УКУПОРОЧНЫЙ КОЛПАЧОК ИЗ ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА
CORKING CAP FROM POLYMER MATERIAL

Настоящее изобретение касается состоящего из одной или нескольких частей укупорочного колпачка из полимерного материала, предназначенного для крепления на горловине эластичной бутылки для отпуска тиксотропных жидкостей, включающего нижнюю часть с боковой стенкой и покрывной поверхностью, в которой выполнено выпускное отверстие.
Тиксотропные жидкости представляют собой жидкости с неньютоновским характером течения. Типичным примером одной из таких жидкостей является кетчуп. И различные жидкие мыла имеют тиксотропный характер, точно так же, как и многие дисперсные вещества. Сегодня такие жидкости предлагаются в эластичных емкостях из полимерных материалов, снабженных колпачком с так называемой укупорочной мембраной. Колпачки с так называемой укупорочной мембраной приобрели известность во многих вариантах осуществления. Например, можно сослаться на EP-A-545 678, EP-A-442 379, US-A-2 175 052 или же WO-A-2006/119315. Большое преимущество колпачков с укупорочной мембраной следует видеть в том, что уже открытые емкости можно держать вверх дном, и при этом не происходит вытекание жидкости. При давлении на эластичную бутылку укупорочная мембрана деформируется, как в WO 2006/11915, или отверстие, в большинстве случаев имеющее форму прорези, растягивается, и жидкость может быть выдавлена из бутылки, как это показано в вышеназванных документах. Проблема при этом заключается в том, что чем туже натянута мембрана, тем лучше усилие закрытия и тем быстрее затвор закрывается, когда давление на емкость ослабевает. Из-за этого со временем в емкости возникает все большее разрежение, так что, с одной стороны, во время использования происходит все более сильная деформация бутылки, и к тому же необходимо увеличивать требуемое для отпуска жидкости давление. Если укупорочная мембрана натянута менее туго, то возможно, по меньшей мере, частичное повторное затекание соответствующего определенного количества вытесненного воздуха обратно в емкость, но при этом одновременно укупорочный колпачок приобретает тенденцию к подтеканию. К тому же чем туже натянута укупорочная мембрана, тем больше колпачок склонен к взрывообразному открытию под давлением, когда струя выходит с высокой скоростью, что соответственно приводит к разбрызгиванию.
Для снижения остроты этой проблемы на рынок поступают различные сложные укупорочные колпачки с укупорочной мембраной, у которых укупорочная мембрана становится все сложнее по конфигурации, и составная часть чрезвычайно малых размеров становится все более дорогостоящей в отношении монтажа в укупорочном колпачке. Однако у этих сложных укупорочных мембран существует возможность создания эффекта закрытия или, соответственно, открытия имеющей форму прорези затвора, как только возникнет разность давлений между атмосферным давлением и давлением внутри бутылки. Благодаря этой возможности, таким образом, обеспечивается также вентиляция бутылок из полимерных материалов. Эти бутылки из полимерных материалов с укупорочной мембраной, уже из-за одной только разницы материалов, которые должны здесь применяться, а именно, с одной стороны мембрана, которая чаще всего должна изготавливаться из силиконового каучука, а с другой стороны, собственно укупорочный колпачок, который изготовлен из полипропилена, не удается изготавливать сразу в одной и той же машине за один и тот же процесс литься под давлением. К тому же деталь из силиконового каучука является относительно дорогостоящей деталью, и уже по этой причине желательно, чтобы эта деталь имела как можно меньшие размеры. Однако в связи с малыми размерами этой детали и одновременно из-за ее высокой эластичности механизированный монтаж чрезвычайно сложен и чреват погрешностями.
