CN1060073A - 全塑迷宫式弹性过盈配合密封结构 - Google Patents

Abstract

一种全塑型迷宫式弹性过盈配合密封结构瓶，瓶 盖和瓶体用同一种塑料制造，瓶盖采用条环结构，瓶 口采用阶梯状结构，两者通过压合后形成的至少1个 气阻室和至少2个全塑弹性过盈配合，使进出瓶体内 外的气流减速，加大瓶内外的压力差，从而实现密封， 这种结构具有开启重新压合后仍具有良好的密封性 能，工艺简单，掀盖方便省力等优点，特别适合于包装 需要密封而又必须分批使用的药品、食品或其它有关 物品。

Description

本发明涉及一种塑料瓶瓶口的密封结构，特别是一种用于包装药品的塑料瓶瓶口的密封结构。

实现药品包装“以塑料替代玻璃瓶”是包装改革的一项重大课题，其关键技术是解决瓶口密封问题。现就目前公知的三种塑料药品包装瓶及其存在缺陷叙述如下：

1，塑料瓶盖与塑料瓶体靠螺纹压紧，其特点是靠螺纹的紧迫实现密封，这种密封方式的密封程度，受螺距粗细制约，密封可靠性差，且加工工艺复杂，使用时瓶盖要旋开。

2，金属瓶盖与塑料瓶体靠螺纹压紧，其特点除靠螺纹的紧迫实现密封外，金属与塑料的变形，也是实现密封的条件，这种密封方式的密封性仍然不理想，而且同样存在加工工艺复杂和使用时瓶盖必须旋开的缺点。

3，瓶盖与瓶体用二种不同的塑料制成的、用防盗条固紧的直压式光身密封瓶，由于瓶盖和瓶体采用不同塑料材料制造，因膨胀系数不一致而破坏了密封性。采用防盗条紧固，对原装药物有一定的密封作用，可以保质，但当防盗条被撕开启用后，固紧力消失，盖与体配合降级，密封性立即下降，药物将因大量空气的进入而变质。

本发明的目的在于提供一种开启方便、瓶盖掀开启用后仍有极好的密封性能、便于瓶内药物分批服用或发放的全塑型药物包装瓶。这种包装瓶也可应用于其它需要密封而分批使用的有关物品或食品的包装。

本发明的技术方案如下：

1，采用同一种塑料制作瓶盖和瓶体，使两者有相同的膨胀系数，以确保公差配合和互换性，减少由于温差与时效变形而引起的泄漏与渗透;

2，采用直压式结构，以简化生产工艺和便于用户使用;

3，有意识地对瓶盖的相应部位做成厚簿不均匀，瓶盖外凸环较厚，可以满足密封的要求，内凹环较薄，让使用者开启容易，特别有利于病人自掀自服，不必求人;

4，利用瓶口和瓶盖的特殊结构，使两者压合后形成至少1个气阻室和至少2个弹性过盈配合环构成迷宫气阻和弹性过盈配合密封阻隔，使气流在气阻阻隔下，降低流速，提高瓶内外压力差，最大限度地防止泄漏或渗透。具体结构及其密封原理如下：

A、结构：

1，瓶盖。从底面看，瓶盖由盖顶、至少2个凸环和至少一个凹环构成。在外凸环外侧中下部，有一掀块，外凸环内侧有至少1个凸位，将凸环内侧至少分为两部分。

2，瓶体。瓶体由瓶口、瓶身和瓶底构成，其中瓶身和瓶底与公知塑料瓶无异，只有瓶口与众不同。从侧面看，瓶口成阶梯状，由锥口，至少1个凸环和至少1个凹环构成。

本发明的密封结构主要存在于瓶盖与瓶口之间。

B、密封原理：

1，气阻室的形成。瓶盖与瓶体压合后，瓶盖外凸环上内侧面上部、瓶盖外凹环环底和瓶体凸环上环面形成环状气阻室，其作用是降低气体流速，提高瓶内外压力差而起密封作用。

2，本密封结构有至少2个弹性过盈配合：

（1）瓶盖内凸环外侧面与瓶体锥口内侧面形成最紧密的全塑弹性过盈配合;

