СПОСОБ ГЕРМЕТИЧНОЙ УКУПОРКИ ОДНОРАЗОВОГО СТАКАНА С ОТБОРТОВКОЙ И КРЫШКА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ВАРИАНТЫ)
METHOD OF HERMETIC CLOSURE OF THE DISPOSABLE CUP WITH FLANGING AND COVER TO REALIZE SAID METHOD (VERSIONS)

Настоящие изобретения относятся к конструкции крышек и технологии герметичной укупорки одноразовых, как правило, бумажных или пластиковых стаканов, наполненных сыпучими, пастообразными, текучими или жидкими продуктами, в том числе, горячими напитками.
Крышку на одноразовом стакане можно зафиксировать по-разному. Например, за счет линейного контакта соединяемых элементов по их периметру с образованием натяга, обеспечивающего простейшую фиксацию крышки на кромке стакана - см. описание изобретения к патенту РФ №2345939 от 06.08.2004, МПК B65D 51/24, B65D 43/08, B65D 81/00, опубл. 10.02.2009, Бюл. №4, - фиг. 7 и 13. Настоящая крышка технологична в изготовлении.
Иная фиксация обеспечивается за счет конгруэнтности поверхности контакта соединяемых объемных поверхностей - см. описание изобретения к патенту США №8196772 от 17.04.2009, НKл. 220/669, МПK B65D 8/04, B65D 3/00, A47G 19/22, опубл. 12.06.2012, - фиг. 5 и 7. Такая крышка является сложной в изготовлении.
В результате, упомянутые крышки и способы их фиксации на стаканах не обеспечивают надежную герметичность соединений.
Известны иные конструкции крышек для укупорки одноразовых стаканов, решающие задачу обеспечения герметичности соединений.
В частности, известна крышка контейнера, типа бумажного стаканчика, для напитков, которая съемным образом установлена на его открытой части, и содержащая нижнюю и верхнюю части, причем в собранном положении верхняя часть выполнена с возможностью поворота относительно нижней части для совмещения их выпускных отверстий, при этом с кромкой стаканчика взаимодействует сформированная по окружности установочная полка нижней части крышки, внутренняя сторона которой включает защелкивающиеся кнопки, предназначенные для защелкивания на кромке стаканчика, при этом соседние защелкивающиеся кнопки отделены друг от друга посредством ребер, выступающих из наружной стороны нижней части крышки [Описание изобретения к патенту РФ №2496698 от 13.10.2008, МПK B65D 47/26, опубл. 27.10. 2013, бюл. №30]. Крышка выполнена с возможностью повторного закрытия и раскрытия, и ее конструкция гарантирует непроницаемость для жидкости, даже если человек роняет наполненный стаканчик на пол.
Недостатком настоящей крышки является то, что герметичность укупорки стаканчика обеспечивается за счет множества защелкивающихся кнопок, которые суммарно обеспечивают очень качественное соединение крышки с кромкой. Однако, стоит приложить эксцентричное усилие на один из краев, как крышка без труда снимается. Подобное усилие возникает, как правило, и при падении стаканчика на пол, когда гидравлический удар от содержимого передается не распределенно (т.е. равномерно) по всему периметру контакта крышки с кромкой стаканчика, но сосредоточенно - на локальный участок, - что означает гарантированное раскрытие соединения и выплескивание содержимого.
Кроме этого, наличие множества кнопок и ребер со сквозными выемками, закрытыми верхней (подвижной) частью крышки подразумевают бесконтрольный сбор различных загрязнений и остатков содержимого стаканчика. Все это предполагает, что известная крышка является одноразовой, а это подразумевает значительные объемы ее утилизации.
Укупорка наполненного стаканчика с использованием известной крышки по патенту РФ №2496698 включает установку стаканчика на стол, охват его тела пальцами одной руки, установку наклоненной крышки на кромку стакана другой рукой для обеспечения их начального контакта и плавное опускание вздернутой части крышки до полного замкнутого контакта по всему периметру кромки.
Последующий съем крышки с кромки стаканчика, в случае необходимости, осуществляется в последовательности, обратной процессу укупорки - с приложением сосредоточенной силы к одному краю крышки.
