ES2933274T3

ES2933274T3 - Sistema de fusión que incluye una unidad de fusión con una tolva de carga lateral

Info

Publication number: ES2933274T3
Application number: ES18808148T
Authority: ES
Inventors: charles Ganzer; Leslie Varga
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2018-10-26
Publication date: 2023-02-03
Anticipated expiration: 2038-10-26
Also published as: EP3703921A1; JP2023121826A; US20220323986A1; CN111225779B; CN111225779A; JP7311504B2; JP2021503390A; US11938505B2; EP4209320A1; WO2019089375A1; US20210205836A1; EP3703921B1; US11389822B2

Abstract

Sistema de fusión (10) que incluye al menos una unidad de fusión (20, 22) que tiene un depósito (30); una rejilla fundida (40) situada encima de dicho depósito, configurada dicha rejilla fundida para exponer dicho polímero sólido a una temperatura suficiente para formar un polímero fundido y depositar dicho polímero fundido en dicho depósito; una tolva (60, 61) dispuesta encima de dicha rejilla de masa fundida y configurada para contener un suministro del polímero sólido; y una región de aislamiento térmico (50) dispuesta debajo de dicha rejilla fundida y encima de dicho polímero fundido en dicho depósito, dicha región de aislamiento térmico configurada para aislar térmicamente dicho polímero sólido en dicha tolva del polímero fundido en dicho depósito. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de fusión que incluye una unidad de fusión con una tolva de carga lateral

Campo técnico

La presente divulgación se refiere a un sistema de fusión que incluye una unidad de fusión con una región de aislamiento térmico entre la rejilla de fusión y un depósito.

Antecedentes

Los sistemas de fusión convencionales incluyen una rejilla de fusión colocada debajo de una tolva, un depósito debajo de la rejilla de fusión, una bomba acoplada al depósito y un aplicador acoplado a la bomba. La rejilla de fusión expone el polímero sólido almacenado en la tolva a una temperatura elevada, lo que convierte el polímero en un líquido fundido. El líquido fundido se alimenta por gravedad al depósito donde la bomba transporta el líquido fundido al aplicador. El aplicador deposita el líquido fundido sobre un sustrato, como un material no tejido u otro material. La parte superior de la tolva tiene una tapa de llenado que se puede abrir para agregar polímero sólido a la tolva según sea necesario.

Los sistemas de fusión convencionales tienen varios inconvenientes relacionados con cuándo se detiene la producción y luego se reanuda. En funcionamiento, el polímero fundido llena el depósito y sale por el aplicador como se indicó anteriormente. Sin embargo, con el tiempo, en los sistemas de fusión convencionales, la rejilla de fusión convierte el polímero dentro de la tolva en un líquido fundido. Aquí, la rejilla de fusión se sumerge efectivamente dentro del líquido fundido. Durante una parada de producción, por ejemplo, cuando finaliza un turno o se completa una ejecución en particular, el líquido fundido dentro de la tolva (y la rejilla de fusión) se solidifica en una masa sólida. Para reanudar la producción, se eleva la temperatura de la rejilla de fusión, lo que eleva la temperatura del polímero sólido dentro de la rejilla de fusión y dentro de la tolva. Eventualmente, el polímero sólido dentro de la tolva se convierte en un líquido fundido y se logra el rendimiento previsto del aplicador. Por lo tanto, el proceso de reinicio requiere largos tiempos de puesta en marcha que tienen un impacto negativo en la eficiencia del sistema de fusión.

La ganancia de fusión es otro problema con los sistemas de masa fundida convencionales. En los casos en que el sistema de fusión esté inactivo o el producto se detenga, la temperatura de la rejilla de fusión se puede disminuir para detener la fusión del polímero. Sin embargo, el calor retenido por el líquido fundido en el depósito aporta calor a la rejilla de fusión, aumentando así la temperatura de la rejilla de fusión. El aumento de la temperatura de la rejilla de fusión reinicia la fusión del polímero, lo que, a su vez, aumenta el nivel de polímero fundido en el depósito. El aumento de temperatura en la fusión hace que aumente el nivel de polímero fundido en el depósito. Si se produce una ganancia de fusión cuando el sistema de fusión se apaga durante un período prolongado, el polímero fundido se solidifica en el depósito, la rejilla de fusión y la tolva, creando una sola masa de polímero sólido. El reinicio de la producción lleva más tiempo debido a que la gran masa sólida debe volver a convertirse en polímero fundido antes de que el líquido fundido pueda bombearse al aplicador a la tasa de producción deseada.

Los sistemas de fusión convencionales también tienen inconvenientes relacionados con la forma en que se utilizan las tolvas. En primer lugar, los sistemas de fusión típicos no proporcionan un medio físico, como una ventana, para ver el nivel de polímero en la tolva sin abrir la tapa de llenado. La tapa de llenado debe mantenerse cerrada en todo momento por razones de seguridad, excepto cuando se llena la tolva. Por lo tanto, monitorear el nivel de polímero sólido en la tolva entre procesos de carga no es práctico. Los eventos de carga de polímeros se programan en función de varios factores, incluido el rendimiento del sistema, la cantidad de polímero agregado durante un período de tiempo determinado y la duración de los ciclos de producción de la máquina. Además, los diseños de tolva actuales presentan riesgos de seguridad para los operadores al llenar la tolva. Cuando se abre la tapa de llenado para agregar polímero, el operador queda expuesto al líquido fundido, lo que representa un riesgo importante de quemaduras. Para determinadas aplicaciones, como los materiales no tejidos, el polímero se carga en forma de bolsa o formato de salchicha grande. El tamaño y el peso de cada bolsa (o salchicha) pueden provocar salpicaduras del líquido fundido si se arrojan o se caen en la tolva, lo que presenta un peligro adicional de quemaduras. Dependiendo del tipo de polímero, se pueden encontrar vapores nocivos de la desgasificación cuando se abre la tapa. Además, los sistemas de fusión convencionales tienen limitaciones de espacio inherentes debido al diseño de la tolva. Debido a que la tapa de llenado está ubicada en la parte superior de la máquina, los diseños de tolva existentes tienen una limitación de altura general para garantizar el acceso adecuado del operador. Para maximizar la capacidad de almacenamiento de la tolva en vista de esta limitación de altura, se debe aumentar el espacio total de la máquina. Esto puede ser un problema si el sistema de fusión se instala en una planta de fabricación existente donde el espacio es limitado.

El documento US 2004/0155022 A1 se refiere a un aparato y un método para aplicar selladores calentados, como material polimérico fundido. El aparato comprende un recinto en el fondo del cual están dispuestas una rejilla de corte con elementos de corte y un dispositivo de ariete para mover un sellador sólido hacia la rejilla de corte. Los bloques del sellador se cortan en segmentos, que se liberan en el depósito de un material fundido debajo de la rejilla de corte.

El documento US 3.981.416 A describe un aparato para fundir y dispensar material termoplástico que comprende una tolva para el material sólido, un depósito para el material fundido, un fundidor de rejilla dispuesto dentro del depósito y una bomba para alimentar el material fundido.

