专利名称：用于顶部空间修改的压力密封方法
技术领域：
本发明总体上涉及一种通过修改顶部空间中的压力而减轻容器重量的方法以及一种利用该方法的容器。压力修改可以在容器的密封期间或者在密封容器之后进行。这种顶部空间修改可以通过如下方式实现用液体填充容器；将容器的内容物与来自外部空气的污染相密封隔离；以及在加盖过程期间或者在容器已经加盖或密封之后，调整顶部空间的压力。顶部空间修改过程增大了容器内的内容物的体积，由此增大了容器内的内部压力。这种操作又可以在容器加盖之前或之后使在容器的上部颈部区域中在顶部空间下方的液体向下移位，从而提供用于容器的增大的顶部负载能力。本发明可以进一步涉及在热固聚酯容器中包装的热填充的并且巴氏灭菌的产品。
背景技术：
大多数的生产设施正在寻找降低成本的途径，因为对于食品或饮料包装厂商而言，基于处理的大量容器，关于每单个容器的成本的很小节省会迅速地累计成极大的节省。利用较轻重量的容器或降低效用成本是良好的节省方法。然而，用于非碳酸产品的较轻重量的容器当堆叠时可能压溃，除非满足特定的搬运要求。在冷填充容器中用来增强堆叠的重量能力或顶部负载强度的一种典型方法是，在加盖之前用液氮投配容器。当投配到容器中时，液氮将提供某种内部压力，这允许容器堆叠几个码垛高。气态氮是在食品和饮料工业中使用的一种通用物，用以将氧气从产品排出并增大货架寿命。然而，由于氮在注入时立即分散，所以用来控制准确投配的过程受到限制。氮的一些将在加盖之前逃逸，因而使过程就绝对加压控制而言不精确。另外，处理氮系统可能是高成本的和危险的。使用液氮投配系统代替气态氮风洞，可将氮消耗降低多达80%，但由于容器的加盖或密封在密封的准确时刻在环境压力下发生，所以在两种系统中，使生成的压力值受损。在密封的瞬时，压力值可能仅与环境压力相等。在加盖之后，存在内部压力的随后升高，因为氮继续膨胀，但不能逃逸密封的容器。然而，由于在密封之前投配氮，所以在密封之前存在一些氮剂量的损失，该损失的量根据多个因素而变化。这使该过程就在密封之后识别实际在容器中的剂量而言不精确。被接受的是，这将始终是比在密封之前引入到敞开容器中的剂量小的值。因为空气按体积计包括78%的氮，所以氮是丰富的。液氮在大气压力下具有-320° F(-196° C)的沸点。当在生产线上将食品和饮料容器加压或惰性化时处理液氮造成了挑战。为了使用液氮注入，生产设施必须具有存储器皿、液氮管路及注入装置，该注入装置能够准确和一致地计量少量液氮。为了存储、转移或注入液氮，隔离设备是必要的，因为液氮当暴露于室温时将迅速沸腾。然而，氮的使用的确允许在加盖之后在容器内建立内部压力。这在饮料冷填充到容器中的情况下比当与热填充饮料结合使用时更加实用。在两种情况下，例如如果在投配之后并且在加盖之前在生产线上有停止，可能在密封容器之前使全部的投配氮分散。然而，在冷填充用途中，结果是容器至少在环境压力下加盖并且将保持在环境压力下。尽管会失去增大的顶部负载和侧壁强度的优点，但结果不是特别有害，因为容器当被购买时看起来对于消费者仍然具有吸引力。然而，在热填充饮料的情况下，不足的剂量导致容器在环境压力下密封并且几乎没有在密封之后加压容器的能力。随着容器的液体内容物的随后冷却和收缩，将形成真空，并且因此容器将扭曲。这对于消费者是没有吸引力的。另外，投配过程在热填充环境下变得甚至更难以控制，特别是在很快的生产线速度下。当将氮在环境压力条件下引入到容器中并且在加热的液体的顶部上时，氮将比液体(如果液体是冷的)更易挥发。它将在加盖或密封之前快得多地分散，从而使剂量的一致性更加不确定。因此生产线的停止对于剂量的一致性更有害。因为这个原因，作为预防措施，容器常常被过投配，而这仍然不理想。塑料瓶需要在全部生产线速度下加压，并且如果损失对于容器内部实现的准确压力的控制，那么也将损失系统的速度，以便正确地加压每个容器。食品和饮料工厂人员需要在选择液氮系统时考虑多个目标和标准，这些目标和标 准包括* 一致的容器压力或一致的氧气减少。*工厂人员安全性。*可靠的系统操作。*合理的获得和操作成本。每个生产商对于每个目标具有不同的优先权，但安全性在清单上通常很高。重要的是要记住，液氮在室温下变成气体，并且其体积膨胀到液体时的700倍。必须使用适当的管路系统和注入设备保护(包括安全溢流阀)以防止过加压或设备破裂。安全溢流阀必须放置在系统中的任意两个截止阀之间。在大体积罐进给系统上，最低额定溢流装置典型地放置在室外。如果安全溢流阀的确溢流，如果它在室外而不是在室内发生，则它更安全，在室内某些人可能受到伤害。可靠性在生产线上是重要的，在该处，按分钟的停机时间来计算损失。液氮投配装置从室温条件将需要某种启动时间，因为所有内部表面必须冷却到液氮温度。就像任何液氮设备那样，必须遵守操作流程，因为由水分污染设备的危险的确存在。水分是液氮设备的冷表面的最大敌人。它只用很小的量就将设备内部冻结。用于不同容器大小和维护的设备调整(如喷嘴变化)必须能够在没有水分污染或长时间停机的情况下完成。每个生产设施对于液氮输送具有不同的规格。一些用途需要无菌地输送液氮。在这种情况下，投配单元也必须能够被消毒。一致的加压或惰性化结果对于整个操作是重要的。具有太小压力的水瓶当堆叠或未适当地加标签时可能压溃。具有太大压力的瓶子当存储在汽车的后备箱中时，由于温度影响或许可能爆裂。如果液氮剂量太少，则惰性化产品可能氧化或变坏；对于惰性化产品的太大剂量可导致过加压的容器阻塞生产线。氮注入可通过投配各个容器或借助于稳定的液氮流而完成。两种方法中的任一种方法可产生一致的结果。液氮一旦被引入到容器中，就将迅速地沸腾。因此重要的是，在投配之前高效地控制液氮。典型的18 fl oz (600ml)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)瓶(具有I fl oz (30ml)顶部空间和17psig的压力规格)将需要近似0.001411 oz (0. 04g)的液氮。在将容器密封之后，该剂量的液氮将沸腾，并且膨胀到I. 163 fl oz (34. 4ml)的室温氮气。将I. 163 flOZ的气体添加到I fl OZ的密封体积,并且以17psig结束。对于液氮投配设备制造商的挑战是，在从40瓶/分钟至大于1，000瓶/分钟的速度下，一致地控制沸腾液体和输送0.001411 oz的液氮。投配设备可以控制液氮直到投配点，但一旦已经将液氮投配到容器中，投配设备就不能控制液氮的状态。随着容器向压盖机或封口机行进，液氮将迅速地沸腾，所以行进时间应该最小化以便获得准确的结果。从投配到加盖的转移也应该平稳，以防止沸腾的液体跳出容器。要考虑的另一个方面是一致的容器填充液位。