ES2612740T3 - Colectores compactos de aire calentado para la aplicación de adhesivo - Google Patents

Abstract

Sistema dispensador de líquido adhesivo termoplástico asistido por aire de proceso para dispensar corrientes de líquido adhesivo termoplástico calentado sobre un sustrato que se mueve relativamente respecto a las corrientes, en el que el sistema dispensador comprende lo siguiente: un colector (52) de líquido adhesivo termoplástico calentado capaz de alimentar el líquido adhesivo termoplástico calentado; un primer módulo (50) dispensador conectado con dicho colector (52) de líquido adhesivo termoplástico calentado y configurado para recibir el líquido adhesivo termoplástico calentado procedente del colector (52) de líquido adhesivo termoplástico calentado y dispensar el líquido adhesivo termoplástico calentado a modo de una corriente sobre el sustrato que se mueve relativamente respecto a la corriente así como para dispensar el aire de proceso calentado para ejercer un movimiento en la corriente de líquido adhesivo termoplástico calentado dispensada; un segundo módulo (50) dispensador conectado con dicho colector (52) de líquido adhesivo termoplástico calentado y situado en una relación yuxtapuesta con el primer módulo dispensador a través de la anchura del sistema dispensador, estando configurado el segundo módulo (50) dispensador para recibir el líquido adhesivo termoplástico calentado procedente del colector (52) de líquido adhesivo termoplástico calentado y dispensar el líquido adhesivo termoplástico calentado a modo de una corriente sobre el sustrato que se mueve relativamente respecto a la corriente y para dispensar aire de proceso calentado para ejercer un movimiento en la corriente de líquido adhesivo termoplástico calentado dispensada; un primer colector de aire caliente (34) para recibir aire de proceso procedente de una alimentación de aire de proceso (41) y para proporcionar aire de proceso calentado al primer módulo dispensador (50), y un segundo colector de aire caliente (34) para recibir aire de proceso procedente de la alimentación de aire de proceso (41) y para proporcionar aire de proceso calentado al segundo módulo dispensador (50); caracterizado por un primer dispositivo de control del flujo (46), situado en la entrada de aire del primer colector (34) de aire caliente, que opera para controlar de forma individual una presión y / o caudal del aire de proceso alimentado al primer módulo (50) dispensador; y por un segundo dispositivo de control del flujo (46), situado en la entrada de aire del segundo colector (34) de aire caliente, que opera para controlar de forma individual una presión y / o caudal del aire de proceso alimentado al segundo módulo (50) dispensador de modo que la presión y / o el caudal del aire de proceso alimentado al primer módulo dispensador (50) difiera de la presión y / o el caudal del aire de proceso alimentado al segundo módulo (50) dispensador.

Description

DESCRIPCION

Colectores compactos de aire calentado para la aplicacion de adhesivo 5 Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

La presente solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente provisional en Estados Unidos con numero de serie 60/352.397 y depositada el 28 de enero de 2002.

10 Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a la dispensation de adhesivo y, en concreto, a colectores compactos de aire calentado para el uso en sistemas de aplicacion de adhesivo.

Antecedentes de la invencion 15

Los sistemas dispensadores se utilizan en numerosas lmeas de production para la dispensacion de lfquidos calentados sobre un sustrato a temperaturas de aplicacion espedficas. A menudo, el sistema dispensador debe descargar el lfquido calentado en un intervalo de temperaturas elevado preciso, tal como en el caso de la dispensacion de adhesivos termoplasticos. Determinados sistemas dispensadores de adhesivos termoplasticos incluyen un banco de aplicadores o 20 modulos dispensadores individuales que tienen una boquilla y un conjunto de valvulas internas para regular el flujo de lfquido a traves de la boquilla. A menudo, el conjunto de valvulas incluye un asiento de valvula acoplable mediante un vastago de valvula movil para controlar el flujo.

Los modulos dispensadores normalmente se calientan a una temperatura deseada de aplicacion del adhesivo, por 25 ejemplo, conectandolos directamente a un colector calentado. Asimismo, se proporciona un flujo de aire de proceso calentado en la proximidad de la salida de descarga de adhesivo o boquilla. El aire de proceso calentado se utiliza para modificar una caractenstica del adhesivo termoplastico dispensado. Por ejemplo, pueden dirigirse corrientes de aire caliente formando un determinado angulo sobre la corriente que sale de adhesivo termoplastico para crear uno o varios disenos diferentes en el sustrato, por ejemplo, un diseno irregular de atras hacia delante, una espiral, un diseno de 30 puntos u otros muchos disenos. Para formar el diseno, la corriente de aire caliente ejerce un movimiento sobre la corriente descargada, que se deposita de forma continua a modo de cuentas con un determinado diseno sobre un sustrato que se mueve en relation con la corriente. En otro ejemplo el aire de proceso calentado puede utilizarse para atenuar el diametro de la corriente de adhesivo fundido.

35 El aire de proceso calentado tambien mantiene la temperatura de la boquilla en la temperatura de aplicacion de adhesivo necesaria de modo que el adhesivo termoplastico pueda aplicarse de forma satisfactoria. Si la boquilla esta demasiado fna, el adhesivo termoplastico podna enfriarse demasiado justo antes de la descarga. El enfriamiento podna afectar negativamente al corte del lfquido en la boquilla cuando el vastago de la valvula esta cerrado, de modo que el adhesivo termoplastico acumulado en la boquilla puede gotear o babear del modulo dispensador. A menudo, esto hace que se 40 dispense adhesivo termoplastico en ubicaciones indeseadas tales como, por ejemplo, en ubicaciones indeseables sobre el sustrato o en el equipo que se encuentra alrededor, y reduce el control que se tiene sobre los bordes de la cuenta de adhesivo deseada para aplicaciones dispensadoras intermitentes. Asimismo, si el adhesivo termoplastico sale de la boquilla a una temperatura reducida, la reduction de la temperatura puede comprometer la calidad de la union adhesiva.

45 Los colectores de aire caliente convencionales empleados en los sistemas dispensadores de adhesivo estan compuestos por un bloque de metal que tiene una red interconectada de pasos de aire internos y uno o varios elementos de calentamiento. El aire del proceso se introduce en una entrada de la red y se distribuye mediante los diversos pasos de aire a un conjunto de salidas. Cada salida proporciona aire de proceso calentado a un modulo dispensador individual. Los elementos de calentamiento calientan el bloque de metal mediante transferencia de calor conductiva y, a su vez, las 50 superficies de los pasos de aire internas transfieren la energfa calonfica al aire de proceso que circula en la red. La energfa calonfica calienta el aire de proceso a una temperatura de proceso deseada.

Los colectores convencionales de aire caliente se elaboran para una aplicacion dispensadora espedfica. Para colocar las salidas en las ubicaciones deseadas deben realizarse orificios que crean los pasos de aire como pasos perforados 55 transversalmente que tienen angulos de inclination precisos entre dos lados del colector de distribution. El patron de orificios supone un reto de diseno y es complejo de crear. Asimismo, el patron de salidas no puede modificarse para alojar diferentes numeros de modulos dispensadores o para ajustar el espacio entre modulos dispensadores adyacentes. Asimismo, debido a que un unico colector de aire caliente sirve a todos los modulos, resulta diffcil, si no imposible, ajustar de forma individual una propiedad del aire calentado, por ejemplo, el caudal, de los distintos modulos dispensadores.

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La introduccion de colectores de adhesivo modulares para sistemas dispensadores de adhesivo termoplastico ha proporcionado una demanda insatisfecha hasta el momento de un colector modular de aire caliente. Los colectores convencionales de aire caliente que distribuyen aire de proceso calentado a multiples salidas no estan bien adaptados a sistemas modulares dispensadores de adhesivo. De hecho, los colectores convencionales de aire caliente reducen realmente la ventaja principal de estos sistemas dado que el colector de aire caliente no puede alojar diferentes numeros de colectores de adhesivo modulares (para modificar el numero de modulos dispensadores).

En el documento WO 99/46057 se describe un conjunto de matriz segmentada segun el estado de la tecnica y segun el preambulo de la reivindicacion 1. El conjunto de matriz comprende una pluralidad de unidades separadas y dispuestas unas al lado de otras. Cada unidad de matriz incluye un segmento de colector y un modulo de matriz montado sobre este. Los segmentos de colector estan interconectados y funcionan para alimentar aire de proceso y fundicion polimerica a los modulos.

Otro aplicador de adhesivo modular se describe en el documento EP 0 819 477 A2. El sistema incluye una pluralidad de boquillas dispensadoras de fluido acopladas a conductos de alimentacion de fluido dispuestos en un colector principal, en el que el fluido se alimenta desde un dispositivo de medicion de fluido. Un modulo de precalentamiento del aire puede montarse en las boquillas y proporciona aire calentado para controlar el fluido dispensado por las boquillas.

