БУТЫЛКА И ДОННАЯ ЧАСТЬ БУТЫЛКИ

Предлагаемое техническое решение относится к области производства стеклянной тары или полимерного материала, например полиэтилентерефталата (ПЭТ), используемых для длительного хранения и транспортировки жидких пищевых продуктов, например, газированных напитков.
Известна бутылка (пат. РФ №18835, МПК B65D 1/02, опубл. 20.07.2001 г.), выполненная из стекла или полимерного материала, имеющая горлышко с резьбовым венчиком, цилиндрический корпус, плечики конусообразной формы, радиусно сопрягающиеся с корпусом и донышко, боковая поверхность плечиков имеет слегка вогнутую форму и декорирована вертикально ориентированными сужающимися кверху гофрами, гребни и впадины которых имеют скругленную форму, а в цилиндрической части корпуса имеется кольцевое углубление.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели решением является бутылка (пат. РФ №22466, МКИ B65D 1/02, опубл. 10.04.2002 г.), выполненная из стекла или полимерного материала, имеющая горлышко с резьбовым венчиком, цилиндрический корпус, плечики конусообразной формы, радиусно сопрягающиеся с корпусом и донышко, боковая поверхность плечиков имеет слегка вогнутую форму и декорирована вертикально ориентированными сужающимися кверху гофрами, гребни и впадины которых имеют скругленную форму, а в центральной части корпуса имеется кольцевое углубление под этикетку.
Общим недостатком известного решения и прототипа является низкая надежность и устойчивость, обусловленная недостаточной пространственной жесткостью нижней части корпуса бутылки, прилегающей к донной части, и самой донной части, особенно при заполнении напитком под давлением, а также невысокая потребительская привлекательность.
Основной задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью является создание бутылки, выполненной из стекла или полимерного материала, обладающей высокой надежностью, устойчивостью и потребительской привлекательностью.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в повышении надежности и пространственной жесткости бутылки путем повышения жесткости нижней части корпуса и донной части и формировании привлекательной геометрии горловины и донной части.
Указанный технический результат достигается тем, что в бутылке, выполненной из стекла или полимерного материала, содержащей цилиндрический корпус, донную часть, плечики конусообразной формы, радиусно сопрягающиеся с корпусом, и горловину, снабженную резьбовым венчиком, нижняя часть цилиндрического корпуса, прилегающая к донной части, снабжена кольцом жесткости, а стенки бутылки выполнены с переменной толщиной с утолщением в области кольца жесткости и донной части бутылки.
Целесообразно отношение длины горловины к высоте конусообразной части плечиков выполнять равным 7:3.
Рекомендуется отношение высоты цилиндрической части корпуса к высоте кольца жесткости выполнять равным 9:3.
Оптимально отношение толщины стенки кольца жесткости к толщине стенки центральной части корпуса выполнять равным 2:1.
Предпочтительно в центральной части корпуса выполнять кольцевое углубление под этикетку.
Рекомендуется отношение толщины донной части к толщине стенки кольца жесткости выполнять равным 2:1.
Указанный технический результат также достигается тем, что донная часть бутылки выполняется с увеличенной толщиной по отношению к поясу жесткости в форме сферы или конуса с вершиной, обращенной внутрь бутылки.
Предпочтительно в донной части бутылки ребра жесткости выполнять в виде лучей, расходящихся от оси бутылки к краю.
Оптимально в донной части бутылки ребра жесткости в поперечном сечении выполнять в форме треугольника или треугольника со скругленными вершинами или трапеции с плавным увеличением размеров по мере перемещения вдоль ребра жесткости от оси бутылки к краю.
Высокая надежность и устойчивость бутылки обеспечивается выполнением в нижней части корпуса кольца жесткости и донной части в форме сферы или конуса с вершиной, обращенной внутрь бутылки с увеличенной толщиной по отношению к поясу жесткости, а также за счет выполнения стенок бутылки с переменной толщиной с утолщением в области кольца жесткости и донной части бутылки;.
