УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВАКУУМНОЙ УКУПОРКИ ТАРЫ ТИПА СТЕКЛЯННЫХ БАНОК

Полезная модель относится к укупорочной технике, в частности к устройствам для ручной укупорки тары типа стеклянных банок с резьбой, и может быть использована преимущественно при домашнем консервировании продуктов питания.
Известно устройство для укупорки банок, содержащее крышку и уплотнительное кольцо по патенту RU на изобретение №1799352, МПК В67В 3/24? дата публикации 28.02.1993 г
Недостаток: сложность механизма вакуумирования.
Известно устройство по патенту RU на полезную модель 37709, МПК В67В 3/24, дата публикации 10.05.2004. Это устройство имеет буртик и выполненный ему коаксиально дополнительный буртик, между которыми установлена прокладка.
К недостаткам известного устройства можно отнести необходимость использования сложных и громоздких устройств вакуумирования, создающих герметичный объем вокруг горловины банки с помещенной на нее крышкой с уплотнительным кольцом. Кроме того, затруднено открывание крышки из-за необходимости приложения значительных усилий, в частности, к уплотнительному кольцу. Некоторые уплотнительные кольца снабжают выступающим за контур крышки элементом, при вытягивании которого из-под крышки с растяжением уплотнительного кольца происходит разгерметизация банки и выравнивание давлений воздуха снаружи и внутри банки под крышкой.
Известна крышка для укупорки тары типа стеклянных банок по патенту на изобретение 2339569, МПК В67В 3/24, дата публикации 27.11.2008 г.
Эта крышка содержит тарельчатый клапан со штоком, крышку, выполненную в средней части с углублением, в центре которого выполнено отверстие, уплотнительное кольцо, расположенное между внешним и внутренним кольцами на нижней части крышки, при этом верхняя часть крышки выполнена сферической формы с выпуклой стороной, направленной вверх от нижней части крышки, верхняя часть тарельчатого клапана выполнена сферической формы и его края расположены за краями седла крышки, выполненного внутри конической формы и приподнятого над дном углубления в средней части, внешнее кольцо на нижней части крышки снабжено буртиком, расположенным на нижней кромке внешнего кольца и направленным в сторону внутреннего кольца на нижней части крышки.
Недостатком этой крышки являются низкие эксплуатационные характеристики, выражающиеся в том, что под влиянием высокой температуры и высокого давления тарельчатый клапан, выполненный пустотелым, раздувается, изменяя форму, и затрудняет качественное использование крышки.
Известна крышка по патенту РФ на полезную модель №164829, МПК В67В 3/24, опубл. 20.09.2016 г., прототип.
Это устройство для вакуумной укупорки тары типа стеклянных банок, содержащее тарельчатый клапан со штоком, крышку, выполненную в средней части с углублением, в центре которого выполнено отверстие, уплотнительное кольцо, расположенное между внешним и внутренним кольцами на нижней части крышки, при этом верхняя часть крышки выполнена сферической формы с выпуклой стороной, направленной вверх от нижней части крышки, верхняя часть тарельчатого клапана выполнена сферической формы и его края расположены за краями седла крышки, выполненного внутри конической формы и приподнятого над дном углубления в средней части, внешнее кольцо на нижней части крышки снабжено буртиком, расположенным на нижней кромке внешнего кольца и направленным в сторону внутреннего кольца на нижней части крышки.
Задача создания полезной модели: расширение арсенала средств определенного назначения (крышек для банок).
Достигнутый технический результат: реализация этого назначения.
Технический результат достигнут в устройстве для вакуумной укупорки тары типа стеклянных банок, содержащее тарельчатый клапан со штоком, крышку, выполненную в средней части с углублением, в центре которого выполнено отверстие, уплотнительное кольцо, расположенное между внешним и внутренним кольцами на нижней части крышки, при этом верхняя часть крышки выполнена сферической формы с выпуклой стороной, направленной вверх от нижней части крышки, верхняя часть тарельчатого клапана выполнена сферической формы и его края расположены за краями седла крышки, выполненного внутри конической формы и приподнятого над дном углубления в средней части, тем, что внутри внешнего кольца непосредственно у торца крышки выполнены зацепы.
Зацепы могут быть выполнены трапецеидальной формы в поперечном сечении.
Зацепы могут быть выполнены под углом ϕ к торцу крышки от 5 до 15°.
Внешнее кольцо может выступать относительно внутреннего кольца. На наружной поверхности внешнего кольца могут быть выполнены чередующиеся продольные уступы полуцилиндрической формы. Чередующиеся продольные уступы полуцилиндрической формы могут быть выполнены парами против радиальных зацепов.
