ES2362086T3

ES2362086T3 - COMPACT HEATED AIR MANIFOLDS FOR ADHESIVE APPLICATION.

Info

Publication number: ES2362086T3
Application number: ES03000838T
Authority: ES
Inventors: Laurence B. Saidman; Daryl Reece
Original assignee: Nordson Corp
Current assignee: Nordson Corp
Priority date: 2002-01-28
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2011-06-28
Anticipated expiration: 2023-01-15

Abstract

Sistema dispensador para dispensar un líquido calentado desde una boquilla a un sustrato, que comprende un colector (52) de líquido capaz de suministrar líquido calentado; un módulo (50) dispensador acoplado en comunicación de fluidos con el colector de líquido, siendo capaz el módulo dispensador de recibir líquido calentado procedente del colector de líquido y dispensar el líquido calentado desde la boquilla al sustrato; caracterizado por un colector (34) de aire caliente que incluye una carcasa con una primera superficie (14a, 16a) dirigida hacia dentro, una entrada (18) de aire capaz de recibir aire de proceso, una salida (22) de aire acoplada en comunicación de fluidos con el módulo (50) dispensador y un elemento (12, 26) de calentamiento dentro de la carcasa que incluye una segunda superficie (12a, 12b) superior o inferior separada de la primera superficie por un intersticio que oscila entre aproximadamente 0,127 mm (5 milésimas de pulgada) y aproximadamente 0,762 mm (30 milésimas de pulgada) para definir una cámara (17, 19) de distribución de aire que conecta la entrada (18) de aire con la salida (22) de aire, estando encargado el elemento de calentamiento de calentar el aire de proceso que fluye a través de la cámara de distribución de aire desde la entrada de aire a la salida de aire, y estando dimensionada la cámara de distribución de aire para producir una caída de presión del aire de proceso entre la entrada de aire y la salida de aire de menos de aproximadamente el 10% de la presión inicial en la entrada de aire.Dispensing system for dispensing a heated liquid from a nozzle to a substrate, comprising a liquid manifold (52) capable of delivering heated liquid; a dispensing module (50) coupled in fluid communication with the liquid manifold, the dispensing module being capable of receiving heated liquid from the liquid manifold and dispensing the heated liquid from the nozzle to the substrate; characterized by a hot air manifold (34) including a housing with an inwardly facing first surface (14a, 16a), an air inlet (18) capable of receiving process air, an air outlet (22) coupled to fluid communication with the dispensing module (50) and a heating element (12, 26) within the housing that includes a second upper or lower surface (12a, 12b) separated from the first surface by a gap ranging from about 0.127 mm (5 thousandths of an inch) and approximately 0.762 mm (30 thousandths of an inch) to define an air distribution chamber (17, 19) that connects the air inlet (18) with the air outlet (22), being in charge the heating element of heating the process air flowing through the air distribution chamber from the air inlet to the air outlet, and the air distribution chamber being dimensioned to produce an air pressure drop of process between the air inlet and the air outlet less than about 10% of the initial pressure at the air inlet.

Description

Field of the invention

La presente invención se refiere a la dispensación de adhesivo y, en concreto, a colectores compactos de aire calentado para el uso en sistemas de aplicación de adhesivo. The present invention relates to adhesive dispensing and, in particular, to compact heated air manifolds for use in adhesive application systems.

Background of the invention

Los sistemas dispensadores se utilizan en numerosas líneas de producción para la dispensación de líquidos calentados sobre un sustrato a temperaturas de aplicación específicas. A menudo, el sistema dispensador debe descargar el líquido calentado en un intervalo de temperaturas elevado preciso, tal como en el caso de la dispensación de adhesivos termoplásticos. Determinados sistemas dispensadores de adhesivos termoplásticos incluyen un banco de aplicadores o módulos dispensadores individuales que tienen una boquilla y un conjunto de válvulas internas para regular el flujo de líquido a través de la boquilla. A menudo, el conjunto de válvulas incluye un asiento de válvula acoplable mediante un vástago de válvula móvil para controlar el flujo. Dispensing systems are used on many production lines to dispense heated liquids onto a substrate at specific application temperatures. Often the dispensing system must discharge the heated liquid in a precise elevated temperature range, such as in the case of dispensing thermoplastic adhesives. Certain thermoplastic adhesive dispensing systems include a bank of applicators or individual dispensing modules having a nozzle and a set of internal valves to regulate the flow of liquid through the nozzle. Often the valve assembly includes a valve seat engageable via a movable valve stem to control flow.

Los módulos dispensadores normalmente se calientan a una temperatura deseada de aplicación del adhesivo, por ejemplo, conectándolos 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 característica del adhesivo termoplástico dispensado. Por ejemplo, pueden dirigirse corrientes de aire caliente formando un determinado ángulo sobre la corriente que sale de adhesivo termoplástico para crear uno o varios diseños diferentes en el sustrato, por ejemplo, un diseño irregular de atrás hacia delante, una espiral, un diseño de puntos u otros muchos diseños. Para formar el diseño, 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 diseño sobre un sustrato que se mueve en relación con la corriente. En otro ejemplo el aire de proceso calentado puede utilizarse para atenuar el diámetro de la corriente de adhesivo fundido. Dispensing modules are typically heated to a desired adhesive application temperature, for example by connecting them directly to a heated manifold. Also, a heated process air flow is provided in the vicinity of the adhesive discharge outlet or nozzle. The heated process air is used to modify a characteristic of the dispensed thermoplastic adhesive. For example, streams of hot air can be directed at an angle over the exiting stream of thermoplastic adhesive to create one or more different patterns on the substrate, for example a back-to-front irregular pattern, a spiral, a dot pattern or many other designs. To form the pattern, the hot air stream exerts a movement on the discharged stream, which is continuously deposited as beads with a certain pattern on a substrate that moves relative to the stream. In another example the heated process air can be used to attenuate the diameter of the molten adhesive stream.

El aire de proceso calentado también mantiene la temperatura de la boquilla en la temperatura de aplicación de adhesivo necesaria de modo que el adhesivo termoplástico pueda aplicarse de forma satisfactoria. Si la boquilla está demasiado fría, el adhesivo termoplástico podría enfriarse demasiado justo antes de la descarga. El enfriamiento podría afectar negativamente al corte del líquido en la boquilla cuando el vástago de la válvula está cerrado, de modo que el adhesivo termoplástico acumulado en la boquilla puede gotear o babear del módulo dispensador. A menudo, esto hace que se dispense adhesivo termoplástico 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 termoplástico sale de la boquilla a una temperatura reducida, la reducción de la temperatura puede comprometer la calidad de la unión adhesiva. The heated process air also maintains the nozzle temperature at the required adhesive application temperature so that the thermoplastic adhesive can be successfully applied. If the nozzle is too cold, the thermoplastic adhesive could get too cold just before discharge. Cooling could negatively affect liquid shear at the nozzle when the valve stem is closed, so that accumulated thermoplastic adhesive on the nozzle can drip or drool from the dispensing module. Often times, this causes thermoplastic adhesive to be dispensed to unwanted locations such as, for example, undesirable locations on the substrate or in surrounding equipment, and reduces control over the edges of the desired adhesive bead. for intermittent dispensing applications. Also, if the thermoplastic adhesive exits the nozzle at a reduced temperature, the reduction in temperature can compromise the quality of the adhesive bond.

Los colectores de aire caliente convencionales empleados en los sistemas dispensadores de adhesivo están 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 módulo dispensador individual. Los elementos de calentamiento calientan el bloque de metal mediante transferencia de calor conductiva y, a su vez, las superficies de los pasos de aire internas transfieren la energía calorífica al aire de proceso que circula en la red. La energía calorífica calienta el aire de proceso a una temperatura de proceso deseada. Conventional hot air collectors used in adhesive dispensing systems are comprised of a metal block that has an interconnected network of internal air passages and one or more heating elements. The process air is introduced into an inlet of the network and is distributed through the various air passages to a set of outlets. Each outlet provides heated process air to an individual dispensing module. The heating elements heat the metal block through conductive heat transfer and, in turn, the surfaces of the internal air passages transfer the heat energy to the process air circulating in the network. The heat energy heats the process air to a desired process temperature.

Los colectores convencionales de aire caliente se elaboran para una aplicación dispensadora específica. Para colocar las salidas en las ubicaciones deseadas deben realizarse orificios que crean los pasos de aire como pasos perforados transversalmente que tienen ángulos de inclinación precisos entre dos lados del colector de distribución. El patrón de orificios supone un reto de diseño y es complejo de crear. Asimismo, el patrón de salidas no puede modificarse para alojar diferentes números de módulos dispensadores o para ajustar el espacio entre módulos dispensadores adyacentes. Asimismo, debido a que un único colector de aire caliente sirve a todos los módulos, resulta difícil, si no imposible, ajustar de forma individual una propiedad del aire calentado, por ejemplo, el caudal, de los distintos módulos dispensadores. Conventional hot air collectors are made for a specific dispensing application. To place the outlets in the desired locations, holes must be made that create the air passages as cross-drilled passages that have precise rake angles between two sides of the distribution manifold. The hole pattern is a design challenge and complex to create. Also, the outlet pattern cannot be modified to accommodate different numbers of dispenser modules or to adjust the spacing between adjacent dispenser modules. Also, because a single hot air collector serves all modules, it is difficult, if not impossible, to individually adjust a property of the heated air, eg flow rate, of the various dispensing modules.

El documento US4949668 describe un aparato para una elaboración de pañales con adhesivo pulverizado. El aparato comprende un primer y un segundo banco de boquillas para formar una corriente de un material adhesivo y para formar un grupo de corrientes de gas para ejercer un movimiento de remolino a la corriente de material. El aire alimentado para formar los chorros de gas se calienta en un dispositivo de calentamiento antes de ser dispensado. US4949668 describes an apparatus for making diapers with spray adhesive. The apparatus comprises a first and a second bank of nozzles for forming a stream of an adhesive material and for forming a group of gas streams to exert a swirling motion to the stream of material. The air supplied to form the gas jets is heated in a heating device before being dispensed.

El documento US5102484 describe un aparato para generar y depositar adhesivos en espirales. Se describe un conjunto de boquillas que comprende aberturas adyacentes para la dispensación de gas, en concreto, aire caliente. US5102484 describes an apparatus for generating and depositing spiral adhesives. A set of nozzles is described comprising adjacent openings for the dispensing of gas, in particular hot air.

La introducción de colectores de adhesivo modulares para sistemas dispensadores de adhesivo termoplástico 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 múltiples salidas no están 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 números de colectores de adhesivo modulares (para modificar el número de módulos dispensadores). The introduction of modular adhesive manifolds for thermoplastic adhesive dispensing systems has provided a hitherto unmet demand for a modular hot air manifold. Conventional hot air manifolds that distribute heated process air to multiple outlets are not well suited to modular adhesive dispensing systems. In fact, conventional hot air manifolds actually reduce the main advantage of these systems since the hot air manifold cannot accommodate different numbers of modular adhesive manifolds (to modify the number of dispensing modules).

imagen1image 1

Por tanto, se necesita un colector de aire caliente que tenga dimensiones reducidas y que pueda dedicarse a módulos dispensadores individuales, entre ellos, módulos de un banco de módulos dispensadores. En concreto, se requiere un colector de aire caliente para utilizarlo con sistemas modulares dispensadores de adhesivo. Therefore, there is a need for a hot air collector that is compact in size and can be dedicated to individual dispensing modules, including modules from a bank of dispensing modules. In particular, a hot air collector is required for use with modular adhesive dispensing systems.