如果容器顶部空间因为填充液位紊乱地不同而变化，则最终瓶压力也将紊乱地不同。例如，假定上述的瓶具有18 f l oz的填充物以及I fl oz的顶部空间，并且在生产线上的下个瓶具有18. 3 fl oz (610ml)的填充物以及0.6 fl oz (20ml)的顶部空间。两个瓶都接收0.001411 oz的液氮充填。液氮投配是一致的；然而，按照基本气体定律，对于18 fl oz填充物的最终瓶压力是17psig，而具有18. 3 fl oz填充物的瓶具有25. 5psig最终压力。除投配设备精度之外，多个因素确定最终瓶压力的精度。它们包括容器体积的一致性和良好的密封外壳。必须考虑所有因素以获得良好的结果。成本对于制造商是决定性的担心。重要的是要记住，必须联合地考虑初始购买价格、安装费用及操作成本。得到外部大体积存储罐器皿比小型便携式真空瓶(dewar)昂贵，但液氮成本在大体积存储罐中比真空瓶低得多。变换过程也添加到使用真空瓶的隐藏成本上；41. 6gal (1601)的真空瓶在生产线上通常将持续一个8小时换班。管路是处理人员试图省钱的另一个领域。大多数制造商可能利用比较便宜的泡沫隔离管。然而，要考虑到用泡沫隔离管在一年期间损失多少液氮。获得和安装成本对于真空护套系统较高，但由于较好的隔离造成的减小的损失率使操作成本比泡沫隔离系统低。如果由于冻结投配装置造成的停机发生，则便宜的泡沫隔离液氮注入装置不再是便宜货。一些投配装置在使用之后需要高达24小时的融化时段。当计算液氮注入系统操作成本时，启动和停机时间也是要考虑的重要因素。当考虑生产线上的液氮投配时，需要查看多个因素。初始成本仅是难题的一小部分。考虑使用液氮的大多数生产厂为了成功需要适当的信息和训练，并且在做出最终决定之前应该咨询液氮投配设备制造商。添加到容器中的液化气体的量和填充到容器中的产品上方的顶部空间体积，是在液化气体膨胀时确定容器的生成内部压力的关键元素。而且，热填充产品的温度根据Boyles定律影响在冷却之后的内部压力。通常，分配到容器中的液化气体的剂量基于在连续填充操作中容器的平均希望的填充液位。使用这种方法，由于填充液位的变化造成的顶部空间体积的任何变化会引起欠加压和过加压的容器。美国专利No. 4，662，154公开了在液氮分配器与压力检测器之间提供闭环控制回路的技术。监测新近密封的容器的平均内部压力，以便调整添加到当前正被投配的容器中的液氮剂量。不满足预置压力范围的容器可被拒绝。由于将剂量基于已经密封的容器的平均压力，使用这种方法仍然保留均匀加压的问题。不管给定容器是否具有变高或变低的顶部空间体积，它都将基于之前密封的容器的平均顶部空间体积接收剂量。因此，容器压力的范围仍然可大大地变化。
另外的问题由如下事实引起容器压力是唯一的被监测的剂量标准。在容器已经接收剂量并且被密封之后，测量容器压力。当存在产品填充液位的突然变化时，这种事后检测可导致高损坏率。这些突然变化直到容器被密封之后才被检测到。因为由平均过程导致的不适当的剂量的检测和校正是缓慢的，所以可能导致甚至更多损坏。容器必定继续被不正确地投配，直到平均值检测到波动。当用于将液体热填充到容器中时，上述全部的担心的程度甚至更大。所谓的“热填充”容器在现有技术中是熟知的，由此制造商供给用于各种液体的PET容器，这些液体被填充到容器中，并且液体产品处于高温下，典型地在85°C (185° F)下或左右。容器制造成耐得住保持加热液体的热冲击，从而导致了“热固”塑料容器。这种热冲击是在填充时引入炽热的液体或在液体引入到容器中之后加热液体的结果。然而，一旦液体在加盖容器中冷却下来，容器中的液体的体积就减小，从而在容器内产生真空。这种液体收缩导致真空压力，这些真空压力将容器的侧壁和端部壁向内拉。这 又导致塑料瓶壁的变形(如果它们没有建造成刚硬得足以耐受所述力的话)。典型地，通过真空面板的使用已经适应了真空压力，这些真空面板在真空压力下向内变形。现有技术揭示了多块竖直定向的真空面板，这些真空面板使容器耐得住热填充过程的严酷。这种竖直定向的真空面板与容器的纵向轴线大体相平行地布置，并且在真空压力下朝这根纵向轴线向内挠曲。除竖直定向的真空面板之外，多种现有技术容器也具有柔性底座区域，以提供另外的真空补偿。用于热填充设计的多种现有技术容器具有对于它们的端部壁或底座区域的各种修改，以允许尽可能大的向内挠曲，来适应在容器内产生的真空压力的至少一些。然而，甚至在借助于真空面板的这样的显著移位的情况下，容器也需要进一步加强，以防止在真空力下的扭曲。由液体冷却产生的液体收缩引起真空压力的形成。真空面板通过有效地形成较小的容器以更好地适应更小体积的内容物的方式来朝这种负压力挠曲到减小真空力的程度。然而，这个较小形状由产生的真空力保持到位。结构向内挠曲越困难，产生的真空力将越大。在现有技术提议中，显著量的真空可能在容器中仍然存在，并且这往往扭曲整体形状，除非大的、环形加强环设置在水平或横向方位中，典型地离容器的端部的距离至少为1/3。本发明涉及热填充容器，并且作为例子可以与在国际申请中描述的热填充容器结合使用，这些国际申请在编号WO 02/18213和W02004/028910 (PCT说明书)下公开，这些说明书在适当的情况下也以其整体包括在这里。PCT说明书以热填充容器的设计以及克服或至少缓解与这样的设计有关的问题为背景，并且特别是以压力补偿元件的使用为背景。当将这样的横向定向的面板布置在容器侧壁或端部壁或底座区域中时，甚至当液体冷却下来并且面板翻转(invert)时在从容器完全除去真空之后，也存在问题。容器离开稍高于典型环境温度的填充线，并且面板翻转以在容器内实现环境压力，与在现有技术中所发现的负压力相反。容器被加标签，并且常常在销售点处被冷藏。这种冷藏提供进一步的产品收缩，并且在具有非常少侧壁结构的容器中(所谓的‘看着像玻璃的’瓶子)，因此可能有在容器上发生的某种嵌板(panelling)，这种嵌板是难看的。为了克服这个问题，进行提供底座横向面板的尝试，该底座横向面板具有比所需更大的收缩潜能，从而它可抵抗在填充期间存在的小顶部空间的力而受迫翻转。这在填充时产生较小正压力，并且这种正压力提供对于该情形的某种缓解。当进一步的冷却发生时(例如在冷藏期间)正压力可能下降，并且可以在冷藏温度下保证环境压力，并所以避免在容器中的嵌板。然而，这种情形对于设计者的成功非常困难，因为它取决于利用更大的顶部空间，以便在底座翻转时压缩，并且不太希望的是，将比用于保持产品质量所需更大的顶部空间引入到容器中。尽管希望的是，使容器中的液位下降，以避免当由消费者打开时溅出，但已经发现，在底座内提供过多的正压力潜能当打开容器时可能引起一些产品溅出，特别是如果在
