РАЗДАТОЧНЫЕ КОЛПАЧКИ ДЛЯ ЕМКОСТЕЙ, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ
DISTRIBUTION CAPS FOR LIQUID CONTAINERS

Настоящее изобретение относится к раздаточным колпачкам для бутылок для жидкостей или других контейнеров. Изобретение, в частности, относится к колпачкам для питья для контейнеров с безалкогольными напитками, в частности газированными напитками, но относится также к раздаточным колпачкам для контейнеров для таких жидкостей, как моющие средства или жидкие пищевые продукты. Такие раздаточные колпачки обычно содержат два отформованных пластмассовых компонента, которые соединены вместе и выполнены с возможностью относительного перемещения между первым положением, в котором бутылка, к которой присоединена крышка, герметична, и вторым положением, в котором внутреннее пространство бутылки соединяется с внешним пространством через по меньшей мере одно отверстие, через которые может протекать жидкость из бутылки. Такие колпачки обеспечивают возможность повторной герметизации и, в случае колпачка для питья, возможность пить из бутылки без удаления колпачка. Однако два отдельных компонента должны быть отформованы отдельно и затем соединены вместе. Это требует затрат времени и средств.
Цельные раздаточные колпачки известны, и в патентном документе DE-G-8518074.2 описан колпачок такого типа, который содержит первую трубчатую часть круглого сечения с первым радиусом для присоединения к горлышку контейнера и вторую трубчатую часть круглого сечения со вторым радиусом, который меньше, чем первый радиус, причем первая трубчатая часть присоединена ко второй трубчатой части посредством выполненной с ними за одно целое упругой кольцевой перемычки, в которой выполнено по меньшей мере одно проточное отверстие и ширина которой равна или больше разности между первым и вторым радиусами. Один конец второй трубчатой части закрыт, и один из элементов, а именно перемычка или внутренняя поверхность первой трубчатой части, соединена с выступающим кольцевым первым уплотнительным выступом, причем первая и вторая трубчатые части соосны и выполнены с возможностью относительного перемещения в осевом направлении между открытым положением, в котором проточные отверстия открыты, и закрытым положением, в котором уплотнительный выступ находится в герметизирующем взаимодействии с другим из указанных элементов, а именно внутренней поверхностью первой трубчатой части или перегородкой, благодаря чему указанные проточные отверстия не могут сообщаться с атмосферой из-за указанного герметизирующего взаимодействия. Однако колпачок, описанный в этом документе, предназначен для раздачи твердых порошковых материалов, а не жидкостей, и не подходит для контейнера с жидкостью по определению, потому что в нем невозможно создать надежное уплотнение для жидкости. Таким образом, когда колпачок находится в закрытом состоянии, поверхности уплотнительного выступа и перемычки находятся в контакте. Такой контакт поверхностей не может обеспечить надежную герметизацию, потому что усилие контакта, по существу, очень низкое и приложено на значительной площади, из-за чего контактное давление чрезвычайно мало. Как известно из практики, невозможно образовать две совершенно гладкие и комплиментарные взаимодействующие поверхности, и неизбежно возникающие при этом промежутки будут означать, что любая жидкость в контейнере будет вытекать.
Целью настоящего изобретения является создание цельного раздаточного колпачка указанного выше типа, описанного в указанном документе, который может использоваться с контейнерами для жидкости, в частности для газированных напитков, и образует надежное уплотнение в закрытом положении.
Согласно настоящему изобретению раздаточный колпачок указанного выше типа для использования с контейнерами для жидкости отличается тем, что первый уплотнительный выступ выполнен за одно целое с внешней поверхностью перемычки и соединен с ней в месте, находящемся между ее концами, как можно видеть на осевом разрезе, или за одно целое с внутренней поверхностью первой трубчатой части, благодаря чему при нахождении колпачка в закрытом положении свободный край первого уплотнительного выступа образует, по существу, линейное уплотнение с внутренней поверхностью первой трубчатой части или внешней поверхностью перемычки. Признаки настоящего изобретения, по существу, означают, что, когда колпачок находится в закрытом положении, перемычка и уплотнительный выступ не находятся в плоском поверхностном контакте, а вместо этого свободный край уплотнительного выступа находится в линейном контакте с внутренней поверхностью первой трубчатой части. Тот факт, что этот контакт, по существу, является линейным, означает, во-первых, что контактное давление много выше, чем в предыдущем документе, и во-вторых, отчасти как результат более высокого давления, что проблемы, являющиеся результатом неровности поверхностей, устраняются. Таким образом, создается надежная герметизация для жидкости.
