ЗАТВОР Российский патент 1997 года по МПК B65D41/18 

Настоящее изобретение относится к соединениям крышки с емкостью, и в частности к крышкам, в которых используется внутреннее давление содержимого в емкости для создания уплотнения.

С точки зрения затрат и надежности емкости для газированных напитков желательно изготавливать из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Преимущества использования ПЭТ состоит в том, что его можно неоднократно применять. Однако в современных конструкциях сама емкость газированного напитка изготовлена из ПЭТ и имеет винтовую нарезку на горловине для приема колпачка, выполненного из алюминия. Алюминиевая крышка или колпачок имеет кольцо с перфорацией, которое образует линию отрыва такую, что при снятии с емкости колпачок оставляет после себя тонкое алюминиевое кольцо.

Соответственно, в некоторых случаях повторного использования необходимо отделить алюминиевое кольцо от ПЭТ-материала. Этого этапа отделения можно было бы избежать, если бы соединение крышки-емкость было целиком изготовлено из ПЭТ-материала. До тех пор пока ПЭТ отличается от прочности от алюминия, необходимо проектировать иную форму крышки. Один пример такого соединения крышки с емкостью раскрыт в патенте США A N 3 825 144 Видмера. Согласно этому патенту крышка емкости для уплотнения бутылок, в которых содержимое находится под давлением, имеет уплотнительный элемент, выполненный с деформируемой дисковой частью, имеющей выпуклую наружу форму. Дисковая часть деформируется под действием внутреннего давления содержимого в емкости. Однако такая гибкая крышка непригодна для изготовления из ПЭГ, поскольку внутреннее давление емкости с обычным газированным напитком недостаточно велико, чтобы деформировать всю поверхность такой крышки.

Следовательно, существует необходимость обеспечить конструкцию емкости и крышки, приемлемую для газированных напитков, в которых крышка может быть изготовлена из гибкого пластического материала вроде ПЭТ. Далее, недостаток таких крышек состоит в том, что у них отсутствуют средства для постепенного стравливания давления из емкости. В результате существует опасность, что при открытии таких крышек, известных в данной области техники, крышка может неожиданно отскочить под действием давления находящегося в емкости содержимого. Соответственно, существует необходимость такого механизма крышки и емкости, при котором внутреннее давление, созданное содержимым в емкости, обеспечивает уплотнение и в котором имеются средства для постепенного выравнивания давления в емкости во время открывания крышки.

Настоящее изобретение представляет собой уплотнительное соединение крышки с емкостью под давлением, которое может быть целиком изготовлено из ПЭТ и в котором крышка использует давление, создаваемое содержимым в емкости, для осуществления уплотнения. Крышка выполнена такой формы, чтобы закрывать кольцевую головку емкости, и имеет реберную часть, зацепляющую головку, центральную часть, преимущественно жесткую, и кольцевую коленчатую часть, соединенную между собой реберную и центральную части. Движение вверх центральной части вы ответ на внутреннее давление содержимого вы емкости поворачивает коленчатую часть, которая отталкивает реберную часть преимущественно радиально наружу к горловине, создавая тем самым уплотнение. Дополнительно горловина емкости содержит внешнюю кольцевую канавку, а реберная часть крышки имеет ребра, которые зацепляются с канавкой и вследствие этого создают дополнительный механизм соединения крышки с емкостью.

Горловина емкости имеет по внутренней периферии аксиально проходящие каналы, которые расположены в промежутке между реберной частью и горловиной. Когда крышку деформируют во время снятия с емкости, допускается истечение газов, находящихся под давлением, наружу через эти каналы, которые регулируют выход газов из емкости и предупреждают взрывчатый выброс газов во время открывания.

Для того чтобы облегчить снятие крышки с емкости, предусмотрено ушко, которое выступает радиально от ребра крышки. Соответственно, снятие крышки осуществляется путем поворота ушка относительно крышки, что деформирует крышку и позволяет газам под давлением истекать из емкости и вследствие этого уничтожает механизм уплотнения, которое создается коленчатой частью на реберной части. По предпочтительному варианту изобретения крышка содержит ряд радиально простирающихся щелей, которые разламываются, когда при открывании крышку деформируют. Разламывание облегчает последующую деформацию крышки и снятие ее с емкости. В дополнение к этому, линии разлома, возникающие в результате разрыва щелей, служат в качестве готовой визуальной индикации о том, что емкость уже вскрыта, и более того, не позволяет еще раз плотно закрыть емкость этой же крышкой.

Согласно предпочтительному варианту изобретения емкость включает в себя опору или основание, которое содержит кольцевой обод. Этот обод выполнен по форме так, чтобы принять на свою внутреннюю периферию крышку с легким натягом.

