專利名稱：用于向容器中充填顆粒狀或粉末狀材料的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于向容器中充填顆粒狀或粉末狀材料特別是具有高空氣含量的細(xì)碎固體材料的設(shè)備和方法，還涉及容器本身。
背景技術(shù)：
在處理具有高空氣含量和極低灌裝密度(pour density)的可灌裝細(xì)碎固體材料例如細(xì)碎二氧化硅時(shí)，會(huì)產(chǎn)生各種問(wèn)題。制造商和最終用戶要面對(duì)這樣一個(gè)事實(shí)，即這些材料即使是在略微的空氣對(duì)流中也會(huì)產(chǎn)生粉塵。為了防止處理制品的人員因吸入粉塵而導(dǎo)致健康受損，必須避免粉塵的形成。此外，由于容器重量與充填材料重量之比較高，并且需要使用大量的包裝材料，因此低灌裝密度導(dǎo)致運(yùn)輸成本增加。
由于其三維分支結(jié)構(gòu)，細(xì)碎二氧化硅是具有大約40至50g/l這一極低壓實(shí)散裝密度的制品。由于其精細(xì)結(jié)構(gòu)，細(xì)碎二氧化硅中能夠結(jié)合大量的氣體例如空氣，因此制品會(huì)達(dá)到散裝密度為大約20至30g/l的準(zhǔn)流體狀態(tài)。
這種可排除空氣的自發(fā)逸散只能非常緩慢且不完全地進(jìn)行。由于細(xì)碎二氧化硅的流動(dòng)性極強(qiáng)，因此在上述流動(dòng)狀態(tài)也會(huì)產(chǎn)生粉塵。
因此，具有高空氣含量和極低灌裝密度的可灌裝細(xì)碎固體材料主要通過(guò)從外界施加真空而被引入透氣性口袋中?？諝夂吭礁?，充填時(shí)間越長(zhǎng)。
口袋由三至四層紙構(gòu)成，其中一層紙上可以附加層合聚乙烯，以形成抵抗外界濕氣的屏障。為了在充填過(guò)程中獲得理想的透氣性，所有各層均被加工出微孔。這樣可以在制品被引入口袋中時(shí)壓縮制品，使其充填密度相對(duì)于自然灌裝密度增加。
還可以利用專用壓輥進(jìn)行預(yù)脫氣處理，但這樣總會(huì)造成結(jié)構(gòu)性損壞的升高，從而負(fù)面影響固體物質(zhì)在使用中的性能。
制品相對(duì)于容器重量的比例越大，運(yùn)輸成本越低，但這種措施的效果會(huì)因采購(gòu)專用容器和所需的充填裝置產(chǎn)生的額外費(fèi)用而打折扣。
從EP-A-0 773 159中可以得知一種用于反復(fù)充填和排空具有低灌裝密度的可灌裝制品的方法和容器。該文獻(xiàn)中描述的織物容器，即所謂的大口袋或超級(jí)口袋，由透氣性織物構(gòu)成，優(yōu)選由具有至少一個(gè)入口的單層或多層塑料織物構(gòu)成。該織物容器也利用真空充填系統(tǒng)充填。真空施加在該織物容器上制品通過(guò)織物容器的入口而被吸入，直至達(dá)到預(yù)定的充填重量。流動(dòng)的空氣會(huì)分布在織物容器的整個(gè)表面上。在充填過(guò)程中，制品隨著被吸入口袋中而被可逆地壓實(shí)，而不會(huì)在此過(guò)程中損壞其結(jié)構(gòu)。
DE-A-198 39 106中描述了用于具有高空氣含量的細(xì)碎固體材料的柔性大容器，用于通過(guò)使用真空而被反復(fù)充填，所述容器由彼此疊加的至少兩層構(gòu)成，其中內(nèi)層由未涂覆的透氣性織物構(gòu)成，外層具有防塵功能并且被涂覆了濕氣隔離材料，所述各層通過(guò)專門的接縫而相互連接，以使容器只能通過(guò)該接縫而透氣。
通過(guò)這種容器結(jié)構(gòu)，特別地講，可以降低充填制品在大容器中的儲(chǔ)存過(guò)程中的濕氣含量。
然而，由于空氣不能從織物容器的整個(gè)表面上逸出，因此會(huì)產(chǎn)生一個(gè)缺點(diǎn)，即達(dá)到預(yù)期灌裝密度所需的時(shí)間周期顯著延長(zhǎng)，而且織物容器的充填能力下降。作為補(bǔ)償，DE-A-198 39 106中描述了一種用于充填大容器的特殊工藝，其中在充填之前對(duì)充填材料實(shí)施預(yù)脫氣處理，在充填之后通過(guò)織物的接縫而實(shí)施附加脫氣處理。預(yù)脫氣處理并因此而部分地壓實(shí)充填制品也是通過(guò)施加真空而實(shí)現(xiàn)的。
