用于不使用带条容纳一捆可压缩材料的方法与流程

本申请案为2013年3月15日递交的美国专利申请案第13/840,601号的部分接续案，所述美国专利申请案主张2012年10月22日递交的美国临时专利申请案第61/716,958号和2012年5月16日递交的美国临时专利申请案第61/647,823号的权益和优先权，所述申请案的全部公开内容被并入本文。

背景技术：

常常将诸如棉和类似物的大量低密度纤维材料捆扎或打捆以用于处置和存储。在典型的工艺中，对棉清洁以将棉纤维与枝条和其他碎片分开，且在轧棉机中将棉纤维与棉籽分开。将棉(被称作皮棉)运输到压捆机或打包机，在压捆机或打包机处，其被压缩成高密度束或捆。在压紧后，将捆进行固定以方便处置。可用多个带条或线固定捆，以维持捆结构和稳定性。一个行业标准是使用八(8)根线或带条绕着捆的较短周边来捆扎住所述捆。

典型地，随后捆被采样且分类到标准棉类别以识别棉的品质。然后将捆包裹起来用以保护，例如，包裹在包或袋中，以保护棉免于暴露于环境、灰尘、碎片或可影响棉质量的因素。包装或袋材料包括聚乙烯、聚丙烯、棉和类似物。包裹好的捆随后可被运输用于后续处理。

虽然包裹或装袋可帮助防止对捆的损坏，但包裹或装袋材料自身可被损坏。举例来说，在轧棉设施处，棉捆常被存储两层高，这可对捆(确切地说，对底部捆)施加大量应变。同样，存储于某些设施中的棉捆必须不时地被重新排列或移动，诸如，在被装载到卡车上配送时。此外，为了优化仓库空间，存储在仓库或其他存储设施中的棉捆的结构必须被不时地改变。在此堆叠和移动以及以上描述的捆的装载和卸载过程中，所述捆在粗糙的表面(例如，仓库或存储设施的混凝土或沥青地板)上被频繁地推动，从而使得带条损坏和袋或包裹材料破裂。

因此，存在对于用于按以下方式打包高度可压缩材料(诸如，棉)的改善的系统的需求：可容纳(contain)被高度压缩材料的压力，维持捆的完整性和将捆维持于被压缩状态中，并且保护捆和应用于捆的任何保护性包裹或袋免受损坏。

技术实现要素：

本公开的各种实施例提供一种用于不使用带条或线容纳(contain)可压缩材料的捆的方法、系统和/或装置。在实施例中，根据本公开的一种方法包括将一定量可压缩材料压缩成捆，且将所述捆引入到袋内。以使得在所述捆的至少一侧中形成通道或凹槽的方式压缩所述捆。如以下进一步详细地描述，袋与被压缩捆的形状相符(conform to)，使得当捆被引入到袋内且被允许在袋内膨胀时，所述袋的与通道或凹槽相符的区或区域凹陷到袋的最外的面或表面以下。

在实施例中，在具有上部板和下部压板(platen)的压捆机中压缩所述捆，其中上部板和下部压板被配置成在其间压缩可压缩材料的捆。压捆机的上部板和下部压板中的一个或多个或两个具有一系列形成于其中的通道。在各种实施例中，可按指定的距离将所述通道彼此间隔开。当所述捆由压捆机压缩时，上部板和下部压板可因此在捆的表面中形成凹处或凹槽。在所述捆由压捆机压缩后，将捆例如通过传送机从压捆机传送到装袋区或装置(本文中被称作装袋机)，如在以下实例中更详细地论述，在所述情况下，将所述捆引入到袋内。应了解，当将捆引入到袋内时，捆不由带条或线容纳。更确切地说，袋由柔性且足够强的材料制成以在不使用带条或线的情况下容纳被压缩的捆。在各种实施例中，袋为由高强度材料编织的编织袋，所述材料诸如(但不限于)聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯、聚乙烯和类似材料。在实施例中，袋可通过将多个聚合材料的带条或线带编织或织布成织物来制造，所述织物用于制作袋。当将捆引入到袋内时，捆抵靠袋膨胀，且袋与捆的形状相符。照此，袋的上覆于凹处或凹槽的区域与凹处或凹槽的形状相符。当此发生时，在捆已膨胀到袋内后，袋的上覆于凹处或凹槽的区域变得凹陷而低于袋的面。以此方式，面向地面(或地板)或置于地面(或地板)上的被装袋的捆的任一面或侧具有不与地面接触的部分。因此，即使袋的接触地面的部分受到损坏(诸如，当在仓库的地板周围移动捆，或将捆从卡车装载和卸载以及袋的面被磨损时)，凹陷的部分可保持完好。换句话说，袋的凹陷的部分有助于维持捆的完整性，即使袋的表面部分诸如通过磨损而受到损坏。

