ИНСТРУМЕНТ И СПОСОБ ДЛЯ УКУПОРИВАНИЯ СОСУДА, А ТАКЖЕ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОСУДА, ИМЕЮЩЕГО МНОЖЕСТВО ПОЛОСТЕЙ
VESSEL SEALING DEVICE AND METHOD, AS WELL AS METHOD OF MAKING VESSEL HAVING PLURALITY OF CAVITIES

Настоящее изобретение относится к технической области технологии упаковки. В частности, изобретение относится к области герметичного крепления в сосуде одной или множества мембран.
Из WO 1996/31406 известна банка, изготовленная из листового металла и с одной стороны укупоренная мембраной. Чтобы прикрепить мембрану к внутренней стороне банки, на первом этапе мембрану устанавливают на банку. Затем на втором этапе над мембраной в банку вводят распорное устройство и посредством разведения распорного устройства прочно соединяют закраину мембраны с внутренней стороной банки, при необходимости при тепловом воздействии. Чтобы перед вводом распорного устройства удерживать мембрану в определенном осевом положении банки, предлагаются два решения. Верхняя кромка банки может быть снабжена клеем, так что мембрана после ввода в банку остается в определенном положении (WO 96/31406, стр. 4, строки 29-31). В качестве альтернативы предлагается придать мембране V-образную форму, так что существует отклонение от цилиндрической формы (мембрана с закраиной мембраны). При этом верхний диаметр мембраны больше диаметра банки, вследствие чего верхняя область закраины мембраны после установки посредством присоски удерживается с фрикционным замыканием на верхней стороне банки (WO 96/31406, стр. 5, строки 6-8). Закраина, там 6, дополнительно может с точным позиционированием удерживать в отверстии банки мембрану, там 5. Затем посредством пуансона без присоски, там 8, 9 и ФИГ. 4) мембрана вдавливается в банку еще дальше, причем закраина мембраны деформируется, и мембрана принимает по существу цилиндрическую форму. При этом верхняя часть закраины мембраны прилегает к внутренней стороне банки, и мембрана удерживается в своем положении, прежде чем, как описано выше, распорное устройство прикрепит закраину мембраны к внутренней стороне банки.
US 2004/0206048 A1 раскрывает устройство для прикрепления крышки к внутренней стороне сосуда. Указанное устройство содержит проницаемый для потока элемент (там 74) для присасывания крышки.
Задача данного изобретения состоит в том, чтобы в процессе меньшего количества рабочих этапов герметично крепить к внутренней стороне сосуда одну или множество мембран.
Эта задача решается посредством инструмента по п. 1 или 37, способу крепления мембраны к внутренней стороне сосуда по п. 20 и способу изготовления сосуда, имеющего одну или множество полостей, по п. 27.
Инструмент для крепления мембраны (ее также называют "пленкой") на внутренней стороне сосуда (например, банки) содержит узел передачи усилия, отклоняющий узел и позиционирующий элемент. Узел передачи усилия соединен с отклоняющим узлом и позиционирующим элементом. Это соединение выполнено так, что может передаваться усилие между узлом передачи усилия и отклоняющим узлом, и/или позиционирующим элементом. По меньшей мере часть отклоняющего узла может отклоняться с радиальной составляющей. Через позиционирующий элемент может течь газ (также: текучая среда), вследствие чего может быть принята и удержана мембрана (п. 1 формулы изобретения).
При отклонении по меньшей мере части отклоняющего узла движение отклонения этой части имеет радиальную составляющую. Это означает, что наряду с радиальной составляющей указанное движение также имеет осевую составляющую и/или окружную составляющую.
Предпочтительно по меньшей мере часть отклоняющего узла может отклоняться изнутри сосуда в направлении внутренней стороны сосуда (стенки сосуда). Газ, могущий проходить через позиционирующий элемент по меньшей мере через одну боковую часть, представляет собой, например, воздух.
Узел передачи усилия может быть без возможности относительного вращения соединен с отклоняющим узлом (п. 2 формулы изобретения). Таким образом, они вращаются вместе относительно укупориваемого сосуда. Это относится к относительному круговому движению. Однако при этом на траектории часть отклоняющего узла может быть отведена от остальной части отклоняющего узла, причем траектория имеет по меньшей мере одну радиальную составляющую.
Узел передачи усилия может быть соединен с позиционирующим элементом с возможностью вращения. В частности, узел передачи усилия соединен с позиционирующим элементом с возможностью вращения посредством по меньшей мере одного подшипника качения или по меньшей мере одного подшипника скольжения. В частности, соединение узла передачи усилия с позиционирующим элементом с возможностью вращения выполнено посредством по меньшей мере одного шарикоподшипника (п. 3 формулы изобретения).
Предпочтительно позиционирующий элемент имеет внутреннюю полость, через которую может протекать газ (п. 4 формулы изобретения).
Объем внутренней полости может быть маленьким, в частности менее 0,2 л, предпочтительно менее 0,1 л, и особенно предпочтительно менее 0,05 л.
Позиционирующий элемент может иметь по меньшей мере первую выемку, посредством которой внутренняя полость позиционирующего элемента открыта до окружающей среды, а именно в направлении мембраны, которая может приниматься и удерживаться позиционирующим элементом (п. 5 формулы изобретения). Чаще всего (в осевом направлении) это будет иметь место под позиционирующим элементом.
Предпочтительно позиционирующий элемент содержит по меньшей мере вторую выемку, посредством которой внутренняя полость позиционирующего элемента соединена с узлом передачи усилия по текучей среде, например, через такой газ, как воздух. В частности, внутренняя полость позиционирующего элемента посредством второй выемки соединена по текучей среде с каналом узла передачи усилия (п.6 формулы изобретения). Вторая выемка переходит в осевой канал.
