СПОСОБ УПАКОВКИ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЙ ОТВОДНОЙ КАНАЛ УПЛОТНЕНИЯ ОТВЕРСТИЯ УКУПОРОЧНОГО СРЕДСТВА
METHOD OF PACKAGE USING DIVERSION CHANNEL OF CLOSURE OPENING SEAL

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу упаковки, использующему укупорочную систему с отводным каналом для емкости.
Уровень техники
Верхняя часть упаковки 30 известного уровня техники показана на Фиг.1 и содержит емкость 32, заполненную текучим продуктом (не показан). Емкость 32 имеет верхнее отверстие 33 (Фиг.2 и 5), и верх емкости 32 закрыт или закупорен укупорочной системой или укупорочным средством 36 (Фиг.1), установленным наверху емкости 32.
Дополнительный уплотняющий элемент 38 (Фиг.2 и 5) в виде «вкладыша» может входить в состав укупорочной системы. Обычно этот дополнительный вкладыш 38 является мембраной, имеющей по меньшей мере один слой термопластичного материала, который можно установить термосваркой на верхний обод емкости 32 вокруг отверстия 33 емкости. На Фиг.5 такая термосварка схематически показана маленькими треугольниками 40. Если используется эта дополнительная термосварка, то пользователь упаковки 30 (Фиг.1) сначала должен снять укупорочное средство 36 с верха емкости 32 и вырезать или удалить вкладыш 38. Затем пользователь может вновь установить укупорочное средство 36 на верху емкости 32.
Показанное укупорочное средство 36 известного уровня техники установлено на емкости 32 при помощи системы резьбового зацепления. Для этого емкость 32 обычно имеет обычную резьбу 44 (Фиг.2 и 5) для ее резьбового зацепления укупорочным средством 36.
Как показано на Фиг.4, укупорочное средство 36 содержит корпус или основание 46 укупорочного средства, имеющее периферическую юбку 48, проходящую вниз от плоскости 50. Центр плоскости 50 переходит в выступающий вверх слив 52, который образует дозирующее отверстие 54.
Как показано на Фиг.5, юбка 48 корпуса 46 укупорочного средства имеет внутреннюю поверхность, на которой выполнена резьба 58, служащая для резьбового зацепления резьбы 44 емкости. Корпус 46 укупорочного средства можно установить на емкости 32 при помощи других прикрепляющих систем, такие как взаимодействующие, отсоединяемые буртики, или буртики и пазы, герметично фиксирующие вместе корпус 46 укупорочного средства и емкость 32. В других конструкциях корпус 46 укупорочного средства, изготовленный отдельно от емкости 32, можно затем постоянно прикрепить к верху емкости 32 при помощи индукционного соединения, ультразвукового соединения, склеивания и пр., в зависимости от материалов, используемых для емкости и для корпуса 46 укупорочного средства. В некоторых изделиях корпус 46 укупорочного средства можно сформовать как неотъемлемую часть или продолжение верха емкости 32.
В обычном укупорочном средстве 36 согласно Фиг.2 и 5, корпус 46 укупорочного средства содержит действующий от давления, гибкий щелевой клапан 60, удерживаемый внутри слива 52 кольцевым фиксирующим кольцом 62, защелкиваемым в сливе 52. Клапан 60 может быть клапаном известного типа, выпускаемым в США компанией Liquid Molding Systems, Inc., 2202, Риджвуд Др., Мидлэнд, Мичиган 48642, США.
Форма показанного клапана 60 сформована как единая конструкция из гибкого, податливого, эластичного и упругого материала. В число этих материалов входят такие эластомеры, как искусственный, термореактивный полимер, включая кремнийорганический каучук, например кремнийорганический каучук, выпускаемый компанией Dow Corning Corp.в США под товарным обозначением D.C. 99-595-НС. Еще один целесообразный кремнийорганический каучук выпускает в США компания Wacker Silicone Company под обозначением Wacker 3003-40. Оба этих материала имеют твердость 40 по Шору А. Клапан 60 можно также сформовать из других термопластов или эластомерных материалов, или из термопластов полимеров или термопластов эластомеров, включая те, основой которых является термопластичный пропилен, этилен, уретан и стирол, в том числе и их галогенированные аналоги.
Конструкционная конфигурация клапана 60 и его рабочие характеристики по существу аналогичны конфигурации и рабочим характеристикам клапана 3d согласно патенту США №5,409,144. Описание этого патента включено в данный документ в качестве ссылки в той степени, в какой оно ему соответствует.
