ЕМКОСТЬ С КОМПЕНСАЦИЕЙ ИЗМЕНЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2019 года по МПК B65D1/02 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к сжимаемой пластиковой емкости для хранения негазированных жидкостей.

Уровень техники

Жидкости обычно хранятся в первичной упаковке, изготовляемой из стекла, алюминия, многослойного картона или синтетического или натурального полимерного материала, причем наблюдается заметная тенденция к использованию пластиковых емкостей, изготовляемых, предпочтительно, из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Преимущество емкостей из ПЭТ заключается в том, что они могут быть очень легкими и иметь оригинальный дизайн, а также могут производиться в больших количествах с помощью технологии формовки с раздувом и вытяжкой. Данная технология включает в себя изготовление путем литья под давлением ПЭТ-заготовок, которые впоследствии сначала нагреваются, а затем вытягиваются в продольном направлении с одновременным заполнением воздухом в соответствующей полости литейной формы, чтобы заставить её принять форму требуемой емкости. ПЭТ является сравнительно дорогим материалом, и, таким образом, очень важно разрабатывать как можно более легкие емкости. Необходимость ограничивать потребляемое количество ПЭТ приводит к необходимости разработки емкостей, способных адекватно компенсировать хрупкость стенок, обусловленную их малой толщиной. Для того чтобы данная облегчающая технология была успешной, т.е. чтобы продолжались обеспечиваться заданные характеристики, следует ввести функциональные механизмы, которые не требуются для более толстых емкостей. Действительно, пластиковая емкость с более тонкими стенками является более чувствительной к изменениям температуры находящейся в ней жидкости. Проблема разработки емкостей, которые могли бы противостоять вышеуказанным изменениям температуры, является наиболее очевидной в емкостях для напитков, заполняемых с помощью так называемой технологии "горячей расфасовки", которая представляет собой технологию стерилизации для заполнения емкостей напитками, такими как соки, чаи, спортивные напитки и изотоники, и т.д. При вышеуказанной технологии температура жидкости в процессе наполнения составляет около 85°C или равна температуре, достаточной для полной стерилизации. Без правильной конструкции из-за тонких стенок емкость может сплющиться или необратимо деформироваться. Например, вес бутылки объемом 500 мл для сока или чая, которая, как правило, подвергается горячей расфасовке, составляет от 22 до 28 г, и при весе бутылки меньше вышеуказанного, т.е. ниже 20 г, необходимо добавлять специальные функциональные механизмы. Бутылка такого типа обычно имеет дно, цилиндрический корпус, плечо бутылки и горлышко. После наполнения, бутылку закрывают, в то время как температура находящегося в ней напитка все еще выше температуры окружающей среды, и охлаждение бутылки жидкостью приводит к снижению внутреннего давления, которое может вызвать сжатие бутылки. Охлаждение вызывает небольшое снижение объема жидкости, а также сокращение насыщения газовой фазы. Действительно благодаря сокращению количества газообразных молекул, газовая фаза занимает немного больший объем и поэтому создает снижение давления относительно первоначального давления. Таким образом, бутылка должна иметь такую структурную конфигурацию, чтобы она могла противостоять такому сжатию. Как правило, для повышения прочности и предотвращения сплющивания бутылки в её конструкцию вводят вакуум-балансировочные панели, расположенные вдоль стенок цилиндрического корпуса. Назначение этих панелей заключается в том, что они прогибаются внутрь бутылки, сопровождая, таким образом, уменьшение объема, вызванное охлаждением жидкости. Однако данное уменьшение объема приводит к возникновению точек деформации на кромках данных панелей, которые необходимо компенсировать обычно вертикальными ребрами, размещаемыми между соседними панелями, а также другими горизонтальными ребрами, расположенными над и под панелью с целью усиления конструкции, и, следовательно, повышения жесткости бутылки. Следствием всего этого является повышение производственных затрат. Следовательно, существует необходимость повышения стабильности бутылок, причем во всех случаях, без необходимости прибегать к использованию большего количества пластического материала.

Еще один способ, используемый для деформируемых емкостей, заключается в применении гофрированной или сильфонной конструкции, допускающей сжатие емкости в вертикальном направлении. Однако данный метод неприменим при горячей расфасовке вследствие неизбежной нестабильности в вертикальном направлении при сжимающей нагрузке. При теплой или холодной расфасовке, когда изменение объема отсутствует, или по меньшей мере является незначительным и может происходить при хранении наполненной емкости, для усиления емкости необходимо применять небольшое противодавление, например, путем использования азота.