Недостатком настоящей технологии является то, что в процессе укупорки стаканчика и съема крышки применяется эксцентричное приложение значительных усилий, что приводит к появлению опрокидывающего момента на стаканчике. Недостаточно крепкое и недостаточно надежное удержание наполненного стаканчика, при отсутствии соответствующих навыков, может привести к его опрокидыванию. Безусловно, это относится к рядовым потребителям и никак не связано с профессиональными навыками работников системы общественного питания.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является крышка-адаптер для одноразового стакана с отбортовкой (бортом), проходящей вокруг его открытого конца, позволяющая ребенку пить без боязни пролить содержимое. Крышка имеет связанную с ее корпусом кольцевую манжету (т.н. фиксирующий ободок), которая поддерживает стакан, зацепляя нижнюю часть его отбортовки. Корпус крышки съемно зацепляется с манжетой и имеет кольцевой фланец (т.н. посадочную поверхность) чтобы упираться во внутреннюю стенку стакана, когда крышка входит в зацепление с кольцевой манжетой, что происходит путем упругого защелкивания создаваемого соединения, с образованием в стакане уплотнения для текучей среды [Описание изобретения к патенту США №7156253 от 17.03.2003, НKл. 220/375, МПK A47G 19/22 B65D 55/16, опубл. 02.01.2007].
Учитывая конструкцию упругого соединения крышки с манжетой можно с уверенностью предположить, что материалом крышки является специальная, достаточно дорогая резина, иначе невозможно обеспечить обратные углы конструктивных элементов сложно-пространственной детали при ее отливке. Такая конструкция крышки является достаточно надежной, однако здесь требуется высокая точность литья, при этом все равно не гарантируется возможность равномерного деформирования отбортовки упругоподатливой кольцевой манжетой или даже ее локального смятия при формировании соединения, так как резина, это достаточно мягкий и эластичный материал. То же самое может произойти и в случае изменения типоразмера обширной номенклатуры одноразовых бумажных стаканов. Таким образом, герметичность крышки на стакане обеспечивается за счет сил трения, строгого соответствия крышки типоразмеру стакана и далее за счет их квалифицированной сборки, что рядовому потребителю обеспечить затруднительно. А отсутствие замкового соединения в зоне контакта элементов крышки может привести к их автоматическому раскрытию от неконтролируемых внешних воздействий, типа гидравлического удара содержимого от падения стакана на пол. Положение усугубляется, если на соединяемых поверхностях элементов крышки в процессе укупорки образовался конденсат, выполняющий в соединении функцию смазки. Поскольку части изделия соединены упругой перемычкой, то при закрывании стакана она стремится раскрыть крышку.
Кроме этого литье из пищевой резины - это дорогой и плохо поддающийся автоматизации процесс, изделия из нее недолговечны, поэтому эти изделия редко применяются в быту.
Укупорка наполненного стакана с использованием известной крышки по патенту США №7156253 включает ориентацию крышки и освобождение кольцевой манжеты для прохода нижней части стакана, который удерживают одной рукой, продевают в отверстие манжеты и ставят на стол. Используя пальцы двух рук манжету подтягивают к отбортовке и одновременно большим пальцем одной руки подводят крышку к ее ближайшему участку, после чего на нее накладывают большой палец второй руки и последовательно обжимают соединение, буквально, до контакта ногтевых фаланг больших пальцев.
Последующий съем крышки с кромки стакана, в случае необходимости, осуществляется с приложением силы к одному краю крышки для вывода из зацепления манжеты и далее в последовательности, обратной процессу укупорки.
Усилие на преодоление сил трения в кольцевом соединении может оказаться значительным, что в сочетании с мягкой от высокой температуры содержимого стенкой стакана может привести к его неконтролируемой деформации. А в случае с наполненным стаканом это неизбежно приведет к выплескиванию содержимого на стол, на колени и т.д. Кроме этого, при
использовании крышки рядовым потребителем затруднительно обеспечить гигиеничность создаваемого соединения, т.к. в процессе такой сборки пальцы невольно будут касаться контактных поверхностей, как крышки, так и стакана.
Задача, решаемая изобретениями и достигаемый технический результат, заключаются в создании универсальной крышки для гигиеничной и герметичной укупорки одноразовых стаканов с отбортовками нескольких типов, технологичной в изготовлении, простой и надежной в процессе установки на стакан.
Кроме этого обеспечивается возможность последующего съема крышки со стакана без потери ее потребительских свойств и повторного использования на других стаканах.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в первом варианте крышки для герметичной укупорки одноразового стакана с отбортовкой, включающей корпус с посадочной поверхностью и наружным перекрытием и связанный с корпусом фиксирующий ободок, выполненный с возможностью неподвижной фиксации на корпусе с образованием замкнутой полости для размещения отбортовки стакана, корпус содержит на своей боковой поверхности открытую кольцевую полость с кольцевой стенкой, на которой расположены, по меньшей мере, два фиксирующих отверстия, фиксирующий ободок выполнен с образованием двух разомкнутых упругих ветвей, на которых располагаются фиксирующие выступы для взаимодействия с фиксирующими отверстиями кольцевой стенки, при этом фиксирующий ободок связан с корпусом посредством шарнирного соединения.
