вкладыш для контейнера, вмещающего жидкость под давлением

Формула изобретения

1. Вкладыш для контейнера, вмещающего жидкость под давлением, содержащий активируемый давлением корпус, по меньшей мере, с одной пустой полостью, соединенный с позиционирующим устройством, отличающийся тем, что

(а) активируемый давлением корпус (4) снабжен, по крайней мере, одним отверстием (10) с редуцированным диаметром, соединяющим пустую полость с окружающей вкладыш средой и располагающимся на участке выше уровня жидкости при плавании вкладыша по жидкости, и

(б) позиционирующее устройство снабжено поплавком (1, 2; 1, 2, 6) с

(1) отверстием (3) ограниченных размеров, погружающимся в жидкость при установке на нее вкладыша;

(2) воздуховыпускным отверстием (5), соединенным напрямую с внешней средой (14), окружающей вкладыш, и

(3) минимальным объемом (11), обеспечивающим при полном заполнении его жидкостью погружение вкладыша в жидкость.

2. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что поплавок располагают снаружи активируемого давлением корпуса.

3. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что поплавок имеет форму открытой сверху (1, 2) или частично закрытой сверху лодки (1, 2, 6), а активируемый давлением корпус (4) располагается внутри поплавка-лодки.

4. Вкладыш по п.3, отличающийся тем, что поплавок-лодка имеет, по крайней мере, одно основание (1) и вращающуюся боковую стенку (2), а активируемый давлением корпус (4) располагается на дне лодки.

5. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что основание активируемого давлением корпуса и днище поплавка образуют интегральное единство.

6. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что активируемый давлением корпус содержит только одну свободную полость и снабжен в верхней части только одним отверстием с редуцированным диаметром (10).

7. Вкладыш по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что активируемый давлением корпус содержит первую пустую полость (9) с отверстием, имеющим редуцированный диаметр и расположенным в его верхней части, и вторую полость (8), предназначенную для вмещения твердого или жидкого вещества, отделенную от окружающей среды за счет плотности газа и жидкости, а также за счет относительно легких усилий, применяемых к открывающейся стенке.

8. Вкладыш по п.7, отличающийся тем, что между обеими полостями сформирована перегородка, выполненная с возможностью вращения и полностью окружающая вторую полость сбоку.

9. Вкладыш по п.8, отличающийся тем, что вторая пустая полость (8) имеет цилиндрическую форму или иную, вращательно-симметричную или осесимметричную форму относительно оси (X), при этом первая пустая полость (9) выполнена в форме цилиндрической втулки или в производной от нее форме.

10. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что активируемый давлением корпус располагается в центре поплавка.

11. Вкладыш по п.10, отличающийся тем, что активируемый давлением корпус, также как и поплавок выполнены осесимметричными по отношению к оси (X).

12. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что активируемый давлением корпус оснащен дополнительным грузиком (7).

13. Вкладыш по п.12, отличающийся тем, что грузик является интегральной составной частью активируемого давлением корпуса.

14. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что он состоит исключительно из одной детали основания (13) и одной детали покрытия (12), а также при необходимости содержит грузик (7).

15. Вкладыш по п.14, отличающийся тем, что основание и верхняя часть связаны между собой с помощью защелки, фрикционного соединения или путем простого склеивания.

16. Вкладыш по п.15, отличающийся тем, что обе части (12, 13) соединяются между собой посредством боковых стенок.

17. Вкладыш по п.15, отличающийся тем, что либо часть покрытия либо часть основания образована всеми боковыми стенками вкладыша, а последние соединяются с основанием или покрытием другой части посредством защелки и охватывают все установленные на ней компоненты.

18. Вкладыш по п.1, отличающийся тем, что активируемый давлением корпус и поплавок выполнены из пластмассы и/или что грузик выполнен из материала с удельным весом >1, например, из металла или керамического материала.

19. Способ применения вкладыша по любому из пп.1-6 и 10-18 в целях улучшения образования газовых пузырьков в жидкости, содержащейся под давлением в контейнере, при открытии этого контейнера, отличающийся тем, что вкладыш устанавливают до или после заполнения открытого контейнера жидкостью, и контейнер с жидкостью закрывают таким способом, что после закупоривания внутри контейнера возникает избыточное давление по сравнению с давлением окружающей среды.

20. Способ применения вкладыша по п.19, отличающийся тем, что газовое пространство поверх жидкости в контейнере загружают с давлением, при закупоривании вызывающим внутри контейнера с жидкостью избыточное давление.

21. Способ применения вкладыша по п.19, отличающийся тем, что в качестве жидкости используют шипучий напиток, в особенности пиво.

