клапанное устройство емкости для хранения и выдачи жидкости

Формула изобретения

1. Клапанное устройство емкости для хранения и выдачи жидкости, преимущественно газированных напитков, в которой устройство расположено в горловине емкости, а емкость содержит выданную трубку и крышку, закрепленную на горловине в виде колпачка с отверстием в его торце, причем клапанное устройство состоит из соединенных между собой цилиндрических первой и второй частей и кольцеобразного клапана, выполненного с возможностью принудительного перемещения, первая часть служит для удержания компонентов клапанного устройства, вторая - для удержания в горловине и герметизации емкости посредством уплотнения, первая часть выполнена с дном, в центре которого установлен трубчатый элемент для прохождения через него внутрь емкости выдачной трубки, снабженной надетым на нее стаканом, предназначенным для крепления его в трубчатом элементе и имеющим отбортовку по месту расположения дна, и окна для прохождения жидкости на цилиндрической поверхности, служащей направляющей для пружины, упирающейся в дно первой части, при этом на внутренней поверхности второй части выполнены прорези, а в дне первой части - отверстия для подачи в емкость углекислого газа и выхода углекислого газа или воздуха из нее, клапан, располагаемый между внутренней поверхностью второй части и цилиндрической поверхностью стакана, имеет первую, вторую, противолежащую первой, наружную и внутреннюю боковые поверхности, первая поверхность выполнена с выступающей средней частью и с опорными частями для взаимодействия с отбортовками, выполненными на внутренней поверхности второй части и стакана, на второй поверхности клапан выполнен с ребрами жесткости и кольцевой полостью под пружину, прижимающую опорные части клапана к отбортовкам внутренней поверхности второй части и стакана, причем клапан изготовлен из эластопласта с твердостью 69-75 по Шору литьем под давлением, наружная и внутренняя боковые поверхности клапана, взаимодействующие соответственно с внутренней поверхностью второй части и цилиндрической поверхностью стакана, выполнены конусообразными, а крышка установлена заподлицо со второй частью, опираясь краем отверстия на выступ, выполненный на наружной поверхности второй части.

2. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что соединение цилиндрических первой и второй частей и крепление стакана в трубчатом элементе выполнены в виде защелки - выступ, впадина или при помощи резьбы.

3. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что количество ребер жесткости клапана составляет от 24 до 48.

4. Клапанное устройство по п.1, отличающееся тем, что элементы устройства, за исключением пружины, выполнены из пластмассы и также, как и клапан, изготовлены литьем под давлением.

Описание изобретения к патенту

Изобретение предназначено для хранения в емкости и выдачи напитков, преимущественно газированных напитков, из этой емкости оснащенной клапанным устройством, устанавливаемым на горловину емкости, обеспечивающим плотное и надежное присоединение емкости к крану дозатора разливочного автомата и пропускание через себя в емкость углекислого газа под давлением и жидкости, а также воздуха, выдавливаемого из емкости. С точки зрения затрат и надежности емкости для напитков, в которых используется внутреннее давление содержимого в емкости, изготавливают, преимущественно, из полиэтилентерефталата (ПЭТ).

Известная технология заполнения емкости жидкостью, а также перекачки жидкости из нее предусматривает осуществление перелива при постоянном давлении за счет использования сжатого углекислого газа и позволяет избежать вспенивания переливаемой жидкости, особенно характерного для пива, что важно для полного использования объема емкости и исключения нахождения в наполняемой емкости воздуха, кислород которого окисляет пиво, вино и другие напитки и снижает их качество.

При использовании этой технологии к клапанному устройству и к его соединению с емкостью, а также к их взаимной фиксации предъявляются жесткие требования по обеспечению высокой герметичности в закрытом положении при транспортировании или хранении без использования иных дополнительных устройств укупорки, обеспечению высокой герметичности соединения емкости и дозатора при присоединении к крану дозатора, обеспечению надежного функционирования при действии импульсных и постоянных повышенных давлений в широком диапазоне температур окружающей атмосферы, устойчивости к действию спиртов, эфиров, солей и масел и исключению попадания продуктов их химического взаимодействия в жидкость, содержащуюся в емкости.

