укупорочное устройство

Формула изобретения

Укупорочное устройство, включающее расположенный вдоль продольной оси основной корпус, рабочий элемент, закрепленный на основном корпусе снаружи него жестко в осевом направлении и с возможностью вращения относительно основного корпуса, дозатор, связанный с рабочим элементом резьбовым соединением с возможностью своего осевого перемещения вдоль продольной оси при вращении рабочего элемента относительно основного корпуса, основной корпус выполнен с внутренней полостью вдоль продольной оси устройства, которая ограничена его боковой внутренней стенкой с направляющим участком с возможностью контакта с ним стенки дозатора, во внутренней полости основного корпуса выполнено входное отверстие, дозатор выполнен из трех концентрично расположенных цилиндрических стенок: боковой наружной, средней и внутренней, боковая наружная стенка и средняя стенка дозатора образуют промежуточную полость кольцевой конфигурации, средняя и внутренняя стенки дозатора выполнены с возможностью формирования кольцевого выходного для жидкости канала при открытом укупорочном устройстве с выходным боковым отверстием, включающим кольцевую прорезь, отличающееся тем, что боковая наружная цилиндрическая стенка дозатора с резьбой снабжена отверстиями для прохода воздуха, расположенными по периметру ее верхней части ниже кольцевой прорези выходного отверстия, а нижняя часть средней стенки дозатора снабжена пазами со стороны направляющей толщиной, меньшей толщины этой стенки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к укупорочным устройствам с дозаторами для бутылок и может быть использовано для укупорки ценных напитков и жидкостей другого назначения.

Известно укупорочное устройство, которое выполнено в виде пробки с дозатором для бутылки, содержащее расположенный вдоль продольной оси основной корпус, жестко соединенный с горловиной бутылки для обеспечения ее герметичности, рабочий элемент, закрепленный на основном корпусе снаружи его, жестко в осевом направлении и с возможностью вращения относительно основного корпуса, дозатор, связанный с рабочим элементом резьбовым соединением с возможностью своего осевого перемещения вдоль продольной оси при вращении рабочего элемента относительно основного корпуса (см. RU 2369543 Укупорочное устройство с дозатором, МПК B65D 47/24, B65D 49/04, опубликовано 10.03.2009.).

Основной корпус имеет трубчатую конфигурацию и характеризуется наличием внутренней полости вдоль продольной оси устройства, которая ограничена его боковой внутренней стенкой с направляющим участком, с которым осуществляет контакт стенка дозатора. Боковая стенка основного корпуса с направляющим участком снабжена расширяющимся участком в основном цилиндрической формы внутреннего диаметра больше диаметра направляющего участка. Переходный участок выполнен в виде наклонной плоскости и обеспечивает слив остатков жидкости обратно в бутылку при возврате ее в вертикальное положение. Во внутренней полости выполнено входное отверстие для выливания жидкости.

Рабочий элемент установлен снаружи укупорочного устройства с радиальным зазором относительно основного корпуса, и снабжен крышкой, закрывающей верхнюю часть трубчатого корпуса. Крышка трубчатого корпуса соединена по периметру с верхним краем трубчатого корпуса при помощи одного или нескольких соединительных элементов - перемычек, радиально расположенных и разделенных прорезями.

Дозатор выполнен из трех концентрично расположенных цилиндрических стенок: боковой наружной, средней и внутренней. Наружная поверхность боковой наружной стенки дозатора снабжена резьбовым участком, взаимодействующим с резьбовым участком внутренней поверхности рабочего элемента для телескопического соединения дозатора с ним. Боковая наружная стенка и средняя цилиндрическая стенка дозатора образуют промежуточную полость кольцевой конфигурации. Средняя и внутренняя стенки дозатора при подъеме дозатора вверх, при открытом укупорочном устройстве, формируют кольцевой канал, выходной для жидкости, с выходным боковым отверстием, расположенным радиально относительно продольной оси. Боковое отверстие состоит из кольцевой прорези пустотелого корпуса.