El documento US 2.300.083 A1 describe una tolva que puede llenarse parcial o completamente con escamas o virutas de una composición sólida formadora de filamentos y que puede cerrarse herméticamente por medio de una tapa articulada y la tuerca de mariposa y el tornillo. Las escamas entran en contacto con la rejilla de fusión que puede ser calentada por el paso a través de ella de un vapor caliente. La rejilla de fusión está montada sobre la cámara calentada que también puede calentarse pasando vapores calientes a través de bobinas. La composición sólida formadora de filamentos en contacto con la rejilla de fusión se funde y drena en la cámara de fusión desde donde puede ser retirada y forzada a través de un dispositivo de extrusión adecuado y recogida en forma de filamentos, hilos, láminas, cintas o similares o aplicado directamente como revestimientos en algunos objetos, por ejemplo, alambres metálicos. La tolva está aislada térmicamente de la rejilla de fusión y de la cámara calentada por medio de una cámara de aislamiento.

Resumen

Existe la necesidad de un sistema de fusión que pueda derretir polímero de manera eficiente bajo demanda, abordar los riesgos de seguridad, proporcionar una región de aislamiento térmico entre el depósito que contiene el polímero fundido y el polímero no fundido en una tolva, aumentar la capacidad de almacenamiento almacenando directamente solo material no fundido en la tolva, y proporcionar acceso de carga lateral a la tolva. Una realización de la presente descripción es un sistema de fusión según la reivindicación 1 configurado para convertir un material polimérico sólido en un material fundido. La unidad de fusión incluye un depósito, una rejilla de fusión dispuesta sobre el depósito, una región de aislamiento térmico entre el depósito y la rejilla de fusión y una tolva para almacenar polímero no fundido y que tiene una puerta de acceso y una ventana de visualización. Otras realizaciones preferidas se reivindican en las reivindicaciones dependientes.

La rejilla de fusión está configurada para exponer el material polimérico sólido a una temperatura suficiente para formar un material polimérico fundido y depositar el material fundido en el depósito. La región de aislamiento térmico incluye un espacio de aire en la parte superior del depósito, por debajo de la rejilla de fusión y/o una cámara de aislamiento. La región de aislamiento térmico aísla térmicamente la tolva del polímero fundido en el depósito cuando el polímero fundido está en el depósito. El aislamiento térmico minimiza la transferencia de calor del líquido fundido a la rejilla de fusión calentada, lo que reduce la ganancia de fusión. La tolva tiene un extremo inferior, un extremo superior opuesto al extremo inferior y una pared que se extiende desde el extremo inferior hasta el extremo superior. El extremo inferior está próximo a, y abierto a, la rejilla de fusión. El extremo superior y la pared definen una cámara interna que contiene el suministro del material polimérico sólido. La tolva incluye una puerta de acceso dispuesta en la pared que incluye preferentemente una ventana de visualización. Sin embargo, la puerta de acceso puede estar en el extremo superior y la ventana de visualización puede estar separada de la puerta de acceso. La puerta de acceso se puede mover entre una posición cerrada donde la tolva está cerrada y una posición abierta donde la cámara interna es accesible para recibir el material polimérico sólido.

Breve descripción de los dibujos

El resumen anterior, así como la siguiente descripción detallada de realizaciones ilustrativas de la presente solicitud, se entenderán mejor cuando se lean junto con los dibujos adjuntos. Con el fin de ilustrar la presente solicitud, en los dibujos se muestran realizaciones ilustrativas de la divulgación.

Figura 1 es una vista en perspectiva de un sistema de fusión según una realización de la presente divulgación;

Figura 2 es una vista en alzado lateral del sistema de fusión que se muestra en la Figura 1; y

Figura 3 es una vista en sección transversal de una parte del sistema de fusión tomada a lo largo de la línea 3-3 de la figura 1.

Figura 4 es una vista en sección transversal de la unidad de fusión que se muestra en la Figura 1 con los otros componentes del sistema de fusión eliminados para mayor claridad.

Figura 5 es una vista en perspectiva de un sistema de fusión según otra realización de la presente divulgación;

Figura 6 es una vista en sección transversal de una parte del sistema de fusión tomada a lo largo de la línea 6-6 de la figura 5;

Figura 7A es una vista en sección transversal de la unidad de fusión que se muestra en la Figura 6 con los otros componentes del sistema de fusión eliminados para mayor claridad;

Figura 7B es una vista en sección transversal de una parte de la unidad de fusión que se muestra en la figura 7A;

Figura 7C es una vista en sección transversal en perspectiva despiezada de la unidad de fusión mostrada en la Figura 7A; y

Figura 8 es un diagrama esquemático de un sistema de control para el sistema de fusión descrito en este documento.

Descripción detallada de realizaciones ilustrativas

Volviendo a las Figuras 1 y 2, una realización de la presente descripción incluye un sistema de fusión 10 configurado para fundir y entregar un líquido, como un material polimérico P, o más específicamente un material termoplástico, al equipo dispensador aguas abajo (no mostrado). El equipo dispensador se puede usar para aplicar el material polimérico fundido sobre un sustrato. El sustrato puede ser un material no tejido utilizado en aplicaciones higiénicas u otras, como embalaje de papel y cartón u otras aplicaciones de montaje de productos que impliquen adhesivos, o sobre materiales en los que se necesite la aplicación de un material polimérico, como un adhesivo. El material polimérico P puede ser un adhesivo sensible a la presión. Sin embargo, debe apreciarse que el sistema de fusión 10 puede adaptarse para procesar otros materiales poliméricos.

Como se muestra en las Figuras 1 y 2, el sistema de fusión 10 generalmente incluye un marco base 12 montado sobre ruedas (no numeradas), una unidad de control 14 soportada por un lado del marco base 12 y al menos una unidad de fusión. De acuerdo con la realización ilustrada, el sistema de fusión 10 incluye una pluralidad de unidades de fusión 20, 22 soportadas por el otro lado del marco base 12. La unidad de control 14 incluye un gabinete que alberga controladores, pantallas, interfaces de usuario, etc., que un operador puede usar para controlar la operación del sistema de fusión. La unidad de control 15 está conectada a la unidad de fusión 20, 22 a través de conectores cableados 16.

De acuerdo con la realización ilustrada, el sistema de fusión 10 incluye una primera unidad de fusión 20 y una segunda unidad de fusión 22. Como se ilustra, las unidades de fusión primera y segunda 20 y 22 son sustancialmente similares entre sí. Por ejemplo, la primera unidad de fusión 20 incluye una primera tolva 60 y la segunda unidad de fusión 22 incluye una segunda tolva 61 que es similar a la primera tolva 60. En consecuencia, a continuación, se describirá solamente una única unidad de fusión 20. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que pueden existir diferencias entre la primera unidad de fusión 20 y la segunda unidad de fusión 22. Específicamente, la configuración de las puertas de acceso 80a, 80b y las ubicaciones de las ventanas de visualización 90a, 90b entre la primera y la segunda tolva 60 y 61 pueden diferir. Por ejemplo, la primera tolva 60 puede tener al menos una ventana de visualización separada de la puerta de acceso mientras que la segunda tolva 61 tiene al menos una puerta de acceso que incluye una ventana de visualización. Además, el sistema de fusión 10 puede incluir una sola unidad de fusión o puede incluir más de dos unidades de fusión. Los principios inventivos, tal como se describen en el presente documento, pueden ampliarse o reducirse en tamaño dependiendo de los requisitos de la aplicación, como para aplicaciones de embalaje o materiales no tejidos.

