Расходно-накопительный резервуар питьевой воды для торгового автомата Российский патент 2023 года по МПК E03B11/02 G07F13/00 B67C3/02 

Изобретение относится к автоматическим аппаратам для розничной продажи питьевой воды в емкость - тару покупателя. Предлагаемое техническое решение может быть востребовано при конструировании компактных и эргономичных устройств названного назначения, а также в различных торговых автоматах, использующих питьевую воду, например, для приготовления напитков.

Известна конструкция бака, которая содержит накопительно-расходный резервуар для подготовленной воды, емкость для размещения в ней средств водоподготовки, плоскую опорную раму, поворотную крышку, вертикальные ребра жесткости, траверсы, воздушный фильтр, окно и трубу (патент на изобретение RU №2714628 от 18.02.2020 г.). На общей раме своим нижним основанием установлен накопительно-расходный резервуар. Крышка резервуара шарнирно укреплена на одном ребре верхнего основания резервуара. В конструкции аналога имеется воздушный фильтр, предназначенный для аэродинамического взаимодействия через этот фильтр внутренней воздушной полости резервуара с окружающей атмосферой. Предусмотрено, также смотровое окно, которое герметично закрыто пластиной из светопропускающего материала. Труба также выполнена из светопропускающего материала и предназначена для размещения в ней бактерицидной лампы ультрафиолетового излучения. Данный резервуар-аналог выполняет функцию единого модуля, в котором расходно-накопительный резервуар для подготовленной воды и корпус для размещения средств подготовки воды конструктивно интегрированы в единый модуль. Наряду с несомненными достоинствами такого технического решения, оно обладает целым рядом существенных недостатков. В первую очередь необходимо отметить сомнительную пользу в решении интегрировать в единый модуль расходно-накопительный резервуар и аппаратные средства водоподготовки. Такое решение увеличивает габариты и вес агрегата, а также количество подсоединенных к нему коммуникаций, что не способствует удобству его обслуживания, а также не способствует удобству его монтажа/демонтажа при профилактике и ремонтах. Конструкция этого аналога снабжена силовой рамой, что также является недостатком, т.к. способствует увеличению веса, габаритов, материалоемкости агрегата и трудоемкости в его производстве.

Известен накопительно-расходный резервуар для питьевой воды (патент на изобретение RU №2717996 от 29.04.2019 г.). Конструкция включает днище, боковую стенку и крышку, при этом в стенке резервуара установлено средство для аэродинамического взаимодействия его внутренней полости с окружающей атмосферой, которое выполнено в виде коробки, вмонтированной либо в крышку резервуара, либо в его боковую стенку, выше максимально возможного уровня воды в резервуаре. При этом коробка заполнена фильтрующим материалом и выполнена с рабочими поверхностями, содержащими отверстия, предназначенные для обеспечения двунаправленной фильтрации воздуха, участвующего в процессе указанного аэродинамического взаимодействия. Особенность данной конструкции заключается в том, что средство для аэродинамического взаимодействия внутренней полости резервуара с окружающей резервуар атмосферой, более известное в технике под названием «сапун» дополнительно включает в себя фильтрующий элемент, разделяющий внутреннее пространство резервуара с атмосферой. Однако обслуживание и замена указанного фильтрующего элемента в данном аналоге не предусмотрена, что является очевидным недостатком его конструкции. Кроме того, выполнение сапуна в виде коробки, которая заполнена фильтрующим материалом, усложняет всю конструкцию при расположении коробки внутри резервуара и ухудшает габаритно-компоновочные свойства резервуара при расположении коробки снаружи. Необходимо также отметить, что использование объемного фильтрующего элемента, которым заполнена коробка сапуна, является архаичным решением, современное применение которого не оправдано, в связи с появлением и широким распространением дешевых и практичных листовых однослойных и многослойных синтетических нетканых фильтрующих материалов.