Кроме этого:
- соединение фиксирующего ободка с корпусом, фиксирующие выступы разомкнутых упругих ветвей фиксирующего ободка и фиксирующие отверстия кольцевой стенки в собранном для герметичной укупорки виде равномерно разнесены по окружности посадочной поверхности корпуса;
- упругие ветви фиксирующего ободка снабжены упорами для взаимодействия с кромкой кольцевой стенки корпуса;
- наружное перекрытие корпуса снабжено отверстием для извлечения содержимого стакана;
- наружное перекрытие корпуса снабжено, по меньшей мере, одним отверстием для сообщения полости стакана с атмосферой;
- наружное перекрытие корпуса выполнено глухим.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата во втором варианте крышки для герметичной укупорки одноразового стакана с отбортовкой, включающей корпус с посадочной поверхностью и наружным перекрытием и связанный с корпусом фиксирующий ободок, выполненный с возможностью неподвижной фиксации на корпусе с образованием замкнутой полости для размещения отбортовки стакана, корпус содержит на своей боковой поверхности открытую кольцевую полость с кольцевой стенкой, на которой расположены, по меньшей мере, два фиксирующих отверстия, фиксирующий ободок выполнен с образованием двух разомкнутых упругих ветвей, на которых располагаются фиксирующие выступы для взаимодействия с фиксирующими отверстиями кольцевой стенки, при этом фиксирующий ободок с корпусом выполнены в виде единой детали, фрагменты которой соединены перемычкой с прямолинейной биговочной канавкой, открытая полость которой выполнена со стороны, противоположной расположению посадочной поверхности корпуса.
Кроме этого:
- соединение фиксирующего ободка с корпусом, фиксирующие выступы разомкнутых упругих ветвей фиксирующего ободка и фиксирующие отверстия кольцевой стенки в собранном для герметичной укупорки виде равномерно разнесены по окружности посадочной поверхности корпуса;
- упругие ветви фиксирующего ободка снабжены упорами для взаимодействия с кромкой кольцевой стенки корпуса;
- наружное перекрытие корпуса снабжено отверстием для извлечения содержимого стакана;
- наружное перекрытие корпуса снабжено, по меньшей мере, одним отверстием для сообщения полости стакана с атмосферой;
- наружное перекрытие корпуса выполнено глухим.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата в способе герметичной укупорки одноразового стакана с отбортовкой, включающем установку крышки на его открытую часть и ее герметичную фиксацию с использованием отбортовки стакана, крышка выполнена согласно любому из двух вышеописанных вариантов реализации, при этом, стакан ставят на твердую поверхность, а после установки крышки на его открытую часть крышку прижимают для исключения опрокидывания стакана, упругие ветви фиксирующего ободка последовательно или одновременно подводят к наружной стенке стакана и заводят на него с последующим охватом, после чего упругие ветви путем их дальнейшего поворота неподвижно фиксируют в полости кольцевой стенки крышки путем взаимодействия фиксирующих выступов фиксирующего ободка с фиксирующими отверстиями кольцевой стенки с одновременным деформированием отбортовки стакана, вследствие чего посадочная поверхность вступает в плотный контакт с внутренней поверхностью стенки стакана, обеспечивая гарантированную герметичность соединения между ними.
Кроме этого:
- отбортовку стакана деформируют в замкнутой полости одновременно, по меньшей мере, в месте соединения фиксирующего ободка с корпусом и местах фиксации выступов упругих ветвей фиксирующего ободка с фиксирующими отверстиями кольцевой стенки;
- способ выполнен с возможностью последующей разборки стакана и крышки в последовательности, обратной процессу укупорки, при этом упругие ветви фиксирующего ободка одновременно или последовательно выводят из неподвижного зацепления с кольцевой стенкой крышки, путем вывода фиксирующих выступов упругих ветвей из зацепления с соответствующими фиксирующими отверстиями.
Изобретения иллюстрируются чертежами, где:
- на фиг. 1 показан первый вариант крышки для герметичной укупорки одноразового стакана с отбортовкой - вид сбоку;
- на фиг. 2 - вид крышки фиг. 1 сверху;
- на фиг. 3 - вид крышки фиг. 1 с другого бока в перевернутом виде;
- на фиг. 4 - вид крышки фиг. 1 снизу;
- на фиг. 5 - вид крышки фиг. 1 спереди;
- на фиг. 6 - вид крышки фиг. 1 сзади;
- на фиг. 7 показан второй вариант крышки для герметичной укупорки одноразового стакана с отбортовкой - вид сбоку;
- на фиг. 8 - вид крышки фиг. 7 сверху;
- на фиг. 9 - вид крышки фиг. 7 с другого бока в перевернутом виде;
- на фиг. 10 - вид крышки фиг. 7 снизу;
- на фиг. 11 - вид крышки фиг. 7 спереди;
- на фиг. 12 - вид крышки фиг. 7 сзади;
- на фиг. 13 изображен общий вид крышки для обоих вариантов в аксонометрической проекции;
- на фиг. 14-21 показана последовательность технологии герметичной укупорки крышкой фиг.13 одноразового стакана с отбортовкой;
- на фиг. 22 показан вид сбоку шарнирного соединения первого варианта крышки с одноразовым стаканом;
- на фиг. 23 показан вид сбоку биговочного соединения второго варианта крышки с одноразовым стаканом;
- на фиг. 24 - вид сверху шарнирного соединения фиг. 22;
- на фиг. 25 - вид сверху биговочного соединения фиг. 23;
- на фиг. 26 - вид снизу шарнирного соединения фиг. 22;
- на фиг. 27 - вид снизу биговочного соединения фиг. 23;
- на фиг. 28 и фиг.29 показан процесс герметичной укупорки одноразового стакана с круглой отбортовкой;
- на фиг. 30 и фиг. 31 показан процесс герметичной укупорки одноразового стакана с плоской условно горизонтальной отбортовкой.
