УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЖИДКОГО ПРОДУКТА И СОЗДАНИЯ НОВОГО, ОТЛИЧНОГО ОТ ИСХОДНОГО
DEVICE TO TREAT LIQUID PRODUCT AND CREATE NEW ONE DIFFERENT FROM INITIAL ONE

Изобретение относится к пищевой, в том числе ликероводочной промышленности.
Изобретение предназначено для индивидуальной обработки каждой единичной порции жидкого продукта, в том числе водки, выливаемого из бутылки в период времени, предшествующий потреблению лично потребителем, а также приготовление нового продукта, отличного от исходного продукта.
Известно устройство для обработки и очистки жидкого продукта (см. патент RU №2328523), содержащее картридж, состоящий из соединяемого с горловиной упругодемпфированной бутылки корпуса и размещенного в нем фильтра, и канал с перепускным клапаном.
Известное устройство имеет ряд недостатков. Первый из них заключается в том, что полость картриджа с фильтром в известном устройстве не отделена герметично от внутреннего объема емкости с жидким продуктом, и во время транспортировки и хранения будет происходить смачивание сорбента и фильтрующих материалов, что в большинстве случаев неприемлемо. Так, например, длительное нахождение сорбента типа активированного угля в водке приводит к росту альдегидов, количество которых регламентировано, и т.д. Другой недостаток состоит в том, что воздушный канал сформирован в полости картриджа, где размещаются фильтрующие материалы и сорбент, что неудобно и не позволяет организовать автоматизированную скоростную сборку устройства одновременно с заполнением полости картриджа соответствующими наполнителями.
Следующим недостатком известного устройства являются необходимость использования в качестве емкости упругодемпфированной бутылки для создания избыточного давления, путем ее сдавливания, с целью продавливания жидкого продукта из нее через материалы фильтра.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в устранении вышеуказанных недостатков. Кроме того, изобретение направлено на создание:
- технологичного внутреннего разделительного приспособления для разобщения внутреннего пространства емкости с жидким продуктом и полости картриджа с наполнителями при хранении и транспортировке продукта и их сообщения в момент потребления продукта;
- узла непрерывной подачи воздуха в емкость для компенсации объема жидкого продукта, вытекаемого из емкости, воздухом окружающей среды с водяным затвором, не уменьшающего эффективную поперечную площадь картриджа и не затрудняющего размещение в полости картриджа наполнителей, имеющих разнообразную форму и размеры, в том числе и при скоростной автоматизированной сборке устройства, то есть механизма компенсации объема без специально сформированного воздушного канала с обратным клапаном, пронизывающего картридж.
- универсальной конструкции устройства и картриджа для обеспечения возможности работы устройства с максимально большим ассортиментом наполнителей с целью обработки разных видов жидкого продукта, в том числе и водки, а также приготовления нового продукта, отличного от исходного, находящегося в емкости;
- набора соответствующих сорбентов в качестве наполнителей картриджа, обеспечивающих эффективную обработку водки и других бутилированных продуктов;
- конструкции картриджа, обеспечивающей максимальное соприкосновение протекаемой через него жидкости с поверхностью наполнителя для эффективной обработки продукта;
- конструкции устройства, позволяющей, с учетом современных технологий производства товаров массового спроса, организовать автоматизированное производство устройства с низкой себестоимостью для обеспечения возможности одноразового его использования потребителем за приемлемую для него цену.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для обработки жидкого продукта, находящегося в емкости, содержащем корпус, соединенный с горлышком емкости, картридж размещен в корпусе устройства выше уровня жидкости в емкости, а разделительное приспособление отделяет внутреннее пространство емкости от полости картриджа при хранении и транспортировке и соединяет их при использовании устройства. Кроме того, устройство и картридж имеют такую конструкцию, а наполнители расположены внутри картриджа так, что жидкость, протекая через устройство, максимально соприкасается с поверхностью наполнителей, что обеспечивает максимально эффективную обработку жидкого продукта за минимальное время. Корпус с горлом емкости соединяется известными на практике способами. Узел непрерывной подачи воздуха окружающей среды с водяным затвором во внутренний объем емкости для компенсации объема жидкого продукта, вытекаемого из емкости, интегрирован в компоненты устройства, его корпус и герметизирующий элемент. Узел размещен так, что спиралевидные воздухопроводящие каналы не проходят через полость картриджа, а располагаются ниже картриджа перпендикулярно к току жидкого продукта, образуя своей конфигурацией водяной затвор, и открываются лишь при открытии центрального отверстия в корпусе и в герметизирующем элементе.
