Одноходовой клапан

Одноходовой клапан предназначен, в частности, для использования в упаковках пищевых продуктов. Клапан выполнен с возможностью открывания при избыточном давлении внутри упаковки и является повторно закрывающимся. Адгезионный лист расположен сверху надреза, выполненного в упаковочном материале. Лист имеет возможность открывания надреза при воздействии нагрузки от давления, возникающего внутри упаковки. Таким образом сама упаковка используется как часть клапана. Клапан позволяет герметично упаковывать продукты и осуществлять нагревание непосредственно в упаковке. При открывании и закрывании клапана снижается риск попадания загрязняющих веществ в упаковку за счет выполнения отверстия в упаковке в виде надреза и наличия адгезионного листа. 15 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к одноходовому клапану, в частности предназначенному для упаковок пищевых продуктов, который выполнен для установки в упаковке и приспособлен для открывания при избыточном давлении внутри упаковки. Одноходовой клапан является повторно закрывающимся.

Одноходовые клапаны вида, описанного во введении, были ранее известны. Примерами клапанов этого вида являются Fres-co System от Goglio Group и Wicovalve® от Wipf, которые содержат имеющий форму кнопки цилиндрический фиксатор мембраны и мембрану. Мембрана представляет собой активную часть такого типа клапанов, и она открывает или закрывает клапан в зависимости от соотношения давлений между двумя сторонами мембраны. Мембрана промаслена для гарантирования уплотнения клапана.

Этот тип клапана используется для упаковок кофе и упаковок, предназначенных для некоторых пищевых продуктов. Чтобы увеличить срок хранения этих пищевых продуктов, важно, чтобы они были герметично упакованы, то есть из упаковок откачано максимально возможное количество кислорода. В некоторых случаях пищевые продукты упаковывают так, что они подвергаются тепловой обработке также в этой же упаковке. Во время тепловой обработки образуются значительные количества водяного пара, и избыточное давление вытесняет водяной пар. При тепловой обработке посредством микроволнового излучения образование водяного пара происходит очень интенсивно, и поток через клапан бывает сравнительно большим. Когда используются описанные выше клапаны обычного типа, масло сдувается водяным паром, во многих случаях приводя к значительному ослаблению уплотняющей способности клапана. В лучшем случае клапаны остаются уплотненными, но становятся клапанами одноразового пользования. В некоторых случаях желательно, чтобы пищевые продукты, которые подвергаются тепловой обработке вместе с упаковкой, можно было подогревать, когда они все еще остаются в той же самой упаковке. Чтобы избежать необходимости пробивать лишние отверстия в упаковке, важно чтобы клапан был снова пригоден к эксплуатации, когда упаковку подогревают, для предотвращения разрывания упаковки.

Другой проблемой является сравнительно высокая стоимость. Хотя эти клапаны конструктивно являются довольно простыми, стоимость их все же составляет значительную часть от общей стоимости упаковки.

Поэтому задачей настоящего изобретения является устранение вышеупомянутых проблем.

Технический результат достигается посредством создания одноходового клапана, предназначенного, в частности, для упаковок пищевых продуктов, который выполнен для установки в упаковке (1) и приспособлен для открывания при избыточном давлении внутри упаковки (1), причем в материале упаковки выполнен надрез, сверху которого расположен адгезионный лист (5), который установлен таким образом, чтобы открывать надрез, когда подвергается нагрузкам от воздействия давления, при этом клапан выполнен повторно закрывающимся при использовании адгезионного листа, который неоднократно открывается и закрывается.

Материал упаковки, в котором выполнен надрез, состоит из слоистого материала с беспорядочно выстроенными полимерными цепями.

Надрез выполнен так, чтобы составлять края язычка, выполненного в материале упаковки.

Надрез может иметь V-образную форму, или дугообразную форму, или может быть линейным.

Адгезионный лист включает откидную створку, которая по существу закрывает язычок, выполненный в материале упаковки.

При этом откидная створка, по существу, открывается в том же направлении, в котором открывается язычок.

Надрез может проходить параллельно одной из длинных сторон адгезионного листа, при этом надрез расположен под указанной стороной адгезионного листа.

Адгезионное вещество, которое используется в адгезионном листе, способно размягчаться под действием нагревания.

