ПЛАСТИНА С СОПЛАМИ ДЛЯ НАПОЛНЕНИЯ ЖИДКОСТЬЮ (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2000 года по МПК B65B3/00 

Изобретение относится к пластине с соплами, используемой для наполнения сосуда жидкостью.

Известны разливочные устройства для жидкостей, которые созданы и применяются для автоматического наполнения сосудов жидкостями, например молоком и соком.

На фиг. 10 приведен вид сбоку в разрезе, схематически показывающий существенную часть указанного типа разливочного устройства для жидкостей. Как показано на фиг. 10, разливочное устройство для жидкостей сделано следующим образом.

С дном резервуара с жидкостью 60 соединена труба 61, в которой установлены два обратных клапана 63 и 65. Кроме того, с частью трубы 61 под обратными клапанами 63 и 65 соединена наполнительная труба для жидкости 67, а с частью трубы 61 между двумя обратными клапанами 63 и 65 - труба 69. К нижнему концу трубы 69 подсоединен объемный дозатор для жидкостей 71.

Оба обратных клапана, 63 и 65, упруго отжаты вверх соответствующими спиральными пружинами 64 и 66, так что жидкость может проходить только вниз.

Объемный дозатор для жидкостей 71 имеет цилиндр 73 и поршень 75, способный вертикально перемещаться в цилиндре 73. Поршень 75 имеет постоянный ход в вертикальном направлении.

В отверстии нижнего конца наполнительной трубы для жидкости 67 установлена пластина с соплами для наполнения жидкостью 80.

На фиг. 11 (а) и (b) показана обычная пластина с соплами для наполнения жидкостью 80. Как показано здесь, пластина с соплами для наполнения жидкостью 80 представляет собой металлический диск 81, снабженный большим количеством сквозных отверстий 83.

Существует и другая обычная пластина с соплами, представляющая собой ситчатую пластину из проволочной сетки. Эта пластина с соплами изготовлена в виде проволочной сетки, образованной переплетением множества продольных и поперечных металлических проволок. В этой пластине с соплами сквозные отверстия образованы в зазорах между проволоками.

Далее со ссылкой главным образом на фиг. 10 будет описана работа разливочного устройства для жидкостей. Вначале жидкость, находящаяся в резервуаре с жидкостью 60, заполняет часть от верха трубы 61 до конца наполнительной трубы 67 и часть от верха трубы 69 до верха поршня 75.

Когда поршень 75 отодвигается вниз в направлении по стрелке A, открывается обратный клапан 63 и жидкость, находящаяся в резервуаре 60, входит в объемный дозатор для жидкостей 71.

Затем при передвижении поршня 75 вверх в направлении по стрелке B закрывается обратный клапан 63 и открывается обратный клапан 65. В результате жидкость из объемного дозатора 71 проходит по наполнительной трубе 67 и выпускается через отверстия 83 пластины с соплами 80, поступая в сосуд (не показан).

Пластина с соплами для наполнения жидкостью 80 предназначена для предотвращения вытекания жидкости из наполнительной трубы 67 (так называемого капания), когда желательно, чтобы из пластины с соплами 80 не выходило никакой жидкости.

Конкретнее, в большом количестве отверстий 83, выполненных в пластине с соплами для наполнения жидкостью 80, действует поверхностное натяжение жидкости, находящейся в наполнительной трубе 67, благодаря чему предотвращается вытекание жидкости самотеком. Таким образом, устраняется капание жидкости.

Однако в обычной пластине с соплами для наполнения жидкостью 80 сквозные отверстия 83 имеют форму, как, например, показанную в разрезе на фиг. 12, на которой внутренние поверхности 85 отверстий 83 выполнены прямыми в вертикальном направлении.

Следовательно, поверхностное натяжение, действующее в отверстиях 83, не является достаточно большим, так что вероятно возникновение капания жидкости. Чтобы увеличить поверхностное натяжение с целью предотвращения капания жидкости, можно уменьшить диаметр отверстий 83. Однако, если уменьшить диаметры отверстий 83, то возрастет гидравлическое сопротивление при выпуске жидкости, что нежелательно.

Ситчатая пластина из проволочной сетки, наоборот, обеспечивает сравнительно большое поверхностное натяжение благодаря сложной конфигурации поверхности отверстий и, следовательно, позволяет эффективно предотвращать капание жидкости. Однако при использовании ситчатой пластины из проволочной сетки твердые вещества в выливаемой жидкости, например волокна или фруктовая мякоть, могут запутываться или задерживаться в пересечениях проволок, вызывая закупорку ситчатой пластины. Кроме того, так как ситчатая пластина выполнена из проволочной сетки, то механическая прочность низкая.

