CN109311255A - 热封机 - Google Patents

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Abstract

本文提供了一种保护性包装形成装置。所述装置包括具有流体导管的充胀组件,所述流体导管在聚合物幅材的重叠的层片之间引导流体。所述装置还包括驱动机构,所述驱动机构沿着下游方向驱动膜。所述装置还包括密封机构,所述密封机构包括薄膜加热器,所述薄膜加热器加热各层片以形成将膜的各层片密封在一起的纵向密封部。所述驱动机构驱动幅材,以使得所述幅材沿着下游方向滑动越过加热组件以在各层片之间截留流体。

Description

热封机
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年3月30日提交的、发明名称为“热封机(Heat Sealer)”且申请号为62/315,518的美国临时专利申请的优先权,上述申请通过全文引用而并入本文。
技术领域
本公开涉及包装材料。更具体地,本公开涉及用于制造用作包装材料的可充胀垫的装置和方法。
背景技术
各种充胀垫是众所周知的并且用于各种包装应用。例如,充胀垫经常以类似于或代替花生泡沫(foam peanuts)、压皱纸和类似产品的方式用作空隙填充包装。还例如,充胀垫经常用作保护性包装以代替模制或挤出式包装部件。通常,充胀垫由具有两个层片的膜形成,所述两个层片通过密封部连接在一起。密封部可以与充胀同时形成以便在其中捕获空气,或者在充胀之前形成以限定具有可充胀腔室的膜构造。可充胀腔室可以用空气或另外的气体充胀,并且随后密封以抑制或防止空气或气体的释放。
在对腔室进行充胀和密封的过程中,由各种加热装置密封膜。一些装置包括与驱动构件的各种构件一起移动的加热元件。例如,驱动滚筒或驱动带包括与滚筒或带一起移动的加热元件。另外,加热装置常常没有足够的调节机构以允许它们适应温度的变化。因此,随着温度升高,加热装置的几何形状改变,导致加热装置密封材料的方式发生变化。因此,希望改进这些系统。
发明内容
根据各种实施例,一种保护性包装形成装置包括具有流体导管的充胀组件,所述流体导管在聚合物幅材的重叠层片之间引导流体。所述装置还包括驱动机构,所述驱动机构沿着下游方向驱动膜。所述装置还包括密封机构,所述密封机构包括薄膜加热器,所述薄膜加热器加热所述层片以形成将膜的层片密封在一起的纵向密封部。所述驱动机构驱动所述幅材,以使得所述幅材沿着下游方向滑动越过加热组件以在各层片之间截留流体。
根据各种实施例,所述加热组件还包括位于所述幅材和所述薄膜加热器之间的低摩擦层。所述幅材直接抵接所述加热组件并且移动越过所述加热组件的所述低摩擦层。所述薄膜加热器包括第一层和第二层。所述薄膜加热器还包括夹在所述第一层和所述第二层之间的加热元件。所述第一层、所述第二层和所述加热元件彼此粘合。粘合材料是聚酰亚胺。
根据各种实施例,所述薄膜加热器在操作期间相对于所述驱动机构和所述聚合物幅材是固定的。所述驱动机构包括抵靠所述加热组件压缩所述幅材的第一压缩元件。所述第一压缩元件是可旋转的。所述驱动机构还包括第二压缩元件,所述第二压缩元件相对于所述第一压缩元件定位成使得所述幅材在所述第一压缩元件和所述第二压缩元件之间被压缩。在所述幅材抵靠所述加热组件由所述第一压缩元件和所述第二压缩元件压缩的情况下,当所述幅材移动时所述加热组件接触所述幅材。所述第二压缩元件包括第一部分和第二部分,其中所述加热组件至少部分地被接收在所述第一部分和所述第二部分之间。直接驱动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件以使所述幅材移动越过所述加热组件。
在各种实施例中,所述加热组件配置成在热膨胀期间保持所述加热元件中的张力。所述加热元件具有波形形状。在一个示例中,所述波形形状为正弦波。在一个示例中,所述波形形状是方波。
根据各种实施例,一种保护性包装形成装置包括具有流体导管的充胀组件,所述流体导管在聚合物幅材的重叠的第一层片和第二层片之间引导流体。所述装置还包括驱动机构,所述驱动机构沿着下游方向驱动膜。所述装置还包括密封机构,所述密封机构包括加热元件,当所述驱动机构驱动所述幅材时,所述加热元件加热所述层片以形成纵向密封部,所述纵向密封部将膜的第一层片和第二层片密封在一起,在其间截留流体。所述幅材沿着下游方向滑动越过所述加热组件。所述加热元件包括弹簧张紧机构,所述弹簧张紧机构吸收所述加热元件沿着加热元件长度的膨胀,使得所述弹簧张紧机构在热膨胀期间保持所述加热元件中的张力以基本上维持所述加热元件上的张力。
根据各种实施例,所述加热元件包括位于所述加热元件的一侧上的固定触头和位于所述加热元件的另一侧上的弹簧加载触头。在一个示例中,所述弹簧加载触头是位于加热元件的壳体中的片簧,所述片簧的第一端部锚定并且所述片簧的第二端部自由浮动和弯曲以产生所述加热元件中的期望张力,使得当所述加热元件受热膨胀时,所述片簧吸收松弛以保持所述加热元件张紧。在另一示例中,所述弹簧加载触头是位于加热元件的壳体中的拉伸弹簧,所述拉伸弹簧的第一端部锚定并且所述拉伸弹簧的第二端部自由浮动和弯曲以产生所述加热元件中的期望张力,使得当所述加热元件受热膨胀时,所述拉伸弹簧吸收松弛以保持所述加热元件张紧。
附图说明
图1是根据实施例的未充胀材料幅材的俯视图;
图2A-D分别是根据第一实施例的充胀和密封装置的透视图、带盖的前视图、无盖的前视图、以及侧视图;
图3A-C分别是根据第二实施例的充胀和密封装置的透视图、带盖的前视图和无盖的前视图;
图4A是根据各种实施例的充胀和密封组件的无盖的详细前视图;
图4B是根据各种实施例的充胀和密封组件的无盖的前透视图;
图5是沿着图4B所示的剖视线A-A截取的加热组件的截面图;
图6是根据一个实施例的加热组件的等距视图;
图7A是根据一个实施例的加热组件的等距视图;
图7B是根据一个实施例的图7A的加热组件的仰视图;
图7C是根据一个实施例的图7A的加热组件的分解图;
图8A是根据一个实施例的加热组件的分解图;
图8B是根据一个实施例的图8A的加热组件的下部分的前视图;
图8C是根据一个实施例的图8A的加热组件的仰视图;
图9是根据一个实施例的加热组件的示意图;
图10A是根据一个实施例的加热元件的示意性俯视图;
图10B是根据一个实施例的图10A的加热元件组件的示意性俯视图;以及
图10C是根据一个实施例的图10B的加热元件组件的示意性侧视图。
具体实施方式
本公开涉及保护性包装以及用于将未充胀材料转换成充胀垫的系统和方法,所述充胀垫可以用作包装和运输货物的缓冲或保护。
