Телескопическая бутылка

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к приспособлениям для хранения пищевых жидкостей, например газированных жидкостей. Бутылка содержит корпус 1, крышку 2 и размещаемую в корпусе прозрачную жидкость 3 и газ 4. Корпус имеет дно 5, а крышка 2 - дно 6. Последние выполнены из прозрачного материала в виде объектива и окуляра соответственно и образуют при невертикальном положении бутылки совместно с жидкостью телескопическую систему. Изобретение обеспечивает повышение потребительских качеств бутылки и расширение функциональных возможностей. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для хранения прозрачных жидкостей, преимущественно газированных напитков.

Известны стеклянные бутылки, предназначенные для хранения пищевых жидкостей (ГОСТ 10117-91).

Недостатком этих бутылок является то, что их можно использовать лишь по прямому назначению - для хранения жидкости.

Из оптики известны телескопические системы, обеспечивающие возможность наблюдать удаленные предметы. Телескопические системы состоят из двух центрированных компонентов - объектива и окуляра, которые могут быть представлены двумя линзами или двумя оптическими преломляющими поверхностями. В первом случае такая телескопическая система называется зрительной трубой, во втором - телескопической линзой. Условием действия телескопической системы является такое расположение составляющих ее компонентов, чтобы задний фокус объектива (линзы или преломляющей поверхности, обращенной к наблюдаемому объекту) совпадал с передним фокусом окуляра (линзы или преломляющей поверхности, обращенной к глазу наблюдателя), для этого расстояние между ними по оптической оси (расстояние между смежными преломляющими поверхностями объектива и окуляра) должно быть равно сумме заднего и переднего фокальных отрезков объектива и окуляра соответственно. (Заказнов Н.П. и др. "Теория оптических систем", М., "Машиностроение", 1992 г., стр. 205).

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является улучшение потребительских качеств бутылки и придание ей новых функциональных возможностей.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является придание бутылке свойств оптической телескопической системы.

Упомянутая задача достигается тем, что донные части корпуса и крышки бутылки выполняют роль объектива и окуляра телескопической системы и изготавливаются из прозрачного материала ограниченными с наружной и с внутренней (или только с наружной) стороны осесимметричными оптическими преломляющими поверхностями (например, сферическими, поверхностями второго и высшего порядков, а так же плоскими) причем так, что оси симметрии преломляющих поверхностей лежат на одной воображаемой прямой, так называемой оптической оси, а для того что бы задний фокус объектива совпадал с передним фокусом окуляра, расстояние по оптической оси между ближайшими (смежными) преломляющими поверхностями дна корпуса-объектива и дна крышки-окуляра равно сумме их соответственно заднего и переднего фокальных отрезков. Поскольку сзади объектива и спереди окуляра (т.е. между ними) находится жидкость, имеющая большую оптическую плотность чем у газа (воздуха), находящегося снаружи системы, то и задний фокальный отрезок объектива и передний фокальный отрезок окуляра в жидкостной среде будут больше, чем если бы между ними находился газ. Поэтому упомянутое выше расстояние между дном корпуса-объектива и дном крышки-окуляра, определяющее осевой размер бутылки, складывается из соответствующих фокальных отрезков для жидкостной среды, величина которых зависит от соотношения показателя преломления жидкости, содержащейся в бутылке, и показателей преломления материалов дна корпуса и дна крышки бутылки. При выполнении преломляющими наружных и внутренних поверхностей донных частей корпуса и крышки бутылки, т.е. при выполнении их в виде линз, они, совместно с содержащейся в бутылке жидкостью, образуют сложную оптическую линзовую систему - зрительную трубу. При выполнении оптическими только наружных поверхностей донных частей корпуса и крышки бутылки, показатель преломления материала, из которого они выполнены, должен быть равен показателю преломления содержащейся в бутылке жидкости (их оптическая плотность должна быть одинакова) и тогда внутренние поверхности, соприкасающиеся с жидкостью, могут иметь произвольную форму. В этом случае донные части корпуса и крышки бутылки (а точнее их наружные поверхности) совместно с содержащейся в ней жидкостью образуют простейшую оптическую систему - телескопическую линзу. Учитывая, что в бутылке помимо жидкости обычно содержится некоторое незначительное количество свободного (нерастворенного) газа, эффект предлагаемого изобретения возможен лишь при таком размещении скопления газа в бутылке, чтобы оно не нарушало оптической сплошности жидкости в области, близкой к оптической оси, и не искажало хода формирующих изображение оптических лучей в результате дополнительного их преломления на границе раздела жидкости и газа, имеющей случайную форму. Простейший способ добиться этого - расположить бутылку в положении, близком к горизонтальному, когда газ скапливается в самой верхней части объема бутылки у ее стенки и не влияет на ход лучей.

Технический результат предлагаемого изобретения может быть достигнут только за счет формирования донных частей корпуса и крышки бутылки в виде объектива и окуляра и образования ими совместно с содержащейся в бутылке жидкостью телескопической системы.