环境温度下的情况下。在大多数填充操作中，容器通常填充到刚好低于在瓶颈的顶部处的容器最高液位的液位。保持尽可能小的容器顶部空间是希望的，以便为产品密度或容器容量的细微差别提供容差、使在高速包装填充线上来自液体溅出和溢流的浪费最小、及减小在热填充之后由冷却内容物造成的容器收缩。顶部空间包含气体，这些气体随时间可能危害某些产品，或者对容器结构完整性设置额外要求。例子包括对于氧气敏感的产品和在高温下填充和密封的产品。当过多的顶部空间气体也存在时，在高温下填充和密封刚性容器可产生相当大的真空力。相应地，对于在高温下填充的容器，更少的顶部空间气体是希望的，以减小作用在容器上的真空力，这些真空力可损害结构完整性、引起容器应力、或者显著地扭曲容器形状。在巴氏灭菌和蒸馏过程期间情况也是这样，这些过程涉及首先填充容器、密封、及然后使包装经受高温持续时段。本领域的技术人员知道用来改进包装耐热性能的几种容器制造热固过程。在聚酯的情况下(例如在聚对苯二甲酸乙二醇酯的情况下)，热固化过程通常涉及释放在容器制造期间在容器中产生的应力和改进结晶结构。典型地，与用于热填充、巴氏灭菌、或蒸馏生产用途的容器相比，用于冷填充碳酸饮料的聚对苯二甲酸乙二醇酯容器具有更高的内部应力和更小的结晶分子结构。然而，甚至关于在上述PCT说明书中所描述的容器(在该容器中几乎没有残余真空压力)，容器的瓶颈也仍然需要非常厚，以便承受填充温度。申请人:的PCT专利说明书WO 2005/085082描述了一种用于顶部空间移位方法的之前的提议，该专利说明书在适当的情况下通过参考全部包括在这里。在本说明书中对于任何现有技术进行参引的地方，这不承认它在任何国家或地区形成一般公知常识的一部分。
发明内容
鉴于上文，本发明的一个可能实施例的目的是提供一种容器和内容物组合，该内容物组合在未密封的容器内具有增大的压力，由此内容物组合的体积超过所模压的容器的体积，所述容器当随后密封或加盖时具有增大的压力。本发明的一个可能实施例的另外目的是提供一种容器、帽盖及内容物组合，该容器、帽盖及内容物组合提供在密封容器内的增大的压力，由此当在填充和密封容器时使用的温度下保持内容物组合时，内容物组合的体积大于在容器内初始填充和密封的内容物组合的体积。本发明的另外目的是，迫使另外的内容物在受控压力下进入容器中，以加强侧壁。鉴于上文，本发明的一个可能实施例的目的是提供一种压力密封方法和顶部空间修改方法，该压力密封方法和顶部空间修改方法提供在密封的容器内的增大的压力，从而具有增大顶部负载能力。本发明的一个可能实施例的另外目的是提供一种压力密封方法和顶部空间修改方法，该压力密封方法和顶部空间修改方法利用除氮气之外的气体(如简单清洁的或过滤 过的空气)可提供在密封的容器内的增大的压力，从而具有增大的顶部负载能力。本发明的一个可能实施例的另外目的是提供一种压力密封方法和顶部空间修改方法，该压力密封方法和顶部空间修改方法利用除氮气之外的气体(如简单清洁的或过滤过的空气)可允许真空压力的除去，从而在容器内基本上没有剩余力。本发明的一个可能实施例的另外目的是提供一种压力密封方法和顶部空间修改方法，该压力密封方法和顶部空间修改方法利用简单加热的液体(例如水)可允许真空压力的除去，从而在容器内基本上没有剩余力。本发明的一个可能实施例的另外目的是提供一种顶部空间压缩方法，由此将空气、或某种其它气体、或液体、或者其组合在密封压力下充填到顶部空间中，以形成增大的压力，以便消除在产品冷却期间产生的真空压力的影响。本发明的一个可能实施例的另外目的是提供一种顶部空间修改方法，由此将无菌或加热的液体、或空气、或某种其它气体、或者其组合在无菌条件下充填到顶部空间中，以形成正压力，以便消除在产品冷却期间产生的真空压力的影响。本发明的一个可能实施例的另外目的是提供一种顶部空间修改方法，由此将无菌空气、或某种其它气体、或液体、或者其组合在密封压力下充填到顶部空间中，以消除在产品冷却期间产生的真空压力的影响。本发明的一个可能实施例的另外目的是提供一种顶部空间修改方法，由此将压缩密封件施加到容器的瓶口上。本发明的一个可能实施例的另外目的是提供一种顶部空间移位方法，由此将压缩密封件施加到瓶颈上，该压缩密封件在冷却液体内容物之前被迫地移位到容器中，从而可以在容器中引起正压力。本发明在所有其实施例中的另外和备选目的(所有目的要分离地阅读)用于至少向公众提供有用的选择。本发明的压力密封方法可以允许容器的密封最终在增大的压力环境内而不是在环境压力下封闭。以这种方式，在密封的时刻在容器内可实现准确压力，从而保证在每个容器中顶部空间压力的一致性。这防止了由瓶子对于压盖机所呈现的不一致计时、在容器内的不一致填充液位、不一致容器尺寸等等引起的任何易变性。本发明通过保证仅当在容器内施加正确剂量时才完成密封，可以改进用于膨胀气体(如氮气)的投配技术。本发明也可以提供待使用的非膨胀气体(如空气、过滤的空气、蒸汽或其它惰性气体)的使用。本发明也可以允许将液体或流体在压力下引入到容器的顶部空间中，如与膨胀或非膨胀气体相反的那样。液体可以是加热和可收缩的，或者是可加热和不可收缩的。
本发明可以以控制用于增大的顶部负载而投配到容器中的氮的方式适于冷填充和消毒的填充线，以便保证一致的剂量施加。本发明可以以增大容器内的顶部负载但不使用氮的方式适于冷填充和消毒的填充线，所述不使用氮借助于改为通过某种其它介质(例如过滤的空气或水)的引入而增大容器内的压力的方式实现，所述其它介质可以是无菌的和/或加热的和/或冷的。本发明可以允许在加盖之前和期间立即在容器内增大压力。本发明可以允许容器的压力再密封，该容器已经以常规、环境压力方式初始地密封。本发明可以允许容器的加压，以便在内容物已经冷却之前或之后，提供对于容器内的加热内容物的任何冷却的补偿。本发明的压力密封方法可以允许在常规容器填充线中的在线气体或液体剂量校准。顶部空间内的压力量可以在密封时精确地控制，并且可以容易地调整，以将一致的剂量传送到每个容器，该剂量与容器的单独测量的顶部空间体积相对应。该系统总体上可以包括空容器进给站、连续容器传送系统、容器产品填充站、容器顶部空间投配站、可选的液化气体分配站、可选的气体分配站、可选的液体分配站、容器密封站、容器内部压力感测站、排放传送机及拒绝设备。本发明的一个优选实施例可以提供容器密封站，以包括可选的气体、液化气体、液体及容器内部压力感测站。该系统可以允许在每个容器已经填充有产品之后并且在液体或气体的添加后，每个容器的顶部空间体积的在线控制。顶部空间体积测量可以在密封时精确地控制，从而传送到每个容器的液体或气体的剂量可以直接与其单独测量的顶部空间相对应，并且除由在所包含的液体内的温度变化引起的变化之外，一旦立即密封通常不会改变。