В патентном документе EP2319771 раскрыта емкость, которая может сжиматься благодаря двум периферийным канавкам, а именно, жесткой и деформируемой периферийным канавкам. Деформируемая канавка, а также элементы, с которыми она соединена, имеют довольно сложную форму, а именно, форму с чередующимися изогнутыми и прямолинейными сторонами. Таким образом, при необходимости производстве больших количеств таких емкостей, в частности, на этапе выдувного формования, создание вышеупомянутых элементов для каждой емкости является затруднительным. Следует отметить, что данная деформируемая канавка имеет изогнутую и прямолинейную стороны, а также что авторы не рассматривали угол расхождения сечения канавки как конструктивный параметр. Кроме того, деформируемая канавка расположена относительно далеко от горлышка. Таким образом, вследствие гидростатического давления, требуемая для сжатия емкости сила является высокой, и такая емкость стремится принять свою первоначальную форму, например, когда температура жидкости повышается в результате воздействия окружающей среды.

Таким образом, существует необходимость внедрения функциональных механизмов для улучшения стабильности бутылок при горячей расфасовке без необходимости прибегать к использованию большего количества пластика, или в случае холодной расфасовки баз необходимости прибегать к добавлению азота.

Раскрытие изобретения

Таким образом, цель настоящего изобретения заключается в создании облегченной емкости из термопластика, в частности бутылки из ПЭТ, внутреннее давление в которой при заполнении можно было бы повышать без использования азота при теплой и холодной расфасовке, или внутренний объем которой можно было бы уменьшать контролируемым образом при горячей расфасовке без необходимости использования усиленных вакуум-панелей или конструкции гофрированного типа. Естественно, после того, как емкость согласно настоящему изобретению будет заполнена горячей жидкостью и затем закупорена или закрыта крышкой, она будет испытывать стягивание в поперечном направлении вследствие падения внутреннего давления, вызванного охлаждением жидкости, находящейся внутри бутылки. Под "стягиванием в поперечном направлении" мы подразумеваем деформацию внутрь стенок емкости в направлении, перпендикулярном её продольной оси Z, по сравнению с первоначальной шириной емкости до процесса горячей расфасовки. Емкость согласно настоящему изобретению способна сжиматься в направлении по продольной оси Z емкости под действием внешнего сжимающего усилия, воздействующего на функциональный механизм, являющийся частью данной емкости, что приводит к уменьшению внутреннего объема и высота емкости. Следует отметить, что для этого величина указанного осевого сжимающего усилия должна быть больше величины усилия, оказываемого атмосферным давлением. Воздействие внешнего осевого сжимающего усилия приводит к восстановлению исходной ширины емкости. Исходная ширина не может восстановиться под действием усилия от атмосферного давления. Иными словами, емкость согласно настоящему изобретению, после её заполнения горячей жидкостью и запечатывания крышкой, может восстанавливать свою исходную форму только под действием фактически осевого сжимающего усилия, поскольку она не имеет каких-либо других средств восстановления своей исходной формы. Кроме того, уменьшение объема емкости может быть перманентным, и для восстановления исходной формы необходимо другое, противоположно направленное внешнее усилие, т.е. растягивающее усилие. Таким образом, вышеуказанная цель изобретения достигается с помощью деформируемой емкости из термопластика для жидкостей, которую можно использовать для технологий горячей, теплой и холодной расфасовки негазированных жидкостей, имеющая продольную ось Z и содержащая, по п. 1:

- корпус;

- горлышко с отверстием с первой стороны корпуса;

- дно, определяющее плоскость дна бутылки, со второй стороны корпуса, противоположной указанной первой стороне;

при этом корпус содержит два практически усеченно-конических или усеченно-пирамидальных участка, меньшие основания которых обращены друг к другу, образуя периферийную канавку, расположенную между горлышком и средней частью емкости в направлении по продольной оси Z, имеющую V-образный профиль в проекции на первую плоскость, в которой расположена продольная ось Z;

