ЗАКРЫВАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТЕЙНЕРА ДЛЯ НАПИТКОВ
CLOSING DEVICE FOR BEVERAGE CONTAINERS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к закрывающему устройству для контейнера для напитков, содержащему основную сборку, имеющую отверстие для питья, и клапанное приспособление. В одном воплощении клапанное приспособление связано с основной сборкой и способно занимать различные состояния для определения степени, до которой проход к отверстию для питья в основной сборке со стороны закрывающего устройства, которая должна быть обращена к контейнеру для напитков, заблокирован.
Настоящее изобретение также относится к сборке контейнера для напитков и закрывающего устройства, как сказано выше, при этом закрывающее устройство с возможностью отсоединения присоединено к контейнеру для напитков.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Хорошо известно, что маленькому ребенку сложно пить из открытого контейнера для напитков, такого как чашка, без пролития содержимого контейнера для напитков. Маленький ребенок не может выполнять все необходимые сложные движения и не способен контролировать степень, до которой контейнер для напитков необходимо постепенно наклонять в процессе. Даже если ребенку помогает взрослый, не всегда можно предотвратить пролитие напитка из-за неожиданных движений ребенка. Для решения этой проблемы были разработаны различные типы устройств для закрытия контейнера для напитков, содержащие корпус и носик, например, который выступает от закрывающего устройства и имеет по меньшей мере одно отверстие для питья на своем свободном конце. Когда ребенок хочет пить, он берет носик в свой рот и удерживает контейнер для напитков в наклонном положении при оказании всасывающий силы на носик, напиток протекает в его рот через носик хорошо регулируемым образом из-за ограниченного размера по меньшей мере одного отверстия для питья. Более того, когда контейнер для напитков, оборудованный закрывающим устройством, удерживается вверх ногами или трясется, например, степень вытекающего содержимого контейнера ограничена из-за ограниченного размера по меньшей мере одного отверстия для питья, или вытекания вовсе не возникает в том случае, когда закрывающее устройство оборудовано клапанным приспособлением, которое, как правило, закрыто и которое предназначено для открытия под действием силы всасывания, оказываемой через по меньшей мере одно отверстие для питья.
В закрывающем устройстве, оборудованном клапанным приспособлением, как описано выше, клапанное приспособление может быть расположено внутри носика или в определенном положении внутри корпуса, позади носика. В любом случае, клапанное приспособление должно иметь такую конструкцию, чтобы обычная сила всасывания, какая может быть оказана маленьким ребенком, была достаточной для приведения клапанного приспособления в открытое состояние. С другой стороны, клапанное приспособление не должно открываться легко с тем, чтобы избежать пролития, когда контейнер для напитков, оборудованный закрывающим устройством, удерживается в перевернутом положении или трясется, например. Фактически в этих случаях клапанное приспособление подвергается силе, направленной изнутри контейнера для напитков наружу из контейнера для напитков, в том же направлении, что и направление силы всасывания, оказываемой через по меньшей мере одно отверстие для питья. Поэтому в решениях предшествующего уровня техники конструкция клапанного приспособления основана на компромиссе между ситуацией питья и ситуацией, в которой давление превалирует внутри контейнера для напитков. В результате, ребенок вынужден оказывать довольно большую силу всасывания, в противном случае нельзя гарантировать защиту закрывающего устройства от утечек.
В документе US 4135513 описана форсунка, помещаемая в отверстие бутылочки для кормления или подобного контейнера, позволяющая осуществлять питье путем всасывания, при этом предотвращая утечки, когда бутылка остается в любом положении. В частности, форсунки для питья состоят из внутреннего, полого, по существу цилиндрического элемента, предназначенного для введения герметичным образом в отверстие контейнера для напитков, и наружной форсунки, соединенной с указанным элементом, выступающей из отверстия контейнера. Между цилиндрическим элементом и форсункой выполнено седло клапана, клапан, корпус которого расположен на стороне седла клапана, обращенной к форсунке, и соединен с одним концом вала, проходящего сквозь седло клапана. Другой конец вала соединен с мембраной, прикрепленной вдоль своего периметра к внутреннему концу цилиндрического элемента. Таким образом, достигается, что мембрана вместе с закрывающим устройством, расположенным снаружи внутреннего конца цилиндрического элемента, образуют пространство, которое сквозь скважину в цилиндрическом элементе сообщается с атмосферой. Более того, цилиндрический элемент оборудован отверстиями, сообщающими внутреннее пространство контейнера с пространством, ограниченным внутренней стенкой цилиндра, седлом клапана, корпусом клапана и мембраной, при этом наружный конец цилиндрического элемента над отверстиями, как указано выше, герметично соединен со свободной гранью отверстия контейнера. Предпочтительно мембрана присоединена к валу корпуса клапана с предварительным натяжением так, чтобы мембрана поддерживала корпуса клапана у седла клапана с определенным давлением.
При использовании форсунки, когда при помощи всасывания создается давление разрежения в пространстве, образованном форсункой, седлом клапана и корпусом клапана, корпус клапана будет подниматься из седла так, чтобы жидкость, содержащаяся в этом пространстве, вытекала через седло клапана. Давление разрежения будет в конечном счете сбалансировано благодаря тому, что клапан впустит воздух после того, как пользователь уберет форсунку изо рта.
Герметичность, достигнутая между корпусом клапана и седлом клапана при помощи предварительного натяжения мембраны, является достаточной для предотвращения вытекания жидкости из контейнера через клапан, когда контейнер помещен на бок. Когда контейнер перевернут и трясется или сжимается вместе с тем, тем не менее, существуют большие воздействующие силы, и сила герметизации, вызванная предварительным натяжением мембраны, в этом случае является относительно незначительной. Давление, возникающее в пространстве, когда контейнер подвергается давлению, будет воздействовать с силой на мембрану в направлении вдаль от седла клапана так, чтобы корпус клапана прижимался к седлу клапана с силой, которая возрастает пропорционально давлению в пространстве, в результате чего жидкость не может вытечь из контейнера.
В документе US 2003/037820 описаны различные типы клапанов для использования в соединении с контейнерами для напитков или трубками. Среди прочего описана трубка, имеющая клапанный элемент, включающий в себя диафрагму. Клапанный элемент также включает в себя гнездо и плунжер. Диафрагма реагирует на внешнюю силу, оказываемую пользователем, и перемещение диафрагмы в ответ на внешние силы приводит клапанный элемент в открытое состояние. Плунжер имеет первый конец, соединенный с диафрагмой, и второй конец, простирающийся от нижней поверхности диафрагмы. Второй конец плунжера по существу запирает гнездо, когда клапанный элемент находится в закрытом состоянии.
В другом воплощении клапана клапанный элемент содержит механизм типа «утиный нос». Клапанный элемент в соответствии с данным воплощением может быть приведен в открытое состояние либо с помощью давления вакуума, либо с помощью положительного давления, оказываемого на боковую стенку трубки. В частности, клапанный элемент содержит пористый элемент, имеющий центральный участок, который расширяется, когда клапанный элемент находится в открытом состоянии. Центральный участок по меньшей мере по существу герметизирован в закрытом состоянии и реагирует на внешнюю силу, оказываемую пользователем, при этом расширяющийся центральный участок расширяется так, чтобы обеспечивать возможность прохождения через него потока жидкого вещества. Центральный участок включает в себя сужающийся по направлению внутрь гибкий «утиный нос». Этот утиный нос имеет шарнирный участок, присоединенный к боковым стенкам трубки, и отделяемую прорезь, которая по меньшей мере по существу герметизирована, когда клапанный элемент находится в закрытом состоянии. Клапанный элемент реагирует на отклонение в боковой стенке для открытия клапанного элемента. Для приведения клапанного элемента в действие с помощью давления вакуума пользователь оказывает давление вакуума на дальний конец трубки. В результате, боковые стенки трубки вынуждены сжиматься до некоторой степени, посредством чего прорезь открывается, обеспечивая возможность потока жидкости.
