CN2112593U - 插拔式复合胀紧密封瓶塞 - Google Patents

Abstract

一种封闭瓶口的插拔式复合胀紧密封瓶塞。它 由一个过盈插入瓶颈的有底薄壁圆桶状密封外塞，一 个过盈插入外塞之内的圆柱形胀紧内塞组成。外塞 上口外翻成90°上肩环或180°外套筒体；内塞分 为直径上大下小的两段，下段柱塞上有3—6层弹性 胀紧环，上段可作各种造型装饰，内塞中心是下端开 口的长圆盲孔，当外塞过盈插入瓶颈作弹性紧贴密封 后，再插入内塞即对外塞追加机械胀紧力，同时，两塞 之间形成的密闭压缩气囊，又向外塞追加一个空气压 力，适于各种瓶颈密封。

Description

本实用新型涉及一种对缩颈瓶口插拔式密封的复合胀紧密封瓶塞。

缩颈瓶口的可拆卸密封，通常从瓶颈的两个部位考虑：堵封瓶颈内部空间和封盖瓶口上平面。或其中之一为主，另一为辅，两者兼顾。公知的封口方式现有四种：单塞堵口式、本体封口式、单盖压口式、塞盖复合式。各种封口方式只有一个目的：在瓶颈上段内壁或瓶口压紧一层紧密接触的密封膜，将瓶内液气与外界阻断。硬质单塞只能与瓶内颈组成环状接触，它们各自的园度、平整粗糙度的制造误差，必然使接触环留有接触不实的微小间隙，瓶内液气由此向外渗泄；软质单塞能增加接触面和使接触面紧贴，但液气仍能从疏松塞体的大量连通微孔中渗出。所以只靠塞体本身对瓶颈的堵塞，只能堵流，不能形成微密的防渗封闭膜，除非使用结构紧密的弹性橡胶塞，但其价高，且对不少液体在化学性质或温度条件上不适用。单塞也不能有效地提供阻止瓶塞自行退出瓶口的阻滞力。弥补措施有采用塞外浸滴石蜡、滴塑、热合塑料薄膜、包裹金属薄泊等加膜密封的。不仅封口工艺增加一道工序，大多难以自动化操作，增加了成本；而且除石蜡膜粘附较好外，其余薄膜大多不能与玻璃瓶颈紧密结合，成为虚设，石蜡膜极易受热软化、受振碎裂，软塑膜强度不大，容易破损；硬塑膜在开瓶时要刀刮火烧，使用不便。

玻璃细颈瓶加热软化粘合的本体封口式，工艺简单、成本低，密封可靠。其缺陷是使用时要用硬物切割、折断瓶颈，可能造成玻璃碎裂，碎片蹦飞伤人，碎屑落入瓶内液体中，无法保证使用安全。这种封口法必然淘汰。

最大量地使用的单盖压口式、塞盖复合式，虽然后者多一只内柱塞，但它们对瓶口封闭的部位却只有一个：瓶口上平面。单盖式的封口物是瓶盖内的弹性微密垫层；塞盖复合式的封口物是瓶塞上部的环形平肩。它们依赖瓶盖的扣紧力，压贴在瓶口上面，而瓶塞柱体只对瓶内液体堵流，不防渗泄。就密封结构言，瓶盖内部的瓶塞是多余的，只是对某些非一次性用完的药液，便于开瓶后随用随倒，临时封塞，提供方便而设。外罩瓶盖分浅口盖和深口盖两大类。用薄铁片冲制的浅口盖，内部滴塑或衬橡胶软片后，压住瓶口，将瓶盖下口挤压束口，卡箍在瓶颈口的外凸缘下方，保持被压紧瓶盖的拉紧力。这种密封方式成本低，一次封口工序，封口拉紧力大，适用于灌装液气压力较高的厚壁玻璃瓶口密封；其缺点是开瓶时要用撬盖扳手，徒手难以起盖；开封后不能重复密封；工厂压盖操作中，因瓶颈凸缘的制造误差、束口夹紧力调节不当，有一定的束口破瓶率或束口紧度不足，密封不严；并且铁瓶盖易锈，保存期较短。一般不宜用于承压力小的薄壁安瓿瓶的封口。从成型工艺、重量、防锈要求考虑，深口瓶盖一般均用塑料或轻软金属薄板制成，用两种方式在瓶颈外壁固定：螺纹拧紧或压紧束口。由于玻璃瓶制造中难以在瓶颈上压出细牙螺纹，所以深口盖只能以大螺距粗螺纹与瓶颈相配，呈非紧密拧合；大螺距稀螺纹的止退阻力很小，塑料瓶盖拧得过紧会倒牙滑牙，金属瓶盖拧紧后，在瓶体受振、受热后，瓶盖容易退缩纹松动，失去密封，因而常需外加薄膜包封，防止瓶盖转动。用束口固定的深口瓶盖，不需象螺纹拧紧的深口盖那样，预先在瓶盖直柱壁压出螺纹。其在瓶颈的束口紧固方式与浅口盖相同。只是深口盖的桶状本体长，瓶颈的外凸缘也长，压盖束口机头行程大，瓶盖套合瓶颈的同心精度要求高。由于深口盖需用轻软金属薄板深拉制成，瓶盖桶身的硬度、强度均较低，束口封瓶颈时不能象浅口铁皮盖那样，夹出许多外翘的凸棱可供起盖扳手撬盖，因而开封去盖困难。如果瓶盖中段压薄的压槽深度不够，常会发生用刀剪强撬，割破手指。近年国际上流行的小瓶口“易拉盖”，则是在深口盖中段压出两条平行的环形压薄槽，压薄而不断，开瓶时可方便地拉起两条压薄槽中间的一小段盖体筒壁，将整盖从中段切断，卸去瓶口封盖。制造这种深口“易拉盖”的材料，均质性、厚薄精度要求很高，制盖工艺复杂，耗用材料量大价高，封口机械精密复杂，因而成本很高。在中低档药液灌装瓶上用作封口，增加的封口成本占产品总成本比例很大，不少工厂不敢接受。此外，在薄壁小口径的10mL安瓿药液瓶封口时，还会产生压束不紧、渗泄液体，或束口过度、有一定的束口破瓶率，均要增加生产成本。如何进一步改进瓶口密封结构，至今尚未见到有突破性的新技术方案的文献报导或市场商品。

