CN108820552B - 一种可循环利用的缓冲包装装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种可循环利用的缓冲包装装置及其使用方法，属于运输包装领域。充气袋一侧连接自动放气气阀，自动放气气阀包括橡胶塞、外壳上部、外壳下部、上固定片、下固定片和温敏薄片，外壳上部与外壳下部均为直径相同的空心圆柱体，且外壳上部与外壳下部采用螺纹连接，上固定片、下固定片为均匀厚度的圆形截面薄板，外侧排列8个半圆通孔，且通孔圆心呈45°等间距分布于固定片圆周上，温敏薄片截面的上、下两条曲线分别呈x²＝±31.25y抛物线型，外壳下部的外侧底部有固定垫圈。本发明适用于运输包装，并且在充气袋上运用可以自动放气的气阀，克服目前充气袋充气阀无法自动放气，无法循环利用的缺点。

Description

一种可循环利用的缓冲包装装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种可循环利用的缓冲包装装置及其使用方法，属于运输包装领域。

背景技术

随着社会高速发展，现在人们购买东西可以直接从网上下单，再由厂商通过邮购方式发货，或者快递公司送货上门。在运输过程中，为了保护物件不受损坏，通常使用缓冲包装对物件进行直接包裹，再装进箱子里。现在的许多缓冲包装使用EPE(可发性聚乙烯)、EPS(聚苯乙烯泡沫)或者一次性充气式缓冲包装包裹。EPE、EPS有韧性好，可塑性高等特点，但成本较高，且缓冲效果受外部影响较多。缓冲包装用于系统的充、放气以及密封，通常结构较复杂，需要由许多零件构成。本发明利用了温敏材料热胀冷缩与密封原理，设计了可以自动放气的重复利用式气阀，适合于运输包装中起缓冲作用的充气袋使用，还可以有效提高缓冲气袋重复使用率，并大幅度降低生产及贮存成本。其零件适合于用硬质塑料和温敏材料通过注塑加工而成。

发明内容

本发明的目的在于：设计一种适用于运输包装的充气袋，并且在充气袋上运用可以自动放气的气阀，克服目前充气袋充气阀无法自动放气，无法循环利用的缺点。

充气袋一侧连接自动放气气阀，自动放气气阀包括橡胶塞1、外壳上部2、外壳下部6、上固定片3、下固定片5和温敏薄片4，外壳上部2与外壳下部6均为直径相同的空心圆柱体，且外壳上部2与外壳下部6采用螺纹连接，上固定片3、下固定片5为均匀厚度的圆形截面薄板，外侧排列8个半圆通孔，且通孔圆心呈45°等间距分布于固定片圆周上，温敏薄片4截面的上、下两条曲线分别呈x²＝±31.25y抛物线型，外壳下部6的外侧底部有固定垫圈7。

进一步，橡胶塞1形状由两个圆台堆叠而成，下侧圆台上底面半径大于上侧圆台下底面直径，中心对齐。

进一步，外壳上部2的顶部孔直径与橡皮塞1上侧圆台下底面直径相同。

进一步，充气袋左右两侧均有折叠结构，满足不同箱型宽度，增加充气袋的使用范围。

可循环利用的缓冲包装装置，其使用方法在于：

将充气袋从0℃以下温度环境中取出，拔出橡胶塞，置入所需运输包装中，完成充气过程，塞入橡胶塞，使用结束后，拔出橡胶塞，堆码并放入0℃以下温度环境中静置15-20分钟自动排气，等待下次使用；

使用时需保证充气后折叠结构的凹槽处与气袋上表面距离相差5mm及以上，当运输环境多为低强度振动时，充气式带内气压应为75-80KPa，当运输环境多为高强度冲击时，充气式带内气压应为40-45KPa。

内装物的脆值小于40时，充气量应占完全充气体积的90％以上，内装物的脆值大于或等于40时，充气量应占完全充气体积的70％以上。

附图说明

图1气阀装配图全剖图。

图2固定片俯视图。

图3a充气袋正视图。

图3b充气袋俯视图。

具体实施方式

充气袋左右两侧均有折叠结构且其长度为充气袋的10％以适用于不同宽度的箱型，增加该充气袋的使用范围。右侧固定一个可以自动放气的气阀装置。图1是该种气阀的装配图。其特征在于：该种气阀共有6个零件组成，分别为图1所示的橡胶塞、外壳上部2、外壳下部6、上固定片3、下固定片5和温敏薄片4组成。橡胶塞1形状由两个圆台堆叠而成，橡胶塞1靠近温敏材料4一侧定义为下侧，下侧圆台上底面半径大于上侧圆台下底面直径1mm，中心对齐。

