容器、容器封盖及方法 本发明一般来说涉及密封容器,更具体来说涉及用于密封容器的封盖构件。
容器用于各种用途。一个具体的应用是液体如奎宁水、汽水、啤酒等的储存和分配。
一种容器是瓶子。瓶子可以用多种制造方法如型坯吹模法、挤压吹模法及压力铸造法来制造。在饮料工业中通常采用的一种这样的方法是玻璃型坯吹模法。
容器如瓶子一般是用封盖构件密封的。封盖构件可以是各种常用的构件如软木塞、顶盖或爪旋盖,这里仅举几种。一般来说,玻璃饮料瓶是用称为顶盖(crowns)的封盖构件密封的。顶盖传统上是用钢制成,内设衬片。钢顶盖通常是用金属冲压制造法制造,然后经过处理以防生锈。衬片是作为密封件设置在常常称为精制顶面的瓶子最上表面和顶盖之间。衬片一般是用软氨酯、软塑料、乳胶、橡胶或类似材料制成的。
为了密封传统的玻璃瓶,在灌装后将顶盖放置在瓶子顶部上。然后,将顶盖压在瓶子上,使顶盖围绕瓶子顶部成形(即,弯曲)。这样,衬片就压紧在精制顶面上,从而形成密封容器。
在本发明的一个实施例中提供一种密封容器,它包括:一个容器,该容器限定一根中心纵轴线和一根与所述中心纵轴线相交的第二轴线,其中所述第二轴线垂直于所述中心纵轴线延伸,所述容器包括:一个在所述容器内的内部;一个相对于所述容器内部相反设置的容器外部;一个在所述容器内部和所述容器外部之间提供流体连通的开口;一个第一密封表面,其至少一部分位于一根在所述容器外部上形成的第三轴线上,其中所述第三轴线与所述第二轴线成横向延伸;在所述容器内部中的一些液体;一个密封所述开口的封盖构件,所述封盖构件包括:一个第一壁部,其包括第一壁部的第一表面;一个从所述第一壁部延伸的第二壁部,所述第二壁部包括第二壁部的第一表面,其中所述第二壁部的第一表面的至少一部分相邻于所述第一密封表面;其中所述第一壁部的第一表面的至少一部分暴露于所述一些液体;以及其中所述一些液体内含有溶解的气体。
在本发明的另一个实施例中也可提供一种用于密封容器的塑料无螺纹封盖构件,所述容器包括一个处于容器内部压力的容器内部,所述封盖构件包括:一个第一壁部,它包括第一壁部的第一表面和一个与所述第一壁部地第一表面相对设置的第一壁部的第二表面;一个从所述第一壁部延伸的第二壁部,所述第二壁部包括第二壁部的第一表面,其至少一部分位于一根第三轴线上,以相对于所述第二壁部的第一表面相对设置的第二壁部的第二表面;一个在所述第二壁部的至少一部分上形成的螺旋形脆弱部分;以及其中所述第一壁部的第一表面暴露于所述容器内部压力。
在本发明的另一个实施例中也可提供一种密封容器,它包括:一个容器,所述容器包括:一个在所述容器内的容器内部;一个相对于所述容器内部相对设置的容器外部;一个在所述容器内部和所述容器外部之间形成流体连通的开口;一个在所述容器外部上形成的容器第一密封表面;一些容纳在所述容器内部中的液体;一个密封所述开口的封盖构件,所述封盖构件包括在其上的封盖构件的第一表面;其中所述密封容器至少包括一个第一状态和一个第二状态;其中,在所述第一状态中:所述容器内部处于第一压力;以及所述封盖构件的第一表面的至少一部分在所述容器的第一密封表面的至少一部分上施加第一水平的力;其中,在所述第二状态中:所述容器内部处于第二压力;以及所述封盖构件的第一表面的所述至少一部分在所述容器的第一密封表面的至少一部分上施加第二水平的力;以及其中所述第二压力大于所述第一压力,所述第二水平的力大于所述第一水平的力。
