ПОЛИМЕРНЫЙ ЛОТОК ДЛЯ УПАКОВКИ ТОВАРОВ

Область техники
Полезная модель относится к области потребительской промышленности и касается полимерного лотка для упаковки товаров, в частности усовершенствованного термоформованного твердого полимерного лотка для упаковки пищевых продуктов.
Уровень техники
Известны различные технические решения относительно полимерных лотков, применяемых для упаковки товаров, в частности, пищевых продуктов, которые направлены на обеспечение стабильного зазора между лотками для извлечения без затруднений изделия из стопы лотков.
В патенте US8794440B2 (опубл. 17.01.2013; МПК: B65D 1/34, B65D 1/42) описано изобретение, относящееся к контейнерам, в частности к лоткам, имеющим ребра жесткости. Технический результат аналога заключается в увеличении прочности при штабелировании или сжатии лотка благодаря перенаправлению вертикальных сжимающих сил на относительно более прочные его части. В аналоге заявлен тонкостенный лоток, содержащий одно или несколько ребер жесткости, где указанные ребра жесткости могут иметь, по меньшей мере, частично криволинейную форму и быть размещенными между промежуточной частью боковой стенки и прилегающими к ней углами, например, иметь промежуточную, как правило, колоколообразную форму так, что вершина вогнутой области находится на боковой стенке выше, чем ее ножки.
Недостатком аналога является геометрическая форма лотка, которая приводит к существенному уменьшению его внутреннего объема, то есть для использования лотка аналога по назначению необходимо увеличивать его размеры, что приводит к увеличению массы изготавливаемого изделия, а значит и к повышению затрат на упаковку; а также это приводит к уменьшению количества лотков в групповой упаковке, что, соответственно, уменьшает общее число лотков, загружаемых в транспортное средство, таким образом, увеличиваются транспортные расходы по доставке упакованной продукции. Также геометрическая форма лотка обеспечивает недостаточное разделение лотков между собой в стопе, что, соответственно, приводит к трудностям при выемке изделия из стопы лотков и к сбою автоматической технологической линии упаковки и расфасовки продукта.
Полезная модель RU194168U1 (опубл. 29.11.2019; МПК: B65D 1/34) относится к области химической и легкой промышленностям и касается полимерного изделия для упаковки товаров, в частности, усовершенствованного термоформованного пластикового твердого лотка для упаковки пищевых продуктов. Технический результат аналога заключается в обеспечении стабильного зазора между полимерными лотками в стопе по всему периметру боковых и торцевых стенок для извлечения без затруднений их из стопы с одновременным увеличением вертикальной нагрузки. В аналоге описан полимерный лоток, содержащий корпус с основанием, боковыми и торцевыми стенками, на которых выполнены длинные и короткие ребра жесткости, расположенные вдоль вертикальных осей боковых и торцевых стенок, а также запаечная поверхность для соединения с крышкой или пленкой, имеющая отогнутый наружу бурт, при этом длинные и короткие ребра жесткости увеличиваются по ширине от запаечной поверхности к основанию, переходят от боковых и торцевых стенок на основание и соединяются с ребрами жесткости основания, образующими в его центральной части плоскую площадку, утопленную внутрь полимерного лотка, в скругленных углах между боковыми и торцевыми стенками корпуса выполнены ребра жесткости и плоские наклонные участки в нижней части корпуса.
Недостатками лотка аналога, обусловливающими его низкую устойчивость к деформациям, возникающим из-за вертикальных нагрузок при штабелировании, являются наличие прямых ребер жесткости, расположенных на основании, и отсутствие изогнутости боковых и торцевых стенок по направлению к внутренней части лотка. Следующим недостатком аналога является утопленная внутрь лотка центральная площадка, расположенная на его основании, это приводит к уменьшению фрикционного взаимодействия лотка и поверхности транспортерной ленты, на которую устанавливается лоток, в результате увеличивается вероятность его поворота вокруг вертикальной оси, что, соответственно, приводит к остановке упаковочной линии из-за его неправильного положения.