Тарельчатый клапан может быть выполнен цельнолитым. На нижней наружной части углубления крышки вокруг отверстия могут быть выполнены чередующиеся упоры.
Крышка может быть выполнена из полипропилена. Клапан может быть выполнен из пластификата Л-50А.
Устройство для вакуумной укупорки тары типа стеклянных банок поясняется чертежами фиг. 1…10, где:
- на фиг. 1 показано общий вид устройства в сечении,
- на фиг. 2 - сечение крышки,
- на фиг. 3 приведена крышка в плане,
- на фиг. 4 приведен разрез Б-Б крышки,
- на фиг. 5 приведен вид В крышки,
- на фиг. 6 приведен вид Г крышки,
- на фиг. 7 приведено вид С,
- на фиг. 8 приведен вид сбоку,
- на фиг. 9 приведен разрез Д-Д,
- на фиг. 10 приведен внешний вид зацепа.
Устройство для вакуумной укупорки тары типа стеклянных банок (фиг. 1…10) содержит крышку 1, тарельчатый клапан 2 со штоком 6 и уплотнительное кольцо 3 (Фиг. 1). В середине верхней части крышки 1 выполнено углубление 4, с расположенным в центре седлом 11, приподнятым над дном углубления 4, и отверстие 5 (фиг. 1). Шток 6 тарельчатого клапана 2 размещен в отверстии 5. Между поверхностью отверстия 5 и поверхностью штока 6 обеспечивается зазор для прохождения воздуха соответствующим выбором диаметра отверстия 5 и внешнего диаметра штока 6. Верхняя часть крышки 1 выполнена сферической формы с выпуклой стороной, направленной вверх от нижней части крышки 1. (фиг. 1, 2).
Верхняя часть тарельчатого клапана 2 выполнена сферической формы 10 и ее края расположены за краями седла 11 крышки 1, выполненного внутри конической формы, и приподнятым над дном углубления 4 в средней части (фиг. 1, 6).
Крышка 1 содержит внешнее кольцо 12 и внутреннее кольца 13 на нижней части крышки 1 (фиг. 1. На внешнем кольце 12 имеется торец 14.
Непосредственно у торца 14 на внутренней поверхности 15 внешнего кольца 12 выполнены зацепы 16 для взаимодействия с резьбой банки (банки и резьба не показаны).
Должно быть выполнено не менее 3-х зацепов 16. Зацепы 16 выполнены под углом установки ϕ к торцу 14. Оптимальный угол установки ϕ зацепов 16 от 5 до 15° (фиг. 5).
Внешний вид зацепов 16 показан на фиг. 10.
Около каждого зацепа 16 во внешнем кольце 12 могут быть выполнены прорези 17.
На наружной поверхности 18 внешнего кольца 12 могут быть выполнены чередующиеся продольные уступы 19 полуцилиндрической формы (фиг. 1 и 8). Чередующиеся продольные уступы 19 полуцилиндрической формы могут быть выполнены парами против зацепов 16 (фиг. 8).
Тарельчатый клапан 2 со штоком 6 выполнен в конструктивном исполнении цельнолитым, обеспечивая при высоких температурах неизменность формы, тем самым улучшая качество укупорки крышки при многократном использовании. (Фиг. 1) Тарельчатый клапан 2 со штоком 6 выполнен из пластиката ПВХ.
Внешняя и внутренняя стороны углубления 4 могут быть сочленены со средней частью крышки 1 через скругления, а внешний и внутренний края дна углубления 4 могут быть выполнены скругленными. Такое исполнение углубления 4 и крышки 1 уменьшает концентрацию механических напряжений в местах переходов от дна к стенкам углубления 4 и от стенок углубления 4 к средней части крышки 1. Углубление 4 выполнено формой, соответствующей внешней форме штуцера вакуумирующего устройства, вставляемого в углубление 4 перед вакуумированием. Углубление 4, например, может быть выполнено цилиндрическим при использовании цилиндрического штуцера вакуумирующего устройства. В качестве вакуумирующего устройства может быть использован насос с цилиндрической нижней частью диаметром, соответствующим диаметру углубления 4. (Фиг. 1, 2)
На внутренней части дна углубления 4 вокруг отверстия 5 выполнено седло 11 с выемкой 7 внутренней конической формы (фиг. 1, 2). На нижней части штока 6 выполнен выступ 8 для предотвращения выпадения тарельчатого клапана 2 из отверстия 5 при циклическом воздействии на тарельчатый клапан 2 выкачиваемого воздуха при вакуумировании вакуумирующим устройством, например, насосом возвратно-поступательного действия (фиг. 1). На нижней наружной части углубления 4 вокруг отверстия 5 выполнены чередующиеся упоры 9 в количестве 6 штук (фиг. 2), обеспечивающие зазоры между нижней наружной частью углубления 4 и выступом 8 тарельчатого клапана 2 (фиг. 1, 4), то есть клапан надежно фиксируется в гнезде крышки. Внешней стороне тарельчатого клапана 2, прилегающей к поверхности выемки 7, придана сферическая форма (фиг. 1 и 8). Нижняя часть штока 6 тарельчатого клапана 2 выполнена конусной формы (фиг. 1). Такое выполнение облегчает помещение штока 6 клапана 2 в отверстие 5 при сборке устройства. Уплотнительное кольцо 3 расположено между внешним и внутренним кольцами 12 и 13 на нижней части крышки 1 (фиг. 1). Крышка 1 может быть выполнена металлической, стеклянной или пластмассовой. Крышка 1 имеет круглую форму и средство контактирования с резьбой. Тарельчатый клапан 2 выполнен из пластиката ПВХ. Уплотнительное кольцо 3 выполнено из резины или пластиката ПВХ.
