CN103537408A - 粘接剂分配系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及粘接剂分配系统。热熔粘接剂分配单元包括：粘接剂供给器，该粘接剂供给器用于接收固体或半固体的热熔粘接剂材料；粘接剂供给器加热器，该粘接剂供给器加热器与粘接剂供给器关联，用于将固体或半固体的热熔粘接剂材料熔化成液体热熔粘接剂材料；歧管，该歧管被连接到粘接剂供给器，并包括流量传感器，该流量传感器用于测量液体热熔粘接剂材料的流量，该流量传感器产生流量信息；泵，该泵被连接到歧管，用于将液体热熔粘接剂材料从粘接剂供给器泵送到歧管，该泵包括泵马达；以及可变频率驱动器，该可变频率驱动器用于控制泵马达。可变频率驱动器与流量传感器通信用于接收流量信息，并与泵马达通信用于控制泵马达的速度。

Description

粘接剂分配系统

技术领域

本发明总体上涉及一种热熔粘接剂分配装置，且本发明尤其涉及与热熔粘接剂分配系统一起使用的计量系统。

背景技术

热熔粘接剂系统在制造和包装中具有许多应用。例如，热塑性热熔粘接剂材料用于纸箱密封、箱密封、托盘成形、货盘稳定、包括尿布制造的无纺织应用以及许多其它的应用。通常，热熔粘接剂材料包含在粘接剂供给器中或从粘接剂供给器供给，粘接剂供给器诸如粘接剂熔化器的箱或料斗。热熔粘接剂材料被加热、熔化并泵送到分配器，诸如分配枪或其它将热熔粘接剂材料施加到纸箱、箱或其它物体或基底的施加器。对于粘接剂供给器，已经开发了不同类型的熔化器，包括箱式熔化器和栅格储存器熔化器。在箱式熔化器中，加热元件升高箱的一个或多个表面以及箱的内部的热熔粘接剂材料的温度。在栅格储存熔化器中，移动通过箱或料斗的热熔粘接剂材料在加热元件的栅格上加热，并且随着该热熔粘接剂材料从栅格进入也被加热的储存器中而熔化。歧管用于将液体热熔粘接剂材料引导成多个流动流(flowstream)，用于通过软管输出到分配器。通常，加热器被热连接到热熔粘接剂系统的若干个组件，包括粘接剂供给器（如箱、栅格、储存器）、歧管、软管和分配器。加热器将热熔粘接剂材料维持在适当的粘接剂粘度和温度。

另外，已经开发了不同类型的泵，用于在热熔粘接剂系统中使用。例如，活塞泵利用活塞移动液压柱塞，该液压柱塞驱动液体热熔粘接剂材料通过热熔粘接剂系统。齿轮泵采用反旋转齿轮产生正位移用于精确计量液体热熔粘接剂材料。泵移动液体热熔粘接剂材料通过热熔粘接剂系统，包括通过软管和到分配器用于施加到对象。

已经开发了计量系统，以监测或控制在热熔粘接剂分配系统中的热熔粘接剂材料的流动。例如，在典型的常规计量系统中，一个或多个材料供给泵用于泵送热熔粘接剂材料，并将它输送到施加点。例如，通常位于热熔粘接剂材料的供给器处或靠近热熔粘接剂材料的供给器（诸如靠近包含热熔粘接剂材料的储存器）且称为贮槽泵的一个材料供给泵将加压的热熔粘接剂材料提供到有时在本领域中称为远程计量站的下游计量站。在一些情况下，远程计量站包括歧管，以将热熔粘接剂材料的流动流分成多个流动流，用于通过软管输出到分配器。远程计量站可以包括另一个材料供给泵，或另一个材料供给泵可以被包括在贮槽泵与远程计量站之间，以有助于泵送热熔粘接剂材料。在这种具有两个泵的布置中，贮槽泵可以被与闭环反馈系统相连，然而下游材料供给泵可以被与开环反馈系统相连。