在本发明的另一个实施例中也可提供一种密封容器的方法,它包括:提供一容器,该容器限定一根中心纵轴线和一根与所述中心纵轴线相交的第二轴线,其中所述第二轴线垂直于所述中心纵轴线,所述容器包括:一个在所述容器内的容器内部;一个相对于所述容器内部相对设置的容器外部;一个在所述容器内部和所述容器外部之间提供流体连通的开口;一个第一密封表面,它的一部分位于在所述容器外部上形成的第三轴线上;提供一个封盖构件,它包括:一个第一壁部,它包括第一壁部的第一表面;一个从所述第一壁部延伸的第二壁部,所述第二壁部包括第二壁部第一表面;将一些液体分配入所述容器内部;移动所述封盖构件,使其与所述容器接触;使所述第二壁部的第一表面的至少一部分密封地接合所述第一密封表面;以及使所述第一壁部的第一表面的至少一部分暴露于所述一些液体。
图1是具有一个瓶子和一个装在瓶子上的顶盖的密封容器的侧视图。
图2是图1所示顶盖的立体图。
图3是图1所示顶盖的平面图。
图4是图1所示顶盖的侧视图。
图5是图1所示顶盖在瓶子上安装中沿图3中5-5线截取的剖视图。
图6是图1所示顶盖在瓶子上安装后沿图3中6-6线截取的剖视图。
图7是图1所示顶盖沿图3中7-7线截取的剖视图,表示刻痕已被弄断以便从裙部解脱一个释放部分。
图8是为了开始从裙部解脱释放部分而拉动小片之后图7所示顶盖的立体图。
图9是释放部分从图8的顶盖继续解脱的立体图。
图10的示意图表示在零压力状态下的图1所示的顶盖和瓶子。
图11的示意图表示在顶板鼓起状态中的图1所示的顶盖和瓶子。
图12的示意图表示在裙部屈服状态中的图1所示的顶盖和瓶子。
图13的示意图表示在裙部鼓起状态中的图1所示的顶盖和瓶子。
图14是图1的顶盖具有锥形第一密封表面的替代实施例的局部剖视图。
图15是图1的顶盖具有图14的锥形第一密封表面和锥形捕获密封表面的替代实施例的局部剖视图。
图16是在图13的裙部鼓起的状态中图15的具有锥形第一密封表面和锥形捕获密封表面的顶盖的替代实施例的局部剖视图。
图17是具有减压安全阀的图1的顶盖的替代实施例的剖视图。
图18是带有推力释放片的图1的顶盖的替代实施例的立体图。
图19是图18所示的具有推力释放片的顶盖的替代实施例的剖视图。
图20是图1的顶盖具有在其上形成的多个肋的替代实施例的侧视图。
图21是图20所示顶盖具有多个肋和标记的替代实施例的平面图。
现在参阅图1,密封容器90可以包括一个容器100和一个封盖构件200。只是为了描述的目的,容器100可在本文中称为瓶子100。另外,只是为了描述的目的,密封容器200在本文中可称为顶盖200。
现在进一步参阅图1,瓶子100可设有顶部102、底部104、周壁106和颈部120。瓶子100可构制成圆筒状几何形状,靠近底部104具有较大直径,而靠近顶部102具有较小的直径。但是,应注意的是,瓶子可制成任意的几何形状。颈部120、周壁106和底部104可以限定一个相对较薄壁的物体,该物体具有一个开口108(图5)、一个容器内部110(图5)和一个容器外部112。
瓶子100可由多种成分构成如塑料或玻璃。现在参阅图5,瓶子100在顶部102中可具有各种特征。瓶子100可设有最上的部分122,下文中称为精制顶面122、第一密封表面124和第二密封表面,下文中称为捕获密封表面126。精制顶面122设在瓶子100的顶部102上。开口108穿过精制顶面122设置,以便在容器内部110和容器外部112之间形成流体连通。第一密封表面124可在容器外部112设置在顶部102上。第一密封表面124可被形成得具有邻近于精制顶面122的圆筒形几何形状。瓶角128可设置在精制顶面122和第一密封表面124的过渡部位。虽然瓶角128在图中为图示的目的画成“锐利的”角部,但是,在制造时,由于制造方面的考虑,瓶子上特征如瓶角128显然通常具有倒角或倒棱。捕获密封表面126可以就在第一密封表面124下面设置。捕获密封表面126可以基本平行于精制顶面122且邻近于第一密封表面124。下文将详述,第一密封表面124和捕获密封表面126在一个替代实施例中可被形成得具有锥角。另外,第一密封表面124和捕获密封表面126的几何形状可以是弯曲的或与图示实施例有其它的不同;例如,密封表面124、126可以是凹的、凸的,具有圆周肋或其它形状变化。
