專利名稱：容器、容器封蓋及方法
技術領域：
本發明一般來說涉及密封容器，更具體來說涉及用于密封容器的封蓋構件。
容器用于各種用途。一個具體的應用是液體如奎寧水、汽水、啤酒等的儲存和分配。
一種容器是瓶子。瓶子可以用多種制造方法如型坯吹模法、擠壓吹模法及壓力鑄造法來制造。在飲料工業中通常采用的一種這樣的方法是玻璃型坯吹模法。
容器如瓶子一般是用封蓋構件密封的。封蓋構件可以是各種常用的構件如軟木塞、頂蓋或爪旋蓋，這里僅舉幾種。一般來說，玻璃飲料瓶是用稱為頂蓋(crowns)的封蓋構件密封的。頂蓋傳統上是用鋼制成，內設襯片。鋼頂蓋通常是用金屬沖壓制造法制造，然后經過處理以防生銹。襯片是作為密封件設置在常常稱為精制頂面的瓶子最上表面和頂蓋之間。襯片一般是用軟氨酯、軟塑料、乳膠、橡膠或類似材料制成的。
為了密封傳統的玻璃瓶，在灌裝后將頂蓋放置在瓶子頂部上。然后，將頂蓋壓在瓶子上，使頂蓋圍繞瓶子頂部成形(即，彎曲)。這樣，襯片就壓緊在精制頂面上，從而形成密封容器。
在本發明的一個實施例中提供一種密封容器，它包括一個容器，該容器限定一根中心縱軸線和一根與所述中心縱軸線相交的第二軸線，其中所述第二軸線垂直于所述中心縱軸線延伸，所述容器包括一個在所述容器內的內部；一個相對于所述容器內部相反設置的容器外部；一個在所述容器內部和所述容器外部之間提供流體連通的開口；一個第一密封表面，其至少一部分位于一根在所述容器外部上形成的第三軸線上，其中所述第三軸線與所述第二軸線成橫向延伸；在所述容器內部中的一些液體；一個密封所述開口的封蓋構件，所述封蓋構件包括一個第一壁部，其包括第一壁部的第一表面；一個從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鄰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體；以及其中所述一些液體內含有溶解的氣體。
在本發明的另一個實施例中也可提供一種用于密封容器的塑料無螺紋封蓋構件，所述容器包括一個處于容器內部壓力的容器內部，所述封蓋構件包括一個第一壁部，它包括第一壁部的第一表面和一個與所述第一壁部的第一表面相對設置的第一壁部的第二表面；一個從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軸線上，以相對于所述第二壁部的第一表面相對設置的第二壁部的第二表面；一個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內部壓力。
在本發明的另一個實施例中也可提供一種密封容器，它包括一個容器，所述容器包括一個在所述容器內的容器內部；一個相對于所述容器內部相對設置的容器外部；一個在所述容器內部和所述容器外部之間形成流體連通的開口；一個在所述容器外部上形成的容器第一密封表面；一些容納在所述容器內部中的液體；一個密封所述開口的封蓋構件，所述封蓋構件包括在其上的封蓋構件的第一表面；其中所述密封容器至少包括一個第一狀態和一個第二狀態；其中，在所述第一狀態中所述容器內部處于第一壓力；以及所述封蓋構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，在所述第二狀態中所述容器內部處于第二壓力；以及所述封蓋構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；以及其中所述第二壓力大于所述第一壓力，所述第二水平的力大于所述第一水平的力。
在本發明的另一個實施例中也可提供一種密封容器的方法，它包括提供一容器，該容器限定一根中心縱軸線和一根與所述中心縱軸線相交的第二軸線，其中所述第二軸線垂直于所述中心縱軸線，所述容器包括一個在所述容器內的容器內部；一個相對于所述容器內部相對設置的容器外部；一個在所述容器內部和所述容器外部之間提供流體連通的開口；一個第一密封表面，它的一部分位于在所述容器外部上形成的第三軸線上；提供一個封蓋構件，它包括一個第一壁部，它包括第一壁部的第一表面；一個從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；將一些液體分配入所述容器內部；移動所述封蓋構件，使其與所述容器接觸；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體。
圖1是具有一個瓶子和一個裝在瓶子上的頂蓋的密封容器的側視圖。
圖2是圖1所示頂蓋的立體圖。
圖3是圖1所示頂蓋的平面圖。
圖4是圖1所示頂蓋的側視圖。
圖5是圖1所示頂蓋在瓶子上安裝中沿圖3中5-5線截取的剖視圖。
圖6是圖1所示頂蓋在瓶子上安裝后沿圖3中6-6線截取的剖視圖。
