САМООТКРЫВАЮЩЕЕСЯ УКУПОРОЧНОЕ УСТРОЙСТВО С ВПУСКНЫМ ВОЗДУШНЫМ КАНАЛОМ ДЛЯ КОМПОЗИТНЫХ УПАКОВОК ИЛИ ДЛЯ ГОРЛОВИН ЕМКОСТЕЙ, ЗАКРЫВАЕМЫХ ПЛЕНОЧНЫМ МАТЕРИАЛОМ
SELF-OPENING CORKING DEVICE WITH INLET AIR CHANNEL FOR COMPOSITE PACKAGES OR VESSEL NECKS CLOSED BY FILM MATERIAL

[0001] Изобретение относится к самооткрывающемуся укупорочному устройству с впускным воздушным каналом для композитных упаковок, а также для всех видов горловин емкостей, закрываемых пленочным материалом. При этом главным образом, имеются в виду упаковки для жидкостей в виде таких композитных упаковок из фольгированной бумаги, в которые упаковывается, например, молоко, фруктовые соки, различные безалкогольные напитки, либо вообще жидкости, в том числе не пищевого назначения. Этот упаковочный материал представляет собой многослойный материал (ламинат), например, из бумаги или картона, покрытый пластиком, например, полиэтиленом и/или алюминием. Обычно объемы таких упаковок составляют от 200 мл до 2 л и более. В качестве альтернативы самооткрывающееся укупорочное устройство может устанавливаться на емкости, закрытые пленочным материалом, к примеру различные емкости из стекла или пластика, или на схожие емкости, которые для выливания содержимого поворачиваются относительно более или менее определенной оси. Известны различные исполнения такого рода укупорочных устройств из пластика, однако без специально оговоренного впускного воздушного канала. В основном, в случае, если они предназначены для композитной упаковки, устройства состоят из выливного штуцера, имеющего на своей нижней стороне выступающий радиальный буртик, образующий на этом выливном штуцере изолирующий фланец. Выливной штуцер снабжен наружной резьбой, на которую может навинчиваться резьбовой колпачок в качестве затвора. Такое самооткрывающееся укупорочное устройство крепится на композитную упаковку путем герметичного приваривания или приклеивания нижней стороны его выступающего буртика, то есть нижней стороны его фланца, к упаковке. Свободный просвет на нижнем конце выливного штуцера после этого закрыт ламинатом, или герметизирующей пленкой композитной упаковки.
[0002] Для открывания упаковки проходящая под приваренным штуцером фольгированная бумага, или лежащая в пределах штуцера пленочная мембрана должна быть разрезана, разорвана или выдавлена для того, чтобы просвет штуцера освободился, и жидкость можно было вылить через штуцер. Для этого внутри штуцера установлена втулка, которая при вращении навинченного колпачка приводится им в движение. Благодаря направляющим на внутренней стороне штуцера и наружной стороне втулки, при отворачивании колпачка, то есть при перемещении колпачка относительно упаковки с жидкостью вверх, втулка постоянно перемещается вниз. Нижний край втулки снабжен одним или несколькими режущими зубьями. Благодаря этому втулка, вследствие своего движения, вырезает диск из проходящей под ней фольгированной бумаги, или находящейся под ней пленочной мембраны, и затем отжимает его вниз. Существуют втулки-самооткрыватели, которые под воздействием приводящего их в движение средства выталкиваются исключительно прямолинейно в осевом направлении назад. Другие вслед за этим только вращаются. Существуют также такие втулки, у которых оба этих движения накладываются друг на друга, преобразовываясь в движение по винтовой линии или спирали, вначале с крупным, а затем постепенно уменьшающимся шагом витка.
[0003] Такие обычные самооткрывающиеся укупорочные устройства могут быть усовершенствованы, в особенности в том, что касается характера вытекания жидкости. Поскольку эти самооткрывающиеся укупорочные устройства не образуют определенного канала для проникновения воздуха в емкость при выливании, вытекание жидкости, при выливании с большим наклоном емкости, происходит волнообразно, что на практике создает неудобства и приводит к расплескиванию содержимого.
