CN1038024C - 带有先排气内密封件的塑料封闭盖 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塑料的带螺纹的封闭盖，其具有塞子式内密封件(4)，以便密封可封闭容器，内密封件包括狭窄的密封部分，紧靠所述密封部分下面有插入部分(6)，所述插入部分用于聚中和平缓地引入内密封件，为了打开封闭盖时，封闭盖可能最先排气，在插入区域设有排气凹槽，这些凹槽避免插入部分密封容器，并且使得密封部分一旦脱离容器嘴，容器内的气体立即释放。

Description

带有先排气内密封件的塑料封闭盖

本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的带螺纹的塑料材料封闭盖。术语“带螺纹”应以如下方式理解，不仅封闭盖上设有螺纹，而且含有用力封闭的意义。这种类型的封闭盖是已公知的，而且使用了很长时间，主要用它封闭装有二氧化碳的新鲜饮料的瓶子。这种瓶子由可频繁循环使用的玻璃或塑料材料制造。因此，特别是循环使用瓶子的情况下，这种瓶子的容器嘴常常被损坏，通常采用可以凸入容器嘴的密封件密封容器。以这种方式，主密封部分被缓缓装入瓶嘴内。当瓶嘴的区域被损坏时，用这种方式可以确保较佳的密封作用。EP-118,267公开了这种封闭盖。

在包含二氧化碳的新鲜饮料情况下，高内压存在于封闭容器内。带有这些类型的封闭盖的问题是，当内密封件从容器嘴完全移开时，内压力才能减小。所述类型的内密封件具有环形密封部分，它的外径稍大于瓶嘴的内径。它是这样确保密封部分的，当封闭盖被固定时，其被压靠在瓶嘴的内壁上。插入部分位于密封部分的下部，它的外径在朝下部分稍稍呈锥形减小，以便密封件下端的直径比瓶嘴的内径小。为了确保当旋上螺旋盖时，内密封件无损伤插入，这是必需的。如果实际密封部分已经占据了在容器嘴外侧的位置，内密封件的轮廓使插入部分的上部区域紧紧密封容器嘴。当封闭盖旋开时，这又引起不必要的滞后减压。虽然从原理上这个缺点能通过缩短插入部分而被克服。然而，为了可靠地、有保护性地引入内密封件，一定长度的插入部分是必需的。

众所周知，密封件还有缺点，其和容器嘴最衬接触的插入部分外表面有平滑的外表面。结果，插入部分几乎不能填平在瓶嘴处的粗糙表面或不规则轮廓或损坏点，这对于基本上起密封作用的密封部分增加了易于损坏的危险。

因此，本发明的目的是避免众所周知的缺点，具体地是创造一种上述部分中提到类型的封闭盖，由于当拧开封闭盖时，内密封件的密封部分一到达容器嘴外部的位置，内压力就可靠地减小。同时，进入容器嘴的内密封件的插入部分将不受任何有害影响。

根据本发明提供一种带螺纹的塑料封闭盖，其带有柱形盖壁和相邻盖底，和沿所述盖底的内表面延伸的内密封件，所述密封件具有环绕的密封部分，该部分的外缘用于容器嘴的内密封，并且在密封部分下面有插入部分，所述插入部分的外径下端比要被封闭的容器嘴的内径小，在压缩区域的直径比容器嘴的内径大，内密封件的外表面在插入部分区域至少有一个排气凹槽，其特征在于：排气凹槽至少沿着压缩区域的整个高度延伸。

内密封件具有密封部分和在密封部分下方的插入部分。密封部分是当封闭盖固定时，内密封件和容器嘴内侧接触的部分，因此形成密封。插入部分的主要目的是可靠而缓缓地引导内密封件进入容器嘴。从功能的观点看，插入部分能进一步细分为：最前面设置的部分是聚中区，其外径比容器嘴内径小。在安装封闭盖过程中，这个区域聚中和引导内密封件。邻接聚中区的是压缩区，其外径大于容器嘴的内径。在引导压缩区进入容器口的过程中，内密封件被压缩，并且在张紧状态下安置在容器口中。在插入部分区域，内密封件的外表面至少有一个排气凹槽。密封部分从容器嘴一脱开，该排气凹槽就形成一个连接容器内侧空间的通道。它可以阻止插入部分形成对容器嘴的密封，并且确保容器最先可能在瞬间产生排气。这样在排气开始时，能确保封闭盖的内螺纹和容器颈部的外螺纹保持紧固连接。在过大内压力和延续排气的情况下，当拧开所述封闭盖时，避免了封闭盖突然射出的危险。

