УКУПОРОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕМКОСТЕЙ, ИМЕЮЩЕЕ ПОДВИЖНЫЙ ЭЛЕМЕНТ
CLOSING DEVICE FOR MOVING ELEMENT CONTAINERS

Область техники
Настоящее изобретение относится к укупорочным устройствам для емкостей и, в частности, к вытягиваемому колпачку для бутылок, содержащих жидкость.
Уровень техники
Многие емкости, в частности, пластмассовые бутылки с текучими средами, подлежащими дозированному разливу (будь то, например, напитки или текучие средства бытовой химии), имеют укупорочные устройства или колпачки, которые требуется повернуть или потянуть для открытия отверстия для дозированного распределения жидкости, и которые имеют затвор для закрытия емкости и предотвращения утечек в перерывах между ее использованиями.
В одной такой конструкции обычного колпачка имеется наконечник, скользящий по центральному штоку, находящемуся на корпусе колпачка, при этом корпус образует отверстие вокруг штока для дозированного распределения текучей среды. На штоке закреплен с возможностью скольжения пластмассовый наконечник, содержащий центральное отверстие, которое плотно закрывается вокруг штока, чтобы не допускать вытекания текучей среды, когда наконечник опущен нажатием вниз, при этом центральное отверстие отстоит от штока для обеспечения вытекания текучей среды по штоку и наружу через отверстие в наконечнике, когда он оттянут вверх. Укупорочные устройства такого типа описаны, например, в патентах US №№ 5472120 и 5975369, полные описания которых включены сюда в качестве ссылки.
(
,
Качество присоединения наконечника к корпусу укупорочного устройства является особенно важным для коммерческой востребованности таких укупорочных устройств. Например, важно, чтобы усилие, требуемое для нажатия на наконечник для закрытия емкости и для оттягивания наконечника для открытия емкости, находилось в разумных пределах. Покупателям не понравятся колпачки, которые с трудом поддаются закрытию нажатием или открытию оттягиванием. В то же время, слишком легко открывающиеся колпачки также нежелательны, поскольку они могут быть случайно открыты, что может привести к нежелательному вытеканию текучей среды из емкости. Более того, важно, чтобы колпачок можно было легко собрать, и, в то же время, - чтобы он обеспечивал надежное соединение его компонентов, тем самым сводя к минимуму вероятность того, что они разъединятся (и по существу разрушат колпачок). Надежное прикрепление подвижных наконечников таких колпачков особенно трудно обеспечить, поскольку наконечник таких колпачков может подвергаться воздействию различных сил, включая не только осевую нагрузку, применяемую к открытому наконечнику, но также и боковую нагрузку, а также нагрузку кручения. Боковые нагрузки могут быть особенно большими, когда, например, пользователь прикусывает наконечник при использованиинапример когда он пьет из этой емкости), что происходит довольно часто.
Настоящее изобретение направлено на устранение одной или более из описанных выше проблем.
Краткое описание изобретения
Согласно различным вариантам и формам настоящего изобретения, может быть создано укупорочное устройство с подвижным элементом, сочетающее в себе привлекательный внешний вид и желаемые функциональные возможности. Это укупорочное устройство может быть легко собрано, в то же время обеспечивая наконечник, который может быть открыт и закрыт с применением заданных усилий вытягивания или нажатия и, более того, обеспечивая при этом надежное закрепление наконечника на корпусе укупорочного устройства, несмотря на широкий диапазон осевых и боковых нагрузок, воздействию которых он может быть подвержен при использовании.
Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения создано укупорочное устройство с подвижным элементом, включающее в себя корпус и наконечник. Корпус прикрепляется одним концом к емкости и включает в себя каркас с отверстием для текучей среды, шток, расположенный внутри отверстия, первый выступ на внешней поверхности каркаса и второй выступ на внутренней поверхности каркаса, причем выступы обращены к одному концу корпуса. Наконечник имеет на одном своем конце отверстие для выпуска текучей среды и внешний бортик, садящийся на внешнюю поверхность каркаса, а также внутренний бортик, входящий в отверстие каркаса и отстоящий от штока для образования по существу кольцевого канала для вытекания текучей среды. Внешний бортик включает в себя направленный внутрь третий выступ, а внутренний бортик включает в себя направленный наружу четвертый выступ. Третий выступ расположен между одним концом корпуса и первым выступом, а четвертый выступ расположен между одним концом корпуса и вторым выступом, в результате чего первый выступ сцепляется с третьим выступом, а второй выступ сцепляется с четвертым выступом для предотвращения снятия наконечника с каркаса корпуса.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения внешняя поверхность каркаса является цилиндрической, и первый выступ проходит по внешней цилиндрической поверхности. В другом варианте осуществления третий выступ упруго поджат к внешней поверхности каркаса, и внешняя поверхность каркаса сужается наружу от первого выступа к одному концу корпуса.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения выступы имеют кольцеобразную форму с внутренним и внешним диаметрами, причем первый выступ имеет внешний диаметр большего размера, чем внутренний диаметр третьего выступа, а второй выступ имеет внутренний диаметр меньшего размера, чем внешний диаметр четвертого выступа.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения шток проходит по оси через отверстие в каркасе, а первый и второй выступы отстоят по оси. В других предпочтительных вариантах осуществления третий и четвертый выступы отстоят по оси на такое расстояние, которое является по существу тем же самым, что и расстояние по оси между первым и вторым выступами, при этом первый выступ находится ближе к одному концу корпуса, чем второй выступ, и/или первый и второй выступы образуют стопорные поверхности, обращенные к одному концу и проходящие по существу поперек осевого направления.
Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения четвертый выступ уплотнен относительно внутренней поверхности каркаса с возможностью скольжения по всему отверстию каркаса.
Согласно другому объекту настоящего изобретения создано укупорочное устройство, содержащее корпус и наконечник. Корпус прикрепляется одним концом к емкости и включает в себя каркас с отверстием для текучей среды, шток, проходящий по оси через отверстие, первый выступ на внешней поверхности каркаса и второй выступ на внутренней поверхности каркаса, при этом выступы обращены к одному концу корпуса, и где второй выступ располагается дальше от одного конца корпуса, чем первый выступ. Наконечник имеет на одном конце отверстие для выпуска текучей среды и внешний бортик, садящийся на внешнюю поверхность каркаса, а также внутренний бортик, входящий в отверстие каркаса и отстоящий от штока для образования по существу кольцевого канала для текучей среды. Внешний бортик включает в себя направленный внутрь третий выступ, а внутренний бортик включает в себя направленный наружу четвертый выступ. Эти выступы имеют форму колец с внутренним и внешним диаметрами, причем третий выступ расположен между одним концом корпуса и первым выступом, а четвертый выступ расположен между одним концом корпуса и вторым выступом. Первый выступ имеет внешний диаметр большего размера, чем внутренний диаметр третьего выступа, а второй выступ имеет внутренний диаметр меньшего размера, чем внешний диаметр четвертого выступа, в результате чего первый выступ сцепляется с третьим выступом, а второй выступ сцепляется с четвертым выступом для предотвращения снятия наконечника с каркаса корпуса.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения первый и второй выступы образуют стопорные поверхности, обращенные к одному концу корпуса и проходящие по существу поперек осевого направления.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - вид в перспективе укупорочного устройства с подвижным элементом согласно настоящему изобретению, показанному в закрытом положении.
Фиг. 2 - сечение укупорочного устройства с фиг. 1 с наконечником в открытом положении.
Фиг. 3 - сечение укупорочного устройства по линии 3-3, с фиг. 1.
Фиг. 4 - сечение укупорочного устройства по линии 4-4 с фиг. 1.
Фиг. 5 - вид в увеличенном масштабе, подобный фиг. 4, иллюстрирующий прикрепление наконечника укупорочного устройства к корпусу, когда он находится в открытом положении.
Фиг. 6 - вид, подобный фиг. 5, когда наконечник укупорочного устройства показан в закрытом положении.
Фиг. 7 - вид снизу укупорочного устройства с фиг. 1.
Подробное описание настоящего изобретения
На фиг. 1 показано укупорочное устройство 10 согласно настоящему изобретению. Укупорочное устройство 10 содержит корпус 14, выполненный для прикрепления укупорочного устройства к отверстию емкости, например, с помощью участка 16 колпачка, имеющего внешнюю цилиндрическую стенку 18 с внутренней резьбой 20, выполненной с возможностью соединения с резьбовым участком емкости.
Корпус 14 включает в себя центральное отверстие 24, окруженное кольцевым каркасом 26, образующим по существу цилиндрические внутреннюю и внешнюю стенки или поверхности 28, 30. Шток 36 поддерживается внутри кольцевого каркаса 26 с помощью радиальных ножек 38 (см. фиг. 4-7), проходя по оси через каркас 26 и образуя по существу цилиндрический канал 40 для потока, проходящий вокруг штока 36. Если желателен больший поток текучей среды из емкости, проходящей по каналу 40 для потока, могут быть использованы отверстия, проходящие через ножки 38.
