КРЫШКА ДЛЯ ЕМКОСТИ
COVER FOR TANK

Изобретение касается крышки для емкости с отверстием для заливки, которое имеет подвижный закрывающий элемент.
Подобного рода крышками снабжаются все виды емкостей для жидкостей, в частности для напитков, чтобы обеспечить сохранность содержимого.
Закрытая крышка емкости, т.е. крышка емкости без собственного заливного отверстия, предохраняет содержимое от загрязнений и имеет, как правило, только выемку в области сливного отверстия емкости, которая при необходимости может быть выполнена закрывающейся с помощью откидной крышки или подобного устройства. Крышка может быть расположена на кипятильниках, фильтрах для воды или на прочих емкостях для жидкостей, как например кувшинах, при этом крышка, как правило, разъемно закреплена на емкости, чтобы ее можно было снять при заполнении и/или при мытье емкости или, соответственно, крышки. Снятие и установка крышки на емкость являются недостатками, так как, с одной стороны, требуют времени и, с другой стороны, средства крепления подвергаются ненужному износу. При небрежном обращении средства крепления могут быть оторваны, а сама крышка повреждена.
Из DE3937581A1 известен кувшин с носиком, в котором откидная крышка установлена с возможностью поворота, которая в положении покоя закрывает носик емкости. Откидная крышка выходит своим коротким плечом рычага в направляющий канал крышки, в котором расположен пригруз, выполненный в виде кольца. Если кувшин наклонить, то пригруз воздействует на это плечо рычага и кувшин открывается автоматически.
Известна также крышка емкости, которая снабжена отверстием для заливки. Это отверстие может открываться и закрываться с помощью расположенной в крышке, перемещаемой вручную задвижки, как это, например, описывается в DE69522833T2. Недостаток устройства в виде задвижки заключается в том, что часто забывают перевести задвижку в закрытое положение, в результате чего содержимое емкости оказывается доступным снаружи и может быть загрязнено.
Частично имеет место затруднение в обращении с этой задвижкой, и с течением времени подвижность задвижки становится хуже.
Задачей изобретения является создание крышки емкости с закрывающим элементом, в которой исключались бы эти недостатки и его отверстие для заливки закрывалось бы автоматически, когда заканчивался бы процесс заполнения.
Поставленная задача решается крышкой емкости, у которой закрывающий элемент представлен коромыслом, имеющим первый рычаг и второй рычаг, которое установлено на крышке емкости с возможностью поворота вокруг оси вращения и у которого первый рычаг имеет закрывающую пластину, а второй рычаг имеет противовес, при этом крутящий момент второго рычага больше, чем крутящий момент первого рычага.
Оба рычага образуют плечи рычагов, которые направлены в противоположные направления от оси вращения.
За счет большего крутящего момента второго рычага коромысло и вместе с ним закрывающая пластина удерживаются в закрытом положении. Из этого положения покоя коромысло переходит в открытое положение только тогда, когда жидкость льется на закрывающую пластину. Под воздействием жидкости коромысло переходит в открытое положение, и после окончания процесса заливки коромысло поворачивается автоматически в свое начальное, т.е. закрытое, положение. Благодаря этому обеспечивается постоянное закрытое состояние отверстия для заливки, и пользователь не должен делать это вручную.
Коромысло может быть закреплено на крышке с возможностью разъема и, например, может быть зажато в соответствующем приемном элементе. При другом варианте выполнения предусматривается, что коромысло выполнено несъемным и таким образом его нельзя потерять.
Предпочтительно первый рычаг имеет под закрывающей пластиной поплавок. Такое выполнение имеет преимущество в том, что при поднимающемся уровне жидкости в емкости поддерживается процесс обратного поворота коромысла, и отверстие для заливки автоматически закрывается благодаря всплытию поплавка. Кроме того, всплытие поплавка сигнализирует пользователю, что нужно заканчивать процесс заливки.
Величина поплавка, расстояние поплавка от оси вращения коромысла и пригруз выбираются при этом таким образом, чтобы заливаемая жидкость при нормальной работе по возможности не могла давить на первый рычаг при увеличивающемся уровне жидкости. Под нормальной работой понимается заливка жидкости из другого сосуда или используемого обычно в домашнем хозяйстве водопроводного крана.
Чтобы коромысло при процессе открытия не попадало в мертвую точку, при которой коромысло занимает вертикальное положение, предпочтительно предусмотреть упор, который ограничивает поворот коромысла. Благодаря этому в открытом положении коромысло занимает наклонное положение, из которого оно может вернуться в свое положение покоя, т.е. в закрытое положение.
