Устройство с защитой от расплескивания

1 Родственные заявки Настоящая заявка основана и в ней заявлен приоритет на основе продолженной заявки на американский патент 60/178,511, поданной 27 января 2000 г. под названием "Поднятая крышка для контейнера с тонкими стенками"(RAISED COVER FOR THIN WALLED CONTAINER) и продолжительной заявки на американский патент 60/178,513, поданной 27 января 2000 г. под названием "Улучшенная крышка для контейнера с тонкими стенками и защитным буртиком от расплескивания" (IMPROVEDCOVER FOR THE THIN WALLED CONTAINER AND SPLASH GUARD). Полное содержание вышеприведенных предварительных заявок приводится здесь в качестве ссылки. Предпосылки изобретения Настоящее изобретение относится к контейнерам с тонкими стенками, таким, как описаны в американском патенте 5,804,237, описание которого приводится здесь полностью в качестве ссылки, и, более конкретно, к увеличению свободного пространства, оставляемого над продуктом, в таком контейнере. Американский патент 5,804,237 раскрывает легко открываемый контейнер с тонкими стенками, который выполнен с цельным или прифалыдованным дном, и который заполнен пищевым материалом, требующим стерилизации. Один из торцов пустого контейнера, выполненный как единая деталь или прикрепленный к нему, может быть вогнутым по отношению к внутренней части контейнера. Затем в контейнер помещают сжиженный или отвердевший инертный газ. Контейнер затем закупоривают с торца, которому придана вогнутая форма, до того, как сжиженный или отвердевший инертный газ полностью испарится. Торцы выполнены таким образом, что они не деформируются под давлением, остающимся после стерилизации, которое возникает под давлением инертного газа и которое достаточно для компенсации разрежения, образующегося при охлаждении горячих паров воды над поверхностью пищевого материала и, таким образом,придает банке требуемую жесткость. Если один из концов имеет вогнутую форму, и эта форма может переворачиваться или вспучиваться под действием газа, вырабатываемого бактериями,но не под действием давления газа, остающегося после стерилизации, то другой торец не обязательно должен иметь вогнутую форму, если только он не будет деформироваться под давлением, остающимся после стерилизации. Содержимое контейнера расширяется в ходе процесса тепловой стерилизации и дополнительно сжимает сжатый газ, находящийся в свободном пространстве контейнера, оставляемом над продуктом. Это может привести к образованию в ходе тепловой стерилизации более высокого внутреннего давления, чем требуется,что может привести к необходимости использо 004894 2 вания сложных автоклавов с компенсацией давления. Такое избыточное давление может быть предотвращено при заполнении контейнера продуктом на более низком уровне, чем обычно,для увеличения свободного пространства, оставляемого над продуктом, что позволяет уменьшить эффект сжатия при тепловом расширении содержимого контейнера. Однако неполное заполнение продуктом является не желательным, поскольку это может вызвать возражения со стороны продавцов и покупателей. Кроме того, из-за наличия внутреннего давления с некоторыми продуктами при открытии возникает проблема, состоящая в том, что из контейнера могут расплескиваться и разбрызгиваться легкоподвижные жидкости. Краткое описание изобретения Таким образом, настоящее изобретение направлено на контейнер, в котором сформировано увеличенное свободное пространство, оставляемое над продуктом, для предотвращения образования избыточного давления в свободном пространстве, оставляемом над продуктом, вызываемого при тепловом расширении содержимого контейнера в процессе тепловой стерилизации. Кроме того, настоящее изобретение направлено на минимизацию или предотвращение расплескивания при открывании контейнера с тонкими стенками под давлением. Эти и другие цели настоящего изобретения достигаются с помощью устройства, которое содержит контейнер, имеющий боковую стенку,верхний торец и нижний торец, предназначенные для содержания продукта под давлением,поднятую крышку и/или нижний торец для обеспечения увеличенного свободного пространства, оставляемого над продуктом и, в случае необходимости, внутренний