Результат интеллектуальной деятельности: ЕМКОСТЬ, В ЧАСТНОСТИ КРУПНОГАБАРИТНАЯ ОДНОРАЗОВАЯ ЕМКОСТЬ, ИЗ ПЛАСТИКА, НАПРИМЕР КЕГ ДЛЯ НАПИТКОВ

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к емкости, в частности к крупногабаритной емкости одноразового использования из пластика, такой как, например, кег для жидкостей, например, для напитков, с запорной арматурой с уплотнением.

Уровень техники

Такие емкости известны из практики и описаны, например, в WO 2008/083782 А2. Сопоставимые с ними аппаратурные решения являются предметом изобретения DE 10138365 А1 или DE 102006034638 A1.

Крупногабаритные емкости с типичным объемом более 10 литров, в частности, 30 литров или 50 литров в большинстве своем служат для хранения напитков, таких как, например, пиво, и отпуска их в разлив под давлением. Так, известны специальные крупногабаритные емкости, так называемые кег-бочки, под которыми имеются в виду емкости многоразового использования, специально сконструированные для промышленного розлива и асептического хранения напитков. Само понятие “кег” или же “кеги” происходит из английского языка и обозначает “маленькая бочка, бочонок”. Кег-бочки широко используются в сети общественного питания и все в большей степени внедряются также в частный сектор вкупе с соответствующими разливочными установками.

Как правило, кеги или кег-бочки имеют в своей верхней части клапан, так называемую кег-головку. На этот клапан или кег-головку может надеваться соответствующая заборная головка, которая подводит выталкивающий газ, например, диоксид углерода или же азот из расположенного снаружи баллона подает и таким путем создает внутри данного кега избыточное давление. Это избыточное давление служит для того, чтобы хранящаяся в емкости жидкость могла подаваться по подъемной трубке к разливочной установке. Заборная головка герметично закрывает емкость, так что хранящаяся в ней жидкость остается стерильной.

Под действием создаваемого выталкивающим газом избыточного давления в кеге содержащийся в нем напиток при открывании разливочного крана “выдавливается” через подъемную трубку внутри кега. При снятии заборной головки клапан герметично закрывает кег, благодаря чему возможно дальнейшее хранение содержимого. Тем самым предупреждается также высушивание возможных остатков, избыточное давление внутри емкости сохраняется.

Кег-головка или установленный вместо нее клапан представляет собой, по сути, специальную конструкцию, известную под общим названием “запорная арматура”, а также уплотнение. В каждом отдельном случае уплотнение служит для того, чтобы внутри емкости или кега поддерживалось ранее созданное избыточное давление при снятии (демонтаже) заборной головки. Как правило, в случае пива избыточное давление составляет примерно до 3 бар, а в случае СО₂-содержащих освежающих напитков - до 7 бар. Указанное давление является рабочим давлением емкости. Предохранительный клапан СО₂-питающей арматуры отрегулирован именно на этот показатель.

Поскольку использование так называемых одноразовых емкостей или одноразовых кегов из пластика расширяется, возникает проблема, связанная с тем, что такие емкости после опорожнения остаются в типичных случаях под давлением. При неправильном обращении это может привести к разрыву одноразовой емкости. Такая опасность касается в основном одноразовых емкостей из пластика, но, в принципе, ее нельзя исключать и в случае емкостей многоразового использования, например, из стали или алюминия. Каждый раз энергия, накопившаяся в порожнем кеге традиционной конструкции и, прежде всего, в пластиковом кеге, как следствие, сохраняющегося внутри него избыточного давления, не столь уж мала и представляет потенциальную угрозу. Изобретение поможет устранить этот недостаток.

Раскрытие изобретения

В основу изобретения положена техническая задача дальнейшего совершенствования емкости вышеописанного типа с тем, чтобы довести до минимума потенциальную опасность ее разрыва.

Для решения поставленной технической задачи изобретение предлагает, чтобы в емкости вышеописанного типа, в частности, в крупногабаритных одноразовых емкостях из пластика, таких как, например, кеги для напитков, запорная арматура и/или уплотнение после ранее проведенного процесса открывания в ходе последующего автоматического процесса закрывания формировали незакрывающееся сквозное отверстие для сброса давления внутри емкости.