Кольцевой каркас 26 включает в себя направленный наружу выступ или зубец 44 на внешней стенке 30 и направленный внутрь выступ или зубец 46 на внутренней стенке 28. Эти выступы 44, 46 имеют по существу цилиндрическую или кольцевую форму и образуют поверхности, которые обращены к участку 16 колпачка и проходят по радиусу в направлении, по существу поперечном осевому направлению. Выступы 44, 46 отстоят друг от друга по оси, при этом направленный наружу выступ 44 расположен ближе к участку 16 колпачка, чем направленный внутрь выступ 46.
Подвижный наконечник 50 включает в себя на одном конце отверстие 52 для выпуска текучей среды и внутренний и внешний бортики 54, 56, выступающие по оси из этого конца. Внутренний бортик 54 вставляется внутрь кольцевого каркаса 26 корпуса, а внешний бортик 56 окружает внешнюю стенку 30 кольцевого каркаса.
Направленный внутрь выступ или зубец 60 проходит по кругу с внутренней стороны внешнего бортика 56 наконечника, а направленный наружу выступ или зубец 62 проходит по кругу с внешней стороны внутреннего бортика 54 наконечника. Выступы 60, 62 могут в предпочтительном варианте осуществления отстоять друг от друга по оси на то же самое заданное расстояние, на которое отстоят друг от друга кольцевые выступы 44, 46 каркаса. Более того, выступ 62 внутреннего бортика, скользя по внутренней стенке 28 каркаса, закрывает весь проходящий по кругу канал 40 для потока, так что если в этом канале 40 и осталось какое-либо небольшое количество текучей среды, то оно стекает между внутренним бортиком 54 и кольцевым каркасом 26. Такое закрывание может быть обеспечено упругим сжатием материалов между взаимодействующими компонентами.
При сборке выступы 60, 62 наконечника располагаются между участком 16 колпачка и кольцевыми выступами 44, 46 каркаса. Это может быть достигнуто нажатием на наконечник 50 над кольцевым каркасом 26, при этом сжатие материалов и/или прогиб бортиков 54, 56 позволит выступам 60, 62 наконечника пройти мимо верхнего участка кольцевого каркаса 26 корпуса и выступов 44, 46 кольцевого каркаса. Такая конструкция может быть усилена разнесением друг от друга выступов 44, 46 и 60, 62, поскольку в данном случае не потребуется, чтобы выступы 60, 62 одновременно перекрывали какой-либо толстостенный участок кольцевого каркаса 26.
После такой сборки выступы 44, 46, 60, 62 будут взаимодействовать между собой для удерживания наконечника 50 на корпусе 14, при этом выступ 44 сцепляется с выступом 60, а выступ 46 сцепляется с выступом 62, когда наконечник 50 вытянут до предела, как будет описано далее. То есть выступы 44, 46, 60, 62, которые обычно имеют кольцевую форму с внутренним и внешним диаметрами, взаимно перекрывают друг друга, причем принадлежащий к кольцевому каркасу выступ 44 имеет внешний диаметр большего размера, чем внутренний диаметр направленного внутрь выступа 60, относящегося к наконечнику, а направленный внутрь выступ 46, относящийся к кольцевому каркасу, имеет внутренний диаметр меньшего размера, чем внешний диаметр направленного наружу выступа 62, относящегося к наконечнику.
Следует понимать, что выступы 44, 46, 60, 62 необязательно должны проходить непрерывно, и они могут быть выполнены с разрывами в своей кольцевой форме. Тогда, например, представляется возможным использование формованных компонентов, которые затрудняют выполнение на кольцевом каркасе выступов 44, 46 таким образом, чтобы они проходили по полному кольцу в 360 градусов (например, формованные компоненты, используемые для образования ножек 38, могут мешать формованным компонентам, необходимым для выполнения относящегося к кольцевому каркасу внутреннего выступа 46 таким образом, чтобы этот выступ был выровнен по оси с ножками 38, причем в этом случае направленный внутрь выступ 46 будет на фиг. 4-6 невидим). Тем не менее, можно легко сформовать достаточно глубокие выступы для обеспечения необходимого перекрытия между выступами 44, 46, 60, 62, чтобы добиться желаемого надежного крепления между кольцевым каркасом 26 корпуса и наконечником 50.
