Пробка для сосудов с жидкими веществами

Изобретение касается пробки для сосудов с жидкими веществами, содержащей боковую юбку (1), в которой выполнена внутренняя резьба и нижняя предохранительная полоска, которая сопряжена с верхней площадкой (2), содержащей на своей внутренней стороне средства уплотнения, предназначенные для взаимодействия с верхним краем (В) горловины (С). Указанные средства уплотнения содержат наружный заплечик (4), выполненный в зоне соединения между юбкой (1) и площадкой (2), содержащий радиальный выступ и упругодеформирующуюся периферическую губу (3), направленную в нерабочем состоянии вниз в направлении оси (X) пробки. Губа (3) выполнена с возможностью расположения между выступом указанного заплечика (4) и указанной горловиной (С), охватывая под действием напряжений по меньшей мере часть наружного криволинейного контура (b) верхнего края (В) горловины. Изобретение позволяет повысить качество уплотнения горловины сосуда. 15 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

Настоящее изобретение касается резьбовой пробки для сосудов с жидкими веществами.

Пробки, используемые при розливе жидких веществ, таких как напитки, в частности газированные напитки, содержат, в частности, боковую юбку с внутренней резьбой, обеспечивающую соединение с резьбовой горловиной сосуда и сопряженную с верхней площадкой, внутри которой выполнены средства уплотнения, предназначенные для взаимодействия с верхним краем указанной горловины.

В большинстве случаев юбка продолжена в нижнем направлении предохранительной полоской, разделяемой в хрупкой зоне и охватывающей кольцевой выступ, выполненный на горловине ниже резьбы.

Известны пробки, описанные в ЕР 76778, где средства уплотнения не содержат соединительной вставки и выполнены вместе с пробкой в виде единой детали. Согласно этому документу средства уплотнения содержат жесткий ободок, выполненный с возможностью силового вдавливания в горловину сосуда. Однако такое вдавливание создает напряжения в зоне вплоть до верхней площадки, которые по истечении времени под воздействием тепла и внутреннего давления приводят к появлению трещин и/или деформаций, отрицательно сказывающихся как на герметичности, так и на внешнем виде пробки.

Кроме того, для обеспечения достаточной контактной поверхности между горловиной и боковой стенкой ободка последний должен иметь значительную высоту.

Основными последствиями такой конфигурации являются, с одной стороны, необходимость создания повышенного момента завинчивания и, с другой стороны, увеличение опасности резкого выброса, возникающего при запаздывании сброса давления газов.

К этим отрицательным последствиям добавляется применение единого материала, такого как полиэтилен, который отличается меньшим сопротивлением текучести, чем полипропилен, применяемый для изготовления обычных пробок с соединительной вставкой.

Другой вариант реализации описан в ЕР 481981, где средства уплотнения выполнены в виде гибкой губы, которая загибается и сминается верхним краем горловины в положении закрытия пробки.

Однако для того, чтобы обеспечить достаточную герметичность, в данном случае также необходимо приложить большой момент завинчивания, так как губа должна загибаться вверх под углом, по меньшей мере равным 90°, и/или прижиматься к площадке.

Кроме того, контроль за деформацией губы затруднен ввиду отсутствия средств центровки горловины.

Описанный в WO 00/56615 вариант состоит в выполнении гибкой губы более тонкой и удлиненной.

Однако необходимость удлинения и придания тонкости этой губе затрудняет изготовление отливочной формы и усложняет контроль за производственным процессом, особенно на этапе охлаждения, что приводит к замедлению темпов производства.

Кроме того, задачей этого варианта является обеспечение уплотнения всего верхнего края горловины сосуда только при помощи одной губы.

При этом данный вариант не обеспечивает оптимальной степени герметичности, поскольку не позволяет контролировать напряжения деформации губы по такой большой длине без применения средств подклинивания на внутренней стенке пробки.

Целью настоящего изобретения является решение этих технических проблем в достаточной степени.

В соответствии с настоящим изобретением эта цель достигается путем выполнения резьбовой пробки упомянутого типа, отличающейся тем, что указанные средства уплотнения содержат радиальный наружный заплечик, выполненный в зоне соединения между юбкой и площадкой, содержащий радиальный выступ и удерживающий упругодеформирующуюся периферическую губу, направленную в нерабочем состоянии вниз в направлении оси пробки и выполненную с возможностью расположения между выступом указанного заплечика и горловиной, а также охвата под действием напряжений по меньшей мере части наружного криволинейного контура верхнего края горловины сосуда.

