CN101370630B - 用于熔化和分配热塑性材料的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于熔化和分配热塑性材料的装置(10、150、200)，其包括未加热的储料器(12、151、151)，所述储料器具有用于接收热塑性材料的颗粒(56、56、56)的入口(14、166、166)和用于排出所述颗粒(56、56、56)的出口，以及加热的集合管(40、40、40)，所述集合管包括形成在其中并具有入口(66、66、66)和出口(76、76、76)的至少一个空腔(64、64、64)，所述入口(66、66、66)与所述储料器(12、151、151)的出口(68、163、163)流体连通以从所述储料器(12、151、151)接收所述颗粒(56、56、56)。所述储料器(12、151、153)布置在加热的集合管(40、40、40)的外部。所述加热的集合管(40、40、40)有效地用于在其中将所述颗粒(56、56、56)熔化成熔化的热塑性材料。

Description

用于熔化和分配热塑性材料的装置和方法
交叉引用
本申请要求2006年1月17日提交的美国临时专利申请No.60/759,305“用于熔化和分配热塑性材料的装置”的优先权，在此通过引用清楚地将其全文结合于此。
技术领域
本发明涉及用于熔化和分配热塑性材料的装置和方法。
背景技术
热塑性材料包括那些可反复熔化并冷却为固体的材料。热塑性材料包括蜡和热塑性粘合剂，也称为“热熔性”粘合剂等。“热熔性”粘合剂应用于各种应用中，该应用包括多种产品包括家具、门、窗户等的装配，以及箱子、容器等的封闭。
典型地，将各种形状和尺寸的固体热熔性粘合剂供应至包括加热的储罐和/或加热的栅炉的熔化器以生产熔化的热熔性粘合剂。也可将固体热熔性粘合剂供应到其中利用滚筒来熔化粘合剂的鼓或桶内。加热后，为了将熔化的材料保持在所需的应用温度，通过加热软管将熔化的粘合剂泵送至涂布器或分配器，有时称为分配“枪”或枪，或包括阀和喷嘴的枪模块。加热的软管被认为是与热熔性粘合剂有关的炭化问题的主要原因，特别是在需要相对较低熔速的系统中。这种应用中，由于软管内熔化的粘合剂的相对较大的量并且相对较低的使用速度，所以熔化的粘合剂在加热软管内的滞留时间可超过粘合剂的“适用期”。在此所用的“适用期”是在粘合剂开始降解造成增加的粘度和炭化之前处于系统温度下的最大时间。熔化的粘合剂的尺寸过大的储罐或其他容器也可引起该问题。热塑性粘合剂的“适用期”过长可能导致运行问题，例如过滤器堵塞以及出现炭化后所需的清洗。
希望提供一种减少炭化的粘合剂分配系统。也希望提供一种粘合剂分配系统，其中材料保持在高温的时间显著减少和/或材料的量减少。最后，也希望消除加热软管传输液化热熔料的需求。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种用于熔化和分配热塑性材料的装置，包括：未加热的储料器，所述储料器具有用于接收热塑性材料的颗粒的入口和用于排出所述颗粒的出口；加热的集合管，所述加热的集合管包括形成在其中的至少一个空腔，所述至少一个空腔具有与所述储料器的所述出口连通用于从所述储料器接收热塑性材料的颗粒的入口，所述储料器布置在所述加热的集合管的外部，所述至少一个空腔进一步包括出口，所述加热的集合管有效地用于在其中将所述颗粒熔化成熔化的热塑性材料；泵，所述泵包括入口和出口，所述泵的所述入口与所述至少一个空腔的所述出口流体连通，所述泵安装在所述集合管上；以及分配器，所述分配器安装在所述集合管上并且包括入口和出口，所述泵的所述出口与所述分配器的所述入口流体连通，所述分配器的所述出口有效地用于分配经过其中的熔化的热塑性材料，其中，所述集合管包括泵供给通路和泵排出通路，所述泵供给通路与所述至少一个空腔和所述泵的所述入口流体连通，所述泵排出通路与所述泵的所述出口和所述分配器的所述入口流体连通。
本发明的装置的不同实施方式也可包括一个或多个下列特征。所述集合管可包括形成在所述集合管内的多个空腔，所述空腔互相隔开并且每个空腔都具有与所述储料器的出口连通的入口以及出口。集料器通路可与每个空腔的出口流体地连接。所述集料器通路包括与所述泵的入口流体连通的出口。
所述储料器可由聚合材料制成。可在加热的集合管内形成多个空腔，所述空腔互相隔开并且每个都具有与所述储料器的出口连通的入口并且进一步包括出口。该实施方式中，所述集料器通路可与每个所述空腔的出口流体连通。
该装置可进一步包括多个翼片，将每个翼片布置在两个相邻的空腔的中间。一实施方式中，所述翼片具有三角形横截面，将顶点布置在所述储料器的出口内。
