ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ВСПЕНИВАНИЯ НАПИТКОВ
DEVICE FOR BEVERAGES FOAMING

Настоящее изобретение относится к приспособлениям для вспенивания напитков, которые обычно называют "дополнительным приспособлением".
2
2
2
Когда газированный напиток подается из контейнера, такого как банка или бутылка, при низкой температуре, порядка 5°С или ниже, возрастание растворимости CO при понижении температуры означает, что напиток едва может иметь вид вообще газированного напитка, потому что большая часть CO остается в растворе и не проявляется в виде газовых пузырьков, поднимающихся через жидкость. Это особенно важно применительно к пиву, потому что покупатели привыкли видеть многие сорта пива, в особенности типа лагер или стаут, в чрезвычайно "живом" состоянии, т.е. со многими пузырьками СО, поднимающимися через пиво, и со значительной "шапкой", т.е. покрытием из пены. Отсутствие большого количества поднимающихся газовых пузырьков и "шапки" придает пиву эстетически непривлекательный вид для многих потребителей.
2
Известно, что можно снабдить контейнеры, например бутылки или банки, содержащие пиво, вспенивающим приспособлением, которое действует таким образом, чтобы впрыскивать тонкую струю газа под высоким давлением, обычно азота, в пиво в момент, когда контейнер открывается. Эта струя газа придает пиву высокую степень турбулентности вблизи указанного приспособления, и результатом этой турбулентности будет создание существенно увеличенного количества пузырьков СО в пиве, и, таким образом, в быстром создании шапки пены на пиве, так что когда его наливают из контейнера, несколькими секундами позже оно имеет вид, на который рассчитывают потребители.
Известны два типа таких приспособлений. Приспособление первого типа является приспособлением с предварительно повышенным давлением и состоит из небольшого резервуара для газа, помещенного в контейнер, обычно на дне. Резервуар имеет маленькое отверстие для выпуска газа в его стенке. Непосредственно перед введением приспособления в контейнер в резервуар вводится жидкий азот, и контейнер затем герметизируют непосредственно перед тем, как весь азот может выйти. После того как давление газа в верхней части контейнера возрастет до уровня, равного тому, которое присутствует в резервуаре, газ не покидает резервуар, пока контейнер не откроют и давление в верхней части не упадет до величины атмосферного. Когда так происходит, сжатый газ выпускается тонкой мощной струей через отверстие в пиво и создает требуемый эстетический вид. Однако это дорого на практике, и более привычным стало использование приспособления с так называемой продувкой. Такие приспособления не снабжаются порцией сжатого газа до их введения в контейнер, а наполняются газом, как только они оказываются в контейнере. Приспособление с продувкой одного известного типа содержит резервуар, который имеет такой вес или выполнен так, что он плавает на поверхности пива с определенной заранее ориентацией и снабжен одноходовым впускным клапаном над поверхностью жидкости и отверстием для выпуска газа ниже поверхности жидкости. Приспособление помещают в контейнер после наполнения контейнера пивом, и оно плавает на его поверхности в определенном заранее положении, а также в контейнер вводится небольшой объем жидкого азота, например на поверхность пива. Азот немедленно начинает испаряться и, таким образом, вытесняет весь атмосферный кислород в головную часть контейнера. Прежде чем закончится испарение, контейнер закрывают и герметизируют, и остающийся азот, таким образом, создает давление в головном пространстве над уровнем жидкости. Это возросшее давление передается внутренней части резервуара, которая, таким образом, становится наполненной сжатым азотом через впускной клапан для газа. Когда контейнер открывают и давление в верхнем пространстве падает до атмосферного давления, сжатый азот выталкивается тонкой быстрой струей в пиво через отверстие для выпуска газа и, таким образом, производит требуемый эффект на внешний вид пива к тому времени, когда его наливают из контейнера.
Однако снабжение приспособления одноходовым впускным клапаном является дорогим, и введение приспособления в контейнер является дополнительным технологическим этапом, который по существу увеличивает стоимость производства.
Целью настоящего изобретения является, следовательно, создание приспособления, вспенивающего напиток, которое дешевле и проще, чем известные приспособления, и которое, кроме того, уменьшает число этапов, требуемых в процессе производства.