Por tanto, se necesita un colector de aire caliente que tenga dimensiones reducidas y que pueda dedicarse a modulos dispensadores individuales, entre ellos, modulos de un banco de modulos dispensadores. En concreto, se requiere un colector de aire caliente para utilizarlo con sistemas modulares dispensadores de adhesivo.

Resumen de la invencion

La presente invencion esta dirigida a un sistema dispensador que incluye un dispositivo colector de aire caliente de dimensiones reducidas y adecuado para aplicaciones dispensadoras modulares de lfquido calentado. La presente invencion tambien proporciona un sistema dispensador para el uso en aplicaciones no modulares dispensadoras de adhesivo que permite el ajuste individual del aire para cada modulo dispensador. En una realizacion, el sistema dispensador incluye un colector de lfquido capaz de suministrar lfquido calentado y un modulo dispensador acoplado en comunicacion de fluidos con el colector de lfquido. El modulo dispensador es capaz de dispensar lfquido calentado recibido del colector de lfquido sobre el sustrato. El sistema dispensador incluye ademas un colector de aire caliente con una camara de distribucion de aire y un calentador plano colocado dentro de la camara de distribucion de aire. Una entrada de aire de la camara de distribucion de aire es capaz de recibir aire de proceso y una salida de aire de la camara de distribucion de aire esta acoplada en comunicacion de fluidos con el modulo dispensador. El calentador plano esta encargado de transferir calor al aire de proceso que fluye desde la entrada de aire a la salida de aire. En determinadas realizaciones, el calentador plano puede incluir un elemento de calentamiento de pelfcula gruesa no termo-conductor.

En otra realizacion, un sistema dispensador incluye un colector de lfquido capaz de suministrar lfquido calentado y un modulo dispensador acoplado en comunicacion de fluidos con el colector de lfquido. El modulo dispensador es capaz de recibir lfquido calentado del colector de lfquido y dispensar lfquido calentado desde la boquilla sobre el sustrato. El sistema dispensador incluye ademas un colector de aire caliente que incluye un cuerpo con una camara de distribucion de aire y un elemento de calentamiento dentro del cuerpo. La camara de distribucion de aire tiene una entrada de aire capaz de recibir aire de proceso y una salida de aire acoplada en comunicacion de fluidos con la boquilla. El elemento de calentamiento esta encargado de calentar el aire de proceso que fluye desde la entrada de aire a la salida de aire. La camara de distribucion de aire esta dimensionada para producir una cafda de presion del aire de proceso entre la entrada de aire y la salida de aire de menos de aproximadamente el 10% de la presion inicial en la entrada de aire.

En otra realizacion, se proporciona un sistema dispensador modular para dispensar un lfquido calentado desde una pluralidad de boquillas sobre un sustrato. El sistema dispensador modular comprende una pluralidad de segmentos de colector y una pluralidad de modulos dispensadores. Cada uno de los segmentos de colector tiene un paso de alimentacion y un paso de distribucion y esta configurado para suministrar un flujo de lfquido calentado desde el paso de alimentacion al paso de distribucion. Los segmentos de colector estan interconectados de forma yuxtapuesta de modo que los pasos de alimentacion estan en comunicacion de fluidos. Cada uno de los modulos dispensadores tiene un paso de lfquido acoplado en comunicacion de fluidos con el paso de distribucion de un colector de adhesivo correspondiente para recibir el flujo de lfquido calentado. Cada modulo dispensador esta encargado de dispensar lfquido calentado procedente de una de las boquillas sobre el sustrato. El sistema dispensador modular incluye ademas una pluralidad de colectores de aire caliente, cada uno de los cuales esta acoplado con un modulo dispensador correspondiente. Cada colector de aire caliente incluye una camara de distribucion de aire que tiene una entrada capaz de recibir aire de

proceso y una salida de aire y un elemento de calentamiento encargado de calentar el aire de proceso que fluye desde la entrada de aire a la salida de aire. La salida de aire de cada modulo de aire caliente esta acoplada en comunicacion de fluidos con una boquilla correspondiente.

5 En otra realization no reivindicada de la invention, esta previsto un colector de aire caliente para un sistema dispensador modular que tiene una pluralidad de segmentos de colector modular, una pluralidad de modulos dispensadores y una pluralidad de boquillas. Cada modulo dispensador esta acoplado en comunicacion de fluidos con un segmento de colector modular correspondiente para recibir el lfquido calentado recibido y esta acoplado en comunicacion de fluidos con una boquilla correspondiente para dispensar el lfquido calentado desde la misma. El colector de aire caliente incluye 10 un cuerpo con un elemento de calentamiento, una entrada de aire capaz de recibir aire de proceso, una salida de aire adaptada para acoplarse en comunicacion de fluidos con una boquilla correspondiente y una camara de distribucion de aire que se extiende desde la entrada de aire a la salida de aire. El elemento de calentamiento esta encargado de calentar el aire de proceso que fluye desde la entrada de aire a la salida de aire. La camara de distribution de aire esta dimensionada para originar una cafda de presion del aire de proceso entre la entrada de aire y la salida de aire inferior a 15 aproximadamente el 10% de la presion inicial en la entrada de aire.

En otra realizacion no reivindicada de la invencion esta previsto un colector de aire caliente para un sistema dispensador modular que tiene una pluralidad de segmentos de colector de adhesivo y una pluralidad de modulos dispensadores, en el que cada modulo dispensador esta acoplado de forma operativa en comunicacion de fluidos con un segmento de 20 colector de adhesivo correspondiente. El colector de aire caliente comprende un cuerpo de colector de aire caliente que tiene una entrada de aire adaptada para acoplarse en comunicacion de fluidos con una alimentation de aire de proceso, una salida de aire adaptada para acoplarse en comunicacion de fluidos con unicamente uno de los modulos dispensadores, y un paso de aire que se extiende desde la entrada de aire a la salida de aire. El colector incluye ademas un calentador plano colocado dentro del paso de aire y encargado de calentar el aire de proceso que fluye desde la 25 entrada de aire a la salida de aire.

En otra realizacion no reivindicada de la invencion, esta previsto un colector de aire caliente para un sistema dispensador modular que tiene una pluralidad de segmentos de colector modular, una pluralidad de modulos dispensadores y una pluralidad de boquillas. Cada modulo dispensador esta acoplado en comunicacion de fluidos con un segmento de 30 colector modular correspondiente para recibir el lfquido calentado recibido y esta acoplado en comunicacion de fluidos con una boquilla correspondiente para dispensar el lfquido calentado desde la misma. El colector de aire caliente comprende un cuerpo que incluye una entrada de aire adaptada para acoplarse en comunicacion de fluidos con una alimentacion de aire de proceso, una salida de aire adaptada para acoplarse en comunicacion de fluidos con unicamente uno de los modulos dispensadores, una camara de distribucion de aire que se extiende desde la entrada de aire a la 35 salida de aire, y un elemento de calentamiento en contacto termico con el cuerpo. El elemento de calentamiento esta encargado de calentar el aire de proceso que fluye en la camara de distribucion de aire desde la entrada de aire a la salida de aire.

La presente invencion reduce drasticamente las dimensiones exteriores de los colectores de aire caliente utilizados para 40 dispensar adhesivos calentados. Los modulos de aire caliente de la presente invencion incrementan la eficacia de la transferencia de calor desde los elementos de calentamiento al aire de proceso, y lo hacen en un cuerpo de dimensiones reducidas sin introducir una importante cafda de presion en los pasos de aire del modulo. Los modulos de aire caliente de la presente invencion tambien mejoran el control sobre la temperatura del aire de proceso evacuado, en especial, para caudales de aire relativamente elevados, y son altamente sensibles a cambios en la temperatura de los elementos de 45 calentamiento asociados. Los modulos de aire caliente de la presente invencion pueden adaptarse facilmente a aplicaciones modulares dispensadoras de adhesivo dado que puede proporcionarse un colector de aire caliente individual para cada modulo colector de adhesivo y cada modulo dispensador en un banco de colectores dispensadores y modulos.

50 Los modulos de aire caliente de la presente invencion tambien son utiles en sistemas no modulares que tienen colectores de adhesivo convencionales dado que cada uno puede proporcionar aire de proceso calentado a un modulo dispensador individual acoplado al colector de adhesivo convencional. En particular, los modulos de aire caliente de la presente invencion permiten ajustar de forma individual la presion del aire, el caudal y / o, quizas, la temperatura del aire, entre los modulos dispensadores de sistemas dispensadores de multiples corrientes que tienen colectores de adhesivo modulares 55 o convencionales. Asimismo, dado que cada modulo de aire caliente esta dedicado a un modulo dispensador, se proporciona de forma simple un alto grado de control sobre las caractensticas del aire de proceso calentado proporcionado a cada modulo dispensador. Por ejemplo, puede instalarse un dispositivo de control del flujo, por ejemplo, una valvula de aguja, en la entrada de aire de cada colector de aire caliente de modo que la presion y el caudal puedan ajustarse de forma individual y con facilidad para cada modulo dispensador tanto si es servido por una unica fuente de

aire de proceso como por un colector de aire caliente comun.