圖7是圖1所示頂蓋沿圖3中7-7線截取的剖視圖，表示刻痕已被弄斷以便從裙部解脫一個釋放部分。
圖8是為了開始從裙部解脫釋放部分而拉動小片之后圖7所示頂蓋的立體圖。
圖9是釋放部分從圖8的頂蓋繼續解脫的立體圖。
圖10的示意圖表示在零壓力狀態下的圖1所示的頂蓋和瓶子。
圖11的示意圖表示在頂板鼓起狀態中的圖1所示的頂蓋和瓶子。
圖12的示意圖表示在裙部屈服狀態中的圖1所示的頂蓋和瓶子。
圖13的示意圖表示在裙部鼓起狀態中的圖1所示的頂蓋和瓶子。
圖14是圖1的頂蓋具有錐形第一密封表面的替代實施例的局部剖視圖。
圖15是圖1的頂蓋具有圖14的錐形第一密封表面和錐形捕獲密封表面的替代實施例的局部剖視圖。
圖16是在圖13的裙部鼓起的狀態中圖15的具有錐形第一密封表面和錐形捕獲密封表面的頂蓋的替代實施例的局部剖視圖。
圖17是具有減壓安全閥的圖1的頂蓋的替代實施例的剖視圖。
圖18是帶有推力釋放片的圖1的頂蓋的替代實施例的立體圖。
圖19是圖18所示的具有推力釋放片的頂蓋的替代實施例的剖視圖。
圖20是圖1的頂蓋具有在其上形成的多個肋的替代實施例的側視圖。
圖21是圖20所示頂蓋具有多個肋和標記的替代實施例的平面圖。
現在參閱圖1，密封容器90可以包括一個容器100和一個封蓋構件200。只是為了描述的目的，容器100可在本文中稱為瓶子100。另外，只是為了描述的目的，密封容器200在本文中可稱為頂蓋200。
現在進一步參閱圖1，瓶子100可設有頂部102、底部104、周壁106和頸部120。瓶子100可構制成圓筒狀幾何形狀，靠近底部104具有較大直徑，而靠近頂部102具有較小的直徑。但是，應注意的是，瓶子可制成任意的幾何形狀。頸部120、周壁106和底部104可以限定一個相對較薄壁的物體，該物體具有一個開口108(圖5)、一個容器內部110(圖5)和一個容器外部112。
瓶子100可由多種成分構成如塑料或玻璃。現在參閱圖5，瓶子100在頂部102中可具有各種特征。瓶子100可設有最上的部分122，下文中稱為精制頂面122、第一密封表面124和第二密封表面，下文中稱為捕獲密封表面126。精制頂面122設在瓶子100的頂部102上。開口108穿過精制頂面122設置，以便在容器內部110和容器外部112之間形成流體連通。第一密封表面124可在容器外部112設置在頂部102上。第一密封表面124可被形成得具有鄰近于精制頂面122的圓筒形幾何形狀。瓶角128可設置在精制頂面122和第一密封表面124的過渡部位。雖然瓶角128在圖中為圖示的目的畫成“銳利的”角部，但是，在制造時，由于制造方面的考慮，瓶子上特征如瓶角128顯然通常具有倒角或倒棱。捕獲密封表面126可以就在第一密封表面124下面設置。捕獲密封表面126可以基本平行于精制頂面122且鄰近于第一密封表面124。下文將詳述，第一密封表面124和捕獲密封表面126在一個替代實施例中可被形成得具有錐角。另外，第一密封表面124和捕獲密封表面126的幾何形狀可以是彎曲的或與圖示實施例有其它的不同；例如，密封表面124、126可以是凹的、凸的，具有圓周肋或其它形狀變化。
為了便于描述本發明的設備，采用一個坐標系。應注意的是，該坐標系并非瓶子100或頂蓋200的實際物理特征，而只是用于描述的工具。該坐標系可以包括一個中心縱軸線140，圖1。現在參閱圖5，中心縱軸線140是一條在第一方向144和相反的第二方向142上無限延伸的直線。為了清楚地描述起見，方向142在這里可稱為向上的方向142，方向144在這里可以稱為向下的方向，顯然這些術語是相對的，這取決于瓶子100的取向。向上和向下的方向142、144都起源于精制頂面122。中心縱軸線140與瓶子100的理論中心對準。由于中心縱軸線140延伸得超過瓶子100的限制，中心縱軸線穿過開口108的中心和底部104(圖1)的中心。
現在參閱圖5，坐標系的另一根軸線是第二軸線150。第二軸線150是一條與中心軸線140相交，構成垂直交叉的基準直線。在實施例中，第二軸線150與瓶子的精制頂面122共面。但是，應當注意的是，第二軸線150的這個位置只是交叉點的一個例子，這個位置只是為了描述的目的。第二軸線150也可以在任意點上與中心線軸線140相交。另外，第二軸線142從與中心縱軸線140的交點在兩個方向上延伸。
現在參閱圖5，頂蓋200設置在密封容器90(圖1)上。頂蓋200是一個封蓋裝置，用于密封瓶子的內部110，從而使容器內部110與外界分開。現在參閱圖2，頂蓋200設有第一壁部202和第二壁部204。只是為了描述的目的，下文中第一壁部稱為頂板202。另外，第二壁部204在下文中稱為裙部204。頂板202設有一個上表面206。相反設置的第一壁部的第一表面208和一個倒棱210。只是為了描述的目的，第一壁部的第一表面208下文中將稱為下表面208(圖5)。上、下表面206，208和倒棱210限定了一個直徑稍大于瓶子100的精制頂面122的盤狀幾何形狀。頂蓋200可以用包括塑料的多種材料中的任一種制成。可以制造頂蓋的適當塑料的實例是聚乙烯和聚丙烯。