Согласно настоящему изобретению укупорочное средство, предназначенное для контейнера для напитка, содержит закрывающую пластину и диафрагму, которые вместе ограничивают резервуар для текучей среды, причем диафрагма имеет относительно подвижную часть, в которой выполнено отверстие для впуска/выпуска газа и которая соединена с остальной частью диафрагмы по меньшей мере двумя разнесенными кольцевыми линиями сгиба противоположного направления, причем приложение давления к внутренней части резервуара, превышающего давление, приложенное к его внешней части, вызывает поворот относительно линий сгиба и, таким образом, перемещение указанной относительно подвижной части в сторону удаления от остальной части диафрагмы.
Таким образом, изобретение предлагает составное приспособление для укупорки контейнера и для введения текучей среды, при этом само укупорочное средство является частью указанного приспособления для введения текучей среды. Резервуар является резервуаром продувочного типа и ограничен частью укупорочного средства, а именно закрывающей пластиной и диафрагмой. Часть диафрагмы является подвижной по отношению к остальной части диафрагмы благодаря наличию по меньшей мере одной пары кольцевых линий сгиба противоположного направления. При использовании, когда укупорочное средство расположено на контейнере, кольцевые перемычки, составляющие часть диафрагмы, соединены вместе кольцевыми линиями сгиба и расположены относительно близко друг к другу. Если давление внутри резервуара будет значительно выше, чем вне резервуара, разница давлений действует на подвижную часть резервуара, что вызывает поворот перемычек относительно линий сгиба, и, таким образом, перемещение подвижной части диафрагмы в направлении от закрывающей пластины. На практике подвижная часть устроена так и линий сгиба столько, что отверстие для впуска/выпуска газа перемещается из положения, в котором оно находится над поверхностью напитка, находящегося в контейнере, на который надето укупорочное средство, в положение, в котором оно находится ниже поверхности жидкости. Сжатый газ в резервуаре, например азот, вводится в напиток, обычно в пиво, как только герметичность контейнера нарушается, чтобы получить эффект, описанный выше. Текучая среда, введенная в напиток, обычно будет только сжатым газом. Однако может быть также некоторое количество жидкости внутри резервуара, например напиток, который прошел в резервуар через отверстие для впуска/выпуска газа. Любая такая жидкость немедленно поместится над отверстием при нормальном положении контейнера и будет вытолкнута первой давлением газа, а за ней последует и сам газ.
Приспособление для вспенивания напитка, которое образовано закрывающей пластиной и диафрагмой, относится к продувочному типу. При использовании контейнер наполняют жидкостью, обычно пивом, и небольшое количество жидкого газа, обычно азота, вводят в головное пространство контейнера. После продувки атмосферного кислорода в головном пространстве контейнера испаряющимся азотом, но прежде, чем весь азот испарится и рассеется, на контейнер затем быстро надевают укупорочное средство. Остающийся жидкий азот затем повышает давление в головном пространстве контейнера. Диафрагма выполнена так, а бутылка наполнена до такого уровня, что отверстие для впуска/выпуска газа находится выше уровня жидкости. Возросшее давление в головном пространстве, таким образом, передается резервуару с газом, который наполняется сжатым азотом. Когда укупорочное средство нужно удалить с контейнера, газовое уплотнение нарушается и давление газа в головном пространстве мгновенно понижается до атмосферного давления. Приложение этой разницы давлений к подвижной части диафрагмы, благодаря тому что ее внешнее давление существенно меньше, чем внутреннее давление, приводит к тому, что подвижная часть мгновенно удаляется от закрывающей пластины на расстояние, достаточное, чтобы отверстие для впуска/выпуска газа передвинулось в положение ниже уровня жидкости. Это происходит прежде, чем значительная часть азота выйдет из газового резервуара. Сжатый азот в газовом резервуаре или жидкость под сжатым азотом затем выпускается под действием разницы давлений в жидкость в контейнере в виде тонкой быстрой струи и создает требуемую турбулентность и смешивание и в случае пива желаемую шапку на его поверхности.
Как следствие того, что приспособление для введения текучей среды является частью, выполненной за одно целое с укупорочным средством контейнера, оно по необходимости надевается на контейнер одновременно с укупорочным средством и число этапов, требуемых в процессе производства, уменьшается. Не требуется одноходовой клапан, потому что единственное отверстие, сделанное в газовом резервуаре, расположено в головном пространстве, когда контейнер герметично закрыт, но расположен внутри жидкости, как только герметизация нарушится.