Чтобы получить как можно больший крутящий момент за счет выталкивающей силы, поплавок расположен предпочтительно на свободном конце первого рычага. Поплавок может выходить за край закрывающей пластины, если это целесообразно для регулировки выталкивающей силы.
Поплавок может располагаться также на расстоянии от закрывающей пластины. Однако предлагается поплавок располагать непосредственно под закрывающей пластиной.
В простой форме выполнения первый рычаг имеет воздушную камеру. Форма воздушной камеры и стенка воздушной камеры могут быть выполнены любым образом. Однако будет иметь преимущество, если стенка воздушной камеры будет выполнена выгнутой вниз. Чтобы иметь как можно больший крутящий момент за счет выталкивающих сил, стенка воздушной камеры расположена на максимальном расстоянии от закрывающей пластины, предпочтительно в области свободного конца первого рычага. Такое выполнение дает преимущество в том, что в открытом положении при увеличивающемся уровне жидкости уже обеспечивается заблаговременный контакт с поверхностью жидкости. В предпочтительном варианте выполнения предусматривается, что первый рычаг под закрывающей пластиной имеет форму в виде ложки.
Имеющая вид ложки выпуклость дает следующее преимущество, заключающееся в том, что поверхность контакта с поднимающейся в емкости жидкостью невелика. Наличие поверхностного натяжения соответствующей жидкости могло бы создать коромыслу затруднение при закрытии, если бы крутящий момент второго рычага был бы слишком мал. С помощью уменьшения поверхности контакта могут быть соответственным образом уменьшены размеры противовеса.
Закрывающая пластина предпочтительным образом выгнута вверх. Это дает преимущество в том, что при заливке жидкости минимизируется эффект разбрызгивания. Струя жидкости при встрече с выгнутой поверхностью разрушается и равномерно распределяется, так что разбрызгивание жидкости из заливного отверстия минимизируется. Закрывающая пластина имеет предпочтительно уплотнительную поверхность, которая взаимодействует с соответственным образом выполненной поверхностью на краю отверстия для заливки. Закрывающая пластина может иметь по меньшей мере один уплотнительный элемент, так что в закрытом положении обеспечивается как можно более плотное относительно жидкости закрытие.
Предпочтительно коромысло изготовлено из синтетических материалов. Синтетический материал имеет преимущество в том, что он легок, так что для поплавка необходимо иметь только относительно небольшой объем для получения необходимой выталкивающей силы. С другой стороны, противовес также можно сделать соответственно меньше.
В качестве противовеса коромысло может иметь металлический вкладыш, в частности металлический штифт, например штифт из нержавеющей стали. Этот металлический штифт может быть расположен внутри второго рычага.
Согласно предпочтительному варианту выполнения коромысло установлено с возможностью поворота на нижней стороне крышки емкости.
Отверстие для заливки может иметь форму воронки, что облегчает процесс заливки. Коромысло при таком варианте выполнения установлено предпочтительно на краю отверстия. Благодаря этому может быть создано компактное устройство с короткими рычагами коромысла.
Благодаря выполнению в виде воронки рядом с отверстием для заливки получается направленная вверх полость, в которую под крышкой емкости может заходить второй рычаг в открытом положении. Снаружи второй рычаг не виден.
Однако может дать преимущество наблюдение за движением второго рычага, например, чтобы своевременно определить, когда следует прекратить заливку, чтобы исключить перелив жидкости. Чтобы этого достичь, согласно другому варианту выполнения коромысло выходит наружу за крышку емкости, при этом второй рычаг, по меньшей мере, частично расположен за крышкой емкости. Чтобы создать компактное устройство, предусмотрено, что второй рычаг в закрытом положении предпочтительно заходит в лоток крышки. Другое преимущество этого варианта выполнения заключается в том, что внутренний объем, закрываемый крышкой, может быть уменьшен по сравнению с описанным ранее вариантом выполнения.
Предпочтительно край отверстия для заливки имеет уплотнительную поверхность, к которой прилегает закрывающая пластина. Край отверстия для заливки может иметь, по меньшей мере, один уплотнительный элемент, чтобы в закрытом положении создать как можно более плотное в плане утечек закрытие.
Предпочтительно крышка емкости имеет отверстие для выхода воздуха. Когда коромысло закрывает отверстие для заливки, в зависимости от допусков при изготовлении оно может обеспечить воздухонепроницаемое закрытие. Чтобы сделать процесс открытия более легким для коромысла, будет иметь преимущество, если сможет выйти воздух, который должен проникнуть внутрь емкости в начале процесса открытия.
