УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЗАПОЛНЕНИЯ РАБОЧИХ ЕМКОСТЕЙ ЖИДКИМИ ПРОДУКТАМИ Российский патент 2006 года по МПК B65C3/02 

Изобретение относится к области создания средств для автоматического заполнения различных емкостей жидкими продуктами по уровню и может быть использовано для дозированного заполнения рабочих емкостей до определенного уровня.

Известны способы и устройства для заполнения жидкими продуктами различных емкостей, контейнеров, в частности бутылок и иных упаковок.

Так, известно устройство для наполнения контейнеров веществами, предпочтительно жидкостями (см. заявка РФ №2002107130, В 65 В 3/00, опубл. 2003.09.20), содержащее контейнер для распределения жидкости, рабочие емкости, соединительные средства между контейнером и рабочими емкостями, средство для взвешивания контейнера, содержащее тензометрический датчик, и компрессор для нагнетания воздуха в рабочие емкости для повышения давления.

Однако данное устройство является достаточно сложным в исполнении средства для взвешивания контейнера и всего рабочего цикла, что снижает надежность его работы, кроме того, тензометрический датчик, используемый в устройстве, не позволяет добиться высокой точности измерения степени заполнения рабочих емкостей.

Известно устройство для розлива жидкости, содержащее расходный резервуар и мерную емкость с сифоном, установленные с возможностью относительного перемещения по вертикали, дополнительную емкость, соединенную гидравлически с мерной емкостью на уровне, соответствующем отмеряемой дозе (патент РФ №2013366, В 67 С 3/18, опубл. 1994.05.30).

Данное устройство позволяет использовать из расходного резервуара всю жидкость, однако эта конструкция не позволяет добиться высокой точности дозирования, в связи с наличием дополнительной емкости, необходимостью осуществления контроля уровня в мерной емкости и проведения ряда сопутствующих операций для достижения достаточной точности дозирования.

Известно устройство для розлива жидкостей по уровню (патент РФ №2081815, В 67 С 3/02, опубл. 1997.06.20), содержащее резервуар для жидкости, укрепленный на подставке, герметичную емкость, снабженную штуцерами, сливную и воздухоотводящую трубки, устройство для измерения уровня.

Данное устройство имеет достаточную герметичность и позволяет соблюдать гигиенические нормы для определенных жидких веществ, однако также имеет достаточно сложную конструкцию, что снижает ее надежность и точность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для наполнения контейнера жидкостью, содержащее наполняющий канал, соединенный с накопительным резервуаром, блок управления подачей жидкости и измеритель для измерения поданного количества жидкости (патент РФ №2212366, В 65 В 3/26, опубл. 2002.08.27).

Указанное устройство удовлетворяет гигиеническим требованиям, поскольку устраняет застойные накопления жидкости, однако его конструкция не позволяет достигнуть высокой надежности работы и достаточной точности при дозированном заполнении рабочих емкостей жидкими продуктами. Это связано с тем, что процесс измерения происходит в течение всего цикла заполнения рабочих емкостей, а скорость и точность заполнения зависят от плотности жидкости, ее температуры, атмосферного давления, что вносит погрешности в измерения.

Основной задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание устройства для автоматического заполнения емкостей жидкими продуктами, позволяющего повысить точность дозирования при заполнении рабочих емкостей, начиная с любого уровня заполнения.

Заявленное устройство позволяет также использовать его с целью автоматического заполнения бутылок со спиртными и иными жидкими продуктами с высокой герметичностью, практически не нарушая целостность пробки бутылки. Кроме того, данное устройство обладает таким несомненным достоинством, как занимательность, поскольку позволяет автоматически и незаметно для глаз присутствующих заполнять пустые или полупустые емкости, установленные в закрытом корпусе.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в известную установку для автоматического заполнения рабочих емкостей, содержащую накопительный резервуар, соединенный с нагнетающей трубкой и входом заполняющей трубки, рабочую емкость, соединенную с выходом заполняющей трубки, блок измерения параметров жидкого наполнителя, соединенный с блоком управления, введены корпус с открывающейся крышкой, в котором установлены микрокомпрессор, соединенный через нагнетающую трубку с накопительным резервуаром, при этом выход блока управления подключен к входу микрокомпрессора, блок измерения параметров жидкого наполнителя выполнен в виде измерителя уровня жидкого наполнителя, выход которого подключен к входу блока управления, а рабочая емкость снабжена пробкой, в которой выполнены дренажные каналы и канал заполнения, соединенный через штуцер с выходом заполняющей трубки.