（2）瓶盖外凸环上内侧面下部与瓶体凸环外侧面形成全塑弹性过盈配合。

3，密封气阻与材料过盈量、气体流程长度的关系，可以参照电工学中电阻原理表达如下：

设：密封气阻为  R

材料弹性为  ξ

材料过盈量为  δ

气流流程长度为1

气阻环直径为  D

则：

R∝ξ (δ1)/(πD)

4，本密封结构的关键是：

（1）材料与材料弹性系数有关、与膨胀系数有关;

（2）过盈量与材料有关，过盈量δ＝M

-M

，金属材料的过盈量仅在微米级，而塑料材料的过盈量可以在几十微米乃至毫米级。

（3）气流流程长度1与气阻环直径D有关，实验测得本结构当I/D＞1/15时，效果最好。

（4）瓶体锥口内外侧所形成的角度（β）必须大于瓶盖中凸环内侧与内凸环外侧所形成的夹角α（即α＜β），方能保证过盈配合。

综上所述，本结构利用气阻室与弹性过盈配合共同组成迷宫式弹性过盈配合密封结构，气流在气阻阻隔下，降低了流速，极大地提高瓶内外压力差，从而防止泄漏或渗透，达到密封要求。当然，还可以根据被包装的物品对密封程度的不同要求，采用数量不同的气阻室和弹性过盈配合组成符合要求的迷宫式弹性过盈配合密封结构。

由于瓶盖的一个凹环 环底的厚度（δ₂）小于瓶盖外凸环的厚度（δ₁），即δ₁＞δ₂，这样就能保证在瓶盖开启时，瓶盖凹环环底先行弹性变形，保证掀盖容易。

本发明的优点在于：

1，能保证在包装瓶盖打开启用后，重新与瓶体压合时，仍能保持良好的密封性能，特别适合于包装需要密封而又分批使用的物品。

2，瓶盖开启方便而且省力。

3，加工工艺简单。

以下结合对附图的说明，给出本发明的实施例。

图1，为瓶盖的仰视图;

图2，为图1的A-A剖视图;

图3，为瓶口的主视（部分剖视）图;

图4，为迷宫式弹性过盈配合及气阻原理示意图;

图5，为瓶盖与瓶口压合状态主视（部分剖视）图。

（1）盖顶、（2）瓶盖外凸环、（3）瓶盖外凹环、（4）瓶盖中间凸环、（5）瓶盖内凹环、（6）瓶盖内凸环、（7）瓶盖掀块、（8）上凸位、（9）下凸位、（10）瓶盖防盗条、（11）防盗条撕块、（12）瓶体锥口、（13）瓶体第1凸环、（14）瓶体第1凹环、（15）瓶体第2凸环、（16）瓶体第二凹环、（17）瓶体第三凸环、（A₁）内凸环外侧面、（B₁）内凹环环底、（C₁）中间凸环内侧面、（D₁）中间凸环凸尖、（E₁）外凸环上内侧面、（F₁）上凸位的上斜面、（G₁）外凸环中内侧面、（H₁）下凸位的上斜面、（K₁）外凸环下内侧面、（A₂）瓶体锥口内侧面、（B₂）瓶体锥口上端面、（C₂）瓶体锥口外侧面、（D₂）瓶体第1凸环上环面、（E₂）瓶体第1凸环外侧面、（F₂）瓶体第1凸环外侧面下直角环、（G₂）瓶体第2凸环外侧面、（H₂）瓶体第2凸环外侧面下直角环、（K₂）瓶体第3凸环外侧面。