如图1所示,提供了一种用于充胀垫的多层片挠性结构100。挠性结构100包括具有第一纵向边缘102和第二纵向边缘104的第一膜层片105、以及具有第一纵向边缘106和第二纵向边缘108的第二膜层片107。第二层片107被对准成与第一层片105重叠并且可以大体上与第一层片105共延,即,至少相应的第一纵向边缘102、106彼此对准和/或第二纵向边缘104、108彼此对准。在一些实施例中,层片可以在重叠区域中与可充胀区域部分重叠。
图1示出了具有第一层片和第二层片105、107的挠性结构100的俯视图,所述第一层片和第二层片联结以限定膜100的第一纵向边缘110和第二纵向边缘112。第一层片和第二层片105、107可以由单片挠性结构100的材料、挠性结构100的扁平管(其中一个边缘具有狭缝或敞开)、或两片挠性结构100形成。例如,第一层片和第二层片105、107可以包括单片挠性结构100,其被折叠以限定联结的第二边缘104、108(例如,“c式折叠膜”)。替代地,例如,第一层片和第二层片105、107可以包括沿着对准的第一纵向边缘102、106开缝的挠性结构的管(例如,扁平管)。另外,例如,第一层片和第二层片105、107可以包括沿着对准的第二边缘104、108联结、密封或以其他方式附接在一起的两个独立的挠性结构片。
挠性结构100可以由本领域普通技术人员已知的各种幅材材料中的任何一种形成。这样的幅材材料包括但不限于乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、茂金属、聚乙烯树脂例如低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)、以及其混合物。可以使用其他的材料和构造。所公开的挠性结构100可以卷绕在中空管、实心的芯上或者折叠在扇形的折叠盒中,或者以其他期望的形式进行储存和运输。
如图1所示,挠性结构100可以包括沿着挠性结构100的纵向范围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朝向充胀通道114延伸,并且在所示的实施例中,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的第一端部122以及与膜110的第一纵向边缘110以横向尺寸d间隔开的第二端部124。腔室120被限定在由纵向密封部112和一对相邻的横向密封部118形成的边界内。
图1中实现的每个横向密封部118是大致直的并且大致垂直于第二纵向边缘112延伸。然而,应当领会,横向密封部118的其他布置也是可行的。例如,在一些实施例中,横向密封部118具有波浪形或锯齿形图案。
横向密封部118以及密封的纵向边缘110、112可以通过本领域普通技术人员已知的各种技术中的任何一种技术形成。这样的技术包括但不限于粘合、摩擦、焊接、熔合、热封、激光密封和超声焊接。
可以提供充胀区域例如闭合通道,其可以是纵向充胀通道114。如图1所示,纵向充胀通道114布置在横向密封部118的第二端部124和膜的第一纵向边缘110之间。优选地,纵向充胀通道114沿着纵向侧110纵向延伸,并且充胀开口116布置在纵向充胀通道114的至少一个端部上。纵向充胀通道114具有横向宽度D。在优选实施例中,横向宽度D是与纵向边缘101和第二端部124之间的横向尺寸d基本相同的距离。然而,应当领会,在其他配置中,可以使用其他合适的横向宽度D的尺寸。
第二纵向边缘112和横向密封部118共同限定可充胀腔室120的边界。如图1所示,每个可充胀腔室120经由朝向纵向充胀通道114敞开的口部125与纵向充胀通道114流体连通,因此允许可充胀腔室120的充胀,正如本文进一步所述。
在一个实施例中,横向密封部118还包括朝向可充胀腔室120延伸的凹口128。如图1所示,相对的凹口128沿着相邻的一对横向密封部118纵向对准以在可充胀腔室120内限定多个腔室部分130。凹口118形成可弯曲的线,其增加了可以容易地弯曲或折叠的挠性结构100的挠性。这样的挠性允许膜100包裹规则形状和不规则形状的物体。腔室部分130与相邻的腔室部分130以及充胀通道114流体连通。凹口可以是任何形状或尺寸。根据其他实施例,横向密封部118是连续的,没有来自于凹口等的中断。
一系列薄弱线126沿着膜的纵向范围布置并且横向延伸越过膜100的第一层片和第二层片。每个横向薄弱线126从第二纵向边缘112朝向第一纵向边缘110延伸。挠性结构100中的每个横向薄弱线126布置在一对相邻的腔室120之间。优选地,每个薄弱线126布置在两个相邻的横向密封部118之间以及两个相邻的腔室120之间,如图1所示。横向薄弱线126便于相邻的可充胀垫120的分离。
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,在一些实施例中,横向薄弱线126包括多排穿孔,其中一排穿孔包括沿着该排的横向范围间隔开的交替的槽岸和狭缝。槽岸和狭缝可以沿着该排的横向范围以规则或不规则的间隔呈现。替代地,例如,在一些实施例中,横向薄弱线126包括在挠性结构中形成的刻划线等。
横向薄弱线126可以由本领域普通技术人员已知的各种技术形成。这样的技术包括但不限于切割(例如,使用诸如杆、刀片、块体、辊、轮等的切割或带齿元件的技术)和/或刻划(例如,减小第一层片和第二层片中的材料的强度或厚度的技术,譬如电磁(例如,激光)刻划和机械刻划)。
优选地,可充胀腔室120的横向宽度129为3″至约40″,更优选为约6″至约30″宽,并且最优选为约12″。弱化区域126之间的纵向长度127可以为至少约2″至约30″,更优选至少约5″至约20″,并且最优选为至少约6″至约10″。另外,每个充胀腔室的充胀高度120可以为至少约1″至约3″,并且最优选为约6″。应当领会,可以使用其他合适的尺寸。
现在转向图2A-3C,提供了用于将未充胀材料的挠性结构100转换成一系列充胀枕或垫120的充胀和密封装置102。如图2A所示,未充胀的挠性结构100可以是设置在卷轴136上的材料卷134。卷轴136容纳幅材材料卷134的中心。可以使用替代结构来支撑材料卷,例如托盘、固定主轴或多个辊。
挠性结构100由驱动机构拉动。在一些实施例中,诸如引导辊的中间构件可以定位在材料卷134和驱动机构之间。例如,可选的引导辊可以从壳体141大致垂直地延伸。引导辊可以定位成远离材料卷134并且沿着加工材料所遵循的材料路径“B”引导挠性结构100。在一个示例中,引导辊可以是调节辊,其可以帮助控制材料134,例如防止其在充胀喷嘴140和材料卷134之间下垂。在各种实施例中,原料可以从原材料卷134朝下游行进且不接合引导辊,而是可以直接行进到充胀和密封组件132中。
