用于热封的设备、处理和系统的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年12月4日提交的美国专利申请no.14/560,515的优先权，在此通过援引将该美国专利申请的内容以其整体并入并用于所有目的。

本发明涉及可用于密封或接合热塑性塑料、弹性体、纸张或其它材料的设备、处理和系统。更具体地，本发明涉及热空气喷嘴以及实施用于热封的热空气喷嘴的处理和系统。

背景技术：

在本领域中已知各种类型的设备和处理，用热来密封和/或接合热塑性塑料、弹性体、纸张和其它材料。例如，热封是这样的一种处理，其被用于沿着接合处或密封处将材料焊接到自身，或者将多片材料连结在一起成为较大的片，诸如，例如，油布、篷布、标志、帐篷和气球。该处理涉及沿着材料的表面上的路径施加热量，以沿着利用材料形成接合部或密封部的路径充分熔融表面的一部分，将表面的熔融部分与材料的对应的熔融表面或非熔融表面接触，并且然后沿着材料的加热表面施加压力以当材料的熔融部分固化时便于接合部或密封部的形成。

热封的一个共同实施方式涉及直接接触方法。该方法涉及使不断加热的模具或密封棒在待密封或接合在一起的热塑性或弹性体材料的表面的具体接触区域或沿着其表面接触。在一些密封和接合操作中，热固性粘接剂被沿着接触区域或路径施加，并且一旦被活化，则与材料形成接合部或密封部。可替选地，并且在不使用热固性粘接剂的情况下，可以使用热空气沿着热塑性塑料、弹性体等将热量施加到接触区域或路径，以使接触区域或路径熔融，用于之后的熔合以形成接合部或密封部。

热封被广泛使用。例如，其被用于焊接电子部件和医学测试装置。热封也被用于将层压薄片或薄膜密封到医学装置，诸如托盘、瓶子和容器，以防止这些装置的污染。在医学和食品工业中，热封被用于制造袋子和其它柔性容器。热封也被用于焊接热塑性材料的周边以形成袋子，和/或用于将端口和管密封成袋子。

热封可以被用于将热塑性材料的薄片或薄膜以搭接接合和其它类型的接合焊接在一起以形成更大部件的材料。其也可以被用于沿着材料的部件形成单折和双折边接缝。例如，美国专利no.4,737,213教导了一种用于将热塑性塑料片以搭接接缝连结在一起的热封处理。该处理涉及通过喷嘴的若干排出口引导热空气到重叠的上热塑性薄膜和下热塑性薄膜。热空气将薄膜的接触表面加热到其熔合温度。然后，压力被沿着接触表面施加到重叠的薄膜以结合接缝并且形成更大片的防水薄膜用于建筑应用。美国专利no.6,250,048教导了的另一方法，其使用热封利用聚乙烯薄膜形成管材。热空气分送器通过多个热空气排出喷气机运送热空气，以沿着材料的重叠边缘形成搭接密封，所述材料然后沿着搭接密封被熔化以形成管材。管材然后能通过封合包装机形成袋子。最后地，美国专利公开no.20110083803教导了一种焊接机器，其使用热空气喷嘴、热楔或其它焊接装置以通过搭接接缝使热塑性材料连结。更大部件的材料可以被用于制造油布、遮阳篷、帐篷和充气垫。

利用空气运送技术的热封在袋子形成和密封操作中具有具体应用。在美国专利no.3,286,433中公开的示例中，水平的袋顶密封机器被用于密封装满的袋子。相对的狭槽位于密封机器内，在水平的袋顶经过机器的相对的狭槽之间时，相对的狭槽被用于将热空气横向地和向内地朝向未折叠的袋顶引导。狭槽沿着相对的增压腔的整个长度水平伸长，增压腔被用于通过伸长的狭槽运送热空气。热空气形成跨过袋顶的热密封焊道。类似地，美国专利no.5,184,447教导使用热空气来密封经过喷嘴对的袋顶，喷嘴对被定位的方式使得在袋经过喷嘴时，喷嘴引导空气到袋顶的密封区域的外侧。在该系统中，热空气撞击在密封区域上以活化用于密封袋子的可热密封的材料。最后，美国专利no.6,170,238教导利用热空气密封袋的唇部，当袋唇部经过细长的狭槽时，所述热空气通过细长的狭槽引导到袋唇部上。

水平填充、折叠和密封机器使用热封来密封预填充的袋的折叠的顶部。水平填充、折叠和密封机器执行若干个连续的步骤。它首先以物品填充袋子，并且然后，当被填充的袋子沿着机器经过时，折叠设备将敞开的袋顶折叠成u形弧。接着，在袋顶从热空气运送机构的下游水平经过的同时，机器通过将热空气沿着u形弧的下侧部分引导以将袋子加热到熔合温度，并且此后，通过压缩折叠的袋顶来设定密封。热空气也可以被用于活化沿着u形弧的内表面附着的热固性粘接剂。作为对比，竖直的填充、折叠和密封机器执行类似的填充、折叠和密封步骤，但是在竖直的工艺流程中。

各种形式的装置已经被用于运送热空气用于填充、折叠和密封机器中的热封。例如，美国专利no.3,381,448教导了一种喷嘴，其被定位在袋顶折叠机构下方并且在袋子移动通过填充、折叠和密封设备的方向上伸长。喷嘴具有竖直顶壁，所述竖直顶壁具有多个孔口，当袋顶从喷嘴下游水平经过时，所述多个孔口将加压的热空气向上排出在折叠的袋顶的下侧部分上。类似地，美国专利no.4,578,924和美国专利申请公开no.20130016926教导，在袋顶经过喷嘴时，通过喷嘴将热空气喷射到折叠的袋顶的下侧部分上。

以热空气热封热塑性塑料或其它材料要求沿着将形成接合部或密封部的路径控制排出在热塑性材料的表面上的热空气的气流。存在至少三个热封的关键方面，即，(1)热空气的温度，(2)材料(诸如热塑性材料)暴露到热空气的时间，和(3)沿着材料运送气流的路径。

在热封期间通常可能出现两个值得注意的问题，即，在沿着材料的将以材料形成接合部或密封部的路径处的过度加热或加热不足。例如，对材料例如热塑性塑料、弹性材料或其它“可熔”材料过度加热可能使其沿着热空气被引导到的材料的区域的部分或整个长度收缩、萎缩或形成孔。过度加热可能由以下中的一项或多项引起：(a)通过热空气喷嘴运送的不均匀、不均匀的热量，(b)将热空气加热到太高的温度，和/或(c)将材料暴露到热空气太多时间。相反，加热不足可能阻止材料沿着密封或接合形成的期望路径的全部或部分被均匀地加热到熔合温度。在任一情形中，最终的密封或接缝可能被部分地形成、不均匀和/或薄弱的。在任一情形中，接缝或密封容易经受由于放置在密封或接缝上的物理应力导致的破坏或失效、利用密封容纳的物品的泄漏、和/或从接缝外侧引入空气、液体、固体或寄生虫或昆虫。

现有技术空气喷嘴倾向于显著地促成在喷嘴外的湍动(turbulent)空气流动力学，这引起不均匀的气流和不均匀的热量传递。利用现有技术的喷嘴，加热的空气快速离开孔口、孔或狭槽，并且然后与喷嘴外的空气湍动混合。这造成从现有技术喷嘴喷出不对称并且不均匀的空气流动式样。不受任何气流动力学理论的束缚，空气湍动被加剧，尤其是如果喷嘴具有多个孔口、孔或狭槽，诸如图1中所示的现有技术喷嘴。在该图中，现有技术喷嘴中的多个孔在具有重叠边缘e的多个气流s中引导空气流，这在邻近喷嘴和所述多个气流s的死点d附近形成热空气的漩涡湍动。边缘e倾向于缺少均匀的热空气流并且死点d通常不包括加热的空气流，除非加热的空气流被回热抽气到死点d。边缘e和死点d在喷嘴外提供不均匀、不对称的空气流形式，这不均匀地加热待密封的材料，并且因此，形成一些薄弱的且不均匀的密封。

确实，现有技术的热封工艺和设备受到具有狭槽、多个孔或其它连通部的热空气运送装置(诸如喷嘴等)的影响：(i)排出不对称的、变化的气流式样，例如在图1中所示，(ii)将热量不均匀地转移到被热密封的热塑性塑料或其它材料，以及因此(iii)在热塑性材料或其它材料中造成局部形成的、不均匀和/或薄弱的接合部或密封部，以及对泄漏和/或侵入的不完整的屏障。

