Повторно герметизируемая газонепроницаемая укупорочная конструкция
Изобретение относится к укупорочной конструкции для емкостей с жидкостью, находящейся под давлением. При использовании крупных газонепроницаемых емкостей с такими продуктами, как газированные напитки или находящиеся под давлением жидкости, возникает необходимость в применении специальной повторно герметизируемой укупорочной конструкции. Срок хранения продукта на складе зависит от степени проницаемости укупорочной конструкции для газа в состоянии укупорки в заводских условиях. Предлагаемая конструкция предусматривает использование пленки (8), перекрывающей горлышко (10) бутылки. В состоянии заводской укупорки пленка поддерживается с помощью пластины (40) в пробке (36), являющейся элементом верхней крышки (4). Верхняя крышка навинчена на наружную стенку трубчатой насадки (6), охватывающей горлышко (10) бутыли. В состоянии повторной укупорки пробка может быть глубже навинчена на горлышко, в результате чего между указанной пластиной и горлышком образуется вторичное уплотнение. Изобретение позволяет повысить герметичность конструкции. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Предпосылки создания изобретения
Настоящее изобретение относится к газонепроницаемой укупорочной конструкции для емкостей с жидкостью, находящейся под давлением. В частности, это изобретение можно использовать для таких емкостей как бутыли из полиэтилентерефталата (ПЭТ) или стекла.
Техническая задача
Для достижения достаточно длительного срока хранения на складе емкость с жидкостью, находящейся под давлением, должна быть закрыта таким образом, чтобы предотвратить утечку газа. В случае больших емкостей, наполненных, например, газированными напитками, потребитель может предпочесть использовать только часть содержимого за один раз. Таким образом, возникает необходимость в повторно герметизируемой укупорочной конструкции.
Известный уровень техники
В качестве традиционно применяемой газонепроницаемой укупорочной конструкции можно назвать металлическую кроненпробку (крончатый колпачок). Однако такая пробка не предоставляет возможность повторной укупорки, кроме того для бутылей из ПЭТ она оказывается непригодной.
Как правило, бутыли из ПЭТ или стеклянные бутыли имеют выполненный инжекционным формованием (литьем под давлением) полиэтиленовый укупорочный колпачок, который навинчивается на предварительно отформованное горлышко, являющееся частью такой бутыли. В верхней части колпачка предусмотрена уплотнительная прокладка из полиэтилена низкой плотности, которая контактирует с открытым горлышком. В другом варианте исполнения колпачок может быть снабжен вспомогательным клапаном, находящимся внутри горлышка.
При заполнении бутылей из ПЭТ под давлением от 3 до 5 бар проницаемость известной конструкции колпачка для СО2 оказывается хуже, чем в случае стеклянной бутыли с металлическим колпачком. Срок хранения на складе зависит также от степени проникновения кислорода в емкость и от переноса альдегидов из полиэтилентерефталата, из которого выполнена емкость, в сам продукт. Стекло представляет собой идеальный барьер на пути кислорода. Что же касается ПЭТ, то, в зависимости от способа обработки, его проницаемость для кислорода колеблется от 0,0049 см3 до 0,0012 см3 в сутки. В результате дальнейшего развития техники удалось снизить проницаемость емкостей из ПЭТ по отношению к кислороду и углекислому газу до уровней, сравнимых со значениями для стеклянных бутылей и жестяных банок. Таким образом, в настоящее время особую важность для поддержания общих эксплуатационных характеристик емкостей приобретает проблема выполнения такой укупорочной конструкции, которая являлась бы надежным барьером для кислорода и углекислого газа.
Было предложено устанавливать во вкладыше колпачка поглотитель кислорода. Для этой цели использовали такие вещества, как NaSO2, который окисляется до NaSO3. Однако из-за того, что эти вещества достаточно дорогостоящи, их применение ведет к увеличению общей стоимости емкости, что неприемлемо с коммерческой точки зрения.
Предлагалось также использование алюминиевых уплотнений, однако повторная герметизация для поддержания внутри емкости нужного давление после их удаления уже невозможна.
Таким образом, существует техническая проблема, заключающаяся в необходимости создания такого колпачка, который действовал бы в качестве барьера на пути кислорода и углекислого газа так, чтобы емкость после ее укупорки на заводе теряла бы не более 10% углекислого газа за шесть месяцев хранения на складе. В настоящее время для; стандартных бутылей из необработанного ПЭТ потери углекислого газа за шесть месяцев составляют 36%. Эти потери можно снизить благодаря использованию так называемых "многослойных" бутылей из ПЭТ или бутылей, обработанных по внутренней поверхности аморфным углеродом, предлагающихся, например, французской фирмой Sidel (RTM) под товарным знаком ACTIS.