Позиционирующий элемент может быть проницаемым для проходящего через него потока, начиная от источника потока. Источник потока предпочтительно посредством канала узла передачи усилия соединен по текучей среде с позиционирующим элементом (п. 7 формулы изобретения).
Позиционирующий элемент может состоять из пластика (п. 8 формулы изобретения), но не обязательно полностью, т.е., в значительной доле, например, более 80% объема.
В частности, позиционирующий элемент может состоять из материала, который не может нагреваться посредством индукционного нагрева.
В качестве пластика может использоваться, например, термопласт или термопластичный состав, в частности включающий полипропилен.
Позиционирующий элемент может иметь высоту (осевую протяженность) менее 50 мм, предпочтительно менее 30 мм, особенно предпочтительно от 5 мм до 20 мм (п. 9 формулы изобретения). Он может походить на очень плоский цилиндр.
Отклоняющий узел и позиционирующий элемент могут быть выполнены с возможностью вращения относительно друг друга (п. 10 формулы изобретения). Таким образом, позиционирующий элемент удерживает мембрану в отверстии сосуда, а отклоняющий узел может вращаться относительно закраины мембраны (п. 2 формулы изобретения), чтобы герметично закрепить мембрану на внутренней стороне стенки сосуда.
При этом отклоняющий узел может вращаться относительно позиционирующего элемента, если отклоняющий узел выполнен с возможностью вращения, а позиционирующий элемент совершать относительное вращение не может, или позиционирующий элемент может вращаться, а отклоняющий элемент вращаться не может, или вращаться может и отклоняющий узел, и позиционирующий элемент (в каждом случае относительно окружающей среды).
Указанные относительные движения отклоняющего узла и позиционирующего элемента должны быть пояснены в отношении п. 10 формулы изобретения. Имеется множество объектов, которые могут быть приведены в круговое движение.
Вращаться может сам сосуд. Также может вращаться узел передачи усилия или же позиционирующий элемент, и/или отклоняющий узел. Поскольку как таковой заявлен инструмент, который не может быть описан или охарактеризован его поведением относительно объекта, с которым он работает, должно быть объяснено относительное движение внутри инструмента. Тогда в отношении внешнего эффекта получается то, что может показаться более понятным. Должно быть выполнено крепление закраины мембраны к внутренней стороне стенки сосуда. При креплении друг к другу, т.е. при герметичном укупоривании посредством склеивания или плотной заделки, эти два объекта вращаться не будут, во всяком случае, относительно друг друга. Таким образом, если сосуд вращается, с такой же угловой скоростью, как сосуд, должна вращаться и мембрана. При этом позиционирующий элемент выполнен с возможностью вращения. Чтобы создать давление для укупоривания и прикрепления мембраны к внутренней стенке, отклоняющий узел со своей по меньшей мере одной частью, предпочтительно с множеством своих частей, которые могут отклоняться с радиальной составляющей, остается на месте, т.е. совместно он не движется. Другая модель или другое исполнение состоит в том, что сосуд вращаться не может, т.е. в окружном направлении он неподвижен. Тогда в окружном направлении не движется и позиционирующий элемент с удерживаемой им мембраной. Однако, чтобы мембрану с ее закраиной мембраны можно было прикрепить к внутренней стороне сосуда, т.е. в верхней части или, как поясняется ниже, в нижерасположенной части, будет двигаться отклоняющий узел со своей по меньшей мере одной, предпочтительно с множеством отклоняемых частей. Также может вращаться не отклоняющий узел, а его части, отклоняемые с радиальной составляющей, например, ролики. Однако ролики движутся по окружности предпочтительно в результате того, что движется сам отклоняющий узел, и его части могут отклоняться с указанной радиальной составляющей (или также с другими составляющими в направлении вдоль окружности). В результате на стенке сосуда возникает линия уплотнения, так как позиционирующий элемент, герметично закрепляемая мембрана и сосуд по окружности не движутся. Наконец, также возможно, что сосуд, также как и отклоняющий узел, движутся, но не с одинаковыми угловыми скоростями, а так, что существует дифференциальное движение, однако, как отклоняющий узел, так и позиционирующий элемент каждый могут вращаться или вращаются относительно окружающей среды. Из-за разницы скоростей в направлении вдоль окружности существует возможность, посредством отклоняющего узла (его отклоняемых частей) герметично прикрепить мембрану на ее закраине к внутренней стороне стенки сосуда.
Таким образом, возможны все три варианта, описанные в терминах, относящихся к инструменту, и основанные на следующих двух критериях:
- место крепления закраины мембраны к сосуду не должно вращаться относительно закраины;
- часть отклоняющего узла должна двигаться по окружности относительно указанного места крепления (следует заметить, относительно него, т.е. одно или другое), чтобы сделать возможным герметичное крепление, так как оно выполняется на закраине мембраны посредством сварного или клеевого шва.
Позиционирующий элемент может быть по меньшей мере в некоторых частях пористым. В частности, позиционирующий элемент по меньшей мере в некоторых частях состоит из спеченного материала (п. 11 формулы изобретения).
В частности, спеченный материал состоит из керамики или металла.
Предпочтительно наибольшая ширина (в плоскости, проходящей в боковом направлении, перпендикулярно осевому направлению) позиционирующего элемента составляет менее 300 мм. Предпочтительно наибольшая протяженность позиционирующего элемента в боковом направлении составляет менее 200 мм, особенно предпочтительно менее 120 мм, еще предпочтительнее от 50 мм до 120 мм (п. 12 формулы изобретения).
Отклоняющий узел может иметь по меньшей мере один ролик, выполненный с возможностью отклонения (п. 13 формулы изобретения). На отклоняющем узле по окружности на расстоянии друг от друга предпочтительно расположено множество роликов для прижимания закраины мембраны к внутренней стороне сосуда.
В частности, по меньшей мере один ролик выполнен с возможностью отклонения с радиальной составляющей.
