CN105682807B - 用于分配粘结剂的分配模块和方法 - Google Patents

用于分配粘结剂的分配模块和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于分配粘结剂的分配模块(10)和方法，分配模块包括具有液体供应通道(38)的分配器本体组件(12)、具有液体通路的喷嘴部件(30)、阀元件(18)和阀座(32)。液体通路包括限定出口(26)的排出通路(34)、第一汇聚表面(48)、孔(54)和位于第一汇聚表面(48)和孔之间的台肩(50)。阀元件(18)在液体通路内沿着轴线延伸并且具有可以在打开位置和关闭位置之间沿着轴线移动的球根状端部(22)。球根状端部(22)具有小于孔的阀针(24)以针对流动到排出通路(34)的粘结剂防止对排出通路(34)的阻塞。阀座(32)密封抵靠处在关闭位置中的球根状端部(22)使得阀针(24)的一个区域突出到排出通路(34)中用于防止邻近于出口(26)的粘结剂的堵塞。

Description

用于分配粘结剂的分配模块和方法
技术领域
本发明一般地涉及一种用于分配粘性液体的分配模块，并且更加具体地涉及一种用于分配粘结剂的分配模块。
背景技术
在产品制造中和产品封装中采用的各种分配应用中，分配模块通常地用于分配粘性液体诸如热熔粘结剂。传统的分配模块设置有调整粘结剂从分配模块的流动和排放的电致动或者电动气动致动阀组件。典型地，阀组件包含能够在打开和关闭位置之间移动到阀座的阀元件。在关闭位置中，阀部件以连续的接触线抵靠阀座密封以停止粘结剂从分配模块的出口的流动。阀元件在打开和关闭位置之间的循环运动间歇地中断该流动以在产品或者产品封装的接收表面上生成粘结剂图案。
在很多情形中，该图案包括一个或者多个粘结剂“珠”。术语“珠”通常指的是粘结剂或者任何其它粘性液体以期望的长度、高度、宽度或者其它尺寸在接收表面上的连续排放。虽然给定具体应用，尺寸可以改变，但是反复地、准确地并且精确地开始和终止珠的能力为制造商提供了无浪费地在接收表面上有效率地定位每一个珠的最佳机会。例如，存在很多应用，在这些应用中期望或者需要急剧地切断粘结剂从分配模块的流动以在接收表面上快速地并且精确地终止珠。
不幸的是，已知的分配模块要求在可重复性排放粘结剂和急剧地切断粘结剂的流动之间的折衷。在一方面，很多已知的能够急剧地切断粘结剂流动的分配器模块趋向于更加倾向于发生“堵塞”，其中粘结剂阻碍出口进一步地排放粘结剂。被堵塞的分配模块必须以人工方式清洁或者更换，从而对于制造商而言引起设施停工期以及相当大的人力和更换成本。在另一方面，很多已知的能够物理地移位发生堵塞的粘结剂的分配器模块趋向于更加倾向于发生珠“拖尾效应”，其中粘结剂的流动逐渐地减小以终止珠。“拖尾效应”指的是由于更加逐渐的流动的减小，珠渐缩从而终止。因此，当为具体应用选择分配模块时，制造商仔细地考虑这些各种各样的折衷。
存在对于急剧地切断粘性液体的流动并且抑制堵塞、同时解决诸如以上讨论的那些的问题的用于分配粘性液体的一种分配模块和方法的需要。
发明内容
用于分配粘结剂的分配模块的示例性实施例包括具有延伸穿过其的液体供应通道的分配器本体组件、喷嘴部件、阀元件和阀座。喷嘴部件包括以流体方式连接到液体供应通道的、延伸穿过喷嘴部件的液体通路。液体通路包括限定出口的排出通路朝向出口呈锥形地渐缩的第一汇聚表面、朝向出口延伸的孔和台肩。台肩位于第一汇聚表面和孔之间。阀元件在液体通路内沿着轴线延伸并且包括能够在打开位置和关闭位置之间沿着轴线移动的球根状端部。球根状端部具有沿着轴线从球根状端部向远侧突出的阀针。阀针被定尺寸小于孔以针对流动到排出通路的粘结剂防止对排出通路的阻塞。阀座由作为圆形接触线的、在台肩和第二汇聚表面之间的交叉部限定。该圆形接触线密封抵靠处在关闭位置中的球根状端部使得阀针的至少一个区域突出到排出通路中。因此，阀针防止邻近于出口的粘结剂发生堵塞。
