УСТРОЙСТВО С НАПОЛНИТЕЛЕМ ДЛЯ УКУПОРИВАНИЯ БУТЫЛКИ И ОБРАБОТКИ НАХОДЯЩЕГОСЯ В НЕЙ ЖИДКОГО ПРОДУКТА
DEVICE WITH FILLER FOR BOTTLE CAPPING AND PROCESSING LIQUID PRODUCT LOCATED IN IT

Изобретение относится к пищевой, в том числе, ликероводочной промышленности.
Изобретение предназначено для индивидуальной обработки жидкого продукта, в том числе спиртосодержащего, выливаемого из бутылки в период времени, предшествующий потреблению лично потребителем, а также приготовление нового продукта, отличного от исходного.
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 не приемлемо. 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 упругодемфированной 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:
- узла подачи воздуха в бутылку для компенсации объема жидкого продукта, выливаемого из бутылки, воздухом окружающей среды, обеспечивающего непрерывную подачу воздуха в бутылку (без бульканья), не затрудняющего размещение наполнителя, который может иметь разнообразную форму и размеры, то есть узла подачи воздуха без обратного клапана и с воздушным каналом, не пронизывающим наполнитель и не совмещенным с потоком выливаемого жидкого продукта;
- механизма для разъединения внутреннего объема бутылки с жидким продуктом и полости дозатора с наполнителем при хранении и транспортировки продукта и их соединения в момент потребления продукта.
- конструкции устройства для обеспечения возможности его работы с максимально большим ассортиментом наполнителя с целью различной обработки жидкого продукта, в том числе и водки, а также приготовления нового продукта отличного от исходного, находящегося в бутылке;
- набора соответствующих сорбентов и ингредиентов в качестве наполнителя, обеспечивающих эффективную обработку водки и других бутилированных продуктов;
- конструкции, позволяющей с учетом современных технологий производства товаров массового спроса организовать автоматизированное производство с низкой себестоимостью для обеспечения возможности одноразового использования устройства потребителем за приемлемую для него цену.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство с наполнителем для укупоривания бутылки и обработки находящегося в ней жидкого продукта, содержащее крышку с индикатором первого вскрытия, соединенную резьбовым соединением с фиксируемым на горлышке бутылки корпусом, наполнитель и узел подачи воздуха, снабжено поворотным разъединительным механизмом, дозатором, имеющим полость для наполнителя, обособленные воздухопроводящие каналы и боковой вырез для протока жидкого продукта, соединенным с ниппелем и разъемным соединением с крышкой, ниппелем, имеющим боковые отверстия для протока водки, которые могут быть выполнены с возможностью перекрытия дозатором, и обособленный канал для воздуха, при этом корпус выполнен с местом для дозатора и местом для фиксации в нем ниппеля, а узел подачи воздуха образован отверстиями в поперечной перемычке дозатора, кольцевым воздухопроводящим каналом дозатора в средней его части, кольцевым воздухопроводящим каналом ниппеля и обособленным воздушным каналом в ниппеле.
Дозатор в заявленном изобретении может быть образован двумя коаксиальными цилиндрами, соединенными поперечной перемычкой с отверстиями для воздуха и ребрами. Внутренний цилиндр дозатора может иметь полость для наполнителя с элементами его фиксации, воздушные каналы на своей внешней боковой поверхности, и боковые отверстия для протока жидкого продукта. Верхняя часть внутреннего цилиндра дозатора с выходным отверстием, может быть заужена и иметь вид соска. Внешний цилиндр дозатора внизу может иметь внешний кольцевой выступ для удержания в корпусе от выпадения. Дозатор может иметь ограничитель для обеспечения поворота дозатора в ниппеле и корпусе на строго определенный угол. На внешней поверхности дозатора могут быть сформированы элементы разъемного соединения крышки с дозатором. Внутренний зазор между цилиндрами может использоваться в качестве обособленного кольцевого канала для подачи воздуха в бутылку.
