УСТРОЙСТВО ФИКСАЦИИ ОБКАТНЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КРЫШЕК СТЕКЛЯННЫХ БАНОК ПРИ КОНСЕРВИРОВАНИИ В АВТОКЛАВЕ

Полезная модель относится к пищевой промышленности, а именно к устройствам, используемым в автоклавах для стерилизации и переработки пищевых продуктов, в частности, для использования при домашнем консервировании фруктов, овощей, рыбы, мяса, грибов и других пищевых продуктов путем их термической стерилизации в стеклянных банках с обкатными металлическими крышками в герметично закрытых емкостях пароводяных автоклавов.
Один из наиболее распространенных способов домашнего приготовления консервированной продукции состоит в использовании пароводяного автоклава. Он начинается с прогрева рабочей емкости автоклава, содержащей консервируемые в стеклянных банках продукты до температуры стерилизации и заканчивается охлаждением до температуры, позволяющей сбросить давление и провести разгрузку приготовленных консервов. Для такого пароводяного консервирования часто применяются укупоренные стеклянные банки (с венчиком горловины I типа (см. ГОСТ 5717.2-2003) использующие обкатные металлические крышки. Однако в процессе консервирования под воздействием давления может произойти срыв таких крышек. К основным причинам срыва относится: резкий сброс давления в автоклаве после окончания консервирования; нарушение температурного и временного режима в процессе консервирования; использование не предназначенных для консервирования металлических крышек. Чтобы избежать срыва крышек с банок используются либо громоздкие кассетные устройства, прижимающие сразу ряд крышек стеклянных емкостью либо отдельные устройства для каждой стеклянной банки, обеспечивающие защиту ее металлической обкатной крышки от срыва под воздействием давления. Кассетные устройства представляют собой цельные конструкции с фиксированными местами под банки. Они рассчитаны на банки определенной высоты и исключают использование банок другого объема кроме тех, на которые рассчитаны данные кассеты. Ближайшим аналогом настоящей полезной модели является устройство защиты от срыва обкатных металлических крышек стеклянных банок при консервировании - приспособление для консервирования производимое обществом с ограниченной ответственностью "Домашний Стандарт" (пат. RU 201754 U1, автор Лютин Игорь Леонидович). Заявленное устройство защиты содержит пару фиксирующих кольцевых сегментов, установленных на горловине укупоренной стеклянной банки. Каждый такой сегмент выполнены с П-образным поперечным сечением с кольцевой боковой стенкой и перпендикулярными к ней верхней и нижней кольцевыми полками и соответственно, обеспечивающим возможность обхвата венчика горловины стеклянной банки с установленной на венчике обкатной металлической крышкой. Кольцевой бандажный элемент выполнен с возможностью фиксации установленных вышеуказанным образом кольцевых металлических сегментов. Бандажный элемент имеет боковую и верхнюю полки кольцевой формы. Все элементы выполнены из пластичного деформируемого сплава, длина внешней граничной дуги каждого кольцевого сегмента составляет от 0,35L до 0,45L, где L длина окружности, образованной внешней границей указанной обкатной крышки. Боковая стенка кольцевого бандажного элемента имеет высоту, обеспечивающую полный охват по высоте противолежащей ей боковой стенки каждого кольцевого сегмента, который установлен на окружной внешней границе горловины стеклянной банки с обкатной металлической крышкой. Банку с установленным устройством ставят на термическую обработку в автоклаве. Устройство предназначено для предохранения от срыва металлической обкатной крышки со стеклянной банки объемом от 0.5 до 3.0 л. в процессе консервирования продуктов в домашних условиях. Оно удерживает крышку на месте и не дает избыточному давлению внутри банки, которое образуется в процессе консервирования, ее сорвать. Указанное решение имеет один существенный недостаток: во время установки банок в автоклав и во время удаления банок из автоклава, есть большая вероятность выскальзывания банки из рук, так как банки берутся рукой за установленное устройство, в котором боковая стенка кольцевого бандажного элемента полностью обхватывает кольцевой сегмент. Таким образом устройство удобнее хватать именно за бандажный элемент, а он в свою очередь никак не фиксируется на устройстве, а просто лежит сверху.
