Это изобретение касается укупорочного устройства для упаковок с жидкостями любого рода. При этом подразумеваются емкости из бумаги, покрытой пленками или фольгой, в которые упаковываются, например, молоко, фруктовые соки, всякого рода безалкогольные напитки или вообще жидкости. Употребительные объемы таких пакетов с жидкостями составляют от 0,125 до 2 литров. Устройства для такого рода пакетов известны. Они представляют собой разливной штуцер с внешней резьбой и с бортиком, радиально выступающим над его нижней кромкой. На штуцер наворачивается закрывающий его резьбовой колпачок. Этот разливной штуцер вводится снизу через отверстие в верхнюю ограничительную грань упаковки, и верхняя сторона выступающей кромки сваривается с помощью ультразвука с нижней стороной ограничительной поверхности, при этом пластиковое покрытие герметически соединяется с выступающей кромкой штуцера. Затем упаковка заделывается с помощью машинной сварки и в заключение заполняется, а на штуцер наворачивается резьбовой колпачок. Предпочитаемая форма упаковки имеет вертикальные боковые поверхности, несколько выступающие над горизонтальными ограничительными поверхностями упаковки, образуя тем самым отбортованную кромку высотой от 2 до 5 мм, которая не только оправдана с технологической точки зрения, но также придает упаковке элегантный вид и к тому же обеспечивает возможность штабелирования. В укупорочном устройстве для такого рода упаковки важно при этом такое возвышение выливного штуцера над бортиком, при котором достигается надежная геометрия струи в процессе выливания жидкости. Такая геометрия обеспечивается при условии, если при открытом штуцере и медленно повернутой в положение выливания упаковке выливающаяся струя в любом случае надежно преодолевает бортик, не затронув пространства внутри отбортовки в области верхней ограничительной плоскости. И, далее, выливной штуцер должен быть выполнен таким образом, чтобы при выливании жидкости не проявлялись действия сил, возникающих вследствие эффектов капиллярности и поверхностного натяжения, из-за чего жидкость стекает, допустим, вдоль внешней стороны штуцера и потом, по возвращении упаковки в исходное положение, скапливается на верхней ограничительной поверхности и внутри заделанного бортика. В зависимости от горизонтального расстояния штуцера от бортика при стоящей упаковке штуцер должен соответственно превышать бортик по высоте настолько, чтобы надежно обеспечить надлежащую геометрию струи при выливании.
Существующие укупорочные устройства описанного выше рода состоят только из двух деталей, а именно из штуцера с радиально расположенным снизу выступом и входящего в изделие резьбового колпачка. Геометрия их струи при выливании, к сожалению, оставляет желать лучшего и, кроме того, традиционные укупорочные устройства не позволяют штабелировать снабженные ими упаковки. К примеру, если поставить одну упаковку на другую, то верхняя упаковка своей нижней поверхностью ляжет поверх колпачка нижней вместо того, чтобы оказаться исключительно на ее отбортовке, обрамляющей верхнюю ограничительную поверхность упаковки. Вследствие невозможности штабелирования существующих упаковок с жидкостями по необходимости применяют картонные ящики, упаковочные корзины либо деревянные, пластмассовые, или металлические решетки, в которые размещают упаковки с жидкостями, и они в свою очередь, независимо от содержания, могут быть уложены в штабель. Было бы желательно, чтобы они могли быть использованы с так называемыми треями, то есть промежуточными картонными лотками или поддонами с низкими обрамлениями, в которые упаковки с жидкостями устанавливались бы рядом друг с другом и друг за другом так, чтобы каждый трей мог покоиться на соответственно стоящих на нижних треях упаковках с жидкостями. При этом друг над другом могли бы разместиться несколько таких треев с полудюжиной или дюжиной содержащихся в них упаковок, уже применяемых ныне, однако они не штабелируются на упаковках с жидкостями на других треях, если в упомянутых упаковках применены известные укупорочные устройства. Поэтому было бы желательно обеспечить штабелирование упаковок и при этом иметь возможность их эффективно перемещать, транспортировать и складировать. Если бы нижние поверхности каждого из верхних треев располагались на отбортовках нижних упаковок, как это было сочтено желательным, то многие треи с поставленными в ряды упаковками с жидкостями могли бы быть размещены непосредственно друг над другом упорядоченным образом. Веса верхних треев были бы распределены на внешние стенки всех нижележащих упаковок. Однако известные из уровня техники укупорочные устройства делают невозможным такое штабелирование, так как для обеспечения надлежащей геометрии струи их приходится делать выступающими над отбортовкой. Поэтому главной целью является осуществление такого укупорочного устройства как можно более низким и при этом обеспечить надежность штабелирования треев с упаковками.