Предлагаемое техническое решение
В соответствии с настоящим изобретением предлагается емкость, имеющая открытое горлышко и повторно герметизируемую укупорочную конструкцию, которая может находиться в состоянии заводской укупорки и повторной укупорки емкости, при этом указанная конструкция имеет пленку, образующую первичное уплотнение на горлышке в состоянии заводской укупорки; трубчатую насадку, охватывающую горлышко и закрепленную на нем; верхнюю крышку, снабженную приспособлением для разъемного зацепления с наружной стенкой насадки; пробку, соединенную с верхней крышкой и имеющую пластину, которая прикреплена к пленке, поддерживая ее, в состоянии заводской укупорки и выполнена с возможностью входить в горлышко в состоянии повторной укупорки.
Преимущества изобретения
Несмотря на то что пленка является газонепроницаемым элементом, при незначительной толщине возможен ее разрыв под действием давления газа, если не принять меры к ее поддержанию. Предлагаемая конструкция как раз и обеспечивает необходимую опору, что позволяет использовать тонкую и, следовательно, относительно легкую и недорогую пленку.
Благодаря наличию трубчатой насадки операцию сборки узла, состоящего из насадки, верхней крышки и пленки, удается производить отдельно, прикрепляя этот узел к горлышку емкости уже после ее наполнения. Это дает возможность обеспечивать более высокую производительность в цехе розлива и выполнять более широкое наливное отверстие бутыли (соответственно, с более быстрым ее наполнением), а также выполнять выходное горлышко и узел насадки с диаметрами по желанию.
Краткое описание чертежей
Для лучшего понимания, сущность изобретения поясняется в ходе нижеследующего описания одного из вариантов его осуществления со ссылками на приложенные чертежи, на которых
Фиг.1 представляет собой вид с пространственным разделением деталей, на котором изображены верхняя крышка, насадка и пленка, образующие повторно герметизируемую укупорочную конструкцию над горлышком бутыли;
на Фиг.2 показана повторно герметизируемая укупорочная конструкция в состоянии заводской укупорки;
на Фиг.3 показана повторно герметизируемая укупорочная конструкция в состоянии повторной укупорки.
Подробное описание предпочтительного варианта осуществления
Повторно герметизируемая укупорочная конструкция 2 имеет верхнюю крышку 4, трубчатую насадку 6 и пленку 8. В рассматриваемом примере эта конструкция 2 используется для укупорки горлышка 10 бутыли. Под бутылью здесь понимается либо бутыль из ПЭТ или ПВХ, выполненная путем формования предварительной заготовки, полученной литьем под давлением, которую затем подвергают выдувному формованию до получения нужной формы, либо стеклянная банка или бутыль.
Горлышко 10 бутыли выполнено открытым и имеет выступ 12 для ограничения движения повторно герметизируемой укупорочной конструкции вниз при закрытии бутыли, а также прилив 14, выступающий наружу от внешней стенки горлышка для зацепления с выступающим внутрь ребром 16 насадки 6.
Пленка 8 может быть изготовлена из полимера либо из алюминиевой фольги, ламинированной полимерным материалом, либо из алюминия. Пленку выбирают таким образом, чтобы ее можно было прикреплять с обеих сторон и отрывать с приложением минимального усилия. Любой полимерный слой должен быть также достаточно тонким, для того чтобы не упрочнять пленку. Так, например, легкий отрыв пленки с одновременным сохранением необходимой газонепроницаемости при совместном использовании с верхней крышкой обеспечиваются при выполнении пленки из алюминия толщиной от 12 до 25 микрон с нанесенными с обеих сторон слоями полимера толщиной 15-30 микрон. Возможно нанесение и еще более тонких полимерных слоев. Предпочтительно, чтобы повторно герметизируемая укупорочная конструкция в готовом виде уже содержала закрепленную внутри нее пленку 8.
Насадка 6 представляет собой в предпочтительном варианте деталь из полиэтилена или ПЭТ, полученную литьем под давлением. Она охватывает горлышко 10 бутыли и крепится к нему. Насадка имеет юбку 20, которая охватывает горлышко и заканчивается выступающим внутрь ребром 16. В том месте, где насадка садится на открытое отверстие горлышка 10, выполнено плечо 22, которое зажимает пленку 8 между поверхностью 24 насадки и верхней частью устья горлышка. Обе указанные взаимодействующие поверхности могут быть выполнены со ступеньками, как показано на фиг.1, что способствует более точной посадке в процессе сборки.
Насадка 6 имеет цилиндрическую наружную стенку 26, идущую вверх от плеча 22. Верхняя крышка 4 содержит приспособление для разъемного зацепления с наружной стенкой насадки. Указанное приспособление может быть образовано, например, элементами 32, выполненными на внутренней поверхности наружной стенки 34 верхней крышки 4 и взаимодействующими с соответствующей винтовой резьбой или рядом выступающих приливов 30 на наружной поверхности стенки 26.
В верхней крышке 4 предусмотрена пробка 36, соединенная с верхней частью крышки и расположенная внутри пространства, ограниченного наружной стенкой 34. Пробка 36 имеет основание, образованное круглой пластиной 40. В рассматриваемом примере пластина 40 представляет собой отдельную деталь, которая крепится к стенке пробки с помощью фиксирующего кольца 42, образующего обращенную наружу выемку 44, в которую входит кольцевая выступающая внутрь кромка 46 стенки пробки. Благодаря такой конструкции пластина 40 может поворачиваться относительно остальной части верхней крышки.