защитный буртик, предназначенный для предотвращения расплескивания содержимого при открывании контейнера. В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения, защитный буртик, предназначенный для предотвращения расплескивания, содержит внутренний буртик, сформированный на боковой стенке контейнера, и также может включать дополнительный внутренний буртик, сформированный на верхнем торце контейнера. В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, свободное пространство, оставляемое над продуктом, может быть увеличено, благодаря уменьшению диаметра вогнутой части, сформированной на верхнем торце. Вогнутая часть может быть также сформирована на нижнем торце или как на верхнем, так и на нижнем торцах, и верхний торец может представлять собой легко открывающийся торец. Другие свойства и преимущества настоящего изобретения станут очевидными из сле 3 дующего описания настоящего изобретения, в котором сделаны ссылки на прилагаемые чертежи. Краткое описание чертежей Фиг. 1 схематично изображает вид в разрезе обычной банки, имеющей обычный плоский верхний торец; фиг. 2 схематично изображает вид в разрезе банки в соответствии с американским патентом 5,804,237, имеющей вогнутый верхний торец так, при этом показан уровень содержимого банке; фиг. 3 схематично изображает вид в разрезе по первому варианту воплощения настоящего изобретения, в котором используется банка,имеющая поднятый верхний торец, показан уровень содержимого в банке, при этом следует отметить, что свободное пространство, оставляемое над продуктом, здесь больше, чем в банке по фиг. 2; фиг. 4 схематично изображает вид в разрезе, представляющий нижний торец банки в соответствии с некоторыми свойствами настоящего изобретения, который установлен на верхний торец другой банки; фиг. 5 схематично изображает вид в разрезе второго варианта воплощения настоящего изобретения, в котором в боковой стенке банки по фиг. 3 используется буртик для защиты от расплескивания; фиг. 6 схематично изображает вид в разрезе варианта воплощения изобретения, представленного на фиг. 5, в котором используется буртик в верхнем торце банки; фиг. 7 и 8 изображают виды, представляющие, соответственно, буртик в боковой стенке обычной банки по фиг. 1 и буртики, на верхнем торце и на боковой стенке обычной банки по фиг. 1; фиг. 9 - 13 схематично изображают виды в разрезе третьего варианта воплощения изобретения, на верхнем торце которого используется вогнутая часть уменьшенного диаметра, причем на фиг. 9 показана вогнутая часть с уменьшенным диаметром на верхнем торце с внутренним буртиком; на фиг. 10 показана вогнутая часть уменьшенного диаметра на верхнем торце без внутреннего буртика; фиг. 11 изображает вогнутую часть уменьшенного диаметра на нижнем торце; на фиг. 12 показана вогнутая часть уменьшенного диаметра как на верхнем, так и на нижнем торцах; и на фиг. 13 показана легко открывающаяся крышка, имеющая вогнутую часть уменьшенного диаметра; и фиг. 14-17 схематично изображают виды в разрезе, представляющие относительные размеры диаметра банки, в соответствии с некоторыми свойствами настоящего изобретения. Подробное описание предпочтительного варианта (вариантов) воплощения Первый вариант воплощения На фиг. 1 показана обычная банка 10, при внутреннем давлении банки 10 равном внешне 004894 4 му давлению, и в банке 10 использован обычный плоский верхний торец 12. Уровень содержимого в банке 10 показан как уровень 14, что приводит к образованию свободного пространства 16, оставляемого над продуктом, между уровнем 14 и верхним торцом 12. На фиг. 2 показана банка 18 и вогнутый торец 20 в соответствии с американским патентом 5,804,237. Уровень продукта обозначен ссылкой 22. Свободное пространство 24, оставляемое над продуктом, то есть объем между вогнутым торцом 20 и уровнем 22 продукта, как можно видеть, на фиг. 2, меньше, чем свободное пространство 16, оставляемое над продуктом в обычной банке 10 (фиг. 1). Содержимое банки 10 расширяется в ходе процесса тепловой стерилизации и дополнительно сжимает сжатый газ, находящийся в банке 18 в свободном пространстве 24, оставляемом над продуктом. Это может привести к