УКУПОРОЧНОЕ СРЕДСТВО

Полезная модель относится к средствам укупоривания бутылок, используемым после розлива в бутылки ее содержимого, например напитков, в том числе алкогольных, более конкретно полезная модель относится к укупорочным средствам для предохранения повторного заполнения бутылки с буртиком на горловине.
В основном укупорочные средства предназначены для сохранения первоначального количества и качества содержимого на пути от изготовителя до потребителя.
Известны описанные в отечественных и зарубежных источниках информации укупорочные средства, в том числе: WO 96/23704 A GRUO STEVI S.A. 08.08.96, В 65 D 49/04; RU 2 фиксирующее кольцо 150439 C1 Гуала Клозурес С.п.А. 06.07.2000, В 65 D 49/02; GB 2 099 414 Pier Giacomo Guala. 08.12.1889, В 65 D 49/06 49/34; GB 2 219 570 A GRUO STEVI S.A. 13.12.89, В 65 D 49/02;. RU 2 фиксирующее кольцо 150417, C1 МКИ 7 В 65 D 49/02, 10.06.2000.
Укупорочные средства, выбранные за аналоги, в своем составе имеют сливное устройство, фиксирующий колпачок, клапан, прокладку, пробку, подобную колпачку, и запорную втулку. Пробка, подобная колпачку, и запорная втулка изготовлены как единая деталь и соединены вместе
посредством слабой линии в виде нескольких перемычек и отрывных полуколец. Пробка, подобная колпачку, и фиксирующий колпачок соединены между собой элементами сцепления в виде замков, ребер и составляют крышку. Сливное устройство имеет ребра для распределения потока по свободному сечению, направляющую полость для клапана и фланец для уплотнения с бутылкой через прокладку. Запорная втулка с внутренней стороны имеет фланец для захвата фланца сливного устройства и стопорное кольцо для охвата буртика бутылки. Клапан имеет функции обратного клапана и предотвращает повторное заполнение бутылки. Пробка, подобная колпачку, соединена со сливным устройством посредством резьбового соединения и уплотняется с ним коническим уплотняющим кольцом.
Известные аналоги хотя и являются удовлетворительными с разных точек зрения и по существу пригодны по своему назначению, однако, они имеют ряд недостатков, которые проявляются в различных ситуациях.
Конструкции аналогов требуют высоких усилий для запрессовки укупорочного средства на бутылку, что, во-первых, приводит к уменьшению скорости и, соответственно, производительности линий разлива и укупоривания бутылок, а во-вторых, повышенные усилия запрессовки создают излишнюю деформацию фиксирующего колпачка, частой его поломке и браку. Известные конструкции предусматривают использование стопорного кольца для фиксирования крышки или колпачка на бутылке. В известных конструкциях стопорное кольцо, выполнено в виде конической
обечайки. Обечайка в процессе изготовления всегда повернута в сторону обратную рабочему положению, исходя из технологии литья в форме (для отсутствия запирающих элементов и возможности извлечения изделий из пресс-формы). Для использования стопорного кольца в составе укупорочного средства оно после отливки разворачивается в обратную сторону. Стопорное кольцо имеет ограниченную высоту и толщину. Ограничения по высоте и толщине кольца определяются из условия отсутствия остаточных деформаций кольца и других частей колпачка при извлечении из пресс-формы, развороте кольца в рабочее положение и укупорке бутылки. Чем больше длина образующей стопорного кольца и его толщина, тем надежнее зацепление колпачка на горловине бутылки. С другой стороны увеличение длины стопорного кольца и его толщины увеличивают деформации и усилия при извлечении из пресс-формы, развороте кольца и укупорке бутылки. Кроме того, толщина кольца по линии разворота должна быть ограничена условием отсутствия больших сопротивлений и деформаций на линии разворота при повороте кольца. Линия разворота имеет функции шарнира, относительно которого происходит поворот стопорного кольца.
Из практики использования известных укупорочных средств известно, что при продолжительном нагреве усилие для удаления укупорочного средства с бутылки резко уменьшается из-за размягчения стопорного кольца при его ограниченных размерах, таким образом, возможно неправомочное заполнение бутылки жидкостью плохого качества. Также при нагреве фиксирующий колпачок может проворачиваться вокруг с пробки подобной
колпачку и (или) снят с нее. При вскрытии бутылки отрывные полукольца неконтролируемо падают в емкость для налива или на столешницу, что может привести к непредсказуемым последствиям, вплоть до причинения вреда здоровью.
