Изобретение относится к устройству укупоривания для сосуда.
Известно устройство укупоривания для сосуда с нарезным горлышком и ободком зацепления в нижней части горлышка, содержащее винтовую пробку, нижняя часть которой связана с кольцом неприкосновенности или ненарушенности укупорки посредством соединительной зоны, обладающей малой механической прочностью, при этом кольцо имеет в нижней части кольцевой внутренний замковый выступ, внутренняя нижняя сторона которого расположена под углом к оси пробки, причем выступ выполнен с возможностью защелкивания под ободком зацепления на горлышке сосуда при навинчивании пробки, причем на верхней части кольца и нижней части пробки выполнены по меньшей мере один зубец и одна выемка для вхождения зубца при навинчивании пробки на горлышко (US, A N 4461390).
Однако в том случае, когда упомянутое кольцо оказывается обездвиженным вследствие того, что внутренний выступ уперся в ободок горлышка сосуда, а завинчивание пробки продолжается, происходят сжатие и относительное смещение этой пробки по отношению к кольцу, которое вызывает разрушение соединительной зоны с малой механической прочностью еще до того, как внутренний выступ устройства укупоривания перейдет под ободок горлышка.
С другой стороны, для обеспечения ненарушаемости укупорки желательно иметь максимально сильно выступающий внутрь выступ зацепления и как можно более хрупкую соединительную зону для того, чтобы гарантировать очевидность первого открытия данного сосуда при максимальном облегчении его открытия.
Цель изобретения удовлетворительным образом решить перечисленные технические проблемы.
Данная цель достигается посредством устройства укупоривания для сосуда с нарезным горлышком и ободком зацепления в нижней части горлышка, содержащего винтовую пробку, нижняя часть которой связана с кольцом неприкосновенности или ненарушенности укупорки посредством соединительной зоны, обладающей малой прочностью, при этом кольцо имеет в нижней части кольцевой внутренний замковый выступ, внутренняя нижняя сторона которого расположена под углом к оси пробки, причем выступ выполнен с возможностью защелкивания под ободком зацепления на горлышке сосуда при навинчивании пробки, причем на верхней части кольца и нижней части пробки выполнены по меньшей мере один зубец и одна выемка для вхождения зубца при навинчивании пробки на горлышко, в котором согласно изобретению кольцо неприкосновенности выполнено с наружным периферийным утолщением и с расположенной между последней и нижней частью кольца зоной с заданной величиной деформации, обеспечивающей в процессе навинчивания устройства сжатие и изгибание нижней части кольца в направлении к оси горлышка сосуда до тех пор, пока нижняя наклонная поверхность внутреннего замкового выступа не займет близкое к параллельному оси пробки положение.
Предпочтительно, чтобы ширина верхней поверхности внутреннего замкового выступа была равна или превышала ширину ободка зацепления на горлышке сосуда.
Целесообразно, чтобы верхняя поверхность внутреннего замкового выступа занимала близкое к перпендикулярному оси пробки положение.
Желательно, чтобы зона с заданной величиной деформации имела внутреннюю поверхность, обладающую кривизной и/или наклоненную относительно оси пробки.
Полезно, чтобы соотношение между внутренним диаметром выступающей части внутреннего замкового выступа и наружным диаметром горлышка сосуда под ободком зацепления было выбрано с возможностью изгиба нижней части кольца в направлении оси пробки после защелкивания внутреннего замкового выступа.
Возможно, чтобы внутренний замковый выступ имел соединительную поверхность, направленную вертикально между его верхней поверхностью и его нижней внутренней поверхностью.
Предпочтительно, чтобы нижняя внутренняя поверхность внутреннего замкового выступа была выполнена с изгибом.
Целесообразно, чтобы внутренний замковый выступ был выполнен с по меньшей мере одним разрывом на своем периметре.
Желательно, чтобы габаритные размеры зубца и выемки, а также соответствующий боковой размер между ними были выбраны с возможностью по меньшей мере частичного вхождения задней по отношению к направлению вращения завинчиваемой пробки боковой поверхности зубца в выемку и с возможностью ее упора в заднюю боковую поверхность выемки до достижения предельной величины прочности на разрыв соединительной зоны.
Полезно, чтобы количество и распределение зубцов и выемок, а также соответствующий вертикальный зазор между ними были выбраны в зависимости от механической прочности соединительной зоны и площади их соответствующих горизонтальных поверхностей взаимного контакта, необходимой для передачи вертикального усилия защелкивания внутреннего замкового выступа под ободком зацепления.