V-образный профиль имеет вершину, обращенную в сторону продольной оси Z; ближнюю прямолинейную сторону, расположенную ближе к горлышку, имеющую первый наклон под первым углом α₂ относительно второй плоскости, перпендикулярной продольной оси Z, и первую длину d₁; а также дальнюю прямолинейную сторону, расположенную дальше от горлышка, имеющую второй наклон под вторым углом α₁ относительно указанной второй плоскости, и вторую длину d₂;

в которой вторая длина d₂ меньше, чем первая длина d₁, и в которой первый угол α₂ больше, чем второй угол α₁;

в результате чего ближняя прямолинейная сторона может входить в контакт с дальней прямолинейной стороной, таким образом, уменьшая внутренний объем емкости, только при воздействии сжимающего усилия больше силы, создаваемой атмосферным давлением, направленного в направлении по продольной оси Z, а также после снятия указанного сжимающего усилия.

Для достижения эффекта предлагаемого изобретения выгодно иметь две прямолинейные стороны, которые могут входить в контакт друг с другом. Также выгодно иметь криволинейные участки, прилегающие к соответствующим прямолинейным сторонам. Кроме того, выгодно рассматривать в качестве конструктивных параметров угол наклона обеих прямолинейных сторон, а также угол расхождения канавки.

Ближняя и дальняя прямолинейные стороны могут быть выполнены гофрированными.

Согласно одному из возможных вариантов реализации изобретения, корпус содержит часть, расположенную ближе к горлышку, и часть, расположенную дальше от горлышка, соединенные с ближней и дальней прямолинейными сторонами, соответственно, первым и вторым криволинейными участками. Предпочтительно, часть корпуса, расположенная ближе к горлышку, непосредственно соединена с ближней прямолинейной стороной, т.е. прилегает к ней, и часть корпуса, расположенная дальше от горлышка, непосредственно соединена с дальней прямолинейной стороной. Более предпочтительно, чтобы отсутствовали какие-либо точки перегиба между каждым из указанных криволинейных участков и соответствующей прямолинейной стороной. Таким образом, устраняется необходимость создания не являющихся необходимыми дополнительных канавок или дополнительных прямолинейных или криволинейных участков, создание которых может быть затруднительным при массовом производстве емкостей.

Предпочтительно, когда емкость находится в несжатом состоянии, касательная к первому криволинейному участку, например, касательная, параллельная продольной оси Z, пересекает второй криволинейный участок или дальнюю прямолинейную сторону.

Второй криволинейный участок может быть выполнен рифленым с целью облегчения начала схождения периферийной канавки с дальней стороны. Например, на емкости может быть выполнена по меньшей мере одна периферийная кольцевая канавка; такая кольцевая канавка образует окружность в проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси Z емкости, центр которой лежит на указанной продольной оси. Количество таких кольцевых канавок может быть различным, например, емкость может иметь две, три, четыре или более таких кольцевых канавок, расположенных на расстоянии друг от друга.

Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации изобретения, периферийная канавка расположена на расстоянии h от плоскости дна емкости, причем величина расстояния h составляет от h_Tot/2 до 4/5h_Tot, где h_Tot – полная длина емкости в направлении по продольной оси Z до схождения канавки. Такое расположение периферийной канавки является особенно выгодным, поскольку канавка расположена относительно близко от свободного пространства над жидкостью в емкости, т.е. пространства, не заполненного жидкостью. Таким образом, поскольку необходимо преодолеть меньшее гидростатическое давление, усилие, требующееся для сжатия емкости, меньше, чем аналогичное усилие для емкости с канавкой, расположенной ниже. Это также помогает удерживать емкость в сжатом состоянии в течение её жизненного цикла. Например, при возрастании температуры жидкости внутри емкости, гидростатическое давление будет стремиться вернуть емкость к её исходной конфигурации, и когда канавка расположена выше, т.е. ближе к горлышку, величина такого неблагоприятного гидростатического давления будет меньше. Предпочтительно, периферийная канавка расположена на криволинейном участке, называемом также "плечом", между горлышком и цилиндрическим корпусом емкости.

С целью обеспечения более стабильного положения периферийная канавка может быть выполнена сегментированной.

Согласно одному из возможных вариантов реализации изобретения, вершина представляет собой внутреннее ребро, образующее дугу окружности с радиусом R_i величиной от 0 до 3 мм в проекции на плоскость, по которой проходит продольная ось Z.