在实施例中，一种不使用带条或线固定的可压缩材料的被装箱的捆通过压缩可压缩材料的捆来形成，以形成在其至少一侧中具有多个凹槽的被压缩捆。凹槽从被压缩捆的外表面凹陷。被压缩捆被转移到柔性容器，使得至少一些凹槽在其中被维持。容器与被压缩捆的形状相符，使得柔性容器的至少一些部分与凹槽相符，以限定从被压缩捆的外表面凹陷的容器部分。

凹槽可形成于被压缩捆的两侧中，并且所述两侧可彼此相对，且可彼此对准，其中容器的与凹槽相符的部分在捆周围的最小可能距离处包围所述捆。被压缩捆中的凹槽可彼此等距地间隔开，或者其可沿着捆的长度彼此处于变化距离处。

柔性容器可为袋并且可由编织材料形成，诸如，编织聚合材料，例如，编织PET材料。

本方法、系统和装置的这些和其他特征和优势将从以下结合随附权利要求书的详细描述显而易见。

附图说明

图1为包括本公开的系统的示例实施例的可压缩材料压捆机和打包机的立体图；

图2为图1的打包机和压捆机的俯视图；

图3为本公开的系统的图示的示例实施例的传送机负载架和移动基部的透视图；

图4为传送机负载架和移动基部的正视图；

图5为传送机负载架和移动基部的侧视图；

图6为就位以将捆转移到装袋机的传送机负载架和移动基部的立体图；

图7图示显示在伸出状态下的转移板的负载架和基部；

图8图示在部分枢转的状态下的负载架，其中转移板伸出；

图9为在部分枢转的状态下的负载架的另一图示；

图10为装袋机入口的立体图，并且以局部视图展示卸货驱动器；

图11为看向装袋机的卸货端并且展示卸货传动板的图示；

图12为看向装袋机的入口且展示备用(back-up)板的视图；

图13为装袋机和备用缸的侧视图；

图14为压捆机和捆的立体图，其中门处于打开位置；

图15为根据本公开的系统的实施例的用于容纳材料的被压缩的捆的实例袋的立体图，其中袋示出处于折叠状态中；

图16为实例袋的正视图；

图17为处于折叠状态中的实例袋的侧视图；

图18a到图18c图示三个不同实例袋编织密度；

图19为实例袋的正视图，其展示被压缩的捆与自压缩形成于捆中的凹槽或凹处(并且负载架叉组接合捆)与袋(其与捆中的凹槽相符)的关系；

图20为如图19中所示的负载架中的捆的俯视图；以及

图21为在负载架叉组中的被压缩捆的立体图。

具体实施方式

本公开的各种实施例提供一种用于不使用带条或线容纳可压缩材料的捆的方法、系统和/或装置。

一种用于不使用带条或线容纳可压缩材料的捆的方法，包括压缩所述可压缩材料的捆以形成在其至少一侧中具有多个凹槽的被压缩捆。凹槽从被压缩捆的外表面凹陷。所述方法包括将被压缩捆转移到柔性容器。被压缩捆在其中维持至少一些凹槽，且容器与被压缩捆的形状相符，使得柔性容器的至少一些部分与凹槽相符以限定从被压缩捆的外表面凹陷的容器部分。

