ВЫДАЧНОЕ УКУПОРОЧНОЕ СРЕДСТВО С САМОЗАКРЫВАЮЩИМСЯ КЛАПАНОМ
DISPENSING CLOSURE WITH SELF-CLOSING VALVE

Настоящее изобретение относится к выдачному укупорочному средству, содержащему пластмассовый корпус укупорочного средства, выполненный с возможностью прикрепления к контейнеру, предназначенному для продукта, имеющему дозирующий проход для выдачи продукта из контейнера. Корпус укупорочного средства имеет верхнюю стенку, снабженную раздаточным отверстием, которое расположено на одной оси с дозирующим проходом контейнера. Укупорочное средство содержит кроме того самозакрывающийся клапан для закрытия отверстия в верхней стенке.
Контейнеры такие, как сжимаемые бутылки и баночки обычно выполнены с укупорочными средствами, как уже отмечалось, для предоставления возможности регулирования выдачи содержимого из контейнера.
В известных укупорочных средствах самозакрывающийся клапан, как правило, зафиксирован в крышке укупорочного средства вблизи раздаточного отверстия. Известны многие типы самозакрывающихся клапанов. Дисковый клапан, как правило, состоит из диска из прорезиненного материала такого, как раскрытый в US 1989714 и US 3445042, снабженного центральной поверхностью клапана, имеющей одну или более прорези. Дисковый клапан расположен в корпусе укупорочного средства вблизи раздаточного отверстия в верхней стенке и зафиксирован в положении с использованием втулки в форме стопорного кольца. После того, как клапан помещен в корпус укупорочного средства, он фиксируется в своем положении путем установки стопорного кольца над клапаном. Часто стопорное кольцо устанавливается на последующем технологическом этапе. В последнее время дисковые клапаны заменены на клапаны, полученные литьем под давлением более сложного дизайна и формы. Эти типы клапанов, часто выполненные из силиконового каучука, раскрыты, например, в WO2008/074517 и US 5743443. Клапаны, полученные литьем под давлением сложны в дизайне, и способ литья под давлением делает эти виды клапанов довольно дорогими.
Настоящее изобретение имеет задачу создания альтернативного выдачного укупорочного средства.
Данная задача достигнута посредством выдачного укупорочного средства, содержащего пластмассовый корпус укупорочного средства, выполненный с возможностью прикрепления к контейнеру, предназначенному для продукта, имеющему дозирующий проход для выдачи продукта из контейнера.
Корпус укупорочного средства, имеющий верхнюю стенку, снабженную отверстием, которое расположено на одной оси с дозирующим проходом контейнера.
t
Кроме того, укупорочное средство, содержащее самозакрывающийся клапан, выполненный в виде мембраны, изготовленной из полимерной пленки, имеющей толщину , причем мембрана имеет клапанный участок (с одной или более прорезями или отверстиями), который при использовании может принимать открытое положение под воздействием давления продукта, и участок крепления, окружающий клапанный участок.
Участок крепления клапана обеспечен герметичностью с кольцеобразной опорной поверхностью, выполненной как единое целое в корпусе укупорочного средства по периферии отверстия или выполняемой на пластмассовой кольцеобразной вставной части, которая соединяется с корпусом укупорочного средства по периферии отверстия, причем уплотнение между участком крепления и опорной поверхностью содержит кольцевую канавку и внутреннюю зону кольцевого уплотнения, прилегающую к кольцевой канавке на внутренней радиально расположенной стороне, причем кольцевая канавка углублена в опорную поверхность и имеет глубину, которая составляет 2-5 кратную толщину мембраны.
С проведением сваривания между зоной крепления мембраны и кольцеобразной опорной поверхностью, которая содержит канавку и внутреннюю зону кольцевого уплотнения, фиксация мембраны к опорной поверхности является такой, что хорошо функционирующий клапан без выпучивания или образования складок участка клапана может быть гарантирован.