Технический результат предлагаемого изобретения может быть достигнут при различном исполнении донных частей корпуса и крышки бутылки (объектива и окуляра): в виде собирающих линз - по схеме зрительной трубы Кеплера; в виде собирающей (объектив) и рассеивающей (окуляр) линз - по схеме зрительной трубы Галилея, в виде выпуклых поверхностей двояковыпуклой телескопической линзы; в виде выпуклой и вогнутой поверхностей выпукло-вогнутой телескопической линзы. Комбинированное исполнение объектива и окуляра, когда объектив - преломляющая поверхность, а окуляр - линза (или наоборот), тоже может дать технический результат предлагаемого изобретения.

Технический результат предлагаемого изобретения может быть сохранен и после опорожнения бутылки, выполненной по схеме зрительной трубы. Совмещение заднего фокуса дна корпуса-объектива и переднего фокуса дна крышки-окуляра, нарушенное после опорожнения бутылки из-за уменьшившихся в газовой среде соответствующих фокальных отрезков объектива и окуляра, производится путем вдавливания или вмятия одной части корпуса бутылки, содержащей линзу (например, горловины с крышкой), в другую часть корпуса в направлении (вдоль) оптической оси. Корпус бутылки в этом случае выполняется из эластичного материала (например, полимерного). Точное совмещение фокусов (фокусировка) в этом и других случаях может производиться путем отвинчивания и завинчивания крышки, соединенной с корпусом резьбовым соединением, ось которого совпадает с оптической осью телескопической системы.

Существо предлагаемого изобретения поясняется на фиг. 1-4.

На фиг. 1 представлена телескопическая бутылка, расположенная горизонтально, состоящая из корпуса 1 и соединенной с ним резьбовым соединением крышки 2, содержащая жидкость 3 и некоторое количество газа 4. Дно 5 корпуса 1 и дно 6 крышки 2 бутылки выполнены из прозрачного материала, имеющего показатель преломления, равный показателю преломления жидкости 3, содержащейся в бутылке. Наружные поверхности дна 5 и дна 6 ограничены оптическими сферическими поверхностями, оси симметрии которых совпадают и образуют оптическую ось 7. Внутренние поверхности дна 5 и дна 6, соприкасающиеся с жидкостью 3, имеют произвольную форму. Наружная поверхность дна 5, выполняющая роль объектива телескопической системы, и наружная поверхность дна 6, выполняющая роль окуляра, выполнены выпуклыми наружу. Расстояние по оси 7 между наружными поверхностями дна 5 и дна 6 равно сумме заднего фокального отрезка первого и переднего фокального отрезка второго.

Данная телескопическая бутылка действует следующим образом. При горизонтальном положении бутылки газ 4 скапливается в самой верхней части объема бутылки и не влияет на ход формирующих изображение оптических лучей 8 и 9, параллельных оптической оси 7 на входе в систему. После преломления лучей 8 и 9 на наружной поверхности дна 5 корпуса 1, они пересекаются с оптической осью 7 в точке 10, являющейся одновременно задним фокусом наружной поверхности дна 5 и передним фокусом наружной поверхности дна 6 и расположенной от этих поверхностей на расстоянии, равном их соответствующим фокальным отрезкам. Пройдя точку 10 и преломившись на наружной поверхности дна 6, лучи 8 и 9 вновь становятся параллельными оптической оси 7 и формируют перевернутое увеличенное изображение.

На фиг. 2 представлена телескопическая бутылка, расположенная горизонтально, состоящая из корпуса 1 и соединенной с ним резьбовым соединением крышки 2, содержащая жидкость 3 и некоторое количество газа 4. Дно 5 корпуса 1 и дно 6 крышки 2 бутылки выполнены из прозрачного материала, имеющего показатель преломления, равный показателю преломления жидкости 3, содержащейся в бутылке. Наружные поверхности дна 5 и дна 6 ограничены оптическими сферическими поверхностями, оси симметрии которых совпадают и образуют оптическую ось 7 Внутренние поверхности дна 5 и дна 6, соприкасающиеся с жидкостью 3, имеют произвольную форму. Наружная поверхность дна 5, выполняющая роль объектива телескопической системы, выполнена выпуклой наружу, наружная поверхность дна 6, выполняющая роль окуляра, выполнена вогнутой внутрь. Расстояние по оси 7 между наружными поверхностями дна 5 и дна 6 равно сумме заднего фокального отрезка первого и переднего фокального отрезка второго, но поскольку наружная поверхность дна 6 выполнена в виде отрицательного (рассеивающего) оптического элемента, то и расстояние от его поверхности до переднего фокуса (передний фокальный отрезок) будет отрицательной величиной, т. е. передний фокус наружной поверхности дна 6 будет находиться за ней (по ходу лучей).