借助于与每个容器的单独测量要求准确相关的剂量，可以得到非常均匀的压力范围(这与基于期望的填充液位或事后平均测量的剂量相反)。因此，容器可减少规格(downgauged)，因为将不要求它们适应宽广的压力范围。此外，该系统可以实现较低的由不适当加压的容器造成的损坏率，因为随着容器接收液体或气体剂量，系统对于填充变化立即自调整。本方法和系统的特别优点可以是更大和更精确的控制允许对于热填充容器的低得多的压力投配。在现有方法中，通过平均地过加压仅可保证最小压力值，从而达到的最低剂量将满足技术要求。这当容器是热的和易适应的时，已经导致在热填充的早期阶段期间实现的通常高的压力。因此，容器在大多数情况下显著地处于受力状态，从而使得例如对于更适于碳酸化或压力储器的花瓣状底座和容器设计的需要是必要的。这显著地减小了对于容器可得到的设计选项，并且在容器中在底座周围要求另外的重量，以便实现合理的结果。本发明的其它优点和方面当对随后的说明书、权利要求书、及附图进行参考时将成为显然的。根据本发明的一个方面，提供有一种容器，该容器用于热填充或冷填充操作，并且具有密封件或帽盖，该密封件或帽盖适于提供进入所述容器中的临时开口或孔口，所述开口或孔口允许在压力下的一种或多种液体和/或气体的引入，所述密封件或帽盖在使用中与所述容器的颈部一起提供容器顶部空间，该容器顶部空间大体在密封的时刻所具有的压力大于在所述一种或多种液体和/或气体的引入之前存在的压力。根据本发明的另外方面，提供有一种可膨胀容器，该可膨胀容器具有密封件或帽盖，该密封件或帽盖在增大的压力环境下施加到容器上，从而容器顶部空间大体在准确密封时刻具有正压力值，以提供在容器内的增大的压力。
根据本发明的另外方面，提供有一种容器，该容器具有密封件或帽盖，该密封件或帽盖在增大的压力环境下施加到容器上，从而容器顶部空间大体在准确密封时刻具有正压力值，以提供在容器内的增大的压力，以便消除液体的随后冷却的影响，该液体在填充到容器中之前或之后被加热。根据本发明的另外方面，提供有一种容器，该容器具有密封件或帽盖，该密封件或帽盖在受控的环境下最终封闭到容器上，从而容器顶部空间大体在准确密封时刻具有受控的压力值，以提供在容器内的增大的压力，从而消除液体冷却的影响，该液体在填充到容器中之前或之后被加热。根据本发明的另外方面，提供有一种加盖单元，该加盖单元将容器的敞开端部与外部环境密封隔离，并且在施加帽盖或密封件之前和期间，将压力施加到容器内，从而容器顶部空间大体在准确密封时刻具有正压力值，以提供在容器内的增大的压力。根据本发明的另外方面，提供有一种加盖单元，该加盖单元将容器的敞开端部与外部环境密封隔离，并且在施加帽盖或密封件之前和期间将压力施加到容器内，从而容器顶部空间大体在准确密封时刻具有正压力值，以提供在容器内的增大的压力，从而消除液体的随后冷却的影响，该液体在填充到容器中之前或之后被加热。根据本发明的另外方面，提供有一种容器，该容器具有密封件或帽盖，该密封件或帽盖具有进入所述容器中的临时开口或孔口，所述孔口允许在压力下引入气体、液体或者气体和液体两者，所述孔口在压缩下也是可密封的，以便在加热的内容物的冷却之前提供容器内的内部压力的受控升高。根据本发明的另外方面，提供有一种容器，该容器具有临时施加的密封件或帽盖，从而进入所述容器中的开口或孔口由不完整的密封件提供，该不完整的密封件形成在容器的帽盖和瓶颈之间，所述孔口允许在压力下的气体、或液体或两者的引入，所述孔口在扭矩压缩下也是可密封的，以便在加热的内容物冷却之前提供容器内的内部压力的受控升高。根据本发明的另外方面，提供有一种容器，该容器具有密封件或帽盖以及孔口或开口，该密封件或帽盖在填充后立即提供临时密封，该孔口或开口在无菌条件下是可进入的，以便允许加热的或无菌的气体、液体或两者的引入，所述孔口或开口在无菌条件下也是进一步可密封的，以便在加热的内容物冷却之后，提供在容器内的内部压力的受控升高。根据本发明的另外方面，一种用液体填充容器的方法包括通过容器的敞开端部引入液体；提供密封件或帽盖，该密封件或帽盖具有或适于具有开口或孔口 ；通过开口或孔口提供至少一种气体和/或液体；以及密封开口或孔口，以增大在容器的顶部空间中的压力。根据本发明的另外方面，一种用流体填充容器的方法包括通过容器的敞开端部引入流体，从而它至少充分地填充容器；在流体引入到容器中之前或之后，加热流体；提供具有开口或孔口的密封件或帽盖，所述开口或孔口被初始地密封；使加热的内容物冷却；提供一种随后在受控条件下进入开口或孔口并且通过开口或孔口注入气体和/或液体的方法；及在受控条件下密封开口或孔口，从而补偿在加热的内容物的冷却之后在容器的顶部空间中的压力减小。根据本发明的另外方面，提供有一种具有上部部分的容器，该上部部分具有进入所述容器中的开口，所述上部部分具有瓶颈，该瓶颈适于在加热的或可加热的液体引入到容器中之后包括可运动的密封件，所述密封件在液体处于加热状态下或在加热之前时，是向内可压缩的或机械地可运动的，从而增大顶部空间的压力。根据本发明的另外方面，一种用流体填充容器的方法包括通过容器的敞开端部引入流体，从而它至少充分地填充容器；在流体引入到容器中之前或之后，加热流体；为敞 开端部提供可运动密封件，以便覆盖并容置流体，所述密封件能够机械压缩容器的顶部空间，从而当加热的内容物冷却时，补偿在密封下的容器的顶部空间中的随后的压力减小。根据本发明的另外方面，一种用气体或液体填充容器的方法包括在使整个加盖站加压的情况下，加盖所述容器。在所有本发明的新颖方面中应该考虑到的本发明的另外方面由如下描述将成为显然的。
图la-b示出了根据现有技术发明的一个实施例的容器，该容器具有施加成用以密封饮料的机械可压缩帽盖；图2a_b示出了根据现有技术发明的另外的实施例的容器，该容器具有施加成用以密封饮料的机械可压缩帽盖；图3a_3b示出了图I和2的压缩帽盖的备选实施例的部分横截面图；图4a_b用帽盖的放大视图示出了根据本发明一个实施例的容器，该帽盖包括可密封孔口 ；图5a_c示出了图4a_b的帽盖的一个可能实施例的放大视图；图6a_c示出了用压力施加装置将图5的帽盖包围的一个实施例；图7a_c示出了帽盖密封装置的一个实施例，该帽盖密封装置适于用在图6的压力施加装置中；图8a-c示出了图7的帽盖密封装置的实施例，该帽盖密封装置在经受压缩的同时封闭帽盖；图9a_c示出了在密封之后图8的帽盖密封装置的退出以及压缩腔室的随后的去压缩；图IOa-C示出了在从压缩腔室释放之后图9的容器帽盖(容器未完全示出)；图lla-c示出了图4b的帽盖的另外的实施例的放大图；图12a_c示出了帽盖密封装置的一个实施例，该帽盖密封装置适于用在图11的消毒施加装置中；图13a_c示出了图12的帽盖密封装置的一个实施例，该帽盖密封装置在无菌状态时刺破帽盖；图14a_c示出了在消毒之后图13的刺破和输送装置的退出以及顶部空间的随后的压力均衡；图15a_c示出了在容器从消毒腔室释放之前图14的容器帽盖的再密封(容器未完全示出)；图16a_c示出了根据顶部空间修改的一种可能方法的图12、13、14、15的帽盖的另外视图；图17a_c示出了本发明的另外可能的实施例；图18示出了使用密封腔室的本发明的另外可能的实施例；图19a_b示出了呈加盖机器形式的本发明的可能实施例；图20a_b和图21a_b示出了使用压力腔室的本发明的另外可能实施例；图22a_c及图23a_c示意性地示出了本发明的可能方法；图24至27示意性地示出了呈加盖机器形式的本发明的另外可能实施例；图28a-d、29a_d及图30a_b示出了使用密封腔室的本发明的另外的实施例；图31示意性地示出了可能的加盖系统；及图32a-c、33a-c、34a-c、35a-c、36a_c、及图37a_c示出了具有真空补偿的备选形式的各种可能实施例。
具体实施例方式优选实施例的如下描述在本质上仅仅是示例性的，并且绝不用于限制本发明或其用途或使用。如以上讨论的那样，为了在热固容器内的内容物的冷却期间适应真空力，容器典型地已经设有绕其侧壁的一系列真空面板以及优化的底座部分。在真空力的影响下，真空面板向内变形，并且底座向上变形。这防止在容器中别处的不希望的扭曲。然而，容器仍然经受内部真空力。面板和底座仅仅提供抵抗该力的适当的耐受结构。结构的抵抗力越大，存在的真空力将越大。另外，终端用户当握持容器时，可感觉到真空面板。典型地在装瓶厂处，容器将用热液体填充，并且然后在经受冷水喷洒之前加盖，这种冷水喷洒导致容器内真空的形成，容器结构需要能够应对这种真空。本发明在一个实施例中涉及热填充容器和一种方法，该方法允许真空压力的大体除去或大体消除。这允许大得多的设计自由度和轻重量机会，因为不再需要任何用于耐受真空力的结构，这些真空力否则将机械地扭曲容器。如在图Ia至b中的现有技术解决方案中看到的那样，当将热液体21引入到容器I中时，液体占据由第一上部液位3a限定的体积。如果压缩帽盖8在填充后立即施加到容器颈部2，那么真空形成在顶部空间23b中，该顶部空间23b在液体上方并且在压缩帽盖的密封表面10下方，密封表面是可压缩内部腔室9的下部边界，该可压缩内部腔室9与帽盖8的外部部分相接合。当除去帽盖时，通常仅释放这种顶部空间的真空。在帽盖8保持到位时，那么真空力很大程度上保持不变。如果容器的壁向内弯曲或挠曲，那么真空压力水平可能降低到很小程度。参照图3a_3b，示出了现有技术发明的另外的实施例。然而，如在现有技术中公开的那样(如在图2a_b中示出的那样)，仅每当容器已经冷却时，在帽盖结构内用于实现正压力的可运动密封的机械压缩才发生。这具有将帽盖元件的未消毒壁表面运动成与容器的液体内容物相连通的明显缺点。这种污染不能容许，并因此本发明的实施例提供仅使顶部空间的这种机械压缩在施加帽盖之后立即发生。以这种方式，在容器的内容物处于加热状态下时 ，机械压缩可实现正压力，并且随后能够使容器冷却而不形成嵌板。在压缩下进入容器顶部空间的帽盖元件因此将在冷却之前由加热内容物消毒。将理解到，为了提供初始密封结构而想到多种不同的结构，该初始密封结构受迫地向下，以将液体内容物移位到很大的程度。600ml尺寸的容器例如将需要达到大约20-30cc液体的移位。2000ml尺寸范围的容器将需要达到大约70cc液体的移位。想到的是，帽盖8可以是金属的或塑料的，并且在备选实施例中可推入到容器I的颈部中而不是拧入，并且在所需位置中能是可锁定的。帽盖9可以由任何适当的机械或电气或其它方式或手动地方式受控地向下移位。本发明的方法允许要引起机械压缩中的多个变量，但对于其中将需要显著的向下移位的较大容器来说，想到的是，压缩力中的仅一些将从可压缩帽盖得到，并且更显著地，剩余部分由在如下公开中讨论的方法得到。参照图4a和b，示出了本发明的示例性实施例，该实施例具有与容器颈部2相接合的帽盖80。从4a起以后的图都涉及与图4a中所示出的类似的容器的上部部分。根据本发明的另外方面，并且参照图4a和b以及5a_c，在引入液体之后(该液体可能已经被加热或适于随后加热)，可以施加帽盖，该帽盖包括小开口或孔口 81。因而在容器中在主帽盖本体80下方并且在流体液位40上方包含顶部空间23a。顶部空间23a在这个阶段与外部空气连通，并因此处于环境压力下且允许该流体液位40。如在图6a_c中看到的那样，在一个实施例中，将密封腔室84施加在瓶颈和帽盖组合上，以将液体与外部空气密封隔离(结构84的上封闭端部未示出)。在引入压缩力50之后，例如通过注入空气或某种其它气体，密封腔室内的增大的压力允许顶部空间23b内压力的随后增大，并且也由于塑料容器的随后膨胀迫使流体液位40到达较低点。作为对于气体注入的备选例，可注入加热的液体，例如热水。这将提供另外的优点，因为注入的液体将不经受当将气体注入到加热的环境中时通常发生的膨胀。因而在早期热填充阶段期间，较小的力将最终施加到容器的侧壁。更进一步，注入的液体当随后冷却时将比气体收缩得少。为此，较少的液体必要地需要注入到顶部空间中，以提供对于否则将出现的预期真空力的补偿。现在参照图7a_c(压缩力未示出)，在压力保持在密封腔室84内时，使塞子机构82从输送装置83朝孔口 81向下运动。如在图8a-c中可看到的那样，在压力保持在密封腔室84内时，通过将塞子82放入孔81中，将孔永久地封闭。在这时，并且如在图9a_c中可看到的那样，顶部空间23b根据输送气体的量在受控压力下充填，并且当容器排出以及返回到填充线时，在腔室内压力释放之后，密封腔室可以允许输送装置83退出。
