ЕМКОСТЬ С ОБЛАСТЬЮ, ВЫДЕРЖИВАЮЩЕЙ ИЗМЕНЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ
VESSEL WITH PRESSURE-CHANGING AREA

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область техники
Настоящее изобретение относится к емкостям.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В некоторых вариантах осуществления предусмотрена емкость, содержащая участок корпуса. Участок корпуса включает в себя плоскую верхнюю вакуумную панель, плоскую нижнюю вакуумную панель и углубление между плоской верхней вакуумной панелью и плоской нижней вакуумной панелью. В ответ на изменение внутреннего давления в емкости участок корпуса сгибается в углублении внутрь емкости, а плоская верхняя вакуумная панель и плоская нижняя вакуумная панель образуют постепенно уменьшающийся угол в углублении в результате возрастания изменения давления.
В некоторых вариантах осуществления углубление представляет собой гибкий шарнир, соединяющий плоскую нижнюю вакуумную панель и плоскую верхнюю вакуумную панель. В некоторых вариантах осуществления шарнир содержит две соединительные боковые стенки, образующие угол, уменьшающийся при сгибании шарнира. В варианте осуществления плоская верхняя вакуумная панель и плоская нижняя вакуумная панель сгибаются во внутреннюю часть емкости после сгибания шарнира.
В некоторых вариантах осуществления плоская верхняя вакуумная панель и плоская нижняя вакуумная панель являются копланарными перед сгибанием и смещаются из плоскости, образуя постепенно уменьшающийся угол на шарнире.
В некоторых вариантах осуществления плоская верхняя вакуумная панель и плоская нижняя вакуумная панель вместе имеют высоту, составляющую по меньшей мере 30% общей высоты емкости.
В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна из плоской верхней вакуумной панели и плоской нижней вакуумной панели имеет высоту, составляющую по меньшей мере 15% общей высоты емкости.
В некоторых вариантах осуществления, в которых емкость имеет начальный объем, при сгибании шарнира плоская верхняя вакуумная панель и плоская нижняя вакуумная панель уменьшают начальный объем на 3%. В некоторых вариантах осуществления при сгибании шарнира плоская верхняя вакуумная панель и плоская нижняя вакуумная панель уменьшают начальный объем на 5%.
В некоторых вариантах осуществления плоская верхняя вакуумная панель и плоская нижняя вакуумная панель остаются плоскими при сгибании.
В некоторых вариантах осуществления углубление содержит желоб с расположенной под углом боковой стенкой.
В некоторых вариантах осуществления участок корпуса имеет овальное поперечное сечение.
В некоторых вариантах осуществления емкость дополнительно содержит горловину с окружностью поперечного сечения, промежуточную часть с окружностью поперечного сечения и участок основания с окружностью поперечного сечения. Промежуточная часть соединена с горловиной, а участок корпуса проходит от промежуточной части до участка основания. Промежуточная часть также соединена с горловиной. В некоторых вариантах осуществления форма окружности поперечного сечения участка корпуса в углублении изменяется в большей степени по сравнению с другими окружностями поперечных сечений в ответ на увеличение изменения давления.
В некоторых вариантах осуществления промежуточная часть имеет окружность поперечного сечения, которая больше окружности поперечного сечения участка корпуса.
В некоторых вариантах осуществления плоская верхняя вакуумная панель и плоская нижняя вакуумная панель являются копланарными перед сгибанием.
В некоторых вариантах осуществления участок корпуса дополнительно содержит зубчатую область, проходящую по окружности смежно с верхней вакуумной панелью, нижней вакуумной панелью и углублением. В некоторых вариантах осуществления зубчатая область изгибается наружу в ответ на изменение внутреннего давления в емкости.
В некоторых вариантах осуществления емкость представляет собой бутылку.
В некоторых вариантах осуществления предусмотрена емкость. Емкость содержит горловину, образующую отверстие в емкости, промежуточную часть, соединенную с горловиной, и участок корпуса, проходящий от промежуточной части до участка основания. Участок корпуса содержит две области, выдерживающие изменение давления, и две вертикальные ребристые области. Каждая область, выдерживающая изменение давления, содержит первую плоскую панель, вторую плоскую панель и канавку, соединяющую первую плоскую панель и вторую плоскую панель. Канавка каждой области, выдерживающей изменение давления, в ответ на изменение давления внутри емкости перемещается к внутренней части корпуса.
В некоторых вариантах осуществления участок корпуса имеет овальное поперечное сечение, а канавка одной области, выдерживающей изменение давления, расположена диаметрально противоположно канавке другой области, выдерживающей изменение давления.
В некоторых вариантах осуществления изменение давления вызвано охлаждением жидкости, содержащейся внутри емкости.
В некоторых вариантах осуществления изменение давления вызвано давлением, приложенным к внешней стороне емкости.
В некоторых вариантах осуществления емкость включает в себя не более двух областей, выдерживающих изменение давления.
В некоторых вариантах осуществления предусмотрена емкость для хранения жидкости, заливаемой в горячем состоянии, с последующим закупориванием. Емкость содержит горловину, образующую отверстие в емкости, промежуточную часть, соединенную с горловиной, и область, выдерживающую изменение давления, связанную с промежуточной частью, причем область, выдерживающая изменение давления, содержит плоскую область, горизонтально разделенную пополам желобом. Когда емкость закупорена, область, выдерживающая изменение давления, выполнена с возможностью сгибания от своей первоначальной формы к внутренней части емкости, а при откупоривании емкости область, выдерживающая изменение давления, выполнена с возможностью возврата к своей первоначальной форме.
В некоторых вариантах осуществления инициируется охлаждением жидкости.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ/ФИГУР
На ФИГ. 1 приведен вид сверху в перспективе емкости в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 2 приведен вид снизу в перспективе емкости в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 3 приведен вид сбоку емкости с областью, выдерживающей изменение давления, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 4А приведен вид в поперечном сечении емкости согласно ФИГ. 3, выполненном по линии А-А.
