技术领域
[0001] 本
发明涉及一种灌装饮用液体的容器，具体涉及一种轻量化饮用水瓶。
背景技术
[0002] 现有的饮用水瓶一般采用PET材料制造，随着近几年瓶装水行业的迅猛发展，对PET材料的需求也越来越大，不仅造成资源的大量消耗，而且随着
原油价格的上涨带动PET材料的价格不断上涨，单个饮用水瓶的生产成本不断增加。为了解决上述问题，人们在生产过程中需要尽量减少单个饮用水瓶的PET材料用量，以降低成本，但是减少了单个饮用水瓶的PET材料用量之后，将使得饮用水瓶的结构强度降低，饮用水瓶本体变软，难以保证使用效果。
发明内容
[0003] 本发明的目的是提供一种结构优化的轻量化饮用水瓶，在保证饮用水瓶的结构以及抗压强度的同时，能够降低瓶重，减少对PET材料的消耗。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案。
[0005] 一种轻量化饮用水瓶，包括饮用水瓶本体，所述饮用水瓶本体由轻量化瓶胚
拉伸吹塑制得，所述轻量化瓶胚的胚身的壁厚为2～3.8mm，所述轻量化瓶胚的胚底的横截面呈锥形，所述胚底的横截面的两侧边所成的
角度为55～65度，所述轻量化瓶的总
拉伸比为12～16，单向拉伸比为3.8～5。
[0006] 其中，所述轻量化瓶胚的胚身壁厚为3mm。
[0007] 其中，所述胚底的横截面的两侧边所成的角度为60度。
[0008] 其中，所述饮用水瓶本体的总拉伸比为13.8，所述饮用水瓶本体的单向拉伸比为4.2。
[0009] 其中，所述饮用水瓶本体一体成型，包括瓶嘴、瓶肩、瓶身以及瓶底，所述瓶身包括上瓶身与下瓶身，所述上瓶身设有横向加强筋，所述横向加强筋的横截面呈梯形，所述横向加强筋的横截面的两个底角为圆弧角。
[0010] 其中，所述下瓶身设有斜向加强筋，所述斜向加强筋的横截面呈三角形，所述斜向加强筋的横截面的顶角为圆弧角。
[0011] 其中，所述横向加强筋横截面的两侧边之间的夹角β的角度为68度，所述斜向加强筋的横截面的两侧边之间的夹角θ的角度为100度。
[0012] 其中，所述横向加强筋的深度h为1.6mm，宽度w为1.69mm。
[0013] 其中，所述瓶肩的横截面呈弧形，所述弧形的半径R为79.5mm。
[0014] 其中，所述瓶底设有一向饮用水瓶本体内部延伸的凸台，所述凸台的中心设有
定位凹槽，所述定位凹槽与瓶底周边的过渡面上均匀设有内凹的沟槽。
[0015] 本发明的有益效果为：本发明通过对瓶胚的胚身、胚底进行优化设计，可以减少瓶胚底部用料和吹瓶瓶底的积料，降低加热过程中的
能量消耗，在保证饮用水瓶具有足够的结构强度的同时，减少用料，降低生产成本。
[0016] 本发明进一步地通过对瓶形以及加强筋和底部凸台的优化设计，能够增大瓶身的结构强度，提高瓶身的抗垂直压
力，更好地保证饮用水瓶具有足够的结构强度。
附图说明
[0017] 图1为本发明的轻量化饮用水瓶的结构示意图。
[0018] 图2为图1中A部横截面的结构示意图。
[0019] 图3为图1中B部横截面的结构示意图。
[0020] 图4为本发明的轻量化饮用水瓶的仰视图。
[0021] 附图标记包括：
[0022] 1—瓶嘴；2—瓶肩；3—瓶身；31—上瓶身；32—下瓶身；4—瓶底；
[0023] 5—横向加强筋；6—纵向加强筋；61—第一斜面；7—凸台；71—定位凹槽；72—沟槽。
具体实施方式
[0024] 以下结合附图对本发明进行详细的描述。
[0025] 如图1至图4所示，一种轻量化饮用水瓶，包括饮用水瓶本体，所述饮用水瓶本体由轻量化瓶胚拉伸吹塑制得，所述轻量化瓶胚的胚身壁厚为2～3.8mm，所述轻量化瓶胚的胚底的横截面呈锥形，所述胚底的横截面的两侧边所成的角度为55～65度，所述轻量化瓶的总拉伸比为12～16，单向拉伸比为3.8～5。
[0026] 本发明的轻量化饮用水瓶通过对瓶胚的胚身、胚底进行优化设计，可以减少瓶胚底部用料和吹瓶瓶底的积料，降低加热过程中的能量消耗，在保证饮用水瓶具有足够的结构强度的同时，减少用料，降低生产成本。