Отверстие для выхода воздуха, предпочтительно закрытое, расположено предпочтительно на стороне крышки, обращенной от отверстия для выливания жидкости. Отверстие для выхода воздуха может быть предусмотрено предпочтительно над краем отверстия.
Примеры вариантов выполнения изобретения ниже более подробно поясняются с помощью чертежей. На них показывают:
Фиг.1 - Вертикальный разрез по кувшину с установленной воронкой и надетой крышкой.
Фиг.2а - Вертикальный разрез по крышке емкости с коромыслом в закрытом положении.
Фиг.2b - Крышка с коромыслом, показанная на фиг.2а, в частично открытом положении.
Фиг.2с - Крышка с коромыслом, показанная на фиг.2а, в открытом положении.
Фиг.3а - Изометрическое изображение коромысла.
Фиг.3b - Вид сбоку коромысла, показанного на фиг.3а.
Фиг.4а - Нижняя часть коромысла с противовесом.
Фиг.4b - Верхняя часть коромысла.
Фиг.5а, 5b - Вертикальный разрез крышки с коромыслом согласно другому варианту выполнения.
На фиг.1 представлен вертикальный разрез кувшина 1, который имеет ручку 2 и носик 4. Внутри кувшина 1 установлена воронка 3, в которой может быть установлен фильтровальный патрон (не показан). Кувшин 1 таким образом может использоваться в качестве фильтра для воды. Кувшин 1 закрывается крышкой 10, которая имеет отверстие 12 для заливки, а также ручку 9, контур которой соответствует контуру ручки 2 кувшина 1. Для закрытия отверстия 12 для заливки под крышкой 10 с возможностью поворота вокруг оси 21 вращения расположено коромысло 20, при этом коромысло 20 имеет первый 30 и второй рычаги 40. На фиг.1 коромысло 20 изображено в закрытом положении.
На фиг.2а в увеличенном виде изображен разрез крышки 10, представленной на фиг.1. Крышка 10 имеет выпуклую поверхность, на которой находится отверстие 12 для заливки, стенка 16 которого в виде воронки опускается вниз. Расположение коромысла 20 и края 13 относительно опорной кромки 11 выбрано таким образом, что при всплытии поплавка происходит закрытие отверстия для заливки, прежде чем повышающийся уровень жидкости достигнет самого низкого места опорной кромки 11 и сможет вылиться из емкости. Предпосылкой этого является тот момент, что давление водяной струи меньше выталкивающей силы, действующей на поплавок. Далее на стороне, противолежащей носику 4, предусмотрено отверстие 8 для выхода воздуха, которое расположено в перемычке в месте крепления ручки 9. Отверстие для выхода воздуха вследствие своего закрытого расположения не видно сверху.
Отверстие 12 для заливки закрывается коромыслом 20, которое на фиг.2а находится в закрытом положении, т.е. в положении покоя. Первый рычаг 30 имеет закрывающую пластину 31, при этом под закрывающей пластиной 31 расположен поплавок 32. Поплавок 32 образован воздушной камерой 33, стенка 34 которой выгнута вниз. Выпуклость в области свободного конца первого рычага 30 выполнена самой большой и заканчивается в направлении оси 21 вращения, в результате чего первый рычаг 30 приобретает форму ложки. Второй рычаг 40 на своем свободном конце снабжен корпусом 41 противовеса, имеющим, если смотреть сбоку, форму окружности, в котором расположен противовес 42.
На фиг.2b коромысло 20 представлено в частично открытом положении. Для описания процесса заливки схематически изображена струя 5 воды, которая льется на поверхность закрывающей пластины 31, в результате этого осуществляется давление на первый рычаг 30, направленное вниз, т.е. внутрь емкости. Крутящий момент, созданный силой жидкости, при этом больше, чем крутящий момент, создаваемый противовесом 42 в корпусе 41 противовеса.
Благодаря выгнутой поверхности закрывающей пластины 31 значительно уменьшается эффект разбрызгивания, так как водяная струя 5 при попадании на закрывающую пластину 31 может равномерно стекать во все стороны.
На фиг.2b можно видеть, что второй рычаг 40 с корпусом 41 противовеса движется вверх. Рядом с отверстием 12 для заливки находится полость 14, ограниченная стенкой 16 воронки и стенкой 17 крышки, в которую может убираться второй рычаг 40.
На фиг.2с показано коромысло 20 в конечном положении. Корпус 41 противовеса прилегает к наружной поверхности имеющей форму воронки стенки 16 отверстия 12 для заливки. Ось 21 вращения расположена таким образом, что при взаимодействии с этой стенкой 16, служащей в качестве упора 15, коромысло 16 занимает наклонное положение, которое обозначено углом α, который в приведенном примере составляет около 25°. Угол α может принимать большие значения, например 35-40°. Благодаря этому исключается возможность того, что коромысло займет мертвую точку (это соответствует углу α, равному нулю).
