CN107521794B - 设置有凸形可逆转隔膜的容器 - Google Patents

Abstract

一种容器(1)，其由塑性材料制成，并设置有底部(7)，底部包括形成支撑凸缘(11)和内壁(10)的立环(8)、隔膜(13)和中心部分(12)，所述隔膜(13)能够处于外倾的位置，其中，隔膜(13)在外接合部(14)处连接到立环(8)；其中，隔膜(13)在内接合部(15)处连接到中央部分(12)；由此，所述隔膜(13)相对于立环(8)从外倾位置到内倾位置是可逆转的；其中，在外倾的位置，整个隔膜(13)在径向截面上弯曲，其凹面相对于容器(1)向内；并且其中，隔膜(13)具有严格大于1mm的深度(dp)。

Description

设置有凸形可逆转隔膜的容器

技术领域

本发明总体涉及容器(比如瓶子)的制造，所述容器通过由塑性材料(大多为热塑性材料，例如PET)制成的预成形件吹塑成型或拉伸吹塑成型来生产。更具体地但不排它地，本发明涉及可热填充容器(即填充有通常为液体的可热浇铸产品的容器)的加工，术语“热”是指产品的温度接近或高于制造容器的材料的玻璃转化温度。通常，PET容器(其玻璃转化温度为大约80℃)的热填充利用具有如下温度的产品进行，所述温度介于约85℃至约100℃之间，通常为90℃。

背景技术

美国专利申请No.2008/0047964(Denner等，受让人CO2PAC)公开了一种容器，该容器包括位于容器的底部部分的压力板。

根据Denner，压力板可在外倾的位置与内倾的位置之间移动，以便补偿容器内的压力变化。为了减轻容器内的真空力的全部或一部分，压力面板在容器被盖上和冷却之后凭借机械推送装置从外倾的位置移动，以便迫使压力板进入内倾的位置。

在这种容器上进行的试验表明，一旦逆转到内倾的位置，则压力面板就不保持其位置，而是倾向于在内容物的压力下往回沉。最后，在内容物冷却后，容器失去了很大的刚性，因此在握在手里时感觉柔软。当堆放或用托盘装容器时，下部容器有可能在上部容器的重量下弯曲，因此存在整个托盘坍塌的危险。

这种设计由欧洲专利申请No.EP2957522(Sidel有参与)进行了增强，其提出了一种容器，所述容器包括具有内倾位置的可逆隔膜，其中，所述可逆隔膜具有内部部分和外部部分，内部部分具有相对于容器向外的凹面，外部部分具有相对于容器向内的凹面。

为了实现这种构造，在外倾的位置，隔膜在径向截面中弯曲，其中凹面相对于容器向外。隔膜借助于机械推送装置而被向内推动。

虽然这种设计比Denner的好，因为它为容器提供了更大的刚性，但是这种设计仍然需要改进，因为在一些情况下，隔膜无法承受容器内的压力而坍塌回其外倾的位置。

用容器进行的测试至少部分地解释了这种行为：

—提取体积(即隔膜在其外倾位置与其内倾位置之间扫过的体积)不足；

—隔膜的导致其坍塌的薄弱部似乎位于内部部分与外部部分之间的接合部；

—隔膜的形状使得当容器的填充高度较高或填充产品太热时其难以实现逆转并因此到达内倾的位置。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种设置有可逆转隔膜的容器，该容器在隔膜被逆转并被置于其内倾位置之后具有比已知容器更大的机械刚度，因此在堆叠时具有更好的稳定性。

本发明的另一个目的是提出一种设置有能够保持其内倾位置的可逆转隔膜的容器。

因此，提供了一种由塑料材料制成的容器，所述容器沿着主轴线延伸并且并设置有底部，底部包括形成支撑凸缘和倾斜内壁的立环，所述底部还包括从内壁延伸到中心部分的隔膜，所述隔膜能够处于外倾的位置，

