专利名称：育苗容器成型机的制作方法
技术领域：
本发明提出的育苗容器成型机,属于植物育苗容器加エ机械技术领域。
背景技术：
エ厂化育苗可以提高生产效率、降低育苗成本、提高栽植苗木的成活率，更适合快速规模化造林緑化。通过人工手段成规模的繁育难生根、抗性差以及高价值的某些名贵药用植物、稀有树木花草的幼苗，在苗木生产上 具有重要的意义。目前，成规模的育苗多使用杯状塑料容器。在有限的土地面积上为了提高产出数量，塑料容器的直径要尽量缩小。由于塑料容器内壁光滑、透气性差，苗木根系达到塑料内壁后不能穿透容器，很容易造成窝根、缠绕的现象，苗木的进ー步发育受到不良影响。塑料育苗容器的弊端早就引起人们的关注，国内外均有人提出使用透气性好的材料比如织造布、非织造布(俗称无纺布)或者其他网状材料制作育苗容器，透水、透气性好，根系可以穿透容器向外伸展，不会造成窝根、缠根的情況。更为可贵的是，当苗木根尖穿出容器时，人为控制停止浇水使幼嫩的根尖暴露在空气中可以使根尖干死，即空气断根(《林木エ厂化育苗新技木》，许传森等著，中国农业科学技术出版社，2006)。苗木经过空气断根能够刺激根皮部生出数量更多的根，经过几次空气断根的炼苗，根系的数量有的可以达到普通塑料杯容器的两倍以上，这样的苗木定植后吸取营养的能力、抗逆性性强，成活率高、苗壮，无需经过“缓苗期”就可以生长。中国专利轻基质网袋育苗容器机(专利号02208506. 8)、多排自动化轻基质网袋容器机(专利号200710119381. 5)、轻基质网袋容器包装系统(专利号200710063206. 9)、育苗容器成型机(专利号200820023064. 3)、新型育苗容器成型机(专利号200920021702. 2)都涉及了圆筒肠状育苗容器的加工成型方法。在这些专利涉及的容器材质中有一个共性就是具有热塑性，经过加热后能够粘合在一起(热熔封)。如上提及的这些专利均采用带有电热丝的发热装置(以下将其表述为“热合块”)通过热传导的方式使容器卷筒材料被加热后进行热熔封。在卷筒的热封合部位形成外层和内层搭接粘合的两层。众所周知，这种依靠加热块进行接触热传导的熔封方式要达到高质量的可靠粘接至少需要ニ个必要条件1、热合块的温度要高于容器材料的熔化温度；2、热合块需要有足够的压力施加在被封合部位两层容器材料上；3、热合块与容器材料需要有足够的接触时间以保证热辐射不仅使贴近热合块的容器材料(外层)熔化，而且要使内层容器材料温度接近或者超过其玻璃化温度。由于容器材料无论采用无纺布、纺织布还是其他复合材料、高分子材料，都属于有机质为主的材质，这些材质均表现出较高的热阻，热合块的温度容易使外层材料熔化，但热合块的高温要透过外层传到内层需要相对较长的时间。上述专利技术的热合块压カ封合与基质灌装先后连续进行，热合块通过机械装置在行进的容器材料上不断“拍打施压”，拍打的频率要协调兼顾容器材料行进速度和封合质量。容器材料的行进速度直接决定了生产效率。为了提高生产效率又要保证封合的可靠质量，可以适当増加热合块的温度，提高拍打的压カ和频率，減少每拍压一次热合块滞留在封合部位的时间。由于容器材料的热阻，必须保证热合块滞留在热合部位的总时间，以保证高温由外层充分传导到内层。但是由于热合块的拍打运动以及作用力方向与容器材料的运动方向属于切向关系，热合块的温度不能过高，压力也不能过大，否则压紧在外层的热合块在极短的时间内使热合部位软化、熔化，高速向前行进的容器材料与热合块之间的相对位移将导致热合部位出现撕拉破口的缺陷。为了避免这种相对位移导致的撕拉破口，容器材料行进速度、热合块温度、拍打频率和压力必须同时向容器材料的热阻做出妥协，换言之，容器材料的热传导速度这个不可以改变的物性参数决定了如上几个参数的匹配关系。正是因为这个原因，采用热合块封合的网袋容器成型机生产速度一般不能超过4m ^min1,超过这个速度会经常出现粘合不牢，在后继的搬运、切割和使用过程中封合处破裂导致基质泄露。热 合块的电热利用效率通常不会超过20%，造成了能源的浪费。靠热合块封合的材质必须使用热熔合效果好的材质才能达到一定的封合效果。如果容器材料所用的纤维含有的非热塑性材质比例超过50%时，将难以保证可靠的结合力。这个缺陷导致热合块封合的设备生产的产品自然降解性能较差。
