CN100998300B - 轻基质网袋容器包装系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轻基质网袋容器包装系统，其包括网状布牵引输送行走系统、下层网状布成型系统、基质填放系统、上层网状布覆盖引导系统、热压封合系统、热封口同步清理系统、控制系统等部分组成，并且还可以包括基质压实系统、横向切刀或收卷系统等等。本发明包装系统不仅可以高效生产轻基质网袋容器，还可以高效生产草坪(毯)植生带，而且还可以用于移植裸根苗容器。使用本发明的包装系统移植裸根苗，裸根苗根部舒展，生长自由，无窝根和卷曲现象，并且移植效率高，适用于工业化生产。

Description

轻基质网袋容器包装系统

技术领域

本发明涉及一种包装系统，具体地说是一种轻基质网袋容器包装系统。

背景技术

目前生产中广泛使用的是塑料杯状容器，成单体或联体穴盘状，由于其侧壁光滑，育出的苗木根系互相缠绕，窝根现象严重。而林木种苗造林后根系要尽量在短期内扩展到很大的范围才能吸收到足够的营养和水份，根系生长的粗壮强健才可以支撑住高大沉重的地上部分，这就要求培育出来的容器苗的根系不能窝根也不能缠绕，仅这项要求现有的其它容器已无法达到。侧壁有导棱或导槽的塑料容器，育出的苗木根系比以前有所进步，但根系被强制导向并顺槽、棱向下生长，移栽后根系不自由舒展，水平根少。虽然又出现了侧壁开有几条边缝的塑料容器。在育苗过程中经空气断根、根系明显增多，但大部分根系被强制导向，根系不舒展、生长不自由，移栽时还要从容器里拔出，影响了移栽成活率。

现在林业种苗生产上大面积使用的还有一种容器是塑料薄膜容器袋，塑料薄膜容器袋由软塑制成，袋上有几个孔，容器里面装土，在育苗过程中根大部分卷曲在塑料容器的内壁上，但当移栽将容器脱掉后，这部分根系裸露在空气里很容易枯萎，移栽后要经过较长时间的缓苗，在土壤条件的比较差的地方造林，移栽成活率比较低。造林容易成活的林地已成林，急需造林的地方大部分是造林的立地条件较差的地方，根系不发达、抗逆性差的种苗很难成活；以往的土苗由于太重已不便运输和上山造林，造林季节的劳动力也越来越紧缺。薄膜状塑料容器不易回收，容易造成白色污染。有的地区已禁止使用。

轻基质网袋容器(许传森(2001).轻质网袋容器全光雾插育苗技术与设备.林业科技通讯.2001 No.8P.7-10)是近年来的一项重要技术革新，轻基质网袋容器里面可以添加适量土壤、腐殖质土以及菌根土。纤维状网袋材料可以用非织造布即无纺布材料，也可以用纺织布、纸或具有网孔状的其它材料(本发明将其统称为网状布)。这种容器主要适用于目前全国各地主要造林树种的容器苗的培育，可基本满足全国范围一些主要针叶树和阔叶造林树种的容器育苗需要。也可以用于目前生产上大多数的园林、绿化、花卉、蔬菜、经济作物、农作物补苗等容器苗的培育。培育的轻基质网袋容器苗的高度一般在半米以内，采取扩大容器苗株间距离也可以培育出高于一米的轻基质网袋容器苗。

轻基质网袋容器纤维网袋材料透气、透水、透根，不阻碍根系生长，是根据树种根系的粗细、长势的强弱、穿透力的强弱育苗时间的长短设计生产出来，移植时不需要脱掉，脱与不脱虽一字之差，却显著提高了造林成活率。对此应该进行了一系列试验：用不同结构、硬度、厚度、孔径、降解度以及不同成分的纤维网袋材料进行育苗试验，根据试验结果，设计生产出与之适应的纤维网袋材料。目前使用的是一种可完全降解或半降解纤维网袋材料，每个容器的网袋重量约0.3g左右，造林后网袋材料分解并离散成短丝状不阻档根系生长属于环保类型。

然而，不管是传统的容器还是轻基质容器，在育苗时都要通过手工包装移植，不仅效率低下，而且由于根系不能舒展造成移植后生长缓慢成活率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种包装系统，特别是适用于轻基质网袋容器的包装系统。

