ТАРА ДЛЯ ЖИДКОЙ ФАЗЫ

Полезная модель относиться к области производства и разработки тары для розлива жидкой фазы, например, фруктовых напитков газированных вод и напитков, минеральных вод.
Известны конструкции тары для розлива жидкой фазы, корпус которых выполнен коническо-цилиндрической формы и содержит верхнюю коническую поверхность и сопряженную с ней цилиндрическую поверхность, причем в корпусе выполнено центральное концентричное отверстие. (см. например US N° 3811588, МПК. В65D 1/02, 1974 г.)
Однако форма выполнения такой тары в недостаточной степени обеспечивает ее прочностную надежность. Например, при повышении давления внутри бутылки выше определенного предела или других воздействиях нагрузок, происходит ее разрыв по разным плоскостям.
6
Известна конструкция тары для розлива жидкой фазы, также содержащая горловину цилиндрической формы с винтовой резьбой и ограничителем под ней, и корпус, выполненный в виде конической верхней, цилиндрической центральной и нижней частей, сопряженных между собой и горловиной, причем нижняя часть выполнена с донышком, снабженным по меньшей мере шестью ножками в виде внешних выступов сужающихся вниз, (см. например SU №1813054, МПК В65D 1/02, 1993 г.)
В этой конструкции корпус несколько усилен, но не значительно, поэтому бутылка также недостаточно прочная.
7
Известна также конструкция тары для розлива жидкой фазы, содержащая горловину с венчиком, и сопряженный с ней корпус усеченно-конической формы с концентрическим, круглым отверстием, верхней конической, цилиндрическими боковой и нижней частями (свидетельство на полезную модель №13648 МПК B65D 1/02), причем, наружные поверхности верхней конической и нижней частей бутылки снабжены, размещенными под углом к образующей соответствующей поверхности, взаимопересекающимися профильными канавками. Пересекающиеся канавки, в вертикальном направлении, расположены, по меньшей мере, по двум параллельным поясам, а точки пересечения канавок каждого пояса находятся на одном диаметре.
Профиль взаимопересекающихся канавок может быть выполнен в виде треугольника, с вершиной, направленной внутрь тары, а геометрические параметры взаимопересекающихся канавок, лежащих в одном поясе равны между собой.
Кроме того, геометрические параметры взаимопересекающихся канавок могут постепенно увеличиваться от верхнего пояса к нижнему поясу.
Однако, такая конструкция тары также не обладает достаточно хорошими прочностными свойствами, так как выполнение пересекающихся канавок на поверхности бутылки может привести к ослаблению прочностных свойств поверхности тары, на которой выполнены канавки
Известна конструкция тары для розлива жидкой фазы (патент на полезную модель RU №12681). Она содержит горловину цилиндрической формы с резьбой и ограничителем под резьбой, а также корпус, выполненный в виде конической верхней, цилиндрической центральной и нижней частей, сопряженных между собой и горловиной тары. Причем, нижняя часть выполнена с донышком, снабженным ножками в виде внешних выступов, сужающихся вниз. Верхняя коническая часть корпуса выполнена с ребрами
Наиболее близкой к заявляемой является полезная модель №48924. Сущность полезной модели заключается в том, что бутылка содержит горловину с наружной резьбой, донышко с ножками и корпус, состоящий из верхней, средней и нижней частей, представляющих собой тела вращения, из которых верхняя часть выполнена с ребрами жесткости равномерно размещенными на ее выпуклой наружной поверхности, под углом к основанию. Цилиндрическая средняя часть выполнена с кольцевыми канавками, а нижняя часть - с криволинейными ребрами жесткости, равномерно размещенными на ее наружной поверхности, сопряженной с донышком.
Заявляемая полезная модель решает задачу расширения ассортимента тары, имеющей различные конструктивные особенности и улучшенные прочностные показатели.
Заявляемое техническое решение направлено на достижение технического результата выражающегося в увеличении прочности. При этом увеличение прочности обеспечивает достаточную надежность тары и снижение общей материалоемкости.
Этот технический результат достигается тем, что тара для розлива жидкой фазы, содержащая горловину цилиндрической формы с резьбой и ограничителем под ней, корпус, выполненный в виде конической верхней, цилиндрической центральной и нижней частей, сопряженных между собой и горловиной, при этом нижняя часть корпуса выполнена с донышком, снабженным ножками в виде внешних выступов, а на верхней конической части корпуса выполнены ребра жесткости под углом к образующей конической поверхности, согласно заявляемой полезной модели, ребра жесткости представляют собой прямоугольные четырехгранники, крайние точки нижних оснований
которых расположены на единой окружности и ниже линии сопряжения верхней и центральной части корпуса.
При этом отношение высоты тары к высоте ее конической части может быть выполнено в пределах 3,7-5,2, а отношение высоты тары к диаметру ее цилиндрической части - 1,5-2,48, конусность конической части составляет 7°, а угол наклона ребра жесткости к образующей конической поверхности - 68,5°.