В заявленном изобретении устройство содержит поворотный разъединительный механизм, образованный крышкой, боковым вырезом в нижней части внутреннего цилиндра дозатора, и боковым отверстием в ниппеле. Разъединительный механизм приводится в действие крышкой при ее снятии. Когда устройство закрыто, крышка своей поперечной стенкой герметизирует сверху сосок и отверстия для подачи воздуха дозатора. Дозатор целой частью внутреннего цилиндра герметично перекрывает боковой вырез в ниппеле, что не позволяет жидкому продукту, находящемуся в емкости, поступать в полость дозатора с наполнителем. При открытии устройства поворотом крышки против часовой стрелки дозатор, посредством разъемного соединения с крышкой поворачивается относительно ниппеля. Боковой вырез дозатора совмещается с боковым отверстием в ниппеле, обеспечивая тем самым проход жидкого продукта из емкости в полость дозатора с наполнителями. Наличие в заявленном изобретении поворотного разъединительного механизма такой конструкции позволяет использовать в устройстве в качестве наполнителя материалы и ингредиенты, которые не могут сохранять необходимые свойства при длительном взаимодействии с обрабатываемым продуктом, тем самым значительно расширяется диапазон использования устройства. Кроме того, использование такого поворотного разъединительного механизма значительно упрощает конструкцию устройства в целом и позволяет обойтись для реализации всех необходимых функций устройства четырьмя компонентами.
Разъемное соединение дозатора с крышкой может содержать разъемное зубчатое зацепление или выступы с соответствующими им углублениями.
Ниппель может состоять из коаксиальных цилиндрических частей и кольцевого поперечного выступа, сопряженного с цилиндрической частью, имеющей уплотнительные кольцевые выступа на внешней поверхности для герметичного соединения с горлышком бутылки. В боковой стенке цилиндрической части ниппеля ниже уплотнительных выступов перед нижней торцовой стенкой может быть вырезано одно или несколько боковых отверстий для протока жидкого продукта, а с боку от него может быть сформирован обособленный воздушный канал для воздуха. На верхней поверхности кольцевого поперечного выступа ниппеля могут быть образованы выступы для соединения с корпусом с целью избежать прокручивания ниппеля относительно корпуса и обеспечить позиционирование ниппеля в корпусе в строго определенном положении относительно резьбы на корпусе.
В качестве наполнителя могут быть использованы активированные углеродные волокна в форме войлочных или тканевых пластин, заключенных в фильтрующую оболочку.
Крышка может быть любой конфигурации, в том числе иметь в своей боковой образующей вырезы для визуализации наличия в устройстве фильтра и экономии материала.
Корпус с горлышком бутылки может соединяться известными на практике способами, в том числе иметь посадочное место для его насадки на стеклянную бутылку с венчиком КПМ-30.
Использование в заявленном изобретении узла подачи воздуха предложенной конструкции позволяет организовать непрерывную, без бульканья выливаемого жидкого продукта, подачу воздуха окружающей среды необходимого объема в емкость для обеспечения необходимой скорости протока жидкого продукта через наполнитель и комфортной для потребителя равномерности и скорости налива емкости для пития. Кроме того, применение такого узла подачи воздуха, позволяет предотвратить, не используя обратный клапан, вылив жидкого продукта через воздухопроводящие каналы узла, минуя наполнитель. Жидкий продукт при этом вытекает из соска равномерно, не зависимо от количества его в бутылке, потому что вытекает лишь под давлением слоя жидкости между концом соска и отверстиями для воздуха в ниппеле. Жидкость вытекает из бутылки через узкое отверстие соска дозатора равномерно сформированной струйкой, даже когда бутылка расположена строго вертикально, так как входные отверстия узла подачи воздуха расположены в бутылке выше выходного отверстия соска и воздухопроводящие каналы не проходят через наполнитель и не совпадают с путем вытекания жидкости. Жидкий продукт не вытекает через воздухопроводящие каналы узла подачи воздуха, потому что давление в бутылке на уровне отверстий для воздуха в ниппеле при выливе жидкого продукта становится равно атмосферному, и ничто не побуждает жидкость вытекать.
В качестве наполнителя могут быть использованы: различные виды сорбентов; вкусовые добавки, ароматизаторы, оптимизаторы и (или) стуктуризаторы, красители, лекарственные и другие вещества. Вещество наполнителя может быть помещено в защитную или фильтрующую оболочку, проницаемую для жидкого продукта. Конфигурация места для наполнителя может быть любой в зависимости от наполнителя. Внутренняя поверхность внутреннего цилиндра дозатора может быть покрыта тонким слоем серебра или другого вещества для дополнительной обработки продукта. Использование при обработке водки активированного углеродного волокна, которое в триста раз эффективнее активированного угля, позволят обеспечить эффективную обработку продукта с приемлемой для потребителя скоростью. Сорбент, с целью минимизации его вымывания жидким продуктом, может быть заключен в проницаемую для продукта фильтрующую оболочку. При использовании устройства для приготовления нового продукта с использованием порошкового наполнителя отверстия в дозаторе должны быть меньше гранул порошка наполнителя или наполнитель должен быть заключен в проницаемую для жидкого продукта оболочку. Для рекламных целей в полости для наполнителя могут быть размещены сувениры и призы сюрпризы, внутренняя поверхность полости в этом случае должна быть соответствующей конфигурации.