Полезная модель RU184819U1 (опубл. 12.11.2018; МПК: B65D 1/34) относится к области потребительской промышленности и касается пластикового лотка для упаковки товаров, в частности, усовершенствованного термоформованного твердого пластикового лотка для упаковки пищевых продуктов. Технический результат аналога заключается в повышении устойчивости лотка к деформации по всей его площади при сохранении экономичности производства и дополнительно обеспечивает удобство его использования и информационную функциональность. В аналоге описан лоток для пищевых продуктов, содержащий формованный корпус, состоящий из основания и боковых стенок, продолжающихся вверх и слегка наружу от указанного основания, имеющих отбортовку по краю корпуса, причем корпус выполнен из термоформуемого полимерного материала с ребрами жесткости. В аналоге ребра жесткости выполнены по основанию корпуса, продолжающимися как на боковые смежные перпендикулярно расположенные стенки, так и на боковые параллельно расположенные стенки, не доходя до края корпуса на центральной их поверхности, с образованием свободных от ребер жесткости участков, на которых выполнены рельефные элементы.
Недостатками аналога, обусловливающими его низкую устойчивость к деформациям, возникающим из-за вертикальных нагрузок при штабелировании, являются геометрия ребер жесткости основания и отсутствие изогнутости боковых и торцевых стенок по направлению к внутренней части лотка. Другим недостатком аналога является наличие переменной высоты ребер жесткости, расположенных на боковых и торцевых стенках лотка, обеспечивающих свободные участки, на которых выполнены рельефные элементы, не несущие конструкционных преимуществ. Следующим недостатком аналога является геометрия лотка, затрудняющая его извлечение из стопы лотков, что, соответственно, приводит к сбою автоматической линии упаковки и расфасовки продукта.
В патенте US7857160B2 (опубл. 01.12.2005; МПК: B65D 1/34, B65D 1/46) описано изобретение, относящееся к лотку для использования при упаковке готовых продуктов, в частности, мясных продуктов. Технический результат аналога заключается в повышении жесткости боковых стенок, в частности, в обеспечении высокой сопротивляемости горизонтальным и вертикальным нагрузкам без увеличения габаритных внешних размеров или существенного уменьшения общего внутреннего объема. В аналоге описан оптимизированный лоток, который содержит основание, множество боковых стенок, соединенных во множестве углов, фланец, отходящий от верхнего края каждой боковой стенки, и множество вертикальных ребер жесткости, расположенных на указанных боковых стенках и разнесенных вдоль них. По меньшей мере, одна из боковых стенок изогнута внутрь, а ребра жесткости имеют различную ширину на части длины одной из боковых стенок. Ребра жесткости также могут различаться по толщине на части длины одной из боковых стенок.
Недостатком аналога является то, что расположенные на боковых стенках ребра жесткости прерываются на основании лотка, это приводит к низкой устойчивости лотка к деформациям, возникающим в результате вертикальных нагрузок при штабелировании. Другим недостатком аналога является геометрия лотка, которая затрудняет его извлечение из стопы лотков, что, соответственно, приводит к сбою автоматической линии упаковки и расфасовки продукта.
В патенте RU2493065C2 (опубл. 20.09.2013; МПК: B65D 1/34) описано изобретение, относящееся к усовершенствованному термопластиковому лотку, в частности, усовершенствованному термоформованному пластиковому твердому лотку, пригодному для упаковки помимо прочего пищевых продуктов. Технический результат аналога заключается в улучшении жесткости, сопротивляемости деформации и сгибанию лотка, при этом улучшения получены без увеличения количества пластикового материала, используемого при производстве лотка, а за счет его геометрического выполнения. В аналоге заявлен твердый термоформованный пластиковый лоток, который снабжен основой, боковыми стенками, продолжающимися вверх и слегка наружу от указанной основы, первичным фланцем, интегрально соединенным с верхними краями боковых стенок и продолжающимся наружу по всей верхней периферии боковых стенок ободком, т. е. фланцем, продолжающимся вниз и слегка сужающимся наружу от наружной периферии первичного фланца, и вторичным фланцем, т.е. свешивающимся участком, продолжающимся наружу от нижнего края ободка, при этом лоток содержит множество ребер жесткости, продолжающихся, по существу, вертикально вдоль ободка и наружу относительно корпуса лотка.
Недостатками аналога, обусловливающими его низкую устойчивость к деформациям, возникающим из-за вертикальных нагрузок при штабелировании, являются отсутствие изогнутости боковых и торцевых стенок по направлению к внутренней части лотка и наличие прямых продольных и поперечных ребер жесткости, расположенных на основании лотка. Следующим недостатком аналога является геометрия лотка, которая затрудняет его извлечение из стопы лотков, что, соответственно, является причиной сбоя автоматической линии упаковки и расфасовки продукта.
Сущность полезной модели
Задачей настоящей полезной модели является разработка геометрии полимерного лотка, обеспечивающей разделение лотков между собой в стопе при улучшении физико-механических характеристик изделия.
