Ёмкость с укупорочным средством

Полезная модель относится к области упаковки, а именно к укупориваемой таре для различных веществ (например, банки, бутылки, тубы, флаконы и т.п.).
Уровень техники
Наиболее близким техническим решением (прототип) является узел сопряжения колпачка и тубы (патент RU112892, дата публикации 27.01.2012), включающий колпачок и часть корпуса тары с горловиной. Горловина соединена с корпусом при помощи цилиндрической части, на которой размещены Г-образные выступы, и переходной части. Одна полка каждого Г-образного выступа ориентирована вдоль окружности цилиндрической части, а вторая - вдоль оси, при этом вторая полка упирается в переходную часть, к которой присоединена цилиндрическая часть. Колпачок состоит из боковой стенки и торцевой стенки. При этом на внутренней поверхности боковой стенки выполнены цилиндрические выступы, предназначенные для зацепления за Г-образные выступы на корпусе. На торцевой стенке выполнен кольцевой выступ, охватывающий наиболее узкую часть горловины, когда колпачок надет на горловину.
Недостатком известного технического решения является высокая материалоёмкость устройства, вызванная необходимостью упора одной из полок Г-образного выступа в переходную часть.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является снижение материалоёмкости устройства.
Указанный технический результат достигается за счёт того, что в ёмкости с укупорочным средством, содержащей корпус с присоединённой к нему горловинной частью с выходным отверстием, которая также снабжена направляющей и ограничителем поворота, расположенным с зазором относительно корпуса, при этом укупорочное средство включает боковую стенку, торцевую стенку и внутренний выступ, боковая стенка одним своим краем присоединена к торцевой стенке и обращена своей внутренней поверхностью в сторону центральной части торцевой стенки, на внутренней поверхности боковой стенки расположен внутренний выступ, причём укупорочное средство размещено с обеспечением перекрытия торцевой стенкой выходного отверстия, внутренний выступ расположен с обеспечением его касания направляющей со стороны корпуса, а ограничитель поворота расположен с обеспечением препятствования повороту укупорочного средства в сторону ограничителя поворота при касании внутреннего выступа и, со стороны направляющей, ограничителя поворота, направляющая и ограничитель поворота размещены с обеспечением невозможности прохождения внутреннего выступа между ними, в частном случае, ёмкость выполнена в виде тубы, в частном случае, ёмкость выполнена в виде флакона, в частном случае, укупорочное средство выполнено в виде колпачка, в частном случае, ёмкость снабжена переходной частью, расположенной между горловинной частью и корпусом, в частном случае, направляющая в своей средней части со стороны, обращённой к корпусу, снабжена дополнительным выступом, в частном случае, направляющая и ограничитель поворота расположены с зазором друг от друга, в частном случае, направляющая и ограничитель поворота расположены без зазора друг от друга, в частном случае, направляющая и ограничитель поворота выполнены заодно, в частном случае, горловинная часть снабжена дополнительной направляющей и дополнительным ограничителем поворота, расположенными диаметрально противоположно соответственно направляющей и ограничителю поворота, при этом направляющая, ограничитель поворота, дополнительная направляющая и дополнительный ограничитель поворота образуют пару направляющих и ограничителей поворота, а на укупорочном средстве диаметрально противоположно внутреннему выступу расположен дополнительный внутренний выступ, при этом внутренний выступ и дополнительный внутренний выступ образуют пару внутренних выступов, в частном случае, горловинная часть снабжена дополнительной парой направляющих и ограничителей поворота, расположенной перпендикулярно паре направляющих и ограничителей поворота, а укупорочное средство снабжено дополнительной парой внутренних выступов, расположенной перпендикулярно паре внутренних выступов, в частном случае, горловинная часть снабжена двумя дополнительными направляющими и двумя дополнительными ограничителями поворота, при этом направляющая и дополнительные направляющие расположены равномерно по окружности, ограничитель поворота и дополнительные ограничители поворота расположены равномерно по окружности, укупорочное средство снабжено двумя дополнительными внутренними выступами, при этом внутренний выступ и дополнительные внутренние выступы расположены равномерно по окружности, в частном случае, укупорочное средство снабжено кольцевым выступом, расположенным на обращённой к корпусу поверхности торцевой стенки в её центральной части и выполненным с обеспечением охватывания горловинной части в месте расположения выходного отверстия, в частном случае, на наружной поверхности боковой стенки укупорочного средства выполнены насечки, в частном случае, горловинная часть ёмкости выполнена круглоцилиндрической формы в области размещения направляющей и ограничителя.
