RU2802088C1 - Sealing means with overpressure protection - Google Patents
Sealing means with overpressure protection Download PDFInfo
- Publication number
- RU2802088C1 RU2802088C1 RU2022101531A RU2022101531A RU2802088C1 RU 2802088 C1 RU2802088 C1 RU 2802088C1 RU 2022101531 A RU2022101531 A RU 2022101531A RU 2022101531 A RU2022101531 A RU 2022101531A RU 2802088 C1 RU2802088 C1 RU 2802088C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cap
- valve
- membrane
- container
- pressure
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000013536 elastomeric material Substances 0.000 claims abstract description 20
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 claims abstract description 14
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 12
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 11
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims description 4
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 30
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 abstract description 15
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 abstract description 15
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 12
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 11
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 abstract description 9
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 abstract description 6
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 abstract description 6
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 abstract description 6
- 238000009738 saturating Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 20
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 235000014171 carbonated beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к укупорочным средствам, а более конкретно, к комбинированным полимерным винтовым колпачкам с предохранительным кольцом и с встроенным клапаном из эластомерного материала. Изобретение предназначено для укупоривания тары из полиэтилентерефталата различной вместимости и размеров, используемой для сбраживаемых продуктов.The invention relates to closures, and more specifically, to combined polymeric screw caps with a safety ring and an integrated valve made of elastomeric material. The invention is intended for sealing containers made of polyethylene terephthalate of various capacities and sizes used for fermented products.
Из уровня техники известна емкость, выполненная из полиэтилентерефталата (PET) и имеющая дно, полый корпус и горловину. В боковой поверхности горловины выполнено одно или несколько отверстий для спускания избыточных газов, возникающих в процессе хранения и транспортировки емкости. Вокруг горловины установлен эластичный элемент, выполненный из резины, силикона и т.п. Эластичный элемент предназначен для перекрытия отверстий и для защиты от превышения избыточного давления свыше допустимого, возникающего при дображивании пищевых жидкостей при транспортировке и хранении. Эластичный элемент может быть выполнен в виде кольца с заданными параметрами и предназначен для того, чтобы снизить давление при его значении выше определенного величины. Эластичный уплотнительный элемент за счет своей эластичности под действием давления растягивается, открывая отверстие в боковой поверхности горловины, тем самым высвобождая скопившийся углекислый газ. Когда давление снижается, эластичный элемент возвращается в исходное положение, перекрывая отверстие в боковой поверхности горловины, предотвращая поступление воздуха внутрь емкости (см патент RU 184094 U1, 15.10.2019).A container made of polyethylene terephthalate (PET) and having a bottom, a hollow body and a neck is known from the prior art. In the side surface of the neck, one or more holes are made for draining excess gases that occur during storage and transportation of the container. An elastic element made of rubber, silicone, etc. is installed around the neck. The elastic element is designed to close the holes and to protect against excess pressure exceeding the allowable one, which occurs during the fermentation of food liquids during transportation and storage. The elastic element can be made in the form of a ring with specified parameters and is designed to reduce pressure when its value is above a certain value. The elastic sealing element, due to its elasticity, expands under pressure, opening a hole in the side surface of the neck, thereby releasing accumulated carbon dioxide. When the pressure decreases, the elastic element returns to its original position, blocking the hole in the side surface of the neck, preventing air from entering the container (see patent RU 184094 U1, 10/15/2019).
Известное устройство является сложным, и представляет собой специально изготовленную тару с отверстием или отверстиями в боковой поверхности горловины емкости, и не подходит для широкого использования.The known device is complex, and is a specially made container with a hole or holes in the side surface of the mouth of the container, and is not suitable for widespread use.
Известно также укупорочное средство, предназначенное для удаления содержимого из емкости. В данном средстве использована обычная завинчивающаяся крышка, в которой как мембрана зажата эластичная пластина, в которой выполнено одно отверстие или несколько отверстий (проколов), используемых для выпуска содержимого емкости. При нажатии на емкость эластичная пластина выпячивается наружу, вследствие чего открывается отверстие или отверстия, позволяя содержимому выйти наружу за счет создаваемого избыточного давления. Как только избыточное давление спадает, зажатая вокруг в завинчивающейся крышке эластичная пластина возвращается в исходное положение, и отверстие или отверстия закрываются. (см. патент DE 830478, 04.02.1952).A closure is also known for removing contents from a container. In this tool, a conventional screw cap is used, in which an elastic plate is clamped like a membrane, in which one hole or several holes (punctures) are made, used to release the contents of the container. When the container is pressed, the elastic plate bulges outward, thereby opening the hole or holes, allowing the contents to escape due to the generated excess pressure. As soon as the excess pressure subsides, the elastic plate clamped around in the screw cap returns to its original position and the opening or openings are closed. (see patent DE 830478, 04.02.1952).