Continuando con las Figuras 1 y 2, la unidad de fusión 20 está sostenida por el marco base 12 y la superficie subyacente y se extiende hacia arriba a lo largo de una dirección vertical 2. La unidad de fusión 20 y la unidad de control 14 y, por lo tanto, el marco base 12, definen la "huella" general del sistema de fusión 10. Como se ilustra, la huella es sustancialmente rectilínea y se extiende a lo largo de una primera dirección lateral 4 y una segunda dirección lateral 6 que son perpendiculares entre sí y a la dirección vertical 2. La dirección vertical 2, la primera dirección lateral 4 y la segunda dirección lateral 6 son componentes direccionales utilizados para describir la relación espacial de los componentes y subcomponentes del sistema de fusión 10 que se describe a continuación.

Continuando con las Figuras 1-3, la unidad de fusión 20 incluye un conjunto de bomba 24 cerca del marco base 12, un depósito 30 acoplado al conjunto de bomba 24, uno o más sensores 29 colocados en el depósito 30, una rejilla de fusión 40 sobre el depósito 30 y una tolva 60 montada encima de la rejilla de fusión 40. La unidad de fusión también incluye una región de aislamiento térmico 50 dispuesta entre el depósito 30 y la tolva 60. El sistema de fusión incluye un sistema de control 100 que controla las operaciones de la unidad de fusión 20, como se muestra en la figura 8. El sistema de control 100 incluye un controlador 102 acoplado a uno o más sensores 29 y la rejilla de fusión 40. El sistema de control 100 se usa para controlar el flujo de polímero fundido desde la rejilla de fusión 40 y hacia el depósito 30 como se explica a continuación.

Con referencia a las Figuras 1-3, la región de aislamiento térmico 50 crea una barrera entre el líquido M fundido, normalmente un material polimérico, en el depósito 30 y el material polimérico sólido P en la tolva 60. La región de aislamiento térmico 50 ayuda a mantener la temperatura en la tolva por debajo de la temperatura de fusión del material polimérico P. Por ejemplo, la región de aislamiento térmico 50 ayuda a mantener el material polimérico sólido en la tolva 60 a una primera temperatura inferior a la segunda. temperatura del material de polímero fundido en el depósito 30 creando una barrera térmica que minimiza la transferencia de calor desde el depósito 30 a través de la rejilla de fusión 40 a la tolva. Como se muestra en la figura 3, la región de aislamiento térmico 50 comprende el espacio G entre la rejilla de fusión 40 y el líquido fundido M en el depósito. La región de aislamiento térmico 50 puede ser cualquier espacio o estructura que cree una barrera térmica para minimizar o incluso eliminar la migración térmica del polímero fundido en el depósito al polímero sólido P en la tolva. Por ejemplo, la región de aislamiento térmico 50 puede ser una parte superior del depósito 30, como se muestra en la Figura 3). En otra realización, la región de aislamiento térmico puede comprender un componente separado colocado entre el depósito 30 y la rejilla de fusión 40, por ejemplo, una cámara 150 en la Figura 6). En algunos casos, puede haber una región de aislamiento térmico 50 y/o un componente separado colocado entre la tolva 60 y la rejilla de fusión 40 (no mostrado).

Volviendo a las Figuras 3 y 4, el depósito 30 captura el material fundido M que sale de la rejilla de fusión 40. El depósito 30 incluye una base 32, una parte superior 34 opuesta a la base 32 a lo largo de una dirección vertical 2 y una pared exterior 36. La pared exterior 36 incluye cuatro lados 37a, 37b, 37c y 37d (no se muestra el 37a). La pared exterior 36 define una superficie interior 35 a lo largo de la cual se coloca el sensor 29. La base 32 tiene una superficie interior 33, una parte de la cual forma un ángulo con respecto a la dirección vertical 2. La superficie interior 33 guía el material fundido M hacia un portal (no numerado) que alimenta el conjunto de bomba 24 debajo del depósito 30. La cantidad de polímero fundido M que se acumula en el depósito 30 se basa, en parte, en a) el rendimiento del polímero a través de la rejilla de fusión 40, b) la salida de polímero fundido del depósito 30 y c) la altura de la pared exterior 36.

De acuerdo con la realización ilustrada, la región de aislamiento térmico 50 está dispuesta debajo de la rejilla de fusión 40. Como se muestra en las Figuras 3 y 4, la pared exterior 36 tiene una altura suficiente para facilitar la formación de un espacio de aire G entre la rejilla de fusión 40 y una masa de material fundido que se acumula en la base 32 del depósito 30 durante la operación. Como se muestra, la región de aislamiento térmico 50 comprende, al menos en parte, el espacio de aire G alineado con una parte superior 52 del depósito 30. En este sentido, se puede decir que la región de aislamiento térmico 50 incluye la parte superior 52 del depósito 30. La parte superior 52 de la pared exterior 36 se extiende desde la parte superior 34 del depósito hasta un eje A que se extiende a través de la pared exterior 36 del depósito 30. El eje A se muestra en una ubicación por encima de la base 32 del depósito. La extensión del espacio G se selecciona para separar la parte inferior de la rejilla de fusión 40 del polímero fundido calentado M en el depósito 30. La separación crea una barrera térmica que puede inhibir o minimizar la transferencia de calor del líquido M fundido a la rejilla 40 de fundido.

Continuando con las Figuras 3 y 4, la rejilla de fusión 40 está configurada para convertir el material de polímero sólido P en la tolva 60 en el material de polímero fundido M. La rejilla de fusión incluye una parte inferior 42 y una parte superior 44 separadas de la parte inferior 42 a lo largo de la vertical. dirección 2. La parte inferior 42 de la rejilla de fusión 40 está montada en la parte superior 34 del depósito 30. La tolva 60 está acoplada a la parte superior 44 de la rejilla de fusión 40. La rejilla de fusión 40 tiene una pared exterior 46 que incluye cuatro lados 47a, 47b, 47c y 47d (solo se muestran 47b y 47d en la figura 4). La rejilla de fusión 40 también puede incluir una pluralidad de rieles de fusión 48 paralelos y separados entre sí. Los rieles de fusión 48 se extienden a través de la rejilla de fusión 40 a lo largo de la segunda dirección lateral 6 (hacia la lámina en la Figura 3). Los rieles de fusión 48 definen pasajes 49 que se extienden entre rieles de fusión 48 adyacentes. Los rieles de fusión 48 pueden tener diferentes orientaciones según sea necesario. En algunos casos, barras transversales (no mostradas) pueden conectar los rieles de fusión adyacentes. Cada riel de fusión 48 incluye uno o más elementos calentadores que elevan la temperatura de los rieles de fusión 48 a la temperatura deseada para procesar el material polimérico P. Los elementos calentadores están conectados al controlador 102 a través del conector cableado 16. Además, la rejilla de fusión 40 puede incluir elementos de guía 43 acoplados a la parte inferior de la rejilla de fusión 40. Los elementos de guía 43 guían el polímero para que no salga de entre los rieles de fusión 48 hacia el polímero fundido M. Los elementos de guía 43 pueden reducir la formación de burbujas de aire a medida que el polímero cae desde el fondo de la rejilla de fusión 40 hacia el depósito 30.

