Банка

1. Банка, що містить горловину із зовнішньою різзю і упорним буртиком, а також корпус, що складається з верхньої, середньої та нижньої частин, що являють собою тіла обертання, з яких верхня та нижня частини з'єднані з горловиною і дном відповідно і виконані такими, що розширюються до циліндричної середньої частини, яка відрізняється тим, що верхня частина корпусу виконана у вигляді послідовно з'єднаних першої радіальної ділянки, розташованої з боку середньої частини, конічної ділянки, що звужується догори, і другої радіальної ділянки, розташованої з боку горловини, а нижня частина виконана у вигляді послідовно з'єднаних циліндричної ділянки, розташованої з боку середньої частини, плавно з'єднаної з нею конічної ділянки, що звужується донизу і плавно з'єднується з дном, причому верхня частина виконана з рельєфними виступами на поверхні, а циліндрична середня частина виконана з меншим діаметром, ніж верхня і нижня частини, U 2 (19) 1 3 Відмови (руйнування) при експлуатації відомих виробів, навантажених внутрішнім тиском і які являють собою тонкостінні посудини зі скла (банки), не пов'язані з природними процесами старіння і утоми матеріалу, тому що строк зберігання продукту завжди менше строку експлуатації тари. Практично всі випадки руйнування обумовлені конструктивно. В результаті, з самого початку експлуатації значення напружень в ряді перетинів корпусу банки створюють умови для формозміни корпусу, тобто виникнення тріщин. Нерівномірна формозміна значно збільшує контактні тиски, в результаті чого напруження в зонах концентрації стають вище границі витривалості матеріалу. Технічною задачею корисної моделі є створення ефективної та зручної для використання банки і розширення арсеналу банок. Технічний результат, що забезпечує вирішення поставленої задачі, полягає в збільшенні міцності та стійкості, а також розширенні функціональних можливостей для застосування банки з продуктом під надлишковим внутрішнім тиском завдяки використанню технологічно та геометрично вигідної конфігурації. Для тонкостінних резервуарів, що мають форму поверхонь обертання, до яких відноситься банка, і перебувають під внутрішнім тиском, розподіленим симетрично відносно осі обертання, необхідний вибір конфігурації і оптимальних геометричних співвідношень, що забезпечують рівноміцність всіх частин корпусу. Суть корисної моделі Суть корисної моделі полягає в тому, що банка містить горловину із зовнішньою різзю і упорним буртиком, а також корпус, що складається з верхньої, середньої та нижньої частин, що являють собою тіла обертання, з яких верхня і нижня частини з'єднані з горловиною і дном відповідно і виконані такими, що розширюються до циліндричної середньої частини, при цьому верхня частина корпусу виконана у вигляді послідовно з'єднаних першої радіальної ділянки, розташованої з боку середньої частини, конічної ділянки, що звужується догори, і другої радіальної ділянки, розташованої з боку горловини, а нижня частина виконана у вигляді послідовно з'єднаних циліндричної ділянки, розташованої з боку середньої частини, плавно з'єднаної з нею конічної ділянки, що звужується донизу і плавно з'єднується з дном, причому верхня частина виконана з рельєфними виступами на поверхні, а циліндрична середня частина виконана з меншим діаметром, ніж верхня та нижня частини, при цьому відношення найбільшого діаметра корпусу до повної висоти банки дорівнює 0,7±0,15, відношення висоти середньої частини корпусу до повної висоти банки дорівнює 0,35±0,025, а поверхня верхньої частини корпусу, яка оточує виступи, виконана з рифленням. У кращому варіанті найбільший діаметр верхньої частини корпусу дорівнює найбільшому діаметру нижньої частини, горловина виконана із зовнішньою різзю, а відношення висоти горловини до діаметра дорівнює 0,2±0,015, у місцях з'єднання середньої частини з верхньою та нижньою частинами корпусу виконані конічні фаски, а дно ви 56126 4 конане радіально увігнутим, рельєфні виступи на поверхні верхньої частини корпусу розподілені по колу з проміжками і виконані у формі принаймні трьох різних плодів або у формі чотирьох різних плодів і розміщені з кутовим кроком 60°±5°. Варіант, якому віддається перевага На кресленні зображений вигляд банки спереду. Банка містить горловину 1 із зовнішньою різзю і упорним буртиком 