ЕМКОСТЬ ДЛЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ

Предлагаемая полезная модель относится к таре, а именно, к емкостям для упаковки, хранения, транспортирования и розлива жидких, преимущественно пищевых продуктов.
Известны емкости указанного назначения, изготавливаемые из пластика. В частности, известны емкости в виде сосудов, имеющих элементы для обеспечения жесткости, благодаря которым сосуд сохраняет форму (патент США №3,086,671, опубл. 23.04.1963 [1]; патент Российской Федерации на полезную модель №52821, опубл. 27.04.2006 [2]). Такие емкости неудобны тем, что занимают одинаковый объем в заполненном и порожнем состоянии.
Кроме того, известны пластиковые емкости, деформируемые в порожнем состоянии для уменьшения занимаемого объема, в частности, способные складываться "гармошкой" (патент Великобритании №798338, опубл 16.07.1958 [3]; патент США №4,898,306, опубл. 06.02.1990 [4]; патент США №2,682,355, опубл. 23.10.1951 [5]; патент СССР №1784025, опубл. 23.12.1992 [6]). Однако такие емкости изготавливаются из относительно жесткого пластика и поэтому в сложенном состоянии имеют недостаточно плоскую форму, а емкость по патенту [5], кроме того, в заполненном состоянии не может быть установлена вертикально.
Известны также емкости для упаковки, хранения и транспортирования жидких пищевых продуктов, изготавливаемые из гибкого полимерного материала, имеющие в незаполненном состоянии очень небольшой объем. Однако такие емкости в заполненном состоянии неспособны самостоятельно сохранять определенную форму и находиться в вертикальном положении, удобном для розлива из них продукта через кран. Поэтому указанные емкости обычно используют по принципу, получившему ставшее международным название "bag in box" ("мешок в коробке"), помещая их в жесткую коробку (см., например, патент США №5,474,212, опубл. 12.12.1995 [7]; патент Швейцарии №655702, опубл. 15.05.1986 [8]; патент Российской Федерации на полезную модель №29903, опубл. 10.06.2003 [9]). Необходимость размещения в специальной дополнительной таре и неспособность без нее находиться в вертикальном положении, удобном для пользователя при розливе продукта из емкости, является общим недостатком таких "мягких" емкостей, изготавливаемых из гибкого полимерного материала. Кроме того, указанные емкости обычно наполняются продуктом сверху либо через горловину мешка, которая затем заваривается или закупоривается другим способом, либо через отверстие для залива, которое после наполнения емкости закрывается. Это препятствует обеспечению стерильности при наполнении емкости продуктом и не предотвращает попадания в нее воздуха в процессе наполнения.
Техническое решение по предлагаемой полезной модели направлено на достижение технического результата, заключающегося в обеспечении возможности самостоятельного сохранения вертикального положения емкостью с налитым в нее продуктом без увеличения объема, занимаемого емкостью в незаполненном продуктом состоянии. Ниже при раскрытии сущности предлагаемого технического решения и описании его конкретного выполнения и использования будут названы и другие виды технического результата.
К предлагаемой полезной модели наиболее близка емкость, известная из патента [9].
Предлагаемая емкость, как и наиболее близкая к ней известная, выполнена в виде мешка из гибкого полимерного материала, снабженного в нижней части средством для розлива продукта.
Для достижения указанного технического результата в предлагаемой емкости, в отличие от наиболее близкой к ней известной, мешок выполнен из прямоугольного полотна пленки из указанного материала, сложенного для образования стенок мешка и формирования между ними донной складки в виде перевернутой буквы V. Боковые и верхние края стенок мешка по всей их длине герметично соединены друг с другом, а также с боковыми краями прилегающих к ним частей донной складки. Каждая из этих частей соединена, кроме того, с той стенкой мешка, к которой она прилегает, по всей ее поверхности ниже дугообразной линии, имеющей концы, находящиеся в верхних углах данной части донной складки, и обращенную вниз выпуклость, примыкающую к нижней линии сгиба данной части донной складки. При этом средство для розлива продукта выполнено с возможностью использования его для розлива продукта как из емкости, так и в нее, и представляет собой патрубок с фланцем, соединенным с одной из стенок мешка, в которой выполнено отверстие, соосное с отверстием указанного патрубка, а последний предназначен для присоединения крана либо шланга для подачи продукта при розливе его в емкость.