На ФИГ. 4В приведен вид в поперечном сечении емкости согласно ФИГ. 3, выполненном по линии В-В.
На ФИГ. 4С приведен вид в поперечном сечении емкости согласно ФИГ. 3, выполненном по линии С-С.
На ФИГ. 4D приведен вид в поперечном сечении емкости согласно ФИГ. 3, выполненном по линии D-D.
На ФИГ. 4Е приведен вид в поперечном сечении емкости согласно ФИГ. 3, выполненном по линии Е-Е.
На ФИГ. 5 приведен вид сбоку емкости с вертикальной ребристой областью в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 6А приведен вид крупным планом области А в емкости согласно ФИГ. 5.
На ФИГ. 6В приведен вид крупным планом области В в емкости согласно ФИГ. 5.
На ФИГ. 6С приведен вид крупным планом области С в емкости согласно ФИГ. 5.
На ФИГ. 7 приведен вид сверху емкости в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 8 приведен вид снизу емкости в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 9 приведен вид в поперечном сечении емкости согласно ФИГ. 8, выполненном по линии А-А.
На ФИГ. 10 приведен график, иллюстрирующий изменение различных переменных с течением времени при снижении температуры жидкости.
На ФИГ. 11А приведен частичный вид емкости согласно точке А графика на ФИГ. 10 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 11В приведен вид сбоку емкости согласно ФИГ. 11А.
На ФИГ. 11С приведен частичный вид емкости согласно точке В графика на ФИГ. 10 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 11D приведен вид сбоку емкости согласно ФИГ. 11С.
На ФИГ. 11Е приведен частичный вид емкости согласно точке С графика на ФИГ. 10 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 11F приведен вид сбоку емкости согласно ФИГ. 11Е.
На ФИГ. 11G приведен частичный вид емкости согласно точке D графика на ФИГ. 10 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 11Н приведен вид сбоку емкости согласно ФИГ. 11Е.
На ФИГ. 11I приведен частичный вид емкости согласно точке Е графика на ФИГ. 10 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 11J приведен вид сбоку емкости согласно ФИГ. 11Е.
На ФИГ. 11K приведен частичный вид емкости согласно точке F графика на ФИГ. 10 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 11L приведен вид сбоку емкости согласно ФИГ. 11Е.
На ФИГ. 11M приведен частичный вид емкости согласно точке G графика на ФИГ. 10 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 11N приведен вид сбоку емкости согласно ФИГ. 11Е.
На ФИГ. 12А приведен вид в поперечном сечении емкости в углублении перед изгибом в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 12В показаны изменения вида в поперечном сечении согласно ФИГ. 12А в процессе сгибания.
На ФИГ. 12С показаны изменения вида в поперечном сечении согласно ФИГ. 12А в процессе сгибания.
На ФИГ. 12D показаны изменения вида в поперечном сечении согласно ФИГ. 12А в процессе сгибания.
На ФИГ. 12Е показаны изменения вида в поперечном сечении согласно ФИГ. 12А в процессе сгибания.
На ФИГ. 12F показаны изменения вида в поперечном сечении согласно ФИГ. 12А в процессе сгибания.
На ФИГ. 12G показаны изменения вида в поперечном сечении согласно ФИГ. 12А в процессе сгибания.
На ФИГ. 13 приведен вид сбоку емкости, удерживаемой потребителем, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 14А, 14В и 14С проиллюстрировано изменение угла между первой вакуумной панелью и второй вакуумной панелью в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
На ФИГ. 15А, 15В и 15С проиллюстрировано изменение угла на шарнире в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Предлагаемые потребителям напитки, такие как соки, безалкогольные напитки и спортивные напитки, могут разливаться в бутылки с использованием процесса заполнения в горячем состоянии. Согласно этому способу жидкость нагревают до повышенной температуры, а затем разливают в бутылки при этой повышенной температуре. Конкретные температуры нагрева изменяются в зависимости от разливаемой жидкости и типа емкости, используемой для розлива. Например, при розливе жидких спортивных напитков с использованием емкостей, изготовленных из полиэтилентерефталата (ПЭТ), жидкость можно нагревать до температуры 83°С или выше. Повышенная температура жидкости служит для стерилизации емкости после заполнения, так что нет необходимости в применении других способов стерилизации. После того заполнения емкости жидкостью ее немедленно закрывают крышкой, закупоривая горячую жидкость внутри емкости. Затем емкость вместе с жидкостью активно охлаждают, после чего емкость маркируют, упаковывают и отправляют потребителю.
Несмотря на преимущества процесса горячего заполнения, охлаждение жидкости после розлива может привести к деформации емкости и появлению проблем устойчивости. Например, нагретая до 83°С жидкость может быть охлаждена до 24°С для маркировки, упаковки и отправки. Охлаждение горячей жидкости приводит к уменьшению объема жидкости в емкости. Поскольку емкость закупорена, уменьшение объема жидкости приводит к изменению внутреннего давления в емкости так, что давление внутри емкости становится ниже, чем давление среды, окружающей емкость. Например, давление внутри емкости может измениться таким образом, что оно окажется на 133-73327 Па (1-550 мм рт.ст.) ниже давления окружающей емкость среды (атмосферного давления).
По мере падения внутреннего давления в емкости создается перепад давления (вакуум), вызывающий напряжения в емкости. В неконтролируемой ситуации эти напряжения могут привести к нежелательному искажению формы емкости, поскольку емкость и ее содержимое будут стремиться к равновесному состоянию. Например, емкость может сильно деформироваться по сравнению с ее первоначальной формой так, что могут возникнуть сложности с ее маркировкой или упаковкой.