Задачей настоящей полезной модели является разработка простого и надежного, компактного и долговечного устройства, обеспечивающего не только защиту обкатной металлической крышки стеклянной банки от срыва под воздействием давления при консервировании продукции, но и также обеспечивающего удобство эксплуатации данного устройства во время установки и удаления банок из автоклава. Технический результат полезной модели -  практически полное уменьшение вероятности выскальзывания банок во время их установки в автоклав, и во время удаления из автоклава. Дополнительным преимуществом заявленной полезной модели является уменьшение температурного воздействия на руки человека во время удаления банок из горячего автоклава, за счет применения материала устройства с низким коэффициентом теплопередачи (пластмасса).
Для достижения указанных технических результатов разработано устройство защиты от срыва обкатных металлических крышек стеклянных банок при консервировании, содержащее пару кольцевых сегментов, кольцевой бандажный элемент, выполненный с возможностью фиксации положения кольцевых сегментов установленных на окружной внешней границе горловины стеклянной банки с обкатной металлической крышкой (т.е укупоренные обкатной металлической крышкой стеклянные банки).
Кольцевые сегменты выполнены в поперечном сечении с боковой стенкой и перпендикулярными к ней верхней и нижней полками, обеспечивающим возможностью обхвата венчика горловины стеклянной банки укупоренной обкатной металлической крышкой, при этом нижняя поверхность верхней полки каждого кольцевого сегмента выполнена с возможностью примыкания к верхней поверхности (по меньшей мере к поверхности внешнего края) обкатной металлической крышки. Внутренняя поверхность боковой стенки каждого кольцевого сегмента выполнена с возможностью контакта (или примыкания)с боковой поверхностью вышеуказанной обкатной металлической крышки, внешняя поверхность имеет два уровня с высотой перепада на 1-0,5 мм больше толщины кольцевого бандажного элемента, перепад высот при этом располагается по центру кольцевого сегмента. Кольцевой бандажный элемент имеет боковую и верхнюю полки, при этом указанный бандажный элемент выполнен с возможностью его установки на кольцевые  сегменты таким образом, что нижняя поверхность указанной верхней полки кольцевого бандажного элемента примыкает к верхней поверхности верхних полок вышеуказанных кольцевых сегментов, а боковая полка примыкает к узкой части боковой стенки кольцевого сегмента. Кольцевой бандажный элемент и кольцевые сегменты изготовлены из пластических масс с малым коэффициентом теплопередачи относительно металла, при этом данный материал длительно выдерживает необходимые для правильной эксплуатации автоклава температурные и механические нагрузки.
Сущность технического решения поясняют изображения на фиг. 1.
Фиг. 1 Поперечный разрез части устройства защиты от срыва, установленного на горловине стеклянной банки с укупоренной обкатной металлической крышкой.
Где
1 — верхняя полка кольцевого сегмента;
2 — нижняя полка кольцевого сегмента;
3 — боковая стенка кольцевого сегмента;
4 — боковая полка  бандажногоэлемента;
5 — верхняя полка бандажного элемента;
6 — обкатная металлическая крышка;
7 — резиновое уплотнительное кольцо;
8 — венчик (типа I) горловины стеклянной банки.