Summary of the invention

La presente invención está dirigida a un sistema dispensador que incluye un dispositivo colector de aire caliente de dimensiones reducidas y adecuado para aplicaciones dispensadoras modulares de líquido calentado. La presente invención también proporciona un sistema dispensador para el uso en aplicaciones no modulares dispensadoras de adhesivo que permite el ajuste individual del aire para cada módulo dispensador. En una realización, el sistema dispensador incluye un colector de líquido capaz de suministrar líquido calentado y un módulo dispensador acoplado en comunicación de fluidos con el colector de líquido. El módulo dispensador es capaz de dispensar líquido calentado recibido del colector de líquido sobre el sustrato. El sistema dispensador incluye además un colector de aire caliente con una cámara de distribución de aire y un calentador plano colocado dentro de la cámara de distribución de aire. Una entrada de aire de la cámara de distribución de aire es capaz de recibir aire de proceso y una salida de aire de la cámara de distribución de aire está acoplada en comunicación de fluidos con el módulo dispensador. El calentador plano está 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 película gruesa no termo-conductor. The present invention is directed to a dispensing system that includes a small sized hot air collecting device suitable for modular heated liquid dispensing applications. The present invention also provides a dispensing system for use in adhesive dispensing non-modular applications that allows individual adjustment of the air for each dispensing module. In one embodiment, the dispensing system includes a liquid manifold capable of supplying heated liquid and a dispensing module coupled in fluid communication with the liquid manifold. The dispensing module is capable of dispensing heated liquid received from the liquid manifold onto the substrate. The dispensing system further includes a hot air manifold with an air distribution chamber and a flat heater positioned within the air distribution chamber. An air inlet of the air distribution chamber is capable of receiving process air and an air outlet of the air distribution chamber is coupled in fluid communication with the dispensing module. The flat heater is responsible for transferring heat to the process air that flows from the air inlet to the air outlet. In certain embodiments, the flat heater may include a non-heat conductive thick film heating element.

En otra realización, un sistema dispensador incluye un colector de líquido capaz de suministrar líquido calentado y un módulo dispensador acoplado en comunicación de fluidos con el colector de líquido. El módulo dispensador es capaz de recibir líquido calentado del colector de líquido y dispensar líquido calentado desde la boquilla sobre el sustrato. El sistema dispensador incluye además un colector de aire caliente que incluye un cuerpo con una cámara de distribución de aire y un elemento de calentamiento dentro del cuerpo. La cámara de distribución de aire tiene una entrada de aire capaz de recibir aire de proceso y una salida de aire acoplada en comunicación de fluidos con la boquilla. El elemento de calentamiento está encargado de calentar el aire de proceso que fluye desde la entrada de aire a la salida de aire. La cámara de distribución de aire está dimensionada para producir una caída de presión del aire de proceso entre la entrada de aire y la salida de aire de menos de aproximadamente el 10% de la presión inicial en la entrada de aire. In another embodiment, a dispensing system includes a liquid manifold capable of supplying heated liquid and a dispensing module coupled in fluid communication with the liquid manifold. The dispensing module is capable of receiving heated liquid from the liquid manifold and dispensing heated liquid from the nozzle onto the substrate. The dispensing system further includes a hot air manifold that includes a body with an air distribution chamber and a heating element within the body. The air distribution chamber has an air inlet capable of receiving process air and an air outlet coupled in fluid communication with the nozzle. The heating element is in charge of heating the process air that flows from the air inlet to the air outlet. The air distribution chamber is sized to produce a process air pressure drop between the air inlet and the air outlet of less than about 10% of the initial pressure at the air inlet.

En otra realización, se proporciona un sistema dispensador modular para dispensar un líquido calentado desde una pluralidad de boquillas sobre un sustrato. El sistema dispensador modular comprende una pluralidad de segmentos de colector y una pluralidad de módulos dispensadores. Cada uno de los segmentos de colector tiene un paso de alimentación y un paso de distribución y está configurado para suministrar un flujo de líquido calentado desde el paso de alimentación al paso de distribución. Los segmentos de colector están interconectados de forma yuxtapuesta de modo que los pasos de alimentación están en comunicación de fluidos. Cada uno de los módulos dispensadores tiene un paso de líquido acoplado en comunicación de fluidos con el paso de distribución de un colector de adhesivo correspondiente para recibir el flujo de líquido calentado. Cada módulo dispensador está encargado de dispensar líquido calentado procedente de una de las boquillas sobre el sustrato. El sistema dispensador modular incluye además una pluralidad de colectores de aire caliente, cada uno de los cuales está acoplado con un módulo dispensador correspondiente. Cada colector de aire caliente incluye una cámara de distribución 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 módulo de aire caliente está acoplada en comunicación de fluidos con una boquilla correspondiente. In another embodiment, a modular dispensing system is provided for dispensing a heated liquid from a plurality of nozzles onto a substrate. The modular dispensing system comprises a plurality of manifold segments and a plurality of dispensing modules. Each of the manifold segments has a feed passage and a distribution passage and is configured to supply a flow of heated liquid from the feed passage to the distribution passage. The manifold segments are interconnected juxtaposed so that the feed passages are in fluid communication. Each of the dispensing modules has a liquid passage coupled in fluid communication with the dispensing passage of a corresponding adhesive manifold to receive the heated liquid flow. Each dispensing module is responsible for dispensing heated liquid from one of the nozzles onto the substrate. The modular dispensing system further includes a plurality of hot air manifolds, each of which is coupled with a corresponding dispensing module. Each hot air collector includes an air distribution chamber that has an inlet capable of receiving process air and an air outlet and a heating element in charge of heating the process air that flows from the air inlet to the outlet of air. The air outlet of each hot air module is coupled in fluid communication with a corresponding nozzle.

En otra realización de la invención, está previsto un colector de aire caliente para un sistema dispensador modular que tiene una pluralidad de segmentos de colector modular, una pluralidad de módulos dispensadores y una pluralidad de boquillas. Cada módulo dispensador está acoplado en comunicación de fluidos con un segmento de colector modular correspondiente para recibir el líquido calentado recibido y está acoplado en comunicación de fluidos con una boquilla correspondiente para dispensar el líquido calentado desde la misma. El colector de aire caliente incluye 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 comunicación de fluidos con una boquilla correspondiente y una cámara de distribución de aire que se extiende desde la entrada de aire a la salida de aire. El elemento de calentamiento está encargado de calentar el aire de proceso que fluye desde la entrada de aire a la salida de aire. La cámara de distribución de aire está dimensionada para originar una caída de presión del aire de proceso entre la entrada de aire y la salida de aire inferior a aproximadamente el 10% de la presión inicial en la entrada de aire. In another embodiment of the invention, a hot air manifold is provided for a modular dispensing system having a plurality of modular manifold segments, a plurality of dispensing modules, and a plurality of nozzles. Each dispensing module is coupled in fluid communication with a corresponding modular manifold segment to receive the received heated liquid and is coupled in fluid communication with a corresponding nozzle to dispense the heated liquid therefrom. The hot air manifold includes a body with a heating element, an air inlet capable of receiving process air, an air outlet adapted to engage in fluid communication with a corresponding nozzle, and an air distribution chamber extending from air inlet to air outlet. The heating element is in charge of heating the process air that flows from the air inlet to the air outlet. The air distribution chamber is sized to cause a process air pressure drop between the air inlet and the air outlet of less than about 10% of the initial pressure at the air inlet.

En otra realización de la invención está 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 módulos dispensadores, en el que cada módulo dispensador está acoplado de forma operativa en comunicación de fluidos con un segmento de 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 comunicación de fluidos con una alimentación de aire de proceso, una salida de aire adaptada para acoplarse en comunicación de fluidos con únicamente uno de los módulos dispensadores, y un paso de aire que se extiende desde la entrada de aire a la salida de aire. El colector incluye además un calentador plano colocado dentro del paso de aire y encargado de calentar el aire de proceso que fluye desde la entrada de aire a la salida de aire. In another embodiment of the invention a hot air manifold is provided for a modular dispensing system having a plurality of adhesive manifold segments and a plurality of dispensing modules, wherein each dispensing module is operatively coupled in fluid communication. with a corresponding adhesive collector segment. The hot air manifold comprises a hot air manifold body having an air inlet adapted to engage in fluid communication with a process air supply, an air outlet adapted to engage in fluid communication with only one of the dispensing modules, and an air passage extending from the air inlet to the air outlet. The manifold further includes a flat heater positioned within the air passage and in charge of heating the process air that flows from the air inlet to the air outlet.

imagen2image2

En otra realización de la invención, está previsto un colector de aire caliente para un sistema dispensador modular que tiene una pluralidad de segmentos de colector modular, una pluralidad de módulos dispensadores y una pluralidad de boquillas. Cada módulo dispensador está acoplado en comunicación de fluidos con un segmento de colector modular correspondiente para recibir el líquido calentado recibido y está acoplado en comunicación de fluidos con una boquilla correspondiente para dispensar el líquido calentado desde la misma. El colector de aire caliente comprende un cuerpo que incluye una entrada de aire adaptada para acoplarse en comunicación de fluidos con una alimentación de aire de proceso, una salida de aire adaptada para acoplarse en comunicación de fluidos con únicamente uno de los módulos dispensadores, una cámara de distribución de aire que se extiende desde la entrada de aire a la salida de aire, y un elemento de calentamiento en contacto térmico con el cuerpo. El elemento de calentamiento está encargado de calentar el aire de proceso que fluye en la cámara de distribución de aire desde la entrada de aire a la salida de aire. In another embodiment of the invention, a hot air manifold is provided for a modular dispensing system having a plurality of modular manifold segments, a plurality of dispensing modules, and a plurality of nozzles. Each dispensing module is coupled in fluid communication with a corresponding modular manifold segment to receive the received heated liquid and is coupled in fluid communication with a corresponding nozzle to dispense the heated liquid therefrom. The hot air manifold comprises a body that includes an air inlet adapted to be coupled in fluid communication with a process air supply, an air outlet adapted to be coupled in fluid communication with only one of the dispensing modules, a chamber of air distribution that extends from the air inlet to the air outlet, and a heating element in thermal contact with the body. The heating element is in charge of heating the process air that flows in the air distribution chamber from the air inlet to the air outlet.

La presente invención reduce drásticamente las dimensiones exteriores de los colectores de aire caliente utilizados para dispensar adhesivos calentados. Los módulos de aire caliente de la presente invención 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 caída de presión en los pasos de aire del módulo. Los módulos de aire caliente de la presente invención también 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 calentamiento asociados. Los módulos de aire caliente de la presente invención pueden adaptarse fácilmente a aplicaciones modulares dispensadoras de adhesivo dado que puede proporcionarse un colector de aire caliente individual para cada módulo colector de adhesivo y cada módulo dispensador en un banco de colectores dispensadores y módulos. The present invention dramatically reduces the outer dimensions of the hot air manifolds used to dispense heated adhesives. The hot air modules of the present invention increase the efficiency of heat transfer from the heating elements to the process air, and they do so in a body of reduced dimensions without introducing a significant pressure drop in the air passages of the module. . The hot air modules of the present invention also improve control over the temperature of the evacuated process air, especially for relatively high air flow rates, and are highly sensitive to changes in the temperature of the associated heating elements. The hot air modules of the present invention can easily be adapted to modular adhesive dispensing applications since an individual hot air manifold can be provided for each adhesive collecting module and each dispensing module in a bank of dispensing manifolds and modules.

Los módulos de aire caliente de la presente invención también son útiles en sistemas no modulares que tienen colectores de adhesivo convencionales dado que cada uno puede proporcionar aire de proceso calentado a un módulo dispensador individual acoplado al colector de adhesivo convencional. En particular, los módulos de aire caliente de la presente invención permiten ajustar de forma individual la presión del aire, el caudal y / o, quizás, la temperatura del aire, entre los módulos dispensadores de sistemas dispensadores de múltiples corrientes que tienen colectores de adhesivo modulares o convencionales. Asimismo, dado que cada módulo de aire caliente está dedicado a un módulo dispensador, se proporciona de forma simple un alto grado de control sobre las características del aire de proceso calentado proporcionado a cada módulo dispensador. Por ejemplo, puede instalarse un dispositivo de control del flujo, por ejemplo, una válvula de aguja, en la entrada de aire de cada colector de aire caliente de modo que la presión y el caudal puedan ajustarse de forma individual y con facilidad para cada módulo dispensador tanto si es servido por una única fuente de aire de proceso como por un colector de aire caliente común. The hot air modules of the present invention are also useful in non-modular systems having conventional adhesive manifolds since each can provide heated process air to a single dispensing module coupled to the conventional adhesive manifold. In particular, the hot air modules of the present invention allow the air pressure, flow rate and / or perhaps air temperature to be individually adjusted between the dispensing modules of multi-stream dispensing systems having adhesive manifolds. modular or conventional. Also, since each hot air module is dedicated to a dispensing module, a high degree of control over the characteristics of the heated process air provided to each dispensing module is simply provided. For example, a flow control device, for example a needle valve, can be installed at the air inlet of each hot air manifold so that pressure and flow can be individually and easily adjusted for each module. dispenser whether served by a single process air source or a common hot air manifold.