Плотное прижатие участка крепления клапана к кольцеобразной опорной поверхности преимущественно выполнено посредством уплотняющего инструмента, который имеет кольцеобразную возвышающуюся часть, имеющую плоскую верхнюю поверхность и кольцевой выступ, выступающий из упомянутой плоской верхней поверхности, причем упомянутая плоская верхняя поверхность и участок кольцевого выступа определяют уплотняющую испускающую энергию поверхность, причем упомянутая испускающая энергию поверхность сцепляется с уплотняющим участком клапана и испускает энергию к упомянутому уплотняющему участку и к упомянутой опорной поверхности для сваривания их вместе.
Нажатием плоской верхней поверхности кольцеобразной возвышающейся части на кольцеобразную опорную поверхность кольцевой выступ на плоской верхней поверхности вдавливается в материал сначала плоской кольцеобразной опорной поверхности. Следовательно, также кольцевой участок мембраны вдавливается в сначала плоскую кольцеобразную опорную поверхность. Тем самым мембрана немного растягивается в радиальном направлении. В то время, когда кольцевой выступ вдавливается в материал кольцеобразной опорной поверхности, упомянутый материал на радиально расположенной внутренней и наружной стороне канавки, образованной выступом, имеет тенденцию выпирания с учетом сначала плоской опорной поверхности. Поэтому плоская верхняя поверхность уплотняющего инструмента расположена, по меньшей мере, в радиальном направлении внутрь кольцевого выступа, вследствие чего кольцеобразная опорная поверхность является приплюснутой на внутренней стороне канавки. Когда энергия испускается через плоскую верхнюю поверхность и кольцевой выступ, мембрана приваривается и фиксируется на кольцеобразной опорной поверхности в канавке и на внутренней зоне кольцевого уплотнения после того, как мембрана выравнена и внутренняя зона кольцевого уплотнения является приплюснутой.
В предпочтительном выполнении выдачного укупорочного средства согласно настоящему изобретению сваривание между участком крепления и опорной поверхностью к тому же содержит наружную зону кольцевого уплотнения, прилегающую к кольцевой канавке на радиально расположенной наружной стороне.
В соответствии с этим плоская верхняя поверхность уплотняющего инструмента также расположена в радиальном направлении изнутри кольцевого выступа, в результате чего кольцеобразная опорная поверхность является приплюснутой на наружной радиально расположенной стороне канавки. С обеспечением не только внутренней зоны кольцевого уплотнения, но также наружной зоны кольцевого уплотнения может быть гарантировано то, что когда используется, например, пластмассовая кольцевая вставная часть, сочетание вставной части и мембраны представляет собой плоскую поверхность, которая является преимущественной относительно жестко закрепленной вставки в укупорочное средство.
В предпочтительном выполнении выдачного укупорочного средства согласно настоящему изобретению внутренняя зона кольцевого уплотнения и/или наружная зона кольцевого уплотнения являются/является плоскими поверхностями.
В альтернативном варианте осуществления выдачного укупорочного средства согласно настоящему изобретению внутренняя зона кольцевого уплотнения и/или наружная зона кольцевого уплотнения являются/является коническими. Кроме того, в данном варианте осуществления мембране не предоставлена возможность выпучивания или сморщивания и гладкая, ровная присоединительная поверхность гарантирована.
В возможном дополнительном варианте осуществления укупорочного средства внутренняя зона кольцевого уплотнения и наружная зона кольцевого уплотнения имеют одинаковую радиальную ширину.
Вставная часть, которая может быть применима в укупорочном средстве, согласно настоящему изобретению обеспечивает преимущество, состоящее из выполнения из полимерного материала. Предпочтительным материалом, подлежащим использованию для вставной части, является полипропилен (ПП). Кроме того, полиэтилен (ПЭ) является подходящим для изготовления такой вставной части.
В возможном варианте осуществления вставная часть включает в себя периферийный стеночный участок, который продолжается от опорной поверхности кольцеобразной вставной части в аксиальном направлении кольцеобразной вставной части и расположен радиально наружу от опорной поверхности. Периферийный стеночный участок дает эффект, состоящий в том, что участок крепления клапана защищен. Это является, например, преимущественным, если кольцеобразные вставные части, имеющие самозакрывающиеся клапаны, как описано выше, собираются в коробку или другой контейнер для сбора и транспортируются к сборочной линии, где они вставляются в укупорочное средство. Клапан кольцеобразной вставной части и, конкретно, уплотнение между его зоной крепления и опорной поверхностью кольцеобразной вставной части не может быть достигнуто, а значит повреждено другими вставными частями в коробке. С малым риском повреждения может быть достигнута более высокая стабильность качества вставной части с самозакрывающимися клапанами.