Известен резервуар для бактерицидного хранения воды (патент на полезную модель RU №193779 от 14.11.2019 г.). По совокупности существенных признаков, общих с патентуемым решением, данная конструкция резервуара принимается за прототип. Резервуар-прототип содержит корпус, включающий днище и боковую стенку, выполненные из непрозрачного материала (нержавеющей стали), а также крышку, герметично соединенную с боковой стенкой в ее верхней части. Крышка выполнена целиком из листа монолитного поликарбоната, пропускающего видимый свет, но защищенного от ультрафиолетового излучения. Эта защита обусловлена наличием на обеих поверхностях листа поликарбоната защитных покрытий, обладающих свойством поглощения (фильтрации) ультрафиолетового излучения. Резервуар также содержит штуцеры для подвода и отвода воды, разнесенные по высоте так, что штуцер для отвода воды расположен в области днища. Резервуар также содержит защитную трубу-капсулу, которая расположена внутри корпуса в области днища и параллельно днищу. Труба-капсула одним своим концом герметично закреплена на боковой стенке корпуса с возможностью свободного доступа во внутреннюю полость трубы с наружной стороны боковой стенки. Другой конец трубы-капсулы выполнен заглушенным. Труба-капсула выполнена из светопропускающего материала и предназначена для размещения в ней бактерицидной лампы ультрафиолетового излучения. При необходимости в трубе-капсуле дополнительно могут быть размещены источники видимого света, например, светодиоды с целью более интенсивного освещения внутренней поверхности корпуса видимым светом. При всех несомненных достоинствах конструкции резервуара-прототипа, следует отметить такой его недостаток, как необходимость выполнения трубы-капсулы из материала, который пропускает ультрафиолетовое излучение бактерицидной лампы. В качестве такого материала применяется, обычно, кварцевое стекло, но оно все же поглощает часть светового потока в ультрафиолетовой части спектра и может разрушиться при нагреве в водной среде, т.е. не надежно, весьма нетехнологично и дорого при мелкосерийном производстве этих элементов, если они предназначены только для комплектации резервуаров с конструкцией прототипа. Кроме того, необходимо отметить, затруднительность герметичного монтажа трубы-капсулы, выполненной из кварцевого стекла в стенку резервуара, что предусматривает наличие металлической или пластиковой арматуры и уплотнений, усложняющих и удорожающих всю конструкцию. В то же время, герметичные бактерицидные лампы различных типоразмеров во влагозащищенном исполнении IP68 для работы в погружном режиме представлены на рынке широким ассортиментом и имеют сравнительно невысокую стоимость. Как недостаток, следует также отметить применение для изготовления крышки специального дорогостоящего материала, а именно поликарбоната, который обладает свойством поглощения ультрафиолетового излучения.

Задачей изобретения является усовершенствование расходно-накопительного резервуара питьевой воды для торгового автомата, с целью расширения арсенала технических решений, используемых при проектировании подобных аппаратов. Техническим результатом, который достигается при использовании заявленного технического решения, является полноценная реализация им своего функционального назначения.

Сущность изобретения заключается в следующем. Расходно-накопительный резервуар питьевой воды для торгового автомата представляет собою закрытую емкость, снабженную элементами ее крепления внутри торгового автомата, штуцерами отвода и подвода воды, системой контроля уровня воды, герметичной верхней съемной крышкой с герметичным смотровым окном и фильтрующим сапуном, снабженную также погружной бактерицидной лампой и датчиками контроля уровня воды. От известных аналогов заявленное техническое решение отличается такими признаками:

- форма боковой поверхности резервуара выполнена в виде боковой поверхности прямой многоугольной призмы с количеством граней не менее шести и не более десяти;

- элементы крепления включают в себя кронштейны подвеса, укрепленные в верхней части резервуара на его гранях и опорные кронштейны, укрепленные в нижней части резервуара на его гранях;

- днище резервуара выполнено с углублением в зоне расположения штуцера отвода воды;

- система контроля уровня воды содержит три датчика, один из которых расположен в верхней части резервуара, второй в средней части и третий, соответственно, в нижней части резервуара;

- фильтрующий сапун выполнен в виде перфорированной пластины-накладки, укрепленной на наружной поверхности верхней съемной крышки, в которой выполнена соответствующая пластине сквозная перфорация, причем между пластиной-накладкой и верхней крышкой размещен однослойный или многослойный листовой фильтрующий материал.