Ожидаемый от настоящей полезной модели, технический результат заключается в повышении надежности крепления укупорочного средства на бутылке, сохранении герметичности укупорки бутылки при приложении значительных осевых нагрузок во время попытки несанкционированно открыть бутылку, в том числе после предварительного нагрева, сохранении целостности элементов конструкции укупорочного средства и при высокой скорости его сборки и при укупорке бутылки, снижении усилия напрессовки укупорочного средства на горловину бутылки, обеспечении четко выраженного следа о первом вскрытии, предотвращении неконтролируемого падения разрушаемых элементов конструкции укупорочного средства на стол, снижении усилия, необходимого для открывания бутылки, повышения надежности соединения фиксирующего колпачка.
Из аналогов по технической сущности и назначению наиболее близким к предлагаемому техническому решению является предохранительная крышка, описанная в патенте фиксирующее кольцо RU 2 фиксирующее кольцо 150417, С1 МКИ 7 В 65 D 49/02, 10.06.2000. Эта крышка по максимальному количеству сходных существенных признаков выбирается за прототип
Технический результат достигается за счет того, что укупорочное средство включает в себя фиксирующий колпачок из металла или из жесткой
пластмассы (например поликарбоната или полистирола) и полимерную вставку из относительно мягкого полимера (например полиэтилена или полипропилена); имеет, как часть вставки отрывное кольцо, а отрывное кольцо имеет в свою очередь стопорное кольцо; верхняя часть полимерной втулки имеет фиксирующее кольцо; оба кольца конусной формы переменного сечения (толщины стенок конусов увеличиваются от места соединения колец с обечайкой до свободного края). Кольца разрезаны как минимум в одном месте. Суммарная ширина разрезов стопорного кольца больше величины необходимой для обеспечения отсутствия соприкосновения боковых поверхностей частей стопорного кольца в местах разрезов друг с другом при развороте кольца в рабочее положение. Кольца имеют тонкие (меньше максимальной толщины колец) соединительные перемычки в местах разрезов колец. Ширина и длина перемычек фиксирующего кольца определяется отсутствием пластических деформаций в них при развороте кольца. Полимерная вставка имеет фрикционный пояс с упругими С-образными элементами.
Другие отличительные признаки и преимущества укупорочного средства в соответствии с настоящей полезной моделью станут понятными из описания его конкретного исполнения в качестве не ограничивающего примера, со ссылкой на чертежи
Фиг.1 - внешний вид в вертикальной проекции, частично в разрезе укупорочного средства в соответствии с настоящей полезной моделью,
фиг.2 - сечение полимерной вставки, стопорное и фиксирующее кольца в рабочем положении перед сборкой (положение литья пунктирной линией)
фиг.3 - сечение полимерной вставки, стопорное и фиксирующее кольца в положении максимальных деформаций при развороте их в рабочее положение,
фиг.4 - исполнение укупорочного средства с прокладкой,
фиг.5 - исполнение укупорочного средства с втулкой,
фиг.6 - сечение вставки по фрикционному поясу
Укупорочное средство 1 (фиг.1) фиксируется на венчике 2 бутылки 3 с буртиком 4, фиксирующим укупорочное средство 1 в осевом направлении. Бутылка имеет резьбовые ребра 5 горловину 6. Укупорочное средство 1 содержит фиксирующий колпачок 7 металлический или полимерный из твердой пластмассы (например полистирола или поликарбоната), полимерную вставку 8 из относительно мягкой пластмассы (например полиэтилена или пропилена) с отрывным кольцом 9, которое имеет стопорное кольцо 10, уплотняющий элемент 11, выступ уплотнительный 12, ребра резьбовые 13, разрушаемые перемычки 14, фиксирующее кольцо 15, фрикционный пояс 16.
Фиксирующий колпачок 7 имеет на внутренней поверхности сужение 17 для фиксации его на вставке 8 с помощью фиксирующего кольца 15.