Согласно изобретению, запорная арматура и/или уплотнение и, следовательно, кег-головка конструктивно рассчитаны так, что после определенного процесса открывания последующий автоматический процесс закрывания осуществляется или происходит практически не полностью, так как при этом последующем автоматическом процессе закрывания остается незакрывающееся сквозное отверстие. Это сквозное отверстие обеспечивает сброс давления внутри емкости. Благодаря этому внутри емкости (больше) не может создаваться избыточное давление, как это обычно происходит в предшествующем уровне техники, и, тем самым, устраняется описанная выше потенциальная опасность.

Под ранее проведенным процессом открывания в большинстве случаев подразумевается первый после заправки емкости напитком процесс открывания. Но, в принципе, это может быть также второй, третий, десятый или еще какой-нибудь другой процесс открывания емкости после заправки ее продуктом, служащий практически отправным моментом для того, чтобы последующий процесс закрывания проходил, как и прежде, автоматически, но, правда, не полностью, а с оставлением незакрывающегося сквозного отверстия. Такой порядок действий выполняется большей частью сразу же вслед за первым после наполнения емкости процессом открывания. Фактически для этой цели запорная арматура и/или уплотнение конструктивно выполнены так, что полностью герметичного закрывания емкости после первоначального открывания больше не происходит. Именно таким путем достигается безопасный сброс сохраняющегося в емкости избыточного давления.

Если говорить подробно, то существуют различные возможности для практического воплощения этой основной идеи. Так, можно оборудовать запорную арматуру упором для уплотнения. В большинстве случаев уплотнение испытывает пружинную нагрузку, поэтому в упоре для такого пружинящего уплотнения предусматривается заданное место разрыва. Если в настоящее время после первого процесса открывания, происходящего сразу же после заправки емкости напитком, запорная арматура закрывается автоматически за счет действия на уплотнение нагрузки, создаваемой пружиной, то заданное место разрыва в упоре или на упоре обеспечивает полное отсутствие противодействия или лишь незначительное противодействие со стороны упора для уплотнения. Следствием этого является то, что упор деформируется и/или частично отклоняется, и уплотнение вместе с упором запорной арматуры больше не способно полностью и автоматически герметизировать емкость. Скорее напротив, такой вариант воплощения способствует формированию требуемого сквозного отверстия для сброса давления внутри емкости.

Однако альтернативно или дополнительно к упору заданное место разрыва может быть предусмотрено в самом уплотнении. В этом случае автоматический процесс закрывания сразу после ранее проведенного процесса открывания приведет к тому, что само уплотнение будет подвергаться деформации в зоне заданного места разрыва, в результате чего сформируется сквозное отверстие. Само собой разумеется, что оба изложенных выше варианта воплощения можно также комбинировать друг с другом, т.е. заданное место разрыва в упоре соединить с заданным местом разрыва в уплотнении.

Является предпочтительным вариант, предусматривающий длительную или только временную деформацию упора и/или уплотнения. Т.е. имеется в виду, что упор будет претерпевать деформацию только до тех пор, пока не произойдет сброс созданного внутри емкости избыточного давления. То же самое относится и к уплотнению, которое равным образом будет претерпевать деформацию только до тех пор, пока не произойдет сброс созданного внутри емкости избыточного давления. Наряду с этим, естественно, возможно также длительное или же ограниченное во времени деформирование и упора, и уплотнения.

Согласно альтернативному варианту выполнения изобретения, уплотнение после ранее проведенного процесса открывания при последующем процессе закрывания может также перейти в положение остановки, отстоящее от места его плотной посадки на упоре. При этом положение остановки может поддерживаться до тех пор, пока внутри емкости не произойдет сброс давления. Это может осуществляться, например, с помощью дополнительной и нагружающей уплотнение в открытом состоянии пружины наряду с собственной замыкающей пружиной. Однако в большинстве случаев открывание запорной арматуры или уплотнения и соответственно формирование сквозного отверстия происходит в течение длительного времени, а именно при автоматическом процессе закрывания, который осуществляется вслед за ранее проведенным процессом открывания.