В документе GB 2333770 описана сборка крышки для сосуда для напитков, такого как учебный поильник, содержащая крышку с носиком для питья, выступающим от нее. Более того, на крышке закреплена диафрагма, имеющая уплотнительный участок, сообщающийся с седлом клапана, для того чтобы предотвратить протечки жидкости через носик, и другой уплотнительный участок для закрытия вентиляционного отверстия. Когда пользователь выполняет всасывание из носика, уплотнительные участки отклоняются так, чтобы обеспечивать поток жидкости через носик и поток воздуха через вентиляционное отверстие. В ряде воплощений последний уплотнительный участок представляет собой кольцевую боковую створку на диафрагме, простирающуюся наружу вдоль по существу небольшого расстояния.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей настоящего изобретения является обеспечение улучшенного закрывающего устройства для контейнера для напитков. Изобретение определено в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные воплощения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. В одном воплощении оборудовано клапанное приспособление, которое может быть легко открыто пользователем, оказывающим вакуумную силу, и при этом способное обеспечивать герметичное закрытие контейнера для напитков в случае, когда клапанное приспособление подвергается давлению со стороны контейнера. В одном воплощении оборудовано закрывающее устройство для контейнера для напитков, содержащее основную сборку, оборудованную по меньшей мере одним отверстием для питья, и клапанное приспособление, соединенное с основной сборкой, которое способно принимать различные состояния для определения степени блокировки прохода к отверстию для питья в основной сборке со стороны закрывающего устройства, обращенной к контейнеру для напитков, при этом клапанное приспособление содержит элемент, который шарнирно соединен с опорным участком поверхности основной сборки, при этом клапанный элемент имеет два участка, соединенных друг с другом с помощью области клапанного элемента, присутствующей в положении, где клапанный элемент шарнирно соединен с участком опорной поверхности основной сборки, при этом лишь один из двух участков клапанного элемента находится в прямом соединении с отверстием для питья основной сборки.
Закрывающее устройство в соответствии с настоящим изобретением содержит основную сборку, которая может включать в себя корпус и носик, выступающий от корпуса, при этом следует отметить, что в пределах настоящего изобретения также допустимы другие воплощения основной сборки. Клапанное приспособление закрывающего устройства в соответствии с настоящим изобретением содержит клапанный элемент, который может представлять собой упругий элемент, например силиконовую мембрану или силиконовое кольцо. Клапанный элемент может быть расположен так, чтобы быть шарнирно связанным с участком поверхности основной сборки закрывающего устройства, в частности, для шарнирного контакта или шарнирного соединения с участком поверхности, как указано выше. На практике в случае, когда шарнирное соединение представляет собой шарнирный контакт, шарнирный контакт может быть реализован любым подходящим образом, начиная от случая, в котором участок поверхности основной сборки является плоским и в котором клапанный элемент содержит V-образный участок и/или оборудован выступающим участком для контакта с плоским участком поверхности, до случая, в котором клапанный элемент имеет плоский участок поверхности, обращенный к участку поверхности основной сборки, и в котором участок поверхности основной сборки имеет V-образную форму и/или представляет собой выступающий участок для контакта с плоской поверхностью клапанного элемента.
Шарнирное соединение может быть выполнено в таком положении относительно клапанного элемента, чтобы можно было различить два участка клапанного элемента, при этом участки соединены между собой с помощью области, выполненной в точном положении шарнирного соединения между клапанным элементом и участком поверхности основной сборки. Тот факт, что между клапанным элементом и участком поверхности основной сборки существует шарнирное соединение, улучшает способность клапанного элемента принимать различные ориентации до некоторой степени. В случае, когда клапанный элемент обладает упругими свойствами, клапанный элемент более того способен к деформации. Изменения во внешнем виде клапанного элемента в закрывающем устройстве могут быть использованы для закрытия и открытия прохода в закрывающем устройстве к отверстию для питья. Понятно, что в контексте закрывающего устройства деформации и/или изменения ориентации будут осуществляться под действием давлений, в частности давления в ситуации, когда пользователь оказывает силу всасывания через отверстие для питья, с одной стороны, и давления, действующего в том же направлении на клапанное приспособление, но с другой стороны, а именно со стороны, обращенной к внутреннему пространству контейнера для напитков.
В целях полноты следует отметить, что контейнер для напитков может представлять собой чашку, бутылку и тому подобное, которая закрыта за исключением отверстия, через которое контейнер можно заполнить жидкостью и через которое жидкость можно вновь распределить из контейнера. Однако также существует вариант обеспечения контейнера для напитков с отверстием, через которое контейнер можно заполнить жидкостью, и отверстием, через которое жидкость может быть распределена из контейнера. Закрывающее устройство имеет такую конструкцию, чтобы осуществлять функцию закрытия контейнера для напитков в месте указанного отверстия.
Если один из двух участков клапанного элемента находится в прямом соединении с отверстием для питья, при этом шарнирное соединение между клапанным элементом и участком поверхности основной сборки может иметь функцию блокировки возможного сообщения между другим участком клапанного элемента и отверстием для питья, можно достигнуть того, что, когда пользователь оказывает всасывающую силу через отверстие для питья, она воздействует лишь на один участок. В результате этот участок вынужден деформироваться и/или наклоняться. Этот эффект может быть подходящим образом применен для вынужденного открытия клапанного приспособления. В целях ясности участок клапанного приспособления, как указано выше, будет называться первичным участком, при этом другой участок клапанного элемента, т.е. участок, не подвергающийся прямому воздействию от отверстия для питья, будет называться вторичным участком.
Поскольку первичный участок соединен с вторичным участком, шарнирное перемещение первичного участка может вызвать шарнирное перемещение вторичного участка, при этом степень, с которой вторичный участок деформируется и/или наклоняется, зависит от степени упругости клапанного элемента, среди прочих факторов. Подобным образом давление, оказываемое на вторичный участок, вынуждает вторичный участок деформироваться и/или наклоняться, при этом натяжения, преобладающие во вторичном участке, частично также передаются на первичный участок. Давление может представлять собой давление, преобладающее во внутреннем пространстве контейнера для напитков, который оборудован закрывающим устройством из-за того, что контейнер для напитков трясется или переворачивается, например, в то время как в нем хранится жидкость. То же давление может также воздействовать на первичный участок, что создает эффект открытия первичного участка, если только эффект натяжений, передаваемых вторичным участком, не сильнее, и реализует тенденцию первичного участка перемещаться в направлении, противоположном направлению открытия. Это можно обеспечить путем выбора подходящих рабочих параметров закрывающего устройства, принимая во внимание диапазон нормального давления, связанного с всасывающим действием пользователя, и диапазон нормального давления, связанного с внутренними давлениями, которые можно ожидать в контейнере для напитков из-за неосторожного обращения соответственно. В практическом воплощении первичный участок может быть меньше вторичного участка. В таком воплощении, принимая, что расстояния от первичного участка до области шарнира не намного больше расстояний от вторичного участка до области шарнира, когда давление воздействует как на первичный участок, так и на вторичный участок, шарнирное воздействие вторичного участка на первичный участок всегда может быть существенно больше тенденции первичного участка перемещаться в направлении, вынуждающем клапанное приспособление открываться.
М
r
n
F
M
e
about line
line
line
В частности, с точки зрения выполняемых размеров положения и ориентации двух участков клапанного элемента предпочтительно, чтобы наименьший общий момент силы был на участке элемента, находящемся в прямом сообщении с отверстием для питья основной сборки, по сравнению с другим участком элемента, т. е. участком, не находящимся в прямом сообщении с отверстием для питья, когда элемент подвергается давлению со стороны закрывающего устройства, которая обращена к контейнеру для напитков. В этом отношении следует отметить, что общий момент сил вычисляется на основании следующего уравнения: , где  представляет общий момент силы, являющийся вектором, А представляет площадь клапанного элемента, dA представляет отдельный участок площади клапанного элемента,  представляет вектор от данной шарнирной точки до центра участка площади и Р представляет давление, переходящее в силу, перпендикулярную участку площади. Таким образом, уравнение также может быть выражено как , где  представляет вектор силы. Момент над линией через заданную точку можно найти, взяв внутреннее произведение момента вектора и единичный вектор в направлении линии: M=×, где e представляет вектор в направлении линии.
r
М
М
Основные объекты вычисления общего момента силы включают в себя следующее: давление работает во всех направлениях и создает силу, перпендикулярную площади поверхности; момент зависит от силы, расстояния от шарнирной точки и направления как силы, так и вектора ; результатом является вектор , который может простираться по линии для создания момента над линией. При этой процедуре сначала вычисляется вектор , и результат снижается до момента над линией с помощью внутреннего произведения. Альтернативно влияние каждого из участков площади на момент над линией может быть вычислено до интеграции.
