專利名稱：柔性制冷介質(zhì)的水合和冷凍設(shè)備的制作方法
一般地說，本發(fā)明涉及用于水合和冷凍用于把各種物體保持在低溫的選定介質(zhì)的設(shè)備和方法。更具體地說，本設(shè)備和方法涉及用于水合和冷凍包含超吸收性聚合物的制冷介質(zhì)的設(shè)備和方法，其中該聚合物被疊置在用可熱成形的介質(zhì)制成的連續(xù)帶上的各個小室中，且該帶可被置于裝運箱中，從而能夠在至選定目的地的裝運期間保持裝運箱內(nèi)的選定低溫。
本發(fā)明是用于水合和冷凍基于超吸收性聚合物的制冷介質(zhì)的設(shè)備和方法，該制冷介質(zhì)類似于在國際專利申請?zhí)朠CT/US92/06486(該申請在此被引作參考文獻(xiàn)，參見美國專利申請第07/738835號)所公布的制冷介質(zhì)，或類似于用于在裝運期間把可變質(zhì)材料保持在受控低溫的介質(zhì)。相應(yīng)地，對在所引用的專利中公布的介質(zhì)的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，只在需要的程度上進行詳細(xì)討論，以說明該介質(zhì)與在此公布的方法和設(shè)備的部件的相互作用，且對該介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的詳細(xì)理解并不是理解本發(fā)明所必需的。
在使用疊置于單獨的小室中的超吸收性聚合物之前，裝運容器只采用了少數(shù)的物質(zhì)來保持裝運容器內(nèi)的低溫。這些包括封閉的袋中的冰、干冰、以及凝膠塊。然而，由于諸如高成本、污染和處理的問題之類的原因，以及不能在裝運期間在容器中保持臨界溫度，這些裝運材料已經(jīng)開始被冷凍的、基于超吸收性聚合物的制冷介質(zhì)(以下稱為介質(zhì))所取代。一種這樣的介質(zhì)是美國亞拉巴馬(Alabama)州的Mobile的Thermafreeze公司制造的TheraFreeze。ThermaFreeze被制成長卷，通常有15或30英寸寬，并包含在熱成形介質(zhì)的長連續(xù)片之間的疊置分離小室組成的陣列，如在上述對比文件專利中所公布的。各個小室包含了精確量的超吸收性聚合物一這些超吸收性聚合物能夠吸收相當(dāng)于其自身重量和尺寸許多倍的水，從而在暴露于水時充滿各個小室。在小室暴露于含水環(huán)境之前，卷中的小室填充了超吸收性聚合物粉末，且這些粉末所占據(jù)的小室中的空間是很小的。因此，在水合之前，小室是未膨脹的，且介質(zhì)由室的通常15或30英寸寬并具有預(yù)定長度(通常為300英尺)的平坦的帶或片構(gòu)成。
在一個較好的操作中，介質(zhì)卷必須被展開、暴露于適合于介質(zhì)的迅速水合的含水環(huán)境、被冷凍、并被切割成適合于設(shè)置在裝運容器中的形狀和尺寸。這種制備操作，可以在生產(chǎn)設(shè)施中在裝運操作中為消耗該介質(zhì)的用戶“現(xiàn)場”執(zhí)行。然而，用于制備該介質(zhì)的當(dāng)前方法是基于手工的，因而是耗費時間的；因而增大了在裝運操作中使用該介質(zhì)的總成本。進一步地，消費者可能不具備優(yōu)化這種制備操作從而使介質(zhì)得到適當(dāng)制備以被設(shè)置于各種大小和形狀的裝運容器中的技術(shù)訣竅(know how)。另外，該產(chǎn)品可以有許多其他的用途，但卻缺少適當(dāng)?shù)闹R和可行的自動化設(shè)施。
