ЕМКОСТЬ С ФИТИНГОМ

Полезная модель относится к устройствам для хранения, транспортировки и выдачи жидкости, находящейся в емкости под давлением и может быть использована для хранения и выдачи напитков из кегов и бутылей, изготовленных из полиэтилентерефталата и предназначенных для автоматизированного розлива.
Емкости с установленными на них клапанными конструкциями (фитингами) применяют для хранения и выдачи напитков, например, таких как пиво. Для выталкивания пива из кеги необходимо создать в ней избыточное давление. Для этого в кегу с напитком подается газ, как правило, это углекислый газ (иногда азот, инертный газ или воздух). Как правило, в случае пива избыточное давление составляет примерно 2,5-3,5 бар. Указанное давление является рабочим давлением емкости. При сборке емкости необходимо контролировать прикладываемое усилие закручивания фитинга для целей обеспечения герметичности конструкции.
Фитинги имеют несколько каналов, обеспечивающих прохождение жидкости и газа. При заполнении, если емкость находится в перевернутом вверх дном состоянии, напиток вводится через первый канал клапанной конструкции, в то время как вытесняемый из емкости газ выходит через второй канал. Если емкость заполняется в нормальном положении (фитингом вверх), а также во время розлива газ (азот или углекислый газ) вводится в емкость через первый канал, для того чтобы вытеснить напиток из емкости через второй канал. Розлив напитка осуществляется при воздействии дозирующей головки, присоединяемой к клапанной конструкции на подпружиненные элементы клапанной конструкции с последующим открытием каналов, один из которых предназначен для подачи инертного газа под избыточным давлением, а второй канал - для выдачи вытесняемого газом напитка.
При разборке устройства также следует соблюдать меры безопасности, предварительно стравливая избыточное давление.
Известен кег с фитингом (патент РФ на полезную модель №168291, дата приор. 28.10.2016 г., опубл. 26.01.2017 г.), содержащий емкость с горловиной, резьбовой фитинг, состоящий из стакана, установленного в нем клапана и пружины, расположенных соосно, уплотнительного элемента, крышки и общего прокладочного кольца, установленного между стаканом и емкостью, при этом уплотнительный элемент выполнен в виде единого элемента, состоящего из двух частей разной жесткости, нижняя часть которого является подложкой для пружины, выполнена из жесткого полимерного материала и в виде удлиненной втулки, а верхняя часть выполнена из мягкого полимерного материала, при этом крышка установлена в стакан посредством посадки с натягом.
Недостатком известного решения является то, что запрессовка друг в друга пластиковых изделий может привезти к растрескиванию этих деталей и потери герметичности.
Известен кег (патент РФ на полезную модель №160000, дата приор. 22.06.2015 г., опубл. 27.02.2016) с резьбовым фитингом и ручкой, состоящий из пустотелой емкости, выполненной в форме тела вращения, состоящей из горловины, шейной части, плечевой части, основания, дна, вертикальной трубки, вставленной в емкость, резьбового фитинга, выполненного в форме тела вращения, состоящего из стакана, установленного в нем пистона и пружины, расположенных соосно, основной уплотнительной резинки и крышки, на внутренней стороне которой находится резьба, ручки, состоящей из основания и рамки, при этом шейная часть выполнена удлиненной с упорной резьбой, дно выполнено в форме объемных капель, сглаженных по краям и обрамляющих дно кега по периметру, на основании которого сверху и снизу имеется характерный каркас в форме сплетенных ромбов, вертикальная трубка проходит от удлиненной шейной части до дна посередине тела кега, в резьбовом фитинге между основной уплотнительной резинкой и пружиной расположена шайба, стакан имеет резьбу, резьбы стакана и крышки являются упорными, стакан крепится к крышке посредством этой упорной резьбы, а между стаканом и емкостью находится общая уплотнительная резинка, снаружи резьбовой фитинг имеет крышку с выполненной по краям сверху и снизу системой углублений, на внутренней стороне крышки находится упорная резьба, верхняя часть крышки фитинга выполнена уплощенной, ступенчато переходящей в нижнюю часть, заканчивающейся зубцами, проходящими по всему периметру, ручка выполнена съемной, основание которой выполнено в форме кольца с лепестками, расположенными по периметру с внутренней стороны, рамка выполнена трапециевидной формы с, по крайней мере, двумя вертикально ориентированными опорами, подвижно установленными на торцах кольца (принят за прототип).
Наличие ручки в известном устройстве не позволяет применять его на автоматических разливочных линиях.
Также в известных технических решениях не предусмотрена возможность контроля прилагаемого усилия при сборке устройства и соответственно контроля герметичности сборки. Кроме того, резьбовое соединение предусматривает возможность разбора устройства. Для этих целей необходимо стравливание давления, в противном случае данный процесс может быть опасен для окружающих.