Следовательно, когда вынимают из упаковки, крышка может остаться в основании, а емкость и крышка целиком снимаются как единый блок.

По альтернативному варианту коленчатая часть выполнена так, что содержит клиновый элемент, который простирается радиально наружу вверх. Когда центральная часть изгибается под действием содержимого под давление, клиновая часть поворачивается до контакта с реберной частью, создавая эффект уплотнения.

Целью настоящего изобретения, соответственно, является создание соединения емкости с крышкой, которое может обеспечить содержимое под давлением, вроде газированного напитка; соединение, которое может надежно удерживать содержимое под давлением и которое может быть целиком изготовлено из ПЭТ; соединение, в котором внутреннее давление, создаваемое содержимым в емкости, используется для создания эффекта уплотнения между емкостью и крышкой; соединение, в котором крышка зацепляется с емкостью таким образом, что проход газов под давлением из емкости надежно регулируется во время открывания; соединение, в котором крышка включает в себя щели для обеспечения линии разлома для облегчения открывания и для визуального подтверждения на случай, если крышка была уже вскрыта на емкости; соединение, в котором емкость включает в себя основание, приспособление для приема крышки таким образом, что крышка может быть надежно удержана в этом основании после снятия с емкости; соединение, в котором крышка и емкость относительно просто изготавливаются и собираются.

Далее более подробно раскрывается существо изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1 вид в перспективе предпочтительного варианта выполнения уплотнительного соединения крышки и емкости под давлением согласно настоящему изобретению;
фиг. 2 вид в перспективе крышки соединения по фиг. 1 с частичным вырезом, обнажающим форму выполнения горловины емкости;
фиг. 3 подробный вид, показывающий соединение крышки с емкостью;
фиг. 4 подробный вид сбоку, сечение по 4-4 на фиг. 1;
фиг. 5 вид в плане днища крышки по фиг. 1;
фиг. 6 подробный вид сбоку, сечение по 6-6 на фиг. 5;
фиг. 7 подробный вид сбоку в сечении крышки по фиг. 1, показывающий присоединенную к горловине емкости крышку;
фиг. 8 вид сбоку по фиг. 7, в котором ушко повернуто для истечения газов изнутри емкости;
фиг. 9 сечение по фиг. 7, в котором ушко повернуто так, что ребро крышки отделяется от горловины емкости;
фиг. 10 подробный вид сбоку альтернативного варианта выполнения изобретения;
фиг. 11 вертикальное сечение варианта реализации по фиг. 10;
фиг. 12 вертикальное сечение второго альтернативного варианта реализации изобретения;
фиг. 13 вид в перспективе днища емкости по настоящему изобретению, в котором крышка емкости оторвана от основания;
фиг. 14 вид в перспективе, в котором крышка вставлена в основание емкости по фиг. 12.

Как показано на фиг. 1, 2, и 3, уплотнительное соединение емкости и крышки под давлением по настоящему изобретению включает в себя цилиндрической в основном формы емкостью 20, имеющую горловину 22, которая уплотнена крышкой 24. Емкость 20 и крышка 24 изготовлены из материала многоразового пользования предпочтительно, из полиэтилентерефталата (ПЭТ).

Крышка 24 содержит выпуклую реберную часть 26, круглую центральную часть 28 и коленчатую часть 30, которая соединяет между собой реберную часть и центральную часть. Реберная часть 26 включает в себя вертикально проходящую по радиусу внешнюю стенку 32, вертикально проходящую по радиусу внутреннюю стенку 34 и преимущественно горизонтально проходящую верхнюю стенку 36, соединяющую между собой внутреннюю и наружную стенки. Ушко 38 выполнено целиком вместе с крышкой и отходит радиально наружу от внешней стенки 32.

Емкость 20 выполнена в виде верхней конически усеченной части 40, центральной цилиндрической части 42 и нижней конической усеченной части 44, которая заканчивается в кольцевом основании 46. Верхняя конически усеченная часть 40 ограничена сверху горловиной 22 (см. фиг. 4).

Как показано на фиг. 4 и 5 центральная часть 28 включает в себя утолщенное периферийное ребро 48, которое присоединяется к коленчатой части 30 посредством относительно тонкого шарнира 50. Подобным образом коленчатая часть 30 присоединена к внутренней стенке 34 посредством второй относительно тонкой шарнирной части 52. Следовательно, коленчатая часть поворачивается относительно центральной части 28 и внутренней стенки 34. Далее, коленчатая часть 30 выполнена под углом вверх относительно центральной части 28 таким образом, что центральная часть и коленчатая часть совместно образуют преимущественно тарельчатую форму.