Breve descripcion de los dibujos

5 Diversas ventajas, objetivos y caractensticas de la invention quedaran claros de forma mas sencilla a los expertos en la tecnica a partir de la revision de la siguiente descripcion detallada de las realizaciones preferidas, tomada en combination con los dibujos adjuntos.

La fig. 1 es una vista en perspectiva despiezada de un modulo de aire caliente segun los principios de la presente 10 invencion;

la fig. 2 es una vista en section transversal del modulo de aire caliente de la figura 1 montado;

la fig. 3 es una vista esquematica de un sistema dispensador de adhesivo que incluye un modulo de aire caliente segun los principios de la presente invencion;

la fig. 4 es una vista despiezada de una realization alternativa de un sistema dispensador de adhesivo que incluye un 15 modulo de aire caliente segun los principios de la presente invencion;

la fig. 5 es una vista en perspectiva desde arriba del modulo de aire caliente de la figura 4;

la fig. 6 es una vista en seccion transversal tomada, en general, a lo largo de la lmea 6-6 de la figura 5;

la fig. 6A es una vista en perspectiva ampliada de una parte extrafda de la figura 6; y

la fig. 7 es una representation grafica de la longitud de la via de flujo requerida y la cafda de presion como una funcion de 20 la profundidad del rebaje.

Descripcion detallada

Aunque la invencion se describira a continuation en conexion con determinadas realizaciones, la invencion no esta 25 limitada en la practica a ningun tipo espedfico de sistema dispensador de adhesivo. A modo de ejemplo, existen

sistemas dispensadores de adhesivo disponibles comercialmente en los que pueden utilizarse los principios de la

invencion, por ejemplo, en Nordson Corporation (Westlake, OH), y estos sistemas dispensadores de adhesivo disponibles comercialmente pueden adaptarse para monitorizar el proceso de aplicacion de acuerdo con los principios de la invencion. La descripcion de la invencion esta concebida para cubrir todas las alternativas, modificaciones, y 30 disposiciones equivalentes que puedan estar incluidas en el esprntu y el alcance de la invencion segun se define en las reivindicaciones adjuntas. En concreto, los expertos en la tecnica reconoceran que los componentes de la invencion descritos en el presente documento podrfan disponerse de multiples formas diferentes.

Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, un colector 10 de aire caliente segun los principios de la invencion incluye

35 generalmente un calentador 12 plano o llano acoplado en una carcasa exterior que esta compuesta por una mitad 14 de

carcasa superior y una mitad 16 de carcasa inferior. La mitad 14 de carcasa superior incluye una entrada 18 de aire que esta adaptada para acoplarse en comunicacion de fluidos con una alimentation 20 de aire de proceso. La mitad 16 de carcasa inferior incluye una salida 22 de aire que esta adaptada para acoplarse en comunicacion de fluidos con una entrada de aire calentado (no mostrada) de un modulo 24 dispensador y una estructura de soporte proporcionada por 40 soportes 25 para elevar el calentador 12 por encima de la base de la mitad 16 de la carcasa inferior. La presente invencion contempla estructuras de soporte alternativas para el calentador 12, tales como un reborde que se extiende parcialmente por la circunferencia interior de la mitad 16 de carcasa inferior.

Haciendo referencia a la figura 2, cuando esta montado, el calentador 12 plano divide el espacio dentro de las mitades 45 14, 16 de carcasa montadas en un paso de aire superior o camara 17 de distribution de aire y un paso de aire inferior o camara 19 de distribucion de aire acoplados en comunicacion de fluidos mediante un paso de conexion en forma de un paso 21 de aire lateral o de conexion vertical. El paso 21 de aire lateral se proporciona mediante un intersticio entre el calentador 12 plano y las mitades 14, 16 de carcasa y esta situado en un extremo de la carcasa opuesto al otro extremo que incorpora la entrada 18 de aire y la salida 22 de aire. Los soportes 25 separan el calentador 12 plano para ayudar a 50 definir la altura de la camara 19 de distribucion de aire inferior y pueden preverse en la mitad 14 de carcasa, en caso necesario, para definir la altura de la camara 17 de aire superior. Pueden proporcionarse calentadores planos adicionales, similares al calentador 12 plano, en el espacio dentro de las mitades 14, 16 de carcasa y estar configurados para proporcionar multiples camaras de distribucion de aire apiladas para transportar el aire de proceso a traves de multiples superficies calentadas. Una configuration de este tipo incrementa la trayectoria de calentamiento efectiva para 55 el colector 10 de aire caliente a la vez que mantiene un tamano compacto. Las dos camaras 17, 19 de distribucion de aire y el paso 21 de aire lateral definen conjuntamente un paso o camara de distribucion de aire de mayores dimensiones efectivas.

El calentador 12 plano puede ser cualquier calentador plano bidimensional que tenga la capacidad de calentamiento de

aire deseada y este dimensionado de forma que pueda colocarse dentro de las mitades 14, 16 de carcasa. Normalmente, el calentador 12 plano debe tener la capacidad de calentar el aire de proceso descargado de la salida 22 de aire a una temperature de proceso entre aproximadamente 121 °C (250 °F) y aproximadamente 232 °C (450 °F). Para este fin, el calentador 12 plano debe tener un area y una densidad de potencia adecuadas para calentar el aire de 5 proceso a la temperatura de proceso deseada. El calentador 12 plano se ilustra en las figuras 1 y 2 como un calentador resistivo que esta compuesto por un material de sustrato, por ejemplo, acero inoxidable, y un elemento 26 de calentamiento de pelfcula gruesa y multiples capas que incorpora un resistor aislado electricamente formado normalmente por metales del grupo de las tierras raras suspendidos en una matriz de vidrio. El elemento 26 de calentamiento de pelfcula gruesa proporciona una elevada uniformidad termica o de temperatura a traves de las 10 superficies 12a, 12b calentadas superior e inferior del calentador 12 y, debido a su reducida masa termica, es altamente sensible a las variaciones en la potencia de entrada. A modo de ejemplo, calentadores 12 planos adecuados para el uso en el colector 10 de aire caliente de la presente invencion estan disponibles comercialmente en la empresa Watlow Electric Manufacturing Company (St. Louis, Missouri).

15 El elemento 26 de calentamiento incluye un par de terminaciones 27, 28 en perno que estan conectadas mediante cables 29, 30 de transmision de corriente convencionales a un controlador 32 de temperatura. Los cables 29, 30 de transmision de corriente estan alojados de forma sellada dentro de un par de aberturas previstas mediante muescas 31 semicirculares en la mitad 14 de carcasa superior que se hacen corresponder con muescas 33 semicirculares correspondientes en la mitad 16 de carcasa inferior cuando las mitades 14, 16 de carcasa se acoplan. El controlador 32 20 de temperatura esta encargado de proporcionar energfa electrica que se disipa de forma resistiva mediante el elemento 26 de calentamiento para producir energfa calonfica utilizada para calentar el aire de proceso que fluye desde la entrada 18 de aire a la salida 22 de aire. El calentador 12 plano o una de las mitades 14, 16 de carcasa puede estar dotado de un sensor de temperatura convencional (no mostrado), tal como un detector de temperatura de resistencia (RTD), un termistor o un termopar para medir la temperatura del calentador 12 y para proporcionar una senal de respuesta que sera 25 utilizada por el controlador 32 de temperatura para regular la temperatura del calentador 12 plano.

En el uso y tal como se muestra en el mejor de los casos en la figura 2, la entrada 18 de aire recibe un flujo de aire de proceso desde la alimentacion 20 de aire de proceso, que pasa en serie a traves de la camara 17 de distribucion de aire superior, el paso 21 de aire lateral y la camara 19 de distribucion de aire inferior y sale a traves de la salida 22 de aire. La 30 energfa calonfica se transfiere desde el calentador 12 plano al aire de proceso que fluye en las camaras 17, 19 de distribucion. Las superficies 14a, 16a dirigidas hacia dentro de las mitades 14, 16 de carcasa tambien se calientan mediante el calentador 12 plano y son capaces de transferir energfa calonfica al aire de proceso que fluye a las camaras 17, 19 de distribucion. El configurer el colector 10 de aire caliente de modo que el aire de proceso pase dos veces cerca o a traves de cada una de las superficies 12a, 12b superior e inferior calentadas del calentador 12 plano durante el 35 transito desde la entrada 18 de aire a la salida 22 de aire optimiza la eficacia de la transferencia de calor a la vez que minimiza las dimensiones globales de las mitades 14, 16 de carcasa. Sin embargo, la invencion contempla que el colector 10 de aire caliente puede configurarse de modo que el aire de proceso pase cerca de unicamente una de las superficies 12a, 12b superior e inferior calentadas del calentador 12 plano.