Согласно первому варианту реализации указанные средства уплотнения дополнительно содержат упругодеформирующуюся внутреннюю кольцевую губу, устанавливаемую таким образом, чтобы ее свободный верхний край охватывал под действием напряжений по меньшей мере нижний контур верхнего края горловины в положения закрытия пробки.

Согласно варианту реализации указанная внутренняя губа образована или является частью независимого кольцевого элемента, устанавливаемого в пробке.

Согласно другому варианту указанная внутренняя губа имеет диаметр сопряжения с площадкой, равный значению промежуточному между наружным и внутренним диаметрами указанной горловины, и наклонена по отношению к оси пробки под углом от 0 до 45°.

Согласно предпочтительному отличительному признаку внутренняя кольцевая губа выполнена с возможностью расположения, под действием напряжений, между горловиной сосуда и внутренним заплечиком, выполненным заодно с нижней стороной площадки.

Согласно другому отличительному признаку сторона радиального наружного заплечика и/или внутреннего заплечика, расположенная напротив горловины в положении закрытия пробки, содержит заднюю фаску.

Согласно еще одному отличительному признаку в центре указанной площадки выполнен набор радиальных нервюр жесткости. В случае необходимости эти нервюры выполняют примыкающими к внутреннему заплечику.

В соответствии со вторым вариантом реализации указанные средства уплотнения дополнительно содержат центровочный стопорный ободок, выполненный заодно с площадкой и расположенный коаксиально и напротив указанной периферической губы, ограничивая вместе с радиальным наружным заплечиком и/или периферической губой кольцевую выемку, в которую заходит горловина в положении закрытия пробки.

Согласно другому отличительному признаку радиально наружная сторона указанного ободка в своей нижней части содержит утолщение, упирающееся во внутреннюю боковую стенку горловины.

Согласно еще одному отличительному признаку высота части ободка, заходящей внутрь горловины в положении закрытия пробки, превышает холостой ход отвинчивания, предшествующий разделению предохранительной полоски.

Согласно предпочтительному отличительному признаку указанная периферическая губа соединена с нижней стороной радиального наружного заплечика.

Согласно другому отличительному признаку содержит первый прямолинейный участок, соединенный одним концом с радиальным наружным заплечиком и продолженный на другом своем конце через колено вторым прямолинейным участком.

Предпочтительно колено определяет угол между двумя отрезками губы, значение которого находится в пределах от 0 до 60°.

Предпочтительно указанная периферическая губа или ее первый отрезок наклонен по отношению к оси пробки под углом от 20° до 60°.

Согласно еще одному отличительному признаку толщину указанной периферической губы, а также геометрическую форму радиального наружного заплечика определяют таким образом, чтобы опорный контакт между указанной губой и верхним краем горловины осуществлялся над стыковыми плоскостями указанной горловины, что обеспечивает хорошую герметичность.

Согласно специальному варианту нижняя сторона содержит замковое кольцо, выполненное в направлении периферической губы.

Настоящее изобретение обеспечивает улучшенную герметичность сосуда при помощи пробки, выполненной моноблочной из одного материала путем только одной операции формовки (впрыскивание или сжатие), при этом обеспечиваются относительно низкие и равномерные моменты завинчивания и отвинчивания.

Взаимодействие гибких губ (периферической и/или внутренней) с соответствующими заплечиками позволяет оптимизировать их деформацию и их позиционирование относительно бортов горловины.

Настоящее изобретение будет более очевидно из нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1А, 2А, 3А и 4А - изображение в разрезе четырех вариантов реализации пробки в соответствии с настоящим изобретением в нерабочем состоянии перед закрытием сосуда;

Фиг.1В и 1С - частичное изображение в разрезе варианта реализации, показанного на фиг.1А, соответственно в положении неполного закрытия на горловине и в положении герметичного закрытия сосуда;

Фиг.1D и 1E - частичное изображение в разрезе двух вариантов реализации;

Фиг.2В и 2С - частичное изображение в разрезе варианта реализации, показанного на фиг.2А, соответственно в положении неполного закрытия на горловине и в положении герметичного закрытия;

Фиг.3В и 3С - частичное изображение в разрезе варианта реализации, показанного на фиг.3А, соответственно в положении неполного закрытия на горловине и в положении герметичного закрытия;

Фиг.4В и 4С - частичное изображение в разрезе варианта реализации, показанного на фиг.4А, соответственно в положении неполного закрытия на горловине и в положении герметичного закрытия.

