КРАН ДЛЯ РОЗЛИВА ТЕКУЧИХ СРЕД И КЛАПАН, ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ В УКАЗАННОМ КРАНЕ
FLUID DISPENSING COCK AND VALVE INCORPORATED THEREWITH

Изобретение относится к крану для розлива текучих сред (также называемому разливным устройством), в частности, газированных жидкостей, таких как пиво или безалкогольные напитки, содержащему корпус, клапан, который установлен в указанном в корпусе с возможностью снятия и на одном конце предпочтительно соединен с гибким шлангом для подачи текучей среды, а на другом конце имеет трубку для розлива текучей среды, и рукоятку для открытия и закрытия указанного крана. Клапан имеет первую часть, соединенную или соединяемую с корпусом крана, и вторую часть, соединенную с первой частью и функционально соединенную или соединяемую с рукояткой, при этом первая и вторая части выполнены с возможностью поворота и/или перемещения относительно друг друга по меньшей мере между открытым и закрытым положениями. Кроме того, изобретение относится к клапану, предназначенному для использования в указанном кране, а также к способу установки или снятия указанного клапана и гибкого шланга, соответственно, в систему розлива или с нее.
В патентном документе US 2004/226967 описан блок розлива напитка (обозначенный номерами 1 и 25 позиции на чертежах, прилагаемых к указанному документу), содержащий устройство (2, 37) для розлива, снабженное краном (обозначенным номерами 18, 29 позиции, ошибочно называемым «распределительная головка»), предназначенным для установки в линию (17, 28) розлива, изготовленную из гибкого пластика, и контейнер (7, 27) с напитком (в частности, газированным напитком), соединенный в процессе использования с линией (17, 28) розлива, имеющий соединительный элемент, на выпускном конце которого выполнен запорный клапан, соединяемый с краном (18, 29). Цель изобретения, описанного в этом документе, заключается в создании блока розлива напитка, который обеспечивает управление розливом и препятствует утечке напитка из линии розлива.
Цель данного изобретения заключается в создании крана, также называемого разливным устройством, и клапана, в которых нагрузка на уплотнение (уплотнения), установленное внутри клапана, снижена предпочтительно по меньшей мере в период, предшествующий эксплуатации клапана в системе розлива.
Для этого к клапану прикреплен съемный защитный колпачок, который предохраняет клапан от перекрытия и выполнен с возможностью съема только после установки клапана в корпусе крана. В дополнительном аспекте защитный колпачок может быть снят только после перекрытия клапана при помощи рукоятки.
В результате предотвращения перекрытия клапана, например, во время хранения клапана и связанного с ним контейнера, в котором хранится текучая среда, уменьшено или исключено эксплуатационное изнашивание уплотнения, установленного в системе розлива, которое возникает, к примеру, (но не исключительно) по причине остаточной деформации при сжатии. Кроме того, поскольку предотвращено преждевременное снятие колпачка, улучшаются гигиенические условия эксплуатации.
В одном аспекте клапан содержит трубку для розлива напитка, поверх которой установлен указанный колпачок.
В дополнительном аспекте, защитный колпачок имеет буртик, который блокирует защитный колпачок в клапане и который в процессе установки клапана взаимодействует с корпусом крана с обеспечением освобождения клапана. В следующем аспекте, буртик также блокирует первую и вторую части клапана относительно друг друга, препятствуя их взаимному повороту и/или перемещению.
В еще одном дополнительном аспекте защитный колпачок имеет буртик, который блокирует этот колпачок в клапане и который после перекрытия клапана при помощи рукоятки взаимодействует с корпусом крана или рукояткой, с обеспечением освобождения клапана.
В другом аспекте первая и вторая части клапана имеют сквозные каналы, которые совмещены при нахождении клапана в открытом положении, причем поперечное сечение каналов по меньшей мере в целом соответствует форме поперечного сечения внутреннего канала гибкого шланга, а площадь их поперечного сечения составляет по меньшей мере 80%, предпочтительно, по меньшей мере 90% площади поперечного сечения указанного внутреннего канала. Таким образом, снижается турбулентность в процессе розлива, а в случае, например, розлива пива, снижается пенообразование и облегчается розлив, что особенно важно для менее опытных пользователей.
В следующем аспекте, первая часть клапана содержит трубку для розлива текучей среды и по меньшей мере один выступ или канавку, например, по меньшей мере два выступа, по типу шпонки, или две канавки по типу пазов, а расположенная ниже часть корпуса крана имеет отверстие для установки указанной трубки и по меньшей мере одну канавку или выступ (например, по меньшей мере две канавки или два выступа), предназначенные, соответственно, для размещения выступа (выступов) или канавки (канавок), выполненных в первой части клапана, тем самым, фиксируя первую часть относительно корпуса крана в тангенциальном (вращательном) направлении, обеспечивая при этом осевое перемещение клапана. В одном варианте выполнения первая часть клапана имеет несколько шпонок, а отверстие имеет несколько соответствующих пазов.