40 Cada una de las camaras 17, 19 de distribucion de aire esta formada normalmente como un espacio abierto en forma de paralelepfpedo que tiene una seccion transversal rectangular cuando se observa en angulo recto cualquier cara del paralelepfpedo y que tiene dimensiones rectangulares compuestas por una longitud L y una anchura (dentro y fuera del plano de la pagina de la figura 2). La altura H1 de la camara 17 de distribucion de aire esta definida por la separacion perpendicular entre la superficie 12a superior calentada y la superficie 14a dirigida hacia dentro. La altura H2 de la 45 camara 19 de distribucion de aire esta definida por la separacion perpendicular entre la superficie 12a inferior calentada y la superficie 16a dirigida hacia dentro. Cada una de las camaras 17, 19 de distribucion de aire puede tener dimensiones rectangulares identicas, aunque la invencion no esta limitada a esto. Las dimensiones de las camaras 17, 19 de distribucion de aire se seleccionan para proporcionar una transferencia de calor eficaz con una cafda de presion aceptable entre la entrada 18 de aire y la salida 22 de aire. Dada la magnitud de una dimension, pueden calcularse 50 matematicamente las magnitudes de las restantes dimensiones que proporcionan una transferencia de calor eficaz y una cafda de presion aceptable tal como se indica en el presente documento. Normalmente se desea una cafda de presion de no mas de aproximadamente el 10% de la presion de aire en la entrada 18 de aire en la via de flujo entre la entrada 18 de aire y la salida 22 de aire. Para conseguirlo con una longitud de menos de aproximadamente 12,7 cm (5 pulgadas) y una anchura de menos de aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada), la altura de cada una de las camaras 17, 19 de 55 distribucion de aire debena situarse en el intervalo de aproximadamente 0,127 mm (5 milesimas de pulgada) a aproximadamente 0,51 mm (20 milesimas de pulgada) y podna tener una longitud de hasta 0,76 mm (30 milesimas de pulgada). La dimension del paso 21 de aire lateral en una direccion paralela a la longitud de las camaras 17, 19 de distribucion de aire es sustancialmente igual a la altura de las camaras 17, 19 de distribucion de aire. La dimension del paso 21 de aire lateral en una direccion hacia dentro y hacia fuera del plano de la pagina de la figura 2 es basicamente

igual a la anchura de las camaras 17, 19 de distribucion de aire.

Haciendo referencia a la figura 3, se muestra esquematicamente otra realization de un colector 34 de aire caliente que esta construido segun los principios de la presente invention. El colector 34 de aire caliente incluye un cuerpo o bloque 5 36 de metal y una pluralidad de, por ejemplo, tres pasos 38a-c de aire horizontales generalmente paralelos divididos unos de otros mediante una pared de division o partition correspondiente. El paso 38a de aire esta acoplado al paso 38b de aire mediante un paso 40a lateral o de conexion vertical colocado en un extremo del bloque 36 de metal. De forma similar, el paso 38b de aire esta acoplado al paso 38c de aire mediante un paso 40b de aire lateral o de conexion vertical colocado en otro extremo del bloque 36 de metal. El aire de proceso se proporciona al colector 34 de aire caliente desde 10 una alimentation 41 de aire de proceso a traves de un conducto 42 que esta conectado en comunicacion de fluidos con una entrada 44 de aire en un extremo abierto del paso 38a de aire. El paso 38c de aire tiene una salida 48 de aire acoplada en comunicacion de fluidos con una entrada de aire de proceso calentado de un modulo 50 dispensador. El aire de proceso se suministra normalmente a la entrada 44 de aire a una presion que oscila entre 68,95 kPa (10 psi) y aproximadamente 689,5 kPa (100 psi) y aproximadamente a temperatura ambiente.

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Puede proporcionarse un dispositivo 45 de control del flujo, por ejemplo, una valvula de aguja, en el conducto 42 para controlar el caudal y / o la presion del aire de proceso proporcionado a la entrada 44 de aire. El dispositivo 45 de control del flujo individualiza el control sobre el caudal y / o la presion del aire del aire de proceso aplicado al modulo 50 dispensador. Como resultado, un sistema dispensador que incorpora multiples modulos 50 dispensadores puede incluir 20 del mismo modo multiples colectores 34 de aire caliente que tienen cada uno un dispositivo 46 de control del flujo de modo que el caudal y / o la presion del aire pueden diferir para cada modulo 50 dispensador. Un sistema dispensador no modular convencional tambien puede beneficiarse del colector 34 de aire caliente dado que la presion y / o el caudal de aire de proceso puede controlarse de forma individual para cada modulo 50 dispensador. El tamano compacto del colector 34 de aire caliente facilita su uso dado que el ahorro de espacio permite la incorporation en sistemas 25 dispensadores modulares o mas convencionales. Por ejemplo, en determinados sistemas dispensadores modulares, los modulos dispensadores y secciones de colector de adhesivo modular tienen una anchura de aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada). Una dimension del bloque 36 de metal del colector 34 de aire caliente debe dimensionarse para alojar esta anchura.

30 Aunque no se muestra en la figura 3, el modulo 50 dispensador tambien esta acoplado en comunicacion de fluidos con un colector 52 de adhesivo para recibir un flujo de adhesivo calentado, por ejemplo, un adhesivo termoplastico, del mismo. El modulo 50 dispensador y el colector 52 de adhesivo son dispositivos convencionales que operan segun principios conocidos. Por ejemplo, se entiende que el modulo 50 dispensador incluye un paso de adhesivo interno que tiene una salida de descarga y un conjunto de valvulas en el paso de adhesivo que se encarga de permitir y bloquear 35 alternativamente el flujo de adhesivo desde la salida de descarga a un sustrato.

El colector 52 de adhesivo incluye varios pasos internos para recibir adhesivo calentado y distribuir el adhesivo calentado, a la vez que mantiene su temperatura, a varios modulos dispensadores, tales como el modulo 50 dispensador.

40

Continuando con la referencia a la figura 3, el colector 34 de aire caliente incluye ademas un par de elementos de calentamiento de cartuchos de resistencia o calentadores 54, 56 colocados en el bloque 36 de metal. Se aprecia que un calentador plano similar al calentador 12 plano (figura 1) puede preverse para el uso con el colector 34 de aire caliente y, en determinadas realizaciones, podrfa proporcionar las particiones entre pasos 38a-c de aire adyacentes. Los 45 calentadores 54, 56 estan acoplados con controladores 55, 57 de temperatura adecuados que proporcionan energfa electrica para la conversion resistiva mediante los calentadores 54, 56 en energfa calonfica. La energfa calonfica procedente de los calentadores 54, 56 se transfiere al bloque 36 de metal, que esta calentado a una temperatura adecuada para evacuar aire de proceso a una temperatura de aplicacion adecuada desde la salida 48 de aire. La energfa calonfica se transfiere adicionalmente desde las superficies del bloque 36 de metal que rodea a los pasos 38a-c 50 y 40a, b de aire al aire de proceso que fluye en estos pasos. Los pasos 38a-c de aire se extienden hacia atras y hacia delante a lo largo de la longitud o dimension principal del bloque 36 de metal en una forma intrincada o plegada o trayectoria en forma de serpentm. La intrincacion, plegado o arrollado de los pasos 38a-c de aire hacia atras y hacia delante a lo largo de la longitud del bloque 36 de metal incrementa la longitud de via efectiva para el aire de proceso dentro del colector 34 de aire caliente. La longitud de via incrementada se consigue a la vez que se minimizan las 55 dimensiones exteriores del bloque 36 de metal, de modo que el colector 34 de aire caliente es mas compacto que los colectores de aire caliente convencionales.

Cada uno de los pasos 38a-c de aire esta formado generalmente como un espacio abierto en forma de paralelepfpedo que tiene una section transversal rectangular cuando se observa perpendicularmente a cualquier cara del paralelepfpedo

y que tiene dimensiones rectangulares que consisten en una longitud L y una anchura que se extiende hacia dentro y hacia fuera del plano de la pagina de la figura 3. El paso 38a de aire tiene una dimension rectangular vertical o altura H3, el paso 38b de aire tiene una altura H4 y el paso 38c de aire tiene una altura H5. Normalmente, cada uno de los pasos 38a-c de aire tiene las mismas dimensiones rectangulares diferentes de las longitudes prolongadas para la entrada 44 de 5 aire y la salida 48 de aire, aunque la invention no se limita a esto. Por ejemplo, las alturas respectivas pueden diferir entre los pasos 38a-c de aire. Cada altura, longitud y anchura se selecciona para proporcionar una transferencia de calor eficaz con una cafda de presion aceptable entre la entrada 44 de aire y la salida 48 de aire. Dada la magnitud de una dimension, pueden calcularse matematicamente las magnitudes de las restantes dimensiones que satisfacen estos requisitos segun se indica en el presente documento o pueden determinarse de forma emprnca o experimental. 10 Normalmente se desea una cafda de presion inferior a aproximadamente el 10% de la presion en la entrada 44 de aire en la via de flujo entre la entrada 44 de aire y la salida 48 de aire. Para conseguirlo con una longitud de menos de aproximadamente 5 pulgadas (12,7 cm) y una anchura de menos de aproximadamente 1 pulgada (2,54 cm), la altura de cada uno de los pasos 38a-c de aire debena situarse en el intervalo de aproximadamente 0,127 mm (5 milesimas de pulgada) a aproximadamente 0,51 mm (20 milesimas de pulgada), y podrfa tener una longitud de hasta 0,76 mm (30 15 milesimas de pulgada).

