TW201422316A - 具有槽搖動器之融化器 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於一融化系統之融化器，其包含一槽、一振動產生裝置及一加熱器。該槽具有用於圍封一熱融化黏合劑之一壁，且該振動產生裝置使該壁振動。該加熱器將熱量轉移至該槽。

Description

具有槽搖動器之融化器

熱融化施配系統通常在製造裝配線中用以自動分散用於包裝材料(諸如紙盒、紙箱及諸如此類)之構造中之一黏合劑。

熱融化施配系統按慣例包括一材料槽、若干加熱元件、一泵及一施配器。固體聚合物粒料在藉由泵供應至施配器之前使用一加熱元件融化於槽中。由於若准許經融化粒料冷卻則其將再固化成固體形式，因此必須自槽至施配器將經融化粒料維持處於一定的溫度。此通常需要將加熱元件放置於槽、泵及施配器中以及加熱連接彼等組件之任何管道或軟管。此外，習用熱融化施配系統通常利用具有大體積之槽以使得可在槽中含納之粒料被融化之後出現延長之施配週期。然而，槽內大體積之粒料需要一超長時間週期來完全融化，此增加系統之起動時間。舉例而言，一典型槽包含複數個加熱元件，該等加熱元件裝襯於一矩形重力進料槽之壁，以使得沿著壁之經融化粒料阻礙加熱元件高效地融化容器之中心處之粒料。融化此等罐中之粒料所需之延長時間增加黏合劑因長期之熱曝露而「炭化」或變黑之可能性。另外，確實液化之黏合劑可沿著槽之周邊黏附至壁且並不像將期望的那樣排出至泵。黏合劑黏附至壁增加炭化之可能性。

根據本發明，一種用於一融化系統之融化器包含一槽、一振動產生裝置及一加熱器。該槽具有用於圍封一熱融化黏合劑之一壁，且 該振動產生裝置使該壁振動。該加熱器將熱量轉移至該槽。

在另一態樣中，一種熱融化施配系統包含一料斗、一融化器、一振動產生裝置、一進料系統及一施配器。該料斗儲存熱融化粒料以供在該系統中使用。該融化器能夠將熱融化粒料加熱成一液體且界定用於含納該等熱融化粒料及該液體之一槽。該振動產生裝置使該融化器振動。該進料系統將熱融化粒料自該料斗運輸至該融化器。該施配器輸送來自該融化器之該液體。