[0004] Задачей представленного изобретения является создание самооткрывающегося укупорочного устройства для композитных упаковок или предназначенных для закрывания пленочным материалом, или уже закрытых пленочным материалом горловин емкостей, которое обеспечивает чистое, контролируемое и стабильное выливание их жидкого содержимого.
[0005] Эта задача решается самооткрывающимся укупорочным устройством для композитных упаковок, а также для закрываемых пленочным материалом горловин емкостей, состоящим из выливного штуцера, который может герметично монтироваться на композитную упаковку или на закрываемую пленочным материалом горловину емкости, относящегося к нему вращающегося колпачка, а также размещенной в пределах выливного штуцера втулки-самооткрывателя, которая приводится во вращение вращающимся колпачком, характеризующимся тем, что втулка-самооткрыватель образует на верхнем крае углубление для формирования впускного воздушного канала, которое уменьшается книзу и переходит в нижний, при виде сверху округлый край.
[0006] На фигурах представлен в различных видах пример предпочтительного исполнения данного самооткрывающегося укупорочного устройства. С помощью данных фигур ниже подробно описывается данное самооткрывающееся укупорочное устройство и истолковывается и разъясняется его функция.
Показано:
Фиг.1: Втулка-самооткрыватель укупорочного устройства в перспективном изображении, обращенная к наблюдателю стороной с углублением.
Фиг.2: Самооткрывающееся укупорочное устройство, вид под углом снизу, с размещенной внутри втулкой-самооткрывателем, находящейся в исходном положении.
Фиг.3: Самооткрывающееся укупорочное устройство в комплекте из трех составных частей, а именно: колпачка, выливного штуцера и втулки-самооткрывателя, после отвинчивания и снятия колпачка.
Фиг.4: Самооткрывающееся укупорочное устройство в поперечном сечении.
Фиг.5: Вариант исполнения втулки-самооткрывателя, а именно, с вырезом на углублении.
Фиг.6: Самооткрывающееся укупорочное устройство в сборе из трех составных частей, а именно: колпачка, выливного штуцера и втулки-самооткрывателя, вид под углом снизу, после отвинчивания и обратного навинчивания колпачка.
Фиг.7: Открытое укупорочное устройство, смонтированное на композитной упаковке.
[0007] На фиг.1 показана втулка-самооткрыватель данного самооткрывающегося укупорочного устройства в виде отдельной детали. Нижний край 6 образует несколько режущих зубьев 2, каждый из которых оканчивается острой кромкой. Эти режущие зубья 2 служат для накалывания проходящей под самооткрывающимся укупорочным устройством пленки и ее последующего разрезания, так что из пленки вырезается диск практически по всей окружности. В качестве характерной особенности эта втулка-самооткрыватель 1 на своем верхнем крае 5 имеет углубление 4, которое в направлении к нижнему краю 6 этой втулки становиться меньше, и в результате переходит в округлый, при виде сверху, нижний край. Это углубление 4 имеет выпуклый профиль, что показано на фигуре с помощью прерывистых вспомогательных линий 3, и по форме подобно совку или ложке. В направлении к нижнему краю 6 втулки-самооткрывателя 1 оно имеет постоянно уменьшающийся радиус изгиба выпуклости и в итоге переходит в нижний край 6. Это углубление 4 необязательно должно иметь равномерный изгиб или кривизну по всему поперечному сечению, а может, как показано на фигуре, образовывать на одной стороне угол, намеченный здесь прерывистой линией 7. Тем самым в верхней части углубления 4, на наружной стороне втулки 1, образуется заплечик 8, который служит в качестве упорной поверхности для кулачка привода на внутренней стороне колпачка. В другом исполнении заплечик может быть сформирован на стороне, противоположной образующей поверхности втулки-самооткрывателя, так что в таком случае кулачок привода воздействует на углубление 4 изнутри втулки-самооткрывателя 1 и, таким образом, упирается в выпуклое с этой стороны углубление 4 снаружи.