22. Способ применения вкладыша, выполненного по п.7, для целей смешивания при открытии контейнера вещества, содержащегося в данном контейнере отдельно от жидкости, отличающийся тем, что специально сформированную пустую полость (8) вкладыша, выполненного по п.7 или по одному зависимому от него пункту, заполняют твердым или жидким веществом, заполняют жидкостью открытый контейнер, а вкладыш помещают до или после заполнения открытого контейнера жидкостью, после чего контейнер закрывают таким способом, что после закупоривания внутри контейнера с жидкостью возникает избыточное давление по сравнению с давлением окружающей среды.

23. Способ применения вкладыша по п.22, отличающийся тем, что в газовом пространстве поверх жидкости внутри контейнера образуется давление, способствующее возникновению после закупоривания контейнера упомянутого избыточного давления.

24. Способ применения вкладыша по п.22, отличающийся тем, что такая жидкость как пиво и содержащееся отдельно вещество являются ароматизированными веществами.

25. Способ применения вкладыша по п.22, отличающийся тем, что такая жидкость как безалкогольный, содержащий углекислоту напиток или напиток, разлитый с добавлением жидкого азота и содержащееся отдельно вещество являются пищевыми добавками и/или ароматизированными веществами.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к вкладышу (внутреннему контейнеру), который входит в состав контейнера, вмещающего жидкость под давлением, или к иному закрытому резервуару под давлением (типа "Titanic-widget" или "wedge" ("Титаник-виджит" или "Титаник-ведж")). Вкладыш представляет собой внутренний контейнер, который при открытии резервуара под давлением способен изменять свойства содержащейся в нем жидкости, например способствовать образованию газовых пузырьков и вместе с тем образованию пены и/или до момента открытия резервуара под давлением высвобождать отдельно размещенную в контейнере добавку таким образом, что эта добавка еще до момента вытекания из открытого контейнера смешивается с жидкостью. Применение вкладыша, являющегося предметом настоящего изобретения, не зависит от вида содержащейся в контейнере жидкости и от целей ее применения, однако хорошо подходит для напитков, которые, к примеру, разливают в металлические банки для напитков.

В производстве напитков применяют различные вкладыши, мгновенно изменяющие свойства напитка в момент вскрытия потребителем упаковки. С давних пор известно, что в банках для сохранения напитков, в особенности содержащих углекислоту и, прежде всего пиво, используют внутренние контейнеры, которые перед закупориванием банки заполняют газообразным или жидким азотом, либо другим газом. Такие внутренние резервуары, к примеру, при вскрытии банки должны обеспечить образование на поверхности шипучих напитков, например на пиве, красивую, стабильную пену, в ином случае они способствуют смешению ингредиента, содержащегося в банке отдельно от напитка, с напитком в момент открытия банки. Первый вариант известен среди специалистов под названием "widget" ("виджит"), второй - как "wedge" ("ведж"), или под маркой "FreshCan".

Общим основным свойством таких вкладышей, как правило, считается возможность их активации с помощью давления, создаваемого в незаполненном пространстве в верхней части резервуара после закупоривания упаковки. В дальнейшем их активация происходит за счет резкого падения давления при открытии сосуда с напитком и возникающей при этом разности давлений между пространством, заполненным газом внутри резервуара, и окружающей средой. Для достижения последнего эффекта внутренняя часть упаковки, как правило, соотносится с окружающей жидкостью таким образом, что в заполненном и закрытом состоянии контейнера газ, содержащийся во внутреннем контейнере, не вытекает в окружающую жидкость.

Из предшествующего уровня техники известны различные разработки в данной области. Так, например, внутренние контейнеры снабжают, по меньшей мере, одним или, в особенных случаях, двумя отверстиями небольшого диаметра, что в закрытом и заполненном резервуаре препятствует давлению поверхности жидкости, под воздействием которого образуются газовые пузырьки, Данный эффект известен как "эффект образования газовых пузырьков". Резервуары с газами, имеющие одно подобное отверстие, например, описаны в Европейском патенте №448200 А1 и в Европейском патенте №520646 А1, а резервуары с двумя отверстиями - в Международной патентной публикации WO 95/08493. Отверстия с аналогичным диаметром именуются далее по тексту как "отверстия с редуцированным диаметром".

Известны технические решения, предлагающие наличие как плавающих, так и зафиксированных в жидкости вкладышей. Согласно Международной патентной публикации WO 95/08493 один "виджит" с двумя отверстиями редуцированного диаметра закрепляют на дне банки.

Международная патентная публикация WO 91/07326 предлагает, кроме прочего, оснащение газосодержащего резервуара гибкими щупальцами с фланцами, которые за счет сжимания фиксируют газосодержащий контейнер в заданном положении в его верхней или центральной части. Международная патентная публикация WO 95/05325 поднимает вопрос о наличии газовых контейнеров, плавающих в жидкости.

