Спосіб виготовлення ємності (кег) з поліетилентерефталату (пет)

Реферат: Даний винахід належить до способу виготовлення ємності (Кег) з поліетилентерефталату (ПЕТ) для зберігання, транспортування та продажу в розлив рідини, що перебуває в ємності під тиском, наприклад пива. Заявлений спосіб виготовлення ємності (Кег) з поліетилентерефталату (ПЕТ) застосовують для зберігання і транспортування рідини під тиском та включає виготовлення різьбової нарізки на єднальній ділянці фітинга і формування відповідної частини різьби на внутрішній поверхні горловини ємності (Кег) з подальшим їх з'єднанням між собою. Різьба на внутрішній поверхні горловини виконують методом лиття під тиском одночасно з виготовленням ємності (Кег), після чого виконують охолодження ємності (Кег) з різьбою на внутрішній поверхні горловини. Після охолодження виконують з'єднання єднальної ділянки фітинга з внутрішньою поверхнею горловини ємності (Кег). Винахід полягає у підвищенні надійності з’єднання і можливості використання змінних фітингів. UA 115584 C2 (12) UA 115584 C2 UA 115584 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до способу виготовлення ємності (кег) з поліетилентерефталату (ПЕТ) для зберігання, транспортування та продажу в розлив рідини, що перебуває в ємності під тиском, наприклад пива. Такі ємності являють собою пивні бочки, балони (кег), що виготовляють методом видувного формування з ПЕТ-преформ, або з застосуванням технології лиття під тиском. Пивна бочка має свою історію. Традиційно пивні бочки виготовляли з деревини, потім їх почали робити з алюмінію, потім з високоякісної нержавіючої сталі. Сталеві ємності кег гарантували підвищений термін зберігання пива, високу міцність, припускали багаторазове використання. До додаткових плюсів сталевих ємностей належить більш висока міцність з'єднань з фітингом і деформаційна стійкість. Однак, у процесі розширення географії доставки і збільшення виробничих потужностей пива та інших газованих напоїв виявилися суттєві недоліки сталевих ємностей кег. Багаторазове використання дорогих ємностей кег зажадало забезпечення місць їх накопичення, зберігання, мийки та внесення заставної вартості… Наступним кроком стало виготовлення одноразових ємностей кег з поліетилентерефталату (ПЕТ). Ємності ПЕТ кег є дешевшими у виробництві та експлуатації. На відміну від металевих їх потік не потребує відстеження, заміни втрачених або вкрадених і контролю виявлених пошкоджених. Після спустошення кег, можна легко зім'яти і викинути в контейнер для пластикових відходів. В даний час найбільш зручним і економічним для пивоварів способом продажу є розлив у великі бочки. Крім того, для кег не потрібна етикетка. Вимоги логістики, економіки та безпеки в експлуатації спричинили необхідність вирішення низки технічних задач. Дотриманням технології по герметизації ємностей кег є однією з головних умов збереження високої якості напою. Найважливішою складовою запірної арматури є фітинг - механізм, який має довгу трубку з двома клапанами для наповнення ємності рідиною та її зливу. Фітинг повинен не тільки герметично закупорювати кег, але і надійно витримувати тиск всередині ємності. Практика має сумну статистику вибухів ємностей кег, причому в більшості випадків самим слабким місцем виявлялося кріплення фітинга, що не витримувало колосального тиску газованої рідини. Фітинг під час вибуху може "вилетіти" з ємності кег і завдати кому-небудь травму. Таким чином, надійність герметизації та кріплення фітинга є дуже актуальною проблемою на даному етапі виробництва, наприклад, ємностей для пива. Про це свідчить і рівень техніки. Одноразові ємності для рідини, що знаходиться під тиском, відомі з рівня техніки. Так, у заявці WO 2012/007041 публікація 19.01.2012 запропоновано одноразову ємність кег. Тіло ємності кег виготовлено з металу, має горловину, в якій безпосередньо закріплено з силовим або геометричним замиканням одноразовий фітинг. Відомий патент РФ № 2533721, в якому запропоновано спосіб герметизації ємності, яка видута з пластика, а герметизація досягається шляхом зварювання фланця із пластика з горловиною. Такий пристрій є трудомістким у виготовленні і не може гарантувати надійності при технологічному тиску в ємності, тобто - небезпечний. Відомий патент РФ №2536717 подає пристрій, в якому реалізовано спосіб герметизації, що має спільну ознаку з заявкою - розташування фітинга в горловині одноразової ємності