Наиболее близким аналогом изобретения является выдачное укупорочное средство с самозакрывающимся клапаном. Верхняя стенка корпуса укупорочного средства выполнена с отверстием для выдачи. Данное укупорочное средство, содержащее самозакрывающийся клапан, выполненный в виде мембраны, изготовленной из полимерной пленки, имеющей толщину t, причем мембрана имеет клапанный участок (с одной или более прорезями или с отверстиями), который при использовании может принимать открытое положение под воздействием давления продукта, и участок крепления, окружающий клапанный участок. Участок крепления клапана обеспечен герметичностью с кольцеобразной опорной поверхностью, выполненной как единое целое в корпусе укупорочного средства по периферии отверстия или выполняемой на пластмассовой кольцеобразной вставной части, которая соединяется с корпусом укупорочного средства по периферии отверстия, причем уплотнение между участком крепления и опорной поверхностью содержит кольцевую канавку и внутреннюю зону кольцевого уплотнения, прилегающую к кольцевой канавке на внутренней радиально расположенной стороне, причем кольцевая канавка углублена в опорную поверхность и имеет глубину, которая составляет 2-5 кратную толщину мембраны. Полимерная пленка, которая используется для мембраны, выбирается преимущественно из ПП пленки, ПЭ пленки или ТПЭ пленки. Полимерная пленка может иметь толщину в диапазоне 30-150 мкм. Толщина пленки зависит от конкретного материала, из которого выполнена пленка. В возможном варианте осуществления клапанный участок клапана представлен с двумя пересекающимися прорезями (см. патент RU 2712109 С2, 24.01.2020).The closest analogue of the invention is a dispensing closure with a self-closing valve. The upper wall of the body of the closure is made with a dispensing hole. This closure contains a self-closing valve made in the form of a membrane made of a polymeric film having a thickness t , the membrane having a valve section (with one or more slots or holes) which, in use, can take an open position under the influence of product pressure, and a fastening portion surrounding the valve portion. The valve attachment area is sealed with an annular support surface made as a single unit in the closure body along the hole periphery or made on a plastic annular insert that is connected to the closure body along the hole periphery, wherein the seal between the attachment area and the support surface contains an annular groove and an inner annular seal area adjacent to the annular groove on the inner radially disposed side, the annular groove recessed into the bearing surface and having a depth that is 2 to 5 times the thickness of the membrane. The resin film which is used for the membrane is preferably selected from PP film, PE film or TPE film. The polymer film may have a thickness in the range of 30-150 microns. The thickness of the film depends on the specific material from which the film is made. In a possible embodiment, the valve section of the valve is presented with two intersecting slots (see patent RU 2712109 C2, 01/24/2020).
Известные из патента DE 830478 и патента RU 2712109 укупорочные средства предназначены для дозирования продукта за счет давления на стенки емкости, создаваемого извне. Эти устройства не решают проблему поддержания давления, необходимого для растворения углекислого газа в жидкости, они вообще не рассчитаны на поддержание определенного заданного давления внутри емкости. Соответственно, известные устройства не предназначены для решения задачи защиты тары от разрушения при превышении избыточного давления свыше допустимого.The closures known from DE 830478 and RU 2712109 are intended for dispensing a product by means of externally applied pressure on the container walls. These devices do not solve the problem of maintaining the pressure necessary to dissolve carbon dioxide in a liquid, they are not designed at all to maintain a certain predetermined pressure inside the container. Accordingly, the known devices are not designed to solve the problem of protecting containers from destruction when excess pressure exceeds the allowable one.
Технической проблемой, решаемой изобретением, является создание укупорочного средства, позволяющего, с одной стороны, обеспечить поддержание внутри тары достаточно высокого давления необходимого для растворения углекислого газа в пищевой жидкости при дображивании, в частности, пива, кваса, слабоалкогольных и сильногазированных напитков и т.п. и, с другой стороны, защитить полимерную тару от разрушения при превышении избыточного давления свыше допустимого, если оно возникнет в таре при транспортировке или хранении упомянутых жидкостей.The technical problem solved by the invention is the creation of a closure that allows, on the one hand, to ensure that a sufficiently high pressure is maintained inside the container, which is necessary to dissolve carbon dioxide in the food liquid during fermentation, in particular, beer, kvass, low-alcohol and highly carbonated drinks, etc. . and, on the other hand, to protect the polymer container from destruction when excess pressure exceeds the allowable one, if it occurs in the container during transportation or storage of the mentioned liquids.
Заявленное изобретение, как и описанный выше наиболее близкий аналог, содержит полимерный, в частности, полиэтиленовый, колпачок с центральным отверстием, образованным в верхней части колпачка, и клапан из эластомерного материала с прорезью, расположенной под отверстием в колпачке (самозакрывающийся клапан в виде мембраны).The claimed invention, as well as the closest analogue described above, contains a polymer, in particular, polyethylene, cap with a central hole formed in the upper part of the cap, and a valve made of elastomeric material with a slot located under the hole in the cap (self-closing valve in the form of a membrane) .