因此，当前需要一种改进的热空气喷嘴，以及使用该热空气喷嘴的工艺和系统，其可以：(1)排出更为对称或精确的气流式样用于热封，如图2所示；(2)提供更均匀的到热封操作中待密封或接合的材料的热量传递；(3)沿着用于接合部或密封部的材料期望位置形成更均匀的焊接；(4)形成跨过材料的密封或接合的面具有更均匀的密封强度的接合部或密封部；(5)形成屏障以防止或减少：(a)可能被密封在通过热封形成的袋子或其它容器中的物品的泄漏，和/或(b)通过接合部或密封部的空气、水和/或固体和/或寄生虫或昆虫的侵入，尤其对于用于药品应用和食品包装和运输的密封的袋子和/或容器；和(6)容易被整合到：(a)通过填充、折叠和密封机器执行的袋顶密封操作，(b)通过形成、填充和密封机器执行的袋形成操作，和(c)通过接合密封机器执行的接合或密封操作。

附图说明

当依照结合附图作出的说明性实施例的以下描述考虑本发明时，本发明的另外的方面、特征和优点，关于其结构、组装和使用，将被理解并且变得更显而易见。

图1示出通过现有技术的喷嘴的空气流式样。

图2示出通过本发明的喷嘴的空气流式样。

图3示出本发明的喷嘴的侧正视图。

图4示出图3中所示的喷嘴的后正视图。

图5示出图4中所示的喷嘴的后截面视图。

图6示出(沿着图7的线6)水平填充、折叠和密封机器的顶部局部截面视图，其中本发明的喷嘴被定位成：(i)在倒置的u形折叠结构的下方并且不与折叠机构的下游端对准或不延伸超过折叠机构的下游端，(ii)在经过折叠机构的袋顶的u形折叠部内，(iii)在位于倒置u形折叠机构下方的内引导轨299的下游，并且(iv)在位于处理中的喷嘴和折叠机构的下游的压缩辊子的上游。

图7示出图6中所示的水平填充、折叠和密封机器的侧局部视图。

图8a示出沿着图7中描绘的线8a的水平填充、折叠和密封机器的截面视图，并且图8b示出沿着也在图7中示出的线8b的水平填充、折叠和密封机器的截面视图。

图9a和9b示出填充、折叠和密封机器的局部视图，其中，本发明的喷嘴被附接到用于在操作期间将压缩空气从热空气工具运送到喷嘴的摇臂。

图10示出水平填充、折叠和密封机器的底部透视图，其中在降低位置中具有摇臂而没有喷嘴。

图11示出水平填充、折叠和密封机器的另一底部透视图，其中在升高位置中具有摇臂而没有喷嘴。

图12示出本发明的喷嘴的透视图，其用于形成连结热塑性片层的件的搭接接合。

图13示出沿着图12中描绘的线13的横截面视图。

图14示出本发明的喷嘴的透视图，其用于形成沿着热塑性片的相对边缘的搭接接合部以形成管材。

图15示出沿着图14中描绘的线15的横截面视图。

图16示出本发明的具有内部支杆的替选喷嘴的侧正视图。

图17示出图16中所示的喷嘴的后正视图。

图18示出图17中所示的喷嘴的后截面视图。

图19示出本发明的具有两个内部支杆的另一替选喷嘴的侧正视图。

图20示出图19中所示的喷嘴的后正视图。

图21示出图20中所示的喷嘴的后截面视图。

图22示出本发明的另一替选喷嘴的后正视图。

图23示出本发明的又一替选喷嘴的后正视图。

图24示出本发明的进一步的替选喷嘴的后正视图。

图25示出本发明的进一步的替选喷嘴的后正视图。

图26示出本发明的具有两个内部支杆的喷嘴的侧正视图。

图27示出图26中所示的喷嘴的后正视图。

图28示出图27中所示的喷嘴的后截面视图。

图29示出本发明的具有三个内部支杆的喷嘴的侧正视图。

图30示出图29中所示的喷嘴的后正视图。

图31示出图30中所示的喷嘴的后截面视图。

具体实施方式

参考本申请的附图详细描述用于热封塑或热接合处理、系统和设备的改进的热空气喷嘴100的说明性和可替选的实施例。尽管实施例的相似方面贯穿本公开被特写并且是显而易见的，在热封塑或热接合操作和设备中，这些相似可以在本公开的使用的处理的各种实施例的文段内被重复。

术语“热塑性材料”在本公开中以其一般含义使用，从而一般指代包括聚合物的膜、卷、片、薄膜、织物或多层层压材料，所述聚合物在特定温度可变得柔软、可塑或熔化，并且然后在冷却时回到固态。一般地，热塑性材料的非限制性示例包括聚乙烯、聚丙烯和聚丁烯。具体地，本公开所描述的非限制性示例包括聚合编织材料(也称为“编织聚丙烯”、“塑料编织材料”或“编织聚乙烯”)。

术语“弹性材料”在本公开中以其一般含义使用，以一般地指代包括具有粘弹性的聚合物的膜、卷、片、薄膜或其它材料，所述聚合物具有可以是热固塑料或热塑性塑料。

术语“材料”可以一般地用于指代热塑性材料、弹性材料或其它材料。

术语“熔合温度”是这样的温度，在该温度处，热塑性材料或弹性材料能被熔化，使得当材料的熔化表面接触相同或不同材料的另一熔化或未熔化表面时，熔化表面熔合在一起以在熔化的材料返回固态时形成沿着熔化表面的接合部或密封部。熔合温度可以小于、等于或大于热塑性材料或弹性材料的熔化温度，这取决于材料的性质。

术语“热封”在本公开中以其一般含义使用，以指代通过施加加热空气到材料表面以精确地加热材料的表面的一部分到熔合温度而将热塑性塑料、弹性体或其它可熔化的材料沿着接合部或密封部进行结合、连结或焊接的工艺。热封可以被用于通过沿着材料的期望路径引导热量到材料，以达到材料的熔合温度并且然后通过使“熔化的”表面接触以形成密封并且可选地沿着相同的加热的路径施加压力到材料而结合、连结或焊接相似的或不同的材料。热封也可以包括使用热量来活化热固性粘接剂，所述热固性粘接剂用于与热塑性塑料、弹性体、纸张或其它纸张或织造材料形成密封部或接合部。术语“热封”也能被用于指代“热接合”、“焊接”或“热焊接”。

术语“形成、填充和密封机器”指代一种用于封装食品、药品装置或其它产品的自动、连续操作系统。在连续处理中，形成、填充和密封机器从平的热塑性膜、薄膜、片等的卷形成管材，然后用固体或液体产品填充管材的横密封的部分，并且最后以另一横密封来密封填充后的管材以形成袋子。用于形成、填充和密封机器的处理步骤被更详细地描述在美国专利no.6,250,048中。竖直的形成、填充和密封机器(vffs)的非限制性示例包括由vikingmasek、hdg-packing、bosch和globalspec制造的vffs系列机器。水平的形成、填充和密封机器(hffs)的非限制性示例包括由circlepackagingmachinery和wilpackpackaging制造的hffs机器以及如在美国专利no.6,185,907中描述的设备。

术语“填充、折叠和密封机器”被用于指代通常用于封装人类或宠物食品和其它替代产品的一种连续操作系统。在连续处理中，填充、折叠和密封机器以固体的、可替代的或液体的产品填充预先形成的塑料、编织或纸袋，然后使袋顶对准并折叠，并且最后沿着折叠的袋顶部分密封已填充的袋子。密封处理可以涉及或不涉及热固性粘接剂。填充、折叠和密封机器的非限制性示例包括美国专利no.3,381,448和4,578,924中描述的那些机器以及在美国专利公开no.20120227363中描述的设备。进一步的示例包括由premiertech制造的开口装袋器和由millerweldmaster制造的袋子密封系统(ps400)。

术语“接合密封机器”用于指这样的机器，其执行将热空气引导在材料的重叠边缘之间以在施加热量之后施加压力到密封部的情况下而在它们之间实现热形成的密封部的热密封处理。例如，接合密封处理和设备被描述在美国专利no.4,737,213以及美国专利公开no.20110083803中。接合密封机器的非限制性示例也包括由millerweldmaster制造的热空气工具，其用于接合在一起或边缘密封材料以形成遮阳篷、防水布、防水油布、气球、标志、泳池衬垫、帐篷等。

