УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
1. Область изобретения
Настоящее новое изобретение в целом относится к технике охлаждаемых контейнеров для пищевого продукта типа еды и напитка и к способам производства таких контейнеров для пищевого продукта. Более конкретно, настоящее изобретение относится к контейнерам для пищевого продукта типа еды и напитка для охлаждения пищевого продукта, такого как, напиток; способам охлаждения указанных пищевых продуктов; и способам сборки и работы указанного устройства. Термины «напиток», «еда», «пищевые продукты» и «содержимое контейнера для пищевого продукта» считаются эквивалентными для целей данной заявки и используются как взаимозаменяемые. Термин «контейнер для пищевого продукта» относится к любым герметичным и открываемым средствам хранения пищевого продукта, предназначенного для потребления.
2. Описание известного уровня техники
Ранее существовало много самоохлаждающихся устройств для контейнеров для пищевого продукта типа напитка для охлаждения содержимого контейнера для пищевого продукта типа напитка или другого пищевого напитка. Эти устройства иногда используют стороны гибких и деформируемых емкостей или жесткой емкости для хранения хладагента для охлаждения по принципу фазового перехода. В некоторых устройствах предшествующего уровня техники используются осушители с вакуумным активированием для испарения воды при низком давлении и поглощением пара в осушителе. В других предшествующих устройствах используются хладагенты, хранящиеся между сосудами под давлением в жидкой фазе, для достижения охлаждения, вызывая фазовый переход хладагентов из жидкого в газообразное состояние. Автор настоящего изобретения изобрел множество таких устройств и способов их изготовления. Несколько предшествующих технологий самоохлаждающихся контейнеров для пищевого продукта основаны на испарении хладагента из жидкой фазы в газообразную фазу. Некоторые основаны только на осушителях. Технологии осушителя основываются на термодинамическом потенциале осушителя для поглощения воды из газовой фазы в осушитель, чтобы осуществить испарение воды в вакууме. Эти более ранние изобретения не удовлетворяют всем потребностям индустрии напитков, и в них не используются электродвижущие средства переноса тепла для охлаждения напитка. Фактически, они настолько структурно отличаются от настоящего изобретения, что специалист в данной области техники не может перейти от предшествующего уровня техники к настоящему изобретению без изобретательского процесса. Пытаясь найти экономичное и функциональное устройство для самоохлаждения контейнера для пищевого продукта типа напитка, автор настоящего изобретения провел множество экспериментов, чтобы прийти к настоящему новому способу. Следующие ниже проблемы удерживают экономически эффективную коммерциализацию всех устройств предшествующего уровня техники на недопустимо высоком уровне.
Предшествующий уровень техники, в котором используются сжиженные хладагенты, не решает реальных проблем производства и работы заводов по производству напитков, которые имеют решающее значение для успеха программы самоохлаждающегося контейнера для пищевого продукта. Некоторые такие конструкции предшествующего уровня техники требуют находящихся под давлением контейнеров для пищевого продукта для хранения жидких хладагентов. Единственными жидкими хладагентами, которые могут храниться между коммерчески жизнеспособными баллонами под давлением, являются HFCS, CFCS, углеводороды, простые эфиры и другие легковоспламеняющиеся газы низкого давления. Эти газы коммерчески нерентабельны и привели к трудностям при реализации таких технологий. Большинство коммерческих хладагентов разрушают озоновый слой и вызывают глобальное потепление и поэтому были запрещены агентством по защите окружающей среды (EPA) в США и другими руководящими органами для прямого выброса в атмосферу в виде продуктов самоохлаждающегося контейнера для пищевого продукта. EPA постановило, что хладагент не должен использоваться в самоохлаждающемся контейнере для пищевого продукта, за исключением CO2, и при использовании конструкция должна быть безопасной. Доступный в настоящее время хладагент вызывает как глобальное потепление, так и истощение озонового слоя. Как правило, это обычные хладагенты, такие как 134а и 152а. В некоторых случаях были опробованы горючие газы, такие как бутан и пропан, но факторы риска высоки по нескольким причинам. Во-первых, использование таких технологий в закрытом помещении может вызвать различные эффекты, включая удушье, отравление и так далее. Во-вторых, воспламеняемость некоторых хладагентов ограничивает количество контейнеров для пищевого продукта, которые могут быть открыты в закрытой среде, например, во время вечеринок или в транспортном средстве. Автор настоящего изобретения имеет несколько патентов на эти предшествующие технологии, экспериментировал с несколькими из этих технологий и обнаружил, что они не подходят для коммерческой жизнеспособности. Кроме того, стоимость хладагентов очень высока, а стоимость охлаждения не может оправдать использование газообразных хладагентов.
Примеры изобретений, в которых используются сжатые газы, можно найти в патентах США с номерами: 2,460,765, 3,494,143, 3,088,680, 4,319,464, 3,241,731, 8,033,132, 4,319,464, 3,852,975, 4,669,273, 3,494,141, 3,520,148, 3,636,726, 3,759,060, 3,597,937, 4,584,848, 3,417,573, 3,468,452, 654,174, 1,971,364, 5,655,384, 5,063,754, 3,919,856, 4,640,102, 3,881,321, 4,656,838, 3,862,548, 4,679,407, 4,688,395, 3,842,617, 3,803,867, 6,170,283, 5,704,222 и многие другие.
Предшествующий уровень техники, в котором используются криогенные хладагенты, такие как СО2, не решает реальных проблем производства и эксплуатации заводов по производству напитков, которые имеют решающее значение для успеха программы самоохлаждающегося контейнера для пищевого продукта. Все такие конструкции предшествующего уровня техники требуют находящихся под очень высоким давлением контейнеров для пищевого продукта для хранения криогенных хладагентов. Некоторые технологии, которые обещают использовать СO2, реализовали углеродные ловушки, такие как активированный уголь, и фуллереновые нанотрубки для хранения хладагентов в углеродной матрице. Эти добавленные осушители и системы хранения активированного угля слишком дороги для коммерческого внедрения, и, кроме того, уголь и другие впитывающие среды, которые понижают давление, могут загрязнять продукты типа напитков. Следовательно, необходимо уменьшить количество таких необходимых химических веществ. Криогенные самоохлаждающиеся контейнеры для пищевого продукта, которые требуют использования сосудов очень высокого давления и криогенных газов, таких как CO2 требуют дорогих контейнеров для пищевого продукта, изготовленных из материалов, выдерживающих высокое давление, таких как алюминий, сталь или стекловолокно. Они по существу опасны, поскольку задействованные давления обычно составляют порядка 4,1 МПа (600 фунтов на квадратный дюйм) или более. Кроме того, они являются сложными, поскольку задействованные давления намного выше, чем может выдержать обычный контейнер для пищевого продукта; примеры такого предшествующего уровня техники включают устройства, раскрытые в патенте США № 5,331,817, патенте США № 5,394,703 на имя автора настоящего изобретения, патенте США № 5,131,239, 5,201,183 и патенте США № 4,993,236.
Самоохлаждающиеся контейнеры для пищевого продукта на основе осушителя требуют, чтобы осушитель хранился между предварительно созданным вакуумом. Когда между двумя отсеками создается вакуум, водяной пар втягивается в вакуум, а затем поглощается осушителем, а тепло испарения отбирается у охлаждаемого объекта и транспортируется для конденсации в осушителе. Тепло, отбираемое испарившейся водой, нагревает осушитель, и нельзя обеспечивать возможность ему взаимодействовать с напитком, иначе он снова нагреет напиток. Очень сложно поддерживать физический вакуум в камере осушителя и в резервуаре для воды. Кроме того, клапаны и активирующие устройства, используемые в предшествующем уровне техники, требуют наличия жестких штоков, ножей и так далее. Вакуум должен поддерживаться в течение длительного периода хранения и иногда может выйти из строя. Перенос влаги в осушитель может нарушить охлаждающую способность. Кроме того, чрезвычайно сложно обращаться с кристаллами осушителя, как это реализовано в известных конструкциях, и с порошками в условиях массового производства, где осушитель должен оставаться свободным от влаги и загрязнений внутри находящегося под давлением контейнера для пищевого продукта типа напитка. Таким образом, необходима более совершенная технология для обработки этих осушителей отдельно от контейнера для пищевого продукта. Кроме того, потенциал поглощения тепла осушителями снижается по мере сброса вакуума и начала испарения, так что процесс сам по себе неэффективен и ограничивается количеством используемого осушителя.
Проблемы, связанные с вакуумами, включая трудности в их создании и обслуживании, а также недостаточную эффективность, которую они могут производить, встречались и в других областях. Ранний пример можно найти в эволюции лампочки Томаса А. Эдисона. Его первая практическая лампа накаливания, на которую он получил патент в 1879 году, содержала карбонизированную бамбуковую нить накаливания внутри стеклянной колбы с откачанным воздухом. Хотя это, возможно, продвинуло мир в новую эру, изначально оно было крайне неэффективным. Затем в 1904 году европейские изобретатели заменили карбонизированную бамбуковую нить вольфрамовой, а в 1913 году было обнаружено, что замена вакуума внутри колбы инертным сухим газом удвоила ее светоотдачу. Хотя эта область техники отличается от рассматриваемой, и представленные технические проблемы были совершенно другими, это является, возможно, наводящим на размышления примером повышения эффективности продукта в результате замены вакуума сухим газом.
В общем, эти технологии предшествующего уровня техники не являются рентабельными технологиями, и они основаны на чрезвычайно больших и сложных конструкциях баллонов по сравнению с контейнерами для пищевого продукта типа напитка, в которых они содержатся. Фактически, отношение осушителя к воде составляет около 3:1, а коэффициент потери объема в таких контейнерах для пищевого продукта типа напитка составляет около 40%. Стоимость осушителя или сорбента, стоимость контейнера для пищевого продукта и стоимость процесса производства непомерно высоки, несмотря на примерно 20 летние испытания. Таким образом, выгодно уменьшить количество этих необходимых компонентов и реструктурировать производственный процесс, чтобы отделить внутреннюю часть контейнера для пищевого продукта от этих химических веществ.
Примеры устройств, использующих эту технологию, можно найти в патентах США №№: 7,107,783, 6,389,839, 5,168,708, 6,141,970, 829,902,4, 462,224, 7,213,401, 4,928,495, 4,250,720, 2,144,441, 4,126,016, 3,642,059, 3,379,025, 4,736,599, 4,759,191, 3,316,736, 3,950,960, 2,472,825, 3,252,270, 3,967,465, 1,841,691, 2,195,0772, 322,617, 5,168,708, 5,230,216, 4,911,740, 5,233,836, 4,752,310, 4,205,531, 4,048,810, 2,053,683, 3,270,512, 4,531,384, 5,359,861, 6,141,970, 6,341,491, 4,993,239, 4,901,535, 4,949,549, 5,048,301, 5,079,932, 4,513,053, 4,974,419, 5,018,368, 5,035,230, 6,889,507, 5,197,302, 5,313,799, 6,151,911, 6,151,911, 5,692,381, 4,924,676, 5,038,581, 4,479,364, 4,368,624, 4,660,629, 4,574,874, 4,402,915, 5,233,836, 5,230,216. В патенте США № 5,983,662 для охлаждения напитка используется губка вместо осушителя.
Из уровня техники известны также химически эндотермические самоохлаждающиеся контейнеры для пищевого продукта. Они основаны на использовании фиксированных стехиометрических реакций химических веществ для поглощения тепла от содержимого контейнера для пищевого продукта. Патенты США №№ 3,970,068, 2,300,793, 2,620,788, 4,773,389, 3,561,424, 3,950,158, 3,887,346, 3,874,504, 4,753,085, 4,528,218, 5,626,022, 6,103,280 и многие другие используют эндотермические реакции для отвода тепла от воды для охлаждения контейнера для пищевого продукта типа напитка.
Предшествующие эндотермические самоохлаждающиеся контейнеры для пищевого продукта зависят от стехиометрической смеси фиксированных количеств химических веществ для достижения фиксированной степени охлаждения. После процесса охлаждения термодинамический механизм переноса и потенциал охлаждения исчерпываются, и дальнейшее охлаждение невозможно. Кроме того, продукты реакции остаются в виде едких и кислых компонентов в виде оснований и кислот, которые могут быть вредными. Например, публикация заявки на патент США № US 2015/0354885AL показывает систему для внешнего охлаждения напитка, содержащего определенное количество напитка. Указанная система содержит охлаждающий корпус, имеющий внутреннюю стенку и внешнюю стенку, причем внутренняя стенка выполнена из теплопроводящего материала, контактирующего по меньшей мере с частью держателя для напитка, причем охлаждающий корпус определяет внутренний отсек, содержащий по меньшей мере два отдельных, практически нетоксичных реагентов, вызывающих при реакции друг с другом необратимую реакцию, повышающую энтропию, с образованием по существу нетоксичных продуктов со стехиометрическим числом по меньшей мере в 3 раза большим, чем стехиометрическое число указанных реагентов, причем указанные по меньшей мере два отдельные, по существу, нетоксичные реагенты, изначально содержатся в указанном внутреннем отсеке отдельно друг от друга и вызывают при реакции друг с другом в указанной необратимой реакции, повышающей энтропию, снижение нагрева указанного напитка внутри указанного держателя для напитков. Хотя для экономии стехиометрического соотношения реагентов система регенерации не используется, система подпадает под те же типы эндотермических систем, которые описаны во всех предшествующих технологиях, в которых используется фиксированный потенциал охлаждения, основанный на фиксированном стехиометрическом соотношении реагентов. Дополнительное охлаждение с использованием электродвижущего средства переноса тепла не раскрывается.
Настоящее изобретение отличается от всего упомянутого предшествующего уровня техники и обеспечивает новое экономичное, термодинамически простое и жизнеспособное средство переноса тепла для охлаждения напитка в контейнере для пищевого продукта за счет обновления потенциала охлаждения фиксированных количеств реагентов с использованием электродвижущей регенерации сухого газа. Для получения настоящей конфигурации раскрытого изобретения было проведено множество испытаний и разработок.
Обычно связанные патенты США, которые учат реакционному охлаждению, включают: патент США № 4,319,464, выданный в марте 1982 года Додду; патент США № 4,350,267, выданный в сентябре 1982 г. Нельсону и др.; патент США № 4,669,273, выданный в июне 1987 г. Фишеру и др.; патент США № 4,802,343, выданный в феврале 1989 г. Рудику и др.; патент США № 5,44,7039, выданный в сентябре 1995 г. Аллисону; патент США № 5,845,501, выданный в декабре 1998 г. Стоунхаузу и др.; патент США № 6,065,300, выданный в мае 2000 г. Энтони; патент США № 6,102,108, выданный в августе 2000 г. Силлинцу; патент США № 6,105,384, выданный в августе 2000 г. Джозефу; патент США № 6,341,491, выданный в январе 2002 г. Пейну и др.; патент США № 6,817,202, выданный в ноябре 2004 г.; и выданный Энтони патент США № 7,107,783.
1.0 Недостатки известного уровня техники, в которых используются эндотермические системы охлаждения
a) Эндотермические системы охлаждения предшествующего уровня техники имеют ограниченный потенциал сольватации, а затем вызывают охлаждение, поскольку энергия сольватации используемых ионизируемых соединений, например, обычно зависит от температуры растворителя, такого как вода. Вода действует как увлажняющая жидкость, ионизируя химические вещества, и ионы восстанавливают энергию сольватации, а по мере охлаждения растворителя процесс становится энергодефицитным, и это делает процесс извлечения энергии сольватации экспоненциально медленным, и поэтому эти технологии не используют весь потенциал имеющейся энергии сольватации. Например, чтобы охладить 453 г (16 унций) напитка на 17 oС (30 oF) нужно растворить не менее 127 г хлорида калия в около 380 г воды. Это коммерчески нецелесообразно в технологии самоохлаждающегося контейнера для пищевого продукта, основанной только на этом процессе. Настоящее изобретение преодолевает этот недостаток с помощью очень сухого газа. Сухой газ с точкой росы от -12 oС (10 oF) до -101 oС (-150 oF) может легко поглощать пар из жидкости, которая охлаждается до точки замерзания. Сухой газ просто увеличивает температуру точки росы, в то время как фактическая термометрическая температура самого сухого газа остается постоянной.
b) Кроме того, хранящиеся растворенные вещества, используемые для эндотермического охлаждения в растворителе, таком как вода, требуют стехиометрического молярного соотношения к воде для охлаждения. Во всем предшествующем уровне техники фиксированная степень охлаждения может быть достигнута путем необратимого объединения фиксированного количества воды с фиксированным количеством ионизируемых соединений, таких как хлориды и нитраты. Продукты сольватации эндотермических реагентов могут приводить к кислым растворам и основным продуктам, таким как соляная кислота и гидроксид натрия, полученным при растворении ионов хлорида калия в воде. Этот недостаток устраняется за счет того, что сухой газ действует как посредник, вызывая перенос воды из жидкого состояния в парообразное из холодного раствора, чтобы высушить химические соединения и компенсировать стехиометрическое соотношение воды к используемым соединениям и возобновить их обратимым образом как реакции увеличения энтропии в отсеках, образованных внутренним втулочным элементом с выступами, которые могут снова охлаждаться, требуя большего количества воды для сольватации. Указанные выступы обеспечивают возможность одной стороне внутреннего втулочного элемента удерживать увлажняющую жидкость, а другой стороне внутреннего втулочного элемента действовать в качестве испарителя сухого газа. Сухой газ отбирает у раствора тепло преобразования этих растворенных веществ. Это имеет преимущество регенерации ионизируемых соединений, которые могут быть повторно ионизированы обратимо для эндотермических реакций посредством процесса обессоливания и засоления, который может происходить только с сухим газом, действующим в качестве промежуточного средства переноса для испарения.
c) Кроме того, предшествующий уровень техники требует использования непроницаемых металлов для осушителя и камеры для воды из-за необходимости поддерживать физический вакуум в течение длительного периода времени. В настоящем изобретении, даже несмотря на то, что алюминий может использоваться в конструкции устройства в соответствии с настоящим изобретением, части устройства, окружающие пищевой продукт, предпочтительно изготавливаются из термоусаживаемых пластиковых материалов, таких как полиэтилентерефталат (ПЭТ), полученный литьем под давлением с вытяжкой и раздувом, и термоусаживаемый поливинилхлорид (ПВХ), которые представляют собой недорогие материалы, взаимодействующие со стандартным алюминиевым или стальным контейнером для пищевого продукта. Применение таких материалов обеспечивает возможность им выполнять механические функции под воздействием тепла испарения и фактически выполнять механическую работу за счет этого тепла за счет увеличения объема камеры для сухого газа для создания разрежения фиксированного объема сухого газа в ней посредством термоусаживаемых физических свойств указанного материала.
d) Кроме того, сам контейнер для пищевого продукта не подвергается модификациям каким-либо разрушаемым образом, так что процесс изготовления контейнера для пищевого продукта не зависит от способов, используемых для изготовления настоящего устройства.
Таким образом, настоящее изобретение обходит стехиометрические ограничения обычных способов охлаждения продукта за счет эндотермических реакций, а также обходит необходимость в физическом вакууме и других недостатках и непосредственно касается свойств электродвижущего пара и средства переноса тепла с использованием сухого газа в состоянии низкого давления пара с температурой точки росы в диапазоне от -12 oС (10 oF) до -101 oС (-150 oF), а также свойств используемых материалов, действующих благоприятным образом.
2.0 Недостатки известного уровня техники, в которых используются осушительные/вакуумные системы охлаждения
a) В предшествующих осушительных технологиях необходимо поддерживать постоянный физический вакуум для испарения воды при низком давлении и вызывать охлаждение. Настоящее изобретение обходит этот этап сохранения вакуума в процессах осушения и использует физические свойства материалов, используемых в изобретении, для создания разрежения сухого газа только при необходимости. Сухой газ запускает процесс испарения, и процесс испарения усиливается за счет разрежения сухого газа. В большинстве случаев материалы, используемые для изготовления настоящего изобретения, предпочтительно изготовлены из комбинации из термоусаживаемых пластиковых материалов, таких как термоусаживаемый полиэтилентерефталат (ПЭТ), полученный литьем под давлением с вытяжкой и раздувом, и термоусаживаемый поливинилхлорид (ПВХ), которые представляют собой недорогие материалы, взаимодействующие со стандартным алюминиевым или стальным контейнером для пищевого продукта. Применение таких термоусаживаемых материалов обеспечивает возможность им выполнять механические функции под воздействием тепла испарения и фактически выполнять механическую работу за счет этого тепла за счет расширения объема камеры для сухого газа для создания разрежения сухого газа посредством термоусаживаемых физических свойств указанного материала. Хотя алюминий может использоваться во многих частях конструкции, определенные детали, используемые для разрежения сухого газа, требуют таких термоусаживаемых пластиковых материалов.
b) Кроме того, процессы осушения в предшествующем уровне техники создают 100% парциальное давление пара испаряемого вещества, такого как вода, в охлаждающей камере, когда вакуум попадает в охлаждающую камеру. Это создает проблемы. Водяной пар, испаряющийся под действием вакуума, снижает вакуум и останавливает процесс до тех пор, пока осушитель снова не начнет снижать давление пара в охлаждающей камере. Таким образом, процесс зависит от скорости поглощения пара осушителем.
c) Кроме того, водяной пар, испаряемый в вакууме предшествующего уровня техники, заполняет охлаждающую камеру и может контактировать с охлаждающими поверхностями и конденсироваться для передачи тепла конденсации от одной секции указанной охлаждающей камеры к другой. Минимальная рабочая температура испаряемого пара составляет 0 oС (32 oF), что является точкой замерзания воды. Система сухого газа, используемая в настоящем изобретении, имеет температуру точки росы в диапазоне от -12 oС (10 oF) до -101 oС (-150 oF), что ниже точки замерзания воды, и, таким образом, испарение паров воды в сухой газ не препятствует охлаждению и покрытию льдом. Температура точки росы сухого газа увеличивается за счет испарения, но не нагревает охлаждающую камеру.
d) Кроме того, во время реакции сорбции теплота сорбции может нагревать сорбирующий материал, и сорбируемость воды заметно снижается. Сухой газ становится еще более гигроскопичным, поскольку он нагревается за счет отвода тепла от поглотителя пара для снижения его температуры точки росы.
В настоящем изобретении в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения используется технология поглотителя пара для термоусадки пластика. Сухой газ используется для поглощения паров увлажняющей жидкости из отсеков, образованных внутренним втулочным элементом, который может иметь температуру образования льда, при этом снижается температура точки росы сухого газа (но не его температура). В отличие от обычных осушительных систем предшествующего уровня техники, этот пар увлажняющей жидкости не всегда доступен охлаждающим поверхностям для конденсации. Пар увлажняющей жидкости удерживается с помощью низкого давления пара сухого газа и, таким образом, не будет конденсироваться обратно на охлаждающих поверхностях. Поглотитель пара для термоусадки пластика поглощает пар из сухого газа, и необходимость в физическом вакууме устраняется. Таким образом можно использовать любую увлажняющую жидкость. Например, может использоваться увлажняющая жидкость, такая как диметиловый эфир, которая может использоваться как находящаяся под давлением жидкость, но может выделять пар, который может быть мгновенно поглощен сухим газом. В некотором смысле сухой газ действует как движущий каскадный проводник давления пара для переноса пара из жидкой фазы в поглотитель пара для термоусадки пластика с использованием электродвижущего потенциала. Пока пар не попадает в охлаждающую камеру, он поглощается поглотителем пара для термоусадки пластика, который легче взаимодействует с электродвижущей природой сухого газа, чем с прямым паром. Например, стандартные осушители в кондиционерах воздуха, в которых используются осушающие колеса, используют преимущества, обеспечиваемые сухим газом, для перемещения влаги и регенерации. Это не делается в вакууме. Можно представить себе, что сухой газ имеет межатомные силы Ван-дер-Ваальса, которые удерживают пар в плотно удерживаемой межатомной форме, которая больше подходит для его поглощения поглотителем пара для термоусадки пластика. Было показано, что молекулярные сита с меньшим размером пор могут поглощать пар из сухого газа легче, чем через прямое поглощение пара из него. Это можно объяснить, если осознать, что полярные молекулы пара в основном имеют тенденцию к электростатической связи, образуя каскадные цепочки в направлении областей с более низким давлением пара и, таким образом, демонстрируют вязкое поведение, как жидкость, устраняя их полярность. Полярность увлажняющих жидкостей, например, воды, является тем, что необходимо для запуска процесса абсорбции осушителя. Это наблюдается в неполярных газах, например, как дуплексные образования обычных газов, таких как H2, N2, O2 и так далее. Сухой газ препятствует этой полярности, таким образом, обычная электростатика, связанная с сухим воздухом, приводит к электростатическому процессу.