Подвижная часть диафрагмы может быть выполнена из разных материалов, но предпочтительно выполнена из пластмассы, такой как полипропилен. Предпочтительно, чтобы подвижная часть остальной части диафрагмы представляла цельную отформованную под давлением деталь.
Отверстие для впуска/выпуска газа должно быть достаточно большим, чтобы обеспечить газовую струю, текущую через него в напиток, достаточную, чтобы вызвать значительную турбулентность, но достаточно малым, чтобы обеспечить выход через него сжатого газа за несколько секунд. На практике предпочтительно оно имеет диаметр между 0,1 и 0,5 мм, например около 0,3 мм.
3
Объем газового резервуара должен, конечно, быть достаточным, чтобы хранить количество сжатого газа, достаточное для выполнения требуемой функции должным образом, и установлено, что объем между 1,5 и 40 смдостаточен для этой цели и легко достижим.
Таким образом, в очень простом варианте подвижная часть диафрагмы может представлять собой свисающую трубку, присоединенную к остальной части диафрагмы двумя линиями сгиба противоположного направления, разделенными кольцевой перемычкой. Верх трубки открыт и, таким образом, сообщается с резервуаром, в то время как дно трубки по существу закрыто и имеет отверстие для впуска/выпуска газа. На практике эта конструкция может не очень хорошо обеспечивать достаточно вертикальное перемещение отверстия для впуска/выпуска газа. В модифицированной версии этого варианта относительно подвижная часть также выполнена в виде трубки, но в этом случае стенка трубки имеет много пар линий сгиба противоположного направления, образованных в ней, и, таким образом, имеет конструкцию типа гармони.
В альтернативном варианте подвижная часть выполнена в виде кармана или выемки, отходящей от закрывающей пластины, по отношению к остальной диафрагме. Изобретение также включает контейнер для напитка, содержащий газированный напиток и герметизированный укупорочным средством описанного выше типа, причем резервуар для газа содержит сжатый газ, отверстие для впуска/выпуска газа расположено над уровнем жидкости, а подвижная часть выполнена и расположена с обеспечением ее перемещения от закрывающей пластины при приложении к внутренней части резервуара давления, превышающего давление, приложенное к его внешней части, так что отверстие для впуска/выпуска газа располагается ниже уровня жидкости.
Укупорочное средство для контейнера может иметь различную форму и, таким образом, может быть, например, обычным винтовым колпачком, надетым на бутылку с напитком. В этом случае укупорочное средство будет содержать закрывающую пластину, которая проходит над горлышком бутылки и к периферии которой присоединен выполненный с ней за одно целое свисающий фланец. В альтернативном случае укупорочное средство может просто представлять крышку банки, которая удаляется вручную посредством вытягивания кольца или подобным этому способом. В этом случае укупорочное средство будет иметь по существу плоскую конструкцию, представляющую собой одиночную тонкую металлическую пластину, к нижней стороне которой, конечно, присоединена диафрагма, с которой пластина образует резервуар для газа.
Дальнейшие признаки и детали изобретения будут понятны из следующего описания двух конкретных вариантов, которые приводятся только в качестве примера, со ссылкой на сопровождающие чертежи, где
фиг.1 является схематическим осевым разрезом верхней части бутылки для пива с широкой горловиной, герметизированной укупорочным средством в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения, перед нарушением газового уплотнения;
фиг.2 является подобным видом, показывающим укупорочное средство на начальных стадиях снятия с бутылки, иначе говоря, сразу же после нарушения газового уплотнения;
фиг.3 и 4 являются видами, соответствующими фиг.1 и 2 соответственно для второго варианта выполнения укупорочного средства.
Фиг.1 показывает верхнюю часть бутылки 2 пива, которая наполнена пивом до уровня 4 и имеет горлышко 6. На внешней поверхности горлышка сразу под ободком бутылки образован обращенный вниз окружной буртик 8.