Brief description of the drawings

Diversas ventajas, objetivos y características de la invención quedarán claros de forma más sencilla a los expertos en la técnica a partir de la revisión de la siguiente descripción detallada de las realizaciones preferidas, tomada en combinación con los dibujos adjuntos. Various advantages, objects, and features of the invention will become more readily apparent to those skilled in the art from a review of the following detailed description of the preferred embodiments, taken in conjunction with the accompanying drawings.

La fig. 1 es una vista en perspectiva despiezada de un módulo de aire caliente según los principios de la presente invención; Fig. 1 is an exploded perspective view of a hot air module in accordance with the principles of the present invention;

la fig. 2 es una vista en sección transversal del módulo de aire caliente de la figura 1 montado; fig. 2 is a cross-sectional view of the assembled hot air module of Figure 1;

la fig. 3 es una vista esquemática de un sistema dispensador de adhesivo que incluye un módulo de aire caliente según los principios de la presente invención; fig. 3 is a schematic view of an adhesive dispensing system including a hot air module in accordance with the principles of the present invention;

la fig. 4 es una vista despiezada de una realización alternativa de un sistema dispensador de adhesivo que incluye un módulo de aire caliente según los principios de la presente invención; fig. 4 is an exploded view of an alternate embodiment of an adhesive dispensing system that includes a hot air module in accordance with the principles of the present invention;

la fig. 5 es una vista en perspectiva desde arriba del módulo de aire caliente de la figura 4; fig. 5 is a perspective view from above of the hot air module of Figure 4;

la fig. 6 es una vista en sección transversal tomada, en general, a lo largo de la línea 6-6 de la figura 5; fig. 6 is a cross-sectional view taken generally along line 6-6 of Figure 5;

la fig. 6A es una vista en perspectiva ampliada de una parte extraída de la figura 6; y fig. 6A is an enlarged perspective view of a portion removed from Figure 6; and

la fig. 7 es una representación gráfica de la longitud de la vía de flujo requerida y la caída de presión como una función de la profundidad del rebaje. fig. 7 is a graphical representation of the required flow path length and pressure drop as a function of the depth of the recess.

Descripción detallada Detailed description

Aunque la invención se describirá a continuación en conexión con determinadas realizaciones, la invención no está limitada en la práctica a ningún tipo específico 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 invención, por ejemplo, en Nordson Corporation (Westlake, OH), y estos sistemas dispensadores de adhesivo disponibles comercialmente pueden adaptarse para monitorizar el proceso de aplicación de acuerdo con los principios de la invención. La descripción de la invención está concebida para cubrir todas las alternativas, modificaciones, y disposiciones equivalentes que puedan estar incluidas en el espíritu y el alcance de la invención según se define en las reivindicaciones adjuntas. En concreto, los expertos en la técnica reconocerán que los componentes de la invención descritos en el presente documento podrían disponerse de múltiples formas diferentes. Although the invention will now be described in connection with certain embodiments, the invention is not limited in practice to any specific type of adhesive dispensing system. By way of example, there are commercially available adhesive dispensing systems in which the principles of the invention can be utilized, for example, from Nordson Corporation (Westlake, OH), and these commercially available adhesive dispensing systems can be adapted to monitor the process of application in accordance with the principles of the invention. The description of the invention is intended to cover all alternatives, modifications, and equivalent arrangements that may be included in the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. In particular, those skilled in the art will recognize that the components of the invention described herein could be arranged in a number of different ways.

imagen3image3

Haciendo referencia a las figuras 1 y 2, un colector 10 de aire caliente según los principios de la invención incluye generalmente un calentador 12 plano o llano acoplado en una carcasa exterior que está 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 está adaptada para acoplarse en comunicación de fluidos con una alimentación 20 de aire de proceso. La mitad 16 de carcasa inferior incluye una salida 22 de aire que está adaptada para acoplarse en comunicación de fluidos con una entrada de aire calentado (no mostrada) de un módulo 24 dispensador y una estructura de soporte proporcionada por soportes 25 para elevar el calentador 12 por encima de la base de la mitad 16 de la carcasa inferior. La presente invención 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. Referring to Figures 1 and 2, a hot air manifold 10 in accordance with the principles of the invention generally includes a flat or flat heater 12 coupled to an outer shell that is comprised of an upper shell half 14 and a shell half 16 lower. The upper housing half 14 includes an air inlet 18 that is adapted to engage in fluid communication with a supply 20 of process air. The lower housing half 16 includes an air outlet 22 that is adapted to engage in fluid communication with a heated air inlet (not shown) of a dispensing module 24 and a support structure provided by brackets 25 to raise the heater 12 above the base of the lower case half 16. The present invention contemplates alternative support structures for the heater 12, such as a flange that extends partially along the inner circumference of the lower housing half 16.

Haciendo referencia a la figura 2, cuando está montado, el calentador 12 plano divide el espacio dentro de las mitades 14, 16 de carcasa montadas en un paso de aire superior o cámara 17 de distribución de aire y un paso de aire inferior Referring to Figure 2, when assembled, the flat heater 12 divides the space within the assembled housing halves 14, 16 into an upper air passage or air distribution chamber 17 and a lower air passage.

o cámara 19 de distribución de aire acoplados en comunicación de fluidos mediante un paso de conexión en forma de un paso 21 de aire lateral o de conexión 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 está 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 definir la altura de la cámara 19 de distribución de aire inferior y pueden preverse en la mitad 14 de carcasa, en caso necesario, para definir la altura de la cámara 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 múltiples cámaras de distribución de aire apiladas para transportar el aire de proceso a través de múltiples superficies calentadas. Una configuración de este tipo incrementa la trayectoria de calentamiento efectiva para el colector 10 de aire caliente a la vez que mantiene un tamaño compacto. Las dos cámaras 17, 19 de distribución de aire y el paso 21 de aire lateral definen conjuntamente un paso o cámara de distribución de aire de mayores dimensiones efectivas. or air distribution chamber 19 coupled in fluid communication via a connection passage in the form of a lateral or vertical connection air passage 21. The side air passage 21 is provided by a gap between the flat heater 12 and the housing halves 14, 16 and is located at one end of the housing opposite the other end incorporating the air inlet 18 and the air outlet 22. . The brackets 25 separate the flat heater 12 to help define the height of the lower air distribution chamber 19 and may be provided in the housing half 14, if necessary, to define the height of the upper air chamber 17. Additional flat heaters, similar to flat heater 12, may be provided in the space within the housing halves 14, 16 and configured to provide multiple stacked air distribution chambers to transport process air across multiple heated surfaces. Such a configuration increases the effective heating path for the hot air manifold 10 while maintaining a compact size. The two air distribution chambers 17, 19 and the lateral air passage 21 together define an air distribution passage or chamber of larger effective dimensions.

El calentador 12 plano puede ser cualquier calentador plano bidimensional que tenga la capacidad de calentamiento de aire deseada y esté 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 temperatura de proceso entre aproximadamente 250 ºF (121ºC) y aproximadamente 450 ºF (232,11ºC). Para este fin, el calentador 12 plano debe tener un área y una densidad de potencia adecuadas para calentar el aire de proceso a la temperatura de proceso deseada. El calentador 12 plano se ilustra en las figuras 1 y 2 como un calentador resistivo que está compuesto por un material de sustrato, por ejemplo, acero inoxidable, y un elemento 26 de calentamiento de película gruesa y múltiples capas que incorpora un resistor aislado eléctricamente formado normalmente por metales del grupo de las tierras raras suspendidos en una matriz de vidrio. El elemento 26 de calentamiento de película gruesa proporciona una elevada uniformidad térmica o de temperatura a través de las superficies 12a, 12b calentadas superior e inferior del calentador 12 y, debido a su reducida masa térmica, 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 invención están disponibles comercialmente en la empresa Watlow Electric Manufacturing Company (St. Louis, Missouri). The flat heater 12 can be any two-dimensional flat heater that has the desired air heating capacity and is sized so that it can be positioned within the shell halves 14,16. Typically, the flat heater 12 should have the ability to heat the process air discharged from the air outlet 22 to a process temperature between about 250 ° F (121 ° C) and about 450 ° F (232.11 ° C). For this purpose, the flat heater 12 must have a suitable area and power density to heat the process air to the desired process temperature. The flat heater 12 is illustrated in Figures 1 and 2 as a resistive heater that is comprised of a substrate material, eg, stainless steel, and a multilayer thick film heating element 26 incorporating an electrically formed insulated resistor. usually by rare earth group metals suspended in a glass matrix. The thick film heating element 26 provides high thermal or temperature uniformity across the heated upper and lower surfaces 12a, 12b of heater 12 and, due to its low thermal mass, is highly sensitive to variations in power output. entry. By way of example, flat heaters 12 suitable for use in the hot air manifold 10 of the present invention are commercially available from Watlow Electric Manufacturing Company (St. Louis, Missouri).

El elemento 26 de calentamiento incluye un par de terminaciones 27, 28 en perno que están conectadas mediante cables 29, 30 de transmisión de corriente convencionales a un controlador 32 de temperatura. Los cables 29, 30 de transmisión de corriente están 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 de temperatura está encargado de proporcionar energía eléctrica que se disipa de forma resistiva mediante el elemento 26 de calentamiento para producir energía calorífica 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 señal de respuesta que será utilizada por el controlador 32 de temperatura para regular la temperatura del calentador 12 plano. The heating element 26 includes a pair of bolt-on terminations 27, 28 which are connected by conventional current transmission cables 29, 30 to a temperature controller 32. The current transmission cables 29, 30 are sealed within a pair of openings provided by semi-circular notches 31 in the upper housing half 14 which correspond to corresponding semi-circular notches 33 in the lower housing half 16 when the shell halves 14, 16 engage. The temperature controller 32 is charged with providing electrical energy that is resistively dissipated by the heating element 26 to produce heat energy used to heat the process air flowing from the air inlet 18 to the air outlet 22. The flat heater 12 or one of the housing halves 14, 16 may be provided with a conventional temperature sensor (not shown), such as a resistance temperature detector (RTD), a thermistor, or a thermocouple to measure the temperature of the heater 12 and to provide a feedback signal that will be used by temperature controller 32 to regulate the temperature of flat heater 12.

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 alimentación 20 de aire de proceso, que pasa en serie a través de la cámara 17 de distribución de aire superior, el paso 21 de aire lateral y la cámara 19 de distribución de aire inferior y sale a través de la salida 22 de aire. La energía calorífica se transfiere desde el calentador 12 plano al aire de proceso que fluye en las cámaras 17, 19 de distribución. Las superficies 14a, 16a dirigidas hacia dentro de las mitades 14, 16 de carcasa también se calientan mediante el calentador 12 plano y son capaces de transferir energía calorífica al aire de proceso que fluye a las cámaras 17, 19 de distribución. El configurar el colector 10 de aire caliente de modo que el aire de proceso pase dos veces cerca o a través de cada una de las superficies 12a, 12b superior e inferior calentadas del calentador 12 plano durante el tránsito 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 invención contempla que el colector 10 de aire caliente puede configurarse de modo que el aire de proceso pase cerca de únicamente una de las superficies 12a, 12b superior e inferior calentadas del calentador 12 plano. In use and as best shown in Figure 2, the air inlet 18 receives a flow of process air from the process air feed 20, which passes in series through the chamber 17 upper air distribution chamber, the side air passage 21 and the lower air distribution chamber 19 and exits through the air outlet 22. The heat energy is transferred from the flat heater 12 to the process air that flows in the distribution chambers 17, 19. The inwardly facing surfaces 14a, 16a of the housing halves 14, 16 are also heated by the flat heater 12 and are capable of transferring heat energy to the process air flowing into the distribution chambers 17, 19. Configuring the hot air manifold 10 so that the process air passes twice near or through each of the heated upper and lower surfaces 12a, 12b of the flat heater 12 during transit from the air inlet 18 to the outlet Air 22 optimizes heat transfer efficiency while minimizing the overall dimensions of the shell halves 14, 16. However, the invention contemplates that the hot air manifold 10 may be configured so that process air passes near only one of the heated upper and lower surfaces 12a, 12b of the flat heater 12.