[0008] На фиг.2 показано готовое к монтажу самооткрывающееся укупорочное устройство из колпачка 9, выливного штуцера 10 и втулки-самооткрывателя 1. Втулка полностью расположена внутри выливного штуцера 10. Поскольку укупорочное устройство на фиг.2 показано под углом снизу, то можно увидеть режущие зубья 2 с острыми кромками, и углубление 4, которое здесь видно с внутренней стороны втулки-самооткрывателя 1.
[0009] На фиг.3 показаны все элементы данного самооткрывающегося укупорочного устройства после его открывания. Сверху показан колпачок 9, под ним - выливной штуцер 10, а снизу выступающая из него втулка-самооткрыватель 1. Колпачок 9 был отвинчен и снят с выливного штуцера 10 поворотом против часовой стрелки. При отвинчивании колпачка втулка-самооткрыватель была вовлечена во вращение в том же направлении. Поэтому она тоже выполняла вращение против часовой стрелки и по направляющим смещалась вниз, пока не заняла показанное конечное положение. В этом конечном положении режущие зубья выступают из выливного штуцера 10, а углубление 4 вышло за нижний край выливного штуцера 10 примерно наполовину. В этом положении углубление 4 образует впускной воздушный канал при выливании жидкости. Самооткрывающееся укупорочное устройство монтируется на упаковку таким образом, что углубление 4, при открытом устройстве, когда упаковку наклоняют для выливания жидкости, находится в самой верхней точке устройства. Для смещения втулки-самооткрывателя 1 вниз с вращением колпачок 9 требуется повернуть примерно на угол 120°. После этого не показанный здесь кулачок привода на нижней стороне колпачка 9 выходит из углубления 4 и дальше вращается свободно. Поэтому укупорочное устройство устанавливается на упаковку в такое положение, что углубление 4, при взгляде на устройство сверху, вначале находится в положении на 10 часов, если выливание жидкости должно происходить через точку, расположенную на выливном патрубке устройства в положении на 12 часов. Тогда, при повороте колпачка 9 против часовой стрелки, втулка-самооткрыватель 1 поворачивается в том же направлении на 120°, углубление перемещается в положение на 6 часов и, в наклонном положении композитной упаковки, находится в самой верхней точке выливного патрубка 10.
[0010] На фиг.4 показано поперечное сечение самооткрывающегося укупорочного устройства с впускным воздушным каналом, причем плоскости сечения заштрихованы. На этом изображении показан кулачок привода 11, который выполнен на внутренней стороне колпачка 9 аксиально. Этот кулачок привода 11 в показанном исполнении укупорочного устройства входит внутрь углубления 4 на втулке-самооткрывателе 1, то есть прилегает к втулке-самооткрывателю 1 снаружи. Колпачок 9 по наружной резьбе 12 навинчен на выливной патрубок 10. Втулка-самооткрыватель 1, напротив, удерживается на внутренней стенке выливного штуцера 10 и направляется по ней. Отформованный на этой внутренней стенке выступ 13 входит в соответствующую направляющую на наружной стороне втулки-самооткрывателя 1. При повороте колпачка 9 против часовой стрелки, при взгляде сверху, кулачок привода 11 давит на заплечик 8 в углублении 4 и таким образом поворачивает втулку-самооткрыватель в том же направлении, втулка-самооткрыватель 1 скользит вниз, то есть она, к примеру, перемещается вниз, двигаясь по винтовой линии. В конечном положении углубление 4 расположено так, что одна его часть еще находится внутри выливного штуцера 10, в то время как другая часть выступает из выливного штуцера 10 наружу, как уже показано на фиг.3.
