СПОСОБ НАПОЛНЕНИЯ ТОНКОСТЕННОГО ЭЛАСТИЧНОГО ПАКЕТА СО СЛИВНЫМ НАСАДКОМ
METHOD FOR FILLING A THIN-WALLED ELASTIC BAG WITH A DRAIN ATTACHMENT

Изобретение относится к области эластичных пакетов со сливным насадком, обычно называемых "пакетами с насадком", в частности к способам заполнения указанных эластичных пакетов жидкими и полуплотными продуктами, например, фруктовыми соками, йогуртами, фруктовыми пюре и т.п.
Эластичные пакеты со сливным насадком в последнее время получили широкое распространение благодаря практичности их использования (что делает их особенно ценными изделиями для детей), универсальности использования для упаковки продуктов с очень разными физико-химическими свойствами и очень низкой стоимости.
Согласно оценке, производство эластичных пакетов со сливным насадком на сегодняшний день составляет несколько миллионов штук в год.
Таким образом, линии заполнения упаковок должны быть особенно эффективными для обеспечения высоких объемов производства, и надежными, чтобы избежать остановок производства.
Одной из наиболее острых потребностей для эластичных пакетов со сливными насадками является необходимость иметь сливной насадок, который может предотвратить случайную утечку продукта, тем более что они широко употребляются детьми.
С этой целью были разработаны сливные насадки, снабженные клапанными системами, способными предотвращать или ограничивать случайную утечку продукта (системы предотвращения разлива). Пример осуществления описан в патентном документе WO 2015/145277 настоящим Заявителем. Еще один пример варианта осуществления описан в патентном документе WO 00/30969.
Очевидно, что наполнение эластичного пакета со сливным насадком, внутри которого имеется система предотвращения разлива, создает некоторые проблемы. Например, система предотвращения разлива может отрицательно влиять на время наполнения, и, следовательно, на объемы производства.
Цель настоящего изобретения заключается в создании эффективного и надежного способа наполнения эластичного пакета со сливным насадком, снабженным системой предотвращения разлива.
Эта цель достигается с помощью способа наполнения согласно п. 1 прилагаемой формулы изобретения. Зависимые пункты формулы описывают дополнительные предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Отличительные признаки и преимущества способа наполнения согласно настоящему изобретению станут более ясными после ознакомления с нижеприведенным подробным описанием варианта осуществления, приводимого в качестве иллюстративного и неограничивающего примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
- на фиг. 1 – тонкостенный эластичный пакет со сливным насадком;
- на фиг. 2a и 2b – сливной насадок пакета, изображенного на фиг. 1;
- на фиг. 3 – вид в частичном разрезе сливного насадка, показанного на фиг. 2a и 2b;
- на фиг. 4 – вид спереди в разрезе сливного насадка, показанного на предыдущих фигурах;
- на фиг. 5 – вид в разрезе в увеличенном масштабе области V на фиг. 4;
- на фиг. 6 – вид в частичном разрезе сливного насадка, показанного на предыдущих фигурах, в конфигурации с закрытым клапаном;
- на фиг. 7 – вид в разрезе в увеличенном масштабе области VII на фиг. 6;
- на фиг. 8 – сливной насадок, показанный на фиг. 6, в конфигурации с открытым клапаном;
- на фиг. 9 – вид в разрезе в увеличенном масштабе области IX на фиг. 8; и
- на фиг. 10 и 11 – схематичное изображение наполнительного крана и заполняемого эластичного пакета согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
На всех прилагаемых чертежах ссылочной позицией 1 обозначен эластичный пакет, представляющий собой мешок 2, образованный двумя или более стенками 4 из эластичной пленки, сложенными и соединенными друг с другом, например, сваренными по кромкам, возможно, с боковыми стенками-вставками (пакет со вставками) или с задней стенкой.
Пакет 1 содержит сливной насадок 6 (пакет с насадком) из твердого материала, герметично соединенный с мешком 2. В частности, сливной насадок 6 обычно вставляется в часть кромки мешка 2, как правило, между боковыми стенками 4.
Предпочтительно, сливной насадок 6 выполняется в виде цельного элемента с внутренней полостью из пластика, например, из полиэтилена или полипропилена, посредством инжекционного формования.
Сливной насадок 6 проходит, в целом, по продольной оси Z и включает в себя последовательно расположенные сварочную часть 8, промежуточную часть 10 и концевую часть 12.