Таким образом, существует потребность в емкости, способной выдерживать это изменение внутреннего давления в процессе розлива, чтобы емкость не подвергалась резкой деформации по сравнению с ее первоначальной формой. Кроме того, емкость должна обладать способностью выдерживать это изменение внутреннего давления таким образом, чтобы это не мешало устойчивости и удобству использования емкости. Например, емкость в своей деформированной форме должна по-прежнему выдерживать силы, которые могут воздействовать на нее в процессе перевозки. Кроме того, способ приспособления к изменению условий не должен мешать использованию емкости потребителем, например, когда потребитель наливает жидкость из емкости.
Описанные в настоящем документе емкости содержат по меньшей мере одну область, выдерживающую изменение давления. В области, выдерживающей изменение давления, имеется первая вакуумная панель, вторая вакуумная панель и углубление между первой вакуумной панелью и второй вакуумной панелью. Благодаря форме панелей, форме углубления и соединения между панелями и углублением область, выдерживающая изменение давления, может безопасно выдерживать изменение внутреннего давления в емкости, не вызывая неконтролируемого искажения. Кроме того, раскрытая в настоящем документе область, выдерживающая изменение давления, не мешает удобству использования емкости. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения область, выдерживающая изменение давления, способствует удобству использования емкости.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения и согласно ФИГ. 1 емкость 1000 имеет горловину 200, промежуточную часть 300, участок корпуса 400 и участок основания 500. Отверстие в емкости 1002 позволяет жидкости течь в емкость 1000 и из нее. Емкость 1000 может также включать в себя крышку 600, показанную на ФИГ. 11В, которую помещают поверх горловины 200 после заполнения емкости для ее закупоривания от внешней среды. Крышка 600 может быть удалена с горловины 200 для получения доступа к жидкости.
На ФИГ. 6В приведен вид крупным планом перехода между промежуточной частью 300 и участком корпуса 400. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения окружность промежуточной части 300 больше, чем участок корпуса 400, а горизонтальное поперечное сечение промежуточной части 300 охватывает большую площадь, чем горизонтальное поперечное сечение участка корпуса 400.
Емкость 1000 может быть любым сосудом, пригодным для хранения жидкости, в котором в процессе хранения изменяется внутреннее давление в емкости 1000. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения емкость 1000 представляет собой бутылку. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения емкость 1000 выполнена из полиэтилентерефталата (ПЭТ), но могут использоваться и другие подходящие гибкие и эластичные материалы, включая без ограничений пластмассы, такие как полиэтиленнафталат (ПЭН), биопластмассы, такие как полиэтиленфлураноат (ПЭФ) и другие сложные полиэфиры.
Емкость 1000 имеет высоту Н, которая измеряется от начала горловины 200 до конца участка основания 500. Секции 302 промежуточной части 300 и секции 502 участка основания 500 являются ребристыми, при этом ребра проходят по всей окружности этих секций. На ФИГ. 6А и 6С приведены виды крупным планом ребристых секций 302 и 502 соответственно.
Как показано на ФИГ. 2 и 3, участок корпуса 400 емкости 1000 содержит по меньшей мере одну область 410, выдерживающую изменение давления, которая размещена позади (утоплена) относительно остального участка корпуса 400. Область 410, выдерживающая изменение давления, управляет деформацией емкости 1000 в процессе ее заполнения горячей жидкостью, так что емкость сохраняет свою устойчивость и не испытывает значительных деформаций.
Область 410, выдерживающая изменение давления, содержит первую вакуумную панель 411, вторую вакуумную панель 412 и углубление 413, расположенное между первой и второй вакуумными панелями 411 и 412. На ФИГ. 2 и 3 показана первая вакуумная панель 411, вторая вакуумная панель 412 и углубление 413, расположенные таким образом, что первая вакуумная панель 411 находится непосредственно над второй вакуумной панелью 412, а углубление 413 проходит горизонтально между двумя вакуумными панелями 411 и 412. Как будет описано более подробно ниже, эта конструкция инициирует сгибание первой вакуумной панели 411 и второй вакуумной панели 412 и способствует ему. Однако также рассмотрены другие конструкции, если они позволяют достичь описанного в настоящем документе сгибания первой вакуумной панели 411, второй вакуумной панели 412 и углубления 413. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения углубление 413 может проходить горизонтально только в части ширины первой вакуумной панели 411 и второй вакуумной панели 412, а не по всей ширине. В другом варианте осуществления настоящего изобретения первая вакуумная панель 411 может не находиться непосредственно над второй вакуумной панелью 412, а может быть смещена по горизонтали от второй вакуумной панели 412.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна из первой вакуумной панели 411 и второй вакуумной панели 412 является плоской. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения и первая вакуумная панель 411, и вторая вакуумная панель 412 являются плоскими. Такие плоские поверхности могут обеспечивать меньшую устойчивость к нагрузкам по сравнению с другими поверхностями, такими как ребристые или изогнутые поверхности, тем самым способствуя деформации плоских поверхностей при изменении внутреннего объема.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и как показано на ФИГ. 3, вторая вакуумная панель 412 имеет высоту 412h, превышающую высоту 411h первой вакуумной панели 411. Хотя на ФИГ. 3 высота 412h изображена больше, чем высота 411h, высота 411h может быть больше высоты 412h, или обе высоты 411h и 412h могут быть одинаковыми. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения 412h и 411h вместе имеют высоту, составляющую по меньшей мере 30% высоты Н емкости 1000. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения 412h и 411h вместе имеют высоту, составляющую по меньшей мере 50% высоты Н емкости 1000. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения высота 411h или 412h сама по себе составляет по меньшей мере 15% общей высоты Н емкости 1000. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения высота 411h или 412h сама по себе составляет по меньшей мере 20% общей высоты Н емкости 1000. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пара первой вакуумной панели 411 и второй вакуумной панели 412 является характерным признаком емкости 1000 и составляет значительную часть площади поверхности емкости 1000 (например, более 5% или более 10%).