Поэтому задачей предлагаемого изобретения является создание такого укупорочного устройства для упаковок для жидкостей, которое при такой упаковке жидкостей с их геометрией выливания обеспечивало бы уверенное и чистое выливание и, кроме того, гарантировало бы возможность штабелирования оснащенных такими средствами упаковок для жидкостей.
Эта задача решается с помощью укупорочного устройства для упаковок с жидкостями, содержащего выливной штуцер с его радиально выступающей нижней кромкой и крышку с резьбой, устройство характеризуется тем, что оно может эластично деформироваться в два стабильных состояния так, что оно может быть приведено в осевом направлении в стабильно сжатую (укороченную) и в стабильно разжатую (выступающую) позиции.
На представленных чертежах в различных видах показывается предпочтительное исполнение этого укупорочного устройства для упаковок с жидкостями в различных видах и на их основе описываются и объясняются их функции. На них показаны:
фиг.1 - укупорочное устройство, установленное на верхней поверхности упаковки;
фиг.2 - открытое укупорочное устройство в положении выливания жидкости из упаковки;
фиг.3 - устройство в вертикальной проекции, вид сзади на кромку сгиба язычка для захвата на закрывающей крышке;
фиг.4 - устройство в горизонтальной проекции, вид сверху;
фиг.5 - устройство в продольном сечении вдоль линии Е-Е фиг.4;
фиг.6 - устройство в вертикальной проекции сбоку, со сложенным краем складного язычка для захвата, на правой стороне;
фиг.7 - выливной штуцер устройства в горизонтальной проекции;
фиг.8 - выливной штуцер устройства в разрезе вдоль линии А-А фиг.7;
фиг.9 - эластичный кольцевой элемент устройства в положении для выливания, вид сверху;
фиг.10 - эластичный кольцевой элемент устройства в разрезе вдоль линии А-А фиг.9;
фиг.11 - эластичный кольцевой элемент устройства в выдвинутом положении выливания, вертикальная проекция;
фиг.12 - эластичный кольцевой элемент устройства в сжатом состоянии в положении для упаковки, вид сверху;
фиг.13 - эластичный кольцевой элемент в разрезе вдоль линии А-А фиг.12;
фиг.14 - эластичный кольцевой элемент в положении для упаковки, вертикальная проекция, вид сбоку;
фиг.15 - эластичный кольцевой элемент с разложенным язычком для захвата, проекция сверху;
фиг.16 - упаковки с жидкостями, снабженные укупорочными устройствами, в штабелированных треях.
Прежде всего фиг.1 показывает укупорочное устройство 1, установленное на верхней стороне упаковки 2 для жидкостей. В этом примере упаковка 2 имеет форму стоящего цилиндра. Однако речь может идти также и о других формах для упаковок, например о емкости с эллиптическим поперечным сечением или же с треугольным, при этом стороны треугольника могут быть слегка выпуклыми снаружи, может быть также кубический контейнер и т.д. Боковые стенки 3 состоят из цельного куска картона и сварены вдоль вертикального шва 4 в трубообразную конструкцию. Несколько ниже верхней кромки боковой стенки 3 вделана верхняя ограничительная поверхность 5 таким образом, что образуется отбортовка 6, вдоль которой ограничительная поверхность 5 герметично соединяется с боковой стенкой 3 посредством сварки.
Фиг.2 показывает открытое укупорочное устройство 1 в положении упаковки 2 "выливание". Оно имеет воронкообразный слив 7, похожий на раструб тромбона. Эта воронка 7 перекрывает здесь отбортовку 6, благодаря чему гарантировано, что выливающаяся струя 8 при каждом наклонном положении упаковки надежно преодолевает при выливании бортик 6. Это является главным требованием надлежащей геометрии процесса выливания.