为了防止或抑制幅材材料100在其从卷134解卷时聚团,卷轴136可以设置有制动器以防止或抑制卷134的自由解卷并且确保卷134以稳定和受控的速率解卷。然而,如本文所讨论的,作为使用制动器、引导辊或幅材进给机构的附加或替代,可以使用其他结构以便朝向作为密封机构103的一部分的夹紧区域176引导挠性结构100。正如所指明的那样,由于挠性结构100可能下垂、聚团、沿着引导辊138漂移、偏离夹紧区域176、在紧张和松弛之间交替、或在交付时遭遇其他变化,因此充胀和密封组件132可能需要合适的可调节性以补偿这些变化。例如,喷嘴140可以是至少部分挠性的,允许喷嘴140在挠性结构100朝向喷嘴140进给以及在喷嘴140上进给时适应挠性结构100接近的方向,由此使喷嘴140可操作用以在挠性结构100朝向喷嘴140进给以及在喷嘴140上进给时补偿或适应挠性结构100所遇到的进给角度的变化、方向的变化和其他变化。
充胀和密封装置102包括充胀和密封组件132。优选地,充胀和密封组件132配置用于当挠性结构从卷134解开时对挠性结构100连续充胀。优选地,卷134包括串联布置的多串腔室120。为了开始由幅材材料100制造充胀枕,将挠性结构100的充胀开口116围绕充胀组件(例如充胀喷嘴140)插入,并且沿着材料路径“E”行进。在图2A-3C所示的实施例中,优选地,挠性结构100在充胀喷嘴140上行进,其中腔室120相对于充胀喷嘴140和侧出口146横向延伸。当挠性结构100沿着材料路径“E”在纵向方向上行进时,侧出口146可以相对于喷嘴基座144在横向方向上将流体引导到腔室120中以使腔室120充胀。随后,充胀的挠性结构100由密封组件103在密封区域174中密封以形成一系列的充胀枕或垫。
侧充胀区域168被示出为沿着路径“E”邻近侧出口146的充胀和密封组件的部分,其中来自侧出口146的空气可以使腔室120充胀。在一些实施例中,充胀区域168是布置在充胀末端142和夹紧区域176之间的区域。挠性结构100在喷嘴末端142处围绕充胀喷嘴140插入,所述喷嘴末端布置在充胀喷嘴140的最前端处。充胀喷嘴140通过喷嘴出口将流体(例如加压空气)注入未充胀的挠性结构100的材料中,将材料充胀到充胀枕或垫120中。充胀喷嘴140可以包括通过其中的喷嘴充胀通道143,例如在图6A和6D中所示,所述喷嘴充胀通道流体地连接在流体入口143a处进入的流体源和一个或多个喷嘴出口(例如,侧出口146)。应当领会,在其他配置中,流体可以是其他合适的加压气体、泡沫或液体。喷嘴可以具有细长部分,所述细长部分可以包括喷嘴基座144、挠性部分142a和末端142中的一个或多个。细长部分可以将挠性结构引导到夹紧区域176。同时,喷嘴可以通过一个或多个出口对挠性结构充胀。一个或多个出口可以从充胀通道143穿出喷嘴基座144(例如出口146)、挠性部分142a或末端142中的一个或多个。充胀喷嘴140能够以角度θ远离装置的前表面延伸。在一个示例中,角度θ在1/2至2°之间。在更具体的示例中,角度θ在1至11/2°之间。优选地,角度θ为11/4°。
如图4A-B所示,侧出口146可以沿着喷嘴基座144朝向离充胀末端142的一定纵向距离纵向延伸。在各种实施例中,侧出口146源于密封组件附近,或在一些配置中与密封组件重叠,以使得侧出口146继续使可充胀腔室120充胀大约进行密封时。这样可以最大化在密封之前注入可充胀腔室120中的流体量,并且最小化死腔室(即,没有足够空气量的腔室)的量。不过,在其他的实施例中,槽出口146可以向下游延伸经过入口夹紧区域176,并且从出口146离开的流体的部分被引导到挠性结构100中。如本文所使用的,相对于挠性结构100的行进方向使用术语上游和下游。幅材的起始点在上游,并且当其进行充胀、密封、冷却以及从充胀和密封装置移除时,它向下游流动。
侧出口146的长度可以是沿着在末端142和入口夹紧区域176之间的充胀喷嘴140的一部分延伸的具有一定长度的槽。在一个示例中,槽长度可以小于从末端142到入口夹紧区域176的距离的一半。在另一示例中,槽长度可以大于从末端142到夹紧区域176的距离的一半。在另一示例中,槽长度可以是从末端142到夹紧区域176的距离的一半左右。例如,侧出口146具有的长度可以是充胀喷嘴140的长度的至少约30%,并且在一些实施例中,是充胀喷嘴140的长度的至少约50%,或充胀喷嘴140的长度169的约80%,不过也可以使用其他的相对尺寸。侧出口146通过每个腔室120的口部125相对于充胀喷嘴140在横向方向上将流体从喷嘴基座144的横向侧面排出以使腔室120和腔室部分130充胀。
通过喷嘴140的流体的流速通常为约2至15cfm,示例性实施例为约3至5cfm。该示例性实施例所用的鼓风机700的额定值约为14-20cfm。但是可以使用更高的鼓风速率,例如,当使用更高流速的流体源时,鼓风机700的流速例如为1100cfm。
喷嘴140还可以包括具有固定纵向轴线X的部分以及具有可移动纵向轴线Y的部分。喷嘴140还可以包括允许喷嘴140相对于挠性结构100的行进路径“E”可调节的挠性部分142a。当挠性结构100接近并且充胀开口116接合末端142时,挠性芯147可以偏转并适应充胀开口116的取向,使得充胀通道114更容易在喷嘴140上滑动。类似地,如果在操作期间挠性结构100偏离对准,则挠性芯147可以偏转并适应充胀通道114的取向。当材料被压在末端上时,充胀喷嘴的末端可以用于在末端处撬开和分离充胀通道中的层片。例如,当幅材在常规的充胀喷嘴上被拉动时,常规充胀喷嘴的末端迫使层片彼此分离。可以提供纵向出口以作为侧向出口例如侧出口146的附加或替代,其可以位于纵向出口的下游并且沿着充胀喷嘴140的喷嘴基座144的喷嘴壁的纵向侧。
图2A-4B示出了充胀和密封组件132的侧视图。如图所示,流体源可以布置在壳体板184或用于喷嘴和密封组件的其他结构支撑件之后,并且优选地布置在充胀喷嘴140之后。壳体板184包括密封和充胀组件开口184a,如图4A中所示。流体源连接到流体充胀喷嘴导管143并向流体充胀喷嘴导管143供给。挠性结构100在充胀喷嘴140上进给,所述充胀喷嘴将幅材引导到充胀和密封组件132。
尽管在本文中描述并且在图2A-4D中示出了各种示例,但是应当领会,这些示例不应当是限制性的,并且喷嘴140和充胀组件可以根据任何已知的实施例或开发的实施例来配置,所述实施例可以受益于本公开,原因是本领域普通技术人员可以基于本文的公开内容来应用。
挠性结构100由驱动机构160推进或驱动通过充胀和密封组件132。驱动机构160包括可操作用以激励挠性结构通过系统的一个或多个装置。例如,驱动机构包括一个或多个马达驱动辊,其可操作用以沿着材料路径“E”在下游方向上驱动挠性材料100。辊或滚筒中的一个或多个连接到驱动马达,使得一个或多个辊驱动系统。根据各种实施例,驱动机构160驱动挠性结构100而没有接触挠性结构的带。在一个示例中,整个系统是无带的。在另一示例中,系统在不与挠性结构100接触的驱动元件上具有带。在另一示例中,系统在一些驱动元件上具有带而在其他驱动元件上没有带。在另一示例中,系统可以具有在各个辊中交织的带,以允许材料由带驱动通过系统。例如,美国专利US8128770公开了一种利用带和辊来控制垫的充胀和密封的系统,并且本文提供的公开内容可以与这样的系统一起使用。
