装运可流动松散物质的重载运输容器的制作方法

专利名称:装运可流动松散物质的重载运输容器的制作方法
本发明涉及一种用于装运可流动物质的运输容器，特别是涉及到体积至少为五十加仑，重量至少为四百五十磅的重载运输容器，用来散装运输可流动的松散物质，包括液体、干粉、干粒状物质、半固体物质、如油脂、膏糊或胶，以及其它高粘度流体。
用于装运可流动松散物质的运输容器，由于所装运物质的高密集度，容器必须能适应非常大的重量。同时，还必须设计成能承受由不均匀和有时为周期性应力造成的损害，这种应力是由于在搬动和运输容器过程中运输物质的摇
所引起的。即使一个很小的孔或裂纹也会使得可流动物质全部损失。装有可流动松散物质的重载运输容器超过人力搬运的限度，故一般置于平板架上，用如升降叉车或手动升降装卸车之类的机械装置来搬运。
为了运输可流动的松散物质，已设计出了各种各样的容器和容器材料。例如，单层(双面)瓦楞纤维板已作为便宜易处置的容器用在轻载用途上。这种纤维板容器，在需要时，可涂上一层蜡或内放一个塑料袋。然而，随着装运物质的体积和重量的增加，容器内物质的压力会使得容器的侧壁向外凸出。这会使得该容器难以同其它类似容器堆放在一起。而且，容器侧壁的凸出会大大降低单层纸板容器原来有限的纵立强度，从而使得这种容器不能用于需要堆叠或重载情况。
纤维板是通称，指用于容器制造的纸板。纸板指的是主要由木浆或纸料制成的多种多样材料。容器纸板是指纸板构件-面层和瓦楞芯，瓦楞纤维板就是由这两类构件制成。因此，在包装业和本发明申请说明书及权利要求
书中所用的纤维板一词是指一种纸板材料结构，这种结构由多层各种平的波形的容器纸板构成，以加强最终产品的刚性。纤维板一般要比其它类型的纸板更坚固，所以它可以用来制作大尺寸的纸箱，这种大纸箱可保持它的形状，且具有大得多的承重能力。
采用双层或三层纤维板制作的运输容器在包装和运输重载物时具有显著的优点。双层瓦楞纤维板包括置于三层面层或间隔的衬层之间的两层波纹形层。在三层瓦楞纤维板中，三层瓦楞芯置于四层面层或间隔衬层之间。特别是，三层瓦楞纤维板的刚度、强度都比木材好，且价格低于木材，而这种容器又具有木制容器所没有的缓冲性能。而且，三层瓦楞纤维板跟其它纤维板材料相比有一优点，即纵立强度大。这种三层瓦楞板容器的纵立强度使得装有重载的容器能一个放在另一个上面地堆叠在一起，而立面不会有较大的弯曲变形，也不会出现垂直壁的破坏。三层瓦楞纤维板还具有很强的抗撕扯能力。
采用一个多边形管的外件和一个同样构形的加强整个容器强度的内加强件的纤维板运输容器已经公开了。例如，可见于美国专利3159326、3261533、3873017、3937392，4013168和4418861。
为了形成多边形纤维板管，必须在纤维板上刻划上重的主线痕，以便沿着要成形的容器的每一面板的边缘折叠纤维板。然而，划线痕会对容器产生不利影响，因为随着划痕数量的增加，容器横向的牢固性就大大降低了。容器的主划痕一般允许空的容器能够被放倒压平来运输。
圆柱状容器一直被认为用来盛装流体或可流动的干物质时效益最高。然而，使用圆柱状型容器的纸板设计仅限于小容量圆柱形，典型的为容量55加仑的螺纹绕制的纸板桶。生产这种形式的大型容器从商品化角度讲是不现实的，原因在于材料用料太多和制造成本太大，以及制造设备难以达到等。还有，纸板桶在空的时候也是坚硬的，而不能被平叠起来。由于现有的技术要求这种纸板桶在一个集中的场所预先装配好，再把这种装配好的或预先成型的空桶运到使用地点并贮存在那里，所以，使用这种圆柱状纸板桶给搬运、运输和贮存都带来困难。最重要的是，当容量大到110加仑至380加仑时，纸板桶的结构性和加工要求超过了目前生产水平，难于得到这种商品。使用高强度的增强塑料桶，或金属桶也不是令人满意的方式，因为这些材料一般都很贵，空桶时也不能提高每立方贮存空间的利用率，并带来了大量的废桶处理问题。