Клапан 60 содержит углубленную центральную головку, которая выполнена гибкой и имеет вогнутую в наружном направлении конфигурацию (если смотреть с наружной стороны клапана 60, когда клапан 60 установлен в сливе 52). Головка образует две взаимно перпендикулярных пересекающихся прорези равной длины, проходящие через головку и образующие в обычном положении самоуплотняющееся закрытое отверстие. Пересекающиеся прорези образуют четыре, по существу секторной формы, створки или лепестки в головке. Створки обычно открываются наружу от точки пересечения прорезей под воздействием возрастающей разности давлений достаточной величины известным образом, описанным в упомянутом патенте США №5,409,144.
Клапан 60 имеет внутреннюю сторону, обычно обращенную к сливу 52, и наружную сторону, обычно обращенную наружу от слива 52. С внутренней стороной клапана 60 контактирует текучий продукт в емкости 32, и наружная сторона клапана 60 становится открытой по отношению к внешней атмосфере, когда крышка 70 открыта.
Клапан 60 включает в себя тонкую юбку, которая проходит в осевом и радиальном направлениях от центральной, углубленной головки клапана. Внешняя концевая часть юбки оканчивается более крупным, гораздо более толстым, периферическим выступом, имеющим по существу боковое поперечное сечение в виде «ласточкиного хвоста» и прижатым фиксирующим кольцом 62, чтобы удерживать клапан 60 в укупорочном средстве.
Когда клапан 60 надлежащим образом расположен в сливе 52, с закрытой головкой клапана, то головка клапана углублена по отношению к концу слива 52 (Фиг.5). И если головка клапана принудительно перемещена наружу из своего углубленного положения за счет достаточно значительной разности давлений на клапане, то клапан 60 открывается. В частности, после открытия крышки 70 укупорочного средства (подробнее ниже), и после того, как давление на внутренней стороне клапана 60 превысит внешнее давление среды на заданное значение, то головка клапана принудительно перемещается в наружном направлении из углубленного или отведенного положения в выдвинутое, открытое положение (не показано).
Во время открытия клапана головка клапана сначала смещается в наружном направлении, при этом все еще оставаясь по существу в вогнутой, закрытой конфигурации. Первоначальное смещение в наружном направлении вогнутой головки воспринимается относительно тонкой гибкой юбкой. Юбка перемещается из углубленного нерабочего положения в положение под давлением, в котором юбка проходит в наружном направлении к открытому концу слива 52. Но клапан 60 не открывается (т.е. прорези не открываются), пока головка клапана полностью не переместится по существу в полностью выдвинутое положение. На самом деле, при перемещении головки клапана в направлении наружу она подвергается действию направленных радиально внутрь сжимающих усилий, которые в еще большей степени препятствуют открытию прорезей. Кроме того, головка клапана по существу сохраняет свою направленную в наружном направлении вогнутую конфигурацию при ее перемещении вперед, и даже после того, как клапан достигнет полностью выдвинутого положения. Однако когда внутреннее давление достаточно повысится до сопоставимости с внешним давлением, то прорези в выдвинутой головке клапана быстро откроются для дозирования продукта.
Как видно на Фиг.4, укупорочное средство 36 содержит крышку 70, которая в известном уровне техники шарнирно соединена с корпусом 46 укупорочного средства защелкивающимся шарниром 72. Один из видов этого шарнира 72 защелкивающегося типа описан в патенте США №6,321,923. Можно использовать и другие типы шарниров. В некоторых изделиях шарнир можно не применять, и крышку не обязательно соединять с корпусом.
Как видно на Фиг.4, крышка имеет периферическую юбку 74, которая проходит вниз от верхней стенки 76. С внутренней стороны верхней стенки 76 выступает уплотняющий кольцевой выступ 78, имеющий выступающий в радиальном направлении внутрь кольцевой уплотняющий буртик 80. Уплотняющий буртик 80 имеет сплошную выпуклую конструкцию, которая выполнена с возможностью зацепления наружной стороны слива 52, и наружную сторону слива 52 можно охарактеризовать как образующую первую зацепляющую поверхность 82 (Фиг.5). Уплотняющий крышку кольцевой выступ 78 можно охарактеризовать как закупоривающий элемент для закрытия слива 52, имеющий вторую зацепляющую поверхность уплотняющего крышку кольцевого выступа 78 для зацепления первой зацепляющей поверхности 82 слива. В показанном варианте осуществлении вторая зацепляющая поверхность представляет собой кольцевой уплотняющий буртик 80.
Крышка 76 укупорочного средства 36 известного уровня техники также включает в себя выступающий вниз элемент 86 (Фиг.4 и 5). Когда крышка 76 закрыта, элемент 86 находится непосредственно над центральной головкой клапана 60. Если упаковка подвергается излишнему давлению при закрытой крышке (если емкость подвергается удару или сжатию после удаления вкладыша 38), тогда направленное вверх наружу движение головки клапана 60, вызванное этим внутренним избыточным давлением, будет ограничено зацеплением с элементом 86 крышки, чтобы предотвращать открытие клапана 60 внутри закрытой крышки 70.