在使用中，粘结剂模块利用喷嘴和阀元件分配粘结剂。喷嘴包括液体通路并且阀元件沿着轴线延伸。阀元件具有能够在打开位置和关闭位置之间沿着轴线移动的球根状端部。球根状端部具有沿着轴线从球根状端部向远侧突出的阀针。因此，分配粘结剂的方法包括在阀元件的球根状端部处于打开位置中时迫使粘结剂穿过液体通路的排出通路。继而，粘结剂从排出通路的出口排放。该方法还包括从打开位置朝向关闭位置移动阀元件并且朝向排出通路移动阀针穿过孔同时在阀针移动穿过孔时防止排出通路的阻塞。而且，该方法包括将阀元件移动到关闭位置以在粘结剂内生成局部压力并且切断从出口排放的粘结剂。另外，该方法包括将阀针的至少一个区域插入排出通路中以防止邻近于出口的粘结剂的堵塞。
通过与附图相结合阅读示意性实施例的以下详细说明，将会理解本发明的各种另外的目的、优点和特征。
附图说明
在本说明书中包含的并且构成本说明书的一个部分的附图图示本发明的实施例，并且与以上给出的本发明的一般说明和以下给出的详细说明一起用于解释本发明。
图1是根据本发明的分配模块的实施例的透视图。
图2是图1的分配模块的截面视图。
图3A是图2的分配模块的放大视图，其中阀元件处于关闭位置。
图3B类似于图3A，但是示出处于打开位置的阀元件。
图4是根据本发明的分配模块的替代实施例的放大截面视图。
具体实施方式
图1图示用于分配粘结剂或者其它粘性液体的分配模块10的示例性实施例。分配模块10包括分配器本体组件12和喷嘴14，其中从喷嘴14分配粘结剂或者其它液体。分配器本体组件12还包括用于将分配模块10连接到歧管或者本体(未示出)的多个紧固器16，诸如螺栓。图2示出以可操作方式连接到分配器本体组件12以在近侧打开位置和远侧关闭位置之间沿着轴线20(见图3A)往复的针18，或者其它阀元件。关于术语“远侧”和“近侧”的使用，应理解的是，这种方向旨在描述沿着分配模块10的示例性实施例的相对位置。术语“远侧”和“近侧”并非旨在将本发明限制于在这里描述的示例性实施例中的任何一个。
针18具有细长轴19，细长轴19朝针顶端21渐缩，所述针顶端21具有邻近于喷嘴14的球根状端部22。球根状端部22包括阀针24，阀针24沿着轴线20(见图3A)朝向喷嘴14的出口26从球根状端部22向远侧突出。针18延伸穿过针引导件(未示出)，针引导件约束针18相对于分配器本体组件12执行基本线性的往复运动，其中针18的细长轴的横向位移或者偏转量是微不足道的。喷嘴14包括喷嘴帽28和位于喷嘴帽28内的携带以下更加详细描述的阀座32的喷嘴插入件30。与针18的轴向运动相关联地，球根状端部22选择性地接合阀座32，以控制粘结剂通过排出通路34的流动。粘结剂被反复地从排出通路34的出口26排放，以精确地分配粘结剂的珠并且没有不当的堵塞或拖尾。如在本文描述地，术语“珠”通常指的是粘结剂或者任何其它粘性液体以期望的长度、高度、宽度或者其它尺寸在接收表面上的连续排放。另外，术语“拖尾”指的是珠渐缩从而终止。根据该示例性实施例，在转让给本发明的受让人的、在2009年10月6日提交并美国专利No.8，333，307中更加详细地描述了分配模块10和分配器本体组件12，通过引用将该美国专利的公开并入本文。