在另一態樣中，一種將熱融化粒料融化成一液體之方法包含：將熱融化粒料遞送至一融化器之一槽中；使該槽振動；及加熱該融化器以將該等粒料液化成一融化液體。

10‧‧‧系統

12‧‧‧冷區段

14‧‧‧熱區段

16‧‧‧空氣源

17‧‧‧空氣控制閥/控制閥

18‧‧‧控制器

20‧‧‧容器

22‧‧‧進料總成

24‧‧‧真空總成

26‧‧‧進料軟管

28‧‧‧入口

30‧‧‧融化系統

31‧‧‧真空產生裝置

32‧‧‧泵

33E‧‧‧退出口

33I‧‧‧入口

34‧‧‧施配器

35‧‧‧殼體

35A‧‧‧空氣軟管

35B‧‧‧空氣軟管

35C‧‧‧空氣軟管

35D‧‧‧空氣軟管

35E‧‧‧空氣軟管/空氣線

36‧‧‧馬達

37‧‧‧舌片或凸緣

38‧‧‧供應軟管

40‧‧‧歧管

42‧‧‧施配模組

44‧‧‧出口

46‧‧‧底座

48‧‧‧融化器

50‧‧‧帶式加熱器

52‧‧‧隔熱器

54‧‧‧進料帽蓋

60‧‧‧螺栓孔

62‧‧‧底座出口

63‧‧‧底座加熱器

64‧‧‧帽蓋頂部

66‧‧‧帽蓋側部

68‧‧‧進料入口

70‧‧‧向內突出部

74‧‧‧窗/線性堆疊軸/堆疊軸

圖1係用於施配熱融化黏合劑之一系統之一示意圖。

圖2A係包含具有一槽及一振動產生裝置之一融化器之一融化系統之一側視圖。

圖2B係圖2A之融化系統之一分解圖。

圖1係系統10之一示意圖，系統10係用於施配熱融化黏合劑之一系統。系統10包含冷區段12、熱區段14、空氣源16、空氣控制閥17及控制器18。在圖1中所展示之實施例中，冷區段12包含容器20及進料總成22，進料總成22包含真空總成24、進料軟管26及入口28。在圖1中所展示之實施例中，熱區段14包含融化系統30、真空產生裝置31、泵32及施配器34。空氣源16係供應至系統10之在冷區段12及熱區段14兩者中之組件之經壓縮空氣之一源。空氣控制閥17經由空氣軟管35A連接至空氣源16，且選擇性地控制自空氣源16經過空氣軟管35B至真空總成24及經過空氣軟管35C至泵32之馬達36之空氣流。空氣軟管35D將空氣源16連接至施配器34，從而繞過空氣控制閥17。空氣軟管 35E經由空氣控制閥17將空氣源16連接至振動產生裝置31。控制器18經連接而與系統10之各種組件(諸如空氣控制閥17、融化系統30、泵32及/或施配器34)通信以用於控制系統10之操作。

在標題為「MELTER」之美國專利申請案第13/660,421號中闡述用於施配熱融化黏合劑之系統10，該申請案以引用方式併入本文中。冷區段12之組件可在室溫下操作而不被加熱。容器20可係用於含納供由系統10使用之一定量之固體黏合劑粒料之一料斗。適合黏合劑可包含(舉例而言)諸如乙烯乙酸乙烯酯(EVA)或茂金屬之一熱塑性聚合物膠。進料總成22將容器20連接至熱區段14以用於將固體黏合劑粒料自容器20遞送至熱區段14。進料總成22包含真空總成24及進料軟管26。真空總成24定位於容器20中。來自空氣源16及空氣控制閥17之經壓縮空氣遞送至真空總成24以形成一真空，從而誘使固體黏合劑粒料流動至真空總成24之入口28中且然後經過進料軟管26至熱區段14。進料軟管26係經確定大小而具有實質上大於固體黏合劑粒料之直徑之一直徑以允許固體黏合劑粒料自由地流動經過進料軟管26的一管或其他通路。進料軟管26將真空總成24連接至熱區段14。

將固體黏合劑粒料自進料軟管26遞送至融化系統30。融化系統30可包含一槽及若干電阻性加熱元件以用於融化固體黏合劑粒料以形成呈液體形式之一熱融化黏合劑。融化系統30可經確定大小以具有一相對小的黏合劑體積(例如，約0.5公升)，且經組態以在一相對短的時間週期中融化固體黏合劑粒料。

如隨後將論述，振動產生裝置31安裝至融化系統30且經驅動以使融化系統30之一或多個組件振動以減少熱融化黏合劑黏附至融化系統30之壁且變為炭化之可能性。

泵32藉由馬達36驅動以透過供應軟管38將熱融化黏合劑自融化系統30泵送至施配器34。馬達36可係藉由來自空氣源16及空氣控制閥 17之經壓縮空氣之脈衝驅動之一空氣馬達。泵32可係藉由馬達36驅動之一線性位移泵。在所圖解說明之實施例中，施配器34包含歧管40及施配模組42。來自泵32之熱融化黏合劑接納於歧管40中且經由施配模組42施配。施配器34可選擇性地排出熱融化黏合劑，藉此使熱融化黏合劑噴射出施配模組42之出口44至一物件(諸如一包裝、一盒子或受益於藉由系統10施配之熱融化黏合劑之另一物件)上。施配模組42可為係施配器34之部分之多個模組中之一者。在一替代性實施例中，施配器34可具有一不同組態，諸如一手持式槍型施配器。熱區段14中之組件中之某些或所有組件(包含融化系統30、泵32、供應軟管38及施配器34)可經加熱以使熱融化黏合劑在施配程序期間遍及熱區段14保持處於一液體狀態。