Участок корпуса 400 емкости 1000 может также содержать вертикальную ребристую область 420. Вариант осуществления вертикальной ребристой области 420 показан на ФИГ. 2 и 5. Как показано на ФИГ. 2, вертикальная ребристая область 420 может быть смежной по окружности с областью 410, выдерживающей изменение давления, проходящей по окружности рядом с первой вакуумной панелью 411, второй вакуумной панелью 412 и углублением 413. Возвращаясь к ФИГ. 5, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вертикальная ребристая область 420 может содержать по меньшей мере один зубчатый элемент 421. Хотя на ФИГ. 2 показаны три зубчатых элемента 421, емкость 1000 может содержать больше или меньше зубчатых элементов. Вертикальная ребристая область 420 вместе с зубчатыми элементами 421 способствует устойчивости емкости во время упаковки и обеспечивает зону захвата для потребителя. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вертикальная ребристая область 420 не сгибается внутрь емкости 1000 при деформации емкости 1000.
Емкость 1000 может иметь более чем одну область 410, выдерживающую изменение давления, и более чем одну вертикальную ребристую область 420. Как показано на чертежах, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения емкость 1000 может иметь две области 410, выдерживающие изменение давления, и две вертикальные ребристые области 420. В вариантах осуществления настоящего изобретения с двумя областями 410, выдерживающими изменение давления, вторая область 410, выдерживающая изменение давления, аналогична первой области 410, выдерживающей изменение давления,. В вариантах осуществления настоящего изобретения с двумя вертикальными ребристыми областями 420 вторая вертикальная ребристая область 420 аналогична первой вертикальной ребристой области 420.
В вариантах осуществления настоящего изобретения с двумя вертикальными ребристыми участками 420 и двумя областями 410, выдерживающими изменение давления, эти четыре области могут быть расположены на емкости 1000 в любом месте по окружности. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вторая область 410, выдерживающая изменение давления, расположена диаметрально противоположно первой области 410, выдерживающей изменение давления, а первая вертикальная ребристая область 420 расположена диаметрально противоположно второй вертикальной ребристой области 420. Это показано, например, на ФИГ. 11А и 12А. Такое расположение двух диаметрально противоположных областей 410, выдерживающих изменение давления, и двух диаметрально противоположных вертикальных ребристых областей 420 обеспечивает емкость 1000 с симметричными отклоняющимися сторонами, так что емкость 1000 может деформироваться однородным и эстетически приятным образом. Как будет описано ниже, такая конструкция также позволяет емкости 1000, а точнее - горизонтальному поперечному сечению емкости 1000 по углублению 413, сохранять свою общую овальную форму на протяжении всей деформации благодаря сходному изменению двух диаметрально противоположных областей 410, выдерживающих изменение давления, в ответ на изменение внутреннего давления. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения емкость 1000 имеет не более двух вертикальных ребристых областей 420. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения емкость 1000 имеет не более двух областей 410, выдерживающих изменение давления.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения емкость 1000 может содержать более двух областей 410, выдерживающих изменение давления, и более двух вертикальных ребристых областей 420. Специалист в данной области техники с учетом описания настоящего изобретения сможет определить подходящее количество областей 410, выдерживающих изменение давления, и вертикальных ребристых областей 420, а также подходящее размещение каждой области в зависимости от формы и конструкции бутылки.
На ФИГ. 4А-4Е приведены различные виды в поперечном сечении емкости 1000 перед деформацией емкости 1000.
На ФИГ. 4А приведен вид в вертикальном сечении области 410, выдерживающей изменение давления, по линии А-А на ФИГ. 3. Как показано на ФИГ. 4А, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения углубление 413 имеет форму желоба с двумя боковыми стенками 414А и 414В. На ФИГ. 4А также подробно изображена часть первой вакуумной панели 411 и второй вакуумной панели 412. На ФИГ. 4А эти вакуумные панели являются плоскими.
На ФИГ. 4В приведен вид в горизонтальном сечении емкости 1000 по линии В-В на ФИГ. 3. Таким образом, поперечное сечение емкости 1000 на ФИГ. 4В содержит области 410, выдерживающие изменение давления, и вертикальные ребристые области 420. Как видно на ФИГ. 4В, стороны поперечного сечения, представляющие области 410, выдерживающие изменение давления, слегка изогнуты. Это связано с тем, что на ФИГ. 4В показано поперечное сечение области 410, выдерживающей изменение давления, которая содержит углубление 413.
На ФИГ. 4С приведен вид в горизонтальном сечении емкости 1000 по линии С-С на ФИГ. 3. Таким образом, поперечное сечение емкости 1000 на ФИГ. 4С также содержит две области 410, выдерживающие изменение давления, и две вертикальные ребристые области 420. ФИГ. 4С отличается от ФИГ. 4В тем, что на ФИГ. 4С показано поперечное сечение областей 410, выдерживающих изменение давления, на второй вакуумной панели 412. Таким образом, в отличие от ФИГ. 4С, стороны поперечного сечения, представляющие области 410, выдерживающие изменение давления, являются плоскими и не изогнутыми. Это связано с тем, что в этом варианте осуществления настоящего изобретения вторая вакуумная панель 412 является плоской.
На ФИГ. 4D приведен вид в горизонтальном сечении емкости 1000 по линии D-D на ФИГ. 3. Таким образом, на поперечном сечении емкости 1000 на ФИГ. 4D показаны области 410, выдерживающие изменение давления, и вертикальные ребристые области 420. ФИГ. 4D отличается от ФИГ. 4С тем, что на ФИГ. 4D показано поперечное сечение емкости 1000, где участок корпуса 400 переходит во вторую вакуумную панель 412. Поперечное сечение, представляющее область 410, выдерживающую изменение давления, смещено, поскольку вторая вакуумная панель 412 установлена сзади от остальной части участка корпуса 400.