该装置可进一步包括未加热的软管，其在一端连接至所述储料器的入口并且具有有效用于接收经过它的所述热塑性材料的颗粒的相对端。更具体地，所述软管的相对端可操作地连接至加压空气源，由此使所述软管的相对端有效用于从所述颗粒的供给容器抽吸所述热塑性材料的颗粒。所述软管有效地用于当加压空气在软管内流动时将颗粒传输到储料器的入口。该实施方式中，所述储料器包括上部，该上部包括所述储料器的入口并且进一步包括形成在其中并且绕其周边布置的多个孔眼。所述孔眼有效用于从所述未加热的软管排放进入所述储料器的加压空气。
该装置可进一步包括一设备，该设备有效用于使所述热塑性材料的颗粒在所述储料器的纵向轴线的周围并沿着所述储料器的纵向轴线移动通过所述储料器的出口。该设备可以是带叶片的螺旋推运器，所述叶片的外径可以是基本恒定或锥形的。可将电机以驱动方式连接至所述螺旋推运器。
根据本发明的第二方面，提供一种用于熔化和分配热塑性材料并且在分配之前使熔化的热塑性材料的滞留时间最小化的方法，所述方法包括：将热塑性材料的颗粒供应至布置在加热的集合管的外部的未加热的储料器；将所述热塑性材料的颗粒从所述储料器排出到所述加热的集合管中；将所述热塑性材料的颗粒在所述加热的集合管内熔化成熔化的热塑性材料；将熔化的热塑性材料通过所述加热的集合管引导至安装在所述集合管上的分配器；将熔化的热塑性材料从所述分配器分配到工件上；将熔化的热塑性材料通过所述加热的集合管引导至安装在所述加热的集合管上的泵；以及将熔化的热塑性材料从所述泵通过所述加热的集合管泵送至所述分配器。
其他实施方式中，该方法也可包括一个或多个下列特征。可从所述颗粒的供给容器经未加热的软管将热塑性材料的颗粒传输至所述储料器的入口。所述颗粒可仅靠重力从所述储料器排出到所述加热的集合管内。可自动保持所述颗粒在所述储料器内的预定高度，并可将所述储料器安装在所述加热的集合管上。
根据可选实施方式，提供一种方法，包括将热塑性材料的颗粒供应至具有出口和纵向轴线的未加热的储料器，所述储料器布置在加热的集合管的外部并在所述储料器的纵向轴线周围沿着所述储料器的纵向轴线移动所述颗粒，以经所述储料器的出口将颗粒排出并至所述加热的集合管内。该方法进一步包括在所述加热的集合管内将所述颗粒熔化成熔化的热塑性材料、经所述加热的集合管将熔化的热塑性材料引导至安装在所述集合管上的分配器、和从所述分配器分配熔化的热塑性材料。
不同的实施方式中，该方法可进一步包括一个或多个下列特征。可用布置在所述储料器内的螺旋推运器在所述纵向轴线周围沿所述纵向轴线移动所述颗粒。可经所述加热的集合管将熔化的热塑性材料引导至安装在所述集合管上的泵并经所述集合管从所述泵泵送至所述分配器。
根据本发明的第三方面，提供一种用于将两个框格部件互相粘合以形成所述框格的角部的方法，所述两个部件互相以邻接关系布置。该方法包括在专用自动化设备上安装用于熔化和分配热熔性粘合剂的装置，所述装置包括加热的集合管、布置在所述加热的集合管的外部并安装于其上的未加热的储料器、安装在所述加热的集合管上的泵和安装在所述加热的集合管上的分配器。该方法进一步包括将热熔性粘合剂的颗粒供应至所述未加热的储料器和从所述储料器将热熔性粘合剂的颗粒排出到所述加热的集合管内。该方法也包括在所述加热的集合管内将所述热熔性粘合剂的颗粒熔化成熔化的热熔性粘合剂、经所述加热的集合管将所述热熔性粘合剂引导至所述分配器以及将所述分配器与形成在所述框格的两个部件的第一个中的孔眼对准，所述孔眼与在框格的第一部件的内部和框格的第二部件的内部之间延伸的第一通道流体连通。该方法进一步包括从所述分配器将熔化的热熔性粘合剂注入所述孔眼并经所述孔眼注入所述第一通道。
根据本发明的第四方面，提供一种用于将过滤器的两端互相粘合的方法，所述过滤器形成为圆筒形并且其两端以互相邻接的关系布置。该方法包括在专用自动化设备上安装用于熔化和分配热熔性粘合剂的装置，所述装置包括加热的集合管、布置在所述加热的集合管的外部并安装于其上的未加热的储料器、安装在所述加热的集合管上的泵和安装在所述加热的集合管上的分配器。该方法进一步包括将热熔性粘合剂的颗粒供应至所述未加热的储料器内、从所述储料器将热熔性粘合剂的颗粒排出到所述加热的集合管中，在所述加热的集合管内将所述热熔性粘合剂的颗粒熔化成熔化的热熔性粘合剂以及经所述加热的集合管将熔化的热熔性粘合剂引导至所述分配器。该方法也包括将所述分配器与所述过滤器的两端对准以及在所述过滤器的两端之间分配熔化的热熔性粘合剂以形成用于将所述两端粘合在一起的接缝。
附图说明
根据以下说明、所附权利要求和附图，本发明的这些以及其他特点、方面和优点将变得更好理解。