系統10可係(舉例而言)用於包裝及密封紙板包裝及/或包裝盒之一工業程序之部分。在替代性實施例中，可視需要修改系統10以用於一特定工業程序應用。舉例而言，在一項實施例(未展示)中，泵32可與融化系統30分離且替代地附接至施配器34。供應軟管38可然後將融化系統30連接至泵32。

在圖2A中，展示融化系統30之一側視圖。在所圖解說明之實施例中，融化系統30包含振動產生裝置31、底座46、融化器48、帶式加熱器50、隔熱器52及進料帽蓋54。融化器48定位於底座46上且由底座46支撐。振動產生裝置31安裝至融化器48且經由空氣軟管35E(圖1)連接至控制閥17(圖1)。底座46包含用於將底座46連接至泵32(圖1中所展示)之螺栓孔60。

底座46亦包含底座出口62以允許流體自融化器48流動至泵32。帶式加熱器50附接至融化器48以用於加熱融化器48，且底座加熱器63附接至底座46以用於加熱底座46。底座加熱器63係呈一條棒形式之一電動電阻式加熱元件。帶式加熱器50係一電動電阻式加熱元件，該電 動電阻式加熱元件沿圓周捲繞融化器48且與融化器48接觸以用於將熱量自帶式加熱器50傳導至融化器48。融化器48形成將黏合劑粒料融化成一液體狀態且用於裝納黏合劑粒料及呈液體狀態之熱融化黏合劑之一槽或容器。

在所圖解說明之實施例中，融化器48係實質上圓柱形的。在替代性實施例中，融化器48可具有一不同形狀，諸如橢圓形、正方形、矩形或適合於該應用之另一形狀。類似地，儘管圖中僅展示一個振動產生裝置31，但在其他實施例中，可按準則指示在融化系統30之不同組件(諸如底座46)上使用一個以上振動產生裝置。

隔熱器52係將進料帽蓋54連接至融化器48之一連接器。隔熱器52可減少自相對熱之融化器48至相對冷之進料帽蓋54之熱傳導。隔熱器52可由具有一相對低之導熱性之聚矽氧或另一材料製成。在替代性實施例中，可省略隔熱器52且進料帽蓋54可直接或經由另一適合機構連接至融化器48。

進料帽蓋54係用於融化器48及融化系統30之一蓋，且連接至融化器48之一頂部。在一項實施例中，進料帽蓋54可由一聚合物材料製成。在替代性實施例中，進料帽蓋54可由另一材料(諸如一金屬)製成。進料帽蓋54包含帽蓋頂部64及帽蓋側部66。在所圖解說明之實施例中，帽蓋側部66係實質上圓柱形的，且當自上方觀看時帽蓋頂部64具有一實質上圓形形狀。進料帽蓋54可具有類似於融化器48之形狀之一形狀，或可具有不同於融化器48之形狀之一形狀。

進料入口68定位於帽蓋頂部64上且包含自帽蓋頂部64向下延伸之向內突出部70。進料入口68係穿過帽蓋頂部64之一孔且連接至進料軟管26以用於接納由進料總成22(在圖1中展示)供應之黏合劑粒料及空氣之一供應。進料總成22係用於進給來自容器20(在圖1中展示)之黏合劑粒料之供應之一進料系統。進料軟管26延伸至進料入口68之向 內突出部70中。進料帽蓋54之帽蓋側部66包含若干窗74，該若干窗允許當黏合劑粒料自突出部70降至融化器48中時將攜載該等粒料之空氣排放至大氣。

