ЗАТВОР ДЛЯ СОСУДОВ Российский патент 1995 года по МПК B65D39/12 

Изобретение относится к упаковке и может быть использовано для закупоривания сосудов.

Известен затвор для сосудов, который содержит выполненную из эластичного материала герметичную камеру, имеющую цилиндрический участок для размещения в сосуде и конический участок для ввода последнего в цилиндрический участок. К верхнему основанию конического участка прикреплен выполненный заодно с оболочкой стержень, имеющий жесткость больше жесткости материала оболочки [1].

Указанное решение имеет недостатки. Во-первых, надежность укупорки сосуда мала. Это объясняется тем, что удерживание затвора в горлышке сосуда осуществляется только за счет сил трения на контакте и никаких более. Кроме того, эти силы трения создаются за счет давления газа внутри баллончика, и разгерметизация последнего вследствие случайного повреждения или иных причин приведет к раскупориванию сосуда, что также определяет невысокую надежность. Во-вторых, затвор не позволяет проконтролировать сохранность качества содержимого сосуда.

Целью изобретения является повышение надежности и удобства контроля сохранности содержимого сосуда.

Это достигается тем, что в затворе для сосудов, содержащем выполненную из эластичного материала камеру, включающую цилиндрический участок с днищем и конический участок, на днище которого расположена по меньшей мере одна эластичная шайба, кольцевой буртик для опоры на торец горлышка сосуда, укрепленный с внутренней стороны камеры на днище конического участка и размещенный в отверстии шайбы стержень, выходящий в отверстие в днище цилиндрического участка, стержень на свободном конце снабжен мембранной камерой и выполнен в виде сквозной трубки, сообщающей полость сосуда с мембранной камерой.

Цель, кроме того, достигается тем, что шайба выполнена из микропористой резины.

Цель, помимо того, достигается тем, что затвор снабжен гайкой, укрепленной посредством выполненного на ней кольцевого паза на днище цилиндрического участка, при этом на стержне выполнен резьбовой участок для взаимодействия с резьбой гайки.

Анализ известных технических решений показал, что отличительные признаки предлагаемого изобретения, обусловливающие достижение поставленной цели, - мембранная камера на свободном конце стержня и последний в виде сквозной трубки не встречаются. Поэтому данное техническое решение обладает существенными отличиями и соответствует критерию "новизна".

Предлагаемое техническое решение за счет отмеченных отличительных признаков позволяет повысить надежность и удобство контроля сохранности содержимого сосуда.

На фиг. 1 представлен затвор для сосудов, разрез, сосуд откупорен; на фиг.2 - то же, сосуд закупорен; на фиг.3 - то же, вид сверху, сосуд откупорен; на фиг.4 - вариант затвора с гайкой и перемычкой, сосуд закупорен; на фиг.5 - то же, вид сверху.

Предлагаемый затвор для сосудов имеет камеру, состоящую из цилиндрического 1 (фиг.1) и конического 2 участков с днищами 3 и 4 соответственно. Боковые стенки конического участка 2 должны иметь возможность свободно перегибаться вдоль образующей, что необходимо для введения его внутрь цилиндрического участка 1. Боковые стенки цилиндрического участка должны иметь возможность упруго расширяться, т.е. увеличивать диаметр поперечного сечения под действием усилия (изнутри) и принимать прежние размеры при снятии усилия. Поэтому для изготовления камеры целесообразно использовать эластичный материал, например мягкую пластмассу (полиэтилен, фторопласт и т.п.), резину и т.п.

К днищу 4 конического участка жестко прикреплен стержень 5, выполненный в виде трубки (т.е. полым) и заодно с оболочкой камеры. Он выходит наружу из камеры через отверстие в днище 3 цилиндрического участка 1 и на свободном конце снабжен мембранной камерой 6. Камера 6 может быть прямоугольной, круглой и т.д., при этом она должна иметь гибкие мембраны 7 (преимущественно две) и сравнительно жесткий контур 8. Цилиндрический участок в уровне днища 3 снабжен внешним кольцевым буртиком 9, опираемым на торец горлышка 10 сосуда. Полый стержень 5 сообщает пространство (объем) 11 в сосуде с содержимым 12 и мембранную камеру 6.

На стержень 5 надета помещенная внутрь камеры торовая эластичная шайба 13. Она располагается в нижней части конического участка и практически лежит на днище 4 (когда сосуд откупорен). Торовая эластичная шайбы 13 выполняется преимущественно из микропристой резины; может быть использован и другой материал, легко и упруго деформирующийся при сжатии и кручении. Количество шайб 13 может быть одна или более, при этом они располагаются одна над другой. Вид сверху затвора показан на фиг.3.