La rejilla de fusión está diseñada para un calentamiento eficiente a la temperatura de funcionamiento deseada desde un estado enfriado. En un ejemplo, la rejilla de fusión tiene una masa seleccionada para proporcionar una densidad de vatios de aproximadamente 0,488 - 0,61 W/cm3 (8-10 W/in3). Una rejilla de fusión de este tipo puede tardar unos 20 minutos en alcanzar la temperatura de funcionamiento deseada. En otro ejemplo, la rejilla de fusión tiene una masa seleccionada para aumentar la densidad de vatios y utiliza calentadores de película delgada. En este ejemplo, la rejilla de fusión tiene una densidad de vatios de aproximadamente 3,66 - 4,27 W/cm3 (60-70 W/in3). Dicha rejilla de fusión tardará entre 3 y 6 minutos en alcanzar la temperatura de funcionamiento deseada. Por el contrario, las rejillas de fusión convencionales utilizan fundiciones pesadas y calentadores de cartucho y tienen una densidad de vatios de aproximadamente 0,244 - 0,305 W/cm3 (4-5 W/in3). Las rejillas de fusión convencionales tardarán treinta minutos o más en alcanzar la temperatura de funcionamiento deseada. En consecuencia, las rejillas de fusión que se describen en este documento pueden considerarse rejillas de fusión de baja masa y tienen una densidad de vatios mayor que aproximadamente 0,366 - 0,488 W/cm3 (6-8 W/in3) y podría ser tan alta como aproximadamente 3,66 - 4,27 W/ cm3 (60-70 W/in3). Estas rejillas de fusión de baja masa se calientan y enfrían más rápido en comparación con las rejillas de fusión convencionales. Un calentamiento y enfriamiento más rápidos aumentan la eficiencia operativa al reducir la cantidad de tiempo que la unidad de fusión no genera polímero fundido esperando que el sistema alcance las temperaturas operativas deseadas.

Con referencia a las Figuras 3-4, la tolva 60 está configurada para contener material polimérico P. Como se ilustra, la tolva 60 tiene un extremo inferior 62, un extremo superior 64 opuesto al extremo inferior 62 a lo largo de la dirección vertical 2 y una pared 66 que se extiende desde el extremo inferior 62 hasta el extremo superior 64. El extremo superior 64 incluye una tapa superior 68 que cierra el extremo superior 64 de la tolva 60. La pared 66 se extiende alrededor de la totalidad de la tolva 60 de manera que la pared 66 y la cubierta superior 68 definen una cámara interna 65 que contiene el material polimérico P. El extremo inferior 62 está sustancialmente abierto a la rejilla de fusión 40. Como se muestra en las Figuras 3-4, el extremo inferior 62 está abierto a los rieles de fusión 48 y los pasajes 49 de la rejilla de fusión 40. La cubierta superior 68 cierra la parte superior de la tolva y permite un aumento en la altura de la tolva en comparación con las tolvas convencionales utilizadas en los sistemas de fusión típicos. Debido a que, en la realización preferida, la tolva 60 es de carga lateral, como se describirá a continuación, el extremo superior 64 puede estar cerrado. Esto permite que la tolva 60 se diseñe e instale de tal manera que el extremo superior 64 se extienda más cerca del techo de lo que sería posible con una tolva típica de carga superior. Esto da como resultado una mayor capacidad de almacenamiento de polímeros en comparación con los sistemas de fusión típicos.

De acuerdo con la realización ilustrada, la pared 66 incluye una pluralidad de lados 72a-72d. Como se muestra mejor en las Figuras 2 y 4, la pared 66 incluye un primer lado 72a, un segundo lado 72b que intersecta el primer lado 72a, un tercer lado 72c que intersecta el segundo lado 72b y que es opuesto al primer lado 72a, y un cuarto lado 72d que intersecta el primer lado 72a (Fig. 2) y el tercer lado 72c. El cuarto lado 72d está opuesto al segundo lado 72b. El primer lado 72a se puede considerar el lado frontal o frente de la tolva 60 y el tercer lado 72c se puede considerar la parte posterior o trasera de la tolva 60. Un "lado" de la tolva 60 también puede denominarse pared lateral en ciertas realizaciones. Como se muestra, la cubierta superior 68 intersecta los cuatro lados 72a-72b. Los cuatro lados 72a-72d están dispuestos para formar una tolva con forma de sección transversal rectilínea. Aunque se ilustra una tolva 60 con forma de sección transversal rectilínea, la tolva 60 puede tener otras formas de sección transversal. Por ejemplo, según una realización alternativa, la tolva 60 tiene forma tubular. En tal realización, la tolva 60 incluye una pared 66 que forma un cuerpo de forma tubular. En tal realización, la tolva 60 incluye una única pared curva.

Como se muestra en las Figuras 1 y 2, con la realización preferida, la tolva 60 está configurada para acceso lateral. La tolva 60 incluye una o más aberturas 70 y una o más puertas de acceso 80a, 80b que se pueden mover entre una posición cerrada y una posición abierta para brindar acceso a la cámara interna 65. La tolva 60 también puede incluir una o más ventanas de visualización 90a, 90b.

Las puertas de acceso lateral 80a, 80b permiten que un operador cargue material polimérico P desde el lateral de la tolva 60. De acuerdo con la realización ilustrada que se muestra en las Figuras 1 y 2, la tolva 60 incluye una primera puerta de acceso 80a y una segunda puerta de acceso 80b que están posicionadas una respecto a la otra a lo largo de la dirección vertical 2 y operables para cubrir la abertura 70. Cuando las puertas de acceso 80a, 80b están en la posición cerrada, la tolva 60 está cerrada. Cuando las puertas de acceso 80a, 80b están en la posición abierta, la cámara interna 65 es accesible para recibir el material polimérico P desde una ubicación externa a la tolva 60. El operador abre la puerta de acceso 80a o 80b y carga material polimérico P en la cámara interna 65 cuando el suministro cae por debajo de una cantidad umbral. Las puertas de acceso primera y segunda 80a, 80b, por lo tanto, permiten la carga lateral de material polimérico P. Cuando se carga material polimérico P en el lateral de la tolva 60, ambas puertas de acceso 80a, 80b pueden abrirse y crear una primera pila de material polimérico P en la tolva 60. Entonces, la segunda puerta de acceso 80b puede cerrarse para estabilizar la pila de material polimérico P, y la carga de la tolva 60 puede reiniciarse con solo la primera puerta de acceso 80a abierta hasta que la tolva 60 esté llena. Como se muestra mejor en las Figuras 1 y 2, la primera puerta de acceso 80a y la segunda puerta de acceso 80b pivotan cada una entre la posición cerrada y la posición abierta. Sin embargo, en una realización alternativa, las puertas de acceso 80a, 80b pueden deslizarse entre la posición cerrada y la posición abierta. En aún otras realizaciones, la rejilla de fusión se puede usar con tolvas que son de carga superior e incluyen una tapa móvil en la parte superior de la tolva 60.