Стенки выходного канала отогнуты в сторону выходного отверстия. Средняя стенка дозатора расположена в кольцевой полости основного корпуса, расположенной соосно ее внутренней полости и определяющей зону перемещения дозатора. Вращение рабочего элемента обеспечивает передвижение дозатора относительно основного корпуса из закрытого положения, при котором дозатор взаимодействует с основным корпусом, в выдвинутое открытое положение, в котором дозатор находится на определенном заданном расстоянии от основного корпуса. Следствием осевого перемещения дозатора относительно основного корпуса является открывание или закрывание прохода, образованного между выходным для жидкости каналом и внутренней полостью основного корпуса.

Как только дозатор становится в выдвинутом положении, содержимое бутылки может выливаться через отверстие в дне полости путем наклона бутылки.

Конструкция является единым неразъемным соединением, исключающим попадание ее фрагментов в окружающую среду при вскрытии укупорочного устройства. Конструкция предотвращает повторное наполнение бутылки и обеспечивает выливание жидкости из выходного канала в любом направлении наклона для устранения необходимости наклона бутылки только в сторону расположения бокового выходного отверстия. Конструкция обеспечивает оптимальную функцию закрытия, поскольку устраняет попадание пыли и др. загрязняющих веществ в бутылку, гарантирует сохранение качества содержимого. Указанное укупорочное устройство выбрано в качестве ближайшего аналога.

Недостатком описанной конструкции является ограничение угла наклона бутылки, при котором возможно выливание жидкости из нее, вследствие образования в укупорочном устройстве гидрозатвора при наклоне бутылки больше 150 градусов относительно исходного положения бутылки в вертикальном положении. Это происходит вследствие того, что при больших углах наклона бутылки поток жидкости через выходное отверстие увеличивается, во внутреннюю полость основного корпуса укупорочного устройства воздух не поступает, и истечение жидкости блокируется. Это ограничивает возможности укупорочного устройства и возможности пользователя. Кроме того, при наклоне бутылки от 130 до 150° относительно исходного положения поток жидкости из бутылки разливается, «захлебывается», образует брызги напитка, увлажняя зоны устройства, соседние с проходным для жидкости каналом.

Задачей изобретения является расширение возможности конструкции укупорочного устройства, устранение ограничений в действиях пользователя путем обеспечения возможности увеличения наклона бутылки при розливе жидкости. Техническим результатом при этом является уменьшение зоны срабатывания гидрозатвора, обеспечение циркуляции воздуха в полости укупорочного устройства при разливании жидкости в более широком диапазоне углов наклона бутылки, исключение разбрызгивания жидкости как внутри устройства, так и вне его при розливе жидкости.

Другой задачей является расширение ассортимента укупорочных устройств для бутылок, содержащих ценные жидкости.

Задача решается и технический результат достигается конструкцией укупорочного устройства, включающей, как и прототип, расположенный вдоль продольной оси основной корпус, жестко соединенный с горловиной бутылки, рабочий элемент, закрепленный на основном корпусе снаружи его, жестко в осевом направлении и с возможностью вращения относительно основного корпуса, дозатор, связанный с рабочим элементом резьбовым соединением с возможностью своего осевого перемещения вдоль продольной оси при вращении рабочего элемента относительно основного корпуса.

Основной корпус имеет трубчатую конфигурацию и характеризуется наличием внутренней полости вдоль продольной оси устройства, которая ограничена его боковой внутренней стенкой с направляющим участком, с возможностью контакта с ним стенки дозатора. Во внутренней полости основного корпуса выполнено входное отверстие для выливания жидкости.

Дозатор выполнен из трех концентрично расположенных цилиндрических стенок: боковой наружной, средней и внутренней. Наружная поверхность боковой наружной стенки дозатора снабжена резьбовым участком, взаимодействующим с резьбовым участком внутренней поверхности рабочего элемента для телескопического соединения дозатора с ним. Боковая наружная стенка и средняя стенка дозатора образуют промежуточную полость кольцевой конфигурации. Средняя и внутренняя стенки дозатора при подъеме дозатора вверх, при открытом укупорочном устройстве, формируют кольцевой канал, выходной для жидкости, с выходным боковым отверстием, расположенным радиально относительно продольной оси. Боковое отверстие включает кольцевую прорезь пустотелого корпуса.