凹槽可形成于被压缩捆的两侧中，且两侧可彼此相对，使得在捆的相对侧中的凹槽彼此对准，其中容器的与凹槽相符的部分在最小可能的距离处包围所述捆。在被压缩捆中的凹槽可形成彼此等距地间隔开，或其可在沿着捆的长度彼此变化距离处形成。

柔性容器可为袋，且袋可为由编织材料形成。编织材料可为编织聚合材料，诸如(但不限于)编织聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯、聚乙烯或类似材料以及其组合。

用于不使用带条或线容纳可压缩材料的捆的另一方法包括：形成可压缩材料的带有凹槽的被压缩捆，其中所述带有凹槽的被压缩捆在其至少一侧中具有凹槽，且其中所述凹槽从被压缩捆的外表面凹陷。所述方法可包括将被压缩捆引入到柔性容器内，使得柔性容器的至少一部分与凹槽相符并且从被压缩捆的外表面凹陷，且使得凹槽在垂直于捆的纵向轴线的方向上在捆周围延伸。

在一个方法中，凹槽形成于被压缩捆的两个相对侧上，相对于纵向轴线彼此对准。凹槽可彼此等距间隔地形成于被压缩捆中，或其可在沿着捆的长度彼此变化距离处形成。

现参看图1和图2，根据本公开的用于容纳可压缩材料的捆B的系统的一个示例实施例包括打包机器10(在本文中也被称作打包机)，所述打包机器10被配置以接收被压缩材料的捆(例如，来自压捆机)和柔性袋100。在实施例中，打包机10被配置成接收来自压捆机12的被压缩捆，且使被压缩捆B转移且插入到袋100内。压缩所述捆B包括在从捆B的表面S凹陷的捆B的一或多个表面S中形成多个凹槽或通道G。袋100为柔性，且与被压缩捆B(包括凹槽或通道G)的形状相符，如以下进一步详细地描述。

现参看图1，实例打包机器(或打包机)10被配置以接收来自压捆机12的被压缩材料的捆。压捆机12包括具有下部压缩压板22的接收器20，例如棉的可压缩材料被接收于压缩压板22上。上部板或从动块24位于接收器20上方。从动块24和压板22中的一个或两个可包括在其中的多个导杆(guides)或通道26。在实施例中，块24和压板22中的凹槽或通道26彼此平行或重合，使得其彼此对准。凹槽可在块24和压板22中的一或两个上彼此间隔开同等距离，或彼此处于沿着块24或压板的长度变化的预定距离处。换句话说，沿着块和/或压板的凹槽之间的距离可相同或其可变化。导杆26被配置以接收插入于捆B上方和下方的叉组38的尖叉28。压捆机12具有已知设计。压捆机12包括门30或其他人员保护特征以防止人员在操作中接近压捆机12。

打包机10包括传送机或推车14、装袋机16和控制系统或控制器18。为了本公开的目的，侧对侧的相对方向将指(例如)传送机和/或推车14在压捆机12与装袋机16之间的移动，且前到后或后到前的方向将指(例如)捆B通过装袋机16的移动。

在图示的实例中，传送机14形成为具有负载架34和移动基部36的推车32。负载架34包括多个叉组38，所述叉组38沿着限定轴线A₄₀的公共轴40彼此平行地安装。叉组38作为单一单元围绕轴线A₄₀枢转180度。

叉组38彼此间隔开一段距离以与在从动块24和压板22中的导杆26合作。即，叉组38插入到导杆26内，以(如下将描述)当从压捆机12移除捆B时提供上部和下部支撑。

驱动组件42可操作地连接到叉组38以围绕轴线A₄₀旋转叉组38。驱动组件42包括驱动器44(例如，马达)，其可通过安装到轴40的链条驱动器44(如图所示，齿轮驱动器或类似物)来驱动叉组38。叉组38被安装以围绕A₄₀轴线旋转或枢转180度，以将捆B重新定向。