关于图2和图3A，分配器本体组件12进一步包括远侧螺纹端部36，并且限定液体供应通道38，液体供应通道38延伸穿过分配器本体组件12从而以流体方式连接到喷嘴插入件30的入口40。更加具体地，喷嘴帽28以可移除方式连接到螺纹端部36并且将喷嘴插入件30固定成抵靠分配器本体组件12的螺纹端部36。
喷嘴插入件30限定液体通路42，液体通路42从入口40到限定出口26的排出通路34延伸穿过喷嘴插入件30。因此，当针18从阀座32脱离时，液体粘结剂流动通过液体供应通道38、液体通路42，和排出通路34，以从出口26分配。因此，喷嘴14和针18共同地提供用于控制粘结剂从出口26的流动的分配阀。
更加具体地，如在图3A和图3B中所示，液体通路42由喷嘴插入件30内的多个内部孔或者表面限定。喷嘴插入件30包括从入口40延伸到携带阀座32的台肩50的近侧汇聚表面48。更加具体地，近侧汇聚表面48具有近侧截头锥形表面的形式。台肩50具有面朝喷嘴插入件30的平面环形表面52。阀座32进一步由在台肩50和孔54之间的交叉部限定。因此，阀座32提供限定与针18的球根状端部22的圆形接触线的锐利周向边缘。因此，阀座32提供限定与针顶端21的圆形接触线的锐利周向边缘。应理解的是，术语“圆形接触线”可以指的是基本上任何宽度的圆形线。例如，圆形接触线可以是具有相对小量的表面面积的细圆形线或者具有相对大量的表面的粗圆形接触线。根据示例性实施例，该锐利周向边缘限定相对细的圆形接触线。
阀座32相对于轴线20定中或者共轴，并且径向对称。更加具体地，孔54包括在台肩50和远侧汇聚表面58之间延伸的近侧柱形表面56。更加具体地，远侧汇聚表面58具有远侧截头锥形表面的形式。远侧汇聚表面58延伸到由远侧柱形表面60限定的排出通路34。
关于针18，球根状端部22包括朝向出口26渐缩到阀针24的第一汇聚阀表面62，并且限定大于针轴19的其余近侧部分的直径的球根状直径。更加具体地，第一汇聚阀表面62具有第一截头锥形阀表面的形式。而且，阀针24包括第二汇聚阀表面64。更加具体地，第二汇聚阀表面64具有第二截头锥形阀表面的形式。第一汇聚阀表面62和第二汇聚阀表面64形成复合角并且在钝角顶点66处终止。因为球根状直径大于阀座32，所以第一汇聚阀表面62的周向部分接触阀座32以形成圆形接触线。因此，第一汇聚阀表面62和阀座32在限定从入口关闭的液体通路42的容积的远侧位置中提供密封接合。换言之，针18抵靠喷嘴插入件30密封并且阻碍沿着液体通路42移动的粘结剂朝向出口26流动。第一汇聚阀表面62和第二汇聚阀表面64中的每一个汇聚阀表面沿着轴线20定中，并且围绕轴线20径向对称或者共轴。
并且，在图3A的关闭位置中，阀针24突出穿过孔54并且至少部分地插入排出通路34中以防止邻近于出口26的粘结剂发生堵塞。特别地，阀针24被定尺寸小于孔54以移动穿过孔54并且在顶点66朝向排出通路34移动穿过孔54时防止排出通路34的阻塞。阀针24从球根状端部22渐缩到顶点66，在其间限定了平均针直径，而孔54限定孔直径。因此，与针直径相比，孔直径是相对大的，使得粘结剂的流动继续以围绕阀针24基本不受阻塞地移动并且在顶点66处于孔54内时移动到排出通路34中。更加具体地，延伸到孔54中的球根状端部22的区域具有相对于孔54容积的排量。排量和孔容积之间的关系限定被配置用于在顶点66穿过孔54时抑制粘结剂的不受阻塞的流动的预定比率。例如，该预定比率范围从0.78到0.80并且更加特别地是大约0.79。
在使用中，针18如由图3A的箭头70示意地从关闭位置向近侧移动到图3B所示打开位置。泵系统(未示出)以可操作方式加压粘结剂以迫使粘结剂通过入口40、沿着液体通路42并且从出口26以珠的形式排放粘结剂。针18从打开位置朝向关闭位置移动使得阀针24朝向排出通路34移动穿过孔54同时防止排出通路34的阻塞。因此，加压的粘结剂围绕阀针24基本不受阻塞地流动并且进入排出通路34中。