图1是根据本发明用于熔化和分配热塑性材料的装置的等距视图。
图2是与图1类似的等距视图，但具有以分解装配图示出的所包括的储料器，以进一步示出所包括的加热的集合管。
图3是沿图2中的线3-3获取的横截面视图。
图4是沿图2中的线4-4获取的横截面视图。
图5是与图3类似的横截面视图，示出根据本发明用于熔化和分配热塑性材料的装置的可选实施方式。
图6是与图5类似的横截面视图，示出根据本发明用于熔化和分配热塑性材料的装置的另一可选实施方式。
图7是包括框格的窗户的平面图。
图8是进一步示出所述窗户的角部之一的在图7中圈出的区域的放大图，示出本发明的装置的一种应用。
图9是示出本发明的装置的另一种应用的过滤器的等距视图。
图10是表示图9所示的过滤器的一部分的部分放大示意图。
图11是示出本发明的装置的一种应用的立体图。
具体实施方式
现在参照图1和图3，示出一种用于熔化和分配热塑性材料诸如热熔性粘合剂的装置10。尽管装置10可用来分配各种热塑性材料，但当用来分配热熔性粘合剂时它特别有优势，并且将联系这种应用说明装置10。装置10包括储料器12，储料器12具有入口14(在图3中示出)，入口14有效用于从供给容器或储罐16接收热熔性粘合剂的固体颗粒，诸如小球或小粒(chicklets)。该说明性的实施方式中，通过自动给料系统18，诸如都是由诺信公司(Nordson Corporation)生产的FillEasyTM粘合剂给料系统或
Figure GSB00000717253200071
粘合剂给料系统，将热熔性粘合剂的固体颗粒供应至储料器12的入口14。在此所使用的术语“固体颗粒”是指处于固态而不是液态或熔态的颗粒。然而，本领域的技术人员应理解的是，固体颗粒可具有不同硬度，取决于诸如大气暴露等因素。相应地，某些固体颗粒可以稍微“手感柔软”。自动给料系统18包括未加热的传输软管20，其在一端20a连接至储料器12的入口14，并在相对的一端在抽吸棒22中终止。加压空气源24经由一个或多个导管26供应至抽吸棒22。更具体地，所述加压空气供应至包含在抽吸棒22之内的文丘里泵(未示出)。靠近所述热熔性粘合剂固体颗粒的供给容器16的入口布置抽吸棒22，并且包括在所述抽吸棒内的文丘里泵有效用于将热熔性粘合剂的固体颗粒从供给容器16抽出并抽到软管20中，以及用于经由加压空气通过软管20将所述热熔性粘合剂固体颗粒传输或泵送至储料器12的入口14。
可选地，可用螺旋输送机或其他传输系统将所述热熔性粘合剂的固体颗粒从供给储罐16传输至储料器12的入口14。进一步可选的是，可省略自动粘合剂供给系统18，将所述热熔性粘合剂的固体颗粒手动供入储料器12的入口14。这种情况下，所述储料器可包括盖子，可将其开启用于将所述颗粒手动供应到储料器12内并且在其他情况下封闭。
图1所示的说明性实施方式中，所述储料器包括下部28、中部30和上部32。上部32是适于接纳软管20的中空圆筒。上部32包括多个形成在其中并绕上部32周边布置的孔眼34。每个孔眼34都和储料器12的上部32形成的内腔36(图3)连通并且敞开到上部32的外表面38上。相应地，孔眼34有效用于从软管20将进入腔36的加压空气排放到储料器12外部的大气。
装置10包括加热的集合管40，且储料器12可安装至集合管40或靠近地连接到集合管40。储料器12的下部28包括布置为与集合管40接触接合的周边法兰42。由绝缘材料制成的夹板44构造为容纳周边法兰42，并用于将储料器12安装在集合管40上。夹板44可由多个常规紧固件诸如螺栓46(图1)固定，其穿过形成在夹板44中的孔眼(未示出)并进入形成在集合管40中的匹配孔眼48，如参考图2所示的分解装配图可最好地理解的。绝缘夹板44有效用于将储料器12的周边法兰42保持在适合的温度。法兰42与储料器12的其余部分一样可由绝缘材料制成。例如，储料器12可由具有较低导热率的聚合材料诸如聚四氟乙烯制成，其一般称为特氟纶相反，集合管40由具有较高导热系数的金属诸如铝制成。
参照图1和2，储料器12的中部30的周边可具有不规则形状，其包括可以如图所示凹陷的两个表面50。可选地，表面50可以是基本平直加工的表面。孔可形成在储料器12的中部30内，并经储料器12的中部30延伸，使得所述孔的一端敞开在储料器12的下部28和中部30限定的内腔52(图3)上。所述孔的相对一端敞开在储料器12的中部30的多个凹面50之一上。高度传感器54可经形成在中部30中的孔眼延伸，使得高度传感器54的远端布置在内腔52之内。传感器54的远端可与储料器12的内表面58基本平齐。当热熔性粘合剂的固体颗粒56的高度降至高度传感器54之下时，传感器54可发送信号至控制粘合剂供给系统18的控制器(未示出)使得另外的热熔性粘合剂从供给容器16经软管18传输到储料器12之内。