В настоящем изобретении используется тепло поглотителя пара для термоусадки пластика для активации физических свойств стенки камеры для поглотителя пара для термоусадки пластика, которая специально разработана для изменения своей формы для генерирования и создания разрежения за счет увеличения объема камеры для сухого газа, в которой хранится фиксированное количество сухого газа. Таким образом, нет необходимости хранить постоянный вакуум и физический вакуум не требуется.
Кроме того, в качестве дополнительного преимущества в настоящем изобретении используются деформируемые простые уплотнения, содержащие уплотняющую кольцевую структуру, изготовленную из одного из подходящих уплотнительных колец, металлических ленточных уплотнений, резиновых ленточных уплотнений, мастичных уплотнений и уплотнений из уплотняющих восков, чтобы вызвать срабатывание и выполнение уплотняющей функции и, таким образом, настоящее изобретение не обязательно требует штоков, ножей и других способов подачи водяного пара в поглотитель пара для термоусадки пластика, даже если они все еще могут использоваться. Нет необходимости беспокоиться о потере вакуума во время хранения. По существу, поглотитель пара для термоусадки пластика и подкатегория поглотителей пара, используемые в данном изобретении, не обязательно должны иметь лучшее сродство к пару увлажняющей жидкости для используемой увлажняющей жидкости. Вместо этого они оптимизированы для доставки указанных паров увлажняющей жидкости сухим газом. Таким образом, в то время как предшествующие изобретения требуют осушителей, которые точно настроены для поглощения чистого пара, настоящее изобретение точно настраивает поглотитель пара для поглощения пара из сухого газа.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сухой газ, такой как по существу сухой воздух, по существу сухой CO2, по существу сухой азот и другие по существу сухие газы с очень низкой температурой точки росы, могут вызывать экстремальное охлаждение, о чем свидетельствуют погодные условия, которые в основном обусловлены влажностью воздуха и тепловой энергией, доступной в атмосфере. Неудивительно, что сухой воздух может привести к резкому образованию снега и льда, что, в свою очередь, приведет к экстремальным погодным условиям во всем мире. Неудивительно, что бальзам для губ от сухости губ хорошо продается зимой. От ураганов до торнадо, сильных снежных бурь и ледяных зимних бурь природа предоставила удивительное электродвижущее средство переноса тепла, которое может быть скопировано для помощи в охлаждении напитков и пищевых продуктов с помощью увлажнения и осушения воздуха. Моя теория заключается в том, что огромная вакуумная энергия торнадо является результатом внезапной конденсации водяного пара в результате осушения увлажненного сухого воздуха. Водяной пар в 1840 раз превышает объем той же массы жидкой воды, и поэтому, когда огромное облако конденсируется, получается огромное уменьшение объема, в результате чего возникает вакуум, который выглядит как воронкообразное облако торнадо. Никакое простое движение ветра не может генерировать такую огромную энергию. Точно так же увлажнение очень сухого воздуха приводит к очень низким температурам, что приводит к снежным бурям. Это происходит, когда влага улавливается сухим воздухом и испаряется для отвода тепла из окружающей среды с последующим насыщением того же влажного воздуха, который снова откладывает свой пар в виде влаги в холодной среде, такой как снег, и град, в созданной ею холодной среде.
Вода имеет лучший термодинамический потенциал для охлаждения пищевого продукта. Она имеет самую высокую теплоту испарения и, как таковая, может использоваться в сочетании с электродвижущей сушкой и регенеративными процессами, которые также основаны на молекулах воды для охлаждения контейнера для пищевого продукта. Однако вода не испаряется легко из-за ее высокой теплоты испарения, и поэтому ее необходимо «увлечь» на это соответствующими средствами. Кроме того, по мере охлаждения воды, например, в результате эндотермической реакции и в осушительно-испарительной системе, ее испарение становится все труднее и труднее. Таким образом, ни эндотермическое охлаждение, ни обычные осушительные системы охлаждения предшествующего уровня техники сами по себе не оказываются наиболее эффективными формами охлаждения пищевого продукта, такого как напиток. Комбинация посредничества сухого газа и других способов охлаждения может использовать два основных вещества, воду и сухой газ, для эффективного увеличения термодинамического потенциала для охлаждения пищевого продукта.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следующие ниже определения обычно используются для описания некоторых терминов, используемых в настоящем раскрытии для описания этого изобретения.
«Контейнер для пищевого продукта» означает контейнер для пищевого продукта, изготовленный из металла или изготовленный из пластика и содержащий пищевой или питьевой продукт в том виде, в каком они используются в данном изобретении;
«пищевой продукт» означает любое вещество, которое является предметом потребления, предпочтительно жидким напитком;
«обращенный внутрь» означает указание в направлении пищевого продукта;
«обращенный наружу» означает указание в направлении от пищевого продукта;
«температура точки росы» означает температуру, при которой пар увлажняющей жидкости в пробе сухого газа при постоянном барометрическом давлении конденсируется в увлажняющую жидкость с той же скоростью, с которой он испаряется.
«Внутренний втулочный элемент» для целей этой заявки означает чашеобразный контейнер с тонкими стенками, изготовленный либо из пластика, либо из металла.
«Закрывающий втулочный элемент» для целей этой заявки означает чашеобразный контейнер с тонкими стенками, изготовленный либо из пластика, либо из металла.
«Выпирание» для целей этой заявки означает.
«Увлажняющая жидкость» для целей этой заявки означает любую жидкость, которая используется для испарения и охлаждения самой себя.
«Сухой газ» означает газ, имеющий по существу низкую температуру точки росы для конкретной увлажняющей жидкости с по существу низким парциальным давлением пара для указанной увлажняющей жидкости, которая приближает вакуум с температурой точки росы менее -12 oС (10 oF) для указанной увлажняющей жидкости. Таким образом, сухой газ может быть сухим для увлажняющей жидкости и оставаться влажным газом по отношению к другой жидкости.
«Пар увлажняющей жидкости » для целей этой заявки означает пар любой увлажняющей жидкости.
«Обращенный внутрь» для целей этой заявки означает любую структуру, обращенную к боковой стенке контейнера для пищевого продукта. Таким образом, обращенная внутрь волнистость будет образовывать отсеки вместе с поверхностями, которые они окружают и касаются по касательной.
«Обращенный наружу» для целей этой заявки означает любую структуру, обращенную от боковой стенки контейнера для пищевого продукта.
«Выступы» для целей этой заявки означают любые криволинейные и линейные выступы из стенки, включая волнистости стенки, которые являются обращенными внутрь и которые являются обращенными наружу. Таким образом, обращенные наружу выступы могут образовывать отсеки с поверхностями, которые окружают и контактируют с указанными обращенными наружу выступами, а обращенные внутрь выступы могут образовывать отсеки с поверхностями, которые они окружают и контактируют с указанными обращенными внутрь выступами.
«Средство переноса тепла» для целей этой заявки означает термодинамический и электродвижущий потенциал для обмена теплом между веществами.
«Отсек» для целей этой заявки означает пространство, ограниченное выступами и одним из боковой стенки контейнера для пищевого продукта и боковой стенки закрывающего втулочного элемента.
«Уплотняющая структура» для целей этой заявки означает любую структуру, которая образует уплотнение между двумя стенками.
«Камера» для целей этой заявки означает пространство, уплотненное одной или большим количеством уплотняющих структур.
«Чашеобразный» для целей этой заявки означает структуру в форме чашки, имеющую закрытый конец и противоположный открытый конец, отделенный цилиндрической стенкой.
«Термоусаживаемый» для целей этой заявки означает материал, который образует поверхности, участки которых могут усаживаться при нагревании.
«Уплотняющая часть» для целей этой заявки означает часть стенки, которая может образовывать уплотнение с другой стенкой.
«Шире» для целей этой заявки означает имеющий размеры больше, чем.
«Разность давления» для целей этой заявки означает разность в давлении между двумя текучими средами, разделенными уплотнением для сухого газа, включая разницу в давлении из-за гравитационной разницы высот между указанными двумя указанными текучими средами. Предполагается, что любая из таких двух текучих сред содержится в камере и может иметь более высокое давление, чем другая.
«Ионы» для целей этой заявки означают атом или молекулу, которые имеют ненулевой чистый электрический заряд.
«Химическое соединение» для целей этой заявки означает любые химические соединения, которые могут реагировать друг с другом для эндотермического охлаждения и которые могут растворяться в увлажняющей жидкости, такой как вода, с образованием ионов из их элементов или комбинации их элементов и эндотермического охлаждения.
«Внутренний втулочный элемент» для целей этой заявки означает тонкостенную цилиндрическую структуру, которая может принимать форму предпочтительно тонкостенной чашки и, возможно, цилиндра, изготовленного из непроницаемого барьерного материала, такого как пластик и алюминий.
«Пищевой продукт» для целей этой заявки означает любое вещество, которое является предметом потребления, предпочтительно жидким напитком.
«Контейнер для пищевого продукта» означает любой контейнер для пищевого продукта, изготовленный из металла или пластика, в котором могут храниться пища или напиток.
«Сухой газ» для целей этой заявки означает газ, содержащий в себе небольшое количество увлажняющей жидкости или без нее, с по существу низким парциальным давлением водяного пара, приближающий вакуум с температурой точки росы менее -12 oС (10 oF). Следует отметить, что сам сухой газ может быть сжижен.
«Влажный газ» для целей этой заявки означает сухой газ, увлажненный, чтобы иметь более высокое давление водяного пара, чем сухой газ, и температуру точки росы выше, чем -12 oС (10 oF).
«Среда с низким давлением пара» для целей этой заявки означает любое состояние, которое приводит к чрезвычайно разреженной среде, такой как сухой газ, вакуум или среда с низким парциальным давлением пара.
«Камера для сухого газа» для целей этой заявки представляет собой функциональную структуру, которая предпочтительно содержит и доставляет сухой газ и может удерживать внутри себя другие структуры.
«ПВХ» означает термоусаживаемый поливинилхлорид.
«ПЭТ» означает термоусаживаемый полиэтилентерефталат.
«Ионизируемый» означает любое соединение, которое может растворяться в воде с образованием ионов из его элементов или комбинации его элементов.
«Поглотитель пара» для целей этой заявки означает любое вещество или комбинацию веществ, которые могут поглощать пар увлажняющей жидкости, как определено в данном документе.
«Поглотитель пара для термоусадки пластика» для целей этой заявки означает любое вещество или комбинацию веществ, которые могут поглощать пар увлажняющей жидкости и генерировать тепло конденсации указанного пара увлажняющей жидкости для термоусадки термоусаживаемого пластика.
«Уплотняющий воск» для целей этой заявки означает любой воск, нерастворимый в увлажняющей жидкости.
«Термический воск» для целей этой заявки означает любой воск, который имеет температуру плавления по меньшей мере выше температуры окружающей среды.
«Реагирующее химическое соединение» означает гидратированное химическое соединение, которое реагирует с другим химическим соединением, обеспечивая эндотермическое охлаждение и генерируя увлажняющую жидкость посредством указанной реакции.
«Растворяющееся химическое соединение» означает химическое соединение, которое растворяется в увлажняющей жидкости и обеспечивает эндотермическое охлаждение указанной увлажняющей жидкости за счет ее ионизации.
«Прямо» для целей этой заявки означает вертикальную ориентацию.
В целях ориентации и ясности предполагается, что контейнер для пищевого продукта стоит прямо, в вертикальной ориентации, при этом нижняя часть контейнера для пищевого продукта лежит в горизонтальной плоскости.
В этом изобретении используется термодинамический потенциал испарения увлажняющей жидкости, такой как вода, азеотропы вода-этанол, азеотропы диметилового эфира-воды или подходящей жидкости, а также способность среды с по существу низким давлением пара, такой как сухой газ, вызывать это испарение даже из холодных жидкостей. Для этого предоставляется стандартный контейнер для пищевого продукта, например банка или бутылка. Контейнер для пищевого продукта предпочтительно представляет собой цилиндрический контейнер для пищевого продукта типа напитка стандартной конструкции, со стандартными средствами для выпуска пищевого продукта и стандартным отверстием для выпуска пищевого продукта.
Первый вариант осуществления настоящего изобретения
В первом варианте осуществления изобретения контейнер для пищевого продукта снабжен простой полоской из металла или пластмассы с клейкой основой, прикрепленной к боковой стенке контейнера для пищевого продукта, чтобы обеспечить структуру для разрушения уплотнения. Структура для разрушения уплотнения также может быть внутри в виде вдавливания, сделанного на боковой стенке контейнера для пищевого продукта, но предпочтительно структура для разрушения уплотнения может быть обеспечена в виде толстой самоклеящейся пластиковой полосы, прикрепленной, чтобы действовать как нарушение гладкости боковой стенки контейнера для пищевого продукта. Структура для разрушения уплотнения предназначена для нарушения уплотнения, образованного уплотнением для сухого газа на боковой стенке контейнера для пищевого продукта.
Уплотнение закрывающего втулочного элемента обеспечено в виде одной из кольцевых структур, изготовленной из одного из: уплотнительного кольца, резинового ленточного уплотнения, мастичного уплотнения и уплотнения из уплотняющего воска, клеевого связующего агента и имеющей форму в виде тонкой петли. В случае, когда это резиновая лента, это тип, который обычно используется для удержания вместе нескольких объектов, таких как стопка бумаг. В случае, когда это уплотнительное кольцо, это тип резинового уплотнения, которое обычно используется для целей уплотнения между поверхностями. Уплотнение закрывающего втулочного элемента описывает боковую стенку контейнера для пищевого продукта с размерами поперечного сечения предпочтительно менее 4 мм. Предпочтительно уплотнение закрывающего втулочного элемента является расширяемым для образования плотной уплотняющей ленты вокруг контейнера для пищевого продукта. Если оно изготовлено из уплотняющего воска, уплотнение закрывающего втулочного элемента должно быть образовано на боковой стенке контейнера для пищевого продукта в соответствующем месте, как определено в данном документе. Например, в случае, когда это одно из резиновой ленты и уплотнительного кольца, диаметр петли уплотнения закрывающего втулочного элемента является расширяемым, и уплотнение закрывающего втулочного элемента размещается по окружности для плотного удержания вокруг закаточного шва верхней стенки контейнера для пищевого продукта в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера для пищевого продукта и близкой к верхней стенке контейнера для пищевого продукта.
Также обеспечено уплотнение для сухого газа, опять же в виде кольцевой структуры, изготовленной из одного из: уплотнительного кольца, резинового ленточного уплотнения, мастичного уплотнения и уплотнения из уплотняющего воска, клеевого связующего агента и имеющей форму в виде тонкой петли. Уплотнение для сухого газа описывает боковую стенку контейнера для пищевого продукта и должно иметь размеры поперечного сечения предпочтительно менее 4 мм в ширину. Если уплотнение для сухого газа представляет собой резиновую ленту, она расширяется, образуя ленту вокруг боковой стенки контейнера для пищевого продукта. Если оно изготовлено из уплотняющего воска, уплотнение для сухого газа должно быть образовано на боковой стенке контейнера для пищевого продукта в соответствующем месте. Когда используется резиновая лента, уплотнение для сухого газа размещается по окружности и плотно удерживает уплотнение вокруг боковой стенки контейнера для пищевого продукта в плоскости, расположенной под углом к диаметральной плоскости контейнера для пищевого продукта. Минимальное удаленное разделение уплотнения для сухого газа ниже уплотнения закрывающего втулочного элемента предпочтительно составляет около 20 мм.
Перед использованием устройства структура для разрушения уплотнения располагается между уплотнением для сухого газа и уплотнением закрывающего втулочного элемента.
Обеспечен внутренний втулочный элемент, и в первом варианте осуществления внутренний втулочный элемент предпочтительно изготовлен из тонкого материала, такого как пластик и алюминий, со стенкой внутреннего втулочного элемента, имеющей впитывающий материал, сделанный из одного из: хлопка, тканых сеток, впитывающей бумаги и впитывающего картона, ламинированные на указанной стенке внутреннего втулочного элемента. Предпочтительно внутренний втулочный элемент изготовлен из тонкого пластикового материала и образован прессованием под давлением, термоусадкой и литьем под давлением.
Внутренний втулочный элемент имеет боковую стенку внутреннего втулочного элемента с выступами поверхности на внутренней поверхности и внешней поверхности, такими как выступы, показанные на фиг. 2, фиг. 12, фиг. 20, фиг. 21 и фиг. 22. Эти выступы могут быть в виде волн с обращенными внутрь выступами и обращенными наружу выступами. Назначением обращенных внутрь выступов и обращенных наружу выступов является увеличение его прочности, площади поверхности и обеспечение возможности следующего.
a) Множество различных химических соединений могут храниться между любыми обращенными наружу выступами, когда они образуют отсеки за счет боковой стенки контейнера для пищевого продукта. Большее количество различных химических веществ может храниться между обращенными внутрь выступами, когда они образуют отсеки за счет закрывающего втулочного элемента.
b) Увлажняющая жидкость может быть втянута между выступами для ионизации химических соединений и охлаждения. Сухой газ также может свободно проходить через отсеки для испарения увлажняющей жидкости.
c) Реагирующие химические вещества, которые реагируют эндотермически, могут храниться между отдельными отсеками до того, как им позволят смешаться для реакции путем деформирования отсеков.
Равномерные волнообразные выступы внутреннего втулочного элемента показаны на фиг. 2, фиг. 12, фиг. 20, фиг. 21 и фиг. 22, и это лишь примеры возможных выступов, которые могут быть выполнены на боковой стенке внутреннего втулочного элемента. Например, боковая стенка внутреннего втулочного элемента может быть отлита под давлением, чтобы иметь ребра, выступающие из его стенок, чтобы образовывать отсеки, которые служат для той же цели. Для увеличения площади поверхности внутреннего втулочного элемента можно использовать различные выступающие формы, такие как вышеупомянутые выступы. Например, обращенные внутрь выступы внутреннего втулочного элемента могут сопрягаться по касательной с боковой стенкой контейнера для пищевого продукта с образованием обращенных наружу отсеков, состоящих из обращенных наружу выступов вокруг боковой стенки контейнера для пищевого продукта, чтобы удерживать химические соединения и позволять увлажняющей жидкости удерживаться в обращенных наружу отсеках, образованных с боковой стенкой контейнера для пищевого продукта и ионизировать указанные химические соединения, которые эндотермически растворяются в них и обеспечивают первое охлаждение продукта. Затем увлажняющая жидкость, которая предпочтительно представляет собой воду, может быть испарена сухим газом, присутствующим в обращенных наружу отсеках, и поглощена поглотителем пара для термоусадки пластика, чтобы обеспечить второе охлаждающее средство. Обратная конфигурация также возможна, когда химические соединения удерживаются между обращенными наружу выступами напротив боковой стенки контейнера для пищевого продукта, а увлажняющая жидкость удерживается между обращенными внутрь выступами снаружи и позволяет проникать между обращенными наружу выступами и вызывать эндотермическое охлаждение за счет сольватации.
Внутренний втулочный элемент также может быть изготовлен в виде цилиндрической стенки с выступами, которые обеспечивают конструктивную опору, а также обеспечивают удерживание растворов и обеспечивают свободный проход сухого газа для испарения увлажняющей жидкости в камере для сухого газа. Предпочтительно внутренний втулочный элемент представляет собой термоусаживаемую пластиковую втулку с впитывающим материалом, прикрепленным к его поверхностям, чтобы позволить ему поглощать увлажняющую жидкость и удерживать достаточное количество увлажняющей жидкости за счет осмотического давления, не проливая ее.
В первом варианте осуществления изобретения внутренний втулочный элемент по окружности окружает боковую стенку контейнера для пищевого продукта, по меньшей мере частично в областях ниже уплотнения для сухого газа, и он удерживается на месте с помощью применения одного из клея, ленты или трения о боковую стенку контейнера для пищевого продукта. Предпочтительно, внутренний втулочный элемент окружает, чтобы частично закрывать, открытую поверхность боковой стенки контейнера для пищевого продукта ниже уплотнения для сухого газа, и проходит, чтобы окружать нижний край контейнера для пищевого продукта в виде чашеобразной структуры.
Обеспечен закрывающий втулочный элемент, который предпочтительно изготовлен из термоусаживаемого полиэтилентерефталата (ПЭТ) и поливинилхлорида (ПВХ), чтобы образовать термоусаживаемую тонкостенную чашеобразную втулку, которая полностью или частично закрывает контейнер для пищевого продукта. Предпочтительно закрывающий втулочный элемент имеет боковую стенку закрывающего втулочного элемента, которая может принимать различные формы, но должна иметь цилиндрические уплотняющие части, которые позволяют ей герметично сопрягаться с частями боковой стенки контейнера для пищевого продукта, как описано в последующих параграфах и страницах.
Боковая стенка закрывающего втулочного элемента представляет собой внешнее закрытие устройства и полностью закрывает внутренний втулочный элемент и уплотненный контейнер для пищевого продукта, содержащий пищевой продукт ниже верхней стенки контейнера для пищевого продукта, и частично образует обращенную внутрь стенку камеры для сухого газа и частично стенку камеры для увлажняющей жидкости. Боковая стенка закрывающего втулочного элемента предпочтительно изготовлена из пластиковых материалов, таких как термоусаживаемый ПЭТ и термоусаживаемый ПВХ, которым можно изменять форму по частям путем термоусадки, когда к этим частям прикладывается тепло. Боковая стенка закрывающего втулочного элемента предпочтительно частично закрывает боковую стенку контейнера для пищевого продукта и может проходить для частичного закрытия верхней стенки контейнера для пищевого продукта. Боковая стенка закрывающего втулочного элемента просто насаживается для того, чтобы закрывать и окружать внутренний втулочный элемент. Поскольку внутренний втулочный элемент имеет обращенные наружу выступы, которые по касательной касаются обращенной внутрь поверхности боковой стенки закрывающего втулочного элемента, он образует часть камеры для сухого газа, которая может иметь совокупность отсеков, образованных обращенными внутрь выступами с боковой стенкой закрывающего втулочного элемента.
Если боковая стенка закрывающего втулочного элемента проходит и закрывает большую часть или всю верхнюю стенку контейнера для пищевого продукта, тогда можно добавить удлиненный захват, сделанный из простого пластикового кольца, и защелкнуть его на закаточном шве верхней стенки контейнера для пищевого продукта, чтобы обеспечить пользователю возможность захватывать и вращать удлиненный захват и, таким образом, вращать контейнер для пищевого продукта относительно закрывающего втулочного элемента. Как показано на фиг. 17, закрывающий втулочный элемент может быть сконструирован с опорными структурами, такими как каналы и полости, которые позволяют ему иметь большую конструктивную прочность для предотвращения складывания при приложении вакуума.
Боковая стенка закрывающего втулочного элемента накрывает прикрепленный внутренний втулочный элемент и закрывает полностью или частично контейнер для пищевого продукта. Боковая стенка закрывающего втулочного элемента имеет уплотняющую часть закрывающего втулочного элемента, которую можно термоусадить до усадки по диаметру, чтобы плотно прилегать к боковой стенке контейнера для пищевого продукта с образованием уплотнения. Предполагается, что конец боковой стенки закрывающего втулочного элемента расположен на уплотняющей части закрывающего втулочного элемента, но предусматривается, что конец боковой стенки закрывающего втулочного элемента может проходить за пределы уплотняющей части закрывающего втулочного элемента. Когда уплотняющая часть закрывающего втулочного элемента подвергается термической усадке, боковая стенка закрывающего втулочного элемента прикладывает давление и сжимается вокруг поверхности уплотнения закрывающего втулочного элемента на боковой стенке контейнера для пищевого продукта, а также прикладывает давление и сжимается вокруг поверхности уплотнения для сухого газа на боковой стенке контейнера для пищевого продукта с образованием камеры для увлажняющей жидкости между боковой стенкой контейнера для пищевого продукта и боковой стенкой закрывающего втулочного элемента.