Целесообразным является вариант, в котором заданные места разрыва в упоре и/или уплотнении, а также возможная зона деформирования запорной арматуры и/или уплотнения расположены на некотором расстоянии от ударной арматуры. С помощью этой ударной арматуры создается нагрузка на запорную арматуру и/или уплотнение для процесса открывания. Такое конструктивное исполнение позволяет преднамеренно активизировать заданные места разрыва и возможные зоны деформирования при вышеописанном процессе открывания с помощью ударной арматуры.

Предпочтителен также вариант, в котором уплотнение и/или запорная арматура либо упор запорной арматуры претерпевает лишь временную деформацию до тех пор, пока не произойдет сброс избыточного давления внутри емкости. Но временная деформация уплотнения и/или запорной арматуры либо упора запорной арматуры может также автоматически прекратиться спустя заданный промежуток времени. В большинстве случаев продолжительность этого промежутка времени должна быть достаточной для того, чтобы в течение него в каждом отдельном случае мог состояться сброс давления внутри емкости. Как показывает практика, для указанной цели достаточным являются промежуток времени порядка нескольких секунд, может быть, 10 сек.

Впрочем, весьма возможно, что деформирование уплотнения и/или запорной арматуры либо упора запорной арматуры может вновь возобновиться в зависимости от внутреннего давления в емкости. То есть уплотнение и/или запорная арматура либо упор запорной арматуры все быстрее и быстрее могут (вновь) возвратиться в свое первоначальное состояние по мере снижения сохраняющегося внутри емкости избыточного давления вследствие параллельно происходящего сброса давления.

Краткое описание чертежей

Ниже изобретение раскрывается более подробно на примере только одного варианта его воплощения, представленного на чертежах, из которых:

фиг.1 показывает горловину емкости согласно изобретению в разрезе,

фиг.2 показывает более детальный разрез фрагмента емкости фиг.1 и

фиг.3А, 3В показывают фрагмент горловины емкости, представленный на фиг.1 и 2, при автоматическом процессе закрывания с формированием незакрывающегося сквозного отверстия.

Раскрытие изобретения

На фиг.1 показана емкость, под которой в примере воплощения изобретения подразумевается кег 1 из пластика, в частности из PET (полиэтилентерефталат). Такие кеги 1 используются в качестве одноразовой емкостей для приема жидкостей, например, для приема напитков, таких как, к примеру, пиво. После опорожнения кега 1 он в большинстве случаев уменьшается в объеме или сплющивается, а затем направляется на повторное использование.

Кег 1 или вообще крупногабаритная одноразовая емкость из пластика оснащен запорной арматурой 2 с уплотнением 3. Запорная арматура 2, включая уплотнение 3, обозначается также как клапан или кег-головка 2, 3. К основной конструкции относится еще изображенная на чертежах подъемная трубка 4, через которую находящаяся внутри емкости 1 и поступающая оттуда в разлив жидкость выдавливается под давлением.

Если говорить подробно, то запорная арматура 2 состоит из корпуса фитинга 2а и упора 2b. Корпус фитинга 2а выполнен как кольцевидный фланец L-образного поперечного сечения, который вставлен в горловину 5 кега 1. Корпус фитинга или фланец 2а может соединяться с горловиной 5 кега 1 динамической и/или жесткой кинематической связью, как это описано в WO 2008/083782 А2. Более того, корпус фитинга или фланец 2а служит в качестве опорного элемента и упора для пружины или замыкающей пружины 6, которая своим основанием опирается на корпус фитинга 2а, а своей верхней частью создает нагрузку на уплотнение 3, упирающееся своей нижней стороной в упор 2b. Подъемная трубка 4 стационарно размещена в кеге 1.

Для заправки кега 1 напитком, как показано на фиг.2 (справа), вышеупомянутая заборная головка соединяется с запорной арматурой 2. На схематическом изображении заборной головки на фиг.2 можно видеть только ударную арматуру 7, 8, которая в описываемом здесь примере состоит из ударного цилиндра 7 и уплотнительного цилиндра 8. Уплотнительный цилиндр 8 примыкает своей верхней стороной к упору 2b запорной арматуры 2, тогда как ударный цилиндр 7, противодействуя усилию замыкающей пружины 6, способен открывать уплотнение 3. Это показано на фиг.2 справа. В ходе этого процесса внутри кега 1 или изнутри него образуются автономные проходы А и В.