在用于驱动机构的这些系统的每一个中,密封组件132还包括加热组件400,其可操作用以将挠性结构100的不同层彼此密封。尽管本文讨论的各种示例涉及辊,但是本领域普通技术人员基于本文的公开内容将领会,可以将加热组件400的各种实施例与其他类型的驱动系统(例如带驱动系统)一起使用。
根据各种实施例,密封组件132包括驱动机构160。驱动机构160包括至少一个压缩元件162。至少一个压缩元件162可以包括弯曲表面162a,其可操作用以围绕弯曲轴线162b弯曲幅材。驱动机构160包括邻近压缩元件162定位的另一压缩元件161。压缩元件161相对于压缩元件162定位成使得两个压缩元件161、162n能够一起操作用以在夹紧区域176处接收挠性材料100。夹紧区域176由这样的区域限定,压缩元件161和压缩元件162抵靠挠性结构100定位在所述区域中以将挠性结构100夹在其间。
驱动机构160也可以包括另一压缩元件163。压缩元件163也邻近压缩元件162定位。压缩元件163和压缩元件162之间的关系使得这两个压缩元件162、163形成第二夹紧区域178,压缩元件163和压缩162元件在所述第二夹紧区域中接触挠性材料100并且向挠性材料100施加压力。
根据各种实施例,驱动系统形成布置在第一夹紧部160的下游的冷却路径。在一个示例中,冷却路径由弯曲表面162a限定。沿着压缩元件162的弯曲表面162a的周边区域形成直接接合挠性材料的接触区域。正如下面更详细讨论的那样,在一些实施例中,周边区域为圆柱形,并且因此周边区域是圆柱体的外圆周区域。在其他实施例中,周边区域是限定压缩元件162的形状的表面的外部区域。根据各种实施例,压缩元件162形成夹紧区域176和夹紧区域178之间的允许在挠性材料100上新形成纵向密封部112的路径。纵向密封部112由作为密封组件132的一部分的加热组件400形成。当纵向密封部112冷却时,夹紧区域178保持幅材足够紧密地抵靠压缩元件162的弯曲表面162a以保持腔室120内的流体。将纵向密封部112保持抵靠冷却区域限制了由充胀腔室内的空气压力在纵向密封部112处引起的拉伸和变形。在缺少了由夹紧区域176和178沿着弯曲表面162a抵靠冷却区域所引起的保持压力的情况下,由于充胀腔室内的空气压力,纵向密封部112的有效性将降低。根据各种实施例,冷却区域足够长以允许纵向密封部112的充分冷却,从而在密封部中设置成使得充胀腔室120内的空气压力不会使纵向密封部112的伸展或变形超出纵向密封部112保持其中的空气压力的能力。如果冷却区域不够长,则这样的纵向密封部不能正确设置。如果夹紧区域176和夹紧区域178之间的角度过大,则充胀的材料将自身回绕。因此压缩元件163和压缩元件161围绕弯曲表面162a相对于彼此的位置应当是产生最佳密封且不允许挠性材料自身干涉的位置,由此提供具有充分保持空气的纵向密封部112的优越性。
根据各种实施例,当围绕轴线162a测量时,夹紧区域178以与夹紧区域176成大于15°的角度定位。在这样的实施例中,压缩元件161和163的曲率小于压缩元件162的弯曲区域162a的半径。在各种实施例中,当围绕轴线162a测量时,夹紧区域178以与夹紧区域176成至少60°或大于60°的角度定位。在这样的实施例中,压缩元件161和163的曲率半径可以与压缩元件162的弯曲区域162a的半径大致相同。在该实施例的其他示例中,压缩元件161和163的曲率半径可以大于压缩元件162的弯曲区域162a的半径。根据各种实施例,当围绕轴线162a测量时,夹紧区域178定位成与夹紧区域176成30°至180°之间的角度。在这样的实施例中,弯曲表面162a在夹紧区域176和178之间为圆柱形,其半径介于两者之间。
在每个上述实施例和示例中,应当领会的是夹紧区域176和178由压缩元件161、162和163相对于彼此的位置限定。因而,压缩元件161和163之间的位置可以由其间的角度类似地限定,使得那些位置形成上述夹点的相对位置。
根据各种实施例,压缩元件161和163中的一个或两个也具有弯曲表面。根据一个示例,所有三个压缩元件161、162和163都为圆柱形。在更具体的示例中,压缩元件161、162和163中的一个或多个是辊。这些辊可以是夹紧挠性材料100的夹辊。因而,根据各种示例,压缩元件161可以是与压缩元件162形成第一夹紧区域176的辊,压缩元件162也是具有围绕轴线162b的旋转轴线的辊。类似地,在同一示例中,压缩元件163可以是与压缩元件162形成第二夹紧区域178的辊,压缩元件162也是具有围绕轴线162b的旋转轴线的辊。在该示例中,夹辊161和162可以在夹紧区域176处夹紧挠性材料100并且将材料驱动到夹辊163和162之间的夹紧区域178,同时保持挠性材料100与夹辊162的外周162a之间的直接接触。
根据各种实施例,每个压缩元件可以相对于其他压缩元件进行各种调节。因此,压缩元件161可以相对于压缩元件162或163中的至少一个可调节。压缩元件162可以相对于压缩元件161或163中的至少一个可调节。压缩元件163可以相对于压缩元件161或162中的至少一个可调节。在优选实施例中,压缩元件162是固定的,压缩元件161和163中的一个或多个相对于压缩元件162可调节。例如,压缩元件161相对于压缩元件162可调节。在另一示例中,压缩元件163相对于压缩元件162可调节。在第三示例中,压缩元件161和163两者相对于压缩元件162可调节。各个压缩元件相对于彼此的调节使得调节在处于打开状态的每个压缩元件之间形成间隙并且在闭合状态下移除间隙或形成足够小的间隙,以使得各个压缩元件将挠性材料100夹在其间。
根据各种实施例,各个压缩元件161、162和163中的一个或多个可以包括调节机构,其允许在各个压缩元件161、162和163之间进行上述调节。各个压缩元件161、162和163相对于彼此的调节能够以手动方式、机械方式或这两种方式的组合来实现。该调节可以是直线的、曲线的、或者包括允许在各个压缩元件之间进行受控移动的路径的任意组合。
