SK287485B6 - Spôsob plnenia fliaš plynom, zariadenie na vykonávanie tohto spôsobu a fľaša naplnená plynom - Google Patents

Abstract

Spôsob plnenia fliaš plynom spočíva v tom, že na hrdlo fľaše sa najskôr nasadí uzáver a pri nedotiahnutom uzávere sa fľaša naplní pôsobením vonkajšieho pretlaku plynu, pričom plyn prechádza predovšetkým cez medzery a drážky v závitovej časti hrdla. Po naplnení fľaše ešte za pôsobenia pretlaku plynu sa uzáver dotiahne. Zariadenie na plnenie fliaš plynom pozostáva z rúrkového telesa (3) s pružným tesniacim koncom (4). Hrdlo (6) fľaše s nasadeným, ale nedotiahnutým uzáverom (9) sa vloží do ústia plniacej hubice (1), pričom pružný tesniaci koniec obopína obrubu (5) hrdla (6), ale zároveň umožňuje ďalší posun hrdla (6) dovnútra plniacej hubice (1). Fľaša naplnená stlačeným plynom, predovšetkým na využitie v stavebných prvkoch, je trvalo uzavretá pomocou uzáveru, pričom tlak plynov vo fľaši je aspoň 1 kPa. Fľaša má vysokú pevnosť a tuhosť a môže byť použitá ako nosný element v stavebných prvkoch.

Description

Vynález sa týka spôsobu plnenia PET fliaš stlačeným plynom, zariadenia na vykonávanie tohto spôsobu a opisuje aj PET fľašu naplnenú stlačeným plynom, ktorá je trvalo uzavretá predovšetkým na využitie v stavebných prvkoch.

Doterajší stav techniky

Použité plastové fľaše, predovšetkým PET fľaše, ktoré sa hromadne používajú na balenie nápojov a iných potravinárskych tekutín, tvoria objemný a problematický odpad. Pri bežnom spracovaní fľaše ako zdroja druhotnej suroviny sa získava len malý hmotnostný výťažok, pretože plastové fľaše majú relatívne nízku hmotnosť. Existujú už spôsoby využitia týchto fliaš, pri ktorých nedochádza k drveniu na základnú surovinu, ale sa využíva fľaša v celku. Je známy spôsob využitia PET fliaš v stavebných prvkoch podľa prihlášky vynálezu SK PV 1053-2001, kde tieto fľaše sú uložené do betónovej zmesi a tvoria tak v podstate stratené jadro. Pri tomto riešení sa PET fľaše na dosiahnutie dostatočnej tuhosti plnia tekutinou, zväčša vodou, ktorá však podstatne zväčšuje hmotnosť celku a spôsobuje ďalšie technologické komplikácie.

Pri riešení podľa UV SK 3883, 3884 sa používajú PET fľaše naplnené stlačeným plynom, ktorý pri zanedbateľnej hmotnosti dodáva fľaši vysokú pevnosť. Využíva sa tak pôvodná vlastnosť PET fľaše, ktorej tuhosť a pevnosť zabezpečuje pretlak plynov alebo pár z nápoja vo fľaši. Zatiaľ nebol opísaný spôsob alebo zariadenie, ktorým by sa efektívne plnili použité PET fľaše stlačeným plynom, pričom by sa zároveň mohli trvalo uzatvárať pôvodným už použitým vrchnákom.

Riešenie podľa zverejnenia CZ 488-96 A3 opisuje stavebný prvok s plastovými fľašami, kde fľaše sú zasunuté do pripravených otvorov, priehlbín stavebného prvku. Opísané usporiadanie nie je schopné prenášať tlakové ani šmykové zaťaženie na fľašu. Ani za predpokladu nulovej vôle medzi priehlbinou a povrchom fľaše by plastová fľaša bez vnútorného pretlaku nebola schopná prenášať relevantné zaťaženie, keďže tlakové zaťaženie vedie pri prázdnej plastovej fľaši ku jej kolapsu. Zverejnenie podľa dokumentu SK PP 197-2000 opisuje použitie fliaš na vytvorenie dutín. Dutiny nemajú žiadnu schopnosť prenášať zaťaženie, použité fľaše či iné obaly podľa tohto zverejnenia plnia funkciu debnenia, prípadne strateného debnenia. Je žiadané také riešenie, pri ktorom sa využije vysoká pevnosť v tlaku PET materiálu.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje spôsob plnenia fliaš plynom podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že na hrdlo fľaše sa najskôr nasadí uzáver a pri nedotiahnutom uzávere sa fľaša naplní. Plnenie sa deje pôsobením vonkajšieho pretlaku plynu v okolí hrdla a/alebo v okolí uzáveru a plyn prechádza cez drážky v závitovej časti hrdla a/alebo cez medzery medzi uzáverom a hrdlom. Po naplnení fľaše ešte za pôsobenia pretlaku plynu sa uzáver dotiahne. Pre zlepšenie tesniacich vlastnosti uzáveru je vhodné, ak sa pred nasadením uzáveru na hrdlo vybaví tesniaca plocha uzáveru lepiacou a/alebo tesniacou hmotou.