Следует отметить, что под термином «герметичная укупорка» следует понимать случай, когда создаваемое соединение крышка-стакан обеспечивает надежную герметичность сборки вплоть до момента принудительного разрушения одноразового стакана, как наиболее слабого элемента механического соединения.
Термин «биговочная» (канавка) образован от нем. biegen (биген) - гнуть, сгибать, огибать, поворачивать, гнуться, сгибаться, делать изгиб (широко известен в полиграфии, где означает - выдавливать линии перегиба, т.н. биговки). По тексту настоящего описания означает специальное конструктивное соединение элементов крышки с целью их последующего, в том числе неоднократного, перегиба без разрушения с обеспечением прочного механического соединения.
Крышка 1 для герметичной укупорки одноразового стакана 2 с наиболее распространенными круглой 3 или плоской 4 отбортовками по первому варианту включает корпус 5 с посадочной поверхностью 6 и наружным перекрытием 7 и связанный с корпусом 5 фиксирующий ободок 8, выполненный с возможностью неподвижной фиксации на корпусе 5 с образованием замкнутой по сечению полости 9 для размещения отбортовки 3 или отбортовки 4 стакана 2, ПРИ ЭТОМ корпус 5 содержит на своей боковой поверхности открытую кольцевую полость 10 с кольцевой стенкой 11, на которой расположены, по меньшей мере, два фиксирующих отверстия 12, фиксирующий ободок 8 выполнен с образованием двух разомкнутых упругих ветвей 13 и 14, на которых располагаются, например, унифицированные фиксирующие выступы 15 для взаимодействия с фиксирующими отверстиями 12 кольцевой стенки 11, при этом фиксирующий ободок 8 связан с корпусом 5 посредством шарнирного соединения 16.
Кроме этого шарнирное соединение 16 фиксирующего ободка 8 с корпусом 5, фиксирующие выступы 15 разомкнутых упругих ветвей 13 и 14 фиксирующего ободка 8 и фиксирующие отверстия 12 кольцевой стенки 11 в собранном для герметичной укупорки виде равномерно разнесены по окружности посадочной поверхности 6 корпуса 5, при этом упругие ветви 13 и 14 фиксирующего ободка 8 снабжены упорами 17 для взаимодействия с кромкой 18 кольцевой стенки 11 корпуса 5.
Количество фиксирующих выступов 15 на разомкнутых упругих ветвях 13 и 14 фиксирующего ободка 8 должно быть четным - два, четыре и т.д. Такое количество можно без труда равномерно распределить на упругих ветвях 13 и 14 и, соответственно, обеспечить равномерность деформации отбортовок 3 или 4 по периметру кромки стакана 2, а, следовательно, обеспечить большую надежность герметизируемого соединения.
Наружное перекрытие 7 корпуса 5 может быть выполнено глухим (условно показано на фиг. 13-21), в том числе прозрачным, а также может быть снабжено отверстием 19 для извлечения содержимого стакана 2 (показано условно из-за многообразия типовых конструктивных исполнений) и/или, по меньшей мере, одним отверстием 20 для сообщения полости стакана 2 с атмосферой.