Описанную выше упаковку 30 можно использовать для упаковки различных продуктов. Было обнаружено, что эта упаковка 30 может быть менее желательной для некоторых типов продукта, проходящего некоторые виды обработки. В частности, некоторые виды продуктов упаковываются в горячем состоянии. То есть перед установкой укупорочного средства 36 на открытую емкость 32 эту открытую емкость 32 заполняют у изготовителя продукта горячим продуктом, и затем на емкости устанавливают вкладыш 38, и закрытое укупорочное средство 36 устанавливают на емкость 32. В других способах упаковки для некоторых типов пищевых продуктов продукты не нагревают перед введением в емкость, а после того, как укупорочное средство будет установлено на заполненной емкости, всю упаковку направляют на станцию пастеризации, где упаковку нагревают внешним источником для повышения температуры продукта в упаковке до достаточной величины и в течение достаточного времени для пастеризации пищевого продукта.
И когда емкость заполняют горячим продуктом, а потом ее закрывают укупорочным средством, и когда упаковку заполняют холодным продуктом, которую потом закрывают укупорочным средством и затем нагревают на одном из этапов пастеризации, тепло может вызвать расширение внутренней атмосферы в упаковке. Даже при использовании уплотнительного вкладыша 38 и клапана 60, согласно Фиг.5, внутренняя атмосфера в укупорочном средстве между уплотняющим крышку кольцевым выступом 78 и клапаном 60 может настолько нагреться, что внутренняя атмосфера будет расширяться. Было обнаружено, что в обычном недорогом одноразовом термопластичном укупорочном средстве обычное уплотняющее зацепление между крышкой укупорочного средства и сливом укупорочного средства не является воздухонепроницаемым в этих условиях повышенного давления. Даже кольцевой уплотняющий буртик, такой как уплотняющий буртик 80 (Фиг.5), не обеспечивает воздухонепроницаемое уплотнение между крышкой укупорочного средства и сливом корпуса укупорочного средства, когда в области уплотнения имеется разность давлений в области уплотнения в результате вызванного нагревом временного повышения давления в укупоренной области в уплотняющем кольцевом выступе 78. Давление под крышкой 70 на наружной стороне уплотняющего кольцевого выступа 78 по существу такое же, что и атмосферное давление снаружи укупорочного средства 36 в связи со значительными промежутками в области шарнира 72 у концов шарнира (на Фиг.3 показаны ссылочными позициями 90). Нагретая расширяющаяся внутренняя атмосфера в кольцевом выступе 78 крышки просачивается между кольцевым уплотнением 80 крышки и наружной поверхностью 82 слива (Фиг.5). Давление вокруг кольцевого выступа 78 крышки под крышкой 70 остается по существу равным внешнему атмосферному давлению снаружи укупорочного средства 36 по причине значительных щелей на каждом крае 90 шарнира 72 (Фиг.3).
Нагретая упаковка (как нагретая первоначальным горячим заполнением продукта, так и при последующей пастеризации продукта холодного заполнения) обычно быстро остывает на последующем этапе обработки. Желательно быстрое охлаждение упаковки для облегчения последующих операций обработки, например, при нанесении этикетки на каждую упаковку, и/или при укладке упаковок для последующей погрузки и разгрузки или для транспортировки. Если емкость 32 упаковки выполнена из термопластичного материала, то нагретый материал емкости в значительной степени теряет свою прочность в горячем состоянии, и поэтому стенка емкости может легко деформироваться или сминаться во время нанесения этикетки или при укладке. Таким образом, на обычных высокоскоростных упаковочных технологических линиях нагретые упаковки быстро перемещаются в станцию и из нее, которая быстро охлаждает упаковки перед нанесением этикеток и/или укладкой.