Описанное выполнение мешка предлагаемой емкости обеспечивает формирование днища мешка по мере заполнения емкости продуктом благодаря расправлению донной складки и приобретению днищем выпуклой округлой формы, определяемой, в том числе, и формой упомянутой дугообразной линии. Днище заполненной продуктом емкости, ориентированное указанной выпуклостью вниз, опирается на горизонтальную поверхность, на которую установлена, емкость, и благодаря гибкости полимерного пленочного материала принимает форму, сопряженную с этой поверхностью. Вместе с тем нижняя часть емкости обладает повышенной жесткостью благодаря жестким элементам, которые образованы стенками мешка, соединенными с частями донной складки по всей ширине стенки мешка ниже упомянутой дугообразной линии. В совокупности это обеспечивает способность заполненной продуктом емкости находиться в вертикальном положении и сохранять устойчивость. Вместе с тем для достижения этого технического результата при сохранении возможности использования емкости по ее назначению необходимы и описанные выше особенности выполнения средства для розлива. Это объясняется отсутствием горловины у мешка в емкости предлагаемой конструкции, вследствие чего осуществление пригодной к эксплуатации емкости с мешком, имеющим указанное выполнение, возможно только при сочетании такого выполнения мешка с выполнением средства для розлива, позволяющим производить розлив продукта как из емкости, так и в нее. В последнем случае продукт, которым наполняется емкость, может подаваться в нее непосредственно от источника продукта, например, через шланг, герметично присоединяемый к патрубку средства для розлива. Этим обеспечивается и дополнительный технический результат, заключающийся в создании условий для соблюдения стерильности процесса заполнения емкости и предотвращении попадания в нее воздуха в емкость в процессе заполнения. Этому способствуют также само отсутствие горловины у мешка и отсутствие соединительного шва в нижней части мешка, что одновременно повышает его герметичность.
Для обеспечения наилучшей устойчивости заполненной емкости (способности сохранять вертикальное положение при размещении донной части на горизонтальной поверхности) глубина донной складки, т.е. расстояние от нижнего края стенки мешка до верхней линии сгиба этой складки, выполненной в виде перевернутой буквы V, должна составлять 0,32÷0,38 от ширины стенки мешка.
Емкость может быть снабжена съемным краном, имеющим рифленый штуцер для установки в отверстие указанного патрубка с возможностью легкого снятия перед началом розлива продукта в емкость и возможностью запрессовывания в патрубок после заполнения емкости. Кран, установленный указанным образом, служит средством, позволяющим обеспечить герметичность и сохранение стерильности внутренней полости емкости в период, предшествующий заполнению продуктом после ее изготовления и стерилизации.
Стенки мешка могут быть соединены друг с другом по периметру или по всей площади участка прямоугольной формы, расположенного ниже их верхних краев, и в этом участке может быть выполнена вырубная ручка. Наличие ручки создает дополнительное удобство при использовании предлагаемой емкости.
Пленка из полимерного материала, из которой изготовлен мешок, может быть металлизирована для лучшего задерживания теплового, видимого и ультрафиолетового излучения. Для изготовления мешка может быть использован как однослойный, так и многослойный пленочный материал. В последнем случае усиливаются отмеченные свойства предлагаемой емкости, а также повышается ее механическая прочность.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежами и фотографией, на которых показаны:
- на фиг.1 и фиг.2 - соответственно, вид незаполненной продуктом емкости спереди (со стороны установки крана) при не установленном кране и с противоположной стороны;
- на фиг.3 - развертка полотна, из которого изготовлен мешок емкости;
- на фиг.4 - поперечный разрез;
- на фиг.5 - нижняя часть фиг.4 в увеличенном масштабе;
- на фиг.6 - вид незаполненной продуктом емкости спереди (со стороны установки крана) при установленном кране и при наличии вырубной ручки;
- на фиг.7 - поперечный разрез емкости (нижняя часть) в увеличенном масштабе при установленном кране;
- на фото 1 - изображение заполненной продуктом емкости (вид сбоку).