Краткое описание чертежей
Полезная модель поясняется чертежами (фиг. 1,2), где на фиг.1 показана общий вид части корпуса ёмкости с горловинной частью, на фиг.2 показан разрез укупорочного средства.
Раскрытие полезной модели
На чертеже обозначены: корпус 1, переходная часть 2, горловинная часть 3, выходное отверстие 4, направляющая 5, дополнительный выступ 6, ограничитель поворота 7, зазор 8, боковая стенка 9, торцевая стенка 10, кольцевой выступ 11, внутренний выступ 12, дополнительный внутренний выступ 13.
Основными элементами устройства являются ёмкость, содержащая корпус 1 и присоединённую к нему горловинную часть 3, и укупорочное средство.
Ёмкость представляет собой изделие, обеспечивающее размещение и хранение продукции, её защиту от потерь, а также создающее возможность извлечения продукции перед использованием (в соответствии с Толковым словарём Ефремовой ёмкость – это вместилище, https://dic.academic.ru/dic.nsf/efremova/161813/Емкость, дата обращения 26.12.2017). Ёмкость может использоваться для жидких, вязких, пастообразных или сыпучих веществ.
Корпус 1 представляет собой часть ёмкости, в которой непосредственно размещена продукция. Корпус 1 может иметь различную конструкцию в зависимости от того, какой именно вид ёмкости используют. Например, в качестве ёмкости могут использовать банку (по п.3.3.1.10 ГОСТ 17527—2014 банка - потребительская упаковка, имеющая преимущественно цилиндрический или другой формы корпус с горловиной, диаметр которой равен диаметру корпуса или меньше его, с плоским или вогнутым дном), бутылку (по п.3.3.1.11 ГОСТ 17527—2014 бутылка - потребительская упаковка, имеющая преимущественно цилиндрический корпус, переходящий в узкую горловину, предусмотренную для укупоривания, с плоским или вогнутым дном), тубу (по п.3.3.1.14 ГОСТ 17527—2014 туба – потребительская упаковка, имеющая корпус преимущественно цилиндрической формы, обеспечивающий выдавливание содержимого, с узкой горловиной, укупориваемой колпачком, и дном, закрываемым после наполнения продукцией), флакон (по п.3.3.1.17 ГОСТ 17527—2014 флакон - потребительская упаковка, имеющая корпус разнообразной формы, резко переходящий в горловину, диаметр венчика которой значительно меньше диаметра корпуса, с плоским или вогнутым дном, с крышкой, колпачком или пробкой). Наиболее часто описываемое устройство используют в случае выполнения ёмкости в виде тубы. Часть корпуса 1, к которой присоединяют переходную часть 2 (или горловинную часть 3 в случае отсутствия переходной части 2), выполняют таким образом, чтобы форма сечения, перпендикулярного оси корпуса 1, была близка к кольцу, и корпус 1 был снабжён отверстием, обеспечивающим проход продукции из корпуса 1 в горловинную часть 3.
К корпусу 1 по его краю соосно может быть присоединена переходная часть 2, по форме близкая к боковой поверхности усечённого конуса (или подобного) и представляющая собой часть корпуса. При этом диаметр переходной части 2 на свободном конце (противоположном месту присоединения) меньше диаметра переходной части 2 в месте присоединения к корпусу 1. Наличие переходной части 2 обеспечивает большее удобство хранения устройства, т.к. укупорочное средство, надетое на горловинную часть 3 не выступает над боковой поверхностью корпуса 1. В случае наличия переходной части 2 горловинную часть 3 присоединяют к краю переходной части 2 с наименьшим диаметром.