В заявленном изобретении устройство содержит разделительное приспособление, образованное поршнем, сформированным на нижнем элементе картриджа, центральным отверстием в корпусе и в герметизирующем элементе, лифтом, образованным элементами конструкции корпуса и картриджа. Разделительное приспособление приводится в действие запорным колпачком при его снятии. Когда устройство закрыто, поршень герметично перекрывает центральное отверстие корпуса и герметизирующего элемента, а также узел подачи воздуха, и не позволяет жидкому продукту, находящемуся в емкости, поступать в полость картриджа с наполнителями, а воздуху окружающей среды - в устройство. При открытии устройства поворотом запорного колпачка против часовой стрелки картридж с поршнем, смещается поперечно, а благодаря лифту - и продольно вверх относительно корпуса устройства, и открывает центральное отверстие в корпусе, герметизирующем элементе и воздухопроводящие каналы узла подачи воздуха в емкость, обеспечивая проход жидкого продукта из емкости в полость картриджа с наполнителями и воздуха окружающей среды вовнутрь емкости. Наличие в заявленном изобретении разделительного приспособления позволяет использовать в устройстве в качестве наполнителей картриджа материалы и ингредиенты, которые не могут сохранять необходимые свойства при длительном взаимодействии с обрабатываемым продуктом, тем самым значительно расширяется диапазон использования устройства. Продольное смещение картриджа с поршнем разделительного приспособления относительно корпуса для открытия центрального отверстия в устройстве можно также обеспечить резьбовым сопряжением картриджа и корпуса.
В заявленном изобретении узел непрерывной подачи воздуха окружающей среды с водяным затвором в емкость для компенсации объема жидкого продукта, вытекаемого из емкости, сконфигурирован на основе компонентов устройства, корпуса и герметизирующего элемента путем придания соответствующей формы их поверхности. Спиралевидные воздухопроводящие каналы с водяным затвором узла подачи воздуха образованы соответствующей конфигурацией внешней торцевой поверхности герметизирующего элемента и поверхностью внутренней поперечной стенки корпуса, прижимающего герметизирующий элемент к торцу горлышка емкости. Во время транспортировки и хранения жидкого продукта узел подачи воздуха закрыт поршнем разделительного приспособления. Открывается узел подачи воздуха окружающей среды в емкость в момент открытия устройства при поднятии поршня разделительного приспособления.
Использование в заявленном изобретении узла подачи воздуха предложенной конструкции позволяет организовать непрерывную подачу воздуха окружающей среды необходимого объема в емкость для обеспечения необходимой скорости протока жидкого продукта через наполнители картриджа и комфортной для потребителя равномерности налива емкости для пития. Кроме того, применение спиралевидных воздухопроводящих каналов в узле подачи воздуха, перпендикулярных току жидкости, позволяет образовать водяной затвор и обойтись без обратного клапана, а также существенно упростить конструкцию картриджа и устройства в целом.