Известно клапанное устройство емкости для хранения и выдачи жидкости, преимущественно газированных напитков, расположенное внутри горловины емкости, при этом емкость выполнена с выдачной трубкой, простирающейся от клапанного устройства во внутрь емкости, а клапанное устройство состоит из механически соединенных между собой цилиндрических первой и второй частей и клапана, первая часть служит для удержания компонентов клапанного устройства, вторая - для удержания в горловине посредством уплотнения (см. патент РФ 2391287, 27.05.2009).

Недостатками такого устройства является недостаточная стойкость клапана к действию спиртов, эфиров, солей и масел, что создает опасность попадания химических продуктов взаимодействия в жидкость, содержащуюся в емкости, а также ограничивает возможность использования оснащенных клапанным устройством емкостей для транспортирования и продолжительного хранения таких жидкостей как пиво, вино, фруктовые и овощные соки.

Задачей изобретения является создание клапанного устройства емкости для хранения и выдачи жидкости, обладающего повышенной стойкостью к воздействию эфиров и спиртов, которое используют при транспортировании и продолжительном хранении вина, пива фруктовых и овощных соков.

Техническим результатом изобретения является улучшение условий хранения и выдачи жидкости вследствие обеспечения высокой надежности запирания емкости при использовании клапанного устройства за счет повышения герметизации, благодаря плотному прилеганию клапана к деталям устройства, образующим седло клапана, и улучшения скольжения клапана, а также увеличение срока службы устройства при одновременном упрощении изготовления его деталей.

Указанный результат достигается тем, что клапанное устройство емкости для хранения и выдачи жидкости, преимущественно газированных напитков, в горловине которой это устройство расположено, а емкость содержит выдачную трубку и крышку, закрепленную на горловине в виде колпачка с отверстием в его торце, причем клапанное устройство состоит из соединенных между собой цилиндрических первой и второй частей и кольцеобразного клапана, выполненного с возможностью принудительного перемещения, первая часть служит для удержания компонентов клапанной конструкции, вторая - для удержания в горловине и герметизации емкости посредством уплотнения, первая часть выполнена с дном, в центре которого установлен трубчатый элемент для прохождения через него внутрь емкости выдачной трубки, снабженной надетым на нее стаканом, предназначенным для крепления его в трубчатом элементе и имеющим отбортовку по месту расположения дна, и окна для прохождения жидкости на цилиндрической поверхности, служащей направляющей для пружины, упирающейся в дно первой части, при этом на внутренней поверхности второй части выполнены прорези, а в дне первой части - отверстия для подачи в емкость углекислого газа и выхода углекислого газа или воздуха из нее, клапан, располагаемый между внутренней поверхностью второй части и цилиндрической поверхностью стакана, имеет первую, вторую, противолежащую первой, наружную и внутреннюю боковые поверхности, первая поверхность выполнена с выступающей средней частью и с опорными частями для взаимодействия с отбортовками, выполненными на внутренней поверхности второй части и стакана, на второй поверхности клапан выполнен с ребрами жесткости и кольцевой полостью под пружину, прижимающую опорные части клапана к отбортовкам внутренней поверхности второй части и стакана, причем клапан изготовлен из эластопласта с твердостью 69-75 по Шору литьем под давлением, наружная и внутренняя боковые поверхности клапана, взаимодействующие соответственно с внутренней поверхностью второй части и цилиндрической поверхностью стакана выполнены конусообразными, а крышка установлена заподлицо со второй частью, опираясь краем отверстия на выступ, выполненный на наружной поверхности второй части.

В клапанном устройстве соединение цилиндрических первой и второй частей и крепление стакана в трубчатом элементе выполнены в виде защелки выступ-впадина или при помощи резьбы, а клапан имеет от 24 до 48 ребер жесткости.

Элементы клапанного устройства за исключением пружины выполнены из пластмассы и также, как и клапан, изготовлены литьем под давлением.