На фиг.3 укупорочное устройство представлено в вертикальной проекции вид сзади, при этом при взгляде на сложенную кромку 18 складного язычка 17 становится ясным, что ее функция еще нуждается в пояснении и демонстрации с привлечением других аспектов. Итак, рассматриваемое укупорочное устройство 1 может быть эластично деформировано в два стабильных состояния и в осевом направлении приведено при этом в стабильно сжатую и стабильно выступающую позиции. К тому же в приведенном примере оно состоит из трех частей, а именно из выливного штуцера 9, герметично насаживаемого на него кольцевого элемента 10 и навинчиваемой на него закрывающей крышки 11. Выливной штуцер 9 на своей нижней кромке имеет радиальный выступ 12. Поверх него располагается ограничительная поверхность 5 упаковки, обозначенная здесь штриховыми линиями. Верхняя сторона выступа 12 герметично сварена с ограничительной поверхностью 5 после того, как выливной штуцер введен снизу через соответствующее отверстие в ограничительной поверхности 5; на практике все это осуществляется автоматически. Итак, особенностью описываемого устройства является наличие эластично деформируемого кольцевого элемента 10, расположенного между выливным штуцером 9 и резьбовым колпачком 11, а его кольцевая поверхность 13 косоугольно прилегает к плоскости кольца, при этом внутренняя кромка 14 кольца переходит в выступающий вниз выступ 15, надеваемый на штуцер 9, а верхняя кромка кольца 16 переходит в выступающий вверх выступ с внешней резьбой, впрочем, здесь не видимой, т.к. на него навинчен закрывающий колпачок 11. Как сказано выше, кольцевой элемент 10 при эластической деформации может скачком принимать две различные формы или состояния, в одном случае - с возвышающейся от внутренней кромки 14 к внешней кромке 16 поверхностью кольца 13, как показано здесь, либо с сократившейся поверхностью кольца 13, как будет показано ниже.
На фиг.4 показана навинченная на этот кольцевой элемент 10 закрывающая крышка 11 в вертикальной проекции сверху. Здесь виден закрывающий колпачок 11 с его язычком для захвата 17, помещенным или опущенным в концентрическое углубление 21 колпачка 11. Этот язычок 17 состоит из двух сложенных плеч, из которых здесь видно лишь верхнее. Эти плечи сложены по кромке 18, и верхнее плечо образует на конце кольцо 19, имеющее два противолежащих друг другу утоньшения 20, так, что передняя полукружная часть кольца 19 может быть повернута в верхнем направлении по отношению к задней части, т.е. в представленном изображении - против наблюдателя.
На фиг.5 показано укупорочное устройство в продольном сечении вдоль линии Е-Е фиг.4. Закрывающая крышка 11 снабжена внутренней резьбой, посредством которой она навинчивается на внешнюю резьбу 26 на внешнем выступе 25 кольцевой поверхности 13. На правой стороне можно увидеть кромку сложения 18 язычка для захвата (17), и слева - как язычок 17 вкладывается в кольцо 19 через посредство утоньшений 20. Язычок 17 снизу снабжен защелкой 22 таким образом, что в опущенной позиции она фиксируется в углублении 21 на закрывающем колпачке 11 и удерживается в этом положении. Под закрывающей крышкой 11 виден играющий здесь основную роль кольцевой элемент 10, который скачком оказался в позиции, переключившейся вверх, в которой кольцевая поверхность 13 возвышается от внутренней кромки 14 к внешней кромке 16, и при этом укупорочное устройство в целом оказывается выдвинутым в осевом направлении. Язычок 17 служит для того, чтобы выдвинуть закрывающую крышку 11 в показанную здесь верхнюю позицию, если она находится в нижней, при которой кольцевая поверхность 13 кольцевого элемента 10 проходит от внутренней кромки 14 наклонно вверх к внешней кромке 16. При этом кольцевой элемент 10 скачком переходит в эту позицию, что далее объясняется более подробно. Если посмотреть на кольцевой элемент 10 более внимательно, то можно заметить, что его кольцевая поверхность 13 вблизи внутренней кромки 14 и внешней 16 имеет по утоньшению. На внутренней кромке 14 выполнен выступающий вниз выступ 15, имеющий на своем нижнем крае небольшие направленные внутрь защелки 23. Благодаря этим защелкам 23 кольцевой элемент 10 своим нижним выступающим краем 15 может быть надет на выливной штуцер 9, при этом он защелкивается в проходящем снаружи штуцера пазу и благодаря этому обеспечивает плотное соединение. У нижней кромки выливного штуцера 9 видно обращенное наружу возвышение 12, верхней стороной которого закрывающее устройство сваривается с внутренней стороной верхней ограничительной поверхности упаковки для жидкостей.