2, а також корпус, що складається з верхньої, середньої та нижньої частин 3, 4, 5 відповідно, які являють собою тіла обертання. Верхня та нижня частини 3, 5 з'єднані з горловиною 1 і дном 6 відповідно і виконані такими, що розширюються до середньої частини 4, виконаної циліндричною. Верхня частина 3 корпусу виконана у вигляді послідовно з'єднаних першої радіальної ділянки шириною fe, розташованої з боку середньої частини 4, конічної ділянки (дана ділянка і наступні не позначені) шириною І, що звужується догори, і другої радіальної ділянки шириною h, розташованої з боку горловини 1. Нижня частина 5 виконана у вигляді послідовно з'єднаних циліндричної ділянки, розташованої з боку середньої частини 4, плавно з'єднаних з нею конічної ділянки, що звужується донизу і плавно з'єднується з дном 6. Верхня частина виконана з рельєфними виступами 7 на поверхні. Циліндрична середня частина 4 виконана з меншим діаметром, ніж верхня і нижня частини 3,5. При цьому відношення найбільшого діаметра D (що дорівнює, наприклад, 57,6 або 69,6 мм) корпусу до повної висоти Н (що дорівнює, наприклад, 73 або 108 мм) банки становить 0,7±0,15, а відношення висоти h (що дорівнює, наприклад, 27 або 40 мм) середньої частини 4 корпусу до повної висоти Н банки становить 0,35±0,025. Рельєфні виступи 7 на поверхні верхньої частини 3 корпусу розподілені по колу з проміжками, а поверхня верхньої частини 3 корпусу, яка оточує виступи 7, виконана шорсткою з рифленням, що створює матову поверхню (що розсіює світло). Рифлення поверхні частини 3 корпусу є дрібним, неоднорідним за формою шорсткостей (нерівностей): трохи довгасті цяточки і коротенькі палички. Найбільший діаметр D верхньої частини 3 корпусу дорівнює найбільшому діаметру D нижньої частини 4, горловина 1 виконана із зовнішньою різзю, а відношення висоти hi горловини 1 (що дорівнює, наприклад, 11 мм) до діаметра d (що дорівнює, наприклад, 49,5 мм) становить 0,2±0,015. У місцях з'єднання середньої частини 4 з верхньою та нижньою частинами 3,5 корпусу виконані конічні фаски (не позначені) шириною 1,5 мм. Дно 6 виконане радіально увігнутим. Рельєфні виступи 7 на поверхні верхньої частини 3 корпусу можуть бути виконані у формі принаймні трьох або чотирьох різних плодів. При цьому рельєфні фігурні виступи 7 на поверхні верхньої частини 3 корпусу виконані, наприклад, у формі чотирьох різних плодів: яблука, грона винограду, двох вишень, груші, грона винограду і двох вишень (або черешень, стилізовані зображення яких ідентичні). Рельєфні виступи 7 у формі плодів виконані з додатковими рельєфними елементами - гілочками (плодоніжками), спрямо 5 ваними убік горловини. Виступ 7 у формі грона винограду утворений шістьма згрупованими круглими виступами меншого розміру, а його гілочка виконана з виступами у формі листочків. Додаткові виступи у формі гілочок кожної пари виступів 7 у формі вишень зображені з'єднаними між собою. Діаметр Di середньої частини 4 корпусу дорівнює 68,8 або 56,9 мм, тобто трохи менше найбільшого D діаметра банки, зазначеного вище. Рельєфні виступи 7, що мають форму плодів, розташовані по колу з рівномірним кутовим кроком 60°±5° між лініями, що проходять приблизно через середину (по ширині) кожного виступу 7. При цьому відстані між виступами 7 є вужчими, ніж самі виступи 7, що перешкоджає потраплянню виступів 7 однієї банки між виступами 7 сусідньої банки при установці в тарі. У місцях радіусних переходів (округлень) на фіг. 1 показані напрямки радіусів R. Банку використовують наступним чином. Продукт поміщають у банки в умовах виробництва, які забезпечують задане наповнення і захист від інфекції, наприклад, створенням надлишкового тиску в банці. Рівень заповнення знаходиться у верхній частині 3 корпусу. Форма виконання всіх частин 3-5 корпусу дозволяє забезпечити оптимальне співвідношення витрати матеріалу, корисного об'єму для прийому напою та міцності банки. Одразу ж після заповнення банки закупорюються різьбовими кришками, що надягаються по різі на горловину 1 до буртика 2, і, при необхідності, разом із вмістом піддаються тепловій обробці - пастеризації або стерилізації. На середній частині 4 корпусу банки може закріплюватися етикетка (не зображена), що містить найменування і склад продукту, відомості про виробника і про порядок розкриття банки з продуктом. Готова