В практическом воплощении закрывающего устройства в соответствии с настоящим изобретением первичный участок клапанного элемента содержит площадь для контакта с участком поверхности основной сборки, который представляет собой другой участок поверхности основной сборки, отличающийся от участка поверхности, вовлеченного в шарнирное соединение клапанного элемента, при этом закрытое состояние клапанного приспособления связано с ситуацией, когда площадь приводится в контакт с соответствующим участком поверхности основной сборки, и при этом открытое состояние клапанного приспособления связано с ситуацией, в которой площадь находится на удалении от соответствующего участка поверхности. Таким образом, в таком воплощении закрытое состояние клапанного приспособления основывается на замкнутом контакте между клапанным элементом и участком поверхности основной сборки в надлежащем положении для блокировки прохода к отверстию для питья. Предпочтительно, рассматривая применение закрывающего устройства с контейнером для питья, задачей конструкций клапанного элемента и основной сборки является замкнутый контакт, когда клапанный элемент занимает положение по умолчанию, являющееся исходным положением в ситуации, когда не обеспечивается избыточного давления или давления разрежения, и обеспечение открытия, когда давление разрежения преобладает в результате сил всасывания, оказываемых через отверстие для питья, и интенсификация замкнутого контакта с помощью рычажного воздействия вторичного участка клапанного элемента на первичный участок клапанного элемента, когда избыточное давление создается в контейнере для напитков.
В другом практическом воплощении закрывающего устройства в соответствии с настоящим изобретением, первичный участок клапанного элемента оборудован прорезью, при этом закрытое состояние клапанного приспособления связано с ситуацией, в которой прорезь может быть закрыта, и открытое состояние клапанного приспособления связано с ситуацией, в которой прорезь открыта. Предпочтительно, рассматривая применение закрывающего устройства для контейнера для напитков, назначением конструкции клапанного элемента является обеспечение закрытого состояния прорези, когда клапанный элемент занимает состояние по умолчанию, при этом прорезь может быть открыта при преобладании давления разрежения в результате сил всасывания, оказываемых через отверстие для питья, и закрытое состояние прорези может быть интенсифицировано с помощью рычажного воздействия вторичного участка клапанного элемента на первичный участок, когда избыточное давление преобладает в контейнере для напитков. Например, первичный участок может иметь по существу куполообразную форму в исходном положении клапанного элемента. В этом случае можно реализовать рычажное воздействие по периметру купола, что вынудит купол сплюснуться. Когда расширение периметра купола ограничено в это же время, первичный участок сжимается, в результате чего прорезь закрывается все плотнее и плотнее.
Как указано выше, клапанный элемент может иметь форму мембраны. В этом случае один из двух участков клапанного элемента представляет собой центральный участок элемента, и другой из двух участков клапанного элемента представляет собой кольцеобразный участок на стороне наружного периметра элемента, окружающий центральный участок. Мембрана может быть подходящей для использования в вышеописанном воплощении закрывающего устройства, в котором закрытое состояние клапанного приспособления основано на замкнутом контакте между клапанным элементом (мембраной) и участком поверхности основной сборки в надлежащем положении для блокировки прохода к отверстию для питья. Так происходит, в частности, в случае, когда кольцеобразный участок мембраны используется в качестве первичного участка, и центральный участок используется в качестве вторичного участка. Однако мембрана также может быть подходящей для использования в вышеописанном воплощении закрывающего устройства, в котором закрытое состояние клапанного приспособления основано на закрытом состоянии прорези, выполненной в первичном участке клапанного элемента (мембраны). Так происходит, в частности, в случае, когда центральный участок мембраны используется в качестве первичного участка, при этом первичный участок может быть по существу куполообразной формы, как описано выше, и кольцеобразный участок используется в качестве вторичного участка.
Клапанный элемент может быть оборудован клапаном, позволяющим воздуху проходить от одной стороны элемента к другой. Клапан может содержать утиный носик, например. Например, в ситуации, в которой закрытое состояние клапанного приспособления основано на замкнутом контакте между мембраной и участком поверхности основной сборки в надлежащем положении для блокировки прохода к отверстию для питья, при котором лишь кольцеобразный участок мембраны находится под непосредственным влиянием отверстия для питья и, таким образом, служит первичным участком, клапан для обеспечения прохода воздуха может быть оборудован во вторичном участке, который является центральным участком мембраны в данном случае. В ситуации, когда закрывающее устройство располагается на месте на контейнере для напитков и давление разрежения создается благодаря всасывающему воздействию, оказываемому пользователем через отверстие для питья, клапан открывается так, чтобы давление могло быть нормализовано благодаря эффекту аэрации, достигаемому таким образом.
Клапанный элемент не обязательно должен быть выполнен в форме мембраны. В соответствии с другим вариантом, существующим в пределах настоящего изобретения, клапанный элемент имеет форму кольца, при этом один из двух участков клапанного элемента представляет собой кольцеобразный участок на стороне внутреннего периметра элемента, и другой из двух участков клапанного элемента представляет собой кольцеобразный участок на стороне наружного периметра элемента. Кольцеобразный клапанный элемент особенно подходит для использования в случае, когда закрытое состояние клапанного приспособления основано на замкнутом контакте между клапанным элементом и участком поверхности основной сборки в надлежащем положении для блокировки прохода к отверстию для питья, при этом один из кольцеобразных участков может содержать область для фактического осуществления контакта, таким образом, он служит в качестве первичного участка.
В пределах настоящего изобретения существуют различные варианты с точки зрения точной структуры участка поверхности основной сборки, с которой шарнирно соединен клапанный элемент. В соответствии с одним из вариантов, основная сборка содержит корпус и носик, и участок поверхности, как указано, представляет собой концевую поверхность носика, присутствующую внутри корпуса. В соответствии с другим вариантом, оборудуется внутренний элемент корпуса, имеющий форму полого цилиндра, при этом участок поверхности, как указано, представляет собой концевую поверхность корпуса. В соответствии с еще одним вариантом, участок поверхности, как указано, представляет собой участок внутренней поверхности носика. Этот вариант применим в случае, когда клапанное приспособление располагается внутри носика.
В целом следует отметить, что в случае, когда клапанный элемент обладает упругими свойствами, клапанный элемент может включать в себя ряд упрочняющих ребер. Например, когда клапанный элемент содержит силикон, как указано ранее, упрочняющие ребра могут поддерживать рычажное воздействие вторичного участка на первичный участок, которое должно осуществляться, когда в контейнере для напитков, закрытом закрывающим устройством, преобладает избыточное давление.
Предпочтительно закрывающее устройство оборудовано в комбинации с контейнером для напитков, при этом как закрывающее устройство, так и контейнер для напитков выполнены так, чтобы их можно было соединить друг с другом и отсоединить друг от друга. С этой целью как закрывающее устройство, так и контейнер для напитков могут быть оборудованы винтовой резьбой, например.