Предпочтительно, по меньшей мере, часть адгезионного листа снабжена адгезионным веществом такого вида, который подходит для использования вместе с пищевыми продуктами.

В качестве адгезионного листа может использоваться упругая лента или этикетка.

Адгезионный лист может быть установлен таким образом, что клапан испускает звуковой сигнал, когда клапан открыт и внутри упаковки существует избыточное давление.

Предпочтительно адгезионный лист включает надрез.

Таким образом, в одноходовом клапане согласно изобретению выполнен надрез в материале упаковки, причем надрез закрыт сверху адгезионным листом. Адгезионный лист обычно содержит подложку и адгезионное вещество. Подложку можно выполнить, например, из пластмассы или бумаги, а адгезионным веществом может быть клей, способность прилипать которого уменьшается, когда клей подвергается повышенному нагреванию. Кроме того, адгезионный лист установлен так, чтобы открывать надрез, когда подвергается нагрузкам от воздействия давления. Одно из преимуществ, полученных благодаря этому решению, заключается в его простоте, и прежде всего в том, что сама упаковка может использоваться как часть клапана. Единственным дополнением является адгезионный лист. Адгезионный лист может неоднократно открываться и закрываться. Таким образом, клапан в соответствии с настоящим изобретением можно использовать в процессе тепловой обработки и упаковки пищевых продуктов, а также во время их окончательного подогревания, после чего пищевой продукт подлежит извлечению из упаковки, например, для использования.

В соответствии с одним предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения материал упаковки, в котором выполнен надрез, состоит из слоистого материала с беспорядочно выстроенными полимерными цепями. Когда в материале упаковки выполняют надрез, трещина, которая легко формируется в слоистом материале, должна быть направленного вида, то есть такой, как при ориентировании цепей полимера в одном и том же направлении по всему слоистому материалу. Образования нежелательных трещин, таким образом, избегают, используя ненаправленное слоистое изделие.

При выполнении надреза, выполненного в материале упаковки, получают упаковку, у которой в контакте с содержимым упаковки находится по существу только материал упаковки. Таким образом, снижается риск попадания загрязняющих веществ внутрь упаковки.

В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения надрез выполняют таким образом, что он составляет края язычка, формируемого в материале упаковки. При избыточном давлении внутри упаковки язычок, таким образом, выгнется из упаковки наружу. Надрез предпочтительно имеет V-образную форму или форму дуги. V-образный надрез легко выполнить посредством прямоугольного режущего штампа, а дугообразный надрез - посредством цилиндрического режущего штампа. Материал упаковки, находящийся между концами надреза, таким образом служит в качестве средства шарнира, вокруг которого выгибается язычок.

В одноходовом клапане дополнительно выполнена откидная створка, образованная в адгезионном листе, причем эта откидная створка по существу покрывает язычок, выполненный в материале упаковки. Выполнение откидной створки, образованной непосредственно в адгезионном листе, которая открывается в противоположность полному открытию адгезионного листа, делает обработку более легкой. Если пищевые продукты подвергаются тепловой обработке и неопределенная часть адгезионного вещества освобождается, открывая надрез, существует риск недостаточного уплотнения в течение последующего процесса вакуумного вытягивания. Благодаря такой конструкции обеспечивается более легкая задача для проверки приклеивания к упаковке такой ограниченной части, как откидная створка, чем проверять каждый раз повторное прилипание всего адгезионного листа.

В одноходовом клапане надрез откидной створки и надрез язычка предпочтительно проходят в одном и том же направлении. Когда внутри упаковки образуется избыточное давление, это избыточное давление обнаружит свой путь для выхода первоначально через язычок, а затем наиболее удобным образом будет воздействовать на адгезионный лист по направлению вверх в области прямо над язычком. Для удобного открывания откидной створки надрез откидной створки, таким образом, предпочтительно должен проходить в том же направлении, что и надрез язычка.