Предпочтительно, чтобы измеритель уровня жидкого наполнителя был выполнен в виде лампы с отражателем, расположенной под рабочей емкостью и фотодатчика, расположенного в верхней части корпуса, выход которого соединен с первым входом усилителя, второй вход которого объединен с выходом усилителя, являющимся выходом измерителя уровня жидкого наполнителя.

Блок управления целесообразно выполнить в виде компаратора, выход которого соединен с первым входом триггерной схемы, второй вход которой соединен с микровыключателем, а выход триггерной схемы подключен к входу релейной схемы, выход которой соединен с семистором, выход которого является выходом блока управления, подключенным к микрокомпрессору.

Устройство для автоматического заполнения рабочих емкостей может иметь подставку для установки рабочих емкостей.

Устройство для автоматического заполнения рабочих емкостей целесообразно выполнить с горловиной заполнения, выполненной в верхней части накопительного резервуара и выведенной через корпус, при этом горловина может быть снабжена пробкой соответствующего диаметра.

Предпочтительно, чтобы заполняющая трубка и штуцер были расположены внутри стенки корпуса.

Выполнение устройства автоматического заполнения рабочих емкостей жидкими продуктами в виде единого моноблока в корпусе с открывающейся крышкой, с использованием измерителя уровня жидкого наполнителя, микрокомпрессора, рабочей емкости со специфической пробкой, выполненной с каналом заполнения и дренажными каналами, соединение через заполняющую трубку накопительного резервуара с помощью штуцера и канала заполнения пробки с рабочей емкостью, а также выполнение блока управления с алгоритмом управления, позволяющим производить наполнение рабочей емкости до определенного уровня независимо от ее содержания и объема с определенным циклом, обеспечивают высокую точность гибкого автоматического дозирования рабочих емкостей.

Кроме повышения точности дозирования, выполнение устройства заявляемой конструкции в корпусе, в виде моноблока позволяет также добиться герметичности заполняемых емкостей и привнести в процесс заполнения рабочих емкостей жидкими продуктами эффект занимательности, основанный на незаметном для окружающих заполнении рабочих емкостей, например бутылок с алкогольными напитками.

На фиг.1 схематически изображен общий вид конструктивного выполнения устройства.

На фиг.2 изображена конструкция пробки.

На фиг.3 представлена функциональная схема измерителя уровня жидкого наполнителя и блока управления.

На фиг.4 представлена функциональная схема измерителя уровня жидкого наполнителя и блока управления.

На фиг.5 схематически изображен краевой эффект на границе воздух - жидкость.

Устройство для автоматического заполнения рабочих емкостей содержит накопительный резервуар 1, соединенный с нагнетающей трубкой 2 и входом заполняющей трубки 3, рабочую емкость 4, соединенную с выходом заполняющей трубки 3, блок измерения параметров жидкого наполнителя, выполненный в виде измерителя уровня жидкого наполнителя 5, соединенный с блоком управления 6, корпус 7 с открывающейся крышкой 8, в котором установлены все конструктивные узлы и элементы устройства. Микрокомпрессор 9 соединен через нагнетающую трубку 2 с накопительным резервуаром 1, при этом выход блока управления 6 подключен к входу микрокомпрессора 9, выход измерителя уровня жидкого наполнителя 5, подключен к входу блока управления 6, а рабочая емкость 4 снабжена пробкой 10, в которой выполнен канал заполнения 11, соединенный через штуцер 12 с выходом заполняющей трубки 3, и дренажные каналы 13. Измеритель уровня жидкого наполнителя содержит лампу 14 с отражателем внутри лампы, расположенную под рабочей емкостью 4 и фотодатчик 15, расположенный в верхней части корпуса 7, выход которого соединен с первым входом усилителя 16, второй вход которого объединен с выходом усилителя, являющимся выходом измерителя уровня жидкого наполнителя 5.