因此，在裝運包裝和其他行業(yè)中，需要在超吸收性聚合物制冷介質(zhì)被置入裝運容器之前對其進行自動制備的設(shè)備和方法。由于許多的設(shè)施都要占用場地空間，所以占地面積較小的組件化單元是重要的。
本發(fā)明的目的，是提供一種用于使基于超吸收性聚合物的制冷介質(zhì)的水合和冷凍自動化的設(shè)備。
本發(fā)明的一個進一步的目的，是提供用于優(yōu)化基于超吸收性聚合物的制冷介質(zhì)的水合和冷凍的方法。
本發(fā)明的再一個目的，是提供一種占地很小的組件化的設(shè)備，它包含了用于水合和冷凍基于超吸收性聚合物的制冷介質(zhì)，從而使該介質(zhì)可在被設(shè)置到裝運容器中之前在消費者的現(xiàn)場得到適當(dāng)?shù)闹苽涞姆椒ā?br> 在一個實施例中，本發(fā)明包括了一個水合組件、一個冷凍組件、以及一個傳送組件。卷或具有選定的長度和寬度的整體墊形式的基于超吸收性聚合物的制冷介質(zhì)，被保持在干燥的儲存處。卷可沿著分離包含超吸收性聚合物的室的帶而被切割成適當(dāng)?shù)某叽?，或者被制造商預(yù)切割，而成為具有所希望的尺寸的墊。當(dāng)為使用作好了準(zhǔn)備時，存儲的卷可在制造商或消費者處被預(yù)切割成所希望的長度，或者被定位于帶所卷繞在的傳送轉(zhuǎn)軸上。該帶或墊被送進包括一個浸漬罐或噴射系統(tǒng)的水合組件中，以向超吸收性聚合物提供充足的供水。吸收的水填充了帶的小室。水合的帶或墊隨后被傳送到一個搖動器傳送機，以除去外部的水份。它隨后被送到一個具有-10°F或更低溫度的冷凍室，在那里被吸收到小室中的水被凍結(jié)。凍結(jié)的帶隨后離開冷凍器。包括切割成適當(dāng)?shù)某叽绾托螤畹乃璧奶幚?，可在消費者的裝運區(qū)進行，以被放置在裝運容器中的可變質(zhì)材料周圍。當(dāng)適當(dāng)?shù)嘏c可變質(zhì)材料(諸如食品、醫(yī)藥或化學(xué)產(chǎn)品等)放置在一起時，冷凍的介質(zhì)在至裝運目的地的運輸期間在容器中的一個預(yù)定溫度區(qū)內(nèi)保持了一定的溫度。
在另一實施例中，本發(fā)明包括了一個存儲部分、一個水合部分、一個冷凍部分、和一個切割部分。該存儲區(qū)存儲具有選定長度和寬度的連續(xù)的帶形式的、成卷的、基于超吸收性聚合物的制冷介質(zhì)。當(dāng)為消費作好準(zhǔn)備時，存儲的卷被置于轉(zhuǎn)軸上，從而使帶可被卷繞在一個相鄰的、由在整個裝運拖車上設(shè)置的一系列輥組成的傳送系統(tǒng)上。當(dāng)介質(zhì)被展開時，它在這些傳送輥上受到輸送，且驅(qū)動輥促使帶通過該輸送系統(tǒng)中的其他輥。當(dāng)該輸送系統(tǒng)把帶拉入由一個浸漬罐或設(shè)在上方的噴射噴嘴組成的水合區(qū)時，超吸收性聚合物吸收水并充滿了帶的小室。水合的帶隨后被傳送至具有-10°F或更低溫度的冷凍室中，在那里吸收到小室中的水被凍結(jié)。冷凍的介質(zhì)隨后在一個激光切割區(qū)被切割成預(yù)定的大小和形狀，并被送到消費者的裝運區(qū)以被設(shè)置在裝運容器中的可變質(zhì)材料周圍。當(dāng)適當(dāng)?shù)嘏c枯萎材料一起放置時，冷凍的介質(zhì)在至裝運目的地的運輸期間在容器中的一個最大/最小窗口內(nèi)保持了一定的溫度。
通過以下的描述以及對附圖的研究，本發(fā)明的其他特征、目的和優(yōu)點將變得顯而易見。
在附圖中描述了體現(xiàn)本發(fā)明的特征的設(shè)備，這些附圖形成了本公布的一部分，且其中