Крышка устанавливается относительно горловины банки центрировано, не смещаясь к краю банки. Высота гнезда крышки выполнена размером 7…10 мм, благодаря чему насос устанавливается в гнездо плотно и строго вертикально, и не заваливается на бок. Чтобы не коробилась и давала меньшую усадку при нагревании, толщина уплотнительного кольца 3 выполнена размером 1,5…2,0 мм. (Фиг. 1). Требования к материалам стандартные - безопасные для здоровья человека. Кроме того, они должны неоднократно выдерживать процессы стерилизации устройства перед использованием.
РАБОТА С УСТРОЙСТВОМ
Устройство работает следующим образом. Размещают устройство (фиг. 1) на горловине тары, вводят в зацепление зацепы 16 до контакта с резьбой банки. Поворачивают устройство, используя при этом продольные уступы 19 (фиг. 8) до полного зацепления зацепов 16 с резьбой банки (резьба и банка не показаны). Потом в углубление 4 крышки 1 с тарельчатым клапаном 2 вставляют штуцер вакуумирующего устройства (не показано) и осуществляют прижатие устройства к горловине тары через уплотнительное кольцо 3. Прилегание устройства через уплотнительное кольцо 3 осуществляется поворотом устройства, используя при этом продольные уступы 19 (фиг. 1 и 8) до полного зацепления зацепов 16 с резьбой банки.
При создании вакуума в штуцере вакуумирующего устройства тарельчатый клапан 2 пропустит воздух из тары в углубление 4. При достижении необходимого разрежения в таре, вакуумирующее устройство создает над углублением 4 давление воздуха, равное давлению воздуха вокруг тары. При этом тарельчатый клапан 2 будет прижат к дну углубления 4, а крышка 1 через уплотнительное кольцо 3 будет прижата к горловине тары. Прижатие тарельчатого клапана 2 к седлу 11 и крышки 1 через уплотнительное кольцо 3 к таре обеспечит герметичность тары. Для разгерметизации тары следует отогнуть край тарельчатого клапана 2 для пропуска воздуха внутрь тары через отверстие 5. После разгерметизации тары устройство снимается с горловины тары. Для отворачивания крышки 1 также используют продольные уступы 19 (фиг. 1).
В процессе вакуумирования происходит плотное прижатие уплотнительного кольца 3 к крышке 1 настолько, что затрудняет в последующем выемку уплотнительного кольца 3 из крышки 1 для стерилизации устройства перед повторным использованием.
Крышка по патенту РФ на полезную модель №164829 тоже может быть использована для банок с резьбой. Инструкция к указанным крышкам предусматривает использование крышек на банках с резьбой. При использовании на банках с резьбой предложенной крышки достигается наилучший эффект вакуумирования, поскольку торец банки шлифованный и узкий, что обеспечивает наилучшее прилегание крышки.
Заявляемое устройство соответствует критериям патентоспособности «новизна», и может быть реализовано промышленным способом в условиях серийного производства.
Изготовлен и испытан опытный образец устройства. Устройство может быть использовано многократно (не менее 200 раз). Длительность эксплуатации определяется эластичными свойствами материалов, из которых изготовлен тарельчатый клапан 2 и уплотнительное кольцо 3.
Применение полезной модели позволило:
- расширить ассортимент продукции (крышки для банок) и обеспечить ее применение для банок с резьбой,
- улучшить герметичность крышки,
- упростить герметизацию банок, для которых эти крышки предназначены.