Согласно еще одному возможному варианту реализации, вершина представляет собой внутреннее ребро, образующее прямолинейный сегмент, предпочтительно, но не обязательно, параллельный продольной оси Z, длиной h_i от 0 до 3 мм в проекции на плоскость, по которой проходит продольная ось Z. Предпочтительно, в указанных вариантах реализации, указанное внутреннее ребро имеет относительно маленький размер.

Вышеупомянутое внутреннее ребро может иметь форму волнистого круга в проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси Z.

Кроме того, емкость может быть выполнена из ПЭТ.

Предпочтительно, при холодной или теплой расфасовке при температурах немного ниже температуры стеклования T_g, после заполнения и закупоривания крышкой емкость подвергается воздействию внешнего усилия, которое повышает внутреннее давление, компенсирует возможные изменения внутреннего объема и повышает вертикальную нагрузку на емкость.

Краткое описание чертежей

Дальнейшие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут более ясными после ознакомления с подробным описанием предпочтительных, но не единственно возможных вариантов реализации бутылки деформируемого типа из ПЭТ для горячей расфасовки, содержащей функциональный механизм компенсации вакуума, проиллюстрированных с помощью неограничивающего примера со ссылкой на следующие чертежи, на которых:

на фиг. 1 – поперечный разрез части бутылки согласно первому варианту реализации изобретения, демонстрирующий последовательность сплющивания бутылки при воздействии внешнего сжимающего усилия;

на фиг. 2 – продольный разрез и часть разреза в увеличенном масштабе для бутылки, показанной на фиг. 1;

на фиг. 3 – продольный разрез и часть разреза в увеличенном масштабе для бутылки по второму варианту реализации;

на фиг. 4 – продольный разрез и часть разреза в увеличенном масштабе для бутылки по первому варианту реализации;

на фиг. 5 – продольный разрез части бутылки и поперечный разрез бутылки согласно второму варианту реализации изобретения;

на фиг. 6 – продольный разрез части бутылки и поперечный разрез бутылки согласно третьему варианту реализации изобретения;

на фиг. 7 – продольный разрез части бутылки и поперечный разрез бутылки согласно четвертому варианту реализации изобретения.

Одни и те же элементы или компоненты на чертежах обозначены одинаковыми ссылочными позициями.

Осуществление изобретения

Объектом настоящего изобретения является емкость, в частности, бутылка, изготовленная из синтетической смолы, такой как ПЭТ, с функциональным механизмом, позволяющим избежать неконтролируемого сжатия вследствие изменений давления.

С целью компенсации изменения давления внутри бутылки был внедрен функциональный механизм, обеспечивающий возможность контролируемого уменьшения внутреннего объема и высоты бутылки при воздействии внешней осевой силы, т.е. силы, действующей в направлении продольной оси Z бутылки. Такое уменьшение объема вследствие уменьшения высоты бутылки приводит к повышению внутреннего давления, способному компенсировать любое понижение давления, которое может возникнуть вследствие изменения температуры или объема находящейся в бутылке жидкости на различных фазах жизненного цикла расфасованного продукта. В случае отсутствия уменьшения давления, как описывалось ранее, бутылка может выдержать более высокие вертикальные нагрузки сверху из-за этого уменьшения объема. Функциональный механизм согласно настоящему изобретению может быть применен к бутылкам с различными формами поперечного сечения по плоскостям, перпендикулярным продольной оси Z, например, к бутылкам с цилиндрической, прямоугольной, восьмиугольной, многоугольной, и т.п. формой поперечного сечения. В качестве неограничивающего примера, емкости согласно настоящему изобретению могут иметь объем от 500 до 1000 мл. Например, емкость согласно настоящему изобретению может иметь объем 500 мл и вес 18-22 г, предпочтительно, 18-20 г, например, 19 г.

В настоящем документе часть описания рассматриваемых вариантов реализации будет производиться при рассмотрении проекции бутылки на плоскость, совпадающую с продольной осью Z.

