ПРОБКА ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО МАТЕРИАЛА ДЛЯ УКУПОРКИ БУТЫЛОК Российский патент 1998 года по МПК B65D41/32 B65D41/48 

Изобретение относится к укупорочным средствам и может быть использовано в пробках из термопластичного материала, применяемых в пищевой промышленности для укупорки бутылок.

Известна пробка из термопластичного материала для укупорки бутылок, содержащая корпус в виде концентрично расположенных наружного и внутреннего трубчатых элементов с общим донышком, кольцевые выступы на внутренней поверхности наружного и на наружной поверхности внутреннего трубчатых элементов, поясок аксиальных рифлений и кольцевую канавку с радиальной боковой гранью на наружной поверхности наружного трубчатого элемента [2].

Известна пробка из термопластичного материала для укупорки бутылок, содержащая корпус в виде концентрично расположенных наружного трубчатого элемента и кольцевого упора с общим донышком, винтовые выступы на внутренней поверхности наружного трубчатого элемента, поясок аксиальных рифлений и кольцевую канавку с радиальной боковой гранью на наружной поверхности наружного трубчатого элемента [1].

Известны пробки из термопластичного материала, наружный трубчатый элемент которых имеет винтовые и кольцевые выступы на внутренней поверхности, поясок аксиальных рифлений на наружной поверхности наружного трубчатого элемента и внутренней кольцевой торцевой выступ с общим донышком (EP, патент, 0261965, кл. B 65 D 41/00, 1987, EP заявка, 0257623, кл. B 25 D 41/00, 1987).

Общим недостатком известных технических решений является ненадежность уплотнения горловин пробок и их герметизации в течение продолжительного времени хранения жидких пищевых продуктов. Основная причина заключается в податливости и текучести термопластичного материала, в качестве которого используется полиэтилен пищевого назначения, натяжение элементов пробки ослабляется, происходит разгерметизация, содержимое бутылки подвергается окислению, продукт становится непригодным к употреблению. При миллионных тиражах продукции потери становятся ощутимыми и производство убыточным, возрастают материальные и энергетические затраты на возмещение потерь, что невыгодно и неприемлемо и для производителя, и для потребителя продукции. Прямоугольный профиль кольцевых канавок в пробках приводит к появлению дефектов в виде утяжек и короблений, затруднен срез пробки при вскрытии.

Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является патент США N 3109547.

Основной задачей разработки является создание пробки из термопластичного материала с такими геометрическими особенностями ее элементов, которые позволили бы исключить дефектность при их изготовлении, ликвидировать брак, чтобы конструкция пробок удовлетворяла высоким потребительским качествам.

Техническим результатом, который может быть получен от использования изобретения, является повышение плотности и надежности герметизации, обеспечение сохранности повышенного качества укупоренного продукта и простота вскрытия пробки.

Основная задача решена и технический результат достигнут за счет изменения конструкции корпуса пробки, разработки совершенного термопластичного материала, улучшения ее обжимающих свойств.

Для этого в пробке из термопластичного материала для укупорки бутылок, содержащей корпус в виде концентрично расположенных наружного и внутреннего трубчатых элементов с общим донышком, кольцевые выступы на внутренней поверхности наружного и на наружной поверхности внутреннего трубчатых элементов, поясок аксиальных рифлений и кольцевую канавку с радиальной боковой гранью на наружной поверхности наружного трубчатого элемента, кольцевая канавка на наружной поверхности наружного трубчатого элемента выполнена с конической гранью, пересекающейся с радиальной, образующей с ней ее профиль с поперечным сечением в виде остроконечного клина, острием расположенным со стороны пояска аксиальных рифлений, на конической грани кольцевой канавки и наружной поверхности наружного трубчатого элемента над его кольцевым выступом выполнены аксиальные рифления переменной высоты, корпус пробки выполнен из полиэтилена низкого и высокого давления в объемном соотношении компонентов от 1:2,8 до 1:3,2.