DE-A-198 39 106中描述的工藝的缺點(diǎn)是，預(yù)壓實(shí)和大容器的充填均需要采用真空系統(tǒng)，這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備費(fèi)用極高。但盡管消耗了大量費(fèi)用，充填能力仍然太低，因此DE-A-198 39 106中描述的工藝整體上不具有經(jīng)濟(jì)性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種容器和一種用于向容器隨充填材料特別是具有高空氣含量的細(xì)碎固體材料的設(shè)備和方法，其中可以以低設(shè)備成本實(shí)現(xiàn)高充填能力和對(duì)灌裝固體材料的適宜壓實(shí)，從而降低費(fèi)用支出。
上述目的可以通過(guò)一種用于向容器隨充填材料特別是具有高空氣含量的細(xì)碎固體材料的設(shè)備而實(shí)現(xiàn)，該設(shè)備包括一個(gè)進(jìn)料噴嘴，其可以插入容器的進(jìn)料口中，其中，所述進(jìn)料噴嘴被設(shè)計(jì)成使固體材料在加壓狀態(tài)下被引入，而且所述容器被一個(gè)兩部分式或多部分式罩殼(3)包圍。
本發(fā)明還涉及一種用于向容器中充填材料特別是具有高空氣含量的細(xì)碎顆粒狀材料的方法，包括將一個(gè)透氣性容器安置在本發(fā)明的設(shè)備中，將所述容器與進(jìn)料噴嘴氣密性地連接，在加壓狀態(tài)下充填容器，以及取走充填后的容器。
本發(fā)明的另一主題是一種柔性容器，其用于被反復(fù)充填和排放細(xì)碎固體材料，其特征在于，其由彼此上下疊加的至少兩層構(gòu)成，其中一層由優(yōu)選未被涂覆的透氣性承載材料形成，另一層由過(guò)濾材料形成。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，透氣性承載材料可以設(shè)置在容器外側(cè)，過(guò)濾材料可以設(shè)置在容器內(nèi)側(cè)。
然而，其它從內(nèi)向外的各層組合形式也可以采用，其中容器的承載部分和過(guò)濾部分是必要的。
根據(jù)本發(fā)明的容器可以被設(shè)計(jì)成適用于可選的不同細(xì)碎充填材料量。
根據(jù)本發(fā)明的容器可以優(yōu)選用于容納最高達(dá)1200kg的量。相反，現(xiàn)有技術(shù)中的容器只能容納90至100kg的充填量。
各層的材料可以采用市場(chǎng)供應(yīng)的材料。
根據(jù)本發(fā)明的容器可以通過(guò)壓實(shí)在容器內(nèi)側(cè)而實(shí)現(xiàn)無(wú)塵充填，特別是利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備進(jìn)行充填，從而達(dá)到顯著更高的散裝重量。
通過(guò)預(yù)先的流體化處理和同時(shí)進(jìn)行的輸送，細(xì)碎材料可以從根據(jù)本發(fā)明的容器中排放出來(lái)。
為此，可以采用現(xiàn)有的排放裝置。
根據(jù)本發(fā)明的容器示意性地顯示于圖3中。
本發(fā)明的另一主題是一種用于細(xì)碎固體材料的可透氣的過(guò)濾性波紋紙板容器(盒)。該容器的特征在于，具有以下結(jié)構(gòu)波紋紙板的一側(cè)由高透氣性紙和內(nèi)部波紋結(jié)構(gòu)構(gòu)成，另一側(cè)以及中間層由加工出微孔的非透氣性標(biāo)準(zhǔn)波紋紙板構(gòu)成。
外層、內(nèi)層和中間層的各種選擇性的組合是可行的，其中容器(波紋紙板容器)具有承載層和過(guò)濾層。
結(jié)果，同現(xiàn)有技術(shù)相比可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)高透氣性內(nèi)層用作制品過(guò)濾器，并且允許空氣逸出。
外層、中間層和波紋結(jié)構(gòu)用于吸收力，但允許空氣逸出。這種構(gòu)造的結(jié)果是，空氣可以透過(guò)容器壁而快速排出，而制品會(huì)高度壓實(shí)在容器內(nèi)，即同現(xiàn)有系統(tǒng)相比具有顯著更高的充填重量(根據(jù)制品類型，最高可達(dá)1200kg，而現(xiàn)有技術(shù)僅為90至100kg)。
根據(jù)本發(fā)明的容器示意性地顯示于圖5中。
