BRPI0615244A2 - tampa resistente a vazamento - Google Patents

Abstract

TAMPA RESISTENTE A VAZAMENTO. A presente invenção refere-se a uma tampa dotada de válvula para um recipiente líquido. A tampa dotada de válvula compreende um corpo de tampa dotado de uma base e de um bico. Um dispositivo de inserção em geral tubular é proporcionado com uma parte superior fixada à parte inferior da base. O corpo de inserção é dimensionado de modo a se encaixar no interior do orifício de dispensar do recipiente de líquido e define uma passagem de inserção em comunicação fluida com o bico. O dispositivo de inserção apresenta pelo menos um flange flexível que se estende para fora a partir do mesmo para engatar de modo flexível a parede interna do recipiente e vedar a tampa ao recipiente. Uma válvula é retida entre o dispositivo de inserção e o corpo de tampa para operacionalmente abrir e fechar a passagem de fluido através da tampa do recipiente.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "TAMPA RE-SISTENTE A VAZAMENTO".

REFERÊNCIA CRUZADA AOS PEDIDOS RELACIONADOS

O presente pedido reivindica os benefícios do pedido de patente5 U.S. provisória de No. 60/713.032, depositado em 31 de agosto de 2005, e opedido de patente U.S. provisória de No. 60/811.238, depositado em 1 deJunho de 2006.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se ao campo de tampas resistentesa vazamento para recipientes líquidos.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Há diversas tampas resistentes a vazamento disponíveis. Exem-plos das referidas incluem recipientes dotados de válvula, tais como os co-pos de sorver. Recipientes com tampas dotadas de válvula são úteis, mas osmesmos necessitam que um material seja adicionado aos mesmos para uso.Por exemplo, o suco é vertido a partir do recipiente de armazenamento parao recipiente resistente a vazamento. Isto necessita a etapa de transferênciade líquido.

Recipientes são também oferecidos dotados de uma válvula dotipo "pop up", tal como uma garrafa de água ou uma garrafa esportiva. A vál-vula é repentinamente aberta para proporcionar um trajeto de fluxo. A válvu-la é aberta para proporcionar o trajeto de fluxo. A válvula tem que ser impul-sionada para baixo para interromper o trajeto de fluxo. Isto requer a ação porparte do usuário para fechar a válvula. Se for deixada aberta, os conteúdosdo recipiente irão vazar para fora da tampa. Válvulas "pop up" são em geralproporcionadas com uma tampa com fixações de roscas de modo que asmesmas possam se conectar ao bico roscado da garrafa. O problema comrelação a isto é que não há um padrão universal para as roscas deste tipo degarrafa. Um bico não é capaz de se adaptar a todos os tipos de garrafas.

Seria desejável se proporcionar uma tampa que possa se adap-tar a diferentes tipos de recipientes para proporcionar uma válvula resistentea vazamento.SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se ao campo de tampas resistentesa vazamento para recipientes líquidos, e especificamente a tampas dotadasde válvula para recipientes líquidos.

Um aspecto da presente invenção refere-se a uma tampa dotadade válvula que compreende um corpo de tampa dotado de uma base e deum bico. O bico define uma passagem superior e a passagem é definida emuma parte inferior do corpo. O fechamento ainda inclui uma parte de engatede recipiente preferivelmente na forma de um dispositivo de inserção emgeral tubular, em uma válvula, que é preferivelmente retida entre o dispositi-vo de inserção e o corpo de fechamento. Uma parte superior do dispositivode inserção é fixada à parte inferior da base e restringe o fluxo através dapassagem. O dispositivo de inserção é dimensionado para se encaixar den-tro do orifício de dispensar do recipiente de líquido, tal como um frasco, edefine uma passagem de inserção no lado oposto da válvula a partir da pas-sagem superior. Pelo menos uma borda flexível se estende radialmente apartir do corpo de inserção para engatar a parte de dispensar e formar umavedação.