在球根状端部22接近阀座32时，阀针24的顶点66类似地接近排出通路34并且插入排出通路34中以防止粘结剂的堵塞或者物理地清除邻近于出口26的粘结剂的堵塞。类似地，球根状端部22的至少一个区域在接触阀座32之前延伸到孔54中。因此，向远侧移动的球根状端部22接合阀座32并且在位于孔54内的粘结剂内生成局部压力。该局部压力继而引起围绕顶点66的同时位于排出通路34内的粘结剂的正位移并且急剧地从出口26切断粘结剂。以此方式，球根状端部22生成局部压力以防止粘结剂发生渐缩同时阀针防止排出通路34堵塞。
关于图4，替代实施例包括具有分配器本体组件12和喷嘴14的分配模块110。在这方面，相同的标号指示相同的上述特征。分配模块110进一步包括带有针顶端121的针118。针顶端121包括带有圆状阀表面162而非第一汇聚阀表面62(见图3A)的球根状端部122。更加特别地，圆状阀表面162具有球形阀表面的形式。类似于第一汇聚阀表面62，圆状阀表面162的至少一个区域延伸到孔54中以生成用于排放和切断粘结剂的局部压力。应理解的是，球根状端部122可以是在延伸到孔54中时接合阀座32的任何这样的形状。因此，图3A-图4所示球根状端部22、122并非旨在受本文描述的汇聚的和圆状的表面限制。类似地，根据本发明，孔54和阀针24的尺寸可以改变，只要相对于孔54定阀针24的尺寸以防止排出通路34的阻塞。因此，应进一步理解的是，孔54和阀针24不限于在本文描述的形状。
虽然已经通过描述本发明的一个或者多个实施例对本发明进行说明，并且虽然已经相当详细地描述了实施例，但是它们并非旨在如此具体地约束或者以任何方式限制所附权利要求的范围。可以单独地或者以任何组合的形式使用在本文示出和描述的各种特征。另外的优点和修改对本领域技术人员而言是显而易见的。因此本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节、代表性设备和方法以及示意性实例。因此，在不偏离总体创造性概念的范围的情况下，可以背离这种细节。

Claims (18)

1.一种用于分配粘结剂的分配模块，包括：
分配器本体组件，所述分配器本体组件具有延伸穿过所述分配器本体组件的液体供应通道；
喷嘴部件，所述喷嘴部件包括延伸穿过所述喷嘴部件的液体通路，所述液体通路以流体方式连接到所述液体供应通道，并且包括限定出口的排出通路、朝向所述出口锥形地渐缩的第一汇聚表面、朝向所述出口延伸的孔和位于所述第一汇聚表面与所述孔之间的台肩；
阀元件，所述阀元件在所述液体通路内沿着轴线延伸，所述阀元件具有能够在打开位置和关闭位置之间沿着所述轴线移动的球根状端部，所述球根状端部具有沿着所述轴线从所述球根状端部向远侧突出的阀针，所述阀针在尺寸上小于所述孔，以针对流动到所述排出通路的粘结剂防止对所述排出通路的阻塞；和
阀座，所述阀座由作为圆形接触线的在所述台肩和所述孔之间的交叉部限定，所述圆形接触线对处在所述关闭位置中的所述球根状端部进行密封，使得所述阀针的至少一个区域突出到所述排出通路中，用于防止邻近所述出口的粘结剂的堵塞，
其中所述孔进一步包括：
柱形表面，所述柱形表面从所述台肩朝向所述出口延伸；和
第二汇聚表面，所述第二汇聚表面从所述柱形表面朝向所述出口渐缩。
2.根据权利要求1所述的分配模块，其中所述阀针限定围绕所述轴线的阀针直径，所述孔限定围绕所述轴线的孔直径，并且所述孔直径大于所述阀针直径。
3.根据权利要求2所述的分配模块，其中所述球根状端部限定围绕所述轴线的球根状直径，并且所述球根状直径大于所述孔直径。