Las ventanas de visualización 90a, 90b incluyen un panel transparente que permite al operador ver dentro de la tolva 60 y observar el nivel de material polimérico P en la tolva 60. Como se ilustra, la primera puerta de acceso 80a y la segunda puerta de acceso 80b incluyen una primera ventana de visualización 90a y una segunda ventana de visualización 90b correspondientes. Sin embargo, en realizaciones alternativas, las puertas de acceso 80a, 80b y las ventanas de visualización 90a, 90b pueden ser independientes entre sí. Por ejemplo, la ventana de visualización 90a, 90b puede disponerse a lo largo de una de las paredes 66. Si el nivel de material polimérico P cae por debajo de un umbral, la tolva 60 se puede recargar con material polimérico P según sea necesario usando las puertas de acceso lateral 80a, 80b. La recarga se produce sin tener que quitar una cubierta superior como se requiere para los diseños de tolva convencionales. La tolva de carga lateral como se describe aquí elimina las limitaciones de altura típicas en las tolvas de carga superior porque se elimina el uso de la tapa de llenado superior. La capacidad de almacenamiento aumenta sin aumentar el espacio ocupado por la máquina. Además, el sistema de fusión 10 mantiene el material de polímero sólido en la tolva durante el funcionamiento, lo que reduce los riesgos de seguridad en los diseños de carga superior porque ya no hay una masa fundida en la tolva y los riesgos de quemaduras y humos nocivos asociados. Además, las ventanas de visualización 90a, 90b permiten observar el nivel de polímero en cualquier momento durante el funcionamiento del sistema de fusión 10 sin tener que abrir la tolva 60.

Las unidades de fusión, como se describe en este documento, incluyen al menos una tolva de carga lateral, lo que permite un aumento en la altura sobre las tolvas convencionales al eliminar la limitación de altura impulsada por la necesidad de que el operador alcance la parte superior de la tolva para alcanzar la tapa de llenado. Esto permite aumentar la capacidad de retención en la tolva, hasta en un 20 % a 30 % o más, en comparación con las tolvas convencionales utilizadas en los sistemas de fusión típicos. Las realizaciones de la presente divulgación permiten al operador cargar material hasta un nivel superior sin estar limitado por la ergonomía de la tapa y la tolva. Las ventanas de visualización, cuando se incluyen en la tolva, brindan una fácil visibilidad del nivel de polímero en todo momento desde una distancia en tiempo real, lo que no se incluye ni se logra fácilmente en las unidades de fusión convencionales. Además, debido a la funcionalidad de carga lateral, durante el proceso de llenado el operador se coloca de manera que se aparta de manera efectiva de la exposición directa a los humos que podrían estar emergiendo de la zona de fusión ya que no está directamente encima de la zona de fusión.

La tolva 60 se ha descrito y mostrado en figuras dispuesta encima de la rejilla de fusión 40 que está separada del material fundido en el depósito 30 por la región de aislamiento térmico 50 (o el espacio de aire G). La región de aislamiento térmico 50 inhibe la transferencia de calor del líquido fundido al polímero sólido almacenado en la tolva 60. Sin embargo, la tolva 60 como se describe aquí se puede usar en sistemas de fusión con diferentes tipos de rejillas de fusión y configuraciones de depósito que las que se muestran y describen anteriormente. Más bien, la tolva 60 se puede usar en cualquier tipo de sistemas de fusión donde el material fundido M y el polímero sólido almacenado en la tolva 60 están térmicamente aislados entre sí. En otras palabras, las realizaciones de la presente divulgación incluyen un sistema de fusión que incluye una tolva que está aislada térmicamente del depósito 30 que contiene líquido fundido.

Volviendo a la Figura 8, el sistema de control 100 se usa para controlar el flujo de polímero fundido desde la rejilla de fusión 40 y hacia el depósito 30 como se explica a continuación.

Haciendo referencia a la Figura 3, en funcionamiento, la tolva 60 contiene un suministro de material de polímero sólido P encima de la rejilla de fusión 40. La rejilla de fusión 40 tiene elementos de calentamiento que exponen el material polimérico sólido P colocado encima de la rejilla de fusión 40 a una temperatura suficiente para formar un material polimérico fundido M. El material polimérico fundido M fluye a través de la rejilla de fusión 40 y se deposita en el depósito 30 y, a través de uno o más pasajes (no mostrados), al conjunto de bomba 24. El sistema de control 100 implementa un mecanismo de control de bucle cerrado para mantener un nivel adecuado de polímero fundido M en el depósito 30. El controlador 102 recibe una señal de la rejilla de fusión 40 con datos relativos a la temperatura de la rejilla de fusión. A medida que el polímero fluye hacia el depósito 30, el sensor 29 determina el nivel de polímero fundido en el depósito. El sensor 29 transmite una señal al controlador 102. El controlador 102 determina si el nivel de polímero fundido M está igual o superior a un nivel de umbral. Si el nivel de polímero fundido M es igual o superior al nivel umbral, el controlador 102 hace que la temperatura de la rejilla de fusión 40 disminuya en una cantidad determinada. La temperatura más baja de la rejilla de fusión disminuye la tasa de polímero fundido M que fluye hacia el depósito 30. Esto da como resultado que el nivel de polímero fundido M en el depósito disminuya a medida que el polímero fundido M se bombea al aplicador (no mostrado). El sensor 29 detecta cuando el nivel de polímero fundido M cae por debajo del nivel de umbral y transmite la señal al controlador 102. El controlador 102 hace que aumente la temperatura de la rejilla de fusión 40, aumentando así la cantidad de polímero P fundido que fluye hacia el depósito 30. El circuito de retroalimentación entre los datos del sensor y el ajuste de temperatura basado en los datos del sensor controla el nivel de polímero fundido M en el depósito 30 para mantener un espacio de aire por debajo de la rejilla de fusión 40. Sin embargo, durante el proceso de control descrito anteriormente, el conjunto de bomba 24 se usa para bombear continuamente el material fundido M desde el depósito 30 a través de mangueras (no mostradas) a un aplicador (no mostrado), que expulsa el material fundido M sobre el sustrato deseado. A medida que se expulsa el material M fundido, se agota el suministro de material polimérico P en la tolva 60. El suministro de material polimérico P puede observarse a través de las ventanas de visualización 90a, 90b (Fig. 2), cuando están presentes, como se describe anteriormente.

Otra realización de un sistema de fusión se ilustra en las Figuras 5-7C. El sistema de fusión 110 ilustrado en las Figuras 5-7C es similar al sistema de fusión 10 que se muestra en las Figuras 1-5. El sistema de fusión 10 y el sistema de fusión 110 incluyen características comunes y tienen modos de funcionamiento similares.

