УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ УКУПОРКИ БАНОК
DEVICE FOR VACUUM CAPPING OF JARS

Область техники
Изобретение относится к устройствам для пищевой обработки, а именно устройствам для вакуумной укупорки и предназначено для создания разрежения в емкостях и их герметизации с целью консервирования пищевых продуктов.
Уровень техники
Известны устройства для вакуумной укупорки (например, описанные в патентах РФ 2089087, 2339569, 2283801, 2326026), содержащие средства откачки и использующие специальные крышки с выпускным обратным клапаном и уплотнительным кольцом. Их недостатком является необходимость использования специальных крышек, снабженных клапаном, которые ненадежны, сложны в изготовлении и дороги для широкого применения.
Известны устройства, описанные в патентах Великобритании, GB №448857, GB №447169, GB №453671 состоящие из вакуумной камеры, с герметичным затвором, средства для создания вакуума в камере и платформу, расположенную внутри камеры, характеризующуюся неподвижной пластиной в камере над платформой и независимого средства, управляемого снаружи камеры для подъема платформы к плите без разрушения вакуума. Данные устройства являются неудобными и дорогими и в большинстве не подходят для применения в быту.
Из уровня техники известно УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ УКУПОРКИ, описанное в патенте РФ на изобретение №2585472, включающее средство откачки и вакуумную камеру в виде колокола с уплотнительной манжетой и средством прижима крышки. Вакуумная камера содержит механизм предварительного прижатия крышки, включающий мембрану или сильфон, установленную у верхней стенки камеры и образующую герметичную область между мембраной или сильфоном и верхней стенкой камеры, и узел напуска, выполненный в виде канала с клапаном для напуска воздуха между верхней стенкой камеры и мембраной или сильфоном, а область камеры с другой стороны мембраны или сильфона соединена со средством откачки. Недостатками данного технического решения являются сложность изготовления, не надежность дополнительной мембраны, обеспечивающей герметичность, отсутствие механизма доворота крышки.
Известны конструкции устройств вакуумной укупорки банок винтовой крышкой:
Патент РФ на полезную модель №11534 устройство вакуумной укупорки банок винтовой крышкой состоящее из системы вакуумирования, стойки с вакуумной камерой, имеющей подъемный механизм, средство закрутки крышки банки, при этом вакуумная камера состоит из установленного в горизонтальных направляющих стакана и крышки, соединенной с подъемным механизмом, а система вакуумирования включает линию сжатого воздуха, сообщенную через управляемый эжектор с вакуумной камерой, при этом средство закрутки крышки банки выполнено в виде горизонтального рычага, соединенного с поворотным диском, расположенным внутри стакана в его нижней части.
Патент РФ на полезную модель №122072 Устройство вакуумной укупорки банок винтовой крышкой, включающее станину с рабочим столом, вакуумную камеру, подъемный механизм, систему вакуумирования, средство закрутки крышки банки, автоматическую систему управления процессами, отличающееся тем, что вакуумная камера выполнена в виде стакана с уплотнением на нижней кромке, включает укупорочную головку и соединена с подъемным механизмом подпружиненной головкой, подъемный механизм выполнен в виде пневматического привода, средство закрутки крышки банки выполнено в виде пневматического поворотного устройства, соединенного с поворотным столом, система вакуумирования включает вакуумный насос или эжектор, сообщенный с ресивером и вакуумной камерой.
Недостатками указанных решений является громоздкость устройств, дорогой цикл изготовления, неудобно в работе т.к. оператор должен поднять крышку камеры, выдвинуть основание камеры, поставить банку с накинутой крышкой, задвинуть основание, опустить крышку камеры, провакуумировать, довернуть крышку, поднять крышку камеры, выдвинуть основание камеры с банкой, вынуть банку. Кроме того, данные устройства требует точной перенастройки на каждый вид банок по высоте.
Известно устройство для закрытия в вакууме, патент Великобритании GB №853259, содержащее полый цилиндр, который установлен вертикально, закрыт на его верхнем конце и снабжен на его нижнем конце «короной» закрывающей крышку, второй полый цилиндр, установленный с возможностью скольжения на первом, установленный на нем вакуумно-герметичным образом, причем оба указанных цилиндра снабжены средством для ограничения пути, по которому один скользит относительно другого и второго цилиндра на его нижнем свободном конце, с эластичной набивкой, выполненной с возможностью создания герметичного закрывания, когда она установлена на горлышке бутылки, подлежащей закрытию, стержень, установленный с возможностью скольжения в полости первого цилиндра, причем указанный стержень способен прикладывая к крышке давление таким образом, чтобы оно могло препятствовать выходу жидкости, содержащейся в бутылке, когда жидкость доводится до кипения вследствие снижения давления во время вакуумного цикла. Устройство снабжено канальной системой, соединяющей камеры, сформированные ниже и над скользящим стержнем в первом цилиндре, и с каналом, предназначенным для подключения к вакуумному насосу.