如图lOa-c所示，当瓶子随后沿填充线行进并且被冷却时，顶部空间23b随着液体体积收缩而膨胀。流体液位40降低到新的位置41，并且加压的顶部空间23b随着它形成新的顶部空间23c而膨胀并失去其压力的一些或全部。然而，重要地，一旦内容物冷却，在容器中没有残余真空。作为备选例，并且如图10d-f所示，塞子92可以在帽盖的生产期间例如由构件91临时附接至帽盖。在例子中所示出的液体或气体可在压力下以相同的方式注入，以便在压力下环绕塞子并进入容器顶部空间，并且然后迫使杆机构93向下，以使塞子92前进而永久地进入到孔中。在这个备选例中，不需要用多个塞子机构加载杆。该备选例的另外例子提供在图18中。在本发明的这个实施例中，帽盖80具有由构件(未示出)临时附接的塞子92。密封腔室84包围帽盖，并且通过密封圈89抵靠帽盖上表面的压缩来提供内部密封腔室顶部空间87。气体或液体或者两者的组合通过进口 86注 入到腔室顶部空间87中，并且通过绕塞子的空隙注入到容器的顶部空间中。一旦得到容器内的所需压力，就使杆88向下前进，以迫使塞子92进入在帽盖内的位置中，并因此在所需压力下密封容器顶部空间。当塞子前进到最终位置中时，这提供了在密封容器时精确地实现计算的内部压力。这提供了由容器内的任何加热的内容物的冷却产生的随后的真空影响的提前补偿。参照图19a和19b，本发明可以制造成按照非常类似于填充线上的典型加盖站而运行。典型的加盖机器头部单元101封装密封单元84，并且通过密封容器的帽盖来提供密封和加压容器的功能。典型的加盖单元可以选择性地已经将帽盖拧到位，但由于在帽盖内塞子在“未堵塞”位置中的存在以及允许液体或气体在容器内部和外部之间的通过，容器将保持未密封。密封容器的准确时刻随着塞子被夯压到位而发生，并且在帽盖内的顶部空间不是如现有技术加盖过程在填充和加盖区域内典型的那样处于环境压力下，而本发明改为顶部空间修改单元102可以接收加盖的容器1，并且随后紧在用帽盖密封塞子密封容器之前加压容器。作为备选例，顶部空间修改单元102也可完成典型的加盖机器的通常功能。该单元可接收空的容器，施加包含塞子的帽盖，及随后将帽盖拧到位，以及在通过使塞子前进或某种其它密封方法最终密封容器之前加压该容器。本发明的备选实施例的更进一步例子示出在图20a_f中。帽盖80可以在帽盖内并入橡胶或其它适当材料的塞子182。这将提供在加压顶部空间之前相对于容器具有初始防泄漏密封的优点。以这种方式，容器可在内容物冷却之前(例如紧在通过过压填充和加盖之后)充填有来自液体或气体的压力，或者该过程可发生在内容物已经冷却并且在容器内存在真空之后。举例而言，帽盖和密封塞子182可在液体内容物已经冷却之后，由非常热的水66消毒。这会消毒帽盖的上表面，并且加热的液体然后可注入，以补偿真空压力。在注入针202退出之后，当从压力腔室排出容器时，可除去消毒加热液体。橡胶密封件182已经封闭且密封容器，以防止当腔室打开时帽盖下方的顶部空间与存在的外部空气之间的任何连通。用于帽盖80内的适当的塞子机构的另外备选例示出在图21a_f中。球阀型封闭件882可用来提供孔，通过该孔，压力腔室单元内可以发生顶部空间修改，如以前描述的那样。一旦顶部空间已经加压，在顶部空间保持在准确压力下时，转动推杆883可关闭球阀，如在图21d-f中示出的那样。图22a_c示出了使用本发明方法的顶部空间修改的典型示例性方法。空容器(未示出瓶颈下面)被填充，或者甚至“过填充”到瓶颈的边沿，并且施加帽盖，该帽盖具有开口，通过该开口可实现顶部空间的修改，例如该帽盖具有球阀封闭装置。加盖的瓶颈至少容置在压力腔室(未示出)内，并且将容器置于计算的压力下。这种压力增大可以是通过气体的注入(如在示出的例子中那样)，或者通过另外的液体的过注入。在这个过程期间，容器将增大尺寸到允许流体液位下降的程度(如果气体正被注入)，并且然后可以封闭球阀封闭件，以在容器内保持增大的压力。使用更典型的“推-拉”型运动封闭件，可以发生相同的方法过程，如在图23a_c中以类似方式示出的那样。 作为本发明的另外备选例以及为了除去对在帽盖本身内对于孔或塞子机构的需要，并参照图17a，正常的帽盖可由加盖单元施加，但不强迫拧到位。然后瓶颈可被包围在腔室84内，并且迫使液体或气体通过在帽盖与瓶颈的螺纹机构之间的间隙进入容器中，如借助于液体86的通过而示出的那样。一旦得到希望的压力，则在将容器顶部空间保持在压力下时，通过使扭转杆85在腔室84内前进而如图17b所示将帽盖拧到位。在这个实施例中，该方法使用标准帽盖而不是改型的帽盖可以实现。图17c示出了紧在从腔室84排出容器头部之前除去扭转杆85的、正确拧紧的帽盖80。将理解到，本发明通过修改典型的加盖机器而在执行顶部空间修改过程方面提供多种选择。除在过程期间修改顶部空间之外，这种机械可容易地用来也提供将容器加盖的功能。图24示出了容器如何可以从容器的颈部支撑环33紧下面容置在典型的密封腔室84内。图25示出了整个容器如何可以容置在密封腔室84内。在这个实施例中，容器不会由于增大的压力处于受压力状态直到从密封腔室排出之后。图26示出了本发明的备选实施例。想到的是，密封腔室84可选择性地包括下端密封裙部884。在这个例子中，软材料的密封圈在通过进口 883的水或气体的压力下可以膨胀，以与容器肩部形成紧密接触。气体或液体然后通过进口 86可以充填到压力腔室顶部空间87中，以在最终密封之前修改容器顶部空间。图27示出了图26的密封腔室如何可并入到具有旋转头部施加器的典型加盖单元站中。这将允许修改的加盖单元以正常方式施加帽盖，但在用于将帽盖密封在容器上的扭矩的施加之前，修改顶部空间。在改进本发明时，通过在液体收缩之前使顶部空间移位而完全或大体除去真空压力，由于机械扭曲力的除去，现在导致能够从侧壁除去相当大量的重压。根据本发明的另外方面，并且参照图lla-c，在液体引入之后(该液体可能已经加热或适于随后加热)，可以施加帽盖，该帽盖包括小开口或孔口 81，该开口或孔口 81由连通密封件91临时覆盖。因而在容器中在主帽盖本体80下方并且在流体液位40上方包含顶部空间23d。顶部空间23d在这个阶段不与外部空气连通，并因此在填充线上在冷却阶段期间处于典型的容器压力下。如在图12a_c中看到的那样，一旦容器已经典型地冷却到允许加标签和分配的液位，顶部空间23e在降低的流体液位的情况下将处于膨胀状态下，并且由于容器内的加热液体的收缩将已经产生真空。如在本发明的这个优选实施例中看到的那样，为了除去真空压力，将密封腔室84施加在瓶颈和帽盖组合上，以将连通密封件91与外部空气密封隔离(未示出结构84的上部、封闭端部)。在消毒介质66引入之后，例如通过注入优选地在95° C以上的热水或者热水和蒸汽的混合物，消毒介质提供了密封腔室(84)的内表面和连通密封件91的消毒。现在参照图13a_c，在消毒介质保持在密封腔室84内时，将塞子机构82从输送装
置83朝孔口 81向下放置。塞子机构刺穿连通密封件91，并且再次临时退出，如图14a-c所示，从而提供在帽盖(80)上方的密封腔室内的消毒体积与帽盖下方的顶部空间(23e)之间的连通。如在图14a_c中可看到的那样，消毒介质(例如95° C的热水)由于连通密封件被刺穿而通过敞开孔81立即抽到容器中。这引起在容器内的压力均衡或真空压力的除去，从而顶部空间23f的液位升得更高。在另一个优选实施例中，液体事实上在从密封腔室84供给的小压力下注入到容器中，从而在容器内的压力事实上是正压力，并且顶部空间事实上