Как указано выше, закрывающий втулочный элемент может поворачиваться относительно боковой стенки контейнера для пищевого продукта. Таким образом, предпочтительно, уплотнение для сухого газа и уплотнение закрывающего втулочного элемента вращаются вместе с закрывающим втулочным элементом в унисон относительно боковой стенки контейнера для пищевого продукта. Предполагается, что боковая стенка закрывающего втулочного элемента деформируется за счет сжимающей термоусадки вокруг уплотнения закрывающего втулочного элемента, чтобы надежно удерживать уплотнение закрывающего втулочного элемента и обеспечивать для него уплотненное вращение с закрывающим втулочным элементом. Однако также предполагается, что закрывающий втулочный элемент может быть изготовлен из тонкого алюминия, который может иметь скрученную форму, а затем формироваться для надежного удержания уплотнения закрывающего втулочного элемента и обеспечения его герметичного вращения с закрывающим втулочным элементом. Предполагается, что боковая стенка закрывающего втулочного элемента частично деформируется за счет сжатия вокруг уплотнения для сухого газа, чтобы надежно удерживать уплотнение для сухого газа и обеспечивать для него уплотняемое вращение с закрывающим втулочным элементом относительно боковой стенки контейнера для пищевого продукта. Однако также предполагается, что закрывающий втулочный элемент может быть изготовлен из тонкого алюминия, который может иметь скрученную форму для надежного удержания уплотнения закрывающего втулочного элемента и обеспечения его герметичного вращения с закрывающим втулочным элементом. Также предполагается, что уплотнение закрывающего втулочного элемента расположено симметрично относительно сил вращения закрывающего уплотнения и может не вращаться вместе с закрывающим втулочным элементом, но, тем не менее, образует уплотнение между закрывающим уплотнением и боковой стенкой контейнера для пищевого продукта. Однако уплотнение для сухого газа не является симметричным относительно вращения закрывающего втулочного элемента, и поэтому ожидается, что уплотнение для сухого газа должно вращаться в унисон с закрывающим втулочным элементом относительно боковой стенки контейнера для пищевого продукта.
Боковая стенка закрывающего втулочного элемента может быть либо термоусаживаемой (если она сделана из термоусаживаемого ПЭТ или термоусаживаемого ПВХ), либо одной из гофрированной и ротационно-выдавленной с использованием роликов (если изготовлена из алюминия) для сжатия и плотного прижатия уплотнения закрывающего втулочного элемента как указано выше. Боковая стенка закрывающего втулочного элемента может быть усилена выступами, например, путем ребристости, волнистости и продольных канавок, например, для обеспечения прочности, площади поверхности и обеспечения возможности хранения различных ионизируемых химических соединений между любыми обращенными внутрь выступами, а также для обеспечения возможности беспрепятственного прохождения сухого газа и пара. Боковая стенка закрывающего втулочного элемента содержит уплотняющую часть закрывающего втулочного элемента, которая используется для образования уплотняющей поверхности с помощью уплотнения закрывающего втулочного элемента. Уплотняющая часть закрывающего втулочного элемента при усадке для плотного прижатия уплотнения для сухого газа прижимает его к боковой стенке контейнера для пищевого продукта с образованием уплотнения для текучей среды. Когда уплотняющая часть закрывающего втулочного элемента усаживается для зажима и уплотнения на поверхности уплотнения для сухого газа, она образует вращающееся уплотнение между боковой стенкой контейнера для пищевого продукта и закрывающим втулочным элементом. Предполагается, что уплотняющая часть закрывающего втулочного элемента частично деформируется вокруг уплотнения закрывающего втулочного элемента, чтобы надежно удерживать уплотнение закрывающего втулочного элемента и обеспечивать для него вращение с закрывающим втулочным элементом. Предполагается, что боковая стенка закрывающего втулочного элемента также частично деформируется вокруг уплотнения для сухого газа, чтобы надежно удерживать уплотнение для сухого газа и обеспечивать для него уплотненное вращение с закрывающим втулочным элементом при вращении. Это обеспечивает средство приведения в действие, когда закрывающий втулочный элемент вращается.
Часть обращенной внутрь поверхности боковой стенки закрывающего втулочного элемента, уплотнение для сухого газа, уплотнение закрывающего втулочного элемента и часть внешней поверхности боковой стенки контейнера для пищевого продукта вместе образуют камеру для увлажняющей жидкости. Увлажняющая жидкость герметично хранится между камерой для увлажняющей жидкости. Предполагается, что увлажняющая жидкость также может быть находящимся под давлением сжиженным газом.
Боковая стенка закрывающего втулочного элемента имеет ограничивающую часть закрывающего втулочного элемента, которая прижимается к впитывающему элементу на внутреннем втулочном элементе, образуя ограниченный проход для пара, через который пар увлажняющей жидкости и сухой газ проходят контролируемым образом. Когда ограничивающая часть внутреннего втулочного элемента зажата вокруг поверхности впитывающего элемента, он образует поворотный ограниченный проход для пара. Предполагается, что боковая стенка закрывающего втулочного элемента скользящим образом вращается по ограниченному проходу для пара при повороте без деформации или поворота ограниченного прохода для пара и самого внутреннего втулочного элемента. Закрывающий втулочный элемент выполнен с нижней стенкой закрывающего втулочного элемента, которая герметично соединяется с боковой стенкой закрывающего втулочного элемента. Нижняя стенка закрывающего втулочного элемента поворачивается для герметичного соединения с выступающей внутрь кольцевой стенкой закрывающего втулочного элемента, предпочтительно образуя форму усеченного конуса. Кольцевая стенка закрывающего втулочного элемента может также иметь форму частично полусферического купола, форму цилиндра и другие формы, такие как форму перевернутого усеченного конуса, т. е. иметь больший диаметр закрытого конца на его верхней стенке, чем на его открытом конце. Камера для сухого газа представляет собой камеру, образованную внутри закрывающего втулочного элемента ниже уплотнения для сухого газа.
Таким образом, согласно первому варианту осуществления изобретения камера для сухого газа находится ниже камеры для увлажняющей жидкости и содержит контейнер для пищевого продукта и прикрепленный внутренний втулочный элемент. Предполагается, что закрывающий втулочный элемент может быть изготовлен из алюминия методом формования или глубокой вытяжки и сформирован так, чтобы обеспечить для всего требование к уплотнению, путем формования и прокатки его по частям. В таком случае кольцевая стенка закрывающего втулочного элемента может быть изготовлена из термоусаживаемого ПЭТ, полиолефина, и ПВХ, полученного литьем под давлением с вытяжкой и раздувом, и затем присоединенного к нижней стенке закрывающего втулочного элемента посредством ультразвуковой сварки или склеивания.
Тонкостенный сквозной опорный цилиндр с отверстиями опорного цилиндра близкими к его верхнему концу размещается для опирания на нижнюю стенку закрывающего втулочного элемента между боковой стенкой закрывающего втулочного элемента и кольцевой стенкой закрывающего втулочного элемента и контактирования с нижним краем контейнера для пищевого продукта.
Кольцевое удерживающее пространство для поглотителя пара для термоусадки пластика определено в пределах камеры для сухого газа между внутренней поверхностью указанного опорного цилиндра, внутренней поверхностью кольцевой стенки закрывающего втулочного элемента и внутренней поверхностью нижней стенки закрывающего втулочного элемента. Кольцевое удерживающее пространство для термического воска также определено в пределах камеры для сухого газа между наружной поверхностью указанного опорного цилиндра, внутренней поверхностью кольцевой стенки закрывающего втулочного элемента и внутренней поверхностью нижней стенки закрывающего втулочного элемента. Кольцевое удерживающее пространство для термического воска может быть заполнено с помощью подходящего термического воска, который плавится при температурах в интервале от 21 оС (70 оF) до 71 оС (160 оF). Опорный цилиндр предотвращает складывание нижней стенки закрывающего втулочного элемента и деформацию ее формы относительно контейнера для пищевого продукта, а также защищает руку пользователя, держащего устройство, от чрезмерного нагрева. Термический воск 138 можно удалить и заменить сухим газом.
Предусмотрены несколько средств активации охлаждения и уровней средств активации охлаждения. Первое срабатывает, когда закрывающий втулочный элемент поворачивается относительно боковой стенки контейнера для пищевого продукта, что инициирует уплотнение для сухого газа и уплотнение для сухого газа располагается над предусмотренной структурой для разрушения уплотнения, чтобы обеспечить жидкостное сообщение между незащищенной ограждением увлажняющей жидкостью из камеры для увлажняющей жидкости и камеры для сухого газа. Также предусмотрено второе средство активации охлаждения и второй уровень средства активации охлаждения. Уплотнение с деформируемой кольцевой структурой, предпочтительно изготовленное из одного из уплотнительного кольца, металлического уплотнения, резинового ленточного уплотнения, мастичного уплотнения и уплотнения из уплотняющего воска, клеевого связующего агента и имеющей форму в виде тонкой петли, образует уплотнение для сухого газа, при этом деформируемый материал является предпочтительным. Нажатие закрывающего втулочного элемента на уплотнение для сухого газа и тем самым деформация его формы позволяет увлажняющей жидкости из камеры для увлажняющей жидкости вытекать и попадать в камеру для сухого газа, где она может ионизировать химические соединения и в то же время испаряться в сухой газ. Хороший результат также достигается, если уплотнение для сухого газа выполнено из деформируемой структуры, такой как тонкая металлическая полоса, покрытая либо материалом уплотняющего воска, либо материалом мастичного уплотнения.
Внутренний втулочный элемент предпочтительно выполнен с выступами, образующими отсеки с боковой стенкой контейнера для пищевого продукта, а также с боковой стенкой закрывающего втулочного элемента для обеспечения прочности, площади поверхности и обеспечения возможности хранения совокупности различных химических соединений между любыми из указанных выступов.
Кольцевое удерживающее пространство для поглотителя пара для термоусадки пластика вмещает поглотитель пара для термоусадки пластика, такой как силикагель, и формы поглотителей, описанные в таблице 1. Кольцевое удерживающее пространство для поглотителя пара для термоусадки пластика представляет собой формованную вытяжкой термоусаживаемую часть закрывающего втулочного элемента. Если закрывающий втулочный элемент изготовлен из алюминия, то кольцевая стенка закрывающего втулочного элемента должна быть выполнена как отдельный элемент из термоусаживаемого ПЭТ и термоусаживаемого ПВХ и прикреплена подходящим клеем к нижней стенке закрывающего втулочного элемента. Кольцевая стенка закрывающего втулочного элемента реагирует на повышение температуры путем деформации, усадки и расплющивания, увеличивая объем камеры для сухого газа. Эта деформация вызвана нагревом поглотителя пара для термоусадки пластика, поскольку он поглощает пар увлажняющей жидкости из сухого газа.
Кольцевая стенка закрывающего втулочного элемента предпочтительно имеет форму, которая выступает в объем камеры для сухого газа. Выступающая форма кольцевой стенки закрывающего втулочного элемента важна для улучшения работы устройства. Форма кольцевой стенки закрывающего втулочного элемента может быть перевернутой чашей, куполом и предпочтительно любой подходящей формой, которая минимизирует объем эквивалентного цилиндрического объема, образованного только боковой стенкой закрывающего втулочного элемента с плоской нижней частью. Форма кольцевой стенки закрывающего втулочного элемента должна сначала минимизировать объем камеры для сухого газа, а затем максимизировать его проникновение в камеру для сухого газа при нагревании. В примерах, показанных на фигурах, форма кольцевой стенки закрывающего втулочного элемента образует форму перевернутой чашки и купола. Преимущественно кольцевое удерживающее пространство для поглотителя пара для термоусадки пластика находится в гидравлической связи с сухим газом. Когда активируется средство активации охлаждения устройства, поглотитель пара для термоусадки пластика нагревает кольцевую стенку закрывающего втулочного элемента. При нагревании кольцевая стенка закрывающего втулочного элемента усаживается и минимизирует свою площадь. Кольцевое удерживающее пространство для поглотителя пара для термоусадки пластика суживается и двигается в направлении наружу от куполообразной нижней стенки контейнера для пищевого продукта и вызывает увеличение объема камеры для сухого газа и создание по существу отрицательного давления в сухом газе. Это снижает парциальное давление пара для сухого газа и парциальное давление пара для пара любой увлажняющей жидкости в камере для сухого газа и, следовательно, во внутреннем втулочном элементе.
Предполагается, что внутренний втулочный элемент также может быть выполнен из алюминия, либо подвергнутого формованию под давлением, либо глубокой вытяжке. Предполагается, что боковая стенка внутреннего втулочного элемента может быть покрыта впитывающим материалом, который предназначен только для удерживания увлажняющей жидкости, не проливая ее при ее приеме. Обращенные внутрь выступы и обращенные наружу выступы могут быть образованы сначала путем изготовления боковых стенок внутреннего втулочного элемента в виде цилиндра, затем помещения его цилиндрической стенки на матрицу и ее термоусадки с образованием обращенных внутрь выступов и обращенных наружу выступов. Предпочтительно, обращенные внутрь выступы по касательной касаются боковой стенки контейнера для пищевого продукта, а обращенные наружу выступы образуют совокупность отсеков с боковой стенкой контейнера для пищевого продукта, чтобы удерживать химические соединения или увлажняющую жидкость на боковой стенке контейнера для пищевого продукта. Обращенные наружу выступы также по касательной касаются боковой стенки закрывающего втулочного элемента, а обращенные внутрь выступы образуют совокупность отсеков с боковой стенкой закрывающего втулочного элемента, чтобы обеспечить гидравлическую связь с сухим газом.
Во всех вариантах осуществления предполагается, что стенки внутреннего втулочного элемента также могут быть выполнены или наслоены ионизируемыми химическими соединениями, которые имеют обратимые эндотермические реакции увеличения энтропии с увлажняющей жидкостью. Внутренний втулочный элемент может быть подвергнут термоусадке для придания ему формы путем горячего напыления на него потока частиц ионизируемых химических соединений при высоком ударном давлении, поскольку он термически усаживается, чтобы сформировать свою форму на матрице. Во всех случаях внутренний втулочный элемент должен иметь проход для пара, образованный его внешними поверхностными стенками и боковой стенкой закрывающего втулочного элемента, чтобы только пар мог проходить через поглотитель пара для термоусадки пластика. Это легко достигается в случае пленочного материала, образующего внутренний втулочный элемент, за счет обвязки впитывающего пар материала поверх ограничивающей части внутреннего втулочного элемента.
Другие способы введения ионизируемых растворимых солей во внутренний втулочный элемент включают использование растворимого материала, такого как поливинилацетат (ПВА), нанесенного слоем на внешнюю стенку внутреннего втулочного элемента, а затем присоединение ионизируемых химических соединений к слою ПВА. Для этой цели можно использовать другие ламинирующие материалы, такие как водорастворимые клеи. Сухой газ подается в камеру для сухого газа, предпочтительно чуть ниже окружающего атмосферного давления.
Предусмотрен чрезвычайно сухой газ, такой сухой воздух и сухой СО2. Сухой газ можно хранить при умеренном давлении и комнатной температуре. Сухой газ может быть легко получен с использованием системы осаждения под давлением и системы охлаждения или пакета осушителя для удаления паров увлажняющей жидкости из влажного газа. Сухой газ, когда он хранится в камере для сухого газа, действует так, как если бы указанная камера для сухого газа была откачана для целей увлажняющей жидкости, введенной в указанную камеру для сухого газа. Это связано с тем, что сухой газ имеет настолько низкое давление паров увлажняющей жидкости, что можно сказать, что это вакуумное парциальное давление увлажняющей жидкости. В закрытом контейнере для пищевого продукта, когда он подвергается воздействию паров увлажняющей жидкости, сухой газ охлаждается за счет поглощения паров увлажняющей жидкости из окружающей среды таким же образом, как вода испаряется при воздействии вакуума. Однако, поскольку сухой газ несет пар увлажняющей жидкости внутри своей молекулярной структуры в виде электростатически связанного пара, он не позволяет легко конденсировать пар увлажняющей жидкости на поверхностях, температура которых выше его температуры точки росы. В результате получается средство переноса тепла, которое можно понять, если сравнить, что происходит с откачанным газом, и его температурные отношения с давлением. В составе сухого газа есть молекулы влаги, которые могут оказывать лишь низкое парциальное давление пара увлажняющей жидкости и действуют так, как будто его пар находится в вакууме. Это межузельное молекулярное просеивание потенциала сухого газа является мерой его относительной температуры точки росы по отношению к пару увлажняющей жидкости, которая, как откачанный газ, имеет отрицательную температуру по сравнению с влажным газом при комнатной температуре. Парциальное давление пара для пара увлажняющей жидкости в сухом газе очень низкое, и поэтому влага ведет себя так, как если бы она находилась во взвешенном состоянии в вакууме при воздействии сухого газа. Таким образом, любое действие, выполняемое сухим газом на практике этого изобретения, эквивалентно действиям, которые имеют место в вакуумной среде для пара увлажняющей жидкости, за исключением того факта, что в вакуумной среде будет испаряться увлажняющая жидкость, а пар увлажняющей жидкости может конденсироваться на холодных поверхностях, температура которых ниже температуры пара. Сухой газ представляет собой электродвижущее средство переноса. Это оправдано тем, что сухой газ действует как фононы с определенной дискретной единицей или квантом колебательной механической энергии. Фононы и электроны являются двумя основными типами возбуждений элементарных частиц, имеющих центральное значение для тепловой энергии, вносящей вклад в теплоемкость. Удаление полярных молекул пара увлажняющей жидкости, таких как молекулы воды в форме пара, в сухой газ происходит за счет электродвижущего потенциала переноса тепла. Известно, что гиперпноэ при сухом газе изменяет реактивность дыхательных путей и содержание ионов в трахее кролика (respir Physiol. 1997 июль; 109 (1): 65-72). В статье, озаглавленной «The nature of gas ions», показано, что отрицательные ионы в сухом газе, как правило, представляют собой кластер молекул, который для определенного диапазона электрических сил и давлений проходит через переходную стадию, пока, наконец, отрицательными носителями являются практически все электроны [nature 95, 230–231 (29 апреля 1915 г.) doi:10.1038/095230b0]. В книге «Conduction of electricity through gases» (издательство Кембриджского университета) показано, что превышение скорости диффузии отрицательных ионов над скоростью распространения положительных ионов намного больше, когда газ является сухим, чем когда он является влажным. Таким образом, сухой газ является электродвижущим средством переноса тепла. Следовательно, сухой газ лучше вакуума, когда дело доходит до испарения увлажняющей жидкости, и при любой достижимой температуре поверхности охлаждающего устройства существует низкое парциальное давление паров увлажняющей жидкости, особенно если относительная точка росы сухого газа по отношению к пару увлажняющей жидкости находится в диапазоне ниже образования твердого вещества из увлажняющей жидкости. В случае водяного пара это происходит ниже 0 oС (32 oF). В полимерных электродвижущих мембранах (ПЭМ), таких как Nafion®, используется гидрофобная тефлоноподобная основная цепь с сульфоновой концевой группой, присоединенной к электродвижущим переносчикам влаги через мембрану. Мембраны, содержащие поливинилацетат (ПВА), также используются для фильтрации ионов из раствора. Давление пара для пара увлажняющей жидкости регулируется в таких химических веществах для создания потока, например, высушенные молекулы Nafion® продолжают втягивать пар увлажняющей жидкости все глубже и глубже через свою структуру за счет электродвижущего переноса тепла. Сухой газ ведет себя аналогичным образом, создавая сферический градиент сухого газа для переноса пара увлажняющей жидкости и уравновешивания давления пара для пара увлажняющей жидкости.
Потенциал для удаления увлажняющей жидкости, такой как вода из сухого газа может привести к температурам точки росы в диапазоне от -12 oС (10 oF) до -101 oС (-150 oF). Таким образом, любая увлажняющая жидкость, температура которой выше этих температур, имеет тенденцию поглощаться сухим газом, температура которого ниже его температуры точки росы. Этот потенциал для сухого газа и специально разработанных впитывающих слоев для поглощения увлажняющей жидкости с холодных поверхностей можно использовать с несколькими процессами охлаждения для создания непрерывного процесса, который приводит к гораздо более эффективному охлаждению, которое в противном случае могло бы быть достигнуто либо с помощью осушителей и вакуума, либо с помощью стехиометрических эндотермических реакций. Например, чтобы охладить 453 г (16 унций) напитка на 17 oС (30 oF) необходимо растворить по меньшей мере 127 г хлорида калия в около 380 г воды, используя обычные методы предшествующего уровня техники. Это коммерчески нецелесообразно в технологии самоохлаждающегося контейнера для пищевого продукта, основанной только на этом процессе. Это изобретение может в одном режиме использовать гораздо менее ионизируемые соединения (67 г) в одном режиме с 100 г увлажняющей жидкости и регенерировать ионизируемые соединения для повторного использования. Например, ионообменные соединения и другие типы электрохимических и электродвижущих мембран, такие как ПЭМ, поглощают водяной пар и предпочтительно охлаждают, пропуская протоны через свою структуру, превращая жидкость в передаваемые пары. Внутренний втулочный элемент может быть изготовлен из аналогичных материалов, таких как ионообменные пленочные материалы, чтобы действовать аналогичным образом, передавая воду, образовавшуюся в результате реакции химических веществ в камере для увлажняющей жидкости, для дальнейшего охлаждения. Сухой газ в камере для сухого газа может многократно взаимодействовать с паром увлажняющей жидкости в камере для сухого газа для увлажнения и дальнейшего охлаждения.
Учитывая массу напитка mb, теплоемкость cp, тепло, которое необходимо отвести, чтобы вызвать изменение температуры ∆t, определяется как
Qc=mb cp ∆t,
Количество воды (кг/с), испарившейся из зоны воздействия сухого газа при температуре, равной температуре воды, и с начальным коэффициентом влажности, xs = 0,005 (кг H2O на кг сухого газа), для образования воды с относительной влажностью x = 0,02 определяется эмпирической формулой (2003 Справочник Ashrae - Приложения HVAC), (Ashrae 2003), (Шах 1990, 1992, 2002):
.
Где θ=(25+19v), а v представляет собой скорость газового потока.
В качестве примера с использованием сухого воздуха расчеты по существу показывают, что для скорости потока воздуха 1 м/с в течение 45 секунд при исходной относительной влажности 0,005 и площади воздействия около 225 см2 (охлаждающая матрица 6 дюймов x 6 дюймов) примерная скорость удаления воды равна 0,158 г/сек. Общее количество тепла, необходимое для превращения 7,8 г воды с комнатной температуры 22 oC в пар, определяемое сухим газом, определяется по формуле:
Где, 
представляет собой энергию для нагрева воды и 
представляет собой энергию, требуемую для испарения воды при 100 °C .
Это дает 17615 джоулей энергии на охлаждающую матрицу, удаляемую только сухим газом. Для охлаждения 453 г (16 жидких унций) напитка на 20 °C от комнатной температуры требуется всего 54790 джоулей энергии. Таким образом, если никаких эндотермических воздействий не происходит, в охлаждающих матрицах могут потребоваться только два (2) вторых впитывающих слоя, хотя может быть добавлено гораздо больше. Очевидно, что сухой газ имеет большой термодинамический потенциал для отвода тепла. Сухой воздух, CO2 и азот имеют очень похожие термодинамические свойства для процессов увлажнения. Таким образом, сухой воздух не является единственным газом, который можно использовать для этой цели. Достаточно любого подходящего чрезвычайно сухого газа, такого как сухой СО2, при условии, что его точка росы может быть достаточно снижена до термодинамически приемлемой.
Исследования, опубликованные В. В. Мансфильдом (W. W. Mansfield) в журнале Nature (205, 278 (16 января 1965 г.); DOI:10.1038/205278A0), озаглавленные «Effect of carbon dioxide on evaporation of water», и исследования, опубликованные Фрэнком Зехристом (Frank Sechrist) в журнале Nature (199, 899-900; 31 августа 1963 г.) под названием «Influence of gases on the rate of evaporation of water» показывают, что вода, содержащая растворенный углекислый газ, или окруженная атмосферой этого газа, испаряется на 15–50 процентов быстрее, чем вода, в присутствии только воздуха. Таким образом, предпочтительно использование сухих газов, таких как CO2, который уже содержится в газированных напитках, что может определенно повысить охлаждающую способность сухих газов по отношению к воде.
Настоящее изобретение отличается от всего цитируемого уровня техники и раскрывает новую технологию охлаждения бутылок и банок (металлических и пластиковых контейнеров для пищевого продукта типа напитка) с этикеткой, имеющей структуру, с дополнительным аспектом использования электродвижущего средства переноса тепла паров для постепенного охлаждения напитка несколькими средствами. Стоимость изготовления теперь ограничивается только стоимостью закрывающего втулочного элемента, стоимостью внутреннего втулочного элемента, стоимостью химических компонентов и стоимостью процессов, используемых для изготовления устройства.
Сухой газ может также переносить водяной пар из холодных растворов в процессе проникновения электролита, чтобы обезвоживать эти ионные растворы и позволять растворенным веществам снова становиться активными для дальнейшего использования их термодинамического потенциала. Сухой газ не только охлаждает, но и обеспечивает возможность стехиометрического дисбаланса повторного использования растворенных веществ для выполнения дальнейшего охлаждения. Изобретение может быть реализовано только с сухим газом и камерой для сухого газа без химических веществ. Например, увлажняющая жидкость может образовываться в результате химических реакций, в которых вода передает гидратированные химические вещества в камеру для сухого газа. Полученная увлажняющая жидкость может испаряться и поглощаться сухим газом для дальнейшего охлаждения. Кроме того, поглотитель пара для термоусадки пластика сохраняет сухой газ в камере для сухого газа. Пар увлажняющей жидкости, поглощенный сухим газом, может быть сорбирован в поглотитель пара для термоусадки пластика, чтобы снизить давление пара в камере для увлажняющей жидкости и вызвать дальнейшее испарение и охлаждение увлажняющей жидкости, удерживаемой между внутренним втулочным элементом и боковой стенкой контейнера для пищевого продукта, который, в свою очередь, охлаждает пищевой продукт.