Nedostatky uvedené v stave techniky v podstatnej miere odstraňuje zariadenie na plnenie fliaš plynom podľa tohto vynálezu, ktorého podstata spočíva v tom, že obsahuje plniacu hubicu, ktorá pozostáva z rúrkového telesa s pružným tesniacim koncom. Pružný tesniaci koniec slúži na utesnenie obruby hrdla, ktoré je vložené do ústia plniacej hubice. Hrdlo fľaše s nasadeným, ale nedotiahnutým uzáverom sa vloží do ústia plniacej hubice, pričom pružný tesniaci koniec obopína obrubu hrdla, ale zároveň umožňuje ďalší posun hrdla dovnútra plniacej hubice. Závity na hrdle fľaše sú prerušované viacerými drážkami, ktorých pôvodná funkcia spočíva v tom, aby pri otváraní fľaše s vnútorným pretlakom unikli plyny z fľaše ešte pred úplným vyskrutkovaním uzáveru, inak by dochádzalo k nebezpečnému vystreleniu uzáveru. Drážky v závitovej časti hrdla umožňujú, aby stlačený plyn pri plnení pomocou zariadenia podľa tohto vynálezu prenikal do fľaše pri nasadenom, ale nedotiahnutom uzávere. Využíva sa pôvodná technická funkcia konštrukcie hrdla PET fľaše, ale v opačnom smere toku plynu.

Vnútri rúrkového telesa je umiestnený záchytný krúžok, do ktorého sa po čiastočnom naplnení fľaše zachytí uzáver fľaše. Fľaša sa posunie ďalej dovnútra plniacej hubice, čím sa uzáver fľaše rotačné zaaretuje. Záchytný krúžok je delený deliacou drážkou alebo je na vnútornom alebo vonkajšom obvode vybavený aspoň jednou prietokovou drážkou. Drážky umožňujú, aby zo zdroja stlačeného plynu, ktorý je napojený na plniacu hubicu, prenikal stlačený plyn do priestoru pružného tesniaceho konca a napĺňal fľašu až do úplného dotiahnutia uzáveru. Ak je záchytný krúžok rozdelený prostredníctvom deliacej drážky, má tvar otvoreného profilu „C“, čo zväčšuje pružnosť záchytného krúžku. To potom umožňuje vsunutie uzáverov rôznych vý robcov, keď sa skutočný priemer uzáveru pohybuje zvyčajne v určitej tolerancii. Pre lepšiu rotačnú aretáciu uzáveru môže byť vnútorný otvor záchytného krúžku kužeľový.

Vo výhodnom usporiadaní je na vonkajší obvod pružného tesniaceho konca nasadený pružný výstužný krúžok, ktorý zmenšuje namáhanie a opotrebenie pružného tesniaceho konca a je pritom ľahko vymeniteľný.

Na zjednodušenie výroby zariadenia na plnenie fliaš plynom je výhodné, ak rúrkové teleso a pružný tesniaci koniec sú tvorené gumovou hadicou, do ktorej je v mieste upevňovacej spony vložený záchytný krúžok. Zovretím upevňovacej spony sa zaistí pevné rotačné spojenie záchytného krúžku v plniacej hubici.

Vo výhodnom usporiadaní je záchytný krúžok vyrobený z kovu a je na vnútornej ploche vybavený pravidelným drážkovaním na zvýšenie adhézie s valcovým povrchom uzáveru, ktorý sa vkladá dovnútra záchytného krúžku.