Полимерная вставка 8 имеет на наружной поверхности ребра 18 и фрикционный пояс 19 (фиг.6) с насечками 20 и С-образными элементами 21.
Отрывное кольцо 9 имеет разрез 22 и перемычки 23. Отрывное кольцо 9 имеет лепесток 24 (фиг.1) для захвата его рукой.
Стопорное кольцо 10 имеет хотя бы один разрез 25 (фиг.2). В месте разреза 25 части кольца соединены тонкой (толщиной меньшей чем максимальная толщина отрывного кольца) перемычкой (перемычками) 26.
Стопорное 10 и фиксирующее 15 кольца имеют аналогичные конструкции.
Фиксирующее кольцо 15 имеет разрез 27, и перемычку 28.
В литьевой форме кольца 10 и 15 развернуты в обратную сторону относительно рабочего положения (фиг.2). Несоответствие рабочего и исходного положения колец 10 и 15 определяется условием возможности извлечения полимерной вставки из литьевой формы (условием отсутствия запирающих элементов в форме).
Перед использованием укупорочного устройства 1 кольца 10 и фиксирующее кольцо 15 разворачиваются в рабочее положение (фиг.2). В процессе разворота стопорного кольца 10 и фиксирующего кольца 15 они имеют максимальные деформации в горизонтальном положении (фиг.3), при этом утолщенные части кольца 10 в местах разрезов 25 не соприкасаются друг с другом.
В положении литья и рабочем положении кольца 10 и 15 имеют примерно симметричную коническую форму при повороте относительно линии разворота колец 29.
Длина по образующей и ширина перемычек 26 и 28 соответствует двум условиям:
-отсутствию пластических деформаций растяжения перемычек 28 при запрессовке вставки 8 в фиксирующий колпачок 7 и развороте фиксирующего кольца 15 в рабочее положение; перемычек 26 при укупорке бутылки 3.
-отсутствие соприкосновения торцевых поверхностей 30 (фиг.2) при развороте стопорного кольца 10 в обратное направление относительно первоначального в литьевой форме.
Уплотняющий элемент 11 в различных исполнениях может быть выполнен в виде
-прокладки 32 (фиг.4)
-уплотняющей втулки 33 (фиг.5),
-дозирующего устройства 34 с клапаном 35 (фиг.1).
Операция по подготовки вставки 8 после литья производится следующим образом:
Кольца 10 и 15 разворачиваются в рабочее направление. При этом в горизонтальном положении (фиг.3) торцы 30 частей стопорного кольца 10 не соприкасаются друг с другом, а тонкие перемычки 26 сжимаются и изгибаются, а перемычки 28 фиксирующего кольца 15 растягиваются. В рабочем положении кольца 10 и 15 имеют обратную форму относительно формы в литьевой форме, а перемычки 26 распрямляются и перемычки 28 принимают исходные размеры.
Сборка укупорочного устройства 1 перед использованием производится следующим образом:
Вставка 8 запрессовывается в фиксирующий колпачок 7 при этом фиксирующее кольцо 15 деформируется, перемычки 28 упруго сжимаются, проходя сужение 17, и затем кольцо 15 принимает рабочее положение и фиксирует вставку 8 в фиксирующем колпачке 7. При этом фрикционный пояс 16 вставки 8 уменьшается в диаметре, а упругие С-образные элементы 21 упруго изгибаются, создавая относительно постоянное напряжение в зацеплении вставки 8 и полимерного колпачка 7. Фрикционный пояс 16 предотвращает проворачивание фиксирующего колпачка 7 относительно вставки 8.
Дозирующее устройство 34 с клапаном 35 фиксируется на центральной части полимерной вставки 8 (фиг.1).
Укупорка бутылки 3 производится напрессовкой укупорочного средства 1 на венчик 2. При этом резьбовые ребра 13 перемещаются в радиальном направлении, тонкие стенки полимерной вставки 8 упруго деформируются, проходя через резьбовые ребра 5 бутылки 3. Стопорное кольцо 10 при прохождении буртика 4 венчика 2 упруго деформируется, затем защелкивается и фиксирует укупорочное устройство 1 за буртик 4, охватывая горловину 6 бутылки 3. Уплотняющий выступ 12 упруго деформируется и уплотняет укупорочное средство 1 по верхнему торцевому срезу венчика 2 бутылки 3.