Упомянутые здесь укупорочные колпачки из полимерных материалов с укупорочной мембраной известны, например, из EP 1 216 932 или DE-A-196 406 29. Но колпачки такого рода предназначены не только для тиксотропных жидкостей, а практически для всех жидкостей, за исключением жидкостей с очень низкой вязкостью или жидкостей с содержанием углекислоты. В случае укупорочного колпачка, предлагаемого изобретением, ограничились созданием колпачка, который не обладает вышеназванными недостатками, но применение которого одновременно ограничивается тиксотропными жидкостями. Под тиксотропией понимается свойство неньютоновской жидкости при постоянном сдвиге через определенное время уменьшать свою вязкость. После снятия сдвиговой нагрузки исходная вязкость снова восстанавливается. Другими словами, чем дольше перемещается тиксотропная жидкость, тем более текучей она становится, при этом чаще всего также имеет место тот факт, что чем быстрее выполняется перемещение, тем быстрее уменьшается вязкость. Другими словами, обеспечивается условие, что если при таком укупорочном колпачке направление потока изменяется и течение ускоряется, то достигается хорошая текучесть тиксотропной жидкости, тогда как одновременно при малой вязкости достаточно простого затвора в направлении течения для предотвращения вытекания. В изобретении были использованы эти знания, и в итоге создан укупорочный колпачок из полимерного материала, который чрезвычайно экономичен и прост в изготовлении и монтаже, и даже может быть изготовлен в виде цельной детали.
Это решение для укупорочного колпачка, в котором простым образом используется текучесть тиксотропных жидкостей, следует из признаков пункта 1 формулы изобретения. Другие предпочтительные варианты осуществления вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения.
На чертежах изображен один из предпочтительных примеров осуществления предмета изобретения, а в последующем описании он поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
фиг.1 - диаметральное вертикальное сечение нижней части укупорочного колпачка из полимерного материала согласно одному из вариантов осуществления изобретения, в положении, в котором он изготавливается в форме для литья пластмасс под давлением,
фиг.2 - нижняя часть по фиг.1, в том же положении, однако повернутая на угол 45°;
фиг.3 - нижняя часть по фиг.2, однако в положении использования;
фиг.4 - изображение по фиг.1, также в положении использования;
фиг.5 - укупорочный колпачок из полимерного материала с иначе расположенными язычками в смонтированном состоянии или, соответственно, положении использования, вид снизу;
фиг.6 - на вертикальном диаметральном сечении в полностью смонтированном, снабженном крышкой состоянии;
фиг.7 - горизонтальное сечение вдоль линии A-A на фиг.6;
фиг.8 - изображение в перспективе нижней части укупорочного колпачка из полимерного материала в положении, показанном на фиг.1, однако в варианте осуществления, показанном на фиг.5-7;
фиг.9 - цельный укупорочный колпачок из полимерного материала с крышкой в открытом положении в смонтированном состоянии и
фиг.10 - тот же укупорочный колпачок из полимерного материала по фиг.9 в диаметральном вертикальном сечении.
В изображенном здесь варианте осуществления укупорочный колпачок из полимерного материала в целом обозначен позицией 1, а нижняя часть - позицией 2. Нижняя часть 2 имеет боковую стенку 3, которая в концевой части закрывается покрывной поверхностью 4. В покрывной поверхности 4 выполнено выпускное отверстие 5. Покрывная поверхность 4 может быть, как изображено на фигурах, снабжена возвышением 7. Если возвышение 7 нежелательно, то же самое изобретение можно без затруднений реализовать, сместив практически всю конструкцию возвышения 7 со всеми расположенными в ней элементами под покрывную поверхность 4 в направлении горловины бутылки. Но такой вариант на фигурах не показан. В принципе, изображение осталось бы прежним, только возвышение полностью смещается вниз до тех пор, пока его поверхность или, соответственно, его покрывная поверхность 4′ не окажется на одной линии с покрывной поверхностью 4 нижней части 2. С нижней стороны покрывной поверхности 4 выполнен кольцевой крепежный буртик 10. Он служит исключительно для герметизации относительно горловины бутылки и может служить для крепления запечатывающей фольги 30.