储料器12底部中的开孔可大于储料器12顶部中的开孔，使得储料器12的内表面58与垂线形成较小的角度60，例如5°。这种喇叭形表面58有利于热熔性粘合剂的颗粒56经储料器12的移动。
多个加热元件62布置在集合管40之内并且如图3和4所示基本经其延伸。该说明性的实施方式中，每个加热元件62都是电阻式加热元件。设置电线组件63，其与加热元件62电耦接并可与电源(未示出)耦接。加热元件62有效用于经由传导基本贯穿集合管40传热。随后将更详细地讨论加热元件62在集合管40之内的具体定位。
多个空腔64可形成在集合管40中并互相隔开。每个空腔64包括与储料器12的出口68(图3)连通的入口66(图4)。相应地，热熔性粘合剂的固体颗粒56可在重力作用下自由落入空腔64内。空腔64的入口66敞开在集合管40的上表面70上。集合管40进一步包括从表面70向上突出并延伸到储料器12的出口68内的多个翼片72。每个翼片72可具有三角形横截面，在翼片72的三角形形状的两边的接合处有朝上指向的尖顶74。翼片72的三角形形状有助于将粘合剂引入空腔64内并确保不会阻挡所述固体颗粒进入空腔64。另外，翼片72的三角形形状相对于例如具有矩形横截面的翼片提供了增加的表面积，这样对至所述粘合剂的热传递是有利的。由于储料器12是未加热的，所以除了从加热的集合管40接收热传递的最底部外其保持在环境温度。
当材料从空腔64排出时熔化发生在空腔64之内并且将所述固体颗粒转化为熔化的热熔性粘合剂。每个空腔64包括邻接相应的空腔64的底部的出口76。每个出口76与形成在集合管40中的集料器通路78流体连通。熔化的热熔性粘合剂从集料器通路78经过出口80排出至泵供给通路82。泵供给通路82在一端与集料器通路78的出口80流体连通，从而与每个空腔64流体连通，并且在相对一端与泵86的入口84流体连通。如图3所示，泵供给通路82从出口80向下偏斜至泵入口84，所以所述粘合剂可在重力作用下流至泵入口84。
图1-4的说明性的实施方式中，泵86是计量齿轮泵，其经由总体以90表示的动力传动系统以驱动方式与电机88连接。电机88可以是伺服电机并且动力传动系统90可包括容纳电机88的可旋转输出轴(未示出)的齿轮箱92和布置在齿轮箱92和泵86之间的联轴器94。电机88和相连的动力传动系统控制泵86的转速。泵86可安装在集合管40上。该说明性的实施方式中，通过常规紧固件诸如穿过泵86的壳体并进入集合管40的螺栓将泵86连接至集合管40。可选地，可利用其他泵，包括活塞泵。
可选地，设置盖住电机86和动力传动系统90的一部分的罩盖97。支架96可与动力传动系统90的一部分成包围关系布置并可用来将装置10安装至用于分配热熔性粘合剂的整体系统的一部分，所述整体系统可以是固定结构或专用自动化设备。
熔化的热熔性粘合剂从泵86经出口98排出至泵排出通路100，该泵排出通路100在相对一端与分配器104的入口102流体连通。分配器104可直接安装在集合管40上。压力转换器106可布置在集合管40中与泵排出通路100流体连通使得其有效用于测量从泵86排出的溶化的热熔性粘合剂的压力。压力转换器106可与控制面板(未示出)电耦接并可对控制装置10的操作员提供通报或警报信号，其通知所述操作员熔化的粘合剂的泵排出压力超出期望的运行范围。装置10可包括过滤器108，该过滤器108布置在泵排出通路100中以过滤可能存在于熔化的粘合剂之内的固体材料的细颗粒。
合适的分配器104是诺信公司生产的型号为AG-900的枪模块，其是气动模块。然而，也可采用诺信公司生产的各种各样的其他气动或电动枪用于挤出热熔性粘合剂或潜在地使热熔性粘合剂纤维化。该说明性的实施方式中，加压空气源(未示出)供应至电磁阀110(图1)，其可包括传统的四通电磁阀。分配器104可包括气动致动的往复式活塞元件12，所述活塞元件包括圆盘114和与圆盘114成为一体的推杆116。活塞元件112可经由弹簧118偏置在封闭位置中使得推杆116靠着阀座120布置，从而封闭枪104的出口122。
导管124诸如管道将电磁阀110上的接口126与分配器104上的接口128互连。另一导管130将电磁阀110上的接口132与分配器104上的接口134互连。接口134与邻接圆盘114一侧布置的内腔136流体连通并且接口128与邻接圆盘114相对侧布置的内腔138流体连通。相应地，当操作员希望开启分配器104，使得熔化的热熔性粘合剂可经出口122排出时，电磁阀110运行以提供加压空气至内腔138并同时给空腔136通风，从而在圆盘114上施加克服弹簧118的偏置力的力并提起阀座120的往复式活塞元件112，从而开启分配器104。当操作员希望关闭分配器104时，经由电磁阀110，加压空气供给到空腔136而空腔138同时通风。