术语“密封强度”以其一般含义指代通过使密封的两个层分开所需的力测量的密封的拉伸强度，或者使材料的部件破坏所需的力的拉伸强度。密封强度可以通过现有技术已知的或使用的拉拔测试或拉伸测试来确定。密封强度能以单位英寸宽度的力的磅数来测量。对于本公开的目的，密封强度使用用于柔性阻挡材料的密封强度的标准测试方法(astmf88/f88m-09)来评估。

术语“热空气喷嘴”用于指代用于热密封的可更换喷嘴，如在本公开的非限制性实施例中更具体描述的。

本发明的目的在于提供一种热空气喷嘴，诸如在图3-5和16-31中所示的实施例中的任一项，其被构造为排出精确、对称并且均匀的加热空气的气流式样，例如在图2中所示，用于热密封塑料材料或其它材料。热空气喷嘴100使空气流最大化，并且它也可最小化甚至消除对被热密封的材料的损坏的可能性，这种损坏通常由也称为焊嘴的现有技术的热空气喷嘴引起。这种损坏包括由不对准的材料引起的过度熔化或材料恶化、正确对准材料的过度熔化、和/或经过喷嘴的材料的偶然划痕。

本发明的另一目的在于在沿着路径形成密封或接合的准备中，使用热空气喷嘴100一致地且均匀地在沿着材料的预期路径传递热量。本发明的进一步的目的在于提供热空气喷嘴100，其被构造为沿着材料的接合部或密封部形成均匀的焊接。本发明的又另一目的在于利用热空气喷嘴100形成焊接部，该焊接部跨过密封部或接合部的面具有均匀的抗拉强度，其中，密封部或接合部与通过现有技术系统形成的密封部或接合部相比，具有提高的强度。

本发明的另一目的在于提供热空气喷嘴100以及使用它的处理和系统，其可以被容易地并入热封处理(例如，由形成、填充和密封机器和由填充、折叠和密封机器执行的袋顶形成和密封处理)以及由接合密封机器执行的接合处理中。

根据本发明，由本发明形成的接合部和密封部可以是气密的。以袋子或容器形成的密封可以被设置为屏障，其防止密封在袋子中的物品泄漏出来，或者相反地，防止污染物进入密封的袋子或容器中。密封的物品的非限制性示例包括可替代的商品，诸如水泥、混凝土、肥料、种子、玉米、谷物、动物饲料、狗食、猫粮、糖、面粉等。在替代实施例中，包含可替代商品的袋子的密封可以用作保护屏障，以防止昆虫和/或寄生虫通过密封进入袋子，由此防止袋子的物品的污染。

图3-5以及图16-31图示热空气喷嘴100的实施例，热空气喷嘴100包括叶片102，叶片102具有从叶片102的侧表面106延伸离开的一体式构件104。叶片102包括矩形的轮廓(沿着其侧视图)，所述轮廓在叶片102的下部上方具有角度α的水平弯曲部108。在替代实施例中，叶片102可以是平的，而不是被以角度α弯曲。在进一步的替代实施例中，形成弯曲部108的角度α可以是约35度或者其它锐角，或者甚至是钝角，其在热封处理中支撑热空气喷嘴100的可操作性。

再次参考图3-5和图16-31，叶片102被以下项限定：顶边缘110；前方或“前”边缘112，其被构造为在热封操作中相对于工艺流程在上游；侧表面114；侧表面106；底边缘116；以及后方或“尾”边缘118，其被构造为在热封操作中相对于工艺流程在下游。在说明性非限制性实施例中，叶片102具有约3/4英寸的长度、约3.75英寸的高度(其中，约2英寸在弯曲部108上方并且1.75英寸在弯曲部108的下方)和约1/8英寸的宽度。叶片102的长度、高度和宽度是非限制性因素并且能被修改以满足任何热封操作的要求。

图5、18、21、28和31示出叶片102的空气通道腔122，其由叶片102的内表面124限定。位于叶片102内，空气通道腔122具有内部长度、高度和宽度。在说明性非限制性实施例中，空气通道腔122具有约1/2英寸的长度、约3.5英寸的高度(其中约1.75英寸在弯曲部108上方，并且1.5英寸在弯曲部108下方)和约1/16英寸的宽度。空气通道腔122的内部长度、宽度和高度是非限制性因素，并且可以被修改以满足任何热封操作的要求，只要它提供开口120和热空气喷嘴100的一体式构件104的连通部126之间的连通。

再次参考图3-5，以及图16-31，叶片102包括从叶片102的侧表面106延伸离开的一体式构件104。在说明性实施例中，一体式构件104以圆筒式形成，具有长度，所述长度具有连通部126，例如孔，连通部126从它的侧表面134沿着它的长度到叶片102内的空气通道腔122。在替代实施例中，一体式构件104可以具有其它外部三维几何形状。一体式构件104被构造为热空气喷嘴100在适当距离处具有热空气工具205的出口，使得叶片102能被适当地定位用于热封操作。一体式构件104也用作导管，以使加热的空气从热空气工具205到空气通道腔122，使得在热封期间，加热的空气能在气流式样132中通过开口120排出，例如在图6和图7中所示。该长度能被放大或缩小以用于任何热封操作。因此，一体式构件104可以是任何合适的长度。在非限制性说明性实施例中，一体式构件的长度沿着其上表面约为1.5英寸。

现在参考图3-5，以及图16-31，开口120通过叶片102的后方或“尾”边缘118连通到空气通道腔122。开口120的轮廓可以由至少一个或多个线性边缘限定并且包括任意几何形状。开口120的轮廓可以是对称的。例如，开口120可以具有如图4中所示的三角形的轮廓，如图17和20中所示的矩形的轮廓，如图22中所示的四边形轮廓，如图23中所示的梯形轮廓，如图25中所示的单台阶构造或双台阶构造的轮廓，或者其它线性限定的构造的轮廓。

与图4、7、20、22、23和25中所示的开口120的线性轮廓相比，开口120也可以由一个或多个曲线边缘限定。例如，曲线边缘限定图24中所示的“班卓琴(banjo)”形轮廓。开口120的替代实施例也可以具有包括至少一个线性边缘和至少一个曲线边缘的组合的轮廓。

例如，图4、17、20、22、23、24和25示出包括高度、上宽度和下宽度的开口120。开口120的上端128和下端130的宽度可以相同，例如，如在图17和20中的开口120的矩形轮廓中所示，或者可以是不同的，诸如，例如分别在图4和图22-25中示出的三角形、四边形、菱形、班卓琴和双台阶构造中所示。

加热空气流过热空气喷嘴100，开口120的轮廓引导精确、均匀的气流，如在例如图2中所示。图4中的开口120的三角形轮廓、图22中的开口120的四边形轮廓、图23中的开口120的梯形轮廓、图24中的开口120的“安卓琴”轮廓和图25中的开口120的双台阶轮廓，每个具有靠近开口120的下端130的宽度，该宽度比靠近上端128的宽度大。在开口120的底部处或靠近底部的该较宽的宽度从开口120的底部或附近集中最多的加热气流。可替选地，气流也可以被从如在图17和20中所示的整个矩形轮廓引导出来。在进一步的可替换实施例中，与开口120的底宽度相比，上宽度可以较宽。这会在开口120的顶部附近运送最多的加热的热空气气流。

开口120的所有实施例的尺寸和形状可以被修改，只要开口120被构造为从空气通道腔122和在热空气喷嘴100的尾边缘118的下游(相对于图6、7、12和14中所示的热封操作的工艺流程d)排出对称的、均匀的气流式样132。

图4、17、20和22-25图示开口120，其一般地从叶片102的顶部110和底部116竖直定中在后方或“尾”边缘118中。更具体地，开口120在图4、17、20和22-25被示出成定位在叶片102的弯曲部108上方，在后或“尾”边缘118中。在可替代构造中，开口120可以沿着叶片102的后或“尾”边缘118被竖直地定位更高或更低，只要在热封操作期间，开口120沿着热塑性材料、弹性材料或其它材料的表面上的路径在期望的位置处排出加热的空气的气流式样132。

在图6和7中所示的工艺流程d中，热塑性材料从叶片102的前方的或“前”边缘112向后方或“尾”边缘118地顺着开口120经过热空气喷嘴100。可替选地，叶片102的前方或“前”边缘112和尾边缘以及开口120也能被调换以用于与工艺流程d相反的工艺流程方向。在任一构造中，开口120在相同的工艺流程方向d上沿热空气喷嘴102的下游排出气流式样132。