Удаление поглощенного пара увлажняющей жидкости из влажного сухого газа с помощью поглотителя пара для термоусадки пластика позволяет восстанавливать и повторно использовать сухой газ без необходимости в большом объеме сухого газа в камере для сухого газа и без необходимости вакуума. Таким образом, настоящее изобретение имеет несколько преимуществ в способах и функциях по сравнению с испарительными, эндотермическими и осушительно-вакуумными системами, раскрытыми в предшествующем уровне техники.
Второй вариант осуществления настоящего изобретения
Второй вариант осуществления изобретения показан на фиг. 11, фиг. 12 и фиг. 20. Во втором варианте осуществления изобретения те же элементы, что использованы и в первом варианте осуществления, используются для изменения конфигурации другого способа использования и работы устройства. На этот раз уплотнение для сухого газа перемещается дальше вниз и помещается для уплотнения между обращенной внутрь поверхностью боковой стенки закрывающего втулочного элемента и обращенной наружу поверхностью нижнего края боковой стенки внутреннего втулочного элемента. Таким образом, внутренний втулочный элемент, уплотнение для сухого газа, уплотнение закрывающего втулочного элемента и частично контейнер для пищевого продукта образуют камеру для увлажняющей жидкости. Увлажняющая жидкость содержится в реагирующих химических соединениях с высокой степенью гидратации. Таким образом, увлажняющая жидкость высвобождается в результате реакций реагирующих химических соединений, которые имеют эндотермические реакции, в результате которых образуется вода в качестве увлажняющей жидкости. Камера для сухого газа образована ниже уплотнения для сухого газа, отделенного от камеры для увлажняющей жидкости. В этом варианте осуществления изобретения реагирующие химические соединения хранятся между двумя сторонами внутреннего втулочного элемента, в отсеках, образованных боковой стенкой контейнера для пищевого продукта с обращенными наружу выступами внутреннего втулочного элемента. Реагирующие химические соединения могут также храниться снаружи боковой стенки внутреннего втулочного элемента, в отсеках, образованных боковой стенкой закрывающего втулочного элемента с обращенными внутрь выступами внутреннего втулочного элемента.
Третий вариант осуществления настоящего изобретения
Третий вариант осуществления изобретения показан на фиг. 15. В третьем варианте осуществления изобретения те же элементы, что использованы и в первом варианте осуществления, используются для изменения конфигурации другого способа использования и работы устройства 10. В третьем варианте осуществления изобретения уплотнение для сухого газа просто перемещается для уплотнения между обращенной внутрь поверхностью верхнего края боковой стенки внутреннего втулочного элемента и обращенной наружу поверхностью боковой стенки контейнера для пищевого продукта. Увлажняющая жидкость используется для заполнения отсеков, образованных между боковой стенкой контейнера для пищевого продукта и обращенными наружу выступами внутреннего втулочного элемента.
Четвертый вариант осуществления настоящего изобретения
Четвертый вариант осуществления изобретения показан на фиг. 16. В четвертом варианте осуществления изобретения те же элементы, что использованы и в первом варианте осуществления, используются для изменения конфигурации другого способа использования и работы устройства. В четвертом варианте осуществления изобретения уплотнение для сухого газа снова перемещается примерно на полпути вверх по обращенной внутрь поверхности боковой стенки внутреннего втулочного элемента для уплотнения между обращенной внутрь поверхностью верхнего края боковой стенки внутреннего втулочного элемента и обращенной наружу поверхностью боковой стенки контейнера для пищевого продукта, как во втором варианте осуществления. Увлажняющая жидкость заполняется в отсеки, образованные ниже уплотнения для сухого газа между обращенной внутрь поверхностью обращенных наружу выступов внутреннего втулочного элемента и обращенной наружу поверхностью боковой стенки контейнера для пищевого продукта. Это обеспечивает возможность залить растворенные химические соединения над уплотнением для сухого газа в отсеки, образованные между обращенной внутрь поверхностью обращенных наружу выступов внутреннего втулочного элемента и обращенной наружу поверхностью боковой стенки контейнера для пищевого продукта.
Целью настоящего изобретения является создание способа охлаждения контейнера для пищевого продукта с использованием нового средства переноса тепла для отвода тепла от пищевого продукта с использованием сухого газа в качестве агента преобразования ионов, который вызывает преобразование растворенных веществ из их ионов в растворе в их первоначальные неионные состояния, для повторного многократного использования с той же самой целью.
Другой целью настоящего изобретения является создание способа сборки самоохлаждающегося контейнера для пищевого продукта в его завершенной форме с пищевым продуктом, таким как напиток, с помощью средства переноса тепла сухим газом для охлаждения указанного контейнера для пищевого продукта.
Еще одной цель этого изобретения является предоставление самоохлаждающегося устройства для охлаждения контейнера для пищевого продукта с использованием обычного заполненного и уплотненного контейнера для пищевого продукта в его завершенной форме с использованием эндотермической ионизации химических соединений водой для дальнейшего охлаждения пищевого продукта.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства, в котором используется увлажнение по существу сухого газа для испарения воды из растворов ионизированных химических соединений, чтобы снова регенерировать указанные ионизированные соединения в неионную форму для их дальнейшей ионизации для дальнейшего эндотермического охлаждения пищевого продукта.
Еще одной целью настоящего изобретения является создание устройства, в котором используется увлажнение по существу сухого газа для испарения воды из растворов, образованных реакцией химических соединений, которые эндотермически реагируют с охлаждением и генерированием увлажняющей жидкости, такой как вода, и для использования сухого газ и поглотитель пара для дальнейшего охлаждения испарением.
Наконец, целью настоящего изобретения является создание такого устройства, которое является термодинамически простым, жизнеспособным и экономичным для отвода тепла от пищевого продукта и, таким образом, его охлаждения.
Настоящее изобретение выполняет вышеуказанные, а также другие цели, которые могут быть определены путем внимательного прочтения и интерпретации всего описания.
Соответственно, настоящее изобретение может обеспечить гораздо большее охлаждение, включая следующее.
a) Удалять и испарять водяной пар из холодных растворов, чтобы увеличить охлаждение.
b) Обезвоживать ионизированные соединения с отрицательной энтропией раствора до их исходных состояний ионизируемых соединений, чтобы повторно использовать их для большего охлаждения (сохранение ионизируемых соединений).
c) Отводить тепло испарения из холодного раствора, а также любую обратимую энергию преобразования соединений из ионных растворов, чтобы предотвратить повторный нагрев за счет обращения теплоты образования указанных ионов из раствора.
d) Для испарения водяного пара из воды, образующейся в результате реакции, используют сухой газ для отвода большего количества тепла и чистый пар для дальнейшего охлаждения.
e) Для автоматического разрежения сухого газа путем деформации кольцевого пластикового удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика для увеличения объема камеры для сухого газа и для обеспечения разрежения сухого газа и для еще большего испарения увлажняющей жидкости за счет снижения парциального давления пара того же газа.
Средство переноса тепла
Первое средство переноса тепла, раскрытое в этом изобретении, использует по существу сухой газ в качестве среды для регенерации ионных состояний из раствора увлажняющей жидкости и растворенных веществ, образующих ионы, для повторного использования. Этим достигается следующее.
a) Охлаждение за счет ионизирующих соединений, растворяющихся в увлажняющей жидкости, поступающей в камеру для сухого газа.
b) Дальнейшее охлаждение сухим газом за счет воссоздания и преобразования ионизируемых соединений с помощью обратимого засоления увлажняющей жидкости для исчерпания растворителя раствора и сухих растворенных веществ для повторного использования с большим количеством увлажняющей жидкости, поступающей в камеру для сухого газа, для достижения большего количества того же за счет повторного использования регенерированных растворенных веществ деминерализации для дальнейшей ионизации, повторного охлаждения и повторения цикла охлаждения.
c) Большее охлаждение за счет испарения увлажняющей жидкости по пунктам (a) или (b) сухим газом.
Увлажняющая жидкость предпочтительно представляет собой воду, а также может быть жидкостью с потенциалом ионизации для ионизируемых химических соединений или растворенных веществ.
Осаждение растворенных веществ сухой газовой средой, например, сухим газом, отводит тепло, генерируемое деминерализацией, так как увлажненная сухая газовая среда увеличивает свою температуру точки росы без нагрева. Таким образом, нет необходимости сохранять стехиометрическое соотношение растворителей, таких как увлажняющая жидкость, и ионизируемых соединений, таких как ионизируемые соединения, для охлаждения напитка. Увлажняющая жидкость может содержать избыток ионизируемых соединений, и ионизируемые соединения будут ионизироваться несколько раз в течение нескольких циклов минерализации и деминерализации. Если скоростью сольватации и скоростью деминерализации такого раствора управляют, то сухой газ будет регенерировать растворенные вещества для дальнейшей сольватации путем удаления увлажняющей жидкости с управляемой скоростью из такой реакции и, по существу, транспортировать этот водяной пар для повторного использования без повторного нагрева охлаждающих поверхностей. Ионы выделяют ту же энергию, которую они поглощают, от разрушаемых ионов увлажняющей жидкости. Эффективность заключается в прямой передаче энергии связи от разрушенных молекул увлажняющей жидкости к энергии преобразования паров увлажняющей жидкости в виде пара, который немедленно переносится или поглощается увлажнением сухого газа и отводится. Показан пример использования воды:
Если продукт представляет собой жидкость с водой, некоторое количество самого продукта может действовать как увлажняющая жидкость, такая как вода, если она не вступает в неблагоприятную реакцию с растворенными веществами. Если продукт является полутвердым или твердым, предоставляется отдельная жидкость, которая предпочтительно является просто подходящей увлажняющей жидкостью.
Предоставлен контейнер для пищевого продукта, в том числе контейнер для пищевого продукта, имеющий выпускное отверстие и средство для открытия выпускного отверстия. Контейнер для пищевого продукта предпочтительно представляет собой либо металлическую банку, либо пластиковую бутылку. В качестве сухого газа предпочтительно используют одно из воздуха, азота и диоксида углерода. Сухой газ предпочтительно имеет температуру точки росы по отношению к пару увлажняющей жидкости ниже -12 oС (10 oF).
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Различные другие цели, преимущества и признаки изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники из последующего обсуждения, взятого вместе с нижеследующими графическими материалами, представляющими предпочтительный вариант осуществления изобретения, на которых.
На фиг. 1 показан контейнер для пищевого продукта в виде металлической банки, прикрепленной к закрывающему втулочному элементу, на котором показаны некоторые детали уплотняющих частей закрывающего втулочного элемента и некоторые детали верхней стенки контейнера для пищевого продукта. Изогнутая стрелка показывает, что контейнер для пищевого продукта может вращаться относительно закрывающего втулочного элемента и наоборот, чтобы активировать охлаждение, когда поверхность уплотнения на контейнере для пищевого продукта нарушается структурой для разрушения уплотнения.
На фиг. 2 представлен пример одной формы внутреннего втулочного элемента с обращенными внутрь выступами и обращенными наружу выступами. Это увеличивает его площадь поверхности. Боковая стенка внутреннего втулочного элемента показана наполненной ионизируемыми химическими соединениями S. Обращенные внутрь выступы и обращенные наружу выступы обеспечивают простое средство для хранения химических веществ и увеличения площади поверхности и прочности, а также позволяют свободно пропускать сухой газ газа внутрь устройства.
На фиг. 3 показано поперечное сечение устройства согласно первому варианту осуществления до его использования. Контейнер для пищевого продукта показан в виде металлической банки, прикрепленной к боковой стенке закрывающего втулочного элемента, и показаны некоторые детали уплотняющих частей закрывающего втулочного элемента и некоторые детали верхней стенки контейнера для пищевого продукта и камеры для сухого газа. Камера для увлажняющей жидкости находится над камерой для сухого газа между двумя уплотнениями. Показаны кольцевое удерживающее пространство для поглотителя пара для термоусадки пластика и кольцевое удерживающее пространство для термического воска. В качестве примера показана кольцевая стенка закрывающего втулочного элемента, образующая перевернутую чашку.
На фиг. 4 показано поперечное сечение устройства после использования средства активации охлаждения. Обратите внимание, что поперечное сечение зависит от того, где оно взято, поскольку выступы могут быть минимального или максимального диаметра, и в этом случае они взяты с минимальным диаметром. Впитывающий элемент насыщен увлажняющей жидкостью, которая эндотермически растворяет химические соединения, обеспечивая первое охлаждающее средство. Кольцевые стенки закрывающего втулочного элемента уселись до почти плоской плоскости, а кольцевое удерживающее пространство для поглотителя пара для термоусадки пластика увеличилось в объеме, создавая отрицательное давление на камеру для сухого газа. Стрелки показывают поток сухого газа и пара в обращенные внутрь выступы внутреннего втулочного элемента и из них, чтобы обеспечить второе охлаждающее средство. На левой стороне пищевого устройства показано поперечное сечение внутреннего втулочного элемента, образующего обращенные внутрь выступы с сухим газом в них, в то время как на правой стороне устройства показано поперечное сечение внутреннего втулочного элемента, образующего обращенные наружу выступы с химическими соединениями в камере для сухого газа.
На фиг. 5 показано поперечное сечение устройства с куполообразным кольцевым удерживающим пространством для поглотителя пара для термоусадки пластика до его использования.
На фиг. 6 показан частичный разрез боковой стенки закрывающего втулочного элемента, чтобы показать детали камеры для увлажняющей жидкости, камеры для сухого газа и уплотнений. Структура для разрушения уплотнения показана до использования средства активации охлаждения.
На фиг. 7 показан частичный разрез боковой стенки закрывающего втулочного элемента, чтобы показать детали камеры для увлажняющей жидкости, камеры для сухого газа и уплотнений. Структура для разрушения уплотнения пересекает уплотнение для сухого газа, чтобы запустить средство активации охлаждения путем утечки увлажняющей жидкости в камеру для сухого газа.
На фиг. 8 показано поперечное сечение устройства согласно первому варианту осуществления сразу после того, как использовано средство активации охлаждения, а поглотитель пара для термоусадки пластика все еще остается холодным. Кольцевая стенка закрывающего втулочного элемента показана в виде усеченной чашки в форме перевернутого конуса для увеличения объема проникновения кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика в камеру для сухого газа.
На фиг. 9 показано поперечное сечение первого варианта осуществления устройства по изобретению, когда контейнер для пищевого продукта представляет собой бутылку. Контейнер для пищевого продукта показан в виде бутылки.
На фиг. 10 показано нажатие пальцем на деформируемую кольцевую структуру, образующую уплотнение для сухого газа, чтобы обеспечить утечку увлажняющей жидкости в камеру для сухого газа для насыщения внутреннего втулочного элемента.
На фиг. 11 показан второй вариант осуществления настоящего изобретения. На фиг. 11 камера для увлажняющей жидкости заполнена гидратированными реагирующими химическими соединениями, которые генерируют увлажняющую жидкость в результате своих эндотермических реакций друг с другом. Поглотитель пара для термоусадки пластика находится между нижней стенкой внутреннего втулочного элемента и нижней стенкой закрывающего втулочного элемента. Когда уплотнение для сухого газа нарушается давлением пальца, боковую стенку закрывающего втулочного элемента можно массировать вручную, чтобы заставить реагирующие химические соединения смешаться и прореагировать эндотермически и вызвать первое эндотермическое охлаждение и в то же время создать увлажняющую жидкость. Пар увлажняющей жидкости поглощается сухим газом и, как и раньше, транспортируется в поглотитель D пара для термоусадки пластика, вызывая второе охлаждение.
На фиг. 12 показан внутренний втулочный элемент, окружающий боковую стенку контейнера для пищевого продукта и готовый быть вставленным в закрывающий втулочный элемент.
На фиг. 13 показано поперечное сечение внутреннего втулочного элемента с обращенными внутрь выступами и обращенными наружу выступами, несущими растворяющиеся химические соединения и реагирующие химические соединения в них, окружающие боковую стенку контейнера для пищевого продукта.
На фиг. 14 показан третий вариант осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления увлажняющая жидкость показана окружающей боковую стенку контейнера для пищевого продукта, а камера для сухого газа окружает подузел.
На фиг. 15 показан третий вариант осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления показано, что увлажняющая жидкость входит в камеру для сухого газа и падает во впитывающий элемент при разрушении уплотнения для сухого газа.
На фиг. 16 показан четвертый вариант осуществления изобретения с камерой для сухого газа, окружающей камеру для увлажняющей жидкости. Камера для увлажняющей жидкости уплотняется в центре боковой стенки внутреннего втулочного элемента с помощью уплотнения для сухого газа. Показан палец, нажимающий на уплотнение для сухого газа, чтобы деформировать его и позволить увлажняющей жидкости войти в камеру для сухого газа аналогично тому, как показано на фиг. 15. Поток увлажняющей жидкости из камеры для увлажняющей жидкости возникает из-за разницы в давлении между камерой для сухого газа и камерой для увлажняющей жидкости. По мере того как поглотитель пара для термоусадки пластика нагревается и деформируется кольцевое удерживающее пространство для поглотителя пара для термоусадки пластика, он создает отрицательное давление в камере для сухого газа. Это вытягивает увлажняющую жидкость из камеры для увлажняющей жидкости в камеру для сухого газа, чтобы насыщать камеру для сухого газа и вызывать как эндотермическое охлаждение, так и охлаждение за счет испарения.
На фиг. 17 показан частичный вид в разрезе устройства 10 с выступами на внутреннем втулочном элементе и опорными структурами на закрывающем втулочном элементе.
На фиг. 18 показан способ изготовления согласно настоящему изобретению, когда для образования закрывающего втулочного элемента используется термоусаживаемый пластик.
На фиг. 19 показан способ изготовления согласно настоящему изобретению, когда для образования закрывающего втулочного элемента используется алюминий.
На фиг. 20 снова показано поперечное сечение стенки контейнера для пищевого продукта, окруженной внутренним втулочным элементом и закрывающим втулочным элементом. Показано, что обращенные внутрь выступы и обращенные наружу выступы несут в себе независимый набор растворяющихся химических соединений, окружающих боковую стенку контейнера для пищевого продукта.
На фиг. 21 показано увеличенное поперечное сечение устройства, показывающее деформацию выступов, когда боковую стенку закрывающего втулочного элемента массируют вручную для смешивания реагирующих химических соединений, разделенных обращенными внутрь выступами. Растворяющиеся химические соединения также показаны в отсеках, образованных обращенными наружу выступами, при этом закрывающий втулочный элемент перемешивается с образованием растворов.
На фиг. 22 в качестве примера показана другая форма, принимаемая выступами, в случае, когда они могут быть ребрами на стенках внутреннего втулочного элемента.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
При необходимости в данном документе раскрываются подробные варианты осуществления настоящего изобретения; однако следует понимать, что раскрытые варианты осуществления являются просто примерами изобретения, которое может быть воплощено в различных формах. Следовательно, конкретные структурные и функциональные детали, раскрытые в данном документе, не следует интерпретировать как ограничивающие, а просто как основу для формулы изобретения и как репрезентативную основу для обучения специалистов в данной области техники различным применениям настоящего изобретения практически в любой надлежащим образом детализированной структуре. Теперь сделана ссылка на чертежи, на которых одинаковые характеристики и признаки настоящего изобретения, показанные на различных фигурах, обозначены одинаковыми ссылочными позициями. Для ориентации и ясности предполагается, что контейнер 20 для пищевого продукта считается стоящим в вертикальной ориентации и контейнер 20 для пищевого продукта считается стоящим в нормальном положении. В этом изобретении используется термодинамический потенциал испарения увлажняющей жидкости HL, такой как вода или подходящая жидкость, и способность среды с по существу низким давлением пара, такой как сухой газ DG, вызывать это испарение даже из холодных жидкостей.
Первый вариант осуществления изобретения
Ссылаясь на фиг. 1-10, предоставлен стандартный контейнер 20 для пищевого продукта. Контейнер 20 для пищевого продукта предпочтительно представляет собой цилиндрический контейнер для пищевого продукта типа напитка стандартной конструкции, со стандартным средством 113 для выпуска пищевого продукта и стандартным отверстием 112 для выпуска пищевого продукта. Контейнер 20 для пищевого продукта обеспечен структурой 122 для разрушения уплотнения на поверхности боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта, которая может представлять собой вдавливание, не выходящее за пределы боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта. Структура 122 для разрушения уплотнения также может быть простым самоклеящимся выступом, нарушающим гладкость боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта и, таким образом, может нарушить его уплотняющую способность. Расположение структуры 122 для разрушения уплотнения должно быть обеспечено соответственно в нижеследующем.
Уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента обеспечено в виде структуры с тонкой петлей, изготовленной из одного из: уплотнительного кольца, металлического ленточного уплотнения, резинового ленточного уплотнения, мастичного уплотнения и уплотнения из уплотняющего воска и клеевого связующего агента. Предпочтительно уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента предоставляется в виде петлевой резиновой ленты, обычно в форме кольца, и обычно используется для удержания вместе нескольких предметов, например, для удерживания стопки бумаг. Диаметр уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента предпочтительно составляет около 75% периметра, ограничивающего контейнер 20 для пищевого продукта. Размеры поперечного сечения уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента предпочтительно составляют менее 4 мм. Уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента должно образовывать плотную уплотняющую ленту вокруг контейнера 20 для пищевого продукта. Уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента размещено по окружности и плотно прилегает вокруг боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта и рядом с верхней стенкой 107 контейнера для пищевого продукта.
Уплотнение 123 для сухого газа предпочтительно предоставляется также в виде уплотнительного кольца, резинового ленточного уплотнения, мастичного уплотнения и уплотнения из уплотняющего воска, клеевого связующего агента и имеет форму в виде тонкой петли, обычно кольцевой структуры. Желательно уплотнение 123 для сухого газа, изготовлено из типа уплотнения с прямоугольным поперечным сечением, как обычно для резиновой ленты, обычно используемой для удержания вместе нескольких объектов. Размеры поперечного сечения уплотнения 123 для сухого газа предпочтительно составляют меньше 4 мм. Уплотнение 123 для сухого газа предпочтительно расширяется для образования плотного уплотнения вокруг контейнера 20 для пищевого продукта. Уплотнение 123 для сухого газа размещается в плоскости, наклоненной по окружности под небольшим углом по отношению к диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта. Поскольку уплотнение с круглым сечением будет скользить и иметь тенденцию к симметричному расположению в диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта, уплотнение с прямоугольным сечением является предпочтительным, но не обязательным. Уплотнение 123 для сухого газа наклонено под углом относительно диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта с максимальным удалением в дистальном направлении около 20 мм ниже уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента. Максимальное удаление между уплотнением 121 закрывающего втулочного элемента и уплотнением 123 для сухого газа определяется объемом пространства, которое может быть образовано между двумя уплотнениями, когда устройство будет собрано, как будет определено позже. Структура 122 для разрушения уплотнения находится перед использованием устройства 10 между уплотнением 123 для сухого газа и уплотнением 121 закрывающего втулочного элемента и должна почти касаться уплотнения 123 для сухого газа.