Предлагаемая емкость имеет вид мешка из гибкого полимерного материала (например, полиэтиленовой или полипропиленовой пленки), имеющего в нижней части патрубок для установки крана. Вид мешка не заполненной продуктом емкости спереди, т.е. со стороны установки крана (при не установленном кране), показан на фиг.1, а вид сзади - на фиг.2. Мешок изготовлен из одного куска полотна прямоугольной формы, развертка которого показана на фиг.3, сложенного по линиям 1, 2 и 3 с образованием донной складки (части 4 и 5 полотна), как показано на фиг.4 и фиг.5. Донная складка имеет вид перевернутой буквы V, т.е. ее сгиб 2 находится сверху (см. фиг.4 и фиг.5; на фиг.1 и фиг.2 невидимый сгиб 2 показан штриховой линией). Части 4 и 5 донной складки являются продолжениями частей 6 и 7 указанного полотна и соединены с ними по линиям сгиба 1 и 3 соответственно. Части 6 и 7 полотна образуют переднюю и заднюю стенки мешка. Боковые и верхние края стенок мешка по всей их длине герметично соединены друг с другом (это показано штриховкой 8, 9, 10 соответственно для двух боковых и верхнего краев на фиг.1 и фиг.2), а также с боковыми краями прилегающих к ним частей 4 и 5 донной складки (участки 11 и 12 штриховки на фиг.1 и участки 23 и 24 штриховки на фиг.2). Каждая из частей 4, 5 донной складки герметично соединена, кроме того, с той стенкой мешка, к которой она прилегает (соответственно, 6 и 7), по всей площади ниже дугообразной линии (соответственно, 13 и 14 на фиг.1 и фиг.2). Концы этой линии (соответственно, 15, 16 и 17, 18) находятся в верхних углах данной части донной складки. Линия (13, 14) имеет обращенную вниз выпуклость (соответственно 19, 20), примыкающую к нижней линии сгиба (соответственно, 1 и 3) данной части донной складки. Т.е. соединение осуществлено таким образом, что его верхняя граница плавно опускается по мере удаления от краев стенки мешка и занимает самое нижнее положение в середине этой стенки возле нижней линии сгиба соответствующей части донной складки. Описанное соединение по площади под дугообразными линиями 13 и 14 показано штриховкой 21 на фиг.1 и штриховкой 22 на фиг.2.
На передней стенке 6 мешка герметично установлен патрубок 31 с помощью фланца 32 (см. фиг.1, фиг.4 и фиг.5, на которой показан в более крупном масштабе фрагмент 25 фигуры 4). Фланец 32 может быть установлен (приварен) как с наружной, так и с внутренней стороны стенки 6. Второй вариант более предпочтителен и показан на чертежах. Отверстие 33 в стенке 6 соосно с отверстием 34 патрубка 31. При размещении фланца 32 патрубка 31 с внутренней стороны стенки 6 мешка диаметр отверстия 33 должен быть достаточен для того, чтобы, изогнув материал мешка, можно было вставить фланец 32 внутрь мешка через это отверстие. Именно такое отверстие 33 показано на фигурах 1, 3 и 4.
Фигуры 6 и 7 отличаются от описанных выше фигур 1 и 5 тем, что на них показан кран 41, установленный своим штуцером 43 в отверстии 34 патрубка 31. Кран имеет также фланец 42, контактирующий со вторым фланцем 38 патрубка 31. На фиг.6 показано также наличие у предлагаемой емкости вырубной ручки 51. Она может быть выполнена, если стенки мешка соединены друг с другом в верхней части не только их верхними краями, но и по периметру или по всей площади участка 52 прямоугольной формы, расположенного ниже их верхних краев. На фиг.6 показано соединение по периметру упомянутого участка. Форма, приобретаемая емкостью в заполненном продуктом состоянии, вина на фото.1.