内部结构支撑件可以被设置在热空气喷嘴100的空气通道腔122内。支撑件旨在防止可能由高的热暴露和热空气喷嘴100的重复使用引起的叶片102的翘曲、扭曲或其它物理变形。一个或多个内部支杆可以附接到空气通道腔122的侧144的内表面124和侧106的内表面124，例如，如在图16-18、19-21和26-28中所示。内部支杆的截面轮廓可以是圆的、三角形的，如在图26和29中所示，或者是机翼形的，如在图16和19中所示，或者是其它几何形状。

热空气喷嘴100的实施例被示出在图16-18中，其具有与图3-5中的热空气喷嘴100相同或相似的结构特征。它也包括具体示出在图16和18中的支杆195。在图19-21中示出的热空气喷嘴100的可替换实施例中，两个支杆197、199被附接到空气通道腔122的侧114的内表面124和侧106的内表面124，如在图19和21中具体所示。图2-5中的支杆195和图19和21中的支杆197、199被定位成在开口120的上端128稍上方，以避免对流过空气通道腔122并且从开口120以气流式样132排出的加热的空气的均匀性和对称性的产生破坏。

内部结构支撑件也可以位于空气通道腔122内，用于引导加热的空气流出开口120。例如，图26-28中示出的两个三角形支杆652、654，以及图29-31中示出的三个三角形支杆652、654、656，被设置在空气通道腔122内并且邻近于开口120。在任一构造中，三角形支杆引导加热的空气流过空气通道腔122流出开口120。

热空气喷嘴100可以由任何如下材料制造，所述材料能够在热封期间维持其结构而不会由于暴露到以预定流速和温度流过喷嘴100的热空气以及在热空气喷嘴100的使用期间遇到的力引起的翘曲或其它结构失效。在热封操作中，经过喷嘴100的热空气可以被诸如例如在图9a和9b中示出的密封机器的加热系统加热。热空气可以通常在约100℃至约950℃的范围内，具体地在约375℃至约850℃范围内，并且更具体地在约500℃至约700℃的范围内提供。

例如，用于制造热空气喷嘴100的材料可以包括硬质合金、低碳钢、不锈钢、激光烧结铬钴或其他金属或金属合金或非金属复合材料，例如，陶瓷、硼陶瓷等。热空气喷嘴100可以包括一体的本体，或者可替选地，通过焊接或其它结合技术附接或熔合的两部件或更多部件材料的组合。

在形成气流式样132中的热空气喷嘴100的功能性空气流动特性出现，无论热空气喷嘴100在热封操作中被固定在一地点处，或者可替选地它在热封操作期间沿着被固定在固定位置中的热塑性塑料或其它材料移动。

气流式样132被用于：(i)作为正压力，以在材料经过喷嘴的同时通过迫使材料离开喷嘴，由此防止喷嘴与材料的接触，而在热空气喷嘴100周围建立空气包绕，以及(ii)在沿着材料的路径中精确地沉积热量，以加热材料至材料的熔化温度或熔化温度以上，使得当加热的材料被辊子挤压在一起时，材料的相对的熔化表面彼此接触并且然后熔合或结合以形成密封部或接合部。

在具体实施例中，热空气喷嘴的开口120沿着位于倒置u形的折叠机构208内的袋子204的u形折叠部200内侧202的区域216引导气流式样132，如图6-8a中所示。这些附图示出在密封袋顶的操作中，在填充、折叠和密封机器的折叠机构208的下游端的下方，且在上游使用的热空气喷嘴100的叶片的后或“尾”边缘118不与折叠机构208的下游端对准、或者不延伸超过折叠机构208的下游端。在其他热封操作诸如接合密封中，开口120引导在热空气喷嘴100下游的、并且沿着正在被密封或接合的重叠材料的内表面406的热空气的气流式样。

通过热封形成的接合部或密封部将通常具有跨度和长度。例如，接合部或密封部的宽度可以在小于约10mm至约55mm或更多的范围中，取决于正被密封的材料和接合部或密封部的期望强度。更具体地，接合部或密封部的宽度可以在约15mm至约45mm之间，约35mm至约45mm之间，或者约40mm至约45mm之间。在所有实施例中，接合部或密封部的宽度通常大体上延展其中形成接合部或密封部的材料的长度，例如从在热封期间经过热空气喷嘴100的材料的上游端到下游端。

更具体地，填充、形成和密封操作使用热封来焊接封闭塑料编织袋的开口端。沿着袋子210(在被折叠在袋子204上后)和袋子204的在折叠部下方一地点处的侧部的重叠上边缘上的路径，在沉积加热空气气流132的地方形成焊接或密封。密封的宽度通常从袋子204的折叠部的重叠上边缘210的点延伸到折叠部下方的区域。折叠部的宽度范围为约0-2英寸或更多，所述宽度是密封的袋子的从所述折叠部延伸到所述密封的重叠部分。在具体实施例中，折叠部的宽度约1.75英寸。折叠部处的重叠材料通常不被热密封，但由于形成在折叠部下方的密封而仅仅保持接触。

热空气喷嘴100形成接合部或密封部，所述密封部跨过密封部的面具有密封强度，该密封强度相对于通过现有技术热空气喷嘴形成的接合部或密封部的密封强度提高。该提高的密封强度跨过密封的面以及跨过连续热封期间用热空气喷嘴100热密封的袋子或材料中形成的密封部是均匀的。提供的密封强度具有显著的益处，即，当袋子被暴露到对于封装、运输或展示袋子常规的力时，防止密封的袋子由于接合部或密封部的失效导致的破裂打开。因此，这为制造商减少了袋子和产品的浪费以及相关金融损失。

从热空气喷嘴100的开口120排出的加热空气的温度可以在正被密封或接合的材料的熔化温度以上提供。例如，结合本发明使用的材料，例如，热塑性材料、弹性材料等，通常具有在约105℃至约265℃的范围中的熔化温度。对于低密度聚乙烯，聚乙烯具有在约105℃至约115℃的范围之间的熔化温度，对于高密度聚乙烯，聚乙烯具有在约120℃至约180℃的范围之间的熔化温度。聚乙烯具有在约130℃至约170℃的范围中的熔化温度，而聚丁烯具有约190℃的熔化温度。在许多实施例中，但不是所有实施例中，加热的空气的温度将超过正被密封或接合的材料的熔点。

通过热空气喷嘴100排出的加热的空气也可以被用于活化沿着将形成密封部或接合部的材料(例如，热塑性材料、弹性材料、纸张或织物)上的路径沉积的热固性材料或热固性粘接剂，诸如，胶水、胶膜、或胶带(henkle或3m热固性粘接剂)。热固性粘接剂具有由粘接剂的特性确定的活化温度。例如，用于在袋子密封处理中形成密封部的热固性粘接剂通常在约175℃至约235℃的范围中，或者在由制造商设置的其它温度范围中被活化。热固性材料可以被加热到它的熔合温度。

热空气工具250将加热的空气以预先设置空气流速运送到空气喷嘴100，例如，空气流速可以在约60l/分至约250l/分的范围内，在约60l/分至约120l/分的范围内，在约80l/分至约100l/分的范围内，或者支持热封的其它流速。

空气流速用处理速度(例如，约40至约80英尺/分)以及流过热空气喷嘴100的加热空气的温度(例如，在约100℃至约950℃范围中的温度)来校准，其中，所述处理速度是待密封的材料经过实施本发明的热封操作的速度。例如，热封操作可以在约40至约70英尺/分的处理速度以约120至约200l/分的空气流速使空气流动到被加热到约500℃至约680℃的热空气喷嘴100。另一非限制性实施例提供在约530至约680℃的范围中的温度加热的、在约70英尺/分的处理速度中以约120l/分的空气流速提供的空气。

处理速度、空气流速和加热空气温度的其它非限制性实施例包括：(i)在约70英尺/分的处理速度中，空气被加热到约530至680℃的范围中的温度，以约120l/分的空气流速提供；(ii)在约70英尺/分的处理速度中，空气被加热到约530至约680℃的范围中的温度，以约170l/分的空气流速提供；(iii)在约70英尺/分的处理速度中，空气被加热到约530至约680℃的范围中的温度，以约175l/分的空气流速提供；(iv)在约70英尺/分的处理速度中，空气被加热到约530至约680℃的范围中的温度，以约190l/分的空气流速提供；(v)在约70英尺/分的处理速度中，空气被加热到约530至约680℃的范围中的温度，以约195l/分的空气流速提供；或者(vi)在约70英尺/分的处理速度中，空气被加热到约530至约680℃的范围中的温度，以约200l/分的空气流速提供。

