Комплексная упаковка для куриного яйца и способ формирования штабеля на ее основе Российский патент 2018 года по МПК B65D85/32 B65D19/00 

Изобретение относится к таре из бумажного материала, например гофрированного картона, предназначенной для размещения, хранения и перевозки любого вида штучных изделий различного назначения. В частности, изобретение рассматривает конструкцию связанного штабелирования коробок, заполненных упаковками с яйцами, основанного на использовании поддона, на который размещается штабель из этих коробок.

Тара для яиц - это упаковочное картонное изделие, предназначенное для обеспечения сохранности куриных яиц, находящихся в индивидуальной пластиковой или бумажной потребительской упаковке, от механических воздействий во время транспортировки и складирования. Тара для яиц изготавливается из гофрированного картона. Обычно марка гофрокартона для изготовления такого изделия, как гофротара для яиц, подбирается исходя из высоты штабеля и расстояния, которое должно преодолеть хрупкая пищевая продукция.

Так, известна тара для хранения куриных яиц, содержащая четырехклапанную коробку, в полости которой на дно уложены упаковки для яиц, выполненные каждая в виде бугорчатой подложки с гнездами для 30 штук яиц, при этом заполненные яйцами подложки уложены друг на друга с попиранием выступов подложек друг на друга. Из таких заполненных яйцами и закрытых четырехклапанных коробок затем на поддоне формируется штабель для хранения и транспортировки куриных яиц в кузове транспортного средства (см. "Бугорчатая прокладка 310×310 мм из макулатурного картона для 30 яиц, купить упаковку для яиц оптом", выложенная на сайте "JOFO" в сети Интернет по адресу: http://upakovka.jofo.me/blog/2016/3/21, дата выкладки 21.03.2016 г.) (копия страницы сайта прилагается). Данное решение принято в качестве прототипа для заявленных объектов.

Известно, что пространственная форма четырехклапанной коробки (как пустой, так и заполненной продуктом) сохраняется только в том случае, если в угловых зонах три стенки сходятся под прямыми углами. На сохранность формы также влияет плоскостность стенок, но стенка, по своей сути, выполненная их гофрокартона, представляет собой мембрану, упругодеформирующуюся в пределах упругости слоистого материала и ломающуюся при превышении нагрузки выше силы упругости. А плоскостность стенки определяет ее положение в угловой зоне. Поэтому, если на одну стенку нагрузка превысит допустимую, например, от перемещения упакованного груза, то она приобретает выпуклую форму, а ее фрагмент в угловой зоне выходит из прямого угла. Это приводит к тому, что в штабеле под действием веса коробок угловая зона в конкретной коробке (особенно явно это просматривается для коробок нижних рядов) сминается и перелает нагрузку на упакованный продукт. В штабеле, составленном из закрытых четырехклапанных коробок из гофрокартона, нагрузку по весу несут только эти коробки за счет сохранения своей пространственной формы. Продукт в этих коробках выполняет функцию по нагружению весом и не участвует в сохранности самого себя и коробок. В связи с этим потеря несущей способности одной коробки может привести к деформации штабеля и порче продукта.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационных качеств за счет повышения пространственной жесткости упакованного штабеля коробок с упаковками под яйца.

Указанный технический результат для первого объекта достигается тем, что в таре для хранения куриных яиц, содержащей коробку лоткового типа, в полости которой на дно уложены упаковки для яиц, выполненные каждая с гнездами для яиц, каждая упаковка для яиц выполнена в виде лотка с гнездами для яиц, закрываемого крышкой с формированием зазора между яйцами и верхней горизонтальной стенкой крышки, коробка лоткового типа с прямоугольной формы дном в плане выполнена с открытым верхом и представляет собой складной лоток со скрепленными между собой боковыми стенками, плоско сложенными на поверхности дна лотка, в полости указанной коробки лоткового типа в раскрытом ее положении упаковки для яиц уложены горизонтально рядами прямоугольной формы в плане каждый с образованием блока параллелепипедной формы для заполнения внутреннего объема указанной коробки лоткового типа, при этом суммарная высота всех рядов упаковок для яиц больше высоты боковых стенок коробки лоткового типа.