Устройство укупоривания в соответствии с изобретением может быть достаточно просто изготовлено путем литья под давлением без возникновения трудностей извлечения из формы при поперечном раскрытии частей этой литейной формы. Установка на укупориваемый сосуд винтовой пробки путем завинчивания ее с усилием не разрушает соединительную зону между этой пробкой и кольцом ненарушаемости укупорки.
В этих условиях появляется возможность сделать более хрупкой эту соединительную зону путем, например, уменьшения количества перемычек и/или уменьшения площади их поперечного сечения и высоты.
Кроме того, ненарушаемость укупорки усиливается в результате наличия достаточно широкого и сильно выступающего внутрь замкового кольца или выступа.
На фиг. 1 схематично представлен частичный вид в изометрии устройства укупорки в соответствии с изобретением: на фиг.2 в частичный разрез устройства, показанного на фиг.1; на фиг.3 виды в изометрии устройства в соответствии с изобретением в различных положениях в процессе навинчивания этого устройства на горлышко сосуда на линии укупорки после заполнения; на фиг.4 другие способы осуществления устройства в соответствии с изобретением.
На фиг. 1 и 2 представлено устройство укупоривания в соответствии с изобретением. Это устройство предназначено для монтажа на резьбовое горлышко сосуда, подлежащего укупориванию (сосуд не показан).
Устройство укупоривания содержит винтовую пробку 1, продолженную в ее нижней части отрывным кольцом 2 или лентой ненарушаемости укупорки, связанным с пробкой 1 при помощи соединительной зоны 12, обладающей малой механической прочностью.
Свойства хрупкости могут быть приданы этой соединительной зоне после формирования данного устройства укупоривания путем последующего вырезания или непосредственно в процессе формования этого устройства.
Соединительная зона 12 в предпочтительном варианте осуществления устройства в соответствии с изобретением образована перемычками 120, отстоящими друг от друга и располагающимися на периферии этой соединительной зоны 12. Эти перемычки могут быть выполнены при помощи вырезания отверстий в литой прочной ленте или непосредственно литьем этих хрупких элементов.
Устройство укупоривания в соответствии с изобретением монтируется на резьбовое горлышко сосуда при помощи навинчивания этого устройства с усилием вплоть до момента защелкивания и связанного с ним обжатия.
Кольцо 2 имеет кольцевой внутренний выступ или замковое кольцо 20 удержания на ободке зацепления С, выполненном на периферии горлышка G сосуда в его нижней части (ободок представлен на фиг. 4 6 ).
Внутренний выступ 20 или замковое кольцо может в случае необходимости содержать один или несколько разрывов на своем периметре или контуре.
Верхняя поверхность 20а внутреннего выступа 20 в исходном состоянии по существу перпендикулярна оси винтовой пробки 1, тогда как его нижняя внутренняя поверхность 20б наклонена на угол α по отношению к этой оси.
Нижняя внутренняя поверхность 20б содержит линию изгиба 20d, положение которой определяется в зависимости от величины упомянутого выше угла a.
Кольцо 2 содержит также наружное периферийное утолщение 21, отделенное от внутреннего выступа 20 или замкового кольца зоной 22 контролируемой деформации. Эта зона 22 упругой контролируемой деформации имеет внутреннюю поверхность 22а, обладающую кривизной и/или наклоном на определенный угол (b) по отношению к продольной оси винтовой пробки.
Величина упомянутого выше угла a между нижней внутренней поверхностью внутреннего кольцевого выступа 20 и вертикальной осью винтовой пробки зависит одновременно от профиля ободка зацепления C на горлышке сосуда, внутреннего диаметра выступающей части кольца 2 на уровне замкового выступа 20 и от высоты части этого кольца 2, расположенной под верхней поверхностью 20а замкового выступа 20.
Этот угол a определяется таким образом, чтобы контролируемая деформация зоны 22 выражалась изгибом и сжатием нижней части кольца 2 в направлении продольной оси горлышка сосуда.
Верхняя поверхность наружного утолщения 21 содержит по меньшей мере один зуб 23, предназначенный для временного размещения в соответствующей выемке 13, выполненной на нижней кромке боковой стенки винтовой пробки 1, в процессе заключительного этапа навинчивания, когда внутренний выступ 20 или замковое кольцо уже упирается в ободок зацепления сосуда.
Количество зубцов 23 и выемок 13 зависит от механической прочности соединительной зоны 12 и от общей площади горизонтальной контактной поверхности взаимной опоры, необходимой для передачи вертикального усилия защелкивания замкового выступа на ободке сосуда.
