CN104995093B - 用于固定打包的物品的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的一个实施例包括用于将包裹材料固定在物品周围的装置，所述物品例如是打包的农产品，所述装置包括主板和至少一个突出物，所述突出物包括加热元件和高度调节机构，其中所述高度调节机构控制突出物应用于包裹材料的力并且提供用于移动突出物的力。

Description

用于固定打包的物品的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请是2013年1月4日提交的美国专利申请No.13/734,428的继续申请，该美国专利申请公开的内容据此通过引用合并于此。

背景技术

在世界范围内，打包农产品是一种公知的且频繁使用的做法。多种方法、技术、产品、材料和设备已被用来收割、打包和包裹农产品。近年来，针织网和薄膜已取代传统使用的金属线/剑麻线和打包线。这些网和薄膜通常由聚丙烯/聚乙烯构成。

最近的一些包裹材料已包括了用于包裹打包的物品(例如农产品)的粘性薄膜。在通过网或线将包进行包裹之后，这样的产品还用于附加用途，目的在于生产青贮饲料。可替换地，这样的薄膜也可用来作为网或线或任意其它可替换的包裹材料的替代。通常，在任何情况下，这些不同类型的包裹方法和产品需要一层以上的包裹材料。

无论使用的包裹材料如何，包裹材料必须将包保持在包裹内，直至用户打开包以按照其指定的目的使用，例如：农产品在目标区域(食槽或畜栏)中的分配、喂养和/或处理等等。

方形和圆形的包通常由绷带形状的50cm或75cm的标准宽度的薄膜进行包裹(同时将包在两个轴上旋转)。虽然薄膜是粘性的，但由于灰尘环境、潮湿或风，粘性通常不足以保持尾部紧固，从而尾部过早地打开而损坏包裹并且潜在地损坏包裹内的打包的物品，例如，通过将打包的物品暴露给环境要素。

因为包裹材料是绕在存储卷筒上的，所以在使用之前，薄膜上的最大粘性水平受限于允许包裹材料从材料的卷筒释放以便在包裹过程中使用的粘性水平。

存在于现有技术的粘性薄膜中的额外的缺点和局限性在于薄膜的粘性在整个应用区域上是均匀的，并且薄膜的粘性可以被置于两侧上或仅一侧上。

因此，由于具有这一给定(在包裹材料的制造过程中给予)粘性水平的这样的材料的低粘接强度，许多这样的材料被制造为沿着薄膜的一侧或两侧的整个长度包括粘性区域。在这里的每种情况下，薄膜的整个区域是粘性的，并且粘性的水平受限于为了将包裹材料从材料的卷筒释放所需的强度。这样的粘性包裹材料有两个根本的缺点：第一、粘性水平必定受限，以及第二、粘性在整个包裹区域上是基本均匀的。

多年来，试图解决紧固由这样的薄膜包裹的包的问题，提出了很多解决方案，例如美国专利No.6,787,209、PCT申请No.PCT/IB2005/003589和美国申请No.12/405,526中所描述的，上述文件的所有内容通过引用合并于此，犹如全部在此描述一样。所提出的这样的解决方案需要在包裹的端部使用粘合剂或使用紧固件(例如)。

同样，还提出在包裹材料的端部或尾部使用粘合剂，正如US 6,787,209所描述的。然而，据称这种技术存在缺点，例如，由于当包裹压紧且被打包的农业物品时在包裹材料的尾部产生的增加的压力，需要特别强的粘合剂。根据该专利，这种强的粘合剂必须遍布尾部的广泛的区域，造成不利。

此外，使用紧固件和其它类似的凸形-凹形连接的方法(例如PCT申请No.PCT/IB2005/003589和美国申请No.12/405,526中所描述的)会产生不可靠的和经济上不可行的问题。例如，当打包的物品偏离原始确定的规格时，由于农产品的特性，而后仅可得到部分附接，这会引起尾部的不恰当的固定、暴露于水或湿气的渗透等。此外，如果出现极端偏离，凸形和凹形部分会完全不接合。

然而，美国申请No.12/113,720公开了解决前述缺点的另一种尝试，使用具有相对的粘合工具的包裹材料，该美国申请通过引用合并于此，犹如全部在此处描述一样。

存在许多地区，其中被包裹的包在露天下保持一段时间直至使用，这与将包存储在干燥的地方和受保护的位置(例如仓库和/或屋檐下)以防止雨水渗透到包相反。偶尔地，暴露于环境的时间可延长两年或以上。在这期间，被包裹的包暴露于自然力量下，并且在这些情况下，对于具有位于包裹材料的尾部的强紧固特性的包裹的需要日益凸显。