Zariadenie na plnenie fliaš môže byť pre efektívne plnenie a uzatváranie fliaš vyhotovené tak, že plniaca hubica je upevnená na stole, na ktorom je zároveň pripevnený otočný mechanizmus. Otočný mechanizmus je uspôsobený na otáčanie fľaše, čím sa pri rotačné zaaretovanej polohe uzáveru dosiahne uzavretie fľaše. Vzájomná poloha plniacej hubice a otočného mechanizmu je posuvne meniteľná, aby bolo možné vysúvať a zasúvať fľaše do ústia plniacej hubice pri stálom prítlaku a otáčaní fľaše. Na dosiahnutie tohto cieľa je otočný mechanizmus na výstupnom hriadeli vybavený tvarovaným kotúčom, ktorý zapadá do typického dna PET fľaše. Na dosiahnutie mechanizovaného otáčania je otočný mechanizmus tvorený elektromotorom s prevodovkou.

Plniaca hubica môže mať snímač zasunutia hrdla do ústia plniacej hubice, čím sa umožní riadené otvorenie ventilu stlačeného plynu a/alebo spúšťanie otáčania otočného mechanizmu.

Vo výhodnom usporiadaní je stôl vybavený ovládaním ventilu stlačeného plynu, ovládaním otočného mechanizmu a má bezpečnostný kryt na fľašu. Bezpečnostný kryt zabraňuje poraneniam obsluhujúceho personálu pri prípadnom roztrhnutí fľaše.

Podstata fľaše naplnenej stlačeným plynom, predovšetkým na využitie v stavebných prvkoch spočíva v tom, že je trvalo uzavretá pomocou uzáveru, pričom medzi uzáverom a hrdlom fľaše je nanesená lepiaca a/alebo tesniaca hmota a tlak plynov vo fľaši je aspoň 1 kPa. Takáto fľaša má vysokú pevnosť a tuhosť a môže byť použitá ako nosný element v stavebných prvkoch. Lepiaca a/alebo tesniaca hmota sa nanáša na hornú časť hrdla, zväčša jej plytkým ponorením do pripravenej lepiacej a/alebo tesniacej hmoty, a to pred nasadením uzáveru a vložením do plniacej hubice. Po nasadení uzáveru sa hrdlo fľaše zasunie do ústia plniacej hubice a otvorí sa ventil stlačeného plynu. Plyn preniká do fľaše cez prerušenia v závitovej časti hrdla. Po dosiahnutí požadovaného tlaku sa otáčaním fľaše uzáver pevne dotiahne, otočný mechanizmus sa odsunie smerom od plniacej hubice a fľaša sa vysunie z ústia plniecej hubice.

Na zvýšenie požiarnej odolnosti môže byť fľaša naplnená oxidom uhličitým.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález je bližšie vysvetlený pomocou obrázkov 1 až 4, kde na obr. 1 je v reze znázornená plniaca hubica pred vložením hrdla fľaše, na obrázku 2 je v reze znázornená plniaca hubica s vloženým hrdlom fľaše.

Na obrázku 3 je pohľad do ústia plniacej hubice.

Na obrázku 4 je znázornené zariadenie so stolom a otočným mechanizmom.

Príklady uskutočnenia

Príklad 1

Zariadenie na plnenie fliaš plynom podľa obrázku 1 až 4 obsahuje plniacu hubicu 1 napojenú na zdroj 10 stlačeného plynu, ktorý je tvorený kompresorom so sušičkou vzduchu a tlakovou nádobou. Ďalej zariadenie zahrnuje stôl 12, otočný mechanizmus 13 s tvarovaným kotúčom 14 a bezpečnostným krytom 15.

Plniaca hubica 1 pozostáva z rúrkového telesa 3 s pružným tesniacim koncom 4, pričom rúrkové teleso 3 a pružný tesniaci koniec 4 sú tvorené jedným kusom gumovej hadice.

Vnútri hadice je umiestnený oceľový záchytný krúžok 2, ktorý je rozdelený deliacou drážkou 17. Deliaca drážka 17 prechádza šikmo povrchom záchytného krúžku 2 a delí ho na otvorený profil tvaru C. Záchytný krúžok 2 má na zväčšenie prietokového prierezu na vonkajšom obvode dve prietokové drážky 8 rovnobežné s osou záchytného krúžku 2. Záchytný krúžok 2 je do hadice vlisovaný na miesto, kde zvonka hadicu zviera upevňovacia spona 11. Zovretím upevňovacej spony 11 sa zaistí pevné rotačné spojenie záchytného krúžku 2 v plniacej hubici 1. Reguláciou zovretia upevňovacej spony 11 sa môže meniť aj vnútorný priemer záchytného krúžku 2, čím sa umožní dostaviť opotrebenie vnútorného povrchu záchytného krúžku 2.