Um aspecto adicional da presente invenção inclui um aparelhode dispensar fluido compreendendo um recipiente de fluido e um corpo detampa. O recipiente de fluido apresenta uma parte de gargalo superior defi-nindo uma superfície interior. O corpo de tampa apresenta uma base, umaparte de engate de recipiente e uma válvula flexível retida entre os mesmos.A base inclui uma abertura de dispensar disposta em uma parte de tampa damesma. A parte de engate se estende para baixo a partir da base. Pelo me-nos uma parte flexível se estende radialmente para fora a partir do engate. Aparte de engate define uma passagem inferior e apresenta uma dimensãoexterior menor do que a dimensão interior do gargalo do recipiente. O flangeé adaptado para engatar de modo flexível o interior do gargalo do recipiente,a passagem inferior está em comunicação fluida com o reservatório formadopelo recipiente, com a válvula posicionada entre a passagem inferior e a a-bertura de dispensar.BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A figura 1 é uma vista elevada lateral de uma tampa dotada deválvula de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção, co-mo mostrada montada em uma garrafa.

A figura 1a é uma vista elevada lateral parcial de uma tampa do-tada de válvula de acordo com uma modalidade adicional da presente inven-ção, como mostrada montada em uma garrafa.

A figura 2 é uma vista em seção transversal de uma tampa dota-da de válvula de acordo com uma modalidade da presente invenção.

A figura 3 é uma vista em seção transversal explodida da moda-lidade de tampa dotada de válvula da figura 2.

A figura 4 é uma vista em seção transversal da tampa dotada deválvula de acordo com uma outra modalidade da presente invenção.

A figura 5 é uma vista em seção transversal da tampa dotada deválvula da modalidade da figura 4, montado em uma garrafa, de acordo como contemplado pela figura 1.

A figura 6 é uma vista em seção transversal de uma parte datampa dotada de válvula de acordo com a presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

Como usado aqui, faixas são usadas como uma abreviação paradescrever cada um todos os valores que se encontrem dentro da referidafaixa. Qualquer valor dentro da faixa pode ser selecionado como o final dafaixa. Quando usada, a frase "pelo menos um" se refere à seleção de qual-quer um dos membros individualmente ou qualquer combinação dos mem-bros. A conjunção "e" ou "ou" pode ser usada na lista de membros, mas afrase "pelo menos um" é uma linguagem controlada. Por exemplo, pelo me-nos um de A, B, e C é uma abreviação para A isoladamente, B isoladamen-te, C isoladamente, A e Β, B e C, A e C, ou A e B e C.

Com referência às figuras, recipientes dotados de gargalo, taiscomo a garrafa (5) mostrada na figura 1, inclui um reservatório principal oucorpo e uma abertura estreita em uma extremidade (não mostrada na figura1). Exemplos de recipientes dotados de gargalo para bebidas incluem, masnão são limitados a, garrafas de água, garrafas de soda pop, garrafas desuco e garrafas esportivas. Os referidos tipos de garrafas são em geral tam-pados com uma tampa de rosca. Embora diversos fabricantes diferentes degarrafas utilizem roscas padrão para suas garrafas, não há um padrão uni-versai para roscas de garrafa. Embora um recipiente dotado de gargalo (5)seja aqui mostrado dotado de um gargalo (6) (vide, por exemplo, figura 5), ogargalo pode ser de qualquer tamanho. A presente invenção preferivelmentese adapta a recipientes que apresentam aberturas de recipientes de diferen-tes tamanhos.

O recipiente pode conter qualquer tipo de líquido. Em uma mo-dalidade, o líquido será uma bebida. Bebidas típicas incluem água, suco,leite, soda pop, café ou chá. Outros recipientes podem conter líquidos paraconsumo não humano, incluindo apenas como exemplo, fluidos de limpeza,lubrificantes, sabões e fragrâncias.

A figura 1 mostra uma modalidade da tampa (10) dotada de umagarrafa padrão (5). Uma saia (13) engata a parte superior da garrafa (5), en-quanto a tampa removível (19) cobre as partes internas da tampa (10). Co-mo mostrado, a tampa (10) apresenta uma dimensão exterior substancial-mente igual àquela do recipiente (5). A figura 1a mostra uma modalidadealternativa da tampa (10), ainda encaixada de uma garrafa padrão. A dimen-são externa da saia (13) da tampa (10), é mais estreita do que a dimensãoexterna da garrafa. Ambas as referidas modalidades de tampa, assim comoaquelas com outros tamanhos, incluindo algumas dimensões maiores do quea dimensão exterior do recipiente, pode incorporar as características da pre-sente invenção abaixo descrita.