其中，隔膜在外接合部处连接到内壁，所述外接合部形成隔膜相对于内壁的外关节；

其中，隔膜在内接合部处连接到中心部分，所述内接合部形成隔膜相对于中心部分的内关节；

由此，所述隔膜相对于立环从外倾位置(其中，内接合部在外接合部下方延伸)到内倾位置(其中，内接合部在外接合部上方延伸)是可逆转的；

其中：

—在外倾位置，整个隔膜在径向截面中弯曲，所述隔膜的凹面相对于容器向内，

—隔膜具有顶部和深度，深度是在径向截面中在顶部与连接内接合部和外接合部的直线之间测量的，所述深度严格大于1mm。

这种容器在受力时提供更好的机械强度。特别地，逆转的隔膜更能耐受容器内的高压。

根据单独或组合的各种实施例：

—内壁在径向截面中弯曲，内壁的凹面向主轴。

—隔膜的深度介于1.5毫米与5毫米之间。

—隔膜的深度约为2.5毫米。

—在径向截面中，在外倾位置，连接内接合部和外接合部的直线相对于垂直于主轴线的线以介于20°至40°之间、优选地以约为35°的角度倾斜。

—在径向截面中，连接支撑凸缘与外接合部的直线相对于与主轴线平行的方向以介于10°至25°之间、优选地以约20°的角度内倾。

—隔膜具有在外接合部处测量的外径和在内接合部处测量的内径，使得内径和外径的比值在约0.3与约0.7之间，优选地约为0.4。

—隔膜具有在外接合部处测量的外径，其介于容器的底部直径的50％与80％之间，优选地约为容器的底部直径的68％。

—隔膜具有在内接合部处测量的内径，其介于容器的底部直径的25％与35％之间，优选地约为容器的底部直径的28％。

—支撑凸缘与搁置平面(容器将通过该搁置平面保持在平坦平面上)之间的间隙介于1mm～5mm之间，优选地约为3.5mm。

通过结合附图考虑的优选实施例的详细描述，本发明的上述目的和其它目的以及优点将变得显而易见。

附图说明

图1是表示预成型件(虚线)和由其形成的所得容器两者的剖视图，隔膜在其底部处于外倾位置。

图2是示出了图1的方框II内的容器底部的放大剖视图。

图3是类似于图2的放大剖视图，示出了容器的底部，其中容器的隔膜处于外倾位置，该隔膜与推送装置一起向上移动以便逆转隔膜。

图4是类似于图3的放大剖视图，示出了容器的底部，其中容器的隔膜由推送装置逆转。

图5是表示容器的底部的放大剖视图，其中容器的隔膜处于内倾位置(实线)和外倾位置(虚线)。

具体实施方式

图1示出了适于填充有产品(优选为液体，例如茶、果汁或运动饮料)的容器1。

容器1包括开口上部或颈部2，所述颈部的下端终止于更大直径的颈圈3。颈部2是圆柱形的并且适于接纳未示出的帽。为此，颈部2可以制出螺纹(如图所示)以便接纳带螺纹的帽，颈部也可成型为接纳软木塞封闭件或类似物。在颈圈3的下方，容器1包括肩部4，肩部4通过短长度的圆柱形上端部连接到颈圈3。

在肩部4的下面，容器1具有围绕容器主轴线X大体上呈圆柱形的壁部5。壁部5可以(如图1所示)包括能够抵抗应力的环形加强肋6，否则，该应力倾向于使得壁部5在水平截面中观察时呈椭圆形(这种变形是标准的，称为椭圆化)。

在壁部5的下端，容器1具有底部7，该底部7闭合容器1并使得该容器能够放置在诸如桌子的平面上。

容器底部7包括立环8，立环包括外壁9和内壁10，所述外壁9与壁部5融合。立环8终止于支承凸缘11，该支撑凸缘连结外壁9与内壁10。支撑凸缘11优选地在径向截面上具有以W表示的宽度。支撑凸缘11优选地在大体上垂直于主轴线X的搁置平面P中延伸。