Полимерная пленка, которая используется для мембраны, выбирается преимущественно из ПП пленки, ПЭ пленки или ТПЭ пленки.
Полимерная пленка может иметь толщину в диапазоне 30-150 мкм. Толщина пленки зависит от конкретного материала, из которого выполнена пленка.
В возможном варианте осуществления клапанный участок клапана представлен с, по меньшей мере, двумя пересекающимися прорезями.
В возможном варианте осуществления канавка имеет радиальную ширину в диапазоне 0,3-0,4 мм.
Было установлено, что конкретно правильно подобранная пленка в сливных дозирующих укупорочных средствах согласно настоящему изобретению могла бы быть ПП пленкой, имеющей толщину примерно 50 мкм. Однако следует отметить, что пленки других материалов и толщин, могут быть правильно подобраны с тем же успехом.
Было установлено, что с такой ПП пленкой канавка с глубиной 0,15 мм функционирует хорошо.
Внутренняя зона кольцевого уплотнения имеет преимущественно радиальную ширину на уровне 0,5 мм.
Наружная зона кольцевого уплотнения имеет преимущественно радиальную ширину на уровне 0,5 мм.
Согласно настоящему изобретению укупорочное средство и, как правило, размеры контейнеров этих укупорочных средств используются при том, что кольцевая канавка преимущественно имеет диаметр на уровне 10 мм.
Настоящее изобретение также относится к устройству для крепления клапана из пленки к пластмассовому корпусу укупорочного средства или к пластмассовой вставной части, устанавливаемой в корпусе укупорочного средства, для получения корпуса укупорочного средства согласно любому из предыдущих пунктов, причем устройство содержит:
гнездо для расположения и поддерживания корпуса укупорочного средства или вставной части, преимущественно на опорной поверхности, обращенной вверх;
уплотняющий инструмент, содержащий уплотняющую испускающую энергию поверхность, выполненную с возможностью сцепления с уплотняющим участком клапана и испускания энергии к упомянутому уплотняющему участку и упомянутой опорной поверхности для сваривания их вместе,
причем уплотняющий инструмент содержится с возможностью перемещения так, чтобы он мог быть перемещен в направлении и от опорной поверхности корпуса укупорочного средства или вставной части, которая расположена и поддерживается в гнезде,
причем уплотняющий инструмент имеет кольцеобразную возвышающуюся часть, имеющую плоскую верхнюю поверхность и кольцевой выступ, выступающий вперед от упомянутой плоской верхней поверхности, причем упомянутая плоская верхняя поверхность и участок кольцевого выступа определяют уплотняющую испускающую энергию поверхность.
В возможном варианте осуществления этого устройства уплотняющий инструмент является сонотродом, выполненным с возможностью скрепления клапана и опорной поверхности друг с другом ультразвуковой сваркой, причем колебательное движение испускается через уплотняющую испускающую энергию поверхность к уплотняющему участку и опорной поверхности.
В другом возможном варианте осуществления этого устройства уплотняющий инструмент представляет собой инструмент для термосваривания, выполненный с возможностью термосваривания клапана и опорной поверхности друг с другом, в котором тепло испускается через уплотняющую испускающую энергию поверхность к уплотняющему участку и опорной поверхности.
