CN1248912C - 用于向容器中充填颗粒状或粉末状材料的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于充填容器的设备,该设备包括一个进料喷嘴,其可以安置在容器的进料口上,该进料喷嘴被构造成可使固体材料在加压状态下被引入,而且所述容器被一个罩壳包围。本发明还公开了一种用于向容器中充填材料特别是具有高空气含量的细碎颗粒状材料的方法,包括将一个透气性大容器安置在本发明的设备中,将所述大容器与进料喷嘴气密性地连接,在加压状态下充填容器,以及取走充填后的容器。此外,本发明还公开了一种具有透气层的容器。

Description

用于向容器中充填颗粒状或粉末状材料的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于向容器中充填颗粒状或粉末状材料特别是具有高空气含量的细碎固体材料的设备和方法,还涉及容器本身。
背景技术
在处理具有高空气含量和极低灌装密度(pour density)的可灌装细碎固体材料例如细碎二氧化硅时,会产生各种问题。制造商和最终用户要面对这样一个事实,即这些材料即使是在略微的空气对流中也会产生粉尘。为了防止处理制品的人员因吸入粉尘而导致健康受损,必须避免粉尘的形成。此外,由于容器重量与充填材料重量之比较高,并且需要使用大量的包装材料,因此低灌装密度导致运输成本增加。
由于其三维分支结构,细碎二氧化硅是具有大约40至50g/l这一极低压实散装密度的制品。由于其精细结构,细碎二氧化硅中能够结合大量的气体例如空气,因此制品会达到散装密度为大约20至30g/l的准流体状态。
这种可排除空气的自发逸散只能非常缓慢且不完全地进行。由于细碎二氧化硅的流动性极强,因此在上述流动状态也会产生粉尘。
因此,具有高空气含量和极低灌装密度的可灌装细碎固体材料主要通过从外界施加真空而被引入透气性口袋中。空气含量越高,充填时间越长。
口袋由三至四层纸构成,其中一层纸上可以附加层合聚乙烯,以形成抵抗外界湿气的屏障。为了在充填过程中获得理想的透气性,所有各层均被加工出微孔。这样可以在制品被引入口袋中时压缩制品,使其充填密度相对于自然灌装密度增加。
还可以利用专用压辊进行预脱气处理,但这样总会造成结构性损坏的升高,从而负面影响固体物质在使用中的性能。
制品相对于容器重量的比例越大,运输成本越低,但这种措施的效果会因采购专用容器和所需的充填装置产生的额外费用而打折扣。
从EP-A-0773159中可以得知一种用于反复充填和排空具有低灌装密度的可灌装制品的方法和容器。该文献中描述的织物容器,即所谓的大口袋或超级口袋,由透气性织物构成,优选由具有至少一个入口的单层或多层塑料织物构成。该织物容器也利用真空充填系统充填。真空施加在该织物容器上制品通过织物容器的入口而被吸入,直至达到预定的充填重量。流动的空气会分布在织物容器的整个表面上。在充填过程中,制品随着被吸入口袋中而被可逆地压实,而不会在此过程中损坏其结构。
DE-A-198 39 106中描述了用于具有高空气含量的细碎固体材料的柔性大容器,用于通过使用真空而被反复充填,所述容器由彼此叠加的至少两层构成,其中内层由未涂覆的透气性织物构成,外层具有防尘功能并且被涂覆了湿气隔离材料,所述各层通过专门的接缝而相互连接,以使容器只能通过该接缝而透气。
通过这种容器结构,特别地讲,可以降低充填制品在大容器中的储存过程中的湿气含量。
然而,由于空气不能从织物容器的整个表面上逸出,因此会产生一个缺点,即达到预期灌装密度所需的时间周期显著延长,而且织物容器的充填能力下降。作为补偿,DE-A-198 39 106中描述了一种用于充填大容器的特殊工艺,其中在充填之前对充填材料实施预脱气处理,在充填之后通过织物的接缝而实施附加脱气处理。预脱气处理并因此而部分地压实充填制品也是通过施加真空而实现的。