为了便于描述本发明的设备,采用一个坐标系。应注意的是,该坐标系并非瓶子100或顶盖200的实际物理特征,而只是用于描述的工具。该坐标系可以包括一个中心纵轴线140,图1。现在参阅图5,中心纵轴线140是一条在第一方向144和相反的第二方向142上无限延伸的直线。为了清楚地描述起见,方向142在这里可称为向上的方向142,方向144在这里可以称为向下的方向,显然这些术语是相对的,这取决于瓶子100的取向。向上和向下的方向142、144都起源于精制顶面122。中心纵轴线140与瓶子100的理论中心对准。由于中心纵轴线140延伸得超过瓶子100的限制,中心纵轴线穿过开口108的中心和底部104(图1)的中心。
现在参阅图5,坐标系的另一根轴线是第二轴线150。第二轴线150是一条与中心轴线140相交,构成垂直交叉的基准直线。在实施例中,第二轴线150与瓶子的精制顶面122共面。但是,应当注意的是,第二轴线150的这个位置只是交叉点的一个例子,这个位置只是为了描述的目的。第二轴线150也可以在任意点上与中心线轴线140相交。另外,第二轴线142从与中心纵轴线140的交点在两个方向上延伸。
现在参阅图5,顶盖200设置在密封容器90(图1)上。顶盖200是一个封盖装置,用于密封瓶子的内部110,从而使容器内部110与外界分开。现在参阅图2,顶盖200设有第一壁部202和第二壁部204。只是为了描述的目的,下文中第一壁部称为顶板202。另外,第二壁部204在下文中称为裙部204。顶板202设有一个上表面206。相反设置的第一壁部的第一表面208和一个倒棱210。只是为了描述的目的,第一壁部的第一表面208下文中将称为下表面208(图5)。上、下表面206,208和倒棱210限定了一个直径稍大于瓶子100的精制顶面122的盘状几何形状。顶盖200可以用包括塑料的多种材料中的任一种制成。可以制造顶盖的适当塑料的实例是聚乙烯和聚丙烯。
现在参阅图5,裙部204可以设置在顶板202的下表面208上。裙部204可限定一个基本呈圆筒形几何形状,其稍大于瓶子100的第一密封表面124。裙部204设有一个第二壁部的第一表面220、一个相对设置的第二壁部的第二表面222和一个底部224。只是为了说明的目的,第二壁部的第一表面220在下文中称为裙部内表面220。另外,第二壁部的第二表面222在下文中称为裙部外表面222。裙部204还可设有一个第三壁部226。只是为了描述的目的,第三壁部226在下文中称为掣子226。掣子226可设有一个第三壁部的第一表面227。掣子226可在裙部的底部224附近从裙部内表面220突出。掣子226可以构成围绕整个内表面220的连续的圆周特征。裙部204还可设有一个斜面230。斜面230可以构成裙部的底部224上的内部倒棱。现在参阅图15,一个斜面基准几何形状可以由围绕中心纵轴线140旋转的一根第五轴线限定,第五轴线在下文中称为斜面基准直线。斜面基准直线在斜面顶点234与中心纵轴线140相交。在图15中画出一个第三角264,该角在下文中称作斜面角,指示斜面基准直线232和中心纵轴线140之间的角度。斜面基准直线232的旋转形成代表斜面230的至少一部分所在表面的三维斜面基准几何形状。在图示实施例中,斜面角264大约为120°,但是,斜面角264也可以是任意的钝角。
