CN105189294A - 具有侧面出口和末端出口的喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种柔性结构膨胀和密封组件，其可以包括：驱动器，其配置成接合柔性结构，以沿材料路径在下游方向上纵向驱动所述结构；和喷嘴，其配置成被接收在延伸穿过柔性结构的膨胀通道中。喷嘴可以限定从其延伸穿过的喷嘴通道且可以具有沿所述路径从本体上游对准的纵向出口和布置在纵向出口下游且从喷嘴相对于所述路径侧向对准的侧向出口。喷嘴可以具有配置成连接到流体源以将流体传递穿过所述通道且使流体从所述出口排出的连接部分。

Description

具有侧面出口和末端出口的喷嘴

相关申请的交叉引用

本篇专利合作条约的专利申请要求在2013年3月15日提交到美国专利商标局且名为“具有侧面出口和末端出口的喷嘴”的美国非临时专利申请No.13/844,658的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本申请涉及包装材料。更具体地，本申请旨在用于制造待用作包装材料的可膨胀缓冲件的装置和方法。

背景技术

各种膨胀缓冲件是众所周知的且用于各式各样的包装应用。例如，膨胀缓冲件经常以类似于或替代泡沫颗粒、压皱纸、以及类似产品的方式用作空隙填充包装。同样例如，膨胀缓冲件经常用作替代模制或挤出包装构件的防护性包装。

一般地，膨胀缓冲件由膜形成，所述膜具有由密封部结合在一起的两层。密封部可以与膨胀同时地形成以便在其中捕获空气、或在膨胀之前形成以限定具有可膨胀腔室的膜构型。可膨胀腔室可以通过空气或另一气体膨胀、或在此之后被密封以抑制或防止空气或气体的释放。

这种膜构型可以存储在卷或扇形折叠盒中，在卷或扇形折叠盒中，邻近可膨胀缓冲件彼此由穿孔分开。在使用期间，膜构型被膨胀以形成缓冲件，且邻近缓冲件或缓冲件的邻近支架彼此沿穿孔分开。

各种膜构型当前是可用的。这些膜构型中的许多包括密封构型，密封构型容易浪费材料、抑制邻近膨胀缓冲件分开、和/或形成易于膨胀不足或泄漏而由此抑制效用的膨胀缓冲件。

发明内容

一种柔性结构的膨胀和密封组件，其可以包括：驱动器，其配置成接合柔性结构，以沿材料路径在下游方向上纵向驱动所述结构；和喷嘴，其配置成被接收在延伸穿过柔性结构的膨胀通道中。喷嘴可以限定从其延伸穿过的喷嘴通道且可以具有沿所述路径从本体上游对准的纵向出口和布置在纵向出口下游且从喷嘴相对于所述路径侧向对准的侧向出口。喷嘴可以具有配置成连接到流体源以将流体传递穿过所述通道且使流体从所述出口排出的连接部分。在一些实施方式中，喷嘴末端可以布置在喷嘴的最前端处，且纵向出口布置在喷嘴末端处。

在一些实施方式中，侧向出口可以沿喷嘴的侧壁布置。侧向出口可以限定沿喷嘴的纵向长度的一部分延伸的槽口，且槽口的纵向长度是喷嘴在膨胀区域中的长度的大约30％。

在一些构型中，喷嘴可以包括沿所述路径延伸的纵向轴线，且纵向出口沿纵向轴线在大致上游从喷嘴对准。一些实施方式还可以包括配置成将加压气体提供给喷嘴的流体源。一些实施方式还可以包括流体源，流体源可以与流体导管连接，其中，流体是空气。

在一些实施方式中，纵向出口和侧向出口的面积被选定为使得来自导管的流体的最多到大约45％从纵向出口排出。纵向出口的面积可以小于侧向出口的大约80％。喷嘴可以沿材料路径在纵向方向上定向。

膨胀组件还可以包括切割件组件，切割件组件可以配置成切下柔性结构以允许膨胀通道从喷嘴移除。在一些实施方式中，膨胀组件也可以包括密封组件，密封组件布置和配置成将柔性结构的第一层和第二层密封在一起以将来自喷嘴的流体限制在所述层之间的膨胀通道中，以提供膨胀缓冲件。一些实施方式包括柔性结构，其中柔性结构可以包括可以沿相对于膨胀通道的横向方向延伸且与膨胀通道流体连通的腔室和可以沿相对于膨胀通道的横向方向排出流体以膨胀腔室的侧向出口。

在一些实施方式中，纵向出口和侧向出口可以具有与彼此相比的相对面积，以使得从纵向出口排出的流体在材料路径上游产生扩展的流体加压柱，流体加压柱引导膨胀通道经过喷嘴。

在柔性结构的膨胀和密封组件的另一实施方式中，膨胀和密封组件可以包括：驱动机构，驱动机构可以配置成在膨胀方向上沿材料路径使柔性结构向下游前进；喷嘴，其可以配置成被接收在穿过柔性材料延伸的膨胀通道中。喷嘴可以包括：末端出口，其布置在喷嘴远端处且配置成排出流体以在材料路径上游产生扩展的流体加压柱，扩展的流体加压柱引导柔性结构经过喷嘴；和侧向膨胀出口，其沿喷嘴纵向延伸且配置成相对于喷嘴的横向方向排出流体。末端出口和侧向出口可以相对于彼此尺寸化为使得从喷嘴排出的流体的大部分来自侧向开口。

膨胀和密封可膨胀缓冲件的方法可以包括：在膨胀方向上沿材料路径指引膨胀通道经过膨胀喷嘴，膨胀通道布置在膜的第一层和第二层之间；在膨胀通道中且在材料路径上游沿与膨胀方向相反的方向从膨胀喷嘴的纵向出口产生流体加压柱，以分开所述膜的所述层；从沿膨胀喷嘴的侧面延伸的侧向出口沿相对于膨胀通道的横向方向排出流体，以利用流体膨胀在膜内的腔室；并且将第一层和第二层密封，以将流体保持在腔室中。

