КРЫШКА-ПРОБКА

Область техники, к которой относится полезная модель
Настоящая полезная модель относится к устройствам для герметичной укупорки и обеспечения неприкосновенности к содержимому емкости, точнее к устройствам для укупорки бутылок с жидкими продуктами, в частности ликероводочными изделиями.
Уровень техники
В настоящее время практически все известные укупорочные средства содержат либо пробку, либо винтовую крышку, либо их комбинацию.
Современные укупорочные средства для бутылок (слабоалкогольные и безалкогольные напитки) имеют моноблочную конструкцию с возможностью разрыва по слабой связи или с отрывным элементом.
7
Известна Укупоривающая конструкция по Патенту RU на изобретение 2225815, МПКB65D 1/02, публикация 2004.03.20, содержащая монолитную полимерную крышку-пробку, которая используется для временного закрывания вскрытой горловины емкости.
Известны:
7
- Защитная пробка по Свидетельству на Полезную модель RU20648, МПК B65D 39/00, публикация 2001.11.20;
7
- Укупорочное устройство по Свидетельству на Полезную модель RU23070, МПКB65D 39/00, публикация 2002.05.20;
7
- Пробка для бутылки (варианты) по Патенту на Полезную модель RU49802, МПКB65D 39/00, публикация 2005.02.10,
которые содержат винтовую крышку с жестко соединенным с ней тонкостенным металлическим (фольга) декоративным кожухом, охватывающим пробку и горловину бутылки, снабженным перемычкой с ослабленным сечением, расположенным в зоне слабого сечения нижней части винтовой крышки.
Укупорочные средства для алкогольных напитков имеют дозирующие узлы, встроенные внутрь горловин, снаружи снабженные декоративными тонкостенными металлическими (фольга) кожухами со слабой связью, охватывающими пробку и горловину бутылки.
Укупорка бутылок осуществляется в процессе конвейерной сборки путем установки моноблочной укупорочной системы либо на венчик, либо на венчик и частично на верхнюю часть горла бутылки.
Доступ к содержимому бутылки осуществляется свинчиванием крышки с разрушением слабой связи.
Недостатком указанных конструкций является возможность несанкционированного доступа к содержимому емкости через тонкостенный кожух и полимерную пробку.
Для укупорки различных вод и безалкогольных напитков традиционно применяются полиэтиленовые винтовые крышки со слабой связью, которая разрушается при ее отвинчивании.
Кроме требований по герметичности и надежности, к укупорке предъявляются требования по предотвращению несанкционированного доступа к содержимому бутылки.
Известны укупорочные средства со слабой связью, например фирмы «Гуала...», по патенту РФ №2150417 «Предохранительная крышка» по МПК7 В65D 49/02, (опубликовано 10.06.2000 Бюл. №16).
Указанное укупорочное средство целиком выполнено из полимера и представляет собой комбинированную конструкцию, включающую несъемную пробку с дозирующей системой и герметизирующую винтовую крышку, отделяемую по слабой связи.
Оно используется при укупорке элитных ликероводочных напитков, имеет сложную конструкцию и высокую цену, но не защищает содержимое бутылки от несанкционированного доступа (можно проткнуть иглой пластиковую пробку).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является крышка-пробка, использующаяся для укупорки бутылки с минеральной водой evian, производства Франции (см. фото).
Указанное устройство выполнено из полимерного материала и имеет моноблочную конструкцию, включающую тонкую плоскую крышку с пустотелой пробкой, закрытой с нижнего торца и отрывной элемент, охватывающий венчик бутылки и соединенный верхним торцом с крышкой слабой связью в виде тонких перемычек.
Отрывной элемент разделен вертикальным сечением от нижней части до крышки и в этом месте соединен захватным лепестком, один конец которого объединен с отрывным элементом местом с ослабленной прочностью.
Отрывной элемент также имеет внутренний кольцевой выступ, расположенный на расстоянии, равном выступающей верхней (торообразной) части венчика бутылки.
При удалении отрывного элемента остается тонкая плоская крышка, накрывающая торец бутылки, с пробкой, входящей в горловину бутылки.
Недостатками этой конструкции является возможность несанкционированного доступа к содержимому бутылки путем нагревания укупорочного устройства и снятия его без нарушения целостности моноблочной конструкции и неудобство откупоривания при снятии отрывного элемента (тонкая крышка на холоде ломается, а в тепле теряет упругость и открывать ее труднее).
Кроме того, при низкой температуре, когда полимерный материал становится хрупким, возможен разрыв в месте ослабленной прочности при укупоривании бутылки и взаимодействии внутреннего кольцевого выступа отрывного элемента с выступающей верхней частью венчика бутылки, а также и от возможных ударных воздействий при обращении с бутылкой.
