ГИБКИЙ КОНТЕЙНЕР ДЛЯ УПАКОВКИ ТВЕРДЫХ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
FLEXIBLE CONTAINER FOR PACKAGING SOLID BULK MATERIALS AND METHOD OF ITS USE

Изобретение относится к гибкому контейнеру для упаковки твердых сыпучих материалов и к способу наполнения такого контейнера.
Уже много лет крупногабаритные гибкие контейнеры, предназначенные для упаковки твердых сыпучих материалов в больших количествах, также называемые пакетами FIBC (гибкий контейнер средней грузоподъемности для насыпных грузов) или пакетами «биг бэг», известны и используются для защиты, хранения и транспортировки твердых сыпучих материалов, таких как продукты питания (сахар, мука, крахмал), полимерные гранулы или химическая продукция.
Обычно материалом для изготовления этих контейнеров является ткань из полимерного волокна (например, РР, PDPE, LLDPE), также возможно наделение контейнеров водонепроницаемыми свойствами посредством нанесения покрытия.
3
Вместимость этих контейнеров обычно находится в интервале от 0,5 до 2 м. Из-за большого размера и веса контейнеров после наполнения операции по их перемещению становятся сложными, а в некоторых случаях даже опасными. Фактически, когда для оптимизации использования складских помещений принимается решение укладывать наполненные пакеты в штабеля по несколько уровней, важно обеспечить идеальную устойчивость штабелей, потому что нарушение баланса может привести к стремительным сползаниям или падениям с наносящими ущерб последствиями.
2
Более того, несмотря на их прямоугольное основание, которое обычно должно обеспечивать почти полное наполнение доступной транспортировочной или складской площади, сильное давление, оказываемое хранящимися насыпью материалами на гибкие боковые стенки контейнеров, становится причиной существенного отклонения их фактической формы от их идеальной формы в виде параллелепипеда. Таким образом, в грузовом автомобиле с площадью нижней поверхности 32 м, невозможно разместить более 24 наполненных контейнеров с квадратным основанием каждого из них 1м×1м.
Было установлено, что, несмотря на большой вес наполненных контейнеров, некоторые из пакетов могут переворачиваться при перевозке в грузовых автомобилях, что делает очень сложным или даже невозможным процесс их разгрузки вилочным автопогрузчиком.
Кроме того, по отработанной технологии, после наполнения контейнер подвергают вибрации для получения оптимальной плотности упаковки сыпучих материалов.
Наполняющие устройства, используемые для выработки такой вибрации, являются тяжеловесными, сложными и дорогостоящими. При использовании такого устройства, из-за вибрационного источника, установленного в основании устройства, контейнер поднимают над землей. Следовательно, любое вмешательство оператора во время процесса наполнения, например, при установке или удалении наполняющего устройства, или при аварии в ходе эксплуатации, происходит на определенной высоте над землей, что, очевидно, представляет опасность падения.
2
В своем исследовании, целью которого являлась оптимизация процесса упаковки твердых сыпучих материалов в гибкие контейнеры типа «биг бэг», заявители обнаружили сравнительно простой способ устранения описанных выше недостатков. Фактически, заявители обнаружили, что создание совокупности соединенных друг с другом отделений внутри гибкого контейнера позволило получить наполненные пакеты, форма которых более приближена к форме прямоугольного параллелепипеда, чем форма известных контейнеров. Менее округленные формы наполненных контейнеров настоящего изобретения позволило хранить и перевозить их в большем количестве на одинаковой площади. В грузовом автомобиле с площадью поверхности 32 м, стало возможным размещать 26 контейнеров вместо 24. Еще одним преимуществом пакетов в соответствии с изобретением является большая устойчивость по сравнению с известными пакетами, изготовленными без внутренних стенок, к тому же, пакеты в соответствии с изобретением никогда не опрокидывались при транспортировке грузовыми автомобилями.
Еще одним преимуществом контейнеров в соответствии с изобретением является возможность их удовлетворительного наполнения без каких-либо вибрационных систем. Это позволяет на протяжении всего процесса наполнения располагать их либо на земле, либо просто на грузовом поддоне, так что любое вмешательство оператора на уровне крышки контейнера не представляет опасности падения. Само собой разумеется, что устройство для наполнения пакетов в соответствии с настоящим изобретением может быть спроектировано намного проще в отсутствие вибрационного источника.
Вышеупомянутая высокая устойчивость контейнеров в соответствии с изобретением также позволяет штабелировать их в три уровня, что значительно экономит объем по сравнению с известными пакетами, которые по вышеописанными соображениям безопасности могут быть штабелированы только в два уровня.