所以，尽管圆柱状容器具有大容量，一般瓦楞纤维板并不制作成圆柱状容器。瓦楞纤维板，特别是能容纳和承受110到380加仑液体(或相同容积和重量的可流动固体)的重量和液体静压力的重载多层纤维板不适合于被用来制成圆柱状容器，否则它就基本失去了瓦楞纤维板的主要性能特点，即顶部和底部的抗压强度和横向牢固性。
本发明给出了一种用于散装物质的重载运输容器，它包括一个截面基本上为环形的多层瓦楞纤维板的内圆管，一个截面为多边形的外管，它环绕装置在内管的整个长度上，该外管也是由多层瓦楞纤维板制成。内圆管的内圆周面上形成了许多辅助线痕，它们沿长度方向延伸，即基本平行于内圆管的长度方向或它们的波纹槽。
外管最好用三层瓦楞纤维板制成，且最好为八边形。
内圆管是一个直圆柱状的瓦楞纤维板管，它由诸如双层，或最好为三层瓦楞纤维板之类的多层瓦楞纤维板制成，纤维板经过折弯加工形成间隔为一至六吋的辅助线痕。
容器的外管最好有一个单层瓦楞纤维板的底部端板，并有一个可除去的折叠成的瓦楞纤维板的上端盖。
根据本发明设计的运输容器制成后可用来装容积至少为55加仑，重量超过450磅的可流动物质。
本发明的运输容器同目前使用的钢板或纸板桶相比，以单位容积计算，材料和制造费用都降低了。本发明的运输容器在空的时候的运输和贮存中提高了单位存放空间的利用率。因为在不使用时，它能被叠成平的，而且，由于所使用的材料具有作为废料再收回的价值，以及可进行生物降解，就不存在金属和塑料容器带有的使用后的处理问题。
下面将结合附图对发明作详细的说明，在中，同一个或相应零件的件号都是相同的。
图1是根据本发明的一个运输容器的透视示意图，其中一部分剖开。
图2是根据本发明的一个实施例的运输容器的顶视图，它的顶盖已去掉。
图3是图2中圆圈内细节的放大图。
图4是图1的运输容器侧壁和底部一部分的剖面图。
图5所示为辅助线痕形成前的一块坯料的顶视图，用它来制作容器的内圆管。
图6所示为制作容器外管用的一坯料的顶视图。
图7为沿图6中7-7线所取的剖面图。
图8为容器外管的底板的透视图。
图9为部件分解示意透视图，表明本发明的一个实施例的装配情况。
运输容器10具有一个正圆形的内圆管12，它由多层瓦楞纤维板制成，并基本同轴地置于一个外形为多边形的多层瓦楞纤维板的外管14内，见图1、2和3。
内管12为多层瓦楞纤维板，对某些用途它可以为单层或双层的瓦楞纤维板。在本发明的最佳实施例中，内管12最好是如图4所示的三层瓦楞纤维板。瓦楞纤维板，尤其是像双层或三层之类的重型瓦楞纤维板用来制作内管时，同实心纤维板和单层瓦楞纤维板内管相比能显著地提高整个容器堆叠强度。
在最佳实施例中，内管12由一块三层瓦楞纤维板的平板11制成。如图5所示，平板11上先加工上两条主刻痕13、17，两刻痕最好位于形成后的内管12的径向上相对的部位，以使得内管在空的并在折扁状态运输时能有均一的折叠斜度。在一个诸如金属卷板滚筒或改进的四杆切断机之类的折弯设备中瓦楞板得到预弯处理，使平板11弯成环状。预弯处理包括将瓦楞板通过具有一曲率半径的弯曲通路，瓦楞板的小半径上形成许多任意排列的平行线痕75，这些线痕称为辅助线痕，它们与波纹同一方向。这种任意间距的辅助线痕75(在三层瓦楞纤维板中，间距约在一至六吋，在内管放入外多边形管并装入液体或可流动固体后，有助于内管形成一个基本准确的圆柱形。除了形成这些任意的线痕，预弯处理还包括拉伸瓦楞纤维板的外表面及压缩它的内表面，使得装成一个管并用胶水将接头处固定。撑起时能保持圆柱状，虽然它还能叠成平的。
构成环状内管的板的端部重叠在一起，并用胶水将叠合部粘住。内管的外圆柱面没有划线或刻痕而保持光滑。
装配成管状后，瓦楞纤维板上的任意间距的辅助线痕75同内管12的纵向轴线平行。应该注意，这里所用的术语“辅助线痕”(falsescores)不包括那种用刻痕工具刻出来的刻痕，而是纤维纸板工业中所熟悉的那种压痕，它是用对板材施加预弯压力得到的。图3清楚地表明了放大的细节，辅助线痕仅是在三层瓦楞纤维板的内管12的最内层(管的最小直径)面上的折痕。相反，使得内管坯料能够折叠的机械主刻痕13、17是刻在最内层，以及中间层和三层纤维板的波纹上。为得到内管的圆环状而采用的辅助线痕如果用了大量的机械刻痕将是很危险的，这会削弱内管的强度。