通常，闭环反馈系统是利用过程输出的反馈来调节影响输出的变量的一种过程控制技术。相比之下，开环反馈系统是不利用输出反馈的一种过程控制技术。例如，在上述的常规计量系统中，贮槽泵可以与下游流量传感器或下游流量计量器相连以测量来自贮槽泵的流动。通过与贮槽泵相连的控制器来考虑测量到的流动，控制器响应于测量到的流动来调节贮槽泵。例如，控制器可以增大或减小贮槽泵操作的速度，以便改变来自贮槽泵的热熔粘接剂材料的流量。由于下游材料供给泵可以不必与闭环反馈系统相连，因此来自它的流动不被测量，且不响应于测量到的流动来调节泵。通过不测量来自下游材料供给泵的输出流动，不收集关于从此处流向施加点的热熔粘接剂材料的实际流动的信息。

还开发了包括具有闭环反馈系统的下游材料供给泵的计量系统。在这种系统中，辅助控制器和/或其它辅助组件被引入到粘接剂分配系统，以提供用于下游材料供给泵的闭环反馈系统。例如，辅助传感器可以被引入材料供给泵，或在材料供给泵的下游，用于测量热熔粘接剂材料流动的速率。该测量被发送到辅助控制器。辅助控制器反过来与热熔粘接剂系统的控制下游材料供给泵的其它控制组件通信。这些其它控制组件反过来调节材料供给泵以使测量到的流动更紧密地匹配目标流动。当辅助控制器或辅助部件被添加到计量系统时，它们已经被容纳在除了热熔性粘接剂分配系统的包括热熔性粘接剂分配系统的计量系统的主要组件中之外的且与该主要组件分开的组件中。

在其它的计量系统中，尤其是在热熔粘接剂材料的供给泵紧密接近施加点（例如相隔小于10米）的情况下，仅单个材料供给泵被使用。

因此，存在对于解决一个或多个以上讨论的缺点的热熔粘接剂分配单元和与该热熔粘接剂分配单元一起使用的计量系统的需要。

发明内容

本发明的实施例涉及热熔粘接剂分配单元和与该热熔粘接剂分配单元一起使用的计量系统。具体地，公开了一种计量系统，该计量系统为泵提供闭环反馈系统，该泵用于使热熔粘接剂材料从源前进到歧管，歧管将所述粘接剂分成流动流。涉及闭环反馈系统的部件被结合到热熔粘接剂系统的主要组件中，并且不需要辅助组件。

根据本发明的一个实施例，一种热熔粘接剂分配单元包括：粘接剂供给器，该粘接剂供给器用于接收固体或半固体的热熔粘接剂材料；粘接剂供给器加热器，该粘接剂供给器加热器与粘接剂供给器关联，用于将固体或半固体的热熔粘接剂材料熔化成液体热熔粘接剂材料；以及歧管，该歧管被连接到粘接剂供给器，用于接收液体热熔粘接剂材料并将液体热熔粘接剂材料分成流动流。热熔粘接剂分配单元进一步包括：流量传感器，该流量传感器用于测量液体热熔粘接剂材料流动流中的至少一个的流量；流量传感器，该流量传感器产生流量信息；泵，该泵被连接到歧管，用于将液体热熔粘接剂材料从粘接剂供给器泵送到歧管中，该泵包括泵马达；以及可变频率驱动器，该可变频率驱动器被连接到流量传感器用于接收流量信息，且被连接到泵马达用于控制泵马达的速度。

根据本发明的另一个实施例，一种用于热熔粘接剂分配单元的计量系统包括：歧管，该歧管用于将热熔粘接剂材料分成流动流；泵，该泵用于将热熔粘接剂材料从热熔粘接剂分配单元的箱泵送到歧管；泵马达，该泵马达与泵关联；流量传感器，该流量传感器用于测量计量系统中的热熔粘接剂材料的流量；以及可变频率驱动器，该可变频率驱动器与流量传感器和泵马达直接通信，用于控制泵马达。