图5示出根据本发明可选实施方式的用于熔化和分配热熔性粘合剂的装置150。装置150除下列的例外以外与装置10相同。装置10包括布置在储料器151之内的可旋转螺旋推运器152。储料器151和螺旋推运器152可由绝缘材料制成。例如，可使用具有相对较低的导热率的聚合材料诸如聚四氟乙烯，其一般称为特氟纶
Figure GSB00000717253200111
螺旋推运器152包括轴154和与轴154成为一体的螺旋叶片156。叶片156具有贯穿螺旋推运器152的纵向长度基本恒定的外径158。相应地，考虑螺旋推运器152为直线式螺旋推运器。螺旋推运器152以驱动方式与电机160连接，更具体地，电机160的旋转输出轴162以驱动方式与螺旋推运器152的轴154连接。齿轮箱(未示出)和联轴器(未示出)在需要时可插入可以是电动机的电机160和螺旋推运器152之间。可选地，螺旋推运器152可由气动设备驱动。螺旋推运器152有效用于在储料器151的纵向轴线159周围沿储料器151的纵向轴线159移动热熔性粘合剂的固体颗粒并经储料器151的出口163进入空腔64。
螺旋推运器152确定尺寸并构造有适当的螺距使得固体颗粒56进入空腔64的进料速度大于空腔64之内的颗粒56的熔化速度。这样在空腔64之内的热熔性粘合剂分配时在其上产生了期望的背压以增加熔化速度和流体动量。储料器151包括形成在其中并包括有效用于接收经过它的热熔性粘合剂的固体颗粒56的入口166的侧装入口接口164。粘合剂供给系统18的软管20可连接至入口接口164并与入口166连通。多个孔眼168形成在入口接口164中并有效用于以与在上面关于装置10的孔眼34所述的方式相同的方式从软管20排放进入入口接口164的加压空气。储料器151具有带周边法兰172的下部170，所述下部和周边法兰与装置10的下部28和周边法兰42相同。储料器151进一步包括上部174，上部174包括入口接口164。高度传感器诸如上述传感器54(图5中未示出)可布置在上部174中，使得所述高度传感器的远端布置在储料器151的内腔176之内。装置150的其余特征和功能与前述装置10相同。
另一可选实施方式中，装置150可省去泵86、电机88和动力传动系统90。这种情况下，集料器通路78的出口(图5中未示出)与分配器104的入口102流体连通。压力转换器106和过滤器108也可包括在该实施方式中。
图6示出根据本发明另一种用于熔化和分配热熔性粘合剂的装置200。该实施方式中，螺旋推运器152由具有轴204和与轴204成为一体的螺旋叶片206的螺旋推运器202代替。与螺旋推运器152一样，螺旋推运器202可由绝缘材料制成。例如，可使用具有相对较低的导热率的聚合材料，诸如聚四氟乙烯，其一般称为特氟纶。叶片206包括从顶部至底部向外变细的外径208并且相应地，考虑螺旋推运器202为锥形螺旋推运器。装置200的结构特征和功能在其他方面与装置150相同。由于叶片206的外径208在邻接入口接口164处较小，所以设置另外的空间来容纳热熔性粘合剂的固体颗粒56。
装置10的运行期间，给料系统18基于高度传感器54提供的反馈自动保持热熔性粘合剂的固体颗粒56在储料器12内的预定高度。给料系统18可独立于电机88、泵86和分配器104的运行而运行。控制器(未示出)，其可以是例如与母机诸如随后讨论的在图11中示意性地示出的专用自动化设备300相连的可编程逻辑控制器，在需要将熔化的或流体热熔性粘合剂从分配器104分配时，发送“开”信号至控制器(未示出)诸如与电机88和分配器104相连的可编程逻辑控制器。该控制器然后发送同步信号至电机88以启动电机88并发送信号至电磁阀110使分配器104打开。可使这些信号同步使得分配器104在电机88和泵86接通之前开启以避免如果电机88和泵86在分配器104开启之前运转则可能会发生的对分配器104的损坏。可使用一个或多个延时继电器来同步开启分配器104并然后接通电机88和泵86。所述熔化的热熔性粘合剂然后从分配器104排出到工件上，例如图7和8所示的框格256或图9或10所示的过滤器290上。
在包括泵86、电机88和动力传动系统90时，除了包括的螺旋推运器152和202分别迫使颗粒56从储料器151排出而不是与装置10的储料器12的情况一样仅靠重力从储料器151排出颗粒外，装置150和装置200的运行与装置10相同。
