Устройство для откачивания воздуха из емкости для хранения пищевых продуктов, запираемой при помощи клапана
Изобретение относится к устройствам для откачивания воздуха из емкости для хранения пищевых продуктов. Устройство содержит вакуумный насос, выполненный с возможностью приведение в действие при помощи вращательного движения. Устройство выполнено в виде приставки для ручного электрического бытового прибора, в частности стержневого миксера или ручной мешалки, и имеет соединительный элемент для вала, который выполнен с возможностью соединения с приводным валом бытового прибора и с помощью которого приводится в действие вакуумный насос. Вакуумный насос выполнен в виде лопастного насоса, включающего ротор, расположенный внутри графитового кольца и имеющий пластинки, размещенные внутри прорезей ротора с возможностью скольжения в сторону внутренней стенки кольца и изготовленные из графита. Данная конструкция устройства обеспечивает более мощную откачку воздуха из вакуумируемой емкости. 6 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к области хранения пищевых продуктов и касается конструкции устройства для откачивания воздуха из емкости для хранения пищевых продуктов, запираемой при помощи клапана.
Для хранения пищевых продуктов известны системы, позволяющие консервировать их при лучших условиях, чем те, при которых пищевые продукты хранятся необработанными или без улучшенных условий хранения. Хранение пищевых продуктов в емкостях в условиях вакуума обеспечивает возможность улучшенного хранения продуктов питания. Оказалось, что такие системы показывают хорошие результаты при отсутствии появления микроорганизмов, паразитов, плесени и роста дрожжевых грибков. Кроме того, благодаря им предотвращается окисление пищевых продуктов, что позволяет избежать также изменений влажности и запаха пищевых продуктов.
Для достижения таких условий хранения требуется устройство, откачивающее воздух из емкости для хранения для создания в ней вакуума. Из уровня техники известны различные насосы, при помощи которых решается эта задача. При этом насосы, предусмотренные для применения в быту, основаны на поршневых насосах или вентиляторах.
В патенте US 5195427 описан подобный электрический ручной вакуумный насос для применения в быту. Ручной прибор, выполненный исключительно как вакуумный насос, состоит из множества деталей. В частности, предусмотрены дорогостоящее преобразование вращательного движения вала в осциллирующее движение и понижающая передача для приведения в действие поршневого насоса. Система предназначена для создания вакуума в емкостях для хранения пищевых продуктов. С помощью такого прибора простым способом можно добиться подходящего соотношения давлений для хранения пищевых продуктов в емкости в условиях вакуума.
Из патента DE 19504638 А1 известен стержневой миксер для перемешивания или размельчения пищевых продуктов, в котором нож, вращающийся в колоколообразном углублении, создает при вращении вакуум, который достигается при соединении потока, идущего от верхней части хвостовика стержневого миксера. Вакуум, сконцентрированный в колоколе, способствует лучшему и интенсивному перемешиванию пищевых продуктов.
Из полезной модели DE 29920316 U1 известно устройство для создания вакуума в емкости, из которой воздух откачивают при помощи пылесоса. Для этого в пылесосе используют адаптер в виде приставки, насаживаемой на клапан, находящийся на крышке емкости. Управлять таким отсосом, выполненным в виде пылесоса, сложно, это требует также много затрат. Могут возникнуть также и проблемы гигиены пищевых продуктов.
Изготовление представленных электрических вакуумных насосов для бытовых нужд требует много затрат, так как здесь для рычажных механизмов и передач необходимо множество деталей. К тому же сама конструкция обусловливает относительно большие размеры прибора. Кроме того, создание соответствующего вакуумного насоса ведет к тому, что появится еще один новый дополнительный бытовой прибор, которым будут пользоваться лишь в редких случаях.
Поэтому в основе предложенного изобретения стоит задача создания устройства для откачивания воздуха из емкостей для хранения пищевых продуктов, которое можно изготовить простым и недорогим способом.