在各种示例中并且如图4A-B中所示,压缩元件163定位在调节机构165上。调节机构165是可操作用以使压缩元件163朝向或远离另一压缩元件(例如压缩元件162)移动的装置。该调节形成或减小上述的间隙,使得挠性材料100可以装配到间隙中并且随后被夹在压缩元件163和162之间。在各种示例中,调节机构165包括杠杆510。杠杆510围绕轴线512可枢转。例如,杠杆510包括安装在螺柱516上的孔,其中螺柱516和杠杆孔在轴线512处同轴。压缩元件163与位于离轴线512第一距离处的第二轴线163b同轴地安装。第二轴线163b可以由螺柱514限定,在压缩元件163枢转的实施例中压缩元件163可以围绕所述螺柱枢转。根据各种实施例,轴线512定位成使得杠杆510围绕轴线512的旋转将压缩元件163在夹紧区域178处相对于压缩元件162大致径向地移动。
根据各种实施例,压缩元件163朝向压缩元件162偏压。例如,偏压机构520将调节机构165朝向压缩元件162偏压,使得压缩元件163朝向压缩元件162偏压。在一个特定示例中,偏压机构520是围绕螺柱516定位的扭转弹簧,扭转弹簧的第一端部接合从壳体(例如,壳体板184)延伸的螺柱518,并且扭转弹簧520的第二端部接合杠杆510。扭转弹簧520以这样的方式定位:使得扭转弹簧520朝向压缩元件162推压与螺柱516相对的杠杆的端部。在压缩元件163定位在与螺柱516相对的杠杆的端部上的情况下,压缩元件163在螺柱516处围绕轴线512枢转并且被压抵在压缩元件162上。由弹簧施加的力促使压缩元件163和压缩元件162在弹簧的力的作用下压缩其间的挠性材料。尽管该示例和图4A-B中示出的示例涉及扭转弹簧,但是可以领会,也可以使用其他偏压机构,包括螺旋弹簧、拉伸弹簧、挠性杆、配重、或本领域已知或开发的任何装置。
在各种示例中并且如图4A-B所示,压缩元件162也可以定位在或者替代地定位在诸如调节机构164这样的调节机构上。调节机构164是可操作用以朝向或远离另一压缩元件(例如压缩元件162)移动压缩元件162的装置。该调节形成或减小上述的间隙,使得挠性材料100可以装配到间隙中,并且随后被夹在压缩元件162和161之间。在各种示例中,调节机构164包括杠杆530。杠杆530可以由单个整体结构或多个连接结构(例如图4A-B中所示的结构)制成。杠杆530围绕轴线532可枢转。例如,杠杆530包括安装在螺柱536上的第一端部处的孔,其中螺柱536和杠杆孔在轴线532处同轴。压缩元件162与定位在离轴线532第一距离处的第二轴线162b同轴地安装。在各种实施例中,压缩元件162不直接安装到杠杆530(部段530a或530b),而是相对于杠杆530定位在间隙542处。在一个示例中,紧固件544将驱动马达332(或齿轮箱、安装托架等)安装到杠杆530,并且压缩元件162沿着驱动轴线162b安装到驱动马达332。根据各种实施例,轴线532定位成使得杠杆530围绕轴线532的旋转使压缩元件162在夹紧区域178处大致切向于压缩元件163移动并且在夹紧区域176处大致径向于压缩元件161移动。
根据各种实施例,压缩元件162朝向压缩元件161偏压。例如,偏压机构540将调节机构164朝向压缩元件161偏压,使得压缩元件162朝向压缩元件偏压。在一个特定示例中,偏压机构540包括位于螺柱539和螺柱538之间的一个或多个拉伸弹簧。螺柱538安装成从壳体(例如,壳体板184)延伸并且螺柱539安装成从杠杆530延伸。以该方式,拉伸弹簧将螺柱538朝向螺柱539偏压。拉伸弹簧540以这样的方式定位:使得拉伸弹簧540朝向压缩元件161推压与螺柱536相对的杠杆的端部。在压缩元件162定位在与螺柱536相对的杠杆530的端部上的情况下,压缩元件162在螺柱536处围绕轴线532枢转并且压抵在压缩元件161和/或加热组件400上。由偏压构件540施加的力促使压缩元件162和压缩元件161在偏压构件540的力的作用下压缩其间的挠性材料100。尽管该示例和图4A-B中示出的示例涉及拉伸弹簧,但是可以领会,也可以使用其他偏压机构,包括螺旋弹簧、拉伸弹簧、挠性杆、配重、或本领域已知或开发的适合于偏压机械系统的任何装置。
根据一个实施例,杠杆530可以包括托架530a和托架530b。这两个托架彼此连接,使得托架530a围绕轴线532在板184之后枢转,而托架530b以至少一个表面延伸通过板184或与板184大致齐平的方式枢转。例如,板184可以具有延伸通过其中的开口531。托架530b可以部分地延伸通过该开口531或者贯穿地延伸通过该开口531。在优选实施例中,托架530b的前表面与板185的前表面大致齐平,使得从托架530的前表面延伸的特征部从大体上处于与从板185的前表面延伸的特征部相同的平面中的表面延伸。也可以领会,杠杆530可以制成为具有不同前表面的单个一体形成的杠杆以便以本文所述的方式操作。在其他实施例中,杠杆530能够以完全处于板185之后、之前的方式或者以不存在板185的方式进行操作。
根据各种实施例,调节机构164和调节机构165可以彼此接合,使得当一个调节机构移动以形成间隙或减小压缩元件之间的间隙时,则另一调节机构类似地移动以形成间隙或减小压缩元件之间的间隙。例如,如图4C所示,杠杆510包括形成在与枢转轴线512相对的杠杆的端部中的凹形开口522。凹口522的一侧包括斜面524。凹口尺寸确定成足以允许螺柱548进入凹口522的凹形部分并接合斜面524。在一个示例中,轴线163b定位在凹口522和枢转轴线512之间。根据各种实施例,螺柱548在与枢转轴线532相对的杠杆的端部上从杠杆530延伸。如图4C所示,当杠杆530顺时针旋转时,螺柱548接合斜面524以在杠杆510中产生力,所述力也促使杠杆顺时针旋转。当促使杠杆530顺时针旋转的力被释放时,杠杆530和510两者由它们的偏压构件偏压回到它们的初始偏压位置。以该方式,当使用者旋转杠杆530时,它们的相应压缩元件之间的夹紧区域176和178被释放,以在这些夹紧区域处形成间隙。间隙允许挠性材料100插入驱动机构160或从驱动机构160移除。应当领会,调节机构165和164之间的接合可以反转,使得机构165的调节机构自动地导致机构164的调节,这刚好与上述的内容相反。
根据各种实施例,一个或多个压缩元件可以是如上所述的夹辊。每个夹辊可以由马达直接驱动。在一个示例中,夹辊162由马达332直接驱动。在一个示例中,夹辊161由马达330直接驱动。在一个示例中,夹辊161和162这两者分别由马达330和332直接驱动。在各种实施例中,夹辊可以单独被驱动、与夹辊16组合地被驱动、与夹辊162组合地被驱动、或与夹辊161和162这两者组合地被驱动。在其他实施例中,一个马达可以经由诸如正时带这样的传动装置驱动一个或多个夹辊。
根据各种实施例,充胀和密封装置102可以包括在充胀和密封组件132上的一个或多个盖(例如181和182)。盖(例如181和182)能够可操作用以在幅材离开第二夹紧区域178之后重新引导幅材。例如,盖包括偏转表面183,当挠性材料离开夹紧区域178时所述偏转表面接触挠性材料100并且将挠性材料100与压缩元件162和163分离以沿着任何期望的方向重新引导挠性材料100。盖可以是比辊更硬的材料并且足够平滑和连续以具有相对小的与挠性材料100的接合或粘合倾向。