En el uso y haciendo referencia a la figura 3, los calentadores 54, 56 estan energizados para calentar el bloque 36 de metal a una temperatura de proceso deseada. El aire de proceso a una temperatura ambiente se admite bajo presion en una entrada 44 de aire y fluye a lo largo de la longitud del bloque 36 de metal en el paso 38a de aire. El paso 40a de aire 20 transversal redirige el aire de proceso y hace que el aire de proceso fluya hacia atras a lo largo de la longitud del bloque 36 de metal en la direction del paso 38b de aire. El paso 40b de aire transversal redirige el aire de proceso y hace que el aire de proceso fluya hacia atras a lo largo de la longitud del bloque 36 de metal en la direccion del paso 38c de aire hacia la salida 48 de aire. Mientras el aire de proceso pasa a traves de los pasos 38a-c de aire, absorbe la energfa calonfica para conseguir una temperatura de aplicacion deseada en la salida 48 de aire. El modulo 50 dispensador utiliza 25 el aire de proceso calentado para calentar la boquilla dispensadora y, posiblemente, para manipular una propiedad del adhesivo termoplastico descargado.

Haciendo referencia a las figuras 4, 5, 6 y 6A, se ilustra un sistema 58 dispensador de adhesivo que incorpora una realization alternativa, segun los principios de la invencion, de un colector 60 de aire caliente. El sistema 58 incluye un 30 par de modulos 62, 63 dispensadores, una placa 64 adaptadora dispuesta entre los modulos 62, 63 dispensadores y el colector 60 de aire caliente, un conjunto 66 de calentadores de cartuchos, un segmento 67 de colector modular y un colector de aire / adhesivo calentado convencional (no mostrado). Al modulo 62 dispensador se proporciona un flujo de adhesivo termoplastico calentado y un flujo de aire de proceso calentado procedente de un colector de aire / adhesivo calentado convencional (no mostrado). Se utilizan elementos de sujecion y sellos elastomericos convencionales (no 35 mostrados pero indicados) para montar el colector 60 de aire caliente, los modulos 62, 63 dispensadores y la placa 34 adaptadora. Un sensor 68 de temperatura, por ejemplo, un detector de temperatura de resistencia, esta previsto con un buen contacto termico con el colector 60 de aire caliente. La senal de salida procedente del sensor 68 de temperatura puede dirigirse a un controlador de temperatura (no mostrado) para regular la corriente suministrada al conjunto 66 calentadores de cartuchos.

40

El segmento 67 de colector modular incorpora varios canales de distribution internos que proporcionan flujos correspondientes de adhesivo termoplastico, aire de proceso calentado y aire de accionamiento al modulo 63 dispensador, que se acciona de forma neumatica, aunque la invencion no esta limitada a esto. En particular, una bomba de engranajes (no mostrada), que esta acoplada a una esquina sin relleno del segmento 67 de colector modular, bombea 45 adhesivo termoplastico desde un paso 65 de alimentation central a un paso 69 de distribucion acoplado en comunicacion de fluidos con el modulo 63 dispensador. Segmentos 67 de colector modular adecuados para el uso en la presente invencion se describen, por ejemplo, en el documento de patente estadounidense 6.296.463 concedido conjuntamente con la presente y titulado “Segmented Metering Die for Hot Melt Adhesives or Other Polymer Melts”, y el documento de patente estadounidense 6.422.428 con el mismo tftulo. Se aprecia que, como un atributo del diseno de 50 sistema modular, un sistema dispensador de adhesivo puede incluir generalmente multiples modulos 63 dispensadores segun sea necesario de acuerdo con los parametros de la aplicacion dispensadora. Espedficamente, una pluralidad de segmentos 67 de colector modular, cada uno con un paso 65 de alimentacion y un paso 69 de distribucion, pueden estar interconectados en una relation yuxtapuesta en la que los pasos 65 de alimentacion estan en comunicacion de fluidos entre sf y con una fuente de lfquido calentado, y cada uno de los pasos 69 de distribucion esta en comunicacion de 55 fluidos con un modulo 63 dispensador correspondiente. Cada uno de los segmentos 67 de colector modular y modulos 63 dispensadores puede estar asociado con un colector 60 de aire caliente correspondiente para proporcionar una alimentacion individual de aire de proceso calentado en relacion con el lfquido calentado dispensado por cada modulo 63 dispensador. En una configuration de este tipo, cada uno de los colectores 60 de aire caliente puede adaptar individualmente una caractenstica del aire de proceso calentado, por ejemplo, la temperatura del aire, la presion del aire

o el caudal de aire, en relacion con el Ifquido calentado dispensado a un modulo 63 dispensador correspondiente. Ademas, las dimensiones compactas del colector 60 de aire caliente actuan conjuntamente con las dimensiones compactas de los segmentos 67 de colector modular para proporcionar un sistema dispensador modular compacto.

5 Continuando con la referencia a las figuras 4, 5, 6 y 6A, el colector 60 de aire caliente incluye un conjunto de abrazaderas 70, 72 giratorias y un saliente 74 con aletas que actuan conjuntamente para acoplar de forma separable un par de boquillas 73a, 73b, cada una de las cuales recibe y descarga un flujo intermitente de adhesivo termoplastico procedente de un modulo 62, 63 dispensador correspondiente. Para este fin, el colector 60 de aire caliente incluye un paso 71 de adhesivo que proporciona una via de fluido capaz de transferir adhesivo termoplastico calentado procedente del modulo 10 62 dispensador a la boquilla 73b y cuatro puertos 75 de aire que proporcionan un flujo de aire de proceso calentado a la boquilla 73b, en la que el aire de proceso calentado se utiliza para manipular el adhesivo termoplastico dispensado y / o para calentar la boquilla 73b. El lfquido calentado y el aire de proceso calentado se proporcionan al modulo 62 dispensador desde el colector de aire / adhesivo calentado convencional, aunque la invention no esta limitada a esto en el sentido de que, en lugar de ello, puede proporcionarse un segundo segmento de colector modular (no mostrado, pero 15 identico al segmento 67 de colector modular) para suministrar al menos lfquido calentado al modulo 62 dispensador. El colector 60 de aire caliente puede modificarse para actuar conjuntamente con el segundo segmento de colector modular para proporcionar aire de proceso calentado, segun los principios de la invencion, a la boquilla 73b.

El colector 60 de aire caliente tambien incluye un paso 76 de adhesivo capaz de transferir adhesivo termoplastico 20 calentado dispensado desde el modulo 63 dispensador a la boquilla 73a. El paso 76 de adhesivo recibe adhesivo termoplastico a traves de la entrada 77 de adhesivo ranurada formada en una superficie 78 superior normalmente plana del colector 60 de aire caliente y dirige el adhesivo termoplastico a una salida 80 de adhesivo. La boquilla 73a incluye un paso 79 de adhesivo acoplado en comunicacion de fluidos con el paso 76 de adhesivo y termina en una salida 79a para la descarga del adhesivo termoplastico.

25

Continuando con la referencia a las figuras 4, 5, 6 y 6A, el colector 60 de aire caliente ha sido elaborado a partir de un bloque de metal e incluye un rebaje 82 poco profundo en la superficie 78 superior que proporciona una via de flujo a traves de la cual el aire de proceso se dirige desde una entrada 84 de aire ranurada a una salida 86 de aire ranurada. Las formas ranuradas de la entrada 84 de aire y la salida 86 de aire mejoran la distribution del flujo de aire de proceso a 30 traves de la anchura del rebaje 82. Una junta sellante o junta 88 torica esta prevista en una empaquetadura 89 o ranura de junta torica dimensionada de forma adecuada que rodea al rebaje 82 poco profundo. Cuando el segmento 67 de colector modular esta montado en el colector 60 de aire caliente, una superficie 67a inferior del segmento 67 de colector modular cubre el rebaje 82 poco profundo y proporciona un acoplamiento sellante con la junta 88 torica y, con ello, contribuye a hacer que el rebaje 82 sea sustancialmente estanco a la presion. La invencion contempla que el colector 60 35 de aire caliente pueda estar dotado de otro rebaje poco profundo (no mostrado), similar al rebaje 82 poco profundo, segun los principios de la invencion, de modo que el colector 60 de aire caliente pueda estar asociado con dos secciones 67 de colector modular.