На фиг.6 представлено укупорочное устройство в вертикальной проекции с той же стороны, что и на фиг.5, но с кромкой сложения 18 складного язычка на правой стороне. Здесь видны внешняя сторона закрывающей крышки 11 с внутренней резьбой и находящийся на ее верхней стороне язычок 17 для захвата с полукружным сектором кольца по другую сторону утоньшений 20. Под закрывающей крышкой 11 видна наклоненная назад кольцевая поверхность 13 кольцевого элемента 10 с расположенным внизу выступом 15, жидкостно-плотно прилегающим к штуцеру 9 своим радиальным выступом 12.
Фиг.7 показывает выливной штуцер 9, вид сверху. Штуцер 9 по верхней кромке снаружи слегка скошен, и образована канавка 31, пролегающая по внешней стороне штуцера 9, предназначенная для размещения защелки 23 на кольцевом элементе 10. Верхняя граничная кромка канавки прерывается в двух противолежащих местах 24, что облегчает надевание кольцевого элемента 10. На этом чертеже можно видеть верхнюю сторону радиально окружающего выступа 12, которым штуцер 9 изнутри сваривается с помощью ультразвука с упаковкой для жидкостей.
На фиг.8 выливной штуцер 9 показан в разрезе по линии А-А фиг.7. Можно увидеть частное исполнение внешней стороны штуцера со скошенной наружу кромкой 30 и канавкой 31, выполненной ниже кромки 30 и предназначенной для размещения защелки 23 на кольцевом элементе 10.
На фиг.9 в вертикальной проекции показан существенный кольцевой элемент 10 укупорочного устройства. Кольцевая поверхность 13 простирается вниз к выступающему вниз выступу 15 и вверх, от внешней кромки 16 к выступающему вверх выступу 25, снабженному внешней резьбой, образованной двумя противолежащими друг другу восходящими резьбовыми фрагментами 26. В показанном примере последние занимают только по одной четверти кругового пространства выступа 25.
Фиг.10 показывает эластичный кольцевой элемент 10 в разрезе по линии А-А фиг.9. Здесь видим утоньшения на внутренней 14 и внешней 16 кромках кольцевой поверхности 13 и резьбовые фрагменты 26 на внешней стороне верхнего выступа 25. Далее мы видим на внутренней стороне нижнего выступа 15 его частное исполнение. Оно имеет вдоль его верхней внутренней кромки 27 круговую канавку 29, образованную круговым выступом 28, направленным внутрь и наклонно вниз, в которой верхняя кромка 30 выливного штуцера 9 оказывается надежно и плотно зафиксированной. Для удержания штуцера 9 в этой канавке 29 на внутренней стороне нижнего выступа 15 образовано несколько защелок 23. Они защелкиваются в соответствующей канавке 31 на внешней стороне штуцера 9 так, что обеспечивается плотное соединение, не пропускающее жидкость.
Фиг.11 показывает эластичный кольцевой элемент в выдвинутом вдоль оси состоянии, при котором кольцевая поверхность 13 наклонно увеличивается от своей внутренней кромки 14 к внешней кромке 16. Кольцевой элемент 10 в этом состоянии формирует выливную воронку. На внешней стороне верхнего выступа 25 видны резьбовые фрагменты 26, позволяющие навинчивать закрывающую крышку 11. Верхний пояс этого выступа 25 выдвигается наружу, образуя острую прерывающую кромку 32, обеспечивающую уверенное выливание без потери жидкости и связанных с этим осложнений.