imagen4image4

Cada una de las cámaras 17, 19 de distribución de aire está formada normalmente como un espacio abierto en forma de paralelepípedo que tiene una sección transversal rectangular cuando se observa en ángulo recto cualquier cara del paralelepípedo y que tiene dimensiones rectangulares compuestas por una longitud L y una anchura (dentro y fuera del plano de la página de la figura 2). La altura H1 de la cámara 17 de distribución de aire está definida por la separación perpendicular entre la superficie 12a superior calentada y la superficie 14a dirigida hacia dentro. La altura H2 de la cámara 19 de distribución de aire está definida por la separación perpendicular entre la superficie 12a inferior calentada y la superficie 16a dirigida hacia dentro. Cada una de las cámaras 17, 19 de distribución de aire puede tener dimensiones rectangulares idénticas, aunque la invención no está limitada a esto. Las dimensiones de las cámaras 17, 19 de distribución de aire se seleccionan para proporcionar una transferencia de calor eficaz con una caída de presión aceptable entre la entrada 18 de aire y la salida 22 de aire. Dada la magnitud de una dimensión, pueden calcularse matemáticamente las magnitudes de las restantes dimensiones que proporcionan una transferencia de calor eficaz y una caída de presión aceptable tal como se indica en el presente documento. Normalmente se desea una caída de presión de no más de aproximadamente el 10% de la presión de aire en la entrada 18 de aire en la vía de flujo entre la entrada 18 de aire y la salida 22 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 una de las cámaras 17, 19 de distribución de aire debería situarse en el intervalo de aproximadamente 5 milésimas de pulgada (0,127 mm) a aproximadamente 20 milésimas de pulgada (0,51 mm) y podría tener una longitud de hasta 30 milésimas de pulgada (0,76 mm). La dimensión del paso 21 de aire lateral en una dirección paralela a la longitud de las cámaras 17, 19 de distribución de aire es sustancialmente igual a la altura de las cámaras 17, 19 de distribución de aire. La dimensión del paso 21 de aire lateral en una dirección hacia dentro y hacia fuera del plano de la página de la figura 2 es básicamente igual a la anchura de las cámaras 17, 19 de distribución de aire. Each of the air distribution chambers 17, 19 is normally formed as a parallelepiped-shaped open space having a rectangular cross section when any face of the parallelepiped is viewed at right angles and having rectangular dimensions composed of a length L and a width (inside and outside the plane of the page of figure 2). The height H1 of the air distribution chamber 17 is defined by the perpendicular spacing between the heated upper surface 12a and the inwardly directed surface 14a. The height H2 of the air distribution chamber 19 is defined by the perpendicular spacing between the heated bottom surface 12a and the inwardly directed surface 16a. Each of the air distribution chambers 17, 19 may have identical rectangular dimensions, although the invention is not limited thereto. The dimensions of the air distribution chambers 17, 19 are selected to provide efficient heat transfer with an acceptable pressure drop between the air inlet 18 and the air outlet 22. Given the magnitude of one dimension, the magnitudes of the remaining dimensions that provide efficient heat transfer and acceptable pressure drop can be calculated mathematically as outlined herein. Typically a pressure drop of no more than about 10% of the air pressure at the air inlet 18 is desired in the flow path between the air inlet 18 and the air outlet 22. To achieve this with a length of less than approximately 5 inches (12.7 cm) and a width of less than approximately 1 inch (2.54 cm), the height of each of the air distribution chambers 17, 19 should be placed in the range of about 5 mils (0.127 mm) to about 20 mils (0.51 mm) and could be up to 30 mils (0.76 mm) in length. The dimension of the lateral air passage 21 in a direction parallel to the length of the air distribution chambers 17, 19 is substantially equal to the height of the air distribution chambers 17, 19. The dimension of the lateral air passage 21 in an inward and outward direction from the plane of the page of Fig. 2 is basically equal to the width of the air distribution chambers 17, 19.

Haciendo referencia a la figura 3, se muestra esquemáticamente otra realización de un colector 34 de aire caliente que está construido según los principios de la presente invención. El colector 34 de aire caliente incluye un cuerpo o bloque 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 división o partición correspondiente. El paso 38a de aire está acoplado al paso 38b de aire mediante un paso 40a lateral o de conexión vertical colocado en un extremo del bloque 36 de metal. De forma similar, el paso 38b de aire está acoplado al paso 38c de aire mediante un paso 40b de aire lateral o de conexión vertical colocado en otro extremo del bloque 36 de metal. El aire de proceso se proporciona al colector 34 de aire caliente desde una alimentación 41 de aire de proceso a través de un conducto 42 que está conectado en comunicación 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 comunicación de fluidos con una entrada de aire de proceso calentado de un módulo 50 dispensador. El aire de proceso se suministra normalmente a la entrada 44 de aire a una presión que oscila entre 10 psi (69 kPa) y aproximadamente 100 psi (690 kPa) y aproximadamente a temperatura ambiente. Referring to Figure 3, another embodiment of a hot air manifold 34 is schematically shown which is constructed in accordance with the principles of the present invention. The hot air manifold 34 includes a metal body or block 36 and a plurality of, for example, three generally parallel horizontal air passages 38a-c divided from one another by a corresponding partition or partition wall. Air passage 38a is coupled to air passage 38b by side or vertical connecting passage 40a positioned at one end of metal block 36. Similarly, the air passage 38b is coupled to the air passage 38c by a lateral or vertical connecting air passage 40b positioned at another end of the metal block 36. The process air is provided to the hot air manifold 34 from a process air feed 41 through a conduit 42 which is connected in fluid communication with an air inlet 44 at an open end of the air passage 38a. Air passage 38c has an air outlet 48 coupled in fluid communication with a heated process air inlet of a dispensing module 50. Process air is normally supplied to air inlet 44 at a pressure ranging from 10 psi (69 kPa) to about 100 psi (690 kPa) and at about room temperature.

Puede proporcionarse un dispositivo 45 de control del flujo, por ejemplo, una válvula de aguja, en el conducto 42 para controlar el caudal y / o la presión 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 presión del aire del aire de proceso aplicado al módulo 50 dispensador. Como resultado, un sistema dispensador que incorpora múltiples módulos 50 dispensadores puede incluir del mismo modo múltiples colectores 34 de aire caliente que tienen cada uno un dispositivo 46 de control del flujo de modo que el caudal y / o la presión del aire pueden diferir para cada módulo 50 dispensador. Un sistema dispensador no modular convencional también puede beneficiarse del colector 34 de aire caliente dado que la presión y / o el caudal de aire de proceso puede controlarse de forma individual para cada módulo 50 dispensador. El tamaño compacto del colector 34 de aire caliente facilita su uso dado que el ahorro de espacio permite la incorporación en sistemas dispensadores modulares o más convencionales. Por ejemplo, en determinados sistemas dispensadores modulares, los módulos dispensadores y secciones de colector de adhesivo modular tienen una anchura de aproximadamente 1 pulgada (2,54 cm). Una dimensión del bloque 36 de metal del colector 34 de aire caliente debe dimensionarse para alojar esta anchura. A flow control device 45, eg, a needle valve, may be provided in conduit 42 to control the flow rate and / or pressure of the process air provided to the air inlet 44. The flow control device 45 individualizes control over the flow rate and / or air pressure of the process air applied to the dispensing module 50. As a result, a dispensing system incorporating multiple dispensing modules 50 may likewise include multiple hot air manifolds 34 each having a flow control device 46 so that the flow rate and / or air pressure may differ for each. module 50 dispenser. A conventional non-modular dispensing system can also benefit from the hot air manifold 34 since the process air pressure and / or flow rate can be controlled individually for each dispensing module 50. The compact size of the hot air manifold 34 facilitates its use since space savings allow incorporation into modular or more conventional dispensing systems. For example, in certain modular dispensing systems, the dispensing modules and modular adhesive manifold sections are approximately 1 inch (2.54 cm) wide. One dimension of the metal block 36 of the hot air manifold 34 must be sized to accommodate this width.

Aunque no se muestra en la figura 3, el módulo 50 dispensador también está acoplado en comunicación de fluidos con un colector 52 de adhesivo para recibir un flujo de adhesivo calentado, por ejemplo, un adhesivo termoplástico, del mismo. El módulo 50 dispensador y el colector 52 de adhesivo son dispositivos convencionales que operan según principios conocidos. Por ejemplo, se entiende que el módulo 50 dispensador incluye un paso de adhesivo interno que tiene una salida de descarga y un conjunto de válvulas en el paso de adhesivo que se encarga de permitir y bloquear alternativamente el flujo de adhesivo desde la salida de descarga a un sustrato. Although not shown in Figure 3, the dispensing module 50 is also fluidly coupled with an adhesive manifold 52 to receive a flow of heated adhesive, eg, a thermoplastic adhesive, therefrom. The dispenser module 50 and the adhesive collector 52 are conventional devices that operate according to known principles. For example, the dispenser module 50 is understood to include an internal adhesive passageway having a discharge outlet and a set of valves in the adhesive passageway that is responsible for alternatively allowing and blocking the flow of adhesive from the discharge outlet to a substrate.

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 módulos dispensadores, tales como el módulo 50 dispensador. The adhesive collector 52 includes several internal passages for receiving heated adhesive and distributing the heated adhesive, while maintaining its temperature, to various dispensing modules, such as the dispensing module 50.

Continuando con la referencia a la figura 3, el colector 34 de aire caliente incluye además 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, podría proporcionar las particiones entre pasos 38a-c de aire adyacentes. Los calentadores 54, 56 están acoplados con controladores 55, 57 de temperatura adecuados que proporcionan energía eléctrica para la conversión resistiva mediante los calentadores 54, 56 en energía calorífica. La energía calorífica procedente de los calentadores 54, 56 se transfiere al bloque 36 de metal, que está calentado a una temperatura adecuada para evacuar aire de proceso a una temperatura de aplicación adecuada desde la salida 48 de aire. La energía calorífica se transfiere adicionalmente desde las superficies del bloque 36 de metal que rodea a los pasos 38a-c y 40a, b de aire al aire de proceso que fluye en estos pasos. Los pasos 38a-c de aire se extienden hacia atrás y hacia delante a lo largo de la longitud o dimensión principal del bloque 36 de metal en una forma intrincada o plegada o trayectoria en forma de serpentín. La intrincación, plegado o arrollado de los pasos 38a-c de aire hacia atrás y hacia delante a lo largo de la longitud del bloque 36 de metal incrementa la longitud de vía efectiva para el aire de proceso dentro del colector 34 de aire caliente. La longitud de vía incrementada se consigue a la vez que se minimizan las dimensiones exteriores del bloque 36 de metal, de modo que el colector 34 de aire caliente es más compacto que los colectores de aire caliente convencionales. Continuing with reference to FIG. 3, the hot air manifold 34 further includes a pair of heater or resistance cartridge heating elements 54, 56 positioned in the metal block 36. It is appreciated that a planar heater similar to planar heater 12 (FIG. 1) can be provided for use with hot air manifold 34 and, in certain embodiments, could provide the partitions between adjacent air passages 38a-c. Heaters 54, 56 are coupled with suitable temperature controllers 55, 57 that provide electrical energy for resistive conversion by heaters 54, 56 into heat energy. Heat energy from heaters 54, 56 is transferred to metal block 36, which is heated to a suitable temperature to evacuate process air at a suitable application temperature from the air outlet 48. Heat energy is further transferred from the surfaces of the metal block 36 surrounding the air passages 38a-c and 40a, b to the process air flowing in these passages. The air passages 38a-c extend back and forth along the main length or dimension of the metal block 36 in an intricate or folded shape or serpentine path. The intricacy, folding, or winding of the air passages 38a-c back and forth along the length of the metal block 36 increases the effective path length for the process air within the hot air manifold 34. The increased path length is achieved while minimizing the outer dimensions of the metal block 36, so that the hot air manifold 34 is more compact than conventional hot air manifolds.