На ФИГ. 4Е приведен вид в горизонтальном сечении емкости 1000 по линии Е-Е на ФИГ. 3. Таким образом, на поперечном сечении емкости 1000 на ФИГ. 4Е показаны области 410, выдерживающие изменение давления, и вертикальные ребристые области 420. ФИГ. 4Е отличается от ФИГ. 4D тем, что на ФИГ. 4Е показан переход участка корпуса 400 и первой вакуумной панели 411. Стороны поперечного сечения, представляющие области 410, выдерживающие изменение давления, утоплены, поскольку первая вакуумная панель 411 установлена сзади от остальной части участка корпуса 400. На ФИГ. 4Е изображено меньшее углубление, чем на ФИГ. 4D, поскольку в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения участок корпуса, ближний к первой вакуумной панели 411, меньше выступает, чем участок корпуса, ближний ко второй вакуумной панели 412. Это также можно видеть на ФИГ. 3.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и как видно на ФИГ. 4А-4Е, участок корпуса 400 имеет в целом овальную форму по всей длине. Используемый в настоящем документе термин «овал» включает форму с двумя разными перпендикулярными диаметрами, являющимися осями симметрии, без учета незначительных изменений из-за особенностей поверхности. Например, все поперечные сечения на ФИГ. 4А-4Е можно рассматривать как имеющие в целом овальную форму. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения емкость 1000 сохраняет свою в целом овальную форму в процессе деформации, даже если первоначальная овальная форма не сохраняется. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения поддержание в целом овальной формы наиболее заметно в горизонтальном сечении углубления 413. Это можно видеть на ФИГ. 12A-12G, иллюстрирующих деформацию емкости 1000 в углублении 413 вдоль линии В-В на ФИГ. 3. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и как показано на ФИГ. 12A-12G, первоначальная форма лишь слегка овальная, тогда как после деформации овальная форма является более выраженной.
Способы, которыми область 410, выдерживающая изменение давления, управляет деформацией емкости 1000, будут рассмотрены со ссылкой на ФИГ. 10, 11А-11M, 12A-12G, 14А-14C и 15А-15C.
После заполнения емкости 1000 горячей жидкостью крышку 600 помещают над горловиной 200, закупоривая емкость от окружающей среды. Это показано на ФИГ. 11В.
На ФИГ. 10 показан график, подробно иллюстрирующий изменение шести различных характеристик емкости с течением времени при деформации емкости в процессе охлаждения жидкости: изменение общей высоты емкости 1000 (Н), овализация суженного ребра, волнистость фиксированного кольца, внутреннее давление в емкости, объем емкости и температура жидкости.
Линия 6 представляет изменение температуры жидкости с течением времени. Линия 4 представляет изменение внутреннего давления емкости с течением времени. Как показано на ФИГ. 10, с течением времени температура жидкости снижается, и внутреннее давление в емкости 1000 падает. На ФИГ. 10 указаны пять особых последовательных временных точек для справки: время А, время В, время С, время D, время Е, время F и время G. Характеристики в других временных точках будут очевидны из графика и приведенного описания. На ФИГ. 11A-11N приведены различные виды емкости в эти конкретные моменты времени. На ФИГ. 11А и 11В показана емкость 1000 в момент времени А. На ФИГ. 11С и 11D показана емкость 1000 в момент времени В. На ФИГ. 11Е и 11F показана емкость 1000 в момент времени С. На ФИГ. 11G и 11Н показана емкость 1000 в момент времени D. На ФИГ. 11I и 11J показана емкость 1000 в момент времени Е. На ФИГ. 11K и 11L показана емкость 1000 в момент времени F. На ФИГ. 11M и 11N показана емкость 1000 в момент времени G.
Условная фактура (заполнение изображений точками) на ФИГ. 11А, 11С, 11Е, 11G, 11I, 11K и 11М соответствует напряжениям, испытываемым некоторыми частями емкости 1000 относительно других частей емкости 1000 в моменты времени А, В, С, D, Е, F и G соответственно. Большая условная фактура (т.е. более темное изображение) соответствует относительно большему уровню напряжения (например, напряжения по Мизесу), чем на участке с меньшей условной фактурой (т.е. более светлое или вообще лишенное точек изображение). Шкала А отображает соответствие между условной фактурой (степенью заполнения точками) изображения с более низкими и более высокими уровнями напряжения, испытываемыми теми или другими частями емкости.
Условная фактура изображений на ФИГ. 11В, 11D, 11F, 11Н, 11J, 11L и 11N соответствует степени деформации, испытываемой некоторыми частями емкости 1000 относительно других частей емкости 1000 в моменты времени А, В, С, D, Е, F и G соответственно. Большая условная фактура (т.е. более темное изображение) соответствует относительно большей степени деформации, чем в менее условной фактуре (т.е. с более светлым или вообще лишенным точек изображением). Шкала В отображает соответствие между степенью фактурности изображения с более низкими и более высокими степенями деформации, испытываемыми теми или другими частями емкости.
В момент времени А жидкость все еще имеет повышенную температуру, и снижения внутреннего давления в емкости 1000 еще не наблюдается. На ФИГ. 11А приведен частичный вид в поперечном сечении емкости 1000 в момент времени А. На ФИГ. 11В приведен вид сбоку емкости 1000 в момент времени А. В момент времени А емкость 1000 имеет первоначальную форму и не деформирована ввиду отсутствия изменения температуры или внутреннего давления в емкости. Таким образом, емкость 1000, показанная на ФИГ. 11А и ФИГ. 11В, не имеет заполненных точками частей, поскольку емкость 1000 не находится под действием какого-либо напряжения или не деформируется в момент времени А.