Для того чтобы вкладыши такого рода могли оптимально выполнять свои функции, необходимо выполнение множества условий. На момент закупоривания внешнего контейнера, а также некоторое время спустя, объем вкладыша, заполненный газом, должен контактировать, по меньшей мере, через одно отверстие с пространством, заполненным газом, образующимся над уровнем жидкости при закрытии внешнего контейнера ("незаполненное пространство в верхней части банки"). Таким образом, достигают уравновешивания давления между обоими отделениями, заполненными газом, а также загрузку давления вкладыша без наполнения жидкостью части объема вкладыша вследствие сжатия газа во вкладыше, и тем самым без уменьшения желаемого эффекта. Этот эффект чаще всего достигают за счет того, что отверстие с редуцированным диаметром располагают под вкладышем на относительном удалении, а также за счет фиксирования вкладыша на дне контейнера с жидкостью.

После заполнения и закупоривания в целях сбалансирования давления контейнер переворачивают верхней частью вниз. Таким образом, часто возникает опасность проникновения определенного количества жидкости вовнутрь, и геометрия вкладыша должна препятствовать тому, чтобы при переворачивании контейнера в исходное предназначенное для открытия положение упомянутая жидкость стекала в часть, покрывающую отверстие, и представляла тем самым преграду для дальнейшего выхода газа, как предложено, например, в Европейском патенте №520646. В иных вариантах в верхней части "виджита" предусматривают второе отверстие с редуцированными параметрами.

Недостатком таких вкладышей представляется не только дополнительный этап переворачивания банки вниз головой после закупоривания, но и в особенности тот факт, что до заполнения банки к ее дну должен крепиться вкладыш. Этот процесс является высокозатратным в техническом аспекте и неудобным с точки зрения логики. При закреплении вкладыша с помощью клея необходимо убедиться в том, что клей не токсичен, не придает напитку дополнительный привкус, а также не теряет свои свойства при размещении в жидкости.

Плавающие вкладыши необходимо устанавливать таким образом, чтобы при открытии сосуда с напитком газ не вытекал через соответствующее отверстие во вкладыше, соединяющее газовое пространство над уровнем поверхности напитка с газовым пространством во вкладыше, так как в этом случае эффект был бы негативным. Поэтому, по меньшей мере, это отверстие должно быть выполнено в виде клапана, позволяющего только вход, но не выпуск газа. Помимо указанного, такого рода "виджиты" снабжают нижним заполненным жидкостью отверстием, через которое при открытии банки с напитком газ опять же будет выпускаться. Подобные "виджиты" описаны, например, в Международной патентной публикации WO 95/05326 и в Европейском патенте №1055614 А1. Так или иначе, указанный принцип функционирует только при полном исключении возможности проникновения жидкости в газосодержащий резервуар. Кроме того, достигаемый эффект является весьма ограниченным, так как при открытии внешнего сосуда с жидкостью в момент падения давления газ должен опускаться вниз. Последнее приводит к риску вращения "виджита" в жидкости при открытии банки до тех пор, пока выпуск газа в жидкость не прекратится.

Альтернатива вышеуказанным конструкциям представлена в Международной патентной публикации WO 97/00214: "виджит" снабжают позиционирующим приспособлением, которое неизбежно осуществляет его ориентирование в жидкости, а множество пропускных каналов обеспечивают возможность поступления газа снова в "виджит" из имеющегося в контейнере с жидкостью газового пространства за счет давления жидкости, а также при открытии сосуда с жидкостью и падении давления - его повторного попадания в жидкость. Несмотря на усовершенствование ориентирования, подобный "виджит" может произвольно вращаться в контейнере, и, кроме прочего, эта конструкция отличается слишком высокой стоимостью.

Наряду с "виджитами", прочно зафиксированными в контейнере с жидкостью, а также свободно плавающими вкладышами, предлагается использовать такие "виджиты", которые сперва плавают в жидкости, вращаются и затем, спустя некоторое время, опускаются на дно. В Международной патентной публикации WO 95/04688 описана капсула с двумя камерами, имеющая одно заполненное жидкостью отверстие, контактирующее с верхней камерой в капсуле посредством трубки или тому подобным образом. При попадании жидкости из верхней (балластной) камеры газ вытесняется и через второе отверстие, с предполагаемой защитой от заполнения жидкостью, переходит в нижнюю камеру (барокамеру). Последняя посредством длинной трубки, проходящей через перегородку между обоими отверстиями, соединена с выпускным отверстием на верхней стенке капсулы, контактирующей с газовым пространством в контейнере, вмещающем жидкость. Аналогичная сложная конструкция раскрывается в Международной патентной публикации WO 95/03982. Так как в этих "виджитах" барокамеру и балластную камеру соединяют друг с другом посредством трубки, уравнивающей давление, балластная камера не может иметь снаружи прямого отверстия, так как в барокамеру возможно попадание жидкости.