В рамках обозначенной выше сущности заявленного технического решения возможны и целесообразны частные варианты выполнения составляющих его элементов, а именно:

- верхней части резервуара выполнен опорный внутренний фланец, образованный прямым загибом внутрь граней боковой призматической поверхности резервуара и их сопряжением в единую плоскую поверхность, к которой перпендикулярно приварены шпильки, причем съемная верхняя крышка, в которой выполнены соответствующие шпилькам отверстия, через эластичное уплотнение надета на указанные шпильки и зафиксирована на них при помощи гаек;

- углубление в зоне расположения штуцера отвода воды образовано двухплоскостной V-образной складкой в днище резервуара;

- боковая поверхность, днище и верхняя крышка резервуара выполнены из пищевого нержавеющего сплава, причем неразъемные детали соединены методом сварки;

- боковая поверхность резервуара имеет количество граней равное восьми.

Сущность заявленного технического решения поясняется чертежами:

На Фиг. 1 изображена фронтальная проекция расходно-накопительного резервуара питьевой воды для торгового автомата;

На Фиг. 2 изображен вид сверху расходно-накопительного резервуара;

На Фиг. 3 изображен разрез расходно-накопительного резервуара центральной вертикальной плоскостью;

На Фиг. 4 изображен местный разрез верхней крышки и боковой стенки резервуара вертикальной плоскостью через элемент крепления крышки к резервуару;

На Фиг. 5 изображен общий вид расходно-накопительного резервуара.

Расходно-накопительный резервуар питьевой воды для торгового автомата, общий вид которого изображен на Фиг. 5, а подробности конструкции на Фиг. 1 - Фиг. 4, представляет собою закрытую емкость, у которой боковая поверхность (1), днище (2) и верхняя крышка (3) выполнены из листового пищевого нержавеющего сплава, например, марки AISI 304 или 08X18H10. Боковая поверхность (1) резервуара имеет форму боковой поверхности прямой многоугольной призмы, т.е. она образована плоскими гранями в количестве не менее шести и не более десяти, что рационально, как с компоновочной, так и с технологической точек зрения. Все неразъемные детали и узлы резервуара соединены между собою методом герметичной аргонно-дуговой сварки. Не принципиальным, но целесообразным вариантом выполнения боковой поверхности (1) расходно-накопительного резервуара является вариант с количеством боковых граней равным восьми. Этот вариант обладает малой материалоемкостью, т.к. отношение площади поперечного сечения восьмигранного резервуара к периметру этого сечения приближает его к форме цилиндрической бочки, у которой это отношение максимально и составляет четверть ее диаметра, что и обеспечивает ее минимальную материалоемкость при заданном объеме и высоте, по сравнению с другими формами сосудов (за исключением сферических). С другой стороны, наличие граней на боковой поверхности резервуара способствует его хорошей компоновке внутри корпуса торгового автомата и удобству его крепления к несущим элементам корпуса. Резервуар снабжен элементами его крепления внутри торгового автомата, которые включают в себя кронштейн подвеса (4), укрепленный способом сварки в верхней части резервуара на задней грани его боковой поверхности (1) и два опорных кронштейна (5), укрепленных таким же способом на фронтальных гранях в нижней части резервуара. В верхней части боковой поверхности (1) установлен штуцер (6) подвода воды к резервуару, а в нижней части установлен штуцер (7) отвода воды. Система контроля уровня воды в резервуаре содержит три датчика, первый (8) из которых расположен в верхней части резервуара, второй (9) расположен в средней части и третий (10), соответственно, в нижней части резервуара. Герметичная верхняя съемная крышка (3) оборудована герметичным смотровым окном (11) и фильтрующим сапуном (12). Погружная бактерицидная ультрафиолетовая лампа (13) установлена внутри резервуара на его днище (2), в зоне геометрического центра днища (2), при помощи кронштейна (14), причем шнур питания (15), являясь, одновременно, поддерживающим креплением-растяжкой для бактерицидной лампы (13), выведен наружу через силиконовое проходное уплотнение (16), установленное в верхней съемной крышке (3). Днище (2) резервуара выполнено с углублением (17) в зоне расположения штуцера (7) для отвода воды. Углубление (17) может быть образовано в заготовке днища (2) методом объемной штампованной вытяжки или же в виде плоской центральной V-образной складки в днище (2) резервуара, что вполне целесообразно с точки зрения технологии. Герметичное смотровое окно (11) представляет собою прозрачную пластиковую накладку на сквозное прямоугольное отверстие достаточного размера, выполненное в крышке (3), указанная накладка укреплена на этой крышке при помощи приваренных к крышке (3) шпилек (18) и гаек (19) через эластичную, например, силиконовую прокладку (20). Фильтрующий сапун (12) включает в свой состав перфорированную пластину-накладку (21), надетую на две шпильки (22), приваренные к наружной поверхности верхней съемной крышки (3) и зафиксированную гайками (23). В крышке (3) выполнена сквозная перфорация, соответствующая перфорации, выполненной в пластине-накладке (21), причем между пластиной-накладкой (21) и перфорированным участком верхней крышкой (3) размещен фильтрующий элемент (24), выполненный из однослойного или многослойного листового фильтрующего материала, в качестве которого может быть использованы нетканые материалы типа «Спанбонд» или «Мелтблаун» или многослойный композитный фильтрующий материал "SMS". Для обеспечения монтажа/демонтажа верхней крышки (3) и доступа во внутреннее пространство накопительного резервуара, в верхней его части выполнен опорный внутренний фланец (25), образованный прямым загибом внутрь резервуара граней его боковой призматической поверхности (1) и их сопряжением в замкнутую по периметру единую плоскую поверхность, перпендикулярно к которой приварены шпильки (26). Съемная верхняя крышка (3), в которой выполнены соответствующие шпилькам (26) отверстия, через эластичное уплотнение (27) надета на шпильки (26), герметично прижата к фланцу (25) и зафиксирована при помощи гаек (28).