Картридж в заявленном изобретении имеет полость для наполнителей и отверстия для протока жидкого продукта в торцевых стенках. В полости картриджа могут быть размещены: сорбенты; вкусовые добавки, ароматизаторы, оптимизаторы и (или) другие наполнители. В полости картриджа может быть размещено любое необходимое количество дисков наполнителя. Корпус картриджа может состоять из двух элементов, соединенных между собой, нижнего элемента и верхнего элемента. Конфигурация элементов картриджа может быть любой в зависимости от наполнителя, выполняемых функций и формы компонентов устройства, с которыми картридж взаимодействует во время работы. Отверстия в торцевых стенках картриджа могут быть разной величины и формы в зависимости от назначения устройства, обрабатываемого продукта и материала наполнителей. Картридж может иметь отверстия в своей боковой образующей. В полости картриджа может находится один или несколько средних элементов различной конфигурации в зависимости от формы и количества наполнителей и задач по обработке продукта. Средний элемент картриджа может быть покрыт тонким слоем серебра или другого вещества для дополнительной обработки продукта. Элементы картриджа могут быть задействованы в разделительном механизме в качестве его частей. Например, нижняя часть нижнего элемента картриджа может служить поршнем разделительного механизма, нижняя часть верхнего элемента и внутренняя поверхность соска картриджа - быть частью лифта разделительного механизма.
В заявленном изобретении устройство закрывается и герметизируется запорным колпачком. Запорный колпачок при отвинчивании выступом на внутренней поверхности своей торцевой стенки приводит в действие разделительный механизм посредством поперечного поворота и продольного смещения за счет лифта картриджа с наполнителями, тем самым открывая центральное отверстие в корпусе и герметизирующем элементе, а также воздушный канал. При навинчивании запорного колпачка устройство внутри герметизируется разделительным приспособлением, а также колпачком герметизируется полость картриджа посредством герметизации его выходного отверстия в соске. Устройство может быть снабжено механизмом индикации первого вскрытия в виде отрывного кольца внизу запорного колпачка или этикетки с перфорированным отрывным пояском в области соединения внешней поверхности колпачка и внешней поверхности корпуса, а также этикетка с перфорацией может наклеиваться на колпачок и на горлышко бутылки. Внешние поверхности устройства могут быть декорированы любыми известными способами с целью индификации продукта. Запорный колпачок, корпус и другие компоненты устройства могут быть изготовлены из прозрачной или цветной пластмассы. Запорный колпачок и корпус устройства, изготовленные из пластмассы, могут быть одеты в металлическую оболочку. Запорный колпачок может быть выполнен в виде рюмки и использоваться в качестве емкости для пития.
В заявленном изобретении для эффективной обработки водки наполнителем картриджа может быть активированное углеродное волокно - высокоэффективный абсолютно стерильный сорбент в виде войлочных дисков.
При использовании устройства для приготовления нового продукта с использованием порошковых наполнителей отверстия в элементах картриджа должны быть меньше гранул порошка наполнителя. Для рекламных целей в полости картриджа, кроме наполнителей, могут быть размещены сувениры и призы-сюрпризы, внутренняя поверхность картриджа в этом случае должна быть соответствующей конфигурации.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1, 2 изображен первый пример выполнения устройства для обработки жидкости, находящейся в емкости (стеклянной бутылке). На фиг.1 - вертикальный разрез устройства в закрытом состоянии, а на фиг.2 - вертикальный разрез устройства в открытом состоянии.
Устройство содержит следующие компоненты, механизмы и узлы: запорный колпачок, навинчивающийся на корпус устройства, с механизмом индикации первого вскрытия; корпус устройства с посадочным местом на горлышко емкости; картридж с полостью для соответствующих наполнителей, состоящий из верхнего элемента с выходным отверстием, нижнего элемента и внутреннего элемента картриджа; узел непрерывной подачи воздуха, состоящий из герметизирующего элемента с воздухопроводящим каналом, и разделительный механизм, состоящий из корпуса картриджа и запорного колпачка, а также емкость для жидкости.
Запорный колпачок 1 крепится на корпусе 2 устройства посредством резьбы 3.