Устройство может иметь индикатор первого вскрытия в виде отрывного кольца, соединенного с крышкой через перфорационные прорези. Также в качестве индикатора первого вскрытия может служить термоусадочный колпачок.
Поверхности компонентов устройства могут быть декорированы любыми известными способами и соответствующим образом для обозначения продукта, находящегося в бутылке, или устройства. Крышка, дозатор и другие компоненты могут быть изготовлены из прозрачной или цветной пластмассы. Крышка и нижняя часть корпуса, изготовленные из пластмассы, могут быть одеты в металлическую оболочку.
Сущность изобретения поясняется чертежами.
На фиг.1-6 изображен пример выполнения устройства для обработки жидкости, находящейся в емкости (стеклянной бутылке). На фиг.1 - внешний вид устройства. На фиг.2 - крышка с вырезами. На фиг.3 - фиксируемый на горлышке бутылки корпус. На фиг.4 - дозатор. На фиг.5 - ниппель. На фиг.6 - вертикальный разрез устройства в закрытом состоянии.
Устройство с наполнителем для укупоривания бутылки и обработки находящегося в ней жидкого продукта содержит следующие компоненты, узлы и механизмы: крышку, навинчивающуюся на корпус с двухзаходной резьбой; корпус с посадочным местом на горлышко бутылки; дозатор с боковым вырезом для протока жидкого продукта; полостью для наполнителя и обособленным воздушным кольцевым каналом; наполнитель для обработки продукта; ниппель с боковым отверстием для протока водки и обособленным каналом для воздуха; поворотный разъединительный механизм; узел непрерывной подачи воздуха и индикатор первого вскрытия в виде отрывного кольца соединенного с крышкой через перфорированные прорези.
Крышка 1 крепится на корпусе 2 посредством двухзаходной резьбы 3, сформированной на ее боковой внутренней поверхности ниже боковых вырезов 4. Ниже резьбы 3 находится отрывное кольцо 5, соединенное с крышкой через перфорационные прорези 6. На внутренней поверхности поперечной стенки крышки сформированы: элемент разъединительного механизма в виде кольцевого выступа 7 с прорезями 8 для зацепа с ребрами дозатора, кольцевые выступы 9, 10 для герметизации соска 11 дозатора 12 и кольцевой выступ 13 для герметизации внешнего цилиндра 14 дозатора 12.
Корпус 2 устройства имеет цилиндрическую форму. На внешней боковой поверхности в верхней части корпуса сформирована двухзаходная резьба 15 для соединения с крышкой 1, а ниже резьбы выступы 16 индикатора первого вскрытия. На внутренней поверхности корпуса сформировано посадочное место 17 для дозатора и посадочное место 18 для ниппеля. На внутренней поверхности корпуса сформирован кольцевой выступ запорного фиксатора 19 от снятия корпуса с горлышка 20 бутылки, а также вертикальные выступы 21, которые, взаимодействуя с соответствующими выступами на горлышке, не позволяют корпусу проворачиваться при открытии устройства.
Дозатор 12 образован двумя коаксиальными цилиндрами, соединенными кольцевой перемычкой 22 с отверстиями 23 для воздуха. Внутренний цилиндр 24 дозатора имеет полость 25 для наполнителя 26 с элементами его фиксации 27 и боковой вырез 28 для протока жидкого продукта. Верхняя часть внутреннего цилиндра дозатора выполнена в виде соска с выходным отверстием 29. Внешний цилиндр 14 дозатора 12 внизу имеет внешний кольцевой выступ 30. Выше кольцевой перемычки 22 дозатора сформированы ребра 31, которые соединяют внешний и внутренний цилиндры дозатора и взаимодействуют с прорезями 8 кольцевого выступа 7 крышки 1. Внутренний кольцевой зазор между цилиндрами дозатора и отверстия 23 в кольцевой перемычке 22 исполняют роль обособленного воздушного канала для подачи воздуха в бутылку, не сопряженный с потоком вытекаемой жидкости. Ниже кольцевой перемычки дозатора, со стороны бокового выреза 28 во внутреннем цилиндре дозатора, сформировано ребро 32 ограничитель, которое ограничивает и позиционирует поворот дозатора 12 в ниппеле 33 относительно резьбы 15 на корпусе и относительно бокового отверстия 43 в ниппеле.