Záchytný krúžok 2 má na vnútornej ploche pravidelné drážkovanie, ktoré výškou a rozostupom zodpovedá drážkovaniu uzáveru 9 PET fľaše 7.

Plniaca hubica 1 v tomto príklade je upevnená na kovovom stole 12, na ktorom je zároveň pripevnený otočný mechanizmus 13. Otočný mechanizmus 13 je umiestnený na posuvných lineárnych vedeniach, aby bolo možné vysúvať a zasúvať fľaše 7 do ústia plniacej hubice 1 pri stálom prítlaku a otáčaní fľaše 7. Otočný mechanizmus 13 má na výstupnom hriadeli tvarovaný kotúč 14 s piatimi výstupkami, ktoré zodpovedajú tvaru dna PET fľaše 7. Otočný mechanizmus 13 je tvorený elektromotorom so závitovkovou prevodovkou.

Stôl 12 je vybavený nožným ovládaním ventilu stlačeného plynu, ručným ovládaním otočného mechanizmu 13 a má priehľadný bezpečnostný kryt 15 plnenej fľaše 7.

Fľaša 7 naplnená stlačeným plynom, predovšetkým na využitie v stavebných prvkoch podľa tohto príkladu je naplnená suchým stlačeným vzduchom s pretlakom 3 kPa. Fľaša 7 je trvalo uzavretá pomocou pôvodného už raz použitého uzáveru 9, pričom medzi uzáverom 9 a hrdlom 6 fľaše 7 je nanesená lepiaca a tesniaca hmota tvorená tekutým novodurovým lepidlom.

Príklad 2

Zariadenie na plnenie fliaš plynom má plniacu hubicu 1 napojenú na zdroj 10 stlačeného oxidu uhličitého v prenosnej tlakovej nádobe.

Zariadenie má tiež stôl 12, otočný mechanizmus 13 s tvarovaným kotúčom 14. Plniaca hubica 1 je vyrobená z pružného rúrkového telesa 3 s pružným tesniacim koncom 4. Ten je z hľadiska opakovaného namáhania zaťažovaný tak, že okraj pružného tesniaceho konca 4 je náchylný na pretrhnutie. Po vytvorení únavovej trhliny by dochádzalo k rýchlemu zničeniu a výmene rúrkového telesa. S cieľom predísť rýchlemu opotrebeniu je na okraj pružného tesniaceho konca 4 zvonka nasunutý pružný výstužný krúžok 16. V tomto príklade je ako pružný výstužný krúžok 16 použitý tesniaci O krúžok, ktorého priemer bol zvolený tak, aby v pokojovom stave bol predpätý proti povrchu pružného tesniaceho konca 4. Tento pružný výstužný krúžok 16 má zároveň funkciu dorazu.

Pomocné zariadenie stroja alebo obsluhujúci pracovník manuálne nasadí uzáver 9 na hrdlo 6 fľaše 7, čiastočne ho naskrutkuje, ale nezaskrutkuje ho úplne, nedotiahne ho úplne. Hrdlo 6 fľaše 7 vloží do ústia pružného tesniaceho konca 4 až po vniknutie obruby 5 do ústia. Na opačnej strane je fľaša 7 podopretá tvarovaným kotúčom 14. Vložením fľaše 7 sa inicializuje ventil, ktorý do okolia uzáveru 9 a hrdla 6 pustí oxid uhličitý, ten prenikne cez medzery medzi uzáverom 9 a hrdlom 6 dovnútra fľaše 7. Po vyrovnaní tlaku sa spustí otáčanie tvarovaného kotúča 14, a tým dôjde k úplnému uzavretiu uzáveru 9.

Priemyselná využiteľnosť

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto vynálezu je možné priemyselne vyrábať zariadenia na plnenie PET fliaš stlačeným plynom a je možné priemyselne produkovať PET fľaše naplnené stlačeným plynom a trvalo uzavreté predovšetkým na aplikácie s využitím tuhosti natlakovanej fľaše.