Из уровня техники, относящейся к предмету настоящего изобретения, следует наличие большого количества вариантов решения поставленной проблемы, но все они решают проблему лишь частично и связаны с большими техническими затратами.

В так называемых "wedges" ("веджах") используют тот же принцип, что и в "widgets" ("виджитах"). Однако вышеуказанный принцип дополнительно или альтернативно используют для того, чтобы в процессе хранения жидкости ингредиент в сосуде можно было хранить отдельно, с обеспечением возможности его автоматического смешивания при открытии сосуда и последующем падении давления, с содержащейся во внутреннем контейнере жидкостью. Так Международная патентная публикация WO 99/54229 описывает внутренний резервуар с двумя камерами, где одна камера снабжена отверстием с редуцированным диаметром, позволяющим поддерживать контакт внутренней части камеры с внешней средой таким образом, что она, как описано выше в случае с "виджитами", загружается в контейнер с напитком с помощью наличного избыточного давления газа.

Эта камера отделена от другой камеры посредством газо- и водонепроницаемой внутренней стенки, предназначенной для хранения вещества. Последний, например, жидкий или твердый носитель вкуса или пищевая дополнительная субстанция должны смешиваться с содержащимся напитком при открытии соответствующего сосуда. Резервуар, имеющий две камеры, состоит из верхней и нижней части такого рода, что при открытии банки с напитком и возникающем при этом падении давления разница давлений развивает силу, большую, чем сила соединения между обеими частями, при этом камера, заключающая в себе дополнительный материал, "взрывается", после чего содержащийся в ней ингредиент выливается в окружающую жидкость.

Применение "веджей" сопряжено с теми же проблемами, что и применение вышеописанных "виджитов". Использование клея на дне перед заполнением жидкостью обусловлено значительными расходами и требует применения клеящих веществ, не вызывающих сомнений с точки зрения токсичности, не имеющих запаха и вкуса, а также не изменяющих свойств при хранении и смешивании с напитком.

Задачей настоящего изобретения является создание вкладыша для контейнеров, вмещающих жидкость под давлением, в особенности для контейнеров с напитками, который независимо от назначения и, следовательно, от его расположения внутри контейнера имеет отделение, заполненное газом и соединяющееся при закрытии контейнера через упомянутое отверстие, имеющее редуцированный диаметр, с возникающим после закрытия сосуда газовым пространством в контейнере, в то время как к последующему моменту открытия резервуара указанное отверстие окружается жидкостью с тем, чтобы внезапно возникающая разность давлений оказывала желаемое воздействие. Такой вкладыш может применяться для улучшения образования газовых пузырей и/или для сохранения второго ингредиента, а также и для других целей.

Поставленная задача решается посредством создания вкладыша с позиционирующим устройством, имеющего активируемый давлением корпус и, по крайней мере, одну пустую полость, причем (а) корпус снабжен, по меньшей мере, одним отверстием с редуцированным диаметром, соединяющим пустую полость с окружающей вкладыш средой и располагающимся при плавании вкладыша по жидкости поверх уровня жидкости, и (б) позиционирующее устройство в форме поплавка с наличием, при размещении вкладыша на жидкости, одного заполненного водой отверстия с редуцированными размерами, и, по меньшей мере, одного воздуховыпускного отверстия, напрямую сообщающегося с внешней, окружающей вкладыш, средой, а также характеризующегося минимальным объемом, обеспечивающим погружение вкладыша в жидкость при наполнении контейнера.