Указанное устройство может проворачиваться на венчике, создавая неудобства при открывании; нанесенные на ее поверхность обозначения слабо выражены и трудночитаемы и на нее сложно или невозможно нанести цветное изображение.
При укупорке бутылок всеми известными аналогами, усилие напрессовки на венчик бутылки передается и на слабую связь в виде тонких перемычек, что может привести к их частичному или полному разрушению.
Крышка-пробка evian не используется для укупорки крепких ликероводочных напитков.
Раскрытие полезной модели
Целью настоящей полезной модели является создание крышки-пробки для укупоривания бутылок с ликероводочными напитками (в частности водки «Зеленая марка»), повышение надежности укупоривания, улучшение прочностных и потребительских качеств, а также исключение возможности несанкционированного доступа к содержимому бутылки.
Указанная цель достигается тем, что в крышке-пробке с отрывным элементом, крышка выполнена в виде стакана, верхняя часть которого снабжена жестким металлическим колпачком жестко связанным с верхней частью крышки с возможностью взаимодействия с пробкой, а отрывной элемент имеет в нижней части упругую внутреннюю отбортовку.
Указанная совокупность существенных признаков необходима и достаточна для решения поставленной технической задачи, а следующие конструктивные особенности улучшают крышку-пробку:
- крышка-пробка выполнена монолитной из полимерного материала;
- колпачок имеет торцевую внутреннюю отбортовку;
- отрывной элемент выполнен монолитным с участками с ослабленной прочностью в месте сопряжения с колпачком.
- отрывной элемент снабжен захватным лепестком.
- упругая внутренняя отбортовка отрывного элемента имеет ребра жесткости.
- на внутренней торцевой поверхности оно имеет кольцевой лепестковый упругий выступ.
- пробка выполнена с внутренним конусообразным элементом с возможностью его взаимодействия с колпачком.
- по внешнему периметру пробка имеет кольцевой лепестковый упругий выступ с возможностью его взаимодействия с отбортовкой колпачка.
- отрывной элемент имеет опорную кольцевую поверхность, контактирующую с торцем отбортовки колпачка.
- отрывной элемент изнутри имеет вертикальные выступы.
- упругая внутренняя отбортовка отрывного элемента выполнена с рассечением.
- на внешней торцевой поверхности крышка имеет по периметру упругий и жесткий кольцевые выступы с возможностью взаимодействия с дном колпачка.
Краткое описание чертежей
На прилагаемых чертежах приведен лучший вариант конструктивного решения заявляемой крышки-пробки, однако возможны и другие ее модификации, не изменяющие совокупность заявляемых существенных признаков настоящей полезной модели.
На Фиг.1 изображен общий вид крышки-пробки с венчиком бутылки в сечении, в масштабе 5:1.
На Фиг.2 - вид крышки-пробки снизу, в масштабе 2,5:1.
На фиг.3 - вид крышки-пробки сбоку со стороны захватного лепестка, в масштабе 2,5:1.
Осуществление полезной модели
В качестве примера конкретного выполнения крышки-пробки, которой дано название «Кепка», приводится ее описание на основе серийно изготовленной крышки-пробки.
Заявляемая крышка-пробка состоит из полиэтиленового моноблока, включающего цилиндрическую (в виде стакана) крышку 1, пробку 2, отрывной элемент 3, и тонколистовой жесткий стальной колпачок 4 с торцевой внутренней отбортовкой 5.
Внешний диаметр крышки-пробки одинаков и равен внешнему диаметру стального колпачка 4.
Отрывной элемент 3 выполнен в виде круговой ленты и содержит упругую отбортовку 6 меньшей толщины с ребрами жесткости 7, выполненными на внешней стороне упругой отбортовки 6.
На обращенной внутрь торцевой поверхности крышки 1 выполнен внутренний кольцевой лепестковый упругий выступ 8. Он обращен нижней частью к оси (внутрь), но может быть выполнен обращенным от оси, также он может быть выполнен в виде отдельных лепестков.
Пробка 3 снабжена обратным конусообразным элементом 9 с опорной площадкой 10.
На внешней боковой стороне крышки 1 по периметру выполнен наружный кольцевой лепестковый упругий выступ 11, который может быть выполнен в виде отдельных лепестков.
На торцевой наружной стороне крышки 1 по периметру имеется наружный кольцевой упругий выступ 12, который может быть выполнен в виде отдельных лепестков и кольцевой опорный выступ 13.
В верхней части отрывного элемента 3 изнутри выполнены вертикальные выступы 14.
Для удобства вскрытия на отрывном элементе 3 выполнен захватный лепесток 15.
Отрывной элемент 3 имеет кольцевой опорный ложемент 16 по торцу, геометрически повторяющий образующую торцевой внутренней отбортовки 5 стального жесткого колпачка 4 и по периметру имеет место с ослабленной прочностью 16А в виде тонких перемычек с цилиндрической крышкой 1.