发明内容

一般来讲，本发明涉及用于固定打包的和包裹的物品的方法和装置的发展，并且具体地涉及用于将包裹材料围绕打包的物品(例如，农产品)的圆形包而固定的方法和装置。通常，用于与本发明一起使用的包裹材料是基于聚合物的，并且具体地为聚合物包裹材料，当应用能量(例如热)时，所述聚合物包裹材料可熔化、焊接、粘接或熔接到包裹材料的邻近的层。除了基于聚合物的材料，其他材料也可被使用，只要它们对能量(例如热)是敏感的，正如上文所述。本发明还侧重于指定的方法和装置，所述方法和装置用于在不使用其它固定媒介(例如粘合剂、紧固件等)的情况下，将包裹材料(例如，包裹材料的尾部)固定到打包的物品的周围。可以使用本发明被打包的和包裹的这样的农产品包括(例如)稻草、干草、青贮，等等。

在本发明的一个实施例中，装置包括主板和至少一个突出物。所述至少一个突出物适于将包裹材料固定在打包的物品周围。例如，装置的突出物或多个突出物适于应用能量(例如热)，以将包裹材料的尾部熔化、熔接或焊接到被包裹在打包的物品(例如是上述农产品)周围的包裹材料的底层或多个底层。

主板根据将被包裹的打包的物品的长度而具有预定的长度。突出物可以具有适于接触包裹材料的尾部的形状。可替换地，突出物可包括适于刺穿包裹材料的尾部并刺穿和/或接触包裹材料的至少一个底层的尖形顶端。所述尖形顶端还可适于刺穿包裹材料的至少所述的底层或所有层并且与打包的物品相接触，由此突出物适于将尾部和所有底层相互固定。

在另一实施例中，本发明包括将包裹材料固定在物品周围的装置，所述装置包括主板和至少一个突出物，所述突出物包括加热元件和高度调节机构，其中所述高度调节机构控制突出物应用于包裹材料的力并且提供用于移动突出物的力。所述物品可以是打包的农产品。高度调节机构可以是弹簧、加压气缸或或类似物。突出物还包括尖形顶端、止动盘或尖形顶端和止动盘两者。高度调节机构能够调节尖形顶端应用于包裹材料的力，从而高度调节机构能够调节突出物的穿入的深度。装置还可包括沿着主板的长度放置的多个突出物。

在进一步的实施例中，本发明包括将包裹材料固定在打包的物品周围的方法，所述方法包括使用打包机器打包物品；通过具有前端部和后端部的包裹材料包裹打包的物品，所述后端部具有尾部部分，其中包裹材料通过至少一次完整的旋转而包裹在打包的物品周围以形成至少一个底层，从而包裹材料的尾部部分与底层重叠；使尾部部分与装置相接触，装置包括主板和至少一个突出物，突出物包括加热元件；通过将热从突出物的加热元件传递到尾部部分而将尾部部分焊接到底层，以形成焊接的被包裹的打包的物品；以及将焊接的被包裹的打包的物品从打包机器移除。

继续该实施例，打包的物品和包裹材料可连续地移动经过打包机器，越过装置并离开打包机器而没有停止。可替换地，打包的物品和包裹材料可在装置的顶部处停止，以使得尾部部分被放置为与装置相邻近。此外，装置可包括多个突出物，并且每个突出物可包括高度调节机构，高度调节机构可控制突出物应用于包裹材料的力，并且可提供用于移动突出物的力，其中打包的物品和包裹材料可包括不均匀的表面，从而每个突出物的高度调节机构将每个突出物放置为与包裹材料的不均匀的表面相接触并且控制每个突出物应用于包裹材料的力。

突出物或多个突出物还可包括尖形顶端，以使突出物或多个突出物能够刺穿尾部部分并能直接接合底层。包裹材料能够以两次或更多次完整的旋转而包裹在打包的物品周围，以形成两个或更多个底层，突出物可刺穿尾部部分和每个底层，由此将每个底层和尾部部分互相焊接。突出物还可包括高度调节机构，高度调节机构能够调节突出物的刺穿的深度，从而高度调节机构限制突出物刺穿包裹材料、打包的物品或包裹材料和打包的物品两者的深度。高度调节机构还可控制突出物以刺穿包裹材料的尾部部分和底层，但防止突出物与打包的物品之间的接触。