Обычная станция, используемая для охлаждения таких упаковок, представляет собой охлаждающий туннель с холодным водяным орошением упаковок. Холодное орошение понижает температуру упаковок. Но со снижением температуры упаковки внутренняя атмосфера в закрытом сливе остывает, и внутреннее давление начинает снижаться. При охлаждении такой обычной упаковки, как упаковка согласно Фиг.5, температура внутри упаковки снижается, включая температуру внутренней атмосферы слива в области под клапаном и в области между клапаном 60 и уплотняющим крышку кольцевым выступом 78 укупорочного средства. Это снижение температуры является причиной понижения давления внутренней атмосферы в закрытом сливе 52. В результате создается частичное разрежение (т.е. пониженное давление) внутри уплотняющего крышку кольцевого выступа 78 укупорочного средства относительно внешней атмосферы. Но разность давлений между повышенным давлением окружающей атмосферы и пониженным давлением внутренней атмосферы втягивает, в некоторой степени, внешнюю атмосферу через уплотняющие поверхности между кольцевым выступом 78 крышки и сливом 52. Поскольку внешняя атмосфера в туннеле охлаждения содержит влагу в виде воды и водяного пара, то эта вода и/или пар могут проникнуть под крышку 70 и во внутреннее пространство внутри уплотняющего крышку кольцевого выступа 78. Кроме того, некоторое количество воды может попасть непосредственно через открытые края 90 шарнира и в крышку 70, и на наружную поверхность слива 52 снаружи кольцевого выступа 78 крышки. Даже при выходе упаковки 30 из охлаждающего туннеля холодная вода орошения может остаться на наружных поверхностях укупорочного средства упаковки и вокруг них, особенно на открытых краях 90 шарнира укупорочного средства (Фиг.3). При остывании и сокращении внутренней атмосферы внутри кольцевого выступа 78 крышки разность между повышенным атмосферным давлением снаружи кольцевого выступа 78 крышки и пониженным давлением внутренней атмосферы внутри кольцевого выступа 78 крышки втягивает влагу или водяной пар через кольцевой уплотняющий буртик 80 и во внутренний объем в уплотняющем крышку кольцевом выступе 78 укупорочного средства. Некоторое количество влаги или водяного пара, втягиваемых из внешней атмосферы, может скапливаться в виде воды на верхней поверхности плоскости 50 под крышкой 70, и некоторое их количество втягивается через уплотняющий кольцевой выступ 78. Некоторое количество влаги или водяного пара, втягиваемое через уплотняющий кольцевой выступ 78, может затем скопиться в виде жидкой воды в отверстии 54 слива и вокруг него, и также на обращенной наружу поверхности клапана 60. Если упаковка представляет собой упаковку такого типа, для которого не требуется клапан 60, то эта проникающая вода и водяной пар могут дойти до области непосредственно над вкладышем 38 или на нем. Если вкладыш 38 не используется, то вода и водяной пар могут контактировать с продуктом в емкости 32.
Вода охлаждающего орошения, втянутая через крышку 70 укупорочного средства (и осадившаяся на плоскости 50 и/или на других участках упаковки внутри уплотняющего крышку кольцевого выступа 78 укупорочного средства), представляет нежелательное состояние для упаковывания. Вода орошения в охлаждающем туннеле обычно обрабатывается, чтобы исключить появление плесени, рост бактерий и пр. Но наличие воды или водяного пара на плоскости 50 под крышкой 70 и также во внутреннем направлении от области уплотнения слива крышки нежелательно с точки зрения потребительского восприятия, когда потребитель откроет упаковку, подняв крышку 70. Вода под крышкой укупорочного средства в области дозирующего отверстия может быть оценена потребителем проблемой качества продукта или санитарии. Если изготовитель продукта надлежащим образом не обработает воду холодного орошения, чтобы исключить появление плесени, бактерий и пр., то наличие воды во внутренней части укупорочного средства может обусловить появление плесени, бактерий и пр.
Автор настоящего изобретения, и другие, исследовали способы уменьшения или устранения проникновения воды орошения охлаждающего туннеля на поверхность плоскости 50 под крышкой 70, а также внутрь укупорочного средства за уплотнение крышки укупорочного средства. Для обычного недорогого разового дозирующего укупорочного средства, сформованного из термопластичного материала, авторы изобретения не смогли сконструировать технологичное укупорочное средство, легко открываемое потребителем и имеющее на 100% герметичное по влаге уплотнение, чтобы охлаждающая вода не проникала под воздействием частичного разрежения в упаковку во время охлаждения упаковки.
Сущность изобретения
Вопреки обычным способам улучшения уплотнения автор изобретения обнаружил, что проникновение охлаждающей воды можно значительно уменьшить, или даже устранить, нарушив обычное уплотнение крышки/слива отводящей системой, определенным образом функционирующей во время упаковывания. Оказалось, что обеспечение укупорочной системе возможности отвода изнутри во время упаковывания, в противоположность первоначальным ожиданиям, значительно уменьшает, и даже устраняет, проникновение охлаждающей воды.
Способ согласно настоящему изобретению особо подходит для использования с пищевыми продуктами, упаковываемыми в емкость горячим наполнением и/или в упаковке, пастеризуемой горячим методом.
Способ согласно изобретению может соответствовать емкости разной формы, выполненной из разных материалов.
Способ согласно изобретению может соответствовать эффективным, высококачественным, скоростным и крупномасштабным способам изготовления, с меньшим процентом отбраковки.