Захватный лепесток 15 соединен с отрывным элементом 3 одним концом по образующей ленты жестко, а свободным концом через место с ослабленной прочностью 18В в виде треугольников, обращенных вершинами к захватному лепестку и расположенных в нижней части
отрывного элемента 3, таким образом, чтобы можно было ухватиться за верхний угол захватного лепестка 15.
Под жестко закрепленным концом захватного лепестка 15 выполнено место с ослабленной прочностью 19С примерно на 1/3 ширины ленты отрывного элемента 3.
В районе жесткого крепления захватного лепестка 15 по месту сгиба выполнено место с ослабленной прочностью 20D одного конца торцевой внутренней отбортовки 5 с лентой отрывного элемента 3 в виде тонких перемычек.
Концы торцевой внутренней отбортовки 5 разъединены между собой рассечением 21.
Таким образом, отрывной элемент 3 имеет целостную конструкцию, обладающую высокой прочностью и крышка-пробка в целом также обладает высокой прочностью и надежностью.
Описание крышки-пробки было бы недостаточно наглядным без графического представления венчика стеклянной бутылки.
Венчик 22 бутылки имеет кольцевой буртик 23, торцевую поверхность 24 и вертикальные выступы 25, которые могут быть размещены в небольшом количестве (от одного до восьми), диаметрально противоположно между вертикальных выступов 13 отрывного элемента 3. Такое выполнение выступов 26 венчика бутылки хорошо известно специалистам в данной области.
Отличительной особенностью конструкции венчика 22 является то, что его верхняя часть может иметь цилиндрическую форму, в отличие от торовых или конических верхних частей стандартных венчиков, что становится возможным только при использовании заявляемой крышки-пробки.
Крышка-пробка изготавливается в несколько этапов.
1 этап - изготовление моноблочной крышки-пробки 1, 2.
2 этап - изготовление металлического (стального) жесткого колпачка 4.
Этапы 1 и 2 независимы и могут выполняться в любой последовательности или в одно время.
3 этап - окончательная сборка.
Изготовление стального колпачка 4 с торцевой внутренней отбортовкой 5 может производиться на хорошо известном специалистам в области штамповки оборудовании и не требует дополнительных пояснений. Для изготовления стального колпачка 4 может использоваться тонкостенная нержавеющая сталь или обычная сталь, которая может подвергаться антикоррозионной обработке или покрываться лакокрасочными, либо полимерными составами, технология и оборудование также хорошо известны специалистам в области покрытий.
Изготовление (формование) моноблочной крышки 1 с пробкой 2 и отрывным элементом 3 может быть осуществлено из различных, разрешенных к применению в пищевой промышленности, полимеров, например, из полиэтилена высокой плотности HDPE на хорошо известном специалистам формовочном оборудовании и не требует дополнительных разъяснений.
Колпачок 4 может быть выполнен с различного рода декорациями, включая шейвинг (фрезеровку) или с нанесенным лакокрасочным покрытием с использованием литографии или офсетной печати в несколько цветов.
Заключительный этап сборки моноблочной крышки 1 и стального колпачка 4 производится на поточной линии с применением прессового оборудования, которое также хорошо известно специалистам в данной области, естественно с применением технологической оснастки, которая также не представляет трудностей для ее изготовления.
При изготовлении металлического колпачка 4 и полимерной крышки 1 учитываются размеры каждого компонента для обеспечения необходимых размерных цепочек при окончательной сборке крышки-пробки.
При напрессовке металлического колпачка 4 на крышку 1 происходит отгибание наружного кольцевого лепесткового упругого выступа 11 торцевой внутренней отбортовкой 5 стального колпачка 4 до защелкивания, при этом кольцевой упругий выступ 12 слегка отгибается, обеспечивая прохождение отбортовкой 5 кольцевого лепесткового упругого выступа 11, который в результате своей торцевой частью взаимодействует с торцевой частью внутренней отбортовки 5, Кольцевой опорный выступ 13 является дополнительной опорой для колпачка 4.
При снятии прессовой нагрузки кольцевой упругий выступ 12 стремится к возврату в исходное положение и, тем самым, обеспечивает необходимый натяг для плотного закрепления металлического колпачка 4, торцевая часть которого ложится в кольцевой опорный ложемент 16, создавая монолитное неразъемное соединение, т.е. собственно заявляемая «Кепка».
Процесс укупорки для ликероводочных продуктов (например, водки), является новым, благодаря отличительным особенностям заявляемой крышки-пробки.
Укупоривание бутылки осуществляется напрессовкой крышки-пробки на венчик бутылки.
В связи с тем, что в составе крышки-пробки имеется стальной колпачок 4, усилие воздействия на него может быть значительно повышено, что позволяет вводить пробку 2 с обратным конусным элементом 9 с передачей усилия через опорную площадку 10 и обеспечивать очень надежное герметизирующее соединение.