附图说明

图1是根据实施方式的未膨胀材料卷材的俯视图；

图2是依据本申请的膨胀和密封组件的侧视图；

图3是依据本申请的膨胀喷嘴的局部视图；

图4是卷材和喷嘴末端的局部侧视图；

图5是喷嘴末端的实施方式的视图；

图6是喷嘴末端的另一实施方式的视图；

图7是图2的膨胀和密封组件的侧视图；

图8是膨胀和密封组件的实施方式的侧视图；

图9是在操作位置的切割组件的侧视图；

图10是在非操作位置的切割组件的侧视图；

图11是切割组件的后透视图；

图12是切割组件的前透视图；以及

图13是拆分的切割组件的视图。

具体实施方式

本申请涉及用于将未膨胀材料转化成膨胀缓冲件的系统和方法，膨胀缓冲件可用作对于包装和运输货品的缓冲或防护。现在将描述示意性实施方式以提供对所公开设备的整体理解。本领域普通技术人员将理解，所公开设备可以被适配且修改以提供设备的用于其他应用的替换性实施方式，且在不偏离本申请的范围的情况下可以对所公开设备做出其他添加和修改。例如，示意性实施方式的特征可以被结合、分开、交换、和/或重新设置以生成其他实施方式。这些修改和变型旨在被包括在本申请的范围内。

如图1所示，提供用于可膨胀缓冲件的柔性结构，诸如膜的多层卷材100。卷材包括具有第一纵向边缘102和第二纵向边缘104的第一膜层105、和具有第一纵向边缘106和第二纵向边缘108的第二膜层107。第二卷材层107被对齐成与第一卷材层105重叠且可以与第一卷材层大致共同地延伸，即，至少相应第一纵向边缘102、106彼此对齐和/或第二纵向边缘104、108彼此对齐。在一些实施方式中，所述层可以与重叠部位中的可膨胀区域部分地重叠。

图1示出具有第一和第二层105、107的卷材100的俯视图，第一和第二层被结合以限定膜100的第一纵向边缘110和第二纵向边缘112。第一和第二卷材层105、107可以由单片卷材材料、具有一个边缘切口的卷材材料的扁平管、或两片卷材材料形成。例如，第一和第二卷材层105、107可以包括被折叠以限定结合的第二边缘104、108的单片卷材材料(例如，"c形折叠膜")。替换性地，例如，第一和第二卷材层105、107可以包括沿对齐的第一纵向边缘102、106形成切口的卷材材料的管(例如，扁平管)。同样，例如，第一和第二卷材层105、107可以包括独立的两片卷材材料，所述两片卷材材料沿对齐的第二边缘104、108结合、密封、或以其他方式附连在一起。

卷材100可以由对本领域普通技术人员而言已知的各种卷材材料中的任意形成。这些卷材材料包括但不限于乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、金属茂合物、诸如低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、和高密度聚乙烯(HDPE)的聚乙烯树脂、以及它们的混合物。可以使用其他材料和构造。所公开的卷材100可以被卷在中空管上、实体芯上、或被折叠在扇状折叠盒中、或呈用于存储和运输的另一期望形式。

如图1所示，卷材100可以包括沿卷材100的纵向延展布置的一系列横向密封部118。每个横向密封部118从纵向边缘112朝向膨胀通道114延伸，且在示出的实施方式中，朝向第一纵向边缘110延伸。每个横向密封部118具有靠近第二纵向边缘112的第一端122和与膜110的第一纵向边缘110隔开横向尺寸d的第二端124。腔室120被限定在由纵向密封部112和一对邻近横向密封部118形成的边界内。

在图1中实施的每个横向密封部118基本是直的且基本垂直于第二纵向边缘112延伸。然而，应理解横向密封部118的其他配置方式也是可行的。例如，在一些实施方式中，横向密封部118具有波形或之字形图案。

横向密封部118以及密封纵向边缘110、112可以通过对本领域普通技术人员而言已知的各种技术中的任意技术形成。这些技术包括但不限于粘附、摩擦、焊接、熔化、加热密封、激光密封、以及超声焊接。

可以提供膨胀部位，诸如，可以是纵向膨胀通道114的闭合通路。如图1所示，纵向膨胀通道114被布置在横向密封部118的第二端124和膜的第一纵向边缘110之间。优选地，纵向膨胀通道114沿纵向侧110纵向延伸且膨胀开口116被布置在纵向膨胀通道114的至少一端上。纵向膨胀通道114具有横向宽度D。在优选实施方式中，横向宽度D是与在纵向边缘101和第二端124之间的横向尺寸d基本相同的距离。然而，应理解，在其他构型中，可以使用其他合适的横向宽度D尺寸。

第二纵向边缘112和横向密封部118协作地限定可膨胀腔室120的边界。如图1所示，每个可膨胀腔室120经由朝向纵向膨胀通道114开口的嘴部125与纵向膨胀通道114流体连通，因此允许可膨胀腔室120如在此进一步描述的那样膨胀。

在一个优选实施方式中，横向密封部118还包括朝向可膨胀腔室120延伸的凹口128。如图1所示，对立凹口128沿邻近的成对横向密封部118纵向对齐，以限定在可膨胀腔室120内的多个腔室部分130。凹口118生成可弯折线，可弯折线允许形成可以容易弯折或折叠的更具柔性的卷材100。这种柔性允许膜100围绕规则和不规则形状的物体缠绕。腔室部分130与邻近腔室部分130以及与膨胀通道114流体连通。

一系列薄弱线126沿膜的纵向延展部分布置且跨过膜100的第一和第二卷材层横向延伸。每根横向薄弱线126从第二纵向边缘112朝向第一纵向边缘110延伸。卷材100中的每根横向薄弱线126布置在一对邻近腔室120之间。优选地，每个薄弱线126布置在两个邻近横向密封部118之间和两个邻近腔室120之间，如在图1中描绘的。横向薄弱线126有助于分开邻近的可膨胀缓冲件120。

横向薄弱线126可以包括本领域普通技术人员已知的各种薄弱线。例如，在一些实施方式中，横向薄弱线126包括成排的穿孔，其中，一排穿孔包括沿所述排的横向延展部分隔开的交替实面(land)和切口。实面和切口可以沿所述排的横向延展部分以规则或不规则间隔生成。替换性地，例如，在一些实施方式中，横向薄弱线126包括形成在卷材材料中的划痕线或类似物。