Настоящее изобретение предлагает способ для уменьшения скапливания влаги в упаковке продукта. Способ включает в себя этапы, на которых:
(A) помещают некоторое количество продукта в емкость, имеющую отверстие;
(B) устанавливают на емкости дозирующее укупорочное средство на отверстии для формирования упаковки, в которой укупорочное средство содержит:
(1) корпус, имеющий слив, который (a) образует дозирующее отверстие, и (b) имеет наружную поверхность и внутреннюю поверхность;
(2) закрытую крышку, имеющую закупоривающий элемент закрытия слива,
(3) первую зацепляющую поверхность на наружной или внутренней поверхности слива,
(4) вторую зацепляющую поверхность на закупоривающем элементе для зацепления первой зацепляющей поверхности слива, и
(5) отводной канал, проходящий через одну или обе из первой или второй зацепляющих поверхностей, и
(C) нагревают продукт;
(D) позволяют внутренней атмосфере в закрытом сливе в некоторой степени расшириться под действием тепла и выйти через отводной канал во внешнюю атмосферу;
(E) охлаждают упаковку орошением холодной водой; и
(F) позволяют внешней атмосфере войти в закрытый слив через отводной канал во внутреннюю атмосферу в закрытом сливе во время охлаждения упаковки, и давление внутренней атмосферы в закрытом сливе начинает снижаться, в результате чего входящая внешняя атмосфера уменьшает неустановившуюся разность давлений между внутренней атмосферой в закрытом сливе и внешней атмосферой, в результате чего количество воды и/или водяного пара, проходящее через закрытую крышку и входящее в закрытый слив по первой и второй зацепляющим поверхностям и/или по отводному каналу, уменьшается, и при этом после уравновешивания давления внутренней атмосферы и давления внешней атмосферы водяной пар во внутренней атмосфере в закрытом сливе может вытечь из закрытого слива по отводному каналу за счет градиента водяного пара, возникшего, когда влажность внешней атмосферы меньше влажности внутренней атмосферы.
Другие преимущества и особенности настоящего изобретения станут очевидными из следующего подробного описания изобретения, из формулы изобретения и из прилагаемых чертежей.
Краткое описание чертежей
На сопроводительных чертежах, являющихся частью описания, и на которых аналогичные ссылочные позиции везде обозначают аналогичные элементы:
Фиг.1 представляет собой частичный вид боковой вертикальной проекции верхней части упаковки, которую можно собрать из компонентов известного уровня техники, и которая заполнена продуктом обычным образом;
Фиг.2 представляет собой частичный вид в изометрии с пространственным изображением элементов упаковки, показанной на Фиг.1;
Фиг.3 представляет собой вертикальную проекцию сверху упаковки, показанной на Фиг.1;
Фиг.4 представляет собой вид в изометрии укупорочного средства упаковки, показанной на Фиг.1, причем укупорочное средство показано в открытом виде, в сформованном положении;
Фиг.5 представляет собой увеличенное поперечное сечение, выполненное вдоль плоскости 5-5, показанной на Фиг.3;
Фиг.6 представляет собой вид, аналогичный Фиг.5, но на Фиг.6 показана измененная конструкция укупорочного средства для использования в упаковке, обработанной согласно настоящему изобретению;
Фиг.7 представляет собой уменьшенный вид поперечного сечения, выполненный по существу вдоль плоскости 7-7, показанной на Фиг.6;
Фиг.8 представляет собой частичный вид значительно увеличенного поперечного сечения части, показанной на Фиг.7 в круге, обозначенном как «Фиг.8»;
Фиг.9 представляет собой вид, аналогичный Фиг.4, но на Фиг.9 показано измененное укупорочное средство, показанное на Фиг.6-8;
Фиг.10 представляет собой верхнюю вертикальную проекцию укупорочного средства, показанного на Фиг.9; и
Фиг.11 представляет собой значительно увеличенный частичный вид поперечного сечения, выполненного по существу вдоль плоскости 11-11, показанной на Фиг.10.
Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения
Описание и сопроводительные чертежи раскрывают только один конкретный вариант способа согласно изобретению. Изобретение не ограничивается описываемым вариантом осуществления. Объем изобретения изложен в прилагаемой формуле изобретения.
Способ согласно изобретению подходит для использования с разными обычными или специальными видами емкости разнообразной конструкции, элементы которой, хотя и не показаны и не описаны, будут очевидными для специалистов в данной области техники. Поэтому конкретный поясняемый и описываемый здесь вид емкости не ограничивает самые широкие аспекты настоящего изобретения.
