ТРУБОЧКА ДЛЯ АРОМАТИЗАЦИИ НАПИТКА

Область техники
Полезная модель относится к области легкой промышленности, в частности к средствам для питья напитков, характеризующимся возможностью ароматизации напитка в процессе его потребления.
Предшествующий уровень техники
Из уровня техники известна, раскрытая в патенте РФ №151320 от 05.08.2014, трубочка для ароматизации напитка, содержащая ароматизирующий концентрат в виде гранул между фильтрами на концах трубочки, каждый фильтр состоит из четырех каналов, отделенных друг от друга тремя швами, выполненными термической сваркой. Это известное устройство является прототипом заявленной трубочки для ароматизации напитка.
Недостатком известной трубочки для ароматизации напитка является то, что для нее не определено влияние на прочность швов процесса формообразования фильтров при термической сварке противоположных участков стенки трубочки нагретым инструментом, приводящего к деформированию стенки трубочки в зоне шва.
Раскрытие полезной модели
В полезной модели решается задача упрочнения фильтров трубочки для ароматизации напитка и обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в увеличении прочности швов фильтров трубочки для ароматизации напитка, в том числе, за счет уменьшение усилия на разрыв швов, передаваемого от прилегающих к ним участков стенки трубочки, являющихся стенками каналов фильтра.
Указанный технический результат достигается в трубочке для ароматизации напитка, содержащей ароматизирующий концентрат в виде гранул между фильтрами на концах трубочки из полипропилена, состоящими из четырех продольных каналов, отделенных друг от друга тремя швами, выполненными термической сваркой при этом толщина швов, в результате воздействия нагретыми инструментами, прижимающими друг к другу противоположные стороны стенки при выполнении термической сварки, составляет от 50% до 75% от двойной толщины стенки трубочки, выполненной из полипропилена, а стенка трубочки утончена на примыкающих к швам участках внешней стороны стенки трубочки. При этом возможны следующие параметры: наружный диаметр трубочки от 8,2 мм до 9,2 мм, толщина стенки трубочки 0,20 мм, каждый фильтр состоит из четырех каналов, отделенных друг от друга тремя швами, толщина каждого шва от 0,20 мм до 0,30 мм, при ширине шва от 0,80 мм до 1,2 мм и длине шва от 2,40 мм до 3,40 мм, а толщина стенки трубочки в месте примыкания к шву от 0,1 мм до 0,18 мм.
Швы могут быть выполнены в виде продольных прямоугольных полосок, в частности, со скругленными углами.
Наружный диаметр трубочки может иметь значение 8,7 мм.
Диаметр сферических гранул ароматизирующего концентрата может быть от 1 мм и выше, обычно не более 2,5 мм, швы, отделяющие каналы в фильтрах, могут отстоять друг от друга и от края трубочки с одинаковым интервалом, образуя каналы с минимальным поперечным размером от 0,4 мм до 0,8 мм.
Краткое описание чертежей
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображен общий вид трубочки для ароматизации напитка;
на фиг. 2 показан увеличенный фрагмент общего вида трубочки для ароматизации напитка, включающий фильтр.
на фиг. 3 показано еще более увеличенное поперечное сечение фрагмента общего вида трубочки, показанного на фиг. 2.
Реализация полезной модели
На фиг. 1 и фиг. 2 показана трубочка 1 и фильтры 2, образованные швами 3 прямоугольной формы на концах трубочки. Гранулы ароматизирующего концентрата не показаны и находятся внутри трубочки 1 между фильтрами 2.
На фиг. 3 показано сечение фильтра в поперечном направлении. В результате термической сварки прижимаемых друг к другу нагретым инструментом противоположных сторон стенки трубочки образованы каналы 4. Вместе с тем, толщина сваренных противоположных участков стенки трубочки в швах 3 в результате воздействия нагретого инструмента существенно уменьшилась. Толщина стенки 5 также существенно уменьшилась в результате воздействия нагретого инструмента в местах 6 примыкания стенки 5 к швам 3.
Прочность швов, полученных термической сваркой, зависит не только от площади, которую швы занимают, но и от качества сварки противоположных участков стенки трубочки. Поскольку расплавленные нагретым инструментом участки стенки необходимо прижать, они утончаются. Для предотвращения деструкции стенки трубочки, используют ограничители хода нагретых инструментов.
На фиг. 3 показано пунктиром расположение нагретых инструментов 7 и 8 относительно формируемого ими шва 3. Экспериментально установлено, что толщина шва должна составлять от 50% до 75% от двойной толщины стенки 5 трубочки, что гарантирует надежное соединение свариваемых участков. Стенка утончается и в примыкающих к швам участках 6 на внешней стороне стенок 5, поскольку нагретые инструменты 7 и 8 воздействуют, как видно на фиг. 3, на соответствующие части стенок.
Необходимо учесть, что поскольку противоположные стороны стенки трубочки свариваются частично, то свариваемые участки стенки (швы) чередуются со стенками каналов, воздействующими на участки, соединенные сваркой. При этом усилия, прилагаемые к швам, направлены на разрыв участков, соединенных сваркой. Однако, благодаря утончению стенки на внешней стороне участков 6, примыкающих к швам 3, уменьшается усилие на разрыв швов 3, передаваемое от прилегающих к ним участков стенки 5, являющихся стенками каналов 4. Экспериментально установлено, что если толщина стенки трубочки в месте примыкания к шву от 0,1 мм до 0,18 мм, то это способствует меньшей нагрузки на швы при использовании трубочки. Такое утончение стенки на внешней стороне участков 6 способствует, в то же время, изгибу стенки трубочки на участках 6, примыкающих к швам 3, и формированию каналов 4 овальной формы в поперечном сечении.
Были проведены испытания прочности швов у трубочки с внешним диаметром равным 8,7 мм и толщиной стенок 0,20 мм. При проведении испытаний фильтр трубочки подвергался нагрузке, превышающей максимальную нагрузку, создаваемую при использовании трубочки и соответствующей перепаду давления на входе и выходе фильтра равному 1 атмосфере. Для испытания прочности швов использовали трубочки, на одном конце которых выполнялся фильтр со швами, а через другой открытый конец, в течение 1 минуты подавали воду под давлением 1 атмосфера. Таким образом, обеспечивалось воздействующее на швы давление в трубочке, превышающее давление в трубочке при всасывании из нее жидкости ртом. При проведении испытаний значение параметров швов трубочки изменялось с шагом 0,1 мм. Значения параметров и качество швов проверялись с использованием оптического микроскопа.
Испытания позволили определить заявленные параметры швов и значения толщин стенки трубочки в месте примыкания к шву.
Расчетным путем экспериментальные результаты, подтверждающие прочность швов с заявленными параметрами, экстраполированы на трубочки диаметром от 8,2 мм до 9,2 мм.