Указанный технический результат для второго объекта достигается тем, что в способе формирования штабеля на ее основе комплексной упаковки для куриного яйца, заключающемся в том, что на поддон укладывают коробки, в полости каждой из которых на дно уложены упаковки для яиц, в качестве упаковок для яиц используют лотки с гнездами для яиц, закрываемые крышкой каждый с формированием зазора между яйцами и верхней горизонтальной стенкой крышки, в качестве коробки используют коробку лоткового типа с прямоугольной формы дном в плане с открытым верхом, представляющую собой складной лоток со скрепленными между собой боковыми стенками, плоско сложенными на поверхности дна лотка, в полости которого в его раскрытом положении упаковки для яиц укладывают горизонтально рядами прямоугольной формы в плане каждый с образованием блока параллелепипедной формы, в котором суммарная высота всех рядов упаковок для яиц больше высоты боковых стенок коробки лоткового типа, затем на поддоне коробки лоткового типа первого ряда укладывают на листовую пластину рядами с примыканием боковых стенок смежно уложенных коробок друг к другу, коробки лоткового типа второго и третьего рядов укладывают на листовые пластины, которые разложенные на крышках упаковок для яиц первого ряда и на крышках упаковок для яиц второго ряда, соответственно, для передачи веса верхних рядов на крышки упаковок для яиц и стенки коробок лоткового типа нижних рядов, а для верхнерасположенных рядов коробок лоткового типа листовые пластины располагают через каждые два ряда.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером исполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения требуемого технического результата.

На фиг. 1 - упаковка для яиц из бумажной массы;

фиг. 2 - внешний вид коробки лоткового типа в полураскрытом состоянии;

фиг. 3 - укладка коробок с упаковками для яиц на поддоне;

фиг. 4 - укладка первого ряда коробок с упаковками для яиц на поддоне;

фиг. 5 - размещение прокладочного листа на первый блок из трех рядов коробок;

фиг. 6 - укладка коробок второго блока рядов коробок на прокладочный лист;

фиг. 7 - конечная тарная сборка штабеля из трех трехрядных блоков коробок.

Согласно настоящему изобретению рассматривается новый конструктив построения штабеля из коробок с упаковками для яиц, позволяющий хранить и перевозить яйца в штабелях повышенной габаритности без разрушения упаковок для яиц и боя продукта на дальние расстояния.

Для построения штабеля в качестве силовой нагрузочной единицы используется упаковка 1 для яиц стандартного конструктивного исполнения, которая в общем случае, представляет собой лоток с гнездами под яйца и закрывающую яйца крышку. Здесь в качестве такой упаковки для яиц могут рассматриваться известные упаковки для 6, или 10 яиц, или для 20, или 30 яиц (бугорчатая прокладка с крышкой) и т.д.

Если в качестве примера рассмотреть применение обычной упаковки (фиг. 1) для 10 яиц, которая широко применяется в торговле (по каталогу Hartmann - модели Е3810, Е3310), то она, в общем случае, выполнена в виде лотка 2 с гнездами для 10 штук яиц, которые укладываются в два ряда гнезд, разделенных выступами 3 между гнездами вдоль линии симметрии между рядами этих гнезд. С лотком связана по линии перегиба крышка 4, имеющая возможность непосредственного опирания на выступы лотка (если крышка в центральной части выполнена плоской без выступов на внутренней поверхности, как это показано на примере по фиг. 1) или для опирания своими выступами на ответные выступы лотка. При этом крышка также имеет возможность опирания на отбортовку лотка по его периметру в плоскости укладки крышки на лоток. Особенностью используемой согласно изобретению упаковки для яиц является то, что она выполнена методом формования или литья из бумажной или бумагосодержащей массы (макулатурного сырья) по аналогии с технологиями изготовления бугорчатых прокладок. Как правило, такие упаковки выполняются с боковыми отверстиями или отверстиями в крышке, являющимися вентиляционными окнами для осуществления воздухообмена атмосферы внутри упаковки с внешней средой.