Указанная выше техническая проблема, заключающаяся в защите тары от избыточного давления и в поддержании при этом достаточно высокого давления для насыщения дображивающего продукта углекислым газом, решается за счет существенных признаков, отличающих заявленное изобретение от наиболее близкого аналога: клапан в виде эластичной мембраны с прорезью, выполненный из эластичного материала, устанавливается непосредственно внутрь полиэтиленового колпачка, в уплотняющее кольцо, до непосредственного контакта с внутренней поверхностью верхней части колпачка, при этом клапан при эксплуатации плотно поджат к упомянутой верхней части колпачка давлением углекислого газа, находящегося внутри тары, для обеспечения их совместной работы под действием давления, возникающего в таре при брожении и раскрытия прорези с образование щели для выпуска углекислого газа при превышении заданного избыточного давления.The above technical problem, which consists in protecting the container from overpressure and at the same time maintaining a sufficiently high pressure to saturate the fermenting product with carbon dioxide, is solved due to the essential features that distinguish the claimed invention from the closest analogue: a valve in the form of an elastic membrane with a slot, made from an elastic material, is installed directly inside the polyethylene cap, in the sealing ring, until direct contact with the inner surface of the upper part of the cap, while the valve during operation is tightly pressed against the said upper part of the cap by the pressure of carbon dioxide inside the container to ensure their joint operation under the action of the pressure that occurs in the container during fermentation and the opening of the slot with the formation of a gap for the release of carbon dioxide when a predetermined excess pressure is exceeded.
Технический результат, на достижение которого направлена настоящее изобретение, заключается в защите полимерной тары различной формы и различного объема от разрушения при транспортировке и хранении в случае недопустимого превышения избыточного давления, возникающего при дображивании пищевых жидкостей, при одновременном обеспечении внутри тары давления, позволяющего насытить углекислым газом жидкость, находящуюся в таре, при этом устройство отличается простотой конструкции.The technical result, to which the present invention is directed, is to protect polymer containers of various shapes and volumes from destruction during transportation and storage in the event of an unacceptable excess of excess pressure that occurs during the fermentation of food liquids, while simultaneously providing pressure inside the container, which allows saturating with carbon dioxide the liquid in the container, while the device is simple in design.
Совокупность существенных признаков, позволяющих достичь указанного технического результата, включает в себя полиэтиленовый винтовой колпачок, в верхней части которого образовано центральное отверстие, внутри колпачка установлен клапан в виде мембраны из эластомерного материала, прилегающей к внутренней поверхности верхней части колпачка, причем прорезь, выполненная в мембране, расположена под отверстием в верхней части колпачка. Колпачок выполнен с уплотняющим кольцом, с помощью которого упомянутая мембрана установлена в колпачке. Уплотняющее кольцо выступает от внутренней верхней плоской части колпачка внутрь и расположено концентрично с корпусом колпачка (основная цилиндрическая часть колпачка, определяемая площадью боковой наружной поверхности, см. ГОСТ 32626-2014). Удержание клапана на верхней части колпачка происходит посредством плотного контакта клапана и уплотняющего кольца колпачка за счет упругости материала клапана. Мембрана клапана прилегает непосредственно к внутренней поверхности верхней части колпачка, чтобы обеспечить их совместную работу под действием внутреннего давления.The set of essential features that make it possible to achieve the specified technical result includes a polyethylene screw cap, in the upper part of which a central hole is formed, a valve is installed inside the cap in the form of a membrane made of elastomeric material adjacent to the inner surface of the upper part of the cap, and a slot made in the membrane , located under the hole in the top of the cap. The cap is made with a sealing ring, with the help of which the mentioned membrane is installed in the cap. The sealing ring protrudes from the inner upper flat part of the cap inward and is located concentrically with the cap body (the main cylindrical part of the cap, determined by the area of the lateral outer surface, see GOST 32626-2014). The valve is kept on the top of the cap by tight contact between the valve and the sealing ring of the cap due to the elasticity of the valve material. The valve diaphragm seals directly against the inner surface of the top of the cap to allow them to work together under internal pressure.
Колпачок может быть выполнен любого типоразмера (в зависимости от размера используемой тары), при этом в верхней плоской его части образовано отверстие, предпочтительно, диаметром 8…14 мм или более в зависимости от размера колпачка. В качестве колпачка может быть использован обычный полиэтиленовый винтовой колпачок с отрывным кольцом и уплотняющим кольцом, отличающийся от обычного колпачка тем, что в верхней его части имеется упомянутое отверстие.The cap can be made of any standard size (depending on the size of the container used), while a hole is formed in its upper flat part, preferably with a diameter of 8 ... 14 mm or more, depending on the size of the cap. As a cap, a conventional polyethylene screw cap with a tear-off ring and a sealing ring can be used, which differs from a conventional cap in that it has the said hole in its upper part.