Вышеописанные и прочие объекты настоящего изобретения станут очевидны и будут освещены со ссылкой на следующее подробное описание ряда воплощений закрывающего устройства для контейнера для напитков.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение будет описано ниже более подробно со ссылкой на чертежи, на которых одинаковые или подобные элементы обозначены одинаковыми ссылочными позициями. На чертежах:
фиг. 1 изображает покомпонентный вид верхнего участка бутылки для напитков и закрывающего устройства в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения;
фиг. 2 изображает покомпонентный вид в разрезе верхнего участка бутылки для напитков и закрывающего устройства в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения;
фиг. 3 изображает вид в разрезе верхнего участка бутылки для напитков и закрывающего устройства в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения, в собранном состоянии;
фиг. 4 и 5 изображают два различных состояния клапанного приспособления закрывающего устройства в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения;
фиг. 6 изображает вид в разрезе закрывающего устройства в соответствии со вторым воплощением настоящего изобретения;
фиг. 7 и 8 изображают виды в перспективе мембраны закрывающего устройства в соответствии с третьим воплощением настоящего изобретения;
фиг. 9 изображает вид в разрезе мембраны;
фиг. 10 изображает, как мембрана располагается в закрывающем устройстве в соответствии с третьим воплощением настоящего изобретения, при этом участок носика и участок корпуса закрывающего устройства показаны схематично;
фиг. 11 и 12 изображают два разных вида мембраны в закрывающем устройстве в соответствии с третьим воплощением настоящего изобретения;
фиг. 13 изображает вид в перспективе клапанного приспособления закрывающего устройства в соответствии с четвертым воплощением настоящего изобретения;
фиг. 14 изображает вид в разрезе с вертикального направления вдоль линии А-А с фиг. 13 клапанного приспособления, при этом, более того, носик и участок корпуса закрывающего устройства в соответствии с четвертым воплощением настоящего изобретения также изображены; и
фиг. 15 изображает вид в разрезе с вертикального направления вдоль линии В-В с фиг. 13 клапанного приспособления, при этом более того носик и участок корпуса закрывающего устройства в соответствии с четвертым воплощением настоящего изобретения также изображены;
фиг. 16 и 17 изображают виды в перспективе мембраны закрывающего устройства в соответствии с пятым воплощением настоящего изобретения;
фиг. 18 изображает вид в разрезе закрывающего устройства в соответствии с пятым воплощением настоящего изобретения;
фиг. 19 изображает, как мембрана располагается в закрывающем устройстве в соответствии с пятым воплощением настоящего изобретения, при этом носик и корпус закрывающего устройства показаны схематично.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВОПЛОЩЕНИЙ
Фиг. 1-5 относятся к закрывающему устройству 1 в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения. В целом, закрывающее устройство 1 предназначено для закрытия открытой стороны 12 контейнера для напитков, такого как бутылка 11 для напитков, при этом закрывающее устройство 1 обладает функцией предотвращения пролития жидкости из бутылки 11 для напитков. Однако закрывающее устройство 1 представляет собой не просто крышку, обладающую герметизирующей функцией. Вместо этого закрывающее устройство 1 содержит клапанное приспособление 20, предназначенное для предотвращения вытекания жидкости из внутреннего пространства бутылки 11 для напитков наружу из бутылки 11 для напитков через закрывающее устройство 1 в закрытом состоянии, и для обеспечения возможности прохождения потока жидкости в открытом состоянии. Таким образом, можно обеспечить пользователю сборки 10 закрывающего устройства 1 и бутылки 11 для напитков возможность пить из бутылки 11 для напитков, при желании без необходимости удаления закрывающего устройства 1, при этом закрывающее устройство 1 может выполнять герметизирующую функцию на бутылке 11 для напитков во всех прочих обстоятельствах.
Закрывающее устройство 1 содержит корпус 30 и носик 31, выступающий от корпуса 30, при этом носик 31 содержит по меньшей мере одно отверстие 32 для питья и предназначен для помещения в рот пользователя. Следует отметить, что сборка корпуса 30 и носика 31 также называется основной сборкой 9 закрывающего устройства 1. Когда пользователь оказывает силу всасывания на носик 31, в носике 31 в результате этого создается давление разрежения, вынуждающее клапанное приспособление 20 открываться и обеспечивать жидкости возможность прохождения из бутылки 11 для напитков в рот пользователя, при этом подразумевается, что пользователь удерживает бутылку 11 для напитков в наклонной ориентации так, чтобы напиток присутствовал в области закрывающего устройства 1. Подробная конструкция клапанного приспособления 20 будет объяснена ниже.
В рамках настоящего изобретения закрывающее устройство 1 и бутылка 11 для напитков могут быть оборудованы любыми подходящими приспособлениями для обеспечения соединения закрывающего устройства 1 и бутылки 11 для напитков друг с другом или отсоединения друг от друга, в зависимости от пожеланий пользователя. Например, как закрывающее устройство 1, так и бутылка 11 для напитков могут быть оборудованы винтовой резьбой, при этом бутылка 11 для напитков может быть оборудована наружной винтовой резьбой 13, как показано на фиг. 1, и корпус 30 закрывающего устройства 1 может иметь кольцеобразный элемент (не показан), оборудованный внутренней винтовой резьбой, для зацепления с наружной винтовой резьбой 13 бутылки 11 для напитков.
В закрывающем устройстве 1 в соответствии с первым воплощением настоящего изобретения, которое будет здесь далее называться первым закрывающим устройством 1, корпус 30 содержит два участка 33, 34, при этом носик 31 выполнен как одно целое с одним из этих участков 33, 34, который будет поэтому далее называться участком носика 33. Клапанное приспособление 20 первого закрывающего устройства 1 содержит силиконовое клапанное кольцо 21, зажатое между двумя участками 33, 34 корпуса 30, как показано на фиг. 3. Для этой отдельной конструкции другой участок 34 корпуса 30 будет далее называться держателем 34 клапана.
Держатель 34 клапана оборудован отверстием 35, выполненным в месте, соответствующем расположению носика 31. В исходном положении клапанного кольца 21, как показано на фиг. 3, т. е. в положении клапанного кольца 21, относящемся к ситуации, в которой клапанное кольцо 21 не подвержено какому-либо давлению, клапанное кольцо 21 блокирует путь между отверстием в держателе 34 клапана и носиком 31. Поэтому, когда клапанное кольцо 21 занимает исходное положение, жидкость не может проходить из бутылки 11 для напитков в носик 31, так чтобы можно было избежать пролития. В частности, клапанное кольцо 21 содержит выступающий участок кромки 22 на своем внутреннем периметре, предназначенный для осуществления герметичного контакта с участком поверхности держателя 34 клапана.
Участок носика 33 корпуса 30 содержит наружный кольцеобразный элемент 36 для окружения наружного периметра клапанного кольца 21. Более того, участок носика 33 оборудован внутренним кольцеобразным элементом 37, служащим для местной поддержки клапанного кольца 21 в положении между внутренним периметром и наружным периметром клапанного кольца 21. В частности, внутренний кольцеобразный элемент 37 контактирует с клапанным кольцом 21 лишь на малой области, так чтобы осуществлялся шарнирный контакт. Различные состояния клапанного приспособления 20 могут быть реализованы на основании того факта, что клапанное кольцо 21 обладает упругими свойствами так, что клапанное кольцо 21 является деформируемым под действием давления. В этом отношении следует отметить, что клапанное кольцо 21 не обязательно должно содержать силикон, но может содержать любой подходящий материал, обладающий упругими свойствами. Более того, шарнирный контакт между клапанным кольцом 21 и участком опорной поверхности участка носика 33 корпуса 30 обеспечивает возможность изменения положения/ориентации клапанного кольца 21 в закрывающем устройстве 1 при оказании давления.
Внутренний кольцеобразный элемент 37 участка носика 33 корпуса 30 по существу разделяет клапанное кольцо 21 на два участка, а именно внутренний кольцевой участок 23 и наружный кольцевой участок 24. Как можно видеть на фиг. 3, внутренний кольцевой участок 23 расположен во внутреннем пространстве 38 корпуса 30, находящемся в непосредственном контакте с носиком 31, при этом наружный кольцевой участок 24 отделен от этого пространства 38 внутренним кольцеобразным элементом 37. Другими словами, внутренний кольцевой участок 23 находится в непосредственном сообщении с отверстием 32 для питья носика 31, а наружный кольцевой участок 24 нет. Следовательно, когда пользователь оказывает силу всасывания на носик 31 и таким образом создает давление разрежения в носике 31, лишь внутренний кольцевой элемент 23 подвергается действию этого давления разрежения, при этом разница давлений на внутреннем кольцевом элементе 23 создает деформацию и наклонное перемещение клапанного кольца 21 так, что участок кромки 22, присутствующий на внутреннем периметре клапанного кольца 21, отодвигается от держателя 34 клапана, и герметичный контакт клапанного кольца 21 с держателем 34 клапана прекращается. В этот момент клапанное приспособление 20 считается в открытом состоянии, как показано на фиг. 4. Для того чтобы усилить наклонный эффект внутреннего кольцевого участка 23, наружный кольцевой участок 24 содержит зауженный участок 25 для того, чтобы смена ориентации внутреннего кольцевого элемента 23 не потребовала больших усилий.