На фиг.2с одновременно показан повышающийся уровень 6 жидкости. Благодаря выпуклой форме поплавка 32 создается заблаговременный контакт с уровнем 6 жидкости, так что всплытие коромысла 20 начинается уже на ранней стадии.
На фиг.3а дано изометрическое и увеличенное изображение коромысла 20. Хорошо видно выполнение первого рычага 30 в виде ложки. С помощью закрывающей пластины 31 закрывается внутренняя полость имеющего форму ложки первого рычага 30, которая образует воздушную камеру 33 и, тем самым, поплавок 32. Далее, коромысло 20 имеет поворотную опору 22, к которой присоединяется второй рычаг 40. На перемычке 45 отформован корпус 41 противовеса, в котором помещен противовес 42.
На фиг.3b изображен вид сбоку коромысла 20.
На фиг.4а показана нижняя часть коромысла 20, так что можно заглянуть во внутреннюю полость коромысла 20. Воздушная камера 33 имеет внутри ребро усиления 35. Внутри нижней части 44 корпуса 41 противовеса находится противовес 42 в форме металлического штифта, который установлен в двух фиксирующих перемычках 46а, b.
Показанная на фиг.4b верхняя часть 23 состоит из выгнутой закрывающей пластины 31, поворотной опоры 22 и верхней части 43 корпуса 41 противовеса. Верхняя часть 23 и нижняя часть 24 соединены друг с другом водонепроницаемо, чтобы жидкость не могла попасть в поплавок 32 и/или в корпус 41 противовеса, что могло бы нарушить функции коромысла 20. Верхняя часть 23 и нижняя часть 24 могут быть соединены друг с другом с помощью сварки.
На фиг.5а показан вертикальный разрез крышки 10 с коромыслом 20 согласно другому варианту выполнения. Коромысло 20 отличается от конструкции коромысла, показанного на предыдущих фигурах, тем, что второй рычаг 40 проходит вверх через отверстие 18 в крышке 10. Коромысло 20 со своей осью 21 вращения расположено на нижней стороне крышки 10. Чтобы второй рычаг 40 мог проходить через отверстие 18, второй рычаг 40 имеет в показанном здесь варианте выполнения изогнутый участок, к которому примыкает соответствующий отверстию в крышке участок, на котором расположен корпус 41 противовеса. Второй поворотный рычаг 40 виден и доступен для пользователя.
На фиг.5а показано закрытое положение коромысла 20. Отверстие 12 для заливки закрывается первым рычагом 30. Корпус 41 противовеса на втором рычаге 40 входит в лоток 19 крышки, который отформован на поверхности крышки 10. Второй рычаг 40 и лоток 19 в крышке согласованы друг с другом таким образом, что корпус 41 противовеса прячется в лотке 19, и второй рычаг 40 заподлицо перекрывается наружной поверхностью крышки 10.
На фиг.5b показано коромысло 20 в открытом положении. На первый рычаг 30 падает струя 5 воды, которая давит первый рычаг 30 вниз. Одновременно благодаря этому второй рычаг 40 поднимается вверх и лоток 19 крышки освобождается. Коромысло поворачивается до тех пор, пока рычаг 40 не войдет в контакт с краем отверстия 18, который служит в качестве упора 15. Так как пользователь имеет доступ ко второму рычагу 40, он может при необходимости помочь процессу закрытия вручную.
Перечень позиций
1. Кувшин.
2. Ручка.
3. Воронка.
4. Носик.
5. Струя жидкости.
6. Уровень жидкости.
8. Отверстие для выхода воздуха.
9. Ручка.
10. Крышка.
11. Опорная кромка.
12. Отверстие для заливки.
13. Край отверстия для заливки.
14. Полость.
15. Упор.
16. Стенка отверстия для заливки.
17. Стенка крышки.
18. Отверстие.
19. Лоток в крышке.
20. Коромысло.
21. Ось вращения.
22. Поворотная опора.
23. Верхняя часть.
24. Нижняя часть.
30. Первый рычаг.
31. Закрывающая пластина.
32. Поплавок.
33. Воздушная камера.
34. Стенка воздушной камеры.
35. Ребро усиления.
40. Второй рычаг.
41. Корпус противовеса.
42. Противовес.
43. Верхняя часть.
44. Нижняя часть.
45. Перемычка.
46а, b. Фиксирующая перемычка.