Клапан в виде мембраны из эластомерного материала имеет диаметр от 20 до 38 мм и толщину от 0,5 до 10 мм, выбираемые, в частности, в зависимости от размера колпачка, используемого материала, от размера отверстия в колпачке, а также от величины внутреннего давления в таре, которое требуется поддерживать. Клапан в виде плоской мембраны вставляется в основной колпачок до контакта поверхности мембраны с преимущественно плоской внутренней верхней его частью, при этом в мембране сделана сквозная тонкая прорезь длиной от 3 до 10 мм, располагаемая под центральным отверстием верхней части колпачка и, как правило, имеющая длину, меньшую диаметра центрального отверстия в колпачке. Соотношение диаметра отверстия в колпачке, длины прорези, толщины и жесткости материала клапана (мембраны) выбраны таким образом, чтобы давление срабатывания клапана было ниже, чем давление, вызывающее разрушение тары или срыв винтового колпачка с горловины тары.The valve in the form of a membrane made of elastomeric material has a diameter of 20 to 38 mm and a thickness of 0.5 to 10 mm, selected, in particular, depending on the size of the cap, the material used, on the size of the opening in the cap, and also on the value of the internal pressure in the container you want to support. The valve in the form of a flat membrane is inserted into the main cap until the surface of the membrane comes into contact with its predominantly flat inner upper part, while a through thin slot 3 to 10 mm long is made in the membrane, located under the central hole of the upper part of the cap and, as a rule, having a length smaller than the diameter of the central hole in the cap. The ratio of the diameter of the hole in the cap, the length of the slot, the thickness and stiffness of the material of the valve (membrane) are chosen so that the valve actuation pressure is lower than the pressure that causes the destruction of the container or the screw cap from the neck of the container.
Верхняя, преимущественно плоская, часть колпачка достаточно жесткая, но обладает при этом некоторой упругостью, определяемой толщиной материала верхней части колпачка и диаметром отверстия в ней. За счет сочетания жесткости и упругих свойств верхней части колпачка он выполняет роль поддерживающей конструкции для клапана в виде мембраны с прорезью, ограничивает преждевременное срабатывание клапана и позволяет достигнуть высокой точности срабатывания открытия и закрытия клапана, в частности, на давлении от 1 кгс/см2 до 6,0 кгс/см2.The upper, mostly flat, part of the cap is quite rigid, but at the same time it has some elasticity, determined by the thickness of the material of the upper part of the cap and the diameter of the hole in it. Due to the combination of rigidity and elastic properties of the upper part of the cap, it plays the role of a supporting structure for the valve in the form of a membrane with a slot, limits premature valve actuation and makes it possible to achieve high accuracy of valve opening and closing actuation, in particular, at pressures from 1 kgf / cm 2 to 6.0 kgf / cm 2 .
Таким образом, достижение технического результата и решение технической проблемы обусловлено совместной работой колпачка с центральным отверстием и клапана (мембраны из эластомерного материала с прорезью), при этом вначале под действием внутреннего давления, возникшего в таре, происходит совместная работа мембраны из эластомерного материала и колпачка, края прорези в мембране при этом сомкнуты, клапан закрыт. При достижении заданного давления, на которое рассчитан клапан, края прорези в мембране, продолжающей деформироваться в площади, ограниченной отверстием в верхней части колпачка, расходятся с образованием щели - срабатывает клапан, открывая выход углекислому газу, давление внутри тары снижается до определенной величины, не допускающей разрушения тары и срыва колпачка, но позволяющей жидкости насыщаться углекислым газом, образующимся (образовавшимся) при дображивании.Thus, the achievement of the technical result and the solution of the technical problem is due to the joint operation of the cap with a central hole and the valve (membrane made of elastomeric material with a slot), while at first, under the influence of internal pressure that has arisen in the container, the membrane made of elastomeric material and the cap work together, the edges of the slot in the membrane are closed, the valve is closed. When the predetermined pressure for which the valve is designed is reached, the edges of the slot in the membrane, which continues to deform in the area limited by the hole in the upper part of the cap, diverge with the formation of a gap - the valve is activated, opening the outlet to carbon dioxide, the pressure inside the container decreases to a certain value that does not allow the destruction of the container and the failure of the cap, but allowing the liquid to be saturated with carbon dioxide, which is formed (formed) during after-fermentation.
При достижении давления, которое требуется для насыщения продукта (жидкости), находящейся в таре, углекислым газом, края прорези в мембране смыкаются, щель закрывается, внутренний объем тары герметизируется, обеспечивая условия для хранения продукта. В результате достигается технический результат, заключающийся в поддержании в таре давления, необходимого для насыщения углекислым газом продукта в таре, при этом исключается разрушение тары и срыв колпачка с горловины тары при превышении внутреннего давления в таре. Клапан (мембрана из эластомерного материала) установлен в кольцевой уплотнительный выступ на внутренней поверхности колпачка так, что увеличение давления в таре увеличивает силу, которую плоскость клапана оказывает на внутреннюю плоскость верхней части колпачка.Upon reaching the pressure required to saturate the product (liquid) in the container with carbon dioxide, the edges of the slot in the membrane are closed, the gap is closed, the internal volume of the container is sealed, providing conditions for storing the product. As a result, a technical result is achieved, which consists in maintaining the pressure in the container necessary to saturate the product in the container with carbon dioxide, while eliminating the destruction of the container and the removal of the cap from the neck of the container when the internal pressure in the container is exceeded. The valve (diaphragm made of elastomeric material) is mounted in an annular sealing protrusion on the inner surface of the cap so that an increase in pressure in the container increases the force that the valve plane exerts on the inner plane of the top of the cap.