横向薄弱线126可以由对于本领域普通技术人员已知的各种技术形成。这种技术包括但不限于切割(例如，使用切割元件或带齿元件的技术，诸如，杆、刀片、块体、辊、轮、或类似物)和/或划割(例如，减小第一和第二卷材层中的材料的强度或厚度的技术，诸如，电磁(例如，激光)划割和机械划割)。

优选地，可膨胀腔室120的横向宽度129是3"到大约40"、更优选大约6"到大约30"的宽度、且最优选大约12"。在削弱区域126之间的纵向长度127可以是至少大约2"到大约30"、更优选至少大约5"到大约20"、且最优选至少大约6"到大约10"。此外，每个膨胀腔室120的膨胀高度可以是至少大约1"到大约3"、且最优选大约6"。理解到，可以使用其他合适的尺寸。

现在参照图2，提供膨胀和密封组件132，其用于将未膨胀材料的卷材100转化成一系列膨胀衬垫或缓冲件120。如图2所示，未膨胀卷材100可以是设置在卷轴136上的一卷材料134。卷轴136容纳所述一卷卷材材料134的中心。可以使用诸如托盘或多辊的替换性结构来支撑所述卷。

卷材100由驱动机构在从壳141大致垂直延伸的选择性跳动辊138上拉动。跳动辊138引导卷材100从所述一卷材料134沿材料路径"B"稳定地离开，所述材料沿材料路径"B"在纵向方向"A"上被处理。优选地跳动辊138防止材料134在膨胀喷嘴140和卷134之间下垂。为了防止或抑制卷材材料100随着其从所述卷134解绕而挤在一起，卷轴136可以设有制动器以防止或抑制所述卷134的自由解绕且确保所述卷134以稳定的受控速率解绕。根据一个实施方式，弹簧加载的皮带可以用作在卷轴136上的拖曳制动器。

优选地，膨胀和密封组件配置成随着卷材100从卷134解开而连续膨胀所述卷材。优选地，所述卷134包括串联设置的多串腔室120。为了开始从卷材材料100制造膨胀衬垫，卷材100的膨胀开口116围绕诸如膨胀喷嘴140的膨胀组件插入，且沿材料路径"E"前进。在图2中示出的实施方式中，优选地，卷材100在膨胀喷嘴140上前进，其中腔室120相对于膨胀喷嘴140和侧面出口146横向延伸。侧面出口146沿相对于喷嘴本体144的横向方向将流体引导到腔室120中，以在卷材100沿材料路径"E"在纵向方向"A"上前进时膨胀腔室120。膨胀的卷材100然后在密封区域174中由密封组件103密封，以形成一串膨胀衬垫或缓冲件。

侧面膨胀区域168示出为膨胀和密封组件的沿路径"E"的邻近于侧面出口146的部分，在所述部分中，来自侧面出口146的空气可以膨胀腔室120。在一些实施方式中，膨胀区域168是布置在膨胀末端142和下述进入夹紧区域176之间的区域。优选地，卷材100在喷嘴末端142处围绕膨胀喷嘴140插入，喷嘴末端优选布置在膨胀喷嘴140的最前端。膨胀喷嘴140通过喷嘴出口将诸如加压空气的流体插入未膨胀的卷材材料中，以将所述材料膨胀成膨胀衬垫或缓冲件120。膨胀喷嘴140可以包括贯穿其中的喷嘴膨胀通道，喷嘴膨胀通道将流体源与喷嘴出口流体连接。理解到，在其他构型中，流体可以是其他合适的加压气体、泡沫、或液体。

根据一实施方式，喷嘴出口可以包括：纵向出口，诸如，喷嘴末端出口148；和在末端出口148下游且沿膨胀喷嘴140的喷嘴本体144的喷嘴壁的纵向侧的侧向出口，诸如，侧面出口146。优选地，喷嘴末端出口148在喷嘴140相对于沿路径A的材料流动方向的最上游末端142处，位于膨胀喷嘴140的远端处。优选地，侧面出口146是提供用于膨胀腔室120的主流体源的主要出口，且喷嘴末端出口148操作以在前进的卷材100靠近膨胀喷嘴140时稳定卷材。理解到，从喷嘴末端出口148排出的流体也可以协助膨胀腔室120。

图3示出优选实施方式中的示例性喷嘴140的一部分的放大图。如图3所示，侧面出口146可以距膨胀末端142一纵向距离沿喷嘴本体144纵向延伸。在优选实施方式中，侧面出口146设置为靠近密封组件或在一些构型中重叠密封组件，使得侧面出口146持续膨胀可膨胀腔室120，直到大约正好要密封的时间。这最大化了在密封之前插入可膨胀腔室120中的流体的量，且最小化了无效腔室(即，不具有充分空气量的腔室)的量。但是，在其他实施方式中，侧面出口146可以经过进入夹紧区域176延伸到下游，且流体的从出口146逸散的部分被引导到卷材100中。

优选地，侧面出口146的长度是槽口，槽口的长度以在末端142和进入夹紧区域176之间的长度169延伸过膨胀喷嘴140的大部分。通过使侧面出口146沿膨胀喷嘴140的长度169的大部分延伸，侧面出口146在无需显著增加排出流体的流量的情况下膨胀膨胀腔室120，膨胀腔室120以较高的速度前进穿过膨胀和密封组件101。而且，较长的侧面出口146有助于卷材的膨胀，卷材具有在腔室120内的分隔件、密封部、或凹口，诸如形成在此描述的腔室部分130的凹口128，它们可以限制腔室120中的空气流动。优选地，侧面出口146的长度可以是膨胀喷嘴140的长度169的至少大约30％、更优选是膨胀喷嘴140的长度169的至少大约50％、或在一些实施方式中是膨胀喷嘴140的长度169的至少大约80％。侧面出口146将流体从喷嘴本体144的侧向侧面或沿相对于膨胀喷嘴140的横向方向排出穿过每个腔室120的嘴部125，以膨胀腔室120和腔室部分130。优选地，喷嘴的侧面的一部分在末端142下游(诸如喷嘴的大约10％或20％或更多)的后方闭合。

优选地，流量是大约2至15cfm，示例性实施方式的流量是大约3至5cfm。示例性实施方式具有流量为大约14-20cfm的送风机。但是可以使用显著更高的送风流量，例如当使用更高流量的流体源(诸如，流量为1100cfm的送风机)时。