кег, виконаної з ПЕТ. У зазначеному патенті пропонується комбінація з одноразової тари - кег і фітингу. У заливальному отворі для заповнення та вилучення рідини розташовано фітинг. При цьому на ємності кег розташована насадка, за допомогою якої фітинг утримується в заливальному отворі. Насадка, має кільцеподібну кріпильну структуру і приймальний елемент для фітинга, причому, кільцеподібна кріпильна структура сформована для розташування насадки на ємності кег, а приймальний елемент насадки служить для утримання фітинга. Крім того, в заливальному отворі розташовано ущільнювальний елемент, який зафіксовано в ньому за допомогою канавки або фіксуючих виступів, фітинг же з'єднано з насадкою за допомогою різьби або фіксуючих елементів, причому фітинг є одноразовим і виконаний із пластмаси. Даному рішенню, як і іншим згаданим вище, з точки зору призначення і означеної мети притаманний наступний недолік. Наявність між фітингом і горловиною ємності кег проміжних елементів знижує міцність з'єднання і робить його вразливим у плані надійності і довговічності. 1 UA 115584 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Передбачається виготовлення складної з'єднувальної конструкції і використання лише одноразового фітинга. З патенту РФ № 2450967 відомий винахід, в якому реалізовано спосіб виготовлення ємності кег з поліетилентерефталату (ПЕТ) для зберігання і транспортування рідини, що знаходиться під тиском. Призначення ємності ПЕТ кег - зберігання та розлив напоїв. Корпус ємності кег виготовлено зі штучного матеріалу, переважно з ПЕТ, а фітинг, розташований на області горловини ємності кег, може бути з металу. В описі патенту пропонується кілька способів з'єднання фітинга з горловиною кега. А саме: фітинг закріплено на горловині за допомогою деформації нагріванням його станової ділянки, що має форму кругового циліндра і виступаючого над нижньою стороною елемента фітинга, охоплюючи область горловини. Фітинг також може бути закріплений на горловині за допомогою з'єднувального елемента і встановленого похило захвата, що пружинить, його вільний кінець розташовано над внутрішньою поверхнею з'єднуючого елемента і контактує з нею. Нижній кінець захвата, що пружинить, розташований у виїмці, виконаній в з'єднуючому елементі. Сам фітинг має корпус і нижню частину з ділянкою чашоподібної форми, що входять в отвір ємності кега і циліндричну виступаючу з'єднувальну частину, яку виконано у вигляді декількох сегментів. Сегменти охоплюють кільцевий виступ, розташований на зовнішній стороні горловини кега. Саме циліндрична виступаюча з'єднувальна ділянка, яка є нижньою частиною фітинга, і є тим елементом, який здійснює з'єднання фітинга з горловиною ємності ПЕТ кег. З точки зору надійності цього з'єднання, що є предметом рішення, що заявляється, жодна з них не гарантує надійності. Але рішення, що показане на кресленнях, а саме, на фіг. 1 і залежної від неї фіг. 2, має ознаку, спільну з такою, що заявляється - наявність різьби на внутрішній поверхні горловини ємності кег. Тому воно прийняте за прототип. Згідно із зазначеним на фіг.2 передбачається одноразове використання ПЕТ кега та фітинга за рахунок виконання на зовнішній поверхні його з'єднувального елемента деформацією нагріванням великої кількості виступів певної форми - рибальських гачків, витків різьби та інших. Фітинг вводять (вгвинчують) у внутрішню порожнину горловини кега при його нагріванні і запресовують. На горловині перед вгвинчуванням різьби відсутнє. Рухом вгвинчування нагарячо формують різьбу. Тому його вигвинчування неможливе. Внаслідок заглиблення виступів і захватів на зразок рибальських гачків у внутрішню поверхню горловини ємності ПЕТ кег (що реально при температурі розм'якшення ПЕТ=245 °C) вони протидіють руху виходу з'єднувальної ділянки фітинга з горлвини кега, створюючи "часткове силове замикання". Крім того, в цьому випадку рекомендується ще і геометричне замикання за допомогою додаткового зварювання з'єднувальної ділянки з горловиною кега. При цьому згадані виступи формують на внутрішній поверхні горловини ПЕТ кега адекватні виступам западини, які можуть бути витками різьби. ПЕТ характеризується поєднанням аморфного і кристалічного станів, тому легко розтягується, залишаючись міцним до розриву. Так утворюється різьбове з'єднання, тобто створюється нероз'ємне з'єднання фітинга з горловиною ПЕТ кега, яке передбачає одноразове застосування кега з фітингом (в