Как видно из фиг. 1 и фиг. 2, согласно первому варианту реализации изобретения, бутылка имеет продольную ось Z и содержит корпус с горлышком 13 и отверстием с одной стороны, и дном (не показано), которое закрывает бутылку и образует плоскость основания бутылки напротив горлышка 13. Корпус содержит часть 9, расположенную рядом с горлышком 13, и часть 10, расположенную на удалении от горлышка 13. Между ближней 9 и дальней 10 частями расположены два участка корпуса, в целом, имеющие форму усеченных конусов, меньшие основания которых соединены друг с другом. Иными словами, большее основание усеченно-конического участка, расположенное ближе к горлышку 13, обращено к ближней части 9, а большее основание усеченно-конического участка, расположенного дальше от горлышка 13, обращено к дальней части 10. Таким образом, сформирована периферийная канавка 12, в данном варианте реализации изобретения представляющая собой кольцевую канавку, проекция которой на плоскость, в которой лежит продольная ось Z, имеет V-образную форму, вершина 5 которой обращена в сторону продольной оси Z. Предпочтительно, периферийная канавка расположена на "плече" емкости, т.е. на криволинейной части бутылки рядом с горлышком. Вышеупомянутый V-образный профиль содержит две прямые стороны, а именно, первую прямолинейную сторону 3, расположенную ближе к горлышку 13, и вторую прямолинейную сторону 4, расположенную дальше от горлышка 13. Таким образом, периферийная канавка 12 представляет собой паз, ширина которого в направлении по продольной оси Z уменьшается от внешней стороны бутылки к вершине 5. В данном варианте реализации, вершина представляет собой внутреннее ребро 5, образующее кольцо в виде дуги окружности с радиусом R_i величиной от 0 до 3 мм в проекции на плоскость, по которой проходит продольная ось Z.

Ближняя сторона 3 имеет наклон 7, расположенный под углом α₂ относительно плоскости X, перпендикулярной продольной оси Z, а дальняя сторона 4 имеет наклон 8 под углом α₁ относительно указанной плоскости X. Например, в качестве плоскости X можно рассматривать плоскость, в которой находится средняя точка дуги внутреннего ребра 5.

Угол расхождения периферийной канавки обозначается как угол α, который определяется следующим уравнением:

,

где

Как уже указывалось, ближняя 3 и дальняя 4 стороны являются прямолинейными; ближняя сторона имеет длину d₁, дальняя сторона имеет длину d₂, причем d₂ меньше, чем d₁. Длины d₁ и d₂ являются действительными длинами прямолинейных сторон, т.е. длинами, показанными на фиг. 2. Глубина периферийной канавки в направлении, перпендикулярном продольной оси Z, в значительной степени определяется длинами d₂ и d₁.

Ближняя часть 9 и дальняя часть 10 соединены, предпочтительно, непосредственно, с соответствующими усеченно-коническими участками корпуса криволинейными участками, которые на фиг. 2 изображены в виде дуг окружности. Криволинейный участок между дальней частью 10 и её соответствующим усеченно-коническим участком обозначен ссылочной позицией 6. Криволинейный участок между ближней частью 9 и её соответствующим усеченно-коническим участком обозначен ссылочной позицией 6'. Предпочтительно, параллельная продольной оси Z касательная к криволинейному участку 6' пересекает криволинейный участок 6 или дальнюю прямолинейную сторону 4.

