專利名稱：育苗容器成型機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出的育苗容器成型機(jī),屬于植物育苗容器加エ機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
エ廠化育苗可以提高生產(chǎn)效率、降低育苗成本、提高栽植苗木的成活率，更適合快速規(guī)?；炝志v化。通過人工手段成規(guī)模的繁育難生根、抗性差以及高價(jià)值的某些名貴藥用植物、稀有樹木花草的幼苗，在苗木生產(chǎn)上 具有重要的意義。目前，成規(guī)模的育苗多使用杯狀塑料容器。在有限的土地面積上為了提高產(chǎn)出數(shù)量，塑料容器的直徑要盡量縮小。由于塑料容器內(nèi)壁光滑、透氣性差，苗木根系達(dá)到塑料內(nèi)壁后不能穿透容器，很容易造成窩根、纏繞的現(xiàn)象，苗木的進(jìn)ー步發(fā)育受到不良影響。塑料育苗容器的弊端早就引起人們的關(guān)注，國內(nèi)外均有人提出使用透氣性好的材料比如織造布、非織造布(俗稱無紡布)或者其他網(wǎng)狀材料制作育苗容器，透水、透氣性好，根系可以穿透容器向外伸展，不會(huì)造成窩根、纏根的情況。更為可貴的是，當(dāng)苗木根尖穿出容器時(shí)，人為控制停止?jié)菜褂啄鄣母獗┞对诳諝庵锌梢允垢飧伤?，即空氣斷?《林木エ廠化育苗新技木》，許傳森等著，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)出版社，2006)。苗木經(jīng)過空氣斷根能夠刺激根皮部生出數(shù)量更多的根，經(jīng)過幾次空氣斷根的煉苗，根系的數(shù)量有的可以達(dá)到普通塑料杯容器的兩倍以上，這樣的苗木定植后吸取營養(yǎng)的能力、抗逆性性強(qiáng)，成活率高、苗壯，無需經(jīng)過“緩苗期”就可以生長。中國專利輕基質(zhì)網(wǎng)袋育苗容器機(jī)(專利號(hào)02208506. 8)、多排自動(dòng)化輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器機(jī)(專利號(hào)200710119381. 5)、輕基質(zhì)網(wǎng)袋容器包裝系統(tǒng)(專利號(hào)200710063206. 9)、育苗容器成型機(jī)(專利號(hào)200820023064. 3)、新型育苗容器成型機(jī)(專利號(hào)200920021702. 2)都涉及了圓筒腸狀育苗容器的加工成型方法。在這些專利涉及的容器材質(zhì)中有一個(gè)共性就是具有熱塑性，經(jīng)過加熱后能夠粘合在一起(熱熔封)。如上提及的這些專利均采用帶有電熱絲的發(fā)熱裝置(以下將其表述為“熱合塊”)通過熱傳導(dǎo)的方式使容器卷筒材料被加熱后進(jìn)行熱熔封。在卷筒的熱封合部位形成外層和內(nèi)層搭接粘合的兩層。眾所周知，這種依靠加熱塊進(jìn)行接觸熱傳導(dǎo)的熔封方式要達(dá)到高質(zhì)量的可靠粘接至少需要ニ個(gè)必要條件1、熱合塊的溫度要高于容器材料的熔化溫度；2、熱合塊需要有足夠的壓力施加在被封合部位兩層容器材料上；3、熱合塊與容器材料需要有足夠的接觸時(shí)間以保證熱輻射不僅使貼近熱合塊的容器材料(外層)熔化，而且要使內(nèi)層容器材料溫度接近或者超過其玻璃化溫度。由于容器材料無論采用無紡布、紡織布還是其他復(fù)合材料、高分子材料，都屬于有機(jī)質(zhì)為主的材質(zhì)，這些材質(zhì)均表現(xiàn)出較高的熱阻，熱合塊的溫度容易使外層材料熔化，但熱合塊的高溫要透過外層傳到內(nèi)層需要相對(duì)較長的時(shí)間。上述專利技術(shù)的熱合塊壓カ封合與基質(zhì)灌裝先后連續(xù)進(jìn)行，熱合塊通過機(jī)械裝置在行進(jìn)的容器材料上不斷“拍打施壓”，拍打的頻率要協(xié)調(diào)兼顧容器材料行進(jìn)速度和封合質(zhì)量。容器材料的行進(jìn)速度直接決定了生產(chǎn)效率。為了提高生產(chǎn)效率又要保證封合的可靠質(zhì)量，可以適當(dāng)増加熱合塊的溫度，提高拍打的壓カ和頻率，減少每拍壓一次熱合塊滯留在封合部位的時(shí)間。由于容器材料的熱阻，必須保證熱合塊滯留在熱合部位的總時(shí)間，以保證高溫由外層充分傳導(dǎo)到內(nèi)層。