Показанная на фигурах пробка предназначена для закрытия сосудов с жидкими веществами, такими как напитки (минеральная вода, фруктовые соки, содовая вода и т.д.). Эти сосуды могут быть выполнены из стекла или из пластического материала путем выдувания воздухом в формах.

Как правило, эта пробка содержит боковую юбку 1 с внутренней резьбой 10, сопряженную с верхней площадкой 2.

Геометрическая форма и, в частности, шаг резьбы 10 соответствуют ниткам F горловины С сосуда. Юбка 1 продолжена вниз предохранительной полоской 11 через хрупкую зону 12, выполненную с возможностью разрыва во время отвинчивания пробки.

С внутренней стороны верхней площадки 2 выполнены средства уплотнения, предназначенные для взаимодействия с верхней частью горловины С и, в частности с ее верхним краем В.

Сечение верхнего края В ограничено в боковом направлении наружным криволинейным контуром b (называемым «тонким краем») и внутренним, как правило, криволинейным контуром b'.

В рамках настоящего изобретения средства уплотнения выполнены в виде единой детали с юбкой 1 и площадкой 2 из одного и того же материала, который предпочтительно является полиэтиленом.

В варианте реализации, показанном на фиг.1А - 1С, эти средства уплотнения содержат радиально наружный заплечик 4, выполненный в зоне соединения между юбкой 1 и площадкой 2, содержащий радиальный выступ 41 и упругодеформирующуюся периферическую губу 3 в состоянии покоя, как показано на фиг.1А, направленную вниз в направлении оси Х пробки.

Таким образом, губа 3 расположена на пути подъема верхнего края В горловины С во время завинчивания пробки на сосуде.

В положении неполного закрытия, показанном на фиг.1В, край В горловины С входит в контакт с губой 3.

Продолжение завинчивания приводит к постепенной деформации губы 3 под действием края В вплоть до момента, когда под действием напряжений губа 3 охватывает по меньшей мере часть наружного криволинейного контура b края В, сминаясь при этом под действием напряжений в пространстве между заплечиком 4 и указанной горловиной, как показано на фиг 1С, и прижимаясь к выступу 41.

Предпочтительно на стороне заплечика 4, направленной к горловине С, над выступом 41 выполняют заднюю фаску 40, позволяющую компенсировать возможные дефекты центровки и отклонения в размерах при причине расширения при реализации горловины и/или пробки.

Для того чтобы равномерно распределить напряжения деформации вдоль губы 3, фаска 40 эаплечика 4 и/или площадки 2, расположенная напротив горловины С, согласно показанному на фиг.3А - 3С варианту может иметь профиль, дополняющий профиль края В.

В варианте реализации, показанном на фиг.1D, губа 3 содержит первый прямолинейный участок 31, соединенный одним концом с нижней стороной заплечика 4 и продолженный на своем другом конце через колено 30 вторым прямолинейным участком 32.

Колено 30 определяет угол α между двумя участками 31, 32, значение которого является положительным или отрицательным и составляет от 0 до 60°, по одну или по другую сторону от оси первого участка 31.

Губа 3 (и в данном случае первый участок 31) наклонена по отношению к оси Х пробки под углом β, составляющим от 20° до 60°.

Такая геометрическая форма позволяет обеспечить схватывание периферической губой 3 верхнего края В горловины в положении закрытия, как показано на фиг.1С.

В основном профиль и толщину (от 0,2 до 0,6 мм) губы 3, а также геометрическую форму заплечика 4 и, в частности, выступа 41 определяют таким образом, чтобы губа 3 плотно охватывала по меньшей мере часть контура b края В над стыковыми плоскостями горловины (не показаны на фигурах), перекрывая, в случае необходимости, смежную нижнюю часть криволинейного контура b.

Эти стыковые плоскости образованы тонкими вертикальными нервюрами, полученными в результате операций при изготовлении сосуда. Действительно, формование сосуда, и в частности горловины С, может быть осуществлено при помощи формы, состоящей из двух разделяющихся полуформ, ограничивающих своими соприкасающимися краями очень узкий зазор, в который может затекать пластический материал, образуя дефектные нервюры. Эти нервюры остаются на горловине сосуда после его окончательной обработки.