Ролик (ролики) может (могут) иметь по существу постоянный размер поперечного сечения, но с высотой не более 30 мм. Предпочтительно высота части ролика, имеющей постоянное поперечное сечение, составляет не более 20 мм, особенно предпочтительно от 3 мм до 15 мм, еще предпочтительнее от 4 мм до 10 мм (п. 14 формулы изобретения). Ролики представляют собой прижимные ролики для закраины мембраны, а не закаточные ролики для загиба кромки листового металла. Поэтому они не имеют кольцевого паза, но имеют в качестве наружной стенки цилиндрическую поверхность, существенно простирающуюся в осевом направлении.
По меньшей мере один ролик или все ролики не должен (не должны) иметь постоянное поперечное сечение по всей своей осевой высоте. При отклонении ролика в качестве участка или части отклоняющего узла радиальная область по меньшей мере одного ролика, расположенная дальше всего снаружи, контактирует с мембраной (с ее торчащей вверх закраиной), так что в этой области мембрана прижимается к внутренней стороне сосуда. Эта область прижима предпочтительно имеет вышеописанную высоту, составляющую не более 30 мм, в частности не более 20 мм, предпочтительно от 3 мм до 15 мм, еще предпочтительнее от 4 мм до 10 мм.
Позиционирующий элемент предпочтительно выполнен в форме пластины. Позиционирующий элемент может иметь круглую форму (п. 15 формулы изобретения). Позиционирующий элемент также может иметь овальную или эллиптическую форму. Используемый здесь термин "по окружности" не следует читать, как чистую координату ϕ в цилиндрической системе координат.
Позиционирующий элемент может иметь множество выемок, проходящих в направлении мембраны, которая может приниматься и удерживаться позиционирующим элементом (п. 16 формулы изобретения).
Выемки могут представлять собой отверстия, в частности круглые отверстия, прорези, в особенности дугообразные прорези, или выемки, образованные на основе неравномерной пористой структуры.
Отклоняющий узел может содержать множество роликов в качестве "отклоняемых частей". Множество роликов отклоняющего узла предпочтительно равномерно распределено по окружности (п. 17, 13 формулы изобретения). Особенно предпочтительны два ролика, три ролика, четыре ролика, пять роликов, шесть роликов, семь роликов или восемь роликов.
Отклоняющий узел может иметь форму диска. В частности, отклоняющий узел может не иметь сегментов, перемещаемых относительно друг друга (п. 18 формулы изобретения). Вместо этого он движется по окружности относительно закраины мембраны.
Узел передачи усилия может представлять собой полый вал. Полый вал может содержать осевой канал, заканчивающийся во внутренней полости позиционирующего элемента, а на противоположном конце соединенный с источником потока (п. 19 формулы изобретения), который может создавать пониженное давление.
При способе (п. 20 формулы изобретения) крепления мембраны (или пленки) к внутренней стороне сосуда могут использовать инструмент. Инструмент содержит узел передачи усилия, отклоняющий узел и позиционирующий элемент. При указанном способе предоставляют сосуд с внутренней стороной, посредством инструмента принимают и удерживают мембрану, и вводят в сосуд инструмент с установленной на нем мембраной. По меньшей мере часть отклоняющего узла после достижения осевого целевого положения в сосуде отклоняют так, что часть мембраны прилегает как к отклоненной части отклоняющего узла, так и к части внутренней стороны сосуда, после чего мембрану могут закрепить по окружности на осевой части внутренней стороны сосуда. Затем отклоненную часть отклоняющего узла отклоняют обратно, и выводят инструмент из сосуда без мембраны, герметично прикрепленной к внутренней стороне сосуда.
При заявляемом способе мембрану могут принять и удерживать посредством позиционирующего элемента инструмента (п. 21 формулы изобретения). Промежуточный этап, на котором мембрану необходимо фиксировать с "зависанием" в верхней краевой части сосуда, отпадает, см. WO 1996/31406, стр. 4, строки 30/31. Эту задачу берет на себя предлагаемый изобретением позиционирующий элемент, который может самостоятельно удерживать мембрану в горле сосуда и, таким образом, делает возможным позиционирование в осевом направлении.
Через позиционирующий элемент возможно протекание, начиная от источника потока, чтобы принять и удерживать мембрану (п. 22 формулы изобретения). Это удерживание представляет собой своего рода "свободное удерживание", не требующее опоры на стенку сосуда, т.е. не требующее ни крюка для фиксации мембраны на верхнем конце закраины мембраны, ни отдельного клея для "позиционирования", ни конического расширения закраины мембраны, чтобы работать с "фрикционным замыканием". Предпочтительно внешний размер позиционирующего элемента должен быть таким, чтобы оставался зазор относительно внутренней стороны сосуда (внутренней стороны стенки сосуда), даже тогда, когда между ними, т.е. также в зазоре, находится закраина мембраны.
Узел передачи усилия может содержать канал, соединяющий по текучей среде источник потока и позиционирующий элемент (п. 23 формулы соединения).
Позиционирующий элемент может содержать внутреннюю полость. Во внутренней полости позиционирующего элемента после приема мембраны инструментом, в частности позиционирующим элементом инструмента, может существовать пониженное давление, так что мембрана удерживается (только) пониженным давлением. Предпочтительно после отклонения или обратного отклонения отклоняющего узла давление во внутренней полости позиционирующего элемента могут повысить по меньшей мере до давления окружающей среды, вследствие чего мембрана инструментом, в частности позиционирующим элементом инструмента, больше не удерживается (п. 24 формулы изобретения). Мембрана разъединяется или отсоединяется от инструмента, так как она плотно прилегает к внутренней стороне сосуда и "удерживается" ею.
Пониженное давление означает давление ниже давления окружающей среды. Предпочтительно давление по меньшей мере на 0,05 бара (5 кПа) ниже давления окружающей среды, особенно предпочтительно по меньшей мере на 0,1 бара (10 кПа) ниже давления окружающей среды, еще предпочтительнее по меньшей мере на 0,3 бара (30 кПа) ниже давления окружающей среды.