圖1是沿著水合組件的縱向中心線取的水合組件的剖視圖；圖2是沿著制冷組件的縱向中心線取的制冷組件的剖視圖；圖3是沿著其縱向中心線取的搖動器組件的剖視圖；圖4是部件的運作關(guān)系的框圖。
圖5是水合冷凍設(shè)備的第二實施例的示意圖，顯示了主要的內(nèi)部元件；圖6是該設(shè)備中的水合罐和冷凍室的擴展圖；且圖7是傳送輥的詳細(xì)視圖， 顯示了在輥的外部上的牽引機饋送進式表面特征和帶上的配合定位穿孔。
參見附圖以對本發(fā)明有更清楚的理解，在圖1中可見，第一組件11是一個水合單元，它可作為一個單獨的單元使用，但是得到了專門的設(shè)計以被用作介質(zhì)制備設(shè)備的一個組件。組件11包括一個外殼12，該外殼12具有一個進入開口13，墊或未切割的帶可通過該開口13而沿著一個滑道14而得到運送。在滑道14的底部是一個傳送機16，它沿著一個罐17的底部沿著縱向延伸。傳送機16具有一個傾斜部分，該傾斜部分向上延伸并越過了罐17的一個壁，而被用作排放傳送機。可選地，在傳送機16上方位于罐17之內(nèi)的高度處，可設(shè)置一個二級傳送機18。一個馬達(dá)19被裝在外殼12內(nèi)的一個支撐架上，該馬達(dá)19可以是液壓的或電動的并具有適當(dāng)?shù)乃俣瓤刂疲⒕哂幸粋€輸出三角皮帶輪或鏈輪21，該輸出三角皮帶輪或鏈輪21借助適當(dāng)?shù)膸Щ蜴湺c傳送機16上的一個驅(qū)動輥22和傳送機18上的一個驅(qū)動輥23相連。
罐17被用作積蓄水合流體的槽。如將要理解的，該介質(zhì)是多小室的層，在各個小室中有足夠量的超吸收性聚合物，以吸收液體用于隨后的冷凍。較好的液體是已經(jīng)被過濾以除去雜質(zhì)的水；然而，其他的液體可與特定的聚合物一起被用于一定的用途。水合液體可以如圖1所示地被充到一定的液面高度，以使傳送機18把介質(zhì)浸沒在液體的表面之下并促使介質(zhì)向著傳送機16的排放端運動。在此例中，液體的液面高度受到一個檢測器24的監(jiān)測，且額外的水合液體被引入到罐中，以補充與超吸收性聚合物水合的液體。例如，具有這種設(shè)計的一個小單元每小時可消耗10加侖的水合液體?；蛘?，一系列的噴射噴嘴26可被裝在罐17上方，且液體可被噴射到傳送機16所運送的介質(zhì)上，多余的液體借助適當(dāng)?shù)墓艿篮统樗脱b置而得到收集和再噴射。在兩種情況的任何一種之下，傳送機是不銹鋼網(wǎng)孔或塑料式傳送機—它允許液體通過并能夠促使介質(zhì)通過罐17。水合液體可能需要被加熱至約100°F；因此，預(yù)加熱的一個外部儲存罐31可被用作補充液體的源。傳送機的速度可借助對馬達(dá)19的傳統(tǒng)控制而得到調(diào)節(jié)，以保證介質(zhì)在離開傳送機16上的罐17之前得到完全的水合。
在離開罐17之后，介質(zhì)被傳送到一個滴液傳送機32，該傳送機32也是一個不銹鋼開放帶、被裝在一個滴盆33上方并具有與其相聯(lián)的振動組件，從而在介質(zhì)經(jīng)過該傳送機時除去介質(zhì)外表面的水份。該傳送機可由馬達(dá)19上的鏈輪驅(qū)動，從而使其速度與傳送機16和18相伴隨。例如，可使用如圖3中所示的多個偏心輥35來提供與行進方向相交的運動，以有助于除去外部的水份。也可通過采用一種高壓空氣刀來除去介質(zhì)上的多余液體。