Отличительными особенностями пробки из термопластичного материала являются следующие признаки:
выполнение кольцевой канавки на наружной поверхности наружного трубчатого элемента с конической гранью,
пересечение конической грани с кольцевой гранью,
образование профиля поперечного сечения кольцевой канавки в виде остроконечного клина с конической и радиальной гранями,
расположение острия остроконечного клина профиля поперечного сечения кольцевой канавки со стороны пояска аксиальных рифлений,
выполнение аксиальных рифлений переменной высоты на конической грани кольцевой канавки и на наружной поверхности наружного трубчатого элемента над его кольцевым выступом,
выполнение корпуса пробки из полиэтилена низкого и высокого давления в объемном соотношении компонентов от 1:2,8 до 1:3,2.

Указанные отличительные признаки являются существенными, поскольку каждый из них в отдельности и совместно направлен на решение поставленной задачи и достижение нового технического результата.

Выполнение конической грани в кольцевой канавке с наклоном стенки наружного трубчатого элемента корпуса пробки с сужением к радиальной грани и пояску аксиальных рифлений обеспечивает плавный переход жесткостей без каких-либо лишних уступов, со стороны кольцевого выступа на такой грани отсутствует концентрация напряжений, коническая грань в пересечении с радиальной гранью образует вместе с ней профиль поперечного сечения в виде остроконечного клина с острием со стороны пояска аксиальных рифлений. Аксиальные рифления переменной высоты на конической грани и наружной поверхности наружного трубчатого элемента над его кольцевым выступом придают стенке дополнительную жесткость, что важно для сохранения обжимающих свойств кольцевого выступа вместе со стенкой наружного трубчатого элемента. Пробка, выполненная из полиэтилена низкого и высокого давления в указанном объемном соотношении компонента, обеспечивает плотность и герметичность укупорки горлышка бутылки, высокие технологические свойства переработки материала и производительность. При вскрытии пробки режущее лезвие за счет коничности конической грани скользит по ней со смещением к радиальной грани и рез производится только по заглубленному профилю канавки в плоскости, совпадающей с радиальной гранью и торцем горлышка бутылки.

Как показал сравнительный анализ, отличительные существенные признаки не обнаружены в известном уровне укупорочной техники, аналогах и прототипах, являются новыми и обеспечивают в совокупности с общими существенными известными признаками соответствие предложенного технического решения критерию "новизна".

Единая совокупность новых существенных признаков с общими известными существенными признаками позволяет решить поставленную задачу и достичь новый технический результат и обеспечить предложенному техническому решению существенные отличия от известного уровня техники, аналогов и прототипа. Новое техническое решение является результатом опытно-экспериментальных работ и творческого вклада, получено без использования стандартных, проектировочных решений или каких-либо рекомендаций в данной области укупорочной техники, по совокупности признаков, оригинальности и содержательности выполнения характеризуется соответствием критерию "изобретательский уровень".

На фиг. 1 представлен общий вид пробки из термопластичного материала для укупорки бутылок, на фиг. 2 - аксиальное сечение пробки в увеличенном масштабе, на фиг. 3 - геометрические особенности кольцевой канавки, на фиг. 4 - аксиальные рифления переменной высоты на конической грани кольцевой канавки и на наружной поверхности наружного трубчатого элемента корпуса пробки.

