МЕТАЛЛИЧЕСКИЙ СОСУД С РЕЗЬБОВЫМ УКУПОРОЧНЫМ СРЕДСТВОМ
METAL VESSEL WITH THREADED CAPPING MEANS

Перекрестная ссылка на родственные заявки
Данная заявка в соответствии с 35 U.S.C. (свод законов США) §119 (e) испрашивает приоритет предварительной заявки на патент США № 62/755,654, поданной 5 ноября 2018 года, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки. Эта заявка также связана с заявкой на патент США № 14/616,299 и заявкой на патент США № 16/052,236, каждая из которых включена в настоящий документ посредством ссылки во всей их полноте.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение в целом относится к сосуду, который может герметизироваться и повторно закрываться резьбовым укупорочным средством. Более конкретно, настоящее изобретение относится к металлическому сосуду, резьбовому укупорочному средству, а также к устройству и способу изготовления металлического сосуда, имеющего отверстие с обращенной внутрь резьбой и резьбовое укупорочное средство. Отверстие металлического сосуда может закрываться и герметизироваться и, по выбору, повторно закрываться резьбовым укупорочным средством, которое входит в зацепление с возможностью отсоединения с резьбой металлического сосуда.
Уровень техники
Металлические и стеклянные бутылки для напитков обычно герметизируются укупорочными средствами, которые не могут использоваться для повторного закрытия или повторной герметизации сосуда. Отсутствие укупорочного средства, которое можно использовать для повторного закрытия и/или повторной герметизации сосуда для напитков после открытия сосуда, создает несколько проблем. Во-первых, содержимое открытого сосуда необходимо быстро употребить, иначе содержимое будет терять газы, портиться, окисляться или его придется выбрасывать. Во-вторых, открытые сосуды могут опрокинуться и пролить содержимое, создавая беспорядок и дополнительные отходы. И наконец, сосуды, не оснащенные укупорочным средством, которое может повторно использоваться для повторного закрытия сосуда, обычно также не могут повторно использоваться, создавая таким образом отходы и экологические проблемы.
Бутылки для напитков с наружной резьбой на участке горловины являются известными. Тем не менее, бутылки с наружной резьбой являются дорогими для производства, протекают и имеют низкую скорость потока при выдаче напитка. Кроме того, диаметр отверстия бутылки с наружной резьбой ограничивается внутренним давлением, необходимым для продукта. Для некоторых продуктов предпочтительны сосуды с большим диаметром отверстия, но известные укупорочные средства, используемые для герметизации сосудов с наружной резьбой, не могут предотвращать снижение давления, вызванное утечкой или нарушением герметизации сосудов с большими диаметрами отверстий и определенным внутренним давлением. Кроме того, пить из сосудов с наружной резьбой может быть неудобно, что отрицательно влияет на удовлетворенность потребителей напитка.
Несмотря на то, что металлические сосуды имеют много преимуществ, некоторые известные способы герметизации металлических сосудов не обеспечивают должного зацепления между металлическим сосудом и укупорочным средством. Более конкретно, некоторые способы и устройства для герметизации металлического сосуда с помощью резьбового укупорочного средства не учитывают упругой природы металла. Соответственно, после образования резьбы в металлическом сосуде резьба сосуда будет отпружинивать или перемещаться относительно резьбы резьбового укупорочного средства из-за упругой природы металла. В некоторых случаях верхняя поверхность металлического сосуда, такая как завиток, может находиться на расстоянии от укупорочного средства. Кроме того, резьба сосуда может отходить от резьбы укупорочного средства.
Перемещение металла металлического сосуда после герметизации резьбовым укупорочным средством может вызывать некоторые проблемы. Более конкретно, когда упругая природа металла металлического сосуда не учитывается при герметизации с помощью резьбового укупорочного средства, получаемое перемещение или «отпружинивание» металла может приводить к тому, что резьбовое укупорочное средство будет входить в зацепление с резьбой металлического сосуда с большим зазором. Это может приводить к нарушению герметичности или случайному открытию металлического сосуда. Недостаточное зацепление резьбового укупорочного средства также может затруднять определение того, что кто-то вскрывал металлический сосуд. Из-за этого герметичный металлический сосуд может выбрасываться, хотя он не был вскрыт, что приводит к ненужным отходам и повышению стоимости. Недостаточное зацепление между резьбовым укупорочным средством и металлическим сосудом может определяться по легкости, с которой резьбовое укупорочное средство может вращаться в направлении закрытия относительно металлического сосуда. Например, после герметизации металлического сосуда с резьбовым укупорочным средством с использованием одного способа укупорки можно повернуть резьбовое укупорочное средство на более чем 10° в направлении закрытия относительно металлического сосуда до того, как крутящий момент увеличивается до 10 дюйм-фунтов.
Соответственно, существует неудовлетворенная потребность в металлическом сосуде и резьбовом укупорочном средстве, которые являются экономически эффективными для производства, которые имеют улучшенную устойчивость к давлению и обеспечивают приятное воспринимаемое ощущение во время питья для потребителя, а также в улучшенных системах и способах герметизации металлического сосуда с помощью резьбового укупорочного средства.
Раскрытие сущности изобретения
Настоящее изобретение обеспечивает новые способы и устройство для производства нового и полезного открываемого металлического сосуда, в который может быть вставлено новое укупорочное средство. Одним объектом настоящего изобретения является металлический сосуд, который в целом содержит дно, боковую стенку и горловину, проходящую вверх от боковой стенки. Дно металлического сосуда может, необязательно, включать в себя купол. Кроме того, по меньшей мере на части горловины металлического сосуда формируется резьба путем прижатия горловины сосуда к резьбе резьбового укупорочного средства. Отверстие расположено в самой верхней части горловины. Необязательно, в самой верхней части горловины формируется край венчика заранее заданной формы. Край венчика может быть выполнен жестким и устойчивым по размеру и может включать в себя одну или несколько наружных, верхних и внутренних герметизирующих поверхностей. В одном варианте осуществления изобретения край венчика является завитком. В одном варианте осуществления изобретения завиток выступает наружу от горловины. Несмотря на то, что обычно рассматриваются металлические сосуды, варианты осуществления и различные аспекты настоящего изобретения могут использоваться и реализовываться в сосудах, содержащих другие материалы, в том числе стекло, пластик, бумагу и их сочетания.
Одним из аспектов настоящего изобретения является устройство для герметизации металлического сосуда с помощью резьбового укупорочного средства. Устройство в целом включает в себя, но не ограничиваясь перечисленным, один или более из следующих компонентов: (1) первый инструмент, выполненный с возможностью прикладывать первое усилие к резьбовому укупорочному средству, установленному в отверстии металлического сосуда; и (2) второй инструмент, выполненный с возможностью прикладывать второе усилие к наружной поверхности горловины металлического сосуда для образования резьбы сосуда на горловине. Первое усилие от первого инструмента может упруго деформировать укупорочное средство. Когда первый инструмент прекращает приложение первого усилия к резьбовому укупорочному средству, резьбовое укупорочное средство может частично возвращаться к своей первоначальной форме. Резьбовое укупорочное средство, необязательно, выполнено из металла или пластика.
В одном варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство в целом содержит корпус укупорочного средства с наружной поверхностью, включающей в себя резьбу укупорочного средства. Резьба укупорочного средства формируется до того, как корпус укупорочного средства будет вставляться в металлический сосуд. В другом варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство включает в себя выступающую часть, выступающую от корпуса укупорочного средства под углом. Первое усилие от первого инструмента подбирается для изменения угла. В одном варианте осуществления изобретения первое усилие изменяет угол выступающей части на величину, составляющую приблизительно 0,5–10°. В другом варианте осуществления изобретения первое усилие изменяет угол на величину, составляющую приблизительно 3–6°.
В одном варианте осуществления изобретения перемещение первого и второго инструментов и/или время приложения первого и второго усилия управляются кулачками первого и второго инструментов, которые входят в зацепление с кулачковым следящим устройством.
В одном варианте осуществления изобретения металлический сосуд включает в себя дно, боковую стенку и горловину, проходящую вверх от боковой стенки, и отверстие, расположенное напротив дна. Горловина металлического сосуда не имеет резьбы в тот момент, когда резьбовое укупорочное средство изначально установлено в отверстии металлического сосуда. В одном варианте осуществления изобретения металлический сосуд включает в себя завиток в самой верхней части горловины. Завиток может отходить в направлении наружу от наружной поверхности горловины.
В одном варианте осуществления изобретения второй инструмент содержит резьбонакатный ролик, выполненный с возможностью контактировать с наружной поверхностью горловины сосуда для прижатия горловины сосуда к резьбе укупорочного средства. В другом варианте осуществления изобретения второй инструмент выполнен с возможностью формировать резьбу сосуда, которая включает в себя вершины и ориентированные внутрь впадины на наружной поверхности горловины. Вершины проходят внутрь от внутренней поверхности горловины. Впадины обычно соответствуют вершинам. В одном варианте осуществления изобретения резьбонакатный ролик прижимает горловину сосуда к впадине резьбы укупорочного средства. Необязательно, резьба проходит не менее 360° вокруг корпуса укупорочного средства. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения резьба сосуда проходит не менее 360° вокруг горловины сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения второй инструмент выполнен с возможностью прикладывать второе усилие в то время, когда первый инструмент прикладывает первое усилие. Таким образом, второй инструмент прикладывает второе усилие в тот момент, когда резьбовое укупорочное средство упруго деформировано первым усилием, прикладываемым первым инструментом. В одном варианте осуществления изобретения первый инструмент выполнен с возможностью приложения первого усилия в направлении вниз. Необязательно, первое усилие может составлять приблизительно 1–300 фунтов. В одном варианте осуществления изобретения первое усилие составляет приблизительно 100 фунтов. В одном варианте осуществления изобретения первый инструмент выполнен с возможностью прекращать приложение первого усилия после того, как второй инструмент сформирует резьбу сосуда.
Первое усилие от первого инструмента подбирается для проталкивания резьбы резьбового укупорочного средства на предварительно заданное расстояние в направлении дна металлического сосуда. В одном варианте осуществления изобретения первое усилие проталкивает резьбовое укупорочное средство на расстояние, составляющее приблизительно 0,005–0,1 дюйма или приблизительно 0,005–0,015 дюймов, в направлении дна металлического сосуда.
Первый инструмент может содержать выступ, выполненный с возможностью прикладывать первое усилие к дну камеры, образованной в корпусе укупорочного средства. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения первый инструмент прикладывает первое усилие к участку резьбового укупорочного средства, находящемуся внутри внутреннего диаметра отверстия металлического сосуда. В одном варианте осуществления изобретения участок первого инструмента, который прикладывает первое усилие, имеет диаметр, который меньше, чем внутренний диаметр отверстия металлического сосуда. Более конкретно, диаметр участка первого инструмента, который прикладывает первое усилие, может быть меньше, чем внутренний диаметр камеры, образованной в резьбовом укупорочном средстве.
В одном варианте осуществления изобретения первый инструмент выполнен с возможностью приложения первого усилия к выступающей части, отходящей наружу от корпуса укупорочного средства. Необязательно, укупорочный инструмент может включать в себя сужающийся фланец, проходящий наружу от корпуса. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения первый инструмент прикладывает первое усилие к участку резьбового укупорочного средства, направленное внутрь внешнего диаметра завитка сосуда. В одном варианте осуществления изобретения участок первого инструмента, который контактирует с резьбовым укупорочным средством, имеет диаметр, который меньше внутреннего диаметра отверстия металлического сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения, когда второй инструмент сформирует резьбу сосуда, устройство выполнено с возможностью отделения первого инструмента от резьбового укупорочного средства, в результате чего резьба укупорочного средства перемещается в направлении от дна металлического сосуда. Когда резьба укупорочного средства перемещается в направлении от дна металлического сосуда, резьба укупорочного средства может контактировать с резьбой сосуда и прикладывать к ней усилие, переводя таким образом укупорочное средство в напряженное состояние. Более конкретно, по меньшей мере часть корпуса укупорочного средства между выступающей частью и верхним участком резьбы сосуда будет находиться в напряженном состоянии из-за усилия, которое резьба укупорочного средства прикладывает к резьбе сосуда. В одном варианте осуществления изобретения резьба укупорочного средства перемещается вверх в направлении от дна металлического сосуда, когда первый инструмент отделяется от резьбового укупорочного средства. Дополнительно, или в качестве альтернативы, усилие, прикладываемое к резьбе сосуда резьбой укупорочного средства, направлено вверх в направлении от дна металлического сосуда. В одном варианте осуществления изобретения резьба укупорочного средства прикладывает усилие, составляющее приблизительно 1–20 фунтов, к резьбе сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения, когда первый инструмент отделяется от резьбового укупорочного средства, выступающая часть оказывает смещающее усилие на участок корпуса укупорочного средства. Смещающее усилие вытягивает участок корпуса укупорочного средства в направлении от дна металлического сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения, когда первый инструмент прикладывает первое усилие, расстояние между соседними вершинами резьбы укупорочного средства может увеличиваться на величину, составляющую приблизительно 0,003–0,015 дюйма. Когда действие первого усилия от первого инструмента прекращается, расстояние между соседними вершинами резьбы укупорочного средства может по меньшей мере частично уменьшаться. В одном варианте осуществления изобретения расстояние между соседними вершинами резьбы укупорочного средства уменьшается на величину, составляющую приблизительно 0,001–0,01 дюйма.
Другим аспектом настоящего изобретения является способ герметизации металлического сосуда с помощью резьбового укупорочного средства. Способ содержит один или более этапов из следующих: (1) обеспечение металлического сосуда с дном, боковой стенкой, горловиной, проходящей вверх от боковой стенки, при этом на горловине отсутствует резьба, и отверстием, расположенным в верхней части горловины; (2) обеспечение резьбового укупорочного средства, включающего в себя корпус укупорочного средства, резьбу укупорочного средства, образованную на наружной поверхности корпуса укупорочного средства, и выступающую часть, выступающую наружу от корпуса укупорочного средства; (3) установку резьбового укупорочного средства в отверстие горловины; (4) приложение первого усилия к резьбовому укупорочному средству посредством первого инструмента; (5) приложение второго усилия к наружной поверхности горловины посредством второго инструмента, при этом второе усилие подбирается таким образом, чтобы прижимать горловину к резьбе укупорочного средства для образования резьбы на металлическом сосуде; и (6) отделение первого инструмента от резьбового укупорочного средства, чтобы прекратить приложение первого усилия, в результате чего резьба укупорочного средства отодвигается в сторону от дна металлического сосуда и прикладывает усилие к резьбе сосуда, тем самым переводя резьбовое укупорочное средство в напряженное состояние. Таким образом, резьбовое укупорочное средство герметизирует продукт в металлическом сосуде. Первый и второй инструменты могут быть частью укупорочного устройства одного варианта осуществления изобретения, раскрытого в данном документе.
В одном варианте осуществления изобретения первое усилие вызывает упругую деформацию в резьбовом укупорочном средстве. Когда действие первого усилия прекращается после образования резьба сосуда, участок корпуса укупорочного средства между выступающей частью и резьбой укупорочного средства (или верхним участком резьбы сосуда) будет находиться в напряженном состоянии. Напряженное состояние вызывается перемещением резьбы укупорочного средства в направлении от дна металлического сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения первое усилие ориентировано по существу вниз по направлению к дну металлического сосуда. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения приложение первого усилия включает в себя подталкивание резьбы резьбового укупорочного средства на предварительно заданное расстояние по направлению к дну металлического сосуда. В одном варианте осуществления изобретения первое усилие проталкивает резьбу укупорочного средства на расстояние, составляющее приблизительно 0,005–0,1 дюйма, или приблизительно 0,005–0,015 дюйма, по направлению к дну металлического сосуда.
Необязательно, второе усилие может быть ориентировано по существу поперечно первому усилию. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения первое усилие ориентировано приблизительно параллельно продольной оси металлического сосуда. В другом варианте осуществления второе усилие ориентировано приблизительно перпендикулярно продольной оси.
В другом варианте осуществления изобретения приложение первого усилия подразумевает приложение усилия, составляющего приблизительно 1–300 фунтов и направленного вниз, к резьбовому укупорочному средству. В одном варианте осуществления изобретения первое усилие составляет приблизительно 100 фунтов. Необязательно, способ включает в себя приложение второго усилия вторым инструментом в то время, когда первый инструмент прикладывает первое усилие.
В одном варианте осуществления изобретения второй инструмент может прикладывать второе усилие в то время, когда первый инструмент прикладывает первое усилие. Дополнительно или в качестве альтернативы приложение первого усилия может включать в себя изменение угла, под которым выступающая часть выступает от корпуса укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения, когда первое усилие прикладывается к резьбовому укупорочному средству, внешний участок выступающей части отгибается от плоскости, определенной дном резьбового укупорочного средства. Плоскость ориентирована по существу перпендикулярно продольной оси резьбового укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения первое усилие изменяет угол, под которым выступающая часть выступает от корпуса укупорочного средства, на величину, составляющую приблизительно 0,5–10°. Необязательно, первое усилие изменяет угол на величину, составляющую приблизительно 3–6°.
В одном варианте осуществления изобретения первый инструмент содержит внутренний инструмент, выполненный с возможностью приложения первого усилия к дну камеры, образованной в корпусе укупорочного средства. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения первый инструмент выполнен с возможностью приложения первого усилия к участку корпуса укупорочного средства, расположенного внутри внутреннего диаметра отверстия металлического сосуда. В одном варианте осуществления изобретения участок первого инструмента, который прикладывает первое усилие, имеет диаметр, значение которого меньше, чем у внутреннего диаметра отверстия металлического сосуда.
В качестве альтернативы первый инструмент может содержать укупорочный инструмент, выполненный с возможностью приложения первого усилия к выступающей части, отходящей наружу от корпуса укупорочного средства. Укупорочный инструмент может прикладывать первое усилие к участку выступающей части, расположенному внутри наружного диаметра завитка, сформированного в самой верхней части горловины сосуда. В одном варианте осуществления изобретения участок первого инструмента, контактирующий с резьбовым укупорочным средством, имеет диаметр, который меньше наружного диаметра завитка. В другом варианте осуществления изобретения диаметр участка первого инструмента, который контактирует с резьбовым укупорочным средством, меньше внутреннего диаметра отверстия металлического сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения укупорочный инструмент включает в себя сужающийся фланец, проходящий в направлении наружу от корпуса. Сужающийся фланец имеет толщину, которая уменьшается, когда расстояние от продольной оси резьбового укупорочного средства возрастает. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения сужающийся фланец имеет первую толщину и вторую толщину в самой наружной части фланца, при этом вторая толщина меньше, чем первая. В одном варианте осуществления изобретения корпус имеет диаметр, размер которого меньше, чем внутренний диаметр отверстия сосуда, или диаметр может быть меньше диаметра камеры, образованной в резьбовом укупорочном средстве.
В одном варианте осуществления изобретения второй инструмент является резьбонакатным роликом. Второе усилие от резьбонакатного ролика формирует резьбу сосуда, которая включают в себя впадины, проходящие внутрь от наружной поверхности участка горловины, и вершины, выступающие внутрь от внутренней поверхности горловины сосуда. Более конкретно, второе усилие от резьбонакатного ролика прижимает горловину сосуда к впадине резьбы укупорочного средства.
Еще один аспект согласно настоящему изобретению заключается в обеспечении металлической бутылки, герметизируемой резьбовым укупорочным средством, вставленным в отверстие металлической бутылки, при этом изобретение включает в себя: (1) металлическую бутылку, включающую в себя дно, боковую стенку, проходящую вверх от дна, горловину, проходящую вверх от боковой стенки, резьбу сосуда, образованную по меньшей мере на части горловины, отверстие, расположенное в самой верхней части горловины, и завиток, сформированный в самой верхней части горловины, при этом резьба сосуда включает в себя вершины, которые проходят внутрь от внутренней поверхности горловины, и наружную поверхность горловины, включающую в себя ориентированные внутрь впадины, соответствующие вершинам; и (2) резьбовое укупорочное средство, включающее в себя корпус, установленный внутри отверстия металлической бутылки, при этом корпус включает в себя дно, боковую стенку, выступающую часть, выступающую наружу от верхней части боковой стенки, индикатор вскрытия, который прикреплен к участку выступающей части, камеру, образованную внутри корпуса, отверстие, ведущее в камеру, расположенное напротив дна, и резьбу, образованную на наружной поверхности боковой стенки, при этом резьба укупорочного средства прикладывает усилие, ориентированное в направлении вверх, к резьбе сосуда, в результате чего часть корпуса укупорочного средства находится в напряженном состоянии. В одном варианте осуществления изобретения часть корпуса укупорочного средства, которая находится в напряженном состоянии, расположена между выступающей частью и резьбой укупорочного средства.