Предлагаемый настоящим изобретением функциональный механизм представлен на фиг. 1, где показано сплющивание бутылки при воздействии внешнего сжимающего усилия, прилагаемого по центру, например, к горлышку 13, по продольной оси Z. Исходное положение или конфигурация бутылки обозначена ссылочной позицией 1 и показана сплошной линией, а конечное положение или конфигурация обозначена ссылочной позицией 2 и показана пунктиром. Под действием вышеуказанного сжимающего усилия периферийная канавка 12 изменяет свое положение и форму. В частности, в конечном положении 2 периферийная канавка 12 сжата. Действие предлагаемого функционального механизма заключается в том, что под воздействием внешнего усилия величиной порядка 90 – 130 Н, предпочтительно, в зависимости от формы внутреннего ребра 5, ближняя сторона 3 и дальняя сторона 4 соединяются, т.е. входят в контакт друг с другом, что показано цифрой 11 на фиг. 1. Приложение внешнего сжимающего усилия гарантирует, что схождение периферийной канавки 12 является контролируемым. При постепенном воздействии внешнего усилия на бутылку последовательность схождения канавки начинается на дальней стороне 4, которая изгибается в сторону к дну бутылки, в результате чего угол наклона дальней стороны 4 изменяется на противоположный, начиная с точки инверсии, а внутреннее ребро 5 при этом перемещается с более высокой скоростью, и в конце своего перемещения достигает нижнего возможного положения, т.е. на высоте по продольной оси Z, более удаленной от горлышка 13, чем в исходном положении до схождения канавки. Ближняя сторона 3 смещается вниз, почти сохраняя свою форму и угол наклона. Толкаемый ближней стороной 3, криволинейный участок 6 смещается в радиальном направлении в сторону от продольной оси Z; при этом, его радиус кривизны уменьшается по сравнению с исходным положением, а также изменяется форма, что показано на фиг. 1 ссылочной позицией 56, в результате чего повышаются стабильность и жесткость бутылки. Конструкция периферийной канавки 12 и действие внешней сжимающей силы приводят к резкому схождению, "схлопыванию" периферийной канавки, что показано пунктиром для конечного положения 2 на фиг. 1. Такое конечное положение 2 характеризуется устойчивым равновесием, и только внешнее тянущее усилие может заставить бутылку принять свое исходное положение 1. Схождение периферийной канавки происходит постепенно под действием внешнего усилия в виде непрерывного перемещения вниз, т.е. в сторону дна емкости, от исходного положения 1 к положению 2, до момента резкого схождения канавки. Такое схождение канавки является необратимым и остается после снятия осевой нагрузки, т.е. сжимающего усилия. При приложении внешнего сжимающего усилия канавка складывается и уничтожает так называемую "память" полимера, что не позволяет канавке вернуться к своей исходной форме без воздействия другого внешнего усилия в противоположном направлении, т.е. без растягивающего усилия. Очевидно, что при понижении давления внутри бутылки, сила, которую необходимо приложить для восстановления исходной формы бутылки, должна быть больше.

Следует отметить, что предпочтительный способ реализации эффективного "механизма схлопывания" заключается в расположении прямолинейных сторон рядом с криволинейными участками, как в сжимаемой бутылке согласно настоящему изобретению, например, путем расположения прямолинейной стороны 4 рядом с криволинейным участком 6. Действительно, криволинейный участок 6, который в конечном положении 2 обозначен ссылочной позицией 56 (см. фиг. 1), оказывает такое давление на объединенные прямолинейные стороны (ссылочная позиция 11 на фиг. 1), что только растягивающее усилие может вернуть бутылку обратно в исходное положение 1. Кроме того, поскольку стороны являются прямолинейными, эти объединенные прямолинейные стороны 11 могут выдерживать усилие, оказываемое криволинейным участком 56. Также выгодно, чтобы криволинейный участок 6' был расположен рядом с прямолинейным участком 3.

Описанный выше механизм является практически одинаковым для всех вариантов реализации настоящего изобретения и их модификаций.

Как видно из фиг. 3, где представлен второй вариант реализации изобретения, бутылка имеет продольную ось Z и содержит корпус с горлышком 13 и отверстием с одной стороны, и дном (не показано), которое закрывает бутылку и образует плоскость основания бутылки напротив горлышка 13. Корпус содержит часть 9, расположенную рядом с горлышком 13, и часть 10, расположенную на удалении от горлышка 13. Между ближней 9 и дальней 10 частями расположены два участка корпуса, в целом, имеющие форму усеченных конусов, меньшие основания которых соединены друг с другом. Иными словами, большее основание усеченно-конического участка, расположенное ближе к горлышку 13, обращено к ближней части 9, а большее основание усеченно-конического участка, расположенного дальше от горлышка 13, обращено к дальней части 10. Таким образом, сформирована периферийная канавка 32, в данном варианте реализации изобретения представляющая собой кольцевую канавку, проекция которой на плоскость, в которой лежит продольная ось Z, имеет V-образную форму, вершина 25 которой обращена в сторону продольной оси Z. Предпочтительно, периферийная канавка расположена на "плече" емкости, т.е. на криволинейной части бутылки рядом с горлышком. Вышеупомянутый V-образный профиль содержит две прямые стороны, а именно, первую прямолинейную сторону 23, расположенную ближе к горлышку 13, и вторую прямолинейную сторону 24, расположенную дальше от горлышка 13. Таким образом, периферийная канавка 32 представляет собой паз, ширина которого в направлении по продольной оси Z уменьшается от внешней стороны бутылки к вершине 25. В данном варианте реализации, вершина представляет собой внутреннее ребро 25, образующее кольцо, проекция которого на плоскость, в которой расположена продольная ось (Z), представляет собой прямолинейный сегмент, длина h_i которого составляет от 0 до 3 мм, в результате чего форма поперечного сечения периферийной канавки 32 напоминает часть трапеции.