推动器或转移板50安装到叉组38且被配置成将位于叉组38中的捆B推出叉组38。安装到板50的轴52被安装以用于与线性轴承53滑动接合，线性轴承53安装到叉组38以提供板50的平滑、线性移动且确保在从叉组38转移捆B时板50保持横向于叉组38。支撑杆54也安装到板50。

负载架34通过枢转轴55安装到推车14，且多个弹簧56在负载架34与推车14之间延伸。枢转轴55允许负载架34相对于推车14侧对侧地枢转一段短的距离，且弹簧56维持负载架34处于与推车14的相对固定关系，但允许负载架34稍微地枢转以调整可能发生的捆B在压捆机12内的任何移位和从动块24或压板22的任何移位。

应了解，由于施加于捆B上的极端力(高达一百万磅)，从动块24和/或压板22可稍微地移位。枢转轴55允许负载架34侧对侧地枢转一段短的距离，且弹簧56维持负载架34处于与推车14的相对固定关系，但允许负载架34稍微地枢转以调整捆B在压捆机12内的移位。

推车14安装到轨道58，其沿着轨道58在压捆机12与装袋机16之间传送。轨道58可按需要长或短以容纳系统(传送机/推车系统14和装袋机16)及压捆机12所位于的占据面积。在从压捆机12移除或取出捆B以及旋转负载架34和捆B以用于引入到装袋机16内的情况下，存在最小空间要求。

使转移台66形成为传送机的部分。在本实施例中，转移台66包括驱动器，诸如，安装于装袋机16上游的图示的一对气缸68，其与转移板50和支撑杆54合作以确保捆B从负载架34到装袋机16的恰当转移。

装袋机16包括入口70、卸货台72、袋心轴74，且可包括备用组件76。卸货台72包括斜槽78，将捆B从负载架34转移进卸货台72。因而，入口70通往斜槽78——入口70为面向推车负载架34的那个侧——以接收捆B。备用组件76如果使用时，位于与入口70相对的侧上，且包括通过驱动器82(例如，说明的多个缸)安装到斜槽78的可移动壁80。当捆B进入入口70时，壁80从斜槽78的侧移动到捆B，以有助于将捆B转移到斜槽78内。

卸货板84安装于卸货台72的后部，在入口70后面。卸货板84通过驱动器86(例如，气缸)向前传动到斜槽78内。在主位置中，卸货板84在入口70后面，以便不干扰捆B到斜槽78内的移动。用于卸货板的气缸或驱动器86为双作用驱动器，使得在将捆B卸货后，板84可返回到主位置。入口70包括导杆88，当将捆B从负载架34转移到装袋机16时，导杆88与叉组38合作。

袋心轴74位于卸货台72的前部。具有密封端的袋位于心轴74的端部之上。以此方式，当将捆B推出斜槽78时，捆B接合袋且将袋拉动到捆B上和上方。

控制器18包括操作员接口台94。控制器18控制打包机系统10的总体操作。控制器18也可被集成以包括压捆机12的控制。

在循环中，将材料装载到压捆机12内。当压缩或压紧循环完成时，打开在压捆机12上的压板或提升箱24(见图1)。将推车14朝向压捆机12移动且移动到压捆机12内。将在水平定向上的叉组38插入到分别在捆B上方和下方的压捆机从动块24和压板22的导杆26中。如上指出，在捆B移位或导杆26稍微歪斜的情况下，将负载架34安装到推车14的枢转轴55和弹簧56允许负载架34稍微地侧对侧枢转，以与导杆26对准。朝向内移动推车14且将其移动与捆B接合促使转移板50推进到叉组38的末端(apex)内。

一旦推车14与捕获于叉组38内的捆B一起恰当地定位，叉组旋转驱动器44可被致动以将叉组38和捆B以微小的角度向上或向下旋转，以便有助于从压捆机12松开捆B。一旦捆B摆脱压捆机12，则推车14远离压捆机12且开始朝向装袋机16移动。此时，叉组38和捆B大体指向于压捆机12的方向。然后旋转叉组38(约180度)。可以在停止推车14时或在推车14正朝向装袋机16移动时旋转叉组38。在最后定向上，将叉组38和捆B重新定向，以指向装袋机16，此时捆B在斜槽78的入口70附近。在此位置中，叉组38位于转移缸68与入口70之间，且支撑杆54与转移缸68(水平)对准。