利用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的方法，具有高空氣含量的細(xì)碎固體材料可以在固體材料被壓時(shí)的狀態(tài)下被高容量地充填，而不必付出高額設(shè)備費(fèi)用。特別地講，具有高空氣含量并且由下列一組材料之一構(gòu)成的細(xì)碎顆粒狀或粉末狀固體材料可以被灌裝熱解氧化物，沉淀氧化物，碳黑，以及上述材料的改進(jìn)物。
特別地講，在利用氣動(dòng)設(shè)備輸送充填制品時(shí)，所產(chǎn)生的壓力足以實(shí)現(xiàn)向容器中的適宜充填。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備具有一個(gè)專用進(jìn)料噴嘴，該進(jìn)料噴嘴配備有柔性密封表層，以實(shí)現(xiàn)無(wú)塵壓力充填。進(jìn)料噴嘴可以變形，從而可以充填各種不同尺寸的容器。
作為根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備中的一個(gè)重要組成部分的罩殼需要能夠承受負(fù)載，特別是所需的壓力。同時(shí)，罩殼在充填過(guò)程中給予容易適宜的支撐，以確保容器能夠在充填過(guò)程中承受所被施加的壓力并保持其形狀。
具有各式各樣的形狀且由各式各樣的材料制成的容器可以被根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備充填。容器的材料可以是透氣性塑料織物，優(yōu)選為聚丙烯織物；塑料織物；紡織布；紙板；紙；紙一塑料織物；塑料非織物；非紡布；上述材料的復(fù)合材料。充填壓力大致為0至8巴，優(yōu)選0至2巴，特別優(yōu)選0.2至1.2巴。
用在根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備和根據(jù)本發(fā)明的方法中的容器可以具有任何傳統(tǒng)形狀和由任何材料制成。例如，容器的底面區(qū)域(basearea)的形狀可以選自下面一組多邊形，圓形，半圓形，橢圓形，梯形，三角形，菱形，正方形，矩形，星形。容器還可以是帽子形、組合口袋形或系結(jié)袋子形。然而，為了即使是在壓力充填過(guò)程中也能確保安全操作，以下特性是有益的，即在充填過(guò)程中，罩殼盡可能均勻和緊密地接觸被充填的容器。因此，如果罩殼的形狀與容器的形狀一致，則是有益的。罩殼上的附加配件使得罩殼與各種被充填的容器相匹配。
由于容器內(nèi)部存有剩余壓力，因此空氣會(huì)透過(guò)容器表面排出。由于所述剩余壓力能夠逸出，因此可以實(shí)現(xiàn)充填制品的壓實(shí)。為了確保所述剩余壓力盡可能快地從容器逸出，特別是在設(shè)有緊密配合罩殼的情況下，希望罩殼(3)本身也是透氣性的。罩殼可以包括具有開(kāi)口或足夠孔隙度的壁。這一點(diǎn)可以通過(guò)例如在罩殼壁上加工出開(kāi)口而實(shí)現(xiàn)。特別有益的構(gòu)造是，壁由選自多孔板、篩、網(wǎng)、織物、燒結(jié)材料之一的材料制成，因?yàn)檫@樣可以獲得高透氣性和適宜的穩(wěn)定性，以確保容器即使在高充填壓力下壓不會(huì)爆炸。罩殼可以包括多個(gè)部分，優(yōu)選為兩個(gè)部分。罩殼(3)可以具有底部，也可以設(shè)計(jì)成不帶底部。罩殼優(yōu)選不帶底部。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施例，罩殼(3)可以包括兩個(gè)或多個(gè)部分(3a，3b)，并且所述設(shè)備還包括附加裝置，罩殼的兩個(gè)或多個(gè)部分可以通過(guò)所述附加裝置而被相互脫開(kāi)，并且可以手動(dòng)或自動(dòng)、優(yōu)選通過(guò)電動(dòng)氣動(dòng)方式而被驅(qū)動(dòng)著彼此移離對(duì)方，以將充填后的容器釋放。特別是在罩殼具有多邊形的底面區(qū)域的情況下，希望罩殼能夠沿對(duì)角線分離，以防止損壞容器。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選實(shí)施例，罩殼沒(méi)有底部，換言之，罩殼的底側(cè)是敞開(kāi)的。這個(gè)實(shí)施例能夠特別簡(jiǎn)單地控制充填過(guò)程。在兩部分式罩殼被閉合且所述兩個(gè)部分彼此連接后，可以開(kāi)始實(shí)際充填過(guò)程。例如，容器可以被安置在一個(gè)托架或托板上，然后，進(jìn)料噴嘴可以被引入到容器的進(jìn)料口中，并且可以氣密性地連接在容器上。在完成了充填程序后，罩殼的兩個(gè)楔塊形半體可以彼此分離并被驅(qū)動(dòng)著彼此移離對(duì)方，以將充填后的容器釋放。由于此時(shí)充填后的容器站立在托架或托板上，因此可以容易地被輸送裝置取走。