滴液傳送機32終結(jié)于一個進入制冷組件40的入口39處。組件40包括一個隔離外殼41，在外殼41內(nèi)多個相繼的傳送機42受到支撐以進行伴隨運動，每一個傳送機42都與第一組件11中采用的傳送機類似。水合的介質(zhì)相繼地從一個傳送機移動至另一個傳送機，直到被從出口44排出。外殼41的內(nèi)部被保持在比水合的聚合物介質(zhì)的冰點低得多溫度。入口39具有一個第二入口39’，用于例如在干冰是保持低于冰點的溫度的較好方法的情況下引入干冰。當(dāng)采用如以下所述的替換冷卻方法時，可在該入口上設(shè)置一個蓋。
在某些情況下，傳統(tǒng)的機械制冷技術(shù)可被用來保持內(nèi)部溫度。在這些情況下，提取出的熱量可在熱交換器50中被用來預(yù)加熱在第一組件中使用的水合液體。在其他情況下，液化的諸如二氧化碳、氮、或碳氟化合物的不活潑氣體，可被用作冷卻劑。如被顯示為51的一組適當(dāng)設(shè)置的噴嘴組可以以0psig注入該氣體，從而顯著地降低溫度。隨著該氣體被加熱和上升，它可被一個壓縮機上的一個進氣風(fēng)扇送入一個回收壓力通風(fēng)機52，以得到再壓縮和再循環(huán)。同樣地，從再循環(huán)的氣體中提取出的熱量可被用來加熱水合液體。在任何情況下，較好的是在入口39和出口44處包括一個隔板系統(tǒng)或空氣幕系統(tǒng)，以盡可能地減小這些區(qū)域的氣體侵入和外流。由于干冰會留在凍結(jié)的介質(zhì)上且其他外部固體會聚積在凍結(jié)的介質(zhì)上，出口44把凍結(jié)的水合介質(zhì)引到一個第二振動網(wǎng)篩傳送機45，從而除去這些顆粒。可以方便地采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)置而把這種材料再循環(huán)至入口39＇。
如果組件如圖4所示地被疊置的話，一個如在此處所述的系統(tǒng)所占據(jù)的空間，可小至三英尺寬八英尺長的一塊面積。其高度將低于八英尺。具有這種尺寸的機器將能夠每小時處理多至1200磅的水合液體，這將足以完全水合兩卷300英尺長15英寸寬的布設(shè)有聚合物的帶。這個數(shù)量的介質(zhì)將足夠每小時在八個各有兩立方英尺容積箱內(nèi)布置一層；因此，它對于對可變質(zhì)或熱敏感產(chǎn)品進行冷藏裝運包裝的小型裝運操作來說，是非常理想的。
參見圖5至7，其中描述了第二實施例。圖5顯示了具有本發(fā)明的主要部件的水合冷凍設(shè)備110。設(shè)備110的關(guān)鍵部件被容納在一個傳統(tǒng)的隔熱冷藏拖車111中。該拖車包括位于拖車之下的一個標(biāo)準(zhǔn)的空調(diào)單元112，該空調(diào)單元112向設(shè)備內(nèi)部提供冷的干燥空氣。拖車外殼113包括使拖車內(nèi)的部件避免暴露于拖車外的環(huán)境高溫的隔熱部分。一個車載發(fā)電機114向設(shè)備的所有系統(tǒng)提供電力，并包括用于外部電力聯(lián)接的連接裝置，從而使消費者所在地的外部交流電源可被用來為設(shè)備供電。一個外部水連接裝置131使得能夠利用消費者的在地的水。