Блок 6 управления выполнен в виде компаратора 17, выход которого соединен с первым входом триггерной схемы 18, второй вход которой соединен с микровыключателем 19, а выход триггерной схемы подключен к входу релейной схемы 20, соединенной с семистором 21, выход которого является выходом блока управления 6, подключенным к микрокомпрессору 9.

Устройство для автоматического заполнения рабочих емкостей может иметь подставку для установки рабочих емкостей 22.

Устройство для автоматического заполнения рабочих емкостей может иметь горловину заполнения 23 выполненную в верхней части накопительного резервуара и выведенную через корпус 7, которая снабжена пробкой соответствующего диаметра (не показана).

Заполнящая трубка 3 и штуцер 12 устанавливаются внутри стенки корпуса 7.

Устройство для автоматического заполнения рабочих емкостей жидкими продуктами работает следующим образом.

В корпусе 7 с открывающейся крышкой 8 монтируют и устанавливают все элементы и блоки устройства, таким образом, чтобы они представляли собой единый моноблок.

Накопительный резервуар 1 через горловину заполнения 23 заполняют жидким продуктом, например вином или иным алкогольным напитком в объеме, составляющим не менее 3-5 объемов рабочей емкости 4, которая может представлять собой, например, бутылку.

При открывании крышки корпуса 7 бутылка 4 устанавливается в рабочее положение на подставку 22 за счет механических центрирующих ограничителей, которые на чертежах не показаны.

При закрывании крышки 8 корпуса 7 штуцер 12 входит в канал заполнения 11 пробки 10 бутылки 4.

Микровыключатель 19, входящий в состав блока управления 6 при закрывании крышки 8 корпуса 7 срабатывает автоматически, либо вручную, вследствие чего замыкается цепь, по которой сигнал поступает на второй вход триггерной схемы 18, управляющей работой релейной схемы 20, которая осуществляет развязку силовой и управляющей цепи устройства. Релейная схема может быть выполнена в виде транзисторного электрического ключа, управляющего электромагнитным реле. Выходной сигнал релейной схемы 20 поступает на вход семистора 21, управляющего работой микрокомпрессора 9, и подключает его. Избыточное давление воздуха, подаваемое через нагнетающую трубку 2, соединенную с накопительным резервуаром 1, выдавливает из накопительного резервуара 1 находящуюся в нем жидкость, которая поступает по заполняющей трубке 3 через штуцер 12 в канал заполнения 11 пробки 10. Вытесняемый из бутылки воздух сбрасывается по дренажным каналам 13.

Уровень заполняемой жидкости подсвечивается источником света 14, служащим для увеличения яркости на границе жидкость - воздух в рабочей емкости 4. Источник света может быть выполнен в виде лампы со встроенным в нее отражателем (не показан). Лампа 14 с отражателем устанавливается в нижней части корпуса 7 под дном рабочей емкости 4. На границе воздух - жидкость из-за резкого изменения плотности сред и в связи с тем, что жидкость за счет краевого эффекта, вызванного смачиванием стекла или иного прозрачного материала рабочей емкости, на границе жидкость - стекло отражает световой поток на стенку сосуда, свет преломляется, в результате чего образуется светящаяся полоска. На фиг.5 схематически представлены границы воздух - жидкость и воздух - стекло, а также схематически показана светящаяся полоска, возникающая в связи с краевым эффектом на стеклянной или выполненной из любого прозрачного материала стенке рабочей емкости 4 бутылки и ее взаимодействие с фотодатчиком 15.

Фотодатчик 15 измерителя уровня жидкого наполнителя 5, расположенный в верхней части корпуса 7 на уровне, соответствующем максимальному уровню заполнения бутылки, при появлении светящейся полоски срабатывает и через усилитель 16 сигнал поступает на вход компаратора 17, предварительно настроенного на соответствующий уровень для исключения срабатывания от наводок и шумовых сигналов.