本发明的包装系统包括如下部分：

网状布牵引输送行走系统，包括由电机带动的传送带，在传送带上装配有若干凹模，凹模底面具有通气孔或呈网状结构；

下层网状布成型系统，包括一与凹模配合的凸模以及与凹模底面相配合的吸气装置，凸模的压紧动作与吸气装置的吸气动作相配合，将网状布贴于凹模的内壁上；

基质填放系统，位于下层网状布成型系统之后，其包括至少1个基质料斗，用于向凹模内填放基质；

上层网状布覆盖引导系统，位于基质填放系统之后，其将上层网状布覆盖到填满基质的凹模上；

热压封合系统，位于上层网状布覆盖引导系统之后，其将上层网状布和下层网状布封合，形成轻基质网袋容器；

热封口同步清理系统，位于上层网状布覆盖引导系统之前，其清除掉落在下层网状布上位于热封口处的基质；

控制系统，控制系统控制和协同网状布牵引输送行走系统、下层网状布成型系统、上层网状布覆盖引导系统、热封口同步清理系统以及热压封合系统的同步工作。

上述的包装系统，其还可以包括基质压实系统，位于基质填充系统之后，其将凹模内的基质压实。

上所述的包装系统，其还可以包括下层网状布引导系统，位于网状布牵引输送行走系统之前，其包括一个退布棍，当下层网状布成型系统将网状布贴于凹槽内壁时，退步棍压下并抬起，使网状布预留出待牵引的长度。

上述的包装系统，其还可以包括注射灌浆系统，位于热压封合系统之后，其包括一个或多个注射针头，向轻基质网袋容器中注入水或填充物质，填充物质可以是泥浆或者是肥料之类的物质。

上述的包装系统，其还可以包括横切系统，位于热压封合系统之后，其包括横向切刀，切刀可以呈锯齿状，将连在一起的轻基质网袋容器沿封合处切成断裂口或切断；也可以事先不切断，可以在热压封合系统之后安装一个成卷系统，其包括由行走输送系统电机带动的转动轴，将轻基质网袋容器卷在转动轴上。

上述的包装系统，其还可以包括一刮料板，位于基质填放系统之后，其将落在凹槽外面的基质刮入凹槽内。

上述的包装系统，其中热压封合系统可以包括热封模板，热封模板内装有电热管及控制其温度的温控元件。

上述的包装系统，其中所述热封口同步清理系统可以包括一个电机，以及由电机带动的转动毛刷。

上述的包装系统，其在热压封合系统之后还可以安装一个或几个纵切刀，将热封后的轻基质网袋容器切成两个或多个，从而提高生产效率，此时凹模的长度应当适当加长，以便形成多个轻基质网袋容器。纵切刀可以为圆型切刀，这样可以滚动切割。

上述的包装系统，其中所述凹模的一端可以设有一凹槽，或者两端均设有凹槽，并且凹槽可以是可活动式的。

本发明的包装系统可以是连续工作方式，也可以是间隙式工作方式。

本发明的轻基质的主要原料可以是经过发酵或半炭化等方法处理的农林废弃物、固体生物质废料、适量的土壤、经过膨化的一些材料。如当地有非金属轻体矿物质资源，如泥炭、蛭石、珍珠岩，而且价格便宜也可选用，但上述原料都是不可再生资源应该慎重使用。此外，还有工业固体废料，如粉煤灰，冶炼轻体矿渣，以及处理好的城市垃圾，适当配制到轻型基质里。轻基质里应添加适量的，由纤维状轻基质压缩成的棵粒，棵粒直径以5mm左右为宜，或在基质里添加适量其他遇水膨胀的物质，如保水剂。

本发明的包装系统可以高效地生产轻基质网袋容器，特别是通过加长凹模长度，通过中间切刀一次可以形成多个轻基质网袋容器。

本发明的包装系统还可以用于生产草坪(毯)植生带。生产植生带时，将一定量草种与上述基质混合后，放入凹模中，基质湿度小于15％。植生带生产加工过程和轻基质网袋生产过程基本相同，生产出含有草种的容器称之为轻基质网袋容器植生带。当不用切刀时生产出由多个的单条容器连在一起，成片状、带状的植生带。也可以用横切刀切成单条容器植生带，此时切割时不应使用纵切刀。植生带生产以及保存时一定要干燥，不能灌水，灌浆。为了提高植生带生产效率，凹模及与凹模相关联的部件加长、加大尺寸，比如：凹模长度为一米，这样可生产出幅宽一米的植生带，并且卷成卷。