Частные варианты воплощения изобретения предполагают расположение поплавка снаружи активируемого давлением корпуса; поплавок может иметь форму открытой сверху или частично закрытой сверху лодки, а активируемый давлением корпус расположен внутри поплавка-лодки, поплавок-лодка может иметь, по крайней мере, одно основание и вращающуюся боковую стенку, а активируемый давлением корпус при этом расположен на дне лодки; основание активируемого давлением корпуса и днище поплавка могут образовывать интегральное единство; активируемый давлением корпус может содержать только одну свободную полость и быть снабжен в верхней части только одним отверстием с редуцированным диаметром; активируемый давлением корпус может также содержать первую пустую полость с отверстием, имеющим редуцированный диаметр и расположенным в его верхней части, и вторую полость, предназначенную для вмещения твердого или жидкого вещества, отделенную от окружающей среды за счет плотности газа и жидкости, а также за счет относительно легких усилий, применяемых к открывающейся стенке; между обеими полостями может быть сформирована перегородка, выполненная с возможностью вращения и полностью окружающая вторую полость сбоку; вторая пустая полость может иметь цилиндрическую форму или иную, вращательно-симметричную или осесимметричную форму относительно оси (X), при этом первая пустая полость может быть выполнена в форме цилиндрической втулки или в производной от нее форме; активируемый давлением корпус может быть расположен в центре поплавка; активируемый давлением корпус, также как и поплавок могут быть выполнены осесимметричными по отношению к оси; активируемый давлением корпус может быть оснащен дополнительным грузиком, который может являться интегральной составной частью активируемого давлением корпуса; частный вариант исполнения вкладыша также может состоять исключительно из одной детали основания и одной детали покрытия, а также при необходимости содержать грузик, при этом основание и верхняя часть могут быть связаны между собой с помощью защелки, фрикционного соединения или путем простого склеивания, либо обе части могут быть соединены между собой посредством боковых стенок; либо часть покрытия, либо часть основания могут быть образованы всеми боковыми стенками вкладыша, а последние соединены с основанием или покрытием другой части посредством защелки и охватывать все установленные на ней компоненты; активируемый давлением корпус и поплавок могут быть выполнены из пластмассы, а/или грузик - из материала с удельным весом >1, например из металла или керамического материала.

Поставленная задача решается также способом применения части из вышеописанных вкладышей в целях улучшения образования газовых пузырьков в жидкости, содержащейся под давлением в контейнере при открытии этого контейнера, заключающимся в том, что вкладыш устанавливают до или после заполнения открытого контейнера жидкостью, и контейнер с жидкостью закрывают таким способом, что после закупоривания внутри контейнера возникает избыточное давление по сравнению с давлением окружающей среды.

Частный вариант реализации такого способа предусматривает загрузку газового пространства поверх жидкости в контейнере с давлением при закупоривании, вызывающим внутри контейнера с жидкостью избыточное давление, либо использование в качестве жидкости шипучего напитка, в особенности пива.

Поставленная задача решается также способом применения одного из вышеописанных вкладышей для целей смешивания при открытии контейнера вещества, содержащегося в данном контейнере отдельно от жидкости, заключающемся в том, что специально сформированную пустую полость вкладыша, выполненного по п.7 формулы (см. ниже) или по одному зависимому от него пункту, заполняют твердым или жидким веществом, заполняют жидкостью открытый контейнер, а вкладыш помещают до или после заполнения открытого контейнера жидкостью, после чего контейнер закрывают таким способом, что после закупоривания внутри контейнера с жидкостью возникает избыточное давление по сравнению с давлением окружающей среды.

Частные варианты реализации такого способа предполагают то, что в газовом пространстве поверх жидкости внутри контейнера образуется давление, способствующее возникновению после закупоривания контейнера упомянутого избыточного давления; такая жидкость как пиво и содержащееся отдельно вещество являются ароматизированными веществами, а такая жидкость как безалкогольный, содержащий углекислоту напиток или напиток, разлитый с добавлением жидкого азота, и содержащееся отдельно вещество являются пищевыми добавками и/или ароматизированными веществами.

Прилагаемые чертежи отображают отдельные варианты соответствующих вкладышей, а именно:

фиг.1 - вкладыш с поплавком в форме лодки,

фиг.2 - вкладыш с поплавком в форме закрытой лодки («подводной лодки»),

фиг.3 - вкладыш, корпус которого активируется давлением и представляет собой однокамерный «виджит», дополнительно снабженный грузиком,

фиг.4 - вкладыш, корпус которого активируется давлением и представляет собой двухкамерный «ведж», дополнительно снабженный грузиком,

фиг.5 - частный вариант вкладыша, изображенного на Фиг.4, с двумя составными частями, разделяющимися вследствие падения давления при открытии контейнера с напитком, с высвобождением содержания продуктовой камеры.

Понятие «отверстие с редуцированными размерами» отличается по смыслу от понятия «отверстие с редуцированным диаметром». Отверстие с редуцированными размерами обеспечивает прохождение через него жидкости, причем такая жидкость проходит медленно благодаря выбору ограниченных размеров отверстия. Таким образом, жидкость заполняет поплавок в пределах одной минуты или даже более того. Выбор размеров отверстия будет очевидным для среднего специалиста в данной области техники на основании его знаний и простейших испытаний. Кроме того, соответствующие размеры и параметры устройства раскрываются в примерах воплощения изобретения. Так, габариты для водянистых жидкостей и гидрофобных материалов поплавка, таких как полипропилен, колеблются в диапазоне приблизительно от 0,5 до 2 мм, преимущественно около 1-1,5 мм.

