
Vо - объем емкости, см3;
α - приращение объема жидкости, %;
K - коэффициент запаса прочности компенсатора.The goal is achieved in that in the method of protecting the tank from destruction by placing a compensator with elastic walls in the tank, the volume of the compensator is determined by the following formula:
Figure 00000003
,
where V to - the volume of the compensator, cm 3 ;
V about - the volume of the tank, cm 3 ;
α is the increment of the liquid volume,%;
K is the safety factor of the compensator.

Изобретение поясняется чертежом, где показана емкость 1 с хранящейся в ней жидкостью 2 и размещенным в ней компенсатором 3. The invention is illustrated by the drawing, which shows the tank 1 with the liquid 2 stored in it and the compensator 3 placed in it.

Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.

В емкость 1, например трехлитровую банку, помещают жидкий продукт 2, например воду. Для того, чтобы емкость с жидким продуктом не разрушилась при минусовых температурах в нее помещают компенсатор 3, объем которого подбирают по следующей формуле:

Figure 00000004
,
где Vк - объем компенсатора, см3;
Vo - объем емкости, см3;
α - приращение объема жидкости, %;
K - коэффициент запаса прочности компенсатора.In a container 1, for example a three-liter jar, a liquid product 2, for example water, is placed. In order for the container with the liquid product not to collapse at subzero temperatures, a compensator 3 is placed in it, the volume of which is selected according to the following formula:
Figure 00000004
,
where V to - the volume of the compensator, cm 3 ;
V o - the volume of the tank, cm 3 ;
α is the increment of the liquid volume,%;
K is the safety factor of the compensator.

После подбора объема компенсатора 3 подбирают его оптимальные размеры и размещают его в жидкости, помещенной в емкость. Емкость закрывают крышкой и помещают в холодное место для длительного хранения продукта на холоде. After selecting the volume of the compensator 3 select its optimal size and place it in a liquid placed in a container. The container is closed with a lid and placed in a cold place for long-term storage of the product in the cold.

Пример. Необходимо поместить в холодное место емкость объемом 3 л или 3000 см3 с водой. Для предохранения от размораживания емкости в нее помещают компенсатор, объем которого определяют по формуле

Figure 00000005

Определяют α - - приращение объема жидкости
Figure 00000006

где ρв - плотность воды, г/см3;
ρл - плотность льда, г/см3;
Figure 00000007

Находят K - коэффициент запаса прочности компенсатора
Figure 00000008

где Kг - коэффициент объема сжатого газа, %;
Kм - коэффициент объема материала, %;
Figure 00000009

где P1 - давление газа в компенсаторе до замерзания воды, Па;
P2 - давление газа в компенсаторе после замерзания воды, Па.Example. It is necessary to place a container with a volume of 3 l or 3000 cm 3 with water in a cold place. To protect against thawing of the container, a compensator is placed in it, the volume of which is determined by the formula
Figure 00000005

Determine α - - increment of fluid volume
Figure 00000006

where ρ in - the density of water, g / cm 3 ;
ρ l - ice density, g / cm 3 ;
Figure 00000007

Find K - safety factor of the compensator
Figure 00000008

where K g is the coefficient of volume of compressed gas,%;
K m - the coefficient of volume of the material,%;
Figure 00000009

where P 1 - gas pressure in the compensator to freezing water, Pa;
P 2 - gas pressure in the compensator after freezing water, Pa.

В данном случае P1 = 1 атм или 101325 Па. Известно, что при замерзании воды создается давление 11 атм или 1114575 Па, т.е. P2 = 1114575 Па.In this case, P 1 = 1 atm or 101325 Pa. It is known that when water freezes, a pressure of 11 atm or 1114575 Pa is created, i.e. P 2 = 1114575 Pa.

Figure 00000010

итак, Kг = 9,1%.
Figure 00000010

so, K g = 9.1%.

Для нахождения коэффициента объема материала Kм используют формулу:

Figure 00000011

где b - толщина стенок компенсатора, см;
H - высота компенсатора, см;
α - приращение объема жидкости, %;
Kг - коэффициент объема сжатого газа, %;
Vо - объем емкости, см3.To find the volume factor of the material K m use the formula:
Figure 00000011

where b is the wall thickness of the compensator, cm;
H is the height of the compensator, cm;
α is the increment of the liquid volume,%;
K g - volume ratio of compressed gas,%;
V about - the volume of the tank, cm 3 .

Толщину стенок компенсатора принимают равной 0,015 см. The thickness of the walls of the compensator is taken equal to 0.015 cm

Высоту H компенсатора принимают равной 20 см, так как это высота столба жидкости в банке объемом 3 л. The height H of the compensator is taken equal to 20 cm, since this is the height of the liquid column in a 3-liter jar.

Figure 00000012

Таким образом, Kм = 1,6%.
Figure 00000012

Thus, K m = 1.6%.

Находят коэффициент запаса прочности компенсатора

Figure 00000013

Затем вычисляют объем компенсатора
Figure 00000014

Таким образом, получают полный объем компенсатора, который включает в себя объем газа внутри компенсатора и объем материала, из которого изготовлен сам компенсатор.Find the safety factor of the compensator
Figure 00000013

Then calculate the volume of the compensator
Figure 00000014

Thus, the full volume of the compensator is obtained, which includes the volume of gas inside the compensator and the volume of material from which the compensator itself is made.

