КРЫШКА С КОНТРОЛЬНЫМ КОЛЬЦОМ ДЛЯ УКУПОРИВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ КОНТЕЙНЕРОВ

Полезная модель относится к производству средств герметичной укупорки сосудов, предназначенных для хранения и транспортировки жидких, консистентных и сыпучих веществ, и может быть использована для укупоривания и предохранения от вскрытия полых полимерных контейнеров в различных областях промышленности.
В производстве транспортировочных контейнеров часто изготавливают канистры, имеющие горловину с выдачным и/или наполнительным отверстием. Такие горловины имеют внешнюю винтовую резьбу, которая переходит в зубчатый венец для фиксации с контрольным кольцом крышки.
Известные навинчивающиеся крышки для тары различным образом решают проблему надежного ее укупоривания и одновременного опломбирования крышки, чтобы не дать возможности обеспечить несанкционированное открывание и манипуляцию с содержимым тары, перед тем, как тара с ее содержимым попадет к конечному потребителю.
Пломбирование есть у многих современных крышек. Оно выполнено в виде отрывного контрольного пояска или кольца, соединенного с нижним краем навинчивающейся крышки, который отрывается при открывании тары.
Известные пластиковые винтовые затворы обычно имеют корпус с внутренней резьбой и контрольный поясок. Контрольный поясок выполнен обычно с возможностью, по меньшей мере, частичного отделения затвора от корпуса при открывании последнего. Это должно показать потребителю, открывалась ли уже тара или же она находится в еще неповрежденном виде. Контрольный поясок выполнен обычно в форме кольца и соединен с корпусом затвора посредством тонких перемычек. Кроме того, контрольный поясок имеет расположенные на внутренней стороне фиксирующие упоры или пластинки, которые в завинченном состоянии затвора образуют стопорное средство, охватывающее снизу стопорное кольцо (или фланец) тары. Последнее расположено обычно на горловине тары (бутылки, канистры и т.п. сосудов) за внешней резьбой в сторону корпуса тары и имеет в стандартизированной форме несколько больший или такой же диаметр, что и расположенная перед
ним внешняя резьба. Так как оно выполнено в виде корпуса, слегка увеличивающегося в сторону корпуса тары, то контрольный поясок несколько растягивается в направлении периферии при навинчивании винтового затвора благодаря имеющейся эластичности пластика, так что расположенные внутри фиксирующие упоры или пластинки гарантийного пояска могут скользить по стопорному кольцу бутылки и, после завершения процесса навинчивания, защелкиваются, захватывая его снизу.
При открывании бутылки фиксирующие упоры или пластинки удерживают гарантийный поясок на стопорном кольце бутылки, и при этом перемычки, являющиеся заданными местами разрыва, разрушаются из-за возникшего натяжения. Благодаря разрушенному таким образом соединению между контрольным пояском и корпусом затвора видно с первого взгляда, что тара уже открывалась.
В настоящее время известны в основном два варианта выполнения контрольных поясков. В первом варианте выполнения контрольный поясок при открывании винтового затвора отделяется полностью от корпуса затвора и остается в виде кольца на горловине тары. В другом известном варианте выполнения контрольный поясок разрывается при отвинчивании винтового затвора крышки, оставаясь полностью на его корпусе.
Известны различные конструкции крышек из полимерного материала для укупорки сосудов, имеющих горловину с наружной винтовой резьбой. Обычно такая крышка выполняется в виде пластмассового колпачка с элементами резьбы на внутренней поверхности и насечкой на внешней поверхности цилиндрической юбки и содержит контрольное кольцо индикации вскрытия, присоединенное к нижнему краю юбки по линии ослабленной прочности с возможностью полного или частичного отрыва, а на внутренней поверхности кольца выполнены с постоянным шагом радиальные выступы для взаимодействия с горловиной укупориваемого сосуда. При этом выступы выполняют различной формы, например: в виде зубцов в форме пирамид (патент РФ №2073630, кл. B65D 41/32, опубл. 20.02.1997); в виде серии лапок с конической образующей, направленных внутрь и вверх (патент РФ №2125958, кл. B65D 41/34, опубл. 10.02.1999; патент №2175938, кл. B65D 55/02, опубл. 20.11.2001; патент РФ №2176974, кл. B65D 41/34, опубл. 20.12.2001); в виде секторных выступов (патент РФ №2130882, кл. B65D 41/34, опубл. 27.05.1999); в виде сегментированных ребер (патент РФ №2139230, кл. B65D 41/34, опубл.
10.10.19990. Перечисленные выступы создают относительно высокое сопротивление при укупоривании горлышка сосуда, поэтому элементы крышки могут деформироваться в процессе укупорки, что позволяет снять крышку без отрыва от нее контрольного кольца. В связи с этим не исключена несанкционированная возможность замены упакованного в таре продукта другим после снятия крышки.