通过将闭环反馈系统实施到计量系统中，不使用用于收集流量信息和用于与热熔粘接剂系统的其它控制组件通信的分离的辅助控制器。更确切地，通过流量传感器收集的流量信息被直接提供到控制泵马达的装置，从而提供闭环反馈系统。除了减少在粘接剂分配系统中的组件的数目之外，与使用分离的辅助控制器的系统相比，该计量系统还降低粘接剂分配系统的成本。此外，通过除去分离的辅助控制器，在闭环反馈系统中使用的装置的数目减少，并且，收集流量测量的时间和调节泵或泵马达的时间之间的滞后时间减少，因而改进了系统响应。

结合附图阅读示例性实施例的以下详细描述，本发明的各个其它的特征和优点会对于本领域中的一般技术人员变得更显而易见。

附图说明

并入本说明书中并构成本说明书的一部分的附图说明了本发明的实施例，并与本发明的以上给定的总体说明和以下给定的实施例的详细描述一起用于解释本发明的原理。

图1是以热熔粘接剂系统的局部横截面的示意图。

图2是图1的热熔粘接剂系统的计量系统的特征的示意图。

图3是用于热熔粘接剂系统的计量系统的另一个实施例的特征的示意图。

具体实施方式

参照附图，在热熔粘接剂系统10的情况中示出了本发明的特征。应当理解，此处示出和描述的热熔粘接剂系统10仅是示例性的，本发明同样能够应用于其它热熔粘接剂系统。例如，尽管热熔粘接剂系统10包括作为粘接剂供给器的箱式熔化器，但是本发明还能够应用于包括栅格存储器熔化器的热熔粘接剂系统。

如图1中最佳地看出地，热熔粘接剂系统10包括：分配单元20，该分配单元20包括粘接剂供给器22（箱），该粘接剂供给器用于接收和熔化固体或半固体的热熔粘接剂材料24a；歧管26，该歧管26被连接到粘接剂供给器22；控制器28；以及用户界面29。在熔化时，固体或半固体的热熔粘接剂材料24a变换成液体热熔粘接剂材料24。粘接剂供给器22包括侧壁30、可移除的盖31和基部32，该基部32包括一个或多个粘接剂供给器加热器34，该粘接剂供给器加热器34用于熔化和加热在粘接剂供给器22中的热熔粘接剂材料24a和液体热熔粘接剂材料24。基部32与粘接剂供给器22是一体的，并包括一个或多个加热器34。基部32附近的出口36被联接到与歧管26的入口40连接的通道38。

如图所示，歧管26被安装到粘接剂供给器22的侧壁30。泵58诸如竖直取向的活塞泵（如图所示）或齿轮泵被联接到歧管26，用于从粘接剂供给器22泵送液体热熔粘接剂材料24并将液体热熔粘接剂材料24泵送到歧管26中，液体热熔粘接剂材料24被在歧管26中分成分开的流。泵58被与泵马达59（图2）相连。泵58、泵58的泵马达59和歧管26是计量系统37的部件，用于控制液体热熔粘接剂材料24在热熔粘接剂系统10中的流动，这会在下文中根据热熔粘接剂系统10的一般说明更详细地讨论。虽然图1示出与歧管26在物理上紧密接近的粘接剂供给器22，但是应当理解，其它布置也是可能的，在该其它布置中热熔粘接剂材料的源在物理上远离歧管，并在这种布置中，超过一个的泵可以用于使热熔粘接剂材料从源朝向最终的施加点移动。在图2中示出了粘接剂供给器22在物理上与歧管26紧密接近的计量系统37的相关的部件，而在图3中示出了粘接剂供给器22与歧管26远离的另一个计量系统37'的相关的部件。