Техническая задача заявляемой полезной модели заключается в создании устройства для хранения, транспортировки и выдачи напитков, обеспечивающего высокую надежность и безопасность конструкции, позволяющего контролировать качество укупорки и несанкционированного случайного вскрытия.
Техническим результатом заявленной полезной модели является надежность и безопасность устройства в процессе хранения, транспортировки и выдачи напитков.
Технический результат достигается тем, что емкость с фитингом, содержащая дно, основание, плечевую часть, горловину с резьбой и юбкой, трубку для выдачи напитка и резьбовой фитинг, включающий крышку с бортиком, имеющим внутреннюю резьбу для соединения с горловиной емкости, цилиндрической ножкой и центральным отверстием, клапанный элемент, пружину, полый шток, один конец которого выполнен открытым, а второй выполнен закрытым с кольцевым выступом, в образующей поверхности штока выполнено, по меньшей мере, одно окно, на штоке, с возможностью перемещения вдоль него установлен клапанный элемент, центральное отверстие которого снабжено кольцевым уступом, выполненным с возможностью взаимодействия с кольцевым выступом штока и кольцевым выступом на внешней поверхности, выполненным с возможностью взаимодействия с клапанным элементом, а между клапанным элементом и кольцевой гайкой установлена пружина, между бортиком и цилиндрической поверхностью ножки грибка крышки размещена кольцевая прокладка для герметизации соединения крышки и горловины емкости, при этом на внутренней поверхности цилиндрической ножки выполнена резьба для соединения с кольцевой гайкой, в донной части которой выполнены отверстия для прохождения газа, на юбочной части горловины выполнен, по меньшей мере, один стопорный упор 3, входящий в зацепление с, по меньшей мере, одной стопорной канавкой, выполненной на нижнем торце бортика крышки.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
на фиг. 1 представлена конструкция горловины емкости;
на фиг. 2 представлен вид горловины емкости с закрепленным на ней фитингом в разрезе;
на фиг. 3 представлен общий вид фитинга в первом частном случае исполнения;
на фиг.4 представлен общий вид фитинга во втором частном случае исполнения.
Емкость с фитингом содержит емкость и резьбовой фитинг.
Емкость включает в себя дно, основание, плечевую часть и горловину 1 с резьбой. В нижней части горловины 1 (фиг. 1, а, б, в) радиально расположена юбка 2, на которой расположен, по меньшей мере, один стопорный упор 3 с углом наклона к центральной оси 10° (Фиг.1, б). Форма стопорного упора 3 (фиг. 1, а) представляет собой прямоугольную трапецию с углом 10° у ее основания, при этом местоположение и длина ее основания определены экспериментально и соответствует максимальному усилию, необходимому для укупорки емкости.
На горловине 1 емкости закреплен при помощи резьбы фитинг 4, содержащий крышку 5, выполненную в форме грибка с центральным отверстием, установленный в нем вдоль продольной оси полый шток 6, клапанный элемент 7, пружину 8 и кольцевую гайку 9, обеспечивающую ее поджатие (фиг. 2).
Крышка 5 состоит из основания 10, которое может быть выполнено как в виде круга (фиг. 3а, б), так и в виде усеченного равностороннего треугольника, вершины которого ограничены кругом (фиг. 4), снабженного бортиком 11 и цилиндрической ножкой 12. На стыке основания 10 и внешней кольцевой поверхности бортика 11 выполнены ребра жесткости 24.
На бортике 11 выполнена внутренняя резьба 13. Для обеспечения технологичности закручивания конструкции на горловины емкости с резьбой поверхность крышки может быть снабжена выступами 14.
Также на бортике 11 выполнена, по меньшей мере, одна стопорная канавка 15 (фиг. 3, 4), предназначенная для контроля качества укупорки, а также контроля несанкционированного съема фитинга. Форма и размеры стопорной канавки 15 соответствуют размерам стопорного упора 3 на горловине емкости.
Крышка 5 (фиг. 2) снабжена центральным отверстием с кольцевым выступом 16, взаимодействующим с кольцевым уступом 17 клапанного элемента 7. Для обеспечения герметичности соединения фитинга с горловиной емкости между цилиндрической ножкой грибка 12 и бортиком 11 крышки 5 размещена кольцевая прокладка 18 с круглым поперечным сечением.
Шток 6 выполнен полым в виде трубки. Один конец штока выполнен открытым и проходит сквозь отверстие кольцевой гайки 9, выступая за ее пределы. Второй конец штока 6 выполнен закрытым и снабжен выступом 19. В верхней части полого штока 2 размещено, по крайней мере, одно окно 20.
На штоке 6, с возможностью перемещения вдоль него, установлен клапанный элемент 7 с центральным отверстием, снабженным кольцевым уступом 21, выполненным с возможностью взаимодействия с выступом 19 полого штока 6. На открытом конце штока установлена вертикальная трубка.