Клапанное устройство, устанавливаемое на емкость 1 с горловиной, расположено внутри горловины, а выдачная трубка 2 емкости 1, простирается через клапанное устройство внутрь емкости 1. Клапанное устройство состоит из механически соединенных между собой и выполненных из пластмассы (акрилонитрилбутадиенстирол - ABS (АБС) пластик, полиэтилен, полиацеталь, полипропилен и т.п.) цилиндрических первой 3, вставленной во вторую 4 частей. При этом отогнутый край 5 первой 3 части выполнен с прорезями в виде секций (на чертеже не показано), вставляемых за счет упругости в окна во второй 4 части. На внутренней поверхности второй части 4 образованы прорези 6, служащие для подачи из дозатора (на чертеже не показан) в емкость 1 углекислого газа, а также для выхода из емкости 1 углекислого газа или воздуха, находящегося в незаполненной емкости 1. Первая 3 часть служит для удержания компонентов клапанной конструкции с клапаном 7, а вторая 4 - для удержания в горловине и герметизации емкости посредством уплотнительной манжеты 8. Для удержания от выпадения манжеты 8 при монтаже на наружной поверхности второй 4 части выполнены выступы 9 и 10, причем выступ 10 выполнен вблизи ее свободного конца. Клапанное устройство закрывают защелкиваемой на горловине пластмассовой крышкой 11 в виде колпачка с отверстием в торце, открывающим доступ к клапану 7.

Край отверстия опирается на выступ 10, выполненный на наружной поверхности второй 4 части и устанавливается (соответственно и вся крышка 11) заподлицо со второй 4 частью. Крышку 11 (из стеклонаполненного полиамида, акрилонитрилбутадиенстирола - ABS (АБС) пластика и т.п.) закрепляют на горловине посредством заведения в кольцевую выемку 12 (впадину), образованную между двумя выступами на внешнем ободе горловины, выступов-защелок, выполненных в виде секций на внутренней цилиндрической части крышки 11, располагающихся под прямоугольными окнами на этой же части крышки 11, обеспечивающими возможности упругой деформации цилиндрической части крышки без ее разрушения. Первая 3 часть выполнена с дном 13, в центре которого имеется трубчатый элемент 14 для прохождения через него выдачной трубки 2 с надетым на нее стаканом 15, цилиндрическая поверхность которого является направляющей для цилиндрической пружины 16, которая упирается в дно 13 первой 3 части. При этом в дне 13 выполнены отверстия (на чертеже не показаны) для прохождения из дозатора в емкость 1 углекислого газа, а также для выхода из емкости 1 углекислого газа или воздуха, находящегося в незаполненной емкости 1. Трубчатый элемент 14 выполнен за одно целое с первой 3 частью и его свободный конец заканчивается выступом, вставляемым в кольцевую выемку стакана 15 из пластмассы (акрилонитрилбутадиенстирол - ABS (АБС) пластик, полиацеталь, полипропилен, и т.п.) (соединение типа защелки). Стакан 15 имеет дно 17 с отбортовкой и окна 18 на цилиндрической поверхности, предназначенные для прохождения жидкости. Кольцеобразный клапан 7 расположен между внутренней поверхностью второй 4 части и цилиндрической поверхностью стакана 15, на первой (верхней при вертикальном расположении емкости) поверхности клапан имеет выступающую среднюю часть и опорные части для взаимодействия с отбортовками соответственно внутренней поверхности второй 4 части и дна 17 стакана 15. На противоположной стороне (нижней) клапана 7 выполнены ребра 19 жесткости и кольцевая полость под пружину 16, прижимающую опорные части клапана к отбортовкам внутренней поверхности второй 4 части и дна стакана 15. Клапан 7 изготавливают в виде единой однородной монолитной детали из эластомера с твердостью 69-75 по Шору литьем под давлением. Наружная и внутренняя боковые поверхности клапана 7, взаимодействующие соответственно с внутренней поверхностью второй 4 части и наружной цилиндрической поверхностью стакана 15 выполнены конусообразными. При этом угол наклона конуса составляет 45°±2°, что обеспечивает улучшение скольжения по внутренней поверхности второй 4 части и цилиндрической поверхности стакана 15 и высокое качество герметизации.

Конструкция клапанного устройства предусматривает возможность устанавливать на цилиндрической поверхности стакана 15 между пружиной 16 и второй поверхностью клапана 7 дополнительную жесткую шайбу (на рисунке не показана), плотно поджимаемую к этой поверхности клапана 7, свободно скользящую по цилиндрической поверхности стакана 15 вдоль внутренней цилиндрической поверхности второй 4 части и обеспечивающую повышение жесткости поджима клапана 7 пружиной 16 и уменьшение деформации клапана 7 при использовании для заполнения емкости или выдачи из нее напитков нестандартных дозаторов и кранов, имеющих уменьшенную толщину стенки внутренней трубы трубчатого приспособления (на рисунке не показано).