Потребительская привлекательность достигается формированием бочкообразной геометрии горловины и донной части в форме сферы или конуса с ребрами жесткости в виде расходящихся лучей.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид бутылки, на фиг.2 показана донная ее часть и распределение материала по толщинам в донной части бутылки, а на фиг 3 представлена форма ребер жесткости в поперечном сечении.
Бутылка содержит корпус 1 цилиндрической формы, сопряженный с донной частью 2 и плечиками 3 конусообразной формы, горловину 4 бочкообразной формы с венчиком 5, снабженным внешней резьбой для крышки. В различных вариантах исполнения отношение длины горловины к высоте конусообразной части плечиков принимается в пределах 3:7.
Корпус 1 выполнен с переменной толщиной стенок. Для обеспечения надежности и устойчивости в нижней части корпуса создано кольцо жесткости 6, выполненное с превышением толщины стенок по отношению к толщине стенки центральной части корпуса в пределах 2:1, а в средней части корпуса 1 может быть выполнено кольцевое углубление 7 для наклейки этикетки. В различных вариантах реализации отношение высоты цилиндрической части корпуса к высоте кольца жесткости принимается равным 9:3. Кольцо жесткости сопряжено с донной частью 2, которая для предотвращения выдавливания при заполнении напитков под давлением и обеспечения жесткости выполнена в различных вариантах исполнения с превышением толщины в пределах 2:1 по отношению к толщине стенок кольца жесткости.
Донная часть 2 бутылки, выполнена вогнутой с радиальными ребрами жесткости 8, имеет увеличенную толщину по отношению к поясу жесткости в пределах 2:1 и имеет форму сферы или конуса с вершиной, обращенной внутрь бутылки. Дополнительную жесткость донной части 2 обеспечивают ребра жесткости 8 выполненные в виде лучей, расходящихся от оси бутылки к краю (фиг.2), в поперечном сечении выполненные в форме треугольника 9 или треугольника со скругленными вершинами 10 или трапеции 11 (фиг.3) с плавным увеличением размеров по мере перемещения вдоль ребра жесткости от оси бутылки к краю.
Бутылка может быть изготовлена из стекла или полимерного материала, например полиэтилентерефталата с использованием современных технологий и оборудования.
Процесс изготовления бутылки из полимерного материала включает стадии нагрева преформы, уравновешивания температуры и формирования.
В процессе нагрева преформы, надетые на специальные стержни, проходят через инфракрасную камеру нагрева, в которой приобретают температуру, необходимую для растягивания и выдува, причем в процессе выдува необходимо, чтобы различные зоны преформы имели разную температуру. Для этого преформы последовательно проходят через ряд нагревательных блоков, состоящих из инфракрасных нагревателей с рефлекторными пластинами, предотвращающими нагрев определенных участков преформы. Размер и форма выдуваемой бутылки являются факторами, определяющими так называемый температурный профиль, то есть температурный режим для отдельных участков преформы в процессе ее превращения в бутылку. Для варьирования температурного профиля каждый нагревательный блок, входящий в состав нагревательной камеры, оснащен девятью отдельными расположенными вертикально друг над другом нагревательными элементами, которые нагревают различные участки преформы. Степень их нагрева регулируется независимо друг от друга с контрольной панели, что позволяет оператору не только задавать тот или иной температурный профиль, но и также постепенно, с прохождением преформы по зоне нагрева, повышать температуру. Участок преформы, прилегающий к горлышку, зачастую требует для нагрева до требуемой температуры больше тепла, чем прочие участки, поэтому нагревательные элементы, нагревающие эту зону, должны быть мощнее и многочисленнее. Полностью сформованное на стадии изготовления преформы горлышко защищается от нагрева экраном с водяным охлаждением. Число нагревательных блоков и скорость прохождения преформы через камеру нагрева зависит от количества выдувных форм в машине и от веса нагреваемых преформ. Поскольку полимерный материал обладает низкой теплопроводностью, внешняя поверхность преформы во избежание нежелательной кристаллизации подвергается охлаждению в период, когда она находится между нагревательными блоками камеры нагрева. Это промежуточное охлаждение осуществляется с помощью воздушных насосов, расположенных между каждыми нагревательными блоками. Таким образом, с одной стороны, преформа постепенно подвергается нагреванию, а с другой, ее поверхность постоянно охлаждается.