处理速度、空气流速和加热空气温度的进一步非限制性实施例包括：(i)对于约45英尺/分的处理速度，空气被加热到约500℃的温度以约120l/分的空气流速提供；(ii)对于约45英尺/分的处理速度，空气被加热到约500℃的温度以约180l/分的空气流速提供；(iii)在于约50英尺/分的处理速度中，空气被加热到约500℃以约180l/分的空气流速提供；(iv)对于约70英尺/分的处理速度，空气被加热到约580℃以约200l/分的空气流速提供；(iv)在约70英尺/分的处理速度中，空气被加热到约600℃以约180l/分的空气流速提供；(v)在约70英尺/分的处理速度中，空气被加热到约600℃以约200l/分的空气流速提供；(vi)在约70英尺/分的处理速度中，空气被加热到约620℃以约200l/分的空气流速提供；或者(vii)在约45英尺/分的处理速度中，空气被加热到约640℃以约180l/分的空气流速提供。

经过校准的处理速度、空气流速和加热的空气的温度能被彼此独立地调整，以在本申请中的每一个的公开范围内优化热空气喷嘴100的焊接功能。处理速度、空气流速和温度通常直接相关，其中，在较快的处理速度和空气流速下使用较高的空气温度，而相反地，在较低的处理速度和空气流速下使用较低的空气温度。可以针对任意数目的因素而做出对处理速度、空气流速和加热的空气的温度的调整，所述因素诸如，例如，正被热密封的材料的熔合温度、正被热密封的材料的物理特性(例如，尺寸、形状、厚度等)和正通过热空气喷嘴100形成的期望焊接的特性(例如，尺寸、强度、材料上的位置等)。这样的调整可以由本领域的普通技术人员确定。

现在回到图6-11，热空气喷嘴100能被用于提高通过水平填充、折叠和密封机器实施的热封操作。填充、折叠和密封机器，诸如本申请中先前描述的那些，提供按顺序的、连续的操作，这些操作利用物品(诸如例如干燥的宠物食品)填充预先形成的聚合编织袋，并且然后在热固性粘接剂沿着密封期望位置施加、或者没有热固性粘接剂沿着密封期望位置施加的情况下，热封折叠的袋开口。

水平填充、折叠和密封机器的机器操作通常包括从工艺流程d的上游到下游的以下步骤(1)-(4)：

(1)打开袋子204，然后利用来自漏斗的产品填充；

(2)被填充的袋子204的开口的上边缘210被对准，其中，一个上边缘210竖直延伸超过另一个上边缘210，并且然后被进给到传送带组或传送辊子组中，在被填充的袋子204被水平运输到折叠机构208的进给端的同时，所述传动带组或辊子组维持上边缘对准；

(3)袋子的对准的上边缘210然后水平地沿着倒置u形折叠机构208并且在内导轨299上经过，所述内导轨299具有恰在叶片102的前方或“前”边缘112上游终止的下游端，其中：(a)填充的袋子204的对准的上边缘201通常沿着被填充的袋子204的长度被折叠成u形的折叠部200，使得上边缘210重叠(见图7、8a)，并且(b)热空气喷嘴100将热空气引导抵靠经过热空气喷嘴100的u形折叠部200的对应内表面，所述热空气喷嘴100位于折叠机构208的下游端的下方和上游(例如，热空气喷嘴100的叶片102的后方或“尾”边缘118不与折叠机构208的下游端对齐，或者不延伸超过所述下游端)；以及

(4)被折叠并且被加热到袋子材料(诸如例如聚合编织材料)的熔合温度(或者如果存在，热固性粘接剂被加热到活化温度)的重叠的上边缘210然后被进给到邻近于折叠机构208的下游端的压缩带组或压缩辊子组218，其将挤压被填充的袋子204的折叠部分以促进袋子204(或热固性粘接剂)的加热部分的接触，以用于形成密封部。

密封部可以沿着密封的袋子(见图8b)的u形折叠部200的下三分之一形成，主要在上边缘210重叠的位置，如在图8b中所示。可替选地，在用于更强的密封部或接合部的替代应用中，可以沿着u形折叠部200的不止下三分之一形成。

冷却操作可以被包括在压缩辊子操作的下游或者与压缩辊子操作结合，以促进袋子204的加热部分的密封部的形成，或者施加到u形折叠部200的热固性粘接剂的结合。例如，冷空气枪或冷却器(vortec630)可以被用于将冷却空气的空气流从热空气喷嘴100的下游引导到用于压缩材料的辊子上，所述冷却空气可以通过在旋涡腔中使压缩空气旋涡(例如，约80-100psig)来生成。冷空气枪可以具有到达每小时2500btu或更大的冷却能力。

现在参考图6-8b，热空气喷嘴100被连接到水平填充、折叠和密封机器的热空气工具205。热空气工具205使加热的空气以预先设定的流速流动到热空气喷嘴100，流速能是恒定的或断续的。热空气喷嘴100的叶片102的大部分位于倒置的u形折叠机构208的下游部分的下方，但是热空气喷嘴100的叶片102的后或“尾”边缘118不与倒置的u形折叠机构208的下游端对准或者不延伸超过该下游端，如在图6和7中所示。更具体地，热空气喷嘴100位于倒置的u形折叠机构208的下游部分的下方，其中，在热空气喷嘴的叶片102与折叠机构208的内表面之间设有间隙。热空气喷嘴的这一位置也是在操作工艺流程中袋子204沿向下游的方向d经过的同时袋子204的上边缘210通过上边缘210重叠形成为u形折叠部200的位置。

热空气喷嘴100可以被固定在密封操作中的密封位置处。密封位置是这样的地方，在该处，热空气喷嘴100的叶片102定位在倒置的u形折叠机构208的下方，在折叠机构208的下游端的上游的位置，并且在该处，热空气喷嘴100的叶片的后或“尾”边缘118不与折叠机构208的下游对准，并且不延伸超过该下游，并且在折叠机构的内表面和热空气喷嘴100的叶片102之间具有足够的空间，该空间允许u形折叠部200在喷嘴100不接触形成u形折叠部200的材料的情况下经过热空气喷嘴100。热空气喷嘴100也可以被附接到动态机构，动态机构被构造为从将热空气喷嘴100从密封位置(在该处它将加热空气引导至焊接材料)移动到远离密封位置的缩回位置。例如，一机构可以被用于将热空气喷嘴100从折叠机构208下方的密封位置(见图11)枢转离开到远离密封操作的位置(见图10)。在另一实施例中，热空气喷嘴100可以被构造为具有一机构，该机构将热空气喷嘴100从折叠机构208下方的密封位置降低并且然后将降低的热空气喷嘴100从折叠机构208旋转或摇摆离开。动态机构的目的在于使热空气喷嘴100连接在以下两个位置之间铰接：(i)当袋子204的处理作业经过喷嘴以被焊接时的密封位置和(ii)当没有袋子204经过喷嘴100时的远离位置。热空气喷嘴100从密封位置到远离位置的移动能被传感器控制，传感器收集关于袋子何时正在接近喷嘴100和袋子何时已经过喷嘴100的信息。

参考图6和7，热空气喷嘴100在热空气喷嘴100的叶片102的下游方向d上通过叶片102的尾边缘118的热空气槽120排出热空气的气流式样132。热空气的这一向下游的排出是相对于热封操作中的袋子204的向下游的移动。袋子204的u形上边缘200的前端212(见图7)，接着是u形折叠部200的其余部分，从前端212到尾部经过叶片102。

在非限制性实施例中，利用由热空气工具206提供到热空气喷嘴100的加热的空气的温度，以及由热空气工具206的加热的空气的空气流速，来校准填充、折叠和密封机器的热封操作的处理速度。在示例中，填充、折叠和密封机器的处理速度将被设定成使得每个袋子204的u形上边缘210以约40至约80英尺/分的范围中的处理速度经过热空气喷嘴100。例如，具有较低处理速度(例如，约50英尺/分)的填充、折叠和密封操作可以以较低温度(例如，约500℃)将空气引导到待被密封的材料上。相反地，较快的处理速度(例如，约70英尺/分)可以以较高温度(例如，约600℃)将空气引导到待被密封的材料上。