Стенки выходного канала отогнуты в сторону выходного отверстия. Средняя стенка дозатора расположена в кольцевой полости основного корпуса, которая выполнена соосно ее внутренней полости и определяет зону перемещения дозатора. Дозатор установлен с возможностью его взаимодействия с основным корпусом с обеспечением его перемещения относительно основного корпуса из закрытого положения в выдвинутое открытое положение, в котором дозатор находится на определенном заданном расстоянии от основного корпуса и с обеспечением открывания или закрывания прохода между внутренней полостью основного корпуса и выходным для жидкости каналом.

Отличием предлагаемой конструкции от прототипа является следующее. Боковая наружная цилиндрическая стенка дозатора с резьбой снабжена отверстиями для прохода воздуха, расположенными по периметру ее верхней части ниже кольцевой прорези выходного отверстия. Нижняя часть средней стенки дозатора снабжена пазами, выполненными со стороны направляющей как зоны утоныпения этой стенки, т.е толщиной, меньше толщины этой стенки, геометрические размеры которых определяются инженерными расчетами.

На фигуре 1 изображено продольное сечение бутылки, снабженной укупорочным устройством в закрытом положении, на фигуре 2 - продольное сечение бутылки в открытом положении устройства, на фиг.3 показан основной корпус, на фиг.4а, 4б - виды нижней части основного корпуса, на фиг.5 - рабочий элемент укупорочного устройства, на фиг.6 - аксонометрическое изображение дозатора укупорочного устройства, на фигуре 7 - осевое сечение дозатора.

Как видно из чертежей, укупорочное устройство содержит расположенный вдоль оси 1 бутылки 2 основной корпус 3, жестко соединенный с горловиной бутылки 2, рабочий элемент 4, закрепленный на основном корпусе 3 жестко в осевом направлении, с возможностью вращения относительно основного корпуса 3, и дозатор 5, связанный с рабочим элементом 4 посредством резьбового соединения и с возможностью осевого перемещения при вращении рабочего элемента 4 относительно основного корпуса 3 вдоль продольной оси 1. Основной корпус 3 имеет участок 6, предназначенный для крепления к горловине 7 бутылки 2, и направляющий участок 8, который в осевом направлении является продолжением участка 6 и предназначен для взаимодействия с дозатором 5. Участки 6 и 8 имеют кольцевые полости 10 и 12 соответственно, концентрично расположенные вдоль оси 1. Кольцевые полости 10 и 12 ограничены соответствующими боковыми цилиндрическими стенкам, расположенными вдоль оси 1, и соединенными между собой кольцевым фланцем 13. В кольцевой полости 10 расположен буртик 14 горловины 7 бутылки 2, и имеются участки 15, обеспечивающие герметичность между бутылкой 2 и основным корпусом 3, исключающим проход жидкости за счет установки буртика 14 в полость 10 с натягом. Участки 15, обеспечивающие герметичность, представляют собой кольцевые участки одной из поверхностей полости 10, соприкасающиеся в радиальном направлении с боковой наружной поверхностью буртика 14. Участок 6 включает также в себя элементы 16а, обеспечивающие крепление основного корпуса 3 к бутылке 2 в осевом направлении, и элементы 16в, обеспечивающие крепление основного корпуса 3 к бутылке 2 в радиальном направлении, определяющие осевую и радиальную фиксацию основного корпуса 3 к бутылке 2 благодаря взаимодействию с соответствующими конструктивными элементами 17а и 17в горловины 7 бутылки 2. Элементы 16а представляют собой выступы на участке 6 и расположены в соответствии с окнами на участке 6 на определенном расстоянии друг от друга. Элементы 16а зафиксированы под нижней поверхностью элемента 17а - под нижней поверхностью буртика 14. Основной корпус 3 зафиксирован в осевом направлении относительно буртика 14. Элементы 16в, обеспечивающие фиксацию в радиальном направлении, представляют собой продольные ребра, выступающие радиально внутрь из цилиндрической стенки участка 6 основного корпуса 3. Элементы 16в зафиксированы с помощью конструктивных элементов 17в - зубьев, радиально расположенных и выступающих из горловины 7 бутылки 2, обеспечивая предотвращение вращения вокруг оси 1 основного корпуса 3 относительно горловины 7.