Наиболее близкой к заявленной полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является крышка с контрольным кольцом для укупоривания сосудов, включающая корпус, на внутренней поверхности которого выполнена резьба, а на внешней поверхности выполнены рифления, и соединенное с ним разрушаемыми элементами контрольное кольцо, на внутренней поверхности которого выполнены гибкие плоские лепестки, выступающие во внутрь указанного кольца.
В основу полезной модели поставлена задача, создать крышку, которая позволяла бы осуществлять надежную укупорку без остаточной деформации или повреждения контрольного кольца и в то же время надежно защищала бы содержимое укупоренной тары от несанкционированного вскрытия.
Поставленная задача решается тем, что в крышке с контрольным кольцом для укупоривания полимерных контейнеров, включающей корпус, на внутренней поверхности которого выполнена резьба, а на внешней поверхности рифления, и соединенное с ним разрывным соединением контрольное кольцо, на внутренней поверхности которого выполнены гибкие плоские лепестки, выступающие во внутрь указанного кольца, последнее выполнено с переменной высотой, снабжено двумя диаметрально расположенными трапециевидными выступами, и содержит на внутренней поверхности четыре широких коротких лепестка и восемь узких длинных лепестков, расположенных на одной окружности с равным шагом.
Дополнительные существенные отличия предложенной полезной модели состоят в том, что:
- контрольное кольцо имеет шесть разрушаемых перемычек разрывного соединения, две из которых расположены между широкими лепестками, а остальные - попарно с двух сторон трапециевидных выступов, при этом перемычки имеют большую площадь в поперечном сечении у основания, прилегающего к контрольному кольцу и меньшую площадь в поперечном сечении в верхней части, прилегающей к крышке;
- корпус выполнен в виде колпачка, содержащего круглую верхнюю часть, переходящую с закруглением в цилиндрическую юбку с увеличенным по окружности ободком, на внутренней поверхности которой выполнена упорная резьба с профилем неравнобокой трапеции и углом между боковыми сторонами, равным 45°, а в ободке выполнены два диаметрально расположенных паза  -образной формы, при этом рифления выполнены в виде расположенных с равным шагом восьми ребер.
Кроме того, высота контрольного кольца выполнена уменьшенной в местах расположения широких лепестков и трапециевидных выступов с попарно расположенными разрушаемыми перемычками, при этом каждый лепесток направлен во внутрь под углом 15°±1° в направлении, противоположном направлению навинчивания крышки на укупориваемую горловину.
Кроме того, на дне корпуса соосно отформованы кольцевой выступ, внутренний диаметр, у основания которого меньше диаметра в верхней части, и цилиндрический кольцевой выступ с посадочным местом под перепускной клапан.
Кроме того, крышка снабжена перепускным клапаном избыточного давления.
Кроме того, крышка выполнена из полиэтилена низкого давления методом литья под давлением на пресс-формах, эксплуатируемых на термопластавтоматах.
Сущность технического решения поясняется чертежами, на которых изображены все составляющие элементы заявляемой полезной модели:
на фиг.1 представлен общий вид крышки, аксонометрия;
на фиг.2 изображена крышка, вид сбоку;
на фиг.3 изображен разрез крышки с посадочным местом под клапан;
на фиг.4 - то же без посадочного места под клапан дегазации;
на фиг.5 представлен эскиз сборки крышки с уплотнительной прокладкой и горловины канистры в разрезе;
на фиг.6 изображена крышка, вид снизу;
на фиг.7 представлен общий вид крышки с перепускным клапаном избыточного давления, аксонометрия.
Далее настоящая полезная модель будет более подробно описана со ссылками на чертежи, на которых изображено следующее.
На фиг.1-4 представлена крышка с контрольным кольцом для укупоривания полимерных контейнеров, где: 1 - корпус крышки, 2 - верхняя часть корпуса, 3 - юбка (цилиндрическая стенка корпуса), 4 - ободок юбки, 5 -контрольное кольцо, 6 - перемычки разрывного соединения.
Корпус 1 выполнен в виде колпачка, содержащего круглую верхнюю часть 2, переходящую с закруглением в цилиндрическую юбку 3 с увеличенным по окружности ободком 4. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнена упорная резьба 7 с профилем неравнобокой трапеции и углом между боковыми сторонами, равным 45°, а на внешней поверхности - рифления 8, выполненные в виде расположенных с равным шагом восьми ребер.