本实用新型的目的，是在分析研究现有各类瓶口密封结构优劣特性的基础上，提出一种新的“内胀外压”瓶口密封结构：可重复封口的插拔式复合胀紧密封瓶塞。它能由瓶塞体自身变形追加密封压紧力，克服现用各种封瓶结构存在的密封性不足且难以保持，操作复杂，成本较高等缺陷；并且同一结构能广泛地用于各种口径的瓶罐封口密闭。

本实用新型目的是这样实现的：

用两个注塑件组成复合瓶塞，其中的密封塞是一个过盈插入瓶颈内的有底薄壁桶形外塞（1），胀紧塞是一个过盈插入桶形外塞（1）之内的圆柱形内塞（2），内塞（2）插进外塞（1）的桶体内之后，两塞之间形成一个密闭的压缩气囊。当将薄壁桶形外塞（1）过盈插入瓶口后，有弹变性的塑料薄壁桶体即与瓶颈内壁紧贴，其接触面即是密封面，再插入一个也有弹变性的过盈的胀紧内塞（2），对密封外塞（1）的桶身薄壁追加一个经向机械压力；内外塞之间的空气被内塞（2）压缩成为密闭高压气囊，压缩空气又对外塞（1）的底面与桶壁追加一个气体压力，从而大大提高了密封外塞（1）对瓶颈内壁的接触密封力；因两塞间的密封气囊始终处于正压，内塞（2）的塞柱有一定的刚性，所以这个追加的机械压力及气体压力能稳定地保持外塞（1）有较大的密封接触压力，并使整个瓶塞在瓶颈内稳定。

本实用新型结构提供的由胀紧内塞产生的追加机械胀力和气体压力，在现有的各种封口结构中是不能产生的。由于只有两只塞瓶颈内部的注塑件，与瓶口外盖相比，用材少，易制造，成本低；因瓶塞材料有了弹变性，可大大降低瓶塞本身及瓶颈的制造精度；插拔式封口操作，对封盖机械降低了结构要求，可减少设备投资；并且不存在金属盖压封束口时的破瓶损失；开瓶只需先拔出内塞（2），密封外塞（1）便能方便地取出，不需工具，故使用方便而安全；插拔操作不破坏瓶塞原结构，重复使用性好，甚至可以回收使用，如用于啤酒瓶密封，有较大的社会经济意义。这种瓶塞结构，可用于各种中小口径瓶罐容器作非永久性密封，最佳综合密封性能的配用瓶颈为5－30mm，特别适用于各种液、固药品、口服营养液及500－1000mL的酒类、饮料瓶的封口，具体结构上作些加强，也可用于50－500mm口径的瓶罐口作有效密封。