Выступающая часть может быть выполнена с возможностью вытягивания резьбы укупорочного средства в направлении от дна металлической бутылки. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения выступающая часть оказывает смещающее усилие на корпус резьбового укупорочного средства. Таким образом, резьба укупорочного средства прикладывает ориентированное в направлении вверх усилие к резьбе сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения до образования резьбы сосуда выступающая часть наклонена вниз по направлению к плоскости, определенной дном корпуса укупорочного средства, на первый угол. Необязательно, до образования резьбы сосуда выступающая часть наклонена вниз на угол, составляющий приблизительно 0,5–10°. В другом варианте осуществления изобретения, после образования резьбы сосуда, выступающая часть изгибается в направлении вверх от дна корпуса укупорочного средства на второй угол, который меньше, чем первый угол.
В качестве альтернативы в другом варианте осуществления изобретения выступающая часть ориентирована наружу, приблизительно перпендикулярно продольной оси резьбового укупорочного средства. После образования резьбы сосуда выступающая часть может быть наклонена в направлении вверх от дна корпуса укупорочного средства.
В еще одном варианте осуществления изобретения, прежде чем резьбовое укупорочное средство будет установлено в отверстие сосуда, выступающая часть наклоняется вверх в направлении от дна корпуса укупорочного средства на первый угол. В этом варианте осуществления изобретения после образования резьбы сосуда выступающая часть наклоняется вверх в направлении от дна корпуса укупорочного средства на второй угол, который больше, чем первый угол.
В одном варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство дополнительно содержит по меньшей мере один канал, проходящий через резьбу укупорочного средства, образованную на корпусе укупорочного средства. По меньшей мере один канал выполнен с возможностью обеспечения связи внутренней части металлической бутылки с окружающим воздухом, когда резьбовое укупорочное средство вращается для удаления резьбового укупорочного средства из отверстия металлической бутылки. Таким образом, канал облегчает снижение давления внутри металлической бутылки до того, как резьба укупорочного средства выйдет из зацепления с резьбой сосуда, чтобы предотвращать нежелательное выбрасывание резьбового укупорочного средства из отверстия металлической бутылки.
Резьбовое укупорочное средство может дополнительно содержать углубление, образованное в выступающей части укупорочного средства, при этом в углубление может вставляться завиток бутылки. В одном варианте осуществления изобретения завиток бутылки проходит в направлении наружу от горловины. Дополнительно или в качестве альтернативы выступающая часть может включать в себя внешний участок, юбку, которая проходит в направлении вниз от внешнего участка по направлению к дну корпуса укупорочного средства, и второе углубление, образованное на внутренней части юбки.
В одном варианте осуществления изобретения индикатор вскрытия выполнено отдельно от резьбового укупорочного средства. В качестве альтернативы индикатор вскрытия, необязательно, может быть выполнен как единое целое с резьбовым укупорочным средством. Индикатор вскрытия может механически входить в зацепление с выступающей частью. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения индикатор вскрытия включает в себя захватное средство, выполненное с возможностью входа в зацепление со вторым углублением, образованным на юбке. Индикатор вскрытия может, необязательно, включать в себя выступающую часть с внутренним диаметром, который меньше, чем наружный диаметр завитка бутылки.
В другом варианте осуществления изобретения индикатор вскрытия резьбового укупорочного средства разрушается после того, как корпус укупорочного средства по меньшей мере частично отделяется от корпуса сосуда. В одном варианте осуществления изобретения индикатор вскрытия имеет взаимное соединение с верхней частью корпуса резьбового укупорочного средства. В другом варианте осуществления изобретения индикатор вскрытия может содержать кольцо, соединенное с верхней окружностью корпуса укупорочного средства с помощью полосы с пилообразными вырезками. Полоса с пилообразными вырезками выполнена с возможностью разрушаться, когда корпус укупорочного средства вращается, при этом кольцо контактирует с завитком или другим элементом, сформированным в самой верхней части горловины. После разрушения полосы с пилообразными вырезками кольцо удерживается на горловине металлической бутылки.
В еще одном варианте осуществления настоящего изобретения индикатор вскрытия содержит по меньшей мере один материал из числа термоусадочной пленки, воска, пластика, металлической фольги и бумажного материала или содержит краску, нанесенную на резьбовое укупорочное средство и металлическую бутылку. Материал индикатора вскрытия должен по меньшей мере частично повреждаться или нарушаться потребителем перед или во время вращения резьбового укупорочного средства, выполняемого для открытия металлической бутылки.
В одном варианте осуществления изобретения резьба сосуда проходит по меньшей мере на 360° вокруг горловины. Кроме того, резьба укупорочного средства может проходить по меньшей мере на 360° вокруг корпуса укупорочного средства. Вершины резьбы сосуда выступают в направлении внутрь во впадины резьбы укупорочного средства.
Еще одним аспектом настоящего изобретения является резьбовое укупорочное средство, выполненное с возможностью герметизации продукта внутри металлического сосуда. Резьбовое укупорочное средство включает в себя (но не ограничивается перечисленным) один или несколько компонентов из числа следующих: (1) корпус, включающий в себя дно, боковую стенку, камеру и отверстие, ведущее в камеру, расположенное напротив дна; (2) резьбу, образованную на наружной поверхности боковой стенки; (3) выступающую часть, выступающую наружу от боковой стенки; и (4) индикатор вскрытия, который присоединен к выступающей части. В одном варианте осуществления изобретения резьба проходит не менее 360° вокруг боковой стенки.
Выступающая часть может быть наклонена относительно корпуса. Например, внешний участок выступающей части может быть расположен ближе к дну корпуса укупорочного средства, чем внутренний участок выступающей части. Таким образом, плоскость, которая по существу перпендикулярна продольной оси резьбового укупорочного средства, будет контактировать с внутренним участком выступающей части, в то время как внешний участок выступающей части будет находиться на предварительно заданном расстоянии от плоскости.
В одном варианте осуществления изобретения выступающая часть выполнена с возможностью изгибаться в ответ на усилие, прикладываемое укупорочным устройством, когда резьбовое укупорочное средство герметизирует металлический сосуд. Более конкретно, выступающая часть может выступать наружу от боковой стенки под предварительно заданным углом. Усилие, прикладываемое укупорочным устройством, может упруго деформировать металлический сосуд и изменять угол выступающей части относительно боковой стенки. В одном варианте осуществления изобретения выступающая часть может изгибаться на угол, составляющий приблизительно 0,5–10° в ответ на усилие, прикладываемое укупорочным устройством. В одном варианте осуществления изобретения усилие изменяет угол выступающей части на величину, составляющую приблизительно 3–6°.
В одном варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство включает в себя закупоривающее уплотнение, проходящее в направлении вниз от выступающей части. Закупоривающее уплотнение может быть приблизительно параллельным продольной оси резьбового укупорочного средства.
В другом варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство включает в себя уплотнительный выступ, выступающий наружу от корпуса. Уплотнительный выступ может быть выполнен как единое целое с корпусом. В одном варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство с уплотнительным выступом не включает в себя закупоривающее уплотнение.
Необязательно, резьбовое укупорочное средство может включать в себя углубление в выступающей части, при этом углубление выполнено с возможностью принимать завиток металлического сосуда. Нижняя поверхность выступающей части может сужаться или закругляться, чтобы направлять завиток в углубление.
В одном варианте осуществления изобретения индикатор вскрытия механически входит в зацепление с выступающей частью. Более конкретно, индикатор вскрытия может входить в зацепление с резьбовым укупорочным средством путем защелкивания или механического зацепления. Дополнительно или в качестве альтернативы индикатор вскрытия может удерживаться на резьбовом укупорочном устройстве с помощью фрикционной посадки. Юбка может проходить вниз от выступающей части, при этом юбка включает в себя направленную внутрь канавку. Захватное средство индикатора вскрытия может сопрягаться с направленной внутрь канавкой для механического зацепления индикатора вскрытия с резьбовым укупорочным средством. В другом варианте осуществления изобретения индикатор вскрытия может быть выполнен как единое целое с выступающей частью. Независимо от этого, индикатор вскрытия выполнен с возможностью отсоединения или отделения от резьбового укупорочного средства, когда резьбовое укупорочное средство вращается в направлении открывания. Таким образом, индикатор вскрытия удерживается на горловине металлического сосуда. В одном варианте осуществления изобретения участок индикатора вскрытия выполнен с возможностью контактировать с завитком металлического сосуда, когда резьбовое укупорочное средство вращается в направлении открывания, в результате чего индикатор вскрытия отделяется от резьбового укупорочного средства.
Другим аспектом является устройство, выполненное с возможностью герметизации металлического сосуда с помощью резьбового укупорочного средства, вставленного в отверстие металлического сосуда. Резьбовое укупорочное средство в целом включает в себя: корпус укупорочного средства, наружную поверхность, включающую в себя резьбу укупорочного средства, которая выступает наружу от корпуса укупорочного средства, камеру, образованную в корпусе укупорочного средства, и выступающую часть, выступающую наружу от верхнего конца корпуса укупорочного средства под предварительно заданным углом. Металлический сосуд может включать в себя дно, боковую стенку, горловину, проходящую в направлении вверх от боковой стенки, при этом на горловине отсутствует резьба, и отверстие, расположенное напротив дна. Устройство в целом содержит: (1) первый инструмент, выполненный с возможностью перемещения вдоль продольной оси металлического сосуда и приложения первого усилия, направленного вниз, к резьбовому укупорочному средству, установленному в отверстии металлического сосуда; и (2) второй инструмент, выполненный с возможностью приложения второго усилия к наружной поверхности горловины металлического сосуда для образования резьбы сосуда на горловине путем прижатия горловины к резьбе укупорочного средства.
Первое усилие от первого инструмента подбирается таким, чтобы упруго деформировать резьбовое укупорочное средство и изменять предварительно заданный угол, под которым выступающая часть выступает из корпуса укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения первое усилие изменяет угол выступающей части на величину, составляющую приблизительно 0,5–10°.
В одном варианте осуществления изобретения первое усилие может проталкивать резьбу резьбового укупорочного средства на предварительно заданное расстояние в направлении к дну металлического сосуда. Например, резьба укупорочного средства может перемещаться на расстояние, составляющее приблизительно 0,005–0,1 дюйма, или приблизительно 0,05–0,015 дюйма, по направлению к дну металлического сосуда.
После образования резьбы сосуда вторым инструментом первый инструмент может отводиться от резьбового укупорочного средства, в результате чего резьба укупорочного средства перемещается вверх в направлении от дна металлического сосуда и прикладывает усилие к резьбе сосуда. Кроме того, когда первый инструмент отводится и первое усилие прекращает действовать на резьбовое укупорочное средство, выступающая часть может отпружинить назад, по меньшей мере частично, к предварительно заданному углу. Перемещение резьбы укупорочного средства в направлении вверх переводит верхний участок корпуса укупорочного средства в напряженное состояние. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения верхний участок корпуса укупорочного средства между выступающей частью и резьбой укупорочного средства находится в напряженном состоянии из-за направленного вверх перемещения резьбы укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения верхний участок корпуса укупорочного средства, который находится в напряженном состоянии, является самым верхним участком резьбы сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения первый инструмент содержит выступ, выполненный с возможностью перемещаться в камеру резьбового укупорочного средства и прикладывать первое усилие к дну камеры. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения первый инструмент включает в себя корпус, выполненный с возможностью вставляться в камеру. Корпус имеет диаметр, который меньше диаметра камеры.
В качестве альтернативы первый инструмент выполнен с возможностью прикладывать первое усилие к выступающей части, выступающей из корпуса укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения выступающая часть резьбового укупорочного средства включает в себя внешний участок, который выступает по направлению к дну корпуса укупорочного средства. Первое усилие отгибает выступающий внешний участок вверх и в направлении от дна. Необязательно, укупорочный инструмент включает в себя сужающийся фланец, отходящий в направлении наружу от корпуса.
Необязательно, первый инструмент выполнен с возможностью прикладывать первое усилие, составляющее приблизительно 10–300 фунтов, к резьбовому укупорочному средству. В одном варианте осуществления изобретения первое усилие составляет приблизительно 80–120 фунтов, или приблизительно 100 фунтов.
Второй инструмент выполнен с возможностью приложения второго усилия одновременно или после того, как первый инструмент приложит первое усилие. Второй инструмент может содержать резьбонакатный ролик. Резьбонакатный ролик может быть выполнен с возможностью прикладывать второе усилие, по существу поперечное продольной оси металлического сосуда. В одном варианте осуществления изобретения второе усилие ориентировано приблизительно перпендикулярно продольной оси. Второй инструмент выполнен с возможностью формировать резьбу сосуда, которая включает в себя вершины, проходящие в направлении внутрь от внутренней поверхности горловины, и ориентированные внутрь впадины на наружной поверхности горловины, при этом впадины по существу соответствуют вершинам.
Другим аспектом является создание способа герметизации металлического сосуда резьбовым укупорочным средством, включающего следующие этапы: (1) обеспечение металлического сосуда, имеющего дно, боковую стенку, горловину, проходящую вверх от боковой стенки, при этом на горловине резьба отсутствует, и отверстие, расположенное на самой верхней части горловины; (2) обеспечение резьбового укупорочного средства, включающего в себя корпус укупорочного средства, камеру, образованную в корпусе укупорочного средства, резьбу укупорочного средства, образованную на наружной поверхности корпуса укупорочного средства, и выступающую часть, выступающую наружу от верхней части корпуса укупорочного средства; (3) установку резьбового укупорочного средства в отверстие участка горловины; (4) приложение первого усилия, направленного вниз, к резьбовому укупорочному средству, с помощью первого инструмента, в результате чего первое усилие изменяет угол, под которым выступающая часть выступает от корпуса укупорочного средства, и вызывает упругую деформацию в резьбовом укупорочном средстве; (5) приложение второго усилия к наружной поверхности горловины с помощью второго инструмента, при этом второе усилие ориентировано по существу поперечно к первому усилию, причем второе усилие прижимает горловину к резьбе укупорочного средства, чтобы сформировать резьбу на металлическом сосуде; и (6) отделение первого инструмента от резьбового укупорочного средства, чтобы прекратить действие первого усилия. Когда первый инструмент удаляется от резьбового укупорочного средства, резьба укупорочного средства перемещается вверх в направлении от дна металлического сосуда и прикладывает усилие к резьбе сосуда, тем самым переводя участок резьбового укупорочного средства в напряженное состояние. Таким образом, резьбовое укупорочное средство герметизирует продукт внутри металлического сосуда.
Первое усилие может прикладываться к дну камеры с помощью выступа первого инструмента. Выступ выполнен с возможностью проходить в камеру резьбового укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения первый инструмент имеет диаметр, который меньше, чем внутренний диаметр камеры укупорочного средства.
В качестве альтернативы первое усилие может быть приложено к выступающей части с помощью участка первого инструмента, который контактирует с выступающей частью. В одном варианте осуществления изобретения, когда первое усилие прикладывается к резьбовому укупорочному средству, внешний участок выступающей части отгибается от плоскости, определенной дном резьбового укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения первое усилие изменяет угол выступающей части на величину, составляющую приблизительно 0,5–10°.
Дополнительные признаки и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения станут более очевидными из последующего обсуждения, особенно при рассмотрении вместе с прилагаемыми чертежами.
Несмотря на то, что обычно здесь упоминаются термины «металлический сосуд», «металлическая бутылка», «сосуд для напитков», «сосуд» и/или «бутылка», следует принимать во внимание, что данное изобретение может использоваться с сосудами любого размера или формы, в том числе, но не ограничиваясь перечисляемым, с банками для напитков и бутылками для напитков. Соответственно, термин «сосуд» предназначен для обозначения сосудов любого типа. Кроме того, как будет понятно специалистам в данной области техники, хотя способы и устройство в соответствии с настоящим изобретением по существу связаны с металлическими сосудами и металлическими бутылками, способы и устройство в соответствии с настоящим изобретением не ограничены металлическими сосудами и могут быть использованы для образования сосудов из любого материала, в том числе, но не ограничиваясь перечисляемым, из алюминия, стали, олова, пластика, стекла, бумаги или любого их сочетания.
Термин «резьба», используемый в данном документе, относится к любому типу винтовой структуры, используемой для преобразования вращательного усилия в линейное перемещение. Резьба может быть симметричной или асимметричной, любого предварительно заданного размера, формы или шага, и может иметь направление по часовой стрелке или против часовой стрелки. Резьба может формироваться на прямых или конических участках металлического сосуда или резьбового укупорочного средства, при этом резьба может иметь один или несколько заходов. Резьба может проходить по меньшей мере частично вокруг резьбового укупорочного средства или металлического сосуда. В одном варианте осуществления изобретения резьба может проходить не менее 360° вокруг резьбового укупорочного средства или металлического сосуда. Необязательно, резьба может проходить не менее двух раз вокруг резьбового укупорочного средства или металлического сосуда, или, в качестве альтернативы, менее 360°. Кроме того, как будет понятно специалистам в данной области техники, как винтовая резьба, так и неполная резьба могут использоваться с металлическим сосудом и резьбовым укупорочным средством в соответствии с настоящим изобретением.
Фразы «по меньшей мере один», «один или несколько» и «и/или», используемые в данном документе – это открытые выражения, которые являются как соединительными, так и разъединительными при использовании. Например, каждое из выражений «по меньшей мере один из A, B и C», «по меньшей мере один из A, B или C», «один или несколько из A, B и C», «один или несколько из A, B, или C» и «A, B и/или C» означает одно A, одно B, одно C, A и B вместе, A и C вместе, B и C вместе, или A, B и C вместе.
Если не указано иное, все числа, выражающие количества, размеры, условия и тому подобное, используемые в описании и формуле изобретения, следует рассматривать как заменяемые во всех случаях термином «примерно». Соответственно, если не указано иное, все числа, выражающие количества, размеры, условия, соотношения, диапазоны и тому подобное, используемые в описании и формуле изобретения, могут увеличиваться или уменьшаться приблизительно на 5 % для достижения удовлетворительных результатов. Кроме того, все диапазоны, описанные в данном документе, могут быть уменьшены до любого поддиапазона или части диапазона, или любого значения в диапазоне без отклонения от изобретения. Несмотря на то, что обеспечиваются различные показательные размеры для иллюстрации одного показательного варианта осуществления настоящего изобретения, явным образом предусматривается, что размеры сосудов и резьбовых укупорочных средств могут изменяться и по-прежнему соответствовать объему охраны и духу настоящего изобретения.
Неопределенные артикли, используемые в данном документе, относятся к одному или нескольким объектам. Как таковые, термины «один или более» и «по меньшей мере один» можно использовать в данном документе взаимозаменяемо.
Использование терминов «включающий в себя», «содержащий» или «имеющий» и их вариаций в настоящем документе предназначено для того, чтобы охватывать компоненты, перечисленные после этого, и их эквиваленты, а также дополнительные компоненты. Соответственно, термины «включающий в себя», «содержащий» или «имеющий» и их вариации могут использоваться в данном документе взаимозаменяемо.
Следует понимать, что термин «средство», используемый в данном документе, должен быть представлен самым широким спектром возможных интерпретацией в соответствии с 35 U.S.С, раздел 112 (f). Соответственно, пункт формулы изобретения, включающий в себя термин «средство», должен охватывать все структуры, материалы или действия, изложенные в данном документе, и все его эквиваленты. Кроме того, структуры, материалы или действия, и их эквиваленты должны включать в себя все, описанные в разделах «Раскрытие сущности изобретения», «Краткое описание чертежей», «Осуществление изобретения», «Реферат» и сама «Формула изобретения».
Раздел «Раскрытие сущности изобретения» не следует истолковывать как представляющий полное содержание и объем охраны настоящего изобретения. Кроме того, представленные в данном документе отсылки к «настоящему изобретению» или его аспектам, следует рассматривать как означающие определенные варианты осуществления настоящего изобретения и, необязательно, должны толковаться как ограничивающие все варианты осуществления изобретения конкретным описанием. Настоящее изобретение излагается на различных уровнях детализации в разделе «Раскрытие сущности изобретения», а также на прилагаемых чертежах и в разделе «Осуществление изобретения», при этом не предполагается никаких ограничений объема охраны настоящего изобретения при включении или невключении элементов, или компонентов. Дополнительные аспекты настоящего изобретения станут более понятными из раздела «Осуществление изобретения», особенно при рассмотрении вместе с чертежами.