Наряду с вышеназванными отверстиями вкладыш снабжен, по меньшей мере, одним воздуховыпускным отверстием. Выражение «воздуховыпускное отверстие» предполагает выпуск воздушного газа через данное отверстие в поплавке. При установке вкладыша отверстие располагается преимущественно выше уровня жидкости, и во всех случаях - выше отверстия с ограниченными размерами, кроме того, оно простейшим образом обеспечивает, при затоплении поплавка водой, удаление содержащегося в нем газа. В ином варианте воздуховыпускное отверстие может иметь свободное расположение. Оно также может быть сформировано в виде открытого пространства, за счет отсутствия на поверхности поплавка покрытия или стенки. Вместо этого поплавок может также иметь в одной или нескольких частях на соответствующей высоте одно или несколько отверстий, но в остальном является герметичным. Размер этого отверстия (отверстий) является совершенно не критическим. В альтернативном варианте отверстие выполняют аналогично вышеупомянутому отверстию с ограниченными размерами, но располагается над или под последним.

Выражение «активируемый давлением корпус, снабженный, по крайней мере, одной пустой полостью» охватывает любой вид корпусов, которые имеют, исходя из разновидностей «виджитов» или «веджей», по меньшей мере, одну пустую полость, сообщающуюся с окружающей средой, как описано выше, посредством, по меньшей мере, одного отверстия с редуцированным диаметром. Следует указать на то, что в качестве активируемого давлением корпуса можно использовать любой корпус, обладающий необходимыми свойствами, независимо от цели использования и независимо от того, годится ли к употреблению или служит ли другим целям жидкость, содержащаяся во внешнем контейнере. В предпочтительном варианте изобретение относится к упаковкам напитков, таких как банки, и «виджитам» с одним или двумя отверстиями с редуцированным диаметром, с не менее чем одной свободной внутренней полостью, а также к «веджам», имеющим, по меньшей мере, две камеры, где одна камера является пустой и служит для сбалансирования давления посредством одного или нескольких отверстий с редуцированным диаметром, а вторая - для вмещения дополнительной субстанции, такой как пищевая добавка или вкусовое вещество.

Согласно изобретению вкладыш помещают в контейнер с жидкостью до или после его заполнения, и он сразу же принимает положение в соответствии с движущими силами, обычно воздействующими на поплавок. По окончании заполнения контейнер с жидкостью закрывают под давлением. Давление, создаваемое в пространстве, заполненном газом, над уровнем жидкости и над отверстием с редуцированным диаметром балансируют с давлением пустой полости внутри активируемого давлением корпуса устройства.

Известные из уровня техники отверстия с редуцированным диаметром позволяют загружать необходимое давление соответствующих пустот, как правило, в промежутке от 10 до 300 секунд. Этот промежуток времени применяют естественно при одинаковой конструкции соответствующих вкладышей. Одновременно жидкость проникает в поплавок через отверстие с ограниченными размерами на соответствующем вкладыше, расположенное ниже уровня жидкости. Указанное отверстие выполняют таким образом, что поплавок полностью наполняется водой лишь по истечении периода времени, необходимого для загрузки давления и, тем самым, вкладыш погружается в жидкость. В дальнейшем при открытии контейнера с жидкостью вкладыш размещается на дне сосуда, так что отверстие с редуцированным диаметром оказывается погруженным в жидкость и его эффект проявляется в полном объеме. Наибольшее преимущество имеет расположение поплавка с внешней стороны активируемого давлением корпуса.

В предпочтительном варианте используют поплавок в форме лодки, имеющий активируемый давлением корпус, по меньшей мере, с одной свободной полостью. Естественно, вкладыш такой модели размещают или опускают в контейнер с жидкостью только после его заполнения. Поплавок-лодка имеет дно, а также вращающуюся боковую стенку, сконструированную таким образом, что емкость поплавка-лодки с находящимся в ней активируемым давлением корпусом характеризуется согласно изобретению необходимым минимальным объемом. Активируемый давлением корпус устанавливают в поплавке полностью подготовленным. В альтернативном варианте компоненты активируемого давлением корпуса одновременно являются компонентами поплавка-лодки. Например, основание активируемого давлением корпуса является элементом днища поплавка-лодки, который выходит наружу и располагается вокруг упомянутой боковой стенки. Вместо такой стенки (или дополнительно к ней) активируемый давлением корпус может быть выполнен заодно с компонентом боковой стенки и также являться компонентом поплавка-лодки. В такой конструкции, не являющейся осесимметричной, следует позаботиться о том, чтобы распределение веса не вело к неправильному расположению вкладыша, размещенного поверх жидкости. В конце концов, возможен вариант выполнения активируемого давлением корпуса с возможностью циклического вращения на боковой стенке поплавка-лодки, таким образом, чтобы его внешняя боковая стенка одновременно представляла собой стенку поплавка-лодки.