設(shè)備110包括三個主隔艙A、B和C，它們由前隔板115和后隔板120隔開。各個隔板均包括一個通道門口(未顯示)，從而使工人能夠走過整個設(shè)備以對所有的隔艙提供服務(wù)。前隔艙A被用作介質(zhì)卷117的存儲區(qū)125。適用于這種設(shè)備的ThermaFreeze介質(zhì)是以15英寸或30英寸寬300英尺長的卷的形式提供的。該卷由諸如2盎司聚丙烯的無紡織物的介質(zhì)的連續(xù)帶構(gòu)成。該帶包括多個“小室”，這些“小室”通常具有約2英寸×2英寸的尺寸且在各個小室之間有1/4英寸的密封區(qū)間(margin)。在該無紡織物上疊置有一塑料聚丙烯膜，以形成2×2個小室。在各個小室之間有1/4英寸的密封區(qū)間的情況下，15英寸的標(biāo)準(zhǔn)帶沿著橫向有6個小室，因而在一個300英尺的卷中有9000個小室，而30英寸寬的卷中的小室數(shù)目則為其兩倍。各個小室包含諸如符合FDA標(biāo)準(zhǔn)的交聯(lián)的聚丙烯酸酯的鈉鹽(sodium polyacrylate)的超吸收性聚合物。把膜疊置到無紡織物上并把聚合物設(shè)置在各個小室內(nèi)的過程，已經(jīng)借助諸如Murray等人的美國專利第5,628,845號(該專利在此被作為參考文獻(xiàn))中的設(shè)備，而實現(xiàn)了自動化，從而使對這種介質(zhì)的使用更為經(jīng)濟。雖然把這些材料用于本發(fā)明的效果是良好的，具有類似的物理性質(zhì)的其他材料也同樣可用于本發(fā)明并取得良好的效果。本申請人預(yù)期隨著時間的推移將會開發(fā)出各種類型的介質(zhì)以適應(yīng)裝運的需要，而在此描述的本發(fā)明就是為了適應(yīng)不斷演化的各種類型的介質(zhì)尺寸而設(shè)計的。
在設(shè)備操作的準(zhǔn)備中，一卷介質(zhì)117被裝載到一個馬達(dá)驅(qū)動的轉(zhuǎn)軸118上，以將其展開到整個設(shè)備上的傳送輥119上。轉(zhuǎn)軸上的一個馬達(dá)可便利于介質(zhì)至傳送輥119上的展開，且實際上該馬達(dá)可以在電氣上與傳送系統(tǒng)結(jié)合成一體，從而使卷119的運動造成轉(zhuǎn)軸馬達(dá)的協(xié)同運動；然而，可以設(shè)想的是，當(dāng)帶被傳送系統(tǒng)所帶送且驅(qū)動輥121被開動時，傳送輥119自身將提供足夠的動力來展開介質(zhì)卷。大部分傳送輥119都是從動的，響應(yīng)于被驅(qū)動輥121拉過設(shè)備的帶而轉(zhuǎn)動。如從圖中可見，按照所安裝的傳送系統(tǒng)的長度—該長度可隨著消費者的應(yīng)用的不同而不同，驅(qū)動輥被設(shè)置在設(shè)備中的不同的關(guān)鍵位置。在某些應(yīng)用中，如果傳送系統(tǒng)足夠地短，單個的驅(qū)動輥就足以把帶拉過設(shè)備。另外，雖然在這些圖中顯示了幾個輥，可以設(shè)想的是輥的密度和位置將隨著介質(zhì)類型的不同而變化。
參見圖7，可見各個傳送輥119和驅(qū)動輥121通常包有高滑爽性的、帶有圖案的橡膠或TeflonTM合金122，以支持并輸送該帶而使其通過設(shè)備。各個輥在各個隔艙中借助本領(lǐng)域中眾所周知的傳統(tǒng)裝置以可轉(zhuǎn)動的方式得到支撐，且由于轉(zhuǎn)動的方法對于本設(shè)備的運行不是關(guān)鍵的并且不體現(xiàn)本發(fā)明的新穎方面，將不對輥和傳送系統(tǒng)的機械方面作進一步的討論。各個輥包括位于輥的外部的一系列的突出部123，且?guī)Ь哂醒刂鴰У牡诙偷谒拿芊鈪^(qū)間的、處于對應(yīng)位置的穿孔124，用于接受輥上的相應(yīng)突出部，如圖所示。這種牽引饋送設(shè)置增強了帶被拉過設(shè)備時輥的夾緊和支撐能力。