本发明的装置10、150和200可用于各种各样的应用，这些装置在具有较低的分配或排出速度，例如热熔性粘合剂的约1b/hr的分配速度的应用中的使用是特别有利的。装置10在从分配器104分配所述热熔性粘合剂之前将所述热熔性粘合剂在装置10之内的“滞留时间”最小化。更具体地，所述热熔性粘合剂在装置10之内的“滞留时间”比所述热熔性粘合剂的适用期短，从而至少使与所述热熔性粘合剂相关的炭化问题最小化。在此用到的“滞留时间”是所述热熔性粘合剂处于熔态的时间。
装置10的下列特征有助于最小化所述热熔性粘合剂在装置10之内的滞留时间。储料器12是未加热的并且可由具有相对较低的导热率的材料即具有相对较低的传热系数的材料制成。此外，储料器12布置在加热的集合管44的外部。尽管储料器12可安装在加热的集合管40上，但由绝缘材料制成的夹板44可用来容纳储料器12的周边法兰42以将储料器12安装在加热的集合管40上并且阻止从加热的集合管40至储料器12的传热。由于以上原因，储料器12之内的热熔性粘合剂通常不会熔化并保持固态(尽管会出现部分软化)。所述固体热熔性粘合剂诸如颗粒56在从分配器104分配熔化的热熔性粘合剂时根据“需要”排出到集合管40内。
选定所有的空腔64的总组合容积和加热元件62的加热能力使得加热的集合管40的熔化速度大于但相对接近于所述热熔性粘合剂的分配速度。例如，在一个实施方式中装置10可以具有约11b/hr的分配速度并且集合管40的熔化速度可以是约21bs/hr至约41bs/hr。当采用计量齿轮泵诸如泵86时，精确计量的量的熔化的热塑性材料从泵86排出并经泵排出通路100流至分配器104的入口102。考虑到上述分配和熔化速度，储料器12可较小。例如，一个实施方式中储料器12可具有约八英寸的整体长度并且可具有在储料器12的中部30中的约一至二英寸的内径。内表面58可与上述一样是锥形。因此，在储料器12的中部30和储料器12的下部28之内的内径可能稍微不同。中部30的最大外尺寸随相应的内径变化并因此可以是例如约二至三英寸。相应地，与各种熔化速度以数量级或更多显著超过相关的分配速度的常规热熔性分配系统相比，装置10更加接近“按需熔化”的理想目标。
分配器104与加热的集合管40紧连并可安装在集合管40上。这样形成了基本在涂布点即熔化的热熔性粘合剂分配在工件上的位置实现熔化。相应地，通过采用装置10消除了使加热的软管在加热的集合管或其他储热器和相连的远程安装的分配器之间延伸的必要性。
图7、8和11示出一种低分配速度的应用，其中可用本发明的装置诸如装置10、150或200来加固拉挤窗户的角部接粘。图7示出一种窗户250，其具有可安装至结构壁(未示出)的框架252和由框格256固定的玻璃块254，框格256又固定在窗户框架252上。
窗户可由各种材料制成，用不同方法将窗户角部部件互相固定。例如，乙烯树脂窗户的角部部件可焊接，铝质窗户的角部部件可机械固定，并且木质窗户的角部部件可用粘合剂或机械紧固件连接。拉挤窗户角部，即由纤维加强复合材料构成的窗户的角部，诸如图8所示的框格256的角部258，用粘合剂诸如热熔性粘合剂粘结。
拉挤窗户角部，诸如角部258，包括由复合材料或玻璃纤维构成的内芯。将胶合板或乙烯树脂外形层压至所述内芯。所述角部诸如角部258的结构完整性是关键的并且可按以下方式对角部258注入热熔性粘合剂以实现此结构完整性。
角部258将互相以邻接关系放置的框格256的竖直部件260与水平部件262连接然后粘合在一起。如图8所示，竖直部件260包括从部件260的外表面延伸到部件260的内部的孔眼264。孔眼264与通道266和通道268流体连通，该通道266位于部件260内部，该通道268形成在部件260的内部并延伸到部件262的内部。虽然通道266和268示出为其间形成90°角，但它们可相对彼此形成不同的角度并且可从孔眼264引出不同数量的通道。也可采用不同数量的孔眼和通道的其他结构和组合。框格256包括两个竖直部件260、两个水平部件262和四个角部258，每个角部都通过将竖直部件260之一和水平部件262之一连接形成。每个角部258可包括适于对具体的角部258定向的孔眼264和通道266及268。
装置10、150或200的加热的集合管40、储料器40、泵86和分配器104可安装在专用自动化设备300上，如图11示意性地示出。将储料器12、泵86和分配器104安装在加热的集合管40上提供了一个紧凑单元，其使在专用自动化设备诸如设备300上安装这些组件所需的空间最小化。与具有较大的储罐或其他熔化的热塑性材料的容器的常规系统相比，由于储料器10和加热的集合管40较小的尺寸，所需空间被进一步最小化。在图11中示意性地示出装置10，其具有如上所述连接到储料器12的未加热的软管20。在将分配器104与形成在框格256的竖直部件260中的孔眼264对准后，熔化的热熔性粘合剂可从分配器104分配并注入孔眼274并经孔眼264进入通道266和268，从而在熔化的热熔性粘合剂冷却并固化后将框格256的部件260和262互相粘合。