一种药物包装密封瓶，由瓶盖和瓶体组成，瓶盖与瓶体皆用高密度聚乙烯树脂制造，瓶盖由盖顶（1）、外凸环（2）、外凹环（3）、中间凸环（4）、内凹环（5）和内凸环（6）构成，在外凸环（2）外表面一侧的中下部，有一掀块（7），外凸环（2）内侧有上凸位（8）和下凸位（9），外凸环（2）下端有一环可撕开的防盗条（10），防盗条（10）的一端外侧，有一撕块（11），只有在撕开防盗条（10）后，才有可能将瓶盖掀开，下凸位（9）与防盗条（10）连成一体，防盗条（10）撕开后，下凸位（9）同时脱离瓶盖;外凸环（2）的内侧面，被上凸位（8）和下凸位（9）分隔而形成上中下三个起密封作用的面，分别被称为外凸环上内侧面（E₁），外凸环中内侧面（G₁）和外凸环下内侧面（K₁），外凸环下内侧面（K₁）即防盗条（10）的内侧面，内凸环（6）有一个起密封作用的内凸环外侧面（A₁），中间凸环（4）起密封作用的有一个中间凸环内侧面（C₁）和一个中间凸环凸尖（D₁），内凹环（5）有一个起密封作用的内凹环环底（B₁），外凸环（2）内侧的上凸位（8）有一个起密封作用的上斜面（F₁）、下凸位（9）也有一个起密封作用的下凸位上斜面（H₁）。瓶体由瓶底、瓶身和瓶口三部分构成，其中瓶底和瓶身与公知的塑料瓶无异，只是瓶口的结构不同，本发明的瓶口成阶梯状，由锥口（12）第1凸环（13）、第1凹环（14）、第2凸环（15）、第2凹环（16）和第3凸环（17）构成，瓶口的上述部分，起密封作用的有锥口上端面（B₂）、锥口内侧面（A₂）、锥口外侧面（C₂）、第1凸环上环面（D₂）、第1凸环外侧面（E₂）、第1凸环外侧面下直角环（F₂）、第2凸环外侧面（G₂）、第2凸环外侧面下直角环（H₂）。瓶盖内凸环外侧面（A₁）与中间凸环内侧面（C₁）所形成的α夹角，必须小于瓶体锥口内侧面（A₂）与外侧面（C₂）所形成的β夹角（即α＞β）。瓶盖外凸环（2）的厚度（δ₁）必须大于内凹环（5）环底的厚度（δ₂）（即δ₁＞δ₂）。瓶盖与瓶体各部位的尺寸，必须满足在两者压合后，能形成下列结构的条件：

1，形成三个迷宫气阻室：

（1）由瓶盖外凸环的上内侧面（E₁）的上部、外凹环（3）的环底、中间凸环（4）的外侧面和瓶体第1凸环上环面（D₂），形成上环状气阻室（P）;

（2）由瓶盖外凸环的中内侧面（G₁）的上部、上凸位（8）的下斜面、瓶体第1凸环（12）的下环面、第1凹环（13）的环底面和第2凸环（14）的上环面，形成中环状气阻室（Q）;

（3）由瓶盖防盗条（10）的内侧（即瓶盖外凸环下内侧面（K₁））上部、下凸位（9）的下斜面、瓶体第2凸环（14）的下环面、第2凹环（15）的底面和第3凸环（16）的上环面形成下环状气阻室（T）。

2，形成8个弹性过盈配合结构：

（1）瓶盖内凸环外侧面（A₁）与瓶体锥口内侧面（A₂）形成最紧密全塑弹性过盈配合A₁A₂;

（2）瓶盖内凹环环底面（B₁）与瓶体锥口上端面（B₂）形成紧密全塑过盈配合B₁B₂;

（3）瓶盖中间凸环内侧面（C₁）与瓶体锥口外侧面（C₂）形成全塑弹性过盈配合C₁C₂;

（4）瓶盖中间凸环凸尖（D₁）与瓶体第1凸环上环面（D₂）形成全塑弹性过盈配合D₁D₂;

（5）瓶盖外凸环上内侧面（E₁）下部与瓶体第1凸环外侧面（E₂）形成全塑弹性过盈配合E₁E₂;

（6）瓶盖外凸环（2）内侧面上的上凸位（8）的上斜面（F₁）与瓶体第1凸环（12）外侧面下直角环（F₂）形成全塑弹性过盈配合F₁F₂;F₁F₂与B₁B₂反扣，又组成密封;

（7）瓶盖外凸环中内侧面（G₁）下部与瓶体第2凸环外侧面（G₂）形成全塑弹性过盈配合G₁G₂;

（8）瓶盖外凸环（2）下内侧面上的下凸位（9）的上斜面（H₁）与瓶体第2凸环（15）外侧下直角环（H₂）形成全塑过盈配合H₁H₂，H₁H₂与B₁B₂反扣，又组成密封，并起到防盗作用。

Claims (4)