根据本发明的一个最佳实施例，外管14包括一个截面为多边形的管件。见图6，外管14是由一个大致为矩形的瓦楞纤维板(或类似材料)16制成。矩形板16用本行业所熟知的技术进行冲切并划痕以用以折叠，它包括多块基本上为矩形的壁板18、20、22、24、26、28、30和32，它们通过横向划痕34、36、38、40、42、44和46可折叠地互相连接，一块密封凸边48通过一条横向划痕50可折叠地同壁板32相连。端板52、54、56、58、60、62、64、66沿划痕51、53、55、57、59、61、63、65可折叠地连在各壁板相对两端中的一端上，这些划痕在端板上距壁板的底边线68约八分之一英寸处。壁板最好由如图7所示的包括三个波纹层70，72、74的三层瓦楞纤维板制成。波纹层的波峰粘结固定在衬层76、78、80和82上，端板最好由如图8所示的单层瓦楞纤维板制成，它同三层的壁板连成一体。端板可以用瓦楞纤维板制造业的技术人员所熟知的复合工艺中用的三层板复合机器来制作。
矩形板16沿着横向折叠线弯成一个截面为八边形的管。密封凸边48叠在衬层76的外露面并用一种已知方法粘接固定在其上，以形成外管14。然后依次将端板向外管14内折叠，使得相邻板互相叠在一起。端板的使用增加了容器的结构整体性。也可以将端板省去，而采用一个类似于上端盖的底端盖，它的效果要差一些。也可选择将顶端和底端都采用端板。
然后将内管12放入外管14中。外管14的尺寸要使得内管12的管壁在外管14的各块壁板的中点左右处相接触，如图中15所示。在内管12和外管14的夹角之间形成一个空隙，夹角由外管14的壁板之间的横向折叠线限定。
虽然所示的外管14的截面形状为八边形，完全可以设想任何多边形截面都可使用。
容器10最好用一个可移去的端盖90盖住其顶端，端盖的截面形状同外管的截面形状相似，因此在所示的实施例中也为一八边形。端盖90有一个向下延伸的周缘凸边92，它向外伸出并可同外管14上缘以下的一段外管相啮合。端盖90是一个非承载件，故可用单层瓦楞板来制作。
图9所示为根据本发明的一套运输组件。一个单独的普通结构的平板架96置于运输容器下面，以便可以用叉车或手动升降装卸车来搬运容器。
最好将一块底垫板98放入外管14内，架在折弯的端板52、54、56、58、60、62、64之上。底垫板98在所图示的实施例中亦为一八边形，并被设计成很紧密地置入外管14内。底垫板98的外缘抵住外管14的壁板。底垫板98最好用三层瓦楞纤维板制成。
最好将一个塑料衬袋100放入内管12中以使容器具有防漏功能。衬袋可防止所装的物质从端板之间和底垫板上可能存在的缝隙之间流出。所适用的塑料袋可用软塑料薄膜材料制作，如聚乙烯压膜或类似材料。
对于某些用途，还装有一圆形的可压缩的顶垫板102，它作为填充物填入可能在衬袋100和端盖90之间由于所装物质的未完全装满，沉淀或收缩而存在或出现的顶部空区。顶垫板102特别适合于盛装液体的用途，因为它可以防止或至少有助于降低在运输中液体的有害的晃动或波动。而且，顶垫板102的可压缩性还允许液体有膨胀，因此能够消除一些本来要作用在容器的壁板和底板上的液体压力。顶垫板102最好由三层瓦楞纤维板或聚醚泡沫塑料构成。顶垫板的外缘抵住内管12的内表面。
钢带84用于将运输容器固定在平板架96上。为了防止端盖90的损坏，倒U形的钢带支撑板86安置在端盖90上，它位于端盖的顶面和外缘凸边92与钢带84之间。每个钢带支撑板86包括一个中间平整的长条板和两端下垂的边，它罩在端盖的顶面和相应的凸边92上。钢带支撑板86的宽度大于钢带84的宽度，将钢带上的力较均匀地分布在运输容器上。钢带支撑板86的表面最好形成布纹以防止钢带和支撑板之间的滑动。当钢带84将钢带支撑板86向下拉紧时，内管12正压在底垫板98上，进一步加固了装载的货物。端板靠压在底垫板上的装载物质的重量固定在位置上，它同钢带的压力一起，对外管14底部(这是最易发生挠曲或倾斜的部位)的横向挠曲起到加强或阻止作用。