Данное устройство предназначено для закупорки только бутылок с крышкой корона и без прокрутки.
Наиболее близким к заявляемому решению является изобретение УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫКУУМНОЙ УКУПОРКИ КРЫШКОЙ ТАРЫ ТИПА СТЕКЛЯННЫХ БАНОК патент РФ №2103222, включающее колоколообразный корпус, внутренняя полость которого образует охватывающую горловину банки вакуум-камеру, соединенный с корпусом вакуум - камеры, соосный с ним, связанный с вакуум-камерой воздушным каналом корпус насоса, выполненного в виде цилиндра с расположенным в нем полым штоком, наружный конец которого снабжен выпускным отверстием и ручкой, а внутренний конец - поршнем, дренажный клапан, установленный в воздушном канале, связывающем вакуум - камеру с насосом, и выпускной клапан, установленный в насосе. При этом выпускной клапан совмещен с выпускным отверстием штока, а вакуум - камера снабжена пружиной для прижатия крышки к горловине банки и выпускным отверстием, через которое внутренняя полость сообщается с внешней средой.
Недостатком данного решения является то, что при установке устройства на банку необходимо прикладывать усилие для сжатия прижимной пружины, крышка при этом может сместиться, ухудшая надежность укупорки. Другим недостатком является то, что предварительно прижатая крышка препятствует выходу воздуха из банки при откачке и тем самым ухудшает предельно достижимый вакуум в баллоне. Уменьшение жесткости пружины для уменьшения этого недостатка приведет к ненадежному прижатию крышки.
Раскрытие изобретения
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является значительное упрощение конструкции, что приводит к сокращению времени закрывания банок и удобству использования в быту.
Технический результат заявленного изобретения заключается в том, что заявляемое устройство имеет меньше элементов конструкции, чем аналогичные решения в этой области и может использоваться практически с любым источником вакуума (насосом).
Технический результат заявленного изобретения достигается тем, что предложено устройство вакуумной укупорки банок, включающее в себя корпус вакуумной камеры колоколообразной формы, внутренняя полость которой снабжена резиновым уплотнением и образует герметично охватывающую горловину банки вакуум - камеру, насос, связанный с вакуумной камерой воздушным каналом, полый шток с поршнем, выпускное отверстие и средство прижатия крышки, при этом полый шток расположен в корпусе вакуумной камеры колоколообразной формы с возможностью движения, средство прижатия крышки представлено нижней частью полого штока с воздуховодом, при этом диаметр нижней части штока больше диаметра самого штока, резиновое уплотнение внутренней полости вакуумной камеры колоколообразной формы, представлено, по меньшей мере, одной уплотнительной прокладкой, внутренний диаметр которой меньше внутреннего диаметра вакуумной камеры, по меньшей мере на 2 мм.
В предпочтительном варианте:
- на нижнем торце полого штока, установлена шершавая накладка;
- шершавая накладка на торце выполнена с разрезом от центра к краю;
- внутри корпуса вакуумной камеры выше уплотнения расположено дополнительное резиновое уплотнение, внутренний диаметр которого меньшее, чем аналогичный диаметр основного уплотнения;
- на корпусе вакуумной камеры на отверстие для движения штока установлено кольцевое уплотнение;
- на внутренней кромке корпуса вакуумной камеры находится фаска;
- с внешней стороны вакуумной камеры установлен упор;
- выпускное отверстие с клапаном расположено в корпусе вакуумной камеры;
- выпускное отверстие с клапаном расположено в верхней части полого штока;
- при использовании двух и более резиновых уплотнений внутренней полости вакуумной камеры внутренний диаметр верхнего меньше нижнего, по меньшей мере, на 1 мм;
- подвижный полый шток подключен к насосу через быстросъемный адаптер;
- на выпускном отверстии установлен клапан;
- на подвижном полом штоке установлен вакуумметр.
Совокупность приведенных выше существенных признаков приводит к тому, что:
- Устройство позволяет значительно сократить время процесса закупорки банок;
- Увеличена надежность за счет сокращения деталей конструкции;
- Можно использовать различные размеры банок и крышек к ним;
- Устройство можно использовать практически с любым устройством осуществляющим разряжение газов (вакуумный насос, эжектор, водоструйный насос и пр.)