Внутренний втулочный элемент 102 снабжен боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента и нижней стенкой 106 внутреннего втулочного элемента, и в первом варианте осуществления внутренний втулочный элемент 102 предпочтительно выполнен из тонкого непроницаемого материала из термоусаживаемого формованного вытяжкой поливинилхлорида (ПВХ) или термоусаживаемого формованного вытяжкой полиэтилентерефталата (ПЭТ). Могут использоваться другие материалы в зависимости от того, как выполнен внутренний втулочный элемент 102. Обращенная наружу поверхность боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента предпочтительно покрыта гибким впитывающим элементом 140, изготовленным из впитывающего материала, такого как хлопок, пористая пластмасса, тканая сетка, впитывающая бумага и шерсть. Боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента может быть покрыта тонким пористым впитывающим элементом 140, изготовленным из впитывающей бумаги, чтобы сделать его обращенную наружу поверхность впитывающей. Впитывающий элемент 140 должен быть тонким, чтобы уменьшить его тепловое воздействие на функционирование устройства 10. Внутренний втулочный элемент 102 может первоначально быть сформирован с цилиндрической боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента, а затем покрыт впитывающим элементом 140, и затем отформован в различные формы посредством формования сжатием и термоусадки с образованием выступающих выступов на его поверхности. В противном случае его форма может быть отлита под давлением с впитывающим элементом 140, помещенным внутри боковых стенок формы для прилегания к боковой стенке 105 внутреннего втулочного элемента. Например, боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента предпочтительно выполнена с обращенными внутрь выступами 103 и обращенными наружу выступами 104 соответственно на его стенках для увеличения площади ее поверхности и обеспечения прочности, площади поверхности и обеспечения возможности хранения совокупности различных химических соединений между любыми из указанных выступов, как показано на фиг. 2, фиг. 12, фиг. 13 и фиг. 20. Число выступов должно быть больше одного и может быть любым подходящим числом, которое позволяет хранить гранулированные химические вещества между указанными выступами. Фиг. 2, фиг. 12, фиг. 20, фиг. 21 и фиг. 22 являются лишь примерами возможных выступов, которые могут быть выполнены на внутреннем втулочном элементе 102. Например, внутренний втулочный элемент 102 может быть отлит под давлением, чтобы иметь изогнутые или линейные ребра, выступающие, как показано на фиг. 22, из его стенок, чтобы служить той же цели разбиения на отсеки боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента для хранения реактивных химических соединений RCC совокупности химических соединений S, которые могут реагировать друг с другом для обеспечения эндотермического охлаждения и для хранения растворяющихся химических соединений DCC различных химических соединений S, которые могут эндотермически растворяться в увлажняющей жидкости HL. Различные выступающие формы, такие как вышеупомянутые выступы, могут использоваться для увеличения прочности и площади поверхности внутреннего втулочного элемента 102. Выступающие формы образуют каналы таких выступов, таких как обращенные внутрь выступы 103 и обращенные наружу выступы 104, показанные в качестве примера на фиг. 2, фиг. 12, фиг. 20, фиг. 21 и фиг. 22, чтобы придать прочность внутреннему втулочному элементу 102, а также чтобы позволить сухому газу DG заполнить и насытить внешнюю поверхность внутреннего втулочного элемента 102 и, если требуется, внутреннюю поверхность внутреннего втулочного элемента 102. Выступающие выступы внутреннего втулочного элемента 102 предпочтительно образуют каналы вдоль боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента, чтобы также позволить сухому газу DG заполнять и насыщать внутренний втулочный элемент 102. Предпочтительно внутренний втулочный элемент 102 покрыт слоем впитывающего элемента 140 для поглощения увлажняющей жидкости HL и удержания минимального объема увлажняющей жидкости HL за счет осмотического давления без ее проливания. Обращенные внутрь выступы 103 и обращенные наружу выступы 104 боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента должны фрикционно по касательной контактировать с боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта с образованием отсеков между боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента и боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта.
Боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента прикреплена по окружности для фрикционного касания, с контактом по касательной, с боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта, чтобы закрывать по меньшей мере частично боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта ниже уплотнения 123 для сухого газа. Ультразвуковая сварка, клеи и лента также могут использоваться для его прочного удержания на месте и по меньшей мере для образования отдельных отсеков с боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта. Предпочтительно боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента проходит, чтобы частично закрывать открытую поверхность боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта ниже уплотнения 123 для сухого газа, но предполагается, что боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента также может закрывать и окружать в целом боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта ниже уплотнения 123 для сухого газа, а нижняя стенка 106 внутреннего втулочного элемента проходит, чтобы закрывать и окружать куполообразную нижнюю стенку 22 контейнера для пищевого продукта в виде чашеобразной втулочной структуры. Обращенные внутрь выступы 103 и обращенные наружу выступы 104 должны быть прочными и предотвращать складывание боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента при пониженном давлении.
Обеспечен закрывающий втулочный элемент 30. Закрывающий втулочный элемент 30 предпочтительно изготовлен из одного из термоусаживаемых материалов: формованного вытяжкой полиэтилентерефталата (ПЭТ), поливинилхлорида (ПВХ) и других термоусаживаемых материалов, также в виде тонкостенной чашеобразной структуры, которая окружает и закрывает целиком или частично контейнер 20 для пищевого продукта. Предпочтительно, закрывающий втулочный элемент 30 имеет боковую стенку 101 закрывающего втулочного элемента, форма которой повторяет контур боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента может принимать различные формы, но при этом должна позволять указанной боковой стенке 101 закрывающего втулочного элемента сопрягаться с частями боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта в процессе производства как будет описано ниже. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента полностью или частично закрывает уплотненный контейнер 20 для пищевого продукта, содержащий пищевой продукт Р. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента предпочтительно изготовлена из одного из термоусаживаемых материалов: формованного вытяжкой полиэтилентерефталата (ПЭТ), поливинилхлорида (ПВХ) и других термоусаживаемых материалов, однако боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента также может быть изготовлена из тонкого алюминиевого материала в качестве контейнера для глубокой вытяжки и должна быть повторно сформирована путем формования и гофрирования для образования уплотнений с контейнером 20 для пищевого продукта. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента предпочтительно частично закрывает боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта и может проходить для частичного закрытия верхней стенки 107 контейнера для пищевого продукта. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента просто скользящим образом насаживают на внутренний втулочный элемент 102. Если боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента проходит и закрывает верхнюю стенку 107 контейнера для пищевого продукта, то обеспечен удлиненный захват 111, сделанный из простого пластикового кольца, чтобы защелкнуться на закаточном шве 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта, чтобы обеспечить пользователю возможность захватывать и вращать удлиненный захват 111 и, таким образом, вращать контейнер 20 для пищевого продукта относительно закрывающего втулочного элемента 30.
Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента закрывает внутренний втулочный элемент 102 и закрывает полностью или частично контейнер 20 для пищевого продукта. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента предпочтительно частично закрывает боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта и может проходить для частичного закрывания верхней стенки 107 контейнера для пищевого продукта. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента имеет уплотняющую часть 108 закрывающего втулочного элемента, которую можно термоусадить до усадки по диаметру и плотно прижать к боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта для образования уплотнения 109 боковой стенки закрывающего втулочного элемента. Как показано на фиг. 17, боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента может быть сконструирована с опорными структурами 25, такими как каналы и полости, которые позволяют ей иметь соответствующую конструктивную прочность для предотвращения складывания, когда происходит разрежение сухого газа GS.
Предполагается, что конец 110 боковой стенки закрывающего втулочного элемента расположен на уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента, но предусматривается, что конец 110 боковой стенки закрывающего втулочного элемента может проходить за пределы уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента. Когда уплотняющая часть 108 закрывающего втулочного элемента термоусажена или механически сформирована, боковую стенку 101 закрывающего втулочного элемента прижимают вокруг поверхности уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента и уплотнения 123 для сухого газа для образования камеры W для увлажняющей жидкости между двумя уплотнениями соответственно. Увлажняющая жидкость HL герметично хранится между камерой W для увлажняющей жидкости.
Закрывающий втулочный элемент 30 может поворачиваться относительно боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта. Таким образом, предпочтительно, уплотнение 123 для сухого газа и уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента вращаются вместе с закрывающим втулочным элементом 30 в унисон относительно боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта. Предполагается, что боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента деформируется за счет сжимающей усадки вокруг уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента, чтобы надежно удерживать уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента и обеспечивать для него уплотненное вращение с закрывающим втулочным элементом 30. Предполагается, что боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента частично деформируется за счет сжимающей усадки вокруг уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента, чтобы надежно удерживать уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента и обеспечивать для него уплотненное вращение с закрывающим втулочным элементом 30. Однако ожидается, что уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента не может вращаться с закрывающим втулочным элемент 30, но все же образует уплотнение. Однако, уплотнение 123 для сухого газа должно вращаться вместе с закрывающим втулочным элементом 30 в унисон относительно боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта.
Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента имеет уплотняющую часть 109 закрывающего втулочного элемента, которую можно термоусадить или механически сформировать для усадки и плотно прижать к боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта как определено выше. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента при усадке также плотно прижимается к уплотнению 123 для сухого газа, прижимая его к боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта для образования уплотнения. Предполагается, что уплотняющая часть 108 закрывающего втулочного элемента деформируется частично вокруг уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента, чтобы надежно удерживать уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента и обеспечивать для него вращение с закрывающим втулочным элементом 30. Предполагается, что боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента также частично деформируется вокруг уплотнения 123 для сухого газа, чтобы надежно удерживать уплотнение 123 для сухого газа и обеспечивать для него уплотненное вращение с закрывающим втулочным элементом 30 при вращении. Это обеспечивает первое средство θ активации охлаждения при вращении закрывающего втулочного элемента 30.
Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента содержит ограничивающую часть 128 закрывающего втулочного элемента, которая может быть термоусажена и механически сформирована для прижатия к части внутреннего втулочного элемента 102 для образования ограниченного прохода 129a для пара, через который пар Vw увлажняющей жидкости HL и сухой газ DG проходят контролируемым образом. Предполагается, что когда ограничивающая часть 128 закрывающего втулочного элемента усаживается, она плотно прижимается к поверхности внутреннего втулочного элемента 102 и закрывает любые выступы или выступающие части для образования вращающегося ограниченного прохода 129а для пара. Предполагается, что при вращении боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента скользящим образом вращается по ограниченному проходу 129а для пара.
Закрывающий втулочный элемент 30 содержит нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента, которая герметично соединяется с боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента. Нижняя стенка 130 закрывающего втулочного элемента герметично соединяется с выступающей внутрь усаживаемой кольцевой стенкой 133 закрывающего втулочного элемента. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента является гибкой и может реагировать на изменения давления путем складывания или расширения.
Внутренние поверхности закрывающего втулочного элемента частично определяют камеру DGS для сухого газа, которая проходит, чтобы закрыть внутренний втулочный элемент и пространство, образованное нижней стенкой 130 закрывающего втулочного элемента, кольцевой стенкой 133 закрывающего втулочного элемента.
Предполагается, что закрывающий втулочный элемент 101 может быть изготовлен из алюминия, полученного формованием, гидравлически формованного алюминия и алюминия глубокой вытяжки, чтобы обеспечить для всего требование к уплотнению. В таком случае усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента может быть изготовлена из термоусаживаемого материала ПЭТ и ПВХ и добавлена к нижней стенке 130 закрывающего втулочного элемента посредством ультразвуковой сварки или склеивания. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента является гибкой и может реагировать на изменения давления путем складывания или расширения.
Как показано на фигурах, тонкостенный сквозной опорный цилиндр 132 с отверстиями 137 опорного цилиндра рядом с его верхним концом может располагаться так, чтобы опираться на нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента между боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента и усаживаемой кольцевой стенкой 133 закрывающего втулочного элемента и действовать как опорный элемент для нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента против контейнера 20 для пищевого продукта для предотвращения усадочных усилий от складывания нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента является гибкой и может реагировать на изменения давления путем складывания или расширения.
Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика внутри камеры DGS для сухого газа образуется между пространством, определенным внутренней поверхностью опорного цилиндра 132, внутренней поверхностью усаживаемой кольцевой стенки 133 закрывающего втулочного элемента и внутренней поверхностью нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента. Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика находится в гидравлической связи с сухим газом и находится внутри камеры DGS для сухого газа. Кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска также образовано в пределах камеры DGS для сухого газа между наружной поверхностью указанного опорного цилиндра 132, внутренней поверхностью усаживаемой кольцевой стенки 133 закрывающего втулочного элемента и внутренней поверхностью нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента является гибкой и может реагировать на изменения давления путем складывания или расширения. Кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска может быть заполнено подходящим термическим воском 138, который может плавиться при температурах в диапазоне от 21 оС (70 оF) до 71 оС (160 оF), чтобы регулировать количество тепла, попадающее на усаживаемую кольцевую стенку 133 закрывающего втулочного элемента. Опорный цилиндр 132 предотвращает складывание нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента и деформацию ее формы относительно контейнера 20 для пищевого продукта.
Средство θ активации охлаждения обеспечивается, когда закрывающий втулочный элемент 30 вращается с уплотнением 123 для сухого газа, и уплотнение 123 для сухого газа пересекает структуру 122 для разрушения уплотнения, разрушая уплотнение, образованное уплотнением для сухого газа между боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта и боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента, и подавая увлажняющую жидкость HL из камеры W для увлажняющей жидкости в камеру для сухого газа.
Внутренний втулочный элемент 102 предпочтительно конструируется с обращенными внутрь выступами 103 и обращенными наружу выступами 104, такими как показано на фиг. 2, фиг. 12, фиг. 13 и фиг. 20, чтобы образовать повторяющийся рисунок отсеков, окружающих боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта. В таком случае обращенные внутрь выступы 103 будут касаться боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта, а обращенные наружу выступы 104 будут касаться боковой стенки 101 закрывающего втулочного элемента. Это увеличивает его прочность и площадь поверхности, а также обеспечивает возможность множеству различных химических соединений RCC, которые реагируют эндотермически, и растворяющимся химическим соединениям DCC, которые растворяются эндотермически, храниться изолированно друг от друга в соответствующих камерах, образованных между выступами, как показано на фиг. 22. Предполагается, что каждая соответствующая волнистость служит средством хранения различных химических соединений S, которые растворяются эндотермически для охлаждения.
Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика вмещает поглотитель D пара для термоусадки пластика, такой как силикагель, молекулярные сита, глиняные осушители, такие как монтмориллонитовые глины, оксид кальция и сульфид кальция. Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика предпочтительно формируется с вытяжкой путем термоформования, инжекционного вытягивания-выдувания и вакуумного формования, когда формируется закрывающий втулочный элемент 30. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента реагирует на повышение своей температуры деформацией, увеличивая объем камеры DGS для сухого газа и таким образом разрежая содержащийся в нем сухой газ. Эта деформация вызвана нагревом поглотителя D пара для термоусадки пластика и, таким образом, нагрева усаживаемой кольцевой стенки 133 закрывающего втулочного элемента, поскольку он поглощает пары увлажняющей жидкости HL из увлажненного сухого газа DG в камере DGS для сухого газа. Камера DGS для сухого газа находится в гидравлической связи с поглотителем D пара для термоусадки пластика и с ограниченным проходом 129а для пара, и, таким образом, предпочтительно, кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика находится в гидравлической связи с камерой DGS для сухого газа и внутренней частью внутреннего втулочного элемента 102. Когда активируется средство θ активации охлаждения, поглотитель D пара для термоусадки пластика нагревает усаживаемую кольцевую стенку 133 закрывающего втулочного элемента. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента выступает в камеру DGS для сухого газа и входит в нее. Форма выступа важна для улучшения охлаждающей способности устройства. Форма выступа, образованного усаживаемой кольцевой стенкой 133 закрывающего втулочного элемента, может быть перевернутой чашей, куполом и предпочтительно любой подходящей формой, которая минимизирует объем камеры DGS для сухого газа. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента является гибкой и может реагировать на изменения давления путем складывания или расширения.
Форма усаживаемой кольцевой стенки 133 закрывающего втулочного элемента должна минимизировать камеру DGS для сухого газа и максимально увеличивать ее проникновение в камеру DGS для сухого газа. В примерах, показанных на фигурах, форма выступа, образованного усаживаемой кольцевой стенкой 133 закрывающего втулочного элемента, представляет собой перевернутую чашеобразную форму и купол. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента является гибкой и может реагировать на изменения давления путем складывания или расширения. При нагревании усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента усаживается и минимизирует свою площадь. Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика расширяется и увеличивается в объеме наружу, что приводит к максимальному увеличению объема камеры DGS для сухого газа и созданию по существу более низкого давления для сухого газа DG, которое меньше его начального давления, которое предпочтительно составляет чуть ниже окружающего атмосферного давления. Это снижает давление пара для сухого газа DG и пара Vw любой увлажняющей жидкости в камере DGS для сухого газа.
Внутренний втулочный элемент 102 предпочтительно изготовлен из пластикового материала, такого как ПЭТ и ПВХ. Если он изготовлен из непластичного материала, выступы внутреннего втулочного элемента 102 также могут быть образованы с помощью нерастворимых в воде клеев, добавленных во впитывающий материал для образования внутреннего втулочного элемента 102 и затем придать материалу желаемую форму по мере высыхания клея. Предполагается, что внутренний втулочный элемент 102 может быть выполнен с обращенными наружу выступами 104, которые могут просто удерживать увлажняющую жидкость HL на боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта, когда он получает, а также удерживает химические соединения S на боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта.
Для образования обращенных внутрь выступов 103 и обращенных наружу выступов 104 материал, используемый для изготовления внутреннего втулочного элемента 102, помещается поверх матрицы и формируется путем термоусадки, если он изготовлен из термоусаживаемого материала, литья под давлением, если он изготовлен из пластичного материала и прессованием с помощью клея, если он сделан из впитывающего материала. Таким образом, внутренний втулочный элемент 102 может иметь обращенные внутрь выступы 103, и обращенные наружу выступы 104, которые, когда они ограничены боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта, могут удерживать не только жидкости, но и различные химические соединения S, одно из которых может растворяться эндотермически и охлаждать путем его сольватации и эндотермически реагировать с образованием увлажняющей жидкости и охлаждения. Предполагается, что если внутренний втулочный элемент 102 может быть также сформирован как формованный впитывающий материал, например, из хлопка с добавленным к нему высушиваемым нерастворимым клеем.
Картон 134 необязательно предоставляется, но не обязательно, для приклеивания, чтобы просто покрыть нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента, чтобы действовать как изолятор и защитить потребителя от возможных ожогов от тепла, выделяемого поглотителем D пара для термоусадки пластика. Картон 134 должен быть воздухопроницаемым и желательно иметь небольшое отверстие 135 в картоне для обеспечения свободного потока газов в атмосферу и из атмосферы при распрямлении стенки 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика.
Во всех вариантах осуществления предполагается, что стенки и внутренняя часть материала внутреннего втулочного элемента 102 могут быть выполнены с ионизируемыми химическими соединениями S, которые имеют обратимые эндотермические реакции с увлажняющей жидкостью HL. Это может быть выполнено путем наслоения стенок внутреннего втулочного элемента 102 с помощью ионизируемых солей, таких как хлорид калия, хлорид аммония и нитраты аммония, и других типов эндотермических солей с потенциалом эндотермической ионизации. Если внутренний втулочный элемент 102 изготовлен из термоусаживаемого пластика, такого как ПЭТ и ПВХ, он может быть подвергнут термической усадке для придания ему окончательной формы путем горячего напыления при высоком ударном давлении потоком частиц ионизируемых химических соединений S для его термической усадки и формирования его формы на матрице с одновременным нанесением на него ионизируемых химических соединений S. Во всех случаях внутренний втулочный элемент 102 имеет впитывающий элемент на внешней поверхности, который должен образовывать, как будет описано ниже, ограниченный проход 129a для пара, который позволяет только пару Vw увлажняющей жидкости проходить через поглотитель D пара для термоусадки пластика в камеру DGS для сухого газа. Это легко достигается в случае пластикового пленочного материала, образующего внутренний втулочный элемент 102, за счет обвязки впитывающего материала поверх ограничивающей части 128 внутреннего втулочного элемента.
Другие способы введения ионизируемых растворимых химических соединений S, таких как эндотермические соли, поблизости от и в материал внутреннего втулочного элемента 102 включают использование слоя поливинилацетата (ПВА) на внешней стенке внутреннего втулочного элемента 102, а затем присоединение ионизируемых химических соединений S к слою ПВА. Для этой цели можно использовать другие ламинирующие материалы, такие как увлажняющие жидкие HL-растворимые клеи.
Сухой газ DG обеспечивают внутри камеры DGS для сухого газа предпочтительно при давлении чуть выше окружающего атмосферного давления. Сухой газ GS обеспечивается источником DGS сухого газа, и он заполняет пространства между поглотителем D пара для термоусадки пластика и внутренним втулочным элементом 102 в камере е для сухого газа.
Способ изготовления первого варианта осуществления
В данном месте описывается способ M изготовления устройства, как показано на фиг. 18 и фиг. 19. Этот способ M производства обычно применяется ко всем вариантам осуществления, за исключением некоторого упорядочивания задач, которые могут либо измениться, либо быть устранены по мере необходимости. Обеспечивают стандартный контейнер 20 для пищевого продукта. Обеспечивают уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента и размещают уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента по окружности с плотным прилеганием вокруг боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта и для соединения вокруг закаточного шва 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта.
Уплотнение для сухого газа 123 обеспечивают как прямоугольное уплотнение в виде резиновой ленты, и расширяют и размещают в плоскости, наклоненной по окружности под небольшим угловым наклоном относительно диаметральной плоскости боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта, чтобы иметь максимальное удаление около 50 мм и минимальное удаление около 20 мм ниже уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента. Предпочтительно, на боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта обеспечивают пластиковую самоклеящуюся этикетку, образующую структуру 122 для разрушения уплотнения, лежащую внутри и между максимальным зазором удаления между уплотнением 123 для сухого газа и уплотнением 121 закрывающего втулочного элемента.
Обеспечивают внутренний втулочный элемент 102, и прикрепляют по окружности для закрытия по меньшей мере части боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта ниже уплотнения 123 для сухого газа с использованием одного из трения, клея и двухсторонней липкой ленты.
Обеспечивают закрывающий втулочный элемент 30 в виде чашеобразной структуры с прямой боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента как показано на фиг. 2. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента должна быть выше контейнера 20 для пищевого продукта не менее чем на 50 мм и выступать за верхнюю стенку 107 контейнера для пищевого продукта. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента просто насаживается для того, чтобы закрывать и окружать внутренний втулочный элемент102.
Опорный цилиндр 132 помещают, чтобы он сидел на нижней стенке 130 закрывающего втулочного элемента, с отверстиями 137 опорного цилиндра рядом с контейнером 20 для пищевого продукта, чтобы сформировать кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика и кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска. Термический воск 138 размещают таким образом, чтобы заполнить удерживающее пространство 136 для термического воска, а поглотитель D пара для термоусадки пластика заполняют в кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика.
Контейнер 20 для пищевого продукта с внутренним втулочным элементом 102, структурой 122 для разрушения уплотнения, уплотнением 121 закрывающего втулочного элемента и уплотнением 123 для сухого газа вставляют для установки на опорный цилиндр 132 внутри закрывающего втулочного элемента 30.
Цилиндрический стержень CR обеспечивают сквозным отверстием TH по всей его длине и трехходовым фитингом TWF, прикрепленным к сквозному отверстию TH. Первый вход трехходового фитинга TWF соединен шлангом DGH для сухого газа для гидравлической связи с напорным баллоном DGC для сухого газа через клапан DGV для сухого газа. Второй вход трехходового фитинга TWF соединен шлангом VPH вакуумного насоса с вакуумным насосом VP через вакуумный клапан Vv. Третий вход трехходового фитинга TWF предназначен для клапана HLV для увлажняющей жидкости, который соединен шлангом HLH для увлажняющей жидкости с резервуаром HLT для увлажняющей жидкости.
Внешний диаметр цилиндрического стержня CR выполнен таким образом, чтобы он точно соответствовал закрывающему втулочному элементу 30, и его вставляют на около 20 мм в открытый конец закрывающего втулочного элемента 30, и закрывающий втулочный элемент 30 подвергают термоусадке для герметизации вокруг него. Клапан HLV для увлажняющей жидкости, клапан DGV для сухого газа и вакуумный клапан Vv закрывают.
Клапан DGV для сухого газа при низком давлении, составляющем около 6895 Па (1 фунт на квадратный дюйм) и вакуумный клапан Vv сначала открывают, чтобы позволить сухому газу GS затопить внутреннюю часть закрывающего втулочного элемента 30, чтобы удалить любой влажный воздух и газы внутри закрывающего втулочного элемента 30, используя вакуумный насос VP. После нескольких секунд продувки клапан DGV для сухого газа отключают, чтобы позволить вакуумному насосу VP слегка разредить сухой газ DG, остающийся в закрывающем втулочном элементе 30, до давления чуть ниже окружающего атмосферного давления. Может быть обеспечен отсечной клапан для управления давлением, но сам вакуумный насос VP может быть выполнен так, чтобы обеспечивать необходимое разрежение.
Горячий воздух HA из источника HG тепла, такого как тепловая пушка, сначала направляют в место расположения уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента для усадки и прижима вокруг поверхности уплотнения 123 для сухого газа у боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта, после чего горячий воздух HA удаляют. Это уплотняет сухой газ GS при разреженном давлении в камере DGS для сухого газа ниже уплотнения 123 для сухого газа.