Известна пластина с соплами для наполнения жидкостью, выполненная в виде пластинчатого элемента со множеством отверстий, которая прикреплена к отверстию на нижнем конце наполнительной трубы для жидкости для предотвращения вытекания жидкости, заполняющей указанную наполнительную трубу для жидкости, посредством поверхностного натяжения жидкости (JP 62-135 104A, B 65 B 3/00, 18.06.87).

Недостатком такой пластины является ее недостаточная эффективность предотвращения капания жидкости.

Задачей настоящего изобретения является создание пластины с соплами для наполнения жидкостью, способной эффективно предотвращать капание жидкости без необходимости в уменьшении диаметров отверстий.

Другой задачей настоящего изобретения является создание пластины с соплами для наполнения жидкостью, способной эффективно предотвращать капание жидкости, не вызывая при этом закупорку отверстий твердым веществом в наливаемой жидкости.

Еще одной задачей настоящего изобретения является создание пластины с соплами для наполнения жидкостью, имеющей высокую механическую прочность.

Это достигается тем, что в пластине с соплами для наполнения жидкостью, выполненной в виде пластинчатого элемента со множеством отверстий, которая прикреплена к отверстию на нижнем конце наполнительной трубы для жидкости для предотвращения вытекания жидкости, заполняющей указанную наполнительную трубу для жидкости, посредством поверхностного натяжения жидкости, внутренняя периферийная поверхность каждого из сквозных отверстий выполнена с круговым выступом, выступающим внутрь в направлении, в котором уменьшается внутренний диаметр сквозного отверстия и по существу совпадает с направлением сил поверхностного натяжения жидкости для увеличения удерживания жидкости в сквозных отверстиях.

Техническая задача достигается также тем, что в пластине с соплами для наполнения жидкостью, выполненной в виде пластинчатого элемента со множеством отверстий, которая прикреплена к отверстию на нижнем конце наполнительной трубы для жидкости для предотвращения вытекания жидкости, заполняющей указанную наполнительную трубу для жидкости, посредством поверхностного натяжения жидкости, каждое сквозное отверстие, выполненное в пластине с соплами для наполнения жидкостью, имеет удлиненную щелеобразную форму, причем коэффициент раскрытия пластины с соплами находится в пределах от 67 до 43%. Отверстия в пластине с соплами для наполнения жидкостью имеют каждое удлиненную щелеобразную форму отверстия.

Согласно любому из вышеописанных изобретений увеличивается поверхностное натяжение, действующее для удерживания жидкости в сквозных отверстиях, благодаря чему можно эффективно предотвращать капание жидкости из сквозных отверстий.

На фиг. 1 показан увеличенный вид сбоку в разрезе существенной части пластины с соплами для наполнения жидкостью 10 согласно одному варианту воплощения изобретения, который изложен в пункте 1 формулы изобретения; на фиг. 2(а) и (b) - виды для сравнительного описания работы пластины с соплами для наполнения жидкостью 10 согласно настоящему изобретению по этой заявке и работы пластины с соплами для наполнения жидкостью 80 согласно предшествующему уровню техники; на фиг. 3 - увеличенный вид сбоку в разрезе существенной части пластины с соплами для наполнения жидкостью 20 согласно другому варианту воплощения изобретения; на фиг. 4 - способ изготовления пластины с соплами для наполнения жидкостью 20; на фиг. 5 - другой способ изготовления пластины с соплами для наполнения жидкостью 20; на фиг. 6 - увеличенный вид сбоку в разрезе существенной части пластины с соплами для наполнения жидкостью 30 согласно еще одному варианту воплощения изобретения; на фиг. 7 - увеличенный вид сбоку в разрезе, показывающий пластины с соплами для наполнения жидкостью согласно другому варианту воплощения изобретения; на фиг. 8 (а), (b), (с) и (d) - увеличенные виды сбоку в разрезе, соответственно изображающие формы сквозных отверстий в пластинах с соплами для наполнения жидкостью согласно другим дополнительным вариантам воплощения изобретения; на фиг. 9 - увеличенный вид сверху существенной части пластины с соплами для наполнения жидкостью 50 согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения, который изложен в пункте 6 формулы изобретения; на фиг. 10 - вид сбоку в разрезе, схематически изображающий существенную часть разливочного устройства для жидкостей; на фиг. 11 (а) и (b) - виды сверху и спереди, соответственно изображающие обычную пластину с соплами для наполнения жидкостью 80; на фиг. 12 - увеличенный вид сбоку в разрезе существенной части пластины с соплами для наполнения жидкостью 80.