образованию в ходе тепловой стерилизации более высокого внутреннего давления, чем требуется, это может привести к необходимости использовать сложные автоклавы, компенсирующие давление. В соответствии с некоторыми аспектами настоящего изобретения, которые показаны на фиг. 3, банка 26 с тонкими стенками, аналогичная банке 18, содержит поднятый верхний торец 28 для увеличения свободного пространства 24,оставляемого над продуктом. Поднятый верхний торец 28 включает вдавленную часть 30,расположенную вблизи к закаточному кольцу 32 банки 26, и верхнюю плоскую часть 34, расположенную вблизи к вдавленной части 30. Верхняя часть плоской части 34 выполнена ровной на уровне закаточного кольца 32 банки и проходит дальше внутрь и вниз для формирования вогнутой части 36. Поднятый верхний торец 28 позволяет увеличить свободное пространство 24, оставляемое над продуктом и, таким образом,уменьшает степень сжатия газа в этом пространстве, возникающего при высокой температуре стерилизации из-за расширения жидкостей и/или твердых веществ, а также газов в банке 26. При повышении температуры давление газа повышается, и степень сжатия из-за расширения жидкости и/или твердого вещества такова, что,благодаря наличию вогнутой части на торце обеспечивается требуемое давление в пустом пространстве. В зависимости от продукта и других условий, его величина может находиться в диапазоне от 30 фунтов на квадратный дюйм до приблизительно 70 фунтов на квадратный дюйм, (2,1-4,9 кг/см 2) причем в среднем давление приблизительно составляет 50 фунтов на квадратный дюйм (3,5 кг/см 2). Давление такой величины ниже, чем давление, возникающее под действием бактерий, которое вызывает вспучивание торца, который становится выпуклым. Верхний торец также может иметь такую конструкцию, что он изгибается вверх (или на 5 ружу) при повышении внутреннего давления в ходе процесса стерилизации (создавая, таким образом, внутренний объем банки и снижая максимальные значения давления). Поскольку давление повышается в течение процесса стерилизации, изгиб верхнего торца 28 происходит при давлениях, выше давлений, существующих при комнатной температуре, которые ниже критического давления, при котором вогнутая часть верхнего торца изгибается вверх так, что становится выпуклой. Поскольку банку 26 охлаждают до комнатной температуры, и при этом внутреннее давление снижается, верхний торец 28 возвращается (благодаря собственной упругости) к своей первоначальной форме. При этом верхний торец 28 поднимается в ходе стерилизации для увеличения внутреннего объема банки для эффективного снижения максимального внутреннего давления, возникающего в банке, и затем возвращается в свою первоначальную форму после охлаждения. Рассмотрим теперь фиг. 4, на которой нижний торец банки также может иметь аналогичную конструкцию для дополнительного увеличения внутреннего объема (и снижения внутреннего давления) банки 26 в ходе стерилизации. Более конкретно, нижний торец 38 банки 26 может быть выполнен с пониженной частью и сформирован с накатанным ободком 40 и выступом 42, которые обеспечивают надежную укладку штабелями. Выступ 42 банки 26 имеет такую конструкцию, что он входит во вдавленную часть 30 верхнего торца 28 другой банки 26, позволяя, таким образом, укладывать штабелями две банки так, что они входят друг в друга. Второй вариант воплощения На фиг. 5 изображен первый вариант воплощения с защитным буртиком, предназначенным для предотвращения расплескивания. Более конкретно, как показано на фиг. 5, на боковой стенке 58 банки 26 сформирован внутренний буртик 60. Буртик 60 действует как защита от расплескивания для предотвращения расплескивания при открывании банки 26. Глубину буртика 60, проходящего внутрь банки, выбирают такой, чтобы он не мешал открывать банку 26 консервным ключом. Как показано на фиг. 6, для обеспечения дополнительной защиты от расплескивания,внутренний буртик 62 также может быть сформирован на верхнем торце 28. Расстояние по горизонтали от буртика 62 до боковой стенки банки выбирают таким, чтобы оно не мешало открывать банку консервным ключом. Банка 2 6 также может включать (не показано) одновременно буртики 60 и 62. Буртики 60 и 62 также могут быть сформированы в обычной банке 10 с плоским верхним торцом 12 так, как показано на фиг. 7 и 8,для предотвращения расплескивания. 