排气凹槽最好以这样的方式设计，它至少延伸超过整个压缩区域的高度。这样一旦封闭部分和容器嘴脱开，将确保有一个排气通道存在。

当打开容器时，排气凹槽的数量、宽度和深度对排气速率产生影响。必须注意插入区域在排气凹槽区域不实现其功能。为了防止在排气凹槽区域破坏密封部分，确保排气凹槽的宽度不超过内密封件周长的1/15是有益的。

除上述排气凹槽以外，应当理解插入部分的直径指最外表面的直径。如果若干排气凹槽互相直接相邻，插入区域的外表面就能减少成一系列分开的边缘。这样，正巧使用术语“不间断表面”借助于此，在理论上，意味着在外表面存在着没有排气凹槽的区域。由此，通常设计的内密封件使它的外径在插入部分区域朝下减小。外径在朝下的方向有规律连续逐渐减小。如果，当将内密封件拧上，直到密封部分已进入容器嘴时，对内密封件产生均匀一致的压缩。在压缩过程中，插入部分与容器嘴内缘接触。通过封闭盖旋转产生摩擦，在这种情况下，在容器嘴的区域内，有将任何不规则处填平的作用。这样，通过适当设计排气凹槽，达到产生摩擦作用的目的。

在另一种情况下，插入部分的设计同样是有益的，所述插入部分在它的下部区域才具有滑动区域，在该区域内，外径朝下端减小。在滑动区域和密封部分之间，内密封件的外表面具有一个槽形部分，其外径有局部最小值，以便在滑动区域的上端确保有最大值。所述最大值大于要被封闭的容器嘴的内径。以这种方式选择外径尽可能大，将是有益的。随着将封闭盖装入容器嘴中，密封部分一旦被引入容器嘴中，切割边缘将离开内壁。这种轮廓有这样的优点，即，当拧上封闭盖时，一旦滑动部分进入容器嘴，插入部分将和容器嘴的内表面接触。这样插入部分也将在容器嘴内表面区域产生摩擦作用。

排气区域自身的形状也大大影响着插入部分的摩擦作用。如果在排气凹槽之间设置切割边缘，摩擦作用对于填平塑料容器嘴上的不规则或损坏边缘非常有益。在描述这些凹槽的设计方面，采用研磨和切割加工过程中标准的术语限定切割器的几何图形。对比，将排气凹槽与两个锯齿之间的间隙相比较。虽然封闭盖包含相当软的塑料，最好的结果是设有近似于0°的有效切割角。从旋紧方向看，排气凹槽的前端表面形成沿切割边缘以近似于直角与插入部分接触的面。切割边缘直线排列，以便封闭盖朝旋紧方向转动时，它能象刀刃般地工作。有效的切割角度在+/-10°可以获得最佳结果。对于塑料容器，使用主要的塑料切割器，没有实际的材料被切除，也没有这种要求。否则，被切除的材料片会掉入饮料。实际上，涉及的是一种毛口和凹口的变形，其变形实际上产生负切割角。由于是软切割材料，最好的结果仍然是获得近似于0°的切割角。

因为，当拧上封闭盖，产生转动摩擦，使插入部分进入接触状态，单一排气凹槽对于以上述方式处理容器嘴的整个周长是不够的。通过均匀一致地设置若干个围绕着内密封件径向的排气凹槽，封闭盖能进一步得到改善。如果排气凹槽相互之间以相同距离设置，特别是，如果若干排气凹槽直接相邻设置，能获得特别令人满意的摩擦作用，以便内密封件的外表面受到限制，排气开口在该区域沿单一边缘接触。当拧上封闭盖时，在插入区域的接触表面被这样限制到单个边缘，并且，这导致在高表面压力下，在摩擦方面有正压作用和校正作用。

在直接相邻的凹槽情况下，使用上述有效切割角为0°的切割几何图形，可以获得最佳结果。为了确保单独的“锯齿”稳定性，朝旋转方向看，排气凹槽表面的相对边，以这种方式设计拧上方向的后端，即，如上述所限定，其以一浅角方式接触内封闭件的“不间断表面”，成为斜坡。小于30°的倾斜角可以获得良好结果。

作为另一种锯齿的设计方案，也可以使用对称的排气凹槽。因此可以设有带负切割角和正倾斜角的切割几何图形。该两个角具有同样的值。所以，当拧上和拧下封闭盖时，可得到同样的摩擦值。如果，有效切割角和倾斜角分别小于60°，将获得良好结果。