Volviendo a las Figuras 5-6, el sistema de fusión 110 está configurado para fundir y suministrar material polimérico P al equipo dispensador (no mostrado) aguas abajo. El sistema de fusión 110 incluye un marco base 112 montado sobre ruedas (no numeradas), una unidad de control 114 y al menos una unidad de fusión 120. La unidad de control 114 incluye un gabinete que alberga controladores, pantallas, interfaces de usuario, etc., que un operador puede usar para controlar la operación del sistema de fusión 110. De acuerdo con la realización ilustrada, el sistema de fusión 110 incluye al menos una unidad de fusión 120. Aunque solo se muestra una única unidad de fusión 120, el sistema de fusión 110 puede incluir una pluralidad de unidades de fusión. Como se muestra en las Figuras 5-6, la unidad de fusión 120 está sostenida por el marco base 112 y la superficie subyacente y se extiende hacia arriba a lo largo de una dirección vertical 2. La unidad de fusión 120 y la unidad de control 114 y, por lo tanto, el marco base 112, definen la huella general del sistema de fusión 110.

Continuando con las Figuras 5 y 6, la unidad de fusión 120 incluye un conjunto de bomba 124 próxima al marco base 112, un depósito 130 acoplado al conjunto de bomba 124, uno o más sensores 29 (Figura 6) colocados en el depósito 130, una región de aislamiento térmico 150, una rejilla de fusión 140 sobre el depósito 130 y al menos una tolva 160 montada sobre la rejilla de fusión 140, el depósito 130 captura el material fundido M que sale de la rejilla de fusión 140. Un elemento de guía 170 (Figura 6) se coloca dentro del depósito 130. El elemento de guía 170 está configurado para guiar el polímero M fundido a una masa de líquido fundido en la parte inferior del depósito. El elemento de guía 170 normalmente se sumerge parcialmente en el polímero fundido M durante el funcionamiento del sistema de fusión 110 como se describirá más adelante. La unidad de fusión 120 también incluye un sistema de control 200 que se usa para controlar el flujo de polímero fundido desde la rejilla de fusión 140 y hacia el depósito 130. El sistema de control 100 para la unidad de fusión 120 funciona de la misma manera para controlar el flujo de polímero fundido. El sistema de control 100 incluye un controlador 102 acoplado a uno o más sensores 129 y al menos a la rejilla de fusión 140.

Volviendo a las Figuras 7A-7C, el depósito 130 captura el material fundido M que sale de la rejilla de fusión 140. El depósito 130 incluye una base 132, una parte superior 134 opuesta a la base 132 a lo largo de una dirección vertical 2 y una pared exterior 136. La pared exterior 136 incluye cuatro lados 137a, 137b, 137c y 137d (no se muestra el 137d). La pared exterior 136 define una superficie interior 135 a lo largo de la cual se puede colocar el sensor 129. Como se muestra mejor en la figura 7C, el interior de la base 132 tiene una superficie interior 131 y una pluralidad de aletas 133 separadas entre sí a lo largo de la segunda dirección lateral 6. La superficie 131 alimenta un canal de flujo 139. La superficie 131 y las aletas 133 guían el polímero fundido M hacia el canal de flujo 139. El canal de flujo 139 está abierto al conjunto de bomba 124 y guía el material fundido M hacia el conjunto de bomba 124 debajo del depósito 130. Como se explicará más adelante, la cantidad de polímero fundido M que se acumula en el depósito 130 se basa, en parte, en a) el rendimiento del polímero a través de la rejilla de fusión 140, b) la salida de polímero fundido del depósito 130, y c) la altura del depósito 130.

Continuando con las Figuras 7A-7C, y de acuerdo con la realización ilustrada, se dispone una cámara de aislamiento térmico 150 debajo de la rejilla de fusión 40. La región de aislamiento térmico 150 comprende la parte superior del depósito como se describe arriba y se ilustra en las Figuras 1-4. La cámara de aislamiento térmico 150 crea una barrera adicional entre el líquido fundido en el depósito 130 y el material polimérico sólido P en la tolva 160. La cámara de aislamiento térmico 150 funciona de tal manera que la unidad de fusión 120 puede mantener el material polimérico sólido P en la tolva 160 a una primera temperatura que es inferior a la segunda temperatura del material polimérico fundido M en el depósito 130. Como se describió anteriormente, la cámara de aislamiento térmico 150 puede ser cualquier espacio o estructura que cree una barrera térmica para minimizar la migración térmica del polímero fundido en el depósito al polímero sólido P en la tolva. La cámara de aislamiento térmico 150 puede definir, al menos en parte, un espacio G entre la rejilla de fusión 40 y el líquido fundido M, como se muestra en la figura 6, y la cámara de aislamiento térmico 150.

Continuando con las Figuras 7A-7C, la cámara de aislamiento térmico 150 se puede colocar entre la rejilla de fusión 140 y el depósito 130. Como se muestra, la cámara de aislamiento térmico 150 incluye un extremo superior 153, una pared inferior 154, una pared exterior 156 acoplada a la pared inferior 154 y una salida 155 en la pared inferior 154. La cámara de aislamiento térmico 150 también incluye una ruta de guía 159 que está alineada y próxima a la salida 155. La ruta de guía 159 se extiende entre la ranura de descarga 145 y la salida 155. La pared inferior 154, la pared exterior 156 y el fondo 142 de la rejilla de fusión 140 juntos definen una cavidad de aire interna C. La cámara de aislamiento térmico 150 también incluye una pluralidad de orificios de ventilación 158 dispuestos a lo largo de la pared exterior 156. Los orificios de ventilación 158 permiten que el aire entre en la cavidad interna C y permiten que escape el calor que emana de la masa fundida en el depósito. El aire externo a la unidad de fusión 120 puede ingresar por los orificios de ventilación 158 para regular la temperatura dentro de la cavidad de aire C. La cavidad de aire C sirve así como una barrera térmica entre la rejilla de fusión 140 y el depósito 130, que a su vez ayuda a mantener las temperaturas deseadas por encima de rejilla de fusión 140, para mantener un polímero sólido dentro de la tolva, y debajo de la cámara de aislamiento térmico 150, para mantener líquido M fundido. Durante una parada de producto, la rejilla de fusión 140 se puede mantener a una temperatura justo por debajo de la temperatura de fusión del polímero para inhibir el flujo del polímero en el depósito 130. Además, se puede controlar la temperatura del depósito para mantener el polímero dentro del depósito en forma líquida. La producción puede reanudarse rápidamente elevando la temperatura de la rejilla de fusión 140, que inicia el flujo del polímero hacia el depósito 130.

Continuando con las Figuras 7A - 7C, la rejilla de fusión 140 está configurada para convertir el material de polímero sólido P en la tolva 160 en el material de polímero fundido M. La rejilla de fusión incluye una parte inferior 142 y una parte superior 144 separada de la parte inferior 142. La tolva 160 está acoplada a la parte superior 144 de la rejilla de fusión 140. La rejilla de fusión 140 tiene una pared exterior 146 que incluye cuatro lados 147a, 147b, 147c y 147d (no se muestran 147d). La rejilla de fusión 140 también puede incluir una pluralidad de rieles de fusión 148 paralelos y separados. Los rieles de fusión 148 se extienden a través de la rejilla de fusión 140 a lo largo de la dirección lateral 4. Los rieles de fusión 148 definen pasajes 149 que se extienden entre rieles de fusión 48 adyacentes. Cada riel de fusión 148 incluye elementos de calentamiento que elevan la temperatura de los rieles de fusión 148 a la temperatura deseada para el material polimérico P que está siendo procesado por la unidad de fusión 20. Los elementos de calentamiento pueden ser controlados por el sistema de control.