Отклоняющий узел может содержать по меньшей мере один ролик. В частности, по меньшей мере один ролик имеет по существу постоянный "участок поперечного сечения", имеющий высоту не более 30 мм, предпочтительно не более 20 мм, особенно предпочтительно от 3 мм до 15 мм, еще предпочтительнее от 4 мм до 10 мм (п. 25 формулы изобретения). Это может быть цилиндрический прижимной ролик, предпочтительно множество, расположенных по окружности на расстоянии друг от друга.
Благодаря "по существу" постоянному участку поперечного сечения возможно отклонение до 30% по отношению к постоянному участку поперечного сечения, предпочтительно до 20%, еще предпочтительнее до 10%. Это относится и к другим раскрытым здесь роликам, имеющим "по существу" постоянный участок поперечного сечения. Делается ссылка на пояснения, приведенные выше в отношении отклоняющего узла, имеющего по меньшей мере один ролик в качестве отклоняющейся части отклоняющего узла.
Между отклонением и обратным отклонением отклоняющего узла по меньшей мере между отклоняющим узлом и позиционирующим элементом может происходить "относительное вращение" (п. 26 формулы изобретения). При этом отклоняющий узел движется относительно позиционирующего элемента.
Относительное вращение между отклоняющим узлом и позиционирующим элементом может быть получено посредством вращения отклоняющего узла без вращения позиционирующего элемента или путем вращения позиционирующего элемента без вращения отклоняющего узла. Вращение отклоняющего узла и позиционирующего элемента (в каждом случае относительно окружающей среды) с одинаковой угловой скоростью исключено. Однако, если угловые скорости отличаются, вращение возможно. В понимании термина относительного вращения в смысле дифференциального кругового движения, здесь также следует сослаться на объяснение к п. 10 формулы изобретения, приведенное выше в настоящем описании. В рамках заявления претензии на способ вполне можно сослаться на мембрану и ее поведение относительно стенки сосуда, т.к. мембрана и сосуд являются составной частью способа. Также в признаке d) может быть пояснено, что отклонение по меньшей мере части отклоняющего узла осуществляют так, что мембрану герметично прикрепляют к внутренней стороне сосуда. Такое крепление возможно только при существовании кругового движения, будь то круговое движение сосуда с поворачивающейся относительно него мембраной, или будь то поворачивание в смысле вращения отклоняющего узла с его отклоняющими частями при неподвижной стенке сосуда (и, следовательно, неподвижной мембране). Наконец, здесь также возможен описанный вариант, заключающийся в том, что вращаются все элементы, но только не с одинаковыми скоростями (не с одинаковыми угловыми скоростями).
При способе крепления мембраны к внутренней стороне сосуда могут использовать любой раскрытый инструмент.
При способе изготовления сосуда, имеющего более одной полости, могут использовать один из инструментов. Сосуд содержит внутреннюю стенку сосуда. Инструмент содержит узел передачи усилия, отклоняющий узел и позиционирующий элемент. При осуществлении способа предоставляют сосуд, имеющий внутреннюю сторону сосуда, посредством инструмента, в частности позиционирующего элемента, принимают и удерживают первую мембрану (или пленку), инструмент с мембраной вводят в сосуд на осевую глубину, отклоняют по меньшей мере часть отклоняющего узла, вследствие чего осевая часть первой мембраны прилегает к отклоненной части отклоняющего узла и части внутренней стенки сосуда, прикрепляют первую мембрану к части внутренней стороны сосуда, в результате образуют полость выше и полость ниже первой мембраны. Отклоненную часть отклоняющего узла отклоняют обратно и выводят инструмент из сосуда без мембраны (п. 27 формулы изобретения).
В результате крепления мембраны к внутренней стороне сосуда возникают две полости, которые могут быть заполнены. Чтобы укупорить эти полости, так что содержимое соответствующей полости защищено от выпадения содержимого, полости могут быть предохранены посредством крышки-нахлобучки или вдавливаемой крышки. В частности, нижняя полость может быть предохранена (прочно закрыта) посредством отбортовки с диском или пластиной, в частности из металла, после наполнения нижней полости фасуемым продуктом, например, пищевым продуктом, предпочтительно в гранулированном или порошкообразном виде.
Предпочтительно первую мембрану прикрепляют или крепят на осевой глубине не более 70% общей высоты сосуда, более предпочтительно не более 50% общей высоты сосуда, предпочтительнее не более 30% общей высоты сосуда, еще более предпочтительно не более 20% общей высоты сосуда.
Осевое расстояние между установленными мембранами (при использовании множества мембран, как показано ниже), предпочтительно составляет не более 30% общей высоты сосуда, более предпочтительно не более 20% общей высоты сосуда, предпочтительнее не более 10% общей высоты сосуда. Указанное расстояние измеряется между соответствующим двумя плоскостями мембран, расположенными перпендикулярно осевому направлению сосуда.
Каждую мембрану принимают и удерживают посредством позиционирующего элемента инструмента (п. 28 формулы изобретения), и на позиционирующем элементе посредством инструмента опускают в сосуд и позиционируют в осевом направлении, также на больших глубинах со значительным расстоянием от края сосуда. "Значительно" означает более 10% высоты сосуда, т.е. там, где в соответствии с уровнем техники герметизирующая пленка быть размещена уже не может, если для осевого позиционирования также требуется верхний край сосуда.
Через позиционирующий элемент возможно протекание, начиная от источника потока, так что мембрану принимают и удерживают для осевого позиционирования в корпусе сосуда (п. 29 формулы изобретения).
Узел передачи усилия может содержать канал, соединяющий по текучей среде источник потока и позиционирующий элемент (п. 30 формулы соединения).
Предпочтительно канал в узле передачи усилия образован в осевом направлении.