Внутренняя стенка 34 реберной части 26 выполнена утолщенной у нижнего края 54 (см. также фиг. 6), а внешняя фаска 56 внутренней стенки 34 сужается от горловины радиально внутрь. Связка 58 внутренней стенки 34 и верхней стенки 36 выполнена относительно тонкой, чтобы облегчить изгибание во время снятия крышки 24 с горловиной 22. Наоборот, радиально внутренняя фаска 60 горловины 22 сужается внутрь и соответствует в основном по углу конуса внешней фаске 56 внутренней стенки 24. Далее, внутренняя фаска 60 содержит множество аксиально проходящих щелей 62, преимущественно с равными промежутками расположенных по внутренней периферии горловины 22 (см. также фиг. 2). Наличие щелей создает каналы для выхода находящихся в емкости 22 газов под давлением. Щели 62 образованы между рядами равномерно расположенных ребер 64, выполненных на внутренней фаске 60 горловины 22.

Как показано на фиг. 4, горловина 22 имеет поднутрение, образующее кольцевую канавку 66, которая проходит по периферии внешней фаски 68 горловины 22. Внешняя стенка 32 реберной части 26 включает в себя радиально выступающее внутрь ребро 70, которое выполнено по форме так, чтобы зацепляться с канавкой 66. Как показано на фиг. 5, ребро 70 простирается преимущественно непрерывно по внутренней периферии внешней стенки 32 и нарушается только четырьмя хрупкими частями, обозначенными позицией 72. Хрупкие части 72 совпадают с ушком 38, с местом на реберной части 26, диаметрально противоположным ушку, и с двумя промежуточными положениями, которые расположены под углом приблизительно 77 градусов по периферии реберной части 26 от хрупкой части, противоположной ушку 38. Каждая хрупкая часть 72 включает в себя пару равноотстоящих щелей 74, 76, выполненных в промежутках между внешней стенкой 32 и верхней стенкой 36. Часть внешней стенки 32, простирающаяся между щелями 74, 76, лишена ребра 70, за исключением хрупкой части 72, совмещенной с ушком 38.

Как показано на фиг. 4, крышка 24 уплотнена на горловине 22 емкости 20 частично действием давления на крышку 24 от содержимого (не показано) в емкости 20, находящегося под давлением. Внутреннее давление емкости 20, которое выше атмосферного, вызывает усилие, направленное наружу на центральную часть 28 крышки 24 в направлении по стрелке A. Легкое движение вверх центральной части 28 в ответ на это усилие заставляет центральную часть повернуть коленчатую часть 30 наружу на внутреннюю стенку 34 реберной части 26. Это в свою очередь подталкивает внешнюю фаску 56 внутренней стенки 34 на внутреннюю фаску 60 горловины 22. Присущее горловине 22 сопротивление обода будет препятствовать появлению деформации, достаточной для того, чтобы внутреннее содержимое или усилие могло снять крышку 24 с горловины 22.

Такие движение в дальнейшем ограничено противоположным коническим зацеплением между внешней фаской 56 внутренней стенки 34 и внутренней фаской 60 горловины 22. Утолщенная часть 54 внутренней стенки 34 контактирует с внутренней фаской 60 горловины 22 по поверхности 78 уплотнения (см. также фиг. 7). Поверхность 78 уплотнения препятствует истечению содержимого под давлением из емкости 20 (см. фиг. 1).

Снятие крышки 24 с горловины 22 последовательно показано на фиг. 7-9. Как показано на фиг. 7, крышка 24 надежно смонтирована на корпусе емкости 20 (см. фиг. 1), при этом внутренняя стенка 34 реберной части 24 отталкивается к внутренней фаске 60 горловины 22. Далее, ребра 70 на внешней стенке 32 находятся в зацеплении с канавкой 66 на горловине 22.

Как показано на фиг. 8, когда ушко 38 поворачивают в направлении по стрелке B, ребро 70, непосредственно примыкающее к ушку 38, выходит из зацепления с канавкой 66, так как внешняя стенка 32 и верхняя стенка 36 поворачивают связку 58. Верхняя стенка 36 и внутренняя стенка 34 в то же самое время отгибается от горловины 22 под действием этого поворота. Это заставляет также утолщенную часть 54 сместиться вверх от поверхности 78 уплотнения к ребрам 64 на внутренней фаске 60 горловины 22. В этом положении допускается истечение содержимого из емкости 20 через щели 62 (см. фиг. 2).

Как показано на фиг. 9, дальнейшее отгибание ушка 38 вызывает растрескивание поверхности внешней стенки 32 вдоль щелей 74, 76 по обеим сторонам ушка (см. также фиг. 5).

При снятии крышки 24 с емкости 20 другие хрупкие части 72 будут также растрескиваться по соответствующим для них щелям 74, 76. Это частичное разрушение крышки 24 предотвращает повторное соединение крышки и восстановление уплотнения крышки с емкостью 20.