В одном варианте осуществления клапана надрез является прямым/линейным. Одно преимущество, полученное благодаря такой конфигурации, заключается в том, что она снижает риск проникновения какого-либо вещества в упаковку снаружи, поскольку, в принципе, надрез открыт только тогда, когда внутри упаковки существует избыточное давление. Другое преимущество, полученное благодаря использованию прямого/линейного надреза, состоит в том, что прямой/линейный надрез вместе с адгезионным листом создает звуковой сигнал, когда клапан открывается и внутри упаковки существует избыточное давление. При окончательном подогревании пищевых продуктов внутри упаковки звуковой сигнал указывает, что нагревание пищевых продуктов закончено.

Особенно преимущественным признаком является расположение прямого/линейного надреза под адгезионным листом, близко к одной его длинной стороне и параллельно ей. Когда внутри упаковки образуется избыточное давление, это давление обнаруживает наиболее удобный путь для выхода, который обычно является самым коротким. Поэтому удобно, когда надрез расположен около края адгезионного листа, где необходимо, чтобы адгезионный лист освобождался от упаковки. Особенности надреза, который является прямым/линейным и расположен у одного края адгезионного листа, приводят к явному звуковому сигналу при образовании избыточного давления внутри упаковки, в результате которого клапан открывается. Чтобы создать звуковой сигнал, возможны другие комбинации. Комбинации, когда освобожденная часть адгезионного листа будет вибрировать, обеспечивают создание звукового сигнала.

Адгезионное вещество, используемое в адгезионном листе, предпочтительно такого типа, который становится мягким при нагревании, и, наиболее предпочтительно, такой, который становится мягким, подвергаясь прямому воздействию микроволнового излучения, а не только косвенно, через содержимое упаковки. Чем быстрее адгезионное вещество размягчается, тем быстрее откидная створка откроется при избыточном давлении внутри упаковки.

Чтобы сохранять содержимое насколько возможно, без токсичных и других загрязняющих веществ, адгезионное вещество, находящееся в непосредственном контакте с надрезом, должно быть соответственно такого типа, который принят для использования с пищевыми продуктами. Адгезионное вещество на откидной створке, например, предпочтительно является такого же типа. Однако риск, что какое-нибудь вещество попадет в упаковку через надрез, является минимальным.

С точки зрения стоимости и обработки адгезионный лист удобно выполнить в виде ленты. В настоящее время продается большое количество машин, которые можно использовать для крепления таких лент к упаковке.

Предпочтительными являются упругие ленты, поскольку они имеют тенденцию возобновлять их первоначальную форму при нагревании. Это представляет собой особенно выгодное свойство, когда используется прямой/линейный надрез в месте рядом с краем/периметром адгезионного листа, при условии, что весь край/периметр ленты не будет подниматься/выпускаться, когда клапан открывается. Вследствие этого в ленте остается некоторое натяжение, которое автоматически приводит к повторному ее закрыванию, когда нагревание прекращается.

Аналогично этому, в качестве адгезионного листа можно использовать этикетку. Преимущество использования этикетки заключается в том, что не потребуется крепить к упаковке дополнительную этикетку. На этикетку, используемую в качестве адгезионного листа, можно наносить информацию, например, относительно объема, наименования продукта и срока годности продукта.

Изобретение будет описано в дальнейшем более подробно со ссылкой на прилагаемые схематические чертежи, которые для иллюстративных целей показывают предпочтительные варианты осуществления изобретения.

На Фиг.1 изображен общий вид упаковки, снабженной клапаном в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.2а-2е изображены последовательно виды упаковки, тепловой обработки и вакуумного уплотнения пищевых продуктов.

На Фиг.3 изображен вид машины, предназначенной для упаковки, тепловой обработки и вакуумного уплотнения пищевых продуктов, как показано на фиг.2а-2е.

На Фиг.4 изображен общий вид упаковки, снабженной клапаном в соответствии с настоящим изобретением.

На Фиг.5 изображен общий вид альтернативного варианта осуществления упаковки, снабженной клапаном в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.1 показана упаковка 1, которая содержит нижнюю часть 2, верхнюю часть 3, выполненную с язычком 4, и ленту 5, выполненную с откидной створкой 6. Язычок 4 ограничен надрезом V-образной формы, а откидная створка 6 выполнена дугообразной. Нижняя часть 2 может быть выполнена из того же материала, что и верхняя часть 3, или из другого, более жесткого материала, подходящего для использования в электронных печах с микроволновым обогревом. Верхняя часть 3 выполнена из ненаправленного слоистого материала, чтобы предотвращать продолжение надреза, который образует язычок 4, в форме трещины в верхней части 3. Лента 5 выполнена с откидной створкой 6, надрез которой проходит в том же направлении, что и надрез язычка 4 в верхней части 3.