Сварочная часть 8 содержит кольцевую опорную стенку 14, обычно круглую снаружи и цилиндрическую внутри, с внутренним отверстием 15 и множеством ребер 16, выступающих наружу относительно наружной поверхности опорной стенки 14 и расположенных параллельно друг другу в осевом направлении.
Кроме того, сварочная часть 8 содержит пару плоских боковых планок 18a, 18b, радиально выступающих из опорной стенки 14, расположенных диаметрально напротив друг друга в виртуальной плоскости, содержащей продольную ось Z.
Ребра 16 расположены на одной и на другой сторонах указанной виртуальной плоскости, проходя над опорной стенкой 14 и до конца указанных боковых планок 18a, 18b, образуя типичную структуру, по форме напоминающую лодку, настолько сильно, что указанную сварочную часть часто называют "сварочной лодочкой".
Предпочтительно, промежуточная часть 10 содержит несколько поперечных пластин 20a, 20b, 20c, например, три пластины, расположенные в виртуальных плоскостях, перпендикулярных продольной оси Z, на расстоянии друг от друга в осевом направлении.
Предпочтительно, на ближайшей к концевой части 12 пластине 20c расположены несколько соединительных элементов 22, служащих для обеспечения герметичного соединения с колпачком сливного насадка.
Как правило, концевая часть 12 содержит резьбу 26 и гладкую наружную поверхность 24.
Внутри сливной насадок 6 содержит по меньшей мере два отделения: внутреннюю камеру 30, в которую предусмотрен доступ через внутреннее отверстие 15, и главный канал 32, доступ в который обеспечивается через горлышко 28, соединяющийся с внутренней камерой 30.
Предпочтительно, внутренняя камера 30 проходит в осевом направлении от внутреннего отверстия 15 по всей сварочной части 8 и частично по промежуточной части 10; главный канал 32 проходит в осевом направлении от горлышка 28 по всей концевой части 12 и по остальному участку промежуточной части 10.
В частности, главный канал 32 переходит во внутреннюю камеру 30 через полую вилкообразную стенку 34.
Предпочтительно, указанная двойная стенка 34 имеет внутреннюю цилиндрическую боковую поверхность, диаметр которой меньше диаметра главного канала 32.
Внутренняя боковая поверхность двойной стенки 34 соединена с поверхностью главного канала 32 усеченно-конической соединительной поверхностью 36.
Двойная стенка 34 содержит кольцевую канавку 38, расположенную со стороны внутренней камеры 30.
Кроме того, на определенном осевом расстоянии от свободного конца двойной стенки 34 внутренняя камера 30 содержит кольцевой выступ 40 (непрерывный или выполненный в виде сегментов), и, предпочтительно, соединительная поверхность 44 внутренней камеры 30 между указанным кольцевым выступом 40 и указанной канавкой 38 имеет форму усеченного конуса, сужающегося к канавке.
Согласно настоящему изобретению, внутри сливного насадка 6, во внутренней камере 30, на указанной двойной стенке 34 расположен клапанный блок 50.
Указанный клапанный блок 50 включает в себя клапан 52, выполненный в виде единого элемента, предпочтительно, из силикона, и удерживающее кольцо 54, также выполненное в виде единого элемента из пластика, служащее в качестве опоры для клапана 52, а также для его установки.
Клапан 52 содержит кольцевую наружную стенку 60, кольцевую внутреннюю стенку 62, расположенную радиально внутри наружной стенки 60, промежуточную стенку 64, расположенную практически в плоскости, перпендикулярной продольной оси Z, и гибкую мембрану 66, закрывающую внутреннюю стенку 62.
Мембрана 66 содержит по меньшей мере один разрез 68, предпочтительно, множество сквозных разрезов 68, которые образуют обычно закрытые (см. фиг. 7) мембранные створки 69.
Клапан 52 установлен таким образом, что он упирается в двойную стенку 34; в частности, его наружная стенка 60 упирается в двойную стенку 34.
В целом, клапан 52 имеет вогнутый профиль со стороны главного канала 32.
В частности, мембрана 66 выполнена плоской или вогнутой со стороны главного канала и, предпочтительно, имеет выпуклый профиль со стороны внутренней камеры 30.
Удерживающее кольцо 54 содержит опорную часть 70, которая служит опорой для клапана 52, и хвостовую часть 72.
Внутри опорной части 70 расположено кольцеобразное седло 74, в которое вставляется наружная стенка 60 клапана 52, а снаружи опорной части 70 расположен радиальный выступ 76, служащий для вхождения в зацепление с защелкиванием с кольцевым выступом 40 внутренней камеры 30.