Эта задача решается при помощи устройства для откачивания воздуха из емкости для хранения пищевых продуктов, запираемой при помощи клапана, благодаря признакам п.1 формулы. Выгодные формы выполнения изобретения описаны в зависимых пунктах.
Заявленная приставка для ручного электрического бытового прибора имеет то преимущество, что представляет собой маленький, недорогой и легко управляемый вакуумный насос для применения в домашнем хозяйстве. В отличие от технических решений, известных из уровня техники, это не отдельный новый бытовой прибор, для которого требуется, соответственно, дополнительное место. Напротив, приставка в качестве еще одного полезного компонента продолжает перечень уже имеющихся приставок, таких как мешалка, измельчитель и т.д. Он экономит место и является существенно более удобным, чем дополнительный электроприбор с собственным приводом. Заявленная приставка проста и надежна при использовании в быту. Изобретение представляет собой простое и недорогое техническое решение, так как связь обоих концов валов происходит с замыканием геометрического контура путем простого совместного вставления соединительных элементов для валов. Соединительные элементы для валов могут быть при этом выполнены в виде торцовых зубьев.
Предлагаемая конструкция вакуумного насоса отличается, в частности, большей мощностью отсасывания по сравнению с применяемыми до сих пор в быту вакуумными насосами. Ко всему прочему благодаря этому высота конструкции может быть незначительной, так как нет необходимости в дорогостоящих рычажных механизмах и передачах. Вакуумный насос можно привести в действие вместе с вращением приводного вала бытового прибора. Это сокращает также количество деталей, что опять же положительно влияет на расходы по изготовлению. Наконец, с помощью такого лопастного насоса в течение нескольких секунд можно достигнуть в емкости для пищевых продуктов желаемого уровня давления. Благодаря выполнению корпуса вакуумного насоса с использованием графитового кольца вакуумный насос приставки сохраняет в рабочей области устойчивую температуру. К тому же при этом достигается эффект самосмазки. Это способствует тому, что вакуумный насос несет лишь незначительные потери давления и за ним не требуется уход. Пластинки вакуумного насоса, например прямоугольные, могут свободно двигаться либо только благодаря центробежной силе, либо благодаря давлению пружины. В результате выбора соответствующего материала - графита образуется конструкция с самосмазкой, не требующая обслуживания.
Другую выгодную форму выполнения предложенного изобретения показывают признаки п.2 формулы. Уплотнительная кромка из эластомерной пластмассы представляет собой при этом кольцевую кромку, выступающую на конце со стороны всасывания. В поперечном сечении уплотнительная кромка может расширяться в сторону свободного конца. Благодаря этому возможно простое насаживание приставки на соответствующий клапан емкости для хранения пищевых продуктов. Благодаря этому отпадает необходимость центрирования с сообщающимся отверстием клапана, как это требуется в устройствах, известных из уровня техники. Уплотнительная кромка действует при этом так же, как вакуум-присос.
Еще одна выгодная форма выполнения предложенного изобретения описана при помощи признаков п.3 формулы. Благодаря им возможно простое и недорогое соединение с ручным бытовым прибором, например стержневым миксером. Это соединение является очень устойчивым и может служить одновременно в качестве центрирующего элемента для соединения с валом.
Наконец, еще одна выгодная форма выполнения изобретения представлена признаками п.4 формулы. Благодаря им создана дополнительная защитная функция, препятствующая проникновению жидкости в насосную камеру в процессе откачивания воздуха. При этом решение является простым и недорогим. Например, в подъемной трубе можно предусмотреть простой поплавок в виде шара, который при достижении предопределенного уровня жидкости всплывает и запирает отверстие клапана.
Еще одна выгодная форма выполнения представлена признаками п.6 формулы. Благодаря им также обеспечивается устойчивость температуры в рабочей области. Кроме того, возникающие центробежные силы выдерживают нагрузку без недопустимо больших деформаций. Этому способствует также легкая конструкция, обусловленная материалом, из которого она изготовлена.