但是由于熱合塊的拍打運(yùn)動(dòng)以及作用力方向與容器材料的運(yùn)動(dòng)方向?qū)儆谇邢蜿P(guān)系，熱合塊的溫度不能過高，壓力也不能過大，否則壓緊在外層的熱合塊在極短的時(shí)間內(nèi)使熱合部位軟化、熔化，高速向前行進(jìn)的容器材料與熱合塊之間的相對(duì)位移將導(dǎo)致熱合部位出現(xiàn)撕拉破口的缺陷。為了避免這種相對(duì)位移導(dǎo)致的撕拉破口，容器材料行進(jìn)速度、熱合塊溫度、拍打頻率和壓力必須同時(shí)向容器材料的熱阻做出妥協(xié)，換言之，容器材料的熱傳導(dǎo)速度這個(gè)不可以改變的物性參數(shù)決定了如上幾個(gè)參數(shù)的匹配關(guān)系。正是因?yàn)檫@個(gè)原因，采用熱合塊封合的網(wǎng)袋容器成型機(jī)生產(chǎn)速度一般不能超過4m ^min1,超過這個(gè)速度會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)粘合不牢，在后繼的搬運(yùn)、切割和使用過程中封合處破裂導(dǎo)致基質(zhì)泄露。熱 合塊的電熱利用效率通常不會(huì)超過20%，造成了能源的浪費(fèi)?？繜岷蠅K封合的材質(zhì)必須使用熱熔合效果好的材質(zhì)才能達(dá)到一定的封合效果。如果容器材料所用的纖維含有的非熱塑性材質(zhì)比例超過50%時(shí)，將難以保證可靠的結(jié)合力。這個(gè)缺陷導(dǎo)致熱合塊封合的設(shè)備生產(chǎn)的產(chǎn)品自然降解性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服現(xiàn)有技術(shù)封合質(zhì)量可靠性差、生產(chǎn)速度慢、能源利用率低、容器材質(zhì)選材范圍窄的不足提出新穎的解決方案。本發(fā)明機(jī)器由輸送基質(zhì)裝置，熔接封口裝置，卷筒翻筒裝置，網(wǎng)袋容器牽拉裝置構(gòu)成。網(wǎng)袋容器的封合采用超聲波熱合。超聲波熱合機(jī)是利用高頻聲波作用在材質(zhì)上，由于需要熱合的兩層容器材質(zhì)的疏松性導(dǎo)致聲阻尼較大，在該部位產(chǎn)生介質(zhì)損耗而發(fā)熱，在壓力滾輪的作用下容器材質(zhì)瞬間封合。這種介質(zhì)損耗產(chǎn)生的熱與熱合塊靠熱傳導(dǎo)封合有本質(zhì)上的差異。熱傳導(dǎo)具有方向性，必須從高溫向低溫，通過克服材料熱阻從外向內(nèi)進(jìn)行，需要一定的時(shí)間；而介質(zhì)損耗生熱幾乎是從封合部位材質(zhì)內(nèi)外同時(shí)進(jìn)行,瞬間達(dá)到材料的熔合溫度，且內(nèi)外層溫度接近，封合的可靠性堪稱完美，粘合部位的強(qiáng)度可以達(dá)到不低于材料本體。封合速度可根據(jù)容器材質(zhì)的厚度和化學(xué)組成方便的進(jìn)行調(diào)節(jié)，比較容易實(shí)現(xiàn)2-20m/min大跨度的封合生產(chǎn)速度變化。正是因?yàn)槌暡岷系膬?yōu)點(diǎn)，使用超聲波熱合在無紡布、塑料布等熱合領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。本發(fā)明取得的有益效果是生產(chǎn)速度最高可以提高至20m iin'網(wǎng)袋容器封合質(zhì)量可靠，毛邊被翻入筒內(nèi)外表美觀，適用材質(zhì)范圍廣。具有熱塑性的樹脂材質(zhì)比如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚乳酸、聚酰胺以及它們的單體共聚物、物理混合成分，非熱塑性的材質(zhì)比如聚乙烯醇、纖維素、甲殼素、棉、麻、毛、蠶絲等含量不超過70%時(shí)與熱塑性的樹脂混紡物也可以熱合。特別指出的是，在微生物、陽光紫外線作用下容易降解的纖維具有更好的使用效果，它們形成的容器制作成營養(yǎng)缽定植到土地里面可以降解，有助于減少污染。為敘述性的方便，容器材質(zhì)在以下統(tǒng)稱做“布料”。