Краткое описание чертежей
Прилагаемые чертежи, которые включены в данный документ и составляют часть описания, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с разделом «Раскрытие сущности изобретения», приведенным выше, и подробным описанием приведенных ниже чертежей служат для объяснения принципов этих вариантов осуществления изобретения. В определенных случаях подробности, которые не являются необходимыми для понимания раскрытия изобретения или которые представляют другие подробности, трудные для восприятия, возможно, будут опущены. Конечно следует понимать, что изобретение не обязательно ограничивается конкретными вариантами осуществления, проиллюстрированными в данном документе. Например, предполагается, что различные признаки и устройства, показанные и/или описанные в отношении одного варианта осуществления изобретения, вида или фигуры, могут быть объединены или заменены признаками, или устройствами других вариантов осуществления изобретения, видами или фигурами, независимо от того, было ли такое сочетание или замена специально показана или описана здесь. Кроме того, следует понимать, что чертежи не обязательно соответствуют масштабу.
На фиг. 1. показан вид спереди в сечении металлического сосуда в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения до образования резьбы на горловине металлического сосуда;
на фиг. 2A–2F – частичные виды спереди в сечении, изображающие различные конфигурации самого верхнего участка металлического сосуда в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 3 – вид спереди резьбового укупорочного средства в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4A – частичный вид спереди в сечении участка резьбового укупорочного средства в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 4B – частичный вид спереди в сечении необязательной неполной резьбы в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 5 – частичный вид спереди устройства, выполненного с возможностью герметизации металлического сосуда, показанного на фиг. 1, с помощью резьбового укупорочного средства, показанного на фиг. 4A, в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6A – частичный вид спереди в сечении устройства, выполненного с возможностью герметизации металлического сосуда с помощью резьбового укупорочного средства в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 6B – частичный вид спереди в сечении металлического сосуда, герметизируемого с помощью устройства, изображенного на фиг. 6A;
на фиг. 7A–7C – частичный вид спереди в сечении другого устройства в соответствии с настоящим изобретением, герметизирующего металлический сосуд с помощью резьбового укупорочного средства;
на фиг. 8 – вид спереди в сечении резьбового укупорочного средства согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 9A и 9B – частичные виды спереди в сечении другого металлического сосуда, герметизируемого резьбовым укупорочным средством с помощью устройства согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;
на фиг. 10A – вид спереди резьбового укупорочного средства, установленного в отверстии металлического сосуда в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения, при этом металлический сосуд показан с горловиной без резьбы до образования резьбы на металлическом сосуде;
на фиг. 10B – металлический сосуд и резьбовое укупорочное средство, вид спереди в разрезе по линии 10B–10B, обозначенной на фиг. 10A; и
на фиг. 10C – подробный вид спереди в разрезе металлического сосуда и резьбового укупорочного средства, показанных на фиг. 10B.
Аналогичные компоненты и/или признаки могут иметь одинаковый номер позиции. Компоненты одного и того же типа могут отличаться буквой, следующей после номера позиции. Если используется только номер позиции, описание применимо к любому из аналогичных компонентов, имеющих тот же номер позиции.
Список различных компонентов, показанных на чертежах, использованных в данном описании:
Номер Компонент
4 Металлический сосуд
6 Дно
7 Купол
8 Боковая стенка
10 Внутренний диаметр горловины
12 Устье или отверстие
16 Наружный диаметр
18 Высота
20 Горловина
24 Участок для резьбы
26 Внутренняя поверхность горловины
27 Наружная поверхность горловины
28 Завиток
30 Наружная поверхность завитка
32 Верхняя поверхность завитка
34 Внутренняя поверхность завитка
36 Прямой обрезанный участок
38 Фланец
40 Кольцо жесткости
41 Нижняя поверхность резьбы сосуда
42 Резьба сосуда
43 Верхняя поверхность резьбы укупорочного средства
44 Укупорочное средство
45 Нижняя поверхность резьбы укупорочного средства
46 Корпус укупорочного средства
47А Вершина резьбы укупорочного средства
47B Вершина резьбы сосуда
48А Впадина резьбы укупорочного средства
48B Впадина резьбы сосуда
49 Отверстие
51 Внутренняя поверхность
52 Камера
54 Верхний участок корпуса укупорочного средства
56 Высота укупорочного средства
57 Дно
58 Наружный диаметр резьбы
59 Внутренний диаметр резьбы
60 Резьба укупорочного средства
64 Неполная резьба
66 Выступающая часть
66a Внешний участок выступающей части
66b Внутренний участок выступающей части
67 Боковая стенка
68 Наружное уплотнение или выравнивающий элемент
69 Ребро
70 Уплотнительный выступ
71 Уплотнительный выступ
72 Закупоривающее уплотнение
82 Индикатор вскрытия
84 Выступающая часть индикатора вскрытия
86 Полоса с пилообразными вырезками
87 Осевые пилообразные вырезки
89 Устройство
90 Резьбонакатный ролик
91 Ролик для индикатора вскрытия
92 Вертикальная ось
93 Блок давления
94 Держатель
95 Элементы для захвата
96 Каналы
100 Стрелка, показывающая перемещение вниз
102 Стрелка, показывающая перемещение вверх
132 Внутренний инструмент
134 Торцевая стенка
136 Боковая стенка
138 Плоскость
140 Плоскость отсчета
142 Расстояние (Δy)
144 Расстояние
146 Угол боковой стенки
148 Наружная поверхность закупоривающего уплотнения
150 Внутренняя поверхность закупоривающего уплотнения
152 Укупорочный инструмент
154 Корпус
156 Фланец
158 Сужающаяся поверхность
160 Юбка
160А Верхняя часть юбки
160В Нижняя часть юбки
161 Расстояние до наружной поверхности юбки
162 Углубление
164 Нижняя поверхность
166 Средство зацепления или захватное средство
168 Канавка
170 Фланец
172 Свободный конец выступающей части
174 Расстояние между свободным концом выступающей части и завитком
176 Расстояние между выступающей частью и наружной поверхностью сосуда
R1 Первый радиус кривизны
R2 Второй радиус кривизны
Осуществление изобретения
Различные варианты осуществления настоящего изобретения описаны в данном документе и изображены на чертежах. Настоящее раскрытие изобретения имеет значительные преимущества в широком спектре областей деятельности. Намерение заявителя заключается в том, чтобы данное описание и прилагаемая к нему формула изобретения имели широту в соответствии с объемом охраны и духом изобретения, несмотря на то, что они могут казаться ограниченными из-за требований, налагаемых ссылками на конкретные описанные здесь примеры. При этом однозначно понятно, что несмотря на то, что на фиг. 1–10 показаны металлические сосуды, а также варианты выполнения и способы изготовления металлических сосудов, выполненных с возможностью приема резьбового укупорочного средства, настоящее изобретение не ограничивается этими вариантами осуществления и может использоваться с сосудами, имеющими любую форму, размер или выполненными из любого материала.
На фиг. 1 показан вид спереди в сечении металлического сосуда 4 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения до образования на нем резьбы. Металлический сосуд 4 имеет дно 6 и боковую стенку 8. В одном варианте осуществления изобретения дно 6 может включать в себя направленный внутрь купол 7. Вверх от боковой стенки 8 проходит горловина 20. В самой верхней части горловины 20 образовано отверстие или устье 12. Отверстие 12 выполнено с возможностью приема резьбового укупорочного средства для выборочного открывания или закрывания металлического сосуда 4 после образования резьбы по меньшей мере на участке горловины 20 металлического сосуда, как описано в данном документе.
Металлический сосуд 4 сужается до желаемого внутреннего диаметра 10 посредством ряда последовательных операций. Способы и устройства, используемые для сужения металлических сосудов, хорошо известны в данной области техники, как раскрыто в патенте США № 5,138,858, который полностью включен в настоящий документ посредством ссылки. В одном варианте осуществления изобретения внутренний диаметр 10 отверстия 12 составляет приблизительно 0,6–6,0 дюймов до образования резьбы. В другом варианте осуществления изобретения внутренний диаметр 10 составляет приблизительно 0,8–2,2 дюймов до образования резьбы. В одном варианте осуществления изобретения наружный диаметр 16 металлического сосуда 4 составляет приблизительно 1,5–8 дюймов. В более предпочтительном варианте осуществления изобретения наружный диаметр 16 составляет приблизительно 1,9–3,1 дюймов.
Горловина 20 имеет внутреннюю поверхность 26 и участок 24 для резьбы, где впоследствии образуется резьба, как описано в данном документе. Резьба, образованная на горловине 20, выполнена с возможностью зацепления с резьбой, образованной на наружной поверхности резьбового укупорочного средства, вставленного, по меньшей мере частично, в отверстие 12. Участок 24 для резьбы может иметь цилиндрическую, конусообразную или коническую форму, или их сочетание, или любую другую желаемую форму.
Верхний край металлического сосуда 4 обрезается до желаемой длины и преобразуется в край венчика с предварительно заданной формой для создания герметичных поверхностей, которые являются жесткими, гладкими и согласованными по размеру. В одном варианте осуществления изобретения предварительно заданная форма края венчика представляет собой завиток 28. Завиток 28 может содержать один или несколько изгибов материала металлического сосуда 4. Завиток по существу включает в себя наружную поверхность 30, верхнюю поверхность 32 и внутреннюю поверхность 34, которые показаны на фиг. 2. Необязательно, в одном варианте осуществления изобретения одно или несколько колец 40 жесткости могут быть сформированы на горловине 20 во время операции сужения или после нее.
На фиг. 2A–2D показаны возможные формы завитков 28A, 28B, 28C, 28D. В некоторых вариантах осуществления изобретения завитки 28 могут выступать наружу от наружной поверхности горловины. Завиток 28 может иметь прямой или по существу линейный участок на одной или нескольких поверхностях 30, 32, 34. В качестве альтернативы одна или несколько поверхностей 30, 32, 34 завитка 28 могут закругляться. В одном варианте осуществления изобретения завитки 28A, 28B, 28C или 28D могут формироваться из материала, отличного от материала металлического сосуда 4, и присоединяться к прямому обрезанному участку 36 или фланцу 38. В одном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 2E, завиток 28 заменен прямым обрезанным участком 36 на верхнем крае металлического сосуда 4. В еще одном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 2F, необязательно, завиток 28 заменен фланцем 38. Как будет понятно специалисту в данной области техники, фланец 38 может иметь любую желаемую форму и может выступать от горловины металлического сосуда 4 под любым желаемым углом.
На фиг. 3 показано резьбовое укупорочное средство 44 в целом в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения. Резьбовое укупорочное средство 44 может быть выполнено из древесины, коры пробкового дерева, пластика, металла (в том числе, не ограничиваясь перечисляемым, из алюминия, стали, олова или любого их сочетания), синтетического материала, стекла, бумаги или их сочетания. Резьбовое укупорочное средство 44 имеет корпус 46 с предварительно заданной высотой 56. В одном варианте осуществления изобретения высота 56 корпуса 46 составляет приблизительно 0,5–2,0 дюйма, но, как будет понятно специалистам в данной области техники, высоту 56 можно изменять, чтобы сделать корпус более высоким или низким, исходя из условий применения.
На наружной поверхности корпуса 46 резьбового укупорочного средства 44 образована винтовая резьба 60. Точнее, резьба 60 укупорочного средства выступает наружу от корпуса 46. Соответственно, резьба 60 укупорочного средства имеет наружный диаметр 58, который больше, чем наружный диаметр корпуса 46. Наружный диаметр 58 резьбы укупорочного средства выбирается таким, чтобы обеспечить сопряжение с не имеющим резьбы отверстием или устьем 12 металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления изобретения наружный диаметр 58 составляет приблизительно 0,6–4,0 дюйма. В другом, предпочтительном варианте осуществления изобретения наружный диаметр 58 составляет приблизительно 0,8–2,2 дюйма. В еще одном варианте осуществления изобретения наружный диаметр 58 составляет приблизительно 1,1–1,3 дюйма. Дополнительно или в качестве альтернативы в одном варианте осуществления изобретения наружный диаметр 58 на самом верхнем участке резьбы 60 укупорочного средства больше, чем наружный диаметр 58 на самом нижнем участке резьбы 60 укупорочного средства. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения самый верхний участок резьбы 60 укупорочного средства имеет наружный диаметр 58, который приблизительно на 0,0–0,015 дюймов больше, чем наружный диаметр самого нижнего участка резьбы 60 укупорочного средства.
В одном варианте осуществления изобретения резьба 60 имеет внутренний диаметр 59, равный приблизительно 0,6–4,0 дюймов. В другом варианте осуществления внутренний диаметр 59 составляет приблизительно 0,8–2,2 дюймов. В еще одном варианте осуществления изобретения внутренний диаметр 59 резьбы 60 составляет приблизительно 1,05–1,25 дюймов. Как будет понятно специалисту в данной области техники, внутренний диаметр 59 и наружный диаметр 58 резьбы 60 укупорочного средства могут быть изменены, но все еще будут соответствовать объему охраны и духу настоящего раскрытия изобретения.
Резьба 60 укупорочного средства имеет верхнюю поверхность 43, нижнюю поверхность 45, вершину 47 и основание или впадину 48. В одном варианте осуществления изобретения резьба 60 укупорочного средства имеет по существу симметричный профиль в сечении. В другом варианте осуществления изобретения профиль сечения резьбы 60 укупорочного средства не является симметричным, а вершина 47 резьбы 60 укупорочного средства имеет другой профиль, отличный от впадины 48 резьбы 60 укупорочного средства. В другом варианте осуществления изобретения верхняя поверхность 43 резьбы укупорочного средства является по существу горизонтальной. В одном варианте осуществления изобретения резьба 60 укупорочного средства проходит более чем один оборот вокруг корпуса 46. В другом варианте осуществления изобретения резьба 60 укупорочного средства проходит приблизительно 0,25–8 оборотов вокруг корпуса 46. В одном варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство 44 включает в себя многозаходную резьбу, образованную из двух или более отдельных резьб. Каждая отдельная резьба многозаходной резьбы может иметь разное количество оборотов.
Через резьбу 60 укупорочного средства могут проходить необязательные каналы 96. Каналы 96 обеспечивают связь между внутренней частью металлического сосуда 4 и пространством, находящимся между резьбой 42 сосуда и резьбой 60 укупорочного средства. Каналы 96 обеспечивают контролируемое высвобождение газа для снижения давления во внутренней части металлического сосуда 4 во время удаления резьбового укупорочного средства 44, обеспечивая связь между внутренней частью металлического сосуда 4 и окружающим воздухом снаружи металлического сосуда 4. После того как герметизация между металлическим сосудом 4 и резьбовым укупорочным средством 44 будет нарушена, газ сможет выходить через каналы 96 наружу металлического сосуда 4 до того, как резьба 60 укупорочного средства выйдет из зацепления с резьбой 42, образованной на металлическом сосуде 4. Это контролируемое снижение давления упрощает отсоединение резьбового укупорочного средства 44 от металлического сосуда 4, а также облегчает удаление резьбового укупорочного средства 44. Более того, каналы 96 предотвращают разбрызгивание или непреднамеренное выплескивание продукта, когда резьбовое укупорочное средство 44 удаляется из металлического сосуда 4, позволяя жидкому продукту сливаться вниз из пространства между резьбой 42 сосуда и резьбой 60 укупорочного средства. Во время транспортировки заполненный металлический сосуд 4 может переворачиваться, позволяя жидкому продукту течь в пространство между резьбами 42, 60. Когда металлический сосуд 4, герметично закрытый резьбовым укупорочным средством 44 без каналов 96, возвращается в вертикальное положение, жидкий продукт не может вытекать из этого пространства из-за поверхностного натяжения жидкости. Если жидкий продукт остается в пространстве, он будет блокировать путь для выхода находящегося под давлением газа из металлического сосуда 4, когда металлический сосуд 4 открывается. Когда потребитель поворачивает резьбовое укупорочное средство 44, чтобы открыть металлический сосуд 4, газ будет выталкивать остаточный жидкий продукт, попавший в пространство между резьбами 42, 60, из металлического сосуда 4 наружу и, возможно, на потребителя. Напротив, когда металлический сосуд 4, герметично закрытый резьбовым укупорочным средством 44 с каналами 96, возвращается в вертикальное положение, каналы 96 образуют путь для течения жидкого продукта вниз, обратно в металлический сосуд 4. Когда резьбовое укупорочное средство 44 поворачивается, каналы 96 могут также обеспечивать путь наименьшего сопротивления для выхода газа, который не содержит жидкого продукта. В одном варианте осуществления изобретения каналы 96 являются по существу вертикальными. Тем не менее, как будет понятно специалистам в данной области техники, каналы 96 могут иметь любую предварительно заданную ориентацию, чтобы формировать путь для течения жидкого продукта вниз в металлический сосуд 4 и для обеспечения газу возможности удаляться при открывании металлического сосуда.
На резьбовом укупорочном средстве 44, необязательно, может быть сформирован индикатор 82 вскрытия для обеспечения указания потребителю на то, что резьбовое укупорочное средство 44 было по меньшей мере частично вывинчено из металлического сосуда 4. Индикатор 82 вскрытия выполнен с возможностью удерживаться на горловине 20 металлического сосуда 4, отделяясь от резьбового укупорочного средства, когда резьбовое укупорочное средство 44 вращается для открытия металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления изобретения индикатор вскрытия прикреплен к резьбовому укупорочному средству 44 посредством полосы 86 с просечками или пилообразными вырезками. В другом варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия включает в себя осевые пилообразные вырезки 87 вместо полосы 86 с пилообразными вырезками. Когда резьбовое укупорочное средство 44 удаляется из металлического сосуда 4, пилообразные вырезки 87 разрушаются и участки индикатора 82 вскрытия отгибаются наружу, чтобы указывать на то, что резьбовое укупорочное средство 44 было по меньшей мере частично извлечено из металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия выполнен из того же материала, что и корпус 46 укупорочного средства. В качестве альтернативы индикатор вскрытия может, необязательно, формироваться отдельно от корпуса 46 укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия прикреплен к резьбовому укупорочному средству 44 и выполнен из металла или пластикового материала, который отличается от материала корпуса 46 укупорочного средства.
В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия содержит застегивающуюся ленту, сформированную из материала с просечками, которая должна вытягиваться вручную и по меньшей мере частично удаляться с разрушением с резьбового укупорочного средства 44 до извлечения резьбового укупорочного средства из отверстия 12 металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления изобретения застегивающаяся лента выполнена из материала, отличного от материала резьбового укупорочного средства 44. В другом варианте осуществления изобретения индикатор вскрытия представляет собой шнур, содержащий круговой надрез или хрупкую полосу. Когда потребитель поворачивает резьбовое укупорочное средство, чтобы открыть металлический сосуд, надрез разрывается. Первый конец шнура прикрепляется к полосе, удерживаемой на горловине 20 металлического сосуда 4, а второй конец шнура присоединяется к резьбовому укупорочному средству 44, предотвращая потерю резьбового укупорочного средства 44 и его превращение в отходы.
Кроме того, на наружной поверхности резьбового укупорочного средства 44 могут, необязательно, формироваться элементы 95 для захвата, улучшающие захват укупорочного средства потребителем. В одном варианте осуществления изобретения, показанном на фиг. 3, элементы 95 для захвата содержат рифление. В другом варианте осуществления изобретения элементы для захвата могут содержать один или несколько элементов из числа насечек, рубцов, отверстий и прорезей, образованных на одной или нескольких наружных поверхностях резьбового укупорочного средства 44. В одном варианте осуществления изобретения элементы 95 для захвата образованы с помощью ролика для индикатора вскрытия, описанного ниже. Необязательно, одна или несколько поверхностей резьбового укупорочного средства 44 может декорироваться желаемыми фирменными знаками. В одном варианте осуществления изобретения декорируется наружная верхняя поверхность (или поверхность со стороны потребителя) резьбового укупорочного средства. В другом варианте осуществления изобретения декорируется внутренняя поверхность (или поверхность со стороны продукта) резьбового укупорочного средства. В еще одном варианте осуществления изобретения декорирование содержит один или несколько типов изображений из числа литографического изображения, тисненого изображения и гравированного изображения.
На фиг. 4А показана часть вида спереди в сечении резьбового укупорочного средства 44 в соответствии с одним вариантом осуществления настоящего изобретения перед вставкой в отверстие или устье 12 металлического сосуда 4. Резьбовое укупорочное средство 44 имеет винтовую резьбу 60; однако, как будет понятно специалистам в данной области техники, и неполная резьба 64 может, необязательно, формироваться на резьбовом укупорочном средстве 44, как показано на фиг. 4B.