Таким образом, предложенный раздаточный колпачок содержит две трубчатые части круглого сечения различных радиусов, один конец каждой из которых соединен с соответствующим концом другой посредством упругой перемычки, ширина которой, т.е. длина в целом в радиальном направлении, будет больше, чем разность между двумя указанными радиусами, чтобы обеспечить необходимую возможность относительного перемещения двух трубчатых частей. Трубчатая часть большего радиуса предназначена для соединения с горлышком бутылки или подобного контейнера, в то время как другой конец трубчатой части меньшего радиуса закрыт. В упругой перемычке выполнено по меньшей мере одно, а предпочтительно несколько разделенных промежутками проточных отверстий. Перемычка имеет уплотнительный выступ, соединенный с ее верхней или внешней поверхностью в месте, находящемся посредине между ее концами, как можно видеть на осевом разрезе. Трубчатая часть меньшего диаметра, таким образом, может перемещаться в осевом направлении относительно другой трубчатой части между открытым положением, в котором проточные отверстия открыты, и закрытым положением, в котором уплотнительный выступ находится в герметизирующем взаимодействии с внутренней поверхностью трубчатой части большего диаметра, тем самым герметизируя указанные отверстия со стороны внутреннего пространства трубчатых частей. Это означает, что контейнер, к которому присоединен колпачок для питья, также герметизирован, и жидкость не может выходить из него.
Следует понимать, что когда две трубчатые части находятся в открытом положении и к трубчатой части меньшего диаметра прикладывается сила для ее перемещения в закрытое положение, ее начальное перемещение обязательно приведет к сжатию и/или деформации перемычки благодаря тому, что ее длина всегда больше, чем расстояние между двумя трубчатыми частями. Это сжатие и/или деформация приведут к тому, что восстанавливающая сила перемычки будет приложена к трубчатой части меньшего диаметра, стремясь переместить ее назад к открытому положению. Однако по мере продолжения приложения силы, действующей в направлении закрытия, трубчатая часть меньшего диаметра будет перемещаться поступательно в осевом направлении к закрытому положению. Когда она проходит через положение, в котором перемычка проходит, по существу, в радиальном направлении, сила, действующая со стороны перемычки на трубчатую часть меньшего диаметра, будет стремиться переместить ее к закрытому положению. Трубчатая часть меньшего диаметра, таким образом, фактически является бистабильной, и если к ней не приложена внешняя сила, она будет автоматически перемещаться либо к открытому, либо к закрытому положению. Уплотнительный выступ имеет такое расположение и размеры, что он входит в уплотнительный контакт с противоположной поверхностью на внутренней поверхности трубчатой части большего диаметра до того, как перемычка достигает полностью ненапряженного положения. Это значит, что в закрытом положении уплотнительный выступ поджимается в положение контакта с противоположной поверхностью и образует с ней постоянное, по существу, линейное уплотнение. То, что уплотнительный выступ находится на внешней поверхности перемычки, означает, что, если бы в контейнере возникло давление выше атмосферного, например, в результате выделения двуокиси углерода из газированного напитка, это давление увеличивало бы давление контакта уплотнительного выступа с первой трубчатой частью, тем самым увеличивая целостность уплотнения.
Предпочтительно первый уплотнительный выступ выступает от перемычки в направлении, по существу параллельном оси первой и второй трубчатых частей, когда они находятся в открытом положении. Это очень удобно, потому что дает возможность легко вынимать раздаточный колпачок из пресс-формы в конце процесса литьевого формования в осевом направлении. Это также удобно потому, что перемычка и, таким образом, первый уплотнительный выступ, выполненный с ней за одно целое, обычно поворачиваются на 90° при перемещении из открытого в закрытое положение, что означает, что если первый уплотнительный выступ проходит в осевом направлении, когда колпачок находится в открытом положении, он будет проходить в целом в радиальном направлении, когда колпачок будет находиться в закрытом положении, что означает, что его свободный край образует, по существу, линейное уплотнение с противоположной поверхностью.