Горловинная часть 3 представляет собой часть ёмкости, обеспечивающую выпуск продукции из ёмкости для использования её пользователем. Горловинная часть 3 в целом представляет собой оболочку вращения, имеющую в любом сечении, перпендикулярном оси, форму кольца. По одному своему краю горловинная часть 3 соосно присоединена к краю корпуса 1 или к краю переходной части 3 (при её наличии). Со стороны, противоположной месту присоединения к корпусу 1, горловинная часть 3 снабжена выходным отверстием 4, через которое непосредственно выходит продукция. Диаметр горловинной части 3 в месте расположения выходного отверстия 4 обычно меньше диаметра горловинной части 3 в месте присоединения к переходной части 2 (или к корпусу 1 в случае отсутствия переходной части 2), при этом по мере удаления от корпуса 1 диаметр горловинной части 3 уменьшается. Горловинная часть 3 может быть также снабжена участком, диаметр которого не изменяется по мере удаления от корпуса 1. При необходимости горловинная часть 3 может быть выполнена на всей своей длине одного диаметра.
На наружной поверхности горловинной части 3 вблизи корпуса 1 выполнена минимум одна направляющая 5 и один ограничитель поворота 7. Обычно направляющую 5 и ограничитель поворота 7 располагают на участке горловинной части 3 постоянного диаметра. Направляющая 5 представляет собой элемент, обеспечивающий (или способствующий) движение внутреннего выступа 12 на укупорочном средстве вдоль определённой траектории при его повороте в случае закрытия или открытия устройства, а также препятствующий движению укупорочного средства от корпуса 1 вдоль оси в закрытом положении. При этом указанная траектория обычно обеспечивает постепенное приближение укупорочного средства к корпусу 1 при закрытии ёмкости, что обеспечивает наличие притяжения укупорочного средства к корпусу 1 и увеличение силы трения между внутренним выступом 12 и направляющей 5, что снижает вероятность самопроизвольного открывания. Ограничитель поворота 7 представляет собой элемент, препятствующий дальнейшему повороту укупорочного средства вокруг оси после возникновения контакта между внутренним выступом 12 и ограничителем поворота 7.
Направляющая 5 и ограничитель поворота 7 выполнены в виде выступов произвольной формы над наружной поверхностью горловинной части 3, при этом высота выступов подбирается из условия взаимодействия направляющей 5 и ограничителя поворота 7 с внутренними выступами 12 на укупорочном средстве. На поверхности направляющей 5, ориентированной к корпусу 1, в её средней части может быть выполнен дополнительный выступ 6, обеспечивающий снижение вероятности самопроизвольного открывания ёмкости и информирование пользователя о закрытии ёмкости. Обычно направляющие 5 и ограничители поворота 7 выполняют как элементы вытянутой формы, причём продольная ось направляющей 5 составляет с осью горловинной части 3 угол, близкий к прямому, а продольная ось ограничителя поворота 7 составляет с осью горловинной части 3 угол, близкий к 0о. Однако направляющие 5 и ограничители поворота 7 могут быть выполнены любой другой формы при сохранении описанной функциональности конструкции и её особенностей.