現在參閱圖5，裙部204可以設置在頂板202的下表面208上。裙部204可限定一個基本呈圓筒形幾何形狀，其稍大于瓶子100的第一密封表面124。裙部204設有一個第二壁部的第一表面220、一個相對設置的第二壁部的第二表面222和一個底部224。只是為了說明的目的，第二壁部的第一表面220在下文中稱為裙部內表面220。另外，第二壁部的第二表面222在下文中稱為裙部外表面222。裙部204還可設有一個第三壁部226。只是為了描述的目的，第三壁部226在下文中稱為掣子226。掣子226可設有一個第三壁部的第一表面227。掣子226可在裙部的底部224附近從裙部內表面220突出。掣子226可以構成圍繞整個內表面220的連續的圓周特征。裙部204還可設有一個斜面230。斜面230可以構成裙部的底部224上的內部倒棱。現在參閱圖15，一個斜面基準幾何形狀可以由圍繞中心縱軸線140旋轉的一根第五軸線限定，第五軸線在下文中稱為斜面基準直線。斜面基準直線在斜面頂點234與中心縱軸線140相交。在圖15中畫出一個第三角264，該角在下文中稱作斜面角，指示斜面基準直線232和中心縱軸線140之間的角度。斜面基準直線232的旋轉形成代表斜面230的至少一部分所在表面的三維斜面基準幾何形狀。在圖示實施例中，斜面角264大約為120°，但是，斜面角264也可以是任意的鈍角。
現在參閱圖2，裙部204還可以設有一個釋放部分250。釋放部分250可以由設置在裙部204上的特征限定。這種特征可以包括一個螺旋形脆弱部分252、一個撕開部分254、一個連接部分256和一個小片258。只是為了描述的目的，螺旋形脆弱部分252在下文中稱為刻痕252。刻痕252可以設置在裙部204的外表面222上。現在參閱圖4，在一個實施例中，刻痕252是在裙部204上的一條槽。刻痕252使裙部204的壁厚減小，從而提供了裙部204和釋放部分205之間的分離部分。另外，刻痕252可以設有一個從裙部204的底部延伸的垂向部分253(圖9)。在圖示實施例中，刻痕252從裙部204的底部224沿圓筒形豎直向上的方向142以螺旋形方式向頂板202延伸。刻痕252的至少一部分可位于一個刻痕基準面268上，刻痕基準面與頂板基準面268相交，如圖4所示。撕開部分254位于裙部204的底部224附近，連接于小片258。連接部分256可位于釋放部分250與撕開部分254相反的那一側上。連接部分256在刻痕252已被撕開時用于將釋放部分250保留在裙部204上，這將在下文中描述。
如圖5所示，頂蓋200安裝在瓶子100上以形成密封容器90(圖6)。在灌注操作期間，液體通過開口108分配入瓶子100的內部110。可分配入瓶子100的液體可以是多種液體中的任意一種。這種液體可以是水溶液，或也可以是其中含有氣體。含有氣體的液體可以含有多種氣體如含碳氣體、惰性氣體或充氧氣體中的任意一種。一旦足夠量的液體分配入瓶子100，頂蓋200就被裝在瓶子100上。頂蓋200裝在瓶子100上就形成了密封容器90。
現在參閱圖5，通過將裙部的底部224鄰接于瓶子100的精制頂面122設置，從而將頂蓋200裝在瓶子100上。頂蓋200在向下方向144上運行，直至斜面230接觸瓶角128。頂蓋200沿向下方向144受壓，從而使裙部204撓曲。裙部204以一種方式撓曲，使裙部204的圓周暫時增大，從而使掣子226經過瓶角128。當在向下方向144上進一步運行時，掣子226在第一密封表面124上滑動。當頂蓋運行直至頂板202的底部208接觸精制頂面122時，掣子226與掣子密封表面126咬合接觸，如圖6所示。裙部204的撓曲之所以出現是由于頂蓋200的構成和本文公開的設計的緣故。值得注意的是，頂蓋200的安裝給予頂蓋200的力并不顯著改變頂蓋的形狀。因此，安裝力小于引起頂蓋200永久變形的力(即，安裝力小于材料的彈性極限)。因此，在頂蓋200“咬合”在瓶子100上之后，頂蓋保持其制造時類似的尺寸。
當密封容器90被包裝以便運輸時，密封容器90被送往目的地。為了以后的描述，值得注意的是，這種配送可能引起密封容器90的搖動和/或升溫。密封容器90的搖動和升溫可以導致液體內，特別是諸如汽水、奎寧水、啤酒、碳酸水(seltzer water)等含有氣體的液體內壓力的提高。因此，密封容器90要求內部壓力變化的一定容量。因此，密封容器90可以在一個壓力范圍內提供密封，以便保證內裝的液體不致泄露或變壞。
