RU175821U1 - Комбинированная пластиковая консервная банка - Google Patents

Abstract

Пластиковая консервная банка применяется для размещения, хранения и транспортировки пищевых и непищевых продуктов.Пластиковая консервная банка для размещения, хранения и транспортировки пищевых продуктов создана специальной геометрической формы. Данная форма выражается в следующем: пластиковая консервная банка создана круглой конусообразной формы, сужающейся ко дну банки, стенки пластиковой консервной банки в верхней части имеют расширение, образующее горлышко банки, в крайней верхней части горлышка банки имеется направленный наружу фланец. Горлышко и фланец в совокупности образуют посадочное гнездо и предназначены для закупорки банки металлической крышкой. Горлышко банки должно быть образовано под наклоном по отношению к стенкам банки (такое расположение горлышка позволяет плотно стыковать металлическую крышку с банкой, т.к. края металлической крышки изготавливаются, как правило, с наклоном). Сопряжение горлышка и верхних частей стенок банки образует ребро жесткости и представляет собой площадку по всей окружности банки; такая площадка имеется с внутренней и внешней сторон. Угол, создающийся при образовании фланца по отношению к верхней части горлышка банки с внешней стороны, образует фаску, размер которой должен быть минимум 0,01 мм и иметь угол 45°. С внутренней стороны угол, образованный при сопряжении фланца и горлышка банки, имеет закругленную форму радиусом минимум 0,05 мм. Дно банки плоское, тоньше стенок, расположено на небольшом расстоянии от нижней точки основания части стенок банки, образует ножку и имеет с внутренней и внешней сторон закругленное сопряжение со стенками (толщина дна тоньше толщины стенок, из-за чего при объемной усадке дно приобретает сферическую форму). При этом внешнее сопряжение расположено ближе к центру банки по отношению к внутреннему сопряжению, а внутренне сопряжение имеет больший радиус относительно внешнего сопряжения. Сопряжение дна банки со стенками и ножка банки позволяет сохранить форму и устойчивость банки при консервировании с помощью автоклава или под давлением выше атмосферного. Такая конструкция горлышка с фланцем позволяют герметично укупоривать банку металлической крышкой путем закатки на фланце. Предложенная конструкция горлышка и дна, которые одновременно являются ребрами жесткости, придает банке жесткость независимо от толщины стенок банки, что препятствует деформации при вакуумном размещении продуктов, а также при транспортировке (это относится к случаям падения, ударов). Пластиковая консервная банка создана из полимерных материалов (высокомолекулярный полиэтилен, полиэтилен низкого давления, полипропилен, так же допустима их смесь в разных соотношениях), что дает эластичность банке при создании вакуума. Пластиковая консервная банка укупоривается любой металлической крышкой соответствующего диаметра двойным закаточным швом, предотвращающим попадание вовнутрь укупоренной банки с продуктом инородных веществ, при этом фланец крышки имеет слой уплотнительной пасты.Вышеописанная совокупность существенных признаков пластиковой консервной банки позволяет достичь следующего технического результата: улучшена надежность пластиковой консервной банки при горячем консервировании, стерилизации, вакуумном размещении продуктов в банке с укупоркой металлической крышкой, без деформации и повреждения самой банки.

Description

Область техники, к которой относится полезная модель

Пластиковая консервная банка применяется для размещения, хранения и транспортировки пищевых и непищевых продуктов.

Уровень техники

Из уровня техники известны полиэтиленовые банки многоразового использования, применяемые в домашнем хозяйстве и на производстве пищевых продуктов (в легкой промышленности). Такие банки имеют цилиндрическую форму, круглое плоское или выгнутое внутрь или наружу банки дно и вертикальные стенки. Эти элементы известных пластиковых банок применяются в различных пропорциях.

На сегодняшний день известны следующие аналоги пластиковой консервной

банки:

- патент на полезную модель RU 17037 (информация о данном патенте получена с официального сайта Федерального института промышленной собственности, находящегося по адресу: http://www1.fips.ru);

- патент на полезную модель RU 64183 (информация о данном патенте получена с официального сайта Федерального института промышленной собственности, находящегося по адресу: http://www1.fips.ru).