Направляющая 5 и ограничитель поворота 7 расположены следующим образом. Направляющая 5 расположена на расстоянии переходной части 2 (или от корпуса 1 в случае отсутствия переходной части 2). Ограничитель поворота 7, по крайней мере частично, расположен между направляющей 5 и переходной частью 2 (или корпусом 1 в случае отсутствия переходной части 2). При этом ограничитель поворота 7 не упирается в переходную часть 2 (или в корпус 1 в случае отсутствия переходной части 2), в результате чего между ограничителем поворота 7 и переходной частью 2 присутствует зазор 8. Наличие зазора 8 обеспечивает меньшую материалоёмкость устройства по сравнению с устройством без указанного зазора с учётом того, что положение направляющей 5 вдоль оси одинаково. Направляющая 5 расположена, по крайней мере частично, с одной стороны от ограничителя поворота 7 и в случае выполнения в виде вытянутого выступа ориентирована вдоль или приблизительно вдоль параллели (параллелью называют сечение оболочки вращения плоскостью, перпендикулярной оси) горловинной части 3. При этом поверхность направляющей 5 без дополнительного выступа 6, обращённая к переходной части 2, по мере приближения к ограничителю поворота 7 может приближаться к переходной части 2, по крайней мере на части направляющей 5, наиболее удалённой от ограничителя поворота 7. При наличии дополнительного выступа 6 поверхность направляющей 5 с дополнительным выступом 6, обращённая к переходной части 2, по мере приближения к ограничителю поворота 7 может приближаться к переходной части 2 до места расположения дополнительного выступа 6, а после места расположения дополнительного выступа 6 описанная поверхность может быть расположена дальше от переходной части 2, чем аналогичная поверхность дополнительного выступа 6.
В одном случае исполнения направляющая 5 и ограничитель поворота 7 могут быть выполнены заодно и соприкасаются друг с другом, образуя таким образом Г-образный элемент. При этом обычно направляющая 5 и ограничитель поворота 7 выполнены как вытянутые выступы. Обычно в этом случае между направляющей 5 и ограничителем поворота 7 выполняют скругление. В другом случае направляющая 5 и ограничитель поворота 7 могут не соприкасаться друг с другом, т.е. между ними выполнен зазор. В этом случае описанный зазор дополнительно способствует снижению материалоёмкости устройства. При этом направляющая 5 и ограничитель поворота 7 могут быть выполнены как вытянутые выступы или как выступы с приблизительно равными размерами поперечного сечения (например, ограничитель поворота 7 и направляющая 5 могут быть выполнены как выступы с поперечным сечением в виде круга или эллипса).
На наружной поверхности горловинной части 3 могут быть выполнены дополнительные направляющие и дополнительные ограничители (их количество должно быть равным). При этом все направляющие (направляющая 5 и дополнительные направляющие) расположены на одинаковом расстоянии от корпуса 1 и равномерно распределены по окружности горловинной части 3, все ограничители поворота (ограничитель поворота 7 и дополнительные ограничители поворота) также расположены на одинаковом расстоянии от корпуса 1 и равномерно распределены по окружности горловинной части 3. Например, в случае выполнения двух направляющих (т.е. направляющая 5 и одна дополнительная направляющая) и двух ограничителей поворота (т.е. ограничитель поворота 7 и один дополнительный ограничитель поворота) направляющая 5 и ограничитель поворота 7 расположены диаметрально противоположно соответственно дополнительной направляющей и дополнительному ограничителю поворота (в этом случае указанные элементы можно назвать парой направляющих и ограничителей поворота). В случае трёх направляющих и трёх ограничителей поворота по одному из всех направляющих и одному из всех ограничителей поворота расположено через каждые 120о. В случае четырёх направляющих и четырёх ограничителей поворота по одному из всех направляющих и по одному из всех ограничителей поворота расположено через каждые 90о. Последний случай можно частным случаем по отношению случаю с двумя направляющими и двумя ограничителями поворота, когда присутствует дополнительная пара направляющих и ограничителей поворота, при этом эта пара расположена перпендикулярно указанной в случае с двумя направляющими и двумя ограничителями поворота. При этом, если смотреть на горловинную часть 3 со стороны выходного отверстия 4, то каждая из направляющих 5 ориентирована относительно соответствующего ограничителя поворота 7 в одном направлении, обычно против часовой стрелки.