Затем клапан DGV для сухого газа и вакуумный клапан Vv закрывают, а клапан HLV для увлажняющей жидкости открывают, чтобы позволить увлажняющей жидкости HL заполнить кольцевое пространство над уплотнением 123 для сухого газа между боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта и боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента до уровня чуть ниже уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента, а затем его перекрывают.
Горячий воздух HA из источника HG тепла теперь направляют в место расположения уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента для усадки и прижима закрывающего уплотнения 121 к боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта, после чего горячий воздух HA удаляют. Это уплотняет увлажняющую жидкость HL и образует камеру W для увлажняющей жидкости между уплотнением 123 для сухого газа, закрывающим уплотнением 121, боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта и боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента.
Затем лишний материал закрывающего втулочного элемента 30 над закаточным швом 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта, который все еще прикреплен к цилиндрическому стержню CR, отрезают, чтобы создать конец 110 боковой стенки закрывающего втулочного элемента. Удлиненный захват 111 прикрепляют к закаточному шву 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта, чтобы действовать как продолжение контейнера 20 для пищевого продукта. Теперь устройство 10 готово к использованию.
Способ работы устройства в соответствии с первым вариантом осуществления
Предполагается, что средство θ активации охлаждения активируется перед использованием средства 113 для выпуска пищевого продукта. Однако если средство 113 для выпуска пищевого продукта приводится в действие перед средством θ активации охлаждения, то предполагается, что падение давления контейнера 20 для пищевого продукта вызовет расслабление боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта и ослабление уплотнения 123 для сухого газа относительно боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта и таким образом устройство 10 может быть по-прежнему активировано, как показано на фиг. 10, простым нажатием пальца 40 и прижатием боковой стенки 101 закрывающего втулочного элемента в районе уплотнения 123 для сухого газа для деформирования уплотнения 123 для сухого газа и боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта и обеспечения возможности для увлажняющей жидкости HL вытекать в камеру DGS для сухого газа. В любом случае увлажняющая жидкость HL будет стекать между уплотнением 123 для сухого газа и боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта из-за разницы гравитационного давления и, таким образом, активировать охлаждение. Таким образом, обеспечивается второе средство активации охлаждения, когда средство 113 для выпуска пищевого продукта используется впервые. При активировании средства θ активации охлаждения, вращение закрывающего втулочного элемента 30 с уплотнением 121 закрывающего втулочного элемента и уплотнением 123 для сухого газа относительно боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта заставляет структуру 122 для разрушения уплотнения переходить под уплотнение 123 для сухого газа и разрушать указанное уплотнение с боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта, которое удерживает увлажняющую жидкость HL в камере W для увлажняющей жидкости. Увлажняющая жидкость HL проникает между обращенными наружу выступами и растворяет содержащиеся в них ионизируемые химические соединения S. Это вызывает первое эндотермическое охлаждение увлажняющей жидкости HL. Увлажняющая жидкость HL также насыщает боковую стенку 105 внутреннего втулочного элемента, а впитывающий элемент 140 поглощает увлажняющую жидкость. Сухой газ DG поглощает пар Vw увлажняющей жидкости из впитывающего элемента 140, и его испарение вызывает второе дополнительное охлаждение увлажняющей жидкости HL. Кроме того, третье охлаждение достигается, когда раствор, образованный разновидностями растворяющихся химических соединений DCC химического соединения S, и увлажняющая жидкость высушиваются путем испарения увлажняющей жидкости HL в сухой газ GS.
Теплота испарения H уносится сухим газом DG, когда он становится влажным и понижает свою температуру точки росы. Обратите внимание, что температура сухого газа DG не увеличивается в результате этого процесса, поскольку его температура точки росы отбирает теплоту испарения H увлажняющей жидкости HL. Сухой газ DG с более высокой температурой точки росы насыщает камеру DGS для сухого газа, и входит в ограниченный проход 129а для пара. Сухой газ DG представляет собой электродвижущее средство переноса. Удаление полярных молекул воды в форме пара в сухой газ DG происходит за счет электродвижущего потенциала переноса тепла. Сухой газ DG изменяет реактивность ограниченного прохода 129a для пара (respir. Physiol. 1997 июль; 109 (1):65-72). Отрицательные ионы в сухом газе DG притягивают полярные молекулы увлажняющей жидкости HL в ограниченном проходе 129а для пара. Вот почему, когда воздух сухой, возникает большая склонность к электростатическим эффектам.
Поглотитель D пара для термоусадки пластика может быть одним из жидкости, геля или твердого тела, которое поглощает пар Vw увлажняющей жидкости HL. Увлажняющая жидкость HL также может быть находящейся под давлением жидкостью, находящейся в равновесии со своим паром, такой как раствор аммония, раствор диметилового эфира и карбонизированный раствор. В таком случае в таблице 1 представлены различные комбинации поглотителя D пара для термоусадки пластика, сухого газа GS и увлажняющей жидкости HL, которые могут быть использованы с данным изобретением.
Когда сухой газ GS смачивается паром Vw увлажняющей жидкости, поступающей через ограниченный проход 129а для пара, а затем через отверстия 137 опорного цилиндра для поглощения поглотителем D пара для термоусадки пластика для осушения, его давление пара понижается, а температура точки росы осушенного сухого газа GS падает намного ниже температуры точки росы увлажненного сухого газа DG в камере DGS для сухого газа. Осушенный сухой газ DG в камере DGS для сухого газа снова втягивается более высоким давлением пара камеры DGS для сухого газа и снова поглощает больше пара и транспортирует его к поглотителю D пара для термоусадки пластика. Поглотитель D пара для термоусадки пластика нагревается по мере того, как он поглощает пар Vw увлажняющей жидкости, и стенка 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика, которая растянута за счет предварительного формования вытяжкой, реагирует на повышение в ней температуры путем деформирования и усадки по площади. При нагревании стенка 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика усаживается по площади и движется наружу от куполообразной нижней части 22 контейнера для пищевого продукта, вызывая увеличение объема камеры DGS для сухого газа и, таким образом, создавая по существу более низкое давление пара в фиксированном количестве разреженного сухого газа DG в камере DGS для сухого газа. Это снижает давление пара сухого газа DG в камере DGS для сухого газа даже больше и любой пар Vw увлажняющей жидкости в камере DGS для сухого газа втягивается в сухой газ DG для испарения. Эта деформация стенки 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика продолжается с продолжающимся выделением большего количества тепла испарения h, заставляя стенку 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика предпочтительно расплющиваться и тем самым увеличивать объем камеры DGS для сухого газа относительно его первоначального объема.
Чтобы предотвратить нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента от складывания и деформации ее формы, опорный цилиндр 132 принимает на себя сжимающие усилия стенки 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика к нижнему краю 21 контейнера для пищевого продукта и предотвращает нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента от деформации. Таким образом, расплющивание стенки 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика не повлияет на структуру нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента. Деформация и расплющивание стенки 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика заставляет камеру DGS для сухого газа увеличиваться в объеме, и поскольку в камере DGS для сухого газа имеется фиксированное количество сухого газа DG внутри камеры DGS для сухого газа создается более низкое давление. Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика также делается большим за счет расплющивания стенки 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика. Это приводит к тому, что поглотитель D пара для термоусадки пластика непрерывно смещается, перемещается, опускается и растекается по расплющенной стенке 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика. Это растекание приводит в движение поглотитель D пара для термоусадки пластика и делает его более эффективным, поскольку он занимает большую площадь поверхности. Кроме того, предпочтительно сухой газ DG предпочтительно находится под атмосферным давлением, когда он хранится между камерой DGS для сухого газа. Отрицательное давление, создаваемое в сухом газе DG, вызывает еще большее поглощение пара Vw увлажняющей жидкости в сухой газ DG за счет испарения увлажняющей жидкости HL. Расширение примерно в 1840 раз увлажняющей жидкости HL в пар Vw увлажняющей жидкости в камере DGS для сухого газа за счет газификации увлажняющей жидкости HL увеличивает относительное давление пара камеры DGS для сухого газа относительно кольцевого удерживающего пространства 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика. Таким образом, преимущественно, пар Vw увлажняющей жидкости в камере DGS для сухого газа естественно хочет попасть в поглотитель D пара для термоусадки пластика. Таким образом, сухой газ DG является электродвижущим средством переноса тепла для пара Vw увлажняющей жидкости в поглотитель D пара для термоусадки пластика без необходимости физического вакуума.
Когда сухой газ DG доставляет пар Vw увлажняющей жидкости в поглотитель D пара для термоусадки пластика, его фактическая температура увеличивается из-за тепла, создаваемого поглотителем D пара для термоусадки пластика. Тепло от поглотителя пара D для термоусадки пластика частично поглощается сухим газом DG, и его температура точки росы понижается еще больше. Это приводит к тому, что сухой газ DG снова мигрирует в поглотитель D пара для термоусадки пластика и собирает больше пара Vw увлажняющей жидкости из камеры DGS для сухого газа. Охлаждение продолжается, тем самым дегидратируя ионизируемые соединения в камере DGS для сухого газа. Ионизируемые соединения не являются абсолютно необходимыми для работы изобретения, однако они улучшают эффективность охлаждения, поскольку сухой газ DG будет поглощать пар Vw увлажняющей жидкости даже из холодной увлажняющей жидкости HL. Конечным источником теплоты испарения H является пищевой продукт P, который охлаждается с помощью этого способа. «Засоление» камеры DGS для сухого газа путем высушивания химических соединений S до их первоначальной формы (если они используются), делает их пригодными для повторного использования для дальнейшего охлаждения. Осушение сухого газа DG с помощью поглотителя D пара для термоусадки пластика делает его также используемым повторно для дальнейшего охлаждения.
Далее, деформационное движение стенок 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика заставляет поглотитель D пара для термоусадки пластика перемещаться и растекаться, позволяя неэкспонированному поглотителю D пара для термоусадки пластика действовать и осуществлять сорбцию пара Vw увлажняющей жидкости в поглотителе D пара для термоусадки пластика. Ожидается, что термопоглощающий термический воск 138, например, обычный свечной воск, может быть помещен в кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска между опорным цилиндром 132 и боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента для поглощения теплоты испарения H от поглотителя D пара для термоусадки пластика и хранения тепла испарения h. Однако было обнаружено, что это эффективно только в том случае, если большое количество поглотителя D пара для термоусадки пластика используется для большого контейнера 20 для пищевого продукта, превышающего 600 мл (20 унций) в объеме.
Далее закрывающий втулочный элемент 30 может быть изготовлен из усаживаемого материала, такого как TPXTM, образованного из комбинации пластиковых материалов, называемых полиметилпентеном, и стеклянных шариков, в результате чего закрывающий втулочный элемент 30 будет способен быстро выделять поглощенную теплоту испарения H через свою структуру и излучать теплоту испарения H быстро в атмосферу. Далее, деформационное движение стенок 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика заставляет атмосферный воздух в нем поглощать тепло из поглотителя D пара для термоусадки пластика и отводить это тепло через отверстие 137 в картоне, если используется, или непосредственно в атмосферу, когда будет выдавлен объем нагретого воздуха под расплющенными стенками 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика.
Картон 134 обеспечивается, но не обязательно. Желательно, но не обязательно, картон 134 выполнен таким образом, чтобы подходить и закрывать нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента и приклеиваться к нижней стенке 130 закрывающего втулочного элемента, защищая потребителя от возможных ожогов. Картон 134 содержит небольшое центральное отверстие 135 в картоне для обеспечения свободного выхода газов в атмосферу из-за расплющивания стенки 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика.
Во всех вариантах реализации предполагается, что стенки и материал, используемый для образования внутреннего втулочного элемента 102 может быть наслоен ионизируемыми химическими соединениями S, которые имеют обратимые эндотермические реакции с увлажняющей жидкостью HL.
Сухой газ DG обеспечивают внутри камеры DGS для сухого газа предпочтительно при давлении чуть выше окружающего атмосферного давления. Сухой газ GS обеспечивается источником DGS сухого газа, и он заполняет камеру DGS для сухого газа и пустые пространства между поглотителем D пара для термоусадки пластика и внутренним втулочным элементом 102.
Второй вариант осуществления изобретения
Ссылаясь на фиг. 11, 12, и 13 предоставлен стандартный контейнер 20 для пищевого продукта. Как и прежде, контейнер 20 для пищевого продукта предпочтительно представляет собой цилиндрический контейнер для напитка стандартной конструкции, со стандартным средством 112 для выпуска пищевого продукта.
Как показано на фиг. 10, фиг. 11, и фиг. 12, как и прежде, уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента обеспечено в виде структуры с тонкой петлей, изготовленной из одного из уплотнительного кольца, металлического ленточного уплотнения, резинового ленточного уплотнения, мастичного уплотнения и уплотнения из уплотняющего воска и клеевого связующего агента. Предпочтительно уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента предоставляется в виде петлевой ленты, обычно в форме кольца, и обычно используется для удержания вместе нескольких предметов, например, для удерживания стопки бумаг. Размеры поперечного сечения уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента предпочтительно составляют менее 4 мм. Уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента должно образовывать плотное уплотнение вокруг закаточного шва 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта. Уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента размещено по окружности и плотно прилегает вокруг боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта и рядом с верхней стенкой 107 контейнера для пищевого продукта для посадки вокруг закаточного шва 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта.
Как и прежде, внутренний втулочный элемент 102 снабжен, как описано в первом варианте осуществления, боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента и нижней стенкой 106 внутреннего втулочного элемента, и в первом варианте осуществления внутренний втулочный элемент 102 предпочтительно выполнен из тонкого непроницаемого материала из термоусаживаемого формованного вытяжкой поливинилхлорида (ПВХ) или термоусаживаемого формованного вытяжкой полиэтилентерефталата (ПЭТ). Могут использоваться другие материалы в зависимости от того, как выполнен внутренний втулочный элемент 102.
Как и раньше, внутренний втулочный элемент 102 может первоначально быть сформирован с цилиндрической боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента, а затем отформован в различные формы посредством формования сжатием и термоусадки с образованием выступающих выступов на его поверхности. В противном случае его форма может быть отлита под давлением или образована сжатием.
Как и ранее, боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента предпочтительно выполнена с обращенными внутрь выступами 103 и обращенными наружу выступами 104 соответственно на его стенках для увеличения площади ее поверхности и обеспечения прочности, площади поверхности и обеспечения возможности хранения совокупности различных реагирующих химических соединений RCC между независимыми выступами, как показано на фиг. 13. Число выступов должно быть больше одного, чтобы с устройством 10 можно было использовать по меньшей мере реагирующие химические соединения RCC. Различные выступающие формы боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента, такие как вышеупомянутые выступы, могут использоваться для увеличения прочности и площади поверхности внутреннего втулочного элемента 102. Выступающие формы образуют отсеки с выступами, такие как обращенные внутрь выступы 103 и обращенные наружу выступы 104, показанные в качестве примера на фиг. 11, фиг. 12, фиг. 13 и фиг. 20, чтобы придать прочность внутреннему втулочному элементу 102, а также обеспечить возможность помещать в него реагирующие химические соединения RCC, а сухому газу DG заполнять и насыщать его. Выступающие выступы внутреннего элемента 102 втулки предпочтительно образуют отсеки на боковой стенке 105 внутреннего втулочного элемента, чтобы также обеспечивать возможность сухому газу DG взаимодействовать с реагирующими химическими соединениями RCC. Обращенные внутрь выступы 103 боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента должны фрикционно по касательной контактировать с боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта с образованием отсеков для реагирующих химических соединений RCC между боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента и боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта.
Боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента прикреплена по окружности для фрикционного контакта по касательной с боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта, чтобы закрывать по меньшей мере частично боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта ниже уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента. Смазка, мягкие пластичные клеи и воски также могут использоваться для его прочного удержания на месте и по меньшей мере для образования отдельных отсеков с боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта. Боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента предпочтительно проходит, чтобы частично закрывать открытую поверхность боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта настолько ниже уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента, насколько это возможно.
Как и ранее, уплотнение 123 для сухого газа предпочтительно предоставляется также в виде уплотнительного кольца, металлического ленточного уплотнения, резинового ленточного уплотнения, мастичного уплотнения и уплотнения из уплотняющего воска, клеевого связующего агента и имеющей форму в виде тонкой петли, обычно кольцевой структуры. Уплотнение 123 для сухого газа размещено по окружности и плотно прилегает вокруг боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта, и близко к нижнему краю 24 боковой стенки внутреннего втулочного элемента. Максимальное дальнее удаление между уплотнением 121 закрывающего втулочного элемента и уплотнением 123 для сухого газа является оптимальным для работы этого варианта изобретения. Уплотнение 123 для сухого газа при размещении вокруг нижнего края 24 боковой стенки внутреннего втулочного элемента должно иметь наружный диаметр, немного превышающий внешний диаметр обращенных наружу выступов 104 внутреннего втулочного элемента 102. Это позволяет сформировать надлежащее уплотнение посредством уплотнения 123 для сухого газа с закрывающим втулочным элементом 30.
Как и прежде, предполагается, что боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента также может закрывать и окружать в целом боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта ниже уплотнения 123 для сухого газа, а нижняя стенка 106 внутреннего втулочного элемента проходит, чтобы закрывать и окружать куполообразную нижнюю стенку 22 контейнера для пищевого продукта в виде чашеобразной втулочной структуры.
Как и раньше, обращенные внутрь выступы 103 внутреннего втулочного элемента 102 удерживаются плотно по касательной к боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта, предпочтительно за счет трения. И снова обращенные наружу выступы 104 и боковая стенка 100 контейнера для пищевого продукта образуют совокупность отдельных отсеков с боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта. Обращенные внутрь выступы 103 и боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента также образуют совокупность отдельных отсеков над уплотнением 123 для сухого газа. Отсеки, образованные обращенными наружу выступами 104 и боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта, заполнены реагирующими химическими соединениями RCC, выбранными из пар гидратированных химических соединений S, которые эндотермически реагируют с образованием увлажняющей жидкости HL, которая будет использоваться устройством 10. Каждое такое одно из пары выбранных реагирующих химических соединений RCC помещается в соседний отсек, образованный обращенными наружу выступами 104 и боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта.
Обеспечен закрывающий втулочный элемент 30. Закрывающий втулочный элемент 30 изготовлен из одного из: формованного вытяжкой полиэтилентерефталата (ПЭТ), поливинилхлорида (терефталат или ПВХ) и других материалов, таких как алюминий глубокой вытяжки, в виде тонкостенной чашеобразной втулки, которая окружает и закрывает целиком или частично контейнер 20 для пищевого продукта. Предпочтительно, закрывающий втулочный элемент 30 имеет боковую стенку 101 закрывающего втулочного элемента, которая может легко скользить по боковой стенке 105 внутреннего втулочного элемента, и имеет форму, которая повторяет контур боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента может принимать различные формы, но должна обеспечивать возможность указанной боковой стенке 101 закрывающего втулочного элемента герметично сопрягаться с частями боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта, чтобы удерживать и формировать уплотнения с помощью уплотнения 123 для сухого газа и уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента, когда оно сформировано так, как будет описано ниже.
Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента закрывает полностью или частично герметичный контейнер 20 для пищевого продукта, содержащий пищевой продукт P, с прикрепленным к нему внутренним втулочным элементом 102. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента предпочтительно частично закрывает боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта и может проходить для частичного закрывания верхней стенки 107 контейнера для пищевого продукта. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента может быть изготовлена из многих типов материалов, но предпочтительны термоусаживаемые пластики, такие как ПЭТ и ПВХ. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента также может быть изготовлена из алюминия в качестве контейнера глубокой вытяжки и должна быть повторно сформирована путем формования и гофрирования для образования уплотнений с контейнером 20 для пищевого продукта.
Как и прежде, закрывающий втулочный элемент 30 содержит нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента, которая герметично соединяется с боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента. Нижняя стенка 130 закрывающего втулочного элемента герметично соединяется с выступающей внутрь кольцевой стенкой 133 закрывающего втулочного элемента. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента является гибкой и может реагировать на изменения давления путем складывания или расширения.
Как указывалось ранее, предполагается, что закрывающий втулочный элемент 101 может быть изготовлен из алюминия методом формования или глубокой вытяжки и сформирован так, чтобы обеспечить для всего требование к уплотнению, путем формования и прокатки его по частям. В таком случае усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента может быть изготовлена из термоусаживаемого материала ПЭТ или ПВХ и добавлена к нижней стенке 130 закрывающего втулочного элемента посредством ультразвуковой сварки или склеивания. При необходимости тонкостенный сквозной опорный цилиндр 132 с отверстиями 137 опорного цилиндра близкими к его верхнему концу размещается для опирания на нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента между боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента и усаживаемой кольцевой стенкой 133 закрывающего втулочного элемента и контактирования с контейнером 20 для пищевого продукта. Если боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента сделана достаточно прочной, в опорном цилиндре 132 нет необходимости.
Также, как описано ранее, кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика внутри закрывающего втулочного элемента 30 образовано между пространством, определенным внутренней поверхностью опорного цилиндра 132, внутренней поверхностью кольцевой стенки 133 закрывающего втулочного элемента и внутренней поверхностью нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента. Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика заполнено поглотителем D пара для термоусадки пластика до высоты усаживаемой кольцевой стенки 133 закрывающего втулочного элемента.
Кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска также образовано в пределах закрывающего втулочного элемента 30 между наружной поверхностью указанного опорного цилиндра 132, внутренней поверхностью боковой стенки 102 закрывающего втулочного элемента и внутренней поверхностью нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента. Кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска может быть необязательно заполнено до высоты опорного цилиндра 132, с помощью подходящего термического воска 138, который может плавиться при температуре в диапазоне от 21 oС (70 oF) до 71 oС (160 oF). Опорный цилиндр 132 предотвращает складывание нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента и деформацию ее формы относительно контейнера 20 для пищевого продукта.
Когда закрывающий втулочный элемент размещается над контейнером 20 для пищевого продукта и прикрепляется к нему внутренним втулочным элементом 102, нижняя стенка 106 внутреннего втулочного элемента опирается на опорный цилиндр 137, и обращенные наружу выступы 104 на боковой стенке 105 внутреннего втулочного элемента касаются по касательной боковой стенки 101 закрывающего втулочного элемента для образования отсеков между указанными стенками. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента закрывает прикрепленный внутренний втулочный элемент 102 и закрывает полностью или частично боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта. Обращенные внутрь выступы 103 и боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента образуют совокупность отдельных отсеков над уплотнением 123 для сухого газа, как показано на фиг. 13 и фиг. 20. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента предпочтительно частично закрывает боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта и может проходить для частичного закрывания верхней стенки 107 контейнера для пищевого продукта.
Как и раньше, боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента просто надевается на внутренний втулочный элемент 102 и должна только по касательной касаться уплотнения 123 для сухого газа. Как и раньше, боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента имеет уплотняющую часть 118 закрывающего втулочного элемента, которая затем сжимается по диаметру для образования уплотнения между боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента и боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента. Это уплотнение используется для уплотнения сухого газа GS, разреженного до давления чуть ниже атмосферного, и, таким образом, образует камеру DGS для сухого газа ниже уплотнения 123 для сухого газа, которая содержит опорный цилиндр 132, кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска с термическим воском 138 в нем, кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика с содержащимся в нем поглотителем D пара для термоусадки пластика.
Предпочтительно, затем в отсеки, таким образом образованные обращенными внутрь выступами 103 и боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента, помещают большее количество реагирующих химических соединений RCC. Эти отсеки примыкают к реагирующим химическим соединениям RCC, которые были помещены в отсеки, образованные ранее обращенными наружу выступами 104 и боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта. Конечно, можно использовать обращенные внутрь выступы 103 и обращенные наружу выступы 104 соответственно для хранения отдельных и различных видов реагирующих химических соединений RCC, выбранных в виде пар. Таким образом, с устройством 10 можно использовать более одного вида пар реагирующих химических соединений RCC. Предпочтительно совокупность различных реагирующих химических соединений RCC, которые могут взаимодействовать друг с другом эндотермически, представляют собой разновидности, выбранные из пар, таких как BA(OH)2·8H2O(s) и NH4SCN(s), и NH4NO3(s), и NH4CL(s). Эти реагирующие химические соединения RCC содержат увлажняющую жидкость HL, хранящуюся между их гидратированной структурой.