Основной корпус 3 имеет трубчатую конфигурацию и характеризуется наличием внутренней полости 20 в основном корпусе 3 вдоль оси 1, которая ограничена боковой стенкой 21 и ее продолжением 21Боковая стенка 21¹ имеет направляющий участок 22 в основном цилиндрической формы и сужающийся участок 23 в основном цилиндрической формы и имеющий внутренний диаметр меньше диаметра участка 22; направляющий участок 22 соединен с сужающимся участком 23 через переходный участок 24, отходящий от участка 22 в сторону участка 23.

Во внутренней полости 20 выполнено входное отверстие 25, расположенное внутри участка 6, закрепленного на горловине 7 бутылки 2. Входное отверстие 25 имеет круглую форму с перекрестием.

Рабочий элемент 4 включает трубчатый корпус 30 цилиндрической конфигурации, установленный снаружи с радиальным зазором относительно участка 6 основного корпуса 3 и крышку 31, закрывающую верхнюю часть трубчатого корпуса 30. На боковой внутренней поверхности трубчатого корпуса 30 рабочего элемента 4 по его длине выполнены нижний 32 и верхний 33 буртики, выступающие внутрь. На наружной поверхности основного корпуса 3 по его длине выполнены нижний и верхний буртики 34, 35, взаимодействующие с соответствующими буртиками 32, 33 трубчатого корпуса 30 рабочего элемента 4, обеспечивающие жесткое крепление рабочего элемента 4 на основном корпусе 3 в осевом направлении. Крышка 31 трубчатого корпуса 30 соединена по периметру с верхним краем 36 трубчатого корпуса 30 при помощи одного или нескольких соединительных элементов 37 - перемычек, радиально расположенных и разделенных прорезями 38. Крышка 31 имеет шейку 39, выступающую внутрь корпуса 30.

Дозатор 5 включает пустотелый корпус 40, расположенный вдоль оси 1 и ограниченный боковой цилиндрической стенкой 41, имеющей наружную боковую поверхность 42 с резьбовым участком 43, соприкасающимся с резьбовым участком 44 на внутренней поверхности трубчатого корпуса 30, и верхнюю конечную часть 45, расположенную в основном перпендикулярно оси 1 и имеющую кольцевой желоб 46, в котором с натягом установлена шейка 39 крышки 31. Резьбовой участок 44 выполнен с выступами 48 (фиг.5).

Пустотелый корпус 40 дозатора 5 имеет во внутренней части канал 51 кольцевой конфигурации (фиг.2) с выходным боковым отверстием 52, расположенным радиально относительно оси 1. Канал 51 включает осевой участок 53, параллельный оси 1, и радиальный участок 54, заканчивающийся выходным боковым отверстием 52, которое включает кольцевую прорезь и определяется наружной боковой поверхностью 42 пустотелого корпуса 40.