Фиг.12 показывает эластичный кольцевой элемент 10 укупорочного устройства в положении для упаковки в проекции сверху. В этом положении он сжат в осевом направлении, так что его высота существенно уменьшена. Кольцевая поверхность 13 в этом состоянии расположена иначе по сравнению с показанным на фиг.9 - 11, что отображено с помощью дополнительного кольца. А именно, кольцевая поверхность 13 проходит теперь, если смотреть в радиальном направлении, от внутренней кромки 14 к внешней кромке 16 вниз, в противоположность состоянию согласно фиг.9 - 11, где эта кольцевая поверхность восходит вверх. Между этими двумя состояниями, а именно сжатым в осевом направлении и вытянутым в осевом направлении, кольцевой элемент 10 может в силу своей конструкции вместе с обоими кромками-утоньшениями по обеим сторонам кольцевой поверхности 13 скачком перемещаться через мертвую точку в ту или другую сторону. При этом в обоих состояниях он стабилен.
Фиг.13 показывает эластичный кольцевой элемент 10 в разрезе вдоль линии А-А фиг.12. Здесь мы видим, как кольцевая поверхность 13 сокращается от своей внутренней кромки 14 к внешней кромке 16, т.е. косо смещается вниз. Вследствие этого общая высота кольцевого элемента 10 существенно уменьшается по сравнению с состоянием, показанным на фиг.10. В показанном примере она настолько уменьшена, что даже выступы 15 и 25 на внутренней 14 и внешней 16 кромках кольцевой поверхности 13 в сравнении с ее высотой значительно перекрываются, как это отчетливо видно на представленном чертеже.
Фиг.14 показывает эластичный кольцевой элемент в положении для упаковки, т.е. уменьшенном в осевом направлении, в вертикальной проекции и виде со стороны. Если сравнить это состояние кольцевого элемента 10 с показанным на фиг.11, то можно увидеть разницу. В первом случае кольцевой элемент 10 сжат и тем самым уменьшен по высоте, в другом случае вытянут так, что образует выливную воронку. Итак, сжатое состояние служит для того, чтобы таким образом уменьшить общую высоту укупорочного устройства 1, чтобы она была меньше или равна высоте отбортовки 6 упаковки 2, т.е., например, не превышала 5 мм. Одновременно рассматриваемое устройство 1 благодаря описанной возможности трансформации кольцевого элемента 10 позволяет формировать выливную воронку, высота которой достаточна для преодоления отбортовки 6 высотой 5 мм, чем достигается надлежащая геометрия выливающейся струи, при которой обеспечивается надежность процесса выливания над указанным бортиком 6. К этому следует добавить, что расстояние между выливным штуцером 9 и бортиком 6 по технологическим соображениям должно составлять по меньшей мере 11 мм, чтобы обеспечить сварочному инструменту достаточное пространство для заделки верхней поверхности 5 упаковки 2. Поэтому для получения нужной геометрии струи решающее значение приобретает достаточно высокий выливной штуцер. Хотя расстояние от выливного штуцера 9 до бортика 6 относительно большое, выливающаяся струя должна быть такой, чтобы надежно преодолевала бортик 6. В показанном примере высота выливного штуцера 9 и воронки, образованной из кольцевого элемента 10 в выдвинутом состоянии, примерно втрое превышает таковую в сжатом состоянии. Чтобы при возвращении упаковки 2 с жидкостью из положения выливания в нормальное положение жидкость не стекала вдоль внешней поверхности штуцера в силу проявления эффектов поверхностного натяжения и известной капиллярности, кромка среза 32 может быть выполнена в известной степени острой, с максимальной толщиной, например, 0,3 мм. Эта мера позволяет избежать упомянутых выше неприятностей как при наклоне упаковки из нормального положения в положение выливания, так и обратно.