Крышка 1 для герметичной укупорки одноразового стакана 2 с такими же наиболее распространенными отбортовками 3 или 4 по второму варианту также включает корпус 5 с посадочной поверхностью 6 и наружным перекрытием 7 и связанный с корпусом 5 фиксирующий ободок 8, выполненный с возможностью неподвижной фиксации на корпусе 5 с образованием замкнутой по сечению полости 9 для размещения отбортовки 3 или отбортовки 4 стакана 2, ПРИ ЭТОМ корпус 5 содержит на своей боковой поверхности открытую кольцевую полость 10 с кольцевой стенкой 11, на которой расположены, по меньшей мере, два фиксирующих отверстия 12, фиксирующий ободок 8 выполнен с образованием двух разомкнутых упругих ветвей 13 и 14, на которых располагаются, например, унифицированные фиксирующие выступы 15 для взаимодействия с фиксирующими отверстиями 12 кольцевой стенки 11, причем фиксирующий ободок 8 с корпусом 5 выполнены в виде единой детали, фрагменты которой соединены перемычкой 21 с прямолинейной биговочной канавкой 22, открытая полость которой выполнена со стороны, противоположной расположению посадочной поверхности 6 корпуса 5 (и/или со стороны расположения фиксирующих выступов 15 фиксирующего ободка 8).
Биговочное соединение - та же перемычка 21, - фиксирующего ободка 8 с корпусом 5, фиксирующие выступы 15 разомкнутых ветвей фиксирующего ободка 8 и фиксирующие отверстия 12 кольцевой стенки 11 в собранном для герметичной укупорки виде равномерно разнесены по окружности посадочной поверхности корпуса.
В остальном конструктивное исполнение второго варианта крышки аналогично первому варианту.
Способ герметичной укупорки одноразового стакана 2 с отбортовкой 3 или отбортовкой 4 включает установку крышки 1 на открытую часть стакана 2 и ее герметичную фиксацию с использованием отбортовок 3 или 4.
Несмотря на то, что крышка 1 может быть реализована в двух вариантах исполнения, процесс укупорки унифицирован - стакан 2 ставят на твердую поверхность, например, крышку стола, а после установки крышки 1 на открытую часть стакана 2 ее прижимают для исключения опрокидывания стакана 2, упругие ветви 13 и 14 фиксирующего ободка 8 последовательно или одновременно подводят к наружной стенке стакана 2 и заводят на него с последующим охватом, после чего упругие ветви 13 и 14 путем их дальнейшего поворота неподвижно фиксируют на кольцевой стенке 11 крышки 1 по ее периметру с одновременным деформированием отбортовок 3 и 4 - упругим смятием отбортовки 3 или упругим изгибом отбортовки 4.
Отбортовку 3 или 4 стакана 2 деформируют в замкнутой полости 9 одновременно по всему периметру кольцевой полости 10 или, в крайнем случае, в месте шарнирного/биговочного соединения фиксирующего ободка 8 с корпусом 5 и местах фиксации выступов 15 упругих ветвей 13 и 14 фиксирующего ободка 8 с фиксирующими отверстиями 12 кольцевой стенки 11 (в трех «точках»). Таким образом, стенка стакана 2, буквально, натягивается на посадочную поверхность 6 корпуса 5, обеспечивая гарантированную герметичность соединения.
Экспериментально установлено, что при укупорке бумажного стакана 2 крышку 1 следует устанавливать с совмещением шарнирного/биговочного соединения с его продольным нахлесточным швом. Это связано с тем, что при потреблении из такого стакана 2 горячих или теплых напитков при «неправильной» ориентации за счет перепада толщины стенок в нахлесточном соединении не исключено капиллярное подтекание жидкости. При укупорке полимерных стаканов 2 никаких дополнительных особенностей не выявлено.
Полученное соединение стакана 2 с крышкой 1 по любому из вариантов подразумевает возможность их последующей разборки в последовательности, обратной процессу укупорки, при этом упругие ветви 13 и 14 фиксирующего ободка 8 одновременно или последовательно выводят из неподвижного зацепления с кольцевой стенкой 11 крышки 1, путем вывода фиксирующих выступов 15 упругих ветвей 13 и 14 из зацепления с соответствующими фиксирующими отверстиями 12 посредством воздействия на них ногтевыми фалангами пальцев рук.
Таким образом, конструкция крышки 1 в случае необходимости обеспечивает возможность, как укупорки стакана 2, так и последующий съем, т.е. монтаж-демонтаж (сборку-разборку) соединения.
Проанализируем существенные признаки изобретений.
Разделение фиксирующего ободка 8 на две упругие ветви 13 и 14 позволяет обеспечить максимально возможную в таких случаях гигиеничность процесса укупорки стакана 2 - отбортовка 3 или 4 никоим образом не соприкасается с пальцами рук. Снижается количество перемещений и ориентаций стакана 2 и крышки 1 при осуществлении процесса укупорки, что упрощает его в целом.
Посадка фиксирующих выступов 15 упругих ветвей 13 и 14 фиксирующего ободка 8 в фиксирующие отверстия 12 кольцевой стенки 11 обеспечивает надежное замковое соединение с гарантированным натягом стакана 2 на посадочную поверхность 6 корпуса 5 за счет направленной деформации отбортовок 3 или 4 по всему периметру кольцевой полости 10 корпуса 5 крышки 1 или, по меньшей мере, в локальных зонах шарнирного/биговочного (16/21) соединения элементов крышки 1 и зонах фиксации выступов 15 в отверстиях 12 кольцевой стенки 11 корпуса 5, если жесткость отбортовки 3 или 4 стакана 2 по ряду причин будет превышать жесткость упругих ветвей 13 и 14 фиксирующего ободка 8. Последнему способствует равномерное распределение силовых элементов по окружности посадочной поверхности 6 крышки 1.