Наконец, по отработанной технологии контейнеры после наполнения оставляют в покое на некоторое время, преимущественно на несколько часов, для того чтобы из них вышел воздух до операций по перемещению наполненного пакета. Благодаря достоинствам контейнера и способу согласно изобретению эта пауза, ранее необходимая для плотной упаковки сыпучих материалов, становится излишней, что позволяет сэкономить время работы.
Уже известны гибкие контейнеры со вставками для упаковки твердых сыпучих материалов. Например, патент US 6900975 раскрывает пакеты типа FIBC, которые содержат вставки, состоящие из полосок из антистатических волокон. Эти полоски, однако, не образуют настоящие внутренние стенки, как в нижеследующем описании, способные задавать порядок наполнения различных внутренних отделений пакетов. Когда сыпучий материал засыпают сверху в контейнер, согласно описанию в US 6900975, этот материал равномерно покрывает всю поверхность дна пакета, но материал сначала не удерживается в центральном отделении перед тем, как он пересыплется в другие отделения из-за переполнения, как это описано в настоящем изобретении.
Таким образом, описанные известные гибкие контейнеры не позволяют получить пакеты, наполненные сыпучими твердыми материалами, устойчивость которых соответствует устойчивости пакетов в соответствии с настоящим изобретением.
Следует отметить, что описанные выше преимущества могут быть получены благодаря достоинствам новой простой и недорогой конструкции контейнеров. Контейнеры в соответствии с настоящим изобретением существенно отличаются от известных контейнеров тем, что простая труба из гибкого материала прикреплена по вертикальным фиксирующим линиям к каждой из боковых сторон контейнера, таким образом определяя центральное отделение и четыре угловых или периферийных отделения.
Объектом изобретения является гибкий контейнер для упаковки твердых сыпучих материалов, содержащий основание, четыре по существу прямоугольные внешние боковые стенки и крышку, согласно изобретению, во внутренней полости гибкого контейнера к каждой из его четырех внешних боковых стенок прикреплена труба из гибкого материала, высота которой меньше высоты внешних боковых стенок, при помощи вертикальных фиксирующих линий, с образованием центрального отделения, сквозного с верхней стороны и со стороны основания, и четырех периферийных отделений, отделенных от центрального отделения четырьмя внутренними стенками соответственно, при этом на верхней кромке каждой из внутренних стенок расположено центральное устройство для пересыпания.
Труба, изготовленная из гибкого материала, также называемая юбкой, может быть охарактеризована своей длиной и периметром. Очевидно, что после прикрепления трубы к внешним боковым стенкам контейнера длина трубы соответствует высоте h каждой из внутренних стенок, а периметр трубы - сумме длин сторон четырех внутренних стенок.
Как указано выше, высота h каждой из внутренних стенок является меньше высоты Н внешних боковых стенок контейнера. Предпочтительно отношение высоты h четырех внутренних стенок к высоте Н внешних боковых стенок находится в промежутке от 0,65 до 0,9, предпочтительно от 0,7 до 0,85.
Внутренние стенки, сформированные вследствие прикрепления трубы к внешним боковым стенкам, предпочтительно не контактируют с основанием контейнера, но их нижняя кромка, предпочтительно в основном горизонтальная, расположена на определенном расстоянии D1 от основания гибкого контейнера. Это создает сообщение между центральным отделением и каждым из четырех периферийных отделений. При наполнении контейнера сыпучий материал, поступающий в центральное отделение сверху, таким образом, может быть распределен по всей поверхности дна контейнера до некоторой высоты, определяемой расстоянием D1. Это первоначальное наполнение всей поверхности дна контейнера является залогом удовлетворительного применения способа, так как гарантирует устойчивость пакета во время наполнения центрального отделения. Указанное расстояние D1 находится в интервале от 4 до 12%, предпочтительно от 5 до 10%, всей высоты Н внешних боковых стенок контейнера. Другими словами, для контейнера высотой в 150 см нижняя кромка внутренних стенок предпочтительно расположена на расстоянии от 6 до 18 см.
Подобным образом, верхняя кромка, в основном горизонтальная, четырех внутренних стенок расположена не на одном уровне с верхней кромкой контейнера, а на определенном вертикальном расстоянии D2 от нее. Это расстояние D2 предпочтительно находится в промежутке от 5 до 20%, предпочтительно от 10 до 15%, всей высоты Н внешних боковых стенок контейнера. Другими словами, для контейнера, высотой в 150 см верхняя кромка внутренних стенок предпочтительно расположена на расстоянии D2 в интервале от 7,5 до 30 см, взятом по вертикали.