imagen5image5

Cada uno de los pasos 38a-c de aire está formado generalmente como un espacio abierto en forma de paralelepípedo que tiene una sección transversal rectangular cuando se observa perpendicularmente a cualquier cara del paralelepípedo 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 página de la figura 3. El paso 38a de aire tiene una dimensión 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 38ac de aire tiene las mismas dimensiones rectangulares diferentes de las longitudes prolongadas para la entrada 44 de aire y la salida 48 de aire, aunque la invención 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 caída de presión aceptable entre la entrada 44 de aire y la salida 48 de aire. Dada la magnitud de una dimensión, pueden calcularse matemáticamente las magnitudes de las restantes dimensiones que satisfacen estos requisitos según se indica en el presente documento o pueden determinarse de forma empírica o experimental. Normalmente se desea una caída de presión inferior a aproximadamente el 10% de la presión en la entrada 44 de aire en la vía 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 debería situarse en el intervalo de aproximadamente 5 milésimas de pulgada a aproximadamente 20 milésimas de pulgada (0,127 mm), y podría tener una longitud de hasta 30 milésimas de pulgada (0,76 mm). Each of the air passages 38a-c is generally formed as a parallelepiped-shaped open space that has a rectangular cross section when viewed perpendicular to either face of the parallelepiped and that has rectangular dimensions consisting of a length L and a width extending in and out of the plane of the page of Figure 3. Air passage 38a has a vertical rectangular dimension or height H3, air passage 38b has a height H4 and air passage 38c has a height H5. Typically, each of the air passages 38ac has the same rectangular dimensions different from the extended lengths for the air inlet 44 and the air outlet 48, although the invention is not limited thereto. For example, the respective heights may differ between air passages 38a-c. Each height, length, and width is selected to provide effective heat transfer with an acceptable pressure drop between air inlet 44 and air outlet 48. Given the magnitude of one dimension, the magnitudes of the remaining dimensions that satisfy these requirements can be mathematically calculated as outlined herein, or they can be determined empirically or experimentally. Typically a pressure drop of less than about 10% of the pressure at the air inlet 44 is desired in the flow path between the air inlet 44 and the air outlet 48. To achieve this with a length of less than about 5 inches (12.7 cm) and a width of less than about 1 inch (2.54 cm), the height of each of the air passages 38a-c should be at the range from about 5 mils to about 20 mils (0.127 mm), and could be up to 30 mils (0.76 mm) in length.

En el uso y haciendo referencia a la figura 3, los calentadores 54, 56 están 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 presión 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 transversal redirige el aire de proceso y hace que el aire de proceso fluya hacia atrás a lo largo de la longitud del bloque 36 de metal en la dirección 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 atrás a lo largo de la longitud del bloque 36 de metal en la dirección del paso 38c de aire hacia la salida 48 de aire. Mientras el aire de proceso pasa a través de los pasos 38a-c de aire, absorbe la energía calorífica para conseguir una temperatura de aplicación deseada en la salida 48 de aire. El módulo 50 dispensador utiliza el aire de proceso calentado para calentar la boquilla dispensadora y, posiblemente, para manipular una propiedad del adhesivo termoplástico descargado. In use and referring to FIG. 3, heaters 54, 56 are energized to heat block 36 of metal to a desired process temperature. Process air at ambient temperature is admitted under pressure into an air inlet 44 and flows along the length of the metal block 36 in the air passage 38a. The transverse air passage 40a redirects the process air and causes the process air to flow backward along the length of the metal block 36 in the direction of the air passage 38b. The transverse air passage 40b redirects the process air and causes the process air to flow backward along the length of the metal block 36 in the direction of the air passage 38c towards the air outlet 48. As the process air passes through the air passages 38a-c, it absorbs heat energy to achieve a desired application temperature at the air outlet 48. The dispensing module 50 uses the heated process air to heat the dispensing nozzle and possibly to manipulate a property of the discharged thermoplastic adhesive.

Haciendo referencia a las figuras 4, 5, 6 y 6A, se ilustra un sistema 58 dispensador de adhesivo que incorpora una realización alternativa, según los principios de la invención, de un colector 60 de aire caliente. El sistema 58 incluye un par de módulos 62, 63 dispensadores, una placa 64 adaptadora dispuesta entre los módulos 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 módulo 62 dispensador se proporciona un flujo de adhesivo termoplástico calentado y un flujo de aire de proceso calentado procedente de un colector de aire / adhesivo calentado convencional (no mostrado). Se utilizan elementos de sujeción y sellos elastoméricos convencionales (no mostrados pero indicados) para montar el colector 60 de aire caliente, los módulos 62, 63 dispensadores y la placa 34 adaptadora. Un sensor 68 de temperatura, por ejemplo, un detector de temperatura de resistencia, está previsto con un buen contacto térmico con el colector 60 de aire caliente. La señal 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. Referring to Figures 4, 5, 6 and 6A, an adhesive dispensing system 58 is illustrated which incorporates an alternative embodiment, in accordance with the principles of the invention, of a hot air manifold 60. The system 58 includes a pair of dispenser modules 62, 63, an adapter plate 64 disposed between the dispenser modules 62, 63 and the hot air manifold 60, a set 66 of cartridge heaters, a modular manifold segment 67, and a manifold. Conventional heated air / adhesive (not shown). Dispensing module 62 is provided with a flow of heated thermoplastic adhesive and a flow of heated process air from a conventional heated adhesive / air manifold (not shown). Conventional elastomeric seals and fasteners (not shown but indicated) are used to mount the hot air manifold 60, dispenser modules 62, 63, and adapter plate 34. A temperature sensor 68, for example a resistance temperature sensor, is provided with good thermal contact with the hot air collector 60. The output signal from temperature sensor 68 may be directed to a temperature controller (not shown) to regulate current supplied to cartridge heater assembly 66.

El segmento 67 de colector modular incorpora varios canales de distribución internos que proporcionan flujos correspondientes de adhesivo termoplástico, aire de proceso calentado y aire de accionamiento al módulo 63 dispensador, que se acciona de forma neumática, aunque la invención no está limitada a esto. En particular, una bomba de engranajes (no mostrada), que está acoplada a una esquina sin relleno del segmento 67 de colector modular, bombea adhesivo termoplástico desde un paso 65 de alimentación central a un paso 69 de distribución acoplado en comunicación de fluidos con el módulo 63 dispensador. Segmentos 67 de colector modular adecuados para el uso en la presente invención 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 título. Se aprecia que, como un atributo del diseño de sistema modular, un sistema dispensador de adhesivo puede incluir generalmente múltiples módulos 63 dispensadores según sea necesario de acuerdo con los parámetros de la aplicación dispensadora. Específicamente, una pluralidad de segmentos 67 de colector modular, cada uno con un paso 65 de alimentación y un paso 69 de distribución, pueden estar interconectados en una relación yuxtapuesta en la que los pasos 65 de alimentación están en comunicación de fluidos entre sí y con una fuente de líquido calentado, y cada uno de los pasos 69 de distribución está en comunicación de fluidos con un módulo 63 dispensador correspondiente. Cada uno de los segmentos 67 de colector modular y módulos 63 dispensadores puede estar asociado con un colector 60 de aire caliente correspondiente para proporcionar una alimentación individual de aire de proceso calentado en relación con el líquido calentado dispensado por cada módulo 63 dispensador. En una configuración de este tipo, cada uno de los colectores 60 de aire caliente puede adaptar individualmente una característica del aire de proceso calentado, por ejemplo, la temperatura del aire, la presión del aire o el caudal de aire, en relación con el líquido calentado dispensado a un módulo 63 dispensador correspondiente. Además, las dimensiones compactas del colector 60 de aire caliente actúan conjuntamente con las dimensiones compactas de los segmentos 67 de colector modular para proporcionar un sistema dispensador modular compacto. The modular manifold segment 67 incorporates several internal distribution channels that provide corresponding flows of thermoplastic adhesive, heated process air, and drive air to the dispenser module 63, which is pneumatically actuated, although the invention is not limited thereto. In particular, a gear pump (not shown), which is coupled to an unfilled corner of modular manifold segment 67, pumps thermoplastic adhesive from a central feed passage 65 to a distribution passage 69 coupled in fluid communication with the module 63 dispenser. Modular manifold segments 67 suitable for use in the present invention are described, for example, in US Patent 6,296,463 co-issued herein entitled "Segmented Metering Die for Hot Melt Adhesives or Other Polymer Melts", and US Patent 6,422,428 with the same title. It is appreciated that, as an attribute of the modular system design, an adhesive dispensing system may generally include multiple dispensing modules 63 as needed in accordance with the parameters of the dispensing application. Specifically, a plurality of modular manifold segments 67, each with a feed passage 65 and a distribution passage 69, may be interconnected in a juxtaposed relationship in which the feed passages 65 are in fluid communication with each other and with each other. a source of heated liquid, and each of the distribution passages 69 is in fluid communication with a corresponding dispensing module 63. Each of the modular manifold segments 67 and dispenser modules 63 may be associated with a corresponding hot air manifold 60 to provide an individual feed of heated process air relative to the heated liquid dispensed by each dispenser module 63. In such a configuration, each of the hot air collectors 60 can individually adapt a characteristic of the heated process air, for example air temperature, air pressure or air flow rate, relative to the liquid. heated dispensed to a corresponding dispenser module 63. Furthermore, the compact dimensions of the hot air manifold 60 work in conjunction with the compact dimensions of the modular manifold segments 67 to provide a compact modular dispensing system.

imagen6image6

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 actúan 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 termoplástico procedente de un módulo 62, 63 dispensador correspondiente. Para este fin, el colector 60 de aire caliente incluye un paso 71 de adhesivo que proporciona una vía de fluido capaz de transferir adhesivo termoplástico calentado procedente del módulo 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 termoplástico dispensado y / o para calentar la boquilla 73b. El líquido calentado y el aire de proceso calentado se proporcionan al módulo 62 dispensador desde el colector de aire / adhesivo calentado convencional, aunque la invención no está limitada a esto en el sentido de que, en lugar de ello, puede proporcionarse un segundo segmento de colector modular (no mostrado, pero idéntico al segmento 67 de colector modular) para suministrar al menos líquido calentado al módulo 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, según los principios de la invención, a la boquilla 73b. Continuing with reference to Figures 4, 5, 6 and 6A, the hot air manifold 60 includes a set of rotatable clamps 70, 72 and a flange 74 with fins that act together to removably couple a pair of nozzles 73a, 73b, each of which receives and discharges an intermittent flow of thermoplastic adhesive from a corresponding dispenser module 62, 63. For this purpose, the hot air manifold 60 includes an adhesive passage 71 that provides a fluid path capable of transferring heated thermoplastic adhesive from the dispensing module 62 to the nozzle 73b and four air ports 75 that provide an air flow of heated process to nozzle 73b, wherein the heated process air is used to manipulate the dispensed thermoplastic adhesive and / or to heat nozzle 73b. The heated liquid and heated process air are provided to the dispensing module 62 from the conventional heated adhesive / air manifold, although the invention is not limited thereto in that a second segment of modular manifold (not shown, but identical to modular manifold segment 67) for supplying at least heated liquid to dispensing module 62. The hot air manifold 60 can be modified to cooperate with the second modular manifold segment to provide heated process air, in accordance with the principles of the invention, to the nozzle 73b.

El colector 60 de aire caliente también incluye un paso 76 de adhesivo capaz de transferir adhesivo termoplástico calentado dispensado desde el módulo 63 dispensador a la boquilla 73a. El paso 76 de adhesivo recibe adhesivo termoplástico a través 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 termoplástico a una salida 80 de adhesivo. La boquilla 73a incluye un paso 79 de adhesivo acoplado en comunicación de fluidos con el paso 76 de adhesivo y termina en una salida 79a para la descarga del adhesivo termoplástico. The hot air collector 60 also includes an adhesive passageway 76 capable of transferring heated thermoplastic adhesive dispensed from the dispensing module 63 to the nozzle 73a. Adhesive passage 76 receives thermoplastic adhesive through slotted adhesive inlet 77 formed on a normally flat upper surface 78 of hot air manifold 60 and directs thermoplastic adhesive to an adhesive outlet 80. The nozzle 73a includes an adhesive passage 79 coupled in fluid communication with the adhesive passage 76 and terminates in an outlet 79a for the discharge of the thermoplastic adhesive.