Таким образом, над уплотнением 123 для сухого газа образуется камера W для увлажняющей жидкости с обращенными внутрь выступами 103 и обращенными наружу выступами 104, содержащими реагирующие химические соединения RCC, которые содержат в себе воду в качестве увлажняющей жидкости HL. Чтобы избежать преждевременных реакций, пары реагирующих химических соединений RCC, которые могут реагировать друг с другом, помещают в отдельные обращенные наружу выступы 104, разделенные обращенными внутрь выступами 103 соответственно. То же самое верно для реагирующих химических соединений, помещенных в отдельные обращенные внутрь выступы 103, разделенные обращенными наружу выступами 104 соответственно.
Сухой газ GS, разреженный до давления чуть ниже атмосферного, подают для дальнейшего заполнения и продувки закрывающего втулочного элемента 30. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента содержит уплотняющую часть 108 закрывающего втулочного элемента, которая может быть усажена по диаметру, чтобы герметизировать закрывающее уплотнение 121 и образовывать уплотнение, образующее уплотнение 109 боковой стенки закрывающего втулочного элемента. Уплотняющая часть 108 закрывающего втулочного элемента при усадке по диаметру образует уплотнение с помощью закрывающего уплотнения 121 между закаточным швом 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта и закрывающим втулочным элементом 30, чтобы изолировать камеру W для увлажняющей жидкости от атмосферы.
Как и прежде, предполагается, что конец 110 боковой стенки закрывающего втулочного элемента расположен на уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента, но предусматривается, что конец 110 боковой стенки закрывающего втулочного элемента может проходить за пределы уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента.
Уплотняющая часть 108 закрывающего втулочного элемента может быть либо нагрета и термоусажена, если она изготовлена из термоусаживаемого материала, либо может быть сформирован рулон, сформированный с помощью рулоноформирующей машины, для усадки по диаметру и плотного прижатия закрывающего уплотнения 121 к закаточному шву 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта и удержания в нем разреженного сухого газа GS.
На фиг. 13 показано устройство разделения реагирующих химических соединений RCC в камере W для увлажняющей жидкости.
Способ изготовления второго варианта осуществления
Обеспечивают стандартный контейнер 20 для пищевого продукта.
Как и прежде, обеспечивают уплотнение 123 для сухого газа и сначала размещают по окружности и с прилеганием вокруг боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта и для соединения и уплотнения вокруг нижнего края 24 боковой стенки внутреннего втулочного элемента.
Как описано ранее, внутренний втулочный элемент 102 предпочтительно выполнен в виде цилиндрической структуры с обращенными внутрь выступами 103 и обращенными наружу выступами 104. Обращенные внутрь выступы 103 должны иметь диаметр, который просто скользящим образом насаживают по боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта. Таким образом, внутренний втулочный элемент 102 скользит по боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта, чтобы сесть на уплотнение 123 для сухого газа и прикрепляется по окружности для покрытия по меньшей мере части боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта над уплотнением 123 для сухого газа.
Затем желаемые виды реагирующих химических соединений RCC заполняют соответствующие обращенные наружу выступы 104, которые образуют соответствующие камеры.
Как и прежде, обеспечивают уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента и размещают по окружности вокруг боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта и для соединения вокруг закаточного шва 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта.
Как и прежде, обеспечивают закрывающий втулочный элемент 30. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента должна иметь длину больше, чем контейнер 20 для пищевого продукта, и на самом деле предпочтительно, чтобы он проходил за пределы верхней стенки 107 контейнера для пищевого продукта на не менее 50 мм для производственных целей.
Чтобы избежать переполнения, как и раньше, опорный цилиндр 132 (не показан как пример того, что это не является абсолютной необходимостью) может быть помещен, чтобы сидеть на нижней стенке 130 закрывающего втулочного элемента, с отверстиями 137 опорного цилиндра рядом с контейнером 20 для пищевого продукта, чтобы сформировать кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика и кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска. Термический воск 138 (не показан как пример отсутствия абсолютной необходимости) размещают таким образом, чтобы заполнить кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска. Поглотитель D пара для термоусадки пластика заполняют в кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика.
Подузел контейнера 20 для пищевого продукта, внутренний втулочный элемент 102, уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента и уплотнение 123 для сухого газа просто фрикционно прилегают к боковой стенке 101 закрывающего втулочного элемента, при этом нижняя стенка 106 внутреннего втулочного элемента разнесена над поглотителем D пара для термоусадки пластика. Затем желаемые виды реагирующих химических соединений RCC заполняют соответствующие обращенные внутрь выступы 103, которые образуют соответствующие камеры с боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента.
Как и раньше обеспечивают цилиндрический стержень CR. Клапан HLV для увлажняющей жидкости, клапан DGV для сухого газа и вакуумный клапан Vv закрывают.
Клапан DGV для сухого газа при низком давлении, составляющем около 6895 Па (1 фунт на квадратный дюйм) и вакуумный клапан Vv сначала открывают, чтобы позволить сухому газу GS затопить внутреннюю часть закрывающего втулочного элемента 30, чтобы удалить любой влажный воздух и газы внутри закрывающего втулочного элемента 30, используя вакуумный насос VP. После нескольких секунд продувки клапан DGV для сухого газа отключают, чтобы позволить вакуумному насосу VP слегка разредить сухой газ DG, остающийся в закрывающем втулочном элементе 30, до давления чуть ниже окружающего атмосферного давления. Горячий воздух HA из источника тепла HG сначала направляют на место расположения боковой стенки 118 закрывающего втулочного элемента с уплотняющей частью 119 закрывающего втулочного элемента для его термоусадки по диаметру с образованием уплотнения между боковой стенкой 100 закрывающего втулочного элемента и уплотнением 123 для сухого газа и заставляют уплотнение 123 для сухого газа плотно прижиматься к боковой стенке 105 внутреннего втулочного элемента, после чего горячий воздух HA удаляют. Это запирает сухой газ GS в разреженном состоянии в поглотителе D пара для термоусадки пластика ниже уплотнения 123 для сухого газа.
Как и раньше, если она изготовлена из термоусаживаемой пластмассы, горячий воздух HA затем направляют в место расположения уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента боковой стенки 101 закрывающего втулочного элемента, чтобы усадить и зажать уплотняющую часть 108 закрывающего втулочного элемента вокруг поверхности уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента, чтобы прижать его к закаточному шву 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта и образовать уплотнение, после чего горячий воздух HA удаляют. Это герметизирует камеру W для увлажняющей жидкости разреженным сухим газом GS.
Если они изготовлены из алюминия глубокой вытяжки и формования, формующие ролики от прокатно-формовочной машины RFM направляют в место расположения уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента для пищевого продукта на боковой стенке 101 закрывающего втулочного элемента для усадки и прижатия уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента вокруг поверхности уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента для образования плотного прижатия к закаточному шву 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта.
Таким образом, сухой газ GS при разреженном давлении теперь уплотнен внутри камеры W для увлажняющей жидкости и внутри камеры DGS для сухого газа, а также проникает внутрь поглотителя D пара для термоусадки пластика. Затем закрывают клапан DGV для сухого газа и вакуумный клапан Vv. Как и прежде, лишний материал закрывающего втулочного элемента 30, который все еще прикреплен к цилиндрическому стержню CR, отрезают, чтобы создать конец 110 боковой стенки закрывающего втулочного элемента. Теперь устройство 10 готово к использованию.
Способ работы устройства
Средство 40 активации охлаждения приводят в действие посредством давления f пальца для деформации уплотнения 123 для сухого газа, вызывая гидравлическую связь между камерой W для увлажняющей жидкости и камерой DGS для сухого газа. Предполагается, что средство 40 активации охлаждения активируется перед использованием средства 113 для выпуска пищевого продукта. Однако если средство 113 для выпуска пищевого продукта приводится в действие перед средством активации охлаждения, то предполагается, что падение давления контейнера 20 для пищевого продукта вызовет расслабление боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта и ослабит захват уплотнения 123 для сухого газа относительно боковой стенки 105 закрывающего втулочного элемента и, таким образом, будет создавать гидравлическую связь между камерой W для увлажняющей жидкости, камерой DGS для сухого газа и поглотителем D пара для термоусадки пластика.
Боковую стенку 101 закрывающего втулочного элемента затем можно массировать вручную относительно боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента, чтобы заставить реагирующие химические соединения RCC в камере W для увлажняющей жидкости реагировать друг с другом, чтобы эндотермически охладить и в то же время создать увлажняющую жидкость HL. Указанное массирование деформирует обращенные внутрь выступы и обращенные наружу выступы 104 внутреннего втулочного элемента 102, позволяя реагирующим химическим соединениям RCC смешиваться и реагировать друг с другом, чтобы обеспечить первое охлаждающее средство устройства 10 путем охлаждения с помощью эндотермической реакции и в то же самое время обеспечивает средство для создания увлажняющей жидкости HL для второго охлаждающего средства.
Разрежение сухого газа GS вызовет увеличение увлажняющей жидкости HL, тем самым создавая путем реакций испарение в виде пара Vw увлажняющей жидкости в сухой газ DG. Сухой газ DG поглощает пар Vw увлажняющей жидкости, что снижает температуру точки росы сухого газа DG, и он становится влажным газом в третьем охлаждающем средстве устройства 10. Дополнительная теплота испарения, h, отбирается из увлажняющей жидкости HL сухим газом DG, когда он становится влажным и понижает его температуру точки росы. Сухой газ DG с более высокой температурой точки росы насыщает камеру DGS для сухого газа и поглощается поглотителем D пара для термоусадки пластика в кольцевом удерживающем пространстве 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика. Поглотитель D пара для термоусадки пластика нагревается по мере того, как он поглощает пар Vw увлажняющей жидкости, и стенка 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика, которая растянута за счет формования вытяжкой, реагирует на повышение в ней температуры путем деформирования и усадки его площади.
Как и прежде, при нагревании стенка 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика усаживается по ее площади и движется наружу от куполообразной нижней стенки 22 контейнера для пищевого продукта, вызывая увеличение объема камеры DGS для сухого газа и камеры W для увлажняющей жидкости и, таким образом, создавая по существу более низкое давление пара в фиксированном количестве разреженного сухого газа DG в камере DGS для сухого газа. Это снижает давление пара сухого газа DG в камере DGS для сухого газа. Давление в камере DGS для сухого газа теперь ниже, и он будет поглощать большее количество пара Vw увлажняющей жидкости, чтобы продолжить процесс охлаждения.
Далее, деформационное движение стенок 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика заставляет поглотитель D пара для термоусадки пластика перемещаться и растекаться, позволяя неэкспонированному поглотителю D пара для термоусадки пластика действовать и осуществлять сорбцию пара Vw увлажняющей жидкости в поглотителе D пара для термоусадки пластика, а второе охлаждающее средство обеспечивается испарением увлажняющей жидкости HL, образующейся в результате реакций.
Третий вариант осуществления изобретения
Ссылаясь на фиг. 15, предоставлен стандартный контейнер 20 для пищевого продукта. Этот вариант осуществления представляет собой просто еще одну версию первого и второго вариантов осуществления с одинаковыми элементами. Разница между этим третьим вариантом осуществления и первым вариантом осуществления состоит в том, что уплотнение 123 для сухого газа выполнено на верхнем крае 105a боковой стенки внутреннего втулочного элемента боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента и боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта.
Как и прежде, уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента обеспечено, как описано в первом варианте осуществления изобретения, в виде структуры с тонкой петлей, изготовленной из одного из уплотнительного кольца, металлического ленточного уплотнения, резинового ленточного уплотнения, мастичного уплотнения и уплотнения из уплотняющего воска и клеевого связующего агента. Уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента должно иметь возможность расширения, чтобы образовывать плотную уплотняющую ленту вокруг контейнера 20 для пищевого продукта. Диаметр петли уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента размещен по окружности и плотно прилегает вокруг закаточного шва 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта.
Как и ранее, уплотнение 123 для сухого газа предпочтительно предоставляется, как описано в первом варианте осуществления изобретения, также в виде уплотнительного кольца, металлического ленточного уплотнения, резинового ленточного уплотнения, мастичного уплотнения и уплотнения из уплотняющего воска, клеевого связующего агента и имеющей форму в виде тонкой петли, обычно кольцевой структуры. Уплотнение 123 для сухого газа размещено по окружности и плотно прилегает вокруг боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта и на расстоянии около 20 мм от уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента.
Как и прежде, внутренний втулочный элемент 102 в форме тонкой чашки снабжен боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента и нижней стенкой 106 внутреннего втулочного элемента. Внутренний втулочный элемент 102 представляет собой тонкостенную чашеобразную структуру с боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента и нижней стенкой 106 внутреннего втулочного элемента, которая частично окружает боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта, образуя кольцевой зазор с боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта.
Как и прежде, внутренний втулочный элемент 102 предпочтительно образован из пластика, полученного литьем под давлением, такого как ПЭТ и ПВХ. Внутренний втулочный элемент 102 также может быть образован в виде тонкой алюминиевой чашки глубокой вытяжки. Внутренний втулочный элемент 102 также может быть отлит под давлением, однако предполагается, что внутренний втулочный элемент 102 изготавливают из термоусаживаемого пластикового материала, такого как ПЭТ и ПВХ. Таким образом, внутренний втулочный элемент 102 должен быть достаточно высоким, чтобы окружать нижнюю куполообразную стенку 22 контейнера для пищевого продукта, и чтобы боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента закрывала большую часть боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта с помощью верхнего края 105a внутреннего втулочного элемента только над уплотнением 123 для сухого газа. Боковая стенка 105 внутреннего втулочного элемента усаживается по диаметру и зажимает уплотнение 123 для сухого газа, чтобы образовать гидравлическое уплотнение между боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта. Внутренняя поверхность боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента, уплотнение 123 для сухого газа, внешняя поверхность боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта, внешняя поверхность куполообразной нижней стенки 22 контейнера для пищевого продукта и внутренняя поверхность нижней стенки 106 внутреннего втулочного элемента образует камеру W для увлажняющей жидкости, заполненную увлажняющей жидкостью HL для частичного окружения боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта и куполообразной нижней стенки 22 контейнера для пищевого продукта. Увлажняющая жидкость заполняет камеру W для увлажняющей жидкости только чуть ниже уплотнения 123 для сухого газа. Таким образом, когда внутренний втулочный элемент 102 является либо термоусаженным, либо обжатым для герметизации уплотнения 123 для сухого газа, уплотнение 123 для сухого газа образует уплотнение между боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента и частично боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта, чтобы образовать герметичную камеру W для увлажняющей жидкости, которая содержит увлажняющую жидкость HL. Таким образом, увлажняющая жидкость HL окружает куполообразную нижнюю стенку 22 контейнера для пищевого продукта и частично боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта.
Как и раньше, впитывающий элемент 140 обеспечивается опционально, но не обязательно. Впитывающий элемент 140 прикреплен к обращенной наружу боковой стенке 105 внутреннего втулочного элемента, как описано ранее.
Как и раньше, боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента содержит уплотняющую часть 118 закрывающего втулочного элемента, которая может быть усажена по диаметру для образования ограниченного прохода 119а для пара во впитывающем элементе 140 напротив боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента. Сжатие уплотняющей части 118 закрывающего втулочного элемента также вызывает уплотнение уплотнения 123 для сухого газа между боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента и боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта.
Как и раньше, когда уплотняющая часть 108 закрывающего втулочного элемента усаживается по диаметру, она образует уплотнение 109 закрывающего втулочного элемента с помощью закрывающего уплотнения 121 и зажимается вокруг закаточного шва 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта с образованием камеры DGS для сухого газа. Камера DGS для сухого газа проходит между уплотнением 121 закрывающего втулочного элемента, боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента, боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта частично над уплотнением 123 для сухого газа, уплотнением 123 для сухого газа и обращенной наружу поверхностью внутреннего втулочного элемента 102. Сухой газ DG обеспечивают внутри камеры DGS для сухого газа при давлении предпочтительно чуть ниже окружающего атмосферного давления.
Как и прежде, закрывающий втулочный элемент 30 содержит нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента, которая герметично соединяется с боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента. Нижняя стенка 130 закрывающего втулочного элемента герметично соединяется с выступающей внутрь кольцевой стенкой 133 закрывающего втулочного элемента. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента является гибкой и может реагировать на изменения давления путем складывания или расширения.
Контейнер 20 для пищевого продукта предпочтительно представляет собой цилиндрический контейнер для напитка стандартной конструкции, со стандартным средством 113 для выпуска пищевого продукта и стандартным отверстием 112 для выпуска пищевого продукта.
Обеспечен закрывающий втулочный элемент 30. Закрывающий втулочный элемент 30 как описано ранее, предпочтительно изготавливается из одного из формованного вытяжкой с раздувом ПЭТ и ПВХ для образования термоусаживаемого закрывающего втулочного элемента 30 в виде тонкостенной чашеобразной втулки, но также может быть изготовлен из тонкостенного алюминия глубокой вытяжки. Закрывающий втулочный элемент 30 содержит боковую стенку 101 закрывающего втулочного элемента, которая окружает полностью или частично контейнер 20 для пищевого продукта с внутренним втулочным элементом 102, прикрепленным к указанной боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента может принимать различные формы для придания прочности, но при этом должна позволять указанной боковой стенке 101 закрывающего втулочного элемента сопрягаться с частями боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта как будет описано ниже. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента закрывает полностью или частично герметичный контейнер 20 для пищевого продукта, содержащий пищевой продукт P. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента может быть изготовлена из других пластиковых материалов, которые могут давать усадку при воздействии тепла на их поверхности. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента предпочтительно частично закрывает боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта и может проходить для частичного закрывания верхней стенки 107 контейнера для пищевого продукта. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента просто скользящим образом насаживается на внутренний втулочный элемент 102 и окружает его по окружности. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента предпочтительно частично закрывает боковую стенку 100 контейнера для пищевого продукта и может проходить для частичного закрывания верхней стенки 107 контейнера для пищевого продукта. Предполагается, что конец 110 боковой стенки закрывающего втулочного элемента расположен на уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента, но предусматривается, что конец 110 боковой стенки закрывающего втулочного элемента может проходить за пределы уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента и над верхней стенкой 107 контейнера для пищевого продукта. Когда уплотняющая часть 108 закрывающего втулочного элемента усаживается, это зажимает поверхность внутреннего втулочного элемента 102 и образует кольцевую камеру DGS для сухого газа, определяемую поверхностями уплотнения 123 для сухого газа, уплотнением 121 закрывающего втулочного элемента, частично боковой стенкой 100 контейнера для пищевого продукта и частично боковой стенкой закрывающего втулочного элемента.
Закрывающий втулочный элемент 30 защищает внутренний втулочный элемент 102. Когда боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента термоусаживается, она не должна зажимать поверхность внутреннего втулочного элемента 102, но должна обеспечивать возможность пару Vw увлажняющей жидкости проходить между боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента и обращенной наружу боковой стенкой 105 внутреннего втулочного элемента. Предполагается, что уплотняющая часть 118 закрывающего втулочного элемента частично деформируется вокруг внутреннего втулочного элемента 102, чтобы надежно удерживать его и обеспечить ограниченный проход 119а для пара.
Обращенная наружу поверхность боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента, уплотнение 123 для сухого газа, и частично обращенная внутрь поверхность закрывающего втулочного элемента 30, образуют камеру DGS для сухого газа. Обращенная наружу поверхность боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта, уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента, и частично обращенная внутрь поверхность боковой стенки 101 контейнера для пищевого продукта образуют камеру W для увлажняющей жидкости.
Закрывающий втулочный элемент 30 содержит нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента, которая герметично соединяется с боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента. Нижняя стенка 130 закрывающего втулочного элемента герметично соединяется с выступающей внутрь усаживаемой кольцевой стенкой 133 закрывающего втулочного элемента. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента является гибкой и может реагировать на изменения давления путем складывания или расширения. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента заполняется поглотителем D пара для термоусадки пластика до уровня усаживаемой кольцевой стенки 133 закрывающего втулочного элемента. Внутренние поверхности закрывающего втулочного элемента 30 под уплотнением 121 закрывающего втулочного элемента образуют камеру DGS для сухого газа, содержащую сухой газ GS.
Предполагается, что закрывающий втулочный элемент 101 может быть изготовлен из алюминия методом формования или глубокой вытяжки и сформирован так, чтобы обеспечить для всего требование к уплотнению, путем формования и прокатки его по частям. В таком случае усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента может быть изготовлена из термоусаживаемого материала ПЭТ или ПВХ и добавлена к нижней стенке 130 закрывающего втулочного элемента посредством ультразвуковой сварки или склеивания. При необходимости тонкостенный сквозной опорный цилиндр 132 обеспеченный, как и прежде, отверстиями 137 опорного цилиндра близкими к его верхнему концу размещается для опирания на нижнюю стенку 130 закрывающего втулочного элемента между боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента и усаживаемой кольцевой стенкой 133 закрывающего втулочного элемента и контактирования с нижней стенкой 105 внутреннего втулочного элемента. Если боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента сделана достаточно прочной, в опорном цилиндре 132 нет необходимости.
Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика внутри камеры DGS для сухого газа образуется между пространством, определенным внутренней поверхностью опорного цилиндра 132, внутренней поверхностью усаживаемой кольцевой стенки 133 закрывающего втулочного элемента и внутренней поверхностью нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента. Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика находится в гидравлической связи с камерой DGS для сухого газа и находится внутри камеры DGS для сухого газа. Кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска образовано в пределах камеры DGS для сухого газа между наружной поверхностью указанного опорного цилиндра 132, внутренней поверхностью боковой стенки 102 закрывающего втулочного элемента и внутренней поверхностью нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента. Кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска может быть необязательно заполнено с помощью подходящего термического воска 138, который может плавиться при температуре в диапазоне от 21 oС (70 oF) до 71 oС (160 oF). Опорный цилиндр 132 предотвращает складывание нижней стенки 130 закрывающего втулочного элемента и деформацию ее формы относительно контейнера 20 для пищевого продукта.
Средство активации охлаждения, 40, обеспечивается, когда палец f используется для нажатия на боковую стенку 101 закрывающего втулочного элемента в месте расположения уплотнения 123 для сухого газа, чтобы деформировать то же самое и подавать увлажняющую жидкость HL из камеры W для увлажняющей жидкости в камеру е для сухого газа.
Предполагается, что внутренний втулочный элемент 102 может иметь поверхности и формы, которые могут способствовать увеличению площади поверхности, чтобы способствовать испарению в камере DGS для сухого газа. Ожидается, что ионизируемые химические соединения S, выбранные из разновидностей растворяющихся химических соединений DCC, которые растворяются эндотермически, могут быть помещены в обращенные внутрь выступы 103 внутреннего втулочного элемента 102 как описано ранее. Это можно сделать, пропитав обращенную наружу поверхность внутреннего втулочного элемента 102 указанным ионизируемыми растворяющимися химическими соединениями DCC, как описано ранее. Ограниченный проход 119а для пара образован путем прижатия уплотняющей части 118 закрывающего втулочного элемента к впитывающему элементу 140.
Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика вмещает поглотитель D пара для термоусадки пластика, такой как силикагель, молекулярные сита, глиняные осушители, такие как монтмориллонитовые глины, оксид кальция и сульфид кальция. Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика изготавливается формованием вытяжкой из термоусаживаемого материала, включая различные формы термоусаживаемого ПЭТ и различные формы термоусаживаемого ПВХ. Усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента реагирует на тепло, деформируя и усаживая площадь своей поверхности. Предпочтительно усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента усаживается по площади поверхности и имеет тенденцию к сплющиванию под действием тепла, полученного от поглотителя пара для термоусадки пластика, для увеличения объема камеры DGS для сухого газа. Эта деформация вызвана нагревом поглотителя D пара для термоусадки пластика, поскольку он поглощает пар Vw увлажняющей жидкости HL из увлажненного сухого газа DG в камере DGS для сухого газа. Сухой газ GS в камере DGS для сухого газа находится в гидравлической связи с поглотителем D пара для термоусадки пластика и с ограниченным проходом 119а для пара, и, таким образом, предпочтительно, кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика находится в гидравлической связи с внешними стенками внутреннего втулочного элемента 102.
Форма усаживаемой кольцевой стенки 133 закрывающего втулочного элемента должна минимизировать камеру DGS для сухого газа до ее нагрева, и таким образом его проникновение в камеру DGS для сухого газа должно быть спроектировано так, чтобы сделать максимальным и увеличить объем камеры DGS для сухого газа. В примерах, показанных на фиг. 1, форма усаживаемой кольцевой стенки 133 закрывающего втулочного элемента является перевернутой чашкой. Однако она может принимать разные формы, как показано на различных фигурах.