Пробка из термопластичного материала для укупорки бутылок содержит корпус в виде концентрично расположенных наружного и внутреннего трубчатых элементов 1, 2 с общим донышком 3, кольцевые выступы 4, 5 на внутренней поверхности 6 наружного и на наружной поверхности 7 внутреннего трубчатых элементов 1, 2, поясок 8 с аксиальными рифлениями 9, кольцевую канавку 10 с радиальной боковой гранью 11 на наружной поверхности 12 наружного трубчатого элемента 1. Кольцевая канавка 10 на наружной поверхности 12 наружного трубчатого элемента 1 выполнена с конической гранью 13, пересекающейся с радиальной боковой гранью 11, образующей с ней профиль канавки 10 с поперечным сечением в виде остроконечного клина, острием 14 расположенным со стороны пояска 8 с аксиальными рифлениями 9. На конической грани 13 кольцевой канавки 10 и наружной поверхности 12 наружного трубчатого элемента 1 над его кольцевым выступом 4 выполнены аксиальные рифления 15 переменной высоты. Между наружным и внутренним концентричными трубчатыми элементами 1 и 2 предусмотрены ограничительные выступы 16 с полостью 17 между ними. В качестве термопластичного материала разработан полиэтилен низкого и высокого давления в объемном соотношении компонентов от 1:2,8 до 1:3,2. При превышении максимального объема полиэтилена высокого давления и уменьшении минимального объема полиэтилена высокого давления проявляются утяжки и увеличивается жесткость корпуса пробки, что ухудшает ее постановку на горлышко бутылки, при уменьшении минимального объема полиэтилена низкого давления и увеличении максимального объема полиэтилена высокого давления возрастает податливость пробки, при постановке пробки на горлышко бутылки корпус сминается, нарушается плотность и надежность герметизации. Выбранные пределы полиэтилена низкого и высокого давления являются оптимальными, материал является высокотехнологичным, совместно с введенными конструктивными признаками повышает потребительские свойства с качественным улучшением.

Изготовление пробки заключается в подготовке высококачественного расплава однородной массы, впрыске его под давлением в нагретую форму, выдержке до полной сшивки молекулярных цепочек полимеров и извлечении из формы.

Использование пробки заключается в насаживании ее на горлышко бутылки с приложением усилия напрессовки к донышку 3 таким образом, что сначала продвигается наружный трубчатый элемент 1 при продвижении корпуса пробки до тех пор, пока одновременно кольцевой выступ 4 наружного трубчатого элемента 1 не займет фиксированного положения за выступающим пояском горлышка бутылки, а торец бутылки не войдет в соприкосновение с выступами 16 при полном вхождении внутреннего трубчатого элемента 2 в отверстие горлышка бутылки.

Пробка на основе нового технического решения изготавливалась с толщиной стенки 1 мм. Укупорка бутылок с такими пробками обеспечивает высокую плотность и герметичность, разгерметизация в течение длительного периода времени не происходит, укупорка обладает высокой надежностью герметизации. Вскрытие пробки осуществляется по радиальной грани 11 кольцевой канавки 10.

Таким образом, новое техническое решение является высокоэффективным, соответствует и критерию "промышленная полезность".

Использование: пробка из термопластичного материала предназначена для укупорки бутылок, используемых в пищевой промышленности. Сущность изобретения: пробка содержит корпус с концентрично расположенными наружным и внутренним трубчатым элементами, с общим донышком, кольцевые выступы на внутренней поверхности наружного и на наружной поверхности внутреннего трубчатых элементов, поясок с аксиальными рифлениями, кольцевую канавку, выполненную с конической гранью, образующей ее профиль с поперечным сечением в виде остроконечного клина, острием, расположенным со стороны пояска аксиальных рифлений. На конической грани и наружной поверхности над кольцевым выступом выполнены аксиальные рифления переменной высоты. Корпус пробки выполнен из полиэтилена низкого и высокого давления. Конструкция пробки позволяет повысить плотность и надежность герметизации, обеспечить сохранность качества укупоренного продукта. 2 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Пробка из термопластичного материала для укупорки бутылок, содержащая корпус в виде концентрично расположенных наружного и внутреннего трубчатых элементов с общим донышком, кольцевые выступы на внутренней поверхности наружного и на наружной поверхности внутреннего трубчатых элементов, поясок аксиальных рифлений и кольцевую канавку с радиальной боковой гранью на наружной поверхности наружного трубчатого элемента, отличающаяся тем, что кольцевая канавка на наружной поверхности наружного трубчатого элемента выполнена с конической гранью, пересекающейся с радиальной, образующей с ней ее профиль с поперечным сечением в виде остроконечного клина, острием расположенным со стороны пояска аксиальных рифлений. 2. Пробка по п.1, отличающаяся тем, что на конической грани кольцевой канавки и наружной поверхности наружного трубчатого элемента над его кольцевым выступом выполнены аксиальные рифления переменной высоты. 3. Пробка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что ее корпус выполнен из полиэтилена низкого и высокого давления в объемном соотношении компонентов от 1 : 2,8 до 1 : 3,2.