在侧面出口146的一些构型中，侧面出口146包括沿喷嘴本体144延伸的多个出口，诸如槽口或单独的孔。例如，侧面出口146可以包括沿喷嘴本体144的纵向侧朝向膨胀末端142延伸地、串联对齐的多个槽口，所述槽口可以平行于彼此、或沿围绕喷嘴本体的轴线的各种径向方向对齐。

膨胀末端142包括喷嘴末端出口148，喷嘴末端出口流体连接到在喷嘴本体144内的流体导管143，以将流体排出喷嘴末端出口148上游。优选地，喷嘴本体144具有沿材料路径"E"延伸且限定材料路径"E"的纵向轴线，且末端出口148从喷嘴本体144沿大致沿纵向轴线上游的上游方向B对准。在这个实施方式中，喷嘴本体144限定侧向邻近于喷嘴本体的材料路径"E"。

传统地，膨胀喷嘴不包括末端出口148，膨胀喷嘴的末端被用于在材料在末端上被驱动时在末端处的膨胀通道中撬开且分开卷材层。例如，当卷材在传统膨胀喷嘴上方被拉动时，传统膨胀喷嘴的末端迫使卷材层彼此分开，这会在较高材料速度下、或在削弱区域延伸跨越膨胀通道的情况下、或在削弱区域延伸跨越卷材100的膨胀通道144的情况下引起卷材层的非预期性穿通或破裂。这在系统操作期间生成许多噪音和震动，且引起在喷嘴末端上的加重磨损。在优选实施方式中，来自流体源的大部分流体从侧面出口146排出，但是一部分流体从喷嘴末端出口148排出以改进卷材100在喷嘴上的材料流动。从喷嘴末端出口148排出的所述一部分流体生成加压流，产生在喷嘴140上游的流体加压柱，流体加压柱用作引导件，所述引导件将卷材100与喷嘴140预先对齐、并且在所述层到达喷嘴末端142之前在所述层的上游分开所述层。当所述层分开地到达末端处时，所述层无需由末端142撬开或楔入分开，这减小了在传统膨胀喷嘴中引起的噪音和震动。

图4描绘了将流体151从喷嘴末端出口148排入卷材100的膨胀通道116的喷嘴140的侧视图。如图4所示，从喷嘴末端出口148排出的流体151形成扩展的流体加压柱150，扩展的流体加压柱分开第一卷材层105和第二卷材层107而且用作在膨胀喷嘴140上引导卷材100的引导件。这有助于卷材100的膨胀通道114在膨胀喷嘴140上容易地滑动，这允许卷材100更快地膨胀，因为卷材100可以以较小的阻力在膨胀喷嘴140上被更快地拉动。而且，将流体从末端出口148排出增加了喷嘴末端142的寿命。同时末端出口148与喷嘴轴线充分对齐以实现以上效果。在一些构型中，末端出口148平行于且也优选共轴于喷嘴本体轴线和路径"E"，以使得流体方向"B"也平行且共轴于喷嘴本体和路径"E"。在一些构型中，流体加压柱150与在喷嘴140前方的材料19对齐。然而，在其他实施方式中，流体151可以与喷嘴本体轴线成角度地排出，诸如相对于喷嘴本体的纵向轴线成大约5°、10°、15°、或在一些情况下大约20°度。

优选地，末端出口142的直径149和从末端出口142排出的流体量是足够的，以排出足以将第一和第二卷材层105、107推动且彼此分开的加压流，从而有助于卷材在膨胀喷嘴140上滑动。优选地，末端出口148和侧面出口146相对于彼此尺寸化为使得流体以比从侧面出口146更小的流量从末端出口148排出。在优选实施方式中，来自喷嘴出口的流量与喷嘴出口的面积成比例。优选地，喷嘴末端出口148的流量或面积是总流量或面积的至少大约10％至大约40％或45％，且侧面出口146的流量或面积是总流量或面积的大约至少90％至大约60％。更优选地，喷嘴末端出口148的流量或面积是总流量或面积的大约20％，且侧面出口146的流量或面积是总流量或面积的大约80％。喷嘴末端出口148的流量或面积在一些实施方式中小于侧面出口146的流量或面积的大约80％，且在一些实施方式中小于侧面出口的流量或面积的大约50％或30％、且优选至少大约10％或20％。在示例性实施方式中，喷嘴顶部出口148的流量或面积是侧面出口146的流量或面积的大约25％。优选地，在一个实施方式中，末端出口148在典型空气膨胀和密封机器中具有大约至少1/16英寸至大约最多1/8英寸的直径，但是可以依据期望的流体和流量使用其他直径。

虽然末端出口148具有单一末端开口，但是替换性地喷嘴末端出口148可以包括围绕膨胀末端142的多个开口。所述开口可以在圆周上或在直径上围绕膨胀末端142对齐，或在一些构型中，所述开口可以围绕膨胀末端142隔开且布置成使得膨胀末端相对于流体方向"B"成角度地排出流体。在使用多个末端开口时，多个末端开口优选都如上所述在大致上游对准，但是在一些实施方式中提供在末端处的附加开口，附加开口以其他角度对准。

图5示出膨胀末端142的一个实施方式。膨胀末端142可以具有锥形形状，所述锥形形状具有在组件上游延伸的锥形端部。图6示出膨胀末端142的另一实施方式，在所述另一实施方式中，膨胀末端142具有锥形形状，锥形形状具有钝的锥形端部。在图5和6中示出的两个示例性膨胀末端142中，除了有助于流体150从末端出口148排出之外，膨胀末端142的锥形端部还有助于膨胀通道114在膨胀喷嘴140上容易地滑动。

在优选实施方式中，膨胀喷嘴140设有相对于水平平面152的角度θ。在示出的实施方式中，膨胀喷嘴140成角度为使得其对齐密封组件的材料路径"E"，以沿向下的倾斜角度θ接近喷嘴140。优选地，角度θ可以是水平的或成角度而使得所述路径沿向上方向接近，但是角度θ优选相对于水平平面152在上游方向从水平向上至少大约5°或10°，典型地到大约30°、45°、或60°。膨胀喷嘴140及其纵向轴线典型地切向于密封鼓154对齐。成角度的膨胀喷嘴有助于当膨胀和密封装置位于视线水平下方(诸如在桌顶上)时将卷材100从卷134容易地加载到膨胀喷嘴140上。