附图说明

图1示出相对于在打包的物品周围的包裹材料放置的装置的实施例。

图2示出本发明的装置的实施例。

图3A和图3B示出图2的装置的突出物的两个可替换的实施例的截面图。

图4示出本发明的装置的另一实施例。

图5示出图4的装置的突出物的截面图。

图6示出本发明的装置的进一步的实施例。

图7A和图7B示出图6的装置的突出物的两个可替换的实施例的截面图。

图8又示出本发明的装置的另一实施例。

图9示出图8的装置的突出物的截面图。

图10A仍示出本发明的装置的进一步的实施例。

图10B示出图10A的装置的突出物的截面图。

图11A示出本发明的装置的另一实施例的截面图。

图11B示出图11A的装置的突出物的截面图。

图12示出本发明的装置的附加的实施例。

图13示出图12的装置的突出物的截面图。

图14A示出图2和图3A的装置和突出物的截面图。

图14B示出图14A的装置接合位于打包的物品周围的包裹材料，其中包裹材料和打包的物品具有不平坦的表面。

图15示出图2和图3B的装置接合位于打包的物品周围的包裹材料，其中包裹材料和打包的物品具有不平坦的表面。

具体实施方式

图1示出本发明的一般结构，其中装置10被置于包裹和打包机器90内，这种机器90可以是现有技术中已知的任意合适的机器，例如9系列圆形打包机(迪尔公司，莫林，伊利诺伊州)。装置10通常根据打包的物品70的宽度而具有预定的长度，物品70将借助于包裹材料80而被包裹。包裹材料包括前端部和后端部，后端部具有尾部部分85。装置的长度应当至少等于打包的物品70的宽度，以确保包裹材料(其也与打包的物品的宽度大致相等)沿其整个宽度被固定。虽然装置可长于打包的物品的宽度，但优选地是，装置不短于打包的物品的宽度，当然，多个装置可端到端地被放置以达到打包的物品的整个宽度。

打包的物品70可以是任意期望的农产品，例如是干草、稻草、青贮等。正如关于本发明所讨论的，打包的物品70成形为“圆形包”，以使得打包的物品在形状上是大致圆柱形的。通常，在对农产品收集和打包时，打包的物品70的重量可超过1000磅，并且通常重量可超过2000磅。同样，这种打包的物品70的宽度为几英尺，通常约为4英尺，并且可以是几英尺高，通常为4英尺到约6英尺。

打包的物品70的这样的尺寸在以下方面产生了特有的问题，即，对打包的物品进行包裹以确保打包的物品一旦被包裹并从打包机器放出后就保持其完整性。因此，包裹材料80必须有足够的强度来承受与将打包的物品保持为圆形包相关联的各种力。例如，包裹材料必须有足够的结构强度，以将农产品保持在圆形包的压紧的形状中。此外，包裹材料的端部(尾部部分85)必须被固定，以使包裹材料不从打包的物品松开。由于包裹材料仅在该尾部部分处被固定，因此尾部部分必须有高的抗剪强度来抵消打包的物品的扩展趋势，并因此抵消包裹材料的松开趋势。换句话说，尾部部分一旦被焊接，尾部部分必须具有强度来抵抗尾部部分沿着包裹材料的连接有尾部部分的那一部分(例如底层)的滑动。同样地，尾部部分与底层之间的焊接必须具有高粘合强度，以确保尾部部分牢固地固定到其被焊接到的底层的部分。

装置包括沿主板的长度放置的至少一个突出物，正如下文所讨论的，其中所述突出物或多个突出物能够将能量传递到包裹材料的尾部部分85，并且可选地传递到包裹材料80的底层或多个底层以固定被包裹的打包的物品70。例如，突出物或多个突出物可被加热到所需的预定的目标温度，以将尾部部分85熔化、焊接或熔接到包裹材料70的底层或多个底层。术语熔化、焊接、粘接和熔接等在此处可替换地使用以表达包裹材料的一部分通过能量(例如热)的存在而变软，具有增加的粘性，或以其它方式更易于粘接到与该部分接触的邻近的材料。在讨论本发明的多个实施例时始终使用的一个示例是，当包裹材料的尾部部分在装置的突出物之前并且在存在热时，尾部部分被软化或具有增加的粘性，从而使它能够粘接到包裹材料的底层，如图1中所示的。本发明的粘接、熔接、焊接或熔化是包裹材料的部分之间在分子水平上的粘接，这会在包裹材料的层之间产生强的粘合强度和抗剪强度，所述包裹材料对环境状况或影响其它已知的包裹方法的其它可变因素具有极小的敏感性。

如图1所示，在打包的物品的打包和包裹过程中的任一步骤期间，打包的物品70和将被焊接在打包的物品周围的部分的相关包裹材料80可接触装置10，当然，尽管一旦包裹材料绕在打包的物品的周围并且本身准备好被固定到其上时，被包裹的打包的物品通常接触所述装置。因此，被包裹的打包的物品可被静止地置于装置10上，以使得它在装置上静止一段时间。可替换地，被包裹的打包的物品可以仅在被包裹的打包的物品滚出包裹和打包机器90并到达地面、存储位置等的同时越过装置10。在这种可替换的布置中，焊接步骤发生在被包裹的打包的物品通过装置10的顶部和越过装置10时。通常，通过控制温度和焊接的产品静置或通过焊接设备的顶部的时间来实现焊接。换句话说，包裹材料的成功焊接取决于温度和包裹材料(例如尾部部分85)接触装置的突出物的时间段。

图2示出本发明的装置10的一个实施例。装置包括主板11和沿主板的长度放置的至少一个突出物20。主板可固定到底板12，所述底板12进而被固定到打包和包裹机器90或其它位置。在每个突出物20与主板11之间可放置隔离护套21，隔离护套旨在使离开突出物且通过主板的热传递最小化。隔离护套也可提高装置的能量效率，以使突出物保持期望的温度，具有更大的一致性和更少的能量输入。如所示，主板可具有大致矩形的、平坦的形状；然而，主板不受限于该规格且也可具有不同的尺寸形状，并且包括凹形的面、凸形的面或阶梯式的面等。