Альтернативное выполнение емкости показано на фиг. 10 и 11. Крышка 24^'' по конструкции подобна крышке 24, представленной на фиг. 1-9. Однако внешняя стенка 32^'' выполнена несколько тоньше, чем внутренняя стенка 34^'', и усилена посредством внешнего ребра 80, которое простирается, по большей части, по внешней периферии крышки 24^''. Крышка 24^'' содержит также центральную часть 30^'' и ушко 38^''.

Другой вариант реализации изобретения показан на фиг. 12. По этому варианту крышка 24^'' включает в себя дискообразную центральную часть 28^'' и коленчатую часть 30^'', имеющую вертикальное кольцевое ребро 82, которое имеет клиновидную форму в поперечном сечении. Когда центральная часть 28^'' прогибается вверх под действием внутреннего давления в емкости 20^'', клиновая часть 82 поворачивается радиально наружу, чтобы привести в соприкосновение внутреннюю стенку 34^'' реберной части 26^'' и создать уплотнение.

Как показано на фиг. 13 и 14, основание 46 выполнено кольцевой формы и с размерами, пригодными для введения в него крышки 24^''. Крышка 24^'', представленная на фиг. 13 и 14, лишена ушка. Однако, ушко может быть предусмотрено, а основание 46 снабжено выточкой для его установки. Соответственно, при снятии с горловины емкости 20, крышка 24^'', может быть вставлена в основание 36 и удерживаться там так, чтобы комбинацию крышки с емкостью можно было расставить должным образом. Основание 46 содержит множество ребер 84, которые слегка вытянуты радиально внутрь и обеспечивают посадку крышки 24^'' с легким натягом.

Хотя выше представлено только несколько предпочтительных вариантов выполнения настоящего изобретения, следует иметь в виду, что изобретение не ограничивается именно этими формами устройства и что возможны изменения без выхода за пределы объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой.

Использование: затвор для емкости с использованием давления содержимого для создания уплотнения. Сущность изобретения: дисковая часть содержит преимущественно жесткую центральную часть и связанную с ней кольцевую шарнирную часть. Последняя выполнена с возможностью ее поворота в направлении наружу от емкости и соединяет реберную часть с центральной частью. Центральная часть предназначена для отталкивания шарнирной частью при повышении внутреннего давления в емкости реберной части в основном в радиальном направлении наружу к горловине. 9 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Затвор, содержащий выполненную из гибкой пластмассы емкость с кольцевой горловиной и крышку, имеющую реберную часть для зацепления с горловиной и дисковую часть, способную деформироваться под действием внутреннего давления в емкости, отличающийся тем, что дисковая часть содержит преимущественно жесткую центральную часть и связанную с ней кольцевую шарнирную часть, выполненную с возможностью ее поворота в направлении наружу от емкости и соединяющую реберную часть с центральной частью, которая предназначена для отталкивания шарнирной частью при повышении внутреннего давления в емкости реберной части в основном в радиальном направлении наружу к горловине. 2. Затвор по п.1, отличающийся тем, что реберная часть крышки выполнена в виде внутренней стенки, наружной стенки и соединяющей их верхней части, а горловина емкости выполнена с внутренней и наружной фасками для взаимодействия с соответствующими стенками реберной части крышки. 3. Затвор по п.2, отличающийся тем, что шарнирный элемент присоединен к внутренней стенке реберной части. 4. Затвор по п.3, отличающийся тем, что внутренняя фаска горловины выполнена конически сужающейся радиально внутрь к краю горловины для предотвращения соскальзывания внутренней стенки радиальной части крышки. 5. Затвор по п.4, отличающийся тем, что на внутренней фаске горловины выполнены щели для прохода наружу между крышкой и горловиной содержимого емкости под давлением. 6. Затвор по любому из пп. 1 5, отличающийся тем, что крышка снабжена выступающим наружу ушком для деформирования крышки при его смещении относительно горловины так, чтобы происходило разрушение уплотнения. 7. Затвор по п. 6, отличающийся тем, что крышка снабжена хрупкими участками, выполненными с возможностью разрушения при смещении ушка относительно крышки для предотвращения повторного присоединения крышки. 8. Затвор по п.7, отличающийся тем, что хрупкий участок на реберной части крышки выполнен с радиальными щелями. 9. Затвор по п.1, отличающийся тем, что крышка снабжена выполненными на кольцевой шарнирной части клиновыми средствами, радиально расположенными относительно реберной части и имеющими возможность поворота для усиления уплотнения при перемещении центральной части крышки наружу. 10. Затвор по п. 1, отличающийся тем, что емкость имеет основание, а крышка выполнена такой формы, чтобы она могла удерживаться в указанном основании после ее удаления с горловины.