Наполнитель 26 состоит из активированного углеродного волокна, являющимся высокоэффективным сорбентом, заключенного в проницаемую для жидкого продукта фильтрующую оболочку 34.
Ниппель 33 состоит из трех цилиндрических частей и поперечного кольцевого выступа 35. Верхняя цилиндрическая часть 36 служит для герметического скользящего соединения ниппеля с внешним цилиндром дозатора и на ее внешней поверхности сформированы кольцевые уплотнительные выступы 37. На внутренней поверхности верхней цилиндрической части ниппеля сформированы два выступа ограничителя поворота 38 с целью ограничения поперечного смещения дозатора 12 в ниппеле 33 на строго определенный угол. На верхней поверхности поперечного кольцевого выступа 35 образованы четыре вертикальных трапецеидальных выступа 39 для соединения с корпусом 2 с целью избежать прокручивания ниппеля 33 относительно корпуса и обеспечить позиционирование ниппеля в корпусе в строго определенном положении относительно резьбы 15 на корпусе. Поперечный кольцевой выступ 35 ниппеля 33 внизу сопряжен с боковой образующей средней 40 цилиндрической его части. Ниже поперечного кольцевого выступа 35 на внешней боковой поверхности средней цилиндрической части 40 ниппеля сформированы уплотнительные кольцевые выступы 41 для обеспечения герметичности соединения ниппеля с горлышком бутылки 20. Внизу внутренней 42 цилиндрической части ниппеля перед нижней торцевой стенкой вырезано боковое отверстие 43 для протока жидкого продукта, а сбоку от него на внешней поверхности цилиндрической части 42 ниппеля сформирован обособленный вертикальный канал 44 для воздуха. На внутренней поверхности нижней торцевой стенки ниппеля сформирован герметизирующий выступ 45 для герметизации торцевого отверстия внутреннего цилиндра дозатора. На верхнем торце внутренней цилиндрической части 42 ниппеля сформирован выступ 46 для позиционирования положения дозатора в ниппеле при сборке и дополнительного ограничения его поперечного смещения в ниппеле в строго определенном секторе.
Поворотный разъединительный механизм образован: разъемным соединением крышки 1 и дозатора 12, которое состоит из кольцевого выступа 7 крышки с вырезами 8 и ребер 31 дозатора; резьбовым соединением 3, 15 крышки 1 и корпуса 2; боковым вырезом 28 во внутренним цилиндре дозатора и боковым отверстием 43 в ниппеле. Поворотный механизм предназначен для поперечного смещения дозатора 12 относительно корпуса 3 и ниппеля 33. Механизм приводится в действие крышкой 1 при ее свинчивании и навинчивании на корпус 2. Разъемное соединение дозатора с крышкой фазировано с резьбовым соединением крышки с корпусом. При открытии устройства поворотом крышки 1 против часовой стрелки дозатор 12 поперечно смещается до упора ребра ограничителя 32 в выступ ограничитель поворота 38 ниппеля. При закрытии устройства поворотом крышки 1 по часовой стрелке дозатор 12 своим ребром ограничителем 32 упирается в другой выступ ограничитель 38 поворота ниппеля. Наличие ограничителей обеспечивает смещение дозатора в ниппеле на 180 градусов.
Узел непрерывной подачи воздуха в бутылку образован: отверстиями 23 в поперечной перемычке 22 дозатора, кольцевым воздухопроводящим каналом 47 в дозаторе, кольцевым воздушным каналом 48 в ниппеле, соединенным с обособленным вертикальным каналом 44 для воздуха в ниппеле. Узел непрерывной подачи воздуха в бутылку перекрывается при закрытии устройства крышкой 1. Индикатором первого вскрытия является отрывное кольцо 5 крышки. Его отсутствие сигнализирует потребителю о том, что устройство было вскрыто.