Наилучшие варианты воплощения изобретения.

Ниже будут подробно описаны варианты воплощения изобретения со ссылкой на чертежи.

На фиг. 1 приведен увеличенный вид сбоку в разрезе существенной части пластины с соплами для наполнения жидкостью 10 согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения, который изложен в пункте 1 формулы изобретения. Как показано на фиг. 1, каждое сквозное отверстие 11 в пластине с соплами для наполнения жидкостью 10 снабжено круговыми выступами 15 на верхнем и нижнем краях его внутренней периферийной поверхности 13, так что выступы 15 выступают в направлении, в котором уменьшаются внутренние диаметры сквозных отверстий 11.

Следует отметить, как показано на виде сбоку в разрезе, эти выступы 15 описывают приблизительно дуги окружности, и, таким образом, внутренняя поверхность каждого сквозного отверстия 11 имеет форму, приблизительно похожую на сферу с ее верхним и нижним краями, срезанными параллельно один другому.

Как подтверждено экспериментом, проводившимся изобретателем по этой заявке, при образовании вышеописанных сквозных отверстий 11 можно надежнее предотвращать капание жидкости, чем в известной технике. Причина этого может быть объяснена следующим образом.

В варианте воплощения изобретения, показанном на фиг. 2(а), жидкость, заполняющая пространство над пластиной с соплами для наполнения жидкостью 10, заполняет также каждое сквозное отверстие 11. Однако жидкость поверхностным натяжением удерживается от капания из сквозного отверстия 11 в состоянии, в котором поверхность жидкости выступает вниз с нижней стороны сквозного отверстия 11, приблизительно имея форму дуги окружности.

В случае использования пластины с соплами для наполнения жидкостью 80 согласно предшествующему уровню техники, показанной на фиг. 2(b), жидкость, заполняющая каждое сквозное отверстие 83, удерживается от капания поверхности натяжением в состоянии, в котором поверхность жидкости выступает вниз с нижней стороны сквозного отверстия 83 также приблизительно в форме дуги окружности.

Из сравнения двух пластин с соплами видно, что сквозное отверстие 11 в этом варианте воплощения изобретения на своем нижнем конце снабжено выступом 15, который выступает внутрь. Выступ 15 простирается в направлении, которое приблизительно совмещается с дугой окружности, определяемой поверхностью жидкости, выступающей в форме приблизительно дуги окружности с нижней стороны сквозного отверстия 11. Другими словами, направление, в котором выступает выступ 15 сквозного отверстия 11, приблизительно совпадает с направлением поверхностного натяжения, в котором поверхность жидкости стремится принять форму дуги окружности. Следовательно, жидкость может эффективно удерживаться на нижнем конце сквозного отверстия 11.

С другой стороны, при предшествующем уровне техники вся внутренняя периферийная поверхность сквозного отверстия 83 простирается прямо в вертикальном направлении. Следовательно, дуга окружности, определяемая поверхностью жидкости, выступающей в форме приблизительно дуги окружности на нижнем конце сквозного отверстия 83, совсем не совмещается с формой нижней концевой части этого отверстия. Таким образом, сила, которая удерживает жидкость на нижнем конце сквозного отверстия 83, меньше, чем в случае вышеописанного варианта воплощения изобретения по этой заявке.

Между прочим, пластина с соплами для наполнения жидкостью 10 согласно этому варианту воплощения изобретения изготавливают травлением или механической обработкой листа из коррозионно-стойкого металла.

Далее на фиг. 3 приведен увеличенный вид сбоку в разрезе существенной части пластины с соплами для наполнения жидкостью 20 согласно другому варианту воплощения изобретения. Как показано на фиг. 3, в этом варианте воплощения изобретения в дополнение к выступам на верхнем и нижнем концах сквозного отверстия 21 предусмотрен также выступающий внутрь круговой выступ 23 в центре каждого сквозного отверстия 21. При такой конструкции сила, которая действует для удерживания жидкости, действует также у центрального выступа 23, и вместе с тем увеличивается длина сквозного отверстия 21. Следовательно, поверхностное натяжение действует даже более эффективно для удерживания жидкости.

На фиг. 4 дан вид, показывающий один пример способа изготовления пластины с соплами для наполнения жидкостью 20. Как показано на фиг. 4, пластину с соплами для наполнения жидкостью 20 изготавливают нанесением покрытия из маскирующего материала 27 на обе стороны пластины 25 из коррозионно-стойкого металла. В это время те части металлической пластины 25, которые должны стать верхними и нижними окнами сквозных отверстий 21, оставляют в виде круглых участков 28, не покрытых маскирующим материалом. При погружении металлической пластины 25 в травильный раствор происходит травление этой пластины с поверхностей участков 28, как это показано пунктирными линиями. Таким образом, можно изготовить пластину с соплами для наполнения жидкостью 20, как, например, показанную на фиг. 3.