Меняя материал, геометрию клапана (мембраны из эластомерного материала), можно производить настройку клапана на различные значения допустимого избыточного давления, получая дображивающий продукт с различными потребительскими свойствами и предохраняя при этом тару от разрушения, а колпачок от срыва с горловины. В собранном виде комбинированный колпачок должен без протечек держать давление 1,0…6,0 кгс/см2 и сбрасывать избыточное давление при срабатывании клапана.By changing the material, the geometry of the valve (membrane made of elastomeric material), it is possible to adjust the valve to different values of permissible excess pressure, obtaining an after-fermentation product with different consumer properties and at the same time protecting the container from destruction, and the cap from breaking off the neck. When assembled, the combined cap must hold a pressure of 1.0 ... 6.0 kgf / cm 2 without leakage and relieve excess pressure when the valve is actuated.
Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which show:
На фиг. 1 - комбинированный колпачок с клапаном в виде мембраны с прорезью, разрез А-А с фиг. 2.In FIG. 1 - a combined cap with a valve in the form of a membrane with a slot, section A-A from FIG. 2.
На фиг. 2 - комбинированный колпачок с клапаном в виде мембраны с прорезью, вид сверху.In FIG. 2 - combined cap with a valve in the form of a membrane with a slot, top view.
На фиг. 3 - колпачок с отрывным кольцом (клапан не установлен).In FIG. 3 - a cap with a tear-off ring (the valve is not installed).
На фиг. 4 - клапан в виде мембраны с прорезью.In FIG. 4 - valve in the form of a membrane with a slot.
На фиг. 5 - фрагмент тары с установленным на горловине комбинированный колпачок с клапаном в виде мембраны с прорезью (в разрезе).In FIG. 5 - a fragment of a container with a combined cap installed on the neck with a valve in the form of a membrane with a slot (in section).
На чертежах позициями обозначено:In the drawings, positions indicate:
1 - корпус полиэтиленового винтового колпачка;1 - housing of a polyethylene screw cap;
2 - верхняя часть полиэтиленового винтового колпачка;2 - the upper part of the polyethylene screw cap;
3 - отверстие в верхней части полиэтиленового винтового колпачка;3 - hole in the upper part of the polyethylene screw cap;
4 - клапан, представляющий собой мембрану из эластомерного материала;4 - valve, which is a membrane of elastomeric material;
5 - тонкая прорезь в мембране из эластомерного материала;5 - a thin slot in the membrane of the elastomeric material;
6 - уплотнительное кольцо;6 - sealing ring;
7 - отрывное кольцо;7 - tear-off ring;
8 - резьба на внутренней стороне корпуса колпачка;8 - thread on the inside of the cap body;
9 - тара.9 - container.
Комбинированный полиэтиленовый винтовой колпачок содержит корпус 1 с резьбой 8 на внутренней поверхности, в верхней части 2 колпачка образовано сквозное центральное отверстие 3, а внутри колпачка установлен клапан 4 в виде мембраны из эластомерного газонепроницаемого материала, прилегающей к внутренней поверхности верхней части 2 колпачка. Сквозная прорезь 5, выполненная в мембране, расположена под отверстием 3 в верхней части 2 колпачка и имеет длину, как правило, меньшую диаметра отверстия 3.The combined polyethylene screw cap contains a body 1 with a thread 8 on the inner surface, a through central hole 3 is formed in the upper part 2 of the cap, and a valve 4 is installed inside the cap in the form of a membrane made of an elastomeric gas-tight material adjacent to the inner surface of the upper part 2 of the cap. The through slot 5, made in the membrane, is located under the hole 3 in the upper part 2 of the cap and has a length, as a rule, less than the diameter of the hole 3.
Колпачок выполнен с уплотняющим кольцом 6, с помощью которого клапан 4 установлен во внутренней части колпачка и удерживается в уплотняющем кольце за счет упругости материала, из которого изготовлен клапан. Уплотняющее кольцо 6 выступает от внутренней верхней части 2 колпачка, преимущественно плоской, внутрь и расположено концентрично с корпусом 1 колпачка. Клапан 4 в виде плоской мембраны из эластомерного материала прилегает непосредственно к внутренней поверхности верхней части 2 колпачка, также, как правило, плоской, и воспринимает совместно с этой частью колпачка внутреннее давление, возникающее вследствие дображивания пищевой жидкости внутри тары 9.The cap is made with a sealing ring 6, with the help of which the valve 4 is installed in the inner part of the cap and is held in the sealing ring due to the elasticity of the material from which the valve is made. The sealing ring 6 protrudes from the inner upper part 2 of the cap, preferably flat, inwards and is located concentrically with the body 1 of the cap. The valve 4 in the form of a flat membrane made of elastomeric material adjoins directly to the inner surface of the upper part 2 of the cap, which is also usually flat, and together with this part of the cap perceives the internal pressure arising from the fermentation of the food liquid inside the container 9.