В ином предпочтительном варианте изобретения поплавок выполняют в виде закрытой пустой полости. Например, как указано выше, поплавок-лодку снабжают покрытием. Преимущество этой модели состоит в том, что вкладыш может быть помещен в контейнер с жидкостью в любой момент, и в том, что при дополнительном заполнении он может быть "выброшен" на жидкость без опасений относительно того, что при ошибочном опрокидывании через некоторое время поплавок заполнится водой. В данном исполнении в покрытии также формируют одно или несколько отверстий, которые (которое) могут (может) иметь ограниченные размеры, для осуществления возможности выхода газа из заполненного поплавка при погружении.

Одно или несколько отверстий с ограниченными размерами во всех вариантах формируют на основании и/или на боковой стенке поплавка. Только одно из отверстий непосредственно располагают таким образом, чтобы при плавании вкладыша по жидкости отверстие располагалось ниже ее уровня. С помощью другого дополнительно расположенного вверху отверстия (отверстий) погружения вкладыша, в случае если поплавок уже частично заполнен водой, не допускают.

Материалы, используемые для активируемых давлением поплавочных корпусов и тому подобного, в качестве добавки для смешивания с жидкостью, с одной стороны, и имеющиеся пустые полости, с другой стороны, выбирают таким образом, чтобы при установке на жидкости вкладыш безусловно плавал, а, например, при заполнении поплавка, напротив, безусловно бы погружался.

Для компенсации возможных подъемных сил предусматривают наличие грузика весом G. Подъемные силы F, таким образом, распределяются следующим образом:

Вес G представлен следующим образом:

Следовательно, вкладыш, т.е. общий объект, плавает, когда поплавок не заполнен жидкостью, но, тем не менее, идет ко дну, если поплавок заполнятся жидкостью. При этом значительное внимание по параметрам физических данных уделяют плотности р _{корпуса} и объему V_{корпуса} - активируемого давлением корпуса. Средняя плотность может, к примеру, находиться под сильным влиянием плотности дополнительной субстанции, которой может быть заполнена вторая камера «веджа», и зависеть от размеров пустой полости (пустот) в активируемом давлением корпусе.

Верхние неравенства используют в известных «виджитах» и «веджах», однако, такие неравенства не могут удовлетворять вышеназванным условиям, так как в них V_{поплавка}=0. Они не выполняют требований, необходимых для плавания и погружения согласно уравнениям 1 и 2, и соответственно не обеспечивают позиционирование вкладыша, обусловленное давлением и временем.

С помощью настоящего изобретения, как указано выше, достигают улучшения показателей образования газовых пузырьков в жидкости, помещенной в контейнер под давлением. Данный способ осуществляют с применением следующих шагов:

а) заполняют открытый контейнер жидкостью;

б) вводят соответствующий вкладыш в контейнер до или после его заполнения жидкостью;

в) в некоторых случаях, при расположении газового пространства поверх жидкости в контейнере с формированием внутри контейнера с жидкостью избыточного давления по сравнению с давлением окружающей среды после его закрытия, закупоривают контейнер;

г) медленно выравнивают давление между внутренней частью, по меньшей мере, одной пустой полости во вкладыше и пространством, заполненным газом, выше уровня жидкости в контейнере с жидкостью;

д) погружают вкладыш на дно контейнера с жидкостью;

е) открывают отверстие, специально сформированное в контейнере, за счет чего обеспечивают внезапное падение давления в контейнере до давления окружающей среды;

и

ж) обеспечивают выпуск газовых пузырьков из пустой полости активируемого давлением корпуса через отверстие с редуцированным диаметром.

Кроме того, изобретение используют для смешивания вещества, хранящегося в контейнере отдельно, с жидкостью, содержащейся в контейнере при открытии последнего. Способ осуществляют с применением следующих шагов:

а) заполняют специально сформированную дополнительную полость (8) соответствующего вкладыша твердым или жидким материалом;

б) заполняют открытый контейнер жидкостью;

в) в некоторых случаях, при расположении газового пространства поверх жидкости в контейнере с формированием внутри контейнера с жидкостью избыточного давления по сравнению с давлением окружающей среды после его закрытия, закупоривают контейнер;

г) медленно выравнивают давление между внутренней частью, по меньшей мере, одной пустой полости во вкладыше и пространством, заполненным газом, выше уровня жидкости в контейнере;

д) погружают вкладыш на дно контейнера с жидкостью;

е) открывают специально сформированное в контейнере отверстие, за счет чего обеспечивают внезапное падение давления в контейнере до давления окружающей среды;

и

ж) формируют стенку между пустыми полостями (8) и (9) вкладыша за счет избыточного давления, возникшего в пустой полости (9) при открывании контейнера с жидкостью, а также за счет высвобождения содержащегося в контейнере твердого или жидкого вещества в окружающую жидкость.