Процесс упаковывания пищевых продуктов, таким образом, начинается с размещения пищевых продуктов 7 на нижней части 2 упаковки 1, как показано на фиг.2а. Верхняя часть 3 размещается на нижней части 2 (фиг.2b), причем верхняя часть 3 имеет выполненный в ней язычок и ленту 5, выполненную с откидной створкой 6. На Фиг.2с показано, как пищевые продукты 7 внутри упаковки 1 нагреваются и/или подвергаются тепловой обработке посредством микроволнового излучения, при этом процессе давление внутри упаковки увеличивается за счет парообразования до тех пор, пока клапан не откроется, то есть пока не откроются язычок 4 и откидная створка 6. Во время нагревания пар смешивается с воздухом, таким образом выпаривая его, и в конечном счете в упаковке остается только пар. Когда нагревание заканчивается, язычок 4 закрывается и уплотняется откидной створкой 6, и вся упаковка 1 охлаждается (фиг.2d). Когда упаковка 1 охлаждается, конденсация пара вызывает понижение давления в упаковке (фиг.2е), которое в сочетании с предшествующим процессом пастеризации гарантирует длительный срок хранения содержимого упаковки.

На фиг.3 показан один пример устройства для упаковывания пищевых продуктов 7 в упаковки 1, снабженные клапанами в соответствии с настоящим изобретением. Нижняя часть 2, предпочтительно выполненная из пластмассы, с пищевым продуктом 7 на ней размещается на конвейерной ленте 11, поддерживаемой валиками 12, последние, в свою очередь, обеспечивают перемещение конвейерной ленты 11 вперед. В упаковочном устройстве 8 верхняя часть 3 размещается поверх нижней части 2. Верхняя часть предпочтительно выполнена из прозрачного слоистого материала ненаправленной пластмассы. Прежде чем верхняя часть 3 будет размещена на нижней части 2, в верхней части 3 выполняется надрез, и поверх надреза приклеивается лента 5, имеющая откидную створку 6. Упаковка 1 продвигается дальше вдоль конвейерной ленты 11 до туннеля 9 с микроволновым обогревом, в котором пищевые продукты 7 подвергаются тепловой обработке посредством нагревания, как показано на фиг.2с. Когда упаковка выходит из зоны нагрева в туннеле 9 с микроволновым обогревом, клапан обычно автоматически закрывается. Чтобы гарантировать правильное закрытие клапана, также можно использовать механическое средство, то есть откидная створка 6, выполненная в ленте 5, прижимается к верхней части 3 механическим средством и уплотняет язычок 4. После закрытия клапана в туннеле 9 с микроволновым обогревом начинается процесс охлаждения, и, более конкретно, охлаждение производится в охлаждающем туннеле 10. В охлаждающем туннеле 10 пар внутри упаковок 1 конденсируется вследствие охлаждения в течение некоторого времени (фиг.2d и 2е). После того как упаковки 1 прошли охлаждающий туннель 10, пищевые продукты становятся обработанными и упакованными. Теперь упаковки 1 готовы к транспортировке и хранению.

На Фиг.4 изображен еще один вариант осуществления упаковки, снабженной клапаном в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте надрез 4 представляет собой просто прямой/линейный разрез. Лента 5 расположена в положении, в котором одна длинная сторона ленты 5 проходит параллельно надрезу 4. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления надрез находится на расстоянии от одной из двух длинных сторон ленты, которое меньше половины ширины ленты. Таким образом, по меньшей мере часть ленты 5, расположенная между надрезом 4 и краем ленты, будет освобождаться, когда давление и тепло внутри упаковки 1 будут увеличиваться. Когда клапан такого типа открывается, производится звуковой сигнал, который указывает, что нагревание содержимого внутри упаковки закончено. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения лента выполнена упругой. Поскольку длинная сторона ленты 5 не будет освобождаться по всей ее длине, когда клапан открывается, в ленте 5 остается некоторое натяжение, приводящее к автоматическому повторному закрытию ленты, когда нагревание прекращается. Этот процесс основан на условии, что деформация ленты 5 не имеет пластического характера.