В другом аспекте, вокруг по меньшей мере части периферической поверхности второй части клапана расположены зубцы, а рукоятка имеет коронную шестерню, входящую в зацепление с указанными зубцами, или соединена с ней, так что поворот шестерни приводит к повороту первой и второй частей клапана относительно друг друга, например, между указанным открытым и закрытым положениями.
Указанные аспекты облегчают установку клапана в кране и позволяют существенно упростить конструкцию крана. В следующем аспекте клапан может быть расположен в корпусе крана исключительно путем проталкивания клапана в осевом направлении и при использовании рукоятки. В одном варианте выполнения корпус крана не имеет таких элементов, как дверцы или шарнирные части, служащие для обеспечения доступа к внутреннему пространству корпуса крана с целью позиционирования клапана.
Помимо прочего, изобретение относится к клапану, предназначенному для использования в кране, а также к способам установки/снятия данного клапана в кране или с него, которые сформулированы в пунктах 14 и 15 формулы изобретения.
В патентном документе GB 2106615 описан пивной кран, содержащий корпус (номер 1 позиции на фиг.1), имеющий впускной (3) и выпускной (12) штуцеры, а также закрывающее средство, расположенное в корпусе и образованное двумя расположенными друг против друга керамическими дисками (4, 6), которые гладко отшлифованы. Один из указанных дисков (4) зафиксирован в корпусе (1) крана, а другой диск (6) может поворачиваться относительно первого диска при помощи рабочего рычага (16) для открытия и закрытия крана. В каждом из указанных дисков выполнено треугольное отверстие, ориентированное в осевом направлении, при этом в процессе использования крана указанные отверстия могут быть совмещены и выведены из совмещенного состояния.
Ниже изобретение объяснено более подробно со ссылкой на чертежи, на которых изображен вариант выполнения крана, выполненного в соответствии с настоящим изобретением.
Фиг.1 изображает вид в аксонометрии системы розлива напитков, содержащей кран и клапан, выполненные согласно данному изобретению.
Фиг.2А и Фиг.2В изображают вид снизу и разрез крана, выполненного согласно данному изобретению.
Фиг.3 изображает вид в аксонометрии клапана и рукоятки крана, изображенного на Фиг.2А и Фиг.2 В.
Фиг.4 изображает разрез клапана, выполненного согласно данному изобретению.
Фиг.6А - Фиг.6С изображают вид снизу и два разреза крана в открытом положении.
Фиг.6А и Фиг.6В изображают два разреза крана, изображенного на Фиг.6А -Фиг.6С, в закрытом положении.
Фиг.7А - Фиг.7С изображают вид сверху и два разреза защитного колпачка, используемого в кране и клапане, которые изображены на Фиг.6А - Фиг.6В.
Чертежи не обязательно выполнены в масштабе, и детали, которые не имеют значения для понимания данного изобретения, могут быть опущены. Более того, выражения «выше», «ниже» и им подобные относятся к ориентации элементов, изображенных на чертежах.
На Фиг.1 - Фиг.4 изображена система 1 розлива напитков, содержащая холодильник 2, в котором расположен контейнер 3 с напитком (например, находящимся под давлением газированным напитком, таким как пиво), первый компрессор 4, обеспечивающий холодильник 2 хладагентом, и второй компрессор 5, предназначенный для подачи сжатого газа в контейнер 3. Кроме того, система 1 содержит дверцу 6, столешницу 6А и колонку 7 с краном 8, в котором с возможностью извлечения установлен клапан 9, содержащий трубку 10 для розлива напитка.
В данном примере контейнер 3 имеет сферическую, баростойкую наружную оболочку, в центре которой выполнено отверстие, газонепроницаемую внутреннюю оболочку, изготовленную из эластичного материала, а именно, пакет, расположенный внутри наружной оболочки, и клапанную часть 11, установленную в центральном отверстии с целью заполнения контейнера 3 (если говорить более конкретно, внутренней оболочки) жидкостью и, соответственно, выкачивания жидкости из контейнера 3. В данном примере наружная оболочка изготовлена путем выдувного формования пластиковой заготовки, в частности, ПЭТ (полиэтилентерефталат) или ПЭН (полиэтиленнафталат) заготовки. К примеру, соответствующие контейнеры и клапанные части упомянуты в международных публикациях WO 2008/000574 и WO 00/07902 (в частности, см. стр.8, строка 12 и далее применительно к Фиг.4А и Фиг.4 В), которые включены в данный документ посредством ссылки.