歧管26包括多个出口44，该出口44被与附接到一个或多个粘接剂枪48、50的经加热的软管46配合，以将液体热熔粘接剂材料24供给到枪48、50。每个经加热的软管46被与软管加热器46a相连，用于在软管46中维持适当的温度。如在图2和图3中以示意地示出，歧管26产生通过经加热的软管46传送到枪48、50的流动流。枪48、50包括一个或多个粘接剂分配模块54，该粘接剂分配模块54用于将液体热熔粘接剂24分配/施加到对象（未示出）。粘接剂分配模块54被安装到具有枪加热器53的枪体51，和被支撑在框架52上。图1中示出的热熔粘接剂系统10包括两个枪48、50，一个枪位于分配单元20的每个侧上，但是也可以使用不同数目的枪、分配模块和其它构造。

歧管26包括歧管加热器56，该歧管加热器56与粘接剂供给器加热器34分开，并且该歧管加热器56通过加热器控制器28能够被独立地控制。应当理解，单个加热器也可以用于加热粘接剂供给器22和歧管26。

相对于热熔粘接剂系统10的加热部件，加热器控制器28被电联接到加热器，该加热器包括粘接剂供给器加热器34、歧管加热器56、软管加热器46a和枪加热器53。加热器控制器28也被与热熔粘接剂系统10中的各个温度传感器联接，该热熔粘接剂系统10可以与粘接剂供给器加热器34、歧管加热器56、软管加热器46a和枪加热器53相连或包含在粘接剂供给器加热器34、歧管加热器56、软管加热器46a和枪加热器53中。加热器控制器28独立地监测并调节粘接剂供给器加热器34、歧管加热器56、软管加热器46a和枪加热器53，以使在粘接剂供给器22中接收的固体或半固体的热熔粘接剂材料24a熔化，并维持（熔化的）液体热熔粘接剂材料24的温度以确保供给到枪48、50且通过粘接剂分配模块54分配的液体热熔粘接剂材料24的适当粘度。通常，加热器控制器28从温度传感器接收温度信息并发送加热器控制指令，诸如用于控制热熔粘接剂系统10中的任何或所有的加热器，包括粘接剂供给器加热器34、歧管加热器56、软管加热器46a和枪加热器53。加热器控制指令诸如通过增大或减小来调节加热器包括粘接剂供给器加热器34、歧管加热器56、软管加热器46a和枪加热器53的温度。

用户界面29被与加热器控制器28相连，并为用户提供关于热熔粘接剂系统10的加热功能的信息和该加热功能上的控制。例如，用户界面29呈现与粘接剂温度、加热器温度等相关的信息。用户界面29还包括用于调节热熔粘接剂系统10的加热相关参数的控制器。

还参考图2，公开了与计量系统37相关的附加部件和计量系统37的控制。同样，泵58使液体热熔粘接剂材料24从粘接剂供给器22前进到歧管26，液体热熔粘接剂材料24在歧管26中被分成流动流。歧管26包括流量传感器64，该流量传感器64用于测量通过歧管26的热熔粘接剂材料24的流量。流量传感器64产生流量信息。例如，流量传感器64可以是编码器，该编码器测量在歧管26中的、液体热熔化粘接剂材料24的流动使得旋转的轴的旋转。包括适于本发明的流量传感器的一种示例性歧管由俄亥俄州韦斯特莱克市的Nordson公司以TRUFLOW的名称销售。美国专利6,857,441中公开了另一种示例性歧管，其公开内容通过引用并入本文。当然，可以使用其它的歧管、流量传感器或流量测量装置，本文讨论的歧管26和传感器64的具体形式仅提供示例性说明。此外，压力传感器也可以用于代替流量传感器64或与流量传感器64一起使用。流量传感器64是闭环反馈系统的与泵58相连的一部分，如将讨论的那样。