Claims (12)

1. Spôsob plnenia fliaš plynom, predovšetkým použitých PET fliaš stlačeným plynom, vyznačujúci sa tým, že na hrdlo (6) fľaše (7) sa nasadí uzáver (9) a pri nedotiahnutom uzávere (9) sa fľaša (7) pôsobením vonkajšieho pretlaku plynu v okolí hrdla (6) naplní cez medzery medzi uzáverom (9) a hrdlom (6) a po naplnení fľaše (7) ešte za pôsobenia pretlaku plynu sa uzáver (9) dotiahne.

2. Spôsob plnenia fliaš plynom podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pred nasadením uzáveru (9) na hrdlo (6) sa tesniaca plocha uzáveru (9) vybaví lepiacou a/alebo tesniacou hmotou.

3. Zariadenie na plnenie fliaš plynom, predovšetkým použitých PET fliaš stlačeným plynom, vyznačujúce sa tým, že obsahuje plniacu hubicu (1), ktorá pozostáva z rúrkového telesa (3) s pružným tesniacim koncom (4) na utesnenie obruby (5) hrdla (6) vloženého do ústia plniacej hubice (1), pričom vnútri rúrkového telesa (3) je umiestnený záchytný krúžok (2) na rotačné zachytenie uzáveru (9), záchytný krúžok (2) je na vnútornom alebo vonkajšom obvode opatrený aspoň jednou prietokovou drážkou (8) a plniaca hubica (1) je spojená so zdrojom (10) stlačeného plynu.

4. Zariadenie na plnenie fliaš plynom podľa nároku 3, vyznačujúce sa tým, že rúrkové teleso (3) a pružný tesniaci koniec (4) sú tvorené gumovou hadicou, do ktorej je v mieste upevňovacej spony (11) vložený záchytný krúžok (2).

5. Zariadenie na plnenie fliaš plynom podľa nároku 3 alebo 4, vyznačujúce sa tým, že na vonkajší obvod pružného tesniaceho konca (4) je nasadený pružný výstužný krúžok (16) a vnútorný otvor záchytného krúžku (2) je kužeľový.

6. Zariadenie na plnenie fliaš plynom podľa niektorého z nárokov 3 až 5, vyznačujúce sa tým, že záchytný krúžok (2) je kovový a je na vnútornej ploche vybavený drážkovaním na zvýšenie adhézie s valcovým povrchom uzáveru (9) vloženého dovnútra záchytného krúžku (2).

7. Zariadenie na plnenie fliaš plynom podľa niektorého z nárokov 3 až 6, vyznačujúce sa tým, že plniaca hubica (1) je upevnená na stole (12), na ktorom je pripevnený otočný mechanizmus (13) na otáčanie fľaše (7), pričom vzájomná poloha plniacej hubice (1) a otočného mechanizmu (13) je posuvne meniteľná.

8. Zariadenie na plnenie fliaš plynom podľa niektorého z nárokov 3 až 7, vyznačujúce sa tým, že otočný mechanizmus (13) je tvorený elektromotorom s prevodovkou a na výstupnom hriadeli prevodovky je umiestnený tvarovaný kotúč (14) na zachytenie dna fľaše (7).

9. Zariadenie na pinenie fliaš plynom podľa niektorého z nárokov 3 až 8, vyznačujúce sa tým, že plniaca hubica (1) má snímač zasunutia hrdla (6) do ústia plniacej hubice (1).

10. Zariadenie na plnenie fliaš plynom podľa niektorého z nárokov 3 až 9, vyznačujúce sa tým, že stôl (12) je vybavený ovládaním ventilu stlačeného plynu, ovládaním otočného mechanizmu (13) a má bezpečnostný kryt (15) na fľašu (7).

11. Fľaša naplnená plynom na využitie v stavebných prvkoch, vyznačujúca sa tým, že je nosným prvkom prenášajúcim tlakové zaťaženie stavebného prvku, pričom fľaša je trvalo uzavretá pomocou uzáveru (9), pričom medzi uzáverom (9) a hrdlom (6) fľaše (7) je nanesená lepiaca hmota a tlak plynov vo fľaši (7) je aspoň 1 kPa.

12. Fľaša naplnená plynom podľa nároku 11, vyznačujúca sa tým, že plyn vo fľaši (7) je oxid uhličitý na zvýšenie požiarnej odolnosti stavebného prvku.