可根据被包裹的打包的物品的尺寸和所期望的固定级别来预先确定突出物的数目以及它们的形状和在主板上的放置。可替换地，可以想象的是主板、突出物的放置等可以是“一体适用”的形状，从而使(例如)打包的物品短于主板，以使得并非所有的突出物都会被使用。当然，优选地是，打包的物品通常与主板长度相同，或短于主板，从而确保打包的物品的整个长度被恰当地包裹和固定。主板可包括突出物的任意组合，例如此处所公开的那些，以使得突出物可具有任意必要的形状或适于特定的应用。例如，所述形状可以是具有圆形顶端的大致圆柱形(例如图3A和图3B)、具有尖形顶端的大致圆柱形(例如，图5)、具有平的顶端的大致圆柱形(例如，图10B、图11B)、大致三角形、大致矩形、大致卵形或任意其它合适的形状。突出物还可包括止动盘(例如，图7A、图7B)。此外，主板可包括突出物的若干不同的区域，以沿着包裹材料的长度或包裹材料的长度的一部分创建预期的焊接或熔化模式。例如，突出物可沿着主板的长度聚集成若干组，或可替换地，突出物可沿着主板的长度均匀地间隔开(如此处全部附图所示的)，或具有任意其它期望的结构。

图3A示出沿着主板11放置的突出物20的实施例。突出物20包括形成具有圆形顶端的大致圆柱形主体的外突出物表面22、可通过恒温器(未示出，可选的)调节的内加热元件23，以及将具有能量源的加热元件和恒温器(如果存在)相连接的线路24。无论特定突出物的加热元件是否正在使用能量，线路都可允许用户对正在由特定的加热元件使用的能量的量进行控制、对加热元件的温度进行控制和维持，等等。

此外，突出物可包括高度调节机构，例如弹簧30，以使得突出物的高度是可调节的。弹簧30可允许突出物在高度之间调节，如图2和图3A所示，其中突出物从主板11延伸到一位置，示出为图14B中的突出物的某些，其中突出物中的即使不是全部，也大部分被置于主板内。该高度可根据被包裹的产品的形状、包裹材料的类型、打包的物品的类型等而确定。尽管下文将更详细地讨论具有弹簧的突出物的应用，然而弹簧允许这样的使用，如：允许突出物选择性地接触包裹材料和打包的物品、允许调节突出物应用于包裹材料和/或打包的物品的力的量、允许热量均匀地应用到包裹材料和打包的物品的不均匀的表面，等等。

除了弹簧30，可使用其它机构，例如图3B中所示的加压气缸、加压油缸、电子伺服系统、来自计算机程序的命令等。图3B的突出物20’包括加压气缸而不是弹簧，所述加压气缸包括活塞30’、密封元件31’(例如O形环)和一定体积的加压空气32’。在突出物的该可替换的实施例中，外突出物表面22’和加热元件23’可以具有通过活塞30’的移动相对于主板11可调节的高度。例如，用户可调节加压空气32’的压力来确定突出物被放置在什么高度和/或将突出物20’从最高处(如图3B中所示的)压下到较低的高度所需的力的量。在一个特定的示例性应用中，在被包裹的打包的物品安置在装置10的顶上的结构中，突出物20’的默认位置可以在较低的位置，以使得它们即使不是全部也是大部分在主板11内。一旦打包的物品在装置的顶上，空气压力可增加，从而使突出物上升并且从主板延伸并接触被包裹的打包的物品的包裹材料。可替换地，加压空气32’可保持不变，以使沿着主板11的突出物20’都具有预定的空气压力水平。这种替代方式可被使用(例如)在被包裹的打包的物品仅滚过装置10的情况下，从而使每个突出物20’的活塞30’允许每个突出物基于包裹材料的表面的轮廓而调节其高度。因此，如下文详细讨论的，加压气缸(如同上文的弹簧30)的使用允许热量沿着包裹材料(例如尾部部分85)的宽度的均匀应用，即使包裹材料的表面是不均匀的，如图15所示。

图4和图5示出本发明的装置110的另一实施例，包括主板111、底板112、隔离护套121和至少一个突出物120，所述突出物120具有大致圆柱形形状，带有从外突出物表面122的圆形端部延伸的尖形顶端125。如上文的实施例中，突出物120还包括加热元件123和线路124。包括尖形顶端125的突出物可被用于多种应用，并且在一些应用中实际上是优选的，尤其是在(例如)需要更强的和更牢固的焊接的应用中。这是由于突出物120将焊接和穿孔结合起来。尖形顶端125可允许突出物120刺穿包裹材料的外层，例如尾部部分85，从而直接接触一个或多个底层，以及甚至可选地接触打包的物品本身，并且将热量直接应用到被刺穿的层中的每层、紧接着的未被刺穿的底层(如果有的话)，以及甚至打包的物品本身。在某些情况下，这种熔透焊接可更健壮，从而对在打包的物品周围的包裹材料提供增加的强度。