现在参阅图2,裙部204还可以设有一个释放部分250。释放部分250可以由设置在裙部204上的特征限定。这种特征可以包括一个螺旋形脆弱部分252、一个撕开部分254、一个连接部分256和一个小片258。只是为了描述的目的,螺旋形脆弱部分252在下文中称为刻痕252。刻痕252可以设置在裙部204的外表面222上。现在参阅图4,在一个实施例中,刻痕252是在裙部204上的一条槽。刻痕252使裙部204的壁厚减小,从而提供了裙部204和释放部分205之间的分离部分。另外,刻痕252可以设有一个从裙部204的底部延伸的垂向部分253(图9)。在图示实施例中,刻痕252从裙部204的底部224沿圆筒形竖直向上的方向142以螺旋形方式向顶板202延伸。刻痕252的至少一部分可位于一个刻痕基准面268上,刻痕基准面与顶板基准面268相交,如图4所示。撕开部分254位于裙部204的底部224附近,连接于小片258。连接部分256可位于释放部分250与撕开部分254相反的那一侧上。连接部分256在刻痕252已被撕开时用于将释放部分250保留在裙部204上,这将在下文中描述。
如图5所示,顶盖200安装在瓶子100上以形成密封容器90(图6)。在灌注操作期间,液体通过开口108分配入瓶子100的内部110。可分配入瓶子100的液体可以是多种液体中的任意一种。这种液体可以是水溶液,或也可以是其中含有气体。含有气体的液体可以含有多种气体如含碳气体、惰性气体或充氧气体中的任意一种。一旦足够量的液体分配入瓶子100,顶盖200就被装在瓶子100上。顶盖200装在瓶子100上就形成了密封容器90。
现在参阅图5,通过将裙部的底部224邻接于瓶子100的精制顶面122设置,从而将顶盖200装在瓶子100上。顶盖200在向下方向144上运行,直至斜面230接触瓶角128。顶盖200沿向下方向144受压,从而使裙部204挠曲。裙部204以一种方式挠曲,使裙部204的圆周暂时增大,从而使掣子226经过瓶角128。当在向下方向144上进一步运行时,掣子226在第一密封表面124上滑动。当顶盖运行直至顶板202的底部208接触精制顶面122时,掣子226与掣子密封表面126咬合接触,如图6所示。裙部204的挠曲之所以出现是由于顶盖200的构成和本文公开的设计的缘故。值得注意的是,顶盖200的安装给予顶盖200的力并不显著改变顶盖的形状。因此,安装力小于引起顶盖200永久变形的力(即,安装力小于材料的弹性极限)。因此,在顶盖200“咬合”在瓶子100上之后,顶盖保持其制造时类似的尺寸。
当密封容器90被包装以便运输时,密封容器90被送往目的地。为了以后的描述,值得注意的是,这种配送可能引起密封容器90的摇动和/或升温。密封容器90的摇动和升温可以导致液体内,特别是诸如汽水、奎宁水、啤酒、碳酸水(seltzer water)等含有气体的液体内压力的提高。因此,密封容器90要求内部压力变化的一定容量。因此,密封容器90可以在一个压力范围内提供密封,以便保证内装的液体不致泄露或变坏。
在灌装和配送后的某一时刻,密封容器90被消费者打开。现在参阅图8,为了打开密封容器90,消费者拉动顶盖200上的小片258。通过拉动小片258,刻痕252断裂,使释放部分250的撕开部分254从裙部204分开。如图7所示,释放部分250的分开导致捕获部分226的一部分运动而与捕获密封表面126脱开。由于捕获部分226不再与捕获密封表面126接合,密封容器90内的内部压力可以开始从瓶子100逸出。如图9所示,进一步拉动小片258使释放部分250在刻痕252上继续分离,直至连接部分256。在进一步拉动刻痕252的过程中,释放部分250进一步与裙部204分离,瓶子100内的任何残余内部压力可以被释放。当释放部分250只是借助连接部分256吊挂在裙部204上时,整个顶盖200可从瓶子100拆下。当从瓶子100完全拆除顶盖200时,释放部分250仍连接于裙部204。由于顶盖200已从瓶子100拆下,因而通过开口108可取用瓶内的内容物。