Выполненный из бумажной массы (ее иногда называют пульпер-картон) лоток с крышкой обладает достаточно высокой несущей способностью, высоким сопротивлением к деформациям, в том числе изгибным, что обусловлено достаточной толщиной стенок при небольших габаритных размерах и тем, что крышка имеет опирание по периметру лотка и опирание на выступы лотка. Таким образом, на небольшом пространстве лотка организованы элементы (выступы между гнездами и отбортовка по контуру лотка), оказывающие сопротивление внешним нагрузкам. В связи с этим отдельно взятая такая упаковка обладает высокой несущей способностью и отлично сохраняет форму. В связи с этим становится возможным формировать достаточно высокие штабели (до 7 рядов) по принципу, который будет описан дальше.

Такие же упаковки могут быть выполнены из вспененного полистирола (ВСП) или ПВХ, но их несущая способность несколько ниже, чем у упаковки из буммассы, так как при такой тонкости стенок для ПВХ повышается изгибность поверхностей, необразующая достаточного сопротивления внешним нагрузкам. А упаковкам из ВСП присущи недостаточная прочность стенок и повышенная ломкость. В связи с этим при использовании упаковок из ПВХ или ВСП в штабель можно уложить не более 4-5 рядов.

Кроме того, в качестве упаковок для яиц (для 20 или 30 шт.) могут использоваться бугорчатые прокладки с гнездами для укладки яиц, которые закрываются крышками. Такие примеры описаны в патентах РФ 71640, 110073, 90422, 123400, 71640, 90054, 86175 и т.д. Все эти известные упаковки отличаются конструктивным исполнением крышки. Но независимо от исполнения крышки такая упаковка обладает высокой механической прочностью, что позволяет ее использовать в штабеле.

Возможны и другие примеры исполнения упаковок для яиц, но для существа заявленного изобретения необходимым условием является то, что имеется лоток для яиц и он закрыт крышкой, а также то, что в каждой такой из числа известных упаковок для яиц должен быть сформирован зазор между яйцами и верхней горизонтальной стенкой крышки для обеспечения компенсации деформации крышки или всей упаковки при нагружении ее весом.

Далее заявленное изобретение рассматривается на примере использования известной упаковки для 10 яиц по фиг.1.

Если в ряд расположить несколько примыкающих друг к другу или расположенных на расстоянии друг от друга упаковкой типа лотка с крышкой для яиц описанной конструкции, то такая сборка представляет собой платформу, которая может выдержать достаточно большой вес при условии, что эта нагрузка на крышки упаковок будет равномерно распределена по всем упаковкам. В принципе, и как показали испытания, такой конструктив платформы имеет построение, сходное с сотовой конструкцией (Раздел "Сотовая конструкция" Авиация: Энциклопедия. – М.: "Большая Российская Энциклопедия", Главный редактор Г.П. Свищев, 1994).

Учитывая данную особенность по обеспечению высокой нагрузочной способности без деформации структуры каждой отдельной ячейки, возникла возможность нового построения штабеля, в котором нагрузка будет восприниматься такими платформами, а коробки будут исполнять функцию ограничителей для сохранения каждой платформы в собранном не разваливающемся и не рассыпающемся виде и воспринимать часть нагрузки штабеля.

Для целей обеспечения целостности рядной сборки упаковок для яиц используется складная коробка 5 (фиг.2) лоткового типа, выполненная с открытым верхом и представляющая собой складной лоток со скрепленными между собой боковыми стенками, плоско сложенными на поверхности дна лотка. Такие коробки лоткового типа хорошо известны (см. RU 18696, 31772, 159340, коробки складные 0450 и 0451 из каталога гофрокоробов FEFCO). Их особенностью является то, что на двух противолежащих боковых стенках выполняются линии сгиба, позволяющие все боковые стенки уложить на дно коробки. Таким образом, в собранном состоянии коробка представляет собой планшетку. При этом коробка лоткового типа сам по себе представляет собой жесткую конструкцию из-за того, что собран с использованием 4-х точек склейки термоклеем на оборудовании (в сравнении лотками на замках).

Это удобно для хранения коробок и для их применения на автоматизированных линиях упаковки. Если раздвинуть две стенки, как это показано на фиг. 2, то получаем коробчатый лоток без крышки. В принципе, можно было бы использовать нескладную коробку лоткового типа или просто лоток, но, если речь идет о массовом производстве яиц и о скоростной упаковке, то трудно представить, где можно было бы разместить такое количество объемной тары.