6 Третий вариант воплощения В качестве альтернативы использованию поднятого верхнего торца 28 по фиг. 3, для увеличения свободного пространства, оставляемого над продуктом, вогнутая часть на верхнем торце 2 0 может быть уменьшена и может быть вдавлена так, как показано на фиг. 9-13. Более конкретно, на фиг. 9 показана вогнутая часть 64 уменьшенного диаметра в верхнем торце 20 с внутренним буртиком 62. Вогнутая часть 64 уменьшенного диаметра сформирована так, что вблизи к боковой стенке 68 банки сформирована плоская часть 66, и затем верхний торец 20 вдавливают внутрь по отношению к плоской части 66 для формирования вогнутой части 64. Если, как показано на фиг. 9, верхний торец 20 содержит буртик 62, буртик 62 формируют на плоской части 66. На фиг. 10 показана вогнутая часть 64 уменьшенного диаметра, выполненная в верхнем торце 20, без использования внутреннего буртика 62. На фиг. 11 показана вогнутая часть 70 уменьшенного диаметра,сформированная на нижнем торце 72. На фиг. 12 показаны вогнутые части 64 и 70 уменьшенного диаметра, выполненные как на верхнем,так и на нижнем торцах 22 и 72. На фиг. 13 показан легко открываемый торец 76 с отрывным язычком 78, линией 80 отрыва и вогнутой частью 82 уменьшенного диаметра. Четвертый вариант воплощения Как показано на фиг. 14, внешний диаметр 44 закаточного кольца на верхнем торце 28 банки 26 равен внешнему диаметру 46 закаточного кольца на нижнем торце 38 банки 26 для облегчения закатки или работы с банками 26. Внешний диаметр самой банки обозначен цифрой 42. На фиг. 15 показана модифицированная банка по фиг. 14. Как показано на фиг. 15,внешние диаметры 50 и 52 верхнего и нижнего закаточного колец выполнены такими же, как и на фиг. 14. Однако внешний диаметр 54 банки выполнен большим, чем внешний диаметр 42 банки по фиг. 14, но меньшим, чем внешние диаметры 50 и 52 закаточных колец, которые выполнены такими же, как внешние диаметры 44 и 46 закаточных колец по фиг. 14. Внутренний диаметр 56 равен внешнему диаметру 42 банки по фиг. 14. Поскольку диаметры 50 и 52 закаточных колец больше, чем (внешний) диаметр 54 банки,банка 26 по фиг. 15 перекатывается на закаточных кольцах и увеличение внутреннего диаметра 56 не мешает работать с банкой, но позволяет увеличить внутренний объем. Например, увеличение внутреннего диаметра на 0,04 дюйма (1 мм) при диаметре банки 3 дюйма (76,2 мм), позволяет увеличить внутренний объем банки на 0,846 кубических дюймов (13,86 см 3) или на 2,68% в банке типа 407. Это дает возможность увеличить обычное свободное пространство заполненное воздухом практически на 50%. При этом, с учетом увеличения, благодаря поднято 7 му торцу 28, общее свободное пространство,заполненное воздухом, удваивается. Благодаря пониженному нижнему торцу, можно получить еще больше свободного пространства, заполненного воздухом. Это более чем достаточно для обеспечения требуемых давлений в данной конструкции. На фиг. 16 показана банка 84 с легко открываемым торцом 86, в которой зависимость между внешним диаметром 88 закаточного кольца, внутренним диаметром 90 банки и внешним диаметром 92 банки выдержана такой же, как и на фиг. 15. На фиг. 17 показана банка 94, имеющая поднятый верхний торец 96, в которой зависимость между внешним диаметром закаточного кольца 98, внутренним диаметром 100 банки и внешним диаметром 102 банки такая же, как показана на фиг. 15. Кроме того, банка 94 имеет часть 104 уменьшенного диаметра, расположенную ниже торца 96 для обеспечения возможности открывать банку обычным консервным ключом. Во всех вариантах воплощения, конфигурации верхнего и нижнего торцов и буртиков,сформированных на стенке банки, используется в соответствии с конструкцией, которая позволяет обеспечить требуемые уровни давления в ходе обработки на уровне ниже давления, возникающего под действием бактерий. Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на конкретные варианты его воплощения, множество других изменений и модификаций и других вариантов использования будут очевидны для специалистов в данной области техники. Поэтому предпочтительно, чтобы настоящее изобретение было ограничено не конкретным его описанием, приведенным здесь, а только прилагаемой формулой изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство, предназначенное для содержания стерилизованного пищевого материала, включающее герметичный контейнер с тонкими стенками, предназначенный для содержания пищевого материала, стерилизованного в ходе процесса стерилизации, и инертный газ под давлением, причем жесткость боковых стенок контейнера поддерживается благодаря давлению инертного газа, и стенки легко деформируются при отсутствии такого давления, контейнер содержит верхний торец и нижний торец так, что по меньшей мере на одном из торцов сформирован вогнутый наклон по отношению к внутреннему объему контейнера, при этом по меньшей мере один торец выполнен из такого материала и имеет такую толщину и форму, что указанный по меньшей мере один торец указанного герметичного контейнера остается, по существу, в форме вогнутого наклона до процесса стерилизации, в ходе процесса стерилизации и 8 после него, но становится выпуклым только,если в герметичном контейнере под давлением под действием бактерий вырабатывается определенное дополнительное давление газа, причем верхний конец содержит поднятую часть, сформированную на боковой стенке, направленную внутрь. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что дополнительно включает внутренний буртик, сформированный на боковой стенке контейнера и проходящий внутрь от боковой стенки. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем,что внутренний буртик имеет такую структуру и компоновку, что он не мешает использованию консервного ключа для открывания контейнера. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем,что дополнительно включает внутренний буртик, сформированный на верхнем торце контейнера и проходящий по направлению вниз от указанного верхнего торца. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем,что внутренний торец имеет такую структуру и компоновку, которая не мешает использовать консервный ключ для открывания контейнера. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем,что дополнительно включает первый внутренний буртик, сформированный на боковой стенке контейнера и проходящий внутрь от боковой стенки, и второй внутренний буртик, сформированный на верхнем торце контейнера и проходящий вниз от верхнего торца. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем,что первый и второй буртики имеют такую структуру и компоновку, которая не мешает использовать консервный ключ для открывания контейнера. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем,что верхний торец имеет определенный диаметр и дополнительно содержит вогнутую часть,сформированную на верхнем торце, диаметр которой меньше, чем диаметр боковой стенки контейнера. 9. Устройство по п.8, отличающееся тем,что верхний торец содержит плоскую часть,расположенную непосредственно вблизи к боковой стенке, и вогнутая часть сформирована внутри от указанной плоской части. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем,что нижний торец имеет определенный диаметр и дополнительно содержит вогнутую часть,сформированную на нижнем торце, диаметр которой меньше, чем диаметр боковой стенки контейнера. 11. Устройство по п.8, отличающееся тем,что нижний торец имеет плоскую часть, расположенную непосредственно вблизи к боковой стенке, и вогнутая часть сформирована внутри от указанной плоской части. 12. Устройство по п.1, отличающееся тем,что верхний торец имеет определенный диаметр и дополнительно включает вогнутую часть, 9 сформированную на верхнем торце, диаметр которой меньше, чем диаметр боковой стенки контейнера, и нижний торец имеет определенный диаметр и дополнительно содержит вогнутую часть, сформированную на нижнем торце,имеющую диаметр меньший, чем диаметр боковой стенки контейнера. 13. Устройство по п.12, отличающееся тем,что верхний торец и нижний торец включают соответствующие плоские области, расположенные непосредственно вблизи к боковой стенке контейнера, и соответствующие вогнутые части на верхнем и на нижнем торцах сформированы внутри от указанной боковой стенки контейнера. 