Чтобы легко перевести стянутое закрывающее устройство с навинченной на него крышкой 11 из этого положения в выдвинутое положение для выливания, предусмотрен уже описанный язычок для захвата 17 на закрывающем колпачке 11. Фиг.15 показывает здесь язычок 17 в разложенном состоянии. В сложенном состоянии язычка 17 кольцо 19 язычка было взято в месте 28 пальцем и поднято вверх. При этом полукруглый сегмент кольца для захвата 19 был повернут по ту сторону утоньшений (20) вверх так, чтобы затем можно было пропустить в кольцо один или два пальца. Затем язычок может быть с усилием потянут вверх. Под воздействием тянущего усилия кольцевой элемент 10 под закрывающей крышкой скачком переходит из сжатого состояния в выдвинутое. Когда оно достигнуто, закрывающая крышка 11 отвинчивается вращением против часовой стрелки и выливной штуцер 9 вместе с выливной воронкой, образованной из кольцевого элемента 10, открыт. На нижней стороне язычка 17 виден сегмент защелки 22, которая фиксируется при складывании язычка 17 в соответствующем сегменте 29 закрывающей крышки и удерживает язычок 17 в сложенной позиции.
Наконец, фиг.16 показывает некоторое количество упаковок с жидкостью, снабженных укупорочными устройствами для выливания и закрывания, в положении штабелирования. Благодаря низкой высоте выливных штуцеров, не превышающих отбортовок упаковок, картонный трей может быть размещен прямо на эти упаковки с жидкостями. Вес верхнего трея и его содержимого распределяется при этом на все бортики всего количества упаковок, подобно тому, как вес факира распределяется на множество гвоздей, что дает возможность ложиться на них без каких-либо последствий. Но одновременно, как уже упоминалось, это укупорочное устройство в положении выливания можно выдвинуть так, что после этого оно увеличивается в высоте почти в три раза и тем самым формирует геометрию выливной струи, при которой обеспечивается уверенное выливание содержимого через бортик высотой около 5 мм, расположенный на расстоянии по меньшей мере 11 мм.
Перечень цифровых позиционных обозначений
1. Укупорочное устройство
2. Упаковка для жидкости
3. Боковая стенка упаковки для жидкости
4. Сварной шов на боковой стенке
5. Верхняя ограничительная поверхность
6. Бортик
7. Выливная воронка
8. Вытекающая струя
9. Выливной штуцер
10. Кольцевой элемент
11. Закрывающий колпачок, закрывающая крышка
12. Радиальный выступ у выливного штуцера
13. Косоугольная кольцевая поверхность
14. Внутренняя кромка кольцевого элемента
15. Выступающий вниз выступ кольцевого элемента
16. Внешняя кромка кольцевого элемента
17. Язычок для захвата из двух сложенных плеч
18. Сложенная кромка обоих сложенных плеч
19. Кольцо у язычка для захвата
20. Утоньшения на кольце для захвата
21. Концентрическая выемка в закрывающем колпачке
22. Защелка на нижней стороне язычка для захвата
23. Выступающая внутрь защелка на выступе 15
24. Места, где паз прерывается
25. Верхний выступ кольцевого элемента
26. Резьбовые фрагменты снаружи на верхнем выступе кольцевого элемента
27. Верхняя внутренняя кромка нижнего выступа
28. Захват под палец
29. Сегмент защелки
30. Верхняя кромка на штуцере 9
31. Паз (канавка) на внешней стороне штуцера 9
32. Кромка отрыва
Укупорочное устройство включает выливной штуцер с радиально выступающей нижней кромкой и колпачок с резьбой. Колпачок имеет больший диаметр, чем выливной штуцер. Между выливным штуцером и колпачком встроен деформируемый кольцевой элемент. Кольцевая поверхность кольцевого элемента пролегает косоугольно по отношению к плоскости кольца. Внутренняя кромка кольца переходит в выступающий вниз выступ, который может быть надет на выливной штуцер. Внешняя кромка кольца переходит в выступающий вверх выступ с внешней резьбой для навинчивания закрывающего колпачка. Кольцевой элемент при эластичной деформации может быть приведен в два стабильных состояния. В одном случае кольцевая поверхность поднимается от внутренней кромки кольца к внешней, в другом случае кольцевая поверхность сокращена. Изобретение обеспечивает чистое выливание, а также обеспечивает возможность штабелирования оснащенных такими средствами упаковок для жидкостей. 8 з.п. ф-лы, 16 ил.
| ЕМКОСТЬ | 1995 |
|
RU2135401C1 |
| Прибор, замыкающий сигнальную цепь при повышении температуры | 1918 |
|
SU99A1 |
| US 4403709 A, 13.09.1983 | |||
| US 1190612 A, 11.07.1916. | |||
