Устройство для укупоривания ёмкости с венчиком
DEVICE FOR CAPPING A CONTAINER WITH A NECK RING

В целом настоящее изобретение относится к упаковке, к конструкциям колпачков и крышек для закрытия имеющих венчик бутылок и иных емкостей для различных жидкостей, пастообразных продуктов питания, сыпучих материалов и т.д., а более конкретно - к устройству для укупоривания емкости с венчиком.
Предполагается, что прежде всего заявляемое устройство будет использоваться в виде колпачка для укупорки бутылок со спиртосодержащими напитками, но его также можно будет применять, например, в качестве колпачка для укупорки бутылок для хранения пищевого масла, молока, сливок и т.д. Кроме этого, заявляемое устройство может быть выполнено в виде крышки для емкости, предназначенной, например, для хранения жидких, пастообразных или сыпучих пищевых продуктов, таких как сахар-песок, сыпучих непищевых средств, таких как стиральный порошок.
Если речь идет о жидких пищевых продуктах в бутылках, то к их упаковке, т.е. укупоренной колпачком бутылке, в первую очередь предъявляется требование безопасности, заключающееся в обеспечении безопасности самого жидкого пищевого продукта в течение регламентированного времени хранения в бутылке, а также в ходе употребления пищевого продукта пользователем, купившим этот продукт для употребления.
Дополнительным существенным требованием, которое в настоящее время предъявляется к упаковке такого типа, является предотвращение случайного или умышленного несанкционированного вскрытия бутылки, которое также отражается на безопасности упаковки и на безопасности употребления продукта, другими словами само устройство для укупоривания должно «свидетельствовать» пользователю о том, вскрывалась ли бутылка до того, как это сделал сам пользователь или такого вскрытия не было.
Если бутылка содержит непищевой продукт, то к такой упаковке также предъявляются аналогичные требования безопасности содержимого и выявления несанкционированного вскрытия бутылки.
Очень часто такие требования предъявляются к емкостям, закрытым крышками, и средства контроля вскрытия, в том или ином виде, становятся обязательным атрибутом укупорочных устройств рассматриваемого типа.
Как правило, укупоривается емкость, имеющая венчик в том или ином виде. Именно на венчике закрепляется устройство для укупоривания емкости, которое в большинстве случаев представляет собой колпачок или крышку.
Очень часто средство контроля вскрытия емкости представляет собой кольцо, отделяемое при вскрытии емкости от колпачка или крышки. Наличие отделенного от колпачка или крышки кольца контроля вскрытия свидетельствует о вскрытии емкости.
Известно устанавливаемое на венчике емкости укупорочное средство с ободком контроля вскрытия, раскрытое в патенте RU 2732658 на имя фирмы ГУАЛА ПЭК С.П.А. (IT), содержащее устанавливаемые на венчик емкости до ее первого вскрытия корпус, имеющий круглую горизонтальную стенку, от которой отходит вниз кольцеобразная вертикальная стенка, и кольцо контроля вскрытия емкости, которое в патенте обозначено как ободок контроля вскрытия емкости, сформированный под кольцеобразной вертикальной стенкой корпуса укупорочного средства.
Также известен устанавливаемый на венчике емкости колпачок с индикацией вскрытия, раскрытый в патенте RU 2572782 на имя ТЕТРА ЛАВАЛЬ ХОЛДИНГЗ ЭНД ФАЙНЭНС С.А. (СН), содержащий устанавливаемые на венчик емкости до ее первого вскрытия корпус, имеющий круглую горизонтальную стенку, от которой отходит вниз кольцеобразная вертикальная стенка, и кольцо контроля вскрытия емкости, сформированное под кольцеобразной вертикальной стенкой корпуса колпачка.
Во всех известных устройствах, в том числе и в устройствах, раскрытых в указанных патентах, корпус и кольцо, до первого вскрытия емкости, выполнены в виде единой детали, которая в ходе первого вскрытия емкости разрывается на отдельные колпачок и кольцо. Другими словами - отделение кольца от корпуса является результатом разрушения материала в кольцеобразной зоне сопряжения корпуса укупорочного устройства и кольца контроля вскрытия емкости. В большинстве конструкций для облегчения разрушения материала кольцеобразную зону сопряжения корпуса и кольца делают максимально тонкой, образуя кольцеобразную разрываемую линию отрыва.