Эта горизонтальная опорная поверхность образована суммой поверхностей верхних частей 23б зубцов 23.
Разумеется, в соответствии с другими возможными способами осуществления изобретения, не представленными здесь, нижний край боковой стенки винтовой пробки 1 может содержать по меньшей мере один зубец, а верхняя поверхность утолщения 21 может содержать по меньшей мере одну выемку, соответствующую этому зубцу.
Аналогичным образом можно предусмотреть чередование на верхней поверхности утолщения 21 зубцов и выемок. В случае необходимости можно будет добавить один или несколько дополнительных зубцов на поверхности утолщения 21, для которых не предусматриваются соответствующие выемки на нижней кромке боковой стенки пробки, с тем, чтобы увеличить общую горизонтальную опорную площадь для уверенного обеспечения защелкивания замкового выступа на ободке укупориваемого сосуда.
На фиг.3 поэтапно продемонстрирована первая установка устройства укупоривания в соответствии с предлагаемым изобретением на резьбовое горлышко G (в увеличенном масштабе показано на фиг.4) укупориваемого сосуда после его заполнения на линии упаковки готовой продукции.
На первой стадии монтажа устройства укупоривания на горлышко сосуда внутренний или замковый выступ 20 доводится до упора своей нижней внутренней поверхностью 20b в ободок зацепления С горлышка G сосуда (представленный на фиг.4 6).
На второй стадии продолжение завинчивания с усилием этого устройства, начиная с упомянутого выше положения блокировки, вызывает сначала сжатие соединительной зоны 12, а затем, с одной стороны, упругую деформацию замкового выступа 20, а с другой, контролируемую деформацию зоны 22.
На этой стадии перемычки 120 подвергаются упругой деформации вследствие относительного смещения корпуса винтовой пробки 1 по отношению к кольцу 2. Эта деформация состоит в поперечном изгибе этих перемычек в направлении завинчивания V, в результате этой деформации уменьшается расстояние, отделяющее нижнюю часть винтовой пробки от верхней части кольца ненарушенности или неприкосновенности укупорки.
Этот поперечный изгиб перемычек продолжается до того момента, пока зубцы 23 не войдут во впадины или выемки 13. Высота зубцов 23 в направлении завинчивания V, определяется таким образом, чтобы их задняя боковая поверхность 23а по меньшей мере частично входила в направлении завинчивания в выемки 13 и упиралась в заднюю боковую поверхность 13а этих выемок до того, как будет достигнут предел прочности на растяжение деформируемых перемычек 120 соединительной зоны.
Эта предельная величина деформации перемычек определяет максимально допустимый зазор между задними боковыми поверхностями 23а и 13а зубцов 23 и выемок 13, располагающихся друг против друга в каждой паре зацепления.
Совершенно ясно, что в этих условиях соответствующие противолежащие передние поверхности зубцов 23 и выемок 13 не входят в контакт друг с другом и могут, таким образом, иметь произвольный профиль поверхности.
Описанные выше деформации различных элементов устройства укупоривания в соответствии с изобретением производятся вследствие передачи направленного вертикально сжатия в результате механического контакта соответствующих горизонтальных опорных поверхностей 13б, 23б выемок 13 и зубцов 23.
Кроме того, всякое относительное перемещение винтовой пробки 1 по отношению к кольцу неприкосновенности или ненарушенности укупорки 2 с этого момента исключается в результате механического контакта соответствующих боковых опорных поверхностей 12а и 23а выемок 13 и зубцов 23.
Следовательно, завинчивание устройства происходит за счет совместного вращения системы, образованной пробкой 1 и кольцом 2 неприкосновенности или ненарушенности укупорки без образования механических напряжений, разрушающих перемычки 120 соединительной зоны.
Как отмечено, этот эффект взаимодействия зубцов 23 и выемок 13 защищает соединительную зону 12 от разрушения или повреждения в процессе монтажа данного устройства укупоривания на сосуд, обеспечивая при этом возможность реализации оптимальной хрупкости этой зоны.
Совокупность описанных выше упругих деформаций ведет к отодвиганию внутреннего конца замкового выступа 20 до тех пор, пока наклоненная нижняя поверхность 20б этого внутреннего выступа не станет по существу параллельной продольной вертикальной оси винтовой пробки 1, следуя наружному профилю ободка С.
Таким образом, перемычки 120 соединительной зоны подвергаются лишь ограниченной деформации изгиба в процессе завинчивания предлагаемого устройства укупоривания, приводящего в конечном итоге к защелкиванию этого устройства под ободком горлышка данного сосуда.