продукція направляється на склад, де розміщується у транспортній тарі, в якій вона транспортується в торговельну мережу. Банка, як об'єкт навантаження внутрішнім тиском, відноситься до тонкостінних посудин, тому що товщина її стінок мала у порівнянні із зовнішнім і внутрішнім радіусами. Для тонкостінних посудин, що мають форму поверхонь обертання і перебувають під внутрішнім тиском, розподіленим симетрично відносно осі обертання, загальна формула для балансу взаємно перпендикулярних напружень має вигляд: m  t    , де m  t t mt - напруження в стінках у взаємно перпендикулярних меридіональному і тангенціальному напрямках, Pm, Pt - радіуси кривизни поверхні у меридіональному і тангенціальному напрямках, t -товщина стінки,  - внутрішній тиск. Це основне рівняння, що зв'язує внутрішні напруження для рівномірно навантажених тонкостінних посудин обертання, дане Лапласом. Значення напружень m і  t у кожному перерізі залежать від відстані цього перерізу від горловини 1 і дна 6, а також від основних співвідношень розмірів корпусу, переважно від відношення най 56126 6 більшого діаметра корпусу до повної висоти банки і відношення висоти середньої частини 4 корпусу до повної висоти банки. Якщо рівність, представлена рівнянням напружень mt може порушуватися хоча б в окремих перерізах, що має місце в конструкції прототипу, то міцність тонкої оболонки посудини - банки не може бути забезпечена. Оскільки розподіл напружень є рівномірним по товщині стінки, то завдання є статично визначеним. Розрахунок здійснювали у машинному вигляді за спеціальною програмою і не навели у зв'язку з його великим обсягом. Результати розрахунку підтвердили доцільність вибору співвідношень геометричних конструктивних параметрів заявленої банки. Буртик 2 перешкоджає ненормованому затягуванню різі при нагвинчуванні кришки і, тим самим, неприпустимому навантаженню горловини 1 і її з'єднанню з корпусом банки. Правильність вибору конструктивних параметрів підтверджена практично порівняльними випробуваннями. Форма даної банки не має концентраторів напружень і, як випливає з теорії опору матеріалів, при однаковій з прототипом товщині t стінки здатна витримувати більші навантаження при наявності внутрішнього тиску, а також при зіткненні, наприклад у процесі установки в тару, і транспортуванні. Виступи 7 на верхній частині 3 корпусу надають банці підвищену міцність саме в цій частині, поверненої догори і яка найбільше зазнає зовнішніх впливів під час перебування на стелажі або в тарі при вантажно-розвантажувальних роботах. Низька і широка горловина 1 з буртиком 2 також має підвищену міцність. Випробування партії банок 175 шт. у режимі заповнення тари продуктом під тиском і вантажно-розвантажувальними роботами показали значне, близько 7%, зниження бою у порівнянні з попередніми партіями в 100 шт. і 120 шт., виконаними аналогічно прототипу. Різниця діаметрів середньої, верхньої та нижньої частин 3, 5 корпусу, співвідношення їхніх висот і форма верхньої частини 3 корпусу забезпечують утворення зазорів між банками при зберіганні і, тим самим, достатній теплообмін і повітрообмін навколо кожної банки та між банками в тарі. Співвідношення корисного об'єму банки і маси матеріалу при даній конфігурації корпусу є оптимальним, тобто близьким до максимально можливого. Споживач має можливість перенести вміст банки у столовий посуд (тарілку, склянку тощо) або вжити його безпосередньо з банки. У кожному разі конфігурація корпусу банки, співвідношення діаметра і висоти, виконані згідно з даною корисною моделлю, забезпечують надійне утримання нахиленої банки в руках із зусиллям, доступним навіть дитині, тому що пальці спираються, головним чином, на стінки середньої частини 3 корпусу, зменшений діаметр якої не дозволяє їм зісковзувати із зовнішньої поверхні банки. Промислова придатність Заявлену банку можна серійно виготовляти зі скла в умовах промислового виробництва з вико 7 56126 ристанням наявного устаткування із застосуванням сучасної технології виготовлення. У результаті створено технологічну та зручну для використання банку і розширено арсенал ба Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 8 нок. При цьому збільшені міцність і стійкість, а також розширені функціональні можливості. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601