Практика использования таких устройств показала, что для гарантированного отрыва корпуса от кольца под действием разумного усилия, т.е. создаваемого рукой пользователя крутящего момента, не превышающего 2,5 Нм, кольцеобразная зона сопряжения корпуса и кольца контроля вскрытия емкости должна быть очень тонкой, от 0,3 мм до 0,75 мм.
В массовом производстве укупорочные устройства рассматриваемого типа изготавливают способом литья пластмасс под давлением, и кольцеобразную зону сопряжения корпуса и кольца контроля вскрытия емкости, имеющую требуемую толщину от 0,3 мм до 0,75 мм, формируют или литьем в матрице в ходе литья самого устройства или ее прорезают специальным ножом после литья устройства. В ходе формирования такой зоны сопряжения матрица или нож неизбежно подвержены неконтролируемому износу (поломке), что в конечном итоге приводит к необходимости их периодической замены, требующей остановки механизма изготовления устройства для укупоривания, что очень нежелательно. Необходимо отметить, что для обеспечения требуемого диапазона значений крутящего момента при отрыве корпуса от кольца устройства укупоривания, необходимо специальное оборудование (торсиометр) и постоянный контроль толщины кольцеобразной зоны сопряжения корпуса и кольца контроля вскрытия емкости. И каждый из потребителей, хотя бы раз сталкивался со случаем, когда контроль не сработал и емкость не вскрылась под действием разумного усилия, и это создает неудобство использования устройства.
В основу изобретения положена задача создания нового и технологичного в изготовленииустройства для укупоривания емкости с венчиком, конструкция которого обеспечивала бы визуальный контроль вскрытия емкости под действием разумного усилия со стороны пользователя.
Эта задача решена в устройстве для укупоривания емкости с венчиком, содержащем устанавливаемые на венчик емкости до ее первого вскрытия корпус, имеющий круглую горизонтальную стенку, от которой отходит вниз кольцеобразная вертикальная стенка; и кольцо контроля вскрытия емкости, прикрепленное снизу к кольцеобразной вертикальной стенке корпуса с образованием разъемного механического соединения, основанного на создании сил трения в зоне сопрягающихся поверхностей кольцеобразной вертикальной стенки корпуса и кольца контроля вскрытия емкости.
Как это можно легко заметить, что заявляемое устройство для укупоривания емкости с венчиком не содержит кольцеобразную зону сопряжения корпуса и кольца контроля вскрытия емкости со строго регламентированной толщиной, материал которой нужно разрушать для отсоединения корпуса устройства от кольца контроля вскрытия емкости.
В заявляемом устройстве отсоединение корпуса устройства от кольца контроля вскрытия емкости не является результатом разрушения материала в кольцеобразной зоне сопряжения корпуса и кольца контроля вскрытия емкости, как это происходит в упомянутых выше устройствах предшествующего уровня техники. В заявляемом устройстве отсоединение корпуса устройства от кольца контроля вскрытия емкости является результатом разъединения разъемного механического соединения, основанного на создании сил трения в зоне сопрягающихся поверхностей кольцеобразной вертикальной стенки корпуса и кольца контроля вскрытия емкости.
Это позволяет устранить вышеописанные недостатки устройств предшествующего уровня техники, а именно более нет необходимости в периодическом ремонте или замене матриц или ножей, формирующих разрушаемую кольцеобразную зону сопряжения корпуса и кольца контроля вскрытия емкости, в них просто нет необходимости, как следствие этого нет необходимости в технологических остановках механизмов изготовления устройств для укупоривания, связанных с ремонтом или заменой матриц или ножей. Таким образом заявляемое устройство для укупоривания емкости с венчиком по сравнению с аналогичными устройствами предшествующего уровня техники более технологично в изготовлении.
Кроме этого, конструкция заявляемого устройства обеспечивает сравнительно стабильное отсоединение корпуса от кольца контроля вскрытия емкости под действием разумного усилия пользователя, так как разъединение разъемного механического соединения, основанного на преодолении сил трения в зоне сопрягающихся поверхностей кольцеобразной вертикальной стенки корпуса и кольца контроля вскрытия емкости, гарантированно не требует усилия пользователя, превышающего крутящий момент - 2,5 Нм.