容器底部7还包括中心部分12和从立环8延伸到中心部分12的隔膜13。在所示出的示例中，中心部分12成形为穹顶，该穹顶具有相对于容器1向外的凹面。

容器底部7在其与瓶体的接合部处具有表示为D1的外径。

隔膜13在外接合部14处连接到立环8(并且更确切地说是连接到内壁10)，并且在内接合部15处连接到中心部分12。外接合部14和内接合部15均优选地倒弧角(或倒圆角)。隔膜13具有在外接合部14处测量的外径D2和在内接合部15处测量的内径D3。

容器1由预成型件16(图1中的虚线)吹塑成型而成，所述预成型件包括不变的颈部2、圆柱形壁16A和圆形底16B。

容器1吹塑成型有隔膜13，隔膜13处于外倾位置中，在该外倾位置中，在容器1正常保持为颈部向上时，内接合部15位于外接合部14的下方，图1和图2所示。

外接合部14相对于立环8(更确切地说是相对于内壁10)形成隔膜13的外关节，而内接合部15相对于中心部分12形成隔膜13的内关节，由此，隔膜13相对于立环8从外倾位置(图2和图3上的实线，以及图5上的虚线)到内倾位置(图4和图5中的实线)是可逆的，在内倾位置中，内接合部15位于外接合部14的上方。

在外倾位置中，内接合部15以表示为C的间隙(图2所示)位于搁置平面P上方(即，相对于容器1向内偏离搁置平面P)。

如图所示，更具体地说在图2上，在外倾位置中，整个隔膜13在径向截面上弯曲，其凹面相对于容器1向内。

更确切地说，隔膜13具有表示为R1的曲率半径。

在附图中所示的一个优选实施例中，隔膜13具有表示为C1的曲率中心，该曲率中心在外倾位置中在轴向方向上位于穿过内接合部15的竖直线(即平行于主轴线X)上。换句话说，在外倾位置中，隔膜13在内接合部15处的切线是水平的，即垂直于主轴线X。

在附图中所示的一个优选实施例中，立环8是高立环，即内壁10具有高度H，该高度H沿轴向方向(即沿平行于主轴线X的方向)在搁置平面P与外接合部14之间测量，该高度H相对于外径D1是不可忽略的。“不可忽略”这一表述是指内壁10的高度H大于外径D1的15％。

在一个优选实施例中，并且如附图所示，内壁10在径向截面上弯曲，凹面朝向主轴线。内壁10具有表示为R2的曲率半径。

在附图中所示的一个优选实施例中，内壁10具有位于搁置平面P上的表示为C2的曲率中心。换句话说，内壁10在支撑凸缘11处的切线是竖直的，即平行于主轴线X。

此外，内壁10优选地内倾，使得在径向截面上，连接支撑凸缘11与外接合部14的直线相对于与主轴线X平行的方向以表示为A1的角度内倾。

在所示的优选实施例中，支撑凸缘11相对于水平面(即垂直于主轴线X的平面)以表示为A2的小角度倾斜。

如附图所示，隔膜13是这样构造的：在径向截面上，在外倾位置中，连接内接合部15与外接合部14的直线相对于水平线(即垂直于主轴线X)以表示为A3的角度倾斜。

隔膜13具有顶部17和深度，深度表示为dp，其为在径向截面上测量的在顶部17与连接内接合部15和外接合部14的直线之间的距离。

外接合部14可以是尖锐的，但是它优选地被倒圆。在这种情况下，外接合部具有表示为R3的曲率半径。

在一个优选实施例中，并且如图3和图4所示，在容器1已经充以产品、盖住并冷却之后，隔膜13的逆转通过安装在千斤顶19上的推送装置18机械地实现，以便补偿通过冷却产品而产生的真空或增加其内部压力，并为壁部5提供刚性。

如图5所示，隔膜13的逆转引起体积的液体位移(和容器1的内部容积的相应减小)，所述体积被表示为EV并称为“提取体积”。提取体积EV介于隔膜13的外倾位置与隔膜13的内倾位置之间。