Хорошей герметичности можно достичь только при условии плотного прилегания губы 3 к гладкой поверхности горловины С, то есть поверхности, не содержащей никаких шероховатостей и расположенной только над стыковыми плоскостями.

В показанном на фиг.1Е варианте периферическая губа 3 взаимодействует с центровочным и/или стопорным ободком 5, выполненным на нижней стенке площадки 2. Самая низкая точка ободка 5 расположена над уровнем свободного конца губы 3 в нерабочем состоянии, то есть в положении перед закрытием, как показано на фиг.1А. Предпочтительно в центре площадки 2 выполняют набор радиальных нервюр жесткости 7, примыкающих в данном случае к ободку 5.

В варианте реализации, показанном на фиг.2А - 2С, средства уплотнения содержат упругодеформирующуюся внутреннюю кольцевую губу 6.

Эта кольцевая губа 6 выполнена заодно с площадкой 2 и наклонена по отношению к оси Х пробки под углом γ, составляющим от 0 до 45°, и имеет диаметр сопряжения с площадкой 2 со значением, промежуточным между значениями наружного и внутреннего диаметров горловины С.

Таким образом, ее свободный конец под действием напряжений охватывает внутренний криволинейный контур b' верхнего края В горловины С в положении закрытия пробки, обеспечивая герметичность дополнительно к герметичности, достигаемой при схватывании периферической губой 3 наружного контура b края В.

В показанном на фиг.2С положении внутренняя губа 6 располагается и сминается под действием напряжений между радиальным выступом 51, выполненным на внутреннем заплечике 52, выполненном заодно с нижней стороной площадки 2, и верхним краем В горловины так же, как и периферическая губа 3 - между наружным заплечйком 4 и краем В.

Согласно не показанному на фигурах варианту губа 6 может быть образована или являться частью независимого элемента, выполненного в виде кольца или диска и устанавливаемого на дне пробки.

Сторона заплечика 52, обращенная к горловине С, содержит над выступом 51 заднюю фаску 50, выполняющую функцию, аналогичную задней фаске 40 заплечика 4.

В варианте реализации, показанном на фиг.3А - 3С, ободок 5 продолжен в нижнем направлении и расположен коаксиально по отношению к горловине С напротив губы 3.

Вместе с наружным заплечиком 4 и губой 3 ободок 5 ограничивает кольцевую выемку 20, в которую заходит верхний край в горловины С в положении закрытия, обеспечивая центровку и дополнительную герметичность внутри горловины С.

На нижней стороне площадки находится замковое кольцо 21, выполненное в кольцевой выемке 20 в направлении губы 3. Замковое кольцо 21 обеспечивает локализацию и концентрацию опорных усилий горловины С, передаваемых губой 3 по окружной линии площадки 2.

Несмотря на то, что замковое кольцо 21 показано только на фиг.3В и 3С, оно может применяться в вариантах реализации, показанных на других фигурах.

Радиально наружная сторона ободка 5 в своей нижней части содержит утолщение 53.

Утолщение 53 упирается во внутреннюю боковую стенку горловины С в положении неполного закрытия (фиг.3В) и в положении закрытия (фиг.3С), что заставляет нижнюю часть ободка 5 отгибаться внутрь горловины.

Отклонение ободка 5 и контакт утолщения 53 с внутренней стенкой горловины С образуют вторую зону герметичности дополнительно к зоне герметичности, расположенной по наружному контуру b края В.

В варианте реализации, показанном на фиг.4А - 4С, высота участка ободка 5, заходящая внутрь горловины С в положении закрытия пробки, превышает длину холостого хода отвинчивания, предшествующего разделению предохранительной полоски 11 при разрыве хрупкой зоны 12.

В этих условиях верхний край В горловины С во время своего подъема первым встречает конец ободка 5 и последним отходит от этого ободка во время опускания.

Такое расположение позволяет сохранять герметичность и избегать любого несвоевременного выхода газа и/или любого контакта с атмосферой, отрицательно сказывающегося на качестве жидкого вещества, даже при случайном или преднамеренном частичном отвинчивании, приводящем только к разрыву хрупкой зоны 12.

Внутренняя стенка горловины всегда предохранена от внешних воздействий, которые могут проявляться во время операций изготовления, перевозки или хранения при складировании вроссыпь сосудов и/или литейных форм, в отличие от наружной стенки, в частности, в случае бывших в употреблении сосудов.