На фиг.1 и 2 бутылка закрыта укупорочным средством, которое включает закрывающую пластину 10, имеющую вогнутую форму и, таким образом, проходящую на некоторое расстояние в горлышко бутылки. Внешняя кромка пластины 10 выполнена за одно целое с кольцевой перемычкой 12, которая проходит над ободком бутылки. Интегрально с внешней кромкой перемычки 12 выполнена свисающая юбка 14, которая проходит вниз вокруг верхней части горлышка. За одно целое с внутренней поверхностью юбки 14 выполнен и присоединен к ней посредством выполненной за одно целое поворотной части 16 уплотнительный фланец 18, который является продолговатым, проходит по существу параллельно продольной центральной оси бутылки и имеет торцевую поверхность, которая проходит по существу перпендикулярно оси бутылки. Этот свободный конец фланца 18 взаимодействует с нижней стороной буртика 8 и удерживает крышку в ее положении на бутылке. Укупорочное средство надевается на бутылку так, что юбка 14 находится под натяжением, благодаря чему фланец 18 оттягивается вверх до контакта с буртиком 8 и, таким образом, образует вместе с ним уплотнение. Натяжение также тянет кольцевую перемычку 12 вниз до контакта с ободком бутылки, и таким образом образовано еще одно уплотнение. В этом конкретном варианте поворотная часть 16 является упругой и толкает фланец 18 вниз в контакт с внешней поверхностью горлышка бутылки, и таким образом образовано еще одно уплотнение.
Укупорочное средство, описанное таким образом, представляет собой цельную отформованную под давлением деталь из пластмассы, такой как полипропилен. Однако укупорочное средство также включает еще одну отформованную под давлением деталь из полипропилена или подобного материала, содержащую диафрагму 20 вогнутой круговой формы, внешняя кромка которой присоединена к нижней стороне кольцевой перемычки 12 и расположена между перемычкой 12 и ободком бутылки. Присоединение диафрагмы к перемычке может быть осуществлено сваркой, или приклеиванием, или защелкиванием кромки диафрагмы в канавке или подобном ей элементе в перемычке 12 или пластине 10. В альтернативном случае перемычка 12 или пластина 10 могут иметь кольцевой гребень или выступ, в который может быть вставлена кромка диафрагмы, и диафрагма затем удерживается в своем положении благодаря малой степени деформации относительно своей упругости. Внешняя кромка диафрагмы 20, таким образом, герметизируется к нижней стороне перемычки 12, и нижняя поверхность внешней кромки диафрагмы 20 вводится перемычкой 12 в герметичное сцепление с ободком бутылки. Вогнутость диафрагмы 20 больше, чем вогнутость пластины 10, благодаря чему между этими двумя частями образовано пространство, которое представляет газовый резервуар 22. За одно целое с центральной частью диафрагмы выполнена подвижная часть, выполненная в этом случае в виде трубки 24, верхний конец которой открыт, благодаря чему внутренняя часть трубки сообщается с резервуаром 22. Нижний торец трубки 24 по существу закрыт пластиной или перемычкой 26, в которой, например, в центре, есть отверстие 28 для впуска/выпуска газа. Трубка 24 по меньшей мере на части своей длины, а в данном случае по всей длине имеет конструкцию типа гармони, благодаря чему по ее длине образовано много пар концентрических круговых линий сгиба противоположного направления, каждая из которых имеет противоположное направление по отношению к соседней линии сгиба. Конструкция трубки, таким образом, очень похожа на гибкую часть, которая широко используется во многих соломинках для напитков.
Когда укупорочное средство должно быть установлено на горлышке бутылки, фланец 18 сначала находится в положении, в котором он проходит вниз и внутрь, к центральной оси крышки. Укупорочное средство опускают на горлышко бутылки, и фланец 18 сцепляется с внешней поверхностью горлышка и постепенно поворачивается вверх вокруг упруго поворотной части 16. Нижняя сторона внешней кромки диафрагмы 20 перемещается до взаимодействия с верхней поверхностью ободка бутылки, но давление вниз на колпачок укупорочного средства увеличивают, сжимая, таким образом, слегка кромку диафрагмы и кольцевую перемычку 12. Свободный конец фланца 18 теперь проходит мимо направленного вниз буртика 8 на горлышке бутылки, и благодаря упругости части 16 фланец 18 затем быстро поворачивается внутрь до положения, в котором он расположен ниже буртика 16. Давление вниз, приложенное к колпачку укупорочного средства, затем снимают, и упругость сжатой части диафрагмы 20 и перемычки 12 тянет фланец 18 вверх, так что его свободная торцевая поверхность вводится в уплотнительное взаимодействие с нижней стороной буртика 8, в то время как поддерживается уплотнение между верхней кромкой ободка