Другая ситуация создается, когда внутри бутылки 11 для напитков возникает избыточное давление, что может произойти в случае, когда бутылка 11 для напитков трясется или падает, например, в ситуации, когда бутылка 11 для напитков по меньшей мере заполнена до определенной степени. В ситуации избыточного давления, как указано выше, разница давлений получается как на внутреннем кольцевом участке 23, так и наружном кольцевом участке 24 клапанного кольца 21, поскольку оба участка 23, 24 сообщаются с внутренним пространством бутылки 11 для напитков. Наружный кольцевой участок 24 прижимается в направлении участка носика 33 корпуса 30 и деформируется так, чтобы переместиться в пространство, присутствующее между наружным кольцеобразным элементом 36 и внутренним кольцеобразным элементом 37 участка носика 33. Внутренний кольцевой участок 23 находится под влиянием двух факторов, а именно разницы давлений, как указано выше, и натяжений, являющихся результатом деформации наружного кольцевого участка 24. Первый фактор стремится вынудить внутренний кольцевой участок 23 занимать такое положение, в котором герметичный контакт с держателем 34 клапана прекращается, при этом второй фактор стремится вынудить внутренний кольцевой участок 23 наклоняться и занимать положение, в котором герметичный контакт с держателем 34 клапана интенсифицируется. Выбирается такая конструкция клапанного кольца 21, чтобы второй фактор был наиболее сильным фактором, для того чтобы закрытое состояние клапанного приспособления 20 было гарантировано в ситуации, когда избыточное давление преобладает на стороне закрывающего устройства 1, обращенной к бутылке 11 для напитков. Помимо прочего, конструкционной особенностью, способствующей влиянию наружного кольцевого участка 24 на внутренний кольцевой участок 23, является присутствие утолщенного участка в клапанном кольце 21 в месте шарнирного контакта с участком носика 33 корпуса 30, с помощью чего усиливается эффект рычага наружного кольцевого участка 24 на внутренний кольцевой участок 23. Фиг. 5 изображает внешний вид клапанного кольца 21 в ситуации избыточного давления, как описано выше.
Из вышеприведенного описания первого закрывающего устройства 1 следует, что клапанное приспособление 20 принимает открытое состояние лишь, если внутри носика 31 создается давление разрежения, другими словами, если пользователь хочет пить и оказывает всасывающее воздействие на носик 31. Благодаря тому, что клапанное кольцо 21 шарнирно контактирует с участком носика 33 корпуса 30, при этом различают два кольцевых участка 23, 24, которые по разному действуют в ситуации преобладания давления разрежения на стороне носика, и ситуации избыточного давления, преобладающего на стороне бутылки, клапанное приспособление 20 может действовать по-разному в указанных ситуациях, даже несмотря на то, что разница давлений в этих ситуациях, по существу, одинаковая в том смысле, что меньшее давление преобладает на стороне носика, и большее давление преобладает на стороне бутылки. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением, получается закрывающее устройство 1, не требующее, чтобы пользователь оказывал большую силу всасывания для открытия клапанного приспособления и, таким образом, создания прохода для перетекания жидкости из бутылки 11 для напитков к отверстию 32 для питья носика 31, в то же время сохраняя герметичность также в случаях избыточного давления, преобладающего внутри бутылки 11 для напитков. Более того, в случаях избыточного давления, закрытое состояние клапанного приспособления 20 даже усиливается благодаря умной конструкции клапанного приспособления 20. В случае первого закрывающего устройства 1 эта умная конструкция включает в себя форму клапанного кольца 21, применяемого в клапанном приспособлении 20, и расположение клапанного кольца 21 внутри корпуса 30 закрывающего устройства 1, при этом шарнирный контакт существует между клапанным кольцом 21 и участком 33 носика корпуса 30.
В целях полноты следует отметить, что конструкция клапанного кольца 21 может быть адаптирована под дизайн пространства, в которое надлежит поместить кольцо 21, так, чтобы в ходе сборки первого закрывающего устройства 1 внутренний периметр клапанного кольца 21 прижимался в направлении участка 33 носика корпуса 30 с помощью держателя 34 клапана. Таким образом обеспечивается создание натяжения в клапанном кольце 21, вынуждающего контакт между участком кромки 22 на внутреннем периметре клапанного кольца 21 и держателем 34 клапана представлять собой действительно герметичный контакт.
Фиг. 6 относится к закрывающему устройству 2 в соответствии со вторым воплощением настоящего изобретения, которое будет называться здесь далее вторым закрывающим устройством 2. Подобно первому закрывающему устройству 1, второе закрывающее устройство 2 содержит основную сборку 9, включающую в себя корпус 30 и носик 31, содержащий по меньшей мере одно отверстие 32 для питья, и клапанное приспособление 20. Тем не менее, корпус 30 и клапанное приспособление 20 второго закрывающего устройства 3 имеют конструкцию, отличающуюся от корпуса 30 и клапанного приспособления 20 первого закрывающего устройства 1, что будет описано ниже.
Клапанное приспособление 20 второго закрывающего устройства 2 содержит клапанную мембрану 26, изготовленную из упругого материала, такого как силикон, как указано выше. В показанном примере клапанная мембрана 26 имеет круглый периметр. Более того, корпус 30 содержит лишь один участок, сопоставимый с участком носика 33 первого закрывающего устройства 1. Подобно участку носика 33 корпуса 30 первого закрывающего устройства 1 корпус 30 второго закрывающего устройства 2 содержит наружный кольцеобразный элемент 36, при этом этот кольцеобразный элемент 36 служит для окружения периметра клапанной мембраны 26, и при этом концевой участок этого кольцеобразного элемента 36 оборудован двумя выступающими внутрь элементами 39 для удержания клапанной мембраны 26. В принципе, на основании своих упругих свойств клапанная мембрана 26 может удерживаться в корпусе 30 лишь под действием натяжений, преобладающих в клапанной мембране 26. Тем не менее, предпочтительно, чтобы были оборудованы выступающие внутрь элементы 39 наружного кольцеобразного элемента 36 для того, чтобы избежать ситуации, при которой клапанная мембрана 26 отсоединяется от корпуса 30, когда, например, закрывающее устройство 2 падает и ударяется своей поверхностью. Более того, подобно участку 33 носика корпуса 30 первого закрывающего устройства 1 корпус 30 второго закрывающего устройства 2 содержит внутренний кольцеобразный элемент 37 для контакта с клапанной мембраной 26 для того, чтобы обеспечить шарнирный контакт между клапанной мембраной 26 и внутренним кольцеобразным элементом 37, при этом можно различить центральный участок 27 клапанной мембраны 26 и кольцеобразный участок 28 на стороне наружного периметра клапанной мембраны 26, окружающий центральный участок 27. В частности, расположение и диаметры наружного кольцеобразного элемента 36 и внутреннего кольцеобразного элемента 37 выбираются так, чтобы кольцеобразное пространство между наружным кольцеобразным элементом 36 и внутренним кольцеобразным элементом 37 было в непосредственном сообщении с носиком 31. Таким образом, достигается, что лишь наружный кольцеобразный участок 28 клапанной мембраны 26 будет под прямым воздействием носика 31, а центральный участок 27 не будет.
В конструкции второго закрывающего устройства 2, как описано выше, обеспечен герметичный контакт между наружным периметром клапанной мембраны 26 и участком поверхности наружного кольцеобразного элемента 36, если только внутри носика 31 не создано давление разрежения. В такой ситуации наружный кольцеобразный участок 28 клапанного элемента 26 оттягивается от наружного кольцеобразного элемента 36, посредством чего герметичный контакт пропадает. Таким образом, когда пользователь помещает носик 31 в свой рот и оказывает всасывающее воздействие, свободный проход создается между клапанной мембраной 26 и корпусом 30. Кольцеобразные элементы 36, 37 корпуса 30 имеют определенную высоту, чтобы избежать того, что наружный кольцеобразный участок 28 клапанной мембраны 26 заблокирует основание носика 31, т. е. конец носика 31, присутствующий внутри корпуса 30, в открытом состоянии, так чтобы гарантировать открытый проход. В ситуации избыточного давления на стороне бутылки, т. е. той стороне клапанной мембраны 26, которая обращена вдаль от основной сборки 9, задействована вся клапанная мембрана 26, а не только ее наружный кольцеобразный участок 28. В результате, центральный участок 27 клапанной мембраны 26 вынужден изгибаться в направлении основной сборки 9, при этом центральный участок 27 оказывает рычажное воздействие на кольцеобразный участок 28, который противодействует наклону наружного кольцеобразного элемента 28 и его перемещению в направлении носика 31, таким образом создавая открытое состояние клапанного приспособления 20. Вместо этого под влиянием сильного рычажного воздействия наружный кольцеобразный участок 28 прижимается в противоположном направлении, так что герметичный контакт между наружным периметром клапанной мембраны 26 и корпусом 30 усиливается.