可变频率驱动器（VFD）66被包括在计量系统37中，用于控制与泵58相连的泵马达59。具体地，有时也被称为逆变器的可变频率驱动器是用于通过控制供给到马达的电源的频率或电压来控制电动马达的旋转速度的系统。VFD66与马达59通信并控制马达59，VFD包括用于实现本文公开的特征的必要的硬件和软件。具体地，VFD66能够控制或调节马达59的马达速度，该马达速度影响泵58泵送或促使液体热熔粘接剂材料24通过热熔粘接剂系统10的速率。因此，通过控制马达59，VFD66控制由泵58泵送的液体热熔粘接剂材料24的流量。VFD66也与流量传感器64通信，具体地，VFD从流量传感器64接收测量到的流量信息。

泵控制器68设有计量系统37,并且被设计成执行和包括用于启动、停止和控制在热熔粘接剂系统中的泵送方面的部件。具体地，泵控制器68与VFD66通信或控制VFD66。泵控制器68为VFD66提供各种控制信息，诸如与用于计量系统37的目标粘接剂流量相关的设定点信息。例如，通过热熔粘接剂系统10的液体热熔粘接剂材料24的流量可以是已知的以与特定的泵马达速度相关。在操作期间，由于控制器68将控制信息发送到VFD66，因而控制器68控制泵马达59以与目标粘接剂流量相关的泵马达速度来操作。

泵控制器68还与用户界面70相连，用于为用户提供关于热熔粘接剂系统10的泵送功能的信息和在热熔粘接剂系统10上的泵送功能的控制。用户界面70呈现与热熔粘接剂系统10的粘接剂流量、马达速度和其它泵送相关参数有关的信息。用户界面70还提供用于调节热熔粘接剂系统10的泵送相关参数的控制。例如，用户可以利用用户界面70设定目标粘接剂流量或其它控制信息。

除了从流量传感器64接收测量到的流量信息和从泵控制器68接收控制信息之外，VFD66被构造为将测量到的流量信息与控制信息比较。响应于该比较，VFD产生和实现马达控制指令，或者另外控制或调节马达59，诸如通过控制对VFD提供的电源的频率或电压来控制或调节马达59。反过来，对泵58进行控制或调节以使（如由流量传感器64测量到的）液体热熔粘接剂材料24的流量匹配或紧密匹配（或接近）与控制指令相关的目标粘接剂流量。通过测量液体热熔粘接剂材料24的流量并通过考虑到测量到的流量信息来调节泵58（包括泵58的马达59），提供了闭环粘接剂流量反馈系统。

通过将闭环反馈系统实施到如本文公开的计量系统37中，不使用用于收集流量信息和用于与热熔粘接剂系统的其它控制组件通信的分离的辅助控制器。更确切地，通过流量传感器64收集的流量信息被直接提供到控制泵马达59的VFD66，从而提供闭环反馈系统。与使用容纳在与热熔粘接剂系统的主要组件分离的组件中的分离的辅助控制器的系统相比，公开的计量系统和布置除了减少在粘接剂分配系统中的组件的数目之外，还降低了粘接剂分配系统的成本。此外，通过除去分离的辅助控制器，减少了在闭环反馈系统中使用的装置的数目，因此，减少了收集流量测量的时间和调节泵或泵马达的时间之间的滞后时间。

接下来转到图3，示出了计量系统37'，在计量系统37'中粘接剂供给器22在物理上远离歧管26。在这种情况下，可以使用超过一个的泵以促使粘接剂通过热熔粘接剂系统。例如，贮槽泵72使液体热熔粘接剂材料24从粘接剂供给器22前进到使液体热熔粘接剂材料24前进到歧管26的泵58。为泵58提供闭环反馈系统，如已经讨论的。贮槽泵72可以可选地与开环反馈系统或闭环反馈系统相连。在一些实施例中，流量传感器可以被包括在贮槽泵72的下游，用于测量来自贮槽泵72的液体热熔粘接剂材料24的流量。如果需要，这种流量传感器可以将流量信息提供给VFD66，VFD66可以控制与贮槽泵72相连的马达。在这种布置中，VFD66还接收与贮槽泵72有关的控制指令，并控制贮槽泵72以便产生液体热熔粘接剂材料24的与控制指令相关的目标粘接剂流量匹配的或紧密匹配的流量，从而为贮槽泵72提供闭环反馈系统。可以改进VFD66以包括用于控制与以上公开的内容一致的若干个泵马达所必要的硬件和软件。替代地，在贮槽泵72下游的流量传感器可以与控制器、而非VFD66相连。