在灌裝和配送后的某一時刻，密封容器90被消費者打開。現在參閱圖8，為了打開密封容器90，消費者拉動頂蓋200上的小片258。通過拉動小片258，刻痕252斷裂，使釋放部分250的撕開部分254從裙部204分開。如圖7所示，釋放部分250的分開導致捕獲部分226的一部分運動而與捕獲密封表面126脫開。由于捕獲部分226不再與捕獲密封表面126接合，密封容器90內的內部壓力可以開始從瓶子100逸出。如圖9所示，進一步拉動小片258使釋放部分250在刻痕252上繼續分離，直至連接部分256。在進一步拉動刻痕252的過程中，釋放部分250進一步與裙部204分離，瓶子100內的任何殘余內部壓力可以被釋放。當釋放部分250只是借助連接部分256吊掛在裙部204上時，整個頂蓋200可從瓶子100拆下。當從瓶子100完全拆除頂蓋200時，釋放部分250仍連接于裙部204。由于頂蓋200已從瓶子100拆下，因而通過開口108可取用瓶內的內容物。
值得注意的是，刻痕252的螺旋形狀導致在裙部內表面220的一個噴射導向部分221，從而可控制釋放，如圖9所示。受控的壓力釋放可以使壓力的釋放、液體和/或泡沫朝著向下方向144。因此，當密封容器90被打開時，壓力的釋放、液體和/或泡沫不會指向消費者。壓力、液體和/或泡沫可以在噴射導向部分221和第一密封表面124之間被引導至向下方向144，從而不致噴射到消費者。現在參閱圖7，此時，這種受控的壓力釋放可以使內部壓力、液體和/或泡沫從容器內部110逸出。該內部壓力穿過精制頂面122和頂板底部208之間。在經過精制頂面122之后，內部壓力繼續經過瓶角128逸出。在經過瓶角128之后，內部壓力在第一密封表面124的噴射導向部分221和裙部內表面220之間繼續。在經過噴射導向部分221之后，內部壓力、液體和/或泡沫在向下方向144上被引導。
密封容器的狀態如前所述，密封容器90可以經受例如由于搖動和升溫引起的內部壓力的變化。這里將描述這種內部壓力的各種典型階段。如圖10-13所示，采用一個隨意比例尺80來詳細表示密封容器90內的內部壓力相對于容器外存在的環境壓力的動態。比例尺80表示代表密封容器90最大壓力容量的0-100％的范圍。在圖10所示的狀態中，相對于環境狀態(即，外部狀態)來說，瓶內不存在壓力，這是由于比例尺指示讀數為最大容量的0％。另一方面，圖13表示的狀態中，密封容器90的內部壓力已幾乎達到最大壓力容量，這是由于比例尺指示讀數為最大容量的90％。已經確定，容器如裝有啤酒等飲料的瓶子100可以具有從大約10p.s.i至100p.s.i變化的內部壓力。
為了描述清楚起見，將要描述作用在一個表面上的壓力產生力的物理原理。假定單位是相容的，力是表面積與壓力的乘積。一個表面，例如，暴露于壓力的頂板部208按照前述公式可求出一個力。對于這個實例來說，如果頂板底部208具有例如1.2平方英寸的表面積，并暴露于一個大于外部壓力20磅/英寸2的內部壓力，那么，頂板202就要經受沿向上方向142的24磅的力。在另一個實例中，由作用在裙部204上的內部壓力引起的力可以通過不接觸第一密封表面124的裙部內表面220的表面積乘以內部壓力與外部壓力之間的壓差而求出。在介紹了所采用的隨意比例尺80和作用在表面上以產生力的原理之后，現在詳述不同的狀態。
零壓力狀態現在參閱圖10，在零壓力狀態中，頂蓋200可靠安裝在瓶子100上，從而形成一個密封容器90，在內、外壓力之間無壓差。如隨意比例尺80所示，內部壓力基本是最大容量的0％。這種狀態一般是恰好在如上所述的灌裝和頂蓋200的安裝之后出現的。在這種狀態中，密封表面是第一密封表面124和裙部內表面220之間的界面，以及捕獲密封表面126和捕獲部分226之間的界面。
頂板鼓起狀態現在參閱圖11，在頂板鼓起狀態中，在容器內存在內部壓力的第一量引起頂板202的鼓起。如隨意比例尺所示，壓力是最小的，例如為最大容量的25％。頂板202可以鼓起一個距離D1。頂板202的鼓起是由于一個力，該力是按照前述原理由于頂底部208的表面積暴露于內部壓力而產生的。在這種狀態中，密封表面是第一密封表面124和裙部內表面220之間的界面，以及捕獲密封表面126和捕獲部分226之間的界面。
裙部屈服狀態在比頂板鼓起狀態稍大的內部壓力下，可以出現裙部屈服狀態，如圖12所示。如圖12中隨意比例尺80所示，內部壓力稍高于頂板鼓起狀態，例如為最大容量的55％。裙部屈服狀態導致裙部204伸長一個距離D2。這種裙部屈服是內部壓力施加在頂板底部208上引起的一個力的結果。該力使裙部處于張力下，這種張力使裙部屈服(即，“拉伸”)。在裙部屈服狀態中，密封表面是第一密封表面124和裙部內表面220之間的界面，以及捕獲密封表面126和捕獲部分226之間的界面。