1、一种全塑型迷宫式弹性过盈配合密封结构，由同一种塑性材料制造的瓶盖和瓶体组成，瓶体由瓶口、瓶身和瓶底构成，其特征在于瓶盖由盖顶(1)、至少2个凸环、即外凸环(2)和内凸环(6)、和至少1个凹环、即内凹环(5)构成，外凸环(2)内侧面有至少1个凸位，即上凸位(8)，将外凸环(2)内侧面分为至少2部分，即上内侧面(E1)和中内侧面(G1)，上凸位(8)有一个起密封作用的上凸位上斜面(F1)，瓶口成阶梯状，由锥口(12)，至少1个凸环，即第1凸环(13)和至少1个凹环，即第1凹环(14)构成，瓶口的上述部位分别有起密封作用的锥口上端面(B2)、锥口内侧面(A2)、锥口外侧面(C2)、第1凸环上环面(D2)、第1凸环外侧面(E2)、第1凸环外铡面下直角环(F2)，瓶盖内凸环外侧面(A1)与中间凸环内侧面(C1)所形成的α夹角，必须小于瓶体锥口内侧面(A2)与外侧面(C2)所形成的β夹角(即α＜β)，瓶盖和瓶口各部位的尺寸，必须满足在两者压合后，能形成下列结构的条件：

A，至少形成1个气阻室，即由瓶盖外凸环(2)的上内侧面(E1)的上部、外凹环(3)的环底、中间凸环(4)的外侧面和瓶体第1凸环上环面(D2)形成环形气阻室(P)；

B，至少形成2个弹性过盈配合，即由瓶盖内凸环外侧面(A1)与瓶体锥口内侧面(A2)形成最紧密的全塑弹性过盈配合A1A2和瓶盖外凸环上内侧面(E1)下部与瓶体第1凸环外侧面(E2)形成全塑弹性过盈配合E1E2；

2、根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于瓶盖中，在外凸环（2）和内凸环（6）之间还有一个中间凸环（4），在外凸环（2）和中间凸环（4）之间，还有一个外凹环（3），中间凸环（4）有一个起密封作用的内侧面（C₁）和处于下端的凸尖（D₁），在瓶盖外凸环（2）的内侧面，还有一个下凸位（9），下凸位（9）与上凸位（8）将外凸环（2）的内侧面分为上内侧面（E₁）、中内侧面（G₁）和下内侧面（K₁），下凸位（9）与下内侧面（K₁）连成一体，成为防盗条（10）的内侧面，在防盗条（10）的一端，有一撕块（11），下凸位（9）有一个起密封作用的下凸位上斜面（H₁），在瓶口还有第2凸环（15）、第2凹环（16）和第三凸环（17），第2凸环（15）有一个起密封作用的外侧面（G₂）和外侧下直角环（H₂），上述瓶盖和瓶体的结构尺寸，必须满足在二者压合后，能形成下列结构的条件：

A，形成下列气阻室：

a，由瓶盖外凸环的中内侧面（G₁）的上部、上凸位（8）的下斜面、瓶体第1凸环（13）的下环面、第1凹环（13）的环底面和第2凸环（14）的上环面，形成环状气阻室（Q），

b，由瓶盖外凸环的下内侧面（K₁）的上部、下凸位（9）的下斜面、第二凸环（15）下环面、第2凹环（16）环底面和第三凸环（17）上环面，形成环状气阻室（T），

B，形成下列弹性过盈配合结构：

a，瓶盖中间凹环底面（B₁）与瓶体锥D上端面（B₂）形成紧密全塑弹性过盈配合B₁B₂，

b，瓶盖中间凸环内侧面（C₁）与瓶体锥口外侧面（C₂）形成全塑弹性过盈配合C₁C₂。

c，瓶盖中间凸环凸尖（D₁） 与瓶体第1凸环上环面（D₂）形成全塑弹性过盈配合D₁D₂，

d，瓶盖外凸环（2）内侧面上的上凸位（8）的上斜面（F₁）形成全塑弹性过盈配合F₁F₂，

e，瓶盖外凸环中内侧面（G₁）下部与瓶体第2凸环外侧面（G₂）形成全塑弹性过盈配合G₁G₂，

f，瓶盖外凸环（2）内侧面上的下凸位上斜面（H₁）与瓶体第2凸环（15）外侧下直角环（H₂）形成全塑弹性过盈配合H₁H₂。

3、根据权利要求1或2所述的密封结构，其特征在于在瓶盖外凸环（2）外表面一侧的中下部，有一个掀块（7）。

4、根据权利要求1或2所述的密封结构，其特征在于瓶盖外凸环（2）的厚度（δ₁），必须大于内凹环（5）环底的厚度（δ₂）（即δ₁＞δ₂）。

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