在一个优选实施例中，并且如图4和图5所示，隔膜13在内倾的位置具有在径向截面上弯曲的形状，凹面相对于容器1朝向外部。

由于内壁10也弯曲，因此隔膜13和内壁10一起形成拱形的拱顶20，拱顶20能够耐受来自容器1的内容物的高压而不往回逆转。因此，容器1内的压力保持为高值。当握在手中时，容器1手感刚性。此外，容器1在装到托盘上时可提供对托盘的稳定性。

分别或组合地选择参数D1、D2、D3、R1、R2、R3、A1、A2、A3、W、C、H、D，以增强底部7在内倾位置的机械性能，更具体地说是增加拱顶20的稳定性。

将外径D2和内径D3相对于彼此或相对于底部直径D1设定可用于调节提取体积EV，从而控制在内倾位置中该容器内的压力。

相对于外径D2减小内径D3可减小提取体积EV，从而限制在内倾位置中该容器1内的压力。

相反，相对于外径D2增加隔膜13的内径D3可增加提取体积EV，从而使在内倾位置中该容器1内的压力最大化。

但是，D2太大将导致隔膜13的稳定性弱化，因为它减小了角度A3。

当D3和D2的比例在约0.3与0.7之间时，能够实现容器1中的压力和容器底部7的隔膜13的稳定性的强度之间的良好折中：

0.3·D2≤D3≤0.7·D2

D3和D2的比例优选地约为0.4：

如上所述，可以相对于D1选择外径D2和内径D3。

外径D2优选地介于D1的50％与80％之间：

0.5·D1≤D2≤0.8·D1

更优选地，外径D2约为D1的68％：

内径D3优选地介于D1的25％与35％之间：

0.25·D1≤D3≤0.35·D1

更优选地，内径D3为D1的约28％：

半径R1不一定要设定在预定值：它可以被认为是直径D2和D3、角度A3和深度dp的设置的结果。

已经公开了直径D2和D3的设置。

角度A3优选地介于20°与40°之间：

20°≤A3≤40°

在所示的示例中，角度A3为大约35°：

深度dp的适当设置可以确保隔膜13的适当逆转，并增加在内倾位置中可由该隔膜13保持的压力。增加深度dp可增加提取体积EV。但是，深度dp设置得太大可导致隔膜13难以逆转。

因此，深度dp优选地介于1.5mm与3.5mm之间：

1.5mm≤dp≤3.5mm

更优选地，深度dp约为2.5mm：

间隙C优选地介于1mm与5mm之间：

1mm≤C≤5mm

更优选地，间隙C约为3.5mm：

角度A1的设置与R1和A3组合起来影响到拱顶20的形状(R1被设为设置D2、D3、A3和D的结果)。各参数(尤其是A1)应设定为使得拱顶20在接合部14处大体上连续且平滑，如图5所示。

角度A1优选地介于10°与25°之间：

10°≤A1≤25°

在附图(见图2)中所示的一个优选实施例中，角度A1约为20°：

角度A2有助于在隔膜13的逆转期间为内壁10提供灵活性。如已经说明的那样，角度A2是“小”的，这意味着A2小于或等于5°：

A2≤5°

角度A2更优选地约为3°：

支撑凸缘11在站立在平坦表面上时为容器1提供稳定性和作用力分布。支撑凸缘11的宽度W优选地介于0.7mm与3mm之间：

0.7mm≤W≤3mm

如已经说明的那样，内壁10的高度H大于底部直径D1的15％。更优选地，高度H介于10mm与17mm之间：

10mm≤H≤17mm

并且优选地，H约为14mm：

如此构造的容器底部7提供了更好的机械性能，更确切地说，提供了在压力下的更好刚度(即机械抵抗力)。更具体地，如已经说明的那样，初始凸形的隔膜13逆转成凹形的构造，在该构造中，隔膜与内壁10形成拱顶20，拱顶是平滑的，并且如在所示出的示例中那样具有球形形状。这种球形形状是最好的，其使得能够抵抗容器1内的压力，从而防止拱顶20塌陷回隔膜13的外倾位置。