图7示出优选的膨胀和密封组件101的侧视图。如所示，流体源可以布置在壳板184或用于喷嘴和密封组件的其他结构性支撑件的后方、且优选在膨胀喷嘴140后方。流体源连接到流体膨胀喷嘴导管143且为流体膨胀喷嘴导管供料。卷材100在膨胀喷嘴140上被供给，膨胀喷嘴将卷材引导到膨胀和密封组件101。卷材100通过驱动机构(诸如，由驱动器或密封鼓166或驱动辊160)前进或驱动在沿材料路径"E"的下游方向上穿过膨胀和密封组件。

当在图7中沿着在鼓17和带162之间延伸的横向方向面向上膜层的主要表面之一俯视时，密封组件103在喷嘴和正在膨胀的腔室之间横向定位，以横跨每个横向密封部密封。一些实施方式可以具有中央膨胀通道，在这种情况下，第二密封组件和膨胀出口可设置在喷嘴的相反侧上。可以使用其他已知的卷材的安置方式和膨胀喷嘴和密封组件的侧向定位方式。

优选地，密封组件被附连到壳板184。密封组件103包括诸如带162的牵引部件，牵引部件沿诸如辊的旋转部件缠绕。在优选构型中，单一带162围绕张紧辊156、夹紧辊158、和驱动辊160缠绕，不过在其他实施方式中，可以使用多于一根带。在膨胀之后，卷材100沿材料路径"E"朝向卷材供给区域164前进，在卷材供给区域卷材进入密封组件103。卷材供给区域164布置在夹紧辊158和鼓166之间。卷材供给区域164可以包括进入夹紧区域176。进入夹紧区域176是第一和第二卷材层105、107被挤压在一起或被夹紧以防止流体离开腔室120且有助于通过密封组件103密封的部位。优选地，夹紧区域176是在密封鼓166与带162的在夹紧辊158下游的部分之间的区域。在进入夹紧区域176处的带162充分张紧，以抵靠鼓17将卷材层105、107牢固地夹紧或挤压在一起。带162的张紧将在下文中更加详细地描述。在其他构型中，夹紧区域164可以被布置在夹紧辊158和密封鼓166之间。

带162沿由图7中的箭头"C"示出的驱动路径或方向通过辊驱动。在优选实施方式中，驱动辊160与驱动机构关联或连接，驱动机构沿方向"D"旋转驱动辊160，以沿驱动路径"C"移动带162和使卷材100前进。优选地，驱动机构被连接到位于壳141内的电机。驱动机构可以包括位于壳141后方的齿轮或类似物，以将动力从电机传递到驱动辊160。优选地，张紧辊156和夹紧辊158是自由转动的，且响应于带162由于驱动辊160旋转的移动而旋转。然而，理解到在其他构型中，张紧辊156和/或夹紧辊158可以与驱动机构关联或连接，从而独立地旋转或用作驱动辊160以沿驱动路径"C"驱动所述带162。在其他实施方式中，可以抵靠相对的层使用多根协作带，或辊可以直接引导所述层和在所述层上操作，使其经过旋转或静止的加热器、或其他密封部件。

第一和第二卷材层105、107在被供给穿过卷材供给区域164之后，它们由密封组件103密封在一起且退出密封鼓16。在优选实施方式中，密封组件103包括密封鼓166。密封鼓166包括将两个卷材层105、107熔化、融合、结合、连结、或联结在一起的加热元件(诸如，热电偶)，或其他类型的焊接或密封元件。

优选地，卷材100沿材料路径"E"连续前进穿过密封组件103且经过在密封区域174处的密封鼓166以通过将第一和第二卷材层105、107密封在一起而形成沿卷材的连续纵向密封部170，并且卷材在退出夹紧区域178处退出密封区域174。退出夹紧区域178是布置在带162和密封鼓166之间的进入夹紧区域164下游的区域，如图7所示。密封区域174是在进入夹紧区域164和退出夹紧区域178之间的区域，在所述区域中，卷材100由密封鼓166密封。纵向密封部170在图1中示出为虚线。优选地，纵向密封部170距第一纵向边缘102、106一横向距离地布置，且最优选纵向密封部170沿每个腔室120的嘴部125布置。

在优选实施方式中，密封鼓166和带162协作地在密封区域174处抵靠密封鼓166挤压或夹紧第一和第二卷材层105、107，以将两层密封在一起。密封组件103借助于带162抵靠密封鼓166的张紧而不是抵接辊，以在其间充分挤压或夹紧所述卷材层。在优选实施方式中，带162的柔软的弹性材料允许带162的张紧通过辊的位置来良好控制，这将在下文中更加详细描述。例如，张紧辊156和驱动辊160沿形成带162的张紧的对立方向协作地拉动带162。密封鼓166和带162的这种构型也需要比传统膨胀和密封组件更少的带162材料，因为这种构型借助于密封鼓166和带162以协作地将卷材100夹紧或挤压在一起、而不是借助于可以在传统膨胀和密封组件中发现的两根带。

优选地，如图7所示，密封鼓166设置在带162上方。驱动辊160优选定位在供给辊158和张紧辊156下游，密封鼓166位于其间。密封鼓166布置成使得一部分密封鼓166在竖直方向上重叠供给辊158、张紧辊156、和驱动辊160，以使得带162在密封区域174处变形以具有大致U形的构型。这种构型增加了带162在密封区域174处的张紧，且协助在密封区域174处在密封鼓177和带162之间夹紧卷材100。所描述构型的密封组件103也减小了在密封期间卷材100接触的量，这减小了膨胀卷材的弯折。如图7所示，接触区域是在进入夹紧区域164和退出夹紧区域174之间的密封区域174。

在示出的实施方式中，卷材100在进入夹紧区域176处以相对于水平的向下倾斜角度进入密封组件104。附加地，卷材100以相对于水平倾斜向上的角度退出密封组件104，以使得卷材100朝向使用者面向上地退出。通过具有在此描述的吸入和迁出倾斜，膨胀和密封组件101允许容易地加载和抽取卷材以及容易地接近卷材。因此，膨胀和密封组件103可以定位在视线水平下方(诸如在桌顶上)，而无需高支架。卷材100从密封组件103的向下倾斜吸入和向上倾斜迁出使得材料路径"E"在进入夹紧区域176和退出夹紧区域174之间以角度α弯折(进入夹紧区域176和退出夹紧区域174在下文中进一步描述)。在进入夹紧区域176和退出夹紧区域174之间的角度α优选至少大约40度到最多大约180度。更优选地，角度α至少大约70度到最多大约130度。最优选地，角度α是大约90度。