Вокруг отверстия 52 для выпуска текучей среды имеется затворный элемент 70, предназначенный для плотного закрывания пространства вокруг штока 36, когда наконечник 50 находится в закрытом положении, как это показано на фиг. 3. Когда наконечник 50 находится в открытом положении, как это показано на фиг. 2, текучая среда, такая как напиток для спортсменов, может вытекать из емкости через участок 16 колпачка (стрелки 74) и цилиндрический канал 40 для потока, образованный вокруг штока 36 (стрелки 76), выходя затем наружу через выпускное отверстие 52 (стрелки 78).
Как лучше всего видно на фиг. 5 и 6, внутренняя и/или внешняя стенки 28, 30 кольцевого каркаса 26 корпуса, относящегося к корпусу укупорочного устройства, могут быть немного сужены с наружной стороны от выступов 44, 46 в направлении участка 16 колпачка. В результате, когда наконечник 50 оттянут вверх к открытому положению, может ощущаться ослабление требуемого тягового усилия по мере того, как наконечник 50 приближается к пределу, где выступы 44, 46, 60, 62 сцепляются для стопорения наконечника 50 от дальнейшего перемещения (как показано на фиг. 5). То есть силы сжатия между выступами 60, 62 наконечника и внутренней и внешней стенками 28, 30 кольцевого каркаса уменьшатся, и, таким образом, также уменьшится осевое трение между выступами 60, 62 и стенками 28, 30. Почувствовав это, пользователь может уменьшить прикладываемое им усилие к наконечнику 50, не оказывая тем самым отрицательного воздействия на крепление наконечника 50 к кольцевому каркасу 26 корпуса, когда наконечник оттянут вверх до предела. Однако в объем настоящего изобретения входит такой вариант осуществления, когда внутренняя и внешняя стенки 28, 30 являются прямыми в поперечном сечении для обеспечения поверхности единообразной формы, чтобы по ней между открытым и закрытым положениями скользили выступы 60, 62 наконечника.
Кроме того, следует отметить то, что описанная конструкция, в которой отстоящие по оси внутренний и внешний выступы 62, 60 сцепляются с возможностью скольжения с внутренней и внешней стенками 28, 30, относящимися к кольцевому каркасу 26 корпуса, обеспечивает не только жесткое осевое расположение наконечника 50, когда его толкают вниз или тянут наружу над кольцевым каркасом 26 (сводя к минимуму аксиальное перекашивание), но еще и обеспечивает пользователю управление важной в этом случае силой нажатия или оттягивания. То есть, поскольку значительное количество требуемой силы нажатия или оттягивания основывается на трении между наконечником 50 и кольцевым каркасом 26, и поскольку это трение зависит в значительной степени от фрикционно сцепляющихся поверхностей, управление таким процессом трения при использовании настоящего изобретения является относительно легким, поскольку выступы могут поддерживаться в полностью сцепленном положении на протяжении всего цикла нажатия и оттягивания наконечника 50 (то есть контактирующие поверхности и, таким образом, фрикционные силы не претерпевают значительного уменьшения, несмотря на сокращение зоны перекрывания, существующей между наконечником 50 и кольцевым каркасом 26, когда наконечник 50 вытянут вверх).
Более того, настоящее изобретение не только обеспечивает надежное прикрепление наконечника 50 к кольцевому каркасу 26, противостоящее тяговому усилию, прилагаемому к этому наконечнику 50, но оно также обеспечивает надежное прикрепление, способное противостоять воздействию других сил, таких как боковые тяговые силы, которые могут в этом случае иметь место (например, когда пользователь прикусывает наконечник 50 при пользовании). Обеспечение такого надежного прикрепления, противостоящего воздействию всех этих сил, является функционально и коммерчески желаемым.
Таким образом, согласно настоящему изобретению создано укупорочное устройство, которое имеет привлекательный внешний вид и может обеспечить прохождение желаемого потока текучей среды через укупорочное устройство в его открытом положении, и которое может быть легко собрано, являясь в то же время удобным в применении укупорочным устройством с подвижным элементом для бутылки с напитком для спортсмена. Более того, на таком удобном укупорочном устройстве имеется подвижный наконечник, который надежно закреплен на корпусе укупорочного устройства, несмотря на воздействие множества различных сил, которым он может подвергаться при пользовании.
Другие аспекты, цели и преимущества настоящего изобретения могут стать очевидными при прочтении настоящего описания, чертежей и формулы изобретения. Однако следует понимать, что настоящее изобретение можно использовать в альтернативных вариантах, где могут быть достигнуты не все цели и преимущества настоящего изобретения, описанные выше в предпочтительном варианте воплощения изобретения.