Расходно-накопительный резервуар питьевой воды для торгового автомата размещают внутри корпуса торгового автомата (не показан) и фиксируют на его раме или на других несущих элементах корпуса при помощи кронштейнов (4) и (5). К штуцерам (6) и (7) подключают водопроводные коммуникации торгового автомата, а к датчикам (8), (9), (10) и шнуру питания (15) бактерицидной лампы (13) подключают его электрические коммуникации. В зависимости от интенсивности спроса и водо-разбора, при помощи настроенной соответствующим образом системы управления торгового автомата, в резервуаре поддерживается либо максимальный, либо средний уровень воды. Поддержание уровня воды в резервуаре обеспечивается контролем этого уровня при помощи датчиков (8), (9), и (10) и подпиткой резервуара водой до того уровня, который задан настройкой системы управления. Смотровое окно (11) изготовленное из прозрачного пластика, например, поликарбоната, позволяет визуально проверить исправность бактерицидной лампы (13), ультрафиолетовое излучение которой непрерывно обеззараживает воду в резервуаре. Следует заметить, что вертикальное нижнее расположение бактерицидной лампы (13) в патентуемом решении является близким к осесимметричному, по отношению к внутреннему пространству резервуара, при этом лампа (13) располагается параллельно линиям тока воды. Такое расположение лампы (13) не только более эффективно для обеззараживания воды, по сравнению с конструкцией прототипа, но и не требует применения специального, не пропускающего ультрафиолет материала для изготовления смотрового окна (11), поскольку радиальное излучение лампы (13) не засвечивает окно (11). Фильтрующий сапун (12), образованный элементами его конструкции (21), (22), (23) и (24) обеспечивает сообщение внутренней полости резервуара с атмосферой и, одновременно, изоляцию ее от нежелательных факторов внешней среды, таких как пыль и микроорганизмы. Фильтрующий элемент (24) может быть легко заменен на новый без демонтажа резервуара, для чего требуется отвернуть две гайки (23), снять со шпилек (22) пластину-накладку (21), вынуть старый фильтрующий элемент (24), заменить его на новый и осуществить сборку фильтрующего сапуна (12) в обратной последовательности. Верхняя крышка (3), при необходимости, аналогичным образом может быть демонтирована и смонтирована на опорный внутренний фланец (25) резервуара при помощи гаек (28). Необходимость этой операции может возникнуть для замены погружной бактерицидной лампы (13), для замены датчиков (8), (9), (10), промывки и дезинфекции резервуара, замены уплотнения (27) и для других сервисно-ремонтных процедур.