В то время как первый уплотнительный выступ может образовывать уплотнение непосредственно с внутренней поверхностью трубчатой части большего диаметра предпочтительно, чтобы на внутренней поверхности первой трубчатой части находился упругий кольцевой второй уплотнительный выступ, который выступает под острым углом к оси первой и второй трубчатых частей и расположен так, что образует уплотнение с первым уплотнительным выступом, когда первая и вторая трубчатая части находятся в закрытом положении. Этот второй уплотнительный выступ немного растягивается в радиальном направлении в результате взаимодействия с первым уплотнительным выступом, и было установлено, что в результате этого дополнительно улучшается целостность уплотнения.
Первый уплотнительный выступ может быть выполнен в виде простой слоистой полосы с одним свободным концом, который образует уплотнение с внутренней поверхностью первой трубчатой части. Однако он может также быть раздвоенным в осевом сечении и, таким образом, иметь два свободных конца, которые оба взаимодействуют с внутренней поверхностью первой трубчатой части в закрытом положении и образуют с ней линейное уплотнение. Это еще больше улучшает целостность уплотнения.
Чтобы позволить пользователю легко обхватывать трубчатую часть меньшего диаметра, чтобы переместить ее из открытого положения в закрытое, предпочтительно, чтобы первая трубчатая часть имела выступающий в радиальном направлении кольцевой буртик.
Чтобы минимизировать риск деформации трубчатой части большего диаметра при механическом контакте в закрытом положении и тем самым разгерметизации соединения, предпочтительно первая трубчатая часть может иметь внешний кольцевой придающий жесткость или упрочняющий буртик, смежный с местом ее соединения с перемычкой. Этот придающий жесткость буртик будет оказывать сопротивление деформирующим силам и, таким образом, минимизировать риск возникновения случайной утечки.
Дальнейшие признаки и детали изобретения будут понятны из следующего описания двух конкретных вариантов выполнения предложенного колпачка для питья, которые приводятся только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, где
Фиг.1 является осевым разрезом одного варианта выполнения колпачка для питья в открытом положении;
Фиг.2 является осевым разрезом колпачка для питья в закрытом положении;
Фиг.3 является видом, аналогичным изображенному на фиг.2, второго варианта выполнения.
Колпачок для питья, показанный на фиг.1 и 2, является цельным изделием, отформованным из полимерного материала, такого как полипропилен, и имеет первую трубчатую часть 2 круглого сечения большего диаметра, которая в некотором месте между ее концами соединена за одно целое с одним концом второй трубчатой части 6 круглого сечения меньшего диаметра посредством упругой, гибкой перемычки 4. Как можно видеть, трубчатая часть 6 имеет диаметр, постепенно возрастающий в направлении вниз.
Большая трубчатая часть 2 выполнена с возможностью присоединения к горлышку бутылки. Для этого ее диаметр может быть, по существу, равен диаметру горлышка бутылки, к которой она должна быть присоединена, или, как в данном случае, она может быть выполнена за одно целое с соединительной частью 8 круглого сечения, имеющей еще больший диаметр, т.е. ее внутренний диаметр, по существу, равен внешнему диаметру горлышка бутылки. Соединительная часть 8 может быть присоединена к бутылке любым удобным способом, но в данном случае она снабжена внутренней резьбой 10 для соединения с соответствующей резьбой на внешней стороне горлышка бутылки. Верхний конец трубчатой части 6 меньшего диаметра закрыт выполненной с ней за одно целое крышкой 14, диаметр которой немного больше диаметра верхнего конца трубчатой части 6, благодаря чему ее радиально наружный край представляет собой выступающий выступ или кромку 16, за которую может взяться пользователь.
Как можно видеть на фиг.1, в упругой перемычке 4 выполнены отверстия 18. Ширина упругой перемычки 4, то есть длина между нижним концом трубчатой части 6 и трубчатой частью 2, больше разности радиусов двух трубчатых частей. Интегрально с верхней или внешней поверхностью перемычки 4, в точке посередине между концами перемычки 4, как видно на осевом разрезе, расположен первый кольцевой уплотнительный выступ 20, который выполнен за одно целое с ее верхней или наружной поверхностью и который проходит, по существу, в осевом направлении, когда колпачок находится в открытом положении, показанном на фиг.1. Второй упругий уплотнительный выступ 22 выполнен за одно целое с внутренней поверхностью верхнего конца большей трубчатой части 2 и проходит как вверх, т.е. в направлении крышки 14, так и вовнутрь в направлении оси колпачка, благодаря чему он образует острый угол с осевым направлением колпачка.