В этом варианте осуществления в покрывной поверхности 4' возвышения 7 выполнена кольцевая канавка 9 вокруг выпускного отверстия 5. Однако в изображенном здесь примере она проходит не под покрывной поверхностью 4′ возвышения 7. Возвышение 7 имеет окружную боковую стенку 20. С нижней стороны покрывной поверхности 4′ возвышения 7 в осевом продолжении выпускного отверстия 5, примерно на одной линии с его внутренней стенкой, выполнено несколько подкосов 21, которые также проходят в осевом направлении. Эти осевые подкосы 21 на фиг.2 изображены проходящими в плоскости сечения. Обычно предусматривается примерно четыре таких подкоса 21. Эти подкосы удерживают закрытую сверху полую шейку 22. Полая шейка 22 имеет перекрытие 23. Шейка 22 в диаметре, по меньшей мере, приблизительно равна выпускному отверстию 5.
С внутренней стороны окружной боковой стенки 20 возвышения 7 выполнены элементы опорной поверхности 12. Эти элементы здесь выполнены в виде поворачивающихся язычков 24. Эти язычки 24, которые, как уже упомянуто, являются элементами опорной поверхности 12, предпочтительно соединены пленочными шарнирами 25 с внутренней поверхностью кольцевой боковой стенки 20 возвышения 7. Благодаря этим упругим пленочным шарнирам 25 язычки 24 могут перемещаться к шейке 22 и зажимаются полой шейкой 22. Так возникает соединение с силовым замыканием. Предпочтительно, однако, если на уплотнительной шейке выполнен окружной опорный буртик 26. Этот опорный буртик 26 гарантирует, что язычки 24 фиксируются на полой шейке 22 не только с силовым замыканием, но и входя в зацепление и образуя тем самым геометрическое замыкание.
В принципе, язычки могли бы быть устроены так, чтобы они полностью герметично прилегали друг к другу. Если бы это было так, то в язычках 24 должны были бы быть выполнены проходящие в осевом направлении сквозные отверстия 13. Этот вариант хотя и возможен, однако технологически очень сложен. Вместо этого язычки 24 выполнены несколько более узкими, так что между ними остаются свободными щелевидные сквозные отверстия 27. Эти щелевидные сквозные отверстия 27 представляют собой проходящие в осевом направлении сквозные отверстия. Таким образом, опорная поверхность 12 состоит, с одной стороны, из перекрытия 23 полой шейки 22, а с другой стороны, из язычков 24, которые являются элементами этой опорной поверхности 12.
Как уже было упомянуто при кратком описании чертежей, на фиг.1 и 2 показано положение изготовления нижней части 2. В этом положении изготовления или, соответственно, литья под давлением язычки 24 проходят наискосок вниз к центральной оси. Для этого достаточно в нижней части формы для литья под давлением иметь отдельно передвигаемую по центру часть. После открытия формы сначала отводится наружная часть, в то время как внутренняя часть формы остается в своем положении. Когда наружная часть нижней формы отведена, то может быть вынута внутренняя часть нижней формы для литья под давлением, при этом одновременно язычки 24 поворачиваются наружу.
При таком предлагаемом изобретением варианте осуществления под покрывной поверхностью 4′ возвышения 7, но над опорной поверхностью 12, которая образована язычками 24, образуется пространство 17. Здесь на опорную поверхность 12 действует статическое гидравлическое давление содержимого бутылки, и неньютоновский характер течения приводит к тому, что даже в открытом состоянии укупорочного колпачка вытекание тиксотропной жидкости не происходит. При давлении на эластичную емкость тиксотропная жидкость течет сквозь щелевидные сквозные отверстия 27, которые наиболее отчетливо изображены на фиг.5. Затем жидкость, текущая в осевом направлении, попадает в пространство 17, после чего это пространство заполняется и жидкость течет между подкосами 21 и полой шейкой. Таким образом, благодаря сужению возникает эффект Бернулли, и пространство 17 вследствие восстановления формы эластичной бутылки опорожняется практически по принципу Вентури. Чтобы эти эффекты возникли, в принципе площадь поперечного сечения выпускного отверстия 5 должна быть меньше, чем сумма площадей щелевидных сквозных отверстий 27. Следовательно, что касается пространства 17, сквозные отверстия 27 в направлении вытекания должны быть больше, чем площадь поперечного сечения выпускного отверстия 5. Таким образом, в направлении вытекания обеспечивается условие, что, несмотря на тиксотропию жидкости, необходимые для выжимания жидкости из бутылки усилия не слишком велики, что имеет место, например, при лабиринтных выпускных отверстиях, которые применяются обычно, например, для некоторых дозировочных устройств. В противоположном направлении при возврате воздуха в бутылку соответственно вытесненному объему за счет соотношений размеров выпускного отверстия и сквозных отверстий 27 достигается высокая скорость потока, при этом наиболее оптимальным образом она реализуется за счет сужений поперечных сечений.