单条的或连体成片带状植生带可以铺在地面、屋顶种植草坪，也可以拼成各种图案放在或固定在多种造型物体上面通这养护生长出草。也可以制作移动草毯：在苗圃里植生带通过养护长出草，然后卷起移动到别处，成为可移动草毯。移动方便，重量轻，不散。由于使用以农林废弃物为主要原料的轻基质，移植时不代土壤，从而解决了目前生产上用大量土壤移植草坪造成土地的毁坏。

以往植生带是用粘合剂将草种粘贴在无纺布上形成的植生带。这种植生带由于粘合剂原因降低了草种发芽率，目前生产上已很少用。还有一些专利技术如专利号ZL99208748.1，该专利技术是将轻基质铺好，现场将草种播上，植生带不易商品化。再一种已有技术，将草种和轻基质夹在二层无纺布中间，然后用针刺法固定。这种植生带发芽后，草生長时容易将无纺布顶起出现支棚现象，使部分草长不出来。

本发明由于容器植生带种植时喷水养护，容器里的压缩基质吸水膨胀，体积至少膨胀2倍以上。如果是添加其他膨胀物质如保水剂，体积膨胀在几十倍左右，这样容器的基质饱满，并且有一定的紧实度，草种被基质挤住不容易移动，当草发芽生长时，草尖很容易从网袋容器的网孔中长出。如果容器里面基质松散，试验表明草不易从网袋孔中长出，草还会将网袋支起成棚状。

本发明的包装系统还可以用于裸根苗的移植包装。当基质料斗向凹模内填放一半左右的基质时向凹模内平躺着放入裸根苗，裸根苗的根部放入凹模内，径部由凹槽固定，枝干露在外面，基质料斗继续将凹模填满。这样，本发明的包装系统就可以用于裸根苗的移植包装。并且，可以适当加长凹模的长度，在凹模的两端均设立一个凹槽，从而，可以同时摆放两棵裸根苗，包装后，由中间切刀切成两个裸根苗容器。

使用本发明的包装系统移植裸根苗，裸根苗根部舒展，生长自由，无窝根和卷曲现象，并且移植效率高，适用于工业化生产。

附图说明

图1是轻基质网袋容器包装系统的侧面视图；

图2是牵引输送行走系统的俯视图；

图3是热封口同步清理系统得结构示意图；

图4是注射灌浆系统的结构示意图；

图5是横向切刀的结构示意图；

图6是热压封合板同步机械运动系统结构示意图；

图中，1为下层网布；2为退步棍；3为凸模；4、6为基质料斗；5为方苗处；7为压实板；8为刮料板；9为转动毛刷；10为上层网布；11为热压封合板；12为加热管；13为粗针头；14为灌浆接口；15为收卷装置；16为控制箱；17为苗；18为凹模；19为吸气装置；20为吸气接口；21、22为转动轴；23为横向切刀；24为中间切刀；25为凹槽；26为灌浆管；27为播料齿；28为连接板；29为分配轴；30、31为凸轮；32位从动杆；33为滑套；34为活动杆；35为承重板；36、37为弹簧；38为传动杆。

具体实时方式

下面实施例用于对本发明的进一步说明，但不用来限制本发明所要保护的范围。

实施例1

本例中轻基质网袋容器包装系统包括如下部分：网状布牵引输送行走系统、下层网状布成型系统、基质填放系统、基质压实系统、上层网状布覆盖引导系统、热封口同步清理系统、热压封合系统、注射灌浆系统、收卷系统，及电机和控制系统等部分组成。

1、网状布牵引输送行走系统

整机由于采用卷成筒的“网状布”完成对基质、裸根苗、进行容器包装，因此需要网状布的自动行走牵引输送装置。

在工作中，底部的网状布由压迫和吸附成型、热压封合、至灌浆、分切的全过程中均受到牵引输送作用。其动力来自沿机器纵向放置的牵引输送行走系统。如图1所示，牵引输送行走系统包括传送链(带)27，在传送链的每节上安装有金属凹模18，凹模18的底部呈网状镂空结构，凹模两端均具有凹槽25，所述凹槽25为活动式的，这些凹模18托着网状布及其布上面的基质连续匀速方式将网状布从机器始端送到终端，与此同时位于链条凹模上方的同步热压封合系统、基质压实及凹模19下方吸气装置19同时与连续行走的凹模18同步压住网状布均速前进。

2、下层网状布引导系统

卷成筒状的下层网状布1安装在一转动轴21上，在输送行走系统与转动轴之间设有一退布辊2，当下层网状布成型系统将网状布贴于凹模18内壁时，退步棍2压下并抬起，网状布1在进入输送行走系统之前，预留出待牵引的长度。