根据优选实施例,加热组件400是固定的。在图2C、3C、4A、4B和图5、6、7A-C、8A-C、9、10A-C中示出了当挠性材料100和驱动机构相对于加热组件和加热元件移动时固定定位的各种加热组件和加热元件的示例。通过将加热组件400定位成使得当挠性材料100移过越过加热组件400时加热组件400保持固定,整个密封部由加热组件的相同部段形成,以允许加热组件的温度、定位和总体条件具有更好的一致性,这相应地提供了一致的密封部。加热组件400的固定定位也允许简化某些加热元件和/或加热元件张紧机构的构造,这进一步改善了密封部的一致应用。
在一个示例中,加热组件400附接到壳体板184。加热组件400邻近一个或多个驱动构件(例如压缩元件162或163)定位。在更具体的示例中,当从侧面观察时,如图2D和5中所示,加热组件位于压缩元件161的独立部分(例如部分161a和161b)之间。例如,加热器安装在带槽辊161上的凹槽中。可以在加热器组件400以及辊部分161a和161b之间提供间隙。例如,间隙可以是加热元件的两侧上的约1/16″的间隙。优选地,保持间隙以限制辊的独立部分在加热器组件400上拖曳的可能性。将辊安装在辊部分161a和161b之间的凹槽中以允许辊将材料均匀地拉过加热器400,原因是在加热器400的两侧上的夹紧区域处都存在压力。这些辊部分161a和161b经由马达或类似的动力源被驱动。在各种示例中,密封线412定向成距离辊部分161a和161b的外表面小于约1/2英寸。在优选实施例中,密封线412定向成距离辊部分161a和161b的外表面小于约0.44英寸。由于充胀枕的一部分在其通过辊时展平,因此当该区域在辊之后膨胀时,枕中的填充量减少。最小化加热元件412以及辊部分161a和161b的外表面之间的距离增加了最大枕体积。
在各种实施例中,加热组件400横向地定位在喷嘴140和腔室120之间,所述腔室被充胀以在每个横向密封部上进行密封。一些实施例可以具有中心充胀通道,在该情况下,第二密封组件和充胀出口可以设置在喷嘴的相对侧上。也可以使用其他已知的幅材安置以及充胀喷嘴和密封组件的横向定位。
在充胀之后,挠性结构100沿着材料路径“E”朝向夹紧区域176行进,在所述夹紧区域176处其进入密封组件103。在一个示例中,夹紧区域176布置在相邻的压缩元件161和162之间。夹紧区域176是第一层片和第二层片105、107被压在一起或夹紧以防止流体从腔室120逸出并且便于通过加热组件400进行密封的区域。如图5所示,夹紧区域176可以包括在压缩元件162和加热组件400之间的夹紧区域。在压缩元件162和加热组件400之间的该夹紧区域中产生的压力有助于形成密封。如上所述,加热组件400可以是固定的。因此,在这样的实施例中,压缩元件162和加热组件400之间的夹紧区域176包括移动元件例如移动元件162和基本固定的元件例如加热组件400。根据各种实施例,驱动机构160的辊161和162可以彼此抵靠地被压缩以供驱动挠性材料100通过系统,并且辊161和162可以打开以供挠性材料100穿过驱动机构160。类似地,驱动机构160的打开状态也允许挠性材料100在加热密封组件400和相对的辊162之间穿过,如图5所示。
加热组件400包括邻近夹紧位置布置以加热夹紧区域176的加热元件组件410。尽管在本文公开的各种实施例中与夹紧区域176相邻的压缩元件可以滚动,但加热元件组件410是固定的加热元件。如上所述,夹紧区域176是压缩元件161和162彼此接触或者与挠性材料100接触的区域,并且类似地,压缩元件162和加热元件组件410彼此接触或者与挠性材料100接触。在其他实施例中,加热元件组件410不直接接触压缩元件162。而是,压缩元件161和162具有足够的张力以将层片105、107紧紧地夹紧或挤压在一起,并且也偏压层片105、107抵靠加热组件400而不必在加热组件400的相对侧上具有相反的压力。
加热元件组件410包括一个或多个加热元件412。加热元件可以是适于将相邻的层片密封在一起的任何材料或设计。在各种实施例中,加热元件412可以是电阻丝或箔。丝或箔可以由镍铬合金、铁-铬-铝合金、白铜或其他金属形成,其适于在用于将挠性材料的层片密封在一起的条件下形成和操作加热元件,以允许加热元件412将两个层片105、107熔化、熔融、联结、结合或联合在一起。在其他实施例中,加热元件412可以是薄膜加热器元件。膜加热元件412可以由钛酸钡和钛酸铅复合材料或其他材料形成,其适于在允许加热元件412获得足够的热以将层片密封在一起的条件下形成和操作加热元件。
根据各种实施例,低摩擦层414位于固定的加热元件412与移动的辊162或挠性材料100之间。低摩擦层414适于减少辊162和加热元件412之间的磨损。在具有线材加热元件412的实施例中,低摩擦层414减少线材的磨损,并且也可以限制线材在密封期间切入挠性材料100的趋势。在具有薄膜加热元件412的实施例中,低摩擦层414减少支撑加热元件412的衬底和加热元件412自身的磨损。由于薄膜加热元件412趋向于在结构上比线材加热元件更薄,因此低摩擦层414也限制了由于磨损导致的薄膜加热元件412的劣化。低摩擦层414也允许挠性材料100在加热元件412上更平滑地过渡,从而改善密封。在一个示例中,低摩擦层是附接在加热元件412的暴露部分上的聚四氟乙烯(PTFE)薄条。另外通过使用PTFE作为磨损元件,可以在不用更换较为昂贵的加热器元件的情况下更换该层。PTFE可以作为带附着到加热元件和周围部件。PTFE的非粘性层也可以相对于加热元件机械地定位。机械固定允许更换部件而无需担心粘合剂。例如,用于将PTFE保持在适当位置的螺钉附件或夹子或其他机械硬件或者壳体可以模制以适应该层。在其他示例中,应用了能够适应在加热元件412处产生的热的其他低摩擦材料例如硅树脂。
根据如图7A-7C或图9所示的一个实施例,加热元件412是镍铬合金线。加热元件组件410包括在背衬块418上延伸的镍铬合金线412。镍铬合金线412的每一侧附接到触头415和416。电引线432和430连接到触头415和416,使得电流可以提供给加热元件412以使其加热。通过控制线的宽度来影响热输出。例如,与相同的电输入相比,缩窄线宽度会增加热输出。然而,这具有缩窄在挠性材料上形成的密封部的缺点。在一些示例中,通过为加热元件提供多个迹线来控制密封宽度。