值得注意的是,刻痕252的螺旋形状导致在裙部内表面220的一个喷射导向部分221,从而可控制释放,如图9所示。受控的压力释放可以使压力的释放、液体和/或泡沫朝着向下方向144。因此,当密封容器90被打开时,压力的释放、液体和/或泡沫不会指向消费者。压力、液体和/或泡沫可以在喷射导向部分221和第一密封表面124之间被引导至向下方向144,从而不致喷射到消费者。现在参阅图7,此时,这种受控的压力释放可以使内部压力、液体和/或泡沫从容器内部110逸出。该内部压力穿过精制顶面122和顶板底部208之间。在经过精制顶面122之后,内部压力继续经过瓶角128逸出。在经过瓶角128之后,内部压力在第一密封表面124的喷射导向部分221和裙部内表面220之间继续。在经过喷射导向部分221之后,内部压力、液体和/或泡沫在向下方向144上被引导。
密封容器的状态
如前所述,密封容器90可以经受例如由于摇动和升温引起的内部压力的变化。这里将描述这种内部压力的各种典型阶段。如图10-13所示,采用一个随意比例尺80来详细表示密封容器90内的内部压力相对于容器外存在的环境压力的动态。比例尺80表示代表密封容器90最大压力容量的0-100%的范围。在图10所示的状态中,相对于环境状态(即,外部状态)来说,瓶内不存在压力,这是由于比例尺指示读数为最大容量的0%。另一方面,图13表示的状态中,密封容器90的内部压力已几乎达到最大压力容量,这是由于比例尺指示读数为最大容量的90%。已经确定,容器如装有啤酒等饮料的瓶子100可以具有从大约10p.s.i至100p.s.i变化的内部压力。
为了描述清楚起见,将要描述作用在一个表面上的压力产生力的物理原理。假定单位是相容的,力是表面积与压力的乘积。一个表面,例如,暴露于压力的顶板部208按照前述公式可求出一个力。对于这个实例来说,如果顶板底部208具有例如1.2平方英寸的表面积,并暴露于一个大于外部压力20磅/英寸2的内部压力,那么,顶板202就要经受沿向上方向142的24磅的力。在另一个实例中,由作用在裙部204上的内部压力引起的力可以通过不接触第一密封表面124的裙部内表面220的表面积乘以内部压力与外部压力之间的压差而求出。在介绍了所采用的随意比例尺80和作用在表面上以产生力的原理之后,现在详述不同的状态。
零压力状态
现在参阅图10,在零压力状态中,顶盖200可靠安装在瓶子100上,从而形成一个密封容器90,在内、外压力之间无压差。如随意比例尺80所示,内部压力基本是最大容量的0%。这种状态一般是恰好在如上所述的灌装和顶盖200的安装之后出现的。在这种状态中,密封表面是第一密封表面124和裙部内表面220之间的界面,以及捕获密封表面126和捕获部分226之间的界面。
顶板鼓起状态
现在参阅图11,在顶板鼓起状态中,在容器内存在内部压力的第一量引起顶板202的鼓起。如随意比例尺所示,压力是最小的,例如为最大容量的25%。顶板202可以鼓起一个距离D1。顶板202的鼓起是由于一个力,该力是按照前述原理由于顶底部208的表面积暴露于内部压力而产生的。在这种状态中,密封表面是第一密封表面124和裙部内表面220之间的界面,以及捕获密封表面126和捕获部分226之间的界面。