По мере снижения температуры жидкости с течением времени также уменьшается внутреннее давление в емкости 1000. Внутреннее давление в емкости падает и становится ниже, чем давление внешней окружающей среды, в результате этого создается перепад давления (вакуум), вызывающий напряжение в материале емкости 1000.
Например, в момент времени В, указанный на ФИГ. 10, температура жидкости снизилась по сравнению с первоначальной температурой в момент времени А, и внутреннее давление в емкости снизилось по сравнению с первоначальным давлением в момент времени А. Из-за наклонных боковых стенок углубление 413 менее устойчиво к напряжениям. Таким образом, в ответ на падение внутреннего давления в емкости углубление 413 испытывает напряжение раньше других частей емкости 1000. Это показано на ФИГ. 11С - заполненная точками область находится только в углублении 413 и в непосредственной близости от него. Кроме того, область 410, выдерживающая изменение давления, начинает слегка сгибаться в углублении 413 по направлению к внутренней части емкости. Это проиллюстрировано на ФИГ. 11D как слегка затемненная область в углублении 413.
По мере дальнейшего снижения температуры жидкости и внутреннего давления в емкости 1000, например, в момент времени С, первая и вторая вакуумные панели 411 и 412 начинают также испытывать напряжение. Это показано на ФИГ. 11Е. По сравнению с ФИГ. 11С заполненная точками область, которая ранее располагалась в районе углубления 413, распространилась на первую вакуумную панель 411 и вторую вакуумную панель 412. Как показано на ФИГ. 11Е, углубление 413 дополнительно сгибается внутрь емкости 1000. Этот изгиб вызывает сгибание первой вакуумной панели 411 и второй вакуумной панели 412 внутрь емкости 1000. По сравнению с ФИГ. 11D первая вакуумная панель 411 и вторая вакуумная панель 412 на ФИГ. 11F дополнительно наклоняются. Сгибание углубления 413, первой вакуумной панели 411 и второй вакуумной панели 412 заставляет область, выдерживающую изменение давления, согнуться внутрь емкости 1000. Это также проиллюстрировано на ФИГ. 11Е линией 401А, показывающей исходную линию области, выдерживающей изменение давления, и 401В - профиль отклонения области, выдерживающей изменение давления.
Моменты времени D, Е, F и G соответствуют постепенному снижению температуры жидкости и постепенному снижению внутреннего давления в емкости. ФИГ. 11G и 11Н соответствуют времени D на ФИГ. 10. ФИГ. 11I и 11J соответствуют времени Е на ФИГ. 10. ФИГ. 11K и 11L соответствуют времени F на ФИГ. 10. ФИГ. 11М и 11N соответствуют времени G на ФИГ. 10.
В целом на ФИГ. 11А, 11С, 11Е, 11G, 11I, 11K и 11N показано, что частью емкости 1000, которая первой испытывает напряжение, является углубление 413. Затем напряжение распространяется на первую вакуумную панель 411 и вторую вакуумную панель 412. Из этих чертежей также видно, что напряжения, испытываемые емкостью 1000 в процессе охлаждения, в основном сконцентрированы в областях 410, выдерживающих изменение давления. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения более 50% напряжений, испытываемых емкостью 1000 в процессе охлаждения, сконцентрированы в областях 410, выдерживающих изменение давления. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения более 75% напряжений сконцентрированы в областях 410, выдерживающих изменение давления. В некоторых вариантах осуществления более 90% напряжений сконцентрированы в областях 410, выдерживающих изменение давления.
На ФИГ. 11В, 11D, 11F, 11Н, 11J, 11L и 11М показано, что углубление 413 начинает сгибаться внутрь емкости 1000 раньше, чем любая другая часть емкости 1000. После того как углубление 413 сгибается, первая вакуумная панель 411 и вторая вакуумная панель 412 начинают сгибаться внутрь емкости 1000. На ФИГ. 11В, 11D, 11F, 11Н, 11J, 11L и 11М также показано, что форма других частей емкости 1000, таких как горловина 200, промежуточная часть 300 и участок основания 500, не деформируется в столь большой степени, как участок корпуса 400. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения форма других частей емкости 1000, таких как горловина 200, промежуточная часть 300 и участок основания 500, не деформируется вообще (или незаметно) по сравнению с деформацией, испытываемой участком корпуса 400. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения горизонтальное сечение участка корпуса 400, испытывающее наибольшие изменения по сравнению со всеми другими горизонтальными сечениями участка корпуса 400, представляет собой поперечное сечение, выполненное по углублению 413. Это изменение более подробно описано ниже со ссылкой на ФИГ. 12A-12G.
На ФИГ. 10 также показана линия 3, иллюстрирующая волнистость фиксированного кольца в мм. Участок основания 500 имеет фиксированное кольцо 501, как показано на ФИГ. 2, 8 и 9. Фиксированное кольцо 501 представляет собой нижнюю поверхность емкости 1000, на которой стоит емкость 1000. Линия 3 на ФИГ. 10 показывает, что при снижении внутреннего давления в емкости 1000 фиксированное кольцо 501 также слегка сгибается внутрь емкости 1000.