Согласно другому варианту осуществления (здесь не показан) пластина 40 отформована как единое целое со стенкой пробки.
Открытая верхняя часть пробки 36 закрывается заглушкой 50, которая плотно посажена в эту часть, позволяя получить аккуратную поверхность.
Способ использования
На фиг.2 показана повторно герметизируемая укупорочная конструкция в состоянии заводской укупорки. Верхняя крышка 4 навинчена на насадку таким образом, что пластина 40 поджимает уплотняющую пленку 8, которая уложена в плоскости устья горлышка 10. Пленка 8 приварена к основанию пластины 40, к поверхности 24 насадки и к верхней поверхности горлышка. Верхняя крышка 4, насадка 6 и пленка 8 поставляются в уже собранном виде, благодаря чему остается только посадить юбку 20 насадки на горлышко и произвести термогерметизацию полученного узла. Запечатывание пленкой 8 открытого устья горлышка 10 создает первичную герметизацию в показанном здесь состоянии заводской укупорки.
В рассматриваемом состоянии заводской укупорки между основанием стенки 34 и плечом 22 образуется открытый кольцевой зазор 52. Наличие зазора 52 свидетельствует о том, что за время хранения на складе повторно герметизируемую укупорочную конструкцию никто не вскрывал. Согласно другому варианту осуществления (здесь не показан), зазор 52 может быть закрыт защитной отрывной полоской, расположенной в основании стенки 34.
Для того чтобы открыть устройство, пользователь должен вращать верхнюю крышку 4 относительно насадки 6. При этом создается усилие среза, которое действует на пленку 8, отрывая ее в кольцевом пространстве, окружающем пробку 36. Благодаря установке пластины 40 с возможностью поворота относительно верхней крышки последняя начинает поворачиваться до того, как пленка начнет отрываться. В результате становится возможным открытие крышки с меньшим начальным моментом. Сразу после того как произошло ослабление затяжки крышки, движение пробки вверх приводит к уменьшению силы поддержания пленки 8, а давление внутри емкости способствует разрыву пленки.
На фиг.3 показана повторно герметизируемая укупорочная конструкция в состоянии повторной укупорки. В этом состоянии целостность пленки 8 уже нарушена. При полном навинчивании верхней крышки 4 на насадку 6 край стенки 34 опирается на плечо 22, вследствие чего ограничивается дальнейшее перемещение крышки вниз. В этом положении пластина 40 оказывается уже в устье горлышка 10, и образуется вторичное уплотнение, обусловленное взаимодействием кромки пластины 40 с внутренней кромкой устья горлышка, - см. зону, обозначенную литерой А. Целесообразно выполнить пластину 40 со скошенной кромкой, с тем чтобы обеспечить возможность ее беспрепятственного вхождение в устье горлышка и формирования вторичного уплотнения даже в случае использования бутылей с горлышками разных размеров.
Из вышесказанного с очевидностью следует, что срок хранения на складе продукта, находящегося в емкости, снабженной описанной здесь повторно герметизируемой укупорочной конструкцией, существенно возрастает, поскольку первичное уплотнение, образованное пленкой, имеет высокий уровень газонепроницаемости.
Благодаря применению отдельной насадки 6 достигается экономия материала горлышка, который используется в предварительно отформованной заготовке бутыли.
1. Емкость, имеющая открытое горлышко и повторно герметизируемую укупорочную конструкцию, которая может находиться в состоянии заводской укупорки и повторной укупорки емкости, при этом указанная конструкция имеет пленку, образующую первичное уплотнение на горлышке в состоянии заводской укупорки, трубчатую насадку, охватывающую горлышко и закрепленную на нем, верхнюю крышку, снабженную приспособлением для разъемного зацепления с наружной стенкой насадки, пробку, соединенную с верхней крышкой и имеющую пластину, которая прикреплена к пленке для поддержания ее в состоянии заводской укупорки и выполнена с возможностью входить в горлышко в состоянии повторной укупорки.
2. Емкость по п.1, в которой пластина прикреплена к пробке таким образом, что она может поворачиваться относительно пробки.
3. Емкость по п.1, в которой пластина отформована как одно целое с пробкой.
4. Повторно гермезирируемая укупорочная конструкция для установки на емкость с открытым горлышком, содержащая трубчатую насадку, закрепляемую на горлышке и охватывающую его, пленку, приваренную к насадке и выполненную с возможностью прикрепления с обеих сторон с обеспечением первичного уплотнения на открытом горлышке емкости, когда насадка установлена на нем, верхнюю крышку, снабженную приспособлением для разъемного зацепления с наружной стенкой насадки, пробку, соединенную с верхней крышкой и имеющую пластину, которая прикреплена к пленке и поддерживает ее в состоянии заводской укупорки.
5. Повторно герметизируемая укупорочная конструкция по п.4, в которой пластина прикреплена к пробке таким образом, что она может поворачиваться относительно пробки.
6. Повторно герметизируемая укупорочная конструкция по п.4, в которой пластина отформована как одно целое с пробкой.