4.根据权利要求2所述的分配模块，其中所述阀针朝向所述出口渐缩，使得所述阀针直径朝向所述出口减小。
5.根据权利要求1所述的分配模块，其中在处于所述关闭位置中的同时所述球根状端部的至少一个区域延伸到所述孔中，用于在粘结剂内生成局部压力并且切断从所述出口排出的粘结剂。
6.根据权利要求5所述的分配模块，其中所述孔限定孔容积，并且所述球根状端部的延伸到所述孔中的区域限定排量，所述排量相对于所述孔容积以限定预定比率，所述预定比率被配置成在所述阀针从所述打开位置朝向所述关闭位置移动穿过所述孔时防止所述排出通路的阻塞。
7.根据权利要求6所述的分配模块，其中所述预定比率从0.78到0.80。
8.根据权利要求6所述的分配模块，其中所述预定比率是大约0.79。
9.根据权利要求5所述的分配模块，其中所述球根状端部是汇聚球根状端部，所述汇聚球根状端部在所述关闭位置中至少部分地延伸到所述孔中，用于在粘结剂内生成局部压力并且切断从所述出口排出的粘结剂。
10.根据权利要求5所述的分配模块，其中所述球根状端部是圆状球根状端部，所述圆状球根状端部在所述关闭位置中至少部分地延伸到所述孔中，用于在粘结剂内生成局部压力并且切断从所述出口排出的粘结剂。
11.一种用于接合分配模块的阀座的阀元件，包括：
细长轴，所述细长轴限定轴线和围绕所述轴线的轴直径；和
针顶端，所述针顶端沿着所述轴线从所述细长轴向远侧突出，所述针顶端具有球根状端部和沿着所述轴线从所述球根状端部向远侧突出的阀针，所述球根状端部限定围绕所述轴线的球根状直径并且被构造用于与所述阀座的选择性密封接合，
其中所述球根状直径大于所述轴直径，并且所述球根状端部包括向所述阀针渐缩的第一汇聚阀表面，并且所述阀针包括从所述第一汇聚阀表面延伸的第二汇聚阀表面。
12.根据权利要求11所述的阀元件，其中所述细长轴向所述球根状端部渐缩。
13.根据权利要求11所述的阀元件，其中所述球根状端部是汇聚球根状端部。
14.根据权利要求11所述的阀元件，其中所述球根状端部是圆状球根状端部。
15.一种从粘结剂模块分配粘结剂的方法，所述粘结剂模块具有喷嘴和阀元件，所述喷嘴包括液体通路，并且所述阀元件沿着轴线延伸，并且具有能够在打开位置和关闭位置之间沿着所述轴线移动的球根状端部，所述球根状端部具有沿着所述轴线从所述球根状端部向远侧突出的阀针，所述方法包括：
在所述阀元件的球根状端部处于所述打开位置中时，迫使粘结剂穿过所述液体通路的排出通路，以从所述排出通路的出口排出粘结剂；
将所述阀元件从所述打开位置朝向所述关闭位置移动，并且将所述阀针朝向所述排出通路移动穿过孔，同时在所述阀针移动穿过所述孔时防止所述排出通路的阻塞；
将所述阀元件移动到所述关闭位置，以在粘结剂内生成局部压力并且切断从所述出口排出的粘结剂；并且
将所述阀针的至少一个区域插入所述排出通路中，以防止邻近所述出口的粘结剂的堵塞。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
在将所述阀元件朝向所述关闭位置移动时，将所述球根状端部的一个区域延伸到所述孔中，以进一步在粘结剂内生成局部压力。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
利用所述阀针清除粘结剂对所述排出通路的堵塞。
18.根据权利要求15所述的方法，其中在所述关闭位置中同时地所述阀元件的球根状端部生成局部压力并且所述阀针插入所述排出通路中。
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