Изгиб фиксированного кольца 501 внутрь емкости 1000 проиллюстрирован на ФИГ. 11Е, 11G, 11I, 11K и 11М. Линия 501А на этих чертежах иллюстрирует исходное положение фиксированного кольца, а линия 501 В - его изгиб в ответ на изменение внутреннего давления в емкости. Величина изгиба, испытываемого фиксированным кольцом 501, невелика по сравнению со сгибанием области, выдерживающей изменение давления. Разница в изгибе между фиксированным кольцом 501 и областью 410, выдерживающей изменение давления, может быть измерена путем сравнения изменения между линиями 401А и 401В и линиями 501А и 501В. Поскольку область 410, выдерживающая изменение давления, выполнена с возможностью концентрации напряжений только в этой области емкости 1000, другие части емкости 1000 не испытывают существенного напряжения или деформации. Таким образом, благодаря областям, выдерживающим изменение давления, изменение формы других частей из-за изменения внутреннего давления в емкости, включая фиксированное кольцо 501, относительно невелико. Таким образом, деформация емкости 1000 в основном происходит на участке корпуса 400.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения небольшая деформация других частей емкости 1000 по сравнению с деформацией участка корпуса 400 может быть количественно оценена путем определения величины сгибания части внутрь емкости 1000 по сравнению с величиной сгибания в углублении 413 на участке корпуса 400. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения величина изгиба (например, деформационного смещения), испытываемого фиксированным кольцом 501 после деформации, составляет максимум 10% величины изгиба, испытываемого участком корпуса 400 в углублении 413 после деформации. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения величина изгиба, испытываемого фиксированным кольцом 501, составляет не более 5% величины изгиба, испытываемого областью, выдерживающей воздействие вакуума, в углублении 413. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения величина изгиба, испытываемого фиксированным кольцом 501, составляет не более 2% величины изгиба, испытываемого областями, выдерживающими изменение давления, в углублении 413.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения деформационные смещения можно сравнить, определяя, какой процент уменьшения объема емкости 1000 способствует деформации участка корпуса 400.
Например, при охлаждении жидкости ее объем уменьшается (например, на 3-5%). Таким образом, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения изгиб участка корпуса 400 уменьшает первоначальный объем емкости 1000 на 3%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения начальный объем уменьшается на 5%. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере 85% уменьшения начального объема емкости 1000 обусловлено деформацией участка корпуса 400. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере 90% уменьшения первоначального объема емкости вызвано деформацией участка корпуса 400. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере 95% уменьшения первоначального объема емкости вызвано деформацией участка корпуса 400.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения конструкция углубления и его соединение с первой вакуумной панелью 411 и второй вакуумной панелью 412 инициируют сгибание первой вакуумной панели 411 и второй вакуумной панели 412 и способствуют ему. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения углубление 413 действует как гибкий шарнир, соединяющий первую вакуумную панель 411 и вторую вакуумную панель 412. Таким образом, когда гибкий шарнир сгибается внутрь емкости 1000, он постепенно затягивает первую вакуумную панель 411 и вторую вакуумную панель 412 внутрь емкости 1000. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения гибкий шарнир имеет две боковые стенки 414А и 414В, образующие угол 415. Когда шарнир сгибается внутрь, угол 415 постепенно уменьшается. Это показано на ФИГ. 15А-15С.
На ФИГ. 14А-14С схематически изображено сгибание внутрь первой вакуумной панели 411 и второй вакуумной панели 412. На ФИГ. 14А первая вакуумная панель и вторая вакуумная панель находятся в своей первоначальной форме. Они образуют угол 430 в углублении 413. Когда первая вакуумная панель 411 и вторая вакуумная панель 412 сгибаются внутрь емкости 1000 в ответ на возрастающее изменение внутреннего давления, угол 430, образованный первой вакуумной панелью 411 и второй вакуумной панелью 412 в углублении 413, постепенно уменьшается. Следует отметить, что на ФИГ. 14А-14С лишь схематично проиллюстрировано изменение угла, которое для ясности изображения преувеличено. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, поскольку деформация области 410, выдерживающей изменение давления, сосредоточена в углублении 413, первая вакуумная панель 411, расположенная над углублением 413, подвергается большей деформации на ее нижнем конце (например, степень деформации первой вакуумной панели 411 уменьшается в направлении вверх от углубления 413). Аналогично, вторая вакуумная панель 412, расположенная ниже углубления 413, подвергается большей деформации на своем верхнем конце (например, степень деформации второй вакуумной панели 412 уменьшается в направлении вниз от углубления 413).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и как показано на ФИГ. 14А, первая вакуумная панель 411 и вторая вакуумная панель 412 перед сгибанием являются копланарными. При сгибании панелей внутрь емкости 1000 они образуют постепенно уменьшающийся угол в углублении; первая вакуумная панель 411 и вторая вакуумная панель 412 покидают свою плоскость и больше не являются копланарными. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения по меньшей мере одна из вакуумных панелей 411 или 412 остается плоской при сгибании и является плоской после изгиба. Поддержание плоской области указанным образом может способствовать более эффективному обращению с емкостями в процессе маркировки.
Кроме того, в варианте осуществления настоящего изобретения вертикальные ребристые области 420 могут изгибаться наружу, когда углубление 413, первая вакуумная панель 411 и вторая вакуумная панель 412 сгибаются внутрь емкости 1000.
На ФИГ. 12A-12F приведен вид в поперечном сечении емкости 1000 в углублении 413 перед изгибом (ФИГ. 12А), во время сгибания (ФИГ. 12B-12F) и после изгиба (ФИГ. 12G). Условная фактура (заполнение изображений точками) на ФИГ. 12A-12G представляет напряжения, испытываемые некоторыми частями емкости 1000, по сравнению с другими частями емкости 1000 в момент времени А. Большее заполнение точками (например, более темное изображение) соответствует относительно большему напряжению (например, напряжению по Мизесу), чем на участке с меньшим заполнением точками (например, более светлое или лишенное точек изображение). Шкала А отображает соответствие между условной фактурой (степенью заполнения точками) изображения с более низкими и более высокими уровнями напряжения, испытываемыми теми или другими частями емкости.