Другую выгодную форму выполнения заявленной приставки описывают признаки п.7 формулы. При этом выбор материала обусловливает создание недорогой и надежной, с точки зрения гигиены, конструкции, допускающей многообразие форм. Некоторыми возможными материалами являются, например, полиэтилен, полипропилен, полиамид или любая другая подходящая термопластмасса.
Прочие формы выполнения и преимущества изобретения раскрыты в описании примеров выполнения со ссылкой на приложенные чертежи.
Фиг.1 - схематичное изображение в разрезе первой формы выполнения заявленного устройства для откачивания воздуха из емкости для хранения пищевых продуктов;
Фиг.2 - изображение в перспективе устройства по фиг.1 в разобранном виде;
Фиг.3 - вид в перспективе лопастного насоса, являющегося составной частью устройства по фиг.1;
Фиг.4 - вид в перспективе стержневого миксера с приставкой согласно форме выполнения по фиг.1;
Фиг.5 - схематичное изображение в разрезе второй формы выполнения заявленного устройства для откачивания воздуха из емкости для хранения пищевых продуктов с областью нахождения поплавка;
Фиг.6 - сравнительная диаграмма, показывающая время откачивания воздуха из контейнера емкостью 700 мл при помощи заявленной приставки и при помощи известных вакуумных насосов, предназначенных для бытового использования.
Одинаковые или похожие элементы обозначены ниже одинаковыми позициями.
На фиг.1 дано схематичное изображение в разрезе выгодной формы выполнения заявленной приставки 1. Приставка 1 имеет при этом область соединения 2, область 3 нахождения насоса и область отсасывания 4.
Область соединения 2 образована при этом насадным хвостовиком 6, имеющим форму горшка, и соединительным зубчатым венцом 7. Насадной хвостовик имеет в области своего основания отверстие 9, в которое введен вал 8, соединенный с зубчатым венцом 7.
Вакуумный насос, расположенный в области 3, выполнен в виде лопастного насоса 17, как это показано в перспективе на фиг.3. Корпус лопастного насоса 17 представляет собой графитовое кольцо 16, закрытое сверху и снизу соответственно верхним круговым концевым диском 18 и нижним круговым концевым диском 12. В корпусе насоса установлен вращающийся цилиндрический ротор 10, занимающий эксцентрическое положение. Ротор 10 имеет равномерно распределенные радиальные канавки 32. В канавках 32 расположены пластинки 11, выполненные с возможностью перемещения в радиальном направлении.
Пластинки 11 прижимаются при помощи центробежной силы к графитовому кольцу 16, в данном примере выполнения поддерживаются силой пружин 26. Благодаря этому образуются нагнетательные ячейки 22, имеющие серповидное расширение и сужение.
Ротор 10, как видно на фиг.1, соединен с валом 8, который одним концом введен в концевой диск. Конец вала 8, выступающий из верхнего концевого диска 18, имеет соединительный зубчатый венец 7, выполненный в виде торцовых зубьев. Кроме этого, на соединительном участке области соединения 2 предусмотрен кожух, который продолжается на стенке корпуса 5. Этот волнообразный конец корпуса приставки 1, выполненный в виде насадного хвостовика 6, предусмотрен для соединения с находящимся на стороне инструмента концом стержневого миксера.
На другом конце корпуса 5 на наружной окружности выполнена кольцевая уплотнительная кромка 13 из эластичного резинового материала, которая через канавку 15 соединена с перегородкой 14. Уплотнительная кромка 13 выполнена при этом так, что во время работы действует как вакуум-присос. Покрытие 33 на этом конце корпуса 5 имеет соответствующие пазы для присасывания 28. Пазы 28 находятся при этом внутри участка покрытия 33, окруженного кольцевой кромкой 13.
На фиг.2 схематично представлена форма выполнения фиг.1 в разобранном виде. Здесь изображен насадной хвостовик 6, выполненный на соединительном участке области соединения 2 по существу в виде горшка, и соединительный зубчатый венец 7, расположенный на его основании. Кроме этого, в области 3 насоса схематично изображен ротор 10 и вал 8, который соединяет зубчатый венец 7 с ротором 10. Ротор 10 помещают в графитовое кольцо 16, которое, в свою очередь, расположено в корпусе 5. Наконец, на нижнем конце продолговатого цилиндрического корпуса 5 находится присасывающее соединение (область отсасывания 4) с уплотнительной кромкой 13 из эластомерной пластмассы.