Оба этих прохода А и В обеспечивают поступление напитка внутрь кега 1 при изображенном на фиг.2 (справа) процессе открывания. При последующем отпуске напитка в разлив находящийся под избыточным давлением газ попадает по проходу В внутрь кега 1 и обеспечивает подачу и выдавливание напитка из кега через подъемную трубку 4 по проходу А.

После этого первого процесса открывания при последующем автоматическом процессе закрывания формируется, согласно изобретению, незакрывающееся сквозное отверстие 9, как показано на фиг.3А и 3В. Это сквозное отверстие 9 служит для сброса давления внутри емкости. Автоматический процесс закрывания в рассматриваемом здесь примере инициируется снятием (демонтажем) заборной головки. Благодаря этому ударный цилиндр 7, создающий нагрузку на уплотнение 3, отводится и уплотнение 3 вновь занимает положение впритык к упору 2b или к обоим упорам 2b, 2с.

Фактически в данном примере давление введенного газа могло бы поддерживаться, не будь сквозного отверстия 9. Однако, поскольку в показательном примере согласно изобретению сразу после первого процесса открывания происходит автоматический сброс давления через сформированное сквозное отверстие 9, избыточное давление внутри кега 1 больше не может поддерживаться и сбрасывается через сквозное отверстие 9 наружу.

Из представленного на фиг.3В показательного примера видно, что для формирования сквозного отверстия 9 в запорной арматуре 2 или ее упоре 2b предусмотрено заданное место разрыва 10. Как только по окончании вышеописанного выталкивания напитка, согласно правой части фиг.2, замыкающая пружина 6 в ходе последующего автоматического процесса закрывания переместит уплотнение 3 (вновь) впритык к упору 2b, 2с, заданное место разрыва 10 инициирует деформирование упора 2b так, как это показано на фиг.3В, под действием сохраняющегося внутри кега 1 избыточного давления вкупе с силовым воздействием замыкающей пружины 6. Следствием этого является то, что уплотнение 3 больше не сможет полностью закрывать кег 1, а займет наклонное положение, обусловленное частичным отведением упора 2b, оставив сквозное отверстие 9, что сравнимо с вариантом, в котором альтернативно или дополнительно вышеуказанное заданное место разрыва 10 предусмотрено также в упоре 2с на подъемной трубке 4.

При этом конструкция рассчитана в целом так, что внешний диаметр d ударного цилиндра 7 имеет меньший размер, чем диаметр d_a заданных мест разрыва 10. Фактически заданные места разрыва 10 последовательно идут по кругообразной форме упора 2b, и все они располагаются на круге с диаметром d_a. В данном случае внутренний диаметр d_i уплотнительного цилиндра 8 превышает диаметр d_a заданных мест разрыва 10 и, по сути, соответствует внешнему диаметру горловины 5 кега 1. Такое конструктивное исполнение было принято, исходя из того факта, что кег 1 и, следовательно, его горловина 5 и соответственно запорная арматура 2, а также уплотнение 3 образуют вращательно-симметричную конфигурацию вокруг оси А.

Следует подчеркнуть, что заданные места разрыва 10 каждый раз располагаются таким образом, чтобы упор 2b мог выполнять свою функцию при закрытом (с помощью замыкающей пружины 6) положении уплотнения 3, как это показано на фиг.2 (слева). Это происходит всякий раз до тех пор, пока упор 2b не получит нагрузку от силового воздействия замыкающей пружины 6. И, наоборот, если внутри емкости или кега 1 произойдет дополнительное повышение избыточного давления, то упор 2b больше не сможет полностью выполнять свою функцию или упор 2b ослабнет в зоне заданных мест разрыва 10. Это можно объяснить комбинированным силовым воздействием замыкающей пружины 6 вкупе с сохраняющимся внутри кега 1 избыточным давлением. Избыточное давление в кеге 1 может образоваться только в ходе выполнения первого после заправки емкости или кега 1 процесса открывания и выдавливания жидкости через подъемную трубку 4. Так как при этом процессе уплотнение 3 отводится от упора 2b с помощью ударного цилиндра 7, то упор 2b остается без нагрузки.