As figuras 2 e 3, mostram uma modalidade da tampa (10), inclu-indo um bico (11) que se estende para cima a partir da base (12). Estenden-do-se para baixo a partir do perímetro da base (12) está uma saia (13). Nolado de baixo da base (12) é definida a parte inferior (14), localizada radial-mente para dentro a partir da saia (13). Um dispositivo de inserção de garra-fa ou plugue (15) é fixado à parte inferior (14). Uma válvula (18) é retida en-tre o dispositivo de inserção de garrafa (15) e a base (12). Alternativamente,a válvula (18) pode ser fixada dentro do bico (11), para a parte inferior (14)ou dentro do dispositivo de inserção de garrafa (15). O bico (11), a base (12)e a saia (13) podem ser de construção unitária, ou as partes podem ser for-madas em separado e montadas.

O dispositivo de inserção de garrafa (15) mostrado nas figuras 2e 3 é encaixado por pressão na parte inferior (14) da base (12). Para facilitara fixação, a parte inferior (14) inclui uma ranhura anular (21) e o dispositivode inserção de garrafa (15) inclui uma nervura anular (22) dimensionada pa-ra se encaixar apertadamente no interior da ranhura anular (21). Uma partesuperior (23) do dispositivo de inserção (15) apresenta uma ranhura em ge-ral em forma de "U" e é dimensionada para receber uma projeção anular daparte inferior (14). A nervura (22) é mostrada estendendo-se para fora a par-tir da parede interna da ranhura no dispositivo de inserção (23). Entretanto, anervura (22) e a ranhura (21) podem ser dispostas em qualquer superfície.

O dispositivo de inserção (15) é dimensionado para se encaixardentro da parte de descarga de um recipiente. De forma preferida, a parte dedescarga de uma garrafa é de formato cilíndrico. O dispositivo de inserção(15) apresenta um corpo principal e define um trajeto de fluxo inferior que seestende através do mesmo. Estendendo-se radialmente a partir do corpoprincipal está uma pluralidade de abas (16). As abas (16) são preferivelmen-te produzidas a partir de um material flexível, que irá flexionar e proporcionarresistência à inserção do dispositivo de inserção (15) para dentro da parte dedescarga de um recipiente, deste modo permitindo que a tampa (10) sejamantida no lugar e vede o orifício. As abas (16) são preferivelmente suficien-temente flexíveis para permitir a remoção da tampa (10) por uma força depuxar gentil. As abas (16) também permitem que a tampa (10) seja encaixa-da nos recipientes dotados de gargalo com diferentes diâmetros de aberturaao se estender o diâmetro eficaz do dispositivo de inserção (15).

O dispositivo de inserção (15) e as bordas (16), ilustradas nasfiguras 2 e 3, são de construção unitária. Uma borda mais superior (16a) pre-ferivelmente se encontra rente contra a base (12), em torno da parte inferior(14). Uma aba de retenção (29) se estende para baixo a partir da base (12),engatando a borda periférica da borda mais superior (16a). O engate entre abase (12) e a borda mais superior (16a) pode servir para formar uma partede uma vedação para a tampa (10) e o recipiente para evitar vazamento defluido.

Tipicamente, um recipiente na forma de uma garrafa incluirá ros-cas para reter uma tampa roscada (não mostrada). Para ajudar na retençãoda tampa (10) no recipiente, estruturas de retenção (17) que se estendemradialmente para dentro a partir do lado interno da saia (13) podem ser pro-porcionadas. Os retentores (17) engatam as roscas no recipiente, uma bordada parte de gargalo do recipiente, ou a parede lateral do recipiente. Alterna-tivamente, a estrutura de retenção (17) pode ser posicionada de modo queatue como um batente para a inserção da tampa (10) quando impulsionadasobre a garrafa. O retentor (17) pode ser localizado ao longo do lado de fun-do da saia (13) ou em qualquer ponto ao longo da altura da saia (13). Maisde uma estrutura de retenção (17) pode ser usada. Ainda, estruturas de re-tenção (17) podem ser posicionadas na vertical uma com relação à outra.