在热封处理期间，倒置u形折叠机构208中的u形折叠部200经过插在u性折叠部200中的叶片102的后或“尾”边缘118。在袋子204的这一移动发生时，加热的空气以在工艺流程d中与袋子204的u形折叠部200的行进方向平行的气流式样132通过开口120均匀且一致地排出。气流式样132在热空气喷嘴100周围形成空气包绕，并且接触袋子204的u形折叠部200的内侧216，以将袋子204材料的内侧216的表面的精确区域加热到熔合温度。熔化的内侧216将在稍后当通过辊子218或其它装置施加的压力利用重叠的上边缘210提供密封时在热空气喷嘴100的下游被熔合或结合在一起。密封的下边缘开始于重叠的上边缘210被密封到袋子204的地方，并且密封的宽度将延伸从u形折叠部208的下边缘到顶部的距离的约1/3或更多。如果热固性粘接剂已经被施加到袋子204的u形折叠部200的内侧216，则沿着热固性粘接剂的表面排出的热空气的气流式样132活化粘接剂以当压力在热空气喷嘴100的下游被施加到u形折叠部200以提供密封时结合袋子材料的内侧216。

当与由现有技术喷嘴形成的密封相比时，由本发明的热空气喷嘴100形成的接合部或密封部的抗拉强度更强并且沿着密封的长度更为均匀。例如，通过使用用于柔性屏障材料的密封强度的标准测试方法(astmf88/f88m-09)来评估比较利用热空气喷嘴100的填充、折叠和密封操作密封的聚合编织材料的密封强度、与包括多个孔的现有技术喷嘴密封的聚合编织材料的密封强度的测试结果。测试目的在于确定以聚合编织材料形成的密封的抗拉强度的均匀性以及密封和/或材料的失效的模式和位置，例如，密封破裂、材料破裂或两者的结合。在测试期间，沿着接合部或密封部施加可测量的力，并且然后确定破坏密封或接合所需的力。

识别并记录密封部破裂的性质。如果在密封部的顶部处的密封表面上出现外聚合编织材料的纤维破裂，则密封部破裂被识别为“tf”。如果在距密封部的顶部一距离处而不是在焊接区域的正上方出现外聚合编织材料的纤维破裂，则以英寸为单位测量从密封部的顶部到纤维破裂的距离。如果破裂是密封部的破裂，则密封部破裂被识别为“s”。也确定密封部破裂是否出现在结合部或外聚合编织材料的位置。如果在密封部的底部处的密封表面上出现外聚合编织材料的纤维破裂，则密封破裂被记录为“bf”。如果在距密封部的底部一距离处而不是在焊接区域的正上方出现纤维破裂，则以英寸为单位测量从密封部的底部到纤维破裂的距离。如果聚合编织材料的纤维破裂，则破裂被识别为“f”。测试也测量使测试中使用的聚合编织材料破裂所需的拉力。

使用mark10拉伸测试机执行测试。从利用填充、折叠和密封机器热密封的聚合编织袋收集样品。用于现有技术喷嘴和热空气喷嘴100的测试的聚合编织材料是相同的。其包括具有以下特征的三层、叠片材料：内层是编织聚丙烯(pp；cac03；色剂-白色；经纱/纬纱：7.7每英寸×7.7每英寸；织物重量74gsm-2.2oz/syd)；中间层是聚丙烯薄片(pp；pe；薄片重量0.78oz/syd)；并且外层是双向定向的聚丙烯膜(70规格；0.47oz/syd)。使用水平填充、折叠和密封机器以聚合编织材料形成密封。对于所有样品，填充、折叠和密封机器的工艺流程速度是70英尺/分。对于所有样品，空气流速是120l/分。对于测试样品，经过喷嘴的加热的空气的温度被公开在表格1中。喷嘴下游的压缩辊子被设定成以5bar压缩材料的热密封端。对于所有样品，在热封处理期间，冷空气枪(vortecno.630)把由漩涡过滤、压缩空气(85psi)生成的冷却的空气以约25scfm的速率引导到辊子上。

测试中使用的现有技术喷嘴具有在该喷嘴的尾端上单独地且竖直直线间隔开的12个孔。最低的5个孔具有约0.047英寸的直径，中间的5个孔具有约0.044英寸的直径，并且上部的2个孔具有约0.042英寸的直径。相比之下，在测试期间使用的热空气喷嘴100具有开口120，其具有如在图17和20中所示的矩形轮廓。

在样品材料被热密封并且被压缩辊子压缩后约5-10分钟，从顶部折叠部，以约1英寸的宽度和约4-5英寸的长度，垂直于每个密封的袋子和密封的顶部折叠部切割材料的测试样品。因此，每个测试样品包括袋子、密封的折叠部的一英尺宽的部分和袋子204的两个重叠的未密封部分。每个测试样品在一端被密封，在另一端具有材料的两个未密封的层。未密封的层从每个测试样品的底部延伸约2英寸。

测试设计将测试样品的未密封的层的端部分开并且将每端夹持在mark10的相对的压缩抓爪中，其中样品侧向定中在抓爪之间。每个测试样品的密封被定位成(但不要求必须定位成)距mark10的相对的压缩抓爪距离相等。密封线(密封的顶部和底部边缘)通常垂直于压缩抓爪施加拉力的方向。在测试开始并且执行的同时，密封维持无支撑。初始抓爪分开距离为约6英寸。测力计被设置成：以磅力每英寸(ibf)为单位，模式为峰值拉力(pt)并且初始力被设置为0。测试台被设置在12英寸/分的抓爪分开速率。测试进行直至样品应力失效为止，在该失效点处，测试停止。记录最大力(ibf)。抓爪返回到开始位置，然后样品被移除用于视觉观察以根据astmf88/f88m-09中描述的失效模式确定破裂的类型，如上所述。

表1：密封强度测试对比

表1显示，本发明的热空气喷嘴100跨过密封的面提供每英寸70磅力以上的均匀的密封强度。表1上提供的加热的空气的温度的范围内呈现出密封强度的均匀性。相比之下，现有技术喷嘴形成的密封具有不均匀的密封强度，并且在许多情形中，跨过密封的面，密封强度在每英寸70磅力以下。表1上提供的加热的空气的温度的范围内出现密封强度不均匀性。

热空气喷嘴100能被用于形成跨过密封的面，例如端部以及端部之间的密封的全部区域，具有均匀的密封强度的密封。在实施例中，热空气喷嘴100能够形成跨密封的面具有不小于70磅力每英寸(ibf)的均匀的密封强度的密封。在替代实施例中，热空气喷嘴100能够形成跨密封的面具有均匀性的密封强度的密封，密封强度在用于制造袋子的材料例如聚合编织材料的抗拉强度的约70-100％的范围内。

热空气喷嘴100也能被用于提高例如由在图14和15中所示的竖直的形成、填充和密封机器执行的热封操作。竖直的形成、填充和密封机器执行按顺序的、连续处理步骤，以从平的塑料膜、纸张或织物材料的卷形物形成管材，并且然后从管材形成袋子。如果纸张或织物材料正被用于形成管材和袋子，则热固性粘接剂在热封之前被施加在接合部或密封部的位点。

再次参考图14和15，由竖直的形成、填充和密封机器利用热空气喷嘴100执行的处理操作通常包括以下步骤(1)-(4)：

(1)使塑料膜材料318前进并卷绕在长管(也称为形成管308)上；

(2)塑料膜318的外边缘被定位成使得上边缘310与下边缘312以足够沿着将形成为管的塑料膜材料318的长度形成面对表面314的量重叠；

(3)使用热空气喷嘴100或其它热施加器的热封操作通过以下任一方法使重叠的上边缘310和下边缘312结合：(a)将沿着重叠的边缘310、312的面对表面314上的路径的塑料膜材料318加热到熔合温度，或者可替选地，(b)将沿着将形成搭接缝的边缘310、312的面对表面314上的路径施加的热固性粘接剂活化；并且然后

(4)施加压缩力，使得边缘310、312的加热的面对表面314彼此接触以形成搭接缝。

再次参考图14和15，连接到热空气工具306的热空气喷嘴100提供充分加热的空气到邻近形成管308定位的热空气喷嘴100。图14和15也示出，在热封期间，上边缘310经过热空气喷嘴100的叶片102的侧表面106，并且材料的下边缘312经过叶片102的侧表面114。

图14示出，因为材料从前方或“前”边缘112到后方或“尾”边缘118地经过叶片102，所以开口120从热空气喷嘴100在工艺流程d中以对称且均匀的气流式样132引导热空气，所述气流式样与材料相对于叶片102的行进方向平行。精确地沿着经过热空气喷嘴100的材料的重叠上边缘310和下边缘312的面对表面314上的路径，热空气的气流式样132被均匀且一致地引导通过开口120。这将材料的重叠的内表面314加热到熔合温度(如果是热塑性、弹性或类似的“可熔化”材料)，使得内表面314稍后能通过由辊子316或设置密封的类似装置施加的压力在热空气喷嘴100的下游被压缩在一起。如果热固性粘接剂已经被施加到材料的内表面314，热空气的气流式样132能被沿着热固性粘接剂的表面引导，由此将其活化以当压力被施加以设置密封时将材料的内表面314结合在一起。