- патент на полезную модель US 3524568 А (информация о данном патенте имеется в сети Интернет на сайте поисковой системы Гугл по следующему адресу: http://www.google.ch/patents/US3524568).

В российском патенте RU17037 раскрыта банка для упаковки пищевых и непищевых продуктов, основные задачи - улучшение удобства пользования и эксплуатационных свойствах, основанных на снижении веса, упрочнении конструкции, а также обеспечение плотного закрытия банки крышкой при одновременном облегчении ее открытия. Недостатком данной модели является невозможность ее использования при горячем промышленном консервировании, например с использованием автоклава или иного консервирующего станка, а также укупорки такой банки с помощью металлической крышки под закатку. Признаками данной полезной модели, совпадающими с пластиковой консервной банкой, являются следующие: упаковка, содержащая корпус в виде банки, образованной боковой стенкой и донышком, и крышку, корпус изготовлен из пластмассы, а крышка - металлическая.

В российском патенте RU 64183 отражена полимерная тара для сыпучих, жидких и пастообразных продуктов. Основной задачей данной банки является полная герметизация тары при закрывании съемной крышки, а также предотвращение коробления тары при ее стоповке на рабочем месте. Недостатками данной модели является сложное замковое соединение упаковки и ее крышки, приводящее к удорожанию оборудования для производства этого изделия, сложность при вскрытии такой тары и, как следствие, неудобство при использовании, отсутствие возможности к горячему консервированию в промышленных масштабах с использованием автоклава и иного оборудования. Признаками данной полезной модели, совпадающими с пластиковой консервной банкой, являются следующие: наличие корпуса с горловиной.

В американском патенте US 3524568 A раскрыта упаковка для пищевых продуктов, состоящая из пластикового корпуса, произведенного методом литья под давлением, верх корпуса по всей окружности имеет фланец, направленный наружу, предназначенный для установки металлической крышки и, впоследствии, для крепления этой крышки к банке. Основная цель изобретения - создание упаковки, позволяющей производить горячую консервацию со стерилизацией или пастеризацией без потери вкусовых качеств продуктов, и по возможности установления большего срока хранения законсервированных продуктов. Признаками данной полезной модели, совпадающими с признаками пластиковой консервной банки, являются следующие: наличие пластиковой банки с фланцем в верхней части, который выходит наружу и на который устанавливается металлическая крышка для дальнейшего крепления.

Из представленных моделей наиболее близкой к пластиковой консервной банке и являющейся ее прототипом представляется модель по американскому патенту № US 3524568 A. К недостаткам американского патента относится недостаточная надежность при укупорке в ходе консервации ввиду имеющегося закругления в переходной зоне, а также прямой формы стенок банки, без горлышка, являющегося одновременно ребром жесткости. Данный вывод сделан из теоретического анализа геометрии контейнера по американскому патенту.

Для выявления причин недостаточной надежности проведен ряд опытов с контейнером по американскому патенту. Так при укупорке контейнера по американскому патенту металлической крышкой под закатку образовывался двойной закаточный шов, в результате чего было замечено, что на закаточном шве имеются задиры и жимки, т.к. при установке в закаточный станок невозможно было точно отцентровать крышку относительно контейнера в силу отсутствия дополнительного выступа, образующего горлышко и придающего дополнительную жесткость и устойчивость в закаточном станке. В одном из случаев закатки контейнера по американскому патенту произошло повреждение переходной зоны (зоны, соединяющей фланец и стенки контейнера) в виде пореза. Такой результат получился ввиду того, что переходная зона с внешней стороны имеет закругление, в которое врезается край металлической крышки при ее закатке. В другом случае при закатке контейнера по американскому патенту не получалось осуществить герметичную закатку, т.к. переходная зона между фланцем и стенкой имеет закругленную форму, край металлической крышки начинал скользить по такой форме, в результате чего получались жимки или перегибы на краях металлической крышки, соприкасающихся с переходной зоной. Данные жимки или перегибы препятствовали образованию плотного герметичного закаточного шва.