As estruturas de retenção (17) podem ser um anel ou uma partede um anel, tal como uma lingüeta. Duas partes de anéis podem ser posicio-nadas em oposição uma com relação à outra na saia (13) adjacente à bordade fundo interna. A saia (13) pode ser produzida a partir de um material queé suficientemente flexível quando o mesmo engata o gargalo ou a parede dagarrafa. Isto facilita a remoção da tampa a partir do recipiente e permite quea tampa se adapte a diferentes formas e tamanhos de recipientes.

Uma modalidade alternativa da tampa (10) é mostrada nas figu-ras 4 e 5. Muitas das características da tampa (10) são similares ou idênticasàquelas das figuras 2 e 3. Ou seja, ambas as tampas incluem uma base(12), com um bico que se estende para cima (11) e uma parte inferior que seestende para baixo (14). Um dispositivo de inserção (15), dotado de um ca-nal geralmente em forma de "U" na parte de inserção (23), é adaptado paraengatar a parte inferior da tampa (10). O perímetro externo da parte de in-serção superior (23) na presente modalidade é preferivelmente soldada àtampa (10), usando técnicas conhecidas tais como soldagem por ultra-som.A solda (27) serve para reter o dispositivo de inserção (15) na tampa (10) evedar a passagem entre o dispositivo de inserção (15) e o bico (11). Eviden-temente, outras formas de fixação podem também ser usadas, tais comoadesivos ou encaixe de pressão.

Como mostrado nas figuras 4 e 5, as bordas (16) no dispositivode inserção (15) podem separar o material do corpo de inserção. As bordas(16) se estendem a partir do tubo de flange (25), que é fixado à superfícieexterna do dispositivo de inserção (15). As bordas e o tubo (25) podem sersobre moldados no dispositivo de inserção. Outros meios de fixação do dis-positivo de inserção (15) às bordas (16) podem também ser usados. A partede inserção (15) é contemplada por ser um material relativamente rígido,enquanto um material mais flexível e elástico pode ser usado para as bordas(16).

A válvula (18) pode ser mantida no lugar por qualquer estruturadesejada. Como ilustrado, a válvula (18) é diretamente fixada ao lado debaixo do bico (11), e firmada por fixação do dispositivo de inserção da garra-fa (15). A válvula pode ainda ser fixada por moldagem direta da válvula notubo do bico, ou por uma estrutura de encaixe de pressão. Um anel dotadode uma seção transversal em geral triangular, pode ser formado entre umaparte superior (23) do dispositivo de inserção (15) e a parte inferior (24) dobico. A válvula (18) apresenta uma borda periférica (35) com uma seçãotransversal em geral triangular e é retida entre o dispositivo de inserção (15)e a tampa (10).

A válvula (18) é preferivelmente produzida a partir de um materi-al flexível e elástico. Modalidades da válvula (18) incluem, mas não são limi-tadas a, válvulas planas, válvulas que são côncavas na direção do fluxo eválvulas que são convexas na direção do fluxo. Os referidos tipos de válvu-las são dotados de uma abertura que opera em resposta a uma mudança napressão. A abertura pode ser uma ou mais fendas que flexionam para abrir efechar. Ainda, a abertura pode incluir um ou mais orifícios. Os referidos orifí-cios podem ser dimensionados, de modo que a tensão de superfície do lí-quido no recipiente seja maior do que a pressão de cabeça hidrostática dolíquido. A tensão de superfície impede que o líquido flua através dos orifíciosaté que um diferencial de pressão desejado seja alcançado. Quando a tam-pa tiver que ser usada com recipientes de bebidas, o material de válvulaprecisa ser um material de categoria alimentar. Quando usado com outroslíquidos, a válvula preferivelmente é produzida a partir de um material queseja inerte a líquido. Exemplos não Iimitantes de materiais de válvula sãosilicone, polietileno, e polipropileno.

Em uma modalidade mostrada, a válvula (18) é convexa na dire-ção do fluxo. Exemplos não Iimitantes dos referidos tipos de válvula sãodescritos nos documentos de patentes U.S. a seguir de Nos. 5.213.236;5.337.877; 5.339.955; 5.409.144; 5.439.143; e 5.890.621. Cada uma dasreferidas patentes se encontra aqui incorporada por referência. As referidasválvulas são oferecidas pela Liquid Molding Systems of Midland, Ml (LMS).