裙部鼓起狀態在稍高于裙部屈服狀態的壓力下，將出現裙部鼓起狀態，如圖13所示。如圖13中隨意比例尺80所示，壓力稍高于裙部屈服狀態，例如為最大容量的90％。裙部鼓起狀態導致裙部在徑向上屈服一個距離D3。裙部204的直徑有了實質上的增加。在裙部鼓起狀態中，內部壓力作用在裙部內表面220上。作用在裙部內表面220上的該內部壓力在徑向上壓迫裙部。因此，裙部內表面220和瓶子第一密封表面126之間的密封可以減至零，這是由于它們不彼此接觸的緣故。在裙部鼓起狀態中，密封表面是捕獲密封表面126和捕獲部分226之間、更具體來說是捕獲密封表面和第三壁的第一表面227之間的界面。
容器狀態的總結當瓶子100內的壓力增加時，提供密封的表面是變化的。現在針對出現的密封特性描述一個實例，其中瓶子100的內部壓力從零增至100p.s.i.。在零壓力狀態(圖10)中，由于第一密封表面124和裙部內表面200之間的接觸，因而瓶子被密封。當瓶內壓力相對于外部環境壓力增加時，頂板202可能開始鼓起，如圖11中的頂板鼓起狀態所示。頂板202的底部208暴露于內部壓力，從而使頂板202鼓起。在這種頂板鼓起狀態中，作用在頂板202上的力被捕獲密封表面126和捕獲部分226之間增加的接觸力抵消。當瓶子100內的壓力繼續增加時，在圖12所示裙部屈服狀態中，裙部204可能屈服。這種裙部屈服狀態是作用在頂板底部208上的內部壓力引起一個超過裙部204的受力容量性質的力的結果。因此，裙部204屈服上述距離‘D2’(圖12)。由于作用在頂板202上的力正在增加。在捕獲密封表面126和捕獲部分226之間所引起的接觸力增加。在裙部屈服狀態中，第一密封表面124和裙部內表面220之間的接觸使瓶子100密封。當壓力繼續增加時，裙部204可能暴露于一個內部壓力，該內部壓力超過保持裙部內表面220和第一密封表面124之間接觸的能力。當瓶子100的內部壓力在裙部內表面220上產生一個大于第一密封表面124和裙部內表面220之間的接觸力的力時，裙部204在徑向上撓曲，如圖13中所示的裙部鼓起狀態。在裙部鼓起狀態中裙部204的這種撓曲表示為圖13中的距離‘D3’。在裙部鼓起狀態中，捕獲密封表面126和捕獲部分226之間接觸壓力繼續增加，這是由于內部壓力引起的力增加的緣部。另外，在裙部鼓起狀態中，捕獲密封表面126和捕獲部分226之間的接觸使瓶子100密封。
替代實施例錐形密封表面已經發現，至少一個錐形密封表面可使本發明的裝置性能更好。可呈錐形的一個密封表面是第一密封表面124。可呈錐形的另一個密封表面是捕獲密封表面126。圖14-17表示各種錐形密封表面。應注意的是，為了圖示的目的，圖14-17所示的錐形密封表面的角度是夸大的。
現在參閱圖14，一個錐形的第一密封表面124可被設置，以便增加頂蓋200和瓶子100之間的密封力。在精制頂面122和在捕獲密封表面126上，第一密封表面124可以具有兩個不同的直徑。第一密封表面124可以具有在精制頂面122附近的較大直徑及在捕獲密封表面126附近的較小直徑。在這個替代實施例中，裙部204可以設有一個傾斜的內表面220，該表面基本匹配于第一密封表面124的錐度。第一密封表面124的錐度可以由裙部密封基準幾何形狀來描述，裙部密封基準幾何形狀是圍繞中心縱軸線140旋轉一根第三軸線226限定的。只是為了描述的目的，第三軸線在下文中稱為裙部密封基準直線226。裙部密封基準直線226可在第一頂點228相交于中心縱軸線140，在下文中第一頂點稱為裙部頂點228。圖14中畫出了第一角度229，該角度在下文中稱為裙角229，指示裙部密封基準直線226和中心縱軸線140之間的角度。裙部密封基準直線226的旋轉形成了三維的裙部密封基準幾何形狀，它代表了第一密封表面124的至少一部分所在的一個表面。作用在頂板202的下表面208上的內部壓力的增加使頂板202及與其在工作中相連的所有特征在向上方向142上移動。頂板202的移動導致了裙部204在向上方向142上的伸長和移動。裙部204的移動和伸長增加了第一密封表面124和裙部內表面220之間的接觸壓力。接觸壓力的增加導致增大的密封效果。在該替代實施例中，裙角229可以是任何銳角。但是，裙角229也可選擇為小于20度，更好是介于1至4度之間，最好為大約2度。