Как указано в описании к американскому патенту, контейнер может иметь любую форму, однако, если контейнер имеет форму, указанную на фиг. 4, то укупорка металлической крышкой невозможна, т.к. внешний угол, образующийся в переходной зоне между фланцем и стенками, тупой (больше 110°), и поэтому такое соединение не позволит укупорить контейнер по американскому патенту. Относительно закатки металлической крышкой контейнера по американскому аналогу подобная проблема обусловлена особенностью закаточных станков. У всех закаточных станков принцип действия и конструкция схожи, так у закаточного станка имеется 2 платформы: снизу и сверху и два боковых ролика. На нижнюю платформу ставится контейнер, верхняя платформа прижимает крышку к контейнеру, и обе платформы горизонтально вращают банку вокруг своей оси. Первый ролик загибает край металлической крышки на фланце контейнера, создавая крючок, при этом создание крючка заканчивается, когда ролик касается внешней стороны стенок контейнера. Второй ролик полученный крючок прижимает к стенке контейнера и сдавливает его, и в итоге получается двойной закаточный шов. Однако, если стенки банки будут расположены под тупым (более 110°) по отношению к фланцу, то первый ролик не сможет создать полноценный крючок, а второй ролик не сможет сдавить образовавшийся крючок, сделав герметичную укупорку, либо повредит сам контейнер, что также приведет к отсутствию герметичности.

В ходе проведенных опытов также было отмечено, что контейнер, по американскому патенту, возможно укупорить только алюминиевой крышкой под закатку. Герметичная укупорка металлической крышкой под закатку из жести практически невозможна, т.к. такая крышка рвет фланец контейнера по американскому патенту в переходной зоне, соединяющей фланец и стенки контейнера. С алюминиевой крышкой не происходит таких повреждений, т.к. алюминий по отношению к жести более мягкий металл, соответственно более гибкий и пластичный. Данное явление обусловлено тем, что в контейнере по американскому патенту край фланца тоньше стенок и переходной зоны, и при укупорке алюминиевой крышкой под закатку загибаются края фланца с наименьшей толщиной, но полностью фланец не загибается, а края алюминиевой крышки в этом случае загибаются вместе с этой тонкой частью фланца. В случае с металлической крышкой под закатку из жести, фланец контейнера загибается полностью, однако в переходной зоне происходит надлом, т.к. эта зона является наибольшим скоплением пластика между фланцем и стенками контейнера и соответственно самой жесткой, что мешает плавному загибу фланца.

Недостатком контейнера по американскому патенту также является недостаточная жесткость. Из описания виден пример, в котором для контейнера объемом 200 мл необходима толщина стенок не менее 0,4 мм, чтобы стенки контейнера были жесткими. Однако при наличии ребра жесткости такую толщину можно уменьшить, сократив при этом количество используемого материала.

Из описания видно, что контейнер по американскому патенту остается герметичным при давлении в 2 атмосферы при максимальной температуре не более 125°С. Однако в современном процессе стерилизации и консервации присутствуют большее давление и большие температуры. Например, для консервирования прессованного мяса необходимо давление 4-5 атмосфер и температура 120-125°С. Однако контейнер по американском патенту подобных нагрузок выдержать не способен как по описанию, так и в ходе практического эксперимента. Подобные недостатки являются следствием особой конструкции фланца, толщина которого уменьшается к внешнему краю. Подобное решение в американском патенте было использовано потому, что край металлической крышки, образуя первичную скобу при закатке на станке первым закаточным валиком и, впоследствии, прижимаясь вторым закаточным валиком, образует острый угол, в который, по мнению автора, плотно должен входить фланец, имеющий соответствующую форму. Однако, если толщину данного края фланца не уменьшать, а оставить равной толщине горлышка, то при образовании шва край фланца будет подвержен большему давлению, и, впоследствии, будет стиснут металлической крышкой, образовав более герметичный шов за счет раздавливания пластика, который имеет эластичные свойства и самостоятельно может служить уплотнителем.

Технической проблемой, на решение которой направлена пластиковая консервная банка, является недостаточная надежность контейнера при горячей консервации и стерилизации.