На фиг.2, 4 и 6 изображена крышка с контрольным кольцом 5. Контрольное кольцо 5 содержит на внутренней поверхности четыре широких коротких 9 и восемь узких длинных 10 гибких плоских лепестков, выполнено с переменной высотой, снабжено двумя диаметрально расположенными трапециевидными выступами 11, имеющих форму прямоугольной трапеции, и шестью разрушаемыми перемычками разрывного соединения 6, две из которых расположены между широкими лепестками 9, а остальные - попарно с двух сторон трапециевидных выступов 11.
Широкие лепестки 9 имеют увеличенную площадь соприкосновения (по сравнению с узкими лепестками 10). Они предназначены для надежной фиксации контрольного кольца 5 с зубчатым венцом горловины канистры и препятствуют открыванию крышки без отрыва контрольного кольца 5 за счет упрочненного основания. Узкие длинные лепестки 10 являются более мягкими и имеют меньшую площадь соприкосновения зубцами венца горловины, они позволяют удерживать оторванное контрольное кольцо за счет того, что при откручивании, выгибаясь в обратную сторону, они зацепляются за выступ на горловине канистры. Таким образом, оторванное контрольное кольцо 5 остается и удерживается на горловине полимерного контейнера (канистры).
Высота контрольного кольца 5 выполнена уменьшенной в местах расположения широких лепестков 9 и трапециевидных выступов 11 с попарно расположенными разрушаемыми перемычками разрывного соединения 6, при этом в ободке 4 юбки 3 крышки выполнены два диаметрально расположенных паза 12 -образной формы. Перемычки разрывного соединения 6 имеют большую площадь в поперечном сечении у основания, прилегающего к контрольному кольцу 5 и меньшую площадь в поперечном сечении в верхней
части, прилегающей к ободку 4 юбки 3 крышки. Лепестки 9 и 10 расположены на одной окружности с равным шагом, при этом каждый лепесток направлен во внутрь под углом 15°±1° в направлении, противоположном направлению навинчивания крышки на укупориваемую горловину. Эта комбинация толщин перемычек разрывного соединения 6 позволяет решить проблему, при которой с одной стороны: равномерно тонкие перемычки оказываются недостаточно прочными при закручивании, а с другой стороны: равномерно толстые перемычки оказываются слишком прочными и препятствуют открыванию крышки (отрыву контрольного кольца 5 от крышки). В соответствии с заявляемой полезной моделью, найдено оптимальное сочетание толщин в одной перемычке, при котором перемычка является одновременно прочной, за счет утолщенного основания, и легко рвется при откручивании крышки, за счет тонкой верхней части.
Важным аспектом полезной модели является обеспечение целостности перемычек при накручивании крышки на горловину канистры. При закручивании крышки, вращение контрольного кольца 5 тормозится его лепестками за горловину канистры, поэтому положение контрольного кольца радиально смещается относительно исходного положения. В этом случае перемычки могут порваться. Настоящая полезная модель решает эту проблему с помощью трапециевидных выступов 11 на контрольном кольце 5, которые входят в пазы 12 на ободке 4 юбки 3 крышки и препятствуют дальнейшему вращению крышки без вращения контрольного кольца. В момент зацепления выступов 11 за пазы 12 лепестки 10 контрольного кольца 5, зацепляются за зубчатый венец канистры, выгибаются в обратном направлении и препятствуют открытию крышки без отрыва контрольного кольца 5. Кроме того, выгнутые в обратную сторону лепестки 10 несут еще одну важную функцию: они зацепляются за выступ в верхней части зубчатого венца горловины канистры и удерживают оторванное контрольное кольцо 5 на горловине канистры и фиксируют его, предотвращая вращение контрольного кольца относительно горловины канистры. Таким образом, решается проблема, при которой при откручивании крышки, оторванное контрольное кольцо мешает при использовании канистры: свободно вращается на горловине канистры, падает при переворачивании канистры горловиной вниз.
На внутренней поверхности (дно) верхней части 2 корпуса 1 крышки соосно отформованы цилиндрический кольцевой выступ 13 с посадочным
3
2
местом под перепускной клапан 14 избыточного давления и кольцевой выступ 15 для удерживания уплотнительной прокладки 16 в гнезде 17, при этом у кольцевого выступа внутренний диаметр D у основания меньше диаметра D в верхней части.
В соответствии с другим вариантом исполнения полезной модели (фиг.4) крышка может быть выполнена без посадочного места под клапан.