Далее на следующей стадии осуществления монтажа пробки на горлышко сосуда части этой пробки, подвергающиеся значительной упругой деформации, распрямляются или приходят в исходное состояние в тот момент, когда верхняя поверхность 20а замкового выступа 20 или кольца переходит под ободок зацепления С, что вызывает его защелкивание.
В конце процесса завинчивания зубцы 23 выходят из зацепления с впадинами или выемками 13, и кольцо 2 неприкосновенности или ненарушенности укупорки оказывается больше несвязанным жестко с винтовой пробкой 1 за исключением связи, обеспечиваемой соединительной зоной 12 с малой механической прочностью. Вместе с этим зона контролируемой упругой деформации 22 стремится восстановить свою первоначальную форму, распрямляя нижнюю часть кольца 2 и приводя ее в положение, параллельное продольной оси горлышка данного сосуда (фиг.5 и 6).
Ясно, что стремясь реализовать перемычки, обладающие малой механической прочностью, необходимо предусмотреть, чтобы геометрические размеры зубцов 23 и/или выемок 13, а также соответствующие боковые зазоры между ними были определены таким образом, чтобы задние боковые поверхности зубцов в направлении завинчивания входили по меньшей мере частично в упомянутые выше выемки и чтобы боковые поверхности упомянутых зубцов упирались в задние боковые поверхности упомянутых выемок до достижения предела механической прочности на разрыв упомянутой выше соединительной зоны.
Зубцы 23 располагаются на периметре кольца 2 таким образом, чтобы равномерно распределить усилие защелкивания данного устройства укупоривания.
После защелкивания устройства укупоривания на ободке зацепления данного сосуда любая попытка отвинчивания винтовой пробки влечет за собой освобождение винтовой пробки 1 с разрушением соединительной зоны 12. Таким образом, после защелкивания замкового выступа 20 в результате его перехода под ободок С неприкосновенность или ненарушаемость укупорки обеспечивается.
Кроме того, удержание замкового выступа 20 под ободком зацепления данного сосуда облегчается в том случае, когда ширина верхней поверхности 20а этого выступа равна или превышает ширину ободка на горлышке сосуда.
В общем случае количество, распределенное по периметру соответствующих элементов устройства укупоривания зубцов 23 и выемок 13, а также вертикальный зазор между упомянутыми зубцами и выемками и/или нижней кромкой винтовой пробки определяются в зависимости от механической прочности упомянутой соединительной зоны и их взаимных горизонтальных контактирующих в упоре поверхностей, необходимых для передачи вертикального усилия защелкивания.
В оптимизированном варианте осуществления изобретения, схематично представленном на фиг. 4, можно предусмотреть увеличение в направлении внутрь ширины внутреннего или замкового выступа 20 таким образом, чтобы соотношение между внутренним диаметром выступающей части упомянутого выше замкового выступа и наружным диаметром горлышка G данного сосуда под ободком зацепления С давало возможность после защелкивания создать небольшой остаточный изгиб нижней части кольца 2 в направлении продольной оси винтовой пробки. Такое устройство системы запирания позволяет оптимизировать ненарушаемость или неприкосновенность укупорки.
В этих условиях верхняя поверхность 20а замкового выступа 20 остается даже после защелкивания под ободком зацепления наклоненной в направлении вверх под ободком C в форме, напоминающей рыболовный крючок.
В соответствии с еще одним возможным вариантом осуществления изобретения, схематично представленным на фиг.5, замковый выступ 20 имеет соединительную поверхность 20с, располагающуюся по существу вертикально между верхней поверхностью 20а и внутренней нижней поверхностью 20б и предназначенную для упрочения зацепления.
В соответствии с еще одним возможным вариантом осуществления изобретения, схематически представленным на фиг.6, нижняя внутренняя поверхность 20б замкового выступа 20 располагается в плоскости, наклоненной по отношению к оси винтовой пробки от конца замкового выступа до нижнего конца кольца 2 без выраженной линии изгиба.
Источники информации
US, патент N 4461390, кл. B 65 D 41/34, 1984.
Использование: надежное укупоривание сосудов с нарезанным горлышком и ободком зацепления в нижней части горлышка. Сущность изобретения: кольцо неприкосновенности выполнено с наружным периферийным утолщением с заданной величиной деформации. Последняя обеспечивает в процессе навинчивания устройства сжатие и изгибание нижней части кольца в направлении к оси горлышка сосуда до тех пор, пока нижняя наклонная поверхность внутреннего замкового выступа не займет близкое к параллельному оси пробки положение. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.
| Патент США N 4461390, кл.B 65D 41/34, 1984. |