Когда колпачок находится в открытом положении, показанном на фиг.1, трубчатая часть 6 расположена, по существу, внутри трубчатой части 2. Перемычка 4 проходит вниз от трубчатой части 2 и вовнутрь в осевом направлении, и отверстия 18 для протекания жидкости сообщаются с внутренним пространством колпачка, благодаря чему жидкость из контейнера, к которому присоединен колпачок, может вытекать через отверстия 18. Пользователь легко может пить напиток из бутылки, располагая губы вокруг внешней поверхности трубчатой части 2, которая действует в качестве наконечника для питья. Если к колпачку 14 приложить направленную вверх силу, трубчатая часть 6 начинает перемещаться вверх. Результатом этого является сжатие и деформация перемычки 4, при этом ее восстанавливающая сила прикладывается к трубчатой части 6 и стремится переместить ее назад в полностью открытое положение. По мере продолжения действия силы на колпачок 14, трубчатая часть 6 перемещается вверх, пока перемычка не будет проходить примерно горизонтально, т.е. в радиальном направлении. Когда трубчатая часть 6 перемещается через это положение "мертвой точки" и дальше, сила, действующая со стороны перемычки 4 на трубчатую часть 6, направлена вверх. Трубчатая часть 6 продолжает перемещаться вверх, и это сопровождается продолжением поворота перемычки 4. Это перемещение продолжается, пока свободный край уплотнительного выступа 20 не войдет во взаимодействие с поверхностью упругого уплотнительного выступа 22. Это происходит перед тем, как перемычка 4 окажется полностью в ненапряженном состоянии, благодаря чему, когда прекращает действовать направленная вверх сила, приложенная к колпачку 14, сила, создаваемая перемычкой 4, продолжает толкать два уплотнительных выступа в положение контакта друг с другом, и свободный край выступа 20 образует герметичный линейный контакт с поверхностью уплотнительного выступа 22. Эта линия контакта расположена над отверстиями 18 для протекания жидкости, что означает, что эти отверстия изолированы от атмосферы. Внутреннее пространство бутылки, таким образом, герметизировано, и жидкость не может вытекать через отверстия 18. Если напиток газированный, как только колпачок герметизирован, внутреннее давление будет повышаться в верхней части бутылки. Это давление будет действовать на нижнюю сторону перемычки 4 и увеличивать давление контакта между выступами 20 и 22. Это еще более улучшит целостность уплотнения. Если необходимо снова открыть бутылку, к крышке 14 прикладывается сила, направленная вниз, и процесс, описанный выше, проходит в обратном порядке, пока колпачок снова не окажется в открытом положении, показанном на фиг.1.
В модифицированном варианте выполнения, который не показан, свободный конец выступа 20 выполнен раздвоенным, поэтому он контактирует с выступом 22 по двум непрерывным линиям, а не только по одной. Это еще больше улучшает целостность уплотнения.
Модифицированный вариант выполнения, показанный на фиг.3, очень похож на вариант, представленный на фиг.1 и 2, и отличается от него только двумя моментами. Во-первых, отсутствует выступ 22, а выступ 20, расположенный на перемычке 4, взаимодействует с внутренней поверхностью трубчатой части 2. В этом случае верхняя часть 30 трубчатой части 2 наклонена вверх и внутрь и, таким образом, функционирует очень похоже на работу выступа 22. Однако эта часть 30 не обязательно должна иметь такой наклон и может только составлять часть трубчатой части 2, которая проходит параллельно остальной части ее стенки. Во-вторых, колпачок снабжен крышкой 32, имеющей форму колпачка, которая расположена на его внешней поверхности, а нижний конец крышки 32 имеет конструкцию, которая взаимодействует с дополнительной конструкцией на внешней поверхности трубчатой части 2 с образованием защелкивающегося соединения или тугой посадки 34. Эта крышка не только защищает колпачок от пыли, грязи и тому подобного, но и от преждевременного нажатия, тем самым предотвращая преждевременное или случайное открывание бутылки.
В следующем модифицированном варианте выполнения, который не показан, единственный уплотнительный выступ 20 присоединен к внутренней поверхности трубчатой части 2, а не к перемычке 4. Когда колпачок герметично закрыт, свободный край выступа 20 образует линейное уплотнение с верхней поверхностью перемычки 4.