发明内容
本发明为克服现有技术封合质量可靠性差、生产速度慢、能源利用率低、容器材质选材范围窄的不足提出新颖的解决方案。本发明机器由输送基质装置，熔接封口装置，卷筒翻筒装置，网袋容器牵拉装置构成。网袋容器的封合采用超声波热合。超声波热合机是利用高频声波作用在材质上，由于需要热合的两层容器材质的疏松性导致声阻尼较大，在该部位产生介质损耗而发热，在压力滚轮的作用下容器材质瞬间封合。这种介质损耗产生的热与热合块靠热传导封合有本质上的差异。热传导具有方向性，必须从高温向低温，通过克服材料热阻从外向内进行，需要一定的时间；而介质损耗生热几乎是从封合部位材质内外同时进行,瞬间达到材料的熔合温度，且内外层温度接近，封合的可靠性堪称完美，粘合部位的强度可以达到不低于材料本体。封合速度可根据容器材质的厚度和化学组成方便的进行调节，比较容易实现2-20m/min大跨度的封合生产速度变化。正是因为超声波热合的优点，使用超声波热合在无纺布、塑料布等热合领域得到了广泛的应用。本发明取得的有益效果是生产速度最高可以提高至20m iin'网袋容器封合质量可靠，毛边被翻入筒内外表美观，适用材质范围广。具有热塑性的树脂材质比如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚乳酸、聚酰胺以及它们的单体共聚物、物理混合成分，非热塑性的材质比如聚乙烯醇、纤维素、甲壳素、棉、麻、毛、蚕丝等含量不超过70%时与热塑性的树脂混纺物也可以热合。特别指出的是，在微生物、阳光紫外线作用下容易降解的纤维具有更好的使用效果，它们形成的容器制作成营养钵定植到土地里面可以降解，有助于减少污染。为叙述性的方便，容器材质在以下统称做“布料”。
图I是本发明机器的整体结构示意图。图2是卷筒热封合前后的横断面剖视图。图3是牵拉机构I中，I、牵拉箱，2、牵拉箱齿轮，3、电动机驱动齿轮，4、链条，5、容器布料，6、布料导板，7、半喇叭状导板，8、超声波热合机热合轮，9、超声波波导，10、基质料斗，11、螺杆驱动轮，12、基质，13、螺杆，14、钢管，15、肠状育苗容器，16、布料轮盘，17、布料导向杆，18凹形辊轮，19、被封合的两层布料。在此特别指出，图I中除了布料轮盘16采用了俯视图，其他构件都是侧视图。图2左侧图是导板7、卷成筒热封合之前的布料5、钢管14、已经封合并翻筒灌装了基质成型的肠状育苗容器15的剖视图，从外到内是7、5、14、15。图2右侧是经过了热封合的筒状布料5、钢管14、已经封合并翻筒灌装了基质成型的肠状育苗容器15剖视图。
图3中牵拉机构的正视和俯视图，上图是正视图，齿轮2、3都在牵拉箱的外侧。3是由电机带动的主动轮，从动轮2有四只，在链条的带动下其旋转方向如图所示。下图是牵拉箱的俯视图，18是箱内的四只凹形辊轮，与2同轴，可以采用橡胶、尼龙或者金属等材质，为保持较好的牵弓I力，轮上可以增加凹槽以提高摩擦力。
具体实施例方式为了能够阐明本发明机器原理、结构和工作特点，通过具体实施方式
结合附图详细阐述本发明的方案。图I所示的成卷的布料16放置在能够转动的轴上，布料经过布料导向杆17改变方向后进入到半喇叭口状导板7里面。半喇叭口导板7的弧面两侧有卷向弧面内侧的折边，该折边能够控制布料紧贴弧面的内侧滑动并随着导板7由敞开的半喇叭口逐渐卷成圆筒状。钢管14的左端伸入到半喇叭口状导板右侧的圆筒状内部直至从半喇叭口部分露出来，露出的部分可供焊接在机器架上用于固定。半喇叭状导板7的右端圆筒状部分和钢管14这两个圆管中间的空隙正好是布料的通道，被逐渐卷成筒状的布料抱贴在钢管14上。导板7逐渐卷成圆筒状后弧面卷向内侧的折边凸出于圆筒的外侧，引导布料形成其横断面类似乒乓球拍外轮廓的形状。