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。

附图1：本实用新型基本结构组合剖视图，其中1－密封外塞，2－胀紧内塞，3－假想的被密封瓶口。

附图2：密封外塞结构剖视图，其中1－密封外塞薄壁桶体，3－它的外翻90°环状上肩，4－外翻180°外套筒体，5－加厚园环，6－下端薄壁底。

附图3：胀紧内塞结构剖视图，其中2－胀紧内塞柱体，7－与柱体相连的弹性胀紧凸环，8－柱内长园盲孔，9－柱体上段，10－柱体环形上肩，11－环形上肩的下延外套筒体。

下面结合附图1－3详细说明本实用新型提出的具体结构。

图1示出本实用新型内外两塞组合配用情况，图2、图3示出外内两塞的各部分具体结构。内外两塞的材料，均为无毒热塑性塑料或无毒聚烯烃热塑性弹性体，热变形温度在100℃以上；园桶形密封外塞（1）的总高度与其直径之比为1－3，它的上口外翻90°连续一个环形上肩（3），还可在环形上肩（3）的外缘再下翻90°，下延一个直径大于外塞筒体（1）的外套园筒（4），其下缘可在注塑时注出一个加厚园环（5），使园环（5）的厚度大于外套园筒（4）的壁厚1－4倍，其内径等于或略小于外套园筒（4）的内径；外塞（1）的桶身及桶底（6）的壁厚0.1～1.5mm，以0.2～0.5mm为好，以满足桶壁既有良好的弹变性，又有一定的抗拉能力来承受压缩气囊气体压力的双重要求。园柱形胀紧内塞（2）分成上下两段。上段（9）的直径大于下段，具有限位的环形上肩（10），其外沿下周可以下延薄壁外套筒（11）；上段（9）可用各种造型作装饰；下段柱体（2）的直径小于外塞（1）的桶形壁内径；在其轴向均匀分布3－6层环形或螺纹形胀紧凸环（7），一次注塑而成，凸环（7）的厚度0.2－1.5mm，外径略大于外塞（1）的桶形壁内径，凸环（7）的顶园比内塞（2）的柱体外径凸出高度0.2－1.5mm，其截面为矩形或三角形；内塞（2）下段长度比外塞（1）总长度小2－6mm；整只内塞（2）的中心可以是一个下端开口的长园盲孔（8）。

将图2的桶形密封外塞（1）以稍大直径过盈插入瓶颈，即使瓶颈内壁存在不园度，凹凸不平点，条状凹凸等制造缺陷，有弹变性的外塞（1）的桶形薄壁也能在受挤压情况下相应变形，将凹凸缺陷压实；当压插外塞（1）至其环形上肩（3）与瓶口上平面相接触时，其外套园筒（4）同时套住瓶颈外壁，依靠其下口加厚园环（5）的内收力，（园环（5）厚度大于外套园筒（4）的壁厚1－4倍，注塑脱模时园环收缩量大于园筒收缩量）。也就紧箍住瓶颈外壁。由此，密封外塞（1）的各部分薄壁与瓶颈的内壁一瓶口上平面一外壁完全贴合，组成180°转折的ㄇ形双筒连续接触密封层。如在瓶口外壁制成凸缘，加厚园环（5）便是凸缘下方的束口封边，增加了阻止外塞（1）退出瓶口的阻退能力。这个内弹（过盈的外塞桶体对瓶颈内壁）外压（外套园筒（4）对瓶颈外壁）有轴向下扣力（加厚园环（5）对瓶颈外凸缘）的ㄇ形变向180°迷宫式紧贴接触密封层，已足以防止瓶内液气向瓶外渗泄了。为了进一步增加外塞（1）的桶壁径向挤压力和增加外套筒（4）的内收力，同时也为增加外塞壁的刚性，再向外壁（1）的中空桶内过盈地塞入图3的胀紧内塞（2）。内塞（2）的3－6层胀紧凸环（7）分层挤压外塞（1）的筒壁，使本已贴紧的桶壁一瓶颈内壁接触面，增加几层压得特别紧的环形加强压紧面，将可能在原来大接触面中尚存的微小空隙全部压实；内塞（2）下降到其环状上肩（10）与外塞（1）的环状上肩（3）相接触时，内塞（2）的外套园筒（11）也同时加套于外塞（1）的外套园筒（4）之外，加强了外塞（1）的外套园筒（4）对瓶颈外壁的套扣力；这样，由于内塞（2）的插入，对外塞（1）追加了一个“内胀外收”的机械压力。同时，内塞（2）压实后，原存于外塞（1）桶体及内塞（2）长园盲孔（8）中的空气体积被压，缩小体积 1/3 ～ 1/2 ，两塞间的压缩空气组成一个密闭的压缩气囊，压缩空气同时给内塞长园盲孔（8）的周壁和外塞（1）的下底壁（6）以气体弹压力。长园盲孔（8）内的气体压力恰好平衡内塞胀紧凸环（7）挤压外塞桶壁（1）产生的向心反力，可免内塞（2）的长园盲孔（8）周壁内缩，能保持胀紧凸环（7）对外塞桶壁（1）的恒定胀紧力；气压使外塞薄壁下底（6）有膨大趋势，也有助于形成一个变形后的下大上小的密封外塞（1），增加外塞（1）在瓶颈内的轴向稳定性。即使下压内塞（2）的外力撤除，也因为内塞（2）与外塞（1）间的胀紧凸环（7）对外塞桶壁（1）的接触是加压的塑一塑接触，其摩擦系数大于外塞桶壁（1）与瓶颈的塑料一玻璃接触的摩擦系数1－2倍，内塞（2）被压缩气囊的气压稍稍外推后至气体压力与内一外塞间的摩擦阻力平衡，内塞（2）即能在外塞（1）内稳定，两塞间的气囊仍保持正压，而这个气体压力对外塞底面（6）产生的径向膨胀与轴向内推力，与外塞（1）可能离开瓶口的方向相反，成为附加的阻滞瓶塞离瓶的轴向阻力，有利于瓶塞在瓶口的轴向稳定性。由此，组合瓶塞成为一个有自身胀紧效果的独立气压平衡体。其对瓶颈内壁的胀紧密封是弹性胀紧，犹如一个橡胶塞，但不存在橡胶的耐化学不稳定性，而且增加一个外套筒扣压瓶颈外壁防瓶塞外脱的轴向附加力。如将内外塞分别注塑后热合或粘合成一个整体瓶塞，两塞之间仍有胀紧凸环（7）顶开的空隙和内部的密闭压缩气囊，其塞瓶密封的效果与分塞组合使用效果，基本上是相同的。