在优选实施方式中，张紧辊156在张紧和释放位置之间可移动。在张紧位置，如图7所示，张紧辊156定位成使得其沿与驱动辊160对立或远离驱动辊的方向拉动带162，以在密封区域174中生成带162的张紧。在释放位置，张紧辊156大致向下移动以释放带162的张紧且松开卷材100在密封鼓166和带162之间的夹紧。这允许使用者容易地移除卷材或清洁或修理机器内的堵塞。张紧辊156的移动由与旋钮182关联的板180控制。在优选实施方式中，当旋钮182由使用者大致向下移动时，板180引起张紧辊156从张紧位置移动到释放位置。类似地，当旋钮182由使用者大致向上移动时，板180引起张紧辊156从释放位置移动到张紧位置。在其他构型中，旋钮182可以配置成通过旋拧、转动、或拉动且挤压旋钮182而移动张紧辊156。

优选地，密封鼓166沿方向"F"旋转。密封鼓166优选与驱动机构关联或连接到驱动机构，诸如，电机或与驱动辊160关联的相同的驱动机构，所述驱动机构引起鼓旋转。在其他构型中，密封鼓166被致使响应于前进的卷材100和带162旋转。

替换性地，如图8中的膨胀和密封组件的另一实施方式所示，密封组件103可以包括冷却辊172。冷却辊172可以布置在驱动辊160正上方。优选地，两个辊160、172夹紧或挤压卷材100，以使得与驱动辊160关联的带162抵接冷却辊172的表面。这种构型提供布置在两个辊160、172和退出夹紧区域178之间的冷却部位179，以有助于在密封之后即刻冷却纵向密封部170。在示出的实施方式中，在卷材100的一侧上的表面暴露且在卷材100的相反侧上的表面接触带162。

在示出的实施方式中，膨胀和密封装置101还包括切割组件186以切割卷材。优选地，切割组件186在第一纵向边缘102和腔室的嘴部125之间切割第一和第二卷材层105、107。在一些构型中，切割组件186切割卷材100以切开卷材100的膨胀通道114且从膨胀喷嘴140移除第一和第二层105、107。

切割组件186可以包括切割装置或切割部件(诸如，具有切割刃188的刀片192)和切割件保持器，诸如，切割件保持器190、安装件、或壳部件。优选地，切割部件被安装在保持器190上。优选地，切割部件足以在卷材100沿材料路径"E"移动经过所述刃时切割卷材。在优选实施方式中，切割部件是刀片192或刀，所述刀具有尖锐切割刃188和在刀片192的远端196处的末端210。在示出的实施方式中，切割刃188优选朝向膨胀喷嘴140向上成角度，但是可以使用切割刃188的其他构型。

优选地，如图9所示，切割件保持器190通过磁性保持刀片192。在示出的实施方式中，刀片192被接收在切割件保持器190的凹进区域191内。凹进区域191优选具有壁193，以将刀片192定位且对齐在切割件保持器190内的固定位置。凹进区域191的壁193之一可以沿切割刃188例如在示出的实施方式中对角地延伸。磁体198优选地吸引刀片192或与刀片192关联的其他含铁材料，以将刀片192保持在切割件保持器190内。在示出的实施方式中，磁体198被接收在切割件保持器190的磁性接收区域200(在图11中示出)内。替换性地，刀片192可以由其他合适的紧固手段紧固或保持在壳190内。

在优选实施方式中，诸如当期望改变刀片192时，切割件保持器190沿切割件路径"H"将刀片192从操作位置206往复移动到非操作位置208，反之亦然。优选切割件保持器190由诸如经由键和键槽机构的引导件沿切割件路径"H"引导。在一个实施方式中，诸如钉204的随动件能够被接收在引导钉204的引导轨道202内。在一些实施方式中，刀片直接通过磁性保持在与喷嘴关联的操作位置而无需轨道，且在其他实施方式中，在刀片处于操作位置时切割件保持器通过磁性保持而无需借助于轨道。

在示出的实施方式中，轨道202是凹部或槽口，凹部或槽口依据装置的方位在横向于切割件路径"H"的一侧上、诸如沿水平方向打开。轨道的打开侧和钉204的笔直构型允许钉在沿轨道202的不同位置处从轨道202移除或定位在轨道202中。优选地，钉免于在侧向移入或移出轨道时被限制，使得切割件保持器190仅仅由手指压力或重力保持在轨道中、且通过磁性保持操作。其他实施方式可以具有使切割件保持器190保持接合在轨道中的元件。

优选地，切割件保持器190沿平面大致平行于鼓17的半径朝向和远离膨胀喷嘴140滑动。可以使用切割件路径"H"的其他位置和切割件保持器190的其它方位。

在示出的实施方式中，轨道202在操作位置206和非操作位置208之间延伸以引导刀片192朝向和远离膨胀喷嘴140。轨道202优选在膨胀喷嘴140竖直下方、向上游且朝向膨胀喷嘴140倾斜向上地延伸。例如在其他实施方式中，轨道可以布置在喷嘴上方且朝向喷嘴成向下角度、或朝向操作位置206向下游成角度。优选地，轨道202朝向喷嘴成充足的角度β，以将刀片192的末端对齐且插入喷嘴140中的对应槽口211中，从而获得在操作期间刀片192相对于喷嘴140在操作位置的期望定位和角度。轨道202相对于膨胀喷嘴140的角度β典型地大约在5°与大约45°或更高之间。

在示出的实施方式中，可以提供支撑膨胀组件109的支撑部件184，诸如，竖直支撑壁或其他合适的结构或壳。在这种实施方式中，轨道202可以设置为被切割或以其他方式形成在壁184中的凹部或槽口。虽然切割件保持器190在这个实施方式中具有能够被接收在轨道202中以维持刀片192相对于喷嘴140的期望角度的一对钉204，但是可以使用其他数量的钉或其他随动件，诸如，矩形突起。钉204被布置在切割件保持器190的后侧上，侧向面向(且在这个实施方式中大致水平面向)支撑部件184的壁且进入与轨道202匹配的位置。在其他实施方式中，可以诸如通过在切割件保持器190上提供槽口且使上升轨被接收在支撑部件184上的槽口中而反转轨道和随动件。

