УСТРОЙСТВО ДЛЯ РОЗЛИВА

Предложение относится к машиностроению, в частности к области розлива продуктов, в том числе склонных к пенообразованию, в емкости, имеющие горлышко круглого сечения, в том числе бутылки.
При розливе жидкостей, содержащих поверхностно-активные вещества, происходит пенообразование на поверхности продукта, что не позволяет обеспечить точность дозирования, приводит к переливу продукта, загрязнению внешней поверхности тары, требует увеличения времени на операцию розлива за счет необходимости отстоя пены.
Как известно, пена на поверхности жидкостей образуется при падении струи жидкости с некой высоты на твердую поверхность. Если характер течения жидкости при этом является турбулентным, то пены образуется в несколько раз больше, чем при ламинарном течении. Следовательно, для снижения количества образуемой на поверхности жидкости пены требуется предотвратить переход ламинарного потока в турбулентный, чтобы избежать образования пены при ударе турбулентного потока продукта о дно бутылки.
После образования слоя продукта, высота которого подбирается в зависимости от свойств конкретного продукта, этот слой обеспечивает уменьшение количества образующейся при последующем наполнении емкости пены. Иными словами, количество образующейся пены уменьшается или она не образуется в случае медленного налива некоторой части продукта на дно емкости и последующем наливе при большей скорости.
Количество образующейся при заполнении емкости пены находится в прямой зависимости от скорости потока жидкости. Скорость потока жидкости можно регулировать путем изменения сечения канала, по которому жидкость подается на розлив.
Известно большое количество различных устройств для розлива. Необходимыми конструктивными элементами всех этих устройств являются корпус с каналом подачи продукта, запорный конус различных конструкций, выходное отверстие (или сопло) клапана.
Общими недостатками известных технических решений являются невозможность регулирования характера течения жидкого продукта, предотвращения перехода ламинарного потока в турбулентный, что вызывает образование пены на поверхности жидкости.
Заявляемое техническое решение направлено на устранение имеющихся недостатков. Задачей являлось создание простого по конструкции устройства для розлива, позволяющего регулировать характер течения продукта, предотвращать переход ламинарного потока в турбулентный, снижать количество образуемой пены или полностью исключать ее образование
Технический результат предложения заключается в расширении технологических, функциональных возможностей устройства для розлива, позволяющем осуществлять розлив и точное дозирование склонных к пенообразованию жидкостей без необходимости отстоя пены.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для розлива, содержащем корпус с каналом подачи продукта и запорный конус, установленный внутри канала подачи продукта с возможностью продольного перемещения, закрывания и открывания выходного отверстия, согласно предлагаемому решению канал подачи продукта на участке выше положения максимального поднятия запорного конуса имеет сужение внутреннего сечения; запорный конус выполнен таким образом, что его поперечное сечение представляет собой окружность по меньшей мере с одним вырезом по периметру; запорный конус установлен с возможностью фиксации по меньшей мере в трех положениях – крайнем нижнем, промежуточном и крайнем верхнем.
В предпочтительном варианте исполнения отношение площади поперечного сечения канала подачи продукта на участке выше положения максимального поднятия запорного конуса к площади выходного отверстия находится в промежутке от 1:1,2 до 1:3,0; суммарная площадь вырезов по периметру окружности поперечного сечения запорного конуса, определяемая как разность площадей поперечного сечения канала подачи продукта и поперечного сечения запорного конуса, больше или равна площади выходного отверстия.
Совокупность признаков, содержащихся в независимом пункте формулы полезной модели, не известна из уровня техники, что свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию патентоспособности "новизна".
Соответствие заявляемого решения критерию патентоспособности "промышленная применимость" обусловлено тем, что предлагаемое техническое решение работоспособно и возможно его использование в пищевой и других отраслях промышленности. Данное решение успешно реализовано в производимом машиностроительным заводом ЗАО "Таурас-Феникс" оборудовании, которое эксплуатируется на предприятии заказчика.