Указанная задача достигается благодаря такому техническому результату, как обеспечение эффективного штабелирования лотков, которое достигается благодаря стабильному расстоянию между лотками в стопе, приводящему к беспрепятственному извлечению каждого лотка из нее при увеличении устойчивости изделия к вертикальным нагрузкам, возникающим из-за штабелирования.  Указанная задача достигается в том числе, но не ограничиваясь, благодаря
криволинейным ребрам жесткости, расположенным на основании лотка;
вертикальным ребрам жесткости переменной высоты, расположенным на боковых и торцевых стенках;
изогнутости боковых и торцевых стенок по направлению к внутренней части лотка;
разделительным элементам, расположенным по периметру боковых и торцевых стенок, а также в соединениях боковых и торцевых стенок;
вертикальным ребрам жесткости, ширина которых увеличивается от запаечной поверхности к основанию.
Более полно, технический результат достигается полимерным лотком для упаковки товаров, включающим: основание; запаечную поверхность; боковые и торцевые стенки, продолжающиеся вверх от основания к запаечной поверхности; вертикальные ребра жесткости, расположенные по периметру боковых и торцевых стенок, где указанные ребра жесткости имеют переменную высоту; разделительные элементы, расположенные по периметру боковых и торцевых стенок, а также в соединениях боковых и торцевых стенок; продольные и поперечные ребра жесткости, образованные на основании, причем указанные ребра жесткости имеют криволинейную форму. Наличие разделительных элементов, расположенных по периметру боковых и торцевых стенок, а также в соединениях боковых и торцевых стенок, в сочетании с вертикальными ребрами жесткости переменной высоты и продольными и поперечными ребрами жесткости криволинейной формы обеспечивает эффективное штабелирование лотков, которое достигается благодаря стабильному расстоянию между лотками в стопе, приводящему к беспрепятственному извлечению каждого лотка из нее при увеличении устойчивости изделия к вертикальным нагрузкам, возникающим из-за штабелирования.
Боковые и торцевые стенки могут быть изогнуты по направлению к внутренней части лотка, это обеспечивает повышение устойчивости лотка к деформациям, возникающим из-за вертикальных нагрузок при штабелировании, благодаря увеличению длины линии воздействия деформирующей силы на материал лотка и перераспределению вектора силы по его проекциям на изогнутые стенки по направлению к внутренней части изделия.
Ширина вертикальных ребер жесткости, расположенных на боковых и торцевых стенках, может увеличиваться от запаечной поверхности к основанию, это обеспечивает повышение устойчивости лотка к деформациям, возникающим в результате вертикальных нагрузок из-за штабелирования, благодаря увеличению длины материала стенок изделия, на которую оказывает влияние деформирующая сила.
Криволинейные ребра жесткости могут иметь синусоидальную форму, причем синусоидальные ребра жесткости могут иметь форму фрагмента синусоиды длиной π/2, π, 2π, где синусоидальные ребра жесткости, имеющие форму фрагмента синусоиды длиной π/2, 2π, могут быть продольными, а синусоидальные ребра жесткости, имеющие форму фрагмента синусоиды длиной π/2, π, могут быть поперечными. Описанные расположение и форма ребер жесткости, образованных на основании лотка, обеспечивают повышение устойчивости основания к деформациям, возникающим в результате вертикальных нагрузок из-за штабелирования, благодаря увеличению длины материала, на которую действует деформирующая сила.
Криволинейные ребра жесткости могут быть соединены с вертикальными ребрами жесткости. Это обеспечивает повышение устойчивости лотка к деформациям, возникающим в результате вертикальных нагрузок из-за штабелирования, благодаря равномерному распределению вектора деформирующей силы при нагрузках на стенки и основание лотка.
Описание чертежей
Объект притязаний по настоящей заявке описан по пунктам и четко заявлен в формуле полезной модели. Упомянутые выше задачи, признаки и преимущества полезной модели очевидны из нижеследующего подробного описания, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых показано:
на фиг. 1 изображен общий вид полимерного лотка;
на фиг. 2 изображен вид снизу полимерного лотка.
Подробное описание
В приведенном ниже подробном описании реализации полезной модели приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящей полезной модели. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту очевидно, каким образом можно использовать настоящую полезную модель, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях, хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишнее понимание особенностей настоящей полезной модели.
Кроме того, из приведенного изложения ясно, что полезная модель не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящей полезной модели, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.