As válvulas flexíveis operam em resposta a uma diferença depressão a partir de cada lado da válvula (isto é, um diferencial de pressãoatravés da válvula). A válvula (18) pode ser projetada, de modo que a mes-ma não irá abrir até que o diferencial de pressão desejado seja alcançado. Odiferencial de pressão pode ser alcançado ao se aumentar a pressão no ladoda válvula (por exemplo, ao se apertar o recipiente), pode ser alcançado aose reduzir a pressão (aplicando vácuo ou sucção) em um lado da válvula(por exemplo, por sucção bucal no bico), ou pode ser alcançado por umacombinação dos dois. Quando o diferencial de pressão for menor do que odiferencial de pressão desejado, a válvula (18) permanecerá na sua posiçãofechada. De forma preferida, o diferencial de pressão necessário para abrir aválvula é maior do que a pressão de cabeça hidrostática dos conteúdos flui-dos no recipiente ao qual a tampa está fixada. Isto permite que o recipientepossa ser invertido sem que o fluido no recipiente saia do recipiente sob seupróprio peso.

Uma modalidade da base (12), vista na figura 6, pode ser usadacom qualquer uma das tampas mostradas nas figuras 1 - 5. O bico (11) ésimilar àquele mostrado nas outras modalidades. A parte inferior da passa-gem (31) é mais larga do que a parte superior. A parte inferior mais larga(32) facilita a inversão da válvula sem que o corpo de válvula se torne enga-tado dentro da passagem (31). O espaço externo na passagem inferior (32)ainda facilita o retorno da válvula ao seu estado original (convexo, em dire-ção do recipiente).

A tampa (10) das diversas modalidades pode incluir uma sobre-tampa (19) que se adapta sobre a tampa (10) para cobrir de modo removívelo bico (11). A referida tampa pode ajudar a impedir que o bico (11) se tornesujo durante o transporte. A sobretampa (19) pode se encaixar no corpo detampa (12) ou pode ser fixado usando outras estruturas, tais como por umaarticulação, roscas ou outro modo similar.

A sobretampa (19) pode opcionalmente incluir uma coluna (20),como visto nas figuras 2 e 3, montada no lado de baixo. A coluna (20) émostrada na figura 2 como inserida na abertura superior do bico (11). A refe-rida inserção pode ajudar na centralização da sobretampa (19) e proporcionaresistência de fixação adicional. O comprimento da coluna (20) pode variar,e preferivelmente apenas se estender para dentro da abertura do bico, demodo que a mesma não entre em contato com a válvula (18). Quando a co-luna (20) se estende para a válvula (18), a coluna (20) pode ajudar a mantera válvula (18) fechada ao evitar a flexão da válvula (18). A extremidade dacoluna (20) pode ser dotada de qualquer formato desejado, plano ou curvo,e pode conformar a curvatura da válvula (18).

Com referência agora às figuras 4 e 5, a sobretampa (19) podeainda incluir uma ventilação (28), que serve para permitir que o ar e a umi-dade escapem por baixo da tampa (19).

A tampa (10) pode ser produzida a partir de qualquer materialque seja entre rígido e flexível. Exemplos de materiais incluem, mas não sãolimitados a, polietileno e polipropileno.

Deve ser observado que a presente invenção não está limitadaàs modalidades específicas acima descritas, mas incluem variações, modifi-cações e modalidades equivalentes definidas pelas reivindicações anexas.

Claims (16)

1. Tampa dotada de válvula para um recipiente de líquido com-preendendo:um corpo de tampa dotado deuma base, eum bico que se estende para cima a partir da baseum dispositivo de inserção tubular dotado deuma parte superior fixada à parte inferior da base, oposta ao bi-co,um corpo de inserção dimensionado para se encaixar dentro doorifício de dispensar do recipiente, o corpo de inserção definindo uma pas-sagem de inserção em comunicação fluida com o bico, epelo menos um flange flexível que se estende radialmente a par-tir do corpo de inserção e é adaptado para engatar a parte de dispensar dorecipiente; euma válvula retida entre o dispositivo de inserção e o corpo detampa que serve para seletivamente abrir e fechar o trajeto de fluxo entre apassagem de inserção e o bico.