Claims (9)

1、一种封闭瓶口的插拔式复合胀紧密封瓶塞，它是柱塞，其特征是柱塞由密封塞和胀紧塞组成，密封塞是一个过盈插入瓶颈内的有底薄壁园桶状外塞(1)，胀紧塞是一个过盈插入桶状外塞(1)之内的圆柱状内塞(2)，内塞(2)插进外塞(1)的桶体内之后，两塞间形成一个密闭的压缩气囊。

2、按照权利要求1所述的密封瓶塞，其特征在于园桶状外塞（1）的总高度与它的直径的长径比为1～3，它的上口是向外翻出的环状上肩（3）或外套筒体（4），外翻转角90°成为环状上肩（3），外翻转角180°成为上肩下延的外套筒体（4）。

3、按照权利要求1或2所述之密封瓶塞，其特征是园桶状外塞（1）的筒壁厚度为0.1～1.5mm，最好为0.2～0.5mm。

4、按照权利要求1或2所述之密封瓶塞，其特征在于园桶状外塞（1）的上部外翻180°后组成的外套筒体（4）的下口边缘，可以是一个延伸的矩形或园形截面的加厚园环（5），此园环（5）的厚度大于外套筒（4）壁厚1－4倍，厚园环（5）的内径等于或略小于外套筒（4）的内径。

5、按照权利要求1所述的密封瓶塞，其特征在于圆柱状内塞（2），在轴向分上下两段，上段（9）直径大于下段（2）直径，上段（9）可用各种造型装饰，其外周下沿可以下延薄壁外套筒（11）；下段柱塞（2）的长度小于桶状外塞（1）总长度2－6mm，其外表分布3－6层凸出柱塞本体（2）的环形或螺纹形胀紧凸环（7），胀紧凸环（7）的直径略大于桶状外塞（1）的内直径，凸环（7）凸出柱塞本体（2）的高度为0.2－1.5mm，其截面为三角形或矩形。

6、按照权利要求1或5所述的密封瓶塞，其特征在于圆柱状内塞（2）的柱体轴向中心，可以是一个下端开口的长园盲孔（8）。

7、按照权利要求1、2或5之一所述的密封瓶塞，其特征在于园桶状外塞（1）和园柱状内塞（2）也可以是分别注塑制成后，扭合或粘合成一个瓶塞整体，其内外塞之间留有由内塞（2）表面的胀紧凸环（7）顶开外塞（1）筒壁的弹性可变空隙及底部的密闭压缩气囊。

8、按照权利要求1、2或5之一所述的密封瓶塞，其特征在于它们均用无毒热塑性塑料注射成型，最好是用具有橡胶弹性的无毒聚烯烃热塑性弹性体注塑成型，它们的热变形温度在100℃以上。

9、按照权利要求1、2或5之一所述的密封瓶塞，其特征在于它们适用于3mm～500mm口径的各种瓶、罐口的严密塞封。