圖I是本發(fā)明機(jī)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是卷筒熱封合前后的橫斷面剖視圖。圖3是牽拉機(jī)構(gòu)I中，I、牽拉箱，2、牽拉箱齒輪，3、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪，4、鏈條，5、容器布料，6、布料導(dǎo)板，7、半喇叭狀導(dǎo)板，8、超聲波熱合機(jī)熱合輪，9、超聲波波導(dǎo)，10、基質(zhì)料斗，11、螺桿驅(qū)動(dòng)輪，12、基質(zhì)，13、螺桿，14、鋼管，15、腸狀育苗容器，16、布料輪盤，17、布料導(dǎo)向桿，18凹形輥輪，19、被封合的兩層布料。在此特別指出，圖I中除了布料輪盤16采用了俯視圖，其他構(gòu)件都是側(cè)視圖。圖2左側(cè)圖是導(dǎo)板7、卷成筒熱封合之前的布料5、鋼管14、已經(jīng)封合并翻筒灌裝了基質(zhì)成型的腸狀育苗容器15的剖視圖，從外到內(nèi)是7、5、14、15。圖2右側(cè)是經(jīng)過了熱封合的筒狀布料5、鋼管14、已經(jīng)封合并翻筒灌裝了基質(zhì)成型的腸狀育苗容器15剖視圖。
圖3中牽拉機(jī)構(gòu)的正視和俯視圖，上圖是正視圖，齒輪2、3都在牽拉箱的外側(cè)。3是由電機(jī)帶動(dòng)的主動(dòng)輪，從動(dòng)輪2有四只，在鏈條的帶動(dòng)下其旋轉(zhuǎn)方向如圖所示。下圖是牽拉箱的俯視圖，18是箱內(nèi)的四只凹形輥輪，與2同軸，可以采用橡膠、尼龍或者金屬等材質(zhì)，為保持較好的牽弓I力，輪上可以增加凹槽以提高摩擦力。
具體實(shí)施例方式為了能夠闡明本發(fā)明機(jī)器原理、結(jié)構(gòu)和工作特點(diǎn)，通過具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的方案。圖I所示的成卷的布料16放置在能夠轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上，布料經(jīng)過布料導(dǎo)向桿17改變方向后進(jìn)入到半喇叭口狀導(dǎo)板7里面。半喇叭口導(dǎo)板7的弧面兩側(cè)有卷向弧面內(nèi)側(cè)的折邊，該折邊能夠控制布料緊貼弧面的內(nèi)側(cè)滑動(dòng)并隨著導(dǎo)板7由敞開的半喇叭口逐漸卷成圓筒狀。鋼管14的左端伸入到半喇叭口狀導(dǎo)板右側(cè)的圓筒狀內(nèi)部直至從半喇叭口部分露出來，露出的部分可供焊接在機(jī)器架上用于固定。半喇叭狀導(dǎo)板7的右端圓筒狀部分和鋼管14這兩個(gè)圓管中間的空隙正好是布料的通道，被逐漸卷成筒狀的布料抱貼在鋼管14上。導(dǎo)板7逐漸卷成圓筒狀后弧面卷向內(nèi)側(cè)的折邊凸出于圓筒的外側(cè)，引導(dǎo)布料形成其橫斷面類似乒乓球拍外輪廓的形狀。拍柄部分的兩片布料在向前移動(dòng)的過程正好被超聲波熱合機(jī)的波導(dǎo)和熱合滾輪壓實(shí)封合。布料被封合以后仍然抱貼在鋼管14上面向右端移動(dòng)到達(dá)鋼管最右側(cè)后進(jìn)入鋼管里面，方向變?yōu)橄蜃笠苿?dòng)，布料圓筒的封合線也隨之被翻入圓筒的里面。鋼管14的右端貼緊螺桿喂料器基質(zhì)出料管的左側(cè)，二管之間的間距僅能容許布料圓筒在鋼管14最右端的邊緣滑動(dòng)，能夠保證螺桿在喂料的時(shí)候盡可能的少下向左不斷的移動(dòng)。牽拉箱提供了從布料輪軸到布料封合向右移動(dòng)再經(jīng)過翻筒、灌裝基質(zhì)調(diào)頭向左移動(dòng)的動(dòng)力。超聲波熱合機(jī)作為現(xiàn)有公知技術(shù)產(chǎn)品，可以理解成“無線縫紉機(jī)”，可以將兩層或者更多層熱塑性高分子材質(zhì)封合在一起。超聲波熱合機(jī)的原理、機(jī)械結(jié)構(gòu)信息可以在市售產(chǎn)品說明中獲得。當(dāng)然，為了滿足本發(fā)明封合的需要，需要對(duì)市售的超聲波熱合機(jī)進(jìn)行必要的改造，以合適波導(dǎo)和壓力滾輪工位封合抱在圓管14上凸出的布料邊緣形成圓筒。基質(zhì)的種類沒有特別限制。適合植物生根生長的任何材質(zhì)，只要能夠被螺桿灌入布料圓筒里面的，都可以選用，比如但不限于各類沙土、土壤、動(dòng)物糞便、經(jīng)過粉碎或者發(fā)酵處理的植物秸桿、礦質(zhì)粉體、人工合成基質(zhì)等物質(zhì)。該育苗容器成型機(jī)做成的腸狀產(chǎn)品便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，不容易在封合部位裂口漏料。育苗使用前將腸狀容器預(yù)先用水潤濕，切割成小段用于扦插、播種、栽植苗木即可。本發(fā)明提出的這種成型機(jī)可以不灌裝基質(zhì)，僅制造無內(nèi)容物的布料空管(筒)。不運(yùn)行灌裝基質(zhì)的螺桿喂料機(jī)即可輕易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)這種空管。育苗時(shí)將這種空管剪成小段現(xiàn)場灌裝基質(zhì)即可做成無底杯狀育苗容器。