現(xiàn)在參見圖6，在隔艙B中是一個水合罐126和一個冷凍腔127。水合罐126包括一個泵/加熱器裝置128和浮動檢測器129，用于控制水溫和罐126中的液面高度。外部水連接部分131使得能夠與消費者現(xiàn)場的水源進行連接，以經(jīng)過泵128來對罐126注水，且排放端口132使得能夠在介質(zhì)制備完成之后迅速地對罐進行排放。泵128中的溫度檢測器和一個加熱元件把罐中的水溫保持在90°-150°F(即微溫)。與隔板115相鄰的一個驅(qū)動輥121a把帶117拉過隔板115上的一個縫并經(jīng)過開口134而將其拉入包圍的罐126的含水環(huán)境。罐126中的輥119如圖所示地在拉動水表面之下的帶117，并以受控的速度將帶117送過微溫的水，以使小室中的聚合物對水的吸收達(dá)到優(yōu)化。雖然顯示是完全浸泡式的罐，替換的水合方法也適合于介質(zhì)的水合。例如，一種提供恒定的供水的、設(shè)置在上方的水噴嘴配置—其中所提供的水被噴射到通過罐而行進的帶上，將提供適當(dāng)?shù)乃辖Y(jié)果。用一種設(shè)在上方的噴嘴設(shè)置代替貯水箱，只需要改動加熱/泵裝置128的分配管道以把水從罐中的浸沒位置再循環(huán)至噴嘴。
在水合之后，帶117升到水面136之上并被驅(qū)動輥121b拉過一個隔熱門口138而進入冷凍腔127。門口138由受到一個具有適當(dāng)尺寸的罩的支撐的一系列縱向的非粘性的橡膠擋片構(gòu)成，以使帶117能夠通過隔熱壁板139，且壁板139也如圖所示地圍繞著冷凍腔127。傳送輥119位于腔127內(nèi)，以增大帶的縱向行進，從而增大帶117在冷凍腔中的冷凍條件下的暴露時間。腔127包括專用的制冷系統(tǒng)。成對的CO2筒142向腔127中的膨脹噴嘴141提供氣體。機械制冷單元143借助CO2系統(tǒng)進行冷卻。機械單元143是傳統(tǒng)的，但可具有更高的冷卻能力，以在腔127中實現(xiàn)更低的溫度。所示的傳統(tǒng)的交流部件、冷凝器144、蒸發(fā)器145、壓縮機146、膨脹閥147、制冷管線148、空氣管道149、以及吹風(fēng)機風(fēng)扇150都位于腔127的上方；然而，各種類型的系統(tǒng)—諸如本領(lǐng)域中眾所周知的那些系統(tǒng)—可被設(shè)置在其他的位置，以實現(xiàn)優(yōu)化的性能和經(jīng)濟效益。溫度檢測器和控制電路(未顯示)控制著兩個冷卻單元的相互作用和運行，從而在腔中保持低于-10°F的溫度。這種溫度對于冷凍過程來說不是關(guān)鍵的，只要在腔(127)中保持了低于20°F的溫度。然而，測試表明，在低于-10°F的溫度能夠以優(yōu)化的方式實現(xiàn)小室的迅速冷凍。另外，雖然顯示了兩種類型的冷卻系統(tǒng)，本申請人認(rèn)為一種或另一種的單個系統(tǒng)適合于在腔中保持冷凍溫度。
在冷凍之后，與隔板120相鄰的驅(qū)動輥121c把帶117拉過腔127并將該帶送過具有與門口138類似的構(gòu)造的后門口151、通過隔板120上的一個開口并進入隔艙C的切割區(qū)150。雖然整個的介質(zhì)吸收了某些水份，水集中在介質(zhì)的小室中，且?guī)?17仍然是比較柔性的。這使得帶117能夠繼續(xù)繞在傳送輥上而不會顯著地妨礙其通過設(shè)備。