Позиционирующий элемент может содержать внутреннюю полость, причем в указанной внутренней полости после приема мембраны позиционирующим элементом инструмента существует пониженное давление, вследствие чего удерживается мембрана. В частности, давление во внутренней полости позиционирующего элемента инструмента после отклонения или обратного отклонения отклоняющего узла могут повысить по меньшей мере до давления окружающей среды, так что мембрана позиционирующим элементом инструмента больше не удерживается (п. 31 формулы изобретения).
При осуществлении способа отклоняющий узел может содержать по меньшей мере один ролик. Указанный ролик в части может иметь по меньшей мере по существу постоянный диаметр (участок поперечного сечения), имеющий высоту не более 30 мм, предпочтительно не более 20 мм, особенно предпочтительно от 3 мм до 15 мм, в частности от 4 мм до 10 мм (п. 32 формулы изобретения).
Что касается пояснений относительно по существу постоянного участка поперечного сечения по меньшей мере ролика, делается ссылка на вышеприведенные пояснения. Этот касается также увеличения по меньшей мере ролика, прижимающего мембрану.
По меньшей мере между отклонением и обратным отклонением отклоняющего узла при осуществлении предлагаемого способа может происходить относительное вращение (относительное круговое движение) между отклоняющим узлом и позиционирующим элементом (п. 33 формулы изобретения).
При этом происходит относительное вращение (относительное круговое движение) между отклоняющим узлом и позиционирующим элементом, как описано выше.
В соответствии со способом могут изготовить сосуд, имеющий множество полостей, например, 2, 3, 4 или более полостей, смещенных относительно друг друга в осевом направлении. Для этого к внутренней стороне сосуда на множестве осевых глубин прикрепляют множество мембран. Для этого после прикрепления первой мембраны к внутренней стороне сосуда посредством инструмента принимают и удерживают еще одну мембрану (вторую мембрану), инструмент со второй мембраной вводят в сосуд на осевую глубину, отклоняют по меньшей мере часть отклоняющего узла, так что осевая часть второй мембраны прилегает к отклоненной части отклоняющего узла и части внутренней стенки сосуда, прикрепляют вторую мембрану к части внутренней стороны сосуда, так что образуют еще одну полость выше второй мембраны, отклоняют обратно отклоненную часть отклоняющего узла, и выводят инструмент из сосуда без второй мембраны (п. 35 формулы изобретения).
Этот процесс могут повторить с множеством мембран (п. 34 формулы изобретения).
В частности, сосуд, к внутренней стороне которого должна быть прикреплена мембрана, предоставляют в виде полого цилиндра, причем после прикрепления мембраны возникают две полости - выше и ниже мембраны. В результате прикрепления еще одной мембраны к внутренней стороне сосуда число полостей увеличивается на 1. Это означает, что в результате прикрепления мембраны возникают две полости (не обязательно замкнутые полости), в результате прикрепления двух мембран возникают три полости (одна из которых замкнута), в результате прикрепления трех мембран возникают четыре полости и т.д. Вследствие этого в сосуде получается самая верхняя полость и самая нижняя полость, каждая из которых открыта относительно окружающей среды. Эти обе полости могут быть закрыты крышкой-нахлобучкой, вдавливаемой крышкой или путем отбортовки пластины или диска (короче говоря, крышки), в частности из металла.
В общем, мембрана, которая должна быть прикреплена к внутренней стороне сосуда, может содержать бумагу, пластик или алюминий, также в слоях, в виде многослойной структуры. Мембрана может иметь толщину менее 1 мм, предпочтительно менее 0,5 мм.
В общем, сосуд, к которому должна быть прикреплена одна или множество мембран, может состоять из металла, стекла, бумаги, (тонкого) картона, картона или композиционного материала (например, из композиционного материала на основе указанных материалов). Сосуд может иметь круглую основную форму. Сосуд также может иметь овальную, эллиптическую или полигональную форму (предпочтительно имеющую более трех сторон).
Варианты осуществления изобретения показаны посредством примеров, а ограничения, вытекающие из чертежей, никоим образом не переносятся в формулу изобретения и не читаются в ней. Эти примеры следует читать и понимать, как примеры, даже тогда, когда не везде и не в каждом месте стоит "к примеру", "в частности" или "например". Объяснение одного исполнения также не следует читать так, что, если представлен только один пример, не имеется других исполнений или исключены другие варианты. Эти условия относятся к прочтению всего следующего описания.
На ФИГ. 1 в разрезе показан инструмент 100 с отклоняющим узлом 20.
На ФИГ. 1а в разрезе показан инструмент 100 с роликом 21 в качестве части отклоняющего узла 20.
На ФИГ. 1b в деталях показан ролик 21 отклоняющего узла 20.
На ФИГ. 2 показан сосуд 1, в который был введен инструмент 100 с мембраной 33.
На ФИГ. 2а показан сосуд 1, в который был введен инструмент 100 с мембраной 33, причем отклоняющая часть 21 отклоняющего узла 20 отклонена.
На ФИГ. 3 в разрезе в осевом направлении показан сосуд 1 с мембраной 33, соединенной с внутренней стороной 5 сосуда 1.
На ФИГ. 4 в перспективе показан сосуд 1 с мембраной 33 в виде предварительно сформованной пленки, которая должна быть соединена с внутренней стороной 5 сосуда 1.
х
На ФИГ. 5 в разрезе в осевом направлении показан сосуд 200 с множеством полостей 201, 201', 201'', 201.
х
х
На ФИГ. 6 в перспективе показан сосуд 200 с множеством мембран 233', 233, которые соединены (233') или должны быть соединены (233) с внутренней стороной 205 сосуда 200.
На ФИГ. 7 в перспективе показан инструмент 100 с позиционирующим элементом 30, содержащим множество отверстий 80.
На ФИГ. 8 в перспективе показан инструмент 100 с позиционирующим элементом 30, содержащим множество прорезей 90.