Резьбовое укупорочное средство 44 включает в себя дно 57, боковую стенку 67 и необязательную камеру 52. Камера 52 может использоваться для размещения или хранения компонентов любого типа. Например, пищевых продуктов, жидкостей, газов, ароматизаторов, ценных призов, чистящих материалов, химикатов, косметических средств, инструментов и других материалов, которые могут храниться в камере 52. Доступ в камеру 52 обеспечивается через верхнее отверстие 49. Необязательно, дно 57 может иметь выдавленное или рельефное изображение для повышения жесткости резьбового укупорочного средства 44.
Корпус 46 резьбового укупорочного средства 44 может иметь форму, позволяющую резьбовым укупорочным средствам 44 складываться в стопку для уменьшения объема пространства, необходимого для хранения резьбовых укупорочных средств 44. В одном варианте осуществления изобретения дно 57 корпуса 46 выполнено с возможностью по меньшей мере частично вставляться в камеру 52 другого резьбового укупорочного средства 44. В другом варианте осуществления изобретения дно 57 по меньшей мере частично сопрягается с выдавленным изображением, сформированным в дне 57 другого резьбового укупорочного средства 44.
Резьбовое укупорочное средство 44 имеет выступающую часть 66, выступающую наружу от верхней периферии корпуса 46 укупорочного средства. Выступающая часть 66 выступает от корпуса 46 укупорочного средства под предварительно заданным углом. В одном варианте осуществления изобретения выступающая часть 66 выступает от корпуса укупорочного средства по существу радиально. На выступающей части 66 могут быть образованы одно или несколько уплотнений из числа наружного уплотнения 68, верхнего уплотнения 70 и внутреннего уплотнения или закупоривающего уплотнения 72. Уплотнения 68, 70, 72 могут иметь такие размер и геометрию, которые обеспечивают возможность контакта с одной или несколькими поверхностями 30, 32, 34 завитка 28, прямого обрезанного участка 36 или фланца 38 металлического сосуда 4 и/или приложения к ним герметизирующего усилия. Несмотря на то, что на фиг. 4А показано закупоривающее уплотнение 72, отходящее от выступающей части 66, как будет понятно специалистам в данной области техники, закупоривающее уплотнение 72 может отходить непосредственно из любого предварительно заданного места корпуса 46. Кроме того, закупоривающее уплотнение 72 может иметь любую желаемую форму. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения закупоривающее уплотнение 72 может формироваться или отходить от корпуса 46 резьбового укупорочного средства 44. В другом варианте осуществления изобретения закупоривающее уплотнение 72 выполнено в виде выступа, отходящего, по меньшей мере частично, от наружной поверхности корпуса 46 резьбового укупорочного средства 44. В еще одном варианте осуществления изобретения закупоривающее уплотнение 72 расположено выше резьбы 60 укупорочного средства. В еще одном варианте осуществления изобретения закупоривающее уплотнение 72 может быть расположено ниже резьбы 60 укупорочного средства.
Наружное уплотнение 68, верхнее уплотнение 70 и закупоривающее уплотнение 72 могут быть выполнены за одно целое с резьбовым укупорочным средством 44 или присоединяться к резьбовому укупорочному средству. В одном варианте осуществления изобретения уплотнения 68, 70, 72, необязательно, могут быть гибкими или деформируемыми, чтобы гарантировать герметичность контакта с поверхностями 30, 32, 34 завитка 28. В другом варианте осуществления изобретения уплотнения 68, 70, 72 могут изготавливаться из материала, который отличается от материала корпуса 46 резьбового укупорочного средства 44, или содержать такой материал. Например, уплотнения 68, 70, 72 могут содержать или могут быть изготовлены из коры пробкового дерева, резины, пластика, эластомеров, силикона, эластомерного материала или других гибких и/или сжимаемых материалов. Дополнительно или в качестве альтернативы верхнее уплотнение 70 может быть выполнено с возможностью предотвращения повреждения завитка 28 во время транспортировки и транспортной обработки заполненного металлического сосуда 4. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения верхнее уплотнение 70 может быть амортизатором, выполненным с возможностью поглощения усилия, прилагаемого к резьбовому укупорочному средству 44, для предотвращения непреднамеренного нарушения герметичности между металлическим сосудом 4 и резьбовым укупорочным средством 44.
Индикатор 82 вскрытия, в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, сформирован на выступающей части 66. В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия включает в себя выступающую часть 84. Выступающая часть 84 может быть обращена внутрь. Соответственно, внутренний диаметр выступающей части 84 может быть меньше, чем наружный диаметр выступающей части 66. В одном варианте осуществления изобретения выступающая часть 84 является гибкой. Таким образом, индикатор 82 вскрытия может перемещаться вниз поверх завитка 28, прямого обрезанного участка 36 или фланца 38 металлического сосуда 4, когда резьбовое укупорочное средство 44 вставляется в отверстие 12 металлического сосуда 4, как показано на фиг. 5.
Необязательно, отверстие 49 камеры 52 укупорочного средства может быть герметично закрыто необязательной крышкой. Крышка поддерживает камеру 52 гигиеничной и свободной от загрязнений. Крышка может изготавливаться из бумаги, картона, металлической фольги, или пластика, или их сочетания. Крышка может прикрепляться к резьбовому укупорочному средству 44 посредством индукции или любым другим способом. В одном варианте осуществления изобретения крышка прикрепляется к резьбовому укупорочному средству 44 до того, как резьбовое укупорочное средство будет вставлено в отверстие металлической бутылки 4. В качестве альтернативы крышка может присоединяться к резьбовому укупорочному средству после того, как резьба бутылки будет сформирована на металлической бутылке 4. В одном варианте осуществления изобретения крышка прикрепляется к резьбовому укупорочному средству 44 с возможностью отгибаться, при этом крышка может подниматься, чтобы обеспечивать доступ к камере 52 и опускаться для повторной герметизации или повторного закрытия камеры 52. В другом варианте осуществления изобретения участок крышки прикреплен к резьбовому укупорочному средству 44 без возможности отсоединения, чтобы удерживать крышку на резьбовом укупорочном средстве 44 с целью предотвращения образования отходов. Необязательно, камера 52 может иметь незакрытое отверстие 49.
2
2
2
2
Резьбовые укупорочные средства 44 всех вариантов осуществления настоящего изобретения могут, необязательно, включать в себя газонепроницаемые барьеры. Газонепроницаемый барьер предотвращает перемещение CO и/или O через корпус 46 резьбового укупорочного средства. Например, некоторые материалы, используемые для образования резьбового укупорочного средства, могут быть по меньшей мере частично проницаемыми для CO и O. В одном варианте осуществления изобретения газонепроницаемый барьер содержит материал, который вводится в участок корпуса 46 при формировании резьбового укупорочного средства 44. Дополнительно или в качестве альтернативы газонепроницаемый барьер может быть выполнен из материала, который накладывается по меньшей мере на одну поверхность из числа внутренней или наружной поверхностей корпуса 46 резьбового укупорочного средства 44. Независимо от этого, газонепроницаемый барьер может увеличивать срок хранения продукта, герметично закрытого в металлическом сосуде 4, посредством увеличения количества времени, необходимого продукту для выхода газов или для окисления.
2
2
2
2
Газонепроницаемые барьеры могут формироваться из любого материала, который создает барьер для удержания O снаружи, а CO внутри металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления настоящего изобретения газонепроницаемый барьер, выполняемый из оксида кремния, наносится с использованием процесса плазменного нанесения покрытия. В другом варианте осуществления изобретения газонепроницаемый барьер представляет собой жидкость, которая наносится на резьбовое укупорочное средство 44. В еще одном варианте осуществления изобретения газонепроницаемый барьер представляет собой пленку, нанесенную на резьбовое укупорочное средство 44. В еще одном варианте осуществления изобретения газонепроницаемый барьер может формироваться из оксида кремния. В одном варианте осуществления изобретения материал газонепроницаемого барьера улавливает или поглощает CO и/или O.
На фиг. 5, по существу, показан частичный вид устройства 89, выполненного с возможностью герметизации металлического сосуда 4 с помощью резьбового укупорочного средства 44 в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Несмотря на то, что это не проиллюстрировано, следует понимать, что правая сторона устройства 89 может быть по существу симметричной левой стороне устройства. Устройство 89 по существу включает в себя один или несколько резьбонакатных роликов 90, блок 93 давления и, необязательно, ролик 91 для индикатора вскрытия.
Резьбонакатные ролики 90 и ролики 91 для индикатора вскрытия могут вращаться вокруг вертикальной оси 92. Резьбонакатные ролики 90 нагружаются относительно легкой пружинной нагрузкой и могут проходить вдоль вертикальной оси 92 для перемещения вертикально вверх и вниз. В одном варианте осуществления изобретения пружинная нагрузка резьбонакатных роликов 90 составляет менее чем примерно 3 фунта. Ролики 91 для индикатора вскрытия обычно нагружаются пружиной с большим усилием. В одном варианте осуществления изобретения пружинная нагрузка может составлять 30 фунтов, при этом ролики 91 для индикатора вскрытия могут перемещаться в поперечном направлении менее чем приблизительно на 0,2 дюйма. В другом варианте осуществления изобретения ролики 91 для индикатора вскрытия не проходят вдоль вертикальной оси 92.
Ролики 90, 91 выполнены с возможностью вращаться вокруг наружной части металлического сосуда 4 и прикладывать сжимающее усилие на предварительно заданные участки металлического сосуда 4 и резьбового укупорочного средства 44. Ролики 90, 91 могут изготавливаться из металла, резины, пластика или любого другого износостойкого материала, известного специалисту в данной области техники, могут быть любой формы или размера и могут иметь контактные поверхности любого профиля. В одном варианте осуществления изобретения два или более резьбонакатных роликов 90 с контактными поверхностями различных профилей или размеров могут использоваться для образования резьбы 42 сосуда. В другом варианте осуществления изобретения ролик 91 для индикатора вскрытия выполнен с возможностью образования пилообразных вырезок на одном или нескольких участках резьбового укупорочного средства 44. Несмотря на то, что на фиг. 5 показаны только один резьбонакатный ролик 90 и один ролик 91 для индикатора вскрытия, в одном варианте осуществления изобретения устройство 89 может включать в себя два или более резьбонакатных роликов 90 и два или более роликов 91 для индикатора вскрытия.
В одном варианте осуществления изобретения блок 93 давления включает в себя держатель 94, выполненный с возможностью толкать резьбовое укупорочное средство 44 вниз, в отверстие 12 металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления изобретения держатель 94 выполнен с возможностью удержания резьбового укупорочного средства 44. Держатель 94 также может вращать резьбовое укупорочное средство 44. Устройство 89 также может включать в себя второй держатель (не показан) для поддержки металлического сосуда 4 и удержания металлического сосуда 4 в предварительно заданном положении. Дополнительно или в качестве альтернативы устройство 89 может включать в себя один или несколько инструментов из числа внутреннего инструмента 132 и укупорочного инструмента 152, описанных в данном документе.
Управление перемещением и функционированием компонентов устройства 89 может осуществляться с помощью механических передач, которые для ясности не показаны. Например, в одном варианте осуществления изобретения перемещение и время функционирования блока 93 давления управляются с помощью взаимодействия кулачка с кулачковым следящим устройством. Дополнительно или в качестве альтернативы перемещение держателя 94, резьбонакатного ролика 90 и ролика 91 для индикатора вскрытия может управляться с помощью кулачка, находящегося в зацеплении с кулачковым следящим устройством. Подходящие системы и способы управления компонентами устройства 89 известны специалистам в данной области техники.
В одном варианте осуществления изобретения приводной кулачок перемещает укупорочную головку вниз на металлический сосуд. Резьбонакатный ролик и ролик для индикатора вскрытия могут присоединяться к укупорочной головке. Когда укупорочная головка прикладывает верхнюю нагрузку или первое усилие, внутренний пружинный механизм укупорочной головки будет сжиматься. Когда укупорочная головка сжимается, кулачок, являющийся внутренним по отношению к укупорочной головке (внутренний кулачок), принуждает один или несколько роликов из числа резьбонакатного ролика и ролика для индикатора вскрытия приводиться в действие.
В одном варианте осуществления изобретения укупорочное устройство включает в себя только один приводной кулачок и только один внутренний кулачок. В качестве альтернативы в другом варианте осуществления изобретения укупорочное устройство 89 включает в себя два или более приводных кулачков. Каждая нагрузка или усилие, прикладываемое при приведении в действие укупорочного устройства, может обеспечиваться посредством своего собственного приводного кулачка. В этом варианте осуществления изобретения приводной кулачок не включает в себя внутренний кулачок.
При функционировании, после заполнения металлического сосуда 4 напитком, устройство 89 размещает корпус 46 резьбового укупорочного средства 44 по меньшей мере частично в пределах отверстия или устья 12 металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления изобретения, до размещения резьбового укупорочного средства 44 в отверстии 12, металлический сосуд 4 имеет участок 24 для резьбы, на котором отсутствует резьба и который является по существу цилиндрическим. Один или несколько резьбонакатных роликов 90 устройства 89 могут располагаться в контакте с наружной поверхностью 27 участка 24 для резьбы горловины 20 сосуда. Резьба 42 сосуда образуется на металлическом сосуде 4 резьбонакатными роликами 90, когда материал участка 24 для резьбы сжимается между контактирующими поверхностями резьбонакатных роликов 90 и резьбы 60 резьбового укупорочного средства 44. В одном варианте осуществления изобретения резьбонакатные ролики 90 обычно начинают действовать в верхней части участка 24 для резьбы металлического сосуда 4 и во время работы опускаются вниз, перемещаясь вокруг участка 24 для резьбы.
Во время образования резьбы металлического сосуда 4 верхняя нагрузка может, необязательно, прикладываться к резьбовому укупорочному средству 44 посредством блока 93 давления и/или держателя 94. Верхняя нагрузка сжимает выступающую часть 66 укупорочного средства между завитком 28 сосуда и блоком 93 давления.
Необязательно, в одном варианте осуществления изобретения устройство 89 выполнено с возможностью вращения одного или нескольких компонентов из числа металлического сосуда 4 и резьбового укупорочного средства 44 в направлении закрытия после по меньшей мере частичного образования резьбы 42 сосуда. Таким образом, корпус 46 укупорочного средства может дополнительно направляться в отверстие 12 сосуда, а выступающая часть 66 укупорочного средства может прижиматься к завитку 28 сосуда. Вращение резьбового укупорочного средства 44 и/или металлического сосуда 4 в направлении закрытия также может создавать напряжение между резьбой 60 укупорочного средства и выступающей частью 66 укупорочного средства, при этом оно плотно прижимает резьбовое укупорочное средство 44 к металлическому сосуду 4. Точнее, вращение резьбового укупорочного средства 44 и/или металлического сосуда 4 в направлении закрытия может улучшать герметичность между резьбой укупорочного средства и металлического сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения устройство 89 выполнено с возможностью вращения одного или нескольких компонентов из числа металлического сосуда 4 и резьбового укупорочного средства 44 в направлении закрытия до тех пор, пока крутящий момент не увеличится до величины, составляющей приблизительно 3–28 дюймов на фунт, более предпочтительно приблизительно 10 дюймов на фунт. В другом варианте осуществления изобретения устройство 89 может поворачивать металлический сосуд 4 и/или резьбовое укупорочное средство 44 на угол, составляющий приблизительно до 60°, в направлении закрытия. В еще одном варианте осуществления изобретения устройство может поворачивать один или несколько компонентов из числа металлического сосуда и резьбового укупорочного средства в направлении закрытия на угол, составляющий приблизительно 1–180°.
Резьба 42 сосуда обычно включает в себя вершины 47B, которые выступают внутрь от внутренней поверхности 26 горловины 20 сосуда. Вершины 47B резьбы 42 сосуда по меньшей мере частично входят во впадины 48A резьбы 60 укупорочного средства. Наружная поверхность 27 резьбы горловины 20 сосуда включает в себя впадины 48B, которые направлены внутрь. Впадины 48B горловины 20 сосуда соответствуют вершинам 47B резьбы сосуда. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения горловина 20 сосуда имеет волнистое сечение на участке 24 для резьбы с впадинами 48B резьбы, проходящими внутрь от плоскости, определяемой участком горловины сосуда, на котором отсутствует резьба. В одном варианте осуществления изобретения наружная поверхность каждой впадины 48B резьбы сосуда может быть по существу параллельной поверхности соответствующей вершины 47B резьбы сосуда.
При формировании в одном варианте осуществления изобретения геометрия резьбы 42 сосуда по существу соответствует геометрии резьбы 60 укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения резьба 42 сосуда делает приблизительно 0,25–8 оборотов вокруг горловины 20 сосуда. Например, в одном варианте осуществления изобретения резьба 42 сосуда может проходить по меньшей мере 90° вокруг горловины сосуда. Резьба 42 сосуда может, необязательно, проходить менее 720°, или менее 450°. В одном варианте осуществления изобретения резьба 42 сосуда является многозаходной резьбой, образованной из двух или более отдельных резьб. Каждая отдельная резьба многозаходной резьбы может делать разное количество оборотов резьбы вокруг горловины 20 сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения, когда формируется резьба 42, высота металлического сосуда 4 уменьшается, поскольку верхняя поверхность 32 завитка 28 прижимается вниз в сторону дна металлического сосуда 4. Резьбонакатные ролики 90 и ролики 91 для индикатора вскрытия выполнены с возможностью вращения вокруг наружной поверхности 27 горловины 20 сосуда. В одном варианте осуществления изобретения резьбонакатные ролики 90 начинают формировать резьбу сосуда, оказывая давление на участок горловины 20 сосуда вблизи завитка 28. Резьбонакатные ролики 90 затем перемещаются по спирали вниз вокруг горловины, прикладывая при этом поперечное усилие к горловине сосуда. В другом варианте осуществления изобретения резьбонакатные ролики 90 начинают действовать в нижней части участка 24 для резьбы и во время работы поднимаются вверх.
Способы и устройства, используемые для образования резьбы на металлических сосуда, раскрыты в следующих публикациях, которые включены в настоящий документ во всей их полноте в качестве ссылки: опубликованная заявка на патент США № 2018/0044155, опубликованная заявка на патент США № 2014/0263150, опубликованная заявка на патент США № 2012/0269602, опубликованная заявка на патент США № 2010/0065528, опубликованная заявка на патент США № 2010/0326946, патент США № 8,132,439, патент США № 8,091,402, патент США № 8,037,734, патент США № 8,037,728, патент США № 7,798,357, патент США № 7,555,927, патент США № 7,824,750, патент США № 7,171,840, патент США № 7,147,123, патент США № 6,959,830, международная заявка № PCT/JP2010/072688 (публикация PCT WO 2011/078057) и публикация PCT WO 2018/031617.
Когда резьбовое укупорочное средство 44 вставляется в отверстие или устье 12 металлической бутылки 4, давление от продукта, находящегося внутри металлической бутылки 4, толкает резьбовое укупорочное средство 44 в направлении вверх. На верхнюю поверхность 43 резьбы 60 укупорочного средства воздействует давление, и она прикладывает усилие к нижней поверхности 41 резьбы 42 сосуда, предотвращая непреднамеренное выталкивание резьбового укупорочного средства 44. В одном варианте осуществления изобретения (не показан) верхняя поверхность 43 резьбы 60 укупорочного средства и нижняя поверхность 41 резьбы 42 сосуда являются по существу горизонтальными. По существу, горизонтальные поверхности 41, 43 повышают прочность резьбового зацепления между резьбой 60 укупорочного средства и резьбой 42 сосуда, поскольку направленное вверх усилие от верхней поверхности 43 резьбы 60 укупорочного средства ориентировано по существу перпендикулярно нижней поверхности 41 резьбы 42 сосуда.
Как показано на фиг. 5, резьбовое укупорочное средство 44 может включать в себя индикатор 82 вскрытия, присоединенный к выступающей части 66 корпуса 46 укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия включает в себя полосу 86 с пилообразными вырезками. Индикатор 82 вскрытия может иметь другие конфигурации. В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия имеет гибкую выступающую часть 84, которая позволяет индикатору 82 вскрытия скользить вниз по завитку 28 металлического сосуда 4, когда резьбовое укупорочное средство 44 вставляется в отверстие 12 металлического сосуда 4 с помощью устройства 89. В одном варианте осуществления изобретения полоса 86 с пилообразными вырезами формируется до того, как резьбовое укупорочное средство 44 будет вставлено в отверстие 12 металлического сосуда 4. В другом варианте осуществления изобретения полоса 86 с пилообразными вырезами формируется с помощью инструментов устройства 89 после того, как резьбовое укупорочное средство 44 будет вставлено в отверстие 12 металлического сосуда 4.