内密封件可以获得不限制插入部分的聚中和导向作用的高摩擦值，其具有至少25个、最多50个围绕周长分布的排气凹槽。

下面借助不同的实施例，对本发明进行更详细的描述。

图1是带有封闭盖的容器嘴的横截面图，该封闭盖被螺旋脱离，直到气体开始排泄。

图2是带有封闭盖的容器嘴的横截面图，该封闭盖在适当位置带有中断的插入部分。

图3是封闭盖密封区域的横截面图。

图4是封闭盖旋转就位时密封部分的横截面图。

图5是通过图6A-A平面的横截面图。

图6是内密封件的细部结构侧视图，该内密封件有若干相邻的排气凹槽，凹槽如锯齿一样排列。

图7是图6所示内密封件的细部结构(根据图6的B方向)。

图1是带有封闭盖的容器嘴的横截面图。该封闭盖被螺旋脱离，直到气体开始排泄。封闭盖包括柱形盖壁1和相邻的盖底2。内密封件4和盖壁1同轴延伸，内密封件4从内表面3朝着盖开口延伸。如果密封盖完全拧到容器颈部，内密封件的外表面的有限区域将同容器嘴的内表面23接触。该区域被称为密封部分5。它的外径大于容器嘴的直径8。插入部分6是在密封部分下部。插入部分的外侧直径向下锥形减小。当拧上封闭盖时，插入部分6的外表面首先和容器嘴接触，所带有的密封部分5后到达容器嘴。插入部分的直径向下减小，停靠在容器嘴的内边缘24。内密封件集中于容器嘴，并确保在密封部分5到达容器嘴之前被缓缓拉紧。当旋转脱开封闭盖时，将实现反向过程。首先，密封部分从容器嘴收缩，虽然因为插入部分还是同容器嘴接触，内密封件最初保持在张紧状态下。如果随着螺旋进一步脱开，内密封件就能再一次膨胀，插入部分从容器嘴脱离。在螺旋脱开过程中，插入部分保持和容器嘴接触，直到内密封件膨胀到它的正常部分。插入部分因此被分成两部分，插入部分的下部，用它使内密封件集中于容器嘴上；压缩区域，其始于插入部分的外径到达容器嘴的内径8处。

在插入部分的区域，内密封件具有若干排气凹槽。这些凹槽在螺旋脱开密封盖的过程中，防止内密封件在压缩区域产生密封作用。为了确保在最早的可能瞬间使容器排气，排气凹槽9或直线地起始于密封部分下部。如附图1所示的封闭盖，密封部分恰恰位于容器嘴的外侧。来自容器的气体能在箭头Y的方向流动通过排气凹槽9。

为了通过插入部分在一致张紧力作用下安置内密封件，必须考虑使排气凹槽的宽度11选择得不太大。如果插入区域的滑动表面由于很宽的排气凹槽而中断，在旋紧封闭盖时，在这些凹槽区域的内密封件将存在着受向外压力作用的危险。这能在连接封闭盖过程引起对密封部分的损坏。密封凹槽的宽度不超过内密封件周长的1/15则可以获得好结果。

图2表示了一个带有封闭盖的容器嘴的横截面，该盖带有插入部分，其在适当部分中断。在这种情况下使用的排气凹槽是槽，其将插入区域分成独立的导向凸缘22。当密封部分从容器嘴脱开时，这些连续的槽使容器很快排气。封闭盖有右旋螺纹，以便部分16位于凹槽表面的前缘。从旋转方向17观察，部分16作为一个面，并且与带有内密封件外表面形成切割边缘。虽然部分16的斜角是0°，“切割”这个术语在本文中实际上不能实现，即插入凸缘22不能进行切割。但是，本文中仍然使用面和切割边缘的术语。

图3表示了根据本发明的封闭盖的密封区域。该内密封件具有在插入部分6区域内的最大值15。插入部分6受到的聚中和压缩作用通过位于所述最大直径15下面的滑动区域13承担。滑动区域本身按功能分成聚中区域25，其外径小于容器嘴的内径8，以及压缩区域26，其外径大于容器嘴的内径8。要被封闭的容器嘴由点划线表示。在最大位置15和密封部分5之间，内密封件具有槽形凹部，以便在此处外径减小到最小值14。这样，插入区域水平方向的摩擦作用被有效地进一步延伸到容器嘴的内表面。直到滑动区域13完全插入容器嘴，摩擦力一直在容器嘴的内缘起作用。在进一步旋转拧上封闭盖的过程中，具有最大直径的被强迫进入容器嘴，摩擦力就作用到容器嘴的内表面。借此，在嘴内侧表面的不规则部分将由插入部分填平。在这种情况下，内密封件的压缩不增加。如果进一步旋紧封闭盖，内密封件上的压缩才能逐渐增加，因为密封部分5进一步延伸进入容器嘴，此时张紧内密封件的主要作用力施加到密封部分。最好插入部分的最大直径以如下方式选择，密封部分一进入容器嘴，所述插入部分就与容器嘴完全脱离接触。