下面參照附圖而繼續(xù)描述本發(fā)明。
圖1是本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖2是圖1中的實(shí)施例的俯視圖，其中罩殼被打開(kāi)。
具體實(shí)施例方式
如圖所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例包括一個(gè)框架1，其在頂部設(shè)有兩個(gè)軌道2，罩殼3的兩個(gè)半體3a和3b可以在傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下沿所述軌道移動(dòng)。
在圖1和2所示的實(shí)施例中，罩殼具有正方形的底面區(qū)域，并且沿對(duì)角線分為所述兩個(gè)半體3a和3b。這樣可以確保兩個(gè)半體容易與充填后的容器分離，即使是在容器因高充填壓力而擠壓在罩殼上的情況下。
罩殼還具有兩個(gè)套管半體4a和4b，它們?cè)陂]合后圍繞著進(jìn)料噴嘴(未示出)。
如圖2所示，罩殼3在底部敞開(kāi)，容器在充填過(guò)程中位于一個(gè)托架或托板5上。此外，有益的結(jié)構(gòu)是，如圖中所示，充填噴嘴相對(duì)于框架1對(duì)稱設(shè)置，以使罩殼半體3a能夠進(jìn)一步離開(kāi)托架或托板5，從而使得托架或托板更容易被例如輸送裝置觸及，以取走充填后的容器。
圖3中示出了根據(jù)本發(fā)明的代表性容器。
另一方面，根據(jù)圖3的容器6由兩層構(gòu)成，其中第一層由承載透氣性外層材料7(比重為75 to 300g/m3的PP紡織帶料)構(gòu)成。
該外層材料未被涂覆，因而可以透過(guò)空氣。該外層用于承載并攜帶最高達(dá)1200kg的制品。
另一方面，第二層即內(nèi)層8(內(nèi)襯)由過(guò)濾材料(例如杜邦公司的HDPE非織物“特衛(wèi)強(qiáng)(Tyvek)”)構(gòu)成，用于保持住細(xì)碎制品，但允許從制品逸出的空氣從中透過(guò)(過(guò)濾作用)。
圖4中示意性地示出了排放口9。該排放口具有錐形結(jié)構(gòu)，因而特別適合用于根據(jù)EP 0 761 566 B1的專用排放設(shè)備中。
圖5中示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的波紋紙板容器。
權(quán)利要求
1.一種用于向容器中充填材料特別是具有高空氣含量的顆粒狀、粉末狀或細(xì)碎固體材料的設(shè)備，包括一個(gè)進(jìn)料噴嘴，其可以插入容器的進(jìn)料口中，其特征在于，所述進(jìn)料噴嘴被設(shè)計(jì)成使固體材料在加壓狀態(tài)下被引入，而且所述容器被一個(gè)兩部分式或多部分式罩殼(3)包圍。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，進(jìn)料噴嘴配備有柔性密封表層，以實(shí)現(xiàn)無(wú)塵壓力充填。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，罩殼(3)的底面區(qū)域的形狀選自下面一組多邊形，圓形，半圓形，橢圓形，梯形，三角形，菱形，正方形，矩形，星形。
4.如前面權(quán)利要求中任一所述的設(shè)備，其特征在于，罩殼(3)包括兩個(gè)或多個(gè)部分(3a，3b)，并且所述設(shè)備還包括附加裝置，罩殼的所述兩個(gè)或多個(gè)部分可以通過(guò)所述附加裝置而被相互脫開(kāi)并被驅(qū)動(dòng)著彼此移離對(duì)方，以將充填后的容器釋放。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，所述附加裝置可通過(guò)手工或借助于驅(qū)動(dòng)裝置而被驅(qū)動(dòng)著彼此移離對(duì)方。
6.如前面權(quán)利要求中任一所述的設(shè)備，其特征在于，罩殼(3)是透氣性的。