Раскрытие сущности полезной модели

Совокупность существенных признаков пластиковой консервной банки

Поставленная проблема решена путем создания пластиковой консервной банки для размещения, хранения и транспортировки пищевых продуктов специальной геометрической формы. Данная форма выражается в следующем: пластиковая консервная банка создана круглой конусообразной формы, сужающейся ко дну банки, стенки пластиковой консервной банки в верхней части имеют расширение, образующее горлышко банки, в крайней верхней части горлышка банки имеется направленный наружу фланец. Горлышко и фланец в совокупности образуют посадочное гнездо и предназначены для закупорки банки металлической крышкой. Горлышко банки должно быть образовано под наклоном по отношению к стенкам банки (такое расположение горлышка позволяет плотно стыковать металлическую крышку с банкой, т.к. края металлической крышки изготавливаются, как правило, с наклоном). Сопряжение горлышка и верхних частей стенок банки образует ребро жесткости и представляет собой площадку по всей окружности банки; такая площадка имеется с внутренней и внешней сторон банки. Угол, создающийся при образовании фланца по отношению к верхней части горлышка банки с внешней стороны, образует фаску, размер которой должен быть минимум 0,01 мм и иметь угол 45°. С внутренней стороны угол, образованный при сопряжении фланца и горлышка банки, имеет закругленную форму радиусом минимум 0,05 мм. Дно банки плоское, тоньше стенок, расположено на небольшом расстоянии от нижней точки основания части стенок банки, образует ножку и имеет с внутренней и внешней сторон закругленное сопряжение со стенками (толщина дна тоньше толщины стенок, из-за чего при объемной усадке дно приобретает сферическую форму). При этом внешнее сопряжение расположено ближе к центру банки по отношению к внутреннему сопряжению, а внутренне сопряжение имеет больший радиус относительно внешнего сопряжения. Сопряжение дна банки со стенками и ножка банки позволяет сохранить форму и устойчивость банки при консервировании с помощью автоклава или под давлением выше атмосферного. Такая конструкция горлышка с фланцем позволяют герметично укупоривать банку металлической крышкой путем закатки на фланце. Предложенная конструкция горлышка и дна, которые одновременно являются ребрами жесткости, придает банке жесткость независимо от толщины стенок банки, что препятствует деформации при вакуумном размещении продуктов, а также при транспортировке (это относится к случаям падения, ударов). Пластиковая консервная банка создана из полимерных материалов (высокомолекулярный полиэтилен, полиэтилен низкого давления, полипропилен, так же допустима их смесь в разных соотношениях), что дает эластичность банке при создании вакуума. Пластиковая консервная банка укупоривается любой металлической крышкой соответствующего диаметра двойным закаточным швом, предотвращающим попадание вовнутрь укупоренной банки с продуктом инородных веществ, при этом фланец крышки имеет слой уплотнительной пасты.

Вышеописанная совокупность существенных признаков пластиковой консервной банки позволяет достичь следующего технического результата: улучшена надежность пластиковой консервной банки при горячем консервировании, стерилизации, вакуумном размещении продуктов в банке с укупоркой металлической крышкой, без деформации и повреждения самой банки.

Для герметичной укупорки, помимо особого строения банки, необходима достаточная жесткость, т.к. от этого зависит сам процесс укупорки и сохранение герметичности при транспортировке. В ходе экспериментов было установлено, что для герметичной укупорки пластиковая консервная банка должна обладать горлышком, состоящим из стенок, сопряженных с верхней частью стенок самого контейнера и образующих ребро жесткости, и фланца, сопряженного с верхней частью стенок горлышка. Фланец в данном случае служит укупорочной площадкой для металлических крышек под закатку из любого металла. Наклон горлышка относительно стенок самого контейнера и закругленная форма внутреннего сопряжения фланца и стенок горлышка радиусом минимум 0,05 мм необходимы для более плотного контакта с металлической крышкой под закатку, т.к. форма металлической крышки предполагает наличие фланца и центральной части, сопряженных под наклоном друг к другу, как показано на фиг. 5, и герметичной укупорке такой крышкой. При уменьшении радиуса закругления внутреннего сопряжения фланца и верхней части стенок горлышка даже на 0,01 мм контакт металлической крышки и пластиковой консервной банки становится неплотным, а само закругление более хрупким и уязвимым к повреждениям при закатке металлической крышкой.