Упругие ветви 13 и 14 фиксирующего ободка 8 снабжены упорами 17 для взаимодействия с кромкой 18 кольцевой стенки 11 корпуса 5. Это обеспечивает точность и законченность сборки при укупорке стакана 2, а также облегчает последующую разборку созданного соединения.
Все перечисленное исключает самопроизвольное раскрытие соединения без его механического разрушения, даже в случаях непроизвольного падения укупоренного стакана 2, например, на пол, с возникновением направленного в сторону наружного перекрытия 7 гидравлического удара. То же самое относится к использованию стакана 2 с крышкой 1 маленькими детьми, которые не всегда могут контролировать их использование по прямому назначению.
Биговочное соединение посредством перемычки 21 фиксирующего ободка 8 с корпусом 5 позволяет обеспечить высокую технологичность изготовления крышки 1, как единой детали при минимальных издержках.
Шарнирное соединение 16 фиксирующего ободка 8 с корпусом 5 является менее технологичным, поскольку требует изготовления, по меньшей мере, двух самостоятельных деталей и их последующей сборки. Однако в этом случае для изготовления деталей можно использовать разные материалы, например, объемный корпус 5 изготавливать из дорогостоящего пищевого полимера, а фиксирующий ободок 8 - из более жесткого, прочного, менее дорогостоящего и не обязательно пищевого.
Кроме этого, шарнирный вариант гораздо долговечнее, чем вариант с биговочной канавкой 22. При этом шарнирное соединение 16 обеспечивает сотни циклов открывания-закрывания, тогда как вариант с биговочной канавкой 22 - лишь десятки циклов.
Во всех случаях крышка 1 может быть использована повторно. Как правило, однажды приобретенная крышка 1 (со стаканом 2 или без) впоследствии может быть многократно использована при соблюдении соответствующих требований гигиены. Безусловно, это не относится к системе общественного питания, за исключением случаев, когда при покупке стакана 2 с напитком покупатель, по ряду причин, просит укупорить его своей собственной крышкой 1. Как известно, использование многоразовой посуды позволяет снизить экологическую нагрузку на природу за счет сокращения объемов утилизации, в данном случае, крышек 1.
Универсальность крышки 1 обеспечивается тем, что ею можно укупоривать бумажные и полимерные стаканы 2 с отбортовками нескольких типов, преимущественно, круглыми - 3 и плоскими условно горизонтальными - 4.
Герметичность бумажных стаканов 2 с круглыми отбортовками 3 обеспечивается тем, что крышка 1 создает, практически, две области герметизации - принудительный натяг внутренней стенкой стакана 2 на посадочную поверхность 6 корпуса 5 крышки 1 и принудительную деформацию отбортовки 3 в кольцевой полости 10 упругими ветвями 13 и 14 фиксирующего ободка 8, т.е. в замкнутой по сечению полости 9.
Герметичность полимерных стаканов с плоскими условно горизонтальными отбортовками 4 обеспечивается лишь тем, что крышка 1 создает только одну область герметизации - принудительный натяг внутренней стенки стакана 2 на посадочную поверхность 6 корпуса 5 крышки 1.
Кроме этого, универсальность крышки 1 обеспечивается тем, что ее с минимальными доработками можно использовать по разному назначению. Например, наружное перекрытие 7 корпуса 5 может быть выполнено глухим, прозрачным, снабжено отверстием 19 для извлечения содержимого стакана 2, отверстием 20 для сообщения полости стакана 2 с атмосферой и т.д.
Выполнение наружного перекрытия 7 корпуса 5 крышки 1 глухим, и в том числе прозрачным, позволяет использовать ее, например, для укупорки разнообразных сыпучих, условно сыпучих и иных продуктов, типа пищевых полуфабрикатов быстрого приготовления, круп и т.д. - особенно небольших партий. Это не требует использования специализированных технологических линий, рассчитанных на большие объемы производства.
Наружное перекрытие 7 корпуса 5 может быть снабжено отверстием 19 для извлечения и употребления текучего, жидкого, в том числе, горячего содержимого стакана 2 - непосредственно через специальное закрывающееся отверстие 19 или с использованием вспомогательных средств, например, соломинки и пр.