Работа устройства, изображенного на фиг.1-6, происходит следующим образом. При повороте крышки 1 против часовой стрелки, она взаимодействует выступами на отрывном кольце 5 с выступами 16 на корпусе 2. Отрывное кольцо 5, являющееся отделяемым элементом индикации первого вскрытия, отсоединяется от крышки 1 и спадает вниз, сигнализируя тем самым о вскрытии устройства. Свинчиванием крышки 1 с корпуса 2 устройство открывается. Крышка 1 при повороте против часовой стрелки взаимодействует двумя прорезями 8 в кольцевом выступе 7 на своей поперечной стенке с ребрами 31 дозатора 12, в результате чего поворачивает дозатор 12 относительно корпуса 2 и ниппеля 33 на 180 градусов. Поворот дозатора продолжается до момента упора ребра ограничителя 32 дозатора в ограничитель поворота 38 ниппеля. Ограничители поворота дозатора и ниппеля фазированы с двухзаходной резьбой на корпусе и крышке, поэтому в момент, когда ребро ограничитель 32 дозатора упирается в ограничитель поворота 38 ниппеля, резьба 3 крышки выходит из резьбы 15 корпуса и при дальнейшем повороте крышка легко снимается с устройства. Таким образом, устройство полностью приводится в рабочее состояние. При свинчивании крышки 1 с корпуса 2 нижняя часть внутреннего 24 цилиндра дозатора, поперечно смещаясь в ниппеле 33 на 180 градусов, открывает боковое отверстие 43 в ниппеле, посредством совпадения бокового отверстия 43 в ниппеле с боковым вырезом 28 в дозаторе. Таким образом, при открытии устройства поворотом крышки против часовой стрелки происходит полная разгерметизация устройства и бутылки с жидким продуктом, открываются все воздухопроводящие каналы и пути для протока продукта. Бутылка переворачивается вверх дном, и сосок дозатора направляется в емкость для питья. Жидкий продукт из бутылки через боковое отверстие 43 в ниппеле, боковой вырез 28 во внутреннем цилиндре дозатора поступает в полость дозатора 25 для взаимодействия с наполнителем 26. Величина объема полости дозатора и ее высота подобрана так, чтобы при каждом наливе обеспечить необходимое время контакта продукта с сорбентом - активированным углеродным волокном 26, необходимое для эффективной обработки, и создать необходимое давление столба жидкости для продавливания водки через выходное отверстие 29 соска 11 дозатора. Далее обработанный продукт через выходное отверстие 29 соска выливается в емкость для пития. Воздух окружающей среды для компенсации объема вытекшей жидкости поступает в бутылку через узел подачи воздуха, а именно: отверстия 23 в поперечной перемычке дозатора, кольцевой воздухопроводящий канал 47 в дозаторе, кольцевым воздухопроводящим каналом 48 в ниппеле, соединенным с обособленным вертикальным воздушным каналом 44, который сформирован на боковой внешней поверхности внутренней цилиндрической части 42 ниппеля. Водка не вытекает из бутылки через воздушный канал 44, потому что его эффективное сечение мало, а давление в бутылке на уровне выходного отверстия канала 44 при выливе из бутылки жидкости становится равно атмосферному из-за разряжения в ней, и ничто не побуждает жидкость вытекать. Процесс продолжается до достижения необходимого уровня жидкого продукта в емкости для пития. После налива бутылка возвращается в вертикальное положение. Продукт из полости 25 дозатора с наполнителем через боковой вырез 28 дозатора и боковое отверстие 43 ниппеля стекает в бутылку. Устройство закрывается завинчиванием крышки 1 по часовой стрелке до упора. При закрытии устройства крышка благодаря прорезям 8 в кольцевом выступе 7 надевается на устройство строго определенным образом, концы ниток духзаходной резьбы 3 крышки совпадают с началом резьбы 15 корпуса, крышка навинчивается на корпус до упора, при этом поперечно смещая дозатор в корпусе и ниппеле строго на 180 градусов. Внутренний цилиндр 24 дозатора 12, повернувшись в ниппеле на 180 градусов назад, перекрывает посредством герметичного соединения своей внешней боковой поверхности с внутренней боковой поверхностью ниппеля, боковое отверстие 43 в ниппеле, а выступ 45 ниппеля дополнительно герметизирует торцевое отверстие внутреннего цилиндра дозатора. Кольцевые выступы 9 и 10 герметизируют выходное отверстие 29 соска 11 дозатора, а кольцевой выступ 13 герметизирует внешний цилиндр 14 дозатора и соответственно отверстия 23 для воздуха. При закрытии устройства крышкой все его компоненты возвращаются в исходное состояние, а узел подачи воздуха и пути для протока жидкого продукта перекрываются. По мере необходимости операция повторяется.
Хотя выше приведено описание только одного предпочтительного варианта осуществления изобретения, очевидно, что в соответствии с прилагаемой формулой могут быть использованы также и другие варианты осуществления, а также комбинации отдельных узлов вышеописанных примеров, соответствующие объему настоящего изобретения.