Однако скорость травления изменяется в зависимости от концентрации травильного раствора и т.п. Следовательно, получающиеся в результате сквозные отверстия 21 не всегда имеют форму, как, например, показанную на фиг. 3. Поэтому необходимо выбирать травильный материал и другие условия.

Следует отметить, что пластина с соплами для наполнения жидкостью 20 может быть также изготовлена таким образом, как показано на фиг. 5. А именно, приготавливают две пластины с соплами для наполнения жидкостью 10, показанные на фиг. 1, укладывают эти пластины одну на другую и скрепляют их вместе в одно целое.

Далее на фиг. 6 приведен увеличенный вид сбоку в разрезе существенной части пластины с соплами для наполнения жидкостью 30 согласно еще одному варианту воплощения изобретения. В этом варианте также предусмотрены выступы 35 на верхнем и нижнем концах каждого сквозного отверстия 31, как и в случае вышеописанного варианта, показанного на фиг. 1. Однако этот вариант отличается от варианта на фиг. 1 тем, что каждое сквозное отверстие 31 имеет форму внутренней поверхности, определяемую двумя усеченными прямыми круговыми конусами, соединенными вместе своими основаниями.

При использовании сквозных отверстий 31, образованных вышеописанным способом, также можно более надежно предотвращать капание жидкости, чем при предшествующем уровне техники, по той же причине, которая была изложена выше в связи с вариантом на фиг. 1.

Далее на фиг. 7 приведен увеличенный вид сбоку в разрезе, показывающий пластину с соплами для наполнения жидкостью 40 согласно другому варианту воплощения изобретения. В этом варианте две пластины с соплами для наполнения жидкостью 30, показанные на фиг. 6, укладывают одну на другую и скрепляют вместе в одно целое. При этой конструкции сила, которая действует для удерживания жидкости, также действует на центральном выступе 45 в каждом сквозном отверстии 41, и вместе с тем увеличивается длина сквозного отверстия 41. Следовательно, можно даже более эффективно предотвращать капание жидкости.

Далее на фиг. 8(а), (b), (с) и (d) приведены увеличенные виды сбоку в разрезе, соответственно показывающие формы сквозных отверстий в пластинах с соплами для наполнения жидкостью согласно другим дополнительным вариантам воплощения изобретения.

Конкретнее, как показано на фиг. 8(а) и (b), каждое сквозное отверстие в пластине с соплами для наполнения жидкостью может быть снабжено выступом 46 или 47 только на его нижнем конце. С другой стороны, как показано на фиг. 8 (с) и (d), каждое сквозное отверстие может быть снабжено выступом 48 или 49 только в его центральной части.

Хотя в вышеописанных вариантах сквозные отверстия имеют круглую форму (при виде сверху на пластину с соплами для наполнения жидкостью), следует отметить, что настоящее изобретение необязательно ограничивается круглой формой и что сквозные отверстия, естественно, могут иметь и другую форму, например квадратную, эллиптическую или многоугольную.

На фиг. 9 приведен увеличенный вид сверху существенной части пластины с соплами для наполнения жидкостью 50 согласно одному варианту воплощения настоящего изобретения, который изложен в пункте 6 формулы изобретения. Как показано на фиг. 9, сквозные отверстия 51, выполненные в пластине с соплами для наполнения жидкостью 50, имеют удлиненную щелеобразную форму.

Как подтверждено экспериментом, проведенным изобретателем по этой заявке, капание жидкости можно предотвращать более надежно, чем в предшествующем уровне техники, образуя вышеописанные сквозные отверстия 51. Причина этого может быть объяснена следующим образом.

В сквозных отверстиях 51 согласно этому варианту воплощения изобретения две продольные противоположные стороны 53 расположены рядом одна с другой; следовательно, соответственно увеличивается поверхностное натяжение и, таким образом, более эффективно предотвращается капание, чем в случае сквозных отверстий одинаковой площади, которые имеют другие формы (круглую или квадратную). Так как две стороны расположены ближе одна к другой, то увеличивается поверхностное натяжение, как это будет понятно из того явления, что когда нижние концы двух параллельных плоских пластин, расположенных вблизи одна другой, погружают, например, в бак с водой, то высота водяного столба, втягиваемого капиллярным действием в пространство между двумя плоскими пластинами, увеличивается с уменьшением расстояния между двумя плоскими пластинами.