Как показано на фиг. 6, клапанная мембрана 26 может быть оборудована клапаном, таким как утиный носик 40, расположенным на центральном участке 27 клапанной мембраны 26, для того, чтобы осуществлять вентиляцию в ходе питья, таким образом способствуя питью и помогая избежать необходимости в большой силе всасывания. Естественно, в этом случае корпус 30 оборудован по меньшей мере одним отверстием 41 для обеспечения возможности попадания воздуха в пространство, присутствующее между внутренним кольцеобразным элементом 37, основанием внутреннего кольцеобразного элемента 37 и центральным участком 27 клапанной мембраны 26.
Фиг. 7-12 относятся к закрывающему устройству 3 в соответствии с третьим воплощением настоящего изобретения, которое будет здесь далее называться третьим закрывающим устройством 3. Подобно первому закрывающему устройству 1 и второму закрывающему устройству 2, третье закрывающее устройство 3 содержит основную сборку 9, включающую в себя корпус 30 и носик 31, содержащий по меньшей мере одно отверстие 32 для питья, и клапанное приспособление 20. Подобно второму закрывающему устройству 2, третье закрывающее устройство 3 содержит клапанную мембрану 26. Однако в этом случае закрытое состояние клапанного приспособления 20 не достигается на основании герметичного контакта участка клапанной мембраны 26 с участком корпуса 30. Вместо этого клапанная мембрана 26 оборудована прорезью 42.
В показанном примере прорезь 42 представлена в куполообразном центральном участке 27 клапанной мембраны 26. Клапанная мембрана 26 расположена в основании носика 31, при этом диаметр центрального участка 27 адаптирован к внутреннему диаметру носика 31 так, что они практически одинаковые. Таким образом, достигается, что центральный участок 27, имеющий прорезь 42, находится в непосредственном сообщении с отверстием 32 для питья носика 31, а наружный кольцеобразный участок 28 нет, поскольку сообщение между последним участком 28 и отверстием 32 для питья заблокировано в месте, где клапанная мембрана 26 шарнирно соединяется с основанием носика 31, т. е. в месте, где выполнено различие между центральным участком 27 и наружным кольцеобразным участком 28. В третьем воплощении 3 основание носика 31 выполняет функцию шарнира шарнирного контакта. Тем не менее, должно быть ясно, что шарнир также может быть частью клапанной мембраны 26. Фиг. 7-9 изображают виды клапанной мембраны 26. Фиг. 10 изображает, как клапанная мембрана 26 расположена относительно носика 31, и изображает, что куполообразный центральный участок 27 клапанной мембраны 26 присутствует внутри носика 31 в основании носика 31. В целях полноты следует отметить, что клапанная мембрана 26 может удерживаться внутри третьего закрывающего устройства 3 любым подходящим образом, например, с помощью соединения с корпусом 30 в положении вблизи ее периметра или с помощью отдельного держателя, как в случае первого закрывающего устройства 1.
Когда носик 31 подвергается всасывающему воздействию и давление разрежения преобладает в носике 31 в результате этого, на клапанной мембране 26 получается разница давлений, воздействующая на центральный участок 27 клапанной мембраны 26. В результате центральный участок 27 деформируется, поскольку он протягивается дальше в носик 31 в некоторой степени, при этом прорезь 42 автоматически открывается ввиду того факта, что участки, окружающие прорезь 42, оттягиваются вдаль друг от друга как таковые. Открытое состояние клапанного приспособления 20, достигаемое таким образом, показано на фиг. 11. В этом состоянии существует открытый проход от одной стороны клапанной мембраны 26 к другой, так что жидкость может проходить со стороны бутылки клапанной мембраны 26 к стороне носика.
В исходном положении клапанной мембраны 26 в третьем закрывающем устройстве 3 прорезь закрыта. В ситуации избыточного давления на стороне бутылки клапанной мембраны 26 прорезь 42 также закрыта, при этом дополнительное герметичное закрытие осуществляется под действием натяжений, преобладающих в клапанной мембране 26. В частности, в такой ситуации разница давлений возникает на всей клапанной мембране 26, т. е. как по центральному участку 27, так и по наружному кольцеобразному участку 28. Под действием такой разницы давлений наружный кольцеобразный участок 28 деформируется в значительной степени. Основание носика 31 простирается внутрь корпуса 30 на определенное расстояние, и наружный кольцеобразный участок 28 прижимается в направлении основной сборки 9, таким образом перемещаясь в пространстве, образованном между наружным кольцеобразным участком 28 и корпусом 30 благодаря выступающему расположению носика 31. Наружный кольцеобразный участок 28 может быть оборудован волнистым участком 43, как в показанном примере, для локального ослабления наружного кольцеобразного участка 28 и гарантирования наклонного перемещения участка 44 наружного кольцеобразного участка 28, присутствующего между волнистым участком 43 и контактом между основанием носика 31 и клапанной мембраной 26. Наклонное перемещение продолжается на центральном участке 27 клапанной мембраны 26, при этом участки, ограничивающие прорезь 42, наклоняются и деформируются, в результате чего центральный участок 27 выравнивается, как показано на фиг. 12. В результате, прорезь 42 плотно закрывается, и герметизирующая функция клапанного приспособления 20, что желаемо в ситуации избыточного давления, выполняется. Предпочтительно клапанная мембрана 26 включает в себя ряд упрочняющих ребер 45, как в показанном примере, так чтобы рычажное воздействие наружного кольцеобразного участка 28 на центральный участок 27 могло быть гарантировано, несмотря на упругость клапанной мембраны 26. Количество упрочняющих ребер 45 может изменяться в зависимости от, например, толщины клапанной мембраны 26, длины в радиальном направлении и ширины в тангенциальном направлении упрочняющих ребер. Назначением упрочняющих ребер 45 является поддержание рычажного воздействия вторичного участка 28 на первичный участок 27, которое должно осуществляться, когда в контейнере 11 для напитков, закрытом закрывающим устройством 3, преобладает избыточное давление.
Фиг. 13-15 относятся к закрывающему устройству 4 в соответствии с четвертым воплощением настоящего изобретения, которое будет здесь далее называться четвертым закрывающим устройством 4. Если четвертое закрывающее устройство 4 сравнить с закрывающими устройствами 1, 2, 3, описанными выше, существенная разница заключается в том, что клапанное приспособление 20 располагается внутри носика 31. В частности, клапанное приспособление 20 содержит клапанный элемент 50, который может быть описан как комбинация утиного носика и клапанной мембраны 26 третьего закрывающего устройства 3, при этом участок основания 51 и клапанный элемент 50 содержат участки 52, 53, выпуклые по направлению друг к другу, эти участки сравнимы с наружным кольцеобразным участком 28 клапанной мембраны 26 третьего закрывающего устройства 3, при этом верхний участок 54 клапанного элемента 50, сравнимый с центральным участком 27 клапанной мембраны 26 третьего закрывающего устройства 3, имеет зауженное поперечное сечение и оборудован прорезью 55. В областях перехода между верхним участком 54 и выпуклыми внутрь участками 52, 53 участка основания 51 клапанный элемент 50 шарнирно контактирует с участком внутренней поверхности носика 31.
Фиг. 13 изображает вид в перспективе клапанного элемента 50. Фиг. 14 и 15 изображают, как клапанный элемент 50 располагается внутри носика 31, при этом шарнирный контакт между клапанным элементом 50 и носиком 31, как указано выше, можно ясно видеть на фиг. 14. Фиг. 14 и 15, более того, изображают тот факт, что подобно клапанной мембране 26, используемой в третьем закрывающем устройстве 3, оборудованы упрочняющие ребра 56, закрывающие соединительные участки верхнего участка 54 и выпуклых внутрь участков 52, 53 участка 51 основания для того, чтобы усилить рычажное воздействие выпуклых внутрь участков 52, 53, возникающее в ситуации избыточного давления на стороне бутылки клапанного элемента 50.
В исходном положении клапанного элемента 50 прорезь 55 закрыта. Когда давление разрежения преобладает на стороне клапанного элемента 50, обращенной к отверстию 32 для питья носика 31, в результате получается сила, воздействующая на верхний участок 54 для открытия прорези 55. Когда избыточное давление преобладает на стороне бутылки клапанного элемента 50, выпуклые внутрь участки 52, 53 участка 51 основания разжимаются, в результате чего натяжения передаются к верхнему участку 54, что будет вынуждать прорезь 55 закрываться более плотно так, чтобы она была достаточно сильной для противодействия наклону верхнего участка 54 для принятия открытого состояния под действием разницы давлений.