DE-A-198 39 106中描述的工艺的缺点是,预压实和大容器的充填均需要采用真空系统,这会导致设备费用极高。但尽管消耗了大量费用,充填能力仍然太低,因此DE-A-198 39 106中描述的工艺整体上不具有经济性。
发明内容
因此,本发明的目的是提供一种容器和一种用于向容器随充填材料特别是具有高空气含量的细碎固体材料的设备和方法,其中可以以低设备成本实现高充填能力和对灌装固体材料的适宜压实,从而降低费用支出。
上述目的可以通过一种用于向容器随充填材料特别是具有高空气含量的细碎固体材料的设备而实现,该设备包括一个进料喷嘴,其可以插入容器的进料口中,其中,所述进料喷嘴被设计成使固体材料在加压状态下被引入,而且所述容器被一个两部分式或多部分式罩壳包围。
本发明还涉及一种用于向容器中充填材料特别是具有高空气含量的细碎颗粒状材料的方法,包括将一个透气性容器安置在本发明的设备中,将所述容器与进料喷嘴气密性地连接,在加压状态下充填容器,以及取走充填后的容器。
本发明的另一主题是一种柔性容器,其用于被反复充填和排放细碎固体材料,其特征在于,其由彼此上下叠加的至少两层构成,其中一层由优选未被涂覆的透气性承载材料形成,另一层由过滤材料形成。
根据本发明的一个实施例,透气性承载材料可以设置在容器外侧,过滤材料可以设置在容器内侧。
然而,其它从内向外的各层组合形式也可以采用,其中容器的承载部分和过滤部分是必要的。
根据本发明的容器可以被设计成适用于可选的不同细碎充填材料量。
根据本发明的容器可以优选用于容纳最高达1200kg的量。相反,现有技术中的容器只能容纳90至100kg的充填量。
各层的材料可以采用市场供应的材料。
根据本发明的容器可以通过压实在容器内侧而实现无尘充填,特别是利用根据本发明的设备进行充填,从而达到显著更高的散装重量。
通过预先的流体化处理和同时进行的输送,细碎材料可以从根据本发明的容器中排放出来。
为此,可以采用现有的排放装置。
根据本发明的容器示意性地显示于图3中。
本发明的另一主题是一种用于细碎固体材料的可透气的过滤性波纹纸板容器(盒)。该容器的特征在于,具有以下结构:波纹纸板的一侧由高透气性纸和内部波纹结构构成,另一侧以及中间层由加工出微孔的非透气性标准波纹纸板构成。
外层、内层和中间层的各种选择性的组合是可行的,其中容器(波纹纸板容器)具有承载层和过滤层。
结果,同现有技术相比可以获得以下优点:
高透气性内层用作制品过滤器,并且允许空气逸出。
外层、中间层和波纹结构用于吸收力,但允许空气逸出。这种构造的结果是,空气可以透过容器壁而快速排出,而制品会高度压实在容器内,即同现有系统相比具有显著更高的充填重量(根据制品类型,最高可达1200kg,而现有技术仅为90至100kg)。
根据本发明的容器示意性地显示于图5中。
利用根据本发明的设备和根据本发明的方法,具有高空气含量的细碎固体材料可以在固体材料被压时的状态下被高容量地充填,而不必付出高额设备费用。特别地讲,具有高空气含量并且由下列一组材料之一构成的细碎颗粒状或粉末状固体材料可以被灌装:热解氧化物,沉淀氧化物,碳黑,以及上述材料的改进物。
特别地讲,在利用气动设备输送充填制品时,所产生的压力足以实现向容器中的适宜充填。根据本发明的一个优选实施例,根据本发明的设备具有一个专用进料喷嘴,该进料喷嘴配备有柔性密封表层,以实现无尘压力充填。进料喷嘴可以变形,从而可以充填各种不同尺寸的容器。
作为根据本发明的设备中的一个重要组成部分的罩壳需要能够承受负载,特别是所需的压力。同时,罩壳在充填过程中给予容易适宜的支撑,以确保容器能够在充填过程中承受所被施加的压力并保持其形状。