Устройство работает следующим образом.

Устройство запрессовывают в горловину емкости 1, осуществляя ее герметизацию посредством уплотнительной манжеты 8, надетой на наружную поверхность второй 4 части, и расположенной с зазором относительно выступов 9, 10, выступая за их края. Фиксацию устройства на горловине емкости 1 осуществляют при помощи крышки 11, заводя в кольцевую выемку 12, образованную между двумя выступами на внешнем ободе горловины, выступы, выполненные в виде секций на внутренней цилиндрической части крышки 11. Для заполнения жидкостью емкость 1 помещают на разливочном автомате, вводя захваты автомата под силовое кольцо емкости 1. На крышку 11 устанавливают заливную головку и плотно прижимают устройство к ней (на чертеже не показана). Заполнение сосуда жидкостью проводят в следующем порядке. Внутренней трубой трубчатого приспособления заливной головки дозатора, представляющего собой коаксиальную конструкцию из двух труб (на чертеже не показано), нажимают на среднюю часть клапана 7 и одновременно внешняя труба этого приспособления с эластичным уплотнителем прижимается к отбортовке второй 4 части и плоской поверхности крышки 11. Под действием внутренней трубы происходит смещение клапана 7. При смещении клапана 7 и сдвиге его за окна 18 открывается проход для жидкости из дозатора, подающейся под давлением по внутренней трубе трубчатого приспособления, через окна 18 в стакане 15 внутрь емкости 1 по трубке 2. Поступающая жидкость выдавливает находящийся в емкости 1 углекислый газ, который проходит через отверстия в дне 13 первой 3 части и прорези 6 во второй 4 части и выходит через кольцевое пространство между отбортовкой второй 4 части и внешней поверхностью внутренней трубы трубчатого приспособления и далее по зазору между внутренней и внешней трубами трубчатого приспособления заливной головки поступает в резервуар сборник углекислого газа или выбрасывается в атмосферу. После заполнения емкости 1 жидкостью заливочную головку отводят и клапан 7 под действием пружины 16, возвращаясь в исходное положение, запирает емкость 1.

Выдачу жидкости из емкости 1 осуществляют следующим образом. Внутренней трубой трубчатого приспособления крана, имеющего конструкцию аналогичную конструкции трубчатого приспособления заливной головки нажимают на среднюю часть клапана 7, при этом происходит смещение клапана 7 и сдвиг его за окна 18. Одновременно производят поджим эластичного уплотнителя внешней трубы к отбортовке второй 4 части и плоской поверхности крышки 11 и подают углекислый газ по зазору между внешней и внутренней трубами трубчатого приспособления в полость клапанного устройства через открывающееся кольцевое пространство между отбортовкой второй 4 части и внешней поверхностью внутренней трубы трубчатого приспособления, прорези 6 второй 4 части и отверстия в дне 13 первой 3 части. Газ давит на жидкость и вытесняет ее из емкости 1 через выдачную трубку 2 и окна 18 во внутреннюю трубу трубчатого приспособления и далее на розлив в используемые емкости.

Конусообразная форма наружной и внутренней поверхностей клапана 7 обеспечивает плотный контакт острых кромок этих поверхностей клапана к внутренней поверхности второй 4 части и наружной поверхности стакана 15, обеспечивая надежную герметизацию кольцевого пространства между отбортовками второй 4 части и дна 17 стакана 15. Сам клапан 7 имеет малую толщину порядка 8-9 мм, например, даже для таких емкостей, как кеги, причем высота ребер 19 жесткости составляет около 0,9 толщины клапана 7, а их количество равно от 24 до 48, что упрощает его изготовление, а также снижает материалоемкость и затраты на изготовление. Все элементы клапанного устройства (за исключением пружины) выполнены из пластмассы (пластик ABS, полиацеталь, полипропилен, стеклонаполненный полиамид, эластомер и т.п.) и также, как и клапан 7 изготовлены литьем под давлением, что также упрощает изготовление и снижает затраты на изготовление, дополнительная жесткая шайба изготовлена вырубкой из листа нержавеющей стали или пластика - технологичным и низкозатратным способом.