В полость каждой указанной коробки лоткового типа в раскрытом ее положении укладывают упаковки для яиц рядами по семь упаковок в каждом ряду (см. укладку я коробку лоткового типа на фиг. 3), и две из которых расположены вдоль друг друга и поперек остальным пяти упаковкам для яиц в этом ряду. В каждой такой коробке можно уложить от двух и более рядов упаковок.

По сути получается, что упаковки для яиц, предназначенные для размещения в коробке лоткового типа, должны быть сконфигурированы так, чтобы образовать параллелепипедный по форме блок, который можно плотно или с некоторым зазором (в отношении стенок коробки) уложить в полость раскрытой коробки для заполнения внутреннего объема этой коробки лоткового типа. Обязательным является укладка в блоке упаковок для яиц горизонтально рядами для получения прямоугольного по форме в плане ряда. Таким образом, происходит максимально возможное заполнение внутреннего объема коробки лоткового типа.

Для рассматриваемого примера целесообразным и выгодным считается, когда в одну коробку укладывается три ряда упаковок в общем количестве 21 упаковка для яиц. Высота всех рядов упаковок для яиц больше высоты боковых стенок коробки лоткового типа. Таким образом, крышки упаковок для яиц верхнего ряда выступают над уровнем стенок коробки лоткового типа. Испытания показали, что именно когда же в лотке размещена 21 упаковка для яиц модели Е3810 или Е3310 или аналогичных из бумажной массы, то получаем некоторую силовую структуру или группу внутри коробки лоткового типа. И это свойство было решено использовать. Выбор планировки укладки упаковок для яиц в каждом ряду в коробке обусловлен тем, что при укладке формируется прямоугольник без пустот по краям, что позволяет заполнить все поле коробки.

Естественно, что в данном случае решается задача по оптимизации. Эта задача состоит в том, что при известных размерах упаковок для яиц и возможного просчета габаритов блока необходимо выбрать такую складную коробку их числа выпускаемых или создать такой размерный ряд у складной коробки, чтобы блоки упаковок входили в объем коробки с высоким коэффициентом заполнения.

Складная коробка лоткового типа используется так.

Оператор-укладчик, который укладывает упаковки с яйцом в гофротару, берет коробку лоткового типа в сложенном ее состоянии из пачки и раскрывает ее, потянув за торцевые стенки. Лоток при этом пытается за счет остаточной жесткости и упругости в линиях перегиба сложиться обратно, но начав укладку первого слоя упаковок для яиц в коробку по описанной схеме, эти самые упаковки заставляют раскрыться стенки лотка вплоть до угла в 90° относительно дна коробки. При размещении всех 21 упаковок в коробке последняя приобретает практически правильную форму, как любой известный лоток. Стенки коробки типа лотка при этом заведомо ниже, чем высота вложенных в нее упаковок по сумме рядов. Это является условием: суммарная высота всех рядов упаковок для яиц больше высоты боковых стенок коробки лоткового типа.

При тестирований вышло так:

Для 7-рядного штабеля из упаковок из буммассы:

- высота вложений упаковок в три ряда по 7 упаковок в ряду - 205 мм;

- внутренняя высота коробки лоткового типа - 199 мм.

При использовании упаковок из ПВХ или из вспененного полистирола при тех же размерах упаковок высота штабеля на поддоне всего 4-5 рядов, так как их прочностные свойства значительно ниже в отличие от буммассы.

Особенностью заявленного изобретения является то, что по сути штабель составлен из рядов упаковок для яиц, которые воспринимают весовую нагрузку по высоте штабеля. Коробки лоткового типа используются в части ограничителей для исключения распада и разрушения рядов упаковок. Сами коробки после укладки в них упаковок для яиц нагрузки не несут, каждая коробка лоткового типа удерживает три ряда упаковок для яиц, сохраняя рядную конфигурацию. Так как коробки складные и изначально сложены в плоскости дна, то при раскрытии коробки на ее боковые стенки действуют упругие силы, пытающиеся вернуть эти стенки в первоначальное положение. Эта особенность позволяет удерживать упаковки для яиц внутри такой коробки в собранно прижатом состоянии, не давая упаковкам разойтись. Но при установке таких заполненных коробок в штабель картина распределения нагрузки меняется.