14. Устройство по п.9, отличающееся тем,что верхний торец представляет собой легко открывающийся торец, на котором сформирован отрывной язычок и линия разрыва, и вогнутая часть сформирована внутри от указанной линии разрыва. 15. Устройство по п.1, отличающееся тем,что верхний торец включает вдавленную область, расположенную непосредственно вблизи к боковой стенке банки, и поднятая часть расположена вблизи и внутрь от вдавленной части. 16. Устройство по п.15, отличающееся тем,что верхний торец включает вогнутую часть,расположенную вблизи и внутри от указанной поднятой части. 17. Устройство по п.1, отличающееся тем,что контейнер содержит верхнее закаточное кольцо и поднятая часть расположена на большей высоте, чем указанное верхнее закаточное кольцо. 18. Устройство по п.16, отличающееся тем,что поднятая часть включает плоскую часть,расположенную на высоте, которая, по существу, такая же, как и высота верхнего закаточного кольца. 19. Устройство по п.1, отличающееся тем,что нижний торец контейнера включает пониженную часть, причем пониженная часть сформирована внутри от боковой стенки. 20. Устройство по п.19, отличающееся тем,что нижний торец, включает вдавленную область, сформированную непосредственно вблизи к боковой стенке банки, и пониженная часть расположена вблизи и внутрь от вдавленной части. 21. Устройство по п.20, отличающееся тем,что нижний торец включает вогнутую часть,расположенную вблизи к пониженной части и внутри от нее. 22. Устройство по п.21, отличающееся тем,что контейнер включает нижнее закаточное кольцо и нижняя часть включает нижнюю плоскую часть, глубина которой, по существу, выполнена такой же, как и глубина нижнего закаточного кольца. 23. Устройство, предназначенное для содержания определенных продуктов под давле 004894 10 нием и для предотвращения расплескивания при его открывании, содержащее контейнер, имеющий боковую стенку,верхний торец и нижний торец, предназначенный для содержания продукта под давлением и внутренний защитный буртик, предназначенный для предотвращения расплескивания содержимого при открывании контейнера. 24. Устройство по п.23, отличающееся тем,что защитный буртик, предназначенный для предотвращения расплескивания, содержит внутренний буртик, сформированный на боковой стенке контейнера и проходящий внутрь от боковой стенки. 25. Устройство по п.24, отличающееся тем,что внутренний буртик имеет такую структуру и компоновку, которая на мешает использовать консервный ключ для открывания контейнера. 26. Устройство по п.24, отличающееся тем,что защитный буртик, предназначенный для предотвращения расплескивания, содержит дополнительный внутренний буртик, сформированный на верхнем торце контейнера и проходящий вниз от указанного верхнего торца. 27. Устройство по п.24, отличающееся тем, что дополнительный внутренний буртик имеет такую структуру и компоновку, которая на мешает использовать консервный ключ для открывания контейнера. 28. Устройство по п.23, отличающееся тем,что защитный буртик, предназначенный для предотвращения расплескивания, содержит первый внутренний буртик, сформированный на боковой стенке контейнера и проходящий внутрь от боковой стенки, и второй внутренний буртик, сформированный на верхнем торце контейнера и проходящий внутрь от верхнего торца. 29. Устройство по п.28, отличающееся тем,что первый и второй буртики имеют такую структуру и компоновку, которая не мешает использовать консервный ключ для открывания контейнера. 30. Улучшенная банка, имеющая увеличенный объем по сравнению с обычной банкой,имеющей диаметр D1 закаточного кольца,внешний диаметр D2 банки и внутренний диаметр D3 банки, в которой D1D2D3, отличающаяся тем, что имеет диаметр D4 закаточного кольца, внешний диаметр D5 банки и внутренний диаметр D6 банки, в которой D1 = D4,D4D5D2 и D6D2. 31. Улучшенная банка по п.30, отличающаяся тем, что банка имеет верхнюю часть с уменьшенным внешним диаметром банки, размеры которой обеспечивают возможность использования консервного ключа. 32. Улучшенная банка по п.30, отличающаяся тем, что банка содержит легко открывающийся торец.