在圖2A中，振動產生裝置31圖解說明為利用來自空氣源16(圖1)之經壓縮空氣之一氣動驅動之搖動器。空氣行進經過空氣線35E(圖1)且經過搖動器之殼體35中之一入口33I至形成於圓周滾道之間的一腔中。空氣在一退出口33E處退出搖動器。搖動器可經由接納一緊固件之一舌片或凸緣37而貼附至融化器48。經壓縮空氣致使一球沿著滾道之圓周滾動。由球沿著滾道滾動所致之重量不平衡誘使搖動器及融化器48之振動。融化器48之振動致使液體黏合劑自融化器48之壁流走。在其他實施例中，可藉由水力、電力、機械或其他手段來驅動振動產生裝置31。在一項實施例中，搖動器包括一氣動振動器，諸如由羅德島懷俄明州(Wyoming,RI)之VIBCO製造之第BBS-130型號。在另一實施例中，振動產生裝置31可包括一超音波搖動器(在一項實施例中)。

在圖2B中，展示融化系統30之一分解圖。更特定而言，融化系統30之組件已沿著線性堆疊軸74分離。一般而言，融化器48、板86及卡匣加熱器82可釋放地附接至底座46；融化器48及進料帽蓋54可釋放地附接至隔熱器52；且振動產生裝置31、帶式加熱器50及卡匣加熱器82可釋放地附接至融化器48。在此意義上，「可釋放地附接」指示兩個或兩個以上組件係可附接且可拆卸的而非對任何組件進行永久性實體修飾。可釋放地附接件之兩個非限制性實例包含用手推動至另一組件之一孔口中之一組件及使用一帶螺紋緊固件緊固至另一組件之一組件。

融化系統30包含安裝至融化器48之外部之振動產生裝置31。如先前所論述，融化器48包括用於含納液體黏合劑之槽87。槽87之壁91形成融化器48之內部，且界定室90、通道94及容器100。

槽87包含位於融化器48之內部之上部端處之室90。室90係用於接納粒料之一圓柱形體積。具有界定複數個通道94之壁(壁91之部分)之分隔器92在室90下方。分隔器92係包含複數個圓柱形通道94之一實心圓柱形主體。每一通道94流體連接至室90且向下延伸穿過融化器48。

收集器100位於通道94之底部端處。在所圖解說明之實施例中，收集器100由壁91形成且包括一普通圓柱形體積，該普通圓柱形體積經定位以用於接納來自通道94之融化液體。另外，收集器100係環繞卡匣膛孔83且與卡匣膛孔83共軸之一柱坑。收集器100亦在底部側上流體連接至底座46之凹槽78。凹槽78亦係一普通圓柱形體積，但出口62切入至凹槽78之後側中以使得凹槽78與出口62流體連接。

在所圖解說明之實施例中，堆疊軸74在底座46處開始且向上延伸。底座46具有複數個內部浮凸，其包含加熱器膛孔76、凹槽78及圍緣80。更特定而言，加熱器膛孔76係穿過底座46且與堆疊軸74同心並沿著堆疊軸74延伸之一帶螺紋孔口。凹槽78位於加熱器膛孔76上方。圍緣80位於凹槽78上方，圍緣80具有與堆疊軸74同心並沿著堆疊軸74延伸之一淺圓盤形狀。加熱器膛孔76係用於將卡匣加熱器82附接於底座46內。卡匣加熱器82係用於加熱融化器48之呈一條棒形式之一電動電阻式加熱元件，且更特定而言，卡匣加熱器82包含一鋁熱殼體，在該殼體內側具有一電加熱器卡匣。圍緣80係用於使融化器48位於底座46內。特定而言，當融化器毗鄰於底座46時融化器48之輪緣84與圍緣80介接。