При установке в штабель таких групп (коробка лоткового типа+21 упаковка для яиц) на поддоне 6 по мере нагружения нижних рядов силовые группы упаковок для яиц в коробках принимают на себя основную нагрузку верхних рядов штабеля на поддоне. Но только до определенного момента. В реальности, при хранении на складе, нагрузка практически полностью лежит на силовых структурах нижних рядов штабеля.

В штабеле из 7 рядов на поддоне используют 4 перестильных гофролиста (листовые пластины 7 из гофрокартона):

Первый перестильный лист раскладывают непосредственно на поверхности поддона (фиг. 3), это не дает проваливаться углам и стенкам коробок 1-го нижнего ряда между досок поддона. После укладки 1-го ряда на выступающие крышки упаковок для яиц укладывают второй перестильный лист для равномерного перераспределения нагрузки от верхних рядов штабеля (фиг. 4 и 5). После укладки 2-го ряда снова укладывают на крышки упаковок для яиц этого ряда перестильный лист, что перераспределяет нагрузку равномерно от верхних рядов штабеля. Последний перестильный лист укладывают на крышки упаковок для яиц 5-го ряда (фиг. 6). После этого размещают еще два ряда коробок друг на друга и с целью исключения распадания штабеля, его связывают, например, во время вращения паллеты на автоматическом обмотчике пленкой-стрейч (или иными известными способами, например, лентами с использованием уголков) (фиг. 7). Обвязка штабеля необходима лишь для того, чтобы рядность коробок не рассыпалась, когда укладчик будет перемещать штабель (вовремя подъема штабель может быть наклонен на вилах).

При транспортировке, в динамике и при точечных пиковых нагрузках, силовые клетки нижнего ряда еще более осаживаются под нагрузкой, и тогда в дело вступают собственно стенки из гофрокартона с правильным направлением гофры.

Таким образом, появилась возможность создать штабель, в котором весовая нагрузка удерживается как упаковками для яиц, так и коробками лоткового типа, в которых эти упаковки уложены. Алгоритм создания штабеля строится на том, что в начальный момент при укладке коробок нижних рядов нагрузка от каждого следующего ряда через листовую пластину равномерно распределяется на крышки упаковок нижнего ряда. По мере роста нагрузки от укладки следующих рядов коробок происходит равномерное сдавливание крышек в нижних рядах (одинаковая выборка зазора между яйцом и крышкой - все упаковки одинаковые по прочности и возможности сохранения формы), которое происходит до размещения листовой пластины на стенках коробок. При размещении листовой пластины на стенках коробок нагрузка от веса верхних рядов равномерно распределяется как на упаковки для яиц, так и на стенки коробок лоткового типа, в которых эти упаковки уложены. В этот момент нагрузка удерживается как упаковками в коробках лотового типа, так и стенками коробок лоткового типа. Несущая способность нижних рядов коробок с упаковками сильно возрастает, что дает возможность увеличить рядность коробок в штабеле. Таким образом в штабеле часть нижних рядов выдерживает нагрузку за счет равномерного распределения веса через листовые пластины на упаковки для яиц (которые деформированы по высоте в рамках допустимой упругости материала, из которого они выполнены) и на стенки коробок лоткового типа. А затем по мере увеличения высоты штабеля нагрузка распределяется через листовые пластины на упаковки, без задействования стенок коробок.

Преимущества заявленного изобретения:

- можно использовать невысокие марки гофрокартонов для коробок в сравнении с известными гофроупаковками, т.е. имеет место снижение материалоемкости;

- уменьшение полезной площади на производствах потребителях (коробка лоткового типа в сложенном состоянии имеет меньшие размеры, чем известные лотки и гофроящики для аналогичного вложения 21 упаковки для яиц);

- не требует сборки перед укладкой продукта. Современные производства куриного яйца - это высокотехнологичные производства с выработкой до 2 млн шт. яиц в сутки. Сборка гофроящиков или гофролотков заставляет создавать отдельные участки по сборке лотков или ящиков, это соответственно людские ресурсы. Заявленный складной лоток позволяет использовать его непосредственно на местах укладки. Поддон с лотками стоит прямо около укладчицы.