Далее более подробно изобретение рассматривается на примере чертежей и конкретных примеров воплощения.

Пример 1

Вкладыш имеет активируемый давлением корпус 4 в форме «виджита», как, например, показано на фиг.3, располагающийся в поплавке-лодке, изображенном на фиг.1 или в поплавке в виде "подводной лодки", как изображено на фиг.2. Поплавок имеет основание 1, интегрально связанное с основанием активируемого давлением корпуса, а также стенку 2 и, по необходимости, является поплавком 11 с покрытием 6. Согласно чертежам, иллюстрирующим данный пример, следует, что составные части располагаются осесимметрично относительно вертикальной оси X. При этом следует отметить, что геометрия вкладыша может быть и иной, например являться квадратной, прямоугольной или многоугольной горизонтальной проекцией, или даже несимметричной по отношению к оси X.

Активируемый давлением корпус содержит пустую полость с внутренним объемом около 10 мл. Корпус изготавливают из полипропилена плотностью около 850 кг/м³. Редуцированный диаметр отверстия 10 составляет около 0,25 мм, что способствует полному погружению «виджита» при использовании в банке для напитка, например в пивной банке, под воздействием преобладающего давления через 30 сек.

Диаметр дна поплавка составляет приблизительно 40-50 мм, а высота около 10-20 мм. За вычетом сформированного в поплавке «виджита» его чистый объем составляет от 22 мл. Его отверстия 3 и по необходимости отверстия 5 являются согласно изобретению отверстиями с ограниченными размерами: их диаметр составляет около 1,5 мм. При помещении вкладыша на жидкость примерно через одну минуту поплавок заполняется водой.

Для того чтобы поплавок опускался, устанавливают грузик 7 весом приблизительно 17 г с силой 170 мН. Для жидкости плотностью около 1000 кг/м ³ и воздуха в виде окружающего газа плотностью около 0 вышеописанные уравнения выглядят так:

Из указанного выводят подъемные силы:

Исходя из этого необходимые условия уравнений 1 и 2 выглядят так:

Следовательно, вкладыш с габаритными размерами и свойствами согласно данному Примеру 1 обеспечивает выполнение поставленных задач и может в соответствии с изобретением использоваться в качестве вкладыша с точно определяемым по времени расположением. Грузик выбирают таким образом, чтобы неравенства выполнялись в полной мере. Поэтому незначительные побочные эффекты, такие как напряжение поверхности воды, не оказывают влияние на функционирование вкладыша при погружении.

Пример 2

На фиг.4 изображен вкладыш, в котором активируемый давлением корпус является «веджем» с газовой камерой 9, связанной с окружающей средой через отверстие с редуцированным диаметром, а также продуктовой камерой 8. Для увеличения веса в продуктовую камеру помещают грузик 7. «Ведж» окружают поплавком с покрытием (в форме «подводной лодки») 11, имеющим первое отверстие с ограниченными размерами, выполненное в основании и служащее для сбалансирования давления, а второе подобное отверстие - в корпусе. На фиг.5 изображен пример вкладыша, состоящего только из двух составных частей, не считая грузика. При этом основание активируемого давлением корпуса и основание корпуса поплавка формируют из одной части, при этом нижнюю часть всех боковых стенок, перегородку между газовой камерой 9 и продуктовой камерой 8 в «ведже», внешнюю стенку «веджа» и внешнюю стенку поплавка формируют как одну часть, в то время как верхние части всех этих боковых стенок выполняют заодно с верхней стороной «веджа» и корпуса поплавка. Соединение боковых стенок в размещенном вкладыше является, к примеру, защелкивающимся соединением, фрикционным соединением или соединением с помощью непрочного клея, теряющего свои свойства за счет внезапно возникшей разницы давлений между газовым пространством 9 и окружающей средой, а также контейнером с продуктом, активирующимся при открывании контейнера, вмещающего жидкость. Детали подобного примера можно найти в описании Международной патентной публикации WO 99/54229, где фактически описываются двухкамерные «веджы» используемого в данном случае типа. Модели, выполненные согласно данному примеру, могут являться осесимметричными, но это условие не является обязательным.