Данная телескопическая бутылка действует подобно бутылке, представленной на фиг 1, за исключением того, что лучи 8 и 9 фактически не пересекаются с оптической осью 7 в точке 10, а преломившись на наружной поверхности дна 6, вновь становятся параллельны оси 7 и формируют прямое (не перевернутое) увеличенное изображение.

На фиг. 3 представлена телескопическая бутылка, расположенная горизонтально, состоящая из корпуса 1 и соединенной с ним резьбовым соединением крышки 2, содержащая жидкость 3 и некоторое количество газа 4. Корпус 1 бутылки выполнен из эластичного материала, причем горловина имеет возможность вминаться внутрь вдоль оптической оси. Дно 5 корпуса 1 и дно 6 крышки 2 бутылки выполнены из прозрачного материала в виде собирающих линз, для чего с наружной и внутренней стороны они ограничены оптическими сферическими поверхностями, оси симметрии которых совпадают и образуют оптическую ось 7. Расстояние по оси 7 между внутренними преломляющими поверхностями дна 5 и дна 6 равно сумме заднего фокального отрезка первого и переднего фокального отрезка второго.

Данная телескопическая бутылка действует подобно бутылке, представленной на фиг. 1, за исключением того, что лучи 8 и 9 преломляются не только на наружных, но и на внутренних поверхностях дна 5 и дна 6.

На фиг. 4 представлена бутылка, аналогичная бутылке, представленной на фиг. 3, но пустая (опорожненная) и содержащая лишь газ 4 (воздух). Горловина бутылки вместе с крышкой 2 вмята внутрь корпуса 1 настолько, что расстояние по оси 7 между внутренними поверхностями дна 5 и дна 6 равно сумме уменьшившихся в воздушной среде соответствующих фокальных отрезков. Точное совмещение заднего фокуса объектива и переднего фокуса окуляра в точке 10 (фокусировка) производится в данном случае путем отвинчивания и завинчивания крышки 2, перемещающейся вдоль оси резьбового соединения, совпадающей с оптической осью 7.

Аналоги предлагаемого изобретения автору не известны. Возможность промышленного применения предлагаемого изобретения не вызывает у автора сомнений.

Формула изобретения

1. Бутылка, содержащая прозрачную жидкость и некоторое количество газа, например, газированный напиток, состоящий из корпуса и крышки, причем дно корпуса выполнено из прозрачного материала и его поперечный размер (диаметр) превышает поперечный размер (диаметр) дна крышки, так же выполненного из прозрачного материала, отличающаяся тем, что дно корпуса и дно крышки выполняют роль, соответственно, объектива и окуляра и при невертикальном положении бутылки совместно с содержащейся в ней жидкостью образуют телескопическую систему, для чего каждое ограничено хотя бы с одной стороны (внешней или внутренней) осесимметричной оптической преломляющей поверхностью (например, сферической), причем оси симметрии упомянутых поверхностей совпадают, образуя оптическую ось, а расстояние по оптической оси между ближайшими преломляющими поверхностями дна корпуса-объектива и дна крышки-окуляра равно сумме заднего фокального отрезка первого и переднего фокального отрезка второго.

2. Бутылка по п.1, отличающаяся тем, что дно корпуса и дно крышки бутылки выполнены из материалов, имеющих показатели преломления равные показателю преломления содержащейся в бутылке жидкости, при этом осесимметричными оптическими преломляющими поверхностями дно корпуса и дно крышки ограничены только с наружных сторон.

3. Бутылка по п.1, отличающаяся тем, что одно дно (дно корпуса или дно крышки) выполнено из материала, имеющего показатель преломления, равный показателю преломления содержащейся в бутылке жидкости, и ограничено осесимметричной оптической преломляющей поверхностью только с наружной стороны, а другое дно выполнено в виде линзы и ограничено осесимметричными оптическими преломляющими поверхностями с обеих (с наружной и внутренней) сторон.

4. Бутылка по п.1, отличающаяся тем, что дно корпуса и дно крышки выполнены в виде линз и ограничены осесимметричными оптическими преломляющими поверхностями с наружной и с внутренней стороны.

5. Бутылка по п.4, отличающаяся тем, что корпус бутылки выполнен из эластичного материала (например полимерного) и хотя бы одна из его частей, содержащая линзу или связанная с деталью бутылки, содержащей линзу (например, горловина с крышкой), имеет возможность после опорожнения бутылки вминаться внутрь корпуса вдоль оптической оси на величину, достаточную для совмещения задней фокуса дна корпуса-объектива с передним фокусом дна крышки-окуляра и образования телескопической системы без жидкости между объективом и окуляром.

6. Бутылка по любому из пп.1 - 5, отличающаяся тем, что крышка бутылки соединяется с ее корпусом посредством резьбового соединения, ось которого совпадает с оптической осью системы, позволяющего производить фокусировку телескопической системы путем отвинчивания и завинчивания крышки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4