Настоящее изобретение также относится к способу производства выдачного укупорочного средства, содержащей пластмассовый корпус укупорочного средства, выполненный с возможностью прикрепления к контейнеру, предназначенному для продукта, имеющему дозирующий проход для выдачи продукта из контейнера, причем способ содержит следующие этапы:
- литьевого прессования корпуса укупорочного средства, обладающего тем, что он имеет верхнюю стенку, снабженную отверстием, которое расположено на одной оси с дозирующим проходом контейнера, и имеет кольцеобразную опорную поверхность, отформованную за одно целое по периферии отверстия,
t
- выкройки самозакрывающегося клапана, выполненного в виде мембраны из полимерной пленки, имеющей толщину , так, чтобы мембрана имела клапанный участок, который при использовании мог принять открытое положение под воздействием давления продукта, и имела участок крепления, окружающий клапанный участок,
- расположения участка крепления клапана напротив кольцеобразной опорной поверхности,
- плотного прижатия участка крепления клапана к кольцеобразной опорной поверхности посредством уплотняющего инструмента, причем упомянутый уплотняющий инструмент имеет кольцеобразную возвышающуюся часть, имеющую плоскую верхнюю поверхность и кольцевой выступ, выступающий из упомянутой плоской верхней поверхности, причем упомянутая плоская верхняя поверхность и участок кольцевого выступа определяют уплотняющую испускающую энергию поверхность, причем упомянутая испускающая энергию поверхность сцепляется с уплотняющим участком клапана и испускает энергию к упомянутому уплотняющему участку и к упомянутой опорной поверхности для сваривания их вместе.
Настоящее изобретение также относится к выдачному укупорочному средству, содержащей пластмассовый корпус укупорочного средства, выполненный с возможностью прикрепления к контейнеру, предназначенному для продукта, имеющему дозирующий проход для выдачи продукта из контейнера,
причем корпус укупорочного средства имеет верхнюю стенку, снабженную отверстием, которое расположено на одной оси с дозирующим проходом контейнера,
t
причем укупорочное средство, кроме того, содержит самозакрывающийся клапан, выполненный в виде мембраны, изготовленной из полимерной пленки, имеющей толщину , при этом мембрана имеет клапанный участок (с одной или более прорезями или отверстиями), который при использовании может принять открытое положение под воздействием давления продукта, и участок крепления, окружающий клапанный участок,
участок крепления клапана приварен к кольцеобразной опорной поверхности, образуемой на пластмассовой кольцеобразной вставной части, которая соединена с корпусом укупорочного средства по периферии отверстия,
причем кольцеобразная вставная часть включает в себя периферийный стеночный участок, который продолжается от опорной поверхности в аксиальном направлении кольцеобразной вставной части и расположен радиально наружу от опорной поверхности.
Настоящее изобретение будет освещено в последующем описании со ссылкой на чертеж, при этом
Фиг.1 - перспективный вид с пространственным разделением деталей контейнера, обеспеченного вариантом осуществления выдачного укупорочного средства согласно настоящему изобретению;
Фиг.2 - детальный вид поперечного разреза в прямоугольнике на фиг.1;
Фиг.3 - более детальный поперечный разрез вставной части выдачного укупорочного средства фиг.1;
Фиг.4 - вид в плане вертикальной проекции вставной части с самозакрывающимся клапаном выдачного укупорочного средства фиг.1;
Фиг.5 - в виде схемы поперечный разрез устройства для крепления клапана из пленки к пластмассовой опорной поверхности.
На фиг.1 изображен контейнер 1, который имеет участок 2 горлышка, к которому прикреплен корпус 4 укупорочного средства выдачного укупорочного средства. Участок 2 горлышка контейнера определяет дозирующий проход 3. Корпус 4 укупорочного средства содержит верхнюю стенку 41 и периферийную юбку 42.
В конкретном варианте осуществления, изображенном на фиг.1, корпус 4 укупорочного средства имеет крышку 48, соединенную с ним шарниром 49 как единое целое и с возможностью поворота.
Фиг.2 изображает более подробно сливную дозирующую крышку на контейнере в месте дозирующего прохода 3. Верхняя стенка 41 корпуса 4 укупорочного средства выполнена с отверстием 44 для выдачи. В изображенном конкретном варианте осуществления, верхняя стенка 41 выполнена с продолжающимся внутрь кольцевым выступом 45 так, что отверстие 44 лежит углубленно относительно верхней стенки 41. Продолжающийся внутрь кольцеобразный фланец 46 в нижнем конце кольцевого выступа 45 определяет отверстие 44 для выдачи.
На нижней стороне кольцеобразного фланца 46 и кольцевого выступа 45 расположена кольцеобразная вставная часть 5. Вставная часть 5 выполнена из полимерного материала, предпочтительно ПП или ПЭ, хотя другие полимерные материалы также допустимы.