Укупорочное средство представляет собой изделие, предназначенное для укупоривания упаковки и сохранения её содержимого (п.2.1.1 ГОСТ 32180-2013 Средства укупорочные. Термины и определения). Обычно в качестве укупорочного средства используют колпачок, однако могут быть использованы и другие подходящие виды укупорочных средств. Колпачок представляет собой укупорочное средство, надеваемое на горловинную часть 3 тары (п.2.2.1 ГОСТ 32180-2013 Средства укупорочные. Термины и определения). Укупорочное средство состоит из боковой стенки 9 и торцевой стенки 10, выполненных заодно или неподвижно соединённых друг с другом. Боковая стенка 9 в целом может представлять собой полый прямой цилиндр (близкий к круговому), полый прямой усечённый конус, полую многоугольную прямую усечённую пирамиду или полую прямую многоугольную призму, при этом толщина стенки значительно меньше габаритных размеров. В случае усечённой пирамиды или призмы количество сторон многоугольника должно быть достаточно большим, чтобы обеспечивать вращение укупорочного средства вокруг горловинной части 3. Боковая стенка 9 может быть снабжена рёбрами или насечками, расположенными на наружной поверхности вдоль её образующих, обеспечивающими снижение вероятности проскальзывания укупорочного средства при использовании. Торцевая стенка 10 в целом представляет собой близкий к форме поперечного сечения боковой стенки 9 (к круглому диску или многоугольной пластине) элемент, плоский или изогнутый к центру. Диаметры боковой стенки 9 и торцевой стенки 10 (наименьший диаметр конической боковой стенки 9 и диаметр торцевой стенки 10) приблизительно равны между собой. Боковая стенка 9 и торцевая стенка 10 контактируют между собой по поверхности кольцевой формы или же соединены торообразным переходом (в этом случае диаметр торцевой стенки 10 меньше диаметра боковой стенки 9 в месте их соединения). Причём боковая стенка 9 в случае выполнения изогнутой торцевой стенки 10 расположена с той же стороны от места соединения боковой стенки 9 и торцевой стенки 10, что и центр торцевой стенки 10.
На внутренней поверхности боковой стенки 9 укупорочного средства выполнен минимум один внутренний выступ 12, но могут быть выполнены ещё один, два или более дополнительных внутренних выступов 13. Каждый внутренний выступ 12 представляет собой элемент произвольной формы, выполненный заодно с укупорочным средством. Конкретная форма внутреннего выступа 12 и его размеры и расположение выбраны так, чтобы в процессе закрывания укупорочным средством ёмкости внутренний выступ 12 мог взаимодействовать с соответствующими направляющей 5 и ограничителем поворота 7, а когда ёмкость закрыта укупорочным средством, внутренний выступ 12 одновременно контактировал с направляющей 5 и ограничителем поворота 7 и был расположен ближе к корпусу 1, чем направляющая 5. Предпочтительно выполнять внутренние выступы 12 округлого поперечного сечения (круглого, овального, кольцевого), обеспечивающего более плавное взаимодействие внутреннего выступа 12 и направляющей 5. В случае наличия на направляющей 5 дополнительного выступа 6 форма и размеры внутреннего выступа 12 должны обеспечивать расположение его части между ограничителем поворота 7 и дополнительным выступом 6 при закрытой укупорочным средством ёмкости. Количество внутренних выступов 12 равно количеству направляющих 5 (или ограничителей поворота 7). Внутренние выступы 12 расположены на одинаковом расстоянии от торцевой стенки 10 и распределены равномерно по окружности боковой стенки 9. Например, в случае выполнения двух внутренних выступов 12 они расположены диаметрально противоположно друг другу. В случае трёх внутренних выступов внутренний выступ 12 выполнен через каждые 120о. В случае четырёх внутренних выступов внутренний выступ 12 выполнен через каждые 90о.
На внутренней поверхности торцевой стенки 10 (обращённой в сторону расположения боковой стенки 9) соосно боковой стенке 9 может быть выполнен кольцевой выступ 11. Внутренний диаметр кольцевого выступа 11 незначительно больше наружного диаметра горловинной части 3 в области расположения выходного отверстия 4.