Для ясности области 410, выдерживающие изменение давления, и вертикальные ребристые области 420 обозначены только на ФИГ. 12А-12В и не отмечены на ФИГ. 12D-12F. Аналогично ФИГ. 11А, 11С, 11Е, 11G, 11I, 11K и 11М приведена шкала А, показывающая относительные напряжения, испытываемые различными секциями поперечного сечения.
Как показано на ФИГ. 12А, участок корпуса 400 имеет овальную форму поперечного сечения 1010A в углублении 413 перед сгибанием. При сгибании участка корпуса 400 форма поперечного сечения 101А изменяется на 1010В. Это изменение затрагивает вертикальные ребристые области 420, изгибающиеся наружу, в результате чего увеличивается диаметр 422. Как можно видеть на ФИГ. 12A-12G, скорость, с которой сгибаются области 410, выдерживающие изменение давления, выше, чем скорость выгибания наружу вертикальных ребристых областей 420. Другими словами, в любой момент времени, когда емкость 1000 испытывает деформацию, направленная внутрь деформация областей 410, выдерживающих изменение давления, будет больше, чем направленная наружу деформация ребристых областей 420. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, и как видно на ФИГ. 12A-12G, первоначальная форма участка корпуса 400 в углублении 413 является лишь слегка овальной, тогда как овальная форма после деформации участка корпуса 400 в углублении 413 является более выраженной. Указанная характеристика емкости представлена линией 2 (обозначенной «овализация суженного ребра») на ФИГ. 10, которая детально иллюстрирует изменение диаметра 422 между двумя вертикальными ребристыми областями 420, как показано на ФИГ. 12А. Для ясности диаметр 422 обозначен только на ФИГ. 12А.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения емкость 1000 может возвращаться к своей первоначальной форме после удаления крышки 600 с горловины 200 и раскупоривания емкости. Это связано с характеристиками области 410, выдерживающей изменение давления. Область 410, выдерживающая изменение давления, не только выполнена с возможностью легко отклоняться, но и не сохраняет свою отклоненную форму.
Область 410, выдерживающая изменение давления, остается гибкой после изгиба, так что она может выгибаться наружу, как только емкость 1000 открывают. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения область 410, выдерживающая изменение давления, может состоять из термопластичной полимерной смолы, такой как ПЭТ (полиэтилентерефталат). Также возможно использование других подходящих термопластичных смол, таких как биопластмассы, например ПЭФ (полиэтиленфлураноат).
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения области 410, выдерживающие изменение давления, также могут быть сформированы для обеспечения возможности захвата и сжатия емкости потребителем. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения углубление 413 имеет форму канавки для размещения в ней большого пальца потребителя. В вариантах осуществления настоящего изобретения с двумя областями 410, выдерживающими изменение давления, где вторая область, выдерживающая изменение давления, диаметрально противоположна первой, вторая область 410, выдерживающая изменение давления, также имеет углубление 413 в форме канавки для размещения в ней среднего или указательного пальца потребителя. Таким же образом, как углубление 413 легко отклоняется вследствие изменения внутреннего давления, оно также легко отклоняется при изменении приложенного внешнего давления. Например, как показано на ФИГ. 13 потребитель может захватить емкость 1000 за углубление 413 в середине областей 410, выдерживающих изменение давления, удерживая большим и указательным пальцами. При небольшом сжатии к бутылке в этих областях прилагается внешнее давление. Поскольку эти области легко отклоняются при воздействии напряжения, они легко сгибаются внутрь емкости 1000, что позволяет вылить количество жидкости, достаточно большое в сравнении с прилагаемым потребителем давлением.
Настоящее изобретение было описано выше с помощью функциональных составляющих блоков, иллюстрирующих осуществление установленных функций и их взаимосвязи. Границы этих функциональных составляющих блоков определены в настоящем документе для удобства описания. Можно определять альтернативные границы, если установленные функции и их взаимосвязи осуществляются должным образом.
Приведенное выше описание конкретных вариантов осуществления столь полно раскрывает общий характер изобретения, что другие, используя знания в рамках необходимой в данной области квалификации, могут легко модифицировать и/или адаптировать такие конкретные варианты осуществления для различных сфер применения без излишнего экспериментирования и не отклоняясь от общей концепции настоящего изобретения. Таким образом, основываясь на идее и методологических принципах, представленных в настоящем документе, предполагается, что такие адаптации и модификации находятся в рамках содержания и объема эквивалентов описанных вариантов осуществления. Следует понимать, что приведенная в настоящем документе фразеология или терминология используется с целью описания, а не ограничения, так что терминологию или фразеологию в настоящем описании квалифицированный специалист в данной области должен интерпретировать в свете представленных идей и методологических принципов.
Сфера действия и объем настоящего изобретения не должен быть ограничен каким-либо из описанных выше примеров его осуществления, а должен определяться только в соответствии с пунктами формулы изобретения и их эквивалентами.
Кроме того, приведенные в настоящем описании ссылки на «некоторые варианты осуществления настоящего изобретения», «один вариант осуществления настоящего изобретения», «вариант осуществления изобретения настоящего изобретения», «иллюстративный вариант осуществления настоящего изобретения» и т.д. обозначают, что описанный вариант осуществления изобретения может включать ту или иную функцию, схему или характеристику, однако каждый вариант осуществления изобретения не должен обязательно включать ту или иную функцию, схему или характеристику. Более того, такие выражения не обязательно относятся к одному и тому же варианту реализации изобретения. Кроме того, если в связи с вариантом осуществления изобретения описана та или иная функция, схема или характеристика, предполагается, что специалисты в данной(-ых) области(-ях) техники обладает(-ют) достаточными знаниями для включения такой функции, схемы или характеристики в другие варианты осуществления изобретения независимо от того, описаны ли они явным образом в настоящем документе.