При превышении указанного уровня сигнала компаратор 17 срабатывает и сигнал с его выхода поступает на первый вход триггерной схемы 18. При этом триггерная схема 18 переходит во второе устойчивое состояние, при котором сигнал с его выхода, поступающий через релейную схему 20 и семистор 21 на вход микрокомпрессора 9 отключает последний.

Заполненная незаметно для окружающих бутылка 4 после использования ее содержимого вновь устанавливается в рабочее положение внутри корпуса 7. При последующем замыкании микровыключателя 19, процесс наполнения бутылки 4 повторяется. При этом работа каждого нового цикла начинается независимо от того наполнена бутылка жидким продуктом хотя бы частично или является пустой.

Устройство для автоматического заполнения емкостей жидкими продуктами может использоваться для точного дозирования рабочих емкостей, причем оно обеспечивают высокую точность гибкого автоматического дозирования рабочих емкостей, начиная с любого уровня заполнения.

Указанное устройство может широко использоваться в качестве занимательного, поскольку процесс заполнения выполняется в закрытом корпусе и автоматически, незаметно для окружающих.

Изобретение относится к области создания средств для автоматического заполнения различных емкостей жидкими продуктами и может быть использовано для дозированного заполнения рабочих емкостей до определенного уровня. Устройство для автоматического заполнения рабочих емкостей жидкими продуктами содержит накопительный резервуар, соединенный с нагнетающей трубкой и входом заполняющей трубки, рабочую емкость, соединенную с выходом заполняющей трубки, блок измерения параметров жидкого наполнителя, соединенный с блоком управления. Устройство выполнено в виде моноблока в корпусе с открывающейся крышкой, в котором установлены микрокомпрессор, соединенный через нагнетающую трубку с накопительным резервуаром. Выход блока управления подключен к входу микрокомпрессора, блок измерения параметров жидкого наполнителя выполнен в виде измерителя уровня жидкого наполнителя, выход которого подключен к входу блока управления. Рабочая емкость снабжена пробкой, в которой выполнены дренажные каналы и канал заполнения, соединенный через штуцер с выходом заполняющей трубки. Устройство для автоматического заполнения рабочих емкостей жидкими продуктами обеспечивает высокую точность гибкого автоматического дозирования рабочих емкостей, начиная с любого уровня заполнения. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для автоматического заполнения рабочих емкостей жидкими продуктами, содержащее накопительный резервуар, соединенный с нагнетающей трубкой и входом заполняющей трубки, рабочую емкость, соединенную с выходом заполняющей трубки, блок измерения параметров жидкого наполнителя, соединенный с блоком управления, отличающееся тем, что оно выполнено в виде моноблока в корпусе с открывающейся крышкой, в котором установлены микрокомпрессор, соединенный через нагнетающую трубку с накопительным резервуаром, при этом выход блока управления подключен к входу микрокомпрессора, блок измерения параметров жидкого наполнителя выполнен в виде измерителя уровня жидкого наполнителя, выход которого подключен к входу блока управления, а рабочая емкость снабжена пробкой, в которой выполнены дренажные каналы и канал заполнения, соединенный через штуцер с выходом заполняющей трубки.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измеритель уровня жидкого наполнителя содержит лампу с отражателем, расположенную под рабочей емкостью и фотодатчик, расположенный в верхней части корпуса на уровне, соответствующем уровню максимального заполнения рабочей емкости жидким продуктом, при этом выход фотодатчика соединен с первым входом усилителя, второй вход которого объединен с выходом усилителя, являющимся выходом измерителя уровня жидкого наполнителя.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления выполнен в виде компаратора, выход которого соединен с первым входом триггерной схемы, второй вход которой соединен с микровыключателем, а выход триггерной схемы подключен к входу релейной схемы, выход которой соединен с семистором, выход которого является выходом блока управления.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит подставку для установки рабочих емкостей.5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит горловину заполнения, выполненную в верхней части накопительного резервуара и выведенную через корпус, при этом горловина снабжена пробкой соответствующего диаметра.6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заполняющая трубка и штуцер расположены внутри стенки корпуса.