Haciendo referencia a las figuras 5, 6 y 6A, en las que el colector 60 de aire caliente se muestra de forma mas detallada, 40 el rebaje 82 poco profundo esta rebajado formando una pieza respecto a las partes circundantes adyacentes de la superficie 78. Penetrando a traves de una superficie trasera del colector 60 de aire caliente estan dos orificios 92, 94 de perno que emergen en una superficie 90 de fondo del rebaje 82. Cuando los elementos 96, 97 de sujecion (figura 4) se colocan en los orificios 92, 94 de perno, se proporcionan arandelas 98, 99 sellantes (figura 5) en rebajes avellanados que rodean a cada orificio 92, 94 de perno y se proporcionan otros alojamientos sellantes, tales como compuesto sellante o 45 cinta de teflon en las roscas de los elementos 96, 97 de sujecion de modo que el rebaje 82 tenga un sello estanco al aire. Los elementos 96, 97 de sujecion se extienden a traves del rebaje 82 para acoplar o hacer corresponder el segmento 67 de colector modular con el colector 60 de aire caliente. La invencion contempla que los orificios 92, 94 de perno puedan estar colocados fuera de la periferia del rebaje 82 y la empaquetadura 89 de junta torica de modo que una longitud de los elementos 96, 97 de sujecion no obstruya parcialmente la camara de distribucion de aire definida por el rebaje 82.

50

La entrada 84 de aire esta conectada, por medio de un paso 100 de aire, con una fuente de aire de proceso (no mostrada). La salida 86 de aire incluye dos aberturas 102, 104 de aire junto a extremos opuestos de una ranura o rebaje 82 rebajada por debajo de la superficie 90 de fondo que ayuda a canalizar el aire de proceso calentado en las aberturas 102, 104 de aire. Las aberturas 102, 104 de aire proporcionan el aire de proceso calentado a un par correspondiente de 55 pasos 106 de aire de proceso, uno de los cuales se muestra, que dirigen el aire de proceso calentado a un paso 105 de aire de proceso en la boquilla 73a. El aire de proceso calentado calienta la boquilla dispensadora para garantizar la correcta dispensation y puede emitirse desde una salida 105a del paso 105 de aire de proceso para, posiblemente, manipular una propiedad del adhesivo termoplastico descargado.

Una camara 108 alargada con extremos abiertos esta prevista en el colector 60 de aire caliente para recibir un elemento 66a de calentamiento de cartuchos del conjunto 66 calentador de cartuchos. El calor se transfiere desde el elemento 66a de calentamiento de cartuchos al metal que forma el colector 60 de aire caliente y, en consecuencia, es transferido por las superficies que definen el rebaje 82 al aire de proceso que fluye en el rebaje 82 poco profundo desde la entrada 84 de 5 aire a la salida 86 de aire.

Continuando con la referencia a las figuras 5, 6 y 6A, la separacion entre una superficie 67a inferior del segmento 67 de colector modular (figura 4) y la superficie 90 de fondo opuesta del rebaje 82 determinan la altura del paso de aire o la camara de distribucion de aire proporcionada por el rebaje 82. En la explicacion que sigue, la altura de la camara de 10 distribucion de aire se describe en terminos de la profundidad del rebaje 82, que se define cuando el segmento 67 de colector modular (figura 4) esta acoplado al colector 60 de aire caliente. En correspondencia, se considera que la superficie 67a inferior y la superficie 78 superior tienen la misma extension y se presupone que la presencia del anillo 88 sellante no proporciona una importante contribucion a la altura efectiva de la camara de distribucion de aire cuando el segmento 67 de colector modular esta en una posicion cercana a la camara de distribucion de aire, aunque la invention 15 no se limita a esto.

El rebaje 82 esta formado normalmente como un espacio abierto en forma de paralelepfpedo que tiene una section transversal rectangular cuando se observa de forma perpendicular a cualquier cara del paralelepfpedo y que tiene dimensiones que consisten en una longitud Li, una anchura Wi y una profundidad D. Las dimensiones rectangulares del 20 rebaje 82 se seleccionan para proporcionar una transferencia de calor eficaz con una cafda de presion aceptable entre la entrada 84 de aire y la salida 86 de aire. Si se selecciona un valor de, por ejemplo, la anchura del rebaje 82, puede calcularse matematicamente una profundidad y una longitud que satisfagan estos requisitos tal como se indica mas abajo, o pueden determinarse de forma emprnca o experimental. Normalmente se desea una cafda de presion inferior a aproximadamente el 10% de la presion en la entrada 84 de aire en la via de flujo entre la entrada 84 de aire y la salida 86 25 de aire. Para conseguirlo con una longitud de menos de aproximadamente 12,7 cm (> 5 pulgadas) y una anchura de menos de aproximadamente 2,54 cm (> 1 pulgada), la profundidad del rebaje 82 debena estar generalmente en el intervalo de aproximadamente 0,127 mm (5 milesimas de pulgada) y aproximadamente 0,51 mm (> 20 milesimas de pulgada), y puede ser de hasta aproximadamente 0,76 mm (> 30 milesimas de pulgada). Generalmente, la tasa de transferencia de calor desde las superficies dirigidas hacia dentro del rebaje 82 al aire de proceso que fluye en el rebaje 30 82 aumenta al disminuir la profundidad, y la cafda de presion a traves del rebaje 82 tambien aumenta al disminuir la profundidad. La cafda de presion incrementada puede desfasarse incrementando la longitud y la anchura del rebaje 82.

Segun los principios de la invencion, la via de flujo para aire de proceso en el paso de aire o camara de distribucion de aire de un colector de aire caliente, tal como uno de los colectores 10, 34 y 60 de aire caliente, puede modelarse para 35 predecir una serie de dimensiones optimizadas que favorecen una transferencia de calor eficaz desde el colector al aire de proceso circulante y que minimiza la cafda de presion en la camara de distribucion de aire o el paso de aire entre la entrada de aire y la salida de aire. En concreto, el comportamiento ffsico del colector de aire caliente puede aproximarse resolviendo matematicamente ecuaciones adecuadas de transferencia de calor y cafda de presion para simular el rendimiento del colector de aire caliente. Los parametros de entrada pueden modificarse para estudiar el comportamiento 40 ffsico aproximado.

Las ecuaciones de transferencia de calor y cafda de presion se resuelven matematicamente mediante aplicaciones de software adecuadas tales como MATHCAD® (Mathsoft, Inc., Cambridge, Mass.), implementadas en un ordenador o microprocesador adecuado que se encarga de realizar la aproximacion del rendimiento ffsico. La aplicacion de software 45 MATHCAD® convierte internamente todas las unidades a un conjunto de unidades comun o consistente, por ejemplo, unidades del sistema metrico internacional o unidades inglesas, como podra comprender un experto en la tecnica. Un conjunto de condiciones iniciales se define asignando valores iniciales a las variables y asignando valores numericos a las constantes. Las ecuaciones se resuelven entonces matematicamente para proporcionar un conjunto de dimensiones optimizadas para la via de flujo de aire de proceso en el colector de aire caliente. De forma espedfica, la longitud 50 requerida de la via de flujo y la cafda de presion se determinan para una profundidad y anchura de via de flujo para conseguir una temperatura deseada para el aire de proceso de salida. La cafda de presion aumenta ligeramente cuando la via de flujo esta plegada o intrincada para proporcionar una via de multiples segmentos que consiste en una pluralidad n de segmentos. Se contempla que el modelo de la via de flujo para el aire de proceso en el paso de aire o la camara de distribucion de aire del colector de aire caliente y la solution numerica para dimensiones optimizadas pueden tener en 55 cuenta obstrucciones u oclusiones en la via de flujo. Por ejemplo, el modelo puede modificarse para incluir paso por paso vfas de flujo continuas que tienen diferentes dimensiones.

La siguiente description proporciona el sistema de ecuaciones y un conjunto de muestra de parametros de entrada.