Все части устройства обычно выполнены из полимерного материала (возможно использование для устройства в целом или любой из его частей также металла, стекла, слоистого ли композитного материала, резины).
Осуществление полезной модели
В случае использования указанных выше элементов и средств, полезная модель реализуется следующим образом.
Предварительно отдельно друг от друга изготавливают корпус 1 с горловинной частью 3 и укупорочное средство. В случае использования в качестве ёмкости тубы корпус 1 тубы изготавливают из полосы полимерного материала, сваривая её в трубку. Горловинную часть 3 с направляющими 5 и ограничителями поворота 7 и переходную часть 2 могут изготавливать отдельно или заодно способом литья под давлением из полимерного материала. В случае раздельного изготовления их затем сваривают. Также отдельно изготавливают укупорочное средство с внутренними выступами 12 и кольцевым выступом 11, например, при помощи литья под давлением.
Горловинную часть 3 с переходной частью 2 приваривают к корпусу 1. На выходное отверстие 4 горловинной части 3 снаружи могут дополнительно наклеивать металлическую фольгу или полимерную плёнку для предотвращения взаимодействия продукции с воздухом при хранении. На горловинную часть 3 надевают укупорочное средство и поворачивают его до закрытия укупорочным средством ёмкости. Для этого укупорочное средство располагают соосно корпусу 1 так, чтобы внутренние выступы 12 были расположены между направляющими 5. Затем укупорочное средство приближают максимально к корпусу 1 и поворачивают его так, чтобы каждый внутренний выступ 12 взаимодействовал с соответствующей направляющей 5 и соответствующим ограничителем поворота 7. При этом выходное отверстие 4 перекрыто торцевой стенкой 10 укупорочного средства или её дополнительными элементами (в рамках предлагаемого технического решения элементы, перекрывающие выходное отверстие и предотвращающие самопроизвольный выход продукции из ёмкости, рассматриваются как части торцевой стенки 10). Наружный диаметр укупорочного средства (в части, наиболее близкой к корпусу) выполняют приблизительно равным или незначительно меньшим диаметра корпуса 1. Затем корпус 1 заполняют продукцией и запаивают его открытый конец.
Устройство используют следующим образом. Пользователь, перед тем, как извлечь продукцию из ёмкости через выходное отверстие 4 горловинной части 3, открывает ёмкость, поворачивая укупорочное средство так, чтобы каждый внутренний выступ 12 двигался от соответствующего ограничителя поворота 7 в сторону соответствующей направляющей 5, и, после выхода внутреннего выступа 12 из взаимодействия с соответствующей направляющей 5, перемещая укупорочное средство вдоль оси от корпуса 1. В случае использования в качестве ёмкости тубы пользователь выдавливает необходимое количество продукции и закрывает ёмкость. Для этого пользователь располагает укупорочное средство соосно корпусу так, чтобы внутренние выступы 12 были расположены между направляющими 5. Затем максимально приближает укупорочное средство к корпусу 1 и поворачивает его так, чтобы каждый внутренний выступ 12 взаимодействовал с соответствующей направляющей 5 и, при необходимости, соответствующим ограничителем поворота 7. При повороте каждый внутренний выступ 12 перемещается вдоль поверхности соответствующей направляющей 5, обращённой к корпусу 1, до того момента, пока внутренний выступ 12 не упрётся в соответствующий ограничитель поворота 7. После прохождения дополнительного выступа 6 пользователь ощущает щелчок, информирующий его о том, что ёмкость закрыта. Самопроизвольному открытию ёмкости препятствует трение между поверхностью внутреннего выступа 12 и направляющей 5, а также наличие дополнительного выступа 6 на направляющей 5.
Таким образом, выполнение зазора 8 между каждым из ограничителей поворота 7 и переходной частью 2 (или корпусом 1 в случае отсутствия переходной части 2) обеспечивает снижение материалоёмкости устройства при равных расстояниях между направляющей 5 и корпусом 1 в предлагаемом устройстве и в устройстве без зазора 8 между упомянутыми элементами.