Корпус устройства имеет цилиндрическую форму и состоит из двух частей - верхней и нижней. На внешней поверхности корпуса сформирована двухзаходная резьба 4 для сопряжения с запорным колпачком, а ниже резьбы - выступы 5 механизма индикации первого вскрытия. Отрывной элемент 6 механизма индикации первого вскрытия является частью запорного колпачка и соединен с ним верхней торцевой частью через перфорационные отверстия 7. На внутренней поверхности отрывного элемента сформированы зацепы 8. При навинчивании запорного колпачка на корпус зацепы не взаимодействуют с аналогичными выступами на внешней поверхности корпуса, а при свинчивании цепляются за них, в результате чего кольцо отрывается от колпачка и падает вниз на бутылку, сигнализируя потребителю о вскрытии. Верхняя часть корпуса имеет вид гильзы, в которую вставляется картридж. В конце гильзы на внутренней ее поверхности образованы внутренние выступы 9 для ограничения хода картриджа. В середине корпуса внутри сформирована поперечная кольцевая стенка 10 с центральным отверстием 11 для протока жидкости из емкости, соединенная с боковой образующей корпуса. Со стороны гильзы на верхней поверхности кольцевой стенки сформирован лифт 12 разделительного механизма в виде двух наклонных плоскостей для подъема картриджа. В районе центрального отверстия сформировано седло 13 для поршня разделительного механизма, а со стороны бутылки - посадочное место 14 для соединения с герметизирующим элементом 15. На внутренней поверхности корпуса ниже поперечной кольцевой стенки сформирован запорный фиксатор 16 от снятия корпуса с горлышка 17 емкости в виде фрагментов кольцевой защелки, а также вертикальные выступы 18, которые, взаимодействуя с аналогичными вертикальными выступами 19 на горлышке емкости, и не позволяют корпусу проворачиваться на горлышке.
Картридж состоит из верхнего 20, нижнего 21 и среднего 22 элементов, жестко соединенных между собой. Верхний 20 элемент картриджа имеет следующую конфигурацию: в верхней части сформирован сосок 23 с выходным отверстием 24, посадочное место 25 для обеспечения герметичной укупорки выходного отверстия и всего устройства запорным колпачком 1, а также вертикальные углубления 26 на внутренней поверхности соска для взаимодействия со шпонками 27 на внутреннем выступе 28 запорного колпачка. В конце широкой части верхнего элемента картриджа, переходящей в сосок, сформирована юбка 29, а на ее внешней поверхности - уплотнительные кольцевые пояски 30 для обеспечения герметичности скользящего соединения верхнего элемента 20 картриджа с внутренней поверхностью корпуса 2 устройства. Верхний элемент 20 картриджа ниже соска имеет цилиндрическую форму с отверстиями 31 в боковой образующей, со средним кольцевым уплотнительным выступом 32 на внешней поверхности и посадочным местом в виде кольцевой канавки 33 на внутренней поверхности для фиксации среднего 22 элемента картриджа. В нижней части верхнего элемента 20 картриджа на внутренней его поверхности сформирована кольцевая канавка 34 для замкового крепления нижнего элемента 21 картриджа. А на внешней поверхности верхнего элемента картриджа 20 сформирован кольцевой уплотнительный выступ 35 для обеспечения герметичного скользящего соединения с корпусом 2. Также в нижней части верхнего 20 элемента картриджа сформирована ответная часть 36 лифта для обеспечения ограниченного продольного хода картриджа 20 в сборе относительно корпуса 2 при открывании устройства свинчиванием запорного колпачка 1. Нижний элемент 21 картриджа состоит из верней широкой цилиндрической части с внешним кольцевым выступом 37 для замкового соединения с верхним элементом 20 картриджа и внутренней поперечной стенки 38 с центральным отверстием 39 для протока жидкого продукта. Средняя часть нижнего элемента 21 картриджа образованна радиальными ребрами 40 с межреберными отверстиями 41 для протока обрабатываемого продукта. В нижней части нижнего элемента 21 картриджа в конце ребер 40 сформирован поршень 42 разделительного механизма. Полость картриджа 43 заполняется наполнителями в виде дисков 44 и 45, которые крепятся на среднем элементе. Средний элемент 22 имеет вид шайбы с центральным отверстием 46 для протока жидкого продукта, радиальными ребрами 47 и 48 на ее торцевых поверхностях и двухсторонним не сплошным бортиком 49 по внешнему периметру. При сборке картриджа средний элемент 22 фиксируется кольцевым выступом 50 в кольцевой канавке 33 верхнего элемента 20 картриджа, зажимая при этом верхний диск 44 наполнителя между своими верхними радиальными ребрами 47 и радиальными ребрами 51 верхнего элемента картриджа. Нижний элемент 21 картриджа фиксируется своим кольцевым выступом 37 в кольцевой канавке 34 верхнего элемента 20, зажимая при этом нижний диск наполнителя 45 между своими радиальными ребрами 40 и нижними радиальными ребрами 48 среднего элемента картриджа. Поршень 42 разделительного механизма соединен с торцевой стенкой 38 нижнего элемента картриджа радиально расположенными вертикальными ребрами 40, которые поддерживают наполнитель 45 картриджа, с одной стороны, и являются основанием для поршня 42, с другой стороны. Со стороны наполнителя 45 по центральной оси радиальные ребра нижнего элемента картриджа имеют цилиндрический вырез 52 для свободного перемещения обрабатываемого продукта по всем секторам, образованным вертикальными ребрами.