Como se ha mostrado en la figura 7B, la parte inferior 142 de la rejilla de fusión incluye una placa 143 que guía el polímero hacia el depósito 130 para ayudar a prevenir y/o minimizar la formación de burbujas de aire en el flujo de polímero. La placa 143 está inclinada hacia su centro para definir una ranura de descarga 145. La ranura de descarga 145 está alineada con la ruta de guía 159 y el elemento de guía 170. Como se ilustra, la placa 143 tiene una sección transversal en forma de V a lo largo de una dirección hacia el interior de la hoja de la Figura 7B. La placa 143, como se muestra, se ajusta generalmente a la parte inferior de cada riel de fusión 148. Alternativamente, la placa 143 puede tener otras formas de sección transversal y/o características superficiales que pueden usarse para guiar el polímero fundido hacia la ranura de descarga 145. La placa 143 que se muestra está montada en la parte exterior de la parte superior de la cámara de aislamiento térmico 150. Cada riel de fusión 148 está separado de la placa 143 para crear espacio para que el polímero fundido M pase hacia la ranura de descarga 145 de la placa 143 y hacia la ruta de guía 159.

Como se ilustra en la figura 7B, un elemento de guía 170 se coloca en el depósito 130 para recibir el polímero fundido M de la rejilla de fusión 140. El elemento de guía 170 incluye un cuerpo de elemento de guía 172 que tiene una base 174, una parte superior 176 y paredes laterales en ángulo 178a y 178b. El elemento de guía 170 puede acoplarse al marco 171 (Figura 7C), que está acoplado al depósito 130. El cuerpo del elemento de guía 172 tiene una altura H que se extiende desde la base 174 hasta la parte superior 176. La altura se selecciona de modo que la parte superior 176 se extienda, por ejemplo, penetre, la ruta de guía 159 de la cámara de aislamiento térmico 150. Como se muestra, la parte superior 176 generalmente está alineada a lo largo de la dirección vertical 2 con la salida 155 de la cámara de aislamiento térmico 150. El elemento de guía 170 recibe el material fundido M y lo guía hacia la masa de material fundido en el depósito 130 debajo (Figura 6). El elemento de guía 170 puede ayudar a minimizar la aireación y la creación de bolsas de aire en el material fundido M cuando sale de la rejilla de fusión 140 y se recoge en el depósito 130.

Haciendo referencia a las Figuras 6 - 7A, la tolva 160 está configurada para contener material polimérico P. Como se ilustra, la tolva 160 tiene un extremo inferior 162, un extremo superior 164 opuesto al extremo inferior 162 y una pared 166 que se extiende desde el extremo inferior 162 al extremo superior 164. La pared 166 incluye cuatro lados 169a, 169b, 169c y 169d (no se muestra 169d). El lado 169a se puede denominar el lado frontal o el frente de la tolva 160 y el lado 169c se puede denominar el lado posterior o la parte trasera de la tolva 160. De acuerdo con la realización ilustrada, los lados 169a-169d están dispuestos para formar una tolva con forma de sección transversal rectilínea. Sin embargo, de acuerdo con una realización alternativa, la tolva tiene una forma tubular e incluye una pared 166 que define un cuerpo de forma tubular. En tal realización, la tolva 160 incluye una única pared curva. El extremo superior 164 incluye una cubierta superior 168 que cierra el extremo superior 164 de la tolva 160. La pared 166 y la cubierta superior 168 definen una cámara interna 165 que contiene el material polimérico P. Debido a que la tolva 160 puede ser de carga lateral como se describe más adelante, el extremo superior 164 puede estar cerrado. Esto permite que la tolva 160 se instale de tal manera que el extremo superior 164 se extienda más cerca del techo de lo que sería posible con las tolvas típicas de carga superior. Esto da como resultado una mayor capacidad de almacenamiento de polímeros en comparación con los sistemas de fusión típicos.

Volviendo a las Figuras 5 y 6, la tolva 160 está configurada para proporcionar acceso lateral a la cámara interna 165. Esto es posible debido en parte a una "válvula térmica" dentro de la unidad de fusión 120 creada por el acoplamiento completo entre la rejilla de fusión 140 y el material semifundido. Como los polímeros son conductores de calor subóptimos, el material semifundido puede bloquear la migración ascendente de calor desde la rejilla de fusión 140 a la tolva 160. Como se muestra, la tolva 160 incluye una o más puertas de acceso laterales 180a, 180b que están configuradas para cubrir una o más aberturas de acceso 70 (ver Figura 5). Las puertas de acceso lateral 180a, 180b permiten que un operador cargue material polimérico P desde el lateral de la tolva 160 en lugar de hacerlo desde la parte superior. Las puertas de acceso lateral 180a, 180b son sustancialmente similares a las puertas de acceso lateral 80a, 80b descritas anteriormente. Por lo tanto, una o más puertas de acceso 180a, 180b se pueden mover entre una posición cerrada y una posición abierta para proporcionar acceso a la cámara interna 165. La tolva 160 puede configurarse para permitir la visualización del polímero contenido en la tolva 160. Como se muestra, la tolva 160 también puede incluir una o más ventanas de visualización 190a, 190b. Las ventanas de visualización 190a, 190b permiten al operador ver el interior de la tolva 160 y observar el nivel de material polimérico P en la tolva 160. Las ventanas de visualización 190a, 190b son sustancialmente similares a las ventanas de visualización 90a y 90b descritas anteriormente.

La tolva 160 que se ha descrito y mostrado en las Figuras 5 y 6 está dispuesta encima de la rejilla de fusión 140 que está separada del material fundido en el depósito 130 por la región de aislamiento térmico 150. Sin embargo, la tolva 160, como se describe aquí, se puede usar en sistemas de fusión con diferentes tipos de rejillas de fusión y configuraciones de depósito que las que se muestran y describen anteriormente.

Haciendo referencia a las Figuras 6 y 7A, el funcionamiento es el mismo que el de la unidad de fusión 20 y la tolva descritas anteriormente. Específicamente, la tolva 160 contiene un suministro de material de polímero sólido P encima de la rejilla de fusión 140. El cartucho de calentamiento en la rejilla de fusión 140 expone el material polimérico sólido P colocado encima de la rejilla de fusión 140 a una temperatura suficiente para formar un material polimérico fundido M. El material polimérico fundido M fluye a través de la rejilla de fusión 140 a lo largo de los elementos de guía 43 y es depositado en la placa 143. El material de polímero fundido M fluye a través de la ranura de descarga 145 hacia el elemento de guía 170 y hacia el depósito 130 hacia el conjunto de bomba 124. El sensor 129 puede determinar el nivel de polímero fundido M en el depósito 130. El sensor 129 (se muestra un sensor, pero podrían usarse más) está acoplado comunicativamente a la rejilla de fusión a través del sistema de control 100, 200 (Figura 8). A medida que disminuye el nivel de polímero fundido M en el depósito 130 (determinado por el sensor 129), el sistema de control 100, 200 hace que la temperatura de la rejilla de fusión 140 aumente hasta la temperatura deseada. Esto, a su vez, aumenta la velocidad a la que el polímero sale de la rejilla de fusión 140. Si el nivel de polímero fundido M en el depósito 130 se acerca a un nivel de umbral, el sistema de control 100, 200 provoca una disminución de la temperatura de la rejilla de fusión 140. Esto, a su vez, disminuye la velocidad a la que el polímero sale de la rejilla de fusión 140. El conjunto de bomba 124 puede bombear continuamente el material fundido M desde el depósito 130 al dispositivo dispensador (no mostrado). A medida que se expulsa el material M fundido, se agota el suministro de material polimérico P en la tolva 160. El suministro de material polimérico P puede observarse a través de las ventanas de visualización 190a, 90b (Fig. 2), cuando están presentes, como se describe anteriormente.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de fusión (10) configurado para convertir un polímero sólido (P) en un polímero fundido (M), comprendiendo el sistema de fusión (10):