具有各式各样的形状且由各式各样的材料制成的容器可以被根据本发明的设备充填。容器的材料可以是:透气性塑料织物,优选为聚丙烯织物;塑料织物;纺织布;纸板;纸;纸-塑料织物;塑料非织物;非纺布;上述材料的复合材料。充填压力大致为0至8巴,优选0至2巴,特别优选0.2至1.2巴。
用在根据本发明的设备和根据本发明的方法中的容器可以具有任何传统形状和由任何材料制成。例如,容器的底面区域(basearea)的形状可以选自下面一组:圆形,半圆形,椭圆形,梯形,三角形,菱形,正方形,矩形,其他多边形,星形。容器还可以是帽子形、组合口袋形或系结袋子形。然而,为了即使是在压力充填过程中也能确保安全操作,以下特性是有益的,即在充填过程中,罩壳尽可能均匀和紧密地接触被充填的容器。因此,如果罩壳的形状与容器的形状一致,则是有益的。罩壳上的附加配件使得罩壳与各种被充填的容器相匹配。
由于容器内部存有剩余压力,因此空气会透过容器表面排出。由于所述剩余压力能够逸出,因此可以实现充填制品的压实。为了确保所述剩余压力尽可能快地从容器逸出,特别是在设有紧密配合罩壳的情况下,希望罩壳本身也是透气性的。罩壳可以包括具有开口或足够孔隙度的壁。这一点可以通过例如在罩壳壁上加工出开口而实现。特别有益的构造是,壁由选自多孔板、筛、网、织物、烧结材料之一的材料制成,因为这样可以获得高透气性和适宜的稳定性,以确保容器即使在高充填压力下压不会爆炸。罩壳可以包括多个部分,优选为两个部分。罩壳可以具有底部,也可以设计成不带底部。罩壳优选不带底部。
根据本发明的设备的一个特别优选实施例,罩壳可以包括两个或多个部分,并且所述设备还包括附加装置,罩壳的两个或多个部分可以通过所述附加装置而被相互脱开,并且可以手动或自动、优选通过电动气动方式而被驱动着彼此移离对方,以将充填后的容器释放。特别是在罩壳具有多边形的底面区域的情况下,希望罩壳能够沿对角线分离,以防止损坏容器。
根据本发明的一个特别优选实施例,罩壳没有底部,换言之,罩壳的底侧是敞开的。这个实施例能够特别简单地控制充填过程。在两部分式罩壳被闭合且所述两个部分彼此连接后,可以开始实际充填过程。例如,容器可以被安置在一个托架或托板上,然后,进料喷嘴可以被引入到容器的进料口中,并且可以气密性地连接在容器上。在完成了充填程序后,罩壳的两个楔块形半体可以彼此分离并被驱动着彼此移离对方,以将充填后的容器释放。由于此时充填后的容器站立在托架或托板上,因此可以容易地被输送装置取走。
附图说明
下面参照附图而继续描述本发明。
图1是本发明的一个优选实施例的侧视图。
图2是图1中的实施例的俯视图,其中罩壳被打开。
图3中示出了根据本发明的代表性容器。
图4中示意性地示出了根据本发明的排放口。
图5中示意性地示出了根据本发明的波纹纸板容器。
具体实施方式
如图所示,本发明的优选实施例包括一个框架1,其在顶部设有两个轨道2,罩壳3的两个半体3a和3b可以在传统驱动装置的带动下沿所述轨道移动。
在图1和2所示的实施例中,罩壳具有正方形的底面区域,并且沿对角线分为所述两个半体3a和3b。这样可以确保两个半体容易与充填后的容器分离,即使是在容器因高充填压力而挤压在罩壳上的情况下。
罩壳还具有两个套管半体4a和4b,它们在闭合后围绕着进料喷嘴(未示出)。
如图2所示,罩壳3在底部敞开,容器在充填过程中位于一个托架或托板5上。此外,有益的结构是,如图中所示,充填喷嘴相对于框架1对称设置,以使罩壳半体3a能够进一步离开托架或托板5,从而使得托架或托板更容易被例如输送装置触及,以取走充填后的容器。
图3中示出了根据本发明的代表性容器。
另一方面,根据图3的容器6由两层构成,其中第一层由承载透气性外层材料7(比重为75 to 300g/m3的PP纺织带料)构成。
该外层材料未被涂覆,因而可以透过空气。该外层用于承载并携带最高达1200kg的制品。