тому числі і металевим). Однак, такий спосіб зумовлює, що з'єднувальний елемент фітинга повинен бути виконаний з можливістю збільшення його діаметра в радіальному напрямку. Необхідно або "роздати фітинг", або стиснути горловину після нагрівання, що не виключає брак при цій операції. Під час нагрівання змінюється структура металу і його властивості, виникають центри концентрації напружень. Також порушується аморфно-кристалічна структура пластмаси при нагріванні, пресуванні і вгвинчуванні гарячого фітинга. Під час охолодження виникають тріщини і центри кристалізації і концентрації напружень. І, як наслідок, зайві витрати матеріалу на ліквідацію браку і зниження надійності з'єднання. Але важливо ще й те, скільки часу буде потрібно на закупорювання кегів при масовому виробництві цим способом. Спосіб складний як для виготовлення виробу ПЕТ кег-фітинг, так і в експлуатації, виключає багатократне використання фітинга. В основу винаходу поставлена задача удосконалення відомого способу виготовлення ємності ПЕТ кег для зберігання, транспортування та розливу рідини, який включає комбінацію ємності кега для рідини під тиском, виготовленої з ПЕТ та фітинга як герметизуючого елемента за рахунок створення можливості кріплення фітинга безпосередньо до внутрішньої поверхні 2 UA 115584 C2 5 10 15 20 25 30 горловини ємності кег та підвищення надійності з'єднання і можливості використання змінних фітингів. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому способі виготовлення ПЕТ кега для зберігання і транспортування рідини під тиском, який включає виготовлення різьбової нарізки на єднальній ділянці фітинга і формування відповідної частини різьби на внутрішній поверхні горловини ємності кег з подальшим їх з'єднанням між собою, який відрізняється тим, що різьбу на внутрішній поверхні горловини виконують методом лиття під тиском одночасно з виготовленням ємності ПЕТ кег, після чого виконують охолодження ємності ПЕТ кег з різьбою на внутрішній поверхні горловини, після охолодження виконують з'єднання єднальної ділянки фітинга з внутрішньою поверхнею горловини ємності кега. Перед заливанням рідини в ємність через клапан у фітингу, його просто вгвинчують в горловину. Відрізняльні ознаки рішення, що заявляється, знаходяться у причинно-наслідковому зв'язку з поставленою задачею та технічним результатом, який може бути досягнено при впровадженні його в виробництво. Техніко-економічний результат від застосування одноразових ємностей кег з металевим багаторазовим фітингом: - внаслідок застосування технології лиття під тиском відбувається підвищення щільності ПЕТ і його міцність в місці різьби. Це є додатковим доказом переваг способу, що заявляється. Тому під час знаходження ємності кег, під тиском виключається вибух в зоні фітинга. - при транспортуванні газованих напоїв поверненню може підлягати тільки металевий фітинг. Для перевезення це означає менший об'єм і менша вага; - більш низька ціна ємності кег в порівнянні з металевою; - відсутність заставної вартості при зберіганні та накопиченні багаторазових ємностей кег, тобто не потрібно заморожувати кошти; - нема необхідності у витратах на зберігання і миття ємностей кег. При вивченні рівня техніки автором не знайдені рішення, де присутні ознаки объекта, що заявляється, а саме - корпус металевого фітинга з'єднано за допомогою різьблення з внутрішньою поверхнею горловини ємності ПЕТ кег або преформи, причому, різьбу виконано методом лиття під тиском одночасно з ємністю ПЕТ кег або преформою. З'єднання виконано після охолодження ПЕТ кег. Реалізація запропонованого рішення не вимагає нового обладнання та матеріалів. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 Спосіб виготовлення ємності (Кег) з поліетилентерефталату (ПЕТ), який застосовують для зберігання і транспортування рідини під тиском, що включає виготовлення різьбової нарізки на єднальній ділянці фітинга і формування відповідної частини різьби на внутрішній поверхні горловини ємності (Кег) з подальшим їх з'єднанням між собою, який відрізняється тим, що різьбу на внутрішній поверхні горловини виконують методом лиття під тиском одночасно з виготовленням ємності (Кег), після чого виконують охолодження ємності (Кег) з різьбою на внутрішній поверхні горловини, після охолодження виконують з'єднання єднальної ділянки фітинга з внутрішньою поверхнею горловини ємності (Кег). Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3