Вариантом выполнения затвора является устройство (фиг.4) с гайкой 14, имеющей кольцевой паз 15. Днище 3 цилиндрического участка снабжено внутренним кольцевым буртиком 16, который располагается в пазу 15. На стержне 5 выполнена резьба. Таким образом, гайка 14 имеет возможность поворота и не имеет возможности поступательного движения относительно цилиндрического участка 1. Гайка 14 в центральной части имеет резьбовое отверстие для взаимодействия с резьбой стержня 5.

На внешнем кольцевом буртике 9 могут быть выполнены равномерно расположенные фаски 17 для придания некруглой формы внешнему буртику. Это обеспечивает при необходимости исключение проворачивания всего затвора относительно горлышка 10 сосуда при приложении вращательного усилия (удержать затвор можно, например, рукой или при помощи обычного или специально изготовленного ключа). На гайке 14 могут быть нанесены насечки для уменьшения (исключения) проскальзывания при ее вращении рукой (фиг.5).

При долговременной укупорке внешний кольцевой буртик 9 и гайка 14 могут соединяться между собой посредством одной перемычки 18, которая предотвращает случайное проворачивание гайки и раскупоривание сосуда, или более. Перемычки целесообразно устраивать в виде спаек.

Предлагаемый затвор для сосудов работает следующим образом.

При закупоривании сосуда затвор вставляется в горлышко 10 коническим участком 2 вниз (фиг.1), а днищем 3 вверх, при этом внешний кольцевой буртик 9 опирается на торец горлышка. Из пространства 11 в сосуде над содержимым 12 вытесняется часть воздуха (равная объему камеры), который в зазор между горлышком 10 и цилиндрическим участком 1 выходит наружу. Если цилиндрический участок достаточно плотно прилегает к горлышку 10, можно слегка сжать буртик 9 в поперечном направлении, при этом в какой-то части появится неплотность прилегания, и воздух выйдет наружу. Воздух можно выпустить, сжав рукой цилиндрический участок, когда его положение еще не дошло до нижнего. В положении затвора, соответствующем фиг.1, величины давлений снаружи, в пространстве 11 внутри сосуда и в мембранной камере 6 равны между собой (равны атмосферному давлению), вследствие чего мембранная камера 6 имеет недеформированный вид.

Затем за днище 3 затвор прижимается к торцу горлышка 10, а к стержню 5 прикладывается усилие вертикально вверх (например, рукой за жесткий контур 8 мембранной камеры 6). Усилие передается на днище 4, эластичные боковые стенки конического участка 2 начинают перегибаться вдоль образующей, и он постепенно вминается в цилиндрический участок 1 (фиг.2). При этом в начале вминания конического участка 2 нижняя часть последнего перекрывает поперечное сечение горлышка 10, плотно и герметично прилегая к нему. Это происходит, во-первых, за счет реакции боковых стенок на перегиб (они выгибаются наружу), и, во-вторых, за счет торовой эластичной шайбы 13, которая размещается в месте перегиба и способствует распиранию боковых стенок. Таким образом, внутренний объем 11 воздуха в сосуде над содержимым 12 оказывается изолированным.

При дальнейшем вминании конического участка 2 в цилиндрический участок 1 торовая эластичная шайба 13 входит из более широкой части сосуда в горлышко 10, что обеспечивает еще более плотный прижим. Кроме того, при вминании внутренний объем сосуда (точнее: свободного пространства 11 над содержимым 12) увеличивается (фиг.2), давление воздуха внутри уменьшается, т.е. давление в пространстве 11 и в сообщающейся с ним через полый стержень 5 мембранной камере 6 становится ниже атмосферного. Атмосферное давление воздействует на мембранную камеру 6, сжимая (прогибая) гибкие мембраны 7 навстречу друг другу, а жесткий (сравнительно) контур 8 остается недеформированным. Атмосферное давление также воздействует на затвор сверху, прижимая его к горлышку сосуда, и способствует его надежному удерживанию в заданном положении.

Если стержень 5 достаточно гибкий, то его можно перегнуть, как показано на фиг. 2, и укрепить на горлышке, например, с помощью фольги, оставив при этом открытой для осмотра мембранную камеру 6.

Сохранность качества содержимого контролируется по внешнему виду мембранной камеры 6. Если содержимое сосуда нормально сохранилось, то давление в пространстве 11 и внутри мембранной камеры 6 остается пониженным по отношению к атмосферному, при этом мембранная камера 6 остается деформированной, (т. е. гибкие мембраны 7 имеют заметный прогиб), что легко определить визуально или наощупь. Если же содержимое испортится, то давление в пространстве 11 и в мембранной камере 6 увеличится, т.к. процессы разложения пищевых продуктов в подавляющем большинстве случаев сопровождаются образованием значительного количества газов. При этом мембранная камера примет недеформированный вид, т.е. гибкие мембраны 7 займут положение без прогиба, что также легко определить визуально или наощупь (фиг.2, пунктирные линии).