В соответствии со способом согласно изобретению продукт может быть предусмотрен и обработан в упаковке, которая может использовать укупорочное средство с отводной системой, которая сводит к минимуму скапливание влаги внутри упаковки, когда та находится под орошением холодной водой, как в охлаждающем туннеле, который используют для охлаждения упаковки. На Фиг.9 показано укупорочное средство 36А, аналогичное укупорочному средству 36, показанному на Фиг.1, 2, 3, 4 и 5. Укупорочное средство 36А содержит корпус 46А укупорочного средства, имеющий юбку 48А и плоскость 50А с выступающим вверх сливом 52А, который образует дозирующее отверстие 54А. Слив 52А имеет поверхность 82А (Фиг.6), которая выполняет функцию уплотняемой поверхности или уплотняющей поверхности, или описываемая в дальнейшем первая зацепляющая поверхность. Предполагается, что термины «уплотняемая поверхность», «уплотняющая поверхность» и «зацепляющая поверхность» имеют одинаковое значение и используются здесь взаимозаменяемо. В данном описании и в формуле термин «слив» включает в себя любую уплотняемую конструкцию, которая образует дозирующее отверстие, и эта конструкция не обязательно должна выступать вверх из плоскости 50А или другой части укупорочного средства.
Корпус 46А укупорочного средства включает в себя гибкий, действующий от давления, щелевой клапан 60А, зафиксированный в сливе 52А корпуса укупорочного средства круглым фиксирующим кольцом 62А, защелкиваемым в зацепление с внутренней поверхностью слива 52А. Клапан 60 представляет собой «открываемый от давления» клапан, который открывается, когда достаточная разность давлений действует на клапан (например, за счет повышения давления на одной стороне и/или понижения давления на другой стороне).
Корпус 46А укупорочного средства соединен шарниром 72А с крышкой 70А, имеющей юбку 74А и верхнюю стенку 76А. С внутренней стороны верхней стенки 76А крышки выступает элемент 86А.
Как пока описано, укупорочное средство 36А может быть аналогичным укупорочному средству 36, описанному выше со ссылкой на Фиг.1-5. Элементы укупорочного средства 36А, идентичные укупорочному средству 36, обозначены теми же ссылочными позициями, но с добавлением заглавной буквы «А». Элементы укупорочного средства 36А, идентичные элементам укупорочного средства 36, имеют ту же конструкцию и функционируют так же, что и соответствующие элементы укупорочного средства 36, описываемые выше со ссылкой на Фиг.1-5.
Разница между укупорочным средством 36А и укупорочным средством 36 заключается в уплотняющем кольцевом выступе крышки. Укупорочное средство 36А имеет уплотняющий кольцевой выступ 78А' крышки, который содержит выступающий в радиальном направлении внутрь буртик 80А', но буртик 80А' проходит не полностью по кругу вокруг внутренней стороны кольцевого выступа 78А'. Здесь буртик 80А' прерывается в одном или более местах отводным каналом 81А', как видно на Фиг.9. Как видно на Фиг.10, в предпочтительном варианте осуществления имеется три отводных канала 81А', расположенных через равные интервалы внутри круга, образуемого уплотняющим кольцевым выступом 78А'. Как видно на Фиг.11, каждый отводной канал 81А' является каналом, относительно мелким на внутренней поверхности или на стенке уплотнительного кольцевого выступа 78А', и каждый канал 81А' проходит через буртик 80А' и образует три сегмента, каждый из которых находится на дуге круга. На Фиг.6 и 7 показано укупорочное средство 36А, установленное на емкости 32, уплотненной вкладышем 38. Емкость 32 и вкладыш 38 идентичны емкости 32 и вкладышу 38, соответственно, описанным выше со ссылкой на упаковку 30, показанную на Фиг.1-5.
После надлежащей установки укупорочного средства 36А на емкости 32, как показано на Фиг.6, крышку 70А укупорочного средств сначала закрывают, чтобы кольцевой выступ 78А' крышки вошел в зацепление вокруг слива 52А. Наружную поверхность 82А слива, зацепляемую кольцевым выступом 78А' крышки, можно охарактеризовать как первую зацепляющую поверхность снаружи слива 52А. Кольцевой выступ 78А' крышки можно, в общем, охарактеризовать как закупоривающий элемент, и трехсегментный буртик 80А' можно охарактеризовать как вторую зацепляющую поверхность на кольцевом выступе крышки или как закупоривающий элемент 78А' для зацепления первой зацепляющей поверхности 82А слива. Каждый из отводных каналов 81А' можно охарактеризовать как образуемый через вторую зацепляющую поверхность или через сегменты 80А буртика.