在塑料膜被形成为管后，开始装袋处理。该处理包括跨管的底边缘施加水平密封棒夹。密封棒在接合处将膜结合在一起并且将接合下方的膜切除。带被装袋的产品然后被分送到袋子中直到达到填充重量为止，然后水平密封棒将袋子的顶部密封并且同时形成待从管形成和填充的下一袋子的底部。然后将密封的袋子从管切断。

现在参考图12和13，热空气喷嘴100具有进一步的应用，以提高接合密封机器的热封操作。典型的接合密封机器使热塑性塑料或其它材料的重叠件对准，并且沿着重叠部的面对表面焊接搭接接合部。可以通过利用加热的空气的热封来形成搭接接合，所述加热的空气将重叠的件的面对表面的一些或全部加热到熔合温度，或者可替选地，热空气沿着密封的区域加热热固性粘接剂。然后通过辊子402或类似的装置施加压缩力，所述辊子402或类似的装置将重叠的材料加压成彼此接触以设置密封。

再次参考图12和13，热空气喷嘴100被连接到提供加热的空气到热空气喷嘴100的热空气工具404。热空气喷嘴100能被定位成邻近热密封机器的形成支撑。热空气喷嘴100与热密封机器定位，使得材料的上部件408经过热空气喷嘴100的叶片102的侧表面106，并且材料的下部件410经过热空气喷嘴100的叶片102的侧表面114。因为材料的部件从前方或“前”边缘112到后方或“尾”边缘118地经过叶片102，所以开口120从热空气喷嘴100在工艺流程d中的下游引导加热的空气的气流并且所述加热的空气的气流与材料的部件相对于叶片102的行进方向平行。

加热的空气的气流式样132被均匀且一致地通过开口120排出，平行于材料在处理中的下游行进方向d，并且沿着经过热空气喷嘴100的材料的重叠的部件的面向内表面306的精确部分。这将材料的部件的面向内表面306加热到熔合温度(如果是热塑性塑料、弹性体等)，使得内表面306稍后能通过由辊子402或用于将重叠的材料压缩在一起以设置密封的类似装置施加的压力在热空气喷嘴100的下游被结合在一起。如果热固性粘接剂已经被施加到材料的部件的内表面306，热空气的气流式样132能被沿着热固性粘接剂的表面引导，由此将其活化以当压力被施加以设置密封时将材料的部件的内表面306结合。

在可替选的应用中，被构造为具有热空气喷嘴100的接合密封机器可以被用于在平的塑料膜的卷中形成搭接密封部，以这里公开的利用形成、填充和密封机器的相同或相似方式来生产管材。在进一步的实施例中，被构造为具有热空气喷嘴100的接合密封机器可以被用于沿着热塑性塑料或其它材料的边缘焊接单折叠的或双折叠的边缘密封部。

尽管已经结合具体实施例描述了本发明，但是根据前述描述，许多替代、修改、置换或变型对本领域的普通技术人员将是显而易见的。因此，旨在的是，本发明含盖将落入以下权利要求的范围的所有这样的替代、修改和变型。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于热封袋子的开口端的方法，包括：

提供折叠机构，所述折叠机构被构造为在所述袋子沿着所述折叠机构向下游地经过的同时，沿着所述袋子的所述开口端形成折叠部；

将喷嘴定位在所述折叠机构下方的一位置处，在该位置中，所述喷嘴不延伸超过所述折叠机构的下游端，并且利用所述袋子形成所述折叠部，所述喷嘴包括：

具有尾边缘的叶片，所述尾边缘具有与从空气加热工具接收被加热的空气的内部通道连通的开口；

在所述袋子的所述折叠部经过插在所述折叠部内的所述喷嘴的所述尾边缘时、并且从所述尾边缘向下游地经过时，在从所述喷嘴的所述尾边缘向下游的方向上引导被加热的空气气流穿过所述开口，从而，所述气流加热所述折叠部的内侧表面的部分到熔合温度；并且

在所述折叠机构的下游压缩所述折叠部。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在所述折叠部的所述内侧表面中的至少一个上提供热固性粘接剂，从而，在所述外压力被施加到所述折叠部之前，所述气流活化所述热固性粘接剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述袋子包括热塑性塑料、弹性体、纸张或者编织材料。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述袋子包括热塑性塑料、弹性体或者聚合编织材料。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述开口包括以下轮廓中的至少一种：三角形、四边形、钻石形、菱形、矩形、单台阶形、双台阶形、锥形、或者班卓琴形。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述开口由至少一个线性边缘、至少一个曲线边缘或者至少一个线性边缘和至少一个曲线边缘的组合限定。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气流是对称的。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述气流平行于所述袋子的所述折叠部相对于所述折叠机构的工艺流程而流动。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述喷嘴被构造为在所述折叠机构下方的焊接位置与远离所述折叠机构的缩回位置之间枢转。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述喷嘴被构造为从所述折叠机构竖直地下降和/或摇摆离开。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空气加热工具以约100℃至约950℃的温度提供被加热的空气到所述喷嘴。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述空气加热工具使所述被加热的空气以在约60公升每分钟至约250公升每分钟的范围中的流速流动到所述喷嘴。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述袋子以约40英尺每分钟至约80英尺每分钟的速率沿着所述折叠机构向下游地经过。

14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述喷嘴包括金属、金属合金或陶瓷中的任一种或多种。

15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括被附接到所述内部通道的内表面的至少一个支杆。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，至少一个支杆邻近所述开口。

17.一种形成接合部的方法，包括：

使与材料的下边缘重叠的材料的上边缘邻近喷嘴地经过，所述喷嘴被插在所述上边缘和所述下边缘之间，所述喷嘴包括：

前边缘和尾边缘，所述尾边缘具有与所述喷嘴的内部通道连通的开口，所述内部通道接收从空气加热工具流动的被加热的空气；

在所述上边缘和所述下边缘邻近插在所述上边缘和所述下边缘之间的所述喷嘴的所述尾边缘经过、并且从所述尾边缘向下游地经过的同时，在从所述喷嘴的所述尾边缘向下游的方向上，引导被加热的空气的气流穿过所述开口，从而，所述气流将所述上边缘和所述下边缘的相对内侧表面加热到熔合温度；并且

在所述喷嘴的下游压缩与所述下边缘重叠的所述上边缘。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述上边缘与所述下边缘包括一件的材料。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述上边缘包括所述材料的第一件，并且所述下边缘包括所述材料的第二件。

20.根据权利要求17所述的方法，进一步包括在所述上边缘和所述下边缘的相对内侧表面中的至少一个上提供热固性粘接剂，从而，在将所述上边缘和所述下边缘压缩在一起之前，所述气流活化所述热固性粘接剂。

21.根据权利要求17所述的方法，其中，所述开口包括以下轮廓中的至少一个：三角形、四边形、钻石形、菱形、矩形、单台阶形、双台阶形、锥形或者班卓琴形。

22.根据权利要求17所述的方法，其中，所述开口由至少一个线性边缘、一个或多个曲线边缘、或者至少一个线性边缘和一个或多个曲线边缘的组合限定。

23.根据权利要求17所述的方法，其中，所述气流被引导为平行于所述上边缘和所述下边缘相对于所述喷嘴的向下游的移动。

24.根据权利要求17所述的方法，其中，以约100℃至约950℃的范围中的温度提供所述被加热的空气。

25.一种袋子密封设备，包括：

折叠机构，其被构造为在所述袋子沿着所述折叠机构向下游地经过时，沿着袋子的开口端形成折叠部；

喷嘴，其设置在所述折叠机构的下方一位置处，在该位置处，所述喷嘴不延伸超过所述折叠机构的下游端，并且所述折叠机构在所述袋子中形成所述折叠部，所述喷嘴包括：

叶片，其具有前边缘和尾边缘，所述尾边缘具有与被构造为接收从空气加热工具流动的加热空气的内部通道连通的开口，其中，所述叶片相对于所述折叠机构被定位以被插置在穿过所述折叠机构向下游地经过的所述袋子的所述折叠部内，并且其中，所述开口被构造为从所述喷嘴的所述尾边缘向下游地、并且垂直于所述尾边缘地引导均匀的热空气气流；和