可将框格256的另外的角部258的部件粘合，其方式类似于通过改变分配器104和框格256的相对位置实现的分配器104与框格256的部件之一中相应的孔眼264的对准。可通过移动分配器104和装置10的安装在设备300上的其他组件以便改变分配器104的位置，或通过利用本领域已知的各种常规设备对框格256重新定位来实现此目的。作为进一步的可选方式，可在设备300上安装多个装置10、150或200，每个装置都用来将框格256的角部258之一的两个部件互相粘合。这种情况下，关于热熔性粘合剂的固体颗粒的供应可将多个装置10、150或200集合在一起，将每个装置的分配器104与框格256相应的孔眼264对准。
本发明的装置，诸如装置10、250或200，可连同上述方法使用以将非拉挤窗户角部，即由与纤维增强复合材料不同的结构形成的窗户角部的窗户角部的多个部件粘合。另外，粘合剂也可涂布到部件260和262的邻接面。
图9和10示出另一种应用，其中本发明的装置，诸如10、150或200，可用来形成图9所示的过滤器290的侧缝280，此处过滤器290可以是例如用于机动车辆的滤油器。过滤器290由过滤材料282构成，所述过滤材料由平片或平块滤布形成为布置在过滤器290周边的多个褶层284。褶状块然后形成为图9所示的圆筒形，褶状块的端部以邻接关系布置。加热的集合管40、储料器12、泵86和分配器104可如图11示意性所示安装至专用自动化设备300。分配器104然后可与过滤器290的两端对准并可形成接缝280，通过从分配器104将熔化的热熔性粘合剂分配在所述褶状块的两端之一或两端上将所述褶状块的两端粘合在一起。熔化的热熔性粘合剂可沿所述两端的邻接面流动。当熔化的热熔性粘合剂冷却并固化时，形成结构合理的接缝或接点。然后可将中心管组件(未示出)插入过滤器280的内部286。使用中，要过滤的流体流经所述中心管组件并径向向外通过绕所述中心管组件的周边形成的多个孔(未示出)然后通过过滤器280。
虽然上述说明已特别详细地阐明本发明的优选实施方式，但是必须理解的是在不偏离随后的权利要求所限定的精神和范围的情况下可进行许多改型、置换和变化。本发明因此不限于已说明的特定实施方式，而是仅限于下列权利要求所限定的内容。

Claims (26)

1.一种用于熔化和分配热塑性材料的装置，包括：
未加热的储料器(12)，所述储料器具有用于接收热塑性材料的颗粒的入口(14)和用于排出所述颗粒的出口；
加热的集合管(40)，所述加热的集合管包括形成在其中的至少一个空腔，所述至少一个空腔具有与所述储料器的所述出口连通用于从所述储料器接收热塑性材料的颗粒的入口，所述储料器布置在所述加热的集合管的外部，所述至少一个空腔进一步包括出口，所述加热的集合管有效地用于在其中将所述颗粒熔化成熔化的热塑性材料；
泵(86)，所述泵包括入口和出口，所述泵的所述入口与所述至少一个空腔的所述出口流体连通，所述泵安装在所述集合管(40)上；以及
分配器(104)，所述分配器安装在所述集合管(40)上并且包括入口和出口，所述泵的所述出口与所述分配器的所述入口流体连通，所述分配器的所述出口有效地用于分配经过其中的熔化的热塑性材料，
其中，所述集合管包括泵供给通路和泵排出通路，所述泵供给通路与所述至少一个空腔和所述泵的所述入口流体连通，所述泵排出通路与所述泵的所述出口和所述分配器的所述入口流体连通。
2.如权利要求1所述的装置，进一步包括：
形成在所述集合管中的多个所述空腔，所述空腔互相隔开，每个所述空腔具有与所述储料器的所述出口连通的入口和出口；以及
与每个所述空腔的所述出口流体地连接的集料器通路，所述集料器通路包括与所述泵的所述入口流体连通的出口。
3.如权利要求2所述的装置，其中：
所述加热的集合管进一步包括多个翼片，每个所述翼片布置在所述空腔中的两个相邻的空腔的中间。
4.如权利要求3所述的装置，其中：
每个所述翼片具有顶点延伸到所述储料器的所述出口中的三角形横截面。
5.如权利要求1所述的装置，其中：
所述储料器由聚合材料制成。
6.如权利要求1所述的装置，进一步包括：
未加热的软管，所述未加热的软管在一端处与所述储料器的所述入口连接，并具有有效地用于接收经过其中的热塑性材料的颗粒的相对端。
7.如权利要求6所述的装置，其中：