為裝配融化系統30之所圖解說明之實施例，沿著堆疊軸74朝向底座46移動卡匣加熱器82且將其擰緊至加熱器膛孔76中直至卡匣加熱器82完全地就座於底座46中為止。出於可操作性之目的，將卡匣加熱器82電連接至控制器18(在圖1中展示)。然後，沿堆疊軸74向下移動 融化器48，且將卡匣加熱器82插入至卡匣膛孔83中。進一步向下移動融化器48直至輪緣84就座於底座46之圍緣80中為止。然後，將具有大於融化器48之一孔口之板86放置於融化器48上方且沿堆疊軸74向下移動板86。然後，藉助複數個螺栓88將板86緊固至底座46，從而將融化器48陷留在圍緣80與板86之間。融化器48保持被陷留，此乃因板86中之孔口小於輪緣84之外徑。然後，將帶式加熱器50圍繞融化器48放置、用閂鎖51將其固定且將其電連接至控制器18(圖1中所展示)。若此時停止裝配程序，則此係融化系統30之裝配程度。

為完成融化系統30之裝配，將隔熱器52放置於融化器48之頂部處，且沿堆疊軸74向下移動隔熱器52直至使其就座為止。最後，沿著堆疊軸74移動進料帽蓋54，從而使進料帽蓋54就座於隔熱器52內。

融化系統30之組件及組態允許將融化器48可釋放地附接至底座46、帶式加熱器50及卡匣加熱器82。此准許在融化器48需要清潔之情形下或在需要改變系統10(在圖1中展示)以運行一不同黏合劑材料之情形下更換融化器48。當發生融化器48之此一更換時，可保留融化器48中之任何剩餘黏合劑以供稍後使用。另外，將振動產生裝置31、帶式加熱器50及卡匣加熱器82可釋放地附接至底座46及/或融化器48(舉例而言，在振動產生裝置31之情形中藉由簡單緊固件)。此准許在振動產生裝置31、帶式加熱器50及卡匣加熱器82中之任一者出現一故障之情形中替換此等組件。

在圖2B中繪示本發明之存在替代性實施例之一項實施例。舉例而言，並非融化系統30之組件中之所有組件皆需要與堆疊軸74同心或具有與堆疊軸74同心之特徵。針對另一實例而言，融化器48可使用替代性組件及特徵(諸如融化器48上之一外部螺紋及底座46中之一內部螺紋)而附接至底座46。針對另一實例而言，融化系統30可具有分別連接至底座46及融化器48之至少兩個振動產生裝置31，其中每一振動 產生裝置31具有其自身的空氣源。振動產生裝置31之此一配置將允許按操作準則指示選擇性地使用一個裝置或兩個裝置。針對另一實例而言，融化系統30可具有一者堆疊於另一者頂部之至少兩個融化器48，每一融化器具有一或多個振動產生裝置31。僅一個融化器48將附接至底座46且僅一個融化器48將附接至進料帽蓋54。在此一串列配置中，增加經融化黏合劑材料之總體積，從而允許一極高非可持續輸出率之短爆發(只要在一低輸出率之情況下存在一充足恢復時間即可)。

儘管已參考例示性實施例闡述本發明，但熟習此項技術者應理解，可在不背離本發明之範疇之情況下對實施例做出各種改變且可用等效物替代其要素。另外，亦可在不背離本發明之基本範疇之情況下對本發明之教示做出諸多修改以使一特定情形或材料適於本發明之教示。因此，本發明意欲不限於所揭示之特定實施例，但本發明將包含歸屬於隨附申請專利範圍之範疇內之所有實施例。

10‧‧‧系統

12‧‧‧冷區段

14‧‧‧熱區段

16‧‧‧空氣源

17‧‧‧空氣控制閥/控制閥

18‧‧‧控制器

20‧‧‧容器

22‧‧‧進料總成

24‧‧‧真空總成

26‧‧‧進料軟管

28‧‧‧入口

30‧‧‧融化系統

31‧‧‧真空產生裝置

32‧‧‧泵

34‧‧‧施配器

35A‧‧‧空氣軟管

35B‧‧‧空氣軟管

35C‧‧‧空氣軟管

35D‧‧‧空氣軟管

35E‧‧‧空氣軟管/空氣線

36‧‧‧馬達

38‧‧‧供應軟管

40‧‧‧歧管

42‧‧‧施配模組

44‧‧‧出口

Claims (21)