非常小。容器内的产品体积的完整性不被破坏，因为帽盖上方的环境在与顶部空间连通之前已经消毒，并且在描述的顶部空间补充方法之前，供给到容器中的另外的液体补充由于容器内加热液体的收缩造成的体积“损失”。 在压力均衡之后，并且现在参照图15a_c，输送装置83再次前进，从而塞子82将被注入到孔中，以将它永久地封闭。在这时，顶部空间23f根据为补偿之前的液体收缩已经输送的液体的体积而处于受控压力下，如以上描述的那样。随着容器被排出和返回到填充线，密封腔室现在可以允许输送装置83退出，在腔室内的消毒介质和/或压力释放之后，这种退出现在可以进行。将理解到，可以利用密封腔室的多种变型，例如密封腔室可以仅直接密封到帽盖的顶部表面，而不是包围整个帽盖。由本领域的技术人员也将理解到，多种密封件的形式可以用来提供相同的临时密封，并且也提供待利用的塞子机构。因而描述一种补偿容器内的真空压力的方法。参照图16a_c，在封闭容器内经历加热内容物的随后冷却的原始顶部空间液位40，允许真空在最初顶部空间23d中的存在。在根据本发明的这个实施例的补偿之后，顶部空间液位根据在顶部空间内包含的压力而变化并且或许升高41，并且在顶部空间23f内的压力现在优选地实际上处于环境压力或优选地稍微为正的压力，从而容器的侧壁由轻微的内部压力支撑。参照图28a_d，本发明的备选实施例也包括可压缩帽盖，其中压缩在填充之后且在内容物冷却之前发生。以这种方式，通过当液体是炽热时发生压缩，腔室9 一旦内容物前进到容器中，就可以由内容物消毒。可压缩帽盖如以前描述的那样可以包含在压缩腔室内，特别是对于大尺寸容器。600ml尺寸的容器例如将需要达到大约20-30CC液体的移位，但2000ml尺寸范围的容器将需要达到大约70cc液体的移位。这种大的移位在没有极大可移位腔室进入容器的情况下难以实现。因此，为了将腔室尺寸保持到最小，想到的是，压缩腔室可提供某一量的气体或液体的注入，并且可压缩帽盖可提供所需的压缩的其余部分。以这种方式，最少的气体也注入到容器中。当然，对于小容器尺寸，将理解到，可仅利用可压缩帽盖。与在现有技术中描述的不一样，本发明提供在容器内的热液体以便消毒内部腔室9的内部呈现表面的下侧，因为它已经压缩到热液体内容物中。通常，随着产品冷却，真空将形成在容器内在帽盖下方的最初顶部空间23b中。如果壁不是刚硬得足以承受该力，则这种真空可以将容器I扭曲到一定程度。然而，由于内部压力在产品冷却之前已经向上调整，所以净效果可能是在产品冷 却期间临时升高的压力水平，并且一旦产品冷却已经结束就基本上没有压力，或者或许甚至有利地具有小量的正压力。参照图29a_d，本发明的另一个类似实施例提供一种机械帽盖，该机械帽盖具有机械地可控制的“出”和“入”位置。压缩帽盖8在用热饮料填充之后立即施加到容器I。在这个具体实施例中，可压缩内部腔室9的密封表面10移位得比在图24a-d中示出的之前的例子中的高。参照图30a_b，公开了本发明的另外的实施例。帽盖结构可以是2件式构造或单件单元，由此可压缩内部腔室9与瓶颈99的内螺纹相接合，并且随着帽盖施加并固定到容器I上而引起顶部空间的压缩。同样，对于较大尺寸的容器，这提供将气体或液体注入保持到最小的能力，同时利用热液体内容物的移位，以便当容器被密封时提供容器压力的增大。参照图31，公开了本发明的另外的实施例。所公开的系统总体上包括在填充站之前的空容器进给站。这可以是进给到填充站外壳中的完全的预吹塑容器，或者可以是通过在线吹塑成型生产，如示出的那样。在在线吹塑成型的情况下，将预成型坯进给到集成的吹塑成型机中，该集成的吹塑成型机也具有其自己的壳体，该壳体可以连续地并排屏蔽并连接填充和加盖外壳。该系统也可以包括连续的容器传送系统、容器产品填充站、容器顶部空间投配站、可选的液化气体分配站、可选的气体分配站、可选的液体分配站、容器密封站、容器内部压力检测站、排放传送机以及拒绝设备。备选地，如在图31中示出的那样，传送系统、填充站、及容器密封站或加盖站可以全部集成地容置在外壳或集成外壳内，从而可以加压内部环境。这使得在压盖机对容器进行密封时，每个容器内的顶部空间加压到所需水平。有效地在密封容器时，外壳内的环境压力被人为地升高，并且在被填充且加盖过的容器排出时容器的内部压力立即升高，因为容器呈现给在系统外壳外的较低环境压力。系统允许在每个容器通过在容器开口周围的升高环境压力用产品填充时，每个容器的顶部空间体积的在线控制。顶部空间体积测量在密封时精确地控制，从而每个容器直接与其各自的测量顶部空间相对应，并且除由在所包含的液体内的温度变化和环境温度或压力变化引起的变化之外，一旦立即密封，通常不会改变。借助于与每个容器的单独的测量要求准确相关的剂量，得到非常均匀的压力范围，这与基于期望填充液位或事后平均测量的剂量相反。因此，容器可减少规格，因为将不需要它们适应宽广的压力范围。此外，系统实现了较低的由不适当地加压容器造成的损坏率，因为系统对于填充变化立即自调整。
本方法和系统的特别优点是更大和更精确的控制允许对于热填充容器的低得多的压力投配。在现有方法中，通过平均地过加压仅可保证最小压力值，从而实现的最低剂量将满足技术要求。这当容器是热的和易适应的时，已经导致在热填充的早期阶段期间实现的总体上高的压力。因此，容器在大多数情况下显著地处于受力状态，从而使得对于更适于碳酸化或压力储器的花瓣状底座和容器设计的需要是必要的。这显著减小了对于容器可得到的设计选项，并且在容器中在底座周围需要另外的重量，以便实现合理的结果。参照图32a_c，本发明的备选实施例也包括侧壁801的至少一部分，该侧壁801配置成响应于真空压力。在这个具体实施例中，减小了在将帽盖800密封到容器上之前在密封腔室84中需要强迫地注入到容器I中的气体或液体量。当PET容器填充有70摄氏度以上的温度的液体时，塑料壁变得非常软和有弹性，因为材料在其弹性模量方面是合格的。在通过引入力而将随后的力施加到容器上以升高内部压力的情况下，侧壁膨胀，并且容器的整个体积增大。体积的这种增大中的一些是不可恢复的，并且导致容器变得比原始制造的更大。本发明的具体目的是将施加到侧壁的应力量减小到最低可能的量，以防止容器的不必要的体积增长。 这当利用非常薄的侧壁时特别有益，如在轻重量容器中发现的那样。因此将理解至IJ，在要填充有加热液体的特定体积大小的容器中(该加热液体例如在75至95摄氏度的范围中)，如果容器具有残余容量以解决期望收缩的一部分，那么可以减小为补偿内容物的随后收缩所需引入的气体或流体量。例如，在600cc大小的容器中，可能期望的是，可能发生近似25-30CC的流体收缩，并因此在容器的最后密封期间需要将与这等效的气体或流体量注入到顶部空间中以便补偿。