2. Tampa dotada de válvula, de acordo com a reivindicação 1,onde o dispositivo de inserção é soldado ao corpo da tampa.

3. Tampa dotada de válvula, de acordo com a reivindicação 1,onde a parte de inserção superior é fixada à parte inferior do corpo de tampapor encaixe de pressão.

4. Tampa dotada de válvula, de acordo com a reivindicação 1,onde adicionalmente compreende uma saia que se estende para baixo apartir de um perímetro da base, coaxialmente com o dispositivo de inserção.

5. Tampa dotada de válvula para um recipiente de líquido com-preendendo:um corpo de tampa dotado deuma base, eum bico definindo uma passagem superior e que se estende pa-ra cima a partir da base, euma parte inferior que se estende em afastamento a partir dobico;uma parte de engate de recipiente que se estende para baixo apartir de baixo e dotada de uma parede em geral cilíndrica que define umapassagem que se estende através da mesma,pelo menos uma borda flexível e elástica que se estende radial-mente a partir da parede cilíndrica e adaptada para engatar de modo flexívelo recipiente líquido; euma válvula disposta entre a parte de engate de recipiente e ocorpo.

6. Tampa dotada de válvula, de acordo com a reivindicação 5,onde adicionalmente compreende uma saia que se estende para baixo apartir da base, radialmente para fora da parte inferior.

7. Tampa dotada de válvula, de acordo com a reivindicação 5,onde a parte de engate de recipiente é soldada ao corpo de tampa.

8. Tampa dotada de válvula, de acordo com a reivindicação 5,onde a parte de engate de recipiente é retida no corpo de tampa por meio deengate mecânico.

9. Tampa dotada de válvula, de acordo com a reivindicação 5,onde o pelo menos um flange flexível e elástico é sobre moldado na paredeem geral cilíndrica.

10. Tampa dotada de válvula, de acordo com a reivindicação 5,onde o recipiente de líquido é uma garrafa de água dotada de um gargalo ede um corpo de inserção é dimensionada para engate compressivo com umaparte interior da parte de gargalo da garrafa de água.

11. Tampa dotada de válvula, de acordo com a reivindicação 5,a saia adicionalmente compreende um meio de retenção que se estenderadialmente para dentro a partir do mesmo e é adaptado para restringir omovimento da tampa dotada de válvula em afastamento do recipiente líquido.

12. Aparelho de dispensar fluido, compreendendo:um recipiente de fluido dotado de um gargalo superior que defineuma superfície de gargalo interna, dotada de uma dimensão interna;um corpo de tampa dotado deuma base dotada de uma abertura de dispensar disposta emuma parte da tampa da mesma, euma parte de engate de recipiente que se estende a partir dabase, em afastamento a partir da abertura de dispensar, a parte de engatede recipiente dotada:de uma parede de engate que define uma passagem inferior euma dimensão exterior menor do que a dimensão interior da parte de garga-Io superior, epelo menos um flange flexível e elástico que se estende radial-mente a partir da parede de engate e é adaptado para flexionar em direçãoda parede inferior com a aplicação de uma força compressiva; euma válvula flexível retida dentro do corpo de tampa entre apassagem inferior e a abertura de dispensar;a parte de engate de recipiente sendo flexivelmente retida nointerior do gargalo superior da garrafa e a pelo menos um flange flexionadoem direção da parede inferior.

13. Aparelho de dispensar fluido, de acordo com a reivindicação-12, adicionalmente compreendendo uma saia que se estende a partir de umperímetro externo da base em direção do recipiente de fluido.

14. Aparelho de dispensar fluido, de acordo com a reivindicação-12, onde a parede de engate é soldada ao corpo de tampa.

15. Aparelho de dispensar fluido, de acordo com a reivindicação-12, onde a parede de engate é retida ao corpo de tampa por um engate me-cânico.

16. Aparelho de dispensar fluido, de acordo com a reivindicação-12, onde pelo menos um flange flexível é sobre moldada na parede de engate.