3、下层网状布成型系统

其包括一凸模3和一吸气装置19，下层网状布1被牵引输送到连续匀速行走的凹模18上方时，通过凹模18下面的吸气装置19，将网状布吸附到凹模18底部的金属网上。同时位于上方的凸模3也准确、同步将网状布1压入凹模18中与吸气装置19共同完成容器成型工作。20为吸气接口，可以与抽气机、吸尘器等相连。

4、基质填放系统

网状布1在凹模18里成型后进入基质填放区。基质填放系统包括两个料斗4、6。将配制好的以农林废弃物为主要原料轻基质装入位于机器上方的料斗4、6里，在播料齿27的作用下连续均匀的落在行走的凹模18里。如果系统用于生产裸根苗则用人工或机械手将裸根苗17放入凹模18里。凹模18的长度为二个裸根苗根的长度，放苗时根对根放凹模18里。凹模18上有固定裸根苗径部的凹槽25，使裸根苗位于容器中央，由于摆放时根系平整，基质从上落下自然填埋根系，根系舒展。

5、基质压实系统

基质填放后进入基质压实区。轻基质容重小，孔隙大，需要在这个区压实，通过压实基质和根系才能紧密接触。压实有二种方法，其中一种是：压辊固定在容器模上方某一位置上，高度可调；再一种是压实板7(本例中使用压实板)，压实板7固定在热压封合板同步机械运动系统的连接板28上，当装基质的凹模18运动到这个位置后，压实板在热压封合板同步机械运动系统的连接板上，沿着，向下运动和向前运动，两个方向合成后的运动方向，准确地将基质压实，然后压实板又随热压封合板同步机械运动系统在系统的弹簧力凸轮作用下又返回原来位置进行下次下压。

6、热封口同步清理系统(图3)

该区主要是将落在网状布上面热封位置的基质棵粒清理掉。两组清理基质棵粒的转动毛刷9，固定在热压封合板同步机械运动系统的连接板上28，由电机30带动转动，当装基质的凹模18运动到这个位置后，连接板28在热压封合板同步机械运动系统的代动下沿着，向下运动和向前运动两个方向合成后的运动方向，准确地将热封位置的基质棵粒清理掉，然后两组转动毛刷9又随热压板系统在系统的凸轮与弹簧力作用下又返回原来位置进行下次清理。

7、上层网状布覆盖导引系统

当清理后的填满基质的凹模18运动到这个位置，需要覆盖一层网状布，为下步热封作好准备。上层网状布10卷成筒状，装于转动轴上22，经导向、被牵引输送到匀速前进的凹模18上方，为下步热封作好准备。

8、热压封合系统

热压封合区内装配有热封合板11，热压封合板11内带电热管12，由温控元许控制其加热温度。通过热压封合板可将上下网状布热压封合。热封温度由电控仪表设定。热压封合板热压封合运动及热封合时间均由热压封合板同步机械运动系统决定。凹模均速前进运动和热压板热压运动的准确配合是由链条将两部分连为一体完成的。其动力可由电机提供。如使用一台二千瓦转速为每分钟1400转的三相电动机提供动力。

9、控制系统

控制系统主要由电机、传动带(轴)和热压封合板同步机械运动系统组成。热压封合板同步机械运动系统(如图6所示)主要是由：分配轴29、凸轮30、31、传动杆38、从动杆32、连接板28、滑套33、活动杆34、承重板35，弹簧36、37及一些调整环节构成。分配轴29上的凸轮30、31根据各执行机构的运动要求，设计成相对性应的轮廓形状，在分配轴上严格保持相互间的相位角，从而使工作机上的各执行机构能严格按着预定的程序和时间进行协调的运动。电机带动分配轴29转动时，凸轮30将活动杆34延滑套33压下，同时凸轮31推动传动杆38带动从动杆32，从动杆32的下端推动连接板28延水平方向运动(滑套33下端具有滑轮，滑套33在承重板上延水平方向滑动)；当凸轮30抬起时，连接板28在弹簧36的作用下随即抬起，并在弹簧37的作用下恢复原位，并伴随着分配轴29的转动进入到下一个循环中。热压封合系统、注射灌浆系统、热封口同步清理系统、基质填放系统、横切系统、下层网状布成型系统、基质压实系统、退布棍以及成卷系统均直接或间接与热压封合板机械同步运动系统相连。从而达到同步协同工作运转的目的。