Предлагаемая емкость изготавливается из одного полотна полимерной пленки, имеющего развертку, показанную на фиг.3, под горячим прессом. Емкость применяется следующим образом. Хранение и транспортировка емкости до начала ее эксплуатации могут осуществляться как при наличии, так и при отсутствии крана 41. В емкости, простерилизованной путем воздействия повышенной температуры и готовой к началу использования, штуцер 42 крана 41 только "наживлен" в отверстии 34 патрубка 31, однако этого достаточно для сохранения герметичности и стерильности емкости в период, предшествующий началу ее эксплуатации. Перед розливом продукта из его источника в предлагаемую емкость кран 41 легко отсоединяется от патрубка 31, и через отверстие 34 патрубка в емкость может подаваться продукт непосредственно от его источника, например, с помощью герметично состыкованного с патрубком 31 шланга. После этого кран 41 снова вставляется своим штуцером 43 в отверстие 34 патрубка, но теперь уже окончательно - до упора и запрессовывается, прочно удерживаясь в отверстии 34 благодаря наличию рифления 45 у штуцера 43. Емкость готова к хранению, транспортировке и розливу из нее продукта. Последний осуществляется в подставленную под кран посуду путем нажатия на лепестки 44 крана 41. При выполнении, показанном на фиг.6, емкость можно переносить за ручку 51.
По мере заполнения мешка продуктом при розливе его в емкость донная складка расправляется, ее части 4 и 5 приобретают округлую выпуклую форму. Емкость, установленная на горизонтальную поверхность, может опираться на нее указанной выпуклостью и жесткими элементами, образованными соединенными между собой участками поверхности донной складки, находящихся ниже дугообразных линий 19, 20, и частями стенок мешка, к которым прилегают эти части донной складки. В итоге обеспечиваются способность емкости сохранять вертикальное положение и ее устойчивость. Для увеличения последней целесообразно иметь примерно одинаковые размеры донной части заполненной емкости в направлении, соединяющем противоположные боковые края мешка, и в перпендикулярном ему направлении. Этому условию соответствует выбор соотношения между глубиной донной складки (расстоянием от нижнего края стенки мешка до верхней линии сгиба донной складки, т.е. расстоянием Н между сгибом 2 и сгибами 1, 3 на фиг.3) и шириной стенки мешка в интервале 0,32÷0,38. При таком выборе указанные два размера отличаются друг от друга не более, чем на 20 процентов.
Следует отметить, что предлагаемая емкость не имеет шва в днище, что способствует повышению ее герметичности. Пленочный материал мешка может быть металлизирован с наружной стороны, например алюминием. Для изготовления мешка предлагаемой емкости может быть использован как однослойный, так и многослойный пленочный материал.
Емкость технологична и удобна в эксплуатации, поскольку может она быть использована без размещения ее в специальной жесткой таре, причем эта возможность реализуется без увеличения весьма малого объема, занимаемого емкостью в незаполненном продуктом состоянии. Она не бьется, не пропускает запахи, хорошо задерживает тепло, видимый свет и ультрафиолетовое излучение, чему способствует наличие металлизации используемого полимерного пленочного материала.
Источники информации
1. Патент США №3,086,671, опубл. 23.04.1963.
2. Патент Российской Федерации на полезную модель №52821, опубл. 27.04.2006.
3. Патент Великобритании №798338, опубл 16.07.1958.
4. Патент США №4,898,306, опубл. 06.02.1990.
5. Патент США №2,682,355, опубл. 23.10.1951.
6. Патент СССР №1784025, опубл. 23.12.1992.
7. Патент США №5,474,212, опубл. 12.12.1995.
8. Патент Швейцарии №655702, опубл. 15.05.1986.
9. Патент Российской Федерации на полезную модель №29903, опубл. 10.06.2003.