Канал 51 ограничен внутренней стенкой 55 дозатора 5, расположенной с внутренней стороны канала 51, и средней стенкой 56 с наружной стороны; обе стенки 55, 56 соосны оси 1 и отогнуты в сторону выходного отверстия 52. Стенки 55, 56 расположены на периферии канала 51 в непосредственной близости от выходного отверстия 52 и связаны друг с другом посредством ребер 57 (фиг.2), расположенных радиально относительно оси 1. Стенки 55,56 расположены соосно с внутренней стороны по отношению к наружной боковой стенке 41, которая отделена от стенки 56 промежуточной полостью 58 кольцевой конфигурации. Стенка 56 расположена в кольцевой полости 12 основного корпуса 3, которая определяет зону перемещения дозатора 5 и имеет продольные пазы 59 (фиг.3), взаимодействующие с расположенными по окружности продольными наружными выступами 60 стенки 56 (фиг.6) для угловой фиксации дозатора 5 относительно основного корпуса 3. Стенка 56 дозатора 5 установлена с возможностью осевого перемещения относительно основного корпуса 3 при одновременной фиксации в радиальном направлении, что обеспечивается размещением стенки 56 в кольцевой полости 12. Стенка 55 расположена с натягом (тугая посадка) в радиальном направлении внутри направляющего участка 22 полости 20, при этом стенка 56, размещенная в полости 12, установлена с наружной стороны участка 22 соосно ему, с натягом; зоны соприкосновения между стенкой 55 и участком 23, а также между стенкой 56 и участком 22 определяют зоны герметичности 61 и 62 соответственно в радиальном направлении между основным корпусом 3 и дозатором 5 в закрытом положении устройства.

Боковая стенка 21¹ как продолжение стенки 21 полости 20 основного корпуса 3 расположена в канале 51 и взаимодействует со стенками 55 и 56 канала 51, выполненными с возможностью перемещения относительно боковой стенки 21¹ при этом обеспечивается герметичность для жидкости через участки 61, 62 в радиальном направлении в закрытом положении дозатора. Участки герметичности 61 и 62 расположены между дозатором 5 и основным корпусом 3, и их место расположения определяется зонами соприкосновения между боковой стенкой 21¹ и стенками 55 и 56 канала 51, которые специально расположены на противоположных поверхностях боковой стенки 21¹.

Основной корпус 3 плотно закреплен на бутылке 2, при этом рабочий элемент 4 соединен с основным корпусом 3 в осевом направлении и с возможностью вращения относительно него, из чего следует, что рабочий элемент 4 также закреплен на бутылке 2. Дозатор 5 имеет телескопическое соединение с рабочим элементом 4 через резьбовые участки 43 и 44 с возможностью осевого перемещения относительно основного корпуса 3 путем вращения рабочего элемента 4 относительно основного корпуса 3, следствием чего является открывание или закрывание прохода 63 (фиг.2), образованного между каналом 51 и внутренней полостью 20. Поскольку дозатор 5 имеет угловое соединение с основным корпусом 3 и, следовательно, с бутылкой 2, вращение рабочего элемента 4 обеспечивает передвижение дозатора 5 относительно основного корпуса 3 из закрытого положения, когда дозатор 5 взаимодействует с основным корпусом 3, а проход 63 между полостью 20 и каналом 51 закрыт боковой стенкой 21 ¹, в выдвинутое открытое положение, в котором дозатор 5 находится на определенном заданном расстоянии от основного корпуса 3, а проход 63 открыт (фиг.2).

Когда бутылка 2 с укупорочным устройством открывается первый раз, вращение рабочего элемента 4 относительно бутылки 2 вызывает отламывание перемычек 37 и отделение крышки 31 от трубчатого корпуса 30, но шейка 39 дозатора 5, находящаяся в тесном контакте со стенками кольцевого желоба 46 дозатора 5, плотно удерживает крышку 31, соединенную с дозатором 5, избегая ее попадания в окружающую среду. Перемычки 37 выполняют функции пломбы, гарантирующей целостность жидкости в бутылке 2.

Как только дозатор 5 становится в выдвинутом положении, содержимое бутылки может выливаться через отверстие 25 в дне полости 20 путем наклона бутылки. Жидкость вытекает через полость 20, открытый проход 63, канал 51 до выходного отверстия 52.