为了便于隔膜13的逆转，推送装置18优选地具有前表面21，前表面的形状至少大体上对应于处于被逆转位置中的隔膜13，并且优选地对应于整个拱顶20，如图4所示。

Claims (16)

1.一种容器(1)，所述容器由塑料材料制成，所述容器沿着主轴线(X)延伸并设置有底部(7)，所述底部包括形成支撑凸缘(11)和倾斜的内壁(10)的立环(8)，所述底部(7)还包括从所述内壁(10)延伸到中心部分(12)的隔膜(13)，所述隔膜(13)能够处于外倾位置中，

其中，所述隔膜(13)在外接合部(14)处连接到所述内壁(10)，所述外接合部形成所述隔膜(13)相对于所述内壁(10)的外关节；

其中，所述隔膜(13)在内接合部(15)处连接到所述中心部分(12)，所述内接合部形成所述隔膜(13)相对于所述中心部分(12)的内关节；

由此，所述隔膜(13)相对于所述立环(8)从所述外倾位置到内倾位置是可逆转的，在所述外倾位置，所述内接合部(15)在所述外接合部(14)下方延伸，而在所述内倾位置，所述内接合部(15)在所述外接合部(14)上方延伸；

其特征在于：

—在所述外倾位置，整个所述隔膜(13)在径向截面中弯曲，所述隔膜的凹面相对于所述容器(1)朝向内；

—所述隔膜(13)具有顶部(17)和深度(dp)，所述深度是在径向截面中在所述顶部(17)与连接所述内接合部(15)和所述外接合部(14)的直线之间测量的，所述深度大于1mm。

2.如权利要求1所述的容器(1)，其中，所述内壁(10)在径向截面上弯曲，所述内壁的凹面朝向所述主轴线(X)。

3.如权利要求1或2所述的容器(1)，其中，所述隔膜(13)的深度(dp)介于1.5mm与5mm之间。

4.如权利要求3所述的容器(1)，其中，所述隔膜(13)的深度(dp)为2.5mm。

5.如权利要求1或2所述的容器(1)，其中，在径向截面中，在所述外倾位置，连接所述内接合部(15)和所述外接合部(14)的直线相对于与所述主轴线(X)垂直的线以介于20°与40°之间的角度(A3)倾斜。

6.如权利要求5所述的容器(1)，其中，所述角度(A3)为35°。

7.如权利要求1或2所述的容器(1)，其中，在径向截面中，连接所述支撑凸缘(11)与所述外接合部(14)的直线相对于与所述主轴线(X)平行的方向以介于10°与25°之间的角度(A1)内倾。

8.如权利要求7所述的容器(1)，其中，所述角度(A1)为20°。

9.如权利要求1或2所述的容器(1)，其中，所述隔膜(13)具有在所述外接合部(14)处测量的外径(D2)和在所述内接合部(15)处测量的内径(D3)，使得所述内径和外径的比值(D3/D2)介于0.3与0.7之间。

10.如权利要求9所述的容器(1)，其中，所述隔膜(13)的内径(D3)与外径(D2)的比值(D3/D2)为0.4。

11.如权利要求1或2所述的容器(1)，其中，所述隔膜(13)具有在所述外接合部(14)处测量的外径(D2)，所述外径介于所述容器(1)的底部直径(D1)的50％与80％之间。

12.如权利要求11所述的容器，其中，所述外径(D2)为所述容器的底部直径(D1)的68％。

13.如权利要求1或2所述的容器(1)，其中，所述隔膜(13)具有在所述内接合部(15)处测量的内径(D3)，所述内径介于所述容器(1)的底部直径(D1)的25％与35％之间。

14.如权利要求13所述的容器(1)，其中，所述内径(D3)为所述容器(1)的底部直径(D1)的28％。

15.如权利要求1或2所述的容器(1)，其中，所述支撑凸缘(11)与搁置平面(P)之间的间隙(C)介于1mm与5mm之间，所述容器(1)由所述搁置平面而保持在平坦表面上。

16.如权利要求15所述的容器(1)，其中，所述间隙(C)为3.5mm。

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