Кольцеобразная вставная часть 5, выполненная с самозакрывающимся клапаном 6 изображена более подробно на фиг.3 и фиг.4. Кольцеобразная вставная часть 5 представляет собой, по существу, плоское пластмассовое кольцо 51 с внутренней кромкой 53 и выступающей вверх цилиндрической стенкой 52 на его радиальной наружной кромке. На стороне кольца 51, которая обращается к верхней стенке 41 корпуса 4 укупорочного средства, расположен самозакрывающийся клапан 6. Вставная часть соединена с корпусом 4 укупорочного средства по периферии отверстия защелкивающимся соединением между радиально расположенной внутренней стороной выступающей вверх периферийной стенки 52 и радиально расположенной наружной стороной кольцевого выступа 45. На фиг.3 защелкивающийся кольцеобразный выступ 55 показан так, чтобы сцеплялся с защелкивающимся элементом кольцевого выступа 45.
t
Самозакрывающийся клапан 6 выполнен в виде мембраны, изготовленной из полимерной пленки, имеющей толщину , при этом мембрана имеет клапанный участок 61, который представлен пересекающимися прорезями 62, 63. Клапанный участок 61 может принять открытое положение под воздействием давления продукта. Мембрана имеет участок 64 крепления, окружающий клапанный участок 61.
Полимерная пленка, из которой выполнена мембрана, может, например, быть ПП пленкой, ПЭ пленкой или ТПЭ пленкой.
Участок 64 крепления клапана 6 обеспечивает герметичность с кольцевой опорной поверхностью 54, образованной на части 51 плоского кольца пластмассовой кольцеобразной вставной части 5.
В конкретном варианте осуществления, изображенном на чертежах, уплотнение между участком 64 крепления и опорной поверхностью 54 содержит кольцевую канавку 71, причем внутренняя зона 72 кольцевого уплотнения прилегает к кольцевой канавке 71 на ее внутренней радиально расположенной стороне, и наружная зона 73 кольцевого уплотнения прилегает к кольцевой канавке 71 на ее наружной радиально расположенной стороне.
t
Кольцевая канавка 71 углублена в опорную поверхность 54 (сравни фиг.3) и имеет глубину, которая является 2-5 кратной толщиной  мембраны. Глубина канавки в этом диапазоне (2t-5t) гарантирует, что мембрана растянута достаточно, чтобы она была гладкой, но не растянута слишком много. Глубина канавки зависит на практике от конкретного материала, из которого изготовлена полимерная пленка.
В изображенном варианте осуществления внутренняя зона 72 кольцевого уплотнения и наружная зона 73 кольцевого уплотнения плоские. Однако также возможно, чтобы внутренняя и/или наружная зона кольцевого уплотнения 72, 73 были коническими, т.е. они были заглублены относительно опорной поверхности 54 с незначительным наклоном к канавке 71.
На фиг.3 изображено, что наружная зона 73 кольцевого уплотнения имеет ширину, которая меньше, чем внутренняя зона 72 кольцевого уплотнения. Однако также возможно, что наружная зона 73 кольцевого уплотнения имеет большую ширину, чем внутренняя зона 72 кольцевого уплотнения. Преимущественно, наружная зона 73 кольцевого уплотнения и внутренняя зона 72 кольцевого уплотнения имеют одинаковую радиальную ширину.
t
t
Толщина  полимерной пленки может быть в диапазоне 30-150 мкм в зависимости от материала для изготовления пленки. Просто, как индикация: если используется ПП пленка для производства мембраны, толщина  пленки - это преимущественно, около 50 мкм. При использовании ПЭ пленки необходимая толщина пленки могла бы быть около 110 мкм. ТПЭ пленка имеет толщину, которая превышает 100 мкм.