通过提供这种补偿，或许可能的是，因此减轻容器的重量或者改变容器的形状，因为对于抵抗否则发生的真空压力的容器存在减小得多的需求。 将理解到，弓I入这种另外的材料初始地在容器上形成额外的应力。通过响应真空力而构造侧壁的至少一部分可以减小引入的初始材料的量，例如如果侧壁也能够提供所需量的50%补偿，则减小到所需量的50%。将理解到，仅需要通过侧壁补偿而补偿期望真空压力的50%的容器，将能够制得比需要通过侧壁补偿而补偿全部100%的容器重量更轻。参照图33a_c，本发明的备选实施例还在容器I中包括至少一个横向定向压力面板802。在这个具体实施例中,横向面板位于容器的底座部分中，但可以同样包括在侧壁中。在这个具体实施例中，也减小了在将帽盖(800)密封到容器上之前在密封腔室84内需要强迫注入到容器I中的气体或液体的量。如以上参照图32a-c解释的那样，横向面板当从如图33a所示的初始位置运动到如图33c所示的翻转位置中时，可以解决所需真空补偿的一部分，例如40%。部件802的翻转可以通过例如机械力进行。由于容器可容易地解决所需真空补偿中的一些，所以通过在密封帽盖之前的压力注入仅需要提供所需液体收缩的近似60%。以这种方式，在处理期间存在施加到容器上的减小的应力。参照图34a_c，本发明的备选实施例提供侧壁真空补偿和横向面板补偿两者都与顶部空间补偿相结合，以便在处理期间施加到容器上的应力甚至更小。举例而言，将理解至IJ，如果侧壁补偿元件801提供真空补偿的近似30%，并且横向面板802能够提供真空补偿的近似40%，那么在密封期间充填到顶部空间中的气体或液体仅需要在不具有与801和802等效的真空补偿元件的容器中所需量的近似30%。将理解到，可以将变化量的补偿赋予每个元件。参照图35a_c，还提供了本发明的另外备选实施例。以与已经描述的相同方式，侧壁的至少一部分可以包括真空补偿元件803。在这个具体实施例中，元件803也构造成在内部压力下径向向外膨胀，如在图35c中示出的那样。将理解到，在顶部空间密封期间在内部压力充填下，真空补偿元件803将通过首先径向向外膨胀使容器内的应力量减小。如果用加热液体填充，则内容物随后将在容器内冷却，并且将发生压力降低。随着压力降低发生，元件803将返回在图35a中示出的模压位置，并且随后能够提供进一步的真空补偿。仅举例而言，如果如图35a所示的元件803能够提供所需真空的近似30%，那么补偿的70%将需要在顶部空间密封期间引入。通过包括真空补偿元件803 (它能够向外膨胀)，那么诱发的应力在初始阶段期间减小显著的量。参照图36a_c，还提供本发明的另外备选实施例。通过上文的以前描述将理解到，本发明的容器可以设有侧壁真空补偿元件，或者可以设有在压力下能够径向外膨胀的侧壁真空补偿元件，以在顶部空间修改和密封工序期间减小应力。这些容器还可以设有横向压力面板补偿元件，同样以便进一步减小在处理期间所需施加在容器上的应力量。在这个具体实施例中，将横向面板802放置在容器的底座中。作为例子并参照图35a-c和图36a_c想到的是，元件803可能能够提供所需真空补偿的近似30%，并且底座元件802可以提供所需真空补偿的近似30%。因此，所需补偿的40%在处理期间注入到顶部空间中，如以前描述的那样。由于侧壁元件803能够径向向外膨胀，那么在处理和顶部空间修改期间施加的应力进一步减小。参照图37a_c，在本发明的另外的实施例中预期更进一步的应力减小。按以上所描述的方式，底座元件804构造成纵向向外膨胀，以释放在顶部空间修改期间和在密封期间气体或液体的注入所诱发的压力。这减小施加到容器侧壁上的应力。在这个具体实施例中，侧壁元件803还构造成在内部压力下径向向外膨胀。因此在容器内提供用以减小当将气体或液体注入到容器中时诱发的应力的显著的能力。在容器内的任何加热的内容物随后冷却时，侧壁元件803和横向元件804两者都能够向内翻转，以帮助真空压力补偿。在以上描述中已经参考具有已知等效物的本发明的具体元件或整体的场合，那么这样的等效物包括在这里，就像个别地叙述那样。尽管通过举例并结合本发明的可能实施例已经描述了本发明，但要理解，对于这些实施例可以进行修改或改进，而不脱离本发明的范围或精神。权利要求
1.一种容器，该容器用在热填充或冷填充操作中，并且具有密封件或帽盖，所述密封件或帽盖适于提供进入所述容器中的临时开口或孔口，所述开口或孔口允许在压力下引入一种或多种液体和/或气体，所述密封件或帽盖在使用中与所述容器的颈部一起提供容器顶部空间，所述容器顶部空间大体在密封时刻所具有的压力比在所述一种或多种液体和/或气体引入之前存在的压力更大。
2.根据权利要求I所述的容器，还包括在容器的侧壁中的至少一个真空补偿元件。
3.根据权利要求I或权利要求2所述的容器，包括在容器的底座中的至少一个真空补偿元件。
4.根据权利要求I所述的容器，包括在容器的侧壁中的至少一个可膨胀元件。
5.根据权利要求I或权利要求4所述的容器，包括在容器的底座中的至少一个可膨胀元件。
6.根据权利要求I所述的容器，其中，大体在密封时刻的所述更大的压力是正压力。
7.根据权利要求I所述的容器，所述容器用于热填充，其中，在热填充之后，该更大的压力对在容器的内容物冷却时的压力降低进行补偿。
8.根据权利要求I所述的容器，其中，所述密封件或帽盖适于在所述密封件或帽盖已经施加到颈部上之后提供所述开口或孔口。
9.根据权利要求8所述的容器，其中，所述密封件或帽盖适于被刺穿，以提供所述开口或孔口并且将所述容器顶部空间暴露于环境压力下。
10.一种用在热填充或冷填充操作中的容器，大体上如这里参照在附图中所示出的本发明的实施例的任一个或多个所描述的那样。
11.一种用液体填充容器的方法，包括通过容器的敞开端部引入液体；提供密封件或帽盖，所述密封件或帽盖具有或适于具有开口或孔口 ；通过开口或孔口提供至少一种气体和/或液体，以增大在容器的顶部空间中的压力。
12.一种用液体填充容器的方法，大体上如这里参照在附图中所示出的本发明的实施例的任一个或多个描述的那样。
全文摘要
一种定位在密封腔室(84)内的容器帽盖(80)具有可敞开的孔口，以允许在重新密封孔口之前在容器顶部空间(231)中增大压力。在备选实施例中，容器(1)可以在其侧壁和/或底座中包括真空补偿面板(801、802、803、804)。
文档编号B65D39/12GK102686484SQ201080059519
公开日2012年9月19日 申请日期2010年11月17日 优先权日2009年11月18日
发明者大卫·默里·梅尔罗斯 申请人:大卫·默里·梅尔罗斯