根据如图8A-8C所示的一个实施例,加热元件412是薄膜加热器。在这样的实施例中,加热元件组件410包括加热元件412(如图8C和10A所示),其具有连接两个触头412b的薄膜热迹线412a。如图10B所示,加热元件412通过衬底417悬置。两个触头412b可以连接到触头422a和420a,触头422a和420a将加热元件410连接到引线422和420。衬底417适合于保持脆弱的薄膜热迹线412a。例如,加热元件组件410包括背衬热迹线412a的聚酰亚胺衬底417。如图10C所示,加热元件412夹在衬底417的两个层之间。加热元件410可以通过气相沉积在聚酰亚胺层上形成。在一个示例中,聚酰亚胺层的厚度在约1密耳至3密耳之间。在优选示例中,聚酰亚胺层的厚度均为约2密耳。聚酰亚胺层将热迹线412夹在中间,在一个示例中,所述热迹线的厚度在约1至3密耳之间。在优选示例中,热迹线412的厚度约为2密耳。聚酰亚胺层封装热迹线并提供隔离性质。将聚酰亚胺粘合在一起的过程操纵了加热元件412能够产生的温度,从而消除了对粘合剂的需要。通常,粘合剂具有较低的功能温度,并且因此通常避免与加热元件一起使用。另外,通过将聚酰亚胺直接粘合到其自身而从组装中消除了一个可变因素。
在其他实施例中,加热元件410的电路可以由热迹线412上的氟化乙烯丙烯(FEP)层形成。在该结构中,高热和高压消除了对使用粘合剂的需要。此外,FEP的外层可以被纹理化以减少与其他部件的摩擦和粘合。在其他实施例中,薄膜电路410可以随后包裹在另一种材料(例如硅树脂)中以提供额外保护、提供绝缘、充当粘合剂并提供另外的制造选择例如电路的包覆模制。
加热元件410在背衬块418上保持张紧。加热元件412上的两个触头412b中的每一个连接到加热组件触头415和416,加热组件触头415和416相应地连接到电引线430和432。在本文讨论的任何加热组件的实施例中,加热元件410、触头415/416和背衬块可以定位在壳体420的内部。在一个示例中,壳体420包括在其间夹持部件的两个半部420a和420b。两个半壳体可以通过螺钉450连接,所述螺钉穿过一个壳体并接合另一壳体中的孔。低摩擦层414也可以被捕获在壳体内,或者在其他实施例中可以施加至壳体的外部。在其他示例中,壳体可以包覆模制在部件上,或者具有适合于将各种部件相对于彼此固定就位的其他构造。在一个示例中,壳体具有细长的“U”形形状,其尺寸适合于装配在将两个辊部分161a和161b分离的凹槽内,使得辊161可以在“U”形壳体的中间旋转,同时壳体保持固定(参见图6)。壳体也可以包括支架440和442,其适于使壳体420与辊161中的凹槽对准。在一个示例中,支架附接到板184并且将壳体420与板隔开适当的距离以将壳体与辊161中的凹槽对准。支架440和442也可以分别容纳电引线430和432。尽管本文通过示例讨论了加热组件400与带槽辊对准,但是应当领会也涵盖了其他的实施例,例如与辊或滚筒的端部对准,或与带驱动机构对准,或允许挠性材料传送通过固定的加热组件的任何结构关系。在另一实施例中,挠性材料可以是固定的,并且加热组件被驱动越过固定的挠性材料。
根据各种实施例,热密封器组件400包括用于加热元件410的张紧机构。张紧机构是配置成在背衬块418上保持加热元件410中的张力的系统。当加热元件加热和冷却时,加热元件的长度和/或结构改变。这些变化可以改变加热元件410与周围部件或挠性材料100之间的关系。在线材应用中,线材加热元件的长度变化可以足够大,导致形成不良的密封并且可能导致线材加热元件切割挠性材料100。当加热元件温度增加时,加热元件的增加长度被张紧机构“吸收”,允许加热元件保持与背衬块齐平并保持在适当位置。当加热元件没有与背衬块齐平时,在进行密封的情况下可能会切到膜。恒定压力将提供一致的密封。在各种实施例中,如图7C和9中所示,触头415和416中的一个或多个可以是弹性的,因此提供力以拉伸加热元件越过背衬块418。在一个示例中,如图7C中所示,触头415是片簧,使加热元件412张紧。片簧415通过壳体420上的点415a悬置,允许片簧的臂朝向加热元件410弯曲,从而能够在相反的方向上产生弹簧力。弹簧张紧机构在热膨胀期间保持加热元件张紧。弹簧张紧机构也可以用作本文所述的第二张紧机构。
在另一示例中,如图8C和10A中所示,张紧机构可以内置在加热元件组件410中。例如,如图10A中所示,薄膜加热器410在触头412b之间形成波形形状412a。薄膜加热器410的波形形状适应膨胀和收缩。已经使用了各种宽度的图案来形成交替的宽度密封图案。可以修改热迹线或物理图案的厚度以提供各种瓦特密度。在一个示例中,波形形状是正弦图案。正弦图案允许在为密封提供的短空间中改善加热(瓦特密度)。正弦图案也使由于加热引起的膨胀最小化。在另一示例中,波形形状412a是方波。方波图案在热膨胀期间吸收加热元件的膨胀和收缩。该吸收减少或消除对元件上的额外弹簧张力的需要,原因是波本身的形状可以适应膨胀而不会过度减小加热元件上的张力。通过改变迹线组成,薄膜元件可以具有不同的宽度和长度。使用波形形状,就可以通过改变波形形状的振幅高度来修改密封部的宽度。因此,可以容易地控制瓦特密度,同时也可以在不增加迹线数量的情况下控制密封部的宽度。由薄膜加热元件形成的密封部可以如期望那样宽,这样可以提供更好的防护以避免充胀垫中的泄漏。薄膜元件也更为平滑,从而减少或消除了用加热元件切割挠性材料100的可能性。膜元件的平滑表面也允许将各种带或覆盖物施加到加热器的表面;这些覆盖物可以改善热传递、减小摩擦或提供改进的密封性质。在一些实施例中,薄膜加热器也可以与次级张紧机构(即弹簧张紧机构)一起使用,例如本文所讨论的那些内容等。
尽管本文讨论的各种实施例和示例涉及固定的加热组件400,但是应当领会,本文讨论的各种实施例和示例的各种特征或要素也适用于一些移动的加热组件。在一个示例中,加热组件可以是能够与辊一起移动的辊的一部分。因此,一些加热元件组件结构可以与辊一起移动。在另一示例中,一些加热元件张紧机构可以应用于移动的加热组件。在其他实施例中,加热元件组件410可以与驱动元件一起移动、相对于移动的驱动元件固定、相对于压缩元件的移动而移动、相对于挠性结构100移动、或相对于壳体141固定。基于本文的公开内容,本领域普通技术人员可以使这些特征和要素适用于各种其他系统,其中仅一部分的系统在本文中详细公开。
在密封之后,通过使密封的第一层片和第二层片105、107围绕冷却元件滚动来冷却第一层片和第二层片105、107,以允许密封部硬化。冷却元件可以用作散热器或者可以提供足够的冷却时间以使热散发到空气中。根据各种实施例,冷却元件是压缩元件161、162中的一个或多个。