再參見圖5，其中更清楚地顯示了隔艙C的切割區(qū)。臺153支撐了一個切割激光器154和用于引導(dǎo)切割光束的伺服控制鏡156。觸摸屏顯示器157使操作者能夠選擇預(yù)先編制的切割圖案，以適應(yīng)具體消費者的包裝需要。臺153還包括一個真空固位系統(tǒng)158，以在預(yù)定的時刻把冷凍的帶固定在切割臺153上。在操作中，當(dāng)冷凍的帶117的前緣到達(dá)切割臺153時，在該臺的遠(yuǎn)端處的一個檢測桿159，在與帶的前緣相接觸時，激活真空系統(tǒng)158，以把帶鎖定在臺上的一個固定位置。激光器154隨后把冷凍的帶切割成適當(dāng)尺寸和形狀的小室組，以在控制邏輯(未顯示)所保持的固件程序的指令下進行包裝，其中該控制邏輯也協(xié)調(diào)著激光器、真空系統(tǒng)、和鏡伺服裝置的相互作用。該固件使操作者能夠從觸摸屏顯示器157迅速地選擇不同的切割圖案。該固件中保持的切割圖案得到編程，以沿著密封區(qū)間切割介質(zhì)，從而不破壞各個小室，并能夠切割出適合于多種不同類型的裝運容器的形狀。在完成了切割過程之后，真空系統(tǒng)自動地脫離，且操作者把切割臺上的小室組置入容器，以從拖車的后門移至消費者裝運區(qū)。隨后下一段的冷凍帶行進到臺153上以進行切割?？梢圆捎镁哂羞m當(dāng)切割能力的任何激光器；然而，測試表明，75-100瓦范圍的高功率密封CO2激光器是最有效的。一個Plexiglas遮屏(未顯示)圍繞著激光切割臺153，從而保護操作者不受激光照射。雖然顯示了基于激光的切割系統(tǒng)，也可以采用其他適當(dāng)?shù)那懈罘椒?，諸如旋轉(zhuǎn)刀或高壓水射流，而達(dá)到同樣的效果。
借助如上所述的優(yōu)化的水合和冷凍條件，選定的帶部分能夠以大約每分鐘5英尺的速度連續(xù)地被水合、冷凍、并切割成所需的尺寸。這使得能夠經(jīng)濟地產(chǎn)生大量的、將要被設(shè)置在裝運容器中可變質(zhì)材料周圍的冷凍介質(zhì)。
雖然我們已經(jīng)以不同的形式顯示了本發(fā)明，但這些只是為了說明本發(fā)明，而不是要限定本發(fā)明的范圍；本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種制冷介質(zhì)制備設(shè)備，用于水合和冷凍被約束在由柔性可滲透材料制成的帶中的超吸收性聚合物，包括a.第一組件裝置，用于對所述聚合物進行水合并包括用于促使所述帶通過所述第一組件的裝置；以及，b.制冷組件裝置，用于在所述帶被促使通過所述制冷組件裝置時冷凍水合之后的聚合物。
2.如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備，其中所述第一組件裝置包括一個傳送機，用于以適合于實現(xiàn)所述超吸收性聚合物的基本上完全的水合的速度把所述帶移過足夠量的水合液體。
3.如權(quán)利要求2所限定的設(shè)備，其中所述傳送機把所述帶浸沒在一池所述水合液體中。
4.如權(quán)利要求3所限定的設(shè)備，進一步包括用于保持所述第一組件中的所述水合液體的量以基本上連續(xù)地進行通過所述第一組件的帶中的超吸收性聚合物的水合的裝置。
5.如權(quán)利要求2所限定的設(shè)備，進一步包括用于調(diào)節(jié)所述傳送機的速度以增大或減小所述超吸收性聚合物暴露于所述水合液體的時間的裝置。
6.如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備，進一步包括用于在所述帶移過所述第一組件時把所述水合液體噴射到所述帶和傳送機上的裝置。
7.如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備，其中所述制冷組件包括安裝在其中的一個傳送機，用于以適合于便利所述帶中的水合液體的凍結(jié)的速度把一個水合的帶移過所述組件。