Следует отметить, что при конструировании затвора жесткость мембран 7 должна быть подобрана так, чтобы от давления атмосферного, превышающего конкретное (предполагаемое) давление внутри сосуда, они заметно прогибались, желательно до соприкосновения друг с другом. Схлопывание мембран будет более заметным, если мембранную камеру изготовить из прозрачного или полупрозрачного материала (полиэтилена и т.п.) Гибкие мембраны 7 могут быть выполнены выпуклыми (в раскупоренном состоянии сосуда), что облегчит контроль деформирования мембранной камеры, т.к. деформированный и недеформированный вид будут значительно отличаться друг от друга.

Раскупоривание сосуда производится в обратном порядке. Стержень 5 освобождается от фольги, и конический участок 2 под действием атмосферного давления и усилия рукой вниз, прикладываемого к стерню 5, выдавливается из цилиндрического участка 1. Торовая эластичная шайба 13 при этом перекатывается вокруг своей круговой оси и в конце занимает положение, как показано на фиг. 1. Боковые стенки камеры отходят от стенок горлышка 10, мембранная камера 6 принимает недеформированный вид, и весь затвор легко извлекается из горлышка 10. Сосуд раскупорен.

Следует отметить, что выполнение стержня 5 в виде трубки будет способствовать его эластичности на перегиб (для придания ему формы фиг.2), в то же время на его устойчивости (при внимании конического участка вниз сжимающим усилием сверху вниз) это мало отразится, что известно из "Сопротивления материалов". Необходимо обеспечить жесткость поперечного сечения трубки (стержня 5) на устойчивость от перепада давлений внутри и снаружи сосуда.

Затвор, вариант которого изображен на фиг.4, при укупорке вставляют в горлышко 10, вращают гайку 14, при этом она проворачивается относительно внутреннего кольцевого буртика 16, а стержень 5, имеющий ответную резьбу, начинает поступательное движение вверх. Далее все происходит аналогично вышеизложенному. Раскупоривание производится обратным вращением гайки 14. Для того, чтобы цилиндрический участок 1 не проворачивался в горлышке 10 при вращении гайки 14, можно его придерживать за внешний кольцевой буртик рукой или специальным ключом, для чего предусмотрены фаски 17 (фиг.5).

Для долговременной и более надежной укупорки может быть устроена одна перемычка 18 или более. Это предотвращает случайное или под действием, например, вибрации раскручивание гайки 14 и раскупоривание сосуда. При раскупоривании перемычка срезается при откручивании гайки рукой.

Предлагаемый затвор можно использовать многократно.

Использование предлагаемого затвора для сосудов по сравнению с прототипом позволяет
повысить надежность контроля сохранности содержимого сосуда за счет наличия мембранной камеры;
повысить удобство контроля сохранности содержимого сосуда за счет наглядности состояния мембранной камеры (сдеформирована или нет).

Использование: в упаковке для закупоривания сосудов. Сущность изобретения: затвор содержит камеру из эластичного материала, состоящую из цилиндрического и конического участков с днищами, кольцевой буртик для опоры на торец горлышка сосуда и укрепленный на днище конического участка с внутренней стороны камеры полый стержень, имеющий на свободном конце мембранную камеру. В днище цилиндрического участка образовано отверстие для пропуска стержня, а на днище конического участка расположена по меньшей мере одна эластичная шайба в форме тора. Целесообразно шайбу выполнить из микропористой резины, затвор снабдить гайкой, укрепив ее посредством выполненного на ней кольцевого паза на днище цилиндрического участка, а на стержне выполнить резьбовой участок для взаимодействия с резьбой гайки. Затвор может быть использован многократно и позволяет повысить надежность контроля и сохранности содержимого сосуда. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. ЗАТВОР ДЛЯ СОСУДОВ, содержащий выполненную из эластичного материала камеру, состоящую из цилиндрического и конического участков с днищами, кольцевой буртик для опоры на торец горлышка сосуда и укрепленный на днище конического участка стержень, отличающийся тем, что стержень укреплен на днище конического участка с внутренней стороны камеры, снабжен на свободном конце мембранной камерой и выполнен полым для сообщения полости сосуда с полостью камеры, в днище цилиндрического участка образовано отверстие для пропуска стержня, а на днище конического участка расположена по меньшей мере одна эластичная шайба в форме тора. 2. Затвор по п. 1, отличающийся тем, что шайба выполнена из микропористой резины. 3. Затвор по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен гайкой, укрепленной с помощью выполненного на ней кольцевого паза на днище цилиндрического участка, при этом на стержне выполнен резьбовой участок для взаимодействия с резьбой гайки.