Следует отметить, что коэффициент раскрытия F пластины с соплами для наполнения жидкостью 50 согласно этому варианту воплощения изобретения предпочтительно находится в пределах от 65 до 35%, более предпочтительно в пределах от 67 до 43%. Ниже приводится уравнение для определения коэффициента раскрытия F:
F = {(2WL₁ - 0,43W) / SL₂} • 100(%),
где W - ширина (на короткой стороне) сквозных отверстий 51,
L₁ - ширина (на длинной стороне) сквозных отверстий 51,
L₂ шаг между сквозными отверстиями 51 в направлении, параллельном длинной стороне,
S - шаг между сквозными отверстиями 51 в направлении, параллельном короткой стороне.

Как описывалось выше, пластина с соплами для наполнения жидкостью согласно настоящему изобретению применяется с прикреплением к отверстию на нижнем конце наполнительной трубы разливочного устройства для жидкостей. Пластина с соплами для наполнения жидкостью эффективно предотвращает капание жидкости из наполнительной трубы.

Пластина предназначена для наполнения жидкостью сосудов. Она выполнена в виде пластинчатого элемента, снабженного большим количеством сквозных отверстий. Пластину с соплами для наполнения жидкостью используют с прикреплением к отверстию на нижнем конце наполнительной трубы для жидкости. Посредством поверхностного натяжения в сквозных отверстиях пластины с соплами для наполнения жидкостью предотвращается вытекание жидкости, заполняющей наполнительную трубу для жидкости. Внутренняя периферийная поверхность каждого сквозного отверстия снабжена круговым выступом, выступающим в направлении, в котором уменьшается внутренний диаметр сквозного отверстия. Форма сквозных отверстий в поперечном сечении позволяет эффективно предотвращать капание жидкости из сквозных отверстий. Сквозные отверстия могут иметь удлиненную щелеобразную форму отверстия. В этом случае можно также эффективно предотвращать капание жидкости из сквозных отверстий. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Пластина с соплами для наполнения жидкостью, выполненная в виде пластинчатого элемента со множеством сквозных отверстий, которая прикреплена к отверстию на нижнем конце наполнительной трубы для жидкости для предотвращения вытекания жидкости, заполняющей указанную наполнительную трубу для жидкости, посредством поверхностного натяжения жидкости, отличающаяся тем, что внутренняя периферийная поверхность каждого из сквозных отверстий выполнена с круговым выступом, выступающим внутрь в направлении, в котором уменьшается внутренний диаметр сквозного отверстия и, по существу, совпадает с направлением сил поверхностного натяжения жидкости для увеличения удерживания жидкости в сквозных отверстиях. 2. Пластина с соплами для наполнения жидкостью по п.1, отличающаяся тем, что каждое сквозное отверстие имеет приблизительно круглую или эллиптическую форму. 3. Пластина с соплами для наполнения жидкостью по п.1, отличающаяся тем, что выступ выполнен на каждом верхнем и нижнем концах и/или в центральной части каждого сквозного отверстия. 4. Пластина с соплами для наполнения жидкостью по п.1, отличающаяся тем, что каждое сквозное отверстие имеет удлиненную щелеобразную форму. 5. Пластина с соплами для наполнения жидкостью по п.1, отличающаяся тем, что множество указанных пластин с соплами для наполнения жидкостью, каждая из которых имеет указанные выступы, выполненные в каждом сквозном отверстии, уложены одна поверх другой. 6. Пластина с соплами для наполнения жидкостью, выполненная в виде пластинчатого элемента со множеством сквозных отверстий, которая прикреплена к отверстию на нижнем конце наполнительной трубы для жидкости для предотвращения вытекания жидкости, заполняющей указанную наполнительную трубу для жидкости, посредством поверхностного натяжения жидкости, отличающаяся тем, что каждое сквозное отверстие, выполненное в пластине с соплами для наполнения жидкостью, имеет удлиненную щелеобразную форму, причем коэффициент раскрытия пластины с соплами находится в пределах от 67 до 43%. 7. Пластина с соплами для наполнения жидкостью по п.6, отличающаяся тем, что внутренняя периферийная поверхность каждого из сквозных отверстий выполнена с круговым выступом, выступающим внутрь в направлении, в котором уменьшается внутренний диаметр сквозного отверстия и, по существу, совпадает с направлением сил поверхностного натяжения жидкости для увеличения удерживания жидкости в сквозных отверстиях. 8. Пластина с соплами для наполнения жидкостью по п.7, отличающаяся тем, что выступ выполнен на каждом верхнем и нижнем концах и/или в центральной части каждого сквозного отверстия.