ЗАГОТОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА УСТРОЙСТВА ХРАНЕНИЯ, ТРАНСПОРТИРОВКИ И ВЫДАЧИ НАПИТКА

Полезная модель относится к заготовкам для производства устройств хранения, транспортировки и выдачи жидкости, находящейся в емкости под давлением, в частности к заготовкам, изготовленным методом литьевого формования под давлением для последующего использования в производстве емкостей методом выдувного формования и обеспеченных средствами укупорки.
Для производства конечного продукта - емкости, заготовку по существу имеющую цилиндрическую форму, полученную методом литья из полимерного материала, преимущественно из полиэтилентерефталата, нагревают и далее посредством внутреннего наддува воздуха изготавливают полноразмерную бутылку. В процессе выдува изменяется конфигурация корпуса (тела) емкости, при этом горловина остается неизменной и соответствует форме и размерам горловины заготовки.
Емкости с установленными на них клапанными конструкциями (фитингами) применяют для хранения и выдачи напитков, например, таких как пиво. Для выталкивания пива из кега необходимо создать в ней избыточное давление. Для этого в кег с напитком подается газ, как правило, это углекислый газ (иногда азот, инертный газ или воздух). Как правило, в случае пива избыточное давление составляет примерно 2,5-3,5 бар. Указанное давление является рабочим давлением емкости. При сборке емкости необходимо контролировать прикладываемое усилие закручивания фитинга для целей обеспечения герметичности конструкции. При утилизации использованной емкости также следует соблюдать меры безопасности, предварительно стравливая избыточное давление.
Фитинги имеют несколько каналов, обеспечивающих прохождение жидкости и газа. При заполнении, если емкость находится в перевернутом вверх дном состоянии, напиток вводится через первый канал клапанной конструкции, в то время как вытесняемый из емкости газ выходит через второй канал. Если емкость заполняется в нормальном положении (фитингом вверх), а также во время розлива газ (азот или углекислый газ) вводится в емкость через первый канал, для того чтобы вытеснить напиток из емкости через второй канал. Розлив напитка осуществляется при воздействии дозирующей головки, присоединяемой к клапанной конструкции на подпружиненные элементы клапанной конструкции с последующим открытием каналов, один из которых предназначен для подачи инертного газа под избыточным давлением, а второй канал - для выдачи вытесняемого газом напитка.
Как правило, ввиду экономических соображений емкости из подобного рода преформ выдуваются непосредственно на месте заполнения емкости напитком. Это связано прежде всего с затратами на транспортировку габаритной тары. Таким образом, потребителю поставляют преформу с соответствующим ее горловине укупорочным средством.
Известен кег с фитингом (патент РФ на полезную модель №168291, дата приор. 28.10.2016 г., опубл. 26.01.2017 г.), содержащий емкость с горловиной, резьбовой фитинг, состоящий из стакана, установленного в нем клапана и пружины, расположенных соосно, уплотнительного элемента, крышки и общего прокладочного кольца, установленного между стаканом и емкостью, при этом уплотнительный элемент выполнен в виде единого элемента, состоящего из двух частей разной жесткости, нижняя часть которого является подложкой для пружины, выполнена из жесткого полимерного материала и в виде удлиненной втулки, а верхняя часть выполнена из мягкого полимерного материала, при этом крышка установлена в стакан посредством посадки с натягом.