В других вариантах выполнения укупорочного средства, которые можно использовать в способе согласно изобретению, кольцевой выступ 78А' крышки, можно заменить элементом или заглушкой меньшего диаметра для зацепления внутренней поверхности отверстия 54А слива корпуса укупорочного средства. В этом альтернативном варианте осуществления обращенную наружу внешнюю цилиндрическую поверхность, имеющую меньший диаметр заглушки крышки, можно обеспечить сегментами слива, прерываемыми отводными каналами, аналогичными отводным каналам 81А', описанным выше.
В еще одном варианте осуществления сегменты 80А' буртика можно устранить с крышки, и вместо них можно обеспечить аналогичные сегменты буртика на сливе - либо на наружной поверхности 82А, либо на внутренней поверхности 54А отверстия слива, в зависимости от того, будет ли предусмотрен кольцевой выступ или заглушка на крышке для зацепления наружной поверхности слива или внутренней поверхности слива, соответственно.
В еще одном варианте осуществления уплотняющие сегменты слива можно совсем устранить в закупоривающем элементе (кольцевой выступ или заглушка) крышки и в сливе. В этой альтернативной конструкции соседние обращенные друг к другу поверхности слива корпуса укупорочного средства и закупоривающего элемента крышки образуют первую поверхность зацепления и вторую поверхность зацепления, соответственно. Одна или обе эти поверхности зацепления могут быть по существу цилиндрическими (или иметь небольшую конусность), но одна или обе этих поверхности могут иметь один или более отводных каналов, аналогичных отводным каналам 81А', упоминаемым выше.
Способ использования вышеописанной конструкции отводного канала далее описывается подробно на примере конкретного варианта осуществления, показанного на Фиг.6-11. Сначала укупорочное средство 36А обеспечивают как отдельный компонент, устанавливаемый на емкости 32. Укупорочное средство 36А поставляют изготовителю или упаковщику продукта в закрытом состоянии, в котором клапан 60А установлен и зафиксирован в сливе 52А фиксатором 62А. В некоторых изделиях клапан 60А может отсутствовать, и в них внутренняя конфигурация слива может быть видоизменена для обеспечения гладкой внутренней поверхности вдоль нижней стороны плоскости 50А. В любом случае, закрытое укупорочное средство 36А предоставляется упаковщику с крышкой 70А в закрытой конфигурации, чтобы закрытое укупорочное средство затем можно было бы установить на емкость 32.
Упаковщик помещает в емкость 32 некоторое количество продукта. Здесь может использовать способ горячего наполнения, когда продукт нагревают перед его введением в емкость 32. Затем, как вариант, вкладыш или уплотнение 38 можно поместить сверху емкости и прикрепить термосваркой к верху емкости 32.
Затем закрытое укупорочное средство 36А устанавливают на емкость 32. Обычно закрытое укупорочное средство 36А устанавливают укупоривающим автоматом хорошо известным способом, подробности которого не относятся к настоящему изобретению.
Установка укупорочного средства 36А на емкости 32 завершает создание упаковки. Если помещенный в емкость 32 продукт не был предварительно нагрет, то теперь его можно нагреть в завершенной упаковке. Такое нагревание завершенной упаковки можно использовать в обычных способах пастеризации согласно известному уровню техники, подробности которых не относятся к настоящему изобретению.
В любом случае тепло от продукта в емкости, и/или тепло, которое прилагается к укупоренной упаковке извне, может обусловить нагревание внутренней атмосферы под укупорочным средством внутри кольцевого выступа 78А' крышки укупорочного средства. Например, внутренняя атмосфера и ниже, и выше клапана 60А может повысить свою температуру от нагревания, и может расшириться при некотором повышении давления в результате повышения температуры. Но благодаря наличию отводного канала 81А' расширяющуюся внутреннюю атмосферу можно легко отводить через слив 52А.
Затем в целях последующей обработки упаковки ее охлаждают в охлаждающем туннеле при помощи орошения холодной водой. Например, если емкость сделана из термопластичного материала, то это охлаждение облегчит нанесение этикетки на емкость, т.к. более холодная емкость не будет так легко коробиться или деформироваться под действием усилий, возникающих во время нанесения этикетки. Кроме того, если емкость упаковки выполнена из термопластичного материала, то более холодная емкость будет прочнее и будет меньше коробиться, чем горячая во время последующей погрузки и разгрузки и укладки, когда на упаковку будут действовать вертикальные или другие нагрузки.
Охлаждающая вода, орошающая упаковку в охлаждающем туннеле, может попасть в укупорочное средство через такие отверстия, как отверстия в области шарнира 72А. Но когда этой обработке будет подвергаться упаковка с имеющим отвод укупорочным средством, то вода, попадающая в крышку 70А на плоскости 50А и/или во внутреннюю область слива упаковки и остающаяся там, либо удаляется, либо по меньшей мере существенно уменьшается. Поэтому когда пользователь открывает укупорочное средство на упаковке в первый раз, то он не заметит какое бы то ни было значительное количество воды ни вокруг внешней поверхности области слива, которая была закрыта крышкой, ни внутри области слива, который был окружен кольцевым выступом 78А' крышки укупорочного средства.