Наиболее распространенным вариантом геометрии лотков, обеспечивающим разделение изделий между собой в стопе, является расположение разделительных элементов по углам лотка, в этом случае для надежного их разделения между собой при штабелировании необходимо, чтобы разделительные элементы одного и того же положения на соседних лотках в стопе не совпадали (так называемое «А/В-штабелирование»), иначе лотки не будут отделенными друг от друга автоматическим устройством, и произойдет сбой автоматической линии упаковки и расфасовки товара.
Заявляемая полезная модель имеет следующие преимущества перед известными техническими решениями, обеспечивающими разделение лотков между собой в стопе изделий, а именно: отсутствие необходимости в «А/В-штабелировании» для надежного разделения лотков в стопе; упрощение работы термоформовочной линии, поскольку отсутствует необходимость в автоматическом создании системы «А/В-штабелирования»; в случае небольшой недоформовки разделительных элементов остальные (разделительные элементы) обеспечивают разделение лотков между собой в стопе; исключение случая, в котором возможно отсутствие «А/В-штабелирования» у двух крайних лотков при совмещении двух разных стоп изделий.
Заявляемая полезная модель будет описана более подробно со ссылками на сопровождающиеся чертежи, где числа относятся к частям лотка, на которых проиллюстрированы некоторые варианты выполнения настоящей полезной модели.
На фиг. 1 изображен полимерный лоток для упаковки товаров, включающий: основание 1; запаечную поверхность 2 для соединения с крышкой, пленкой; боковые 3 и торцевые 4 стенки, продолжающиеся вверх от основания 1 к запаечной поверхности 2; вертикальные ребра жесткости 5, 6, 7, 8, расположенные по периметру боковых 3 и торцевых 4 стенок, где указанные ребра жесткости 5, 6, 7, 8 имеют переменную высоту; разделительные элементы 9, 10, 11, расположенные по периметру боковых 3 и торцевых 4 стенок, а также в соединениях 12 боковых 3 и торцевых 4 стенок; продольные 13, 14 и поперечные 15, 16 ребра жесткости, образованные на основании 1, причем указанные  ребра жесткости 13, 14, 15, 16 имеют криволинейную форму. Предпочтительно боковые 3 и торцевые 4 стенки соединены между собой таким образом, что между ними расположен плавный переход 12 в форме сегмента перевернутого и усеченного конуса, где с внешней стороны лотка указанный конус симметрично срезан от запаечной поверхности 2 к основанию 1 секущей плоскостью таким образом, что расстояние от места соединения основания 1 и стенок 3, 4 лотка до места расположения части секущей плоскости, ближайшей к основанию 1, равно не менее 1 – 2 мм, а геометрическое место точек секущей плоскости и перевернутого конуса предпочтительно имеет касание с ближайшими ребрами жесткости боковой 3 и торцевой 4 стенок. К тому же предпочтительно указанный срез располагать на расстоянии 20 – 30 мм от основания 1 относительно оси, перпендикулярной основанию 1. На фиг. 2 изображены продольные ребра жесткости 13, 14 основания 1, размещенные вдоль боковых стенок 3, и поперечные ребра жесткости 15, 16, расположенные вдоль торцевых стенок 4. Разделительные элементы 9, 10, 11, расположенные по периметру боковых 3 и торцевых 4 стенок, а также в соединениях 12 боковых 3 и торцевых 4 стенок, в сочетании с вертикальными ребрами жесткости переменной высоты 5, 6, 7, 8 и продольными 13, 14 и поперечными 15, 16 ребрами жесткости криволинейной формы обеспечивают эффективное штабелирование лотков, которое достигается благодаря стабильному расстоянию между лотками в стопе, приводящему к беспрепятственному извлечению каждого изделия из нее при увеличении устойчивости лотка к вертикальным нагрузкам, возникающим из-за штабелирования.
Боковые 3 и торцевые 4 стенки могут быть прямыми или изогнутыми по направлению к внутренней части лотка. В предпочтительном варианте выполнения лотка боковые 3 и торцевые 4 стенки изогнуты по направлению к внутренней части лотка (например, изогнутость боковой стенки 3 изображена на фиг. 2 криволинейной прямой AB), это обеспечивает повышение устойчивости лотка к деформациям, возникающим из-за вертикальных нагрузок при штабелировании, благодаря увеличению длины линии воздействия деформирующей силы на материал лотка и перераспределению вектора силы по его проекциям на изогнутые боковые 3 и торцевые 4 стенки по направлению к внутренней части изделия.