如图5所示，继续描述该实施例，虽然可使用加压气缸或其它机构，但突出物120也可包括弹簧130。例如，尖形顶端125与弹簧130的组合可提供控制突出物突出进入尾部部分、底层或多个底层和/或打包的物品的深度的能力。这种深度控制可基于包裹材料的类型、材料的层的数量、打包的物品的重量、打包的物品的类型、期望的焊接强度水平等等、或它们的任一组合。弹簧的尺寸和性能，例如抗压强度、材料的类型等，可被调整以提供突出物的期望的高度、尖形顶端125进入包裹材料和/或打包的物品的期望的穿入深度，等等。

例如，在打包的物品是软的(像稻草、干草等)从而熔透焊接会造成最小的损害(如果有损害的话)的情况下，具有尖形顶端的突出物是优选的。当这些软的打包的物品趋向于也是可压缩的，并因此趋向于在包裹材料上施加强的向外的力从而使增加的剪切力可传给焊接点时，用于这些类型的打包的物品的这种熔透焊接是有用的，因此在包裹材料的多个层之间的具有更高的抗剪强度的更强的焊接是有利的。弹簧130可用于向这样的打包的物品提供额外的益处，从而如考虑被包裹的打包的物品的不均匀表面，并且限制插入穿过包裹材料层并进入打包的物品的深度。

可替换地，在突出物穿入包裹材料和/或打包的物品是不必要的或不被期望的情况下，可使用突出物20的圆形顶端(图3A，图3B)，或类似的。圆形顶端(没有尖形顶端125)的使用可用于打包的物品是特别易燃的因此不期望从突出物引导热的情况下。可替换地，易于损坏(尤其是被尖形顶端的刺穿损坏)的打包的物品也可从没有尖形顶端的突出物20的使用中获益。

而在另一个实施例中，如图6所示，本发明的装置210包括主板211、基板212、至少一个突出物220，以及每个突出物与主板之间的隔离护套221。每个突出物220还包括沿着每个突出物的长度放置的止动盘226。止动盘(例如)可限制突出物移动进入主板，或可替换地，限制突出物进入凹陷，等等，所述凹陷由突出物在包裹材料(通常在打包的物品是特别软的情况下)中形成。

图7A和图7B示出了突出物的两种结构220、220’，它们与图3A、图3B的突出物20、20’相似，除了突出物220、220’均具有止动盘226、226’。止动盘226、226’还可包括螺纹部分227、227’以调节止动盘的高度，并因此调节外突出物表面222、222’在止动盘226、226’上方延伸的量。止动盘可由任意期望的材料构造，虽然优选地是所述材料具有有限的导热性，从而与隔离护套221的材料类似。这种材料的使用可允许更有效的装置，因为能量和热集中于突出物本身，而不分散到其它结构，例如止动盘材料。如所示，图7A和图7B不同，一个(图7A)示出弹簧230的使用，另一个(图7B)示出加压气缸230’的使用。上述关于这些机构的讨论也适用于此。

图8和图9中所示的是本发明的进一步的实施例，其在许多方面与前面的实施例相似，虽然此处装置310包括具有尖形顶端325和止动盘326的至少一个突出物320。虽然突出物320被示出为包括弹簧330，但代替地可使用不同的机构，例如上文讨论的加压气缸。

当使用该实施例时，止动盘326结合尖形顶端325可用于限制尖形顶端穿入包裹材料的尾部部分、材料的一个或多个底层和/或打包的物品。这在这样的突出物320与打包的物品一起使用时是尤其重要的且有益的，所述打包的物品被尖形顶端穿入打包的物品不利地影响，但可从形成穿孔焊接的尖形顶端325获益，如上文所讨论的。此外，该实施例可产生更有效的处理，因为突出物320的益处在于通过穿孔焊接直接接触包裹材料的更多层，而不仅是包裹材料的尾部部分，这在多层被立刻加热和粘接方面具有更高的效率。另外，该实施例可使尖形顶端325与打包的物品的接触最小化，所述接触通常引起浪费的能量和热，并且当然还可引起对打包的物品的损坏。

在进一步的实施例中，如图10A、图10B、图11A和图11B所示，本发明在许多方面与前面的实施例类似，虽然此处装置410、410’具有包括平的顶端422、422’的至少一个突出物420、420’。与前面讨论的包括圆形和/或尖形顶端的突出物相反，装置410、410’可被用于经过被包裹的打包的物品的宽度创建大致连续的焊接线。与沿着被包裹的打包的物品的宽度在某些点处创建集中且隔离的焊接的多个上述实施例相反，这样的连续的焊接线可经过被包裹的打包的物品的宽度产生完整的、大致不间断的焊接。由装置410、410’创建的这样的焊接结构可以适合于不需要非常强的焊接(例如由具有尖形顶端的突出物形成的那些焊接)的被包裹的打包的物品，以及具有沿着被包裹的打包的物品表面的宽度的光滑的、均匀的轮廓。