外壳上部2的顶部孔直径与橡皮塞1上侧圆台下底面直径相同，与外壳下部6均为直径相同的圆柱体并通过螺纹连接。上固定片3、下固定片5和和温敏薄片4依次按照从上到下顺序，其中上固定片3、下固定片5和为圆形截面薄板且与温敏薄片4直径相同。根据变截面一维定常等熵流动特点，通过温敏薄片截面积变化使得气体流动形成扩张-收敛-扩张过程，最终达到流动壅塞状态，此时的临界条件为：温敏薄片截面积变化比值始终保持25：8。考虑环境温度、温敏材料特性、缓冲包装尺寸与流动气体体积因素，图1中温敏薄片4截面的上、下两条曲线分别设置为x²＝±31.25y抛物线型，图2中8个半圆通孔的曲率半径设置为8mm，且呈45°等间距排列，如图2所示。抛物线型设计使得温敏薄片外侧与中心厚度比为5，可大幅度增强外壳下部6内壁的密封性，尤其当温敏薄片收缩时，其外侧向中心以及与轴线垂直的平分面收缩，避免了因加工、环境等原因造成的气体阻塞情况。此外，该抛物线型的设计产生了气流窄道，加快气体流通速度并形成低压空间，这就使得区域压差逐渐增大至真空状态，防止贴合过程中出现翻转现象。温敏材料的平均线膨胀系数定义在-10℃-30℃温度区间内，约为2.5×10^-4m/℃-1.25×10^-3m/℃，即当温敏薄片半径为25mm、温度从20℃下降到0℃时，薄片体积收缩1％-5％。外壳下部6的外侧底部有长宽均为5mm的固定垫圈7，方便与充气袋热封合，在充气袋损坏后也可以将阀门拆卸固定在其他密封袋上。采用该组数据可有效减少材料消耗，通过利用最少材料实现装置的进气-密封-排气-密封过程，满足缓冲包装的循环利用这一限定。

本发明提出的气阀的工作原理叙述如下：

使用前将外壳上部2与外壳下部6旋开，依次按照从上到下：固定片3、温敏薄片4和固定片5的顺序放入零件，之后将外壳上部2与外壳下部6旋紧。拔出橡胶塞1后，将气阀置于低于0℃的环境下，根据热膨胀效应，温敏薄片4向中心收缩，落在固定片5上。当将充气袋置于室温条件下时，进行充气，然后用橡胶塞堵住，温敏薄片4体积膨胀，将外壳下部6密封，防止气体逸出。当结束一次运输过程后将充气袋置于低于0℃的环境下，气阀中温敏薄片4体积收缩，气阀两侧的气体进行交换，充气袋中气体排出。为保证正常使用该充气袋使用温度应不低于15℃。

本发明根据温敏材料在不同温度环境下体积不同的原理，设计出可以自动放气且重复利用的气阀，弥补了常规缓冲气袋无法自主排气，无法循环利用的缺点，使得该气阀拥有广阔的实际应用前景。

使用方法：将气袋从0℃以下温度环境中取出，拔出橡胶塞，置入所需运输包装中，进行充气完成后，塞入橡胶塞；使用结束后，拔出橡胶塞，堆码后放入0℃以下温度环境中静置15-20分钟，等待下次使用。使用时应保证充气后折叠结构的凹槽处与气袋上表面距离相差5mm及以上；当运输环境多为低强度振动时，充气式带内气压应为75-80KPa，当运输环境多为高强度冲击时，充气式带内气压应为40-45KPa。内容物脆值小于40时，充气量应占完全充气体积的90％以上，内装物的脆值大于或等于40时，充气量应占完全充气体积的70％以上。

Claims (6)

1.可循环利用的缓冲包装装置，其特征在于：

充气袋一侧连接自动放气气阀，自动放气气阀包括橡胶塞、外壳上部、外壳下部、上固定片、下固定片和温敏薄片，外壳上部与外壳下部均为直径相同的空心圆柱体，且外壳上部与外壳下部采用螺纹连接，上固定片、下固定片为均匀厚度的圆形截面薄板，外侧排列8个半圆通孔，且通孔圆心呈45°等间距分布于固定片圆周上，温敏薄片截面的上、下两条曲线分别呈x²＝±31.25y抛物线型，外壳下部的外侧底部有固定垫圈。

2.根据权利要求1所述装置，其特征在于，橡胶塞形状由两个圆台堆叠而成，下侧圆台上底面半径大于上侧圆台下底面直径，中心对齐。

3.根据权利要求1所述装置，其特征在于，外壳上部的顶部孔直径与橡皮塞上侧圆台下底面直径相同。

4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，充气袋左右两侧均有折叠结构，满足不同箱型宽度。

5.应用如权利要求1-4任意一项所述装置的方法，其特征在于：

将充气袋从0℃以下温度环境中取出，拔出橡胶塞，置入所需运输包装中，完成充气过程，塞入橡胶塞，使用结束后，拔出橡胶塞，堆码并放入0℃以下温度环境中静置15-20分钟自动排气，等待下次使用。

6.应用如权利要求1-4任意一项所述装置的方法，其特征在于：

内装物的脆值小于40时，充气量应占完全充气体积的90％以上，内装物的脆值大于或等于40时，充气量应占完全充气体积的70％以上。