После герметизации металлического сосуда 4 с помощью резьбового укупорочного средства 44, когда к резьбовому укупорочному средству 44 прикладывается вращательное усилие, чтобы выкрутить его из металлического сосуда 4, выступающая часть 84 индикатора 82 вскрытия контактирует с нижней поверхностью завитка 28, или другой поверхностью, образованной на горловине 20 металлического сосуда, предотвращая соскальзывание индикатора 82 вскрытия назад, по завитку 28. Поскольку вращательное усилие продолжает прикладываться к резьбовому укупорочному средству 44, полоса 86 с пилообразными вырезами соединяющая индикатор 82 вскрытия с резьбовым укупорочным средством 44, разрывается, а индикатор 82 вскрытия сохраняется на горловине 20 металлического сосуда 4. Наличие индикатора 82 вскрытия на горловине металлического сосуда обеспечивает для потребителя визуальное указание на то, что крышка 44 была по меньшей мере частично открыта или откручена и герметичность металлического сосуда 4 была нарушена.
Как показано на фиг. 5, в одном варианте осуществления настоящего изобретения уплотнение между металлическим сосудом 4 и резьбовым укупорочным средством 44 создается с помощью геометрии по меньшей мере одного из уплотнений 68, 70, 72, сформированных на резьбовом укупорочном средстве 44. Уплотнения 68, 70, 72 резьбового укупорочного средства 44 выполнены с возможностью контакта с по меньшей мере одной поверхностью из числа наружной поверхности 30, верхней поверхности 32 и внутренней поверхности 34 завитка 28 металлического сосуда 4 и приложения уплотнительного давления к ним. Уплотнение сохраняет продукт в металлическом сосуде 4 без утечки или просачивания жидкости или газа. Кроме того, уплотнение предотвращает выход газов или окисления содержимого металлического сосуда 4. Необязательно, уплотнение между металлическим сосудом 4 и резьбовым укупорочным средством 44 не является осесимметричным. В уплотнении, не являющемся осесимметричным, предварительно заданная часть уплотнения может обеспечивать начальный и контролируемый выход газа под давлением, когда металлический сосуд 4 открывается. Этот контролируемый выход может предотвратить пенообразование продукта. Уплотнение, не являющееся осесимметричным, может быть сформировано между металлическим сосудом 4 и резьбовым укупорочным средством 44 всех вариантов осуществления настоящего изобретения. В одном варианте осуществления изобретения резьбонакатный ролик 90 или ролик 91 для индикатора вскрытия могут контактировать с одной или несколькими поверхностями выступающей части 66 и прикладывать к ним усилие, чтобы гарантировать, что контакт между уплотнениями 68, 70, 72 резьбового укупорочного средства 44 и поверхностями 30, 32. 34 металлического сосуда 4 герметизирует металлический сосуд 4.
В дополнение к обеспечению герметизирующей поверхности в одном варианте осуществления изобретения наружная поверхность 30 завитка 28 используется для выравнивания и обеспечения концентричности резьбового укупорочного средства 44 и металлического сосуда 4. Таким образом, контакт между наружной поверхностью 30 завитка 28 и внешним уплотнением 68 резьбового укупорочного средства 44 выравнивает резьбовое укупорочное средство 44 и металлический сосуд 4, чтобы гарантировать герметичное уплотнение, которое достигается во время герметизации и образования резьбы с помощью устройства 89. В одном варианте осуществления изобретения устройство 89, необязательно, может формировать надрезы или щелевые отверстия на наружной поверхности 30 завитка 28A–28D, в результате чего наружная поверхность 30 не является непрерывной и способна пружинить или изгибаться для выравнивания с резьбовым укупорочным средством 44. Завитки 28a–28D с наружной поверхностью 30, не являющейся непрерывной, полезны для выравнивания резьбового укупорочного средства 44 и металлического сосуда 4, но не обеспечивают герметизирующую поверхность для резьбового укупорочного средства 44.
Необязательно, на один или несколько элементов из числа металлического сосуда 4 и резьбового укупорочного средства 44 может быть нанесен герметик. Герметик может быть использован в дополнение к одному или нескольким уплотнениям 68, 70, 72 резьбового укупорочного средства 44К или для их замены. Герметик может быть нанесен на резьбовое укупорочное средство 44К до вставления резьбового укупорочного средства 44К в отверстие 12 металлического сосуда 4. Необязательно, герметик может быть нанесен на верхнюю поверхность 32 завитка 28. Герметик образован из материала, который является непроницаемым для газов и жидкостей, хранящихся в металлическом сосуде.
Когда устройство 89 вставляет резьбовое укупорочное средство 44 в отверстие 12, блок 93 давления (показанный на фиг. 5) может прикладывать направленное вниз усилие к резьбовому укупорочному средству 44, чтобы проталкивать резьбовое укупорочное средство 44 в отверстие 12, сжимая герметик между резьбовым укупорочным средством 44 и металлической бутылкой 4. Таким образом, герметик 78 может по существу заполнить пространство между резьбовым укупорочным средством 44 и частью металлической бутылки, такой как завиток 28, образуя уплотнение между металлическим сосудом 4 и резьбовым укупорочным средством 44.
Герметик может быть аналогичен герметикам, используемым с корончатыми укупорочными средствами, и хорошо известен специалистам в данной области техники. В одном варианте осуществления изобретения герметик представляет собой жидкий герметик, который может по меньшей мере частично протекать между металлическим сосудом 4 и резьбовым укупорочным средством 44 и затвердевать для создания уплотнения. В другом варианте осуществления изобретения герметик представляет собой кусок сжимаемого материала. В одном варианте осуществления изобретения герметик может позволить небольшому количеству газа медленно выходить из металлического сосуда 4 или входить в него.
2
2
2
2
Дополнительно или в качестве альтернативы прокладка может иметь взаимное соединение с нижней поверхностью выступающей части 66 укупорочного средства 44. Когда резьбовое укупорочное средство 44 вставляется в отверстие 12 металлического сосуда 4, до момента образования резьбы на металлическом сосуде, прокладка сжимается между нижней поверхностью выступающей части 66 и верхней поверхностью 32 завитка 28 металлического сосуда 4. Сжатие прокладки образует уплотнение для предотвращения выхода содержимого металлического сосуда 4 и/или перемещения газов CO или O во внутреннюю часть металлического сосуда 4 или из нее. Прокладка может быть выполнена из гибкого материала, который по существу является непроницаемым для жидкостей и/или газов. В одном варианте осуществления изобретения прокладка выполнена из материала, который поглощает CO и/или O.
На фиг. 6а по существу показано устройство 89А согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 89А аналогично устройству 89, описанному со ссылкой на фиг. 5, и может включать в себя многие из тех же признаков либо аналогичные признаки. Например, устройство 89 может включать в себя один или несколько резьбонакатных роликов 90 и, необязательно, ролик 91 для индикатора вскрытия. Аналогично другим вариантам выполнения устройства 89, описанного здесь, устройство 89А может формировать резьбу 42 сосуда на металлическом сосуде 4 после установки резьбового укупорочного средства 44 в отверстие 12 металлического сосуда.
В частности, устройство 89А использует внутренний инструмент 132 одного варианта осуществления настоящего изобретения. Внутренний инструмент может быть соединен с блоком 93 давления и/или держателем 94. Таким образом, внутренний инструмент может перемещаться вертикально относительно вертикальной оси 92. Внутренний инструмент 132 выполнен с возможностью установки внутрь камеры 52 резьбового укупорочного средства 44.
Внутренний инструмент 132 выполнен с возможностью приложения усилия к резьбовому укупорочному средству 44, чтобы протолкнуть резьбовое укупорочное средство глубже устье или отверстие 12 сосуда перед формированием упомянутой резьбы на металлическом сосуде. В одном варианте осуществления изобретения внутренний инструмент 132 прикладывает усилие к части резьбового укупорочного средства, установленной внутри завитка 28 сосуда. Таким образом, завиток 28 сосуда может определить точку поворота, которая позволяет внешнему участку 66А выступающей части 66 укупорочного средства поворачиваться вверх в направлении от контрольной плоскости 138, определяемой дном 57 резьбового укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения выступающая часть 66 укупорочного средства может становиться вогнутой, когда внутренний инструмент 132 прикладывает усилие к резьбовому укупорочному средству, как по существу показано на фиг. 6А.
Внутренний инструмент 132, как правило, включает в себя торцевую стенку 134 и боковую стенку 136. Торцевая стенка 134 выполнена с возможностью контакта с дном 57 камеры 52 укупорочного средства и приложения к нему усилия. В одном варианте осуществления изобретения торцевая стенка 134 является по существу плоской. Другие формы также возможны для торцевой стенки 134. Например, торцевая стенка 134 может иметь форму, которая по существу соответствует форме дна 57 укупорочного средства.
Боковая стенка 136 внутреннего инструмента может иметь форму, которая является по существу цилиндрической. Однако внутренний инструмент 132 может иметь любую форму, которая по существу соответствует форме камеры 52. В одном варианте осуществления изобретения боковая стенка 136 может быть выполнена с возможностью контакта с внутренней поверхностью 51 боковой стенки 67, образующей камеру 52. Необязательно, внутренний инструмент 132 может быть выполнен с возможностью контакта с и обеспечивать поддержку внутренней поверхности 51 боковой стенки 67 укупорочного средства, как инструмент, такой как резьбонакатный ролик 90, при этом он прикладывает усилие к горловине 20 сосуда для образования резьбы 42 сосуда на металлическом сосуде 4. В одном варианте осуществления изобретения боковая стенка 136 имеет наружный диаметр, который меньше, чем внутренний диаметр камеры 52 укупорочного средства.
Устройство 89А может быть выполнено с возможностью установки внутреннего инструмента 132 с предварительно заданным выравниванием относительно камеры 52 резьбового укупорочного средства 44. В одном варианте осуществления изобретения устройство 89А может перемещать внутренний инструмент 132 по существу параллельно продольной оси 92 металлического сосуда 4. Таким образом, устройство 89А может перемещать внутренний инструмент 132 в камеру 52 и из нее. Дополнительно или в качестве альтернативы устройство 89А может, необязательно, перемещать металлический сосуд 4 и резьбовое укупорочное средство 44 вдоль продольной оси 92. Соответственно, в одном варианте осуществления изобретения устройство может перемещать металлический сосуд 4 и резьбовое укупорочное средство 44 так, чтобы камера 52 укупорочного средства перемещалась относительно внутреннего инструмента 132 до тех пор, пока внутренний инструмент 132 находится внутри камеры.
Внутренний инструмент 132 выполнен с возможностью приложения направленного вниз усилия или вертикальной нагрузки к дну 57 резьбового укупорочного средства 44. В одном варианте осуществления изобретения внутренний инструмент 132 выполнен с возможностью приложения к дну 57 укупорочного средства направленного вниз усилия не более чем приблизительно 300 фунтов или меньше чем, приблизительно 200 фунтов. В другом варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие, которое может быть приложено с помощью внутреннего инструмента, составляет менее чем приблизительно 125 фунтов. Необязательно, внутренний инструмент может прикладывать усилие по меньшей мере приблизительно 10 фунтов в направлении вниз к дну укупорочного средства. В еще одном варианте осуществления изобретения внутренний инструмент 132 может, необязательно, прикладывать направленное вниз усилие приблизительно 10–100 фунтов к дну 57 укупорочного средства.
Когда внутренний инструмент 132 прикладывает направленное вниз усилие к дну 57 укупорочного средства, дно укупорочного средства проталкивается дальше в отверстие 12 металлического сосуда 4, как, по существу, обозначено стрелкой 100. Более конкретно, дно 57 укупорочного средства проталкивается ближе к дну 6 (показано на фиг. 1 и 10) металлического сосуда 4 с помощью усилия от внутреннего инструмента 132. Однако резьбовое укупорочное средство 44 включает в себя выступающую часть 66, отходящую наружу от корпуса 46 укупорочного средства. Выступающая часть 66 контактирует с верхней поверхностью или завитком 28 металлического сосуда 4, когда резьбовое укупорочное средство проталкивается в отверстие 12 бутылки. Контакт между выступающей частью 66 и завитком 28 предотвращает перемещение верхней части резьбового укупорочного средства в отверстие 12 бутылки. Таким образом, внутренний инструмент 132 упруго деформирует или создает напряжение в резьбовом укупорочном средстве 44.
В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере боковая стенка 67 резьбового укупорочного средства может быть упруго деформирована или напряжена, когда внутренний инструмент 132 прикладывает усилие к дну 57 укупорочного средства. Кроме того, направленное вниз усилие от внутреннего инструмента 132 может увеличить шаг резьбы 60 укупорочного средства. Более конкретно, расстояние между соседними вершинами 47А резьбы укупорочного средства может увеличиваться на величину от приблизительно 0,003 дюйма до приблизительно 0,015 дюйма.
В одном варианте осуществления изобретения, когда внутренний инструмент 132 прикладывает направленное вниз усилие к дну 57 укупорочного средства, выступающая часть 66 может быть упруго изогнута. В частности, выступающая часть 66 может изгибаться или выгибаться так, чтобы внешний участок 66А выступающей части 66 мог оставаться по существу неподвижным. И наоборот, внутренний участок 66В выступающей части может по меньшей мере частично перемещаться в направлении к дну 6 сосуда. Таким образом, выступающая часть 66 может упруго изгибаться, приобретая вогнутую форму.
В одном варианте осуществления изобретения, когда внутренний инструмент 132 прикладывает направленное вниз усилие, внешний участок 66А выступающей части находится выше, чем внутренняя часть 66В, как, по существу, показано на фиг. 6А. Например, внешний участок 66А выступающей части может быть расположен дальше, чем внутренний участок 66В выступающей части от плоскости 138, определяемой дном 57 укупорочного средства, при этом плоскость 138 по существу перпендикулярна продольной оси 92. В другом варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие от внутреннего инструмента 132 может изменить угол, под которым выступающая часть 66 выступает из корпуса 46 укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения усилие от внутреннего инструмента 132 изменяет угол выступающей части 66 приблизительно на 0,5–10°, или приблизительно на 3–6°.
В одном варианте осуществления изобретения внутренний инструмент 132 выполнен с возможностью толкать дно 57 укупорочного средства не более чем приблизительно на 0,050 дюйма в отверстие 12 бутылки в направлении к дну 6 сосуда. Необязательно, в другом варианте осуществления изобретения дно 57 укупорочного средства может перемещаться на расстояние приблизительно 0,005–0,10 дюйма или приблизительно 0,020 дюйма дальше в отверстие 12 бутылки в ответ на направленное вниз усилие от внутреннего инструмента 132. В одном варианте осуществления изобретения первое усилие от внутреннего инструмента 132 толкает дно укупорочного средства приблизительно на 0,005–0,015 дюймов ближе к дну металлического сосуда.
Дополнительно или в качестве альтернативы в одном варианте осуществления изобретения внутренний инструмент выполнен с возможностью толкать дно 57 укупорочного средства дальше в металлический сосуд 4 приблизительно на половину шага резьбы 60 укупорочного средства или половину расстояния между соседними вершинами 47А резьбы 60 укупорочного средства. Резьба 60 укупорочного средства может иметь шаг менее чем приблизительно 0,16 дюйма. Необязательно, вершины 47А резьбы 60 укупорочного средства имеют закругленную форму. В качестве альтернативы вершины 47А могут иметь форму, которая в целом является плоской, такой как показана на фиг. 9.
Устройство 89А может формировать резьбу 42 на горловине 20 металлического сосуда 4, в то время как внутренний инструмент 132 прикладывает направленное вниз усилие к дну 57 укупорочного средства. Таким образом, резьба 42 сосуда может быть сформирована, в то время как резьбовое 44 укупорочное средство упруго деформировано или находится в напряженном состоянии.
В одном варианте осуществления изобретения резьба 42 сосуда может быть сформирована с помощью резьбонакатного ролика 90 способом, который является таким же или аналогичным работе резьбонакатного ролика 90, описанного со ссылкой на фиг. 5. Более конкретно, инструмент 90, такой как резьбонакатный ролик 90, выполнен с возможностью нажима на поверхность 27 горловины, чтобы приложить боковую нагрузку к горловине. Таким образом, участок 24 для резьбы горловины 20 может быть сжат между резьбонакатным роликом 90 и резьбой 60 укупорочного средства. Когда формируется резьба 42 сосуда, боковая нагрузка, прикладываемая с помощью резьбонакатного ролика 90, прижимает внутреннюю поверхность 26 горловины к резьбе 60 укупорочного средства. Резьбонакатный ролик 90 по существу вращается вокруг горловины, следуя за резьбой 60 укупорочного средства резьбового укупорочного средства при формировании резьбы 42 сосуда.
Одним из преимуществ образования резьбы 42 сосуда, в то время как внутренний инструмент 132 прикладывает направленное вниз усилие, состоит в том, что нижняя поверхность выступающей части 66 укупорочного средства может быть прижата к верхней поверхности металлического сосуда 4, такой как завиток 28. Внутренний инструмент 132 также может поддерживать предварительно заданное радиальное или осевое выравнивание между резьбовым укупорочным средством 44 и металлическим сосудом 4 во время образования резьбы 42 сосуда. Таким образом, внутренний инструмент 132 может, предпочтительно, поддерживать предварительно заданную посадку между резьбой 60 укупорочного средства и внутренней поверхностью 26 горловины сосуда. Например, внутренний инструмент 132 может поддерживать резьбовое укупорочное средство 44 и металлический сосуд 4 по существу в состоянии соосного выравнивания. Более конкретно, направленное вниз усилие, прикладываемое внутренним инструментом 132, может предотвращать непреднамеренное или неумышленное перемещение резьбового укупорочного средства 44 относительно металлического сосуда 4, такое как отклонение от оси или боковое перемещение резьбового укупорочного средства 44. Такое отклонение от оси или боковое перемещение резьбового укупорочного средства может уменьшить эффективность уплотнения между резьбовым укупорочным средством 44 и металлическим сосудом 4 и привести к случайному открыванию или выходу газов из металлического сосуда. Специалистами в данной области техники будет понятно, что в том случае, если резьбовое укупорочное средство 44 наклоняется относительно металлического сосуда во время уплотнения, продольная ось резьбового укупорочного средства не будет параллельна продольной оси 92 металлического сосуда.
Как показано на фиг. 6В, после образования резьбы 42 сосуда устройство 89А может отделить внутренний инструмент 132 от резьбового укупорочного средства 44, чтобы удалить (или снять) направленное вниз усилие, прикладываемое к дну 57 укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения устройство 89А может перемещать внутренний инструмент 132 вдоль оси 92, в то время как резьбовое укупорочное средство 44 остается по существу неподвижным. Дополнительно или в качестве альтернативы устройство 89А может перемещать резьбовое укупорочное средство 44 и металлический сосуд 4 в направлении от внутреннего инструмента 132, в то время как внутренний инструмент 132 остается по существу неподвижным.
В одном варианте осуществления изобретения устройство 89А может формировать резьбу 42 сосуда, когда металлический сосуд 4 заполнен продуктом, таким как напиток. После образования резьбы 42 сосуда продукт герметизируется внутри металлического сосуда. Устройство 89А может затем высвобождать или выталкивать герметизированный металлический сосуд 4.
Когда направленное вниз усилие, прикладываемое внутренним инструментом 132 к дну 57 укупорочного средства, снимается, корпус 46 укупорочного средства может по меньшей мере частично отпружинить назад. В одном варианте осуществления изобретения выступающая часть 66 может действовать как смещающий механизм для перемещения резьбы 60 укупорочного средства в направлении от дна 6 сосуда, как в целом обозначено стрелкой 102. В частности, резьба 60 укупорочного средства может перемещаться на такое расстояние от дна 6 сосуда, чтобы верхние поверхности 43 резьбы 60 укупорочного средства нажимали на нижние поверхности 41 резьбы 42 сосуда. Например, как в целом показано на фиг. 6А, в то время как внутренний инструмент 132 прикладывает направленное вниз усилие, нижние поверхности 41 резьбы 42 сосуда располагаются на расстоянии от верхних поверхностей 43 резьбы 60 укупорочного средства. И напротив, как показано на фиг. 6В, верхние поверхности 43 резьбы укупорочного средства контактируют с нижними поверхностями 41 резьбы сосуда и могут прикладывать к ним усилие.