Ближняя сторона 23 имеет наклон 27, расположенный под углом α₄ относительно плоскости X, перпендикулярной продольной оси Z, а дальняя сторона 24 имеет наклон 28 под углом α₃ относительно указанной плоскости X.

Угол расхождения периферийной канавки обозначается как угол α₁₀, который определяется следующим уравнением:

;

где

Как уже указывалось, ближняя 23 и дальняя 24 стороны являются прямолинейными; ближняя сторона имеет длину d₃, дальняя сторона имеет длину d₄, причем d₄ меньше, чем d₃. Длины d₃ и d₄ являются действительными длинами прямолинейных сторон, т.е. длинами, показанными на фиг. 3. Глубина периферийной канавки в направлении, перпендикулярном продольной оси Z, в значительной степени определяется длинами d₄ и d₃.

Ближняя часть 9 и дальняя часть 10 соединены, предпочтительно, непосредственно, с соответствующими усеченно-коническими участками корпуса криволинейными участками, которые на фиг. 3 изображены в виде дуг окружности. Криволинейный участок между дальней частью 10 и её соответствующим усеченно-коническим участком обозначен ссылочной позицией 26. Криволинейный участок между ближней частью 9 и её соответствующим усеченно-коническим участком обозначен ссылочной позицией 26'. Предпочтительно, параллельная продольной оси Z касательная к криволинейному участку 26' пересекает криволинейный участок 26 или дальнюю прямолинейную сторону 4.

Механизм схождения периферийной канавки является практически таким же, как и в первом варианте реализации изобретения.

Предпочтительно, как в первом, так и во втором вариантах реализации, канавка расположена между горлышком и максимальным диаметром бутылки, и высота канавки определяется следующим выражением:

;

где h – высота расположения периферийной канавки от плоскости дна бутылки; h_Tot – исходная полная высота бутылки до схождения периферийной канавки под действием внешнего усилия.

На фиг. 4 показана модификация первого и второго вариантов реализации изобретения, в которой криволинейный участок 36, соединяющий дальнюю часть 10 с усеченно-коническим участком, выполнен рифленым для облегчения начала процесса схождения периферийной канавки с дальней стороны. Как показано на фиг. 4, имеются три расположенные на расстоянии друг от друга периферийные кольцевых канавки, каждая из которых образует круг в проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси Z.

Как видно из фиг. 5, где представлена еще одна возможная модификация первого и второго вариантов реализации, ближняя сторона 33 и дальняя сторона 34 выполнены гофрированными. Например, ближняя и дальняя стороны могут иметь множество выступающих ребер, таким образом, что поверхность вышеуказанных сторон будет практически гофрированной. Ребра на ближней и дальней сторонах являются прямолинейными и могут соединяться друг с другом.

Как видно из фиг. 6, где представлена еще одна возможная модификация первого и второго вариантов реализации, ближняя сторона 43 и дальняя сторона выполнены сегментированными. Например, ближняя и дальняя стороны могут содержать множество ребер, образующих практически прямоугольные зоны на поверхности указанных сторон.

Как видно из фиг. 7, где представлена еще одна модификация первого и второго вариантов реализации изобретения, внутреннее ребро 42 периферийной канавки в проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси Z, образует волнистый круг.

Рассмотренные выше конфигурации, показанные на фиг. 5-7, помогают получить жесткость, которая делает необходимым приложение внешнего усилия для схождения периферийной канавки бутылки. Кроме того, указанные различные конфигурации и форма канавки определяются также типом бутылки, которая может быть цилиндрической, прямоугольной или многоугольной.

Предлагаемое изобретение было рассмотрено на примере цилиндрической бутылки, но следует отметить, что возможны и другие варианты исполнения бутылки без отхода от сущности изобретения. Как уже указывалось выше, очевидно, что настоящее изобретение является применимым также к бутылкам прямоугольной или многоугольной формы, и что периферийная канавка может иметь различные формы.