优选地,挠性结构100沿着材料路径“E”连续地行进通过密封组件103并且在区域176处经过加热组件400,以通过将第一层片和第二层片105、107密封在一起而沿着挠性结构100形成连续的纵向密封部170。挠性结构100离开夹紧区域176,保持与元件162接触。挠性结构100沿着压缩元件162的表面延续到第二夹紧区域178,所述第二夹紧区域是布置在第一夹紧区域176下游的区域,如图2A-D和3A-C中所示。密封区域174是邻近第一夹紧区域176的区域,其中挠性结构100由加热组件400进行密封。纵向密封部170在图1中示出为虚线。优选地,纵向密封部170布置在离第一纵向边缘102、106一定的横向距离处,并且最优选地,纵向密封部170沿着每个腔室120的口部125布置。
在优选实施例中,加热组件400和压缩元件161、162中的一个或多个协作地在第一夹紧区域176处将第一层片和第二层片105、107挤压或夹紧在加热组件400上以将两个层片密封在一起。密封组件103可以依靠来自压缩元件162的压力抵靠加热组件400,以在其间充分地挤压或夹紧层片105、107。压缩元件161、162的能够挠曲的弹性材料允许通过压缩元件161、162的位置很好地控制压力。在各种实施例中,压缩元件的外表面可以是弹性体材料。例如,压缩元件的外表面可以是具有约1/4″厚度的高温肖氏A 45硬度的硅橡胶。也可以使用其他的材料或厚度。例如,压缩元件中的一个或多个可以具有低摩擦外表面,例如聚四氟乙烯或类似聚合物或低摩擦材料。
根据各种实施例,充胀和密封组件132还可以包括切割组件300以切割挠性结构100。优选地,切割构件足以在挠性结构沿着材料路径“E”移动经过边缘时切割挠性结构100。更特别地,切割组件300可以在第一纵向边缘101和腔室的口部125之间切割第一层片和第二层片105、107。在一些配置中,切割组件300可以切割挠性结构100以打开挠性结构100的充胀通道114并且从充胀喷嘴140移除第一层片和第二层片105、107。在各种实施例中,挠性结构的充胀通道114可以相对于结构居中或处于其他位置。在这样的实施例中,切割组件300仍然可以适用于从充胀和密封组件特别是从喷嘴140移除充胀通道114。
在本申请的说明书中具体指出的任何和所有的参考文献都通过全文引用而明确地并入本文。本文使用的术语“约”通常应理解为指代对应的数值和一定的数值范围。而且,本文中的所有的数值范围都应理解为包括该范围内的每个整数。
已经描述了本文的若干实施例,本领域技术人员应当意识到,可以使用各种变型、替代构造和等同方案。各种示例和实施例可以单独使用,或者它们可以组合地进行混合和匹配以形成任意的备选迭代方案。另外,并未描述许多众所周知的过程和要素,以避免不必要地模糊本公开的焦点。因此,以上的说明不应视为限制了本发明的范围。本领域技术人员应当领会,当前公开的实施例通过举例而非限制性的方式给出教导。所以,包含在上面的说明中或者在附图中示出的内容应当被解释为例举性的而不是限制性的。所附的权利要求旨在涵盖本文描述的所有一般性特征和具体特征、以及本申请的方法和系统的范围的所有陈述,它们在语言方面可以说都落入所附的权利要求内。

Claims (20)

1.一种保护性包装形成装置,其包括:
具有流体导管的充胀组件,所述流体导管在聚合物幅材的重叠的第一层片和第二层片之间引导流体;
沿着下游方向驱动膜的驱动机构;以及
包括薄膜加热器的密封机构,所述薄膜加热器加热各层片以形成将膜的第一层片和第二层片密封在一起的纵向密封部,从而当所述驱动机构驱动幅材以使得幅材沿着下游方向滑动越过加热组件时在各层片间截留流体。
2.根据权利要求1所述的保护性包装形成装置,其中所述加热组件还包括位于所述幅材和所述薄膜加热器之间的低摩擦层。
3.根据权利要求2所述的保护性包装形成装置,其中所述幅材直接抵接所述加热组件并且移动越过所述加热组件的低摩擦层。
4.根据权利要求1所述的保护性包装形成装置,其中所述薄膜加热器包括:
第一层和第二层;以及
夹在所述第一层和所述第二层之间的加热元件,其中所述第一层、所述第二层和所述加热元件彼此粘合。
5.根据权利要求4所述的保护性包装形成装置,其中粘合材料是聚酰亚胺。
6.根据权利要求1所述的保护性包装形成装置,其中所述薄膜加热器在操作期间相对于所述驱动机构和聚合物幅材是固定的。
7.根据权利要求1所述的保护性包装形成装置,其中所述驱动机构包括抵靠所述加热组件压缩所述幅材的第一压缩元件。
8.根据权利要求7所述的保护性包装形成装置,其中所述第一压缩元件是可旋转的。
9.根据权利要求8所述的保护性包装形成装置,其中所述驱动机构还包括第二压缩元件,所述第二压缩元件相对于所述第一压缩元件定位成使得所述幅材在所述第一压缩元件和所述第二压缩元件之间被压缩。
10.根据权利要求9所述的保护性包装形成装置,其中当所述幅材移动时所述加热组件接触所述幅材,并且所述幅材抵靠所述加热组件由所述第一压缩元件和所述第二压缩元件压缩。
11.根据权利要求9所述的保护性包装形成装置,其中所述第二压缩元件包括第一部分和第二部分,其中所述加热组件至少部分地被接收在所述第一部分和所述第二部分之间。
12.根据权利要求9所述的保护性包装形成装置,其中直接驱动所述第一压缩元件和所述第二压缩元件以使所述幅材移动越过所述加热组件。
13.根据权利要求12所述的保护性包装形成装置,其中所述加热组件配置成在热膨胀期间保持所述加热元件中的张力。
14.根据权利要求12所述的保护性包装形成装置,其中所述加热元件具有波形形状。
15.根据权利要求13所述的保护性包装形成装置,其中所述波形形状是正弦波。
16.根据权利要求13所述的保护性包装形成装置,其中所述波形形状是方波。
17.一种保护性包装形成装置,其包括:
具有流体导管的充胀组件,所述流体导管在聚合物幅材的重叠的第一层片和第二层片之间引导流体;
沿着下游方向驱动膜的驱动机构;以及
包括加热元件的密封机构,所述加热元件加热各层片以形成将膜的第一层片和第二层片密封在一起的纵向密封部,从而当所述驱动机构驱动幅材以使得所述幅材沿着下游方向滑动越过加热组件时在各层片间截留流体,其中所述加热元件包括弹簧张紧机构,所述弹簧张紧机构在热膨胀期间保持所述加热元件中的张力。
18.根据权利要求17所述的保护性包装形成装置,其中所述加热元件包括位于所述加热元件的一侧上的固定触头和位于所述加热元件的另一侧上的弹簧加载触头。
19.根据权利要求18所述的保护性包装形成装置,其中所述弹簧加载触头是位于加热元件的壳体中的片簧,所述片簧的第一端部锚定并且所述片簧的第二端部自由浮动和弯曲以产生所述加热元件中的期望张力,使得当所述加热元件受热膨胀时,所述片簧吸收松弛以保持所述加热元件张紧。
20.根据权利要求18所述的保护性包装形成装置,其中所述弹簧加载触头是位于加热元件的壳体中的拉伸弹簧,所述拉伸弹簧的第一端部锚定并且所述拉伸弹簧的第二端部自由浮动和弯曲以产生所述加热元件中的期望张力,使得当所述加热元件受热膨胀时,所述拉伸弹簧吸收松弛以保持所述加热元件张紧。
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