Parametros de entrada Dimensiones 5 Longitud

L1 = L2 = 12,7 cm (5 pulg) Profundidad

H1 = L1 = 0,5 mm (0,02 pulg)

10

Anchura

W1 = L2 = 2,22 cm (0,875 pulg)

Temperature de entrada 15 T1 = 21 °C (70 °F)

Temperatura de salida T2 = 191 °C (375 °F)

20 Temperatura del colector Tcalor = 204 °C (400 °F)

Conversion estandar de masa de aire

25 SCF = 1 - pie3 - 29 gm 22,41410 litros

Viscosidad cinematica del aire libras

p = 0,0426------------

30 piehora

M = 1,761 x 10-5 Pa s (1,761 x 10-4 poise)

Rugosidad de la superficie s = 0,0254 mm (0,001 pulg)

35 Numero de canales n = 1

Calor espedfico

BTU

40 Cp = 0,0241 libra-R

Presion media Pmed = 241 kPa (35 psi)

45 Flujo requerido SCF

Flujo (n) =-------

min

Flujo (n) = flujo 50 n

Flujo por canal paralelo, para n canales

Diametro geometrico equivalente

... . . 2L1L2

55 d(L1,L2) = -

L1 + L2

d(L1, L2) = 0,99 mm (0,039 pulgadas) Diametro hidraulico equivalente

de (L1, L2) = 2-

L1L2

de (L1, L2) = 3,78 mm (0,149 pulgadas)

5

LeqD = 0 Longitud equivalente con dobleces, etc.

dc (L1) = L1 Diametro hidraulico circular

10 Diferencia de temperature entre entrada y salida At = t2 - t1

Temperatura media que debe utilizarse para todos los calculos de fluidos en grandes cantidades

15 Tm =

t1 +12

2

Tm = 222,5

20 C =

351 + 0,1583tm

10

25

C = 3,862 x 10- segun Chemical Engineering Reference Manual, ec. 7.20, pp. 7-5 C = 0,01444 0,241 = 3,48 x 10-3 Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, pp. 10-14, ec. 10-53

P med =

29gm

Pmed 32 + 460

30

22,41410 litro atm tm + 460 media

Diferencia de temperatura media logarftmica (Atm)

Atlm = (tcalent t1) calent t2)

Densidad del aire como una funcion de la temperatura media y

ln

, calent

ft - tO

lcalent

t -12

V lcalent 1 ^ J

■ R

35 Atm = 118,207R

Area de superficie y seccion transversal

Atransversal (L1, L2) = L1-L2 40 Asuperficie (L1, L2, L) = L2(L1 + L2) Atrans^ersal (L1, L2)) 0,018 pulgadas Asuperficie (L1, L2, L) = 8,95 pulgadas2

Velocidad masica

G(L1,L2,n)

45

flujo(n)

horapie2

Atrans(L1, L2)

libra

G(L1,L2,n) = 7,976 x 104 50 Numero de Reynolds

Re(L1,L2,n) = | dL,^2) I'G(L1,L2,n)

libra

pie ■ hora

Re(L1,L2,n) = 6,101 x 103

K

P

la presion

Coeficiente de transferencia de calor

h(L1,L2,n)=

CG(L1, L2,n)

d(L1, L2) pie

0,8

BTU hpie 2K

h(L1,L2,n) = 101,3

BTU

,2

h pie2 K

q(L1,L2,L,n) = h(L1,L2,n)- Asuperficie (L1,L2,L)- Atm 10 q(L1,L2,L,n) = 218,127 vatios

5

tSai(L1,L2,L,n) = q(L1, L2, L, n)

tsai(L1,L2,L,n) = 198,126 °C (388,fU7^n)'CP'R 15

dg = 0,001 pulg, 0,002 pulg, / pulg Lf(L1,L2,n) = rafz [(tsai(L1,L2,L,n)-t2),L]

20 Lf(L1,L2,n) = 121,56 mm (4,786 pulg)

Ecuaciones de cafda de presion segun el factor de friccion de Churchill

r r -,-|16

25

A(L1,L2,n)=

2,457pu lg

7

+ 0,27-

Re(L1,L2,n)) de(L1,L2)

30

B(L1,L2,n)=

/ \ 16

' 37530 '

Re( L1, L2, n)

35

ff(L1,L2,n) = g

g

1

Re(L1,L2,n)) 1

(A(L1,L2,n) + B(L1,L2,n))2

40

ff(L1,L2,n) = 0,044

1

9

e

2

45

Presion media del aire Pmed = 241 kPa (35 psi)

AP(L1, L2, n) = ff (L1, L2,n)

Lf (L1, L2,n) de(L1,L2)

+ LeqD

1

2pmed

4flujo(n) pde(L1, L2)2

2

Para:

50 L1 = 0,51 mm

L2 = 22,2 mm (0,875 pulg) Lf(L1,L2,n) = 121,6 mm (4,766 pulg) n = 1

AP(L1,L2,n) = 3,70 kPa (0,536 psi) 55

Para:

L1 = 0,25 mm (0,01 pulg)

Lf(L1,L2,n) = 61,62 mm (2,426 pulg) AP(L1,L2,n) = 11,13 kPa (1,614 psi)

Temperature deseada del aire (°F)

T2 = 191 °C (375 °F)

Temperatura de calentador (°F)

5 Tcalent = 204 °C (400 °F)

Flujo de aire Flujo(l) = 2 SCF / min Energfa necesaria q(L1,L2,Lf(L1,L2,n),n) = 209 vatios

10

En la descripcion anterior, la presion media, Pmed, representa la media de la presion en la entrada de aire y la presion en la salida de aire. Las ecuaciones de cafda de presion de la descripcion anterior se obtienen de un articulo periodfstico titulado “Friction-factor Equation Spans All Fluid Flow Regimes" cuyo autor es Stuart W. Churchill y fue publicado en Chemical Engineering, 7 de noviembre de 1977, pp. 91-92. Todas las ecuaciones de transferencia de calor de la 15 descripcion anterior se han obtenido de Perry’s Chemical Engineer’s Handbook, McGrawHill 5 ed. (1973) y Chemical Engineering Reference Manual, Professional Publications, Inc. 5 ed. (1996).

Haciendo referencia a la figura 7, se proporciona una representacion grafica de la longitud necesaria de la via de flujo y la cafda de presion en la via de flujo como funciones correspondientes de la profundidad para una via de flujo de 2,22 cm 20 (0,875 pulgadas) de ancho. La longitud de la via de flujo se muestra mediante una lmea en la figura 7 indicada con el numero de referencia 140 y la cafda de presion se muestra mediante una lmea en la figura 7 indicada con el numero de referencia 150. Los calculos que proporcionan la informacion presentada en la figura 7 consideraron una via de flujo que tiene una via de un unico segmento tal como la mostrada en las figuras 4, 5, 6 y 6A. El sistema de ecuaciones se resolvio mediante los calculos matematicos descritos anteriormente para diversos conjuntos de condiciones iniciales, de forma 25 similar al conjunto de condiciones iniciales proporcionado anteriormente.

Normalmente, se desea una cafda de presion inferior a aproximadamente el 10% en la via de flujo entre la entrada de aire y la salida de aire. Generalmente, para conseguirlo para una longitud de menos de aproximadamente 12,7 cm (5 pulgadas) y una anchura de menos de aproximadamente 2,54 cm (1 pulgada), la profundidad del rebaje deberfa situarse 30 en el intervalo de aproximadamente 0,127 mm (5 milesimas de pulgada) a aproximadamente 0,51 mm (20 milesimas de pulgada). Sin embargo, la presente invention no se limita a esto y la profundidad del rebaje dependera de la longitud y la anchura, entre otras variables.

Como se desprende de la figura 7, la cafda de presion se reduce drasticamente al aumentar la profundidad del rebaje de 35 aproximadamente 0,127 mm (0,05 pulgadas) a aproximadamente 0,254 mm (0,01 pulgadas). Por ejemplo, una profundidad de rebaje de aproximadamente 0,254 mm (0,01 pulgadas) requiere una longitud para la via de flujo de aproximadamente 63,5 mm (2,5 pulgadas) y da como resultado una cafda de presion de aproximadamente 11 kPa (1,6 psi) para una presion del aire en la entrada de 241,3 kPa (35 psi). El flujo de calor necesario procedente del calentador se determina en aproximadamente 209 vatios para un flujo de aire de proceso de 2 pies cubicos estandar por minuto 40 (SCFM) (1 x 10-3 m3/s) para proporcionar una temperatura del aire en la salida de aire de 190 °C (375 °F) y una temperatura de calentador de 204,4 °C (400 °F). Para estas mismas condiciones, una profundidad de rebaje de aproximadamente 0,51 mm (0,02 pulgadas) requiere una longitud de la via de flujo de aproximadamente 12,2 cm (4,8 pulgadas) y da como resultado una cafda de presion de aproximadamente 3,4 kPa (0,5 psi).

45 Segun los principios de la invencion, las dimensiones del colector de aire caliente se minimizan para ahorrar espacio y, para este fin, la longitud de la via de flujo puede seleccionarse a partir del calculo que preve una cafda de presion aceptable y, al mismo tiempo, esto minimizara las dimensiones del colector de aire caliente. Por ejemplo, y haciendo referencia a la figura 7, si una cafda de presion de 11 kPa (1,6 psi) es aceptable, solo es necesario dimensionar el colector de aire caliente para que aloje una via de flujo como un rebaje de paso unico con una profundidad de 0,254 mm 50 (0,01 pulgadas), una anchura de 2,22 cm (0,875 pulgadas) y una longitud de aproximadamente 6,35 cm (2,5 pulgadas). Sin embargo, si para la aplicacion dispensadora concreta se requiere una menor cafda de presion de, por ejemplo, 3,44 kPa (0,5 psi), deben incrementarse las dimensiones del colector de aire caliente para alojar una via de flujo mas larga como un rebaje que ahora tendrfa una profundidad de 0,51 mm (0,02 pulgadas) y una longitud de aproximadamente 12,2 cm (4,8 pulgadas) si se mantiene constante la anchura de 2,22 cm (0,875 pulgadas). Generalmente, para una presion y 55 un caudal de gas de proceso constantes, la profundidad y la longitud necesarias de la via de flujo para proporcionar una cafda de presion deseada se incrementaran al reducirse la anchura del rebaje.