Заявленное как изобретение техническое решение расходно-накопительного резервуара питьевой воды является промышленно применимым, поскольку все составляющие его элементы и материалы известны из уровня техники, а производство заявленного устройства может быть основано на известных современных технологиях и осуществлено на промышленных предприятиях соответствующего профиля.

Изобретение относится к автоматическим аппаратам для розничной продажи питьевой воды в емкость – тару покупателя и может быть востребовано при конструировании компактных резервуаров питьевой воды, входящих в состав торговых автоматов, использующих питьевую воду. Расходно-накопительный резервуар питьевой воды для торгового автомата представляет собой закрытую емкость, снабженную элементами ее крепления внутри торгового автомата, штуцерами отвода и подвода воды, системой контроля уровня воды, герметичной верхней съемной крышкой с герметичным смотровым окном и фильтрующим сапуном, снабженную также погружной бактерицидной лампой и датчиками контроля уровня воды. Форма боковой поверхности резервуара выполнена в виде боковой поверхности прямой многоугольной призмы с количеством граней не менее шести и не более десяти. Элементы крепления включают в себя кронштейны подвеса, укрепленные в верхней части резервуара на его гранях и опорные кронштейны, укрепленные в нижней части резервуара на его гранях. Днище резервуара выполнено с углублением в зоне расположения штуцера для отвода воды. Система контроля уровня воды содержит три датчика, один из которых расположен в верхней части резервуара, второй в средней части и третий, соответственно, в нижней части резервуара. Фильтрующий сапун выполнен в виде перфорированной пластины-накладки, укрепленной на наружной поверхности верхней съемной крышки, в которой выполнена соответствующая пластине сквозная перфорация, причем между пластиной-накладкой и верхней крышкой размещен однослойный или многослойный листовой фильтрующий материал. Технический результат: расширение арсенала технических решений. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Расходно-накопительный резервуар питьевой воды для торгового автомата, представляющий собою закрытую емкость, снабженную элементами ее крепления внутри торгового автомата, штуцерами отвода и подвода воды, системой контроля уровня воды, герметичной верхней съемной крышкой с герметичным смотровым окном и фильтрующим сапуном, снабженную также погружной бактерицидной лампой и датчиками контроля уровня воды, отличающийся тем, что:

- форма боковой поверхности резервуара выполнена в виде боковой поверхности прямой многоугольной призмы с количеством граней не менее шести и не более десяти;

- элементы крепления включают в себя кронштейны подвеса, укрепленные в верхней части резервуара на его гранях и опорные кронштейны, укрепленные в нижней части резервуара на его гранях;

- днище резервуара выполнено с углублением в зоне расположения штуцера для отвода воды;

- система контроля уровня воды содержит три датчика, один из которых расположен в верхней части резервуара, второй в средней части и третий, соответственно, в нижней части резервуара;

- фильтрующий сапун выполнен в виде перфорированной пластины-накладки, укрепленной на наружной поверхности верхней съемной крышки, в которой выполнена соответствующая пластине сквозная перфорация, причем между пластиной-накладкой и верхней крышкой размещен однослойный или многослойный листовой фильтрующий материал.

2. Расходно-накопительный резервуар по п. 1, отличающийся тем, что в верхней его части выполнен опорный внутренний фланец, образованный прямым загибом внутрь граней боковой призматической поверхности резервуара и их сопряжением в единую плоскую поверхность, к которой перпендикулярно приварены шпильки, причем съемная верхняя крышка, в которой выполнены соответствующие шпилькам отверстия, через эластичное уплотнение надета на указанные шпильки и зафиксирована на них при помощи гаек.

3. Расходно-накопительный резервуар по п. 1, отличающийся тем, что углубление в зоне расположения штуцера для отвода воды образовано двухплоскостной V-образной складкой в днище резервуара.

4. Расходно-накопительный резервуар по п. 1, отличающийся тем, что его боковая поверхность, днище и верхняя крышка выполнены из пищевого нержавеющего сплава, причем неразъемные детали соединены методом сварки.

5. Расходно-накопительный резервуар по п. 1, отличающийся тем, что его боковая поверхность имеет количество граней равное восьми.