В одном варианте осуществления изобретения резьба 60 укупорочного средства может прикладывать усилие до приблизительно 45 фунтов, или приблизительно 25 фунтов, к резьбе 42 сосуда. В частности, в одном варианте осуществления изобретения к верхней поверхности 43 резьбы 60 укупорочного средства может прикладываться усилие приблизительно 1–45 фунтов к нижней поверхности 41 резьбы 42 сосуда после отвода внутреннего инструмента 132 и его выходит из контакта с дном 57 сосуда. В другом варианте осуществления изобретения резьба укупорочного средства прикладывает усилие приблизительно от 2 фунтов до 20 фунтов к резьбе сосуда.
Контакт между нижними поверхностями 41 резьбы сосуда и верхними поверхностями 43 резьбы укупорочного средства создает напряжение в резьбовом укупорочном средстве 44, улучшая уплотнение между резьбовым укупорочным средством и металлическим сосудом. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения резьба 42 сосуда предотвращает или останавливает перемещение вверх резьбы 60 укупорочного средства от дна сосуда, в результате чего по меньшей мере верхняя часть 54 корпуса 46 укупорочного средства между резьбой 60 укупорочного средства и выступающей частью 66 находится в напряженном состоянии. В одном варианте осуществления изобретения после герметизации металлического сосуда 4 с помощью резьбового укупорочного средства 44 это резьбовое укупорочное средство может быть извлечено из металлического сосуда посредством приложения крутящего момента к резьбовому укупорочному средству в направлении открывания, составляющего приблизительно 5–20 фунтов на дюйм, или приблизительно 15 фунтов на дюйм.
В одном варианте осуществления изобретения выступающая часть 66 обычно возвращается, по меньшей мере частично, в исходное положение, когда направленное вниз усилие, прикладываемое внутренним инструментом 132, снимается. Однако в одном варианте осуществления изобретения завиток 28 сосуда будет оставаться в контакте с участком выступающей части 66 после снятия направленного вниз усилия от внутреннего инструмента 132. Например, как, по существу, показано на фиг. 6В, завиток 28 сосуда может контактировать с одним или несколькими участками 71 выступающей части 66 укупорочного средства.
В одном варианте осуществления изобретения в исходном положении выступающая часть 66 выступает по существу радиально наружу от корпуса 46 укупорочного средства. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения внешние и внутренние участки 66А, 66В выступающей части находятся по существу на равных расстояниях от плоскости 138, определяемой дном 57 укупорочного средства. В другом варианте осуществления изобретения выступающая часть 66 изогнута назад, по меньшей мере частично, в направлении первоначального угла, на который выступающая часть 66 выступает из корпуса 46 укупорочного средства до приложения внутренним инструментом 132 направленного вниз усилия. Возможны и другие формы и ориентации выступающей части 66, такие как, по существу, показанные на фиг. 7–8.
Кроме того, после образования резьбы сосуда и после снятия направленного вниз усилия от внутреннего инструмента 132 резьба 60 укупорочного средства может по меньшей мере частично вернуться к своему первоначальному шагу. Более конкретно, расстояние между соседними вершинами 47А резьбы укупорочного средства может уменьшаться, когда прекращается действие направленного вниз усилия. В одном варианте осуществления изобретения расстояние между соседними вершинами 47А резьбы 60 укупорочного средства может уменьшаться на значение приблизительно 0,001–0,01 дюйма.
В одном варианте осуществления изобретения перемещение и работа внутреннего инструмента 132, резьбонакатного ролика 90 и, необязательно, ролика 91 для индикатора вскрытия управляются с помощью механических передаточных механизмов, которые для ясности не показаны на чертежах. Например, в одном варианте осуществления изобретения перемещения внутреннего инструмента 132 и резьбонакатного ролика 90 управляются с помощью взаимодействия кулачка с кулачковым следящим устройством. В одном варианте осуществления изобретения приводной кулачок толкает укупорочную головку и/или блок 93 давления в направлении вниз к металлическому сосуду. Резьбонакатный ролик 90 и внутренний инструмент 132 могут быть взаимосвязаны с укупорочной головкой. Когда укупорочная головка воздействует на внутренний инструмент 132 для приложения направленной вниз нагрузки или первого усилия на резьбовое укупорочное средство, внутренний нагруженный пружиной механизм укупорочной головки будет сжиматься. Когда внутренний механизм укупорочной головки сжимается, кулачок, являющийся внутренним по отношению к укупорочной головке (внутренний кулачок) заставляет резьбонакатный ролик 90 начинать работу по формированию резьбы 42 сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения укупорочное устройство 89 включает в себя только один приводной кулачок и только один внутренний кулачок. В качестве альтернативы в другом варианте осуществления изобретения укупорочное устройство 89 включает в себя два или более приводных кулачков. Каждая нагрузка или сила, прикладываемая укупорочным устройством, может создаваться собственным приводным кулачком. В этом варианте осуществления изобретения приводной кулачок не включает в себя внутренний кулачок.
На фиг. 7 в целом показано устройство 89В согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 89В выполнено с возможностью герметизации продукта внутри металлического сосуда 4 с помощью резьбового укупорочного средства 44Y согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 89В аналогично другому устройству 89 согласно настоящему изобретению и может включать в себя одинаковые или аналогичные инструменты 90, 91. Соответственно, устройство 89В может формировать резьбу 42 сосуда на металлическом сосуде после установки резьбового укупорочного средства 44Y внутрь открытого конца металлического сосуда.
В частности, устройство 89В включает в себя укупорочный инструмент 152A. В одном варианте осуществления изобретения более нижняя поверхность укупорочного инструмента 152A, которая примыкает к резьбовому укупорочному средству 44, является по существу плоской. Укупорочный инструмент 152A может иметь взаимное соединение с блоком 93 давления устройства, как в общем показано на фиг. 5. В одном варианте осуществления изобретения устройство 89В может перемещать укупорочный инструмент 152A в вертикальном направлении относительно продольной оси 92 металлического сосуда 4.
В одном варианте осуществления изобретения перемещение и работа резьбонакатного ролика 90, необязательно, ролика 91 для индикатора вскрытия, а также укупорочного инструмента 152A могут управляться с помощью механических передаточных механизмов, которые для ясности не показаны на чертежах. Например, в одном варианте осуществления изобретения перемещение одного или более элемента из резьбонакатного ролика 90, ролика 91 для индикатора вскрытия, а также внутреннего инструмента 132 управляется с помощью взаимодействия кулачка с кулачковым следящим устройством, такого как ответ на введение в зацепление кулачка с кулачковым следящим устройством. Необязательно, перемещение укупорочного инструмента 152A и резьбонакатного ролика 90 управляется с помощью взаимодействия кулачка с кулачковым следящим устройством, как описано в отношении укупорочного устройства 89А, в целом показанного на фиг. 6. Более конкретно, укупорочное устройство 89В может включать в себя приводной кулачок, который приводит в действие укупорочное средство, воздействующее в направлении вниз на металлический сосуд. Резьбонакатный ролик 90 и укупорочный инструмент 152A могут быть взаимно соединены с укупорочной головкой. Когда укупорочная головка приводит в действие укупорочный инструмент 152A для приложения верхней нагрузки или первого усилия к резьбовому укупорочному средству, внутренний нагруженный пружиной механизм укупорочной головки будет сжиматься. Когда внутренний механизм укупорочной головки сжимается, кулачок, являющийся внутренним по отношению к укупорочной головке (внутренний кулачок) заставляет резьбонакатный ролик 90 начинать работу по формированию резьбы 42 сосуда на металлическом сосуде 4.
Резьбовое укупорочное средство 44Y аналогично другим резьбовым укупорочным средствам 44 согласно настоящему изобретению. Более конкретно, резьбовое укупорочное средство в целом включает в себя корпус 46 укупорочного средства с камерой 52, образованной дном 57 и боковой стенкой 67. Резьба 60 укупорочного средства сформирована на наружной поверхности корпуса укупорочного средства.
Выступающая часть 66 может выступать наружу от корпуса 46 укупорочного средства под предварительно заданным углом относительно боковой стенки 67 укупорочного средства. Более конкретно, как показано на фиг. 7А, внешний участок 66А выступающей части может быть наклонен в направлении к плоскости 138А, которая определяется дном 57 резьбового укупорочного средства. Соответственно, внешний участок 66А может быть расположен на расстоянии от второй плоскости 138В, определяемой поверхностью укупорочного инструмента 152A устройства 89В. В одном варианте осуществления изобретения внешний участок 66А находится на предварительно заданном расстоянии 142 от второй плоскости 138В, когда укупорочный инструмент 152A контактирует с внутренним участком 66В выступающей части. Соответственно, выступающая часть 66 не является плоской.
В одном варианте осуществления изобретения наружный участок 66А выступающей части находится дальше на расстоянии 142, или Δy, от второй плоскости 138В по сравнению с внутренним участком 66В выступающей части. Специалистами в данной области техники будет понятно, что расстояние Δy может варьироваться в зависимости от диаметра выступающей части 66 и угла наклона выступающей части относительно боковой стенки 67 укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения расстояние Δy не превышает значение приблизительно 0,050 дюйма. Необязательно, в другом варианте осуществления изобретения расстояние Δy составляет приблизительно 0,010–0,10 дюйма, или приблизительно 0,020 дюйма. Дополнительно или в качестве альтернативы в одном варианте осуществления изобретения расстояние Δy может составлять не более чем приблизительно половину шага резьбы или половину расстояния между соседними вершинами 47А резьбы 60 укупорочного средства. Резьба 60 укупорочного средства может иметь шаг менее чем приблизительно 0,16 дюйма. В одном варианте осуществления изобретения вершины 47А резьбы могут быть по существу плоскими. В качестве альтернативы в другом варианте осуществления изобретения вершины 47А резьбы могут иметь форму, которая является округлой или дуговой, такой как в общем показана на фиг. 6.
Направленная вниз ориентация выступающей части 66 является предпочтительной при герметизации металлического сосуда 4. Более конкретно, направленная вниз ориентация выступающей части обеспечивает предварительное напряжение резьбового укупорочного средства 44Y, когда направленное вниз усилие прикладывается к резьбовому укупорочному средству устройством 89В.
Как показано на фиг. 7В, после установки резьбового укупорочного средства 44Y в отверстие или устье 12 металлического сосуда укупорочный инструмент 152A устройства 89В может прикладывать направленное вниз усилие к выступающей части 66. Направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152A может быть направлено к дну 6 металлического сосуда 4. Для ясности дно 6 сосуда не показано на фиг. 7, но оно может быть таким же, или аналогичным дну 6 сосуда, показанного на фиг. 1 или 10. В одном варианте осуществления изобретения устройство 89В выполнено с возможностью перемещения металлического сосуда 4 и резьбового укупорочного средства 44Y так, чтобы выступающая часть 66 контактировала с укупорочным инструментом 152A. Дополнительно или в качестве альтернативы устройство 89В может перемещать укупорочный инструмент 152A в контакте с выступающей частью 66.
Укупорочный инструмент 152A выполнен с возможностью приложения направленного вниз усилия к части резьбового укупорочного средства 44Y, расположенной в направлении внутрь от завитка 28 сосуда. Таким образом, завиток 28 сосуда может действовать как точка поворота, когда направленное вниз усилие толкает дно 57 резьбового укупорочного средства и перемещает его дальше в отверстие 12 металлического сосуда 4.
В одном варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие составляет менее чем приблизительно 300 фунтов. В другом варианте осуществления изобретения это усилие составляет менее чем приблизительно 200 фунтов. Необязательно, направленное вниз усилие может быть больше, чем приблизительно 10 фунтов и меньше, чем 110 фунтов. В одном варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие, прикладываемое к выступающей части 66 укупорочным инструментом 152А, может составлять приблизительно 10–300 фунтов. Необязательно, направленное вниз усилие, прикладываемое укупорочным инструментом 152A, составляет приблизительно 100 фунтов.
Направленное вниз усилие, прикладываемое к выступающей части 66, может толкать корпус 46 укупорочного средства и резьбу 60 укупорочного средства дальше в отверстие 12 в направлении к дну 6 металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления изобретения резьба 60 укупорочного средства перемещается приблизительно на расстояние 142 или Δy дальше в отверстие 12. Перемещение резьбы 60 укупорочного средства в отверстие обычно иллюстрируется различными положениями плоскости 140 отсчета, показанной на фиг. 7А и 7В. Плоскость 140 отсчета пересекает верхнюю часть резьбы 60 укупорочного средства и является по существу перпендикулярной продольной оси 92 металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152A толкает резьбовое укупорочное средство приблизительно на 0,005–0,1 дюйма или приблизительно на 0,005–0,015 дюйма в направлении к дну металлического сосуда.
Когда направленное вниз усилие перемещает резьбу укупорочного средства в отверстие 12 сосуда, выступающая часть контактирует с частью металлического сосуда 4, такой как завиток 28, предотвращая перемещение по меньшей мере внешнего участка 66А выступающей части в направлении к дну сосуда. Таким образом, направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152А вызывает одно или более из следующих последствий: резьбовое укупорочное средство упруго деформируется и резьбовое укупорочное средство 44Y переходит в напряженное состояние.
В одном варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие, прикладываемое к выступающей части 66, также упруго изгибает выступающую часть 66. В одном варианте осуществления изобретения выступающая часть 66 является сплющенной, в результате чего внутренние и внешние участки 66А, 66В выступающей части находятся по существу на одинаковом расстоянии от плоскости 138А. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152A изменяет угол выступающей части 66 относительно корпуса 46 укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие изменяет угол, под которым выступающая часть 66 выступает от корпуса 46 укупорочного средства, приблизительно на 0,5–10°. Необязательно, направленное вниз усилие изменяет угол приблизительно на 3–6 °.
Кроме того, направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152A может, предпочтительно, сохранять резьбовое укупорочное средство и металлический сосуд в предварительно заданном выравнивании. Более конкретно, укупорочный инструмент 152A может прижимать выступающую часть 66 к завитку 28 сосуда так, чтобы предотвращалось непреднамеренное или неумышленное перемещение резьбового укупорочного средства относительно металлического сосуда, такое как отклонение от оси. Кроме того, направленное вниз усилие от укупорочного инструмента может поддерживать резьбовое укупорочное средство 44 и металлический сосуд 4 в состоянии по существу соосного выравнивания. Таким образом, уплотнение между резьбовым укупорочным средством и металлическим сосудом является более эффективным.
Устройство 89В может формировать резьбу 42 на металлическом сосуде 4, в то время как направленное вниз усилие прикладывается к выступающей части, как в общем показано на фиг. 7В. В одном варианте осуществления изобретения устройство 89В может формировать резьбу 42 сосуда так же, как другое устройство 89, 89А согласно настоящему изобретению, или аналогично этому устройству. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения инструмент 90, такой как резьбонакатный ролик 90, может прикладывать усилие к наружной поверхности 27 горловины 20 сосуда. Таким образом, горловина 20 сосуда может сжиматься между резьбонакатным роликом 90 и резьбой 60 укупорочного средства, чтобы сформировать резьбу 42 сосуда, в то время как резьбовое укупорочное средство находится в напряженном состоянии или упруго деформировано. Необязательно, устройство 89В может формировать резьбу 42 сосуда, используя любой другой инструмент и способ, описанный в данном документе. После образования резьбы 42 сосуда продукт герметизируется внутри металлического сосуда 4. Устройство 89В может затем освобождать или извлекать герметичный металлический сосуд 4.
Как показано на фиг. 7C, после образования резьбы 42 сосуда устройство 89В снимает с выступающей части 66 направленное вниз усилие. Это может быть достигнуто путем перемещения металлического сосуда 4 и резьбового укупорочного средства 44Y в направлении от укупорочного инструмента 152A. Дополнительно или в качестве альтернативы укупорочный инструмент 152A может перемещаться в направлении от выступающей части 66.
После снятия направленного вниз усилия с выступающей части 66 укупорочного средства эта выступающая часть может по меньшей мере частично вернуться к своей первоначальной форме. В одном варианте осуществления изобретения завиток 28 сосуда остается в контакте с участком выступающей части 66 после снятия направленного вниз усилия с укупорочного инструмента 152A. Например, как в общем показано на фиг. 7С, завиток 28 сосуда может контактировать с нижней поверхностью выступающей части 66 укупорочного средства после снятия направленного вниз усилия с укупорочного инструмента.
В одном варианте осуществления изобретения выступающая часть 66 может действовать как смещающий механизм для перемещения резьбы 60 укупорочного средства в направлении от дна 6 сосуда. Более конкретно, внутренний участок 66В выступающей части может по меньшей мере частично перемещаться в направлении от дна 6 металлического сосуда 4, как в целом обозначено стрелкой 102. Однако верхние поверхности 43 резьбы укупорочного средства контактируют с нижними поверхностями 41 резьбы сосуда. Контакт между поверхностями 41, 43 ограничивает перемещение (или устанавливает предел перемещения) внутреннего участка 66В выступающей части и резьбы 60 укупорочного средства относительно отверстия 12 сосуда. В одном варианте осуществления изобретения внутренний участок 66В выступающей части может перемещаться вверх на расстояние 144 в направлении от дна сосуда 6. В одном варианте осуществления изобретения расстояние 144 составляет приблизительно Δy/2. В другом варианте осуществления изобретения расстояние 144 не превышает приблизительно 1/4 от шага резьбы 60 укупорочного средства. Специалистам в данной области техники понятно, что шаг резьбы – это расстояние между соседними вершинами 47А резьбы укупорочного средства. В другом варианте осуществления изобретения расстояние 144 меньше или равно приблизительно 0,025 дюймов. В еще одном варианте осуществления изобретения расстояние 144 составляет приблизительно 0,0050–0,050 дюймов. Необязательно, шаг резьбы 60 укупорочного средства не превышает приблизительно 0,1 дюйма. В другом варианте осуществления изобретения шаг резьбы составляет менее чем приблизительно 0,16 дюйма.
В одном варианте осуществления изобретения контакт между нижней поверхностью 41 резьбы сосуда и верхней поверхностью 43 резьбы укупорочного средства создает усилие, действующее на резьбу 42 сосуда. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения верхние поверхности 43 резьбы 60 укупорочного средства прикладывают усилие к резьбе 42 сосуда и создают напряжение в резьбовом укупорочном средстве 44Y. В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере верхняя часть 54 резьбового укупорочного средства, расположенная выше резьбы 60 укупорочного средства, находится в напряженном состоянии вследствие перемещения вверх резьбового укупорочного средства, ограниченного посредством резьбы сосуда. В другом варианте осуществления изобретения по меньшей мере верхняя часть 54, расположенная выше самой верхней вершины 47В резьбы сосуда, и выступающая часть 66 находятся в напряженном состоянии.
В одном варианте осуществления изобретения резьба 60 укупорочного средства может прикладывать усилие до приблизительно 45 фунтов или приблизительно 25 фунтов к резьбе 42 сосуда. В частности, в одном варианте осуществления изобретения верхняя поверхность 43 резьбы 60 укупорочного средства может прикладывать усилие приблизительно 2–45 фунтов к нижней поверхности 41 резьбы 42 сосуда после выведения укупорочного инструмента 152A из контакта с металлическим сосудом 4. Напряжение в резьбовом укупорочном средстве 44Y может улучшить уплотнение между резьбовым укупорочным средством 44 и металлическим сосудом. 4.
На фиг. 8 в общем показано резьбовое укупорочное средство 44Y согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Резьбовое укупорочное средство может включать в себя множество тех же самых признаков, что и другие описанные здесь укупорочные средства 44. В одном варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство 44Y в целом включает в себя один или несколько элементов из корпуса 46 и резьбы 60, образованной на наружной поверхности боковой стенки 67. Резьбовое укупорочное средство 44Y может быть выполнено из пластика или металла. В одном варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство 44Y выполнено из пластика методом литья под давлением.
Необязательно, в корпусе 46 может быть образована камера 52. Камера 52 по существу образована дном 57, внутренней поверхностью 51 боковой стенки 67 и отверстием 49. Между дном 57 и боковой стенкой 67, необязательно, могут выступать в камеру 52 одно или несколько ребер 69. В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере часть 51А внутренней поверхности 51 боковой стенки является по существу параллельной продольной оси 92 резьбового укупорочного средства 44Y. Другая часть 51В внутренней поверхности 51 может, необязательно, быть ориентирована под углом по отношению к продольной оси 92. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения часть 51В внутренней поверхности может быть ориентирована под углом 146А, составляющем приблизительно 10–25° относительно продольной оси 92.