В качестве колпачка может быть использован полиэтиленовый винтовой колпачок обычной конструкции с уплотняющим кольцом 6 и отрывным кольцом 7. Особенностью заявленного винтового колпачка является наличие центрального отверстия 3 и его взаимодействие с клапаном в виде мембраны. Колпачок предназначен для навинчивания на тару 9 и может быть выполнен любого типоразмера (в зависимости от размера используемой тары), при этом отверстие 3, выполненное в верхней плоской его части 2, имеет диаметр, предпочтительно, от 5 до 14 мм, но может иметь и больший диаметр в зависимости от размера горловины тары 9, т.е. от размера используемого колпачка.As a cap, a polyethylene screw cap of the usual design with a sealing ring 6 and a tear-off ring 7 can be used. A feature of the claimed screw cap is the presence of a central hole 3 and its interaction with a valve in the form of a membrane. The cap is designed to be screwed on the container 9 and can be made of any standard size (depending on the size of the container used), while the hole 3, made in its upper flat part 2, has a diameter, preferably from 5 to 14 mm, but may also have larger diameter depending on the size of the mouth of the container 9, i.e. on the size of the cap used.
Клапан 4, представляющий собой мембрану из эластомерного материала диаметром D жесткостью по Шору от 50 до 80, изготовлен, например, из пищевой резины, из силиконовой резины, и может иметь диаметр от 20 до 38 мм, толщину от 0,5 до 10 мм и длину сквозной прорези от 3 до 10 мм. Клапан 4 должен выдерживать заданное давление в пределах от 4,0 до 6,0 кгс/см2 и срабатывать при его превышении. Параметры клапана 4 определяются, в частности, в зависимости от размера колпачка, от используемого материала, от размера отверстия 3 в колпачке, а также от величины внутреннего давления в таре, которое требуется поддерживать (2-3 бар). Клапан, изготовленный из эластомерного материала, обеспечивающего газовый барьер, имеет плоскую поверхность для контакта с внутренней, преимущественно, плоской поверхностью верхней части 3 колпачка и сквозную тонкую прорезь 5, обеспечивающую сброс избыточного давления при деформации материала клапана под действием избыточного давления, возникающего в укупоренной таре. Клапан 4 (мембрана из эластомерного материала) устанавливается в уплотняющее кольцо 6 на внутренней поверхности колпачка так, что увеличение давления в таре 9 (см. фиг. 5) увеличивает силу, которую плоскость мембраны оказывает на внутреннюю плоскость верхней части 2 колпачка. Удержание клапана 4 на верхней части колпачка происходит посредством плотного контакта клапана 4 и уплотняющего кольца 6 колпачка за счет упругости материала клапана.The valve 4, which is a membrane made of elastomeric material with a diameter D with a Shore hardness of 50 to 80, is made, for example, from food rubber, silicone rubber, and can have a diameter of 20 to 38 mm, a thickness of 0.5 to 10 mm and the length of the through slot is from 3 to 10 mm. Valve 4 must withstand the specified pressure in the range from 4.0 to 6.0 kgf/cm 2 and operate when it is exceeded. The parameters of the valve 4 are determined, in particular, depending on the size of the cap, on the material used, on the size of the hole 3 in the cap, and also on the amount of internal pressure in the container that needs to be maintained (2-3 bar). The valve, made of an elastomeric material that provides a gas barrier, has a flat surface for contact with the inner, mostly flat surface of the upper part 3 of the cap and a through thin slot 5, which provides relief of excess pressure when the valve material is deformed under the action of excess pressure arising in a sealed container . The valve 4 (membrane made of elastomeric material) is installed in the sealing ring 6 on the inner surface of the cap so that an increase in pressure in the container 9 (see Fig. 5) increases the force that the plane of the membrane exerts on the inner plane of the upper part 2 of the cap. The valve 4 is kept on the upper part of the cap by means of tight contact between the valve 4 and the sealing ring 6 of the cap due to the elasticity of the valve material.
Меняя материал, геометрию клапана (мембраны из эластомерного материала), можно производить настройку клапана на различные значения допустимого избыточного давления, получая дображивающий продукт с различными потребительскими свойствами и предохраняя при этом тару от разрушения, а колпачок от срыва с горловины.By changing the material, the geometry of the valve (membrane made of elastomeric material), it is possible to adjust the valve to different values of permissible excess pressure, obtaining an after-fermentation product with different consumer properties and at the same time protecting the container from destruction, and the cap from breaking off the neck.