На ФИГ. 1 схематично показан инструмент 100. В подробностях инструменты 100 показаны на ФИГ. 7 и 8. На ФИГ. 1 инструмент 100 содержит узел 10 передачи усилия, отклоняющий узел 20 и позиционирующий элемент 30.
Узел 10 передачи усилия, выполненный в виде полого вала, содержит канал 11. Схематично представленный отклоняющий узел 20 показан в своем исходном положении, в котором по меньшей мере часть отклоняющего узла 20 может отклоняться в направлении r, чтобы достичь отклоненного положения. Из этого отклоненного положения отклоняющий узел 20 может отклониться обратно, в исходное положение. Позиционирующий элемент 30, выполненный в виде пластины, имеет круглое поперечное сечение (перпендикулярно полому валу). Позиционирующий элемент 30 имеет высоту Н и диаметр D (наибольшая ширина). На своей нижней стороне (в отрицательном направлении по оси z) позиционирующий элемент 30 содержит множество выемок 31, 31', 31'', 31'''. На верхней стороне позиционирующего элемента имеется выемка 34, в которую переходит канал 11, идущий из полого вала.
В данном примере узел 10 передачи усилия соединен с отклоняющим узлом 20 без возможности относительного вращения, так что при вращении узла 10 передачи усилия вращается и отклоняющий узел 20. Нижний конец (в отрицательном направлении по оси z) узла 10 передачи усилия посредством шарикоподшипника 25 связан (или соединен) с позиционирующим элементом 30. При этом узел 10 передачи усилия и шарикоподшипник 25 расположены в верхней выемке (вторая выемка) 34 позиционирующего элемента 30. Вследствие соединения позиционирующего элемента 30 с узлом 10 передачи усилия посредством шарикоподшипника 25 вращение узла 10 передачи усилия на позиционирующий элемент 30 не передается (по меньшей мере передается не полностью), так что в отношении передачи значительного вращающего момента узел 10 передачи усилия откреплен от позиционирующего элемента 30.
На верхнем конце в положительном направлении по оси z канал 11 узла 10 передачи усилия соединен с источником 15 потока. Источник 15 потока представляет собой, например, (вакуумный) насос.
Нижний конец канала 11 узла 10 передачи усилия соединен по текучей среде с внутренней полостью 32 позиционирующего элемента 30, причем внутренняя полость 32 позиционирующего элемента 30 соединена по текучей среде с выемками 31, 31', 31'', 31'''.
Если источником 15 потока создается поток, то поток проходит через канал 11 узла 10 передачи усилия, внутренняя полость 32 позиционирующего элемента 30 и выемки 31, 31', 31'', 31''' позиционирующего элемента 30. Посредством создания пониженного давления в источнике потока поток через выемки 31, 31', 31'', 31''' проходит в положительном направлении оси z, вследствие чего, например, может присасываться мембрана 33.
Если мембрана прилегает к нижней стороне позиционирующего элемента 30, а выемки 31, 31', 31'', 31''' герметизируются мембраной 33 (в частности частью 33b мембраны 33), при дальнейшем создании пониженного давления в источнике 15 потока возникает пониженное давление во внутренней полости 32 позиционирующего элемента 30. Посредством этого может приниматься и удерживаться мембрана 33.
2
2
На ФИГ. 1a отклоняющий узел 20 содержит ролик 21, имеющий высоту Н. Ролик 21 имеет постоянное поперечное сечение (в осевом направлении), так что по существу постоянный участок поперечного сечения ролика (постоянный диаметр) имеется по всей высоте Н ролика 21. Ролик 21 (как часть отклоняющего узла 20) может отклоняться в радиальном направлении в результате того, что двигатель М отклоняет штангу 18, причем ролик 21 соединен со штангой 18.
При этом ролик 21 может отклоняться в радиальном направлении настолько, что он контактирует с частью закраины 33а мембраны 33 и при дальнейшем отклонении отжимает часть закраины 33а мембраны, контактирующую с роликом 21, в направлении стенки 1' сосуда до тех пор, пока указанная часть закраины 33а мембраны не будет прилегать к внутренней стороне 5 сосуда. В этом случае величина s зазора у той части закраины 33а мембраны, которая прилегает к внутренней стороне 5 сосуда, равна 0 (нуль).
В результате вращения узла 10 передачи усилия (вокруг его центральной оси) происходит вращение отклоняющего узла 20 и ролика 21 (в каждом случае вокруг центральной оси узла 10 передачи усилия), так как отклоняющий узел 20 соединен с узлом 10 передачи усилия без возможности относительного вращения. Если к радиальной наружной части ролика 21 прилегает закраина 33а мембраны 33, то ролик 21 катится вдоль контактирующей части закраины 33а мембраны, в результате мембрана 33 своей закраиной 33а мембраны прижимается к внутренней стороне 5 сосуда 1 и может быть прикреплена при помощи клея.
При этом выполняется по меньшей мере одно полное вращение (360 градусов). Если на отклоняющем узле 20 расположено множество роликов 21, может быть достаточным частичное вращение узла 10 передачи усилия и, следовательно, отклоняющего узла 20, соединенного с ним без возможности относительного вращения, причем необходимый угол вращения получается из числа роликов, на которое нужно разделить 360 градусов. Даже при использовании множества роликов 21 может иметь смыл одно или множество полных вращений, при этом каждая зажатая часть закраины 33а мембраны несколько раз контактирует с роликом 21, т.е. несколько раз прижимается к внутренней стороне 5 сосуда 1.