Наличие фаски на внешнем сопряжении фланца и стенок горлышка размером минимум 0,01 мм и угла в 45° обусловлено необходимостью укрепления сопряжения и предотвращения его повреждения. В ходе опытов было установлено, что при закругленной форме внешнего сопряжения фланца и стенок горлышка, укупоривая банку металлической крышкой под закатку, происходит повреждение такого сопряжения, т.к. край металлической крышки, соприкасаясь с сопряжением закругленной формы, начинает врезаться в него ввиду большей плотности и жесткости металла по отношению к пластмассе, а также в силу формы края металлической крышки, имеющей ровную площадку и углы, образующиеся при переходе к поверхности крышки, которые соприкасаются непосредственно с самим закруглением, (пример такого соприкосновения изображен на фиг. 6). Также имея закругленную форму внешнего сопряжения фланца и стенок горлышка, край металлической крышки при закатке, соприкасаясь с таким закруглением, начинает скользить по нему, что приводит к появлению жимков или перегибов на крае металлической крышки и негерметичной укупорке банки. Однако, создав сопряжение с фаской, край металлической крышки при закатке упирается в него, либо упирается в один из краев, образующихся при соприкосновении фаски с фланцем или стенкой горлышка, выбирая оптимальный край. В результате край крышки не скользит и не повреждает фаску, что приводит к герметичной укупорке пластиковой консервной банки. При этом край металлической крышки упирается в фаску, только если фаска образована под углом в 45° относительно фланца. Если такой угол увеличить или уменьшить, то край металлической крышки будет скользить по этой фаске, что приводит либо к повреждению фланца, либо к повреждению стенок горлышка, но, в любом случае, герметичной укупорки не получится.

При сопряжении верхних частей стенок пластиковой консервной банки и стенок горлышка образуется дополнительное ребро жесткости, что способствует герметичной укупорке банки в промышленном закаточном станке.

Форма горлышка пластиковой консервной банки позволяет укупорить металлической крышкой в закаточном станке пластиковую консервную банку с любой формой конуса как сужающегося ко дну банки, так и расширяющегося. Например, стенки банки по отношению к внешней стороне стенок горлышка созданы под наклоном, образующим острый или тупой угол. В этих случаях ролики закаточного станка в полном объеме выполняют свои функции, а именно: первый ролик создает крючок, полностью касаясь внешней стороны стенки горлышка, а второй – сжимает этот крючок, образуя герметичный шов. При этом закаточные ролики не касаются стенок самой банки, взаимодействуя только с стенками горлышка.

Для определения параметров существенных признаков пластиковой консервной банки, выраженных числовыми значениями, преимущественно применяется метод измерения значений числовых параметров при помощи электронно-вычислительных приборов, например комплекса контроля качества завальцовки закаточного шва жестяных консервных банок КЗШ-12.1, состоящего из микропроектора специального V1.2 и электронно-вычислительной машины (компьютера). При помощи данных устройств возможно вычисление всех параметров числовых значений, которыми определены некоторые существенные признаки пластиковой крышки.

Для определения любого параметра числового значения, которыми выражены некоторые существенные признаки полезной модели, необходимо острым лезвием разрезать пластиковую консервную банку вдоль, не повреждая края, образующиеся при разрезании. После разрезания получатся 2 половинки полезной модели. Любую из получившихся половинок необходимо разрезанной частью положить на микропроектор, и в компьютере отразятся все числовые значения, в том числе угол, создающийся при образовании фланца по отношению к верхней части горлышка с внешней стороны, образующий фаску, размер которой должен быть минимум 0,01 мм и иметь угол 45°.

Необходимо учесть, что:

- при определении размера фаски, который должен быть минимум 0,01 мм, этот размер необходимо определять от сопряжения фаски с фланцем до сопряжения фаски со стенкой горлышка;

- при определении угла в 45°, образующегося при создании фаски, данный угол необходимо измерять между нижней поверхностью фланца и внешней поверхностью стенок горлышка.