另一方面,第二层即内层8(内衬)由过滤材料(例如杜邦公司的HDPE非织物“特卫强(Tyvek)”)构成,用于保持住细碎制品,但允许从制品逸出的空气从中透过(过滤作用)。
图4中示意性地示出了排放口9。该排放口具有锥形结构,因而特别适合用于根据EP 0 761 566 B1的专用排放设备中。
图5中示意性地示出了根据本发明的波纹纸板容器。

Claims (22)

1.一种用于向容器中充填材料的设备,包括一个进料喷嘴,其可以插入容器的进料口中,其特征在于,所述进料喷嘴被设计成使固体材料在加压状态下被引入,而且所述容器被一个两部分式或多部分式罩壳(3)包围。
2.如权利要求1所述的设备,其特征在于,所述材料是具有高空气含量的颗粒状、粉末状或细碎固体材料。
3.如权利要求1所述的设备,其特征在于,进料喷嘴配备有柔性密封表层,以实现无尘压力充填。
4.如权利要求1所述的设备,其特征在于,罩壳(3)的底面区域的形状选自下面一组:圆形,半圆形,椭圆形,梯形,三角形,菱形,正方形,矩形,其他多边形,星形。
5.如权利要求1所述的设备,其特征在于,罩壳(3)包括两个或多个部分(3a,3b),并且所述设备还包括附加装置,罩壳的所述两个或多个部分可以通过所述附加装置而被相互脱开并被驱动着彼此移离对方,以将充填后的容器释放。
6.如权利要求5所述的设备,其特征在于,所述附加装置可通过手工或借助于驱动装置而被驱动着彼此移离对方。
7.如权利要求1至6中任一所述的设备,其特征在于,罩壳(3)是透气性的。
8.如权利要求7所述的设备,其特征在于,罩壳(3)包括具有开口或足够孔隙度的壁。
9.如权利要求8所述的设备,其特征在于,所述壁由选自下列一组中的材料制成:多孔板,筛,网,织物,烧结材料。
10.如权利要求1至6中任一所述的设备,其特征在于,罩壳被设计成具有底部。
11.如权利要求1至6中任一所述的设备,其特征在于,罩壳被设计成不具有底部。
12.一种用于向容器中充填材料的方法,包括:
将一个透气性容器安置在如权利要求1至6中任一所述的设备中,
将容器与所述进料喷嘴气密性地连接,
在加压状态下充填容器,以及
取走充填后的容器。
13.如权利要求12所述的方法,其特征在于,所述材料是具有高空气含量的细碎颗粒状或粉末状材料。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,如权利要求5所述的设备被使用,并且为了将容器取走,所述罩壳的多个部分被相互脱开并被驱动着彼此移离对方。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述多个部分为两个半体。
16.如权利要求12所述的方法,其特征在于,容器由以下材料之一制成:透气性塑料织物;塑料织物;纺织布;纸板;纸;纸-塑料织物;塑料非织物;非纺布;上述材料的复合材料。
17.如权利要求16所述的方法,其特征在于,所述透气性塑料织物为聚丙烯织物。
18.如权利要求12所述的方法,其特征在于,充填压力为0至8巴。
19.如权利要求12所述的方法,其特征在于,充填压力为0至2巴。
20.如权利要求12所述的方法,其特征在于,充填压力为0.2至1.2巴。
21.如权利要求12所述的方法,其特征在于,任何具有高空气含量并且由下列一组材料之一构成的细碎颗粒状或粉末状固体材料均可以被充填:热解氧化物,沉淀氧化物,碳黑,以及上述材料的改进物。
22.如权利要求12所述的方法,其特征在于,容器的底面区域的形状选自下面一组:圆形,半圆形,椭圆形,梯形,三角形,菱形,正方形,矩形,其他多边形,星形,帽子形,组合口袋形,系结袋子形。
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