Предложение поясняется графическими материалами, где:
фиг. 1 – устройство для розлива в положении над емкостью, главный вид;
фиг. 2 - устройство для розлива, вид сверху;
фиг. 3 - устройство для розлива, вид в разрезе Б-Б, запорный конус в крайнем нижнем положении;
фиг. 4 – устройство для розлива, вид в разрезе В-В;
фиг. 5 – устройство для розлива, вид в разрезе Б-Б, запорный конус в промежуточном положении;
фиг. 6 – устройство для розлива, вид в разрезе Б-Б, запорный конус в крайнем верхнем положении;
На графических материалах для большей ясности представлены только те детали, которые необходимы для понимания сущности технического решения, а сопутствующие элементы, хорошо известные специалистам в данной области, не представлены.
Нижеприведенное описание предназначено для того, чтобы предоставить подробную иллюстрацию примера полезной модели и не должно рассматриваться как ограничивающее. Напротив, любое число вариаций может попадать в рамки области применения полезной модели, которое задано в формуле полезной модели.
Устройство для розлива состоит из корпуса 1 (фиг. 1) с каналом подачи продукта 2 (фиг. 3). Внутри канала подачи продукта 2 установлен с возможностью продольного перемещения запорный конус 3 (фиг. 3). Запорный конус 3 в крайнем нижнем положении перекрывает выходное отверстие 4 (фиг. 5).
Для предотвращения перехода ламинарного потока продукта в турбулентный канал подачи продукта на участке выше положения максимального поднятия запорного конуса имеется сужение внутреннего сечения 5 (фиг. 3). Запорный конус 3 выполнен таким образом, что его поперечное сечение представляет собой окружность по меньшей мере с одним вырезом 6 (фиг. 4) по периметру окружности. В предпочтительном варианте реализации предлагаемого технического решения суммарная площадь вырезов 6 по периметру окружности поперечного сечения запорного конуса, определяемая как разность площадей поперечного сечения канала подачи продукта и поперечного сечения запорного конуса 3, больше или равна площади выходного отверстия 4. Внешняя образующая цилиндрической части запорного конуса 3 обеспечивает его стабильное положение внутри канала подачи продукта. Наличие вырезов 6 обеспечивает равномерное истечение продукта.
Устройство работает следующим образом.
Продукт подается в канал подачи продукта 2 (фиг. 3). При прохождении через сужение внутреннего сечения 5 (фиг. 3) скорость потока продукта снижается, что предотвращает переход ламинарного потока в турбулентный при дальнейшем прохождении продукта через канал подачи продукта 2. При подаче продукта в емкость, имеющую горлышко круглого сечения, запорный конус 3 (фиг. 3) перемещается вертикально вверх в промежуточное положение (фиг. 5). Такое положение запорного конуса обеспечивает ламинарное течение продукта. При промежуточном положении (фиг. 5) запорного конуса 3 достигается формирование слоя продукта на дне емкости высотой hc = [0,05; 0,2] × hе (фиг. 1). После этого запорный конус 3 переходит в крайнее верхнее положение (фиг. 6), в результате чего проходное сечение канала подачи продукта 2 увеличивается, скорость течения продукта увеличивается. Наличие слоя продукта высотой hc на дне емкости не позволяет потоку продукта, подаваемому с увеличенной по сравнению с начальной скоростью, ударяться о дно емкости. Указанное позволяет избежать пенообразования на поверхности продукта.
После заполнения емкости запорный конус 3 переходит в крайнее нижнее положение (фиг. 3), перекрывает выходное отверстие 4, подача продукта прекращается.
При смене емкости описанный процесс повторяется.
Применение заявленного устройства для розлива позволяет расширить технологические, функциональные возможности устройства для розлива, осуществлять розлив и точное дозирование склонных к пенообразованию жидкостей без необходимости отстоя пены.