В данном методе описан один из возможных примеров электронно-вычислительного комплекса. Однако, для применения этого метода возможно использовать и иные электронно-вычислительные комплексы, имеющие устройство для сканирования плоскости разрезанной части полезной модели и передачи параметров данной плоскости на компьютер.

Краткое описание чертежей

На фигуре 1 изображена пластиковая консервная банка - вид в разрезе и сбоку с указанием фланца, горлышка, стенки, ножей, дна банки и внутреннего и внешнего сопряжений дна и стенки. На фигуре 2 изображена пластиковая консервная банка, укупоренная металлической крышкой. На фигуре 3 изображено горлышко пластиковой консервной банки в размере.

Осуществление полезной модели

Пластиковая консервная банка создана конусообразной формы (фиг. 1), имеет стенки (1), горлышко (7), фланец (1), дно (5), ножку (6), внутреннее (3) и внешнее (4) сопряжения стенки и дна. Внешнее сопряжение (4) стенки (2) и дна (5) расположено ближе к центру дна банки (5) по отношению к внутреннему сопряжению (3). Горлышко банки имеет внутреннюю (8) и внешнюю (9) фаски, стенку горлышка (10), сопряжение (11) со стенкой банки (2), металлическую крышку (12), на фланец которой нанесен слой уплотнительной пасты (14).

В соответствии с описанием пластиковая консервная банка (фиг. 1) может быть использована для упаковки транспортировки и хранения пищевых и непищевых продуктов с использованием в качестве закупорочного средства металлической крышки(12) устанавливающейся путем закатки двойным швом (13).

Как указывалось выше, пластиковая консервная банка позволяет под вакуумом размещать в ней продукты без деформации самой банки, т.к. при вакуумном размещении продуктов из банки удаляют воздух, соответственно создается внешнее давление, сжимающее вовнутрь стенки банки. Для того чтобы стенки не вдавливались вовнутрь, необходимо увеличить жесткость таких стенок. Увеличение жесткости стенок происходит за счет ребер жесткости, которые представляют собой горлышко (7) с фланцем (1) и дно (5) банки. При этом после вакуумного помещения продукта в банку, необходима надежное укупорочное средство, которым выступает металлическая крышка (12), крепящаяся на банке за счет горлышка (7) и фланца (1). Для более плотного стыкования металлической крышки (12) и горлышка (7) необходимо, чтобы горлышко (7) находилось под небольшим наклоном, соответствующим форме металлической крышки (12) в области касания с банкой, а фланец в месте внешнего сопряжения с горлышком был закруглен.

Укупоривание пластиковой консервной банки производится металлической крышкой (12) которая устанавливается в посадочное место, состоящее из фланца (1) и горлышка (7). В предпочтительном варианте исполнения на фланце металлической крышки имеется слой уплотнительной пасты. Крепление такой крышки происходит за счет загибания краев крышки и фланца (1), в результате чего образуется герметичный замок в виде двойного закаточного шва (13), предотвращающий попадание вовнутрь инородных веществ и позволяющий хранить содержимое банки в вакууме.

Claims (3)

1. Пластиковая консервная банка для размещения, хранения и транспортировки пищевых и непищевых продуктов, включающая стенку, дно и металлическую крышку под закатку, отличающаяся тем, что стенки пластиковой консервной банки в верхней части имеют расширение, образующее горлышко; в крайней верхней части горлышка имеется направленный наружу фланец; горлышко образовано под наклоном по отношению к стенкам; сопряжение горлышка и верхних частей стенок пластиковой консервной банки образует ребро жесткости; угол, создающийся при образовании фланца по отношению к верхней части горлышка с внешней стороны, образует фаску, размер которой должен быть минимум 0,01 мм и иметь угол 45°, а с наружной имеет закругленную форму радиусом минимум 0,05 мм.

2. Пластиковая консервная банка по п. 1, отличающаяся тем, что внешнее сопряжение дна и стенок расположено ближе к центру банки по отношению к внутреннему сопряжению дна и стенок.

3. Пластиковая консервная банка по п. 1, отличающаяся тем, что фланец металлической крышки, стыкующийся с фланцем банки, имеет слой уплотнительной пасты.

Images