为了使往复件190沿轨道202从操作位置206移动到非操作位置208，在切割件保持器190沿切割件路径"H"在轨道202中移动时，轻微的压力诸如通过使用者手指沿横向方向施加到切割件保持器190，诸如抵靠支撑部件184的壁。

图10示出在非操作位置208的刀片192。优选地，在非操作位置206，刀片192远离膨胀喷嘴140和槽口211地隔开。在非操作位置208，切割件保持器190从轨道202容易地移除且脱离与磁体218的磁性接合。在这个实施方式中，当无压力被施加到切割件保持器时，切割件保持器190可以容易地落出或被拉出轨道202。这使得往复件190和刀片192容易且安全地替换。使用者可以容易地以具有新刀片192的新切割件保持器190替换具有刀片192的切割件保持器190，而不必碰触刀片192。附加地，切割件保持器190可以被制造为已经加载有刀片192且与膨胀和密封组件103分开地销售。

优选地，在操作位置206，刀片192邻近于膨胀组件定位，以切割在膨胀组件上经过的卷材。刀片192相对于膨胀喷嘴140维持静止，以在卷材沿材料路径"E"移动时切开卷材100的膨胀通道114。在图9中示出的实施方式中，刀片192在操作位置206被部分地接收在喷嘴本体144中。如所示，刀片192从喷嘴本体144刺穿且突伸。优选地，刀片192的末端210在操作位置206被接收在喷嘴本体144中。在优选实施方式中，刀片192在膨胀和密封组件103的操作期间位于操作位置206。在示出的实施方式中，刀片192邻近于进入夹紧区域174定位，以使得刀片192可以在刚密封卷材100之前或在密封卷材期间切割或切下卷材，但是可以使用刀片相对于材料路径"E"的其他位置。

在示出的实施方式中，切割件保持器190通过磁性保持在操作位置206而无需由使用者对其施加附加压力。在一个实施方式中，切割件保持器由卡扣或其他装置机械保持在操作位置206。优选地，磁体198受到磁力作用，诸如被磁性吸引到诸如在支撑部件的壁184上的邻近于轨道的磁体218，以将邻近于膨胀组件109的切割件保持器190保持在操作位置206。优选地，刀片192受到磁力作用，诸如被磁性吸引到磁体198，以通过磁性保持在切割件保持器190上。在一些实施方式中，磁体可以例如是永磁体或当给电时生成磁场的电磁元件。在一些实施方式中，所有磁体中的一些被机械闩锁或类似物替代，且在其他实施方式中，所述结构采用磁性斥力以将刀片和切割件保持器保持在操作位置。在一些实施方式中，磁体198或216之一由例如通过磁性吸引到磁体的含铁元件替代，且轨道自身优选是非磁性的以自然地释放切割件保持器190和刀片190。

切割件组件186还可以包括切割部件封盖，诸如，门218。门218优选邻近于切割件保持器190的近端194定位。在操作位置206，门打开以暴露刀片192的切割刃188和/或末端210，且在非操作位置208闭合以覆盖刀片192的切割刃210和/或末端210。闭合的门可以防止在处理和移除切割件保持器190期间的伤害。闭合的门218可围绕切割件保持器190本体移动。在示出的实施方式中，门218围绕门枢转件234可枢转，或以其他方式移动地安装到切割件保持器190的本体。

优选地，门在刀片192移动到操作位置206时自动打开以暴露刀片192，且在切割件保持器移出操作位置206时自动闭合，但是在一些实施方式中，门的打开和/或闭合可以手动地完成。在示出的实施方式中，门218的枢转侧沿门路径"I"从操作位置206引导或移动到非操作位置208，且反之亦然。门路径"I"优选从膨胀喷嘴140朝向操作位置206偏离，以使得当切割件保持器190的本体沿切割件路径"H"朝向膨胀喷嘴140移动时，门218被远离膨胀喷嘴140指引以暴露刀片192。优选地，门218经由键和键槽机构沿门路径"H"在引导件上被引导，在键和键槽机构中，诸如钉220的随动件能够被接收在诸如轨道222的引导件内。在示出的实施方式中，轨道222是与沿切割件路径"H"的轨道202类似的凹部或槽口。以上就切割件保持器190描述的引导件和随动件的替换性布置方式也可应用于就门可预见的改变。附加地，在一些实施方式中，门可以定位成线性移动或以其他方式露出刀片。

门218优选由诸如弹簧柱塞224机构的保持机构保持在闭合位置，保持机构足以将门保持在闭合位置、同时也允许门218在切割件保持器190沿切割路径"H"移动时通过闩锁、磁体、或其他装置打开。在示出的实施方式中，弹簧柱塞224在切割件保持器190中与弹簧接收区域228内的弹簧226协作。弹簧柱塞224还包括突伸部分230，所述突伸部分从与门218邻近的弹簧柱塞224的表面充分突伸。当门218在闭合位置时，即，刀片192的末端210被覆盖时，门218将弹簧柱塞224挤压到弹簧接收区域228中，且弹簧226推动弹簧柱塞224和突伸部分230抵靠门218。在闭合位置，突伸部分230优选被接收在接收区域232中，以使得在闭合位置，弹簧226将突伸部分230推动到接收区域232中且将门218有效地保持在闭合位置。理解到，其他合适的机构可以用于将门218有效地保持在闭合位置同时也允许门218在切割件保持器190沿切割路径"H"移动时被打开。

门218还可以包括门手柄236，以有助于在切割保持器190从膨胀和密封组件103移除时容易地打开门218，以使得例如使用者可以从切割件保持器190移除刀片192。虽然示出的实施方式示出门218，但是理解到其他实施方式可不包括门218。

切割件保持器190还可以包括用于接收使用者手指的手指开口238，以使得使用者可以在操作和非操作位置206、208之间沿轨道202容易地推动或滑动切割件保持器190。理解到，在一些实施方式中省略手指开口238。