Клапан 9, установленный в кране 8, соединен с контейнером 3 посредством гибкого шланга 12 и распределительной головки 13 по существу известного типа. Гибкий шланг изготовлен из пластмассы, например, полиолефина, такого как ПЭ или ПЭНП, и его наружный диаметр составляет, например, 6 мм.
Как изображено на Фиг.2А - Фиг.3, кран имеет полый корпус 14, в нижнем конце которого выполнено первое отверстие 15, предназначенное для установки клапана 9. Первое отверстие 15 имеет несколько пазов 16, проходящих в осевом направлении и расположенных на одинаковом расстоянии по периферии указанного отверстия 15. Над первым отверстием 15 в осевом совмещении расположена воронка 17, расходящаяся в верхнем направлении. В боковой стенке корпуса 14 крана выполнено второе отверстие 18 и установлена втулка 19, в которую с возможностью поворота входит рукоятка 20 для открытия и закрытия крана 8. В свою очередь, рукоятка 20 содержит вал 21, который с возможностью поворота и скольжения установлен внутри втулки 19, при этом к одному концу вала 21 прикреплен рабочий рычаг, а на другом конце вала 21 выполнена или прикреплена коронная шестерня 21А.
Клапан 9 имеет первую часть 22, содержащую трубку 10 для розлива напитка и несколько шпонок 23, проходящих в осевом направлении и расположенных по наружной стенке в положениях, соответствующих пазам 16, выполненным вокруг первого отверстия 15 в корпусе 14 крана. Для облегчения установки клапана 9 в указанное первое отверстие 15, дальний конец по меньшей мере некоторых из шпонок 23 выполнен наклонным, и/или одна из шпонок 23' длиннее других шпонок 23. И то и другое облегчает направленное перемещение клапана 9 в соответствующее положение в кране 8. Кроме того, первая часть 22 клапана 9 имеет сквозной канал 24, верхний участок которого проходит наклонно относительно центральной оси клапана 9, а концентрический нижний участок расходится в направлении выпускного отверстия. В верхнем конце первой части 22 имеется фланец 25, а на наружной стенке трубки 10 выполнена периферическая канавка 26.
В нижнем конце второй части 27 клапана 9 выполнен стакан 28, имеющий один или несколько упругих буртиков 29, запираемых за фланцем 25 на первой части 22 клапана 9, следовательно, с одной стороны, это предотвращает осевое перемещение частей 22, 27 относительно друг друга, а с другой стороны, обеспечивает их взаимный поворот. По участку периферической кромки нижнего конца второй части 27 проходит выемка 30, которая совместно с одной или несколькими шпонками 23, выполненными на первой части 22 клапана 9, задает крайние положения относительного поворота частей 22, 27. В данном примере крайние положения соответствуют открытому и закрытому положениям клапана 9.
По периферии наружной стенки второй части 27 и над упругими буртиками 29 выполнены наклонные зубцы 31, образующие зубчатое колесо. Кроме того, вторая часть 27 имеет сквозной канал 32, проходящий наклонно относительно центральной оси клапана 9, так что нижний конец канала 32 при нахождении клапана в открытом положении, изображенном на Фиг.6В, совпадает с верхним концом канала 24 первой части 22, а в перекрытом положении, изображенном на Фиг.6с, совмещен с закрытой верхней стенкой первой части 22. Верхний конец сквозного канала 32, выполненного во второй части 27, проходит коаксиально с центральной осью клапана 9, а внутренний диаметр указанного конца немного меньше наружного диаметра гибкого шланга 12, что позволяет зажать шланг 12 в клапане 9. Альтернативными или дополнительными способами прикрепления шланга к клапану являются приклеивание и сварка.
На нижнем конце сквозного канала 32 имеется удлиненная, овальная или в форме почки камера, внутри которой установлен эластомерный, например, резиновый уплотнительный элемент 33, который повторяет форму камеры и выполнен с внутренним каналом. Поперечное сечение и площадь поперечного сечения внутреннего диаметра наклонных участков сквозных каналов 24, 32 и внутреннего канала, выполненного в уплотнительном элементе 33, такие же, как и у гибкого шланга 12.
Помимо прочего, клапан 9 имеет съемный защитный колпачок 34, изображенный на Фиг.7А - Фиг.7с, который препятствует перекрытию клапана 9 и который можно снять только после установки клапана 9 в корпусе 14 крана и перекрытия клапана при помощи рукоятки 20. В данном примере защитный колпачок 34 имеет проходящие в осевом направлении пазы 35, в которые входят шпонки 23, выполненные в первой части клапана 9, и первые и вторые буртики 36, 37 (Фиг.7В и Фиг.7С, соответственно), имеющие упругие концы, ограниченные вырезами 38.