На фиг.5 представлен эскиз сборки крышки и горловины канистры с уплотнительной прокладкой, на котором показано уплотняющее взаимодействие крышки и уплотнительной прокладки 16 в полностью завинченном положении крышки на горловине канистры 18 с резьбовой частью 19 и нерезьбовой частью 20, при этом уплотнительная прокладка 16 плотно сжата между гнездом прокладки 17 и плоским кольцевым верхом горловины канистры 18, а контрольное кольцо 5 крышки зацепляется лепестками за зубчатый венец на горловине канистры. Согласно полезной модели, кольцевой выступ 15 имеет ровную внутреннюю поверхность для удерживания прокладки 16 в крышке. Резьба 7 начинается фаской 21, а заканчивается сбегом по касательной к внутренней поверхности юбки 3. Важным моментом является то, что резьба 7 переходит в кольцевой выступ, имеющий определенную высоту от основания 22. Такое расположение является предпочтительным, для обеспечения достаточного объема уплотнительной прокладки 16 между крышкой и поверхностью сопрягаемой горловины 18 канистры для блокирования любых путей утечки. Также такое расположение обеспечивает целостность прокладки при накручивании, так как она сильно повреждается из-за рвущего действия, что впоследствии снижает герметичность затвора.
На фиг.7 представлен эскиз сборки крышки с перепускным клапаном 14 избыточного давления. Клапан 14 удерживается в крышке за счет посадочного места под клапан в цилиндрическом кольцевом выступе 13.
Пример реализации полезной модели.
Заявителем выпускается предлагаемая крышка, которая представляет собой чашеобразную деталь круглой формы с внутренней метрической упорной резьбой М 54 и шагом резьбы 6 мм. На боковых поверхностях крышки расположены 8 ребер, располагающиеся под углом 45° друг к другу. Ребра служат для того, что бы при закручивании не проскальзывала рука или же было хорошее зацепление с механическим узлом укупорки. Контрольное кольцо, диаметром 74,1 мм соединяется с крышкой при помощи 6-ти перемычек.
Изделие изготавливается из полиэтилена низкого давления на термопластавтоматах, методом эжекционного литья. Формообразующим элементом служит литьевая многогнездная пресс-форма с горячеканальной системой впрыска. На формообразующих деталях пресс-формы, методом гравировки нанесена идентификационная информация, которая при литье отпечатывается на изделии. С внешней стороны изделия (верх) отражается информация с логотипом завода - изготовителя, а так же год и месяц выпуска. С внутренней стороны отражается информация о возможной вторичной переработке «рециклинг» и номер гнезда в пресс-форме. Если произвести замену формообразующей детали, то при литье изделия с внутренней стороны по центру крышки оформляется посадочное место под клапан дегазации, который в последующем туда запрессовывается. С внутренней стороны крышки находится уплотнительная прокладка, толщиной 3 миллиметра из вспененного полиэтилена.
Предлагаемую полезную модель используют следующим образом
После заливки в канистру жидкого продукта, который в ней хранится и транспортируется, на горловину ручным способом, или с помощью механической укупорки накручивается крышка. При этом торцевая часть горловины прижимается к уплотнительной прокладке из эластичного полимера. Этим обеспечивается герметичная укупорка канистры. При закручивании крышки эластичные лепестки, которые располагаются на внутренней окружности контрольного кольца под определенным углом, по ходу закручивания опускаются на нижнюю часть горловины канистры. Нижняя часть горловины представляет собой ступенчатый выступ с V-образными пазами, в обиходе называемые «трещотка». Эластичные лепестки по ходу закручивания прижимаются к внутренней окружности, когда доходят до ступенчатого выступа и не препятствуют процессу укупорки. При обратном процессе откручивания крышки, эластичные лепестки попадают в V-образные пазы и препятствуют открыванию канистры. Если продолжать процесс откручивания, то происходит разрыв перемычек разрывного соединения, которыми контрольное кольцо соединяется с крышкой. Контрольное кольцо остается на «трещотке», что служит фактом для контроля доступа к содержимому канистры. В некоторых случаях, если в канистру заливается продукт, который при хранении выделяет газы (например: перекись водорода), крышка комплектуется перепускным клапаном избыточного давления. Принцип работы перепускного клапана
основан на свойстве некоторых полимерных материалов, пропускать молекулы газа, но задерживать молекулы жидкости. В клапане методом ультразвуковой сварки приваривается мембрана из такого материала и газ, выделяемый продуктом, проходит через нее и удаляется из полости канистры через отверстие в крышке, диаметром 3 миллиметра. Отверстие делается в крышке механическим способом (сверление) как отдельная операция.
Разработанная конструктивно новая форма контрольного кольца с переменной высотой и оптимальным сочетанием толщин перемычек разрывного соединения, трапециевидными выступами и гибкими плоскими лепестками на внутренней его поверхности обеспечивает достаточную надежность соединения крышки с емкостью и эффективно защищает ее от несанкционированного вскрытия. Крышка гарантирует герметичность при хранении и, одновременно, облегчает процесс откупоривания, имеет элегантный внешний вид и хорошо выглядит на емкостях любой формы.