8.如權(quán)利要求7所限定的設(shè)備，其中所述制冷組件具有用于接收所述水合的帶的入口和用于排放冷凍之后的所述水合帶的一個出口，并包括用于限制氣體通過所述入口和出口的侵入和外流的裝置。
9.如權(quán)利要求7所限定的設(shè)備，其中所述制冷單元包括用于把所述腔的內(nèi)部保持在低于所述水合之后的帶的冰凍點的溫度的機械裝置。
10.如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備，進一步包括搖動器裝置，該搖動裝置被適當(dāng)定位以接收來自所述制冷組件的冷凍的水合的帶，用于從所述冷凍的水合帶上除去外部的水份和固體。
11.如權(quán)利要求10所限定的設(shè)備，其中所述搖動器裝置包括一個用于沿著一個第一方向支持和傳送其上的所述帶的一個開放傳送機和用于把振動提供給所述帶的裝置。
12.一種制冷介質(zhì)制備設(shè)備，用于水合和冷凍被約束在由柔性可滲透材料制成的帶中的超吸收性聚合物，包括a.第一組件裝置，用于對所述聚合物進行水合并包括用于促使所述帶通過所述第一組件的裝置，包括一個傳送機，用于以適合于實現(xiàn)所述超吸收性聚合物的基本上完全的水合的速度把所述帶移過足夠量的水合液體；用于保持所述第一組件中的所述水合液體的量以基本上連續(xù)地進行通過所述第一組件的帶中的超吸收性聚合物的水合的裝置；用于調(diào)節(jié)所述傳送機的速度以增大或減小所述超吸收性聚合物暴露于所述水合液體的時間的裝置；以及，b.制冷組件裝置，用于在所述帶被促使通過所述制冷組件裝置時冷凍經(jīng)過水合的聚合物，包括用于接收所述水合帶的入口和用于排放冷凍之后的所述水合帶的一個出口，并包括用于限制氣體通過所述入口和出口的侵入和外流的裝置；安裝在所述腔中的第二傳送裝置，用于以適合于便利所述帶中的水合液體的冷凍的速度把一個水合帶移過所述組件；用于把所述腔的內(nèi)部保持在低于所述水合帶的冰凍點的溫度的機械裝置。
13.如權(quán)利要求1所限定的設(shè)備，進一步包括用于在所述帶在所述冷凍裝置中被冷凍之后把所述帶切割成具有預(yù)定尺寸和形狀的單獨部分的裝置。
14.用于水合和冷凍柔性的制冷介質(zhì)的組裝設(shè)備，包括a.車輛裝置，用于運送所述設(shè)備從而使所述設(shè)備成為移動和獨立的；b.用于水合所述介質(zhì)的裝置；c.用于把所述介質(zhì)送入所述水合裝置的裝置；d.用于冷凍所述介質(zhì)的裝置；以及e.用于把所述介質(zhì)從所述水合裝置傳送到所述冷凍裝置的裝置。
全文摘要
用于制備熱敏感材料的裝運用的包裝材料的設(shè)備,采用了水合組件(11)、冷凍組件(40)、以及傳送組件(45)。具有選定長度和寬度的連續(xù)帶形式的基于超吸收性聚合物的制冷介質(zhì)的卷,被干燥貯藏。這些可被切割成沿著帶材料的尺寸,并分離出包含超吸收性聚合物的小室。帶或墊行進到水合組件(11)中。水合的帶隨后被傳送而經(jīng)過冷凍室(40),在那里吸收在小室中的液體被冷凍。組件系統(tǒng)的小型化使其可在消費者的裝運區(qū)使用。
文檔編號F25D25/04GK1263590SQ98807085
公開日2000年8月16日 申請日期1998年7月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月11日
發(fā)明者約瑟夫·穆雷, 萊曼·庫爾德 申請人:熱學(xué)產(chǎn)品公司