拍柄部分的两片布料在向前移动的过程正好被超声波热合机的波导和热合滚轮压实封合。布料被封合以后仍然抱贴在钢管14上面向右端移动到达钢管最右侧后进入钢管里面，方向变为向左移动，布料圆筒的封合线也随之被翻入圆筒的里面。钢管14的右端贴紧螺杆喂料器基质出料管的左侧，二管之间的间距仅能容许布料圆筒在钢管14最右端的边缘滑动，能够保证螺杆在喂料的时候尽可能的少下向左不断的移动。牵拉箱提供了从布料轮轴到布料封合向右移动再经过翻筒、灌装基质调头向左移动的动力。超声波热合机作为现有公知技术产品，可以理解成“无线缝纫机”，可以将两层或者更多层热塑性高分子材质封合在一起。超声波热合机的原理、机械结构信息可以在市售产品说明中获得。当然，为了满足本发明封合的需要，需要对市售的超声波热合机进行必要的改造，以合适波导和压力滚轮工位封合抱在圆管14上凸出的布料边缘形成圆筒。基质的种类没有特别限制。适合植物生根生长的任何材质，只要能够被螺杆灌入布料圆筒里面的，都可以选用，比如但不限于各类沙土、土壤、动物粪便、经过粉碎或者发酵处理的植物秸杆、矿质粉体、人工合成基质等物质。该育苗容器成型机做成的肠状产品便于运输和储存，不容易在封合部位裂口漏料。育苗使用前将肠状容器预先用水润湿，切割成小段用于扦插、播种、栽植苗木即可。本发明提出的这种成型机可以不灌装基质，仅制造无内容物的布料空管(筒)。不运行灌装基质的螺杆喂料机即可轻易实现生产这种空管。育苗时将这种空管剪成小段现场灌装基质即可做成无底杯状育苗容器。
权利要求
1.ー种育苗用容器成型机，包括输送基质装置，熔接封口装置，卷筒翻筒装置，育苗容器牵拉装置，其特征在于输送基质装置，熔接封口装置，育苗容器牵拉装置由三个可调速电机提供动力，熔接封ロ驱动电机的速度作为容器材质行进的基准速度，输送基质电机驱动螺旋杆喂料器喂料的灌装速度采用适度的饥饿喂料，育苗容器牵拉装置的辊轮对容器的牵拉采用打滑牵拉保证三个电机容易调节实现步调一致。
2.根据权利要求I所述的育苗用容器成型机，其特征在于熔接封口装置采用超声波热合的方案，超声波热合功率和热合速度可以根据育苗容器材质以及基质物料性质进行调节。
3.根据权利要求I所述的育苗用容器成型机，其特征在于卷筒翻筒装置是半喇叭ロ连接的一段管子，热合成型后的育苗容器沿着管子外壁滑动到管子一端进入管子内实现翻筒。
4.根据权利要求I所述的育苗用容器成型机，输送基质装置是可调速电机带动的螺杆喂料器，该装置可以单独控制开关以用于生产有基质的肠状容器和无基质的空管(筒)育苗容器。
5.根据权利要求I所述的育苗用容器成型机，其特征在于翻筒进入到权利要求3所述的管子内的空育苗容器里面插入权利要求4喂料器的螺杆，在旋转螺杆的转动下灌入基质形成肠状容器。
6.根据权利要求I所述的育苗用容器成型机，其特征在于权利要求4所述的肠状容器在牵拉装置的辊轮牵拉作用下连续不断地从翻筒管内部牵拉出来，形成肠状育苗容器。
全文摘要
本发明是一种育苗用容器成型机，属于植物育苗容器加工机械技术领域。技术方案为机器包括1输送基质装置，2熔接封口装置，3卷筒翻筒装置，4网袋容器牵拉装置。1、2、4分别由三个调速电机提供动力方便无极调速。2驱动电机的速度作为容器材质行进的基准速度，1电机的灌装速度采用适度的饥饿喂料，4的牵拉辊轮采用打滑牵拉保证了三个电机容易调节实现步调一致。本发明的有益效果是熔接封口采用超声波热合的方案比电加热块的热合效果牢固稳定，熔接封口的速度远高于加热块焊接。熔接封口的焊接线经过翻筒装置翻入容器的内侧，容器外观美观，封合部位不容易开裂。
文档编号A01G9/10GK102763575SQ20121025195
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月8日 优先权日2012年7月8日
发明者于德红, 刘占军, 刘延敏, 吴振刚, 纪占林 申请人:河北联合大学