[0011] В своем конечном положении углубление 4 образует впускной воздушный канал при выливании жидкости. Таким образом, при наклоне композитной упаковки в положение для выливания жидкости, воздух снаружи немедленно поступает через этот образованный им впускной воздушный канал внутрь композитной упаковки. Углубление 4 отформовано так, что впускной воздушный канал по направлению внутрь упаковки сужается, и внутри упаковки отводится к выливному штуцеру радиальной составляющей канала. Вследствие сужения канала воздушный поток там ускоряется, и при дальнейшем наклоне композитной упаковки жидкость не оказывает этой входящей воздушной струе существенного противодействия, так что она продолжает поступать внутрь упаковки. Углубление 4 своей обращенной внутрь выливного штуцера 1 стороной образует препятствие для вытекающей струи жидкости. Это дает позитивный гидродинамический эффект, достигающийся тем, что струя жидкости формируется так, что она не оказывает входящей в упаковку струе воздуха существенного противодействия, и обеспечивается стабильное вытекание жидкости.
[0012] На фиг.5 показан альтернативный вариант выполнения углубления 4 на втулке-самооткрывателе 1. Это углубление 4 на своем верхнем крае 14 имеет параболический вырез. Оказалось, что такой параболический верхний край 14 положительно влияет на гидродинамику потока при вытекании жидкости. На фиг.6 показана эта втулка-самооткрыватель, установленная в укупорочное устройство, а именно, в конечном положении, после открывания самооткрывающегося укупорочного устройства, в данном случае, с навернутым обратно колпачком. Нижняя часть углубления 4 здесь выступает снизу из выливного штуцера 10, в то время как верхняя часть еще остается в выливном штуцере 10. Разумеется, что здесь показана только часть верхнего параболического края 14 углубления 4. При выливании жидкость протекает мимо этого параболического края 14 и формируется им в струю с приблизительно плоской поверхностью, так что струя жидкости образует на этой верхней при выливании жидкости стороне некоторым образом секущую плоскость в выливном патрубке 10. Это создает место для поступающего воздуха, и он, в результате, проникает через углубление 4 внутрь композитной упаковки, обеспечивая тем самым равномерно вытекающую струю жидкости. Очевидно, что с помощью углублений другой формы и краев другой формы можно достичь сходных результатов.
[0013] На фиг.7 показано открытое укупорочное устройство на композитной упаковке 15. Как можно увидеть, при этом углубление 4 во втулке-самооткрывателе 1 находится точно в самой верхней точке укупорочного устройства, если рассматривать его относительно наклонного положения для выливания жидкости. При таком виде на изображенном примере можно рассмотреть выступ 13, проходящий по внутренней стороне выливного штуцера 10 по винтовой линии. Однако эта направляющая для придания втулке-самооткрывателю 1 движения вниз при отвинчивании колпачка может иметь и другое исполнение. Во всяком случае, втулка-самооткрыватель 1 движется вниз, пока не достигнет показанного здесь конечного положения. Углубление 4 на своей наружной стороне, обращенной от внутренней стороны выливного штуцера, образует воздушный канал для поступающего воздуха. Входящая воздушная струя, так же как и вытекающая струя жидкости, формируются углублением 4 таким образом, что струя жидкости остается устойчивой и вытекает равномерно, без пульсаций.
Перечень цифровых обозначений
1 втулка-самооткрыватель
2 режущие зубья
3 вспомогательные линии на углублении
4 углубление
5 верхний край втулки-самооткрывателя
6 нижний край втулки-самооткрывателя
7 вспомогательная линия в углублении 4
8 заплечик на внутренней стороне углубления 4
9 вращающийся колпачок
10 выливной штуцер
11 кулачок привода
12 наружная резьба на выливном штуцере
13 выступ в виде винтовой линии на внутренней стороне выливного штуцера
14 параболический верхний край углубления 4
15 композитная упаковка