所述软管的所述相对端可操作地与加压空气源连接，由此使所述软管的所述相对端有效地用于从颗粒的供给容器抽吸热塑性材料的颗粒，当加压空气在所述软管内流动时，所述软管有效地用于将颗粒传输至所述储料器的所述入口。
8.如权利要求7所述的装置，其中：
所述储料器包括上部，该上部包括所述储料器的所述入口并且进一步包括形成在其中并绕其周边布置的多个孔眼，所述孔眼有效地用于从所述软管排放进入所述储料器的加压空气。
9.如权利要求1所述的装置，其中：
所述储料器进一步包括纵向轴线；并且
所述装置还包括：设备，该设备有效地用于使热塑性材料的颗粒在所述储料器的所述纵向轴线的周围并沿着所述储料器的所述纵向轴线移动并通过所述储料器的所述出口。
10.如权利要求9所述的装置，其中：
所述设备是布置在所述储料器内的螺旋推运器。
11.如权利要求10所述的装置，其中：
所述螺旋推运器包括轴和与所述轴成为一体的螺旋叶片，所述叶片具有基本恒定的外径。
12.如权利要求10所述的装置，其中：
所述螺旋推运器包括轴和与所述轴成为一体的螺旋叶片，所述叶片具有锥形外径。
13.如权利要求10所述的装置，进一步包括：
以驱动方式与所述螺旋推运器连接的第一电机；以及
以驱动方式与所述泵连接的第二电机。
14.如权利要求1所述的装置，其中
所述入口比所述出口具有更小的开孔。
15.如权利要求14所述的装置，其中：
所述储料器包括上部，该上部包括所述储料器的所述入口并且进一步包括形成在其中并绕其周边布置的多个孔眼，所述孔眼有效地用于排放空气。
16.一种用于熔化和分配热塑性材料并且在分配之前使熔化的热塑性材料的滞留时间最小化的方法，所述方法包括：
将热塑性材料的颗粒供应至布置在加热的集合管的外部的未加热的储料器；
将所述热塑性材料的颗粒从所述储料器排出到所述加热的集合管中；
将所述热塑性材料的颗粒在所述加热的集合管内熔化成熔化的热塑性材料；
将熔化的热塑性材料通过所述加热的集合管引导至安装在所述集合管上的分配器；
将熔化的热塑性材料从所述分配器分配到工件上；
将熔化的热塑性材料通过所述加热的集合管引导至安装在所述加热的集合管上的泵；以及
将熔化的热塑性材料从所述泵通过所述加热的集合管泵送至所述分配器。
17.如权利要求16所述的方法，其中供应进一步包括：
将热塑性材料的颗粒从所述颗粒的供给容器通过未加热的软管传输至所述储料器的入口。
18.如权利要求17所述的方法，其中排出进一步包括：
仅通过重力将热塑性材料的颗粒从所述储料器排出到所述加热的集合管中。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括：
自动保持所述储料器内的热塑性材料的颗粒的预定高度。
20.如权利要求16所述的方法，进一步包括：
将所述储料器安装在所述加热的集合管上。
21.如权利要求16所述的方法，其中：
所述未加热的储料器具有出口和纵向轴线，并且
所述方法进一步包括：
在所述储料器的纵向轴线周围并沿着所述储料器的纵向轴线移动热塑性材料的颗粒，以通过所述储料器的出口排出所述颗粒并排入所述加热的集合管。
22.如权利要求21所述的方法，其中移动进一步包括：
用设置在所述储料器中的螺旋推运器使热塑性材料的颗粒在所述储料器的纵向轴线周围并沿着所述储料器的纵向轴线移动。
23.如权利要求21所述的方法，其中供应进一步包括：
将热塑性材料的颗粒从固体颗粒的供给容器通过未加热的软管传输至所述储料器的入口。
24.如权利要求16所述的方法，分配的步骤的特征在于：
将分配器与形成在窗户框格的两个部件中的第一个部件之中的孔眼对准，所述孔眼与第一通道流体连通，该第一通道在所述窗户框格的第一部件的内部和所述窗户框格的第二部件的内部之间延伸；以及
将熔化的热塑性材料注射进入所述孔眼并通过所述孔眼进入所述第一通道。
25.如权利要求24所述的方法，其中所述窗户框格的第一部件进一步包括形成在其中的第二通道，所述第二通道与所述孔眼流体连通，其中注射进一步包括：
将熔化的热塑性材料引导进入所述第二通道。
26.如权利要求16所述的方法，其中分配的步骤的特征在于：
将分配器与过滤器的两端对准，所述过滤器形成为圆筒形，所述过滤器的两端互相以邻接关系布置，其中，所述过滤器由过滤材料构成，所述过滤材料由平片或平块滤布形成为布置在所述过滤器周边的多个褶层；然后所述多个褶层的褶状块形成为圆筒形，所述褶状块的端部以邻接关系布置；以及
将熔化的热塑性材料分配到所述过滤器的两端的至少之一上，以形成将所述两端粘合在一起的接缝。
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