Сосуд с улучшенной характеристикой на действие нагрузки сверху - RU2337863C2
Код документа: RU2337863C2
Чертежи
Описание
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области потребительской упаковки. В частности, данное изобретение относится к виду пластмассовых сосудов, используемых для упаковки потребляемых напитков, и к прочностным характеристикам таких пластмассовых сосудов.
Уровень техники
Пластмассовые сосуды в массовых количествах широко используют во всем мире для упаковки жидкостей всех видов, включая потребляемые напитки. Наиболее распространенный тип пластмассового сосуда, применяемого для упаковки, например, безалкогольных напитков, изготавливают из полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и придают ему требуемую форму с использованием технологического процесса выдувного формования, который хорошо известен в данной отрасли промышленности.
В конструкции таких сосудов обычно учитывают ряд определенных показателей. Этот сосуд должен обладать химической стойкостью и иметь форму, позволяющую избежать концентрации напряжений, которая приводит к нежелательному повреждению сосуда. Кроме того, сосуд должен быть достаточно прочным, чтобы выдерживать нагрузки, которым он подвергается в процессе упаковки и последующих манипуляций, осуществляемых при проведении стадий массовой упаковки, транспортировки и демонстрации продукта.
Одним видом прочности, для которого пластмассовым сосудам постоянно дают оценку, является прочность на действие нагрузки сверху. Прочность на нагрузку сверху характеризует сопротивление повреждению, которое проявляется, как правило, в выпучивании боковой стенки при воздействии на верх сосуда вертикально направленной силы. Такая вертикальная сила воздействует на сосуд в процессе его заполнения, а также при установке на сосуд пробки. Помимо того, большая величина вертикальной силы может действовать на заполненные сосуды, когда во время транспортировки коробки или ящики с сосудами укладывают в штабели. Другим видом прочности, который регулярно оценивают в конструкции пластмассовых сосудов, является прочность в окружном направлении. Прочность в окружном направлении представляет собой сопротивление сосуда против тенденции боковой стенки сосуда раздуваться наружу или искривляться внутрь в том случае, когда содержимое сосуда находится под давлением или же когда к внешней поверхности сосуда приложены внешние силы, что, конечно, является обычным явлением при упаковке и транспортировке безалкогольных газированных напитков.
В данной отрасли промышленности хорошо известно, что усиление по окружности, например, усиление ребрами способствует повышению прочности в окружном направлении и что усиление в вертикальном направлении оказывает благоприятное воздействие на прочность к действию нагрузки сверху. Очевидно, что для обеспечения какого-либо дополнительного усиления конструкции пластмассового сосуда, по отношению к абсолютно необходимому, существует экономическое препятствие, поскольку повышенное усиление приводит к тому, что сосуд становится утяжеленным и, следовательно, более дорогостоящим. Следовательно, существует необходимость в создании такой конструкции пластмассовых сосудов, которая является оптимальной с точки зрения прочности в окружном направлении и прочности к нагрузке, действующей сверху, и одновременно сводит к минимуму количество пластмассового материала, которое необходимо для изготовления сосуда.
Раскрытие изобретения
В связи с изложенным задача настоящего изобретения заключается в обеспечении конструкции пластмассового сосуда, которая оптимизирует прочность в окружном направлении и прочность к действию нагрузки сверху, одновременно сводя к минимуму количество пластмассы, необходимое для изготовления сосуда.
Для решения вышеуказанной и других задач изобретения пластмассовый сосуд, который выполнен в соответствии с первым аспектом изобретения, содержит горлышко; и в целом цилиндрическую основную часть корпуса, при этом указанная основная часть корпуса содержит боковую стенку с выполненным на ней первым большим количеством в целом вертикальных ребер; кроме того, на боковой стенке имеется выполненное на ней второе большое количество в общем горизонтальных ребер с волнообразным профилем; при этом, по меньшей мере, одно из большого количества, в целом, горизонтальных волнообразных ребер пересекается, по меньшей мере, с одним из большого количества в общем вертикальных ребер, при этом сосуд приобретает улучшенные прочностные характеристики.
Эти и другие различные преимущества и особенности конструкции нового типа, которыми характеризуется данное изобретение, подробно указаны в формуле изобретения, приложенной к описанию и образующей одну его часть. Однако для лучшего понимания изобретения, его преимуществ и целей, достигаемых при использовании, необходима ссылка на чертежи, которые образуют еще одну часть описания, и на сопровождающий текстовый материал, в которых иллюстрируется и раскрывается предпочтительный пример осуществления данного изобретения.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - пластмассовый сосуд, выполненный в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, вид сбоку.
Фиг.2 - поперечный разрез по линии 2-2 на фиг.1.
Фиг.3 - поперечный разрез по линии 3-3 на фиг.1.
Фиг.4 - схематичное изображение одного из волнообразных ребер, выполненных по окружности сосуда, представленное в направлении оси X.
Осуществление изобретения
На всех указанных фигурах, иллюстрирующих нижеследующее описание, одни и те же элементы конструкции структуры обозначены одинаковыми номерами. На фиг.1, в частности, представлен пластмассовый сосуд 10, соответствующий предпочтительному варианту выполнения данного изобретения, содержащий горлышко 12 и в общем цилиндрическую основную часть 14 корпуса с внешней боковой стенкой 16. Предпочтительно пластмассовый сосуд 10 изготавливают из пластмассы, например, из полиэтилентерефталата. Как видно на фиг.1, часть 14 корпуса содержит первое большое количество выполненных на ней в целом вертикальных ребер 18, 20, 22 и 24. Вертикальные ребра 18, 20, 22, 24, как показано в поперечном разрезе на фиг.3, представляют собой, по существу, вогнутые ребра с радиусом углубления R2, проходящие, в основном, радиально внутрь сосуда в направлении центральной оси сосуда 10. Вертикальные ребра предпочтительно выполнены параллельными друг другу и расположены с одинаковыми промежутками и отделены друг от друга по длине внешнего периметра окружности основной части 14 корпуса сосуда 10.