Это является неожиданным результатом. Автор изначально не предполагал, что обработка упаковки с отводным каналом устранит или уменьшит проникновение воды под крышку 70А и/или внутрь кольцевого выступа 78А' крышки. Напротив, автор считал, что обработка горячей упаковки с имеющим отвод укупорочным средством при помощи орошения холодной водой привела бы к большему, а не меньшему проникновению воды.
Не связывая себя какой-либо теорией или объяснением, автор предлагает следующее объяснение упомянутых благоприятных результатов. При остывании внутренней атмосферы в закрытом сливе давление внутри укупорочного средства понижается и падает ниже внешней атмосферы. Эта разность давлений может втянуть внешнюю атмосферу через отводные каналы 81А'. Но отводные каналы 81А' обеспечивают область течения, достаточную для существенного уменьшения разности неустановившихся давлений между внутренней атмосферой в закрытом укупорочном средстве и внешней атмосферой, и это обстоятельство существенно уменьшает или устраняет количество воды и/или водяного пара, которое в ином случае могло быть втянуто в закрытое укупорочное средство под крышкой 70А на плоскости 50А и/или через зацепляющие поверхности кольцевого выступа 78А' крышки и слива 52А. Давление внутри кольцевого выступа 78А' крышки не может значительно снизиться ниже давления внешней атмосферы из-за значительной площади течения, обеспечиваемой отводными каналами 81А'. Поэтому разность давлений между внутренней стороной слива 52А и внешней стороной слива 52А сводится к минимуму. Поэтому разность давлений небольшая или не значительная, чтобы обусловить течение воды или водяного пара в крышку 70А и через кольцевой выступ 78А' крышки в слив 52А. Отсутствие значительной разности давлений уменьшает или устраняет унос воды или водяного пара снаружи крышки укупорочного средства на плоскость 50А, и за счет этого также устраняется, или по меньшей мере значительно уменьшается, унос воды или водяного пара через кольцевой выступ 78А' крышки укупорочного средства в область слива.
В результате применения отводных каналов 81А' давление внутренней атмосферы внутри кольцевого выступа 78А' крышки остается по существу равным давлению внешней атмосферы, или по меньшей мере давление внутренней атмосферы не является значительно более низким, чем внешняя атмосфера, и поэтому давление внутренней атмосферы внутри кольцевого выступа 78А' крышки очень быстро сравнивается с давлением внешней атмосферы. Поскольку внутренняя атмосфера внутри кольцевого выступа 78А' крышки по существу равна, или быстро становится равной давлению внешней атмосферы, поэтому небольшое количество водяного пара, которое могло проникнуть через кольцевой выступ 78А' крышки в область слива, может вытечь через отводные каналы вследствие градиента водяного пара, возникшего, когда влажность внешней атмосферы становится меньше влажности внутренней атмосферы.
В предпочтительной в данное время конструкции укупорочного средства для использования в способе согласно настоящему изобретению используются три отводных канала 81А'. Каждый отводной канал 81А' имеет ширину около 1,524 мм. Сегменты буртика 80А' уплотнения кольцевого выступа крышки имеют радиальную толщину около 0,51 мм, выступая из цилиндрической внутренней поверхности кольцевого выступа 78А' крышки, и при этом цилиндрическая внутренняя поверхность имеет диаметр около 14,43 мм. Глубина каждого отводного канала 81А' относительно цилиндрической внутренней поверхности кольцевого выступа 78А' крышки составляет около 0,127 мм.
В этом описании и в формуле изобретения термин «внутренняя атмосфера» относится к атмосфере в направлении внутрь от зацепляющих поверхностей (например, уплотняющих поверхностей) взаимодействующих слива и закупоривающего элемента крышки (например, слива 52А и кольцевого выступа 78А' крышки, показанных на Фиг.6). В альтернативном варианте осуществления (не показан), согласно которому кольцевой выступ 78А' крышки заменен упоминаемой выше внутренней заглушкой крышки для зацепления внутренней поверхности слива 52А, «внутренняя атмосфера» тогда находится в направлении внутрь от следующих взаимодействующих поверхностей: круговая зацепляющая поверхность заглушки крышки и внутренняя зацепляющая поверхность слива.
Из приведенного выше подробного описания изобретения и из его иллюстраций становится очевидным, что многочисленные изменения и модификации можно выполнить в рамках сущности и объема обладающих новизной концепций и принципов изобретения.