Отрывное кольцо 9, зафиксированное на венчике 2 бутылки 3 стопорным кольцом 10, удерживает перемычками 14 основную часть вставки 8 от перемещений в осевом направлении относительно бутылки 3. Перемычки 23 удерживают отрывное кольцо от раскрытия.
Вскрытие бутылки 3 происходит следующим образом:
Потребитель, взявшись за рукой за лепесток 24, вращением руки вокруг венчика бутылки удаляет отрывное кольцо 9, при этом последовательно рвутся перемычки 23 и затем поочередно перемычки 14.
Верхняя часть полимерной вставки 8 освобождается в осевом направлении и удерживается зацеплением резьбовых ребер 5 и 13.
Поворотом фиксирующего колпачка 7 и запрессованной в него верхней части вставки 8 (без отрывного кольца) по резьбовому соединению ребер 5 и 13 бутылка 3 открывается.
Конструкция предлагаемого укупорочного средства 1 дает следующий технический результат:
1. Стопорное кольцо 10 имеет увеличенные размеры по образующей конуса и толщине, так как вышеописанная конструкция стопорного кольца 10 не имеет ограничений размеров из условия отсутствия пластических деформаций в процессе разворота кольца и защелкивания его за буртик венчика бутылки в отличии от сплошного стопорного кольца прототипа.
Сопротивление несанкционированной попытке вскрыть бутылку, в том числе после нагрева укупорочного средства 1 с увеличенными размерами стопорного кольца 10 значительно возрастает.
2. Использование для изготовления фиксирующего колпачка 7 из металла или и твердых пластмасс делает укупорочное средство белее жестким и менее подверженным воздействию высоких температур. Температура размягчения жестких пластмасс (полистирола, поликарбоната) значительно (на 30...80°) выше, чем у применяемых в аналогах (полипропилена, полиэтилена). Свойства металлических колпачков практически не меняются при изменении температур в пределах эксплуатационных условий и при нагреве до 100°С при попытке несанкционированного вскрытия бутылки 3. Прочностные характеристики твердых пластмасс и металла выше на 50.....200%. В соответствии с этим сопротивление укупорочного средства 1 попытке несанкционированно (без удаления отрывного кольца) вскрыть бутылку 3 значительно больше, относительно аналогов.
3. Фиксирующее кольцо 15 имеет конструкцию аналогичную кольцу 10 и обеспечивает более надежное относительно прототипа зацепление фиксирующего колпачка 7 с полимерной вставкой 8 относительно аналогов. Фиксирующее кольцо 15 при попытке снять фиксирующий колпачок 7 упирается в выступ 17 и расклинивается.
4. Кольца 10 и 15 вышеописанной конструкции делают возможность сборки фиксирующего колпачка 7 с вставкой, а также укупорочного средства 1 с бутылкой 3 меньшим усилием относительно прототипа, так как деформация тонких перемычек 28 и 26 не требует значительных усилий.
5. Наличие упругих с-образных элементов 21 во фрикционном поясе 16 полимерной вставки 8 делает зацепление колпачка 7 и вставки более надежным чем у прототипа, не зависящим от допусков на размеры соединяемых деталей и разности температурных расширений материалов.
6. Наличие отрывного кольца 9 обеспечивает четко выраженный след о первом вскрытии и делает невозможным повторное использование укупорочного средства 1. При удалении отрывного кольца 9 последовательно разрушаются перемычки 23 и 14. Усилие для последовательного разрушения перемычек 23 и затем 14 при удалении отрывного кольца 9 значительно меньше, чем при одновременном разрушении перемычек отрывных полуколец прототипа.
7. Наличие отрывного кольца 9, которое при вскрытии бутылки 3 потребитель вынужден брать рукой, обеспечивает отсутствие неконтролируемых падений частей укупорочного средства в отличие контрольных полуколец прототипа. При отсутствии отрывных полуколец у аналогов (наличие только перемычек) не обеспечивается четко выраженного следа о первом вскрытии бутылки.
С целью удовлетворения конкретных требований возможно внесение различных модификаций и изменений в конструкцию описанной укупорочной системы, однако все они должны быть в объеме заявляемой полезной модели.