На фиг.3 схематично представлены в перспективе элементы лопастного насоса 17 по фиг.1. Здесь изображен откинутый верхний концевой диск 18, который, как и цилиндрическое кольцо 16 и нижний концевой диск 12, выполнен из графита. Со смещением относительно центра кругового верхнего концевого диска 18 выполнено сверленое отверстие, которое служит в качестве опоры 20 для вала ротора 8, здесь не представленного. Опора 20 вала является при этом самосмазывающей скользящей опорой. Внутри цилиндрического графитового кольца 16, образующего вместе с верхним концевым диском 18 и нижним концевым диском 12 корпус лопастного насоса 17, расположен ротор 10, который опирается на вал 8.
Ротор 10, изготовленный из углеродного волокна, расположен в графитовом кольце 16 со смещением относительно его центра. Он имеет три канавки 32, между которыми лежит угол по 120° и в которые введены пластинки 11, перемещающиеся в продольном направлении, т.е. соответственно в радиальном направлении. Пластинки 11 выполнены при этом по существу в виде прямоугольных пластин из графита. На концы пластинок 11, обращенные к отверстию для вала 21 ротора 10, оказывают давление пружины сжатия 26. Кроме того, показано всасывающее отверстие 19, расположенное на нижнем концевом диске 12, через которое отсасывается воздух из емкости для хранения пищевых продуктов. Благодаря ротору 10, верхнему концевому диску 18, нижнему концевому диску 12, графитовому кольцу 16 и пластинкам 11 образуются нагнетательные ячейки 22.
Во время работы лопастного насоса 17 ротор вращается со скоростью вращения вала стержневого миксера 23. Пластинки 11 при помощи центробежной силы и усилия пружин скользят при этом по внутренней стенке графитового кольца 16 и предотвращают наступление выравнивания давления между разными нагнетательными ячейками.
На фиг.4 дан вид в перспективе заявленной приставки 1, которая смонтирована на конце стержневого миксера 23 с его выходной стороны. На верхнем конце этой комбинации приборов, имеющей по существу продолговатую цилиндрическую форму, расположена ручка 24, которую пользователь может полностью охватить рукой. На передней стороне стержневого миксера 23 в верхней области находится пусковой переключатель 25, которым можно управлять вручную.
Верхняя область корпуса 5 приставки 1, выполненная в виде насадного хвостовика 6, надвинута при этом на слегка конический конец стержневого миксера 23 с его выходной стороны. При этом одновременно получается соединение с валом для приведения в действие вакуумного насоса.
На нижнем конце приставки 1 находится кольцевая уплотнительная кромка 13 из эластомерной пластмассы. Гладкие наружные стенки стержневого миксера 23 и приставки 1, изготовленные из термопластичного материала, позволяют легко чистить такую комбинацию из приборов, что, в частности, очень важно для бытовых приборов из соображений гигиены.
Во время работы приставка 1 соединена со стержневым миксером 23 с его выходной стороны. При этом приставка 1 надежно удерживается от прокручивания и выпадения благодаря кольцевому кожуху на выходном конце стержневого миксера 23. Выходной вал стержневого миксера 23 соединен с зубчатым венцом 7 лопастного насоса 17 с замыканием геометрического контура. Приставка 1 насажена своей всасывающей стороной на клапанное устройство, которое находится на емкости для хранения пищевых продуктов. При этом кольцевая уплотнительная кромка 13 присасывается к ровному кольцевому краю соединительного устройства клапанного устройства. Во время откачивания воздуха из емкости для хранения пищевых продуктов ротор 10 приставки 1 приводится во вращение при помощи выходного вала стержневого миксера 23.