На Фиг.5 изображен еще другой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором лента 5 снабжена прямым надрезом 6. Когда клапан открывается, определенная часть ленты будет освобождаться, то есть та часть ленты 5, которая находится между надрезом и частью ленты 5, покрывающей надрез 4. Когда клапан открыт, край надреза 6, который освободился, будет вибрировать и производить звуковой сигнал. Вследствие того, что надрез 6 является линейным, поскольку протяженность надреза 6 на обеих его концах не будет освобождаться, освобожденная часть ленты будет возвращаться обратно в закрытое положение, когда нагревание прекратится. Таким образом, может быть легко получено автоматическое закрытие клапана.

Как должно быть понятно, в пределах объема изобретения можно выполнять множество видоизменений описанных выше вариантов осуществления изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения. Как предварительно было описано, надрез можно выполнить с помощью сварки, резки посредством лазера или ножей. Кроме того, возможно упаковывать вещества, отличающиеся от пищевых продуктов, например такие, как оборудование, хирургические инструменты и т.п., для которых требуется стерилизация. Аналогично этому надрез можно конфигурировать различными способами, например, придавая ему волнообразную или Х-образную форму. Упаковкой, снабженной клапаном, может быть мешок, то есть это может быть упаковка, не имеющая отдельных нижней и верхней частей. Кроме того, адгезионный лист можно выполнить со складчатыми индикациями, чтобы управлять отверстием в адгезионном листе.

1. Одноходовой клапан, предназначенный, в частности, для упаковок пищевых продуктов, который выполнен для установки в упаковке (1) и приспособлен для открывания при избыточном давлении внутри упаковки (1), причем в материале упаковки выполнен надрез, сверху которого расположен адгезионный лист (5), который установлен таким образом, чтобы открывать надрез, когда подвергается нагрузкам от воздействия давления, при этом клапан выполнен повторно закрывающимся при использовании адгезионного листа, который неоднократно открывается и закрывается.

2. Одноходовой клапан по п.1, в котором материал упаковки, в котором выполнен надрез, состоит из слоистого материала с беспорядочно выстроенными полимерными цепями.

3. Одноходовой клапан по п.2, в котором надрез выполнен так, чтобы составлять края язычка, выполненного в материале упаковки.

4. Одноходовой клапан по п.2, в котором надрез имеет V-образную форму.

5. Одноходовой клапан по п.2, в котором надрез имеет дугообразную форму.

6. Одноходовой клапан по п.1, в котором адгезионный лист включает откидную створку, которая, по существу, закрывает язычок, выполненный в материале упаковки.

7. Одноходовой клапан по п.6, в котором откидная створка, по существу, открывается в том же направлении, в котором открывается язычок.

8. Одноходовой клапан по п.2, в котором надрез является линейным.

9. Одноходовой клапан по п.8, в котором надрез проходит параллельно одной из длинных сторон адгезионного листа, при этом надрез расположен под указанной стороной адгезионного листа.

10. Одноходовой клапан по п.1, в котором адгезионное вещество, используемое в адгезионном листе, способно размягчаться под действием нагревания.

11. Одноходовой клапан по п.1, в котором, по меньшей мере, часть адгезионного листа снабжена адгезионным веществом такого вида, который подходит для использования вместе с пищевыми продуктами.

12. Одноходовой клапан по п.1, в котором адгезионным листом является лента.

13. Одноходовой клапан по п.12, в котором лента является упругой.

14. Одноходовой клапан по п.1, в котором адгезионный лист является этикеткой.

15. Одноходовой клапан по п.1, в котором адгезионный лист установлен таким образом, что клапан испускает звуковой сигнал, когда клапан открыт и внутри упаковки (1) существует избыточное давление.

16. Одноходовой клапан по п.1, в котором адгезионный лист включает надрез.

Приоритет по пунктам:

30.04.2001 по пп.1-7, 10-12, 14;

30.05.2001 по пп.8, 9, 13, 15;

29.04.2002 по п.16.