辊子，其被构造为在所述折叠机构的下游压缩所述折叠部。

26.根据权利要求25所述的设备，其中，所述开口由至少一个线性边缘、一个或多个椭圆边缘、或者至少一个线性边缘和一个或多个椭圆边缘的组合限定。

27.根据权利要求25所述的设备，其中，所述开口包括以下轮廓中的至少一个：三角形、四边形、钻石形、菱形、矩形、单台阶形、双台阶形、锥形或者班卓琴形。

28.根据权利要求25所述的设备，其中，所述喷嘴包括金属、金属合金或陶瓷中的任一种或多种。

29.根据权利要求25所述的设备，其中，所述喷嘴被构造为在所述折叠机构下方的焊接位置与远离所述折叠机构的缩回位置之间枢转。

30.根据权利要求25所述的设备，其中，所述喷嘴被构造为从所述折叠机构竖直地下降和摇摆离开。

31.根据权利要求25所述的设备，其中，所述空气加热工具以约100℃至约950℃的范围中的温度提供所述加热空气到所述喷嘴。

32.根据权利要求25所述的设备，其中，所述空气加热工具使所述加热空气以约60公升每分钟至约250公升每分钟的范围中的流速流动。

33.根据权利要求25所述的设备，其中，所述设备以约40英尺每分钟至约80英尺每分钟的范围中的速率沿着所述折叠机构向下游地经过所述袋子。

34.一种用于利用材料形成接合部的设备，包括：

喷嘴，所述喷嘴包括叶片，所述叶片具有前边缘和尾边缘，所述尾边缘具有与被构造为接收从空气加热工具流动的加热空气的内部腔连通的开口，和

辊子，所述辊子被构造为在所述喷嘴的下游压缩与所述材料的所述下边缘重叠的所述上边缘；

其中，所述设备被构造为将所述叶片插在与所述材料的下边缘重叠的所述材料的上边缘之间，同时所述叶片经过所述材料，并且

其中，所述开口被构造为以足以将所述上边缘和所述下边缘的相对的内表面加热到熔合温度的温度在从所述喷嘴的所述尾边缘向下游的方向上引导均匀的气流。

35.根据权利要求34所述的设备，其中，所述开口由至少一个线性边缘、一个或多个曲线边缘或者至少一个线性边缘和一个或多个曲线边缘的组合限定。

36.根据权利要求34所述的设备，其中，所述开口包括以下轮廓中的至少一个：三角形、四边形、钻石形、菱形、矩形、单台阶形、双台阶形、锥形或者班卓琴形。

37.根据权利要求34所述的设备，其中，所述喷嘴包括金属、金属合金或陶瓷中的任一种或多种。

38.根据权利要求34所述的设备，其中，所述气流被引导成平行于所述上边缘和所述下边缘相对于所述喷嘴的向下游的移动。

39.根据权利要求34所述的设备，其中，以约100℃至约950℃的温度提供所述加热空气。

40.一种用于利用材料形成边缘接合部的方法，包括：

沿着所述材料的边缘形成单折叠部或双折叠部；

将喷嘴插在沿着所述材料的所述边缘形成的所述折叠部内，所述喷嘴包括：

叶片，所述叶片具有前边缘和尾边缘，所述尾边缘具有与所述喷嘴的内部通道连通的开口，所述内部通道接收来自空气加热工具的加热空气；

当所述折叠部经过插在所述折叠部内的所述喷嘴时，在从所述喷嘴的所述尾边缘向下游的方向上引导均匀的加热空气的气流穿过所述开口，从而，所述加热空气的气流将所述折叠部的内侧表面的部分加热到所述材料的熔合温度；并且

在所述喷嘴的下游施加压力到所述折叠部。

41.一种塑料焊接系统，包括：

折叠装置，所述折叠装置被构造为在袋子沿着所述折叠装置在下游方向上移动时，沿着所述袋子的顶部区段形成折叠部；

所述折叠装置的下游端；和

焊接喷嘴，所述焊接喷嘴在所述折叠装置的下游端下方，并且不延伸超过所述折叠装置的所述下游端。

42.根据权利要求41所述的塑料焊接系统，其中，所述袋子包括热塑性塑料、弹性体、纸张或者编织材料。

43.根据权利要求42所述的塑料焊接系统，进一步包括设置在所述折叠部的内侧表面上的热固性粘接剂。

44.根据权利要求41所述的塑料焊接系统，其中，所述喷嘴包括通过所述尾边缘的开口。

45.根据权利要求44所述的塑料焊接系统，其中，所述开口包括以下轮廓中的至少一个：三角形、四边形、钻石形、菱形、矩形、单台阶形、双台阶形、锥形或者班卓琴形。

46.根据权利要求44所述的塑料焊接系统，其中，所述开口由至少一个线性边缘、至少一个曲线边缘或者至少一个线性边缘和至少一个曲线边缘的组合限定。

47.根据权利要求41所述的塑料焊接系统，其中，当被加热的空气流过所述喷嘴时，所述开口形成对称的气流。

48.根据权利要求47所述的塑料焊接系统，其中，所述气流平行于所述袋子的所述折叠部相对于所述折叠装置的工艺流程而流动。

49.根据权利要求47所述的塑料焊接系统，其中，以约100℃至约950℃的范围中温度提供所述被加热的空气。

50.根据权利要求47所述的塑料焊接系统，其中，所述被加热的空气以在约60公升每分钟至约250公升每分钟的范围中的流速流过所述喷嘴。

51.根据权利要求41所述的塑料焊接系统，其中，所述喷嘴被构造为在所述折叠装置下方的焊接位置与远离所述折叠装置的缩回位置之间枢转。

52.根据权利要求41所述的塑料焊接系统，其中，所述喷嘴被构造为从所述折叠装置竖直地下降和/或摇摆离开。

53.根据权利要求41所述的塑料焊接系统，其中，所述袋子以约40英尺每分钟至约80英尺每分钟的范围中的速率沿着所述折叠装置在下游方向上移动。

54.根据权利要求41所述的塑料焊接系统，其中，所述喷嘴包括金属、金属合金或陶瓷中的任一种或多种。

55.一种方法，包括以下步骤：

穿过由热塑性材料形成的聚合编织袋的开口端、利用填充材料填充所述聚合编织袋；以及

加热所述聚合编织袋的所述开口端以形成焊接的接合部，以在所述聚合编织袋中具有所述填充材料的情况下封闭所述聚合编织袋，而不在所述焊接的接合部中使用与所述热塑性材料不同的热熔粘接剂，并且其中，在所述聚合编织袋在向下游方向上移动通过所述折叠机构时，通过位于用于折叠所述聚合编织袋的所述开口端的所述折叠机构的下游端下方的焊接喷嘴来形成所述焊接的接合部。

56.根据权利要求55所述的方法，其中，所述焊接喷嘴在所述焊接喷嘴的尾边缘中包括开口。

57.根据权利要求56所述的方法，其中，所述开口包括以下轮廓中的至少一个：三角形、四边形、钻石形、菱形、矩形、单台阶形、双台阶形、锥形或者班卓琴形。

58.根据权利要求56所述的方法，其中，所述开口由至少一个线性边缘、至少一个曲线边缘或者至少一个线性边缘和至少一个曲线边缘的组合限定。

59.根据权利要求56所述的方法，其中，被加热的空气经过所述焊接喷嘴的所述开口以形成对称的气流。

60.根据权利要求59所述的方法，其中，以在约100℃至约950℃的范围中的温度提供所述被加热的空气至所述焊接喷嘴。

61.根据权利要求59所述的方法，其中，所述被加热的空气以在约60公升每分钟至约250公升每分钟的范围中的流速流动到所述焊接喷嘴。

62.根据权利要求55所述的方法，其中，所述聚合编织袋以约40英尺每分钟至约80英尺每分钟的范围中的速率在下游方向上移动通过所述折叠机构。

63.根据权利要求59所述的方法，其中，所述对称的气流平行于所述聚合编织袋在所述下游方向上通过所述折叠机构的工艺流程而流动。

64.根据权利要求59所述的方法，其中，所述焊接喷嘴被构造为在所述折叠机构下方但不延伸超过所述折叠结构的下游端的焊接位置与远离所述折叠机构的缩回位置之间枢转。

65.根据权利要求59所述的方法，其中，所述焊接喷嘴被构造为从所述折叠机构竖直地下降和/或摇摆离开。

66.根据权利要求59所述的方法，其中，所述喷嘴包括金属、金属合金或陶瓷中的任一种或多种。