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 vía de flujo a través 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 distribución del flujo de aire de proceso a través de la anchura del rebaje 82. Una junta sellante o junta 88 tórica está prevista en una empaquetadura 89 o ranura de junta tórica dimensionada de forma adecuada que rodea al rebaje 82 poco profundo. Cuando el segmento 67 de colector modular está 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 tórica y, con ello, contribuye a hacer que el rebaje 82 sea sustancialmente estanco a la presión. La invención contempla que el colector 60 de aire caliente pueda estar dotado de otro rebaje poco profundo (no mostrado), similar al rebaje 82 poco profundo, según los principios de la invención, de modo que el colector 60 de aire caliente pueda estar asociado con dos secciones 67 de colector modular. Continuing with reference to Figures 4, 5, 6, and 6A, the hot air manifold 60 is made from a block of metal and includes a shallow recess 82 in the top surface 78 that provides a flow path through through which process air is directed from a slotted air inlet 84 to a slotted air outlet 86. The grooved shapes of air inlet 84 and air outlet 86 improve the distribution of process air flow across the width of recess 82. A sealing gasket or O-ring 88 is provided in a gasket 89 or gasket groove. suitably sized toric surrounding the shallow recess 82. When the modular manifold segment 67 is mounted on the hot air manifold 60, a lower surface 67a of the modular manifold segment 67 covers the shallow recess 82 and provides a sealing engagement with the O-ring 88 and thereby contributes to rendering the recess 82 substantially pressure tight. The invention contemplates that the hot air manifold 60 may be provided with another shallow recess (not shown), similar to the shallow recess 82, in accordance with the principles of the invention, so that the hot air manifold 60 may be associated with two modular manifold sections 67.

Haciendo referencia a las figuras 5, 6 y 6A, en las que el colector 60 de aire caliente se muestra de forma más detallada, el rebaje 82 poco profundo está rebajado formando una pieza respecto a las partes circundantes adyacentes de la superficie 78. Penetrando a través de una superficie trasera del colector 60 de aire caliente están dos orificios 92, 94 de perno que emergen en una superficie 90 de fondo del rebaje 82. Cuando los elementos 96, 97 de sujeción (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 cinta de teflón en las roscas de los elementos 96, 97 de sujeción de modo que el rebaje 82 tenga un sello estanco al aire. Los elementos 96, 97 de sujeción se extienden a través del rebaje 82 para acoplar o hacer corresponder el segmento 67 de colector modular con el colector 60 de aire caliente. La invención contempla que los orificios 92, 94 de perno puedan estar colocados fuera de la periferia del rebaje 82 y la empaquetadura 89 de junta tórica de modo que una longitud de los elementos 96, 97 de sujeción no obstruya parcialmente la cámara de distribución de aire definida por el rebaje 82. Referring to Figures 5, 6, and 6A, in which the hot air collector 60 is shown in more detail, the shallow recess 82 is recessed in one piece relative to the adjacent surrounding portions of the surface 78. Penetrating Through a rear surface of the hot air manifold 60 are two bolt holes 92, 94 emerging in a bottom surface 90 of recess 82. When fasteners 96, 97 (FIG. 4) are positioned in holes 92, 94, sealing washers 98, 99 (figure 5) are provided in countersunk recesses surrounding each bolt hole 92, 94 and other sealing housings, such as sealing compound or Teflon tape, are provided on the threads of the elements 96 , 97 fastening so that the recess 82 has an airtight seal. Fastener elements 96, 97 extend through recess 82 to mate or match modular manifold segment 67 with hot air manifold 60. The invention contemplates that bolt holes 92, 94 may be positioned outside the periphery of recess 82 and O-ring gasket 89 so that a length of fastener elements 96, 97 does not partially obstruct the air distribution chamber. defined by recess 82.

La entrada 84 de aire está 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 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 dispensación y puede emitirse desde una salida 105a del paso 105 de aire de proceso para, posiblemente, manipular una propiedad del adhesivo termoplástico descargado. The air inlet 84 is connected, via an air passage 100, to a source of process air (not shown). Air outlet 86 includes two air openings 102, 104 adjacent to opposite ends of a recessed slot or recess 82 below bottom surface 90 that helps channel heated process air into air openings 102, 104. Air openings 102, 104 provide the heated process air to a corresponding pair of process air passages 106, one of which is shown, directing the heated process air to a process air passage 105 at the nozzle. 73a. The heated process air heats the dispensing nozzle to ensure proper dispensing and may be emitted from an outlet 105a of the process air passage 105 to possibly manipulate a property of the discharged thermoplastic adhesive.

Una cámara 108 alargada con extremos abiertos está 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 aire a la salida 86 de aire. An elongated open ended chamber 108 is provided in the hot air manifold 60 to receive a cartridge heating element 66a of the cartridge heater assembly 66. Heat is transferred from the cartridge heating element 66a to the metal that forms the hot air manifold 60 and, consequently, is transferred by the surfaces defining the recess 82 to the process air flowing in the shallow recess 82 from the air inlet 84 to the air outlet 86.

imagen7image7

Continuando con la referencia a las figuras 5, 6 y 6A, la separación 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 cámara de distribución de aire proporcionada por el rebaje 82. En la explicación que sigue, la altura de la cámara de distribución de aire se describe en términos de la profundidad del rebaje 82, que se define cuando el segmento 67 de colector modular (figura 4) está acoplado al colector 60 de aire caliente. En correspondencia, se considera que la superficie 67a inferior y la superficie 78 superior tienen la misma extensión y se presupone que la presencia del anillo 88 sellante no proporciona una importante contribución a la altura efectiva de la cámara de distribución de aire cuando el segmento 67 de colector modular está en una posición cercana a la cámara de distribución de aire, aunque la invención no se limita a esto. Continuing with reference to Figures 5, 6 and 6A, the spacing between a lower surface 67a of the modular manifold segment 67 (Figure 4) and the opposite bottom surface 90 of the recess 82 determines the height of the air passage or chamber. distribution provided by the recess 82. In the discussion that follows, the height of the air distribution chamber is described in terms of the depth of the recess 82, which is defined when the modular manifold segment 67 (Figure 4) it is coupled to the hot air manifold 60. Correspondingly, the lower surface 67a and the upper surface 78 are considered to have the same extent and it is assumed that the presence of the sealing ring 88 does not provide a significant contribution to the effective height of the air distribution chamber when the segment 67 of Modular manifold is in a position close to the air distribution chamber, although the invention is not limited to this.

El rebaje 82 está formado normalmente como un espacio abierto en forma de paralelepípedo que tiene una sección transversal rectangular cuando se observa de forma perpendicular a cualquier cara del paralelepípedo y que tiene dimensiones que consisten en una longitud L1, una anchura W1 y una profundidad D. Las dimensiones rectangulares del rebaje 82 se seleccionan para proporcionar una transferencia de calor eficaz con una caída de presión 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 matemáticamente una profundidad y una longitud que satisfagan estos requisitos tal como se indica más abajo, o pueden determinarse de forma empírica o experimental. Normalmente se desea una caída de presión inferior a aproximadamente el 10% de la presión en la entrada 84 de aire en la vía de flujo entre la entrada 84 de aire y la salida 86 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 profundidad del rebaje 82 debería estar generalmente en el intervalo de aproximadamente 5 milésimas de pulgada (0,127 mm) y aproximadamente 20 milésimas de pulgada (0,51 mm), y puede ser de hasta aproximadamente 30 milésimas de pulgada (0,76 mm). 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 82 aumenta al disminuir la profundidad, y la caída de presión a través del rebaje 82 también aumenta al disminuir la profundidad. La caída de presión incrementada puede desfasarse incrementando la longitud y la anchura del rebaje 82. The recess 82 is typically formed as a parallelepiped-shaped open space that has a rectangular cross section when viewed perpendicular to either face of the parallelepiped and has dimensions consisting of a length L1, a width W1, and a depth D. The rectangular dimensions of recess 82 are selected to provide efficient heat transfer with an acceptable pressure drop between air inlet 84 and air outlet 86. If a value of, for example, the width of recess 82 is selected, a depth and length that satisfy these requirements can be mathematically calculated as indicated below, or can be determined empirically or experimentally. Typically a pressure drop of less than about 10% of the pressure at air inlet 84 is desired in the flow path between air inlet 84 and air outlet 86. To achieve this with a length of less than about 5 inches (12.7 cm) and a width of less than about 1 inch (2.54 cm), the depth of recess 82 should generally be in the range of about 5 thousandths of an inch. (0.127 mm) and approximately 20 mils (0.51 mm), and can be up to approximately 30 mils (0.76 mm). Generally, the rate of heat transfer from the inwardly facing surfaces of recess 82 to process air flowing in recess 82 increases with decreasing depth, and the pressure drop across recess 82 also increases with decreasing depth. The increased pressure drop can be out of phase by increasing the length and width of the recess 82.

Según los principios de la invención, la vía de flujo para aire de proceso en el paso de aire o cámara de distribución de aire de un colector de aire caliente, tal como uno de los colectores 10, 34 y 60 de aire caliente, puede modelarse para 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 caída de presión en la cámara de distribución de aire o el paso de aire entre la entrada de aire y la salida de aire. En concreto, el comportamiento físico del colector de aire caliente puede aproximarse resolviendo matemáticamente ecuaciones adecuadas de transferencia de calor y caída de presión para simular el rendimiento del colector de aire caliente. Los parámetros de entrada pueden modificarse para estudiar el comportamiento físico aproximado. According to the principles of the invention, the flow path for process air in the air passage or air distribution chamber of a hot air manifold, such as one of the hot air manifolds 10, 34 and 60, can be modeled to predict a series of optimized dimensions that promote efficient heat transfer from the collector to the circulating process air and that minimize the pressure drop in the air distribution chamber or the air passage between the air inlet and the outlet of air. In particular, the physical behavior of the hot air collector can be approximated by mathematically solving suitable equations for heat transfer and pressure drop to simulate the performance of the hot air collector. The input parameters can be modified to study approximate physical behavior.

Las ecuaciones de transferencia de calor y caída de presión se resuelven matemáticamente 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 aproximación del rendimiento físico. La aplicación de software MATHCAD® convierte internamente todas las unidades a un conjunto de unidades común o consistente, por ejemplo, unidades del sistema métrico internacional o unidades inglesas, como podrá comprender un experto en la técnica. Un conjunto de condiciones iniciales se define asignando valores iniciales a las variables y asignando valores numéricos a las constantes. Las ecuaciones se resuelven entonces matemáticamente para proporcionar un conjunto de dimensiones optimizadas para la vía de flujo de aire de proceso en el colector de aire caliente. De forma específica, la longitud requerida de la vía de flujo y la caída de presión se determinan para una profundidad y anchura de vía de flujo para conseguir una temperatura deseada para el aire de proceso de salida. La caída de presión aumenta ligeramente cuando la vía de flujo está plegada o intrincada para proporcionar una vía de múltiples segmentos que consiste en una pluralidad n de segmentos. Se contempla que el modelo de la vía de flujo para el aire de proceso en el paso de aire o la cámara de distribución de aire del colector de aire caliente y la solución numérica para dimensiones optimizadas pueden tener en cuenta obstrucciones u oclusiones en la vía de flujo. Por ejemplo, el modelo puede modificarse para incluir paso por paso vías de flujo continuas que tienen diferentes dimensiones. The equations of heat transfer and pressure drop are solved mathematically by suitable software applications such as MATHCAD® (Mathsoft, Inc., Cambridge, Mass.), Implemented in a suitable computer or microprocessor that is responsible for the performance approximation. physical. The MATHCAD® software application internally converts all units to a common or consistent set of units, for example international metric units or English units, as will be understood by one of ordinary skill in the art. A set of initial conditions is defined by assigning initial values to variables and assigning numerical values to constants. The equations are then solved mathematically to provide a set of optimized dimensions for the process air flow path in the hot air manifold. Specifically, the required flow path length and pressure drop are determined for a flow path depth and width to achieve a desired temperature for the outlet process air. The pressure drop increases slightly when the flow path is folded or intricate to provide a multi-segment path consisting of a plurality n of segments. It is contemplated that the model of the flow path for the process air in the air passage or the air distribution chamber of the hot air manifold and the numerical solution for optimized dimensions may take into account obstructions or occlusions in the air path. flow. For example, the model can be modified to include step-by-step continuous flow paths that have different dimensions.

imagen8image8

La siguiente descripción proporciona el sistema de ecuaciones y un conjunto de muestra de parámetros de entrada. Parámetros de entrada Dimensiones Longitud L1 = L2 = 5 pulg Profundidad H1 = L1 = 0,02 pulg Anchura W1 = L2 = 0,875 pulg The following description provides the system of equations and a sample set of input parameters. Input parameters Dimensions Length L1 = L2 = 5 in. Depth H1 = L1 = 0.02 in. Width W1 = L2 = 0.875 in.