Поджатие клапанного элемента 7 к кольцевому выступу 16 крышки 5 осуществляется пружиной 8, устанавливаемой между кольцевой гайкой 9 и клапанным элементом 7. Для предотвращения продавливания поверхности материала клапанного элемента 7 между ним и пружиной 8 установлено уплотняющее кольцо 22.
Крепление кольцевой гайки 9 к крышке 5 осуществляется резьбовым соединением. Кольцевая гайка 9 снабжена центрирующими лепестками 23, а также отверстиями для прохождения жидкости или газа.
Осуществление полезной модели
Емкость изготавливается из полимерных материалов, в частности полиэтилентерефталата (ПЭТ). Для изготовления фитинга применяются полимерные материалы, в частности крышка, шток и кольцевая гайка фитинга изготовлены из полиацеталя, а клапанный элемент из силиконовой резины.
Для изготовления трубки для выдачи напитка применяются полипропилен или полиэтилен.
Форма стопорного упора 3 и стопорной канавки 15 представляет собой прямоугольную трапецию с углом в основании 10° и длиной основания, соответствующей максимальному усилию, необходимому для укупорки емкости. Так, оптимальным усилием укупорки является 15-20 Н/м, позволяющим обеспечить герметичную сборку.
Длина основания прямоугольной трапеции, соответствующая усилию укупорки 20 Н/м, составляет 23±2 мм.
Сборка устройства осуществляется следующим образом:
В центральное отверстие крышки 5 фитинга 4 устанавливается клапанный элемент 7, а центральное отверстие клапанного элемента устанавливается полый шток 6, на который устанавливается уплотнительное кольцо 22 и пружина 8. На границе бортика 11 и цилиндрической ножки 12 крышки 5 устанавливается прокладка 18, после чего собранная конструкция соединяется резьбовым соединением с кольцевой гайкой 9. К открытому концу полого штока 6 присоединяется трубка для выдачи напитка и собранный таким образом фитинг 4 с закрепленной на нем трубкой для выдачи напитка устанавливается на горловине 1 емкости резьбовым соединением. При этом при достижении минимально необходимого усилия укупорки в 15 Н/м край стопорного упора 3 горловины 1 входит в зацепление со стопорной канавкой 15 на бортике 11 фитинга 4, а при достижении максимально необходимого усилия укупорки стопорный упор 3 горловины 1 полностью входит в зацепление со стопорной канавкой 15.
Заполнение емкости осуществляется следующим образом:
Разливочная головка автоматической линии розлива (не изображена на фиг.) имеет один или более выступов, которые нажимают на открытую со стороны крышки 5 поверхность подпружиненного клапанного элемента 7. При этом происходит открытие первого кольцевого канала между клапанным элементом 7 и цилиндрической ножкой 12, а также второго канала, образованного внутренним каналом полого штока 6 с открытым окном 20 на его образующей поверхности. Заполнение емкости жидкостью осуществляют через второй канал, при этом происходит вытеснение газа, находящегося в емкости через 1 канал. После снятия давления со стороны разливочной головки на клапанный элемент 7 он возвращается в исходное положение, перекрывая каналы. Хранение и транспортирование емкости, заполненной напитком, осуществляют при закрытом клапанном элементе 7.
Розлив жидкости из емкости осуществляется обратным образом: Выступы дозирующей головки (не изображена на фиг.) нажимают на открытую со стороны крышки 5 поверхность подпружиненного клапанного элемента 7. При этом происходит открытие первого кольцевого канала между клапанным элементом 7 и цилиндрической ножкой 12, а также второго канала, образованного, по меньшей мере, одним окном 20 на образующей поверхности полого штока 6. В емкость через первый кольцевой канал под избыточным давлением из внешней емкости подается инертный газ, который вытесняет жидкость находящуюся внутри емкости через трубку, присоединенный к ней полый шток 6 и окно 20 на образующей поверхности полого штока 6.
Преимущества:
технологичность за счет обеспечения возможности отдельной сборки элементов клапанной конструкции, установки ее в собранном виде на емкость и последующего заполнения емкости на автоматической производственной линии;
обеспечение надежности и герметичности изделия за счет применения резьбового соединения крышки и кольцевой гайки, уплотнения горловины емкости по ее торцу при соединении с клапанной конструкцией;
возможность визуального контроля качества укупорки;
обеспечение надежности укупорки, препятствующей несанкционированному съему фитинга. Находящиеся в зацеплении стопорный уступ на горловине и стопорная канавка на фитинге будут усложнять процесс съема фитинга. Усилие откручивания фитинга составляет более 22 Н/м и без специальных приспособлений открутить фитинг невозможно. В случае, если фитинг будет снят с емкости, визуально будут видны повреждения стопорного упора горловины емкости.