Como se desprende de la figura 7, el rebaje puede tener una longitud superior a 12,7 cm (5 pulgadas) si la profundidad del rebaje se incrementa de forma correspondiente de modo que el colector de aire caliente pueda transferir suficiente

energfa calonfica para calentar el aire de proceso que fluye a traves del rebaje a una temperature de aire deseada en la salida de aire y de modo que la cafda de presion se minimice. Aunque la presente invention es aplicable de forma general, los modulos de aire caliente se construyen para ahorrar espacio y, en concreto, para permitir el uso con sistemas dispensadores de adhesivo y ffquido calentado montados a partir de colectores de adhesivo modulares que 5 requieren mantener un espacio reducido.

Un experto en la materia podra apreciar que las dimensiones optimizadas para el rebaje, determinadas a partir de la solution matematica del modelo, pueden utilizarse como base para mediciones empmcas subsiguientes basadas en experimentation u observation que ajustan las dimensiones optimizadas para el comportamiento ffsico del colector de 10 aire caliente unicamente de forma aproximada por medio del modelo. Un experto en la tecnica tambien apreciara que puede determinarse empmcamente un conjunto de dimensiones optimizadas basandose en la observacion o experiencia, en lugar de hacerlo mediante la solucion matematica de un modelo que simula el comportamiento ffsico del colector de aire caliente.

15 A pesar de que la presente invencion se ha ilustrado a traves de una description de varias realizaciones preferidas y a pesar de que estas realizaciones se han descrito con un grado considerable de detalles para describir el mejor modo de poner en practica la invencion, la intention de los solicitantes no es restringir o limitar en modo alguno el alcance de las reivindicaciones adjuntas a este nivel de detalle. Los expertos en la tecnica podran inferir facilmente ventajas y modificaciones adicionales dentro del alcance de la invencion. La invencion en sf misma solo estara definida por las 20 reivindicaciones adjuntas.

Claims (4)

1. REIVINDICACIONES

   1. Sistema dispensador de Kquido adhesivo termoplastico asistido por aire de proceso para dispensar corrientes de Kquido adhesivo termoplastico calentado sobre un sustrato que se mueve relativamente respecto a las

   5 corrientes, en el que el sistema dispensador comprende lo siguiente: un colector (52) de lfquido adhesivo termoplastico calentado capaz de alimentar el lfquido adhesivo termoplastico calentado; un primer modulo (50) dispensador conectado con dicho colector (52) de lfquido adhesivo termoplastico calentado y configurado para recibir el lfquido adhesivo termoplastico calentado procedente del colector (52) de lfquido adhesivo termoplastico calentado y dispensar el lfquido adhesivo termoplastico calentado a modo de una corriente sobre el sustrato que se mueve relativamente respecto a la 10 corriente asf como para dispensar el aire de proceso calentado para ejercer un movimiento en la corriente de lfquido adhesivo termoplastico calentado dispensada; un segundo modulo (50) dispensador conectado con dicho colector (52) de lfquido adhesivo termoplastico calentado y situado en una relacion yuxtapuesta con el primer modulo dispensador a traves de la anchura del sistema dispensador, estando configurado el segundo modulo (50) dispensador para recibir el lfquido adhesivo termoplastico calentado procedente del colector (52) de lfquido adhesivo termoplastico calentado y 15 dispensar el lfquido adhesivo termoplastico calentado a modo de una corriente sobre el sustrato que se mueve relativamente respecto a la corriente y para dispensar aire de proceso calentado para ejercer un movimiento en la corriente de lfquido adhesivo termoplastico calentado dispensada; un primer colector de aire caliente (34) para recibir aire de proceso procedente de una alimentacion de aire de proceso (41) y para proporcionar aire de proceso calentado al primer modulo dispensador (50), y un segundo colector de aire caliente (34) para recibir aire de proceso procedente de la 20 alimentacion de aire de proceso (41) y para proporcionar aire de proceso calentado al segundo modulo dispensador (50); caracterizado por un primer dispositivo de control del flujo (46), situado en la entrada de aire del primer colector (34) de aire caliente, que opera para controlar de forma individual una presion y / o caudal del aire de proceso alimentado al primer modulo (50) dispensador; y por un segundo dispositivo de control del flujo (46), situado en la entrada de aire del segundo colector (34) de aire caliente, que opera para controlar de forma individual una presion y / o caudal del aire de 25 proceso alimentado al segundo modulo (50) dispensador de modo que la presion y / o el caudal del aire de proceso alimentado al primer modulo dispensador (50) difiera de la presion y / o el caudal del aire de proceso alimentado al segundo modulo (50) dispensador.
2. 2. Sistema dispensador (58) segun la reivindicacion 1, en el que el colector (52) de lfquido adhesivo 30 termoplastico calentado comprende un primer segmento (67) de colector de lfquido adhesivo termoplastico calentado que

   presenta un primer paso (65) de alimentacion y un primer paso (69) de distribucion, estando configurado el primer paso de distribucion para alimentar el lfquido adhesivo termoplastico calentado procedente del primer paso de alimentacion al primer modulo dispensador; y un segundo segmento (67) de colector de lfquido adhesivo termoplastico calentado que presenta un segundo paso (65) de alimentacion y un segundo paso (69) de distribucion, estando configurado el segundo 35 paso de distribucion para alimentar el lfquido adhesivo termoplastico calentado desde el segundo paso de alimentacion al segundo modulo dispensador.
3. 3. Sistema dispensador segun la reivindicacion 2, en el que el primer y el segundo segmento (67) de colector de lfquido adhesivo termoplastico calentado estan interconectados en una relacion yuxtapuesta a traves de la anchura

   40 del sistema (58) dispensador para disponer el primer y el segundo paso (65) de alimentacion conectados en comunicacion de fluidos.
4. 4. Metodo para dispensar lfquido adhesivo termoplastico calentado desde un sistema dispensador de lfquido adhesivo termoplastico asistido por aire de proceso que incluye un primer modulo (50) dispensador, un segundo modulo

   45 (50) dispensador situado en una relacion yuxtapuesta con el primer modulo dispensador a traves de la anchura del sistema dispensador de lfquido adhesivo termoplastico, un colector de lfquido adhesivo termoplastico calentado al que estan conectados el primer y el segundo modulo dispensador, un primer y un segundo colector (34) de aire caliente para recibir aire de proceso procedente de una alimentacion (41) de aire de proceso y para proporcionar aire de proceso calentado al primer y el segundo modulo (50) dispensador, y un primer y un segundo dispositivo (46) de control del flujo 50 situados, respectivamente, en las entradas de aire del primer y el segundo colector de aire caliente, comprendiendo el metodo lo siguiente: calentar el lfquido adhesivo termoplastico en el colector de lfquido adhesivo termoplastico calentado; alimentar el lfquido adhesivo termoplastico calentado desde el colector de lfquido adhesivo termoplastico calentado al primer y al segundo modulo dispensador; alimentar aire de proceso al primer y al segundo dispositivo (46) de control del flujo; alimentar aire de proceso procedente del primer y el segundo dispositivo (46) de control del flujo, respectivamente, 55 al primer y al segundo colector (34) de aire caliente; alimentar aire de proceso calentado procedente del primer y el segundo colector (34) de aire caliente al primer y al segundo modulo (50) dispensador, dispensar el lfquido adhesivo termoplastico calentado procedente del primer y el segundo modulo dispensador a modo de una corriente; dispensar aire de proceso calentado del primer y el segundo modulo dispensador para ejercer un movimiento en la correspondiente corriente de lfquido adhesivo termoplastico calentado dispensada; y controlar de forma individual la presion y / o el caudal

   del aire de proceso alimentado al primer y al segundo modulo dispensador de modo que la presion y / o el caudal del aire de proceso calentado alimentado al primer modulo (50) dispensador sea diferente de la presion y / o el caudal del aire de proceso calentado alimentado al segundo modulo (50) dispensador.

   5 5. Metodo segun la reivindicacion 4, en el que el colector de lfquido adhesivo termoplastico calentado incluye

   un primer y un segundo segmento (67) de colector y, ademas, comprende lo siguiente: alimentar el lfquido adhesivo termoplastico calentado al primer modulo (62) dispensador desde el primer segmento de colector de lfquido adhesivo termoplastico; y alimentar el lfquido adhesivo termoplastico calentado al segundo modulo (63) dispensador desde el segundo segmento de colector de lfquido adhesivo termoplastico.

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