Краткое описание чертежей
Сущность изобретения поясняется фигурами.
На Фиг. 1 приведен общий устройства, вакуумной укупорки банок, где
цифрами обозначены:
1 - корпус вакуумной камеры колоколообразной формы;
2 - подвижный полый шток;
3 - воздушные каналы (воздуховоды);
4 - воздушный клапан сброса вакуума;
5 - быстросъемный адаптер;
6 - шершавая накладка;
7 - кольцевое уплотнение;
8 - шайба;
9 - винты;
10 - уплотнительные кольцевые прокладки;
11 - шайба;
12 - вакуумметр;
15 - упор для руки.
На Фиг. 2 приведен вид устройства вакуумной укупорки банок, где цифрами
обозначены:
1 - корпус вакуумной камеры колоколообразной формы;
2- подвижный полый шток;
3 - воздушные каналы (воздуховоды);
4 - воздушный клапан сброса вакуума;
5 - быстросъемный адаптер;
6 - шершавая разрезная накладка;
7 - кольцевое уплотнение;
8 - шайба;
9 - винт;
10 - уплотнительные кольцевые прокладки;
11 - шайба;
12 - вакуумметр;
13 - опорная кольцевая проставочная шайба;
14 - прижимная кольцевая проставочная шайба;
15 - упор для руки.
Осуществление изобретения
Ниже приведен пример конкретного выполнения устройства, который не ограничивает варианты его исполнения.
Устройство вакуумной укупорки банок Фиг 1, 2, состоит из корпуса вакуумной камеры колоколообразной формы 1, и подвижного полого штока 2. Внутренняя полость вакуумной камеры 1 образует охватывающую горловину банки вакуум - камеру, в центральной части корпуса 1 выполнено сквозное отверстие для возможности герметичного движения подвижного полого штока 2 с воздуховодами 3. В корпусе 1 или верхней части подвижного штока 2 расположено выпускное отверстие на котором может быть установлен воздушный клапан сброса вакуума 4.
Подвижный полый шток 2 посредством шлангов (на чертежах не показаны) верхней частью подсоединяется к источнику вакуума (не показан на чертежах) предпочтительно через быстросъемный адаптер 5 либо посредством резьбового соединения посредством фитингов, либо любым другим известным в этой области способом. Шток 2 представлен в виде полого цилиндра с расширением снизу, на нижнем торце штока 2 жестко установлена (приклеена / может быть зафиксирована винтами с потайной головкой) шершавая разрезная накладка 6. На корпусе 1 может быть установлено кольцевое уплотнение из вакуумной резины 7, корпуса 1 и подвижного полого штока 2, прижатое шайбой 8 и винтами 9. Также на корпусе 1 в нижней части установлена как минимум одна кольцевая уплотнительная прокладка 10, внутренний диаметр которой, меньше как минимум на 2 мм соответствующего внутреннего диаметра корпуса вакуумной камеры 1, прижатая шайбой 11 и креплениями 9 например винтами. В наилучшем варианте использовать 2 или более прокладок 10. При этом прокладки расположены ступенчатым образом, так что внутренний диаметр верхней прокладки был меньше соответствующего диаметра нижней минимум на 1 мм. Внутренний диаметр прокладки должен быть на 1-2 мм больше диаметра крышки соответствующего диаметра. Чтобы легко и не цепляясь можно было снимать и одевать устройство на банку.
К примеру: устройство, предназначенное под 85 крышку твистофф должно иметь внутренний диаметр прокладки 86-87 мм, а внутренний диаметр колокола 90-91 мм и фаска должна быть снята на 1-2 мм. При использовании дополнительной прокладки 10, внутренний диаметр первой нижней прокладки 87 мм, второй верхней 86 мм, внутренний диаметр колокола 91 мм, фаска так же снята на 1-2 мм.
Накладка на конце штока служит для улучшения сцепления с крышкой банки для доворота крышки. Можно использовать накладку с разрезом от центра к краю, который необходим для предотвращения присасывания накладки к крышке.