为了接受捆B，备用组件76如果使用，那么朝向入口70延伸，且卸货板84处于缩回或主位置中。推车14朝向装袋机16移动，使得叉组38与入口导杆88对准且合作，且推车进一步向前移动以将捆B移动到入口70内。当捆处于入口70处时，备用组件壁80与在入口处的捆B的侧面接触。以此方式，捆B捕获于转移板50与壁80之间。如果(例如)在捆B的一侧上比在捆B的另一侧上存在多的纤维，那么可使用如上所指出可使用的备用组件76。因此，当捆B捕获于转移板50与备用组件76之间，备用组件76支撑从叉组38的捆B转移，并且也防止捆的松开(例如，捆B保持于被压缩状态中)。

接着致动转移缸68，其推动转移板50，这又在转移方向上将捆B从叉组38推动到入口70内。应了解，当将捆B推动到入口70内时，轴52将板50抵靠着捆B的侧面平坦地保持，且不允许板歪斜。将捆B推动到入口70内也将壁80推回到缩回位置。

一旦捆B在斜槽78中，那么致动卸货板缸86以在装袋或装箱方向上将捆B从入口70沿着或穿过斜槽78朝向袋心轴74推动。装袋方向横向于转移方向。

预料到，当后续捆被引入到入口70时，捆B将出现在斜槽的卸货端90处。当入口处的捆B被朝向卸货端90推进时，先前捆(在卸货端90中)被迫使通过心轴74离开并且捕获于最终卸货部92处的袋100中。

袋100为柔性的且与被压缩捆B的形状相符。在各种实施例中，袋100由合适的高强度材料制成，或由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯、聚乙烯或类似物的材料的组合制成。预料到，袋100可由提供必要强度的可回收的材料(例如，可回收的PET)制造。在实施例中，袋100是通过编织或织布聚合绳或线带以形成编织材料而形成。在实施例中，袋100可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的编织绳或线带的材料形成。所属领域的技术人员将认识到，此编织材料可由任何合适的材料形成，且如果由线带编织，那么可被形成而具有任何合适的线带密度。在各种实施例中，本公开的袋100可包括一个或多个通风孔或开口110以准许被压缩负载的通风，从而(例如)减少在被包裹的负载中的凝聚(condensation)并且准许在负载周围的空气流通。在如图18a到图18c中展示的交替实施例中，袋可包括由增加的线带密度形成的加强区域，如在104处所示。

袋的一端可包括密封件103。在一个示例实施例中，如图16中所展示，袋100具有约87英寸的总长度l₁₀₀、约86英寸的可用长度l₁₀₆(一英寸是为端部密封件103预留)，且在高度h₁₀₀和深度上为约24.5英寸。

当将捆B引入到袋100内时，捆B将膨胀。捆B邻近通道或凹槽的区域将向外膨胀，凹槽G内的区域也将膨胀。然而，凹槽G内膨胀的程度将不如邻近凹槽G的那些区域S。因而，凹槽G将从捆B的表面S凹陷。

袋100与捆B的形状相符，使得袋的与凹槽G相符的区域也将从捆B的表面S凹陷。因此，如果凹槽G形成于捆B的一侧中，那么袋100将与在那个侧中的凹槽G相符。同样地，如果凹槽G形成于捆B的两侧中(例如，在捆的顶部和底部中)，那么袋100将与在捆B的两侧中的凹槽G相符。以此方式，袋100的上覆于被装袋的捆B的任一面或侧(该面或侧面向地面(或地板)或搁置于地面(或地板)上)的部分具有不与地面进行接触的部分。因此，即使在捆B的表面上的袋100被磨损或撕开，袋在凹槽G内的区域仍将维持捆B于被压缩状态中且将维持捆的完整性。举例来说，如果袋100的接触地面的部分受到损坏(诸如，当捆B在仓库的地板周围移动、或从卡车被装载和卸载以及袋100的面受到磨损时)，袋100的与通道或凹槽G相符的凹陷的部分可保持完好以将捆维持于被压缩且被容纳的状态中。