尽管本发明已经通过本发明的具体实施例的描述进行说明，且尽管已经非常详细地描述了实施例，但并不旨在将所附权利要求的范围限制或以任何方式限制于这种细节。可以单独利用或以任何组合地利用本文讨论的各种特征。其它的优点和变型对于本领域中的一般技术人员会是显而易见的。因此，本发明在本发明的更广泛的方面不限于示出和描述的具体细节、代表性装置和方法以及说明性实施例。因此，在不脱离总的发明构思的范围或精神的情况下，可以根据这种细节进行变化。

Claims (9)

1.一种热熔粘接剂分配单元，包括：

粘接剂供给器，所述粘接剂供给器用于接收固体或半固体的热熔粘接剂材料；

粘接剂供给器加热器，所述粘接剂供给器加热器与所述粘接剂供给器关联，用于将固体或半固体的热熔粘接剂材料熔化成液体热熔粘接剂材料；

歧管，所述歧管被连接到所述粘接剂供给器，用于接收液体热熔粘接剂材料并且将所述液体热熔粘接剂材料分成流动流；

流量传感器，所述流量传感器用于测量液体热熔粘接剂材料流动流中的至少一个流动流的流量，所述流量传感器产生流量信息；

泵，所述泵被连接到所述歧管，用于将液体热熔粘接剂材料从所述粘接剂供给器泵送到所述歧管中，所述泵包括泵马达；以及

可变频率驱动器，所述可变频率驱动器控制所述泵马达的速度，并且被连接到所述流量传感器，以接收所述流量信息。

2.根据权利要求1所述的热熔粘接剂分配单元，还包括控制器，所述控制器将控制信息提供给所述可变频率驱动器。

3.根据权利要求2所述的热熔粘接剂分配单元，其中，所述控制信息包括目标流量，并且

其中，所述可变频率驱动器调节所述泵马达的速度，使得液体热熔粘接剂材料的所述流量接近所述目标流量。

4.根据权利要求3所述的热熔粘接剂分配单元，其中，所述流量传感器包括编码器。

5.根据权利要求3所述的热熔粘接剂分配单元，其中，所述可变频率驱动器通过控制被供给到所述泵马达的电源的频率和电压中的至少一个来控制所述泵马达。

6.根据权利要求3所述的热熔粘接剂分配单元，还包括贮槽泵，所述贮槽泵被连接在所述粘接剂供给器和所述泵之间。

7.一种用于热熔粘接剂分配单元的计量系统，包括：

歧管，所述歧管用于将液体热熔粘接剂材料分成流动流；

泵，所述泵用于将液体热熔粘接剂材料从所述热熔粘接剂分配单元的粘接剂供给器泵送到所述歧管；

泵马达，所述泵马达与所述泵关联；

流量传感器，所述流量传感器用于测量在所述计量系统中的液体热熔粘接剂材料的流量；以及

可变频率驱动器，所述可变频率驱动器控制所述泵马达，并且与所述流量传感器直接通信。

8.根据权利要求7所述的计量系统，还包括控制器，所述控制器与所述可变频率驱动器通信，所述控制器将控制信息提供给所述可变频率驱动器。

9.根据权利要求8所述的计量系统，其中，所述控制信息包括目标流量，并且

其中，所述可变频率驱动器控制所述泵马达，以便将液体热熔粘接剂的流量调节成接近目标流量。

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