裙部屈服状态
在比顶板鼓起状态稍大的内部压力下,可以出现裙部屈服状态,如图12所示。如图12中随意比例尺80所示,内部压力稍高于顶板鼓起状态,例如为最大容量的55%。裙部屈服状态导致裙部204伸长一个距离D2。这种裙部屈服是内部压力施加在顶板底部208上引起的一个力的结果。该力使裙部处于张力下,这种张力使裙部屈服(即,“拉伸”)。在裙部屈服状态中,密封表面是第一密封表面124和裙部内表面220之间的界面,以及捕获密封表面126和捕获部分226之间的界面。
裙部鼓起状态
在稍高于裙部屈服状态的压力下,将出现裙部鼓起状态,如图13所示。如图13中随意比例尺80所示,压力稍高于裙部屈服状态,例如为最大容量的90%。裙部鼓起状态导致裙部在径向上屈服一个距离D3。裙部204的直径有了实质上的增加。在裙部鼓起状态中,内部压力作用在裙部内表面220上。作用在裙部内表面220上的该内部压力在径向上压迫裙部。因此,裙部内表面220和瓶子第一密封表面126之间的密封可以减至零,这是由于它们不彼此接触的缘故。在裙部鼓起状态中,密封表面是捕获密封表面126和捕获部分226之间、更具体来说是捕获密封表面和第三壁的第一表面227之间的界面。
容器状态的总结
当瓶子100内的压力增加时,提供密封的表面是变化的。现在针对出现的密封特性描述一个实例,其中瓶子100的内部压力从零增至100p.s.i.。在零压力状态(图10)中,由于第一密封表面124和裙部内表面200之间的接触,因而瓶子被密封。当瓶内压力相对于外部环境压力增加时,顶板202可能开始鼓起,如图11中的顶板鼓起状态所示。顶板202的底部208暴露于内部压力,从而使顶板202鼓起。在这种顶板鼓起状态中,作用在顶板202上的力被捕获密封表面126和捕获部分226之间增加的接触力抵消。当瓶子100内的压力继续增加时,在图12所示裙部屈服状态中,裙部204可能屈服。这种裙部屈服状态是作用在顶板底部208上的内部压力引起一个超过裙部204的受力容量性质的力的结果。因此,裙部204屈服上述距离‘D2’(图12)。由于作用在顶板202上的力正在增加。在捕获密封表面126和捕获部分226之间所引起的接触力增加。在裙部屈服状态中,第一密封表面124和裙部内表面220之间的接触使瓶子100密封。当压力继续增加时,裙部204可能暴露于一个内部压力,该内部压力超过保持裙部内表面220和第一密封表面124之间接触的能力。当瓶子100的内部压力在裙部内表面220上产生一个大于第一密封表面124和裙部内表面220之间的接触力的力时,裙部204在径向上挠曲,如图13中所示的裙部鼓起状态。在裙部鼓起状态中裙部204的这种挠曲表示为图13中的距离‘D3’。在裙部鼓起状态中,捕获密封表面126和捕获部分226之间接触压力继续增加,这是由于内部压力引起的力增加的缘部。另外,在裙部鼓起状态中,捕获密封表面126和捕获部分226之间的接触使瓶子100密封。
替代实施例
锥形密封表面
已经发现,至少一个锥形密封表面可使本发明的装置性能更好。可呈锥形的一个密封表面是第一密封表面124。可呈锥形的另一个密封表面是捕获密封表面126。图14-17表示各种锥形密封表面。应注意的是,为了图示的目的,图14-17所示的锥形密封表面的角度是夸大的。