塑料袋上可有一制袋业中所知的流出口附件88。附件88从形成在外管和内管上的开口中伸出。附件88同衬袋100相通，使得衬袋内所装物质可借助重力排出。附件穿过外管和内管上的开口。
按本发明所制成的实际容器在抛掷法试验、振动试验和高湿度压缩试验中都取得了显著成功的试验结果。以下为说明本发明的一些实例。
例一根据本发明制造的一个运输容器。外管是用三层1500AAA级瓦楞纤维板制成。外管的截面为八边形，大约为40吋宽，44吋高。内管也是用三层1500(耐冲击强度试验特性)AAA级瓦楞纤维板材料制成，折成一个带有任意线痕的圆柱状。采用了单层的底部端板。一个八边形的用0900AAA级瓦楞纤维板制作的底垫板和一个275＃单层瓦楞纤维板的顶端盖用来盖住外管的两端。一个盛有220加仑水的塑料衬袋装入容器中。一个由三层0900AAA级瓦楞纤维板制成的八边形的顶垫板放在衬袋之上以基本上填满衬袋与顶端盖之间的空隙。三条3/4×0.020吋的钢带将容器固定在一个44×44吋的双入口木制平板架上。其中两条钢带位于同一个方向，另一条跟前两条十字交叉。每个钢带置于一个五吋宽的支撑板上，支撑板为带有三吋长的折边的16号布纹的金属板。
容器经过一组货物分发过程的试验，分发过程按美国材料试验学会(ASTM)标准D-4169第11号火车和平板拖车运输货物的分发过程，它模仿搬运、垂直的直线运动和松散货物旋转运动的振动和火车的摇晃。在整个试验过程中，液体保留在衬袋中，没有出现任何泄漏。
(A)抛掷试验在抛掷试验中，用叉车将容器抬离混凝土地面六吋高，然后沿一边摔下。然后对另一边重复同样的试验。容器没有出现任何泄漏。
(B)垂直直线运动振动试验容器的垂直直线运动振动试验是将它放在一个位移量最大为1.0吋的垂直直线运动振动台上进行的。在垂直直线振动试验中引入低频和中频振动，以模仿卡车运输途中的情况，并测定是否会出现灾难性的共振现象。容器在水平方向被限制住，并放在振动台上承受40分钟的每分钟260次的往复振动。然后将容器置于一台较高频率的振动设备上，容器在水平方向同样被限制住，然后按以下频率和位移承受40分钟的振动试验频率位移(分钟)(赫兹)(英寸)10130.121021.80.071033.30.051036.30.02在整个垂直直线运动振动试验过程中无泄漏现象。
(C)松散货物旋转运动振动试验容器也是放在一个旋转运动振动机上，它的振动台的位移量为1.0吋。旋转振动试验模仿铁路运输中常发生的左右摇晃。容器以235rpm的频率振动20分钟，然后转过九十度，再在235rpm的频率下振动20分钟。无泄漏现象。
(D)火车开停的倾斜冲击试验容器放在一个倾斜冲击机的托盘上冲击一个隔板以模仿火车上的碰撞。第二个容器(也装满的)置于第一容器后面。容器经过了一次4mph冲击和6mph的两次冲击。没有出现泄漏。
例二根据本发明制作的一个运输容器(如同例一的容器)用于在有害的高湿度情况下试验。一个塑料衬袋盛入220加仑水后放进容器。
将容器置于温度为90°F和相对湿度为90%的条件下72个小时。经过72小时处理后，再对容器进行摸拟容器叠放情况的压缩试验。通过一个以每分钟0.5吋的速度向下运动的顶压板对容器施加一个载荷，直到容器损坏为止。结果一直到载荷达到8600磅时容器才出现损坏。
例三按例一所制作的一个容器，将它置于温度为73°F和相对湿度为50%的条件下处理72个小时。塑料衬袋盛入220加仑水后放进容器内。跟例二一样施加载荷。直到载荷达到18000磅时容器才出现损坏。
根据本发明的容器有一个显著特点，就是内管可以盛装松散的可流动物料而不会出现周围凸出。这是由于内管12的圆环结构将可流动货物的压力完全转变为内管12壁上的环向应力，它自然对壁的任何凸出起了抵制作用。
由于外管14是用双层或三层瓦楞纤维板制作的，它适合用承受纵向挤压载荷，使得许多这种容器能一个放在一个上面地叠放。