Выполненная из ПЭТ бутылка, которую можно заполнять горячей, теплой или холодной жидкостью, содержащая горлышко, корпус и закрытое дно. Корпус содержит периферийную канавку для снятия давления, которая может контролируемым образом сходиться под действием внешней вертикальной осевой нагрузки. Конструкция канавки такова, что после её схождения бутылка не может восстановить свою исходную форму без приложения другой внешней нагрузки достаточной величины, направленной в направлении, противоположном тому, в котором была направлена нагрузка, приведшая к схождению канавки. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Деформируемая емкость из термопластика для жидкостей, применимая для технологий горячей, теплой или холодной расфасовки негазированных жидкостей, имеющая продольную ось (Z) и содержащая:

корпус,

горлышко (13) с отверстием с первой стороны корпуса,

дно, определяющее плоскость дна бутылки, со второй стороны корпуса, противоположной указанной первой стороне,

при этом корпус содержит два практически усеченно-конических или усеченно-пирамидальных участка, меньшие основания которых обращены друг к другу, образуя периферийную канавку (12), расположенную между горлышком (13) и средней частью емкости в направлении по продольной оси (Z), имеющую V-образный профиль в проекции на первую плоскость, в которой расположена продольная ось (Z),

V-образный профиль имеет вершину (5), обращенную в сторону продольной оси (Z), ближнюю прямолинейную сторону (3), расположенную ближе к горлышку (13), имеющую первый наклон (7) под первым углом (α₂) относительно второй плоскости, перпендикулярной продольной оси (Z), и первую длину (d₁), а также дальнюю прямолинейную сторону (4), расположенную дальше от горлышка (13), имеющую второй наклон (8) под вторым углом (α₁) относительно указанной второй плоскости, и вторую длину (d₂),

в которой вторая длина (d2) меньше, чем первая длина (d1)

и первый угол (α₂) больше, чем второй угол (α₁),

в результате чего ближняя прямолинейная сторона (3) входит в контакт с дальней прямолинейной стороной (4), таким образом уменьшая внутренний объем емкости, только при воздействии сжимающего усилия больше силы, создаваемой атмосферным давлением, направленного в направлении по продольной оси (Z), а также после снятия указанного сжимающего усилия.

2. Емкость по п. 1, отличающаяся тем, что указанные ближняя (3) и дальняя (4) прямолинейные стороны выполнены гофрированными.

3. Емкость по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что корпус емкости содержит первую часть (9), расположенную ближе к горлышку (13), и вторую часть (10), расположенную дальше от горлышка (13), которые соединены с ближней (3) и дальней (4) прямолинейными сторонами первым криволинейным участком (6', 26') и вторым криволинейным участком (6, 26), соответственно.

4. Емкость по п. 3, отличающаяся тем, что указанный второй криволинейный участок (36) выполнен рифленым.

5. Емкость по п. 3 или 4, отличающаяся тем, что первый криволинейный участок (6', 26') непосредственно, без точек перегиба, соединен с ближней прямолинейной стороной (3), и второй криволинейный участок (6, 26) непосредственно, без точек перегиба, соединен с дальней прямолинейной стороной (4).

6. Деформируемая емкость по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанная периферийная канавка (12) расположена на расстоянии (h) от плоскости дна емкости, причем величина расстояния (h) составляет от h_Tot/2 до 4/5h_Tot, где h_Tot – длина емкости в направлении по продольной оси (Z) до схождения канавки.

7. Емкость по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что указанная периферийная канавка выполнена сегментированной.

8. Емкость по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что вершина представляет собой внутреннее ребро (5), образующее дугу окружности с радиусом (R_i) величиной от 0 до 3 мм в проекции на указанную первую плоскость, по которой проходит продольная ось (Z).

9. Емкость по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что вершина представляет собой внутреннее ребро (5), образующее прямолинейный сегмент длиной (h_i) от 0 до 3 мм в проекции на указанную первую плоскость, по которой проходит продольная ось (Z).

10. Емкость по п. 8 или 9, отличающаяся тем, что указанное внутреннее ребро (5) имеет форму волнистого круга в проекции на плоскость, перпендикулярную продольной оси (Z).