Нижний конец первого буртика 36 выполнен с направленным внутрь выступом 39, в данном случае имеющим наклонную верхнюю поверхность и плоскую нижнюю поверхность, тем самым обеспечивая совместно с канавкой 26, выполненной на периферической поверхности разливной трубки 10, одностороннее защелкивание колпачка 34 в клапане 9. Верхний конец имеет проходящий в наружном направлении выступ, в данном случае это осевая шпонка 40, имеющая плоскую верхнюю поверхность, обеспечивающую ограничение осевого позиционирования колпачка 34 относительно клапана 9, и наклонную нижнюю поверхность, назначение которой станет понятным из последующего описания. Кроме того, верхний конец осевой шпонки 40 проходит в выемку 30, образованную в нижней кромке стакана 28, и тем самым, ограничивает или препятствует (в зависимости от положения границ выемки 30, шпонки 40 и шпонок 23, выполненных в первой части 22 клапана 9) относительному повороту первой и второй частей 22, 27 клапана 9.
Нижний конец второго буртика 37 такой же, что и нижний конец первого буртика 36. Верхний конец второго буртика 37 имеет проходящий в наружном направлении выступ, в данном случае это радиальная шпонка 41, имеющая наклонную переднюю поверхность.
Установку контейнера 3 в систему 1 розлива напитка можно выполнить путем установки рукоятки 20 в положение, соответствующее открытому положению клапана 9, выдвигания рукоятки 20 в наружном радиальном направлении (относительно клапана), помещения контейнера 3 внутрь холодильника 2, присоединения узла из гибкого шланга 12 и клапана 9 к распределительной головке 13 одним концом шланга, проталкивания клапана 9 сквозь колонку 7 крана, через воронку 17 и в первое отверстие 15, выполненное в корпусе 14 крана, и соединения распределительной головки 13 с клапаном 11 контейнера 3. Разумеется, что сначала можно присоединить распределительную головку к контейнеру, а затем устанавливать клапан в кран.
В процессе установки клапана 9 в первое отверстие 15 осевая шпонка 40, выполненная на первом буртике 36, будет проталкиваться внутрь кромкой первого отверстия 15, а выступ 39, выполненный на другом конце буртика 36, будет подниматься и освобождать клапан 9 (Фиг.6В).
Далее, рукоятку 20 можно отжать внутрь, таким образом сцепляя коронное колесо 21А с зубцами 31, выполненными на клапане 9. Устанавливая рукоятку 20 в положение, которое соответствует перекрытому положению клапана 9, вторая часть 27 клапана 9 поворачивается относительно первой части 22, которая зафиксирована относительно корпуса 14 крана в тангенциальном направлении. В результате радиальная шпонка 41, выполненная на втором буртике 37, проталкивается внутрь стаканом 28, а выступ 39, выполненный на другом конце второго буртика 37, будет подниматься и освобождать клапан 9 (Фиг.6В). Когда оба буртика 36, 37 освободили клапан 9, защитный колпачок 34 можно протолкнуть в осевом направлении, и устройство 1 розлива готово для использования.
Вынимание контейнера 3 из системы 1 можно осуществить, выполняя вышеуказанные операции в обратной последовательности. При этом защитный колпачок 34 заменять не нужно. Кроме того, чтобы предотвратить утечку напитка из шланга 12 и клапана 9, а также засорение колонки 7 крана, напиток можно выкачать из клапана 9 и по меньшей мере части шланга 12 путем создания в напитке более низкого давления по сравнению с атмосферным, например, путем простого стравливания избыточного давления из контейнера 3 и обеспечения ослабления и тем самым расширения эластичного пакета, расположенного внутри контейнера. Чтобы усилить и/или ускорить данную процедуру, пакет может быть выполнен, например, с упругими элементами, которые распрямляются после стравливания избыточного давления, либо можно провести интенсивную выкачку газа из контейнера.
С целью улучшения гигиенического состояния, каждый контейнер может быть использован с одноразовым клапаном и шлангом.
Изобретение не ограничено вышеописанными вариантами выполнения, которые можно изменять разными способами, не выходящими за рамки объема правовой охраны формулы изобретения. Например, хотя изобретение было проиллюстрировано применительно к конкретному типу клапана, а именно, для состоящего из двух частей клапана, который может перекрываться или открываться путем их взаимного поворота, защитный колпачок, в соответствии с изобретением, также может быть использован с клапанами другого типа, например с клапанами, части которых перемещаются относительно друг друга поступательным образом.