В процессе напрессовки на венчик бутылки элементы крышки-пробки не испытывают критических нагрузок по наружной части (их практически нет), потому, что усилие напрессовки через стальной колпачок равномерно передается на кольцевой опорный ложемент 15 отрывного элемента 3, защищающий слабую связь 17А от воздействия по двум направлениям, торцевому и боковому.
Пробка загоняется внутрь венчика бутылки с усилием, передаваемым ей через жесткий стальной колпачок.
Торцевая внутренняя отбортовка 5 отжимается венчиком внутрь и легко, практически без усилий проходит верхнюю часть венчика, нагрузка на отрывной элемент 3 при этом минимальна, а после раскрытия отбортовки 5 и торцевого упора в буртик 23 становится еще меньше, т.к. усилие внутреннего кольцевого лепесткового упругого выступа 8 минимально и обеспечивает только усилие осевого натяга для устранения зазора между буртиком 23 и торцем внутренней отбортовки 5.
При снятии прессовой нагрузки пробка 3, за счет обратного конусообразного элемента 9 еще плотнее прижимается к внутренней поверхности венчика 22 бутылки, обеспечивая в целом надежное герметичное соединение.
Крышка-пробка полностью охватывает венчик бутылки и защищает его комбинацией полимерной части крышки 1 и стального колпачка 4, место с ослабленной прочностью 17А находится ниже торца 24 венчика бутылки, также под защитой стального колпачка 4. При этом все элементы в совокупном взаимодействии между собой и венчиком бутылки обеспечивают надежное уплотнение как внутри венчика, так и снаружи венчика.
Для предотвращения попыток снятия крышки-пробки без ее разрушения, буртик 23 бутылки выполнен большего, чем крышка-пробка диаметра и в него упирается торцевая часть крышки-пробки.
При откупоривании бутылки за захватный лепесток 15, вначале рвется самое слабое из мест с ослабленной прочностью - 20D, затем - 19С, далее - 18В и, наконец, самое прочное - 17А, после чего отрывной элемент 3 полностью отделяется и обеспечивается беспрепятственное откупоривание бутылки. Поскольку колпачок 4 имеет достаточную для захвата высоту и высокую прочность в соединении с полимерной крышкой 1, откупоривать и закупоривать бутылку легко. При этом надежность промежуточного укупоривания также остается высокой за счет конструкции пробки 2 с обратным конусообразным элементом 9 и крышки 1 с колпачком 4, охватывающим венчик 22 бутылки.
Несанкционированный доступ к содержимому бутылки невозможен без разрушения мест с ослабленной прочностью заявляемой крышки-пробки даже при ее нагревании, в отличие от известных укупорочных устройств, что обеспечивается приведенной в настоящем описании конструкцией.
Крышка-пробка охватывает верхнюю часть венчика бутылки полимерной частью, размещенной внутри жестко связанного с ней стального колпачка, что обеспечивает невозможность доступа к содержимому бутылки.
При снятии отрывного элемента 3 крышка-пробка продолжает плотно «сидеть» на венчике бутылки за счет упругой конструкции пробки 2 с обратным конусом 9.
Далее возможно многократно снимать и плотно закрывать бутылку оставшейся частью крышки-пробки.
Таким образом, создано надежное укупорочное средство, которое обеспечивает защиту от несанкционированного доступа, защищает стеклянный венчик бутылки при случайных ударах, возможных при транспортировании и обращении со стеклянной посудой.
Кроме того, наличие жесткого металлического (стального) колпачка 4 позволяет наносить на него стойкие цветные изображения.
Проведенные испытания заявляемого укупорочного средства «Кепка» подтвердили его надежность и отсутствие возможности несанкционированного доступа к содержимому емкости без его разрушения и показали, что укупоривание ею на конвейере повысило производительность за счет высокой прочности всей конструкции крышки-пробки, обеспечиваемой жестким металлическим колпачком.
Обозначения к чертежам "Крышка-пробка"
1 крышка
2 пробка
3 отрывной элемент
4 колпачок
5 торцевая внутренняя отбортовка колпачка
6 упругая отбортовка
7 ребра жесткости
8 внутренний кольцевой лепестковый упругий выступ
9 обратный конусообразный элемент
10 опорная площадка
11 наружный кольцевой лепестковый упругий выступ
12 кольцевой упругий выступ
13 кольцевой опорный выступ
14 вертикальные выступы
15 захватный лепесток
16 кольцевой опорный ложемент
17 место с ослабленной прочностью А
18 место с ослабленной прочностью В
19 место с ослабленной прочностью С
20 место с ослабленной прочностью D
21 рассечение
22 венчик
23 буртик
24 торец венчика
25 вертикальные выступы венчика