在示出的实施方式的操作中，使用者将切割件保持器190的钉204定位在轨道202内。使用者然后沿轨道202和切割件路径"H"滑动或推动切割件保持器190、同时将轻微压力沿相对于切割件路径"H"的横向方向施加。当切割件保持器190朝向膨胀喷嘴140移动时，门218同时地沿轨道222和门路径"I"被指引，以自动暴露刀片192。一旦处于非操作位置206，切割件保持器190就通过磁性保持就位。在示出的实施方式中，切割件保持器190由在磁体元件214上的磁体部件216的磁性作用通过磁性保持就位。

在其他实施方式中，理解到可以省略切割件壳190，且可以使用其他合适的机构来邻近于膨胀喷嘴140定位刀片192。

虽然示出了切割组件186，但是在其他实施方式中，可以使用传统切割件布置方式，诸如固定切割件、旋转切割件、或本领域中已知的其他切割件。

将理解，在此描述的膨胀喷嘴140也可以使用在膨胀和密封装置中的其他类型的膜处理装置上。在美国专利No.8,061,110和No.8,128,770和公布文献No.2011/0172072中公开一个示例。

在本申请的说明书中特别指明的任何参考文献通过引用以其全文被明确结合于此。在此使用的术语"大约"应该被大致理解为指代对应数字和一定范围的数字。而且，本文中的所有数字范围应该被理解为包括在所述范围内的所有整数中的每个。

在本申请的说明书中特别指明的任何参考文献通过引用以其全文被明确结合于此。在此使用的术语"大约"应该被大致理解为指代对应数字和一定范围的数字。而且，本文中的所有数字范围应该被理解为包括在所述范围内的所有整数中的每个。

虽然在此公开本发明的示意性实施方式，但是将理解本领域技术人员可能构思多种修改和其他实施方式。例如，用于各种实施方式的特征可以在其他实施方式中使用。因此，将理解到，所附权利要求旨在覆盖在本发明的精神和范围内的所有这些修改和实施方式。

Claims (16)

1.一种柔性结构的膨胀和密封组件，包括：

驱动器，其配置成接合柔性结构，以沿材料路径在下游方向上纵向驱动所述结构；

喷嘴，其配置成被接收在延伸穿过柔性结构的膨胀通道中，喷嘴限定有延伸穿过喷嘴的喷嘴通道，且具有：

沿所述路径从本体上游对准的纵向出口；和

布置在纵向出口下游且从喷嘴相对于所述路径侧向对准的侧向出口；并且

喷嘴具有配置成连接到流体源以将流体传递穿过所述通道且使流体从所述纵向出口和所述侧向出口排出的连接部分。

2.根据权利要求1所述的膨胀和密封组件，其中，喷嘴包括沿所述路径延伸的纵向轴线，且纵向出口沿纵向轴线在大致上游从喷嘴对准。

3.根据权利要求1所述的膨胀和密封组件，其中，侧向出口沿喷嘴的侧壁布置。

4.根据权利要求1所述的膨胀和密封组件，还包括配置成将加压气体提供给喷嘴的流体源。

5.根据权利要求1所述的膨胀和密封组件，还包括布置在喷嘴最前端的喷嘴末端，且纵向出口布置在喷嘴末端处。

6.根据权利要求1所述的膨胀和密封组件，其中，纵向出口和侧向出口的面积被选定为使得来自导管的流体的最多到大约45％从纵向出口排出。

7.根据权利要求1所述的膨胀和密封组件，其中，纵向出口的面积小于侧向出口的大约80％。

8.根据权利要求1所述的膨胀和密封组件，其中，喷嘴在沿材料路径的纵向方向上定向。

9.根据权利要求3所述的膨胀组件，其中，侧向出口限定沿喷嘴的纵向长度的一部分延伸的槽口，且槽口的纵向长度是喷嘴在膨胀区域中的长度的大约30％。

10.根据权利要求1所述的膨胀组件，还包括切割件组件，切割件组件配置成切下柔性结构以允许膨胀通道从喷嘴移除。

11.根据权利要求1所述的膨胀组件，还包括密封组件，密封组件布置且配置成将柔性结构的第一层和第二层密封在一起，以将来自喷嘴的流体限制在所述第一层和第二层之间的膨胀通道中，从而提供膨胀缓冲件。

12.根据权利要求11所述的膨胀和密封组件，还包括柔性结构，其中：

柔性结构包括沿相对于膨胀通道的横向方向延伸且与膨胀通道流体连通的腔室；并且

侧向出口沿相对于膨胀通道的横向方向排出流体以膨胀所述腔室。

13.根据权利要求1所述的膨胀和密封组件，包括与流体导管连接的流体源，其中，流体是空气。

14.根据权利要求1所述的膨胀和密封组件，其中，纵向出口和侧向出口具有与彼此相比的相对面积，以使得从纵向出口排出的流体在材料路径上游产生扩展的流体加压柱，流体加压柱引导经过喷嘴的膨胀通道。

15.一种柔性结构的膨胀和密封组件，包括：

驱动机构，其配置成使柔性结构在膨胀方向上沿材料路径向下游前进；

喷嘴，其配置成被接收在延伸穿过柔性材料的膨胀通道中，包括：

末端出口，其布置在喷嘴远端处且配置成排出流体以在材料路径上游产生扩展的流体加压柱，扩展的流体加压柱引导经过喷嘴的柔性结构；和

侧向膨胀出口，其沿喷嘴纵向延伸且配置成沿相对于喷嘴的横向方向排出流体；

其中，末端出口和侧向出口相对于彼此尺寸化为使得从喷嘴排出的流体的大部分来自侧向开口。

16.一种膨胀和密封可膨胀缓冲件的方法，包括：

在膨胀方向上沿材料路径指引膨胀通道经过膨胀喷嘴，膨胀通道布置在膜的第一层和第二层之间；

在膨胀通道中且在材料路径上游沿与膨胀方向相反的方向从膨胀喷嘴的纵向出口产生流体加压柱，以分开所述膜的第一层和第二层；

从沿膨胀喷嘴的侧面延伸的侧向出口沿相对于膨胀通道的横向方向排出流体，以利用流体膨胀在膜内的腔室；并且

将第一层和第二层密封，以将流体保持在腔室中。