бутылки и нижней стороной диафрагмы 20 и остается остаточное напряжение растяжения в юбке 14. Колпачок укупорочного средства теперь образует надежное газонепроницаемое уплотнение бутылки. До надевания колпачка бутылку наполняют напитком, таким как пиво, до уровня 4, сразу ниже диафрагмы. Высоту уровня 4 согласуют с длиной трубки 24, так что закрывающая пластина 26 и, таким образом, отверстие 28 расположены над уровнем 4 жидкости. Сразу перед надеванием колпачка на бутылку небольшой объем жидкого азота вводится на поверхность жидкости. Он немедленно начинает испаряться, вытесняя весь атмосферный кислород из головного пространства бутылки. Присоединение колпачка к бутылке, как описано выше, происходит быстро, т.е. прежде чем закончится испарение азота. Как только колпачок установлен, остающийся жидкий азот продолжает испаряться, таким образом повышая давление азота в головном пространстве. Это давление, которое обычно составляет 2-3 бара или более, передается в газовый резервуар 22 через отверстие 28, и резервуар 22, таким образом, оказывается заполненным азотом под давлением. Когда требуется открыть бутылку, крышку удаляют, например, обычным открывателем бутылок типа используемого для удаления обычных бутылочных пробок так называемого корончатого типа, или натягивая ушко (не показано), образующее выполненную за одно целое часть укупорочного колпачка, и, таким образом, частично разрушая его, так что его можно легко удалить рукой. Когда происходит процесс удаления, газовое уплотнение бутылки нарушается и головное пространство соединяется с атмосферой. Однако очень малый диаметр отверстия 28, например 0,3 мм, обеспечивает то, что газовый резервуар 22 не может сбросить давление до атмосферного давления так быстро и возникает разница давлений на диафрагме 20, благодаря тому что давление в резервуаре 22 выше, чем в головном пространстве. Это увеличенное давление воздействует на пластину 26 у дна трубки 24 и вызывает быстрое удлинение трубки 24, иначе говоря, увеличение ее длины путем поворота соседних частей стенки трубки 24 относительно линии сгиба между ними. Трубка 24 выполнена так и имеет такие размеры, что ее фактически мгновенное увеличение по длине приводит к тому, что ее нижний конец и, следовательно, отверстие 28 перемещаются в положение ниже уровня 4 жидкости в бутылке, как показано на фиг.2. Азот под высоким давлением в резервуаре 22 теперь вводится тонкой быстрой струей через отверстие 28 в жидкость, обычно в пиво, чтобы создать эффекты, описанные выше.
Фиг.3 и 4 иллюстрируют второй вариант выполнения, и подобные части обозначены одинаковыми номерами позиций. Этот вариант отличается от первого варианта только тем, что подвижная часть диафрагмы 22 представляет собой не трубку, а карман или выемку 30, которая проходит вниз от диафрагмы в ее центральной части. Выемка 30 содержит короткую свисающую трубку 32, верхняя кромка которой выполнена за одно целое с остальной частью диафрагмы, а нижняя кромка присоединена посредством двух пар концентрических линий 34 сгиба противоположного направления, между которыми проходят кольцевые перемычки 36. Линии сгиба также имеют круглую форму, если смотреть сверху, и находятся на одной оси с отверстием 28 для впуска/выпуска газа. Самая внутренняя перемычка выполнена за одно целое с верхним концом еще одной свисающей трубки 38, верхний конец которой открыт, а нижний конец закрыт пластиной или перемычкой 26, в центре которой находится отверстие 28.
Работа этого варианта выполнения в точности такая же, как и первого варианта. Когда крышку удаляют и головное пространство бутылки оказывается соединенным с атмосферой, на диафрагме возникает разница давлений, которая приводит к повороту соседних перемычек 36 в противоположных направлениях относительно разделяющей их линии 34 сгиба. Карман 30, таким образом, перемещается вниз в положение, показанное на фиг.4, в котором отверстие 28 расположено ниже поверхности пива, и сжатый газ, находящийся в резервуаре 22, таким образом, вводится в пиво.
Понятно, что в варианте выполнения, описанном выше, могут быть осуществлены многочисленные модификации. Так, диафрагма может быть присоединена к укупорочному средству подходящим средством, включающим защелку. Диафрагма может быть значительно меньше, чем закрывающая пластина, и в этом случае она не будет зажата между закрывающей пластиной и ободком контейнера. Хотя является предпочтительным, чтобы подвижная часть диафрагмы проходила вниз, ниже остальной части диафрагмы, даже перед тем как она переместится вниз под действием разности давлений, это несущественно, и подвижная часть может лежать по существу в той же плоскости, что и окружающая часть остальной диафрагмы.