По центру верхней кромки каждой из внутренних стенок расположено устройство для пересыпания, которое позволяет направлять или централизовать пересыпание или поток сыпучего материала, когда центральное отделение почти наполнено. Теоретически это устройство для пересыпания может быть выполнено любой формы при условии, что позволяет потоку сыпучего материала, пересыпающегося из центрального отделения, направляться в каждое из периферийных отделений. Примеры устройств для пересыпания включают центральную прорезь или центральную выемку. Расположение, размер и глубина устройств для пересыпания предпочтительно выбираются с таким расчетом, чтобы поток сыпучего материала из центрального отделения в периферийные отделения во время наполнения периферийных отделений осуществлялся только посредством этих устройств для пересыпания. Другими словами, важно избежать неконтролируемого пересыпания потока сыпучего материала, поступающего в контейнер, через всю поверхность верхних кромок боковых стенок.
Таким образом, размеры устройства для пересыпания, очевидно, зависят от скорости наполнения контейнеров, и специалисты в данной области техники смогут отрегулировать их соответственно. Как правило, когда устройство для пересыпания представляет собой выемку или простую прорезь, выполненные по середине верхней кромки каждой из внутренних стенок, его глубина Р находится в интервале от 5 до 15% высоты h каждой из внутренних стенок.
Благодаря достоинствам их особенной внутренней структуры, наполнение гибких контейнеров в соответствии с настоящим изобретением преимущественно делится на четыре этапа:
- наполнение дна пакета преимущественно по всей его площади;
- наполнение центрального отделения, во время которого наполнение периферийных отделений, определенных боковыми стенками, не происходит или является незначительным;
- наполнение периферийных отделений путем засыпания сыпучего материала из центрального отделения при помощи устройства для пересыпания; этот этап начинается ближе к завершению этапа наполнения центрального отделения, как только уровень сыпучего материала достигнет уровня устройства для пересыпания;
- четвертый этап является необязательным и состоит в наполнении верхнего участка пакета выше верхней кромки внутренних стенок.
Очевидно, что для продолжения наполнения гибкого контейнера таким способом боковые стенки должны быть спроектированы так, чтобы удерживать сыпучий материал в центральном отделении во время второго этапа. Другими словами, внутренние стенки предпочтительно являются сплошными стенками, без отверстий или прорезей, кроме центральной прорези на верхней кромке. Разумеется, можно рассмотреть наличие отверстий малого или очень малого размера в тканевой структуре материала, формирующего боковые стенки, но просыпание сыпучего материала через эти малые отверстия должно быть незначительным по сравнению с наполнением, которое осуществляется на третьем этапе посредством устройств для пересыпания.
Труба, изготовленная из гибкого материала, прикреплена к четырем внешним боковым стенкам контейнера посредством по существу вертикальных фиксирующих линий. Эти фиксирующие линии преимущественно являются линиями прошивки или линиями спая, но предпочтительно линиями прошивки. Труба может быть прикреплена одной или, в целях повышения прочности, несколькими параллельными фиксирующими линиями к каждой из внешних боковых стенок. Когда труба прикреплена несколькими параллельными линиями, все они располагаются преимущественно в центральном вертикальном участке боковой стенки, в частности, в вертикальном участке указанной стенки, занимая менее 20%, преимущественно менее 15% ширины боковой стенки.
Периметр трубы, изготовленной из гибкого материала, прикрепленной к боковым стенкам, очевидно, зависит от всего периметра поперечного сечения контейнера. Он должен быть меньше последнего и, в то же время, иметь значение, достаточное для того, чтобы труба не оказывала чрезмерного усилия натяжения на боковые стенки, когда пакет наполнен. Можно подсчитать, что отношение периметра поперечного сечения гибкого пакета (= 4 × ширину внешних боковых стенок) к периметру поперечного сечения трубы (= периметру центрального отделения) предпочтительно находится в промежутке от 1,27 до 1,41, эти две цифры относятся к круглому центральному отделению и к квадратному центральному отделению соответственно.
Крышка гибкого контейнера согласно настоящему изобретению, по существу, может быть выполнена в любой форме, известной или даже не известной среднему специалисту в данной области техники, при условии, что она не влияет на существенные качества настоящего изобретения. Преимущественно, изобретение в первую очередь относится к вертикальным частям (внешние боковые стенки и внутренние стенки), а не к горизонтальным частям (основание и крышка) контейнера.