По меньшей мере закраина 33а мембраны 33 может быть покрыта герметиком, клеевым слоем или плавким полимером. Во время отклонения отклоняющего узла 20 и при необходимости вращения узла 10 передачи усилия и отклоняющего узла 20 (с роликом или без ролика 21) зажатая часть закраины 33а прикрепляется к внутренней стороне 5 сосуда 1. Это может происходить и под тепловым воздействием, например, посредством индукции, если отклоняющий узел 20 и/или ролик 21 изготовлен из материала, который может нагреваться путем индукционного нагрева. Также возможен нагрев при помощи радиационного нагревателя или горячего элемента, контактирующего с отклоняющим узлом 20, роликом 21 или сосудом 1. Тепловое воздействие может также исходить снаружи (через стенку сосуда).
2
На ФИГ. 1b в деталях показан ролик 21 как часть отклоняющего узла 20. Ролик 21 соединен 21b с осью 17 ролика с возможностью вращения вокруг своей центральной оси, причем ось 17 ролика, выполненная с возможностью вращения вокруг своей центральной оси А, перемещается кронштейном 16а. Ось 17 ролика посредством штанги 18 может отклоняться в радиальном направлении r с помощью двигателя М (как показано на ФИГ. 1а) или подъемного устройства 19а (как показано на ФИГ. 7 и 8) (двигатель и подъемное устройство на ФИГ. 1b не показаны). В своей радиальной наружной части ролик 21 может иметь резиновое покрытие 21а, чтобы повысить трение между роликом 21 и, если ролик 21 отклонен в радиальном направлении, контактирующей частью закраины 33а мембраны 33. Резиновое покрытие 21а может быть выполнено по всей высоте Н ролика 21.
На ФИГ. 2 показан инструмент 100 с узлом 10 передачи усилия, отклоняющим узлом 20 и позиционирующим элементом 30, причем инструмент 100 принял мембрану 33 и, как описано выше, удерживает ее благодаря пониженному давлению во внутренней полости 32 позиционирующего элемента 30. Инструмент 100 с мембраной 33 был вставлен или введен в сосуд 1. В горизонтальном направлении сосуд 1 имеет круглое поперечное сечение. Мембрана 33 в горизонтальном направлении также имеет круглое поперечное сечение. Ролика 21, как это показано на ФИГ. 1а и 1b, отклоняющий узел 20 инструмента 100 не имеет. Часть отклоняющего узла 20 или отклоняющий узел 20 может быть выполнен в виде пружинного или разжимного кольца. Пружинное или разжимное кольцо для использования в области настоящего изобретения представляет собой деталь, состоящую по меньшей мере из двух сегментов, причем сегменты, по меньшей мере при радиальном отклонении, частично отделены друг от друга. Если радиальная наружная часть пружинного или разжимного кольца контактирует с частью закраины 33а мембраны, как показано на ФИГ. 2а, между сегментами получается по меньшей мере два зазора, проходящих в осевом направлении.
Диаметр поперечного сечения мембраны 33 немного меньше диаметра поперечного сечения сосуда 1, вследствие чего между мембраной 33 и сосудом 1 получается проходящий по окружности зазор s.
Зазор s предпочтительно составляет менее 1 мм, в частности менее 0,5 мм. Соответственно разность диаметров между мембраной 33 и сосудом 1 (внутри) в два раза больше ширины зазора s.
На ФИГ. 2а в отклоненном состоянии показан отклоняющий узел 20, изображенный на ФИГ. 2. Вследствие отклонения отклоняющего узла 20 в направлении r радиальная наружная часть отклоняющего узла 20 прилегает к части закраины 33а мембраны 33, а закраина 33а мембраны 33 прилегает к внутренней стороне 5 сосуда 1. Другими словами, часть закраины 33а мембраны 33 зажата между внутренней стороной 5 сосуда 1 и радиальной наружной областью отклоняющего узла 20. Зазор s между зажатой частью закраины 33а мембраны 33 и внутренней стороной 5 сосуда 1 равен 0.
В результате прижатия части закраины 33а мембраны получается верхняя часть 33а'' (в положительном направлении z) закраины 33а мембраны, в области которой зазор между закраиной 33а мембраны и стенкой 1' сосуда (внутренняя сторона 5 сосуда) меньше величины s зазора перед прижатием части закраины 33а мембраны. В пределах части 33а'' находится часть 33а', где закраина 33а мембраны прилегает к внутренней стороне 5 сосуда. Как правило, эта часть 33а' в осевом направлении немного длиннее той части закраины 33а мембраны, на которую давит отклоняющий узел 20, когда он отклонен.
В той части закраины 33а мембраны 33, которая расположена ниже (в отрицательном направлении z), зазор s имеет свою исходную ширину - величину s зазора, которая существовала до отклонения отклоняющего узла 20.
После крепления части 33а' закраины 33а мембраны по всей окружности к внутренней стороне 5 сосуда 1 отклоняющий узел 20 может быть отклонен обратно, а именно в его исходное положение. После снятия пониженного давления инструмент 100 может быть выведен или извлечен из сосуда 1. Мембрана 33 остается в сосуде 1.
Мембрана 33 удерживается инструментом 100, например, посредством пониженного давления во внутренней полости 32 позиционирующего элемента 30, в требуемом положении (осевая глубина в сосуде 1) до тех пор, пока по окружности к внутренней стороне 5 сосуда 1 не будет прикреплена часть закраины 33а мембраны, или пока отклоняющий узел 20 не будет отклонен из отклоненного положения обратно в исходное положение. Затем после обратного отклонения отклоняющего узла 20 инструмент 100 может быть выведен из сосуда 1. Ослабление удерживания мембраны 33 на инструменте 100 может происходить, например, в результате повышения давления во внутренней полости 32 позиционирующего элемента 30 по меньшей мере до давления окружающей среды.
На ФИГ. 3 и 4 показан сосуд 1 с мембраной 33, но без инструмента 100. На ФИГ. 3 показана металлическая банка с отогнутым краем 1а, внутри сосуда 1 расположена мембрана 33, причем закраина 33а мембраны соединена с внутренней стороной 5 сосуда 1. На ФИГ. 4 в перспективе показан металлический сосуд 1, причем мембрана 33 в сосуд 1 опущена еще не была. Мембрана 33 содержит язычок 40, который может быть использован для извлечения мембраны из закрепленного положения в сосуде 1 (доступ к сосуду и расфасованному в нем продукту).