Для обеспечения универсальности закатки банок с крышками разного диаметра устройство может быть снабжено дополнительными опорной проставочной шайбой 13 и прижимной проставочной шайбой 14 фиг. 2 Шайба 13 выполнена в виде кольца, либо части корпуса вакуумной камеры 1, внешний диаметр шайбы 13 соизмерим с внешним диаметром корпуса 1, а внутренний диаметр меньше внутреннего диаметра первого контура уплотнения корпуса 1 вакуумной камеры, шайба 13 жестко установлена, например посредством винтового соединения, выполненной в виде кольца такого же размера, как и проставочная шайба 13, с расположенными между ними, как минимум одной кольцевой уплотнительной прокладкой из вакуумной резины, внутренний диаметр которых меньше как минимум на 2 мм внутреннего диаметра проставочных шайб 13, 14.
В наилучшем варианте применения устройства на внутренней кромке корпуса вакуумной камеры 1 и/или проставочной шайбы 13 находится фаска.
В определенных размерах устройства его можно использовать со всеми крышками ТВИСТ ОФФ ГОСТ 25749-2005. К примеру при использовании 82 крышки необходим внутренний диаметр корпуса 91 мм, при использовании 66 крышки достаточный внутренний диаметр корпуса 74 мм. Соответственно при реализации устройства с дополнительным контуром уплотнения внутренний диаметр первого контура уплотнения корпуса 87 мм, второго контура 68 мм. при этом используется проставочная шайба с внутренним диаметром 74 мм. Данные параметры работают при использовании в качестве прокладок вакуумной резины толщиной 3 мм.
Корпус вакуумной камеры может быть выполнен из металла или пластика, наилучшем вариантом является капролон (маслонаполненный капролон)
Источник вакуума может быть представлен вакуумным насосом.
Подвижный шток может быть выполнен из металла или пластика, наилучшем вариантом выполнения является капролон (маслонаполненный капролон).
Для удобства работы шток 2 может быть оснащен вакуумметром 12, клапаном сброса вакуума 4 и быстросъемным адаптером 5 для быстросъемного крепления шланга к источнику вакуума. Также для удобства работы, корпус 1 может быть оснащен упором для руки 15. Клапан сброса 4 может быть заменен краном.
Накладка 6 на конце штока служит для улучшения сцепления с крышкой банки. Накладка 6 предпочтительно должна быть выполнена с разрезом от края до центральной ее части. Разрез необходим для предотвращения присасывания накладки к крышке.
Кроме того, возможно закрепление данного устройства на станине за шток, при этом доворот крышки осуществляется с помощью рычага, закрепленного на поворотной подставке для банки с центрирующим упором. При этом добавляется операция по постановке и снятию банки. При закреплении данного устройства за корпус, возможно отказаться от поворотной проставки. Но при закреплении на подвижной станине теряется мобильность устройства, требуется настройка под высоту банки.
Примеры реализации
Устройство работает следующим образом: Перед оператором на рабочем столе находятся банки, требующие укупорки. Оператор накидывает крышки твист офф на банки, слегка их поворачивая. Оператор включает источник вакуума (вакуумный насос) на чертежах не показан, соединенный гибким шлангом через быстросъемный адаптер 5 (штуцер) если он есть с устройством. Берет рукой устройство за шток 2 (шток при этом в крайнем верхнем положении). Далее надевает устройство на банку до упора (по плечики банки), удерживая шток 2 в руке. Начинается процесс вакуумирования. Следя за показаниями вакуумметра 12 (при его наличии) оператор в нужный момент (при достижении нужной степени вакуума по технологии) ослабляет удержание штока 2. При этом шток 2 втягивается внутрь корпуса под действием вакуума (атмосферного давления) и упирается в крышку банки фактически запирая ее. После этого, удерживая банку или корпус 1 либо за его, либо за упор 15 при его наличии, оператор поворачивает шток 2 по часовой стрелке, тем самым доворачивая крышку под вакуумом. После этого оператор открывает клапан сброса вакуума 4, и устройство легко снимается с банки. Далее одевается на следующую банку и процесс повторяется.
Заявляемое устройство позволяет осуществить быстрый и надежный процесс закупорки банок при подключению к стандартному оборудованию, причем при использовании устройства с 2 контуром уплотнения, позволяет 1 устройством закрывать 2 различных размера банок.
При этом при использовании устройства резиновое уплотнение, которого оснащено несколькими прокладками возможно использование для закупорки банок диаметр, которых чуть больше диаметра крышки, что выгодно отличает заявляемое устройство, от аналогичных.
Таким образом, заявленное изобретение решает следующую основную проблему, а именно: позволяет осуществлять эффективный и быстрый процесс закупорки банок в быту при незначительных размерах и простоте конструкции устройства, что в свою очередь определяет стоимость устройства и его ремонтопригодность.