Temperatura de entrada T1 = 70 Inlet temperature T1 = 70

Temperatura de salida T2 = 375 grados Fahrenheit Outlet temperature T2 = 375 degrees Fahrenheit

Temperatura del colector Tcalor = 400 grados Fahrenheit Collector temperature Theat = 400 degrees Fahrenheit

Conversión estándar de masa de aire SCF = 1 pie3  29·gm 22,41410 litros Standard air mass conversion SCF = 1 ft3  29 gm 22.41410 liters

Viscosidad cinemática del aire Kinematic viscosity of air

pounds

 0,0426  0.0426

foot hour

µ = 1,761 x 10-4 poise µ = 1,761 x 10-4 poise

Rugosidad de la superficie X = 0,001 pulg Número de canales n = 1 Surface roughness X = 0.001 in.Number of channels n = 1

Calor específico Cp = 0,0241 BTU libra·R Specific heat Cp = 0.0241 BTU pound R

imagen9image9

Presión media Medium pressure

Pmed = 35 psi Pmed = 35 psi

Flujo requerido Required flow

Flujo = 2· SCF Flow = 2 SCF

min min

Flujo (n) = flujo n Flow (n) = flow n

Flujo por canal paralelo, para n canales Flow per parallel channel, for n channels

Diámetro geométrico equivalente d(L1, L2) = 2·L1·L2 L1 L2 Equivalent geometric diameter d (L1, L2) = 2L1L2 L1 L2

d(L1, L2) = 0,039 pulgadas d (L1, L2) = 0.039 inches

Diámetro hidráulico equivalente Equivalent hydraulic diameter

de (L1, L2) = 2· imagen10 L1·L2 from (L1, L2) = 2 image10 L1 L2

 

de (L1, L2) = 0,0149 pulgadas from (L1, L2) = 0.0149 inches

LeqD = 0 Longitud equivalente con dobleces, etc. dc (L1) = L1 Diámetro hidráulico circular LeqD = 0 Equivalent length with bends, etc. dc (L1) = L1 Circular hydraulic diameter

Diferencia de temperatura entre entrada y salida ∆t = t2 – t1 Temperature difference between inlet and outlet ∆t = t2 - t1

Temperatura media que debe utilizarse para todos los cálculos de fluidos en grandes cantidades Tm = t1 t2 Tm = 222,5 2 Average temperature to be used for all bulk fluid calculations Tm = t1 t2 Tm = 222.5 2

C = 351 0,1583·tm 105 C = 351 0.1583tm 105

imagen11image11

C = 3,862 x 10-3 según Chemical Engineering Reference Manual, ec. 7.20, pp. 7-5 C = 3,862 x 10-3 according to 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 C = 0.01444 · 0.241 = 3.48 x 10-3 Perry's Chemical Engineers' Handbook, pp. 10-14, ec. 10-53

Pmed = 29·gm Pmed 32Densidad del aire como una función de la temperatura media y la presión460Pmed = 29 gm Pmed 32 Air density as a function of mean temperature and pressure 460



media half

22.41410 liter atm tm  460

Diferencia de temperatura media logarítmica (∆tlm) Logarithmic mean temperature difference (∆tlm)

∆tlm = tcalent  t1tcalent  t2 R  t  t1∆tlm = tcalent  t1tcalent  t2 R  t  t1

calentheat

ln 

t  t2t  t2

 calent   heat 

∆tlm = 118,207R ∆tlm = 118.207R

Área de superficie y sección transversal Atransversal (L1, L2) = L1-L2 Asuperficie (L1, L2, L) = L·2·(L1 + L2) Atransversal (L1, L2)) 0,018 pulgadas2 Asuperficie (L1, L2, L) = 8,95 pulgadas2 Surface area and cross section Cross (L1, L2) = L1-L2 Asurface (L1, L2, L) = L2 (L1 + L2) Transverse (L1, L2)) 0.018 in2 Asurface (L1, L2, L ) = 8.95 inches2

Velocidad másica G(L1,L2,n) = flujo(n) hora·pie2 Mass velocity G (L1, L2, n) = flow (n) hour ft2

· ·

A (L1, L2) pound

trans trans

G(L1,L2,n) = 7,976 x 104 G (L1, L2, n) = 7.976 x 104

Número de Reynolds Reynolds number

 d(L1,L2) imagen12 G(L1,L2,n) d (L1, L2)  image12 G (L1, L2, n)

imagen13image13

Re(L1,L2,n) =  pie  libraRe (L1, L2, n) =  foot  pound

 foot  hour

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

Coeficiente de transferencia de calor h(L1,L2,n) = C·G(L1,L2,n)0,8 BTUHeat transfer coefficient h (L1, L2, n) = C · G (L1, L2, n) 0.8 BTU



0,2 20.2 2

 d(L1,L2) h·pie ·K imagen13 imagen12  d (L1, L2)  h foot K image13 image12

 pie   foot 

imagen14image14

h(L1,L2,n) = 101,3 BTU h·pie2·K h (L1, L2, n) = 101.3 BTU h ft2 K

q(L1,L2,L,n) = h(L1,L2,n)· Asuperficie (L1,L2,L)· ∆tlm q(L1,L2,L,n) = 218,127 vatios q (L1, L2, L, n) = h (L1, L2, n) · Asurface (L1, L2, L) · ∆tlm q (L1, L2, L, n) = 218.127 watts

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

 

t1t1

flow (n) Cp R

tsal(L1,L2,L,n) = 388,627 ºF tsal (L1, L2, L, n) = 388,627 ºF

dg = 0,001 pulg, 0,002 pulg, ½ pulg dg = 0.001 in, 0.002 in, ½ in

Lf(L1,L2,n) = raíz [(tsal(L1,L2,L,n)-t2),L] Lf (L1, L2, n) = root [(tsal (L1, L2, L, n) -t2), L]

Lf(L1,L2,n) = 4,786 pulg Lf (L1, L2, n) = 4.786 in



 

Ecuaciones de caída de presión según el factor de fricción de Churchill Pressure drop equations according to the Churchill friction factor



1616

 

    

         

2,457pu lg     

         

1 1

A(L1,L2,n) = A (L1, L2, n) =



99

 

 

7 7

0,27· e 0.27 e

from (L1, L2)

 

imagen13  image13 

imagen12  image12 

Re (L1, L2,)

n n

 image12 

 imagen13  image13 



16 16

Re (L1, L2, gn)

g·g

 

imagen13  image13 

37530 37530

11

B(L1,L2,n) = B (L1, L2, n) =

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

 

12 12

 image12 

12 12

 

1 1

 

33

Re (L1, L2, n)

(A(L1,L2, ) (A (L1, L2,)

B(L1,L2, )) B (L1, L2,))

 

22

 

n n n n

 

ff(L1,L2,n) = 0,044 ff (L1, L2, n) = 0.044

Presión media del aire Pmed = 35 psi Mean air pressure Pmed = 35 psi

 

··



4 flow (n)

 

· ·

of (L1, L2) 2  



  

ff (L1, L2,)



 

LeqD  

··



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

from (L1, L2)

1 1

P (L1, L2,)

 

n n

2· 2·

pp

medmed

Para: L1 = 0,02 pulg L2 = 0,0875 pulg Lf(L1,L2,n) = 4,786 pulg n = 1 ∆P(L1,L2,n) = 0,536 psi Para: For: L1 = 0.02 in L2 = 0.0875 in Lf (L1, L2, n) = 4.786 in n = 1 ∆P (L1, L2, n) = 0.536 psi For:

imagen15image15

L1 = 0,01 pulg L1 = 0.01 in.

Lf(L1,L2,n) = 2,426 pulg Lf (L1, L2, n) = 2.426 in.

∆P(L1,L2,n) = 1,614 psi ∆P (L1, L2, n) = 1,614 psi

Temperatura deseada del aire (ºF) Desired Air Temperature (ºF)

T2 = 375 T2 = 375

Temperatura de calentador (ºF) Heater temperature (ºF)

Tcalent = 400 Tcalent = 400

Flujo de aire Air flow

Flujo(l) = 2 SCF / min Flow (l) = 2 SCF / min

Energía necesaria Required energy

q(L1,L2,Lf(L1,L2,n),n) = 209 vatios q (L1, L2, Lf (L1, L2, n), n) = 209 watts

En la descripción anterior, la presión media, Pmed, representa la media de la presión en la entrada de aire y la presión en la salida de aire. Las ecuaciones de caída de presión de la descripción anterior se obtienen de un artículo periodístico 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 descripción 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). In the above description, the mean pressure, Pmed, represents the mean of the pressure at the air inlet and the pressure at the air outlet. The pressure drop equations in the above description are derived from a newspaper article entitled "Friction-factor Equation Spans All Fluid Flow Regimes" authored by Stuart W. Churchill and published in Chemical Engineering, November 7, 1977, pp. 91-92. All heat transfer equations in the above description are obtained from Perry's Chemical Engineer's Handbook, McGrawHill 5 ed. (1973) and Chemical Engineering Reference Manual, Professional Publications, Inc. 5 ed. (nineteen ninety six).

Haciendo referencia a la figura 7, se proporciona una representación gráfica de la longitud necesaria de la vía de flujo y la caída de presión en la vía de flujo como funciones correspondientes de la profundidad para una vía de flujo de 0,875 pulgadas de ancho (2,22 cm). La longitud de la vía de flujo se muestra mediante una línea en la figura 7 indicada con el número de referencia 140 y la caída de presión se muestra mediante una línea en la figura 7 indicada con el número de referencia 150. Los cálculos que proporcionan la información presentada en la figura 7 consideraron una vía de flujo que tiene una vía de un único segmento tal como la mostrada en las figuras 4, 5, 6 y 6A. El sistema de ecuaciones se resolvió mediante los cálculos matemáticos descritos anteriormente para diversos conjuntos de condiciones iniciales, de forma similar al conjunto de condiciones iniciales proporcionado anteriormente. Referring to Figure 7, a graphical representation of the required length of the flow path and the pressure drop in the flow path is provided as corresponding functions of depth for a 0.875-inch wide flow path (2, 22 cm). The length of the flow path is shown by a line in Figure 7 indicated by reference numeral 140 and the pressure drop is shown by a line in Figure 7 indicated by reference numeral 150. Calculations that provide the The information presented in Figure 7 considered a flow path having a single segment path such as that shown in Figures 4, 5, 6 and 6A. The system of equations was solved using the mathematical calculations described above for various sets of initial conditions, similar to the set of initial conditions provided above.

Normalmente, se desea una caída de presión inferior a aproximadamente el 10% en la vía de flujo entre la entrada de aire y la salida de aire. Generalmente, para conseguirlo para una longitud de menos de aproximadamente 5 pulgadas (12,7 cm) y una anchura de menos de aproximadamente 1 pulgada (2,54 cm), la profundidad del rebaje debería situarse en el intervalo de aproximadamente 5 milésimas de pulgada (0,127 mm) a aproximadamente 20 milésimas de pulgada (0,51 mm). Sin embargo, la presente invención no se limita a esto y la profundidad del rebaje dependerá de la longitud y la anchura, entre otras variables. Typically, a pressure drop of less than about 10% is desired in the flow path between the air inlet and the air outlet. Generally, to achieve this for a length of less than about 5 inches (12.7 cm) and a width of less than about 1 inch (2.54 cm), the depth of the recess should be in the range of about 5 thousandths of an inch. (0.127 mm) to approximately 20 mils (0.51 mm). However, the present invention is not limited to this and the depth of the recess will depend on the length and width, among other variables.