图4表示封闭盖在螺旋就位时密封区域的横截面图。该封闭盖完全旋入就位，并且只有内密封件的密封部分5的区域独自与容器嘴23的内表面接触。

图5表示按照图6中剖面A-A的横截面图。在此涉及内密封件，其外径在插入部分6的区域具有最大尺寸。

图6是表示内密封件细部构造的侧视图。如图5所示，可以看到在插入部分区域内具有最大尺寸。内密封件横截面的轮廓已在图3和4中示出。内密封件在插入部分具有直接相邻的排气凹槽9，所述凹槽9围绕着整个周边排列。在此例中，两相邻排气凹槽9在一点位置单独接触。换言之，在此处插入部分外径有最大值。同时，这点位置是摩擦力作用的最基本点。如图3所述，通过该点位置，摩擦力的作用也施加到容器嘴的内侧。通过紧密相邻的凹槽9，插入部分具有切割器的形式。

图7从下面表示了图6所示内密封件(按图6方向B所示)。在此图中，可以看到排气凹槽呈锯齿形切割器的形状。朝着旋紧方向看，在排气凹槽前侧，面16与内密封件不间断的表面形成90°角，其等同于有效的0°切割角。在图中用虚线表示了用于选择有效切割角α的区域是+/-10°。在凹槽后端，斜坡21产生与同样不间断表面有点浅的角。在这个实例中，不仅斜坡21，而且面16形成的平面平行于封闭盖的轴线。结果，从图5中能看到，用于密封可选择的横截面，单独的凹槽在一点位置单独接触。再提出用于所期望的有最佳摩擦作用的排气凹槽的方案是可行的。这些将取决于专业人员的决定。实际上，凹槽也能这样形成，即不仅在一点位置，而且沿切割边缘相互接触。

由于本发明容易变化和修改，前面的描述和附图不是对发明的限制。而本发明由权利要求书所述内容来限定。

Claims (11)

1.一种带螺纹的塑料封闭盖，其带有柱形盖壁(1)和相邻盖底(2)，和沿所述盖底的内表面延伸的内密封件(4)，所述密封件具有环绕的密封部分(5)，该部分的外缘用于容器嘴的内密封，并且在密封部分(5)下面有插入部分(6)，所述插入部分(6)的外径下端(7)比要被封闭的容器嘴的内径(8)小，在压缩区域(26)的直径比容器嘴的内径(8)大，内密封件的外表面在插入部分(6)区域至少有一个排气凹槽(9)，其特征在于：排气凹槽(9)至少沿着压缩区域(26)的整个高度延伸。

2.如权利要求1所述的封闭盖，其特征在于：内密封件的外径在插入部分(6)区域向下端(7)减小。

3.如权利要求1所述的封闭盖，其特征在于：插入部分(6)在其最下区域有滑动区域(13)，在所述滑动区域内的直径朝其下端减小，在滑动区域和密封部分之间的外径具有最小值(14)，以便最大值(15)产生在滑动区域的上端，所述最大直径大于要被封闭容器嘴的内径。

4.如权利要求1所述的封闭盖，其特征在于：排气凹槽的宽度(11)不超过内密封件周长的1/15。

5.如权利要求1所述的封闭盖，其特征在于：从旋紧方向(17)看，排气凹槽的前端(18)上，沿着前端(18)的有效切割边缘，所述排气凹槽的表面(16)成直角接触插入部分的不间断表面。

6.如权利要求1所述的封闭盖，其特征在于：多个排气凹槽(9)围绕内密封件的周向分布。

7.如权利要求6所述的封闭盖，其特征在于：在排气凹槽之间设置的切割边缘使塑料容器嘴的不规则部分或损坏的边缘被填平。

8.如权利要求6或7所述的封闭盖，其特征在于：排气凹槽以互相一致的距离设置。

9.如权利要求8所述的封闭盖，其特征在于：排气凹槽之间互相紧密邻接。

10.如权利要求9所述的封闭盖，其特征在于：朝着旋紧方向(17)所指的排气凹槽的后端(19)，排气凹槽的表面作为斜坡(21)以浅角接触插入部分的不间断表面。

11.如权利要求1所述的封闭盖，其特征在于：内密封件具有至少25个，最多50个排气凹槽(9)。

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