现在参阅图14,一个锥形的第一密封表面124可被设置,以便增加顶盖200和瓶子100之间的密封力。在精制顶面122和在捕获密封表面126上,第一密封表面124可以具有两个不同的直径。第一密封表面124可以具有在精制顶面122附近的较大直径及在捕获密封表面126附近的较小直径。在这个替代实施例中,裙部204可以设有一个倾斜的内表面220,该表面基本匹配于第一密封表面124的锥度。第一密封表面124的锥度可以由裙部密封基准几何形状来描述,裙部密封基准几何形状是围绕中心纵轴线140旋转一根第三轴线226限定的。只是为了描述的目的,第三轴线在下文中称为裙部密封基准直线226。裙部密封基准直线226可在第一顶点228相交于中心纵轴线140,在下文中第一顶点称为裙部顶点228。图14中画出了第一角度229,该角度在下文中称为裙角229,指示裙部密封基准直线226和中心纵轴线140之间的角度。裙部密封基准直线226的旋转形成了三维的裙部密封基准几何形状,它代表了第一密封表面124的至少一部分所在的一个表面。作用在顶板202的下表面208上的内部压力的增加使顶板202及与其在工作中相连的所有特征在向上方向142上移动。顶板202的移动导致了裙部204在向上方向142上的伸长和移动。裙部204的移动和伸长增加了第一密封表面124和裙部内表面220之间的接触压力。接触压力的增加导致增大的密封效果。在该替代实施例中,裙角229可以是任何锐角。但是,裙角229也可选择为小于20度,更好是介于1至4度之间,最好为大约2度。
现在参阅图15,锥形的第二密封表面126可以被设置,以便增加顶盖200的密封力。锥形的第二密封表面126也可以称为捕获密封表面126。捕获密封表面126可以是倾斜的,以便尽可能增加捕获密封表面126和捕获部分126之间接触的表面积。在这个替代实施例中,捕获密封表面126是倾斜的,以便在图16所示的裙部鼓起状态中匹配于顶盖200的形状。现在参阅图16,捕获密封表面126的该锥度可以响应于作用于顶板202上的压力的增加而增加捕获密封表面126和捕获部分226之间的接触压力。捕获密封基准几何形状可以通过围绕中心纵轴线140旋转一根第四轴线270来限定,第四轴线在下文中称为捕获密封基准直线270。捕获密封基准直线270可在捕获部分顶点272与第二轴线150相交。在图15中画出了第二角度274,下文中称为捕获角274,指示捕获密封表面270和第二轴线150之间的角度。捕获密封基准直线270的旋转产生了三维捕获基准几何形状,该形状代表捕获密封表面126的至少一部分所在的表面。在图示实施例中,捕获角274可以是任何锐角。但是,捕获角274可以小于20度,更好是介于1至4度,最好为大约2度。通过在图16所示的最大压力状态中与顶盖200形状的匹配,施加在裙部204和捕获部分226上的弯曲应力可被尽量减小。另外,通过使捕获密封表面126倾斜,密封具有在捕获部分226和捕获密封表面126之间的最大表面积。瓶子100内的内部压力的增加,使捕获部分226和捕获密封表面126之间的表面积承受由于前述原理形成的接触压力的增加。
现在参阅图15,图示实施例具有一个锥形第一密封表面124和一个锥形捕获密封表面126。锥形第一密封表面124可提供在低压力下的密封,但是在高压力下则并不一定。因此,为了提供在高压力下的密封,采用了捕获密封表面126。这样,捕获密封表面126提供了在高压力下密封容器90的能力。因此,第一密封表面124可提供在较低压力下的密封,而捕获密封表面126则借助前述原理提供在较高压力下的密封。
减压机构