На фиг.5 представлена вторая форма выполнения предложенного изобретения, при которой дополнительно предусмотрена область для поплавка 29. Благодаря ей предотвращается проникновение жидкости в область лопастного насоса 17. При такой форме выполнения конструкция соединительного участка области соединения 2 и области 3 нахождения насоса соответствует по существу конструкции, описанной на фиг.1-4.
При этой форме выполнения с областью нахождения насоса 3 соединяется область нахождения поплавка 29. При этом область нахождения поплавка 29 образована по существу цилиндрическим корпусом для поплавка 31, изготовленным из термопластичного материала. На нижнем конце корпуса для поплавка 31 имеется перегородка 14, которая входит в канавку 15 уплотнительной кромки 13 с образованием присасывающего соединения в области отсасывания 4.
В корпусе для поплавка 31 находится круглый поплавок 30. Поплавок 30 выполнен при этом в виде полого тела, так что он легко всплывает на поверхность поступающей жидкости. Когда уровень жидкости в корпусе с поплавком 30 достигает критического значения, поплавок 30 закрывает нижнее отверстие отсасывающей трубки 27. Таким образом, жидкость не проникает в лопастной насос 17. Для надежного обеспечения отсасывания воздуха, находящегося в емкости для хранения пищевых продуктов, на нижнем торцевом конце корпуса для поплавка 31 предусмотрены дополнительные пазы 28.
На фиг.6 представлена диаграмма, на которой показано время откачивания воздуха из контейнера емкостью 700 мл. При этом на оси абсцисс время t указано в секундах, а на оси ординат давление указано в мбар. При этом давление внутри контейнера на момент t=0 соответствует давлению окружающей среды. При приведении в действие вакуумного насоса давление внутри емкости понижается. Характер изменения давления с течением времени можно при этом представить в виде логарифмической функции. Только в заявленной форме выполнения изобретения уже через 5 секунд давление в емкости достигает примерно 300 мбар, тогда как в других устройствах, известных из уровня техники, к этому моменту давление достигает примерно только 500-700 мбар. Уже через 15 секунд с помощью заявленной приставки давление достигает 200 мбар и в дальнейшем больше существенно не падает. В приборах же, которые известны из уровня техники и с которыми идет сравнение, на данный момент давление составляет примерно лишь 300-400 мбар. Таким образом четко показана мощность и скорость отсасывания воздуха при помощи заявленного прибора.
1. Устройство для откачивания воздуха из емкости для хранения пищевых продуктов, запираемой при помощи клапана, имеющее вакуумный насос, выполненный с возможностью приведение в действие при помощи вращательного движения, отличающееся тем, что оно выполнено в виде приставки (1) для ручного электрического бытового прибора, в частности стержневого миксера или ручной мешалки, и имеет соединительный элемент для вала (7), который выполнен с возможностью соединения с приводным валом бытового прибора и с помощью которого приводится в действие вакуумный насос (17), при этом вакуумный насос (17) выполнен в виде лопастного насоса, включающего ротор (10), расположенный внутри графитового кольца (16) и имеющий пластинки (11), размещенные внутри прорезей ротора с возможностью скольжения в сторону внутренней стенки кольца и изготовленные из графита.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приставка (1) имеет на своем конце со стороны всасывания кольцевую уплотнительную кромку (13) для прикрепления к соединительному устройству.
3. Устройство по одному из пп.1 и 2, отличающееся тем, что приставка (1) на своем конце со стороны привода имеет насадной хвостовик (6), который выполнен с возможностью насаживания на выходной конический конец ручного электрического бытового прибора.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что между вакуумным насосом (17) и уплотнительной кромкой (13) предусмотрена область для поплавка (29) для предотвращения проникновения жидкости в вакуумный насос (17).
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус вакуумного насоса (17) образован графитовым кольцом, верхним концевым диском (18) и нижним концевым диском (12).
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что ротор (10) вакуумного насоса (17) изготовлен из углеродных волокон.
7. Устройство по одному из п.1 или 2, отличающееся тем, что корпус (5) приставки (1) изготовлен из подходящего термопластичного материала.