Закраина 33а мембраны 33 в направлении z имеет по существу постоянное поперечное сечение (одинаковый диаметр вдоль высоты закраины мембраны). Благодаря использованию инструмента 100 для принятия и удерживания мембраны буртик мембраны, как это известно в уровне техники, не требуется. Из-за буртика мембраны поперечное сечение закраины мембраны в направлении z по существу постоянным не является, диаметр закраины мембраны на верхней конце (в положительном направлении z) увеличен по сравнению с диаметром той части закраины мембраны, где поперечное сечение постоянно. В уровне техники буртик мембраны необходим для того, чтобы перед креплением к внутренней стороне сосуда удерживать мембрану в заданном положении благодаря тому, что буртик (буртик мембраны) опирается, например, на отогнутый край 1а сосуда.
х
х
х
х
1
2
х
На ФИГ. 5 и 6 показан сосуд 200 с множеством полостей 201, 201', 201'', 201. Полости 201, 201', 201'', 201 в сосуде образованы множеством мембран 233, 233', 233. При этом мембраны 233, 233', 233расположены на различных осевых глубинах T, Т, Т внутренней стороны 205 сосуда 200.
1
2
1
Для крепления множества мембран сначала при помощи инструмента 100 на внутренней стороне 205 сосуда, в самой глубокой (в осевом направлении) позиции T закрепляется мембрана 233. В результате возникают две полости 201, 201'. Вторая мембрана 233' с помощью инструмента 100 позиционируется и прикрепляется к внутренней стороне 205 на меньшей (в осевом направлении) глубине Т, чем осевая глубина T первой мембраны 233. В результате крепления второй мембраны 233' в сосуде в сочетании с мембраной 233 возникают три полости 201, 201', 201''. В результате следующего крепления мембран в сосуде могут быть образованы следующие полости.
х
х
х
х
х
x
На ФИГ. 6, на которой инструмент 100 не изображен, наглядно показано, как с использованием инструмента 100 в сосуд можно установить мембраны. Мембраны 233, 233', 233 буртика мембраны, который опирался бы на отогнутый край 201а, не имеют. Как показано на ФИГ. 6, мембраны 233', 233 содержат отрывные язычки 240', 240. Мембрана 233 содержит отрывной язычок 233а и часть 233b мембраны, которая может быть принята и удерживаться пластинчатым или тарелкообразным позиционирующим элементом 30.
На ФИГ. 7 показан инструмент 100 с узлом 10 передачи усилия, отклоняющим узлом 20 и позиционирующим элементом 30.
Узел 10 передачи усилия выполнен в виде полого вала, так что на верхнем конце узла 10 передачи усилия к внутреннему каналу 11 может быть присоединен источник 15 потока. Отклоняющий узел 20 содержит подъемные устройства 19а, посредством которых могут выдвигаться (или отклоняться) штанги 18. Каждая штанга 18 соединена с исполнительным или подъемным устройством 19а и соединительным элементом 19, так что в результате отклонения штанги 18, вызванного подъемным устройством 19а, посредством оси 17 ролика может быть отклонен ролик 21.
Ось 17 ролика соединена с соединительным элементом 19, роликом 21 и кронштейном 16а. Кронштейн 16а посредством шарнира 16 соединен с тарелкой 12.
Благодаря соединению оси 17 ролика с тарелкой 12 посредством кронштейна 16а и шарнира 16 ролик 21 дополнительно направляется при отклонении штанги 18. Тарелка относится к отклоняющему узлу. В случае множества роликов вышеописанная конструкция повторяется по окружности через некоторый промежуток.
Позиционирующий элемент 30, имеющий пластинчатую форму, на своей нижней стороне содержит множество отверстий 80, посредством которых внутренняя полость 32 (не показана) позиционирующего элемента 30 соединена с окружающей средой. Внутренняя полость 32 позиционирующего элемента 30 соединена с каналом 11 узла 10 передачи усилия, так что позиционирующий элемент 30 является проницаемым для проходящего через него потока, начиная от источника 15 потока через канал 11 узла 10 передачи усилия и к внутренней полости 32 позиционирующего элемента 30.
Узел 10 передачи усилия по меньшей мере посредством подъемных устройств 19а, установленных так, что они распределены по окружности, без возможности относительного вращения соединен с отклоняющим узлом 20, так что вращение узла 10 передачи усилия вызывает вращение отклоняющего узла 20. В отношении вращения узла 10 передачи усилия и отклоняющего узла 20 позиционирующий элемент 30 откреплен от указанных узлов, так что вращение узла передачи усилия и отклоняющего узла 20 (существенного) вращения позиционирующего элемента 30 не вызывает.
На ФИГ. 8 показан инструмент, уже описанный в связи с ФИГ. 7, но содержащий другой позиционирующий элемент 30. Вместо отверстий 80 позиционирующий элемент 30 содержит симметрично расположенные изогнутые прорези 90. При этом прорези 90 соединяют внутреннюю полость 32 (не показана) позиционирующего элемента 30, а внутренняя полость 32 соединена по текучей среде с каналом 11 узла 10 передачи усилия, так что позиционирующий элемент 30 является проницаемым для проходящего через него потока благодаря прорезям 90, внутренней полости 32 позиционирующего элемента 30 и каналу 11 узла 10 передачи усилия.
Прорези 90 имеют форму полукруга или квадранта и в радиальном направлении расположены на расстоянии друг от друга. Между концами прорезей остаются перегородки, чтобы обеспечить стабильность позиционирующего элемента в смысле жесткости.
На ФИГ. 8а показаны снизу квадрантные элементы, выполненные в виде прорезей 90, расположенных в шахматном порядке.