В практическом варианте осуществления мембрана выполнена из ПП, радиальная ширина наружной зоны 73 кольцевого уплотнения и внутренней зоны кольцевого уплотнения может, например, быть около 0,5 мм. В таком варианте практического осуществления канавка 71 может, например, иметь диаметр на уровне 10 мм и радиальную ширину в диапазоне 0,3-0,4 мм и глубину на уровне 0,15 мм. При этом следует отметить, что сочетание размеров, конкретно упоминаемое здесь, хотя практически возможно, предусмотрено для того, чтобы показать размеры различных частей. Упоминаемые размеры не следует рассматривать, как ограничивающие. Это зависит от конкретных используемых материалов, какие размеры являются необходимыми, чтобы добиться осуществления хорошо действующего клапана, который хорошо фиксируется к опорной поверхности. Когда специалист сможет определить, какие размеры должны быть использованы в конкретном варианте осуществления.
На фиг.5 изображено устройство 100 крепления клапана 6 из пленки к пластмассовой вставной части 5, устанавливаемой в корпусе 4 укупорочного средства, как рассмотрено в вышеизложенном.
Устройство содержит гнездо 101 для расположения и поддерживания вставной части 5, преимущественно, на опорной поверхности 54, обращенной вверх.
Кроме того, устройство 100 содержит уплотняющий инструмент 102. Уплотняющий инструмент 102 имеет уплотняющую испускающую энергию поверхность 103, выполненную с возможностью сцепления с уплотняющим участком 64 клапана 6 и испускания энергии к упомянутому уплотняющему участку 64 и к упомянутой опорной поверхности 54 для сваривания их вместе.
Уплотняющий инструмент 102 поддерживается с возможностью перемещения так, что он может быть перемещен в направлении и от вставной части 5, которая расположена и оперта в гнезде 101, как проиллюстрировано двойной стрелкой, обозначенной номером позиции 104.
Уплотняющий инструмент 102 имеет кольцеобразную возвышающуюся часть 105, имеющую плоскую верхнюю поверхность 106 и кольцевой выступ 107, который выступает из плоской верхней поверхности 106. Плоская верхняя поверхность 106 и участок 107 кольцевого выступа определяют уплотняющую испускающую энергию поверхность 103. Кольцевой выступ 107 придает форму канавке 71, а участки плоской верхней поверхности по внутренней и наружной радиально расположенной стороне кольцевого выступа 107 придают форму внутренней и наружной зонам 72, 73 уплотнения.
Высота кольцевого выступа 107 относительно плоской верхней поверхности 106 определяет глубину канавки 71, которая может быть 2-5 кратной толщины ʺtʺ мембраны. Высота кольцевого выступа, соответствующая глубине канавки в данном диапазоне (2t-5t) гарантирует, что собранная мембрана установлена вровень. Если высота выступа 107 была бы слишком высокой и, таким образом, канавка бы стала слишком глубокой, вытеснение материала опорной поверхности 54 могло быть слишком большим для сглаживания плоской верхней поверхности 106. В связи с этим вблизи канавки могли бы находиться утолщения, которые могут быть причиной образования складок и выпучивания мембраны.
Преимущественно уплотняющий инструмент 102 представляет собой сонотрод, выполненный с возможностью скрепления клапана 6 и опорной поверхности 54 друг с другом ультразвуковой сваркой. Колебательная энергия испускается через уплотняющую испускающую энергию поверхность 103 к уплотняющему участку 64 и опорной поверхности 54, в результате чего выполняется сваривание 71, 72, 73.
В другом возможном варианте осуществления уплотняющий инструмент 102 представляет собой инструмент для термосваривания, выполненный с возможностью термосваривания клапана 6 и опорной поверхности 54 друг с другом. В таком варианте осуществления тепло испускается посредством уплотняющей испускающей энергию поверхности 103 к уплотняющему участку 64 клапана 6 и опорной поверхности 54.
Выше описано, что клапан 6 из пленки приварен к опорной поверхности вставной части 5, которая расположена в корпусе 4 укупорочного средства, и соединена с ним, например, посредством защелкивающего соединения, как показано. Однако следует отметить, что возможен также вариант осуществления, в котором вставная часть не совершает чего-либо и в котором опорная поверхность, как описано выше в связи с вставной частью, отформована, как единое целое, в корпусе 4 укупорочного средства, например, на фланце 46. В таком варианте осуществления участок 64 крепления клапана 6 обеспечен герметичностью с опорной поверхностью, которая является нераздельной частью корпуса укупорочного средства.