[0027] 优选的，所述轻量化瓶胚的胚身壁厚为3mm，所述胚底的横截面的两侧边所成的角度为60度，所述饮用水瓶本体的总拉伸比为13.8，所述饮用水瓶本体的单向拉伸比为4.2。在此情况下，对制得的饮用水瓶进行试验，得到的实验结果如表1所示，能够保证吹塑制得的饮用水瓶的壁厚具有较好的结构强度，同时节省用料，降低瓶重。
[0028] 其中，所述饮用水瓶本体一体成型，包括瓶嘴1、瓶肩2、瓶身3以及瓶底4，所述瓶身3包括上瓶身31与下瓶身32，所述上瓶身31设有两条横向加强筋5，所述横向加强筋5的横截面呈梯形，所述横向加强筋5的横截面的两个底角为圆弧角；所述下瓶身32设有五条斜向加强筋6，所述斜向加强筋6的横截面呈三角形，所述斜向加强筋6的横截面的顶角为圆弧角。横向加强筋5可以防止饮用水瓶本体因受到横向的压力而
变形，增强横向的抗压强度；斜向加强筋6可以增强饮用水瓶本体沿轴向的抗压强度，能够承受更大的轴向
载荷，在运输以及储存过程中能够增加堆码高度，方便储存和运输；所述横向加强筋5、斜向加强筋6的横截面均设计为圆弧角，可以有效避免
应力集中，减少饮用水瓶本体变形的几率。优选的，所述横向加强筋5的深度h为1.6mm，宽度w为1.69mm。在饮用水瓶本体上设置加强筋能够增强饮用水瓶本体的抗压强度、防止变形，但是同时也会增加饮用水瓶本体的表面积，从而使得是生产过程中用料增大。因此，必须尽量使二者达到平衡，经过多次CAE试验发现，在横向加强筋5的深度h为1.6mm，宽度w为1.69mm时，可以在保证饮用水瓶本体具有足够的抗压强度，同时减少PET用料，降低成本。
[0029] 优选的，所述横向加强筋5横截面的两侧边之间的夹角β的角度为68度，所述斜向加强筋6的横截面的两侧边之间的夹角θ的角度为100度。经CAE试验分析，在夹角β的角度为68度、夹角θ的角度为100度时，加强筋的增强效果最佳。
[0030] 优选的，所述瓶肩2的横截面呈圆弧形，所述圆弧形的半径R为79.5mm。通过AN-YES
计算机程序对瓶身3和瓶肩2处所受应力情况进行分析发现，应力集中发生在瓶肩2处，瓶肩2处采用圆弧形的结构能够避免应力集中，提高饮用水瓶本体的抗垂直压力的强度，在圆弧形的半径R为79.5mm时，既可以有效防止应力集中，也使得瓶嘴1与瓶身3连接流畅，外形美观。
[0031] 其中，所述瓶底4设有一向饮用水瓶本体内部延伸的凸台7，所述凸台7的底面直径为66mm，高度为13mm，所述凸台7的中心设有定位凹槽71，所述定位凹槽71与瓶底4周边的过渡面上均匀设有5个内凹的沟槽72。采用内凹的凸台7以及内凹的沟槽72，可以增强瓶底4的结构强度，使得瓶底4无须做得很厚也可保证足够的抗压强度，节省用料。
[0032] 通过对瓶形以及加强筋和凸台7的优化设计，能够增大瓶身的结构强度，提高瓶身的抗垂直压力，在保证饮用水瓶具有足够的结构强度的同时，减少用料，降低生产成本。
[0033] 利用INSTRON5567万能
电子试验机对本发明的轻量化饮用水瓶进行轴向压缩试验，取8个相同的轻量化饮用水瓶分成8组进行试验，试验速度为100mm/min，结束试验设置为下降位移50mm时停止。试验结果如表1所示。
[0034] 表1：本发明的轻量化饮用水瓶的重量及抗压强度参数
[0035]
[0036] 结果表明，本发明的轻量化饮用水瓶的平均重量为31.21g，平均垂直抗压强度为193.31N。
[0037] 分别选取两种常见的饮用水瓶重复进行上述试验，实验结果与本发明的轻量化饮用水瓶的实验结果对比如表2所示。
[0038] 表2：本发明的轻量化饮用水瓶与现有的饮用水瓶的试验参数对比表[0039]
[0040] 结果表明，1号对比瓶虽然结构强度更高，但是其瓶重较大，用料多，成本偏高；2号对比瓶用料少，但是结构强度不足，使用效果差。
[0041] 因此，本发明的轻量化饮用水瓶，在具有足够的结构强度的
基础上，降低了重量，减少用料，降低生产成本。
[0042] 以上
实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行
修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