В одном из вариантов осуществления изобретения крышка контейнера выполнена в форме бункера с центральным отверстием для наполнения и, подобным образом, основание гибкого контейнера выполнено в форме бункера с центральным отверстием для спуска. Отверстия для наполнения и спуска могут быть закрыты при помощи любого подходящего укупорочного средства. Наполняющий и спускной желоба предпочтительно располагают на крышке и на основании пакетов соответственно. Эти желоба предпочтительно прикрепляют извне и оснащают завязками, пришивая в процессе сборки тканевых элементов. Укупорка совершается путем связывания растяжек S-образной формы, обычно, на изгибе желобов.
Также изобретение относится к способу упаковки твердых сыпучих материалов с использованием описанного выше гибкого контейнера. Этот способ содержит этап насыпания твердых сыпучих материалов, подлежащих засыпке через верх гибкого контейнера в его центральное отделение, при этом твердые сыпучие материалы сначала заполняют дно пакета, затем центральное отделение, затем, посредством пересыпания, четыре периферийных отделения контейнера. Эти четыре отдельных этапа осуществления способа в соответствии с изобретением были описаны выше.
Как объяснялось во вступительной части, гибкие контейнеры в соответствии с настоящим изобретением, в наполненном виде демонстрируют прекрасную устойчивость, даже если они не подвергались воздействию вибрации при наполнении. Следовательно, в предпочтительном варианте осуществления способа изобретения, гибкий контейнер при наполнении не подвергают воздействию вибрации с целью повышения плотности упаковки твердых сыпучих материалов.
Заявители установили, что неполное наполнение гибких контейнеров в соответствии с изобретением является предпочтительным. Рекомендуется останавливать засыпку твердого сыпучего материала через отверстие для заполнения, когда уровень наполнения гибкого контейнера находится в интервале 90-99%, предпочтительно 92-95%, полного наполнения. Остановка, предшествующая полному наполнению пакета, позволяет избежать блокировки наполняющего трубопровода установки, что может привести к искажению веса продукта.
Далее изобретение будет подробно описано со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показан контейнер в соответствии с изобретением, вид в перспективе;
на фиг. 2 показан контейнер в соответствии с изобретением, вид в поперечном разрезе, проходящем по существу через середину высоты;
на фиг. 3 детально описана верхняя кромка внутренней стенки с двумя различными вариантами осуществления устройств для пересыпания.
На фиг. 1 изображен гибкий контейнер в соответствии с изобретением, содержащий основание 1 и четыре внешние боковые стенки 2 с высотой Н. На этой фигуре с целью упрощения не изображена крышка. Внутри пространства, определенного основанием 1 и четырьмя боковыми стенками 2, к каждой из четырех внешних боковых стенок 2 прикреплена труба из гибкого материала при помощи четырех вертикальных фиксирующих линий 5 соответственно. Каждая из вертикальных фиксирующих линий 5 расположена преимущественно по центру каждой из внешних боковых стенок 2. Между двумя вертикальными фиксирующими линиями 5 на двух примыкающих внешних боковых стенках расположены определенные таким образом четыре внутренние стенки 8а, 8b, 8 с, 8d с высотой h (не превышает высоту Н внешних боковых стенок 2). Четыре внутренних стенки определяют, во-первых, центральное отделение, сквозное с верхней стороны и со стороны основания и, во-вторых, четыре периферийных отделения, также сквозных с верхней стороны и со стороны основания. Центральное отделение сообщается с периферийными отделениями. Нижняя кромка каждой из вертикальных фиксирующих линий 5 расположена на расстоянии D1 от основания 1 контейнера, а верхняя кромка каждой из вертикальных фиксирующих линий 5 расположена на расстоянии D2 от верхней кромки контейнера. Каждая из внутренних стенок 8а-8d на верхней кромке содержит выемку 11b.
На фиг. 2 изображено поперечное сечение контейнера, изображенного на фиг. 1, проходящее по существу через середину высоты. Четыре внутренние стенки 8а, 8b, 8 с, 8d, прикрепленные к четырем внешним боковым стенкам 2 при помощи фиксирующих линий 5, определяют центральное отделение 6 квадратной формы и четыре идентичных периферийных отделения 7а, 7b, 7c, 7d треугольного сечения.
На фиг. 3 показаны два предпочтительных варианта осуществления устройства для пересыпания, а именно:
(а) прорезь 11а с глубиной Р, расположенная в центре верхней кромки внутренней стенки, и
(б) закругленная выемка 11b с глубиной Р, расположенная в центре верхней кромки внутренней стенки.