Клапан 4 в виде плоской мембраны с прорезью вставляется уплотняющее кольцо 6 винтового колпачка до контакта поверхности мембраны с внутренней верхней его частью 2, тонкая прорезь в мембране длиной, как правило, от 3 до 10 мм располагается под центральным отверстием 3 верхней части 2 колпачка. Длина прорези преимущественно лежит в пределах 0,5-0,9 диаметра центрального отверстия в колпачке. Верхняя часть колпачка является поддерживающей конструкцией для мембраны клапана 4 и позволяет достигнуть высокой точности срабатывания открытия и закрытия клапана, функционирующего как предохранительный клапан. Под действием внутреннего давления, возникшего в таре 9, происходит совместная работа мембраны из эластомерного материала и колпачка, при этом более жесткая верхняя часть 2 колпачка вначале ограничивает деформацию мембраны, края прорези 5 в мембране при этом сомкнуты, клапан 4 закрыт. При достижении заданного давления, на которое рассчитан клапан 4, в мембране, деформирующейся под действием внутреннего давления в таре 9, края прорези 5 расходятся с образованием щели - срабатывает клапан 4, открывая выход углекислому газу, давление внутри тары 9 снижается до определенной величины, не допускающей разрушения тары и срыва колпачка. После сброса части избыточного давления до давления, которое требуется для насыщения продукта (пищевой жидкости) углекислым газом, края прорези в мембране смыкаются, щель закрывается, внутренний объем тары герметизируется, обеспечивая условия для хранения продукта. В результате в таре поддерживается давление, необходимое для насыщения углекислым газом продукта, при этом исключается разрушение тары и срыв колпачка с горловины. В собранном виде комбинированный колпачок должен без протечек держать заданное значение давления от 1,0 до 6,0 кгс/см2, преимущественно 4,0 до 6,0 кгс/см2, и сбрасывать избыточное давление при превышении указанного значения внутреннего давления.The valve 4 in the form of a flat membrane with a slot is inserted into the sealing ring 6 of the screw cap until the surface of the membrane contacts its inner upper part 2, a thin slot in the membrane with a length, as a rule, from 3 to 10 mm is located under the central hole 3 of the upper part 2 of the cap. The length of the slot mainly lies within the range of 0.5-0.9 of the diameter of the central hole in the cap. The upper part of the cap is a supporting structure for the valve membrane 4 and allows to achieve a high accuracy of opening and closing of the valve, functioning as a safety valve. Under the action of the internal pressure that has arisen in the container 9, the membrane of the elastomeric material and the cap work together, while the more rigid upper part 2 of the cap first limits the deformation of the membrane, the edges of the slot 5 in the membrane are closed, the valve 4 is closed. When the predetermined pressure for which valve 4 is designed is reached, in the membrane deforming under the action of internal pressure in the container 9, the edges of the slot 5 diverge with the formation of a gap - the valve 4 is activated, opening the outlet for carbon dioxide, the pressure inside the container 9 decreases to a certain value, not allowing the destruction of the container and the failure of the cap. After relieving part of the excess pressure to the pressure required to saturate the product (food liquid) with carbon dioxide, the edges of the slot in the membrane are closed, the gap is closed, the internal volume of the container is sealed, providing conditions for storing the product. As a result, the container maintains the pressure required to saturate the product with carbon dioxide, while preventing the destruction of the container and the tearing off of the cap from the neck. When assembled, the combined cap must hold the set pressure value from 1.0 to 6.0 kgf / cm3 without leakage2, mainly 4.0 to 6.0 kgf/cm2, and relieve excess pressure when the specified value of the internal pressure is exceeded.
Клапан 4, к примеру, может быть выполнен из силиконовой резины жесткостью по Шору 50А в виде мембраны толщиной 3 мм с прорезью длиной 6 мм и вмонтирован в полиэтиленовый винтовой колпачок с отверстием 10 мм. Такой клапан обеспечивает поддержание в ПЭТ-таре избыточного давления 2,0 кгс/см2. Клапан аналогичной конструкции из силиконовой резины с жесткостью по Шору 80А будет срабатывать при давлении примерно 3,5 кгс/см2.Valve 4, for example, can be made of silicone rubber with a hardness of 50 Shore A in the form of a membrane 3 mm thick with a slot 6 mm long and mounted in a polyethylene screw cap with a 10 mm hole. Such a valve ensures that an overpressure of 2.0 kgf/cm 2 is maintained in the PET container. A similarly designed silicone rubber valve with a hardness of 80 Shore A will operate at a pressure of approximately 3.5 kgf/cm 2 .
Для ПЭТ-тары объемом 1,5 л диаметр центрального отверстия 3 в колпачке может составлять 8 мм, диаметр мембраны 20,5 мм длина прорези 5 мм, толщина материала клапана 3,5 мм, жесткость материала по Шору 60А. Клапан будет срабатывать на 4,5 кгс/см2 For PET containers with a volume of 1.5 l, the diameter of the central hole 3 in the cap can be 8 mm, the membrane diameter is 20.5 mm, the slot length is 5 mm, the valve material thickness is 3.5 mm, and the material stiffness is 60A Shore. The valve will operate at 4.5 kgf / cm 2
В другом частном случае выполнения изобретения диаметр центрального отверстия 3 в колпачке может составлять 5 мм, диаметр мембраны 20,5 мм, толщина материала клапана 3 мм, жесткость материала по Шору 55А. Клапан будет срабатывать на 3,5 кгс/см2 In another particular case of the invention, the diameter of the central hole 3 in the cap can be 5 mm, the diameter of the membrane is 20.5 mm, the thickness of the valve material is 3 mm, the material stiffness is 55A Shore. The valve will operate at 3.5 kgf / cm 2
Еще в одном частном случае выполнения изобретения диаметр центрального отверстия 3 в колпачке может составлять 10 мм, диаметр мембраны 31,9 мм, толщина материала клапана 4,0 мм, длина прорези 6 мм, жесткость материала по Шору 50А Клапан будет срабатывать на 3,5 кгс/см2 In another particular case of the invention, the diameter of the central hole 3 in the cap can be 10 mm, the diameter of the membrane is 31.9 mm, the thickness of the valve material is 4.0 mm, the length of the slot is 6 mm, the material stiffness is 50 Shore A The valve will operate at 3.5 kgf / cm 2
Еще в одном частном случае выполнения изобретения диаметр центрального отверстия 3 в колпачке может составлять 10 мм, диаметр мембраны 31,9 мм, толщина материала клапана 4,0 мм, длина прорези 5 мм, жесткость материала по Шору 60А Клапан будет срабатывать на 4,0 кгс/см2 In another particular case of the invention, the diameter of the central hole 3 in the cap can be 10 mm, the diameter of the membrane is 31.9 mm, the thickness of the valve material is 4.0 mm, the slot length is 5 mm, the material stiffness is 60 Shore A The valve will operate at 4.0 kgf / cm 2
Использование изобретения, кроме обеспечения новых технических свойств при использовании заявленного колпачка, позволяет расширить потребительские возможности, повысить культуру потребления продукции и увеличить степень защиты от подделки для повышения конкурентоспособности и спроса продукции на рынке.The use of the invention, in addition to providing new technical properties when using the claimed cap, allows you to expand consumer opportunities, improve the culture of product consumption and increase the degree of protection against counterfeiting to increase competitiveness and product demand in the market.