如上指出，上部板24和下部压板22中的通道或凹槽26可彼此平行或对准。因而，捆中的凹槽，例如，当其坐落于压捆机12中时，在捆的顶部和底部处将彼此对准。此导致袋的属于凹槽中的凹陷部分在捆的相对面上也彼此对准。因此，袋的包围捆的凹陷部分将垂直于捆B的纵向轴线A_B，且因此形成于其在捆周围的最短长度处，从而在没有凹陷的袋部分滑动或移位且因此准许捆松开的趋势的情况下维持捆的紧密压缩。

如上指出，打包系统和方法实现在不需要带条、线或类似物的情况下压缩和容纳且保护例如棉的可压缩材料。在实施例中，所述方法包括接收一定量被压缩材料，将材料压缩成捆，并且在不使用带条或线的情况下将所述被压缩材料的捆在被压缩状态下引入到容器(例如，袋)内。在实施例中，压缩所述捆包括在捆的一侧或多侧中形成多个凹槽或通道。在实施例中，可将凹槽或通道在捆的相对侧或相对面上彼此对准。将被压缩的捆放置于相符的袋(其可自身闭合或密封，如在112处)内，以形成被包装的捆以供后续处置。袋与捆中的凹槽相符，从捆的表面凹陷。因为袋的与凹槽相符部分也彼此对准，所以其在围绕捆的最短可能距离处包围捆，因此维持捆上的压缩并且减小与凹槽相符部分将滑动或移位从而使捆松开的可能性。

在实施例中，所述方法包括在一个位置(压缩位置)处压缩所述材料的捆，以及在转移方向上将被压缩捆转移到不同位置(装袋或装箱位置)以供装袋。在一些实施例中，当捆被转移到装袋位置时，将捆保持处于被压缩状态中。可在与转移方向不同(例如，横向于转移方向)的不同方向(装袋或装箱方向)上进行装袋或装箱。

在实施例中，所述方法可包括在具有移动部分和负载架的传送机中接收所述被压缩材料的捆。负载架可移动地安装到移动部分，且包括用于接收所述被压缩材料的捆的区域。负载架包括被配置用于支撑所述被压缩材料的捆的多个尖叉，尖叉在凹陷的区域中的至少一些处接合捆。

所述方法可包括将捆转移到包括具有入口和卸货部的斜槽的装袋机内。卸货部具有装袋心轴。装袋机被配置成接收捆，并且将捆从入口移动至卸货部和装袋心轴。所述方法可进一步包括将捆引入到袋内。袋与捆的形状相符，使得袋的至少部分与形成于捆中的凹槽相符，从捆的最外表面凹陷。

应了解，本打包系统和方法实现可压缩材料的高压压紧、在不需要将皮带条或线(或其他类似结构)应用到捆或应用在捆上的情况下的传送和包装(例如，装袋)。

虽然已将各种驱动器描述为马达、链条驱动器、气缸和类似物，但应理解，除了那些描述过的驱动器，任何类型的合适的驱动器可用于本公开的组件中的多数(如果非全部的话)中，且所有此类驱动器属于本公开的范围。

所属领域的技术人员还将了解，例如侧、上部、下部、后面、前面和类似物的相对方向的术语只是为了示例的目的，且不意在限制本公开的范围。

本文中提及的所有专利或专利申请案在此以引用的方式并入本文中，不管在本公开的文本内是否明确地如此进行。

在本公开中，词“一”或“一个”将用以包括单数和复数两者。反之，任何对复数的引用，在适当情况下，包含单数含义。

从前述内容将观察到，在不脱离本公开的新颖性概念的真实精神和范围的情况下，可实现众多修改和变化。应理解，不意在或不应推断为对于示出的具体实施例的限制。本公开意在涵盖落在权利要求书的范围内的所有此类修改。