При нагревании усаживаемая кольцевая стенка 133 закрывающего втулочного элемента усаживается и минимизирует свою площадь. Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика расширяется и движется наружу, что приводит к увеличению объема камеры DG для сухого газа, создавая по существу более низкое давление для сухого газа DG, которое меньше его начального давления, которое предпочтительно составляет чуть ниже окружающего атмосферного давления. Это снижает давление пара сухого газа DG и любых паров в камере DGS для сухого газа и, таким образом, давление пара во внутреннем втулочном элементе 102. Таким образом, ожидается, что боковая стенка 100 закрывающего втулочного элемента может быть спроектирована с кольцевыми выступами или боковыми выступами для ее усиления и предотвращения ее складывания под действием силы разрежения, создаваемой поглотителем D пара для термоусадки пластика. Например, обращенные внутрь выступы 103 и обращенные наружу выступы 104, показанные на фиг. 2, могут быть достаточными для обеспечения всей прочности и площади поверхности, необходимых для поддержки боковой стенки 100 закрывающего втулочного элемента от силы давления разрежения, создаваемой поглотителем D пара для термоусадки пластика. Ожидается, что камера W для увлажняющей жидкости может быть сделана так, чтобы только удерживать достаточно увлажняющей жидкости HL без переполнения при ее приеме.
Как и раньше, обращенная наружу поверхность внутреннего втулочного элемента 102 образует часть камеры DGS для сухого газа. Эта поверхность также может быть наслоена ионизируемыми соединениями S, когда она является термоусаживаемой, чтобы образовать ее форму путем горячего напыления на нее потоком частиц ионизируемых соединений, переносимых нагретым воздухом при высоком ударном давлении, поскольку она термически усаживается, чтобы сформировать свою форму на матрице. Сухой газ DG предпочтительно обеспечивается внутри камеры DGS для сухого газа при давлении чуть ниже атмосферного давления и также заполняет камеру DGS для сухого газа, создавая небольшую разницу давлений между камерой DGS для сухого газа (более низкое давление) и камерой W для увлажняющей жидкости.
На фиг. 16 показано устройство 10 согласно четвертому варианту осуществления, когда охлаждающее средство F приведено в действие.
Способ изготовления третьего варианта осуществления
Этот способ по существу аналогичен этапам, требуемым для первого варианта осуществления, с небольшими отличиями, при этом обеспечивают стандартный контейнер 20 для пищевого продукта.
Как и прежде, обеспечивают уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента, и уплотнение 121 закрывающего втулочного элемента разворачивают и размещают по окружности вокруг боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта и для соединения вокруг закаточного шва 114 верхней стенки контейнера для пищевого продукта.
Как и прежде, обеспечивают уплотнение 123 для сухого газа, разворачивают его и размещают по окружности и плотно вокруг верхней стенки 107 контейнера для пищевого продукта на около 20 мм ниже уплотнения 121 закрывающего втулочного элемента в плоскости, параллельной диаметральной плоскости контейнера 20 для пищевого продукта для соединения вокруг боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта.
Внутренний втулочный элемент 102 выполняют в форме чашки-втулки, как описано ранее, и обеспечивают для фрикционного покрытия и прилегания к боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта, чтобы он только закрывал уплотнение 123 для сухого газа. Как и раньше, впитывающий элемент 140 обеспечивают опционально, и прикрепляют к обращенной наружу стенке боковой стенки 105 внутреннего втулочного элемента.
Увлажняющая жидкость HL наливается во внутренний втулочный элемент 102 для заполнения камеры W для увлажняющей жидкости между контейнером для пищевого продукта и внутренним втулочным элементом 102 до уровня чуть ниже уплотнения 123 для сухого газа.
Горячий воздух HA сначала направляют на внутренний втулочный элемент 102 на место расположения уплотнения 123 для сухого газа для усадки и зажима внутреннего втулочного элемента 102 частично вокруг поверхности уплотнения 123 для сухого газа, после чего горячий воздух HA удаляют. Это уплотняет увлажняющую жидкость HL и образует герметичную камеру W для увлажняющей жидкости, образованную кольцевым зазором между контейнером для пищевого продукта и внутренним втулочным элементом 102 до уровня чуть ниже уплотнения 123 для сухого газа.
Как и прежде, обеспечивают закрывающий втулочный элемент 30 в виде чашеобразной структуры с прямой боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента как показано на фиг. 2.
Как и прежде, боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента должна быть выше контейнера 20 для пищевого продукта и выступать за верхнюю стенку 107 контейнера для пищевого продукта не менее чем на 50 мм. Боковая стенка 101 закрывающего втулочного элемента просто насаживают на внутренний втулочный элемент 102.
Как и прежде, опорный цилиндр 132 помещают, чтобы он сидел на нижней стенке 130 закрывающего втулочного элемента, с отверстиями 137 опорного цилиндра рядом с контейнером 20 для пищевого продукта, чтобы сформировать кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика и кольцевое удерживающее пространство 136 для термического воска. Как и прежде, термический воск 138 размещают таким образом, чтобы заполнить удерживающее пространство 136 для термического воска и удерживать поглотитель D пара для термоусадки пластика, заполненный в кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика.
Как и прежде, контейнер 20 для пищевого продукта с внутренним втулочным элементом 102, прикрепленным внутренним втулочным элементом 102, структурой 102 для разрушения уплотнения, уплотнением 121 закрывающего втулочного элемента и уплотнением 123 для сухого газа вставляют для установки на опорный цилиндр 132 внутри закрывающего втулочного элемента 30.
Как и прежде, цилиндрический стержень CR обеспечивают сквозным отверстием TH по всей его длине и трехходовым фитингом TWF, прикрепленным к сквозному отверстию TH. Как и прежде, первый вход трехходового фитинга TWF соединен шлангом DGH для сухого газа для гидравлической связи с напорным баллоном DGC для сухого газа через клапан DGV для сухого газа. Как и прежде, второй вход трехходового фитинга TWF соединен шлангом VPH вакуумного насоса с вакуумным насосом VP через вакуумный клапан Vv. Как и прежде, третий вход трехходового фитинга TWF соединяют шлангом для увлажняющей жидкости с резервуаром HLT для увлажняющей жидкости через клапан HLV для увлажняющей жидкости.
Как и прежде, внешний диаметр цилиндрического стержня CR выполнен таким образом, чтобы он точно соответствовал закрывающему втулочному элементу 30, и его вставляют на около 20 мм в открытый конец закрывающего втулочного элемента 30, и закрывающий втулочный элемент 30 подвергают термоусадке для герметизации вокруг него. Клапан HLV для увлажняющей жидкости, клапан DGV для сухого газа и вакуумный клапан Vv закрывают.
Как указывалось ранее, клапан DGV для сухого газа, отрегулированный при низком давлении, составляющем около 6895 Па (1 фунт на квадратный дюйм) и вакуумный клапан Vv сначала открывают, чтобы позволить сухому газу GS затопить внутреннюю часть закрывающего втулочного элемента 30, чтобы удалить любой влажный воздух и газы внутри внутреннего втулочного элемента 102, камеры DGS для сухого газа и во внутренней части закрывающего втулочного элемента 30, используя вакуумный насос VP. После нескольких секунд продувки клапан DGV для сухого газа отключают, чтобы позволить вакуумному насосу VP слегка разредить сухой газ DG, остающийся в закрывающем втулочном элементе 30, до давления чуть ниже окружающего атмосферного давления. Может быть обеспечен отсечной клапан для управления давлением, но сам вакуумный насос VP может быть выполнен так, чтобы обеспечивать необходимое разрежение.
Горячий воздух HA от источника HS тепла теперь направляют на место расположения уплотняющей части 108 закрывающего втулочного элемента для пищевого продукта для боковой стенки 101 закрывающего втулочного элемента для сжатия и зажима вокруг закрывающего уплотнения 121, после чего горячий воздух HA удаляют. Это уплотняет и формирует сухой газ GS в камере DGS для сухого газа.
Затем лишний материал закрывающего втулочного элемента 30, который прикреплен к цилиндрическому стержню CR, отрезают, чтобы создать конец 110 боковой стенки закрывающего втулочного элемента. Теперь устройство 10 готово к использованию.
Способ работы устройства
Предполагается, что средство 40 активации охлаждения активируется нажатием пальца f для деформации уплотнения 123 для сухого газа перед использованием средства 113 для выпуска пищевого продукта. Однако если средство 113 для выпуска пищевого продукта будет использоваться перед средством 40 активации охлаждения, то предполагается, что падение давления из-за отсутствия уплотнения в пищевом продукте P, а также внутри контейнера 20 для газированного пищевого продукта вызовет расслабление боковой стенки 100 контейнера для пищевого продукта и тем самым поставит под угрозу нарушение целостности уплотнения, образованного уплотнением 123 для сухого газа между внутренним втулочным элементом 102 и боковой стенкой 101 закрывающего втулочного элемента, а небольшое разрежение сухого газа GS вызовет разницу давлений между камерой DGS для сухого газа (более низкое давление) и камерой W для увлажняющей жидкости. В любом случае средство 40 активации охлаждения, увлажняющая жидкость HL естественным образом вызовет испарение пара Vw увлажняющей жидкости из камеры W для увлажняющей жидкости в камеру DGS для сухого газа. Небольшое разрежение сухого газа GS вызовет разницу давлений между камерой DGS для сухого газа (более низкое давление) и камерой W для увлажняющей жидкости. В любом случае средство 40 активации охлаждения, пар Vw увлажняющей жидкости естественным образом будет вынужден испаряться и попадать в камеру DGS для сухого газа из-за разницы давлений между камерой DGS для сухого газа и камерой W для увлажняющей жидкости. При этом начинается процесс охлаждения за счет испарения пара Vw увлажняющей жидкости в сухой газ GS. То же самое происходит, когда средство 113 для выпуска пищевого продукта используется перед средством 40 активации охлаждения. Удержание уплотнения 123 для сухого газа на боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта ослабляется, когда давление насыщенного углекислого газа сбрасывается с пищевого продукта P, и небольшое разрежение сухого газа GS вызовет перепад давления между камерой DGS для сухого газа (более низкое давление) и камерой W для увлажняющей жидкости. В любом случае средство 40 активации охлаждения, пар Vw увлажняющей жидкости, естественно, будет вынужден войти в камеру DGS для сухого газа. Пар Vw увлажняющей жидкости проходит в камеру DGS для сухого газа, которая содержит в себе сухой газ DG. Ожидается, что камера DGS для сухого газа будет содержать внутри себя химические соединения S. Это вызывает дополнительное эндотермическое охлаждение. Сухой газ GS испаряет увлажняющую жидкость HL в пар Vw увлажняющей жидкости, и происходит испарительное охлаждение. Сухой газ DG поглощает пар Vw увлажняющей жидкости, что снижает температуру точки росы сухого газа DG, и он становится влажным газом. Теплота испарения H уносится сухим газом DG, когда он становится влажным и понижает свою температуру точки росы. Как и прежде, поглотитель D пара для термоусадки пластика нагревается по мере того, как он поглощает пар Vw увлажняющей жидкости, и стенка 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика, которая растянута за счет формования вытяжкой, реагирует на повышение в ней температуры путем деформирования и усадки его площади.
Как и прежде, при нагревании стенка 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика усаживается по ее площади и движется наружу от куполообразной нижней стенки 22 контейнера для пищевого продукта, вызывая увеличение объема камеры DGS для сухого газа и, таким образом, создавая по существу более низкое давление пара в фиксированном количестве разреженного сухого газа DG в камере DGS для сухого газа. Это снижает давление пара сухого газа DG в камере DGS для сухого газа. Давление в камере DGS для сухого газа теперь является ниже и, следовательно, пар Vw увлажняющей жидкости втягивается в камеру DGS для сухого газа ускоренными темпами. Эта деформация стенки 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика продолжается с продолжающимся выделением большего количества теплоты испарения h, и заставляя стенку 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика стремиться к сплющиванию и тем самым увеличивать объем камеры DGS для сухого газа относительно его первоначального объема. Деформация и расплющивание стенки 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика заставляет камеру DGS для сухого газа увеличиваться в объеме, и поскольку в камере DGS для сухого газа имеется фиксированное количество сухого газа DG внутри камеры DGS для сухого газа создается более низкое давление. Кольцевое удерживающее пространство 131 для поглотителя пара для термоусадки пластика также делается большим за счет расплющивания стенки 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика. Как и прежде, это приводит к тому, что поглотитель D пара для термоусадки пластика непрерывно смещается, перемещается, опускается и растекается по расплющенной стенке 133 кольцевого удерживающего пространства для поглотителя пара для термоусадки пластика. Это растекание приводит в движение поглотитель D пара для термоусадки пластика и делает его более эффективным, поскольку он занимает большую площадь поверхности. Таким образом, сухой газ DG является электродвижущим средством переноса тепла для пара Vw увлажняющей жидкости в поглотитель D пара для термоусадки пластика без необходимости вакуума.
Комбинация увлажняющей жидкости HL и поглотителя D пара для термоусадки пластика представлена в таблице 1 ниже:
Пятиокись фосфора и углерод.
Тиоцианат натрия,
Монометиламин-вода, нитрат лития,
молекулярные сита 4ao.
Углеродные сита
На фиг. 16 показан еще один вариант третьего варианта осуществления с уплотнением 123 для сухого газа, расположенным около средней линии на боковой стенке 100 контейнера для пищевого продукта, чтобы освободить место над камерой для увлажняющей жидкости для удержания растворяющихся химических соединений DCC над уплотнением 123 для сухого газа. На фиг. 16 также показан выступающий наружу термоусаживаемый выступ 141, который образует нижнюю стенку внутреннего втулочного элемента 102. Термоусаживаемый выступ 141 является примером выступающей наружу структуры относительно контейнера 20 для пищевого продукта, которая увеличивает объем камеры DGS для сухого газа при нагревании поглотителем D пара для термоусадки пластика, в то же время уменьшая объем камеры W для увлажняющей жидкости. Это действует как насос для увлажняющей жидкости HL, поднимаясь и взаимодействуя с растворяющимися химическими соединениями DCC, обеспечивая эндотермическое охлаждение за счет их сольватации. В то же время сухой газ DG будет вызывать испарение увлажняющей жидкости HL до пара Vw увлажняющей жидкости и вызывать еще большее охлаждение за счет испарения. Таким образом, регулируя количество увлажняющей жидкости HL, закачиваемой в растворяющиеся химические соединения DCC, и скорость испарения увлажняющей жидкости HL, можно регулировать осушение и растворение растворяющихся химических соединений DCC для обеспечения повторного охлаждения с использованием того же количества химических веществ, чтобы повторить процесс сольватации и охлаждения.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| БЛЕНДЕР | 2018 |
|
RU2777586C2 |
| ЕМКОСТЬ С НЕСЪЕМНОЙ КРЫШКОЙ ДЛЯ ОБЛЕГЧЕНИЯ ДОЗИРОВАННОГО РОЗЛИВА СОДЕРЖИМОГО | 2014 |
|
RU2655283C2 |
| КРЫШКА ДЛЯ КУХОННОГО КОМБАЙНА | 2020 |
|
RU2815659C2 |
| УПАКОВКА ДЛЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЯ | 2019 |
|
RU2750766C1 |
| КАПСУЛА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ В МАШИНЕ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ | 2010 |
|
RU2533706C2 |
| УКУПОРОЧНАЯ СИСТЕМА | 2007 |
|
RU2435719C2 |
| ВЫПУСКНОЙ УЗЕЛ С ПОВТОРНО ИСПОЛЬЗУЕМЫМ ОТЛАМЫВАЕМЫМ КОЛПАЧКОМ, КОНТЕЙНЕР С ВЫПУСКНЫМ УЗЛОМ И УПАКОВКА ДЛЯ НЕГО | 2001 |
|
RU2263053C2 |
| УЗЕЛ КОНТЕЙНЕРА ОДНОРАЗОВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПИЩИ, СИСТЕМА И СПОСОБ | 2017 |
|
RU2735574C2 |
| МЕШОК ДЛЯ СТЕРИЛЬНОГО РАСТВОРА ПРОДУКТА | 2017 |
|
RU2732111C2 |
| КОНТЕЙНЕР ДЛЯ ВАРКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ | 2006 |
|
RU2401785C2 |
Группа изобретений относится к пищевой промышленности, в частности к устройству для охлаждения контейнера для пищевого продукта. Устройство (10) предназначено для самоохлаждения контейнера (20) для пищевого продукта. Также представлен способ изготовления устройства (10). Самоохлаждающийся контейнер (20) для пищевого продукта объединен с основной системой транспортировки пара, обеспечивающей процесс увлажнения и охлаждения для охлаждения пищевого и питьевого продукта P. Также предоставлены способы сборки и работы устройства (10). Использование группы изобретений позволит повысить качество пищевого продукта. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 22 ил., 1 табл.
1. Устройство (10) для самоохлаждения контейнера, содержащее:
контейнер для пищевого продукта (20), содержащий стенку контейнера для пищевого продукта (100) с наружной поверхностью стенки контейнера для пищевого продукта;
первую камеру, соединенную с указанным контейнером для пищевого продукта (20) и содержащую увлажняющую жидкость;
вторую камеру, проходящую над по меньшей мере частью указанной наружной поверхности стенки контейнера для пищевого продукта и находящуюся в тепловой связи с указанной наружной поверхностью указанной стенки контейнера для пищевого продукта, и при этом указанная вторая камера содержит сухой газ и эндотермическое химическое соединение;
барьерную структуру, герметично отделяющую указанную первую камеру от указанной второй камеры;
и механизм выпуска увлажняющей жидкости для открытия гидравлической связи между указанной первой камерой и указанной второй камерой в указанной барьерной структуре таким образом, чтобы при срабатывании указанного механизма выпуска увлажняющей жидкости обеспечить выпуск увлажняющей жидкости в указанную вторую камеру, обеспечивая возможность указанной увлажняющей жидкости испаряться в указанный сухой газ в виде пара увлажняющей жидкости внутри указанной второй камеры и тем самым передавать тепло от указанного контейнера для пищевого продукта (20) в указанный пар увлажняющей жидкости, охлаждающий указанный контейнер для пищевого продукта (20), и растворять по меньшей мере часть указанного эндотермического химического соединения, тем самым отбирая тепло от указанного контейнера для пищевого продукта (20) для дополнительного охлаждения указанного контейнера для пищевого продукта (20).
2. Устройство (10) по п. 1, отличающееся тем, что указанный контейнер для пищевого продукта (20) содержит выпускное отверстие для продукта (112) и механизм выпуска продукта (113), выполненный с возможностью срабатывания для выпуска пищевого продукта через указанное выпускное отверстие для продукта (112).
3. Устройство (10) по п. 2, отличающееся тем, что указанный контейнер для пищевого продукта (20) содержит цилиндрическую боковую стенку контейнера для пищевого продукта, верхнюю стенку контейнера для пищевого продукта (107) и нижнюю стенку контейнера для пищевого продукта (22), при этом указанная верхняя стенка контейнера для пищевого продукта (107) содержит указанное выпускное отверстие для продукта (112).
4. Устройство (10) по п. 3, отличающееся тем, что указанная вторая камера проходит над указанной нижней стенкой (22) указанного контейнера для пищевого продукта (20).
5. Устройство (10) по п. 4, содержащее:
закрывающий втулочный элемент (101) со стенкой закрывающего втулочного элемента, по существу непроницаемой для жидкостей, паров и газов, причем указанная стенка закрывающего втулочного элемента разнесена на расстоянии снаружи от указанной стенки контейнера для пищевого продукта (100) и содержит уплотняющую часть закрывающего втулочного элемента (108), уплотненную с возможностью вращения с указанной стенкой контейнера для пищевого продукта (100) и образующую замкнутое пространство между указанной стенкой контейнера для пищевого продукта (100) и указанным закрывающим втулочным элементом (101), причем указанное замкнутое пространство содержит и образует указанную первую камеру и указанную вторую камеру и содержит указанную барьерную структуру между указанной первой камерой и указанной второй камерой.
6. Устройство (10) по п. 5, дополнительно содержащее удлиненный захват (111), проходящий вверх над указанным закрывающим втулочным элементом (101), при этом указанный закрывающий втулочный элемент (101) выполнен с возможностью поворота относительно указанной стенки контейнера для пищевого продукта (100), и при этом указанная барьерная структура содержит кольцевую структуру внутри указанного замкнутого пространства, обеспечивающую уплотняющий контакт с указанной стенкой контейнера для пищевого продукта (100) и указанным закрывающим втулочным элементом (101) и выполненную с возможностью скольжения относительно указанной стенки контейнера для пищевого продукта (100), и при этом указанный механизм выпуска увлажняющей жидкости содержит выступ (103) на указанной стенке контейнера для пищевого продукта (100) шире указанной кольцевой структуры, выровненный с возможностью вращения с указанной кольцевой структурой;
так, чтобы захватить указанный удлиненный захват (111) и захватить указанный закрывающий втулочный элемент (101), и повернуть указанный удлиненный захват (111) и, таким образом, указанный контейнер для пищевого продукта (20) относительно указанного закрывающего втулочного элемента (101), перемещая указанную кольцевую структуру относительно указанного выступа (103) в положение, в котором указанная кольцевая структура проходит над указанным выступом (103) для открытия гидравлической связи между указанной первой камерой и указанной второй камерой.
7. Устройство (10) по п. 5 или 6, отличающееся тем, что указанная барьерная структура содержит уплотняющую структуру для сухого газа (123), проходящую по окружности вокруг указанной боковой стенки контейнера для пищевого продукта (100) и разнесенную на расстояние ниже указанной уплотняющей части закрывающего втулочного элемента (108), так что указанная первая камера определена над указанной уплотняющей структурой для сухого газа (123), а указанная вторая камера определена под указанной уплотняющей структурой для сухого газа (123), причем указанное устройство дополнительно содержит внутренний втулочный элемент (102), обеспеченный в указанной второй камере между указанной стенкой контейнера для пищевого продукта (100) и указанным закрывающим втулочным элементом (101), причем указанный закрывающий втулочный элемент (101) пропитан эндотермическим химическим соединением.
8. Устройство (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что эндотермическое химическое соединение представляет собой хлорид калия, хлорид аммония или нитрат аммония.
9. Устройство (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что указанная увлажняющая жидкость содержит воду или диметиловый эфир.
10. Устройство (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что указанный сухой газ содержит одно из по существу сухого воздуха, по существу сухого азота и по существу сухого диоксида углерода.
11. Устройство (10) по п. 1, отличающееся тем, что указанный контейнер для пищевого продукта представляет собой банку или бутылку.
12. Устройство (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что давление во второй камере ниже окружающего атмосферного давления и ниже давления в первой камере.
13. Устройство (10) по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что сухой газ имеет точку росы ниже -12°С (10°F) при окружающем атмосферном давлении.
14. Способ изготовления устройства (10) для самоохлаждения контейнера, как заявлено в п. 1, включающий:
обеспечение контейнера для пищевого продукта (20), содержащего стенку контейнера для пищевого продукта (100) с наружной поверхностью стенки контейнера для пищевого продукта;
образование первой камеры, соединенной с указанным контейнером для пищевого продукта (20) и содержащей увлажняющую жидкость;
образование второй камеры, проходящей над по меньшей мере частью указанной наружной поверхности стенки контейнера для пищевого продукта и находящейся в тепловой связи с указанной наружной поверхностью стенки контейнера для пищевого продукта, и при этом указанная вторая камера содержит сухой газ и эндотермическое химическое соединение;
обеспечение барьерной структуры, герметично отделяющей указанную первую камеру от указанной второй камеры;
обеспечение механизма выпуска увлажняющей жидкости для открытия гидравлической связи между указанной первой камерой и указанной второй камерой в указанной барьерной структуре таким образом, чтобы при срабатывании указанного механизма выпуска увлажняющей жидкости обеспечить выпуск увлажняющей жидкости в указанную вторую камеру, обеспечивая возможность указанной увлажняющей жидкости испаряться в указанный сухой газ в виде пара увлажняющей жидкости внутри указанной второй камеры и тем самым передавать тепло от указанного контейнера для пищевого продукта (20) в указанный пар увлажняющей жидкости, охлаждающий указанный контейнер для пищевого продукта (20), и растворять по меньшей мере часть указанного эндотермического химического соединения, тем самым отбирая тепло от указанного контейнера для пищевого продукта (20) для дополнительного охлаждения указанного контейнера для пищевого продукта (20).
| US 5197302A, 30.03.1993 | |||
| Радиотелефонный передатчик | 1936 |
|
SU50824A1 |
| Способ получения 2-фенил-4-ацетаминофенотола | 1937 |
|
SU53869A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШИПУЧЕГО НАПИТКА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ | 2012 |
|
RU2524116C1 |