現在參閱圖15，錐形的第二密封表面126可以被設置，以便增加頂蓋200的密封力。錐形的第二密封表面126也可以稱為捕獲密封表面126。捕獲密封表面126可以是傾斜的，以便盡可能增加捕獲密封表面126和捕獲部分126之間接觸的表面積。在這個替代實施例中，捕獲密封表面126是傾斜的，以便在圖16所示的裙部鼓起狀態中匹配于頂蓋200的形狀。現在參閱圖16，捕獲密封表面126的該錐度可以響應于作用于頂板202上的壓力的增加而增加捕獲密封表面126和捕獲部分226之間的接觸壓力。捕獲密封基準幾何形狀可以通過圍繞中心縱軸線140旋轉一根第四軸線270來限定，第四軸線在下文中稱為捕獲密封基準直線270。捕獲密封基準直線270可在捕獲部分頂點272與第二軸線150相交。在圖15中畫出了第二角度274，下文中稱為捕獲角274，指示捕獲密封表面270和第二軸線150之間的角度。捕獲密封基準直線270的旋轉產生了三維捕獲基準幾何形狀，該形狀代表捕獲密封表面126的至少一部分所在的表面。在圖示實施例中，捕獲角274可以是任何銳角。但是，捕獲角274可以小于20度，更好是介于1至4度，最好為大約2度。通過在圖16所示的最大壓力狀態中與頂蓋200形狀的匹配，施加在裙部204和捕獲部分226上的彎曲應力可被盡量減小。另外，通過使捕獲密封表面126傾斜，密封具有在捕獲部分226和捕獲密封表面126之間的最大表面積。瓶子100內的內部壓力的增加，使捕獲部分226和捕獲密封表面126之間的表面積承受由于前述原理形成的接觸壓力的增加。
現在參閱圖15，圖示實施例具有一個錐形第一密封表面124和一個錐形捕獲密封表面126。錐形第一密封表面124可提供在低壓力下的密封，但是在高壓力下則并不一定。因此，為了提供在高壓力下的密封，采用了捕獲密封表面126。這樣，捕獲密封表面126提供了在高壓力下密封容器90的能力。因此，第一密封表面124可提供在較低壓力下的密封，而捕獲密封表面126則借助前述原理提供在較高壓力下的密封。
減壓機構如前所述，密封容器90可經受引起密封容器90內的內部壓力增加的狀態。例如，這些狀態可以包括內容物的搖動和溫度的增加。為了將密封容器90的內部壓力的這些變化限制于一個最大值，可以設置一個減壓機構。減壓機構可以將內部壓力限制于一個預定壓力，例如，100p.s.i.。瓶子100的內部壓力可能需要限制，這是由于瓶子100在高于100p.s.i.，例如150P.S.i.的壓力下可能損壞。因此，為了保證頂蓋200或減壓機構可以在瓶子100損壞前釋放內部壓力，可以設置一個安全極限。一個限制最大內部壓力的機構可以是使刻痕252設有一個部分，該部分在密封容器90內的壓力達到預定的最大值時脫開，如圖17所示。雖然破碎的刻痕252導致一個打開的且不能消費的產品，但是，它卻可保證使壓力受到限制。另外，這種減壓機構對消費者是可明顯看到的。其它的減壓機構已被構想出來，并也可結合在容器上。一個實例是在捕獲部分226上形成的脆弱部分。作為另一個實例，在裙部204或頂板202上可設置類似于刻痕的特征，例如，在裙部上的一條平行于中心縱軸線140的直槽。
推力致動的小片在圖18和19所示的另一個替代實施例中，小片258可以被推力致動而非拉力致動。在這個替代實施例中，小片258還可設有一個懸伸部分280和一個支點部分282。如圖19所增添，通過推動懸伸部分280，小片258可繞支點部分282轉動。小片258的轉動在刻痕252上施加應力。當刻痕252上的應力超過刻痕252的強度時，就使釋放部分250在釋放部位254處部分地脫離裙部204。在這個替代實施例的一個變型中，支點部分282可以被省略。在該變型中，推動懸伸部分280可引起圍繞捕獲部分226的轉動，從而使刻痕252與裙部204脫開。
設有肋的裙部現在參閱圖20和21，在另一個替代實施例中，裙部204可設有多條肋，如肋290，292，這些肋，例如，肋290可增加裙部204的厚度，從而在裙部鼓起狀態(圖13)中減小裙部204的鼓起。另外，在頂蓋200上可進行金屬修飾。
襯片在另一個替代實施例中，襯片(未畫出)可設置在裙部內表面220和頂蓋200的頂板下表面208上。襯片可以是適于提供密封的材料薄層。襯片可以是軟的氨酯、軟塑料、乳膠、橡膠或類似物。如果在任何密封表面如第一密封表面124和捕獲密封表面126存在任何缺陷，那么，襯片可提供附加密封作用。另外，襯片可包括除氧添加劑，用于消耗密封容器90的內部110中存在的氧氣。在該替代實施例的一個變型中，頂蓋可以使用具有低硬度及內含除氧添加劑的材料來制造。
刻痕幾何形狀在另一個替代實施例中，刻痕252(圖2)可設有變化的幾何形狀。在該替代實施例中，刻痕252可具有變化的厚度，從而可改變使刻痕252斷裂所需要的力。因此，刻痕252靠近釋放部位254的部分可比刻痕252靠近連接部分256的部分易于斷裂。這種變化的幾何形狀可以保證瓶子100內的內部壓力可按照受控的方式釋放。以受控方式釋放壓力可以使壓力在裙部內表面220和瓶子第一密封表面124之間沿向下方向144被引導。
標記現在參閱圖21，在另一個替代實施例中，頂蓋頂板202的上表面206可設置標記300。這種標記300可具有打開說明或回收說明。另外，標記300可提供出售商品的來源。
