ПРЕФОРМА

Заявляемая полезная модель относится к производству полимерных емкостей для упаковки, транспортирования и хранения различных жидкостей, в частности к заготовкам, изготовленным методом литьевого формования под давлением для последующего использования в производстве емкостей методом выдувного формования.
Для производства конечного продукта - емкости, заготовку по существу имеющую цилиндрическую форму, полученную методом литья из полимерного материала, преимущественно из полиэтилентерефталата, нагревают и далее посредством внутреннего наддува воздуха изготавливают полноразмерную бутылку. В процессе выдува изменяется конфигурация корпуса (тела) емкости, при этом горловина остается неизменной и соответствует форме и размерам горловины заготовки.
Емкости с установленными на них клапанными конструкциями (фитингами) применяют для хранения и выдачи напитков, например, таких как пиво. Для выталкивания пива из кега необходимо создать в ней избыточное давление. Для этого в кег с напитком подается газ, как правило, это углекислый газ (иногда азот, инертный газ или воздух). Как правило, в случае пива избыточное давление составляет примерно 2,5-3,5 бар. Указанное давление является рабочим давлением емкости. При сборке емкости необходимо контролировать прикладываемое усилие закручивания фитинга для целей обеспечения герметичности конструкции. При утилизации использованной емкости также следует соблюдать меры безопасности, предварительно стравливая избыточное давление.
Известна преформа для изготовления емкостей для жидких продуктов (патент на полезную модель №59529, опубл. 27.12.2006), содержащая корпус и венчик с резьбовой частью и последовательно расположенными на венчике двумя кольцевыми выступами, при этом в верхней части корпуса на его наружной поверхности выполнен конический участок равномерно расширяющийся от венчика книзу, резьбовая часть венчика содержит два полных витка винтовой линии, которая выполнена однозаходной с разрывами в виде чередующихся коротких и длинных участков, причем расстояние между серединой соседних короткого и длинного участков равно одной четвертой длины полного витка винтовой линии, каждый кольцевой выступ имеют участок образованный конической поверхностью, при этом коническая поверхность верхнего кольцевого выступа выполнена равномерно расширяющийся книзу, а нижнего - кверху, отношение диаметра d венчика к его высоте h удовлетворяет соотношению l,0<d/h<l,l, отношение диаметра d венчика к наружному диаметру D корпуса удовлетворяет соотношению 0,71<d/D<0,82, а отношение высоты h венчика к габаритной высоте Н преформы удовлетворяет соотношению 0,15<h/H<0,16, диаметр Dв верхнего кольцевого выступа составляет около 37,6 мм, диаметр Dн нижнего кольцевого выступа составляет около 47,6 мм.
Известна преформа (патент РФ на полезную модель №129084, опубл. 20.06.2013 г.), содержащая выполненные из полимерного материала корпус, горловину и дно, причем горловина снабжена в верхней части резьбовым участком и последовательно расположенными под ним запорным кольцом и суппортным кольцом, на резьбовом участке выполнены газосбросные каналы, запорное кольцо выполнено в виде выступа, основание которого представляет собой плоскую кольцевую поверхность, расположенную перпендикулярно оси преформы, суппортное кольцо представляет собой выступ, образованный выполненными за одно целое прямым круговым цилиндрическим участком и участком в форме усеченного прямого кругового конуса, большее основание которого сопряжено с верхним основанием прямого кругового цилиндрического участка, горловина ограничена по высоте своей верхней плоской кольцевой поверхностью и нижним основанием цилиндрического участка, на внешней поверхности горловины между запорным кольцом и суппортным кольцом образована канавка, сопряженная с участком в форме усеченного прямого кругового конуса, при этом угол между образующей конуса и нижним основанием цилиндрического участка составляет 19±1°. (принята за ближайший аналог)
В известных технических решениях конструкция не предусматривает возможность визуального контроля прилагаемого усилия закручивания при сборке устройства (емкости и крышки) и соответственно контроля герметичности сборки.
Известные конструкции предназначены для выдувания бутылок, емкостей, использование которых предполагает отвинчивание крышки/фитинга, с контролем открытия, например отрывные пояски колпачков. Усилие вскрытия, отвинчивания крышки/фитинга при этом является незначительным, рассчитанным на ручное открытие человеком. Так как в таких емкостях количество газа и давление незначительно или вовсе отсутствует, то стравливание давления происходит при вскрытии, не представляя опасности для человека.
Техническая задача заявляемой полезной модели заключается в создании заготовки для выдувного формования полимерных емкостей большого объема (20-30 л), находящихся под избыточным давлением 2,5-3,5 бара, обеспечивающих высокую надежность и безопасность и позволяющих контролировать качество укупорки и несанкционированного случайного вскрытия.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в получении преформы для изготовления емкости большого объема (20-30 л.), обеспечивающей заданное усилие откручивания, предотвращающее случайное откручивание крышки от емкости.
Технический результат достигается тем, что преформа для производства емкости, изготовленная из полимерного материала содержит цилиндрический корпус, горловину, снабженную суппортным кольцом и резьбой и дно, при этом на суппортном кольце выполнен, по меньшей мере, один стопорный упор, выполненный в виде радиального выступа для зацепления со стопорной канавкой крышки фитинга.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется следующими чертежами:
Фиг. 1 - общий вид преформы;
Фиг. 2 - конструкция горловины емкости.
Полимерный материал выбран из группы: полиэтилентерефталат (ПЭТ) типа сополимер или гомополимер.