權(quán)利要求
1.ー種育苗用容器成型機(jī)，包括輸送基質(zhì)裝置，熔接封口裝置，卷筒翻筒裝置，育苗容器牽拉裝置，其特征在于輸送基質(zhì)裝置，熔接封口裝置，育苗容器牽拉裝置由三個(gè)可調(diào)速電機(jī)提供動(dòng)力，熔接封ロ驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度作為容器材質(zhì)行進(jìn)的基準(zhǔn)速度，輸送基質(zhì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋桿喂料器喂料的灌裝速度采用適度的饑餓喂料，育苗容器牽拉裝置的輥輪對(duì)容器的牽拉采用打滑牽拉保證三個(gè)電機(jī)容易調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)步調(diào)一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的育苗用容器成型機(jī)，其特征在于熔接封口裝置采用超聲波熱合的方案，超聲波熱合功率和熱合速度可以根據(jù)育苗容器材質(zhì)以及基質(zhì)物料性質(zhì)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的育苗用容器成型機(jī)，其特征在于卷筒翻筒裝置是半喇叭ロ連接的一段管子，熱合成型后的育苗容器沿著管子外壁滑動(dòng)到管子一端進(jìn)入管子內(nèi)實(shí)現(xiàn)翻筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的育苗用容器成型機(jī)，輸送基質(zhì)裝置是可調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)的螺桿喂料器，該裝置可以單獨(dú)控制開關(guān)以用于生產(chǎn)有基質(zhì)的腸狀容器和無基質(zhì)的空管(筒)育苗容器。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的育苗用容器成型機(jī)，其特征在于翻筒進(jìn)入到權(quán)利要求3所述的管子內(nèi)的空育苗容器里面插入權(quán)利要求4喂料器的螺桿，在旋轉(zhuǎn)螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)下灌入基質(zhì)形成腸狀容器。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的育苗用容器成型機(jī)，其特征在于權(quán)利要求4所述的腸狀容器在牽拉裝置的輥輪牽拉作用下連續(xù)不斷地從翻筒管內(nèi)部牽拉出來，形成腸狀育苗容器。
全文摘要
本發(fā)明是一種育苗用容器成型機(jī)，屬于植物育苗容器加工機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案為機(jī)器包括1輸送基質(zhì)裝置，2熔接封口裝置，3卷筒翻筒裝置，4網(wǎng)袋容器牽拉裝置。1、2、4分別由三個(gè)調(diào)速電機(jī)提供動(dòng)力方便無極調(diào)速。2驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度作為容器材質(zhì)行進(jìn)的基準(zhǔn)速度，1電機(jī)的灌裝速度采用適度的饑餓喂料，4的牽拉輥輪采用打滑牽拉保證了三個(gè)電機(jī)容易調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)步調(diào)一致。本發(fā)明的有益效果是熔接封口采用超聲波熱合的方案比電加熱塊的熱合效果牢固穩(wěn)定，熔接封口的速度遠(yuǎn)高于加熱塊焊接。熔接封口的焊接線經(jīng)過翻筒裝置翻入容器的內(nèi)側(cè)，容器外觀美觀，封合部位不容易開裂。
文檔編號(hào)A01G9/10GK102763575SQ20121025195
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月8日
發(fā)明者于德紅, 劉占軍, 劉延敏, 吳振剛, 紀(jì)占林 申請人:河北聯(lián)合大學(xué)