Известно, что ребра жесткости предназначены для увеличения жесткости. То есть способности тела или конструкции сопротивляться образованию деформации (см, например, В.И.Королев "Упруго-пластические деформации оболочек", изд. "Машиностроение", М., 1971 г., с.181, 182, а также "Политехнический словарь" под ред. И.И.Артоболевского, М., изд. "советская энциклопедия", 1977 г. с.160, 418). При этом ребра жесткости могут быть выполнены в виде пластин (см. там же), то есть прямоугольных параллепипедов, нижняя грань которых расположена на поверхности (или выполнена за одно целое с поверхностью, на которой ребра расположены). Благодаря ребрам участок тары с ребрами можно выполнить с меньшей толщиной стенки. Это имеет преимущества в отношении собственного веса тары и, из-за меньшей потребности в материале, также способствует снижению затрат на изготовление. Ребра жесткости выступают наружу от внешней поверхности стенки дна бутылки, они не вызывают потерь объема наполнения. В то же время, известно, что прямоугольное сечение высоко устойчиво к деформации (см., например, В.И.Королев "Упруго-пластические деформации оболочек", изд. "Машиностроение", М., 1971 г., с.88-84). При этом устойчивость тары к деформации значительно больше в сочетании прямоугольного сечения каждого ребра и расположения ребер под углом к образующей конической поверхности. Так как большая часть конической части усилена каждым ребром прямоугольного сечения из-за его большей длины. При этом увеличивается площадь сечения тары в горизонтальной плоскости, так как при этом увеличивается площадь сечения ребра в горизонтальной плоскости, что способствует увеличению прочности тары. При этом нет необходимости выполнять ребра сочлененными, можно выполнить их на расстоянии друг от друга, уменьшив при соответствующем подборе угла наклона ребер, высоте их и других параметров материалоемкость тары.
Заявляемая полезная модель отличается от прототипа также и тем, что крайние точки нижних оснований ребер жесткости расположены ниже линии сопряжения конической и цилиндрической частей тары. Необходимая прочность тары может быть достигнута при выполнении ее с меньшим суммарным сечением, чем выполнение тары с ребрами, также расположенными под углом к образующей, но другой формы и с другим
расположением нижних оснований ребер. Таки образом, при использовании заявляемого технического решения достигается технический результат - увеличение прочности и уменьшении расхода материала.
Причем, экспериментально установлено, что наиболее оптимальными являются следующие параметры: отношение высоты тары к высоте ее конической части выполнено в пределах 3,7-5,2, а отношение высоты тары к диаметру ее цилиндрической части - 1,5-2,48, конусность конической части составляет 7°, а угол наклона ребра жесткости к образующей конической поверхности - 68,5°. При таких параметрах тары расстояние между ребрами соразмерно ширине ребер, то есть расход материала минимален
Такое выполнение тары позволяет оптимизировать наружные напряжения возникающие в конструкции при наливе и хранении минеральных вод и тем самым повысить надежность конструкции в целом в месте сопряжения верхней конусообразной и цилиндрической центральной частей.
Кроме того, такое выполнение расширяет число возможных вариантов выполнения тары повышенной прочности.
Полезная модель поясняется рисунками примера выполнения тары для розлива и хранения жидкой фазы, где на фиг.1 показан общий вид тары, а фиг.2 - вид снизу.
Тара содержит горловину 1 цилиндрической формы с резьбой 2 (в случае выполнения тары из пластика или стекла) или венчиком (условно венчик не показан) в случае выполнения тары только из стекла и ограничителем 3 под ней. Корпус 4 тары выполнен в виде конической верхней 5, цилиндрической центральной 6 и нижней 7 частей, сопряженных между собой и горловиной 1. Нижняя часть 7 выполнена с донышком 8, снабженным ножками 9 в виде внешних выступов, сужающихся вниз.
Верхняя коническая часть 5 с конусностью 7° выполнена с ребрами жесткости 10, которые образуют грани на поверхности тары. Ребра жесткости выполнены выпуклыми, прямоугольными параллепипедами. Ребра 10 размещены под углом к образующей поверхности конической части (наиболее оптимальный угол равен 68,5°) на расстоянии друг от друга так, что верхние грани каждого из ребер расположены на одной окружности конической части корпуса, а нижние расположены на другой окружности, ниже линии сопряжения 11 верхней и центральной части корпуса. Внешние по отношению к таре грани каждого ребра загруглены, а внутренние сопряжены с конической поверхностью.
Как показывает практика использования стандартной тары, при розливе различных напитков (особенно сильной минерализации и газированности) слабым местом конструкции является переход от конической части к цилиндрической, в зоне которой и происходит наиболее частое разрушение конструкции. Наличие на верхней конической 5
поверхности равномерно расположенных граней 10 проходящих от линии сопряжения горловины 1 с верхней конической 5 поверхностью до уровня ниже линии сопряжения верхней конической 5 поверхности и цилиндрической боковой 6 поверхности корпуса обеспечивает, во-первых, усиление наиболее слабого места конструкции тары и, во-вторых, более равномерное распределение напряжения по наиболее слабой зоне конструкции. При этом за счет того, что ребра жесткости расположены под углом к образующей, коническая часть тары имеет большую по сравнению с прототипом прочность, а материалоемкость существенно уменьшена. Так, например, экспериментально установлено, что для тары, у которой отношение высоты тары к высоте конической части находится в пределах 3,7-5,2, а отношение высоты тары к диаметру ее цилиндрической части 1,5-2,48, конусность конической части составляет 7°, а угол наклона ребра жесткости к образующей конической поверхности - 68,5°, ребра могут быть равномерно расположены на расстоянии друг от друга, соразмерном ширине ребра. При этом материалоемкость такой тары существенно меньше при такой же конфигурации ребер, но расположенных под углом к образующей конической поверхности
На днище тары 8 выполнены ножки 9, которые также придают прочностную жесткость бутылке в данном месте и способствуют вертикальной устойчивости изделия.
Такое выполнение конической 5 поверхности позволит: найти оптимальную как с точки зрения надежности, так и с точки зрения эргономики конструкцию тары и сделать центральную цилиндрическую часть тары, а, следовательно, и всю тару в целом, менее материалоемкой.