Дозатор 5 снабжен отверстиями 64, выполненными по окружности (по периметру) верхней части цилиндрической наружной боковой стенки 41 пустотелого корпуса 40. Указанные отверстия 64 выполнены ниже расположения кольцевого канала 54 дозатора 5. Цилиндрическая средняя стенка 56 дозатора 5 в нижней своей части выполнена с пазами 65 как зонами утоныпения этой стенки, т.е толщиной, меньше толщины этой стенки, геометрические размеры пазов определяются расчетным путем. При этом между пазами 64 и стенкой 21¹ при поднятом дозаторе 5 образуется свободный проход для воздуха. Пазы 65 расположены по периметру средней цилиндрической стенки 56 дозатора, которые при открытом положении устройства (выдвинутом вверх дозаторе 5) обеспечивают проход воздуха из отверстий 64 через промежуточную полость 58 стенок 41 и 56 в полость 20 устройства, образуя воздушный коридор, обеспечивая циркуляцию воздуха и тем самым исключение образования гидрозатвора в укупорочном устройстве при наклоне бутылки 2 в широком диапазоне углов при розливе жидкости из нее. Пазы 65 выполнены такой толщины, при которой доступ жидкости в воздушный коридор, проходящий через полости 58-12, следовательно, на участки, не предназначенные для жидкости, невозможен. Свободный проход воздуха между пазами 65 и стенкой 21¹ меньше размера капель жидкости и определяется расчетным путем. Герметичность участка 2 между основным корпусом 3 и дозатором 5 в открытом положении устройства (при поднятом дозаторе) для воздуха нарушается, при этом оставляя его недоступным для жидкости.

Укупорочное устройство работает следующим образом.

При необходимости открыть бутылку вращением рабочего элемента за счет взаимодействия резьбовых участков 43-44 добиваются подъема дозатора 5, с которым, как его составная часть, начинают перемещаться его стенки 55, 56. На радиальные перемычки 37 начинает действовать значительное усилие, и они, ослабленные радиальными прорезями 38 между ними, разрываются. Рабочий элемент 4 остается на основном корпусе 3, крышка 31 - на дозаторе 5, будучи жестко закрепленной на нем с помощью шейки 39. Первоначальное вскрытие осуществлено, канал 63 для жидкости сформирован (открыт). Далее наклоном бутылки 2 до угла вплоть до 175° относительно ее исходного вертикального положения жидкость из бутылки выливают, при этом жидкость проходит путь из бутылки 2, минуя отверстие 25, полость 20 основного корпуса 3, суженный участок 23, проходя далее по каналу 63, кольцевому каналу 51, ограниченному стенками 56, 55 дозатора 5, через кольцевую прорезь выходного отверстия 52, ограниченную фланцами 45. При этом воздух, заходя через отверстия 64, расположенные со стороны, противоположной углу наклона бутылки 2, проходит через воздушный коридор, минуя пазы 65, попадает через полости 58-12 в полость 20 истечения жидкости, оттесняя тем самым жидкость, выливаемую из бутылки, устраняя гидрозатвор, нормализуя спокойное истечение жидкости из бутылки без образования пузырьков воздуха и без ее разбрызгивания в более широком диапазоне углов наклона по отношению к прототипу и ликвидируя эффект вакуума. Чем ниже расположены входные воздушные отверстия 64 на стенке 41 дозатора 5, тем позже срабатывает гидрозатвор, тем больше возможен угол наклона бутылки со спокойным истечением жидкости из нее, без разбрызгивания. После розлива жидкости из бутылки ей придают первоначальное вертикальное положение горлышком 7 вверх и вращением рабочего корпуса в обратную сторону преобразуют вращательное движение рабочего элемента в осевое перемещение дозатора вместе с жестко закрепленной на нем крышкой, дозатор со стенкой 55 опускают на ее посадочное место сужающегося участка 23, закрывая канал 63 для жидкости, плотно укупоривая основной корпус 3. Ввиду малого размера зазора между пазами 65 и стенкой 21 меньшего возможных размеров капель ввиду большого поверхностного натяжения капель жидкость в воздушный коридор не проходит ни в момент наклона бутылки 2, ни в момент налива жидкости, ни в момент возврата бутылки в исходное состояние, обеспечивая проход только воздуху.