这种重载运输容器的承受静载荷和振荡载荷能力的提高可归因于它的结构，即采用一个圆环形多层瓦楞纸板内管和一个由该内管支承住的多层瓦楞纤维板的外管。采用实心板或单层(双面)瓦楞纤维板外管和内管的结构是不适合于制作重载运输容器的，并且它也不属于本发明的范围之内。
这里所说的“重载”是指能够装运容积55加仑以上，重量在450磅以上的松散可流动物质的或更大的容器。
这里所叙述的容器的设计，当与塑料袋一起使用时，可装运液量为55加仑至380加仑的液体和干的可流动物质。比重高达每加仑12.5磅的液体和悬浮液，以及比重高达每立方呎115磅的干的可流动固体都能有效地装入这样设计的纸板容器中。
权利要求
1.一个装运松散可流动物质的重载运输容器，包括一个截面为多边形的外管，一个截面基本为圆形的内管，内管基本同轴地装在外管之内，外管具有多个平行的壁板，内管轴向支承着各壁板的中央，内管具有一内环面，内环面上有大量的沿管的轴向延伸的辅助线痕，上述的内管和外管各为多层瓦楞纤维板。
2.根据权利要求
1的一个重载运输容器，其中内管由三层瓦楞纤维板构成。
3.根据权利要求
1的一个重载运输容器，其中内管用一张三重壁瓦楞纤维板按以下方法制成将该板通过一个弯曲通道，以给该瓦楞板一个曲度并在内管的内环面在波纹的方向上形成许多任意间隔的辅助线痕，再将该板的边缘叠合起来，并将该叠合的边缘用胶水互相固接。
4.根据权利要求
1的一个重载运输容器，其中外管截面为一八边形。
5.根据权利要求
1的一个重载运输容器，其中外管由三层瓦楞纤维板构成，并且内管也是由三层瓦楞纤维板构成。
6.根据权利要求
5的一个重载运输容器，其中外管截面为八边形。
7.根据权利要求
6的一个重载运输容器，其中内管用一张三重壁瓦楞纤维板按以下方法制成将该板通过一个弯曲通道，以给该瓦楞板一个曲度，并在内环面上以波纹的方向形成许多任意间隔的辅助线痕，再将该板的边缘叠合起来，并将该叠合的边缘用胶水互相固接。
8.根据权利要求
7的一个重载运输容器，其中内管上的辅助线痕之间的间隔为一至六吋。
9.根据权利要求
8的一个重载运输容器，它还包括多个端板，各个端板可折弯地在外管的一个第一端分别同壁板中的一块相连，每块端板由单层瓦楞纤维构成，各块端板都向外管内折弯。
10.根据权利要求
8的一个重载运输容器，还包括一个底垫板，底垫板截面为八边形，底垫板放在端板之上，并位于端板和内管之间。
11.根据权利要求
10的一个重载运输容器，其中底垫板的外缘安装后抵住外管的壁板。
12.根据权利要求
11的一个重载运输容器，其中底垫板由三层瓦楞纤维板构成。
13.根据权利要求
12的一个重载运输容器，还包括盛装可流动物质的袋件，它装入并基本填满内管。
14.根据权利要求
13的一个重载运输容器，还包括一个顶垫板和一个端盖，端盖用来盖住外管的同所述的第一端相对的一个第二端，顶垫板截面为圆形，顶垫板装入内管并位于袋件和端盖之间，而且顶垫板的圆周外缘同内管相吻合。
15.根据权利要求
14的一个重载运输容器，其中顶垫板由三层瓦楞纤维板构成。
16.根据权利要求
14的一个重载运输容器，其中顶垫板由可压缩的聚醚泡沫塑料构成。
17.根据权利要求
14的一个重载运输容器，其中端盖的截面形状同外管的截面形状相似，端盖带有周缘凸边，它盖住外管的壁板，端盖还包括数个装在端盖之上的倒U形支撑板，每个支撑板包括一个位于端盖之上，在端盖凸边之间的中央部分和盖住端盖的相对的两凸边的下垂边。容器还包括一个平板架和若干钢带，钢带压住支撑板用以将容器捆在平板架上。
专利摘要
一种用于装运松散可流动物质的重载运输容器，它的构造为具有一个截面基本为圆形的内环管和一个截面为多边形的外管，内管和外管都由多层瓦楞纤维纸板制成。
文档编号B65D5/58GK86105404SQ86105404
公开日1987年6月17日 申请日期1986年8月28日
发明者威廉姆·J·里马克斯, 约翰·F·纳根特 申请人:韦尔豪泽公司