Кроме этого, наличие в конструкции устройства кольца контроля вскрытия емкости и его положение относительно корпуса устройства обеспечивают пользователю визуальный контроль вскрытия емкости.
Возможен вариант изготовления устройства для укупоривания емкости, в котором разъемное механическое соединение содержит кольцеобразную канавку, выполненную в кольцеобразной вертикальной стенке корпуса со стороны ее нижней торцевой поверхности; первый кольцеобразный выступ, выполненный на кольце контроля вскрытия бутылки со стороны его верхней торцевой поверхности и расположенный в указанной кольцеобразной канавке, при этом поверхности первого кольцеобразного выступа находятся в контакте с поверхностями упомянутой кольцеобразной канавки, в результате чего созданы силы трения в зоне сопрягающихся поверхностей кольцеобразной вертикальной стенки корпуса и кольца контроля вскрытия емкости; и второй кольцеобразный выступ, выполненный на кольце контроля вскрытия емкости со стороны его верхней торцевой поверхности и предназначенный для упора в кольцеобразный выступ на наружной вертикальной поверхности венчика емкости.
Прошу обратить внимание, что в рамках вышеописанного варианта изготовления заявляемое устройство для укупоривания емкости содержит две легко изготавливаемые детали, а именно корпус и кольцо контроля вскрытия емкости, которые легко соединяются и разъединяются, что без сомнения свидетельствует о простоте конструкции и технологичности изготовления заявляемого устройства, к которым стремятся все производители таких устройств при крупносерийном или массовом производстве.
Было бы целесообразно, чтобы в заявляемом устройстве для укупоривания емкости с венчиком кольцеобразная канавка, по мере отдаления от нижней торцевой поверхности кольцеобразной горизонтальной стенки корпуса, сужалась бы, и первый кольцеобразный выступ, по мере удаления от верхней торцевой поверхности кольца контроля вскрытия емкости, также сужался бы. Такое выполнение уменьшает усилие, которое требуется пользователю для отсоединения корпуса устройства от кольца контроля вскрытия емкости.
Не менее целесообразно, чтобы в заявленном устройстве для укупоривания емкости кольцеобразная канавка и первый кольцеобразный выступ были бы наклонены в сторону наружной вертикальной поверхности кольцеобразной вертикальной стенки корпуса, и второй кольцеобразный выступ был наклонен к венчику емкости. Такое вышеописанное исполнение первого кольцеобразного выступа кольца гарантированно обеспечивает то, что при повторной установке корпуса устройства на венчик емкости нижняя торцевая поверхность вертикальной стенки корпуса упрется в первый кольцеобразный выступ кольца и не позволит кольцу повторно соединиться с корпусом, т.е. не позволит кольцу занять то исходное положение, которое занимало кольцо до отсоединения от корпуса. Вышеописанное исполнение второго кольцеобразного выступа кольца обеспечивает то, что этот выступ кольца упрется в кольцеобразный выступ на наружной вертикальной поверхности венчика емкости, что гарантированно приведет к отсоединению корпуса от кольца в ходе первого вскрытия емкости.
Было бы разумно, чтобы в заявленном устройстве первый кольцеобразный выступ содержал бы множество вертикально ориентированных промежутков, разделяющих этот первый кольцеобразный выступ на множество горизонтально ориентированных дугообразных сегментов, и второй кольцеобразный выступ содержал бы множество вертикально ориентированных промежутков, разделяющих этот второй кольцеобразный выступ на множество горизонтально ориентированных дугообразных сегментов, при этом количество сегментов первого кольцеобразного выступа было бы равно количеству сегментов второго кольцеобразного выступа. Такое исполнение выступов обеспечивает возможность кольцу изменять свою первоначальную форму под воздействием усилий, возникающих при отсоединении корпуса от кольца, другими словами такое исполнение кольца обеспечивает его гарантированное отсоединение от корпуса устройства под воздействием разумного усилия пользователя.
Наиболее подходящими материалами для изготовления заявляемого устройства для укупоривания емкости являются полимерные материалы. Например корпус и кольцо контроля вскрытия емкости можно выполнить из полиолефиновых полимеров, а именно полиэтилена, обозначенного далее как ПЭ, и/или полипропилена, далее обозначенного как ПП.