类似的，如图12和图13所示，本发明的另一实施例包括装置510，所述装置510具有包括平的顶端522的至少一个突出物520，进一步地，突出物包括置于平的顶端522上的尖形顶端525。虽然未示出，止动盘也可放置在尖形顶端525的周围以限制尖形顶端穿入被包裹的打包的物品。该实施例提供了经过被包裹的打包的物品的宽度的大致连续的焊接线，但也提供了使用尖形顶端525来创建穿孔焊接的更强的焊接的增加的益处。这样的结构可用于(例如)沿着被包裹的打包的物品表面的宽度具有光滑的、均匀的轮廓的被包裹的打包的物品，并且可从包裹材料上的更强的粘接获益。同时，该实施例可与被包裹的打包的物品一起使用，所述打包的物品不会被直接位于打包的物品上的尖形顶端的接触损坏。

虽然此处示出和描述了多个不同的实施例，但是可想象的是，装置的突出物的其它形状、设计和结构也落入本发明的范围内。此外，包括尖形顶端、圆形顶端、平的顶端、弹簧、加压气缸、止动盘等的多个元件可组合成任意期望的或需要的结构。此外，不是每个突出物都具有其自身的指定的弹簧、加压缸等，而是整个装置可具有单一的弹簧、加压缸等，从而使整个装置可被移动，以(例如)升高为与被包裹的打包的物品相接触以及下降离开被包裹的打包的物品。

本发明还包括使用装置来将包裹材料固定到被包裹的打包的物品周围的方法的多个实施例。示出了某些实施例，例如图1、图14A、图14B和图15，使用了装置的某些实施例。然而，可理解地是，可使用装置的任意可想到的实施例而不仅是示出的或描述的那些实施例来执行本发明的方法。

在一个实施例中，所述方法包括使用装置10来将包裹材料80固定到打包的物品70。正如本领域中已知的，在使用中，将被打包的和包裹的物品放入机器中(正如本领域中已知的)以经历打包和包裹过程。在打包和包裹过程期间或紧随打包和包裹过程的一个点处，被包裹的打包的物品被放置于装置10上，所述装置10置于打包机器90的腔室内，如图1所示。将包裹的打包的物品放置到装置上是预先确定的，以使熔接区域(例如包裹材料80的尾部部分85)以及底层或多个底层与装置10的至少一个突出物20、20’相接触。

通常，用任意已知的包裹材料80包裹的圆形打包的物品70通常被准备在组合式打包和包裹机器90内。一旦形成，它们从打包和包裹机器的腔室滚出，直接到达地面或任意临时站或存储设备。无论包是朝向地面旋转还是临时静置在装置的顶部，本发明的装置10都可被设置为执行焊接步骤。在包滚向地面的可替换的情况下，为了在打包的物品滚动并通过装置到达地面时将尾部部分85焊接到底层或多个底层，需要高的温度。在这样的情况下，包括尖形顶端(例如，如图4、图5、图8、图9、图12和图13)的突出物也可用于加快焊接，所述尖形顶端在任意焊接突出物形状(例如，圆形的、平的等)的顶部上。加热元件23的温度可通过或不通过控制信号(来自恒温器)等调节为恒温，从而使装置能够适应被包裹的打包的物品离开打包机器90的连续流的趋势。可替换地，加热元件23的温度是按照需要通过使用来自温控器或其它设备的控制信号等而可调节的或可变的。例如，如果形成被包裹的打包之间的时间很长，那么突出物的加热元件可打开和关闭以节省能量。打开和关闭加热元件的控制信号可来自打包和包裹机(通过包含自动的打开/关闭开关、恒温器、热电偶等)、用户(例如，通过使用恒温器手动控制)，等等。

在其它可替换的情况下，其中被包裹的包位于焊接装置的顶部上并且在离开打包机器90之前暂停的情况下，不需要高温和具有尖形顶端的突出物，因为被包裹的打包的物品可置于装置10上足够长以必要地执行焊接处理。因此，在该可替换的情况下，包括加压气缸的突出物可用来将突出物移动到焊接位置中或移出焊接位置。例如，焊接突出物可从主板延伸并接触被包裹的打包的物品的包裹材料80(以及具体地为尾部部分85)一段时间。然后，当所述一段时间过去后，突出物可缩回进入主板并远离被包裹的打包的物品，在该点处，被包裹的打包的物品可继续离开打包和包裹机器90。在另一可替换的实施例中，可使用包括弹簧的突出物。或者，在另一可替换的实施例中，突出物内完全不使用调节机构，而是整个装置10可以朝向和远离打包的物品移动。在任一实施例中，例如使用加压气缸或弹簧的实施例，突出物可适应打包的物品的不均匀的表面并且仍旧将适当量的压力施加于包裹材料和/或打包的物品以执行焊接过程，例如，如图14B和图15所示。此外，在使用加压气缸的实例中，如图15中，焊接突出物可通过所示的每个突出物中的单独的集成式气缸而移动，所述气缸可向上和向下激活任意焊接突出物，或者单一的加压气缸能够将装置上的所有突出物移动期望的距离，以单独地或作为整体一起地接合打包的物品。