Узел непрерывной подачи воздуха в устройстве образован: воздушным зазором 53 между горлышком емкости 17 и внутренней поверхностью нижней части корпуса 2; спиралевидными воздухопроводящими каналами 54 на верхней поверхности поперечной кольцевой стенки 55 герметизирующего элемента 15, ограниченными нижней поверхностью кольцевой поперечной стенки 10 корпуса и выходными отверстиями 56, выходящими в центральное отверстие 57 герметизирующего элемента, перекрываемыми поршнем 42 разделительного приспособления. Нижняя часть корпуса для индификации продукта декорируется этикеткой 58.
Работа устройства, изображенного на фиг.1, 2, происходит следующим образом. При повороте запорного колпачка 1 против часовой стрелки он взаимодействует отрывным кольцом 6 с выступами 5 на корпусе 2. Отрывное кольцо 6, являющееся отделяемым элементом механизма индикации первого вскрытия, отсоединяется от колпачка и спадает вниз по горлышку 17, сигнализируя тем самым потребителю о вскрытии устройства. Колпачок, поворачиваясь, взаимодействует выступом 28 посредством его вертикальных шпонок 27 с соском верхнего элемента картриджа. В результате картридж с поршнем 42 поперечно-продольно сдвигается относительно корпуса 2, последовательно открывая центральное отверстие 57 в герметизирующем элементе, выходные отверстия 56 узла подачи воздуха и центральное отверстие 11 в корпусе. Продольный сдвиг происходит за счет наклонных плоскостей 12 лифта, сформированного на поперечной стенке 10 корпуса и нижней части верхнего элемента 20 картриджа, и продолжается до момента выхода вертикальных шпонок 27 на выступе 28 колпачка из канавок 26 внутри соска 23, таким образом происходит разгерметизация бутылки с жидким продуктом и устройство полностью приводится в рабочее состояние. При снятии запорного колпачка 1 поворотом против часовой стрелки срабатывает разделительный механизм и происходит полная разгерметизация устройства и емкости. Открывается выходное отверстие 24 в соске картриджа, центральное отверстие 57 в герметизирующем элементе, выходные отверстия 56 узла подачи воздуха и центральное отверстие 11 в корпусе 2. Емкость переворачивается вверх дном, сосок картриджа направляется в емкость для питья. Жидкий продукт из емкости через открывшееся центральное отверстие 57 в герметизирующем элементе 15 и центральное отверстие 11 в корпусе 2 поступает в полость, ограниченную нижнем элементом картриджа 21 и корпусом 2. Далее продукт через межреберные отверстия в нижнем элементе 41 картриджа протекает в полость 43 картриджа, заполненную дисковыми наполнителями 44, 45. Жидкий продукт омывает нижнюю поверхность дискового наполнителя 45, через решетку 49 среднего элемента 22 и отверстия 31 в боковой образующей верхнего элемента картриджа поступает в полость картриджа, ограниченную верхней поверхностью диска наполнителя 45 и средним элементом 22 картриджа. Жидкий продукт омывает верхнюю поверхность дискового наполнителя 45, через центральное отверстие 46 в среднем элементе картриджа поступает в полость картриджа, ограниченную средним элементом 22 и нижней поверхностью дискового наполнителя 44, омывает ее и далее поступает через боковые отверстия 31 в верхнем элементе картриджа в полость картриджа, ограниченную верхней поверхностью наполнителя 44 и внутренней поверхностью соска картриджа. Далее обработанный жидкий продукт через выходное отверстие 24 соска выливается