本發明的用于密封容器的裝置和方法可以為密封容器如瓶子100提供一種成本效益合算的技術方案。封蓋構件200可以使用具有超過傳統材料的許多優點的材料來制造。更具體來說，塑料封蓋構件，如頂蓋200，與傳統鋼制頂蓋相同方式，不會損害環境狀況。另外，瓶子100具有一種適于觸摸的結構(tactile-friendly design)，從而更受消費者歡迎。瓶子100的適于觸摸的結構沒有任何螺紋或其它凸起。
在圖示實施例中，頂蓋200和瓶子100的幾何形狀被畫成圓形。雖然典型的密封容器90的說明和附圖涉及一種圓形的幾何形狀，但是，應當注意的是，這種幾何形狀也是可以改變的，例如，呈八邊形、方形或三角形。另外，應當注意的是，附圖所示的本發明的裝置沒有倒角或倒棱。顯然，瓶子100和頂蓋200的各個角部如瓶角128(圖5)也可以具有倒角，以避免銳利的角部。
權利要求
1.一種密封容器，它包括一個容器，該容器限定一根中心縱軸線和一根與所述中心縱軸線相交的第二軸線，其中所述第二軸線垂直于所述中心縱軸線延伸，所述容器包括一個在所述容器內的內部；一個相對于所述容器內部相反設置的容器外部；一個在所述容器內部和所述容器外部之間提供流體連通的開口；一個第一密封表面，其至少一部分位于一根在所述容器外部上形成的第三軸線上，其中所述第三軸線與所述第二軸線成橫向延伸；在所述容器內部中的一些液體；一個密封所述開口的封蓋構件，所述封蓋構件包括一個第一壁部，其包括第一壁部的第一表面；一個從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鄰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體；以及其中所述一些液體內含有溶解的氣體。
2.如權利要求1所述的密封容器，其特征在于所述容器還限定一個第一方向，該第一方向沿所述中心縱軸線從所述開口向著所述容器內部延伸；其中所述容器還限定一個第一頂點，該第一頂點位于所述第三軸線與所述中心縱軸線的交點，以及其中所述第一頂點處于從所述開口的所述第一方向上。
3.如權利要求2所述的密封容器，其特征在于所述容器還限定一個在所述第一密封表面和所述中心縱軸線之間形成的第一角度。其中所述第一角度小于10度。
4.如權利要求1所述的密封容器，其特征在于所述容器還包括一個第二密封表面，其至少一部分位于在所述容器外部上形成的一根第四軸線上，其中所述第四軸線與所述中心縱軸線成橫向延伸；所述封蓋構件還包括一個從所述第二壁部延伸的第三壁部，所述第三壁部包括第三壁部的第一表面；以及其中所述第三壁部的第一表面的至少一部分相鄰于所述第二密封表面。
5.如權利要求4所述的密封容器，其特征在于所述容器還限定一個在所述第四軸線和所述第二軸線之間形成的第二角度；以及所述第二角度是銳角。
6.如權利要求1所述的密封容器，其特征在于所述容器外部處于環境壓力；所述容器內部處于內部壓力；以及所述內部壓力至少比所述環境壓力高10磅/英寸2。
7.一種用于密封容器的塑料無螺紋封蓋構件，所述容器包括一個處于容器內部壓力的容器內部，所述封蓋構件包括一個第一壁部，它包括第一壁部的第一表面和一個與所述第一壁部的第一表面相對設置的第一壁部的第二表面；一個從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軸線上，以相對于所述第二壁部的第一表面相對設置的第二壁部的第二表面；一個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內部壓力。
8.如權利要求7所述的塑料無螺紋封蓋構件，其特征在于所述封蓋構件限定一個沿一中心縱軸線從所述第一壁部的第一表面背離所述第一壁部的第二表面延伸的第一方向，以及一個位于所述第三軸線和所述中心縱軸線交點上的第一頂點；其中所述第一頂點處于從所述第一壁部的第一表面的所述第一方向上。
9.如權利要求8所述的塑料無螺紋封蓋構件，其特征在于所述封蓋構件還限定一個在所述第二壁部的第一表面和所述中心縱軸線之間形成的第一角度；其中所述第一角度小于10度。
10.如權利要求7所述的塑料無螺紋封蓋構件，其特征在于所述封蓋構件還包括一個從所述第二壁部延伸的第三壁部，所述第三壁部包括第三壁部的第一表面。
11.如權利要求10所述的塑料無螺紋封蓋構件，其特征在于所述封蓋構件還限定一根第二軸線，其中所述第二軸線垂直于所述中心縱軸線延伸，其中所述容器還限定一個在所述第四軸線和所述第二軸線之間形成的第二角度；以及所述第二角度是銳角。