在本发明的任一实施例中，正确地操作装置的一个重要的方面包括将焊接突出物设置到所需的期望的温度，从而将尾部部分85焊接到包裹材料80的底层或多个底层中。温度可根据时间段而调节，在所述时间段期间，被包裹的物品被置于装置的顶端处。例如，通过将突出物的加热元件在0.05秒与60秒之间的一段时间内设置到50摄氏度与250摄氏度之间的一个温度来实现将塑料薄膜尾部焊接到底层。期望的温度和时间段的范围根据使用的包裹材料的类型、加热突出物和/或主板的几何形状、将被焊接的层的数量等而改变。

当具有尖形顶端125的突出物120(如图5所示)被用于焊接尾部部分85时，尖形顶端的这种使用可引起打包的物品70周围的包裹材料80的甚至更强的焊接。使用该突出物的好处在于，由尖形顶端形成的每个给定区域的力比具有平的或圆形顶端的突出物(例如，如图3A或图10B中的)高许多倍，这是因为尖形顶端的接触面积成比例地显著地小于突出物主体的直径，或可替换地，显著地小于本发明中使用的其它突出物的平的或圆形顶端。进一步地，由于尾部部分与至少相邻的底层之间的焊接粘接的增加的强度，需要包裹材料的更少的旋绕，而仍可保持被包裹的打包的物品的焊接和完整。本质上，包裹材料80与打包的物品70以及包裹材料的相邻层有一定量的摩擦力，这减小了施予尾部部分处的焊接上的力。然而，如果尾部部分被牢固地焊接，那么它将能够保持这种力，即使层数以及由此摩擦力的量减小。因此，由于使用具有尖形顶端125的突出物120形成的这种强的焊接，因而该焊接足以抵消与包裹材料80展开的趋向、与包裹过程期间产生的拉力、与打包的物品70展开的趋向相关联的力以及其它这样的力。

如图1、图14B和图15所示，被包裹的打包的物品通常具有不均匀的外表面(如图14B和图15)，并且进一步地通常是软的(如图1)，因为被打包的农产品通常是软的、压紧的并具有低密度，尤其是例如干草或稻草产品。因此，当将包裹材料固定到这种物品周围时出现了特有的问题。装置10通过独立弹簧30、加压气缸30’(如所示)等的使用可以允许每个单独的突出物20、20’的高度的调节，由此实现被包裹的打包的物品的不均匀的表面的恰当的焊接，这是多个农产品和其它打包的物品的典型特征，并且特别地先于围绕这样的农产品的包裹材料的最终焊接。允许单独的突出物的高度调节实现了包裹材料的表面的凹陷的或下陷的区域以及突出区域的焊接，从而确保沿着被包裹的打包的物品的宽度实现充分的焊接。图14B和图15示出了不均匀表面的这种焊接。

同样地，本发明的装置的突出物的高度调节机构允许这种打包的物品(软的或紧压的)更好的焊接。例如，在一个实施例中，当被包裹的打包的物品移动到装置的顶部上时，高度调节机构允许具有尖形顶端的突出物移动。突出物的这种移动使得突出物的刺穿深度最小化(否则其会深深地刺入打包的物品)，同时保持与包裹材料的有益的接触。这种移动可提供更好的焊接和更有效的焊接过程。类似地，在另一示例中，允许具有圆形或平的顶端的突出物在打包的物品移动到装置的顶部上时缩回主板中，这将应用于打包的物品和包裹材料在突出物顶部上的部分的紧压最小化，所述紧压可造成对软的打包的物品的损坏、由于包裹材料和打包的物品的变形引发的不期望的焊接，等等。此外，止动盘可通过提供包裹材料倚靠的更大的表面来提供进一步的协助以实现包裹材料的恰当的焊接。例如，当被包裹的打包的物品置于装置的顶端处时，突起物向主板缩回，并且在某一点处止动盘接合包裹材料的外层或尾部部分。在该点处，止动盘可形成包裹材料和打包的物品倚靠的较大的表面区域，这可有助于使包裹材料光滑并提供在其上执行焊接的更均匀的表面。

因此，本发明的装置和方法解决了将包裹材料的两层或更多层相互焊接的困难，其中表面(抵靠所述表面发生焊接，例如打包的物品)是软的、不均匀的并且提供小的反作用力或不均匀的反作用力，所述反作用力抵抗与包裹材料接触的焊接突出物的力。

当然，本发明还包括实施例，其中突出物不包括弹簧、加压气缸或类似的高度调节机构。在这样的实施例中，突出物可以更长，并且可包括尖形顶端，以确保突出物与包裹材料的表面的连接，即使包裹材料的表面是不均匀的。然而，这样的实施例导致包裹材料的较低效的和较不可靠的加热，因为一些突出物深深地突出进入包裹材料层和打包的物品，而另一些仅穿入包裹材料层的一部分、仅接触尾部部分的表面或无法完全接触包裹材料。