В дальнейшем заявляемое устройство для укупоривания емкости с венчиком, выполненное в виде колпачка для укупорки бутылки, будет подробно описано со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг.1 изображает осевой разрез колпачка для укупорки бутылки, установленного на венчике бутылки до ее первого вскрытия;
Фиг.2 изображает осевой разрез кольца контроля вскрытия, в положении на венчике бутылки после ее первого вскрытия;
Фиг. 3 изображает осевой разрез колпачка для укупорки бутылки, установленного на венчике бутылки после ее первого вскрытия;
Фиг. 4 - перспективный вид сверху на кольцо контроля вскрытия бутылки;
все чертежи выполнены в увеличенном масштабе.
Как это хорошо видно на Фиг.1 устройство 1 для укупоривания емкости 2 с венчиком 3, а именно колпачок для укупорки бутылки, содержит устанавливаемые на венчик 3 емкости до ее первого вскрытия корпус 4, имеющий круглую горизонтальную стенку 5, от которой отходит вниз кольцеобразная вертикальная стенка 6, и кольцо 7 контроля вскрытия емкости, прикрепленное снизу к кольцеобразной вертикальной стенке 6 корпуса 4 с образованием разъемного механического соединения, основанного на создании сил трения в зоне 8 сопрягающихся поверхностей корпуса 4 и кольца 7 контроля вскрытия емкости.
Для улучшения укупорки корпус 4 содержит кольцеобразный вертикально ориентированный уплотнительный элемент 9, наружная цилиндрическая поверхность 10 которого создает с внутренней цилиндрической поверхностью 11 венчика 3 пару трения, обеспечивающую укупорку емкости 2.
Для придания всему устройству 1 для укупоривания требуемой жесткости устройство 1 вставлено в металлическую гильзу 12, охватывающее устройство 1 для укупоривания с внешней стороны.
На внешней цилиндрической поверхности венчика 3 и на внутренней цилиндрической поверхности кольцеобразной вертикальной стенки 6 корпуса 4 выполнены винтообразные выступы и впадины (витки), образующие резьбовое соединение колпачка для укупорки бутылки с венчиком 3 бутылки и посредством которых корпус 4 колпачка может навинчиваться на венчик 3 бутылки при ее закрытии или свинчиваться с венчика 3 бутылки при ее открытии.
Согласно одному из возможных вариантов выполнения устройства 1 для укупоривания разъемное механическое соединение, организованное в зоне 8 сопрягающихся поверхностей корпуса 4 и кольца 7 контроля вскрытия емкости, содержит кольцеобразную канавку, выполненную в кольцеобразной вертикальной стенке 6 корпуса 4 со стороны ее нижней торцевой поверхности 13, первый кольцеобразный выступ 14, выполненный на кольце 7 контроля вскрытия емкости со стороны его верхней торце- вой поверхности 15 и расположенный в указанной кольцеобразной канавке, при этом, как это хорошо видно на Фиг.1, поверхности первого кольцеобразного выступа 14 находятся в контакте с поверхностями упомянутой кольцеобразной канавки, в результате чего созданы силы трения в зоне 8 сопрягающих- ся поверхностей кольцеобразной вертикальной стенки 6 корпуса 4 и кольца 7 контроля вскрытия емкости, и второй кольцеобразный выступ 16, выполненный на кольце 7 контроля вскрытия емкости со стороны его верхней торцевой поверхности 15 и предназначенный для упора в кольцеобразный выступ 17 на наружной вертикальной поверхности 18 венчика 3 емкости 2.
Именно за счет того, что первый кольцеобразный выступ 14, выполненный на кольце 7 контроля вскрытия емкости, находится до первого вскрытия емкости 2 в кольцеобразной канавке круглой горизонтальной стенки 6 корпуса 4, происходит удержание кольца 7 на корпусе 4, и в этом положении кольцо 7 практически не видно пользователю, что свидетельствует о том, что корпус 4 не снимался с венчика 3 и емкость 1 не вскрывалась.
Удержание кольца 7 на корпусе 4 осуществляется исключительно силами трения в зоне 8 сопрягающихся поверхностей кольцеобразной вертикальной стенки 6 корпуса 4 и кольца 7 контроля вскрытия емкости.