Преформа содержит выполненные из полимерного материала корпус 1, горловину 2 и днище 3. Корпус 1 выполнен цилиндрическим в основной части с переходом в конический участок 4, сопряженный с цилиндрическим участком 5. На горловине 2 емкости выполнено суппортное кольцо 6, представляющее собой выступ, образованный выполненными за одно целое прямым круговым цилиндрическим участком 7 и участком в форме усеченного прямого кругового конуса 8, большее основание которого сопряжено с верхним основанием прямого кругового цилиндрического участка 7.
Горловина ограничена по высоте своей верхней плоской кольцевой поверхностью 9 и нижним основанием 10 цилиндрического участка.
На участке между верхней плоской кольцевой поверхности 9 и суппортным кольцом 6 выполнена резьба 11 в виде прерывистых участков для использования с навинчивающейся крышкой, образуя газо-сбросные каналы 12.
На суппортном кольце выполнен, по меньшей мере, один стопорный упор 13. (фиг. 2). При этом на крышки фитинга, предназначенном для сборки с указанной емкостью, также выполняется ряд стопорных канавок в соответствии с местоположением, размерами и количеством стопорных упоров на горловине.
Стопорный упор выполнен в виде радиального выступа. Форма радиального выступа в продольном сечении имеет форму трапеции, (фиг. 2, поз. 13 и поз 13 а).
Возможно выполнение нескольких стопорных упоров, выполненных при этом с разным углом к горловине кега.
По крайней мере, часть стопорных упоров, выполнена под скошенным углом менее 90°, предпочтительно 30-75° (угол α) к горловине кега. Часть стопорных упоров выполнена под углом 90° и более к горловине.
Количество, местоположение и длина выступов определены экспериментально и соответствуют максимальному усилию, необходимому для укупорки емкости с целью предотвращения несанкционированного случайного вскрытия.
Чем большее усилие откручивания необходимо достичь, тем больше необходимо выполнить стопорных упоров. Однако увеличение количества стопорных упоров более 4-х нецелесообразно, так как приводит к уменьшению расстояния между канавками на крышке фитинга, и соответственно к уменьшению прочности бортика крышки фитинга, так как они изготавливаются из пластика и легко могут согнуться или сломаться.
Стопорные упоры расположены по кругу и расстояния между ними одинаковые.
Без стопорных упоров усилие откручивания равно усилию закручивания и равно примерно 10 Н/м. Один стопорный упор, выполненный под углом 90° к горловине увеличит усилие до 15 Н/м, два стопорных упора - до 20 Н/м, четыре стопорных упора - до 30 Н/м. Если из 4-х стопорных упоров два стопорных упора будут с углом менее 90°, а два стопорных упора под углом 90° и более, то усилие откручивания будет более 40 Н/м.
д
к
Выполнение внутренней и внешней поверхности донной части 3 преформы возможно в виде сопряженных сферических неконцентрических поверхностей, каждая из которых имеет определенный радиус кривизны R. Внешняя криволинейная поверхность с одной стороны примыкает к окончанию цилиндрического участка А корпуса 1, а с другой стороны к вершине преформы Б, образованной литниковой частью. Толщина стенки донной части преформы, начиная от цилиндрической части преформы, постепенно уменьшается, достигая величины Т, которая имеет величину, меньшую, чем толщина стенки корпуса 1 Т, но не менее 4 мм.
При выдуве емкости из преформы с такой сложной поверхностью днища, в отличии от преформ со стандартным дном в виде 2-х концентрических сферических поверхностей, становится возможным перераспределить материал из донной части на боковую поверхность емкости, тем самым увеличив ее толщину и соответственно прочностные характеристики, при этом снизив вес преформы.
Осуществление полезной модели:
При выдувании емкости из преформы, изготовленной согласно заявляемой полезной модели, конструкция горловины не подвергается изменениям. При закрытии емкости фитингом, снабженным стопорными канавками, благодаря скосам край стопорной канавки легко наезжает на стопорный упор горловины, не создавая препятствия закручиванию. Усилие закручивания всегда находится в заданных пределах определяемых геометрией корпуса, толщиной уплотнительного кольца между фитингом и емкостью и числом оборотов. При попытке откручивания противоположный край стопорной канавки на крышке фитинга, входит в зацепление со стопорными упорами 13 и 13 а, при этом скосы направляют усилия отгибания внутрь, к горловине, максимально входя в зацепление со стопорными упорами горловины, создавая максимальное усилие откручивания.
При приложения усилия откручивания более заданного, так как прочностные характеристики крышки больше, чем у емкости, происходит «срезание» стопорных упоров, а бортик крышки находящийся в непосредственной близости к стопорной канавке загибается во внутрь или ломается. Деформация элементов горловины и крышки получается необратимой и позволяет судить о несанкционированном вскрытии емкости.
Преимущества:
- возможность визуального контроля качества укупорки, так как при правильном укупоривании выступы крышки должны оказаться точно между стопорами горловины;
- обеспечение надежности укупорки, препятствующей несанкционированному съему фитинга. Находящиеся в зацеплении стопорный упор на горловине и стопорная канавка на крышке фитинга усложняют процесс съема фитинга. Без специальных приспособлений открутить фитинг невозможно, что повышает безопасность обращения с емкостями находящимися под избыточным давлением. В случае, если фитинг будет снят с емкости, визуально будут видны повреждения стопорного упора горловины емкости.
- при выдуве емкости из преформы с такой сложной поверхностью днища, в отличии от преформ со стандартным дном в виде 2-х концентрических сферических поверхностей, становится возможным перераспределить материал из донной части на боковую поверхность емкости, тем самым увеличив ее толщину и соответственно прочностные характеристики, при этом снизив вес преформы.