Кроме того, на фиг.1 показано, что боковая стенка 16 имеет также второе множество выполненных на ней в общем горизонтальных волнообразных ребер 26, 28, 30, 32, 34 и 36. Эти, в основном, горизонтальные волнообразные ребра 26, 28, 30, 32, 34 и 36 предпочтительно проходят параллельно друг другу и отделены друг от друга, по существу, одинаковыми промежутками. Отсюда следует, что каждое из волнообразных ребер имеет такие же амплитуду А и длину волны, что и другие волнообразные ребра, при этом амплитуда А определяется как расстояние от максимума до максимума по вертикали, между наивысшей точкой гребня волны и самой нижней точкой соседней впадины волны, а длина волны определяется как расстояние по внешней окружности от максимума до максимума, отсчитываемое вдоль ребра от одного гребня волны до следующего гребня волны. Каждое горизонтальное волнообразное ребро, как правило, выполнено вогнутым, имеющим радиус кривизны R1, и проходит внутрь в направлении центральной оси сосуда 10. В соответствии с фиг.1, по меньшей мере, одно из, в основном, горизонтальных волнообразных ребер пересекает, по меньшей мере, одно из указанных, в основном, вертикальных ребер, за счет чего сосуду придаются повышенные прочностные характеристики.
В предпочтительном варианте выполнения каждое из, в основном, горизонтальных волнообразных ребер 26, 28, 30, 32, 34 и 36 пересекается с каждым из вертикальных ребер. Предпочтительно большое количество и более предпочтительно, по меньшей мере, три из указанных вертикальных ребер пересекают каждое волнообразное ребро в пределах каждой длины волны. В соответствии с одним важным аспектом настоящего изобретения местоположение или размещение вертикальных ребер согласовано с формой волны, по меньшей мере, одного из горизонтальных ребер. В предпочтительном примере выполнения изобретения вертикальные ребра 18, 20, 22, 24 пересекают каждое из в целом горизонтальных волнообразных ребер 26, 28, 30, 32, 34, 36 с повторением характера пересечения так, что каждое из вертикальных ребер 18 пересекает каждое волнообразное ребро в самой нижней точке впадины волны, а каждое из вертикальных ребер 20 пересекает каждое волнообразное ребро посередине между самой низкой точкой волны и соседним максимумом волны. Кроме того, каждое вертикальное ребро 22 будет пересекать каждое волнообразное ребро в месте расположения максимума волны, а каждое вертикальное ребро 24 пересекает каждое из волнообразных ребер в средней точке между максимумом волны и следующим примыкающим минимумом волны. Соответственно, по меньшей мере, одно из, в основном, вертикальных ребер 18, 20, 22 и 24 пересекает, по меньшей мере, одно из, в основном, горизонтальных волнообразных ребер 26, 28, 30, 32, 34 и 36 в месте расположения максимума волнообразного ребра, а другое одно из, в основном, вертикальных ребер пересекает горизонтальное волнообразное ребро в месте расположения минимума волны. Именно посредством такой конструкции достигается максимальная прочность как в окружном направлении, так и к нагрузке, действующей на сосуд сверху.
Из фиг.1 очевидно, что боковая стенка 16, в основном, цилиндрической основной части 14 корпуса имеет внешний периметр окружности. Как показано на фиг.4, которая схематично отображает в направлении оси Х одно из волнообразных ребер, проходящих по окружности сосуда, каждое волнообразное ребро предпочтительно имеет повторяющуюся длину волны λ и одинаковую амплитуду А. Угол θ определяется из треугольника, два катета которого равны амплитуде А и половине длины волны λ. Предпочтительно величина амплитуды А волнообразных ребер находится в интервале от приблизительно 4,5% до приблизительно 30% от длины волны λ, что соответствует углу θ, находящемуся в интервале от приблизительно 5 градусов до приблизительно 30 градусов. Такая длина волны λ должна составлять приблизительно от 6% до приблизительно 40% от внешнего периметра окружности сосуда.
Следует, однако, понимать, что, несмотря на раскрытые выше многочисленные свойства и преимущества настоящего изобретения наряду с деталями выполнения и функционирования изобретения, данное описание является лишь иллюстративным и поэтому могут быть произведены изменения в деталях, касающиеся в особенности формы, размеров и взаимного расположения элементов конструкции, в пределах принципов настоящего изобретения для полного его объема, раскрытого с применением обобщенных терминов, используемых при изложении приложенных пунктов формулы изобретения.
Реферат
Изобретение относится к области упаковки жидкостей, в том числе напитков. Сосуд содержит горлышко и цилиндрическую основную часть корпуса. Основная часть корпуса содержит боковую стенку, которая имеет первое множество выполненных на ней, в основном, вертикальных ребер. В боковой стенке выполнено второе множество горизонтальных волнообразных ребер. Горизонтальные волнообразные ребра пересекаются с вертикальными ребрами. Горизонтальные ребра имеют одинаковую амплитуду и длину волны. Одинаковая амплитуда находится в интервале от 4,5 до 30% от длины волны. Такое расположение ребер придает сосуду повышенные прочностные характеристики. Пластмассовый сосуд имеет оптимальное соотношение прочности в окружном направлении и прочности к действию нагрузки на сосуд сверху. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