Claims (6)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2802088C1 true RU2802088C1 (en) | 2023-08-22 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3622108A1 (en) * | 1986-07-02 | 1988-01-07 | Alcoa Gmbh Verpackwerke | PLASTIC SCREW CAP FOR CONTAINERS |
| US5234138A (en) * | 1990-08-29 | 1993-08-10 | L'oreal | Self-closing dispenser for a container containing a liquid or pasty product |
| WO1998032673A1 (en) * | 1997-01-28 | 1998-07-30 | Sparkle Systems B.V. | Closure having venting means |
| WO2000029297A1 (en) * | 1998-11-16 | 2000-05-25 | Simon Hannan | Brewing carbonated beverages |
| CN102069562A (en) * | 2009-11-24 | 2011-05-25 | 塔雅威德霍芬塑料技术有限公司 | Sealed cap provided with guard ring and injection molding tool and method for producing the same |
| RU2712109C2 (en) * | 2015-02-03 | 2020-01-24 | Венер Пластикс Незерландс Б.В. | Dispensing closure with self-closing valve |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3622108A1 (en) * | 1986-07-02 | 1988-01-07 | Alcoa Gmbh Verpackwerke | PLASTIC SCREW CAP FOR CONTAINERS |
| US5234138A (en) * | 1990-08-29 | 1993-08-10 | L'oreal | Self-closing dispenser for a container containing a liquid or pasty product |
| WO1998032673A1 (en) * | 1997-01-28 | 1998-07-30 | Sparkle Systems B.V. | Closure having venting means |
| WO2000029297A1 (en) * | 1998-11-16 | 2000-05-25 | Simon Hannan | Brewing carbonated beverages |
| CN102069562A (en) * | 2009-11-24 | 2011-05-25 | 塔雅威德霍芬塑料技术有限公司 | Sealed cap provided with guard ring and injection molding tool and method for producing the same |
| RU2712109C2 (en) * | 2015-02-03 | 2020-01-24 | Венер Пластикс Незерландс Б.В. | Dispensing closure with self-closing valve |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5785196A (en) | Closure for a pressurized container | |
| US5875909A (en) | Screw cap with attached seal | |
| US3151757A (en) | Container closure | |
| RU2005133435A (en) | CAP FROM SYNTHETIC POLYMER, CAPPING DEVICE AND BEVERAGES PACKED IN A CONTAINER | |
| CA1038806A (en) | Closure for containers | |
| ES2524783T3 (en) | Capping capsule with multi-layer gasket | |
| US20080237235A1 (en) | Resealable beverage container | |
| ES2248140T3 (en) | SEALING UNIT WATERPROOF SEALABLE TO GASES. | |
| CN112469637B (en) | Screw closure with controlled seal | |
| US4480759A (en) | Child-proof closure | |
| JP4160899B2 (en) | Lid assembly with valve | |
| BG61227B1 (en) | Sealing closure for vessels with screw-cutting journal for aerated drinks | |
| US9630829B2 (en) | Bottle valve insert | |
| JP7357628B2 (en) | Closures and packaging containers that vent under high pressure | |
| RU2802088C1 (en) | Sealing means with overpressure protection | |
| US6308849B1 (en) | Cap for containers used on drinking water dispensers | |
| RU219519U1 (en) | SCREW POLYMER CAP WITH SAFETY VALVE | |
| US4722450A (en) | Container cap with valve | |
| US2647652A (en) | Closure cap | |
| WO2009041853A1 (en) | Closing unit for liquid containing vessels | |
| JP6168272B2 (en) | Mouth sealing mechanism | |
| JP2021187450A (en) | Cap unit and container with cap unit | |
| EP0451257B1 (en) | Container having improved closure | |
| RU2773542C1 (en) | Screw-on lid with controlled sealing | |
| JPH07277353A (en) | Gas-vent cap |