Определяют размеры компенсатора данного объема. Determine the size of the compensator for this volume.

Выбирают цилиндрическую форму компенсатора. Select the cylindrical shape of the compensator.

Из формулы для нахождения объема цилиндра находят радиус компенсатора
Vк= π•R2•H,
отсюда

Figure 00000015

Figure 00000016

Полученный радиус является внешним радиусом компенсатора.From the formula for finding the volume of the cylinder, the radius of the compensator is found
V k = π • R 2 • H,
from here
Figure 00000015

Figure 00000016

The resulting radius is the outer radius of the compensator.

Находят внутренний радиус
Rвнутр. = Rвнеш.- b = 2,1-0,015 = 2,085 (см).Find the inner radius
R int. = R ext. - b = 2.1-0.015 = 2.085 (cm).

Оптимальные размеры компенсатора для емкости объемом 3 л выбирают следующие:
высота H = 20 см;
внутренний радиус Rвнутр. = 2,09 см;
толщина стенки b = 0,015 см.The optimal dimensions of the compensator for a 3-liter tank are selected as follows:
height H = 20 cm;
inner radius R ext. = 2.09 cm;
wall thickness b = 0.015 cm.

Изобретение по сравнению с прототипом позволяет определить оптимальные размеры компенсатора и повысить предохранения емкости. The invention compared with the prototype allows you to determine the optimal dimensions of the compensator and increase the protection of the tank.

Claims (1)

Способ предохранения емкости от разрушения при замерзании находящейся в ней жидкости, предусматривающий размещение в емкости заполненного газом компенсатора из эластичного материала, отличающийся тем, что объем компенсатора определяют по следующей формуле:
Figure 00000017

где Vк - объем компенсатора, см3;
Vо - объем емкости, см3;
α - приращение объема жидкости, %;
K - коэффициент запаса прочности компенсатора.The way to protect the tank from destruction during freezing of the liquid in it, which provides for the placement in the tank of a gas-filled compensator of elastic material, characterized in that the volume of the compensator is determined by the following formula:
Figure 00000017

where V to - the volume of the compensator, cm 3 ;
V about - the volume of the tank, cm 3 ;
α is the increment of the liquid volume,%;
K is the safety factor of the compensator.
RU92010330A 1992-12-07 1992-12-07 Method to prevent breakage of container when liquid in container has frozen RU2107649C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92010330A RU2107649C1 (en) 1992-12-07 1992-12-07 Method to prevent breakage of container when liquid in container has frozen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU92010330A RU2107649C1 (en) 1992-12-07 1992-12-07 Method to prevent breakage of container when liquid in container has frozen

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92010330A RU92010330A (en) 1997-01-20
RU2107649C1 true RU2107649C1 (en) 1998-03-27

Family

ID=20133165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92010330A RU2107649C1 (en) 1992-12-07 1992-12-07 Method to prevent breakage of container when liquid in container has frozen

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2107649C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740144C1 (en) * 2019-12-19 2021-01-11 Владимир Анатольевич Рочев Ice volumetric expansion compensator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Изобретатель и рационализатор, 1991, N 1, с. 23. 2. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2740144C1 (en) * 2019-12-19 2021-01-11 Владимир Анатольевич Рочев Ice volumetric expansion compensator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5129238A (en) Soft drink container cooler
US5520004A (en) Apparatus and methods for cryogenic treatment of materials
US4250998A (en) Diabetic travel kit
US4870837A (en) Device for maintaining the chill on a bottle of wine
US4292817A (en) Controlled temperature shipping assembly
US5355684A (en) Cryogenic shipment or storage system for biological materials
EP0472298A1 (en) Keg for draft beer
NO840255L (en) INSULATING CONTAINER, SPECIAL THERMOSCAN OR BOTTLE WITH REFRIGERATOR
EP0347286A1 (en) Fast-cooling device and method for using this device
US5715688A (en) Apparatus and methods for cryogenic treatment of materials
CN112105863B (en) Method and device for filling dry type dewar tank
US1993730A (en) Heat insulating container and material
RU2107649C1 (en) Method to prevent breakage of container when liquid in container has frozen
US2812643A (en) Container
US8011171B2 (en) Portable storage apparatus
ES2041521T3 (en) STORAGE TANK FOR REFRIGERATED LIQUIDS AT LOW TEMPERATURES.
WO2023033426A1 (en) Mini liquid-nitrogen injector
US2983409A (en) Means for the storage and transportation of a liquefied gas
US3006167A (en) Eutectic tank
CN1173623A (en) Small tank for receiving refrigerating agents
US6519953B1 (en) Method for use of latent heat to maintain selectable cold storage temperatures
FI92174B (en) Freezer bottle
RU2186304C1 (en) Device for storage of products
RU209960U1 (en) Cryostorage "Capsule" for long-term storage of large biological objects
SU1502895A1 (en) Tank for storing and transporting liquified gases