Известен кег (патент РФ на полезную модель №160000, дата приор. 22.06.2015 г., опубл. 27.02.2016) с резьбовым фитингом и ручкой, состоящий из пустотелой емкости, выполненной в форме тела вращения, состоящей из горловины, шейной части, плечевой части, основания, дна, вертикальной трубки, вставленной в емкость, резьбового фитинга, выполненного в форме тела вращения, состоящего из стакана, установленного в нем пистона и пружины, расположенных соосно, основной уплотнительной резинки и крышки, на внутренней стороне которой находится резьба, ручки, состоящей из основания и рамки, при этом шейная часть выполнена удлиненной с упорной резьбой, дно выполнено в форме объемных капель, сглаженных по краям и обрамляющих дно кега по периметру, на основании которого сверху и снизу имеется характерный каркас в форме сплетенных ромбов, вертикальная трубка проходит от удлиненной шейной части до дна посередине тела кега, в резьбовом фитинге между основной уплотнительной резинкой и пружиной расположена шайба, стакан имеет резьбу, резьбы стакана и крышки являются упорными, стакан крепится к крышке посредством этой упорной резьбы, а между стаканом и емкостью находится общая уплотнительная резинка, снаружи резьбовой фитинг имеет крышку с выполненной по краям сверху и снизу системой углублений, на внутренней стороне крышки находится упорная резьба, верхняя часть крышки фитинга выполнена уплощенной, ступенчато переходящей в нижнюю часть, заканчивающейся зубцами, проходящими по всему периметру, ручка выполнена съемной, основание которой выполнено в форме кольца с лепестками, расположенными по периметру с внутренней стороны, рамка выполнена трапециевидной формы с, по крайней мере, двумя вертикально ориентированными опорами, подвижно установленными на торцах кольца (принят за прототип).
В известных технических решениях не предусмотрена возможность контроля прилагаемого усилия при сборке устройства и соответственно контроля герметичности сборки. Кроме того, резьбовое соединение предусматривает возможность разбора устройства. Для этих целей необходимо стравливание давления, в противном случае данный процесс может быть опасен для окружающих.
Техническая задача заявляемой полезной модели заключается в создании заготовки для изготовления устройства хранения, транспортировки и выдачи напитка, включающего емкость большого объема (20-30 л.) и фитинг и обеспечивающего заданное усилие откручивания, предотвращающее случайное откручивание фитинга от емкости.
Техническим результатом заявленной полезной модели является надежность и безопасность устройства в процессе хранения, транспортировки и выдачи напитков.
Технический результат достигается тем, что заготовка для производства устройства хранения, транспортировки и выдачи напитка включает полимерную преформу, состоящую из цилиндрического корпуса, донной части и горловины, и резьбовой фитинг, при этом горловина преформы выполнена резьбовой с суппортным кольцом, на котором выполнены стопорные упоры в виде радиальных выступов, а резьбовой фитинг включает крышку с бортиком, содержащим на нижнем торце стопорные канавки прямоугольной формы с полуовальными вырезами.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами:
На фиг. 1 представлен общий вид преформы.
На фиг. 2 представлена конструкция горловины преформы.
На фиг. 3 представлен общий вид крышки фитинга.
На фиг. 4 представлена в разрезе горловина с закрепленным фитингом.
Заготовка для производства устройства хранения, транспортировки и выдачи напитка содержит преформу 1 (фиг. 1-2) и фитинг 2 (фиг. 3-4).
Преформа 1 включает донную часть 3, цилиндрическую часть 4 и резьбовую горловину 5. В нижней части горловины 5 (фиг. 2, а, б, в) радиально расположено суппортное кольцо 6, на котором выполнен, по меньшей мере, один стопорный упор 7. (фиг. 2).
Стопорный упор выполнен в виде радиального выступа. Форма радиального выступа в продольном сечении имеет форму трапеции.
Возможно выполнение нескольких стопорных упоров и при этом выполненных с разным углом к горловине преформы (фиг. 2, поз. 7 и поз 7 а).
При этом, по крайней мере, часть стопорных упоров, выполнена под скошенным углом менее 90°, предпочтительно 30-75° к горловине преформы. Часть стопорных упоров выполнена под углом 90° и более к горловине.
Местоположение и длина выступов определены экспериментально и соответствуют максимальному усилию, необходимому для укупорки емкости с целью предотвращения несанкционированного случайного вскрытия.
Также величина усилия откручивания определяется количеством стопорных упоров и соответствующих им стопорных канавок. Чем большее усилие откручивания необходимо достичь, тем больше необходимо выполнить стопорных упоров. Однако увеличение количества стопорных канавок и соответствующих им стопорных упоров более 4-х нецелесообразно, так как приводит к уменьшению расстояния между канавками и соответственно к уменьшению прочности бортика крышки, так как он изготовлен из пластика и легко может согнуться или сломаться.
Стопорные упоры расположены по кругу и расстояния между ними одинаковые.