После нагрева, для коррекции температурного профиля, преформы проходят особую стадию обработки, направленную на уравновешивание температуры (эквилибрацию), т.е. распределение температуры ПЭТ в прямой зависимости от толщины стенок. Этап эквилибрации оптимизируется по длительности, т.к. при слишком коротком периоде эквилибрации стенки бутылки получатся неравномерными по толщине, а при затянутом периоде тщательно выверенный температурный профиль нарушается, что приводит к перегреву горлышка и донной части, вызывая деформацию последних при дальнейшей обработке. Выдув бутылки осуществляется при температуре около 110°С.
Формирование бутылки осуществляется установкой, состоящей из трех частей: двух боковых стенок, открывающихся в вертикальной плоскости, и базы, перемещающейся в вертикальном направлении. Как только преформа занимает соответствующее положение, форма закрывается. Подвижная база (дно) перемещается вверх, и стенки замыкаются вокруг нее. Все это происходит одновременно, в результате три составные части соединяются воедино. В это время растягивающий стержень начинает движение вниз, преформа растягивается в вертикальной плоскости и предварительно выдувается под давлением в 25 бар. Бутылка на этой стадии выдувается до 80-90% своего полного размера. Затем подается высокое (40 бар) давление, и на этой стадии бутылка приобретает свою окончательную форму. Прижимаясь к холодным стенкам формы, бутылка охлаждается, становится достаточно жесткой и при открывании боковых стенок удаляется.
Бутылка используется следующим образом.
Подготовленный напиток разливается в бутылки в условиях производства, обеспечивающих наполнение до заданного уровня и биологическую защиту. После заполнения на венчик 5 бутылки навинчивается крышка по резьбе до ограничителя, затем на среднюю часть корпуса 1, или, при соответствующем исполнении, на кольцевое углубление 7 прикрепляется этикетка.
Готовую продукцию упаковывают в упаковки по несколько штук в мягкую транспортную тару из термоусадочной полиэтиленовой пленки (групповая упаковка), затем складируют в несколько рядов по вертикали для хранения и/или транспортирования.
Конфигурация корпуса бутылки, соотношение размеров частей корпуса обеспечивают надежный захват за горловину нескольких бутылок, а наличие кольцевого углубления и шероховатых поверхностей горловины и пояса жесткости - удержание наклоненной бутылки.
Поскольку укладка упаковок в несколько рядов практически не может быть осуществлена абсолютно вертикально, на нижние ряды воздействует не только вертикальная, но и некоторая боковая составляющая силы веса, создающая крутящий и изгибающий моменты, бутылка должна обладать значительной жесткостью. Наличие конусообразных плечиков, пояса жесткости, выполнение донной части с увеличенной толщиной в форме конуса, снабженного ребрами жесткости, придает бутылке продольную прочность и устойчивость, достаточную для восприятия нагрузки от выше расположенных рядов упаковок без разрушающих деформаций и позволяет осуществлять разлив напитков с дозированием жидкого азота в бутылку с увеличением давления в бутылке на 0,1-0,3 бар, что в свою очередь способствует увеличению микробиологической стойкости продукта и повышению сопротивления вертикальным осевым нагрузкам при штабельном хранении партий бутылок.
Предлагаемая полезная модель решает поставленную задачу по созданию бутылки, выполненной из стекла или полимерного материала, обладающей высокой надежностью, устойчивостью и потребительской привлекательностью.