Заявленное устройство защиты содержит пару, как правило, одинаковых фиксирующих кольцевых сегментов, установленных симметрично относительно друг друга на горловине укупоренной стеклянной банки и кольцевой бандажный элемент (Г-образного типа), установленный на кольцевые элементы. Каждый такой кольцевой сегмент выполнены с боковой стенкой 3, внешняя поверхность которой имеет два уровня с высотой перепада на 1-0,5 мм больше толщины кольцевого бандажного элемента, перепад высот при этом располагается по центру кольцевого сегмента, и перпендикулярными к ней верхней и нижней полками 1 и 2 соответственно, обеспечивающим возможностью обхвата выступающего элемента горловины - венчика 8 (венчик типа I) горловины стеклянной банки с установленной на венчике обкатной металлической крышкой 6 с резиновым уплотнительным кольцом 7. Наличие эффективного охвата определяется тем, что нижняя полка 2 кольцевого сегмента соответственно имеет глубину (по радиальному направлению), которая обеспечивает возможностью ее упора на нижнюю поверхность венчика (например, при смещении полки в вертикальном направлении, связанным с приподнятием верхних боковых краев обкатной крышки под воздействием давления). Нижняя полка 2 кольцевого сегмента находится примерно на одном уровне с основанием венчика горловины (см. Фиг. 1). Глубина верхней полки кольцевого сегмента 1 может превышать глубину нижней полки 2 более чем на 25%, но не более чем 200%. Это может повысить эффективность фиксации краев крышки при консервировании. Кольцевой бандажный элемент выполнен с возможностью фиксации (прежде всего фиксации положения кольцевых сегментов в радиальном направлении - т.е. предотвращении их смещения в радиальном направлении) установленных вышеуказанным образом кольцевых сегментов (которые в свою очередь выполняют роль фиксирующего элемента для внешних краев металлической обкатной крышки). Бандажный элемент имеет боковую 4 и верхнюю 5 полки кольцевой формы, при этом по меньшей мере часть нижней поверхности указанной верхней полки 5 бандажного элемента в рабочем положении установлена на по меньшей мере части верхней поверхности верхних полок 1 кольцевых металлических сегментов. Высота боковой стенки 4 подобрана таким образом, чтобы  верхняя полка 5 бандажного кольца примыкала к верхней полке 1 кольцевого сегмента (см. Фиг. 1). Внутренняя поверхность боковой стенки 4 бандажного элемента выполнена с зазором от 0 до 0,5 мм) с боковыми стенками кольцевых сегментов (т.е практически примыкает к ним). Бандажный кольцевой элемент и фиксирующие кольцевые элементы изготовлены из пластичных масс с толщиной верхней и боковой и верхней полок бандажного элемента и боковой стенки, верхней и нижней полки кольцевых сегментов составляет до 3 мм (например, 2,5 мм.).
Рассмотрим работу устройства. На края обкатной крышки укупоренной стеклянной банки (при воздействии давления при консервировании) могут действовать силы, имеющие радиальную и перпендикулярную составляющие (по отношению к верхней поверхности крышки), которые при достижении определенного критической величины (если не используются устройства защиты от срыва) могут привести к срыву крышки 6. Однако, при установленном устройстве защиты от срыва крышки практически исключен срыв обкатной крышки 6. Под воздействием перпендикулярной силы край поверхности крышки 6 воздействует на нижнюю поверхность верхней полки кольцевого сегмента выполненного из пластических масс. Верхняя поверхность нижней полки 2 при таком воздействии может слегка приподняться (на 1 мм, например), но вертикальный подъем нижней полки (и кольцевого сегмента, в целом) будет ограничен нижней поверхностью выступающего венчика 8, играющего роль упора для нижней полки кольцевого сегмента. Соответственно достаточно жесткая верхняя полка 1 кольцевого элемента не позволит краю обкатной крышки существенно сместиться (сорваться) с венчика 8 горловины стеклянной банки. Сила, действующая в радиальном направлении на кольцевой сегмент (при смещении крышки) стремится раздвинуть установленные кольцевые сегменты. Однако боковая кольцевая стенка 4 бандажного кольцевого элемента практически соприкасается с боковой стенкой 3 кольцевого сегмента и тем самым препятствует радиальному смещению кольцевого сегмента. Выполнение всех элементов устройства из пластических масс с заданной толщиной до 3 мм, обеспечивает необходимые упруго-пластические свойства устройства (в частности необходимый уровень жесткости кольцевых сегментов) и тем самым способствует эффективному удержанию обкатной крышки и также исключает риск появления сколов и трещин на венчике горловины банки (в частности при воздействии нижней полки на венчик), неизбежно ведущих в итоге к повреждению стеклянной банки и срыву крышки (на поврежденном венчике). Дополнительным преимуществом использования данного материла,  является уменьшение температурного воздействия на руки человека во время удаления банок из горячего автоклава, так как пластическая масса имеет более низкий коэффициент теплопередачи относительно металла.
Благодаря тому, что внешняя поверхность кольцевого сегмент имеет два уровня с высотой перепада на 1-0,5 мм больше толщины кольцевого бандажного элемента, перепад высот при этом располагается по центру кольцевого сегмента, при установке банок в автоклав и во время удаления банок из автоклава, устройство удобно хватать именно за кольцевые сегменты, что в свою очередь практически исключает вероятность выскальзывания банок из рук во время их перемещения вместе с устройством.