Перед радиальным выступом 76 на опорной части 70 расположена вогнутая направляющая поверхность 78, служащая для облегчения вхождения в зацепление с защелкиванием с кольцевым выступом 40.
Осевые размеры клапанного блока таковы, что указанный клапанный блок 50 располагается во внутренней камере 30, но вне секции указанной внутренней камеры 30, соответствующей сварочной части 8.
Предпочтительно, это позволяет избежать структурной деформации клапана или удерживающего кольца, или обоих указанных элементов, вследствие термического и механического воздействий, возникающих в процессе приваривания сливного насадка к мешку.
При соединении сливного насадка 6 с клапанным блоком 50 последний вставляется внутрь сливного насадка 6 со стороны внутреннего отверстия 15, после чего клапан 52 заталкивается внутрь до упора в двойную стенку 34.
Путем перемещения с усилием в осевом направлении удерживающего кольца 54 осуществляется зацепление с защелкиванием со сливным насадком, в частности, защелкиванием между радиальным выступом 76 удерживающего кольца 54 и кольцевым выступом 40 внутренней камеры.
Клапан 52, в частности, его наружная стенка 60, остается зажатым между двойной стенкой 34и опорной частью 70 удерживающего кольца.
После того, как сливной насадок 6 прикреплен к мешку 2, мешок заполняется через горлышко 28 главного канала 32 (см. фиг. 6 - 9).
В частности, наполнение осуществляется с помощью наполнительного крана, из которого выходит наполняющий продукт, который на протяжении всего этапа наполнения остается вне сливного насадка.
В способах наполнения известного уровня техники используется полая трубка, которая вставляется в главный канал, проходит сквозь мембрану клапана, отодвигая друг от друга откидные планки, и по которой наполняемый продукт подается непосредственно в мешок или во внутреннюю камеру сливного насадка.
В отличие от способа известного уровня техники, настоящим изобретением предусматривается размещение наполнительного крана снаружи сливного насадка и выпуск продукта из него.
Продукт поступает в главный канал и входит в контакт с мембраной 66 клапана 52, оказывая на неё давление снаружи, таким образом, что откидные планки 69 отгибаются внутрь, и продукт поступает во внутреннюю камеру 30.
Иными словами, откидные планки 69 мембраны 66 клапана 52 обладают достаточной гибкостью, чтобы деформироваться и отогнуться внутрь под давлением продукта, подаваемого в главный канал.
В предпочтительном варианте осуществления разливочная машина, служащая для наполнения мешка с вышеописанным сливным насадком, содержит множество разливочных блоков 100 (см. фиг. 10 и 11), каждый из которых содержит зажимающий элемент 102, взаимодействующий со сливным насадком 6, и штуцер 104 для подачи продукта, содержащий разливной конец 106, расположенный внутри зажимающего элемента 102.
В частности, зажимающий элемент 102 содержит прямой захватный канал 108, в который частично вставляется концевая часть 12 сливного насадка 6, и, в частности, диаметр которого равен диаметру гладкой наружной поверхности 24.
Кроме того, внутри зажимающего элемента 102 расположена накопительная полость 110, продукт из которой поступает в захватный канал 108, и в которой расположен разливной конец 106 штуцера 104.
Указанный разливной конец 106 содержит отверстие подачи 112, обычно закрытое, например, заслонкой 114, предпочтительно, выполненной в форме стержня.
Из отверстия подачи 112, расположенного перед горлышком 28, выходит продукт, которым заполняется пакет.
Управление заслонкой 114 можно производить таким образом, чтобы открывать и закрывать отверстие подачи 112.
Когда заслонка 114 открывает отверстие подачи 112, продукт поступает в накопительную полость 110, затем в захватный канал 108, и, по горлышку 28, в главный канал 32 сливного насадка 6, и, когда клапан 52 открывается, в мешок 2.
Усовершенствованный способ наполнения согласно настоящему изобретению удовлетворяет потребности промышленности, поскольку он является чрезвычайно надежным, не предусматривает использование конструктивно сложных полых инжекционных трубок, и, следовательно, не ставит под угрозу целостность клапана, который может быть поврежден в результате вставки полой трубки согласно известному уровню техники.
Разумеется, специалисты в данной области смогут внести изменения в описанный выше способ наполнения.
Например, согласно одному из возможных вариантов осуществления изобретения, штуцер может частично входить в главный канал сливного насадка, так что отверстие подачи 112 при этом располагается в главном канале 32, перед клапаном 52, не проходя сквозь него.
Такие варианты осуществления также входят в объем изобретения, определяемый пунктами прилагаемой формулы изобретения.