Фиг. 16-19 относятся к закрывающему устройству 5 в соответствии с пятым воплощением настоящего изобретения, которое будет здесь далее называться пятым закрывающим устройством 5. Фиг. 16 изображает вид снизу в перспективе, фиг. 17 изображает вид сверху в перспективе и фиг. 18 изображает вид в поперечном сечении клапанной мембраны 26 в соответствии с пятым воплощением настоящего изобретения. Фиг. 19 изображает, как клапанная мембрана 26 располагается в закрывающем устройстве в соответствии с пятым воплощением настоящего изобретения.
Подобно первому закрывающему устройству 1, второму закрывающему устройству 2, третьему закрывающему устройству 3 и четвертому закрывающему устройству 4, пятое закрывающее устройство 5 содержит основную сборку 9, включающую в себя корпус 30 и носик 31, который содержит по меньшей мере одно отверстие 32 для питья, и клапанное приспособление 20. Подобно второму закрывающему устройству 2 и третьему закрывающему устройству 3, пятое закрывающее устройство 5 содержит клапанную мембрану 26. Клапанная мембрана 26 расположена в основании носика 31, при этом диаметр центрального участка 27 адаптирован под внутренний диаметр носика 31 так, чтобы они были практически одинаковыми.
Подобно третьему закрывающему устройству 3, закрытое состояние клапанного приспособления 20 достигается на основании герметичного контакта двух сторон прорези 42, оборудованной в клапанной мембране 26. Прорезь 42 выполнена в куполообразном центральном участке 27 клапанной мембраны 26. Таким образом, достигается, что центральный участок 27, имеющий прорезь 42, находится в непосредственном сообщении с отверстием 32 для питья носика 31, как показано на фиг. 19, а наружный кольцеобразный участок нет, поскольку сообщение между последним участком 28 и отверстием 32 для питья заблокировано в месте, где клапанная мембрана 26 шарнирно контактирует с основанием носика 31, которое представляет собой место, где проходит граница между центральным участком 27 и наружным кольцеобразным участком 28. Сообщение между наружным кольцеобразным участком 28 и отверстием 32 для питья также предотвращается с помощью муфты 60, окружающей основание носика 31.
Клапанный элемент 26 оборудован клапаном 61 для обеспечения возможности прохода воздуха от одной стороны элемента к другой. Клапан 61 содержит, например, утиный носик. Клапан 61 для обеспечения прохода воздуха расположен в наружном кольцеобразном участке 28. Клапанный элемент 26 также может быть оборудован по меньшей мере одним, а предпочтительно более чем одним воздушным каналом 62. Воздушные каналы 62 для обеспечения прохода воздуха расположены на кромке клапанной мембраны 26. Воздушные каналы 62 подходят для прохода воздуха, однако являются слишком маленькими для прохода жидкости из внутреннего пространства контейнера 11 для напитков наружу из внутреннего пространства контейнера 11 для напитков. Клапанная мембрана 26 может быть оборудована одним или несколькими воздушными клапанами 61, одним или несколькими воздушными каналами 61 или их комбинацией.
Фиг. 19 изображает, как клапанная мембрана 26 располагается относительно носика 31, и изображает, что куполообразный центральный участок 27 клапанной мембраны 26 расположен внутри носика 31 в основании носика 31. Муфта 60 окружает центральный участок 27 клапанной мембраны 26. Муфта 60 располагается вокруг основания носика 31. Клапанная мембрана 26 удерживается в своем положении, и ее перемещение предотвращается муфтой 60 и тесным пространством между контейнером 11 для напитков и закрывающим устройством 5. В целях полноты следует отметить, что клапанная мембрана 26 может удерживаться внутри пятого закрывающего устройства 5 любым подходящим способом, например, с помощью соединения с корпусом 30 в положении вблизи ее периметра или с помощью отдельного держателя, как в случае первого закрывающего устройства 1.
Когда носик 31 подвергается всасывающему воздействию и давление разрежения преобладает в носике 31 в результате этого, создается разница давлений на клапанной мембране 26, которая воздействует на центральный участок 27 клапанной мембраны 26. В результате, центральный участок 27 деформируется и втягивается дальше в носик 31 до некоторой степени, при этом прорезь 42 автоматически открывается ввиду того факта, что участки, окружающие прорезь 42, по существу раздвигаются. Открытое состояние клапанного приспособления 20, достигаемое таким образом, подобно открытому состоянию клапанного приспособления 20 третьего воплощения, показанного на фиг. 11. В этом состоянии существует открытый проход от одной стороны клапанной мембраны 26 к другой, так чтобы жидкость могла проходить от стороны бутылки клапанной мембраны 26 к стороне носика. Благодаря давлению разрежения в контейнере 11 для напитков, вызванному всасывающим действием, осуществляемым пользователем через отверстие 32 для питья, и получающемуся открытому состоянию клапанного приспособления 20, открывается воздушный клапан 61 с тем, чтобы давление разрежения могло быть нормализовано с помощью эффекта аэрации. Давление разрежения может также быть нормализовано с помощью воздушных каналов 62.
В исходном положении клапанной мембраны 26 в пятом закрывающем устройстве 5 прорезь 42 закрыта. В ситуации избыточного давления на стороне бутылки клапанной мембраны 26 прорезь 42 также закрыта, при этом дополнительное герметичное закрытие достигается под действием натяжений, преобладающих в клапанной мембране 26. В частности, в такой ситуации разница давлений создается по всей клапанной мембране 26, т. е. как по центральному участку 27, так и по наружному кольцеобразному участку 28. Под действием этой разницы давлений наружный кольцеобразный участок 28 деформируется в значительной степени. Основание носика 31 простирается внутрь корпуса 30 на определенное расстояние, и наружный кольцеобразный участок 28 прижимается по направлению к основной сборке 9, таким образом перемещаясь в пространстве, образованном между наружным кольцеобразным участком 28 и корпусом 30 благодаря выступающей конструкции носика 31. Наружный кольцеобразный участок 28 может быть оборудован волнистым участком 43, как в случае в показанном примере, для локального ослабления наружного кольцеобразного участка 28 и гарантирования наклонного перемещения участка 44 наружного кольцеобразного участка 28, присутствующего между волнистым участком 43 и контактом между основанием носика 31 и клапанной мембраной. Наклонное перемещение продолжается на центральном участке 27 клапанной мембраны 26, при этом участки, ограничивающие прорезь 42, наклоняются и деформируются, в результате чего центральный участок 27 распрямляется подобно распрямленному центральному участку 27 третьего воплощения, как показано на фиг. 12. В результате, прорезь 42 плотно закрывается, и герметизирующая функция клапанного приспособления 20, желаемая в ситуации избыточного давления, достигается. Клапанная мембрана 26 включает в себя ряд упрочняющих ребер 45, 47, как в случае показанного примера, так чтобы можно было гарантировать рычажное воздействие наружного кольцеобразного участка 28 на центральный участок 27, и, следовательно, закрытие прорези 42, несмотря на упругость клапанной мембраны 26. Количество упрочняющих ребер 45, 47 может изменяться в зависимости, например, от толщины клапанной мембраны 26, длины в радиальном направлении и ширины в тангенциальном направлении упрочняющих ребер. В пятом воплощении упрочняющие ребра 45, 47 для поддержания рычажного воздействия расположены на стороне бутылки клапанной мембраны 26 и на центральном участке 27. Назначением упрочняющих ребер 45, 47 является поддержание рычажного воздействия вторичного участка 28 на первичный участок 27, которое должно осуществляться, когда избыточное давление преобладает в контейнере 11 для напитков, закрытом закрывающим устройством 5. Упрочняющие ребра 47 на центральном участке 27 клапанной мембраны 26 поддерживают прорезь 42 закрытой в случае давления разрежения в контейнере 11 для напитков. Одно из упрочняющих ребер 45 может представлять собой удлиненное упрочняющее ребро 46, так чтобы ребро 46 простиралось дальше от клапанной мембраны 26. Удлиненное упрочняющее ребро 46 выполняет функцию рукоятки. Рукоятка 46 позволяет пользователю просто удалять клапанную мембрану 26 из закрывающего устройства 5. Пользователь в этом случае может легко очистить клапанную мембрану 26 и закрывающее устройство 5.
Специалисту в данной области техники ясно, что пределы настоящего изобретения не ограничены примерами, описанными выше, и что некоторые изменения и модификации допустимы, не нарушая пределов настоящего изобретения, определенных в прилагаемой формуле изобретения. Несмотря на то, что настоящее изобретение было проиллюстрировано и описано подробно на чертежах и в описании, эти иллюстрации и описание следует рассматривать лишь как иллюстрации или примеры, а не как ограничения. Настоящее изобретение не ограничено описанными воплощениями.