1. 一種用於一融化系統之融化器，其包括：一槽，其具有用於圍封一熱融化黏合劑之一壁；一振動產生裝置，其用於使該壁振動；及一加熱器，其用於將熱量轉移至該槽。
2. 如請求項1之融化器，其中該槽具有安置於該槽之一內部內之一導熱主體。
3. 如請求項2之融化器，其中該槽具有安置於該主體之一上部端上方用於接納熱融化粒料之一室。
4. 如請求項3之融化器，其中該槽具有位於該室下方用於接納一液體熱融化物之一收集器。
5. 如請求項4之融化器，其中該壁界定該槽之一內部表面，且其中該內部表面包含延伸於該室與該收集器之間的複數個通道。
6. 如請求項1之融化器，其中該振動產生裝置包括安裝至該槽之一外部表面之一氣動驅動之搖動器。
7. 如請求項6之融化器，其中該氣動驅動之搖動器藉由緊固件貼附至該槽。
8. 如請求項1之融化器，其中：該槽具有位於其一上部端處用於接納固體黏合劑粒料之一室及位於該室下方用於接納由於該等固體黏合劑粒料之融化產生之一液體黏合劑之一收集器；且該振動產生裝置安裝至該槽之一外部且起作用以使該槽振動。
9. 如請求項8之融化系統，其中該槽具有延伸於該室與該收集器之間的複數個通道，其中該複數個通道之複數個壁形成熱交換表 面。
10. 如請求項9之融化系統，其中該複數個通道中之每一者係實質上圓柱形的。
11. 如請求項8之融化系統，其中該振動產生裝置包括一氣動驅動之搖動器。
12. 一種熱融化施配系統，其包括：一料斗，其用於儲存熱融化粒料；一融化器，其能夠將熱融化粒料加熱成一液體，該融化器界定用於含納該等熱融化粒料及該液體之一槽；一振動產生裝置，其用於使該融化器振動；一進料系統，其用於將熱融化粒料自該料斗運輸至該融化器；及一施配器，其用於輸送來自該融化器之該液體。
13. 如請求項12之熱融化施配系統，其中該槽包含：一室，其用於接納該等粒料；一分隔器，其界定在一第一端處與該室連通之一或多個通道；及一收集器，其安置於該分隔器下方且在該複數個通道之一第二端處流體連接至該複數個通道。
14. 如請求項12之熱融化施配系統，其中該振動產生裝置包括安裝至該融化器之一外部表面之一氣動驅動之搖動器。
15. 一種將熱融化粒料融化成一液體之方法，該方法包括：將熱融化粒料遞送至一融化器之一槽中；加熱該融化器以將該等粒料液化成一融化液體；及使該槽振動。
16. 如請求項15之方法，其進一步包括： 使該融化液體流動經過該融化器中之複數個通道；及沿著該槽之一下部部分將該融化液體收集於一收集器中。
17. 如請求項16之方法，且其進一步包括：將該融化液體自該收集器汲取至一泵中。
18. 如請求項16之方法，其中該使該融化液體流動包括：使該融化液體在槽之一內部中流動經過複數個通道，其中該複數個通道由充當熱交換表面之壁界定。
19. 如請求項15之方法，其中該槽之該振動誘使該融化液體在該融化器之一內部表面上流動。
20. 如請求項15之方法，其中加熱該融化器包括：藉助一內部加熱器及一外部加熱器將熱量轉移至該融化器。
21. 如請求項15之方法，其中該槽之該振動包括：將經壓縮空氣之一流遞送至安裝至該融化器之一外部表面之一或多個氣動驅動之搖動器。