В одном варианте осуществления изобретения внутренняя поверхность 51 боковой стенки имеет первый радиус R1 кривизны между дном 57 и частью 51В внутренней поверхности. В одном варианте осуществления изобретения первый радиус R1 кривизны составляет приблизительно 0,01–0,04 дюйма. Боковая стенка 51 также может включать в себя второй радиус R2 кривизны между частью 51В и частью 51А внутренней поверхности. В одном варианте осуществления изобретения второй радиус R2 кривизны составляет приблизительно 0,110–0,300 дюйма, или приблизительно 0,20 дюйма.
В одном варианте осуществления изобретения боковая стенка 67 выступает ниже дна 57. Внутренняя поверхность 51C боковой стенки может быть наклонена наружу в направлении от дна. Необязательно, угол 146В между внутренней поверхностью 51C и продольной осью 92 составляет приблизительно 10–25°. В одном варианте осуществления изобретения ребро 69 может быть, необязательно, образовано между дном 57 и внутренней поверхностью 51C.
Резьбовое укупорочное средство 44Y может включать в себя выступающую часть 66, которая выступает наружу от боковой стенки 67. В частности, верхняя поверхность выступающей части наклонена относительно продольной оси 92. Соответственно, внешний участок 66А выступающей части находится на расстоянии от плоскости 138, которая пересекает внутренний участок 66В выступающей части. Плоскость 138 является по существу перпендикулярной продольной оси 92. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения внешний участок 66А выступающей части наклонен вниз в направлении от горизонтальной плоскости 138, которая контактирует с внутренним участком 66В выступающей части.
Во время герметизации металлического сосуда 4 посредством резьбового укупорочного средства 44Y с помощью укупорочного устройства 89 согласно настоящему изобретению направленная вниз ориентация выступающей части 66, предпочтительно, способствует предварительному напряжению резьбового укупорочного средства, когда направленное вниз усилие прикладывается к резьбовому укупорочному средству с помощью укупорочного устройства. Кроме того, когда направленное вниз усилие от укупорочного устройства снимается, выступающая часть 66 может служить в качестве смещающего элемента для вытягивания дна 57 резьбового укупорочного средства в направлении вверх от дна 6 металлического сосуда. Таким образом, верхние поверхности 43 резьбы 60 укупорочного средства могут прикладывать усилие к нижним поверхностям резьбы сосуда для улучшения уплотнения между резьбовым укупорочным средством и металлическим сосудом. Усилие от резьбы укупорочного средства переводит резьбовое укупорочное средство 44Y в напряженное состояние. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения после герметизации металлического сосуда с помощью резьбового укупорочного средства 44Y по меньшей мере верхняя часть 54 резьбового укупорочного средства будет находиться в напряженном состоянии. В одном варианте осуществления изобретения верхняя часть 54 резьбового укупорочного средства, которая будет находиться в напряженном состоянии, расположена выше самой верхней резьбы металлического сосуда.
В одном варианте осуществления изобретения внешний участок 66А отделен от плоскости 138 на расстояние 142, не превышающее приблизительно 0,050 дюйма. Необязательно, в другом варианте осуществления изобретения расстояние 142 составляет приблизительно 0,010–0,10 дюйма, или приблизительно 0,020 дюйма. В другом варианте осуществления изобретения расстояние 142 представляет собой предварительно заданную долю расстояния между соседними вершинами 47А резьбы 60 укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения соседние вершины 47А резьбы разделены расстоянием до приблизительно 0,1 дюйма. Расстояние между соседними вершинами 47А определяет шаг резьбы 60. В качестве альтернативы шаг резьбы может составлять до приблизительно 0,140 дюйма или до приблизительно 0,16 дюймов. В одном варианте осуществления изобретения вершины 47А резьбы являются по существу плоскими. В качестве альтернативы в другом варианте осуществления изобретения вершины 47А резьбы могут иметь форму, которая является округлой или дуговой, такой как в общем показана на фиг. 6.
Необязательно, от выступающей части 66 может отходить вниз закупоривающее уплотнение 72. В одном варианте осуществления изобретения закупоривающее уплотнение 72 включает в себя наружную поверхность 148, которая выполнена с возможностью контакта с внутренней поверхностью 26 металлического сосуда 4 согласно настоящему изобретению. Наружная поверхность 148 может иметь дугообразную форму, которая по существу соответствует внутренней поверхности 26 сосуда. В одном варианте осуществления изобретения закупоривающая наружная поверхность 148 может иметь максимальный наружный диаметр, составляющий приблизительно 1,1–1,3 дюйма.
Специалистам в данной области техники понятно, что иногда трудно извлечь предметы с отрицательными литейными углами из пресс-формы для литья под давлением. Соответственно, в одном варианте осуществления настоящего изобретения наружная поверхность 148 закупоривающего уплотнения 72 не наклонена в направлении от продольной оси 92 резьбового укупорочного средства. В другом варианте осуществления изобретения по меньшей мере часть наружной поверхности является по существу параллельной продольной оси 92. Необязательно, наружная поверхность 148 наклонена в направлении к продольной оси 92 приблизительно к свободному концу закупоривающего уплотнения 72. В одном варианте осуществления изобретения в продольном сечении резьбового укупорочного средства, как в общем показано на фиг. 8, внутренняя поверхность 150 закупоривающего уплотнения 72 по существу является линейной. Внутренняя поверхность 150, необязательно, может быть по существу параллельной продольной оси 92.
Резьбовое укупорочное средство 44Y также может включать в себя элемент 68 выравнивания, который проходит в направлении вниз от выступающей части 66. Элемент 68 выравнивания находится от закупоривающего уплотнения 72 на расстоянии, достаточном для приема завитка металлического сосуда 4 согласно настоящему изобретению. Элемент 68 выравнивания может быть выполнен с возможностью направлять завиток 28 между элементом выравнивания и закупоривающим уплотнением 72. В одном варианте осуществления изобретения элемент 68 выравнивания выполнен с возможностью смещения завитка 28 сосуда в направлении внутрь, в результате чего закупоривающее уплотнение может контактировать с внутренней поверхностью 26 горловины сосуда.
Закупоривающее уплотнение 72 может образовывать внутреннюю часть углубления 162, сформированного в выступающей части. Внешняя часть углубления, необязательно, может быть образована с помощью наружного уплотнения или элемента 68 выравнивания. Углубление 162 может иметь такую геометрию, которая обеспечивает возможность приема самой верхней части металлического сосуда, такой как завиток 28.
Необязательно, резьбовое укупорочное средство 44Y может быть выполнено с возможностью удержания индикатора 82 вскрытия. Более конкретно, резьбовое укупорочное средство 44Y может, необязательно, включать в себя юбку 160, которая проходит в направлении вниз от выступающей части 66. В одном варианте осуществления изобретения самый нижний участок юбки 160 не проходит ниже самой верхней части резьбы 60 укупорочного средства. Соответственно, когда резьбовое укупорочное средство 44Y расположено в пределах отверстия металлического сосуда 4 согласно настоящему изобретению, резьба может формироваться на горловине 20 металлического сосуда 4 с помощью приложения к горловине усилия для прижатия металлического сосуда к резьбе 60 укупорочного средства без мешающего воздействия от юбки 160.
В одном варианте осуществления изобретения на юбке 160 образована канавка 168. Канавка 168 имеет такую геометрию, которая позволяет ей входить в зацепление с индикатором 82 вскрытия. В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия включает в себя захватное средство 166 для механического введения в зацепление с канавкой 168. Индикатор 82 вскрытия также может включать в себя фланец 170, выполненный с возможностью входа в зацепление с самой нижней частью юбки 160. Индикатор 82 вскрытия более подробно описан со ссылкой на фиг. 10C.
На фиг. 9 в общем показано еще одно устройство 89С согласно настоящему изобретению. Устройство 89С выполнено с возможностью герметизации продукта внутри металлического сосуда 4 с помощью резьбового укупорочного средства 44 согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Устройство 89С в целом включает в себя инструмент 90, такой как резьбонакатный ролик 90, а также, необязательно, ролик 91 для индикатора вскрытия, которые могут быть такими же как инструменты других вариантов выполнения устройства 89, описанных в данном документе, или аналогичными им. Кроме того, устройство включает в себя инструмент 152B, выполненный с возможностью толкания резьбового укупорочного средства 44 в отверстие 12 металлического сосуда 4, чтобы упруго деформировать резьбовое укупорочное средство или напряжение в резьбе 60 резьбового укупорочного средства 44. Укупорочный инструмент 152B может управляться с помощью взаимодействия кулачка с кулачковым следящим устройством, как в общем описано в отношении укупорочного устройства 89А, 89В.
Укупорочный инструмент 152B в целом включает в себя корпус 154 и фланец 156. В одном варианте осуществления изобретения корпус 154 выполнен с возможностью устанавливаться, по меньшей мере частично, внутри камеры 52 резьбового укупорочного средства 44. В одном варианте осуществления изобретения корпус 154 может иметь форму, которая является по существу цилиндрической. Возможны и другие формы корпуса. Например, корпус 154 может, необязательно, иметь коническую форму с боковой стенкой, которая направлена внутрь к продольной оси 92. В одном варианте осуществления изобретения корпус 154 имеет по существу форму усеченного конуса с боковой стенкой, которая не параллельна продольной оси. Корпус 154 обычно имеет наружный диаметр, который меньше внутреннего диаметра камеры 52 резьбового укупорочного средства 44.
В одном варианте осуществления изобретения корпус 154 имеет высоту, которая меньше глубины камеры 52 резьбового укупорочного средства 44. Соответственно, когда корпус 154 установлен в камере 52, нижняя торцевая стенка 134 корпуса 154 может быть расположена на расстоянии от дна 57 резьбового укупорочного средства, когда устройство 89С герметизирует металлический сосуд 4, как в общем показано на фиг. 9B. В качестве альтернативы в другом варианте осуществления изобретения корпус 154 может иметь высоту, которая приблизительно равна глубине камеры 52 или превышает ее, в результате чего нижняя торцевая стенка 134 корпуса 154 может контактировать с дном резьбового укупорочного средства, аналогично работе устройства 89А.
Фланец 156 выступает наружу от корпуса 154. Фланец выполнен с возможностью приложения направленного вниз усилия к выступающей части 66 резьбового укупорочного средства 44. В одном варианте осуществления изобретения фланец 156 сужается в сечении таким образом, что толщина фланца уменьшается, когда расстояние от корпуса 154 увеличивается. В частности, в одном варианте осуществления изобретения внутренняя часть фланца, являющаяся ближайшей к корпусу 154, может иметь толщину, которая превышает толщину внешней части фланца.
В одном варианте осуществления изобретения фланец 156 имеет диаметр, по меньшей мере равный внутреннему диаметру отверстия 12 металлического сосуда. В другом варианте осуществления изобретения диаметр фланца 156 по меньшей мере равен наружному диаметру завитка 28 металлического сосуда.
Во время работы устройства укупорочный инструмент 152B приводится в контакт с резьбовым укупорочным средством 44 с помощью устройства 89С. В одном варианте осуществления изобретения укупорочный инструмент 152B может быть перемещен вдоль продольной оси 92 металлического сосуда 4 в направлении к резьбовому укупорочному средству 44. Дополнительно или в качестве альтернативы металлический сосуд 4 и резьбовое укупорочное средство 44 можно перемещать вдоль продольной оси 92 в направлении к укупорочному инструменту 152B. В одном варианте осуществления изобретения укупорочный инструмент 152B прикладывает усилие приблизительно 10–300 фунтов к резьбовому укупорочному средству 44. Необязательно, направленное вниз усилие, которое прикладывается укупорочным инструментом 152B, составляет приблизительно 100 фунтов.
Укупорочный инструмент 152B прикладывает усилие к предварительно заданной части резьбового укупорочного средства 44. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения укупорочный инструмент 152B прикладывает усилие к части резьбового укупорочного средства, которая является внутренней частью горловины 20 металлического сосуда 4. В другом варианте осуществления изобретения усилие от укупорочного инструмента 152B прикладывается к части резьбового укупорочного средства внутри боковой стенки 67 укупорочного средства.
Когда укупорочный инструмент 152B контактирует с выступающей частью 66 и прикладывает к ней усилие, резьба 60 укупорочного средства проталкивается дальше в отверстие 12 сосуда в направлении от завитка 28 сосуда и в сторону дна 6 металлического сосуда. Дно 6 сосуда может быть таким же, как дно 6 сосуда, показанного на фиг. 1 или 10А, или аналогичным ему. Более конкретно, когда резьбовое укупорочное средство 44 первоначально устанавливается в отверстии 12, плоскость 140 отсчета, проходящая через резьбу 60 укупорочного средства, находится в первом положении, на предварительно заданном расстоянии от завитка 28 сосуда, как в общем показано на фиг. 9А.
Как показано на фиг. 9B, в ответ на направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152B резьба укупорочного средства и плоскость 140 отсчета перемещаются дальше в отверстие 12 от завитка 28 и ближе к дну 6 сосуда. Таким образом, укупорочный инструмент 152B переводит резьбовое укупорочное средство 44 в напряженное состояние. Когда укупорочный инструмент 152B прикладывает усилие, выступающая часть 66 может становиться вогнутой в одном варианте осуществления настоящего изобретения, например, такой, как в общем показано на фиг. 9B.
Плоскость 140 отсчета перемещается на расстояние 142 в направлении к дну 6 сосуда в ответ на направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152B. В одном варианте осуществления изобретения расстояние 142 составляет не более чем приблизительно 0,050 дюйма. Необязательно, в другом варианте осуществления изобретения расстояние 142 составляет приблизительно 0,005–0,10 дюйма, или приблизительно 0,020 дюйма. Необязательно, расстояние 142 составляет приблизительно 0,005–0,015 дюйма.
В другом варианте осуществления изобретения расстояние 142 представляет собой предварительно заданную долю расстояния между соседними вершинами 47А резьбы 60 укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения расстояние между соседними вершинами 47А резьбы определяет шаг резьбы, составляющий не более 0,1 дюйма. Необязательно, шаг резьбы может составлять приблизительно до 0,16 дюйма или приблизительно 0,125 дюйма. В одном варианте осуществления изобретения вершины 47А резьбы являются по существу плоскими. В качестве альтернативы в другом варианте осуществления изобретения вершины 47А резьбы могут иметь форму, которая является округлой или дуговой, например, такой, как в общем показано на фиг. 6.
Перемещение выступающей части 66 в отверстие 12 сосуда предотвращается посредством контакта с частью металлического сосуда 4, такой как завиток 28. В одном варианте осуществления изобретения, когда укупорочный инструмент 152B прикладывает направленное вниз усилие к резьбовому укупорочному средству 44, выступающая часть 66 упруго деформируется или изгибается так, что внешний участок 66А выступающей части 66 может быть дальше, чем внутренний участок 66В выступающей части от плоскости 138, определяемой дном 57 укупорочного средства, аналогично резьбовому укупорочному средству, показанному на фиг. 6А.
В одном варианте осуществления изобретения усилие от укупорочного инструмента 152B изменяет угол, под которым выступающая часть 66 выступает из боковой стенки 67 укупорочного средства. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152B может увеличить угол между выступающей частью внешнего участка 66А и плоскостью 138. В одном варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152B изменяет угол выступающей части 66 на угол приблизительно 0,5–10°. В другом варианте осуществления изобретения направленное вниз усилие изменяет угол приблизительно на 3–6°.
Еще одним преимуществом направленного вниз усилия, прикладываемого укупорочным инструментом 152B, заключается в том, что нижняя поверхность выступающей части 66 укупорочного средства может прижиматься к верхней поверхности металлического сосуда 4, такой как завиток 28. Укупорочный инструмент 152B также может поддерживать предварительно заданное радиальное или осевое выравнивание между резьбовым укупорочным средством 44 и металлическим сосудом 4 при формировании резьбы 42 сосуда. Таким образом, укупорочный инструмент 152B может иметь преимущество при поддержке предварительно заданной посадки между резьбой 60 укупорочного средства и внутренней поверхностью 26 горловины сосуда. Например, укупорочный инструмент 152B может поддерживать резьбовое укупорочное средство 44 и металлический сосуд 4 по существу в состоянии соосного выравнивания. Более конкретно, направленное вниз усилие, прикладываемое укупорочным инструментом 152B, может предотвращать непреднамеренное или неумышленное перемещение резьбового укупорочного средства 44 относительно металлического сосуда 4, такое как отклонение от оси или боковое перемещение резьбового укупорочного средства 44. Это выравнивание улучшает уплотнение между резьбовым укупорочным средством и металлическим сосудом.
В одном варианте осуществления изобретения, после герметизации металлического сосуда 4 с помощью резьбового укупорочного средства 44, это резьбовое укупорочное средство может быть извлечено из металлического сосуда посредством приложения крутящего момента к резьбовому укупорочному средству, составляющего приблизительно 5–20 фунтов на дюйм или приблизительно 15 фунтов на дюйм в направлении открывания.
Устройство 89С может формировать резьбу 42 (для ясности не показана на фиг. 9) на металлическом сосуде 4, в то время как укупорочный инструмент 152 прикладывает направленное вниз усилие к резьбовому укупорочному средству 44. Соответственно, резьба сосуда формируется в то время, когда резьба 60 укупорочного средства находится в напряженном состоянии. Резьба сосуда может быть сформирована с помощью устройства 89С так же, как и с помощью устройства 89 всех вариантов осуществления, описанных здесь, или аналогичным образом.
В одном варианте осуществления изобретения устройство 89С включает в себя инструмент 90, такой как резьбонакатный ролик 90, который выполнен с возможностью образования резьбы 42 сосуда путем приложения усилия к наружной поверхности 27 горловины 20 металлического сосуда. Резьбонакатный ролик 90 может прижимать часть горловины к резьбе 60 укупорочного средства, чтобы формировать резьбу сосуда. В другом варианте осуществления изобретения устройство 89С может формировать резьбу сосуда с помощью любого другого способа или инструмента, описанных в данном документе. После образования резьбы сосуда в одном варианте осуществления она по существу соответствуют резьбе 60 укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения резьба 42 сосуда, образованная с помощью устройства 89С, может, необязательно, иметь размеры и параметры резьбы 42 сосуда, показанной и описанной со ссылками на одну или более из фиг. 5, 6 и 7.
После того, как устройство 89С сформировало резьбу 42 сосуда, устройство может отделить укупорочный инструмент 152B от резьбового укупорочного средства 44, чтобы снять направленное вниз усилие с резьбового укупорочного средства. Когда направленное вниз усилие снимается, выступающая часть 66 укупорочного средства может вернуться, по меньшей мере частично, к форме, аналогичной форме, показанной на фиг. 9А. В частности, угол между внешним участком 66А выступающей части 66 укупорочного средства и плоскостью 138 может вернуться, по меньшей мере частично, до значения начального угла, в общем показанного на фиг. 9А. В одном варианте осуществления изобретения угол между внешним участком 66А и плоскостью 138 уменьшается, когда направленное вниз усилие снимается. Однако верхние поверхности 43 резьбы 60 укупорочного средства контактируют с нижними поверхностями резьбы 42 сосуда (например, как в общем показано на фиг. 7C). Контакт между резьбой 60 укупорочного средства и резьбой 42 сосуда может приложить усилие к резьбе сосуда. В одном варианте осуществления изобретения резьба 60 укупорочного средства может прикладывать до приблизительно 45 фунтов или приблизительно 25 фунтов усилия к резьбе 42 сосуда. В другом варианте осуществления изобретения верхняя поверхность 43 резьбы 60 укупорочного средства может прикладывать усилие приблизительно 1–45 фунтов к нижней поверхности 41 резьбы 42 сосуда после того, как укупорочный инструмент 152B перестает контактировать с металлическим сосудом 4. В другом варианте осуществления изобретения резьба 60 укупорочного средства может прикладывать от приблизительно 1 фунта до приблизительно 20 фунтов усилия к резьбе 42 сосуда.
Усилие от резьбы 60 укупорочного средства создает напряжение в корпусе 46 укупорочного средства и предотвращает выход резьбового укупорочного средства из отверстия 12 до начального положения, в общем показанного на фиг. 9А. В одном варианте осуществления изобретения после герметизации металлического сосуда 4 с помощью резьбового укупорочного средства 44 по меньшей мере верхняя часть 54 резьбового укупорочного средства будет находиться в напряженном состоянии. В одном варианте осуществления изобретения верхняя часть 54 резьбового укупорочного средства, которое будет находиться в напряженном состоянии, расположена выше самой верхней резьбы 60 укупорочного средства.