Отсюда следует, что состояние внутренних поверхностей горловины, входящих в контакт с внутренней губой 6 и/или утолщением 53, в соответствии с настоящим изобретением, благодаря взаимодействию различных средств уплотнения, участвует в обеспечении очень высокой степени герметичности независимо от условий использования.

1. Пробка для сосуда с жидкими веществами, содержащая боковую юбку (1), содержащую внутреннюю резьбу (10) и нижнюю предохранительную полоску (11) и сопряженную с верхней площадкой (2), на внутренней стороне которой выполнены средства уплотнения, предназначенные для взаимодействия с верхним краем (В) горловины (С) сосуда, отличающаяся тем, что указанные средства уплотнения содержат радиальный наружный заплечик (4), выполненный в зоне соединения между юбкой (1) и площадкой (2), содержащий радиальный выступ и упруго деформирующуюся периферическую губу (3), направленную в нерабочем состоянии вниз в направлении оси (X) пробки и выполненную с возможностью расположения между выступом радиального наружного заплечика (4) и указанной горловиной (С), а также охвата под действием напряжений, по меньшей мере, части наружного криволинейного контура (b) верхнего края (В) горловины сосуда.

2. Пробка по п.1, отличающаяся тем, что указанные средства уплотнения дополнительно содержат упруго деформирующуюся внутреннюю кольцевую губу (6), позиционированную таким образом, чтобы ее свободный край под действием напряжений охватывал, по меньшей мере, внутренний контур (b') верхнего края (В) горловины в положении закрытия пробки.

3. Пробка по п.2, отличающаяся тем, что указанная внутренняя губа (6) образована или является частью независимого кольцевого элемента, устанавливаемого в пробке.

4. Пробка по п.2, отличающаяся тем, что указанная внутренняя губа (6) имеет диаметр сопряжения с площадкой (2), значение которого является промежуточным между значениями наружного и внутреннего диаметров указанной горловины (С), и наклонена по отношению к оси пробки под углом (γ), составляющим от 0 до 45°.

5. Пробка по любому из пп.2, 3 или 4, отличающаяся тем, что внутренняя кольцевая губа (6) выполнена с возможностью расположения под действием напряжений между горловиной (С) сосуда и внутренним заплечиком (52), выполненным заодно с нижней стороной площадки (2).

6. Пробка по любому из пп.1 или 5, отличающаяся тем, что сторона радиального наружного заплечика (4) и/или внутреннего заплечика (52), расположенная напротив горловины (С) в положении закрытия пробки, содержит заднюю фаску (40, 50).

7. Пробка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что в центре указанной площадки (2) выполнен набор радиальных нервюр жесткости (7).

8. Пробка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанные средства уплотнения дополнительно содержат центровочный и/или стопорный ободок (5), выполненный заодно с площадкой (2) и расположенный коаксиально и напротив указанной периферической губы (3), ограничивая вместе с радиальным наружным заплечиком (4) и/или периферической губой (3) кольцевую выемку (20), в которую заходит горловина (С) в положении закрытия пробки.

9. Пробка по п.8, отличающаяся тем, что радиально наружная сторона указанного ободка (5) содержит в своей нижней части утолщение (53), упирающееся во внутреннюю боковую стенку горловины (С).

10. Пробка по любому из пп.8 или 9, отличающаяся тем, что высота участка ободка (5), заходящего внутрь горловины в положении закрытия пробки, превышает длину холостого хода отвинчивания, предшествующего разделению предохранительной полоски (11).

11. Пробка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанная периферическая губа (3) соединена с нижней стороной радиального наружного заплечика (4).

12. Пробка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанная периферическая губа (3) содержит первый прямолинейный участок (31), соединенный одним из своих концов с радиальным наружным заплечиком (4) и продолженный на другом конце через колено (30) другим прямолинейным участком (32).

13. Пробка по п.12, отличающаяся тем, что колено (30) определяет между двумя участками (31, 32) угол (α), значение которого находится в пределах от 0 до 60°.

14. Пробка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что указанная периферическая губа (3) или ее первый участок (31) наклонены по отношению к оси (X) пробки под углом (β), составляющим от 20 до 60°.

15. Пробка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что толщину указанной периферической губы (3), а также геометрическую форму радиального наружного заплечика (4) определяют таким образом, чтобы опорный контакт между периферической губой (3) и верхним краем (В) горловины осуществлялся над стыковыми плоскостями указанной горловины.

16. Пробка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что на нижней стороне площадки (2) в направлении периферической губы (3) выполнено замковое кольцо (21).