Так как использованы стандартные упаковки для яиц, которые выполнены с вентиляционными отверстиями и которые не уложены плотно по отношению друг к другу и к стенкам коробок, а также за счет того, что коробки выступают над уровнем боковых стенок коробок, то каждый штабель получается хорошо вентилируемым, что исключает образование конденсата.

Настоящее изобретение промышленно применимо и может быть использовано как экономичный вариант упаковки яиц для их хранения и транспортировки. Для реализации заявленного изобретения использованы стандартные и широко применяемые изделия.

Комплексная упаковка для куриного яйца содержит коробку лоткового типа, в полости которой на дно уложены упаковки для яиц с гнездами для яиц. Каждая упаковка для яиц выполнена в виде лотка с гнездами для яиц, закрываемого крышкой с формированием зазора между яйцами и верхней горизонтальной стенкой крышки. Коробка лоткового типа с прямоугольной формы дном в плане выполнена с открытым верхом и представляет собой складной лоток со скрепленными между собой боковыми стенками, плоско сложенными на поверхности дна лотка. В полости указанной коробки лоткового типа в раскрытом ее положении упаковки для яиц уложены горизонтально рядами прямоугольной формы в плане каждый с образованием блока параллелепипедной формы для заполнения внутреннего объема указанной коробки лоткового типа. Суммарная высота всех рядов упаковок для яиц больше высоты боковых стенок коробки лоткового типа. Группа изобретений применима для использования на автоматических линиях упаковывания. 2 н.п. ф-лы, 7 ил.

1. Комплексная упаковка для куриного яйца, содержащая коробку лоткового типа, в полости которой на дно уложены упаковки для яиц, выполненные каждая с гнездами для яиц, отличающаяся тем, что каждая упаковка для яиц выполнена в виде лотка с гнездами для яиц, закрываемого крышкой с формированием зазора между яйцами и верхней горизонтальной стенкой крышки, коробка лоткового типа с прямоугольной формы дном в плане выполнена с открытым верхом и представляет собой складной лоток со скрепленными между собой боковыми стенками, плоско сложенными на поверхности дна лотка, в полости указанной коробки лоткового типа в раскрытом ее положении упаковки для яиц уложены горизонтально рядами прямоугольной формы в плане каждый с образованием блока параллелепипедной формы для заполнения внутреннего объема указанной коробки лоткового типа, при этом суммарная высота всех рядов упаковок для яиц больше высоты боковых стенок коробки лоткового типа.

2. Способ формирования штабеля на ее основе комплексной упаковки для куриного яйца, заключающийся в том, что на поддон укладывают коробки, в полости каждой из которых на дно уложены упаковки для яиц, отличающийся тем, что в качестве упаковок для яиц используют лотки с гнездами для яиц, закрываемые крышкой каждый с формированием зазора между яйцами и верхней горизонтальной стенкой крышки, в качестве коробки используют коробку лоткового типа с прямоугольной формы дном в плане с открытым верхом, представляющую собой складной лоток со скрепленными между собой боковыми стенками, плоско сложенными на поверхности дна лотка, в полости которого в его раскрытом положении упаковки для яиц укладывают горизонтально рядами прямоугольной формы в плане каждый с образованием блока параллелепипедной формы, в котором суммарная высота всех рядов упаковок для яиц больше высоты боковых стенок коробки лоткового типа, затем на поддоне коробки лоткового типа первого ряда укладывают на листовую пластину рядами с примыканием боковых стенок смежно уложенных коробок друг к другу, коробки лоткового типа второго и третьего рядов укладывают на листовые пластины, которые разложены на крышках упаковок для яиц первого ряда и на крышках упаковок для яиц второго ряда, соответственно, для передачи веса верхних рядов на крышки упаковок для яиц и стенки коробок лоткового типа нижних рядов, а для верхнерасположенных рядов коробок лоткового типа листовые пластины располагают через каждые два ряда.