В конструкции наружного перекрытия 7, как правило, может быть предусмотрено наличие одного или нескольких отверстий 20 для сообщения полости стакана 2 с атмосферой, что актуально для выравнивания температур и, соответственно, давлений, например, в результате охлаждения/нагрева содержимого стакана 2. При этом следует учитывать, что случайное, не сознательное проливание жидкости из укупоренного стакана 2 через маленькое, расположенное на периферии наружного перекрытия 7 отверстие 20 не снижает общую надежность укупорки герметизируемой емкости.
Преимущества способа укупорки одноразового стакана 2 с отбортовкой 3 или 4 и возможность реализации заявленного технического результата непосредственно связаны с особенностями конструкции двух вариантов крышек 1.
Для укупорки стакана 1, в том числе с горячим и сладким содержимым, его попросту ставят на твердую поверхность типа стола. Из стопки крышек 1 берут верхнюю, ориентируют ее посадочной поверхностью 6 вниз и кладут на открытую часть стакана 2.
Далее крышку 1 слегка прижимают большими пальцами обеих рук для исключения опрокидывания стакана 2. Упругие ветви 13 и 14 фиксирующего ободка 8 последовательно или одновременно подводят свободными пальцами к наружным стенкам стакана 2 и заводят на него с последующим охватом, после чего упругие ветви 13 и 14 в составе фиксирующего ободка 8 путем их дальнейшего поворота посредством шарнирного 16 или биговочного - с использованием перемычки 21, - соединения неподвижно фиксируют на кольцевой стенке 11 крышки 1 по ее периметру до соприкосновения упоров 17 обеих упругих ветвей 13 и 14 с кромкой 18 кольцевой стенки 11 корпуса 5, т.е. до щелчка. Происходит деформация отбортовки 3 или 4 в замкнутой по сечению полости 9 крышки по всему периметру кромки стакана 2 либо в характерных зонах - в месте шарнирного 16 или биговочного соединения фиксирующего ободка 8 с корпусом 5 и местах фиксации выступов 15 фиксирующего ободка 8 с фиксирующими отверстиями 12 кольцевой стенки 11.
Как упоминалось выше, количество фиксирующих выступов 15 на разомкнутых упругих ветвях 13 и 14 фиксирующего ободка 8 может равняться двум, четырем и т.д. При этом надо иметь в виду, что большое количество фиксирующих выступов 15 хотя и обеспечивает надежность герметизируемого соединения, но одновременно усложняет процесс укупорки стакана 2 и, особенно, процесс дальнейшей разборки и съема крышки 1.
Реализацию изобретений рассмотрим на следующих примерах:
Пример 1. Герметизация одноразового бумажного стакана 2 с круглой отбортовкой 3, наполненного жидким горячим напитком, крышкой 1, изготовленной по первому варианту.
Особенностью герметизации является использование крышки 1 особой конструкции - ее корпус 5 и фиксирующий ободок 8 представляют собой самостоятельные детали, которые связаны между собой посредством шарнирного соединения 16.
В исходном состоянии корпус 5 крышки 1 и фиксирующий ободок 8 развернуты по горизонтали, сложены стопкой друг на друга и располагаются в гигиеничной упаковке. Наружное перекрытие 7 корпуса 5 оборудовано, например, эргономичным выступом (условно не показан) с открывающимся отверстием для потребления напитка.
Бумажный стакан 2 наполняют горячим напитком и ставят на стол. Из стопки берут верхнюю крышку 1 и надевают корпусом 5 на открытую часть стакана 2. Крышку 1 прижимают для исключения опрокидывания стакана 2, упругие ветви 13 и 14 фиксирующего ободка 8, шарнирно соединенные с корпусом 5, последовательно или одновременно подводят к наружной стенке стакана 2 и заводят на него с последующим охватом, после чего упругие ветви 13 и 14 путем их дальнейшего разворота и поворота вплоть до 180° неподвижно фиксируют на кольцевой стенке 11 крышки 1 по ее периметру. При этом раздаются характерные щелчки. Это означает, что фиксирующие выступы 15 вступили во взаимодействие с фиксирующими отверстиями 12 кольцевой стенки 11. Произошла деформация круглой отбортовки 3 стакана 2 в замкнутой по сечению кольцевой полости 9 корпуса 5, посадочная поверхность 6 которого вступили в плотный контакт с внутренней стенкой стакана 2. Как правило, плотный контакт посадочной поверхности 6 корпуса 5 с внутренней стенкой стакана 2 обеспечивают герметичность соединения, однако дополнительный плотный контакт круглой отбортовки 3 стакана 2 с изначально открытой кольцевой полостью 10 корпуса 5 дополнительно увеличивают герметичность соединения крышка-стакан (условно избыточная функция - параметрический резерв).
Укупоренный стакан 2 можно забрать с собой для дальнейшего употребления напитка. Случайное опрокидывание стакана 2 и даже его падение на пол не позволяют вылиться его содержимому.