7.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其特征在于，罩殼(3)包括具有開(kāi)口或足夠孔隙度的壁。
8.如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其特征在于，所述壁由選自下列一組中的材料制成多孔板，篩，網(wǎng)，織物，燒結(jié)材料。
9.如前面權(quán)利要求中任一所述的設(shè)備，其特征在于，罩殼被設(shè)計(jì)成具有底部，或者優(yōu)選地，不具有底部。
10.一種用于向容器中充填材料特別是具有高空氣含量的細(xì)碎顆粒狀或粉末狀材料的方法，包括將一個(gè)透氣性容器安置在如權(quán)利要求1至8中任一所述的設(shè)備中，將容器與所述進(jìn)料噴嘴氣密性地連接，在加壓狀態(tài)下充填容器，以及取走充填后的容器。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，如權(quán)利要求3至8中任一所述的設(shè)備被使用，并且為了將容器取走，所述罩殼的多個(gè)部分被相互脫開(kāi)并被驅(qū)動(dòng)著彼此移離對(duì)方，所述多個(gè)部分優(yōu)選為兩個(gè)半體。
12.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，容器由以下材料之一制成透氣性塑料織物，優(yōu)選為聚丙烯織物；塑料織物；紡織布；紙板；紙；紙—塑料織物；塑料非織物；非紡布；上述材料的復(fù)合材料。
13.如權(quán)利要求10至12中任一所述的方法，其特征在于，充填壓力大致為0至8巴，優(yōu)選0至2巴，特別優(yōu)選0.2至1.2巴。
14.如權(quán)利要求10至12中任一所述的方法，其特征在于，任何具有高空氣含量并且由下列一組材料之一構(gòu)成的細(xì)碎顆粒狀或粉末狀固體材料均可以被充填熱解氧化物，沉淀氧化物，碳黑，以及上述材料的改進(jìn)物。
15.如權(quán)利要求10至13中任一所述的方法，其特征在于，容器的底面區(qū)域的形狀選自下面一組多邊形，圓形，半圓形，橢圓形，梯形，三角形，菱形，正方形，矩形，星形，帽子形，組合口袋形，系結(jié)袋子形。
16.一種柔性容器，其用于被反復(fù)充填和排放細(xì)碎固體材料，其特征在于，其由至少兩層構(gòu)成，其中一層由透氣性承載材料形成，另一層由過(guò)濾材料形成。
17.一種用于細(xì)碎固體材料的可透氣的過(guò)濾性波紋紙板包裝(盒)，其特征在于，具有以下結(jié)構(gòu)波紋紙板的一側(cè)由高透氣性紙和內(nèi)部波紋結(jié)構(gòu)構(gòu)成，另一側(cè)以及中間層由加工出微孔的非透氣性標(biāo)準(zhǔn)波紋紙板構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于充填容器的設(shè)備，該設(shè)備包括一個(gè)進(jìn)料噴嘴，其可以安置在容器的進(jìn)料口上，該進(jìn)料噴嘴被構(gòu)造成可使固體材料在加壓狀態(tài)下被引入，而且所述容器被一個(gè)罩殼包圍。本發(fā)明還公開(kāi)了一種用于向容器中充填材料特別是具有高空氣含量的細(xì)碎顆粒狀材料的方法，包括將一個(gè)透氣性大容器安置在本發(fā)明的設(shè)備中，將所述大容器與進(jìn)料噴嘴氣密性地連接，在加壓狀態(tài)下充填容器，以及取走充填后的容器。此外，本發(fā)明還公開(kāi)了一種具有透氣層的容器。
文檔編號(hào)B65D5/42GK1525921SQ02813899
公開(kāi)日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2002年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月11日
發(fā)明者羅蘭·舍費(fèi)爾, 約翰內(nèi)斯·安德烈亞斯·約熱·米德?tīng)柭? 格爾德·特奧多爾·布蘭德, 弗蘭克·迪特爾·許希尼, 漢斯-于爾根·施特倫佩爾, 漢斯-約阿希姆·賽德?tīng)? 米夏埃爾·希爾施霍伊澤, 托馬斯·里德曼, 特奧多爾 布蘭德, 迪特爾 許希尼, 里德曼, 及⑾Ｄ貳と 露, 爾 希爾施霍伊澤, 斯 安德烈亞斯 約熱 米德?tīng)柭? 羅蘭 舍費(fèi)爾, 詼 な┨羋著宥 申請(qǐng)人:德古薩股份公司