Вертикальные ребра жесткости 5, 6, 7, 8 организованы по всей длине боковых 3 и торцевых 4 стенок. Ширина вертикальных ребер жесткости 5, 6, 7, 8 может быть постоянной, уменьшаться или увеличиваться от запаечной поверхности 2 к основанию 1. Предпочтительно ширина вертикальных ребер жесткости 5, 6, 7, 8, расположенных на боковых 3 и торцевых 4 стенках и изображенных на фиг. 1, увеличивается от запаечной поверхности 2 к основанию 1, это обеспечивает повышение устойчивости лотка к деформациям, возникающим в результате вертикальных нагрузок из-за штабелирования, благодаря увеличению длины материала стенок изделия, на которую оказывает влияние деформирующая сила.
В предпочтительном варианте выполнения криволинейные ребра жесткости 13, 14, 15, 16, изображенные на фиг. 2, могут иметь синусоидальную форму, причем синусоидальные ребра жесткости могут иметь форму фрагмента синусоиды длиной π/2, π, 2π, где синусоидальные ребра жесткости 14, 13, имеющие форму фрагмента синусоиды длиной π/2, 2π, соответственно, могут быть продольными, а синусоидальные ребра жесткости 16, 15, имеющие форму фрагмента синусоиды длиной π/2, π, соответственно, могут быть поперечными. Описанные расположение и форма ребер жесткости 13, 14, 15, 16, образованных на основании 1 лотка, обеспечивают повышение устойчивости основания 1 к деформациям, возникающим в результате вертикальных нагрузок из-за штабелирования, благодаря увеличению длины материала, на которую действует деформирующая сила.
Криволинейные ребра жесткости 13, 14, 15, 16, изображенные на фиг. 2, могут быть соединены или не соединены с вертикальными ребрами жесткости 5, 6, 7, 8, изображенными на фиг. 1. Предпочтительно соединять криволинейные ребра жесткости 13, 14, 15, 16 с вертикальными ребрами жесткости 5, 6, 7, 8. Это обеспечивает повышение устойчивости лотка к деформациям, возникающим в результате вертикальных нагрузок из-за штабелирования, благодаря равномерному распределению вектора деформирующей силы при нагрузках на боковые 3 и торцевые 4 стенки и основание 1 лотка.
В качестве характеристики, определяющей устойчивость к деформациям полимерного лотка к нагрузкам, возникающим в результате штабелирования, используют параметр формоустойчивости лотка под нагрузкой (ФУПН), который определяется геометрией лотка: формой боковых и торцевых стенок, видом продольных, поперечных и вертикальных ребер жесткости и т.д. Ниже представлены примеры изменения показателей ФУПН при различной массе изделия (примеры 1 – 4) для лотков размером 197 мм×155 мм (длина х ширина) типа А и B. Тип A относится к лоткам, у которых криволинейной формы продольные и поперечные ребра жесткости; изогнутые боковые и торцевые стенки по направлению к внутренней части лотка; переменной высоты вертикальные ребра жесткости, расположенные по периметру боковых и торцевых стенок, которые имеют ширину, увеличивающуюся от запаечной поверхности к основанию; разделительные элементы, расположенные по периметру боковых и торцевых стенок, а также в соединениях боковых и торцевых стенок. Тип B относится к лоткам, у которых прямые продольные и поперечные ребра жесткости основания; постоянной ширины вертикальные ребра жесткости, расположенные на боковых и торцевых стенках; а также прямые боковые и торцевые стенки лотка; разделительные элементы, расположенные в углах полимерного лотка. Таблица 1 иллюстрирует то, что показатели ФУПН для лотка A выше, чем для лотка B.
Таблица 1.
Сравнение параметра ФУПН для лотков типа A и B
Номер примера
ФУПН лотка A, кг
ФУПН лотка B, кг
Преимущество ФУПН лотка A над лотком B, кг
Преимущество ФУПН лотка A над лотком B, %
1
2.8
2.2
0.6
27.3
2
3.8
2.6
1.2
46.2
3
5.9
5
0.9
18.0
4
6.3
5.5
0.8
14.5
Таким образом, заявленное конструкционное выполнение полимерного лотка позволяет обеспечить эффективное штабелирование лотков, которое достигается благодаря стабильному расстоянию между лотками в стопе по всему периметру боковых, торцевых стенок и в местах соединения торцевых и боковых стенок, приводящему к беспрепятственному извлечению каждого изделия из стопы при увеличении устойчивости лотка к вертикальным нагрузкам, возникающим из-за штабелирования.
В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки запрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов в соответствующей области техники.