в емкость для пития. Воздух окружающей среды в емкость для компенсации объема жидкого продукта, вытекшего из емкости, поступает через зазор 53 между корпусом и горлышком емкости технологические отверстия 59 в корпусе, спиралевидные воздухопроводящие каналы 54 в герметизирующем элементе, выходные отверстия 56 и центральное отверстие 57 в герметизирующем элементе. Спиралевидные воздухопроводящие каналы 54, расположенные перпендикулярно потоку жидкого продукта, образуют водяной затвор препятствующий протеканию жидкого продукта через узел непрерывной подачи воздуха. Процесс продолжается до достижения необходимого уровня жидкого продукта в емкости для питья. Потребитель переворачивает бутылку горлышком вверх, надевает запорный колпачок 1 и завинчивает его до упора по резьбе 34. При завинчивании запорный колпачок, взаимодействуя выступом 28 с соском 23 картриджа, смещает картридж поперечно продольно корпусу 2, перекрывая поршнем 42 центральное отверстие 11 корпуса, выходные отверстия 56 узла подачи воздуха, центральное отверстие 57 в герметизирующем элементе 15, герметизирует выходное отверстие 24 соска картриджа, таким образом закрывая устройство с жидким продуктом. По мере необходимости операция повторяется.
Второй пример выполнения устройства представлен на фиг.3, 4. На фиг.3 представлен вертикальный разрез устройства в закрытом состоянии, а на фиг.4 - вертикальный разрез устройства в открытом состоянии при снятом колпачке-стаканчике. Его особенностью является то, что запорный колпачок имеет большие размеры, выполнен как стаканчик и не имеет отрывного кольца.
Устройство содержит следующие компоненты, механизмы и узлы: запорный колпачок-стаканчик, навинчивающийся на корпус устройства, механизм индикации первого вскрытия в виде перфорированной этикетки; корпус устройства с посадочным местом на горлышко емкости; картридж с полостью для соответствующих наполнителей, состоящий из верхнего элемента с выходным отверстием, нижнего элемента и внутреннего элемента картриджа; узел непрерывной подачи воздуха, состоящий из герметизирующего элемента с воздухопроводящим каналом, и разделительный механизм, состоящий из корпуса устройства, картриджа и запорного колпачка, а также емкость для жидкости.
Запорный колпачок-стаканчик 60 крепится на корпусе 61 устройства, имеющего юбку 62, внешний диаметр которой равен внешнему диаметру нижней части колпачка. На нижнюю часть колпачка 60 и юбку корпуса 61 нанесена круговая этикетка 63 с перфорированной частью в виде отрывного пояска 64.
Работа устройства, изображенного на фиг.3, 4, происходит аналогично работе устройства из первого примера осуществления изобретения, за исключением работы механизма индикации первого вскрытия, который работает следующим образом. Закупоренная бутылка берется в руки, отрывается отрывной поясок 64 этикетки 63 вдоль перфорационных отверстий, пробитых на этикетке, и отвинчивается колпачок-стаканчик 60. Далее устройство работает, как в примере 1, приведенном выше. Колпачок стаканчик может использоваться в качестве емкости для питья.
Хотя выше приведено описание только нескольких предпочтительных вариантов осуществления изобретения, очевидно, что в соответствии с прилагаемой формулой могут быть использованы также и другие варианты осуществления, а также комбинации отдельных узлов вышеописанных примеров, соответствующих объему настоящего изобретения.