Как уже упомянуто ранее, на фиг.9 и 10 изображен цельный шарнирный укупорочный колпачок из полимерного материала. Этот колпачок изготавливается методом литья под давлением как цельная деталь, а крышка 6 присоединена здесь через пленочный шарнир 18 с расположенными по его бокам перемычками 19. В этом варианте укупорочный колпачок из полимерного материала представляет собой колпачок с защелкивающимся шарниром. Кроме того, в крышке 6 выполнен уплотнительный стержень 28, который в закрытом состоянии колпачка входит в выпускное отверстие 5, обеспечивая уплотнение. Это наиболее отчетливо видно на фиг.6, где показан состоящий из двух частей укупорочный колпачок из полимерного материала в вертикальном диаметральном сечении, причем в закрытом состоянии. Но здесь речь идет не о шарнирном укупорочном колпачке или колпачке с защелкивающимся шарниром, а о простом завинчивающемся колпачке. В частности, на фиг.6, где изображено сечение вдоль линии A-A, отчетливо различимо также расположение подкосов 21. Между этими подкосами 21 жидкость течет в радиальном направлении над опорной поверхностью 12 в выпускное отверстие 5. На фиг.6 наиболее отчетливо видно, что в этом исполнении, взятом в качестве варианта, язычки 24 выполнены не с внутренней стороны кольцевой боковой стенки 20, а здесь эта кольцевая боковая стенка 20 имеет направленное немного вниз продолжение 29, и к его нижнему периферийному краю, в свою очередь, присоединены через пленочные шарниры 25 язычки 24. Соответственно этот вариант осуществления в перспективном изображении, как показано на фиг.8, в несмонтированном состоянии выглядит несколько иначе. В остальном и этот вариант осуществления, показанный на фиг.5-10, практически соответствует примеру осуществления, показанному на фиг.1-4. Из-за различного расположения язычков 24 опорные поверхности в двух названных вариантах проходят по-разному. В одном случае опорная поверхность 12 проходит воронкообразно в верхнем направлении, как это видно на фиг.3 и 4, в то время как в другом случае опорная поверхность 12, хотя и имеет также воронкообразную форму, но направлена, наоборот, широким отверстием к горловине бутылки. Однако на принцип действия предлагаемого изобретением укупорочного колпачка из полимерного материала это не оказывает никакого влияния.
Перечень позиций
1 Укупорочный колпачок из полимерного материала
2 Нижняя часть
3 Боковая стенка
4 Покрывная поверхность; 4′ Покрывная поверхность возвышения
5 Выпускное отверстие
6 Крышка
7 Возвышение
8 Носик
9 Кольцевая канавка
10 Кольцевой крепежный буртик
12 Опорная поверхность
17 Пространство
18 Пленочный шарнир
19 Перемычки
20 Кольцевая боковая стенка возвышения 7
21 Подкосы
22 Полая шейка
23 Перекрытие
24 Язычки, элементы опорной поверхности
25 Пленочные шарниры
26 Опорный буртик
27 Щелевидные сквозные отверстия
28 Уплотнительная шейка
29 Продолжение
30 Запечатывающая фольга