Далее, удобно устроившись, например, в кресле автомобиля, на наружном перекрытии 7 корпуса 5 крышки 1 освобождается отверстие. Содержимое стакана употребляется по назначению.
По окончании процесса употребления крышку 1 можно снять со стакана 2, который выбрасывают для дальнейшей утилизации, крышку 1 также можно выбросить, но можно забрать с собой. После гигиенической обработки ее можно неоднократно использовать повторно, например, при покупке в следующий раз горячего напитка можно будет воспользоваться собственной «бесплатной» крышкой 1. Также, например, настоящую крышку 1 можно использовать для того, чтобы поить ребенка без боязни, что он прольет напиток, при этом конструкция крышки 1 и ее прочная связь со стаканом 2 не позволят ребенку подвергнуть герметичное соединение неконтролируемой разборке.
Пример 2. Герметизация одноразового бумажного стакана 2 с круглой отбортовкой 3, наполненного жидким горячим напитком, крышкой 1, изготовленной по второму варианту.
Особенностью герметизации является использование крышки 1 особой конструкции - ее корпус 5 и фиксирующий ободок 8 связаны между собой посредством перемычки 21 с прямолинейной биговочной канавкой 22 и представляют собой единую деталь.
В исходном состоянии корпус 5 крышки 1 и фиксирующий ободок 8, подобно Примеру 1, развернуты по горизонтали, сложены стопкой друг на друга и располагаются в гигиеничной упаковке. Наружное перекрытие 7 корпуса 5 также оборудовано, например, эргономичным выступом с открывающимся отверстием для потребления напитка.
Бумажный стакан 2 наполняют горячим напитком и ставят на стол. Из стопки берут верхнюю крышку 1 и надевают корпусом 5 на открытую часть стакана 2. Крышку 1 прижимают для исключения опрокидывания стакана 2, упругие ветви 13 и 14 фиксирующего ободка 8, которые связаны с корпусом 5 перемычкой 21, последовательно или одновременно подводят к наружной стенке стакана 2 и заводят на него с последующим охватом, после чего упругие ветви 13 и 14 путем их дальнейшего разворота и поворота вплоть до 180° неподвижно фиксируют на кольцевой стенке 11 крышки по ее периметру.
Далее все происходит аналогично Примеру 1.
Пример 3. Герметизация одноразового бумажного стакана 2 с круглой отбортовкой 3, наполненного сыпучим продуктом.
При выпуске небольших партий некоторых продуктов, например, сухих завтраков, продуктов быстрого приготовления и др. существует проблема с их фасовкой в удобную тару и последующая герметичная укупорка. Издержки на герметичную укупорку ограниченных, малых объемов тары с использованием промышленного специализированного оборудования существенно и непропорционально увеличивают стоимость продукта. Для решения этой проблемы можно использовать типовую массовую крышку 1 по первому или второму варианту исполнения. Особенностью конструкции таких крышек 1 является то, что наружное перекрытие 7 их корпусов 5 выполнено глухим и в том числе прозрачным.
Герметизация стаканов 2 происходит аналогично Примеру 1 и Примеру 2 с той лишь разницей, что бумажные стаканы 2 и/или крышки 1 предварительно маркируются соответствующей служебной информацией, а укупоренная тара (стаканы 2) с продуктами поступают, например, в торговую сеть.
Возможно повторное использование настоящих крышек 1 по первому и второму вариантам исполнения для укупорки различных продуктов на иных бумажных стаканах 2 с круглой отбортовкой 3.
Пример 4. Герметизация одноразового полимерного стакана 2 с плоской условно горизонтальной отбортовкой 4.
Настоящий стакан 1 может использоваться для розлива напитков и для размещения в них иных продуктов подобно Примерам 1-3.
Особенностью укупорки такой тары является то, что герметизация происходит только за счет создания плотного контакта в соединении посадочной поверхности 6 корпуса 5 с внутренней стенкой стакана 2. Деформация плоской, условно горизонтальной отбортовки 4 обеспечивает плотный контакт сопрягаемых поверхностей, но не участвует в создании дополнительных герметичных соединений подобно круглой отбортовке 3 бумажного стакана 2. Тем не менее, гарантированно обеспечивается заявленный технический результат.
Во всех случаях крышки 1 с ранее приобретенных укупоренных стаканов 2 могут повторно использоваться по прямому назначению на любой подходящей таре с соблюдением всех требований гигиеничности.
В результате использования изобретений были созданы универсальные крышки для гигиеничной и герметичной укупорки одноразовых стаканов с отбортовками нескольких типов, технологичные в изготовлении, простые и надежные в процессе установки на стакан. Появилась возможность последующего съема крышки со стакана без потери ее потребительских свойств и повторного использования на других стаканах.