Специалисту в данной области техники будут понятны варианты описанных воплощений при воплощении заявленного изобретения на практике, после изучения чертежей, описания и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других этапов или элементов, и неопределенный артикль «a» или «an» не исключает множественного числа. Тот факт, что определенные меры перечислены в отличающихся друг от друга зависимых пунктах, не означает того, что комбинация этих мер не может быть использована с преимуществом. Любые ссылочные позиции в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничение пределов настоящего изобретения.
В целях ясности следует отметить, что термины «избыточное давление» и «давление разрежения», используемые в настоящем тексте, следует понимать как обозначающие давление выше окружающего давления и давление ниже окружающего давления соответственно.
Более того, следует отметить, что основная сборка 9 не обязательно должна быть оборудована носиком 31 при условии, что пользователь закрывающего устройства 1; 2; 3; 4; 5 может пить из отверстия 32 для питья путем оказания силы всасывания. Практично, чтобы отверстие 32 для питья располагалось на конце элемента, выступающего из корпуса 30, как в случае с носиком 31, но это не является важным в рамках настоящего изобретения. В каждом воплощении закрывающего устройства 1; 2; 3; 4; 5 путь, по которому жидкость проходит к отверстию 32 для питья, может быть легко понятен специалисту в данной области техники, так что проход, который блокируется и открывается с помощью клапанного приспособления 20, может быть однозначно определен.
Настоящее изобретение может быть вкратце описано следующим образом. Закрывающее устройство 1; 2; 3; 4; 5 для контейнера 11 для напитков содержит основную сборку 9, оборудованную по меньшей мере одним отверстием 32 для питья. В практическом воплощении основная сборка 9 может содержать корпус 30 и носик 31, выступающий из корпуса 30, имеющий отверстие 32 для питья на своем свободном конце. Закрывающее устройство 1; 2; 3; 4; 5 дополнительно содержит клапанное приспособление 20, предназначенное для принятия закрытого состояния для блокировки прохода к отверстию 32 для питья в основной сборке 9 от стороны закрывающего устройства 1; 2; 3; 4; 5, обращенной к контейнеру 11 для напитков, и для принятия открытого состояния для открытия указанного прохода. В частности, клапанное приспособление 20 содержит элемент 21; 26; 50, шарнирно соединенный с участком опорной поверхности основной сборки 9, при этом клапанный элемент 21; 26; 50 имеет два участка 23, 24; 27, 28; 52, 53, 54, сообщающиеся друг с другом в области клапанного элемента 21; 26; 50, которая присутствует в положении, где клапанный элемент 21; 26; 50 шарнирно соединяется с участком опорной поверхности основной сборки 9, при этом один из двух участков 23, 24; 27, 28; 52, 53, 54 клапанного элемента 21; 26; 50 находится в непосредственном сообщении с отверстием 32 для питья основной сборки 9.
Благодаря тому, что лишь один из двух участков 23, 24; 27, 28; 52, 53, 54 клапанного элемента 21; 26; 50 находится в непосредственном сообщении с отверстием 32 для питья основной сборки 9, а другой из двух участков 23, 24; 27, 28; 52, 53, 54 нет, можно получить разные реакции клапанного элемента 21; 26; 50 на давление разрежения, преобладающее на стороне клапанного элемента 21; 26; 50, сообщающейся с отверстием 32 для питья, которое создается, когда пользователь хочет пить и оказывает всасывающее воздействие через отверстие 32 для питья с этой целью, и избыточного давления, преобладающего на стороне контейнера для напитков упругого элемента 21; 26; 50, даже несмотря на то, что разница давлений на клапанном элементе 21; 26; 50 может быть сопоставимой для обеих ситуаций, по меньшей мере в отношении их направления. Благодаря этому факту закрывающее устройство 1; 2; 3; 4; 5 может иметь герметичную природу, в то время как клапанное приспособление 20 может очень хорошо реагировать на всасывающее воздействие, так что пользователю не нужно оказывать большую силу всасывания.
Разные реакции клапанного элемента 21; 26; 50 в разных ситуациях получаются на основании того факта, что в первой ситуации задействован лишь участок 23; 27, 28; 54 клапанного элемента 21; 26; 50, находящийся под непосредственным влиянием отверстия 32 для питья основной сборки, при этом во второй ситуации задействованы оба участка 23, 24; 27, 28; 52, 53, 54 клапанного элемента 21; 26; 50. В частности, конструкция клапанного элемента 21; 26; 50 и конструкция основной сборки 9, в которую помещен клапанный элемент 21; 26; 50, выбираются так, чтобы во второй ситуации на участок 23; 27, 28; 54 клапанного элемента 21; 26; 50, находящийся под непосредственным воздействием отверстия 32 для питья, оказывал рычажное воздействие другой участок 24; 27, 28; 52, 53, при этом рычажное воздействие сильнее, чем наклон первого участка 23; 27, 28; 54 в ответ на разницу давлений в том же направлении, что и в первой ситуации. Среди прочего, этот эффект может быть достигнут путем обеспечения того, что один участок 23; 27, 28; 54 будет меньше, чем другой участок 24; 27, 28; 52, 53, при условии, что расстояния от одного участка 23; 27, 28; 54 до области шарнира не намного больше, чем расстояния от другого участка 24; 27, 28; 52, 53 до области шарнира. В целом, в соответствии с настоящим изобретением, размеры, расположение и ориентация участков 23, 24; 27, 28; 52, 53, 54 клапанного элемента 21; 26; 50 выбираются так, чтобы наименьший общий момент силы был на участке 23; 27, 28; 54 клапанного элемента 21; 26; 50, который находится в прямом сообщении с отверстием 32 для питья основной сборки 9, по сравнению с другим участком 24; 27, 28; 52 клапанного элемента 21; 26; 50, не находящимся в прямом сообщении с отверстием 32 для питья, когда клапанный элемент 21; 26; 50 подвергается давлению со стороны закрывающего устройства 1; 2; 3; 4; 5, которая должна быть обращена к контейнеру 11 для напитков.
В отношении пороговых значений открытия и закрытия клапанного приспособления 20 следует отметить, что их значения могут быть определены на основании конструктивных факторов, таких как положение на клапанном элементе 21; 26; 50 шарнирного соединения с участком поверхности основной сборки 9.
В примерах, описанных выше со ссылкой на чертежи, шарнирное соединение клапанного элемента 21; 26; 50 с участком опорной поверхности основной сборки 9 представляет собой шарнирный контакт. Это не изменяет того факта, что в рамках настоящего изобретения также допустимо, чтобы шарнирное соединение представляло собой шарнирную сборку. Например, в случае второго закрывающего устройства 2 клапанная мембрана 26 может быть соединена с внутренним кольцеобразным элементом 37 вместо того, чтобы лишь контактировать с кольцеобразным элементом 37, при этом соединение выполняется на стороне клапанной мембраны 26 в положении, где имеет место шарнирный эффект. Альтернативно кольцеобразный элемент может быть оборудован как неподвижная часть мембраны, при этом соединение выполняется на верхней грани кольцеобразного элемента. Шарнирный эффект не обязательно должен создаваться в положении соединения. Например, в последнем случае соединение может быть расположено на верхней грани кольцеобразного элемента, при этом шарнир может образовываться в положении донной грани кольцеобразного элемента, т. е. в положении, где кольцеобразный элемент соединен с мембраной, при этом шарнир может быть выполнен посредством того, что кольцеобразный элемент достаточно тонкий на донной стороне, как один из вариантов. В любом случае, можно выделить клапанный элемент 21; 26; 50, предназначенный для принятия разных положений/видов относительно основной сборки 9, и, таким образом, для контроля степени блокировки прохода к отверстию 32 для питья основной сборки 9, при этом в клапанном элементе 21; 26; 50 можно различить два участка 23, 24; 27, 28; 52, 53, 54, разделенных путем сообщения друг с другом и могущих представлять собой отдельный элемент или встроенный элемент, как описано выше, обладающих функцией подвеса/поддержания клапанного элемента 21; 26; 50 на участке опорной поверхности основной сборки 9, при этом соединение выполнено так, что шарнирные перемещения элемента 21; 26; 50 могут осуществляться под действием различных возможных давлений, воздействующих на элемент 21; 26; 50.