al menos una unidad de fusión (20) que tiene:

un depósito (30);

una rejilla de fusión (40) colocada encima de dicho depósito (30), dicha rejilla de fusión (40) configurada para exponer dicho polímero sólido (P) a una temperatura suficiente para formar un polímero fundido (M) y depositar dicho polímero fundido (M) en dicho depósito (30);

una tolva (60) dispuesta encima de dicha rejilla de fusión (40) y configurada para contener un suministro del polímero sólido (P), teniendo dicha tolva (60) un extremo inferior (62), un extremo superior (64) opuesto a dicho extremo inferior (62), y una pared (66) que se extiende desde dicho extremo inferior (62) hasta dicho extremo superior (64), estando dicho extremo inferior (62) próximo y abierto a dicha rejilla de fusión (40), donde dicho extremo superior ( 64) y dicha pared (66) definen una cámara interna (65) que contiene dicho suministro de dicho polímero sólido (P); y una región de aislamiento térmico (50) dispuesta debajo de dicha rejilla de fusión (40) y encima de dicho polímero fundido (M) en dicho depósito (30), dicha región de aislamiento térmico (50) configurada para aislar térmicamente dicho polímero sólido (P) en dicha tolva (60, 61) del polímero fundido (M) en dicho depósito (30), donde la región de aislamiento térmico (50) comprende una cámara de aislamiento (150) dispuesta debajo de dicha tolva (60),

caracterizado porque dicha tolva (60) tiene además una puerta de acceso (80a, 80b) dispuesta en dicha pared (66), siendo dicha puerta de acceso (80a, 80b) móvil entre una posición cerrada donde dicha tolva (60) está cerrada y una posición abierta donde dicha cámara interna (65) es accesible para recibir dicho polímero sólido (P).

2. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde dicha región de aislamiento térmico (50) es una parte superior (52) de dicho depósito (30) y comprende un espacio de aire (G) en dicha parte superior (52) de dicho depósito (30) por debajo de dicha cámara de aislamiento (150).

3. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde dicha rejilla de fusión (40) tiene una densidad de vatios de aproximadamente 3,66 - 4,27 W/cm3 (60-70 W/in3).

4. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde la cámara de aislamiento (150) comprende una pared inferior (154), una pared exterior (156) acoplada a la pared inferior (154), una salida (155) en la pared inferior (154), y una ruta de guía (159) que está alineada con la salida (155), donde la ruta de guía (159) recibe polímero fundido (M) de la rejilla de fusión (40) y dirige el polímero fundido (M) hacia el depósito (30).

5. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde la cámara de aislamiento (150) incluye una pared inferior (154), una pared exterior (156) acoplada a la pared inferior (154), una cavidad de aire interna (C) y una pluralidad de orificios de ventilación (158) dispuestos a lo largo de la pared exterior (156) que están abiertos a dicha cavidad de aire interna (C), donde los orificios de ventilación (158) permiten que entre aire en la cavidad de aire interna (C).

6. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde dicha tolva (60) es una primera tolva (60), y dicha al menos una unidad de fusión (20) incluye una segunda tolva (61), en donde cada una de dichas primera y segunda tolvas (60, 61) incluyen dicha puerta de acceso (80a, 80b) y al menos una ventana de visualización (90a, 90b).

7. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde dicha al menos una unidad de fusión (20) incluye una primera unidad de fusión (20) y una segunda unidad de fusión (22).

8. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde dicha puerta de acceso (80a, 80b) incluye una pluralidad de puertas de acceso (80a, 80b) en dicha pared (66) de dicha tolva (60).

9. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde la tolva (60) incluye al menos una ventana de visualización (90a, 90b) dispuesta en dicha pared (66) para permitir la visualización de un nivel de dicho polímero sólido (P) dentro de dicha cámara interna (65).

10. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 9, en donde dicha al menos una ventana de visualización (90a, 90b) incluye una pluralidad de ventanas de visualización (90a, 90b) en dicha pared (66) de dicha tolva (60).

11. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 10, en donde dicha puerta de acceso (80a, 80b) incluye una pluralidad de puertas de acceso (80a, 80b), y en donde cada una de dicha pluralidad de puertas de acceso (80a, 80b) incluye una respectiva de la pluralidad de ventanas de visualización (90a, 90b).

12. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde dicha puerta de acceso (80a, 80b) incluye una primera puerta de acceso (80a) y una segunda puerta de acceso (80b), cada una de las puertas de acceso primera y segunda (80a, 80b) dispuesta en dicha pared (66) de dicha tolva (60), en donde dicha primera puerta de acceso (80a) y dicha segunda puerta de acceso (80b) están posicionadas una respecto a la otra a lo largo de una dirección vertical (2).

13. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 12, que comprende, además, una primera ventana de visualización (90a) en dicha primera puerta de acceso (80a) y una segunda ventana de visualización (90b) en dicha segunda puerta de acceso (80b).

14. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde dicha tolva (60) incluye una cubierta superior (68) fijada a un extremo superior de dicha pared (66), definiendo dicha cubierta superior (68) un extremo superior cerrado (64) de dicha tolva (60).

15. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde dicha pared (66) de dicha tolva (60) incluye una pluralidad de lados (72a-d) y la puerta de acceso (80a, 80b) está dispuesta en al menos uno de dicha pluralidad de lados (72a-d).

16. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde dicha pared (66) de dicha tolva (60) incluye una pluralidad de lados (72a-d) y una ventana de visualización (90a, 90b) está dispuesta en al menos uno de dicha pluralidad de lados (72a-d).

17. El sistema de fusión (10) de la reivindicación 1, en donde dicha pared (66) de dicha tolva (60) incluye una pluralidad de lados (72a-d), incluyendo dicha pluralidad de lados un primer lado (72a), un segundo lado (72b ) que intersecta dicho primer lado (72a), un tercer lado (72c) que intersecta dicho segundo lado (72b) y que es opuesto a dicho primer lado (72a), y un cuarto lado (72d) que intersecta dicho primer lado (72a) y dicho tercer lado (72c) y que es opuesto a dicho segundo lado (72b), incluyendo dicha tolva (60) una cubierta superior (68) acoplada a cada uno de dicha pluralidad de lados (72a-d) y definiendo además un extremo superior cerrado (64) de dicha tolva (60).