Только по завершении выдавливания жидкости из кега 1 и автоматического процесса закрывания после указанного первого процесса открывания и выдачи напитка в разлив избыточное давление, все еще сохраняющееся внутри кега, вкупе с замыкающей пружиной 6 инициирует деформирование упора 2b в зоне заданных мест разрыва 10, как это показано на фиг.3В; при этом уплотнение 3 займет наклонное положение с образованием сквозного отверстия 9.

В качестве альтернативы такому порядку действии имеется, естественно, и другая возможность, а именно - предусмотреть вышеупомянутые заданные места разрыва 10 на упоре 2 с для уплотнения 3 в зоне подъемной трубки 4. Порядок функций в этом случае сопоставим с порядком функций в случае расположения заданных мест разрыва 10 на упоре 2b.

Фиг.3А показывает следующий вариант того, как может формироваться сквозное отверстие 9 для сброса давления внутри емкости при автоматическом процессе закрывания, проходящем сразу же после ранее проведенного (предшествующего) процесса открывания или первого процесса открывания при выдавливании жидкости. В указанном варианте конструкция рассчитана таким образом, что уплотнение 3 после ранее проведенного или первого процесса открывания при последующем процессе закрывания переходит в одно из своих положений - плотной посадки на упоре или остановки на некотором расстоянии от упора 2b, 2с. Это положение остановки, показанное на фиг.3А, может назвать также положением “отдыха”.

Если говорить подробно, то переход в указанное положение может состояться благодаря тому, что ударный цилиндр 7 при первом процессе открывания кега 1 или при выдавливании напитка инициирует такое деформирование упора 2b, 2с, что указанный упор образует носик 11, который при последующем автоматическом процессе закрывания удерживает уплотнение 3 на некотором расстоянии от упора 2b, а также от упора 2 с на подъемной трубке 4. Следствием этого является возможность заново сформировать сквозное отверстие 9, которое обеспечивает сброс давления внутри емкости. В этом случае следует понимать, что внешний диаметр d ударного цилиндра 7 должен быть такого размера, чтобы упор 2b обхватывался по краям ударным цилиндром 7, и это приводило бы к описанному выше загибу или образованию носика 11 на упоре 2b.

Не эксплицитно представлена еще одна возможность деформирования уплотнения 3 при процессе открывания, как показано на фиг.2 (справа), например, с помощью ударного цилиндра 7, которое способствовало бы формированию сквозного отверстия 9 уплотнением 3 как таковым при сохранении упоров 2b и 2с. Само собой разумеется, что все эти меры можно комбинировать друг с другом. Помимо этого, рамки изобретения включают регулирование указанных деформаций уплотнения 3, с одной стороны, и упоров 2b, 2с, с другой стороны, либо запорной арматуры 2 в целом, причем таким образом, чтобы это были только временные деформации. Фактически возможно, чтобы деформации вновь автоматически возобновлялись спустя определенный промежуток времени или чтобы они усиливались соответствующим образом по мере падения давления внутри кега 1. В показательном случае, представленном на фиг.3А, это означает что загиб носика 11 при возрастающем падении давления внутри кега 1 и вследствие силового воздействия на него замыкающей пружины 6 вновь увеличивается.

В любом случае в рамках изобретения происходит сокращение количества энергии, накопленной в форме избыточного давления внутри кега 1, и, тем самым, устраняется вышеуказанная потенциальная опасность. В связи с этим, может случиться, что кег 1 из-за сквозного отверстия 9 больше не сможет герметично закрываться на длительное время, так что содержимое кега 1 безвозвратно подвергнется порче. Однако возможен альтернативный порядок действий, согласно которому сквозное отверстие 9 формируется только на некоторое время, и в большинстве случаев после сброса давления внутри кега 1 он может снова закрываться полностью. При том и другом порядке действий безопасность значительно возросла, что, собственно, и требовалось.