如前所述,密封容器90可经受引起密封容器90内的内部压力增加的状态。例如,这些状态可以包括内容物的摇动和温度的增加。为了将密封容器90的内部压力的这些变化限制于一个最大值,可以设置一个减压机构。减压机构可以将内部压力限制于一个预定压力,例如,100p.s.i.。瓶子100的内部压力可能需要限制,这是由于瓶子100在高于100p.s.i.,例如150P.S.i.的压力下可能损坏。因此,为了保证顶盖200或减压机构可以在瓶子100损坏前释放内部压力,可以设置一个安全极限。一个限制最大内部压力的机构可以是使刻痕252设有一个部分,该部分在密封容器90内的压力达到预定的最大值时脱开,如图17所示。虽然破碎的刻痕252导致一个打开的且不能消费的产品,但是,它却可保证使压力受到限制。另外,这种减压机构对消费者是可明显看到的。其它的减压机构已被构想出来,并也可结合在容器上。一个实例是在捕获部分226上形成的脆弱部分。作为另一个实例,在裙部204或顶板202上可设置类似于刻痕的特征,例如,在裙部上的一条平行于中心纵轴线140的直槽。
推力致动的小片
在图18和19所示的另一个替代实施例中,小片258可以被推力致动而非拉力致动。在这个替代实施例中,小片258还可设有一个悬伸部分280和一个支点部分282。如图19所增添,通过推动悬伸部分280,小片258可绕支点部分282转动。小片258的转动在刻痕252上施加应力。当刻痕252上的应力超过刻痕252的强度时,就使释放部分250在释放部位254处部分地脱离裙部204。在这个替代实施例的一个变型中,支点部分282可以被省略。在该变型中,推动悬伸部分280可引起围绕捕获部分226的转动,从而使刻痕252与裙部204脱开。
设有肋的裙部
现在参阅图20和21,在另一个替代实施例中,裙部204可设有多条肋,如肋290,292,这些肋,例如,肋290可增加裙部204的厚度,从而在裙部鼓起状态(图13)中减小裙部204的鼓起。另外,在顶盖200上可进行金属修饰。
衬片
在另一个替代实施例中,衬片(未画出)可设置在裙部内表面220和顶盖200的顶板下表面208上。衬片可以是适于提供密封的材料薄层。衬片可以是软的氨酯、软塑料、乳胶、橡胶或类似物。如果在任何密封表面如第一密封表面124和捕获密封表面126存在任何缺陷,那么,衬片可提供附加密封作用。另外,衬片可包括除氧添加剂,用于消耗密封容器90的内部110中存在的氧气。在该替代实施例的一个变型中,顶盖可以使用具有低硬度及内含除氧添加剂的材料来制造。
刻痕几何形状
在另一个替代实施例中,刻痕252(图2)可设有变化的几何形状。在该替代实施例中,刻痕252可具有变化的厚度,从而可改变使刻痕252断裂所需要的力。因此,刻痕252靠近释放部位254的部分可比刻痕252靠近连接部分256的部分易于断裂。这种变化的几何形状可以保证瓶子100内的内部压力可按照受控的方式释放。以受控方式释放压力可以使压力在裙部内表面220和瓶子第一密封表面124之间沿向下方向144被引导。
标记
现在参阅图21,在另一个替代实施例中,顶盖顶板202的上表面206可设置标记300。这种标记300可具有打开说明或回收说明。另外,标记300可提供出售商品的来源。
本发明的用于密封容器的装置和方法可以为密封容器如瓶子100提供一种成本效益合算的技术方案。封盖构件200可以使用具有超过传统材料的许多优点的材料来制造。更具体来说,塑料封盖构件,如顶盖200,与传统钢制顶盖相同方式,不会损害环境状况。另外,瓶子100具有一种适于触摸的结构(tactile-friendly design),从而更受消费者欢迎。瓶子100的适于触摸的结构没有任何螺纹或其它凸起。
在图示实施例中,顶盖200和瓶子100的几何形状被画成圆形。虽然典型的密封容器90的说明和附图涉及一种圆形的几何形状,但是,应当注意的是,这种几何形状也是可以改变的,例如,呈八边形、方形或三角形。另外,应当注意的是,附图所示的本发明的装置没有倒角或倒棱。显然,瓶子100和顶盖200的各个角部如瓶角128(图5)也可以具有倒角,以避免锐利的角部。