本发明的装置提供了包裹材料的尾部部分与至少一个底层之间的分子水平的粘接，并因此提供了强粘接且失败的可能性很小，即使存在雨、灰尘、风或其它环境事件。使用本发明的装置可在任意类型的包裹材料上实现这样的粘接，所述包裹材料适于且能够通过能量(例如热)的应用进行热熔化或粘接。例如，包裹材料可以是聚合物薄膜、网、透气薄膜等。同时，还可使用结合包裹材料，例如透气薄膜与特有的网相结合(正如本领域中已知的)，以使薄膜形成焊接，而网提供针对包裹材料的结构强度。

应用于尾部部分的二次粘合也可连同本发明被使用，尽管根据本发明的装置的使用的强的焊接性能，这样的粘合可能是冗余的。

虽然此处参照具体实施例对本发明进行了描述，但可理解的是这些实施例仅是本发明的原理和应用的说明性的实施例。因此，可理解的是，可对说明性的实施例进行多种修改以及可构想出其它布置，这不会脱离随附的权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (22)

1.一种用于将包裹材料固定在物品周围的装置，所述装置包括主板和从所述主板延伸的多个突出物，所述多个突出物中的每一个包括加热元件和独立的高度调节机构，其中针对给定的突出物的独立的高度调节机构控制所述给定的突出物应用于所述包裹材料的力并且提供用于移动所述给定的突出物的力。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述独立的高度调节机构是弹簧或加压气缸。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述加压气缸包括活塞，所述活塞适于调节所述突出物相对于所述主板的高度。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述突出物进一步包括尖形顶端。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述高度调节机构能够调节所述尖形顶端应用于所述包裹材料的力，从而该独立的高度调节机构能够调节所述突出物穿入所述包裹材料、所述物品或所述包裹材料和所述物品两者的深度。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述突出物进一步包括止动盘。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述止动盘由具有有限的导热性的材料制造。

8.根据权利要求6所述的装置，其中所述止动盘包括与所述突出物的可移动的接合，所述可移动的接合适于调节所述止动盘相对于所述突出物的高度的高度。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述主板的长度大致等于或大于所述包裹材料的宽度。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个突出物中的每一个具有默认的位置，在该位置，所述突出物至少大部分处于所述主板内，并且针对给定的突出物的独立的高度调节机构提供了用于将所述突出物从所述主板朝所述物品延伸的力。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述装置被配置使得所述物品越过所述装置的顶部并越过所述装置。

12.一种将包裹材料固定在打包的物品周围的方法，包括：

使用打包机器打包物品；

通过具有前端部和后端部的包裹材料包裹所述打包的物品，所述后端部具有尾部部分，其中所述包裹材料通过至少一次完整的旋转而包裹在所述打包的物品周围以形成至少一个底层，从而所述包裹材料的尾部部分与所述底层重叠；

使所述尾部部分与装置相接触，所述装置包括主板和从所述主板延伸的多个突出物，每个所述突出物包括加热元件和独立的高度调节机构，针对给定的突出物的高度调节机构控制所述给定的突出物应用于所述包裹材料的力并且提供用于移动所述给定的突出物的力；

通过将热从所述多个突出物的加热元件传递到所述尾部部分而将所述尾部部分焊接到所述底层，以形成焊接的被包裹的打包的物品；以及

将所述焊接的被包裹的打包的物品从所述打包机器移除。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述打包的物品和包裹材料连续地移动经过所述打包机器，越过所述装置的所述主板并离开所述打包机器而没有停止。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述打包的物品和包裹材料在所述装置的所述主板的顶部处停止，以使得所述尾部部分被放置为与所述装置相邻近。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述打包的物品和包裹材料包括不均匀的表面，从而每个突出物的高度调节机构将每个突出物放置为与所述包裹材料的不均匀的表面相接触并且控制每个突出物应用于所述包裹材料的力。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述突出物包括尖形顶端，以使所述突出物刺穿所述尾部部分并直接接合所述底层。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述包裹材料以两次或更多次完整的旋转包裹在所述打包的物品周围，以形成两个或更多个底层，所述突出物刺穿所述尾部部分和每个底层，由此将每个底层和尾部部分互相焊接。

18.根据权利要求17所述的方法，其中给定的突出物的所述高度调节机构能够调节所述突出物的穿入的深度，从而所述高度调节机构限制所述突出物刺穿所述包裹材料、所述打包的物品或所述包裹材料和所述打包的物品两者的深度。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述高度调节机构控制所述突出物以刺穿所述包裹材料的尾部部分和底层，但防止所述突出物与所述打包的物品之间的接触。

20.根据权利要求12所述的方法，其中所述包裹材料是聚合物薄膜。

21.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个突出物中的每一个具有默认的位置，在该位置，所述突出物至少大部分处于所述主板内，并且针对给定的突出物的独立的高度调节机构提供了用于将所述突出物从所述主板朝所述物品延伸的力。

22.根据权利要求12所述的方法，其中当所述打包物品的尾部部分接触所述装置的突出物时，所述打包物品越过所述装置的顶部。