Второй кольцеобразный выступ 16 служит для того, чтобы иметь гарантированную возможность отсоединить кольцо 7 контроля вскрытия от корпуса 4 емкости при ее первом вскрытии.
Как это хорошо видно на Фиг.1, кольцеобразная канавка, по мере отдаления от нижней торце- вой поверхности 13 кольцеобразной горизонтальной стенки 6 корпуса 4, сужается, и первый кольцеоб- разный выступ 14 на кольце 7 контроля вскрытия емкости, по мере удаления от верхней торцевой пове- рхности 15 кольца 7 контроля вскрытия емкости, также сужается. Кольцеобразная канавка и первый кольцеобразный выступ 14 наклонены в сторону наружной вертикальной поверхности 19 кольцеобразной вертикальной стенки 6 корпуса 4. Второй кольцеобразный выступ 16 наклонен к венчику 3 емкости 2. Как это было ранее отмечено, такое выполнение облегчает отделение кольца 7 от корпуса 4.
Как это хорошо видно на Фиг.4 кольцо 7 контроля вскрытия емкости выполнено таким образом, что его первый кольцеобразный выступ 14 содержит множество вертикально ориентированных промежутков 20, разделяющих этот выступ 14 на множество горизонтально ориентированных дугообразных сегментов 21. При этом второй кольцеобразный выступ 16 также содержит множество вертикально ориентированных промежутков 22, разделяющих этот выступ 16 на множество горизонтально ориентированных дугообразных сегментов 23. Количество сегментов 21 первого кольцеобразного выступа 14 равно количеству сегментов 23 второго кольцеобразного выступа 16, в данном конкретном выполнении устройства всего предусмотрено наличие двенадцати сегментов, по шесть сегментов на каждом выступе. Как это было ранее отмечено, такое выполнение также облегчает отделение кольца 7 от корпуса 4.
В рассматриваемом устройстве 1 для укупоривания емкости корпус 4 и кольцо 7 контроля вскрытия емкости выполнены из полимерных материалов, а именно корпус 4 выполнен из ПЭ, а кольцо 7 из ПП. Возможно применение других полимерных материалов в зависимости от назначения емкости.
Изначально, т.е. до первого вскрытия емкости, устройство 1 для укупоривания емкости занимает положение, изображенное на Фиг. 1. Для первого вскрытия емкости 2 и употребления его содержимого пользователь снимает корпус 4 с венчика 3 емкости 2 путем приложения к корпусу 4 крутящего усилия, что приводит к перемещению корпуса 4 вертикально вверх, при этом кольцо 7 упирается своим вторым кольцеобразным выступом 16 в кольцеобразный буртик 17 на венчике 3 емкости, что вызывает разъем механического соединения, основанного на создании сил трения в зоне 8 сопрягающихся поверхностей кольцеобразной вертикальной стенки 6 корпуса 4 и кольца 7 контроля вскрытия емкости, проще говоря - в результате приложения пользователем крутящего усилия к корпусу 4 и перемещения корпуса 4 по виткам на венчике 3 емкости 2 вертикально вверх кольцо 7 контроля вскрытия емкости отсоединяется от корпуса 4, корпус 4 удаляется в венчика 3 емкости 2, а кольцо 7 остается на емкости 2 под буртиком 17 на венчике 3, как это хорошо показано на Фиг.2.
Если пользователь использовал содержимое емкости 2 не полностью и есть необходимость в повторном закупоривании емкости 2, то корпус 4 устройства повторно навинчивается на венчик 3 емкости 2 с обеспечением укупорки посредством сопрягающихся поверхностей 10 и 11. В ходе навинчивания корпуса 4 на венчик 3 кольцо 7 контроля вскрытия не соединяется с корпусом 4 устройства, кольцеобразная вертикальная стенка 6 корпуса 4 нажимает на кольцо 7 сверху и перемещает его в нижнее крайнее положение, кольцо 7 выходит из под корпуса и становится визуально доступным для пользователя, как это показано на Фиг. 3, что является свидетельствованием о вскрытия емкости.
В данном конкретном варианте выполнения устройства 1 для укупоривания емкости корпус 4 выполнен из ПЭ, кольцо 7 контроля вскрытия емкости выполнено из ПП гильза 12 выполнена из алюминиевой фольги.