12.一種密封容器，它包括一個容器，所述容器包括一個在所述容器內的容器內部；一個相對于所述容器內部相對設置的容器外部；一個在所述容器內部和所述容器外部之間形成流體連通的開口；一個在所述容器外部上形成的容器第一密封表面；一些容納在所述容器內部中的液體；一個密封所述開口的封蓋構件，所述封蓋構件包括在其上的封蓋構件的第一表面；其中所述密封容器至少包括一個第一狀態和一個第二狀態；其中，在所述第一狀態中所述容器內部處于第一壓力；以及所述封蓋構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，在所述第二狀態中所述容器內部處于第二壓力；以及所述封蓋構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；以及其中所述第二壓力大于所述第一壓力，所述第二水平的力大于所述第一水平的力。
13.如權利要求12所述的密封容器，其特征在于所述容器限定一根中心縱軸線和一根與所述中心縱軸線相交的第二軸線，所述第二軸線垂直于所述中心縱軸線；所述容器限定一根第三軸線，其中所述第三軸線與所述第二軸線成橫向；以及所述容器的第一密封表面的至少一部分位于所述第三軸線上。
14.如權利要求13所述的密封容器，其特征在于所述封蓋構件還包括一個第一壁部，它包括第一壁部的第一表面；一個從所述第一壁部延伸的第二壁部；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體；以及所述封蓋構件的第一表面是在所述第二壁部上形成的。
15.如權利要求14所述的密封容器，其特征在于所述容器限定一根與所述中心縱軸線相交的第四軸線，其中所述第四軸線與所述中心縱軸線成橫向；以及所述容器還包括在所述容器外部上形成的容器的第二密封表面，所述容器的第二密封表面的至少一部分位于所述第四軸線上。
16.如權利要求15所述的密封容器，其特征在于所述封蓋構件還包括一個從所述第二壁部延伸的第三壁部，以及在所述第三壁部上形成的封蓋構件的第二表面；在所述的第一狀態中，所述封蓋構件的第二表面的至少一部分在所述容器的第二密封表面的至少一部分上施加一個第三水平的力；在所述第二狀態中，所述封蓋構件的第二表面的所述至少一部分在所述容器的第二密封表面的所述至少一部分上施加一個第四水平的力；以及其中所述第四水平的力大于所述第三水平的力。
17.如權利要求12所述的密封容器，其特征在于所述密封容器還至少包括一個第三狀態，其中所述容器內部處于一個第三壓力；以及所述密封容器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所述至少一部分上施加一個第三水平的力；以及其中所述第三壓力大于所述第二壓力，所述第三水平的力小于所述第二水平的力。
18.如權利要求17所述的密封容器，其特征在于所述第三水平的力為零。
19.如權利要求12所述的密封容器，其特征在于所述封蓋構件的第一表面是連續的周向延伸的表面。
20.如權利要求13所述的密封容器，其特征在于所述第三軸線與所述中心縱軸線相交。
21.如權利要求15所述的密封容器，其特征在于所述第四軸線與所述第二軸線相交。
22.一種密封容器的方法，它包括提供一容器，該容器限定一根中心縱軸線和一根與所述中心縱軸線相交的第二軸線，其中所述第二軸線垂直于所述中心縱軸線，所述容器包括一個在所述容器內的容器內部；一個相對于所述容器內部相對設置的容器外部；一個在所述容器內部和所述容器外部之間提供流體連通的開口；一個第一密封表面，它的一部分位于在所述容器外部上形成的第三軸線上；提供一個封蓋構件，它包括一個第一壁部，它包括第一壁部的第一表面；一個從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；將一些液體分配入所述容器內部；移動所述封蓋構件，使其與所述容器接觸；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體。
23.如權利要求22所述的方法，其特征在于提供所述容器的所述步驟包括所提供的容器還包括一個第二密封表面，它的至少一部分位于在所述容器外部上形成的一根第四軸線，其中所述第四軸線與所述中心縱軸線成橫向；提供所述封蓋構件的所述步驟還包括所提供的所述封蓋構件還包括一個從所述第二壁部延伸的第三壁部，所述第三壁部包括第三壁部的第一表面；以及所述第三壁部的第一表面的至少一部分鄰近于所述第二密封表面。
24.如權利要求22所述的方法，其特征在于所述容器外部處于環境壓力；所述容器內部處于內部壓力；以及所述內部壓力大于所述環境壓力至少10磅/英寸2。
全文摘要
一種密封容器(90)包括一個容器(100)和一個封蓋構件(200)，所述封蓋構件用于在一個內部壓力范圍上密封所述容器。
文檔編號B65D41/32GK1564773SQ02819604
公開日2005年1月12日 申請日期2002年8月23日 優先權日2001年10月4日
發明者菲利普·J·盧卡斯 申請人:科爾斯.布魯茵公司