В одном варианте осуществления изобретения резьба 60 укупорочного средства перемещается в направлении от дна 6 сосуда не более чем приблизительно на половину расстояния 142. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения резьба укупорочного средства перемещается приблизительно на 0,005–0,05 дюйма в направлении к завитку 28 сосуда (или в направлении от дна 6 сосуда), когда направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152B снимается. Дополнительно или в качестве альтернативы в одном варианте осуществления изобретения, когда направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152B снимается, верхняя часть металлического сосуда, такая как завиток 28, будет контактировать с частью резьбового укупорочного средства, такой как выступающая часть 66. После того, как направленное вниз усилие от укупорочного инструмента 152B снимается с резьбового укупорочного средства 44, укупорочное устройство 89С может освобождать или извлекать металлический сосуд 4 с продуктом, герметизированным в нем.
На фиг. 10A–10C в общем показан еще один вариант выполнения металлического сосуда 4 и резьбового укупорочного средства 44Z согласно настоящему изобретению. Металлический сосуд 4 может быть таким же, как другие металлические сосуды, описанные в данном документе, или аналогичным им и в целом включает в себя боковую стенку 8, проходящую между дном 6 и горловиной 20 с уменьшенным диаметром. Как показано на фиг. 10В, в одном варианте осуществления изобретения дно 6 включает в себя направленный внутрь купол 7. На горловине 20 нет резьбы, когда резьбовое укупорочное средство 44Z первоначально устанавливается в отверстии или устье 12 металлического сосуда 4, как в общем показано на фиг. 10А–10В. Затем резьба может быть образована на участке 24 для резьбы горловины 20 с использованием устройства 89 и способов, описанных в данном документе. Горловина 20 может, необязательно, включать в себя завиток 28.
В одном варианте осуществления изобретения металлический сосуд 4 с резьбовым укупорочным средством 44Z имеет высоту 18, составляющую приблизительно 7,2–8,0 дюймов, или приблизительно 7,5–7,7 дюймов. Как показано на фиг. 10C, в одном варианте осуществления изобретения горловина 20 металлического сосуда 4 имеет внутренний диаметр 10, составляющий приблизительно 0,9–1,5 дюйма, или приблизительно 1,10–1,32 дюйма.
Резьбовое укупорочное средство 44Z может включать в себя множество признаков, которые являются такими же, как и у резьбового укупорочного средства 44Y, описанного со ссылкой на фиг. 8, или аналогичными им. Резьбовое укупорочное средство 44Z может быть выполнено из пластика или металла. В одном варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство 44Z выполнено из пластика методом литья под давлением.
Резьбовое укупорочное средство 44Z обычно включает в себя корпус 46. Камера 52 может быть, необязательно, образована в корпусе 46. Камера 52 по существу образована дном 57, внутренней поверхностью 51 боковой стенки 67 и отверстием 49. Боковая стенка 67 может быть наклонена относительно продольной оси 92, в результате чего камера имеет диаметр, который уменьшается по мере приближения к дну 57. Между дном 57 и боковой стенкой 67 могут быть дополнительно сформированы ребра 69. В одном варианте осуществления изобретения боковая стенка 67 выступает ниже дна 57.
Резьба 60 укупорочного средства сформирована на наружной поверхности боковой стенки укупорочного средства. Резьба 60 укупорочного средства может иметь любую геометрию и конфигурацию, описанные в данном документе. Резьба укупорочного средства обычно включает в себя вершины 47А и впадины 48А. В одном варианте осуществления изобретения расстояние между соседними вершинами 47А (или шаг резьбы) составляет приблизительно до 0,1 дюйма. В качестве альтернативы шаг резьбы может составлять приблизительно до 0,16 дюйма. Необязательно, вершины 47А могут быть по существу плоскими. В качестве альтернативы в другом варианте осуществления изобретения вершины имеют форму, которая является округлой или по существу дуговой, как в общем показано на фиг. 5.
Резьбовое укупорочное средство 44z может включать в себя выступающую часть 66, которая выступает наружу от боковой стенки 67. Аналогично резьбовому укупорочному средству 44Y, в одном варианте осуществления изобретения верхняя поверхность выступающей части 66 не перпендикулярна продольной оси 92. Соответственно, внешний участок 66А выступающей части 66 может быть расположен на расстоянии от плоскости 138, которая перпендикулярна продольной оси и которая пересекает внутренний участок 66В выступающей части. В одном варианте осуществления изобретения внешний участок 66А находится от плоскости 138 на расстоянии 142, составляющем приблизительно 0,010–0,10 дюйма. В другом варианте осуществления изобретения расстояние 142 может представлять собой предварительно заданную долю расстояния между соседними вершинами 47А резьбы 60 укупорочного средства.
Как показано на фиг. 10C, в одном варианте осуществления изобретения резьбовое укупорочное средство 44Z не включает в себя закупоривающее уплотнение 72, такое, как показано на фиг. 8. Вместо этого резьбовое укупорочное средство 44z имеет выступ 71, выступающий наружу от боковой стенки 67. Выступ 71 выполнен с возможностью образования уплотнения с внутренней поверхностью 26 горловины 20 сосуда. Более конкретно, выступ 71 может иметь геометрию, обеспечивающую образование посадки с натягом с внутренней поверхностью 26 сосуда. Предпочтительно, выступ 71 может быть сформирован вместе с резьбовым укупорочным средством 44Z в пресс-форме, которая включает в себя меньше внутренних пространств, чем требуется для образования закупоривающего уплотнения 72.
Выступ 71 может, необязательно, включать в себя более нижнюю поверхность 158, выполненную с возможностью входа в контакт с верхней частью металлического сосуда 4, такой как завиток 28, для направления или ориентации выступа 71 относительно отверстия 12 металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления изобретения нижняя поверхность 158 сужается. В другом варианте осуществления изобретения нижняя поверхность имеет предварительно заданный радиус кривизны.
В одном варианте осуществления изобретения выступ 71 имеет наружный диаметр, приблизительно равный диаметру 10 горловины сосуда. Необязательно, наружный диаметр выступа 71 составляет приблизительно 0,9–1,5 дюйма, или приблизительно 1,10–1,32 дюйма.
Внешний участок 66А выступающей части 66 выступает в направлении вниз и образует юбку 160. В одном варианте осуществления изобретения юбка 160 по существу включает в себя верхнюю часть 160А и нижнюю часть 160В. В одном варианте осуществления изобретения верхняя часть 160А толще, чем нижняя часть 160В. Наружная поверхность юбки 160 может быть расположена на предварительно заданном расстоянии 161 от наружной поверхности 27 горловины 20 сосуда. Расстояние 161 может составлять приблизительно 0,10–0,30 дюймов в одном варианте осуществления настоящего изобретения.
В одном варианте осуществления изобретения нижняя часть 160В юбки 160 не выступает ниже самой верхней части резьбы 60 укупорочного средства, как в общем показано на фиг. 10С. Соответственно, когда резьбовое укупорочное средство 44Z установлено внутри отверстия металлического сосуда 4 согласно настоящему изобретению, резьба может быть сформирована на горловине 20 металлического сосуда 4 с помощью приложения усилия к горловине для прижатия металлического сосуда к резьбе 60 укупорочного средства без мешающего воздействия от юбки 160.
Необязательно, в выступающей части 66 может быть сформировано углубление 162. Углубление 162 по существу выполнено с возможностью приема по меньшей мере части завитка 28 металлического сосуда. В одном варианте осуществления изобретения углубление 162 проходит между наружной поверхностью выступа 71 и внутренней поверхностью верхней части 160А юбки. Нижняя поверхность 164 верхней части 160А юбки может иметь форму, направляющую или ориентирующую резьбовое укупорочное средство в предварительно заданной ориентации относительно завитка 28, когда резьбовое укупорочное средство 44Z устанавливается внутри отверстия металлического сосуда 4. В одном варианте осуществления изобретения нижняя поверхность 164 сужается или закругляется с предварительно заданным радиусом кривизны. Одно из преимуществ выступа 71 и углубления 162 состоит в том, что они могут помочь выровнять металлический сосуд 4 и резьбовое укупорочное средство 44Z так, что, например, металлический сосуд и резьбовое укупорочное средство могут быть по существу выровнены концентрически. Кроме того, выступ 71 и углубление 162 могут устранить или уменьшить непреднамеренное, или неумышленное перемещение, или поворот резьбового укупорочного средства, когда на металлическом сосуде формируется резьба.
Юбка 160 выполнена с возможностью удержания индикатора 82 вскрытия. В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия сформирован отдельно от резьбового укупорочного средства 44Z. Более конкретно, индикатор 82 вскрытия может иметь взаимное соединение с резьбовым укупорочным средством 44Z или резьбовым укупорочным средством 44Y, описанным со ссылкой на фиг. 8. В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия может входить в зацепление с резьбовым укупорочным средством 44Z с помощью одного или более способов из числа фрикционного и механического. Дополнительно или в качестве альтернативы индикатор 82 вскрытия может соединяться с резьбовым укупорочным средством 44Z путем защелкивания. Необязательно, индикатор 82 вскрытия выполнен из пластика. В одном варианте осуществления изобретения индикатор вскрытия изготовлен посредством литья под давлением.
Когда индикатор 82 вскрытия сформирован отдельно от резьбового укупорочного средства 44Z, этот индикатор вскрытия может быть выполнен из материала, отличного от материала резьбового укупорочного средства 44Z. Когда индикатор 82 вскрытия формируется отдельно, он может быть, предпочтительно, выполнен из материала с различными свойствами, или из менее дорогого материала, чем материал, используемый для образования резьбового укупорочного средства. В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия может быть выполнен из материала, выбранного для более легкого разрушения или разрыва, чем материал резьбового укупорочного средства. Кроме того, пресс-форма, используемая для литья под давлением резьбового укупорочного средства 44Z, может быть менее сложной и более легкой для изготовления при отдельном формировании индикатора вскрытия. Кроме того, удаление резьбового укупорочного средства 44Z, включая индикатор 82 вскрытия, из пресс-формы может быть проблемой и может привести к повреждению резьбового укупорочного средства или пресс-формы.
Индикатор 82 вскрытия может включать в себя средство зацепления или захватное средство 166, выполненные с возможностью входа в зацепление с канавкой 168 выступающей части 66. Захватное средство 166 может проходить непрерывно вокруг индикатора 82 вскрытия. В качестве альтернативы в другом варианте осуществления изобретения захватное средство может быть сформировано с промежутками на индикаторе вскрытия. Например, множество отдельных захватных средств 166 может быть распределено вокруг индикатора вскрытия.
В одном варианте осуществления изобретения канавка 168 может быть сформирована в нижней части 160В юбки. Необязательно, канавка 168 может проходить непрерывно вокруг внутренней окружности нижней части 160В юбки. В другом варианте осуществления изобретения канавка 168 может быть сформирована периодически на отдельных участках нижней части юбки. Соответственно, дно 160В юбки может включать в себя первую канавку 168, находящуюся на расстоянии от двух соседних канавок 168.
Необязательно, индикатор 82 вскрытия может включать в себя фланец 170, который выступает наружу. В одном варианте осуществления изобретения фланец 170 выполнен с возможностью входить во фрикционное взаимодействие с нижней частью 160В юбки. Более конкретно, в одном варианте осуществления изобретения фланец 170 выполнен с возможностью контакта со свободным концом нижней части 160В юбки. В другом варианте осуществления изобретения фланец 170 имеет наружный диаметр, который не превышает наружный диаметр юбки 160.
Выступающая часть 84 проходит в направлении внутрь от индикатора 82 вскрытия. Выступающая часть 84 не параллельна продольной оси 92. В одном варианте осуществления изобретения свободный конец 172 выступающей части 84 наклонен в направлении к продольной оси 92. Когда резьбовое укупорочное средство 44Z установлено внутри отверстия 12 металлического сосуда, выступающая часть 84 может изгибаться или выгибаться относительно продольной оси 92, чтобы позволить завитку 28 перемещаться между выступающей частью 84 и внешней поверхностью резьбового укупорочного средства до тех пор, пока завиток не будет установлен, по меньшей мере частично, внутри углубления 162. Однако свободный конец 172 выступающей части 84 имеет внутренний диаметр, который меньше, чем наружный диаметр завитка 28 металлического сосуда. Соответственно, когда резьбовое укупорочное средство 44Z впоследствии перемещается вверх для открывания металлического сосуда, выступающая часть 84 индикатора 82 вскрытия может контактировать с нижней поверхностью завитка 28 или другой поверхностью, образованной на горловине 20 металлического сосуда, предотвращая скольжение индикатора 82 вскрытия обратно по завитку 28. Если резьбовое укупорочное средство 44Z перемещается дальше вверх, усилие прикладывается к выступающей части 84. Усилие высвобождает средство 166 зацепления из канавки 168. В одном варианте осуществления изобретения усилие может толкать фланец 170 наружу и заставлять средство 166 зацепления поворачиваться в направлении внутрь от канавки 168 укупорочного средства. Таким образом, индикатор 82 вскрытия высвобождается из резьбового укупорочного средства 44Z и сохраняется на горловине 20 металлического сосуда 4. Наличие индикатора 82 вскрытия на горловине 20 металлического сосуда обеспечивает потребителю визуальное указание на то, что укупорочное средство 44Z было по меньшей мере частично открытым или отвинченным и герметичность металлического сосуда 4 была нарушена.
Свободный конец 172 выступающей части 84 может находиться от завитка 28 на предварительно заданном расстоянии 174. В одном варианте осуществления изобретения расстояние 174 составляет приблизительно 0,005–0,015 дюймов. В другом варианте осуществления изобретения свободный конец 172 также отделяется от наружной поверхности 27 металлического сосуда на предварительно заданное расстояние 176. Расстояние 176 может, необязательно, составлять приблизительно 0,01–0,02 дюйма. Расположение завитка 28 и свободного конца 172 выступающей части на расстоянии друг от друга может предотвратить непреднамеренное или неумышленное отделение индикатора 82 вскрытия от резьбового укупорочного средства 44Z, например, если металлический сосуд 4 или резьбовое укупорочное средство упадут или ударятся.
В одном варианте осуществления изобретения индикатор 82 вскрытия включает в себя область 86 пониженной прочности. Область 86 пониженной прочности может быть полосой 86 с просечками или пилообразными вырезками. Дополнительно или в качестве альтернативы область 86 пониженной прочности может быть сформирована или отформована в пресс-форме, чтобы иметь ширину, которая меньше других частей индикатора вскрытия. В одном варианте осуществления изобретения область 86 пониженной прочности формируется между средством 166 зацепления и фланцем 170. Когда резьбовое укупорочное средство 44Z перемещается в направлении от дна 6 сосуда, выступающая часть 84 контактирует с завитком 28 и передает усилие на область пониженной прочности. Это усилие разрывает область пониженной прочности или область с разрывами полосы с просечками или пилообразными вырезками области 86 пониженной прочности, чтобы отделить средство 166 зацепления от фланца 170. Таким образом, по меньшей мере фланец 170 сохраняется на горловине 20 металлического сосуда.
После установки резьбового укупорочного средства 44Z в отверстии 12 металлического сосуда, как в общем показано на фиг. 10В, устройство 89 согласно настоящему изобретению может формировать резьбу на горловине 20 сосуда, как описано в данном документе. В одном варианте осуществления изобретения резьба 42 сосуда может быть сформирована устройством 89, показанным на фиг. 5.
В качестве альтернативы резьба 42 сосуда может быть сформирована с помощью устройства 89А, 89В, 89С, которое создает напряжение или упругую деформацию в резьбовом укупорочном средстве 44Z перед формированием резьбы 42 сосуда. Например, в одном варианте осуществления изобретения устройство 89А может прикладывать направленное вниз усилие к дну 57 укупорочного средства с помощью внутреннего инструмента 132. Устройство 89А может впоследствии формировать резьбу на металлическом сосуде 4, в то время как резьбовое покрытие 44Z находится в напряженном состоянии. Устройство 89В также может использоваться для образования резьбы 42 сосуда на металлическом сосуде 4, в то же время, прикладывая направленное вниз усилие к резьбовому укупорочному средству 44Z. В другом варианте осуществления изобретения устройство 89С может обеспечить напряженное состояние резьбового укупорочного средства 44Z или упруго деформировать резьбовое укупорочное средство посредством приложения направленного вниз усилия к резьбовому укупорочному средству с помощью укупорочного инструмента 152B. После образования резьбы 42 на металлическом сосуде 4 направленное вниз усилие может быть снято или удалено с резьбового укупорочного средства, а продукт герметизируется в металлическом сосуде 4. В одном варианте осуществления изобретения верхняя поверхность 43 резьбы 60 укупорочного средства прикладывает направленное вверх усилие к резьбе 42 сосуда. Соответственно, по меньшей мере часть резьбового укупорочного средства 44Z будет в напряженном состоянии благодаря перемещению вверх резьбы 60 укупорочного средства, ограниченной контактом с резьбой 42 сосуда. В одном варианте осуществления изобретения по меньшей мере верхняя часть 54 корпуса 46 укупорочного средства будет находиться в напряженном состоянии после образования резьбы 42 сосуда.
Хотя различные аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения были описаны по отношению к металлическим сосудам, настоящее изобретение не ограничивается использованием металлических сосудов и может осуществляться с сосудами, выполненными из любого материала и имеющими любой желаемый размер или форму. Например, части металлических сосудов и/или резьбовые укупорочные средства могут быть выполнены из пластика, стекла, бумаги или металла. Кроме того, устройство 89 всех вариантов осуществления настоящего изобретения может быть использовано для образования резьбы на сосуде, выполненном из любого материала, включающего в себя без ограничения пластик, стекло, бумагу или металл, а также их комбинации.
Настоящее изобретение имеет много преимуществ по сравнению с известными бутылками и укупорочными средствами. Металлические сосуды 4 и резьбовые укупорочные средства 44 согласно настоящему изобретению менее дороги в производстве, чем бутылки или другие сосуды с наружной резьбой. Резьбовое укупорочное средство 44 согласно настоящему изобретению обладает повышенным сопротивлением к давлению, вызванному внезапным выбросом и утечкой, чем укупорочное средство, которое входит в зацепление с наружной резьбой металлического сосуда. Следовательно, металлический сосуд 4, герметично закрываемый с помощью укупорочного средства 44 согласно настоящему изобретению, может иметь больший диаметр 10 горловины для заданного внутреннего давления, чем это возможно для известных металлических сосудов и укупорочных средств, которые входят в зацепление с наружной резьбой сосуда. Больший диаметр горловины может увеличивать скорость раздачи продукта и улучшать выливание продукта из сосуда без выплескивания, что приводит к большему удобству для потребителя. Резьбовые укупорочные средства согласно настоящему изобретению, могут иметь каналы резьбы для сброса давления из внутренней части металлического сосуда, в то время как резьба укупорочного средства все еще входит в зацепление с резьбой сосуда, предотвращающие давление, вызванное внезапным выбросом укупорочного средства. Кроме того, потребители могут использовать резьбовые укупорочные средства 44 для повторного закрывания и/или повторной герметизации металлических сосудов 4, уменьшающих количество продукта, потерянного вследствие ухудшения качества и разлива. Металлические сосуды 4 согласно настоящему изобретению также являются более легкими и более прочными, чем стеклянные бутылки. И наконец, резьбовые укупорочные средства 44 согласно настоящему изобретению обеспечивают новую внутреннюю камеру 52, которая может быть герметично закрыта и использована для хранения дополнительно выбранного содержимого. В одном варианте осуществления изобретения внутренняя камера 52 может использоваться для хранения продукта внутри металлического сосуда 4.
Описание согласно настоящему изобретению было представлено в целях иллюстрации и описания, но не предназначено для того, чтобы быть исчерпывающим или ограничивающим для изобретения в раскрытой форме. Многие модификации и вариации будут очевидными для обычных специалистов в данной области техники. Варианты осуществления изобретения, описанные и показанные на фигурах, были выбраны и описаны для достижения наилучшего объяснения принципов изобретения, практического применения, а также позволяют обычному специалисту в данной области техники понять изобретение.
Хотя различные варианты осуществления настоящего изобретения были подробно описаны, очевидно, что модификации и изменения этих вариантов осуществления будут приходить в голову специалистам в данной области техники. Кроме того, ссылки, указанные в данном документе как «настоящее изобретение» или его аспекты, следует понимать таким образом, что они означают определенные варианты осуществления настоящего изобретения и необязательно должны быть истолкованы как ограничивающие все варианты осуществления конкретным описанием. При этом однозначно понятно, что такие модификации и изменения находятся в пределах объема и духа настоящего изобретения, как изложено в последующей формуле изобретения.