10、注射灌浆系统

注射灌浆系统(图4)的工作是用安装有一排粗针头13的管道同步灌浆装置往已包装成型的轻基质网袋容器里注射灌入泥浆、肥料类物质，泥浆、肥料等物质从灌浆接口14进入(灌浆接口的另一端与压力罐相连，压力罐通过电控开关控制其开启或关闭)，通过阀门29调节，经灌浆管26，再通过粗针头13注入网袋容器中。灌入泥浆后容器袋的基质饱满。同步灌浆装置固定在热压封合板同步机械运动系统的连接板28上并和热压板同时动作当热封好的容器袋运动到这个位置时灌浆系统在热压封合板同步机械运动系统带动下将注射针13插入网袋容器内，同时控制压力灌的电控开关开启，浆料注入容器装里，灌浆料数量由阀门29调节，灌浆时间由同步装置控制。也可以在基质里放入适量遇水膨胀的物质，如保水剂，当基质里有保水剂时可以不用灌浆设备，用水喷湿容器，保水剂遇水至少膨胀80倍从而使容器饱满。

11、收卷系统15或横切系统23。

根据需要，在收卷区可按装卷盘(收卷)装置15进盘卷，或安装横切刀23(图5)，切成单个容器。

实施例2

在实施例1的基础上增加一个或几个中间切刀，用于生产轻基质网袋容器，每小时可以生产至少40000个以上容器。

利用实施例1的包装系统移植裸根苗，每小时至少生产20000个容器苗。

利用实施例1的包装系统生产草坪(毯)植生带，每小时至少可以生产500m²的植生带。

Claims (11)

1.轻基质网袋容器包装系统，其包括：

网状布牵引输送行走系统，包括由电机带动的传送带，在传送带上装配有若干凹模，凹模底面具有通气孔或呈网状结构；

下层网状布成型系统，包括一与凹模配合的凸模以及与凹模底面相配合的吸气装置，凸模的压紧动作与吸气装置的吸气动作相配合，将网状布贴于凹模的内壁上；

基质填充系统，位于下层网状布成型系统之后，其包括至少一个基质料斗，基质料斗向凹模内填放基质；

上层网状布覆盖引导系统，位于基质填放系统之后，其将上层网状布覆盖到填满基质的凹模上；

热压封合系统，位于上层网状布覆盖引导系统之后，其将上层网状布和下层网状布封合，形成轻基质网袋容器；

热封口同步清理系统，位于上层网状布覆盖引导系统之前，其清除掉落在下层网状布上位于热封口处的基质；

控制系统，控制系统控制和协同网状布牵引输送行走系统、下层网状布成型系统、上层网状布覆盖引导系统、热封口同步清理系统以及热压封合系统的同步工作。

2.如权利要求1所述的包装系统，在基质填充系统之后，还包括基质压实系统，用于将凹模内的基质压实。

3.如权利要求1所述的包装系统，在网状布牵引输送行走系统之前，还包括下层网状布引导系统，所述下层网状布引导系统包括一个退布棍，当下层网状布成型系统将网状布贴于凹槽内壁时，述步棍压下并抬起，使网状布预留出待牵引的长度。

4.如权利要求1所述的包装系统，在热压封合系统之后，还包括注射灌浆系统，所述注射灌浆系统包括一个或多个注射针头，向轻基质网袋容器中注入水或填充物质。

5.如权利要求1～4之任一项所述的包装系统，在热压封合系统之后，还包括横切系统，所述横切系统包括横向切刀，将连在一起的轻基质网袋容器沿封合处切成断裂口或切断。

6.如权利要求1～4之任一项所述的包装系统，还包括成卷系统，所述成卷系统包括由网状布牵引输送行走系统电机带动的转动轴，将轻基质网袋容器卷在转动轴上。

7.如权利要求1～4之任一项所述的包装系统，其特征在于在热压封合系统之后还具有一个或几个纵切刀。

8.如权利要求1～4之任一项所述的包装系统，其特征在于所述凹模的两端均具有凹槽。

9.如权利要求1～4之任一项所述的包装系统，其特征在于所述的基质为轻基质。

10.如权利要求9所述的包装系统，其特征在于所述基质内还含有适量的压缩基质或遇水膨胀的物质。

11.如权利要求1～4之任一项所述的包装系统在生产轻基质网袋容器、轻基质网袋容器移植裸根苗以及草坪植生带中的应用。

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