Без стопорных упоров усилие откручивания равно усилию закручивания и равно примерно 10 Н. Один стопорный упор, выполненный под углом 90° к горловине увеличит усилие до 15Н, два стопорных упора - до 20Н, четыре стопорных упора - до 30Н. Если из 4-х стопорных упоров два стопорных упора будут с углом менее 90°, а два стопорных упора под углом 90° и более, то усилие откручивания более 40Н.
Усилие также зависит от твердости материала как горловины, так и корпуса.
На горловине 1 емкости закреплен при помощи резьбы фитинг 2, содержащий крышку 8 (фиг. 3, фиг. 4), выполненную в форме грибка с центральным отверстием, содержащую клапанный элемент 9, установленный вдоль продольной оси полый шток 10, пружину 11 и кольцевую гайку 12, обеспечивающую ее поджатие.
Крышка 8 снабжена кольцевым бортиком 13, на внутренней поверхности которого выполнена резьба, а на нижнем торце выполнена, по меньшей мере, одна стопорная канавка 14, предназначенная для контроля качества укупорки, а также контроля несанкционированного съема фитинга.
Канавка имеет форму прямоугольной выемки, сопряженной с двух сторон с полуовальными вырезами.
Выполнение полуовальных вырезов позволяет снять напряжения, возникающие в материале при закручивании крышки на горловине емкости. Особенно это важно при эксплуатации и хранении емкости с фитингом при низких температурах.
Крышка 8 может быть выполнена с основанием как в виде круга (фиг. 3 а), так и в виде усеченного равностороннего треугольника (фиг. 3 б), вершины которого ограничены кругом.
Осуществление полезной модели
Преформа изготавливается из полимерных материалов, в частности полиэтилентерефталата (ПЭТ) методом литья под давлением. Для изготовления фитинга применяются полимерные материалы, в частности крышка, шток и кольцевая гайка фитинга могут быть изготовлены из полиацеталя, а клапанный элемент из силиконовой резины.
После выдува емкости из преформы горловина остается неизменной.
На фиг. 2 приведен чертеж конструкции горловины и один из частных случаев выполнения стопорных упоров.
Так для получения усилия откручивания фитинга с емкости от 40Н и больше потребуется выполнить не менее 4-х стопорных элементов как на горловине, так и на крышке.
При этом стопорные упоры на горловине выполнены трапециевидной формы в продольном сечении и под разными углами: два под углом 47° к горловине кега, а два других под углом 90°.
Сборка устройства осуществляется следующим образом.
В центральное отверстие крышки 8 фитинга 2 устанавливается клапанный элемент 9, а в центральное отверстие клапанного элемента устанавливается полый шток 10, на который устанавливается пружина 11. Между пружиной 11 и поверхностью клапанного элемента 9 устанавливается уплотнительное кольцо 15. Далее образовавшаяся конструкция поджимается кольцевой гайкой 12.
Для обеспечения герметичности соединения в выемке на границе бортика 13 и цилиндрической ножки крышки 8 устанавливается прокладка. Собранный таким образом фитинг 2 с закрепленной на нем трубкой для выдачи напитка устанавливается на горловине 5 емкости резьбовым соединением.
При закрытии емкости фитингом, снабженным стопорными канавками, благодаря скосам край стопорной канавки легко наезжает на стопорный упор горловины, не создавая препятствия закручиванию. Усилие закручивания всегда находится в заданных пределах определяемых геометрией корпуса, толщиной уплотнительного кольца между фитингом и емкостью и числом оборотов. При попытке откручивания противоположный край стопорной канавки на крышке фитинга, входит в зацепление со стопорными упорами 7 и 7а, при этом скосы направляют усилия отгибания внутрь, к горловине, максимально входя в зацепление со стопорными упорами горловины, создавая максимальное усилие откручивания.
Преимущества:
- возможность визуального контроля качества укупорки, так как при правильном укупоривании выступы крышки должны оказаться точно между стопорами горловины;
- обеспечение надежности укупорки, препятствующей несанкционированному съему фитинга. Находящиеся в зацеплении стопорный упор на горловине и стопорная канавка на фитинге усложняют процесс съема фитинга. Без специальных приспособлений открутить фитинг невозможно, что повышает безопасность обращения с емкостями находящимися под избыточным давлением. В случае, если фитинг будет снят с емкости, визуально будут видны повреждения стопорного упора горловины емкости.