Como se desprende de la figura 7, la caída de presión se reduce drásticamente al aumentar la profundidad del rebaje de aproximadamente 0,005 pulgadas (0,013 cm) a aproximadamente 0,01 pulgadas (0,025 cm). Por ejemplo, una profundidad de rebaje de aproximadamente 0,01 pulgadas (0,025 cm) requiere una longitud para la vía de flujo de aproximadamente 2,5 pulgadas (6,35 cm)y da como resultado una caída de presión de aproximadamente 1,6 psi (7 kPa) para una presión del aire en la entrada de 35 psi (241 kPa). El flujo de calor necesario procedente del calentador se determina en aproximadamente 209 vatios para un flujo de aire de proceso de 2 pies cúbicos estándar por minuto (SCFM) (1 x 10-3 m3/s) para proporcionar una temperatura del aire en la salida de aire de 375 ºF (191ºC) y una temperatura de calentador de 400 ºF (204ºC). Para estas mismas condiciones, una profundidad de rebaje de aproximadamente 0,02 pulgadas requiere una longitud de la vía de flujo de aproximadamente 4,8 pulgadas y da como resultado una caída de presión de aproximadamente 0,5 psi (4 kPa). As is apparent from Figure 7, the pressure drop is drastically reduced as the depth of the recess is increased from about 0.005 inches (0.013 cm) to about 0.01 inches (0.025 cm). For example, a recess depth of approximately 0.01 inch (0.025 cm) requires a flow path length of approximately 2.5 inches (6.35 cm) and results in a pressure drop of approximately 1.6 psi (7 kPa) for an inlet air pressure of 35 psi (241 kPa). The required heat flow from the heater is determined to be approximately 209 watts for a process air flow of 2 standard cubic feet per minute (SCFM) (1 x 10-3 m3 / s) to provide an air temperature at the outlet of air of 375ºF (191ºC) and a heater temperature of 400ºF (204ºC). For these same conditions, a recess depth of about 0.02 inches requires a flow path length of about 4.8 inches and results in a pressure drop of about 0.5 psi (4 kPa).

Según los principios de la invención, las dimensiones del colector de aire caliente se minimizan para ahorrar espacio y, para este fin, la longitud de la vía de flujo puede seleccionarse a partir del cálculo que prevé una caída de presión aceptable y, al mismo tiempo, esto minimizará las dimensiones del colector de aire caliente. Por ejemplo, y haciendo referencia a la figura 7, si una caída de presión de 1,6 psi (7 kPa) es aceptable, sólo es necesario dimensionar el colector de aire caliente para que aloje una vía de flujo como un rebaje de paso único con una profundidad de 0,01 pulgadas (0,025 cm), una anchura de 0,875 pulgadas (2,24 cm) y una longitud de aproximadamente 2,5 pulgadas (6,35 cm). Sin embargo, si para la aplicación dispensadora concreta se requiere una menor caída de presión de, por ejemplo, 0,5 psi (4 kPa), deben incrementarse las dimensiones del colector de aire caliente para alojar una vía de flujo más larga como un rebaje que ahora tendría una profundidad de 0,02 pulgadas (0,051 cm) y una longitud de aproximadamente 4,8 pulgadas (12,2 cm) si se mantiene constante la anchura de 0,875 pulgadas (2,22 cm). Generalmente, para una presión y un caudal de gas de proceso constantes, la profundidad y la longitud necesarias de la vía de flujo para proporcionar una caída de presión deseada se incrementarán al reducirse la anchura del rebaje. According to the principles of the invention, the dimensions of the hot air collector are minimized to save space and, for this purpose, the length of the flow path can be selected from the calculation that provides an acceptable pressure drop and at the same time , this will minimize the dimensions of the hot air collector. For example, and referring to Figure 7, if a pressure drop of 1.6 psi (7 kPa) is acceptable, it is only necessary to size the hot air manifold to accommodate a flow path such as a single pass recess. with a depth of 0.01 inches (0.025 cm), a width of 0.875 inches (2.24 cm) and a length of approximately 2.5 inches (6.35 cm). However, if a lower pressure drop of, for example, 0.5 psi (4 kPa) is required for the particular dispensing application, the dimensions of the hot air manifold must be increased to accommodate a longer flow path such as a recess. which would now have a depth of 0.02 inches (0.051 cm) and a length of approximately 4.8 inches (12.2 cm) if the width of 0.875 inches (2.22 cm) is kept constant. Generally, for constant process gas flow and pressure, the depth and length of the flow path necessary to provide a desired pressure drop will increase as the width of the recess is reduced.

imagen16image16

Como se desprende de la figura 7, el rebaje puede tener una longitud superior a 5 pulgadas (12,7 cm) si la profundidad del rebaje se incrementa de forma correspondiente de modo que el colector de aire caliente pueda transferir suficiente energía calorífica para calentar el aire de proceso que fluye a través del rebaje a una temperatura de aire deseada en la salida de aire y de modo que la caída de presión se minimice. Aunque la presente invención es aplicable de forma general, los módulos de aire caliente se construyen para ahorrar espacio y, en concreto, para permitir el uso con sistemas dispensadores de adhesivo y líquido calentado montados a partir de colectores de adhesivo modulares que requieren mantener un espacio reducido. As is clear from Figure 7, the recess can be longer than 5 inches (12.7 cm) if the depth of the recess is increased correspondingly so that the hot air collector can transfer enough heat energy to heat the heater. process air flowing through the recess at a desired air temperature at the air outlet and such that pressure drop is minimized. Although the present invention is generally applicable, the hot air modules are constructed to save space and, in particular, to allow use with heated liquid and adhesive dispensing systems assembled from modular adhesive manifolds that require space maintenance. reduced.

Un experto en la materia podrá apreciar que las dimensiones optimizadas para el rebaje, determinadas a partir de la solución matemática del modelo, pueden utilizarse como base para mediciones empíricas subsiguientes basadas en experimentación u observación que ajustan las dimensiones optimizadas para el comportamiento físico del colector de aire caliente únicamente de forma aproximada por medio del modelo. Un experto en la técnica también apreciará que puede determinarse empíricamente un conjunto de dimensiones optimizadas basándose en la observación o experiencia, en lugar de hacerlo mediante la solución matemática de un modelo que simula el comportamiento físico del colector de aire caliente. One skilled in the art will appreciate that the optimized dimensions for the recess, determined from the mathematical solution of the model, can be used as the basis for subsequent empirical measurements based on experimentation or observation that adjust the optimized dimensions for the physical behavior of the collector. hot air only roughly by means of the model. One skilled in the art will also appreciate that a set of optimized dimensions can be determined empirically based on observation or experience, rather than by the mathematical solution of a model that simulates the physical behavior of the hot air collector.

A pesar de que la presente invención se ha ilustrado a través de una descripción 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 práctica la invención, la intención 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 técnica podrán inferir fácilmente ventajas y modificaciones adicionales dentro del alcance de la invención. La invención en sí misma sólo estará definida por las reivindicaciones adjuntas. Although the present invention has been illustrated through a description of various preferred embodiments and although these embodiments have been described in considerable detail to describe the best mode of practicing the invention, it is the intention of the Applicants is not to restrict or limit in any way the scope of the appended claims to this level of detail. Those skilled in the art will readily be able to infer additional advantages and modifications within the scope of the invention. The invention itself will only be defined by the appended claims.

imagen17image17

Claims

1. 1.: Sistema dispensador para dispensar un líquido calentado desde una boquilla a un sustrato, que comprende un colector (52) de líquido capaz de suministrar líquido calentado; un módulo (50) dispensador acoplado en comunicación de fluidos con el colector de líquido, siendo capaz el módulo dispensador de recibir líquido calentado procedente del colector de líquido y dispensar el líquido calentado desde la boquilla al sustrato; caracterizado por un colector (34) de aire caliente que incluye una carcasa con una primera superficie (14a, 16a) dirigida hacia dentro, una entrada (18) de aire capaz de recibir aire de proceso, una salida (22) de aire acoplada en comunicación de fluidos con el módulo (50) dispensador y un elemento (12, 26) de calentamiento dentro de la carcasa que incluye una segunda superficie (12a, 12b) superior o inferior separada de la primera superficie por un intersticio que oscila entre aproximadamente 0,127 mm (5 milésimas de pulgada) y aproximadamente 0,762 mm (30 milésimas de pulgada) para definir una cámara (17, 19) de distribución de aire que conecta la entrada (18) de aire con la salida (22) de aire, estando encargado el elemento de calentamiento de calentar el aire de proceso que fluye a través de la cámara de distribución de aire desde la entrada de aire a la salida de aire, y estando dimensionada la cámara de distribución de aire para producir una caída de presión del aire de proceso entre la entrada de aire y la salida de aire de menos de aproximadamente el 10% de la presión inicial en la entrada de aire. Dispensing system for dispensing a heated liquid from a nozzle to a substrate, comprising a liquid manifold (52) capable of delivering heated liquid; a dispensing module (50) coupled in fluid communication with the liquid manifold, the dispensing module being capable of receiving heated liquid from the liquid manifold and dispensing the heated liquid from the nozzle to the substrate; characterized by a hot air manifold (34) including a housing with an inwardly facing first surface (14a, 16a), an air inlet (18) capable of receiving process air, an air outlet (22) coupled to fluid communication with the dispensing module (50) and a heating element (12, 26) within the housing that includes a second upper or lower surface (12a, 12b) separated from the first surface by a gap ranging from about 0.127 mm (5 thousandths of an inch) and approximately 0.762 mm (30 thousandths of an inch) to define an air distribution chamber (17, 19) that connects the air inlet (18) with the air outlet (22), being in charge the heating element of heating the process air flowing through the air distribution chamber from the air inlet to the air outlet, and the air distribution chamber being dimensioned to produce an air pressure drop of process between the air inlet and the air outlet less than about 10% of the initial pressure at the air inlet.

2. 2.: Sistema dispensador según la reivindicación 1, en el que la cámara de distribución de aire incluye una pluralidad de pasos de aire individuales interconectados que se extienden hacia atrás y hacia delante a lo largo de una longitud de dicho cuerpo. Dispensing system according to claim 1, wherein the air distribution chamber includes a plurality of interconnected individual air passages that extend back and forth along a length of said body.

3. 3.: Sistema dispensador según la reivindicación 1, en el que el elemento de calentamiento es un calentador plano del tipo de una resistencia eléctrica que incluye un elemento (26) de calentamiento de película gruesa y el elemento de calentamiento de película gruesa se encarga de transferir calor al aire de proceso que fluye a través de la cámara de distribución de aire desde la entrada de aire a la salida de aire. Dispensing system according to claim 1, wherein the heating element is a flat heater of the electric resistance type that includes a thick film heating element (26) and the thick film heating element is responsible for transferring heat to the process air flowing through the air distribution chamber from the air inlet to the air outlet.

4. Four.: Sistema dispensador según la reivindicación 3, en el que el calentador plano divide la cámara de distribución de aire en un primer paso (17) de aire y un segundo paso (19) de aire acoplado en comunicación de fluidos con el primer paso de aire, proporcionando la entrada de aire aire de proceso al primer paso de aire y expulsando la salida de aire aire de proceso desde el segundo paso de aire de modo que el aire de proceso fluye en serie a través del primer paso de aire y el segundo paso de aire. Dispensing system according to claim 3, wherein the flat heater divides the air distribution chamber into a first air passage (17) and a second air passage (19) coupled in fluid communication with the first air passage, providing the air inlet process air to the first air passage and expelling the air outlet process air from the second air passage so that the process air flows in series through the first air passage and the second air passage. air.

5. 5.: Sistema dispensador según la reivindicación 4, en el que el calentador plano divide en dos la cámara de distribución de aire para proporcionar el primer y el segundo paso de aire. Dispensing system according to claim 4, wherein the flat heater bisects the air distribution chamber to provide the first and second air passages.

6. 6.: Sistema dispensador según la reivindicación 3, en el que el primer y el segundo paso de aire están dimensionados para proporcionar una caída de presión del aire de proceso en la vía de flujo entre la entrada de aire y la salida de aire inferior a aproximadamente el 10% de la presión inicial en la entrada de aire. Dispensing system according to claim 3, wherein the first and second air passages are dimensioned to provide a process air pressure drop in the flow path between the air inlet and the air outlet of less than about 10 % of the initial pressure at the air inlet.

7. 7.: Sistema dispensador modular para dispensar un líquido calentado desde una pluralidad de boquillas sobre un sustrato, que comprende una pluralidad de segmentos (67) de colector de líquido que tienen cada uno un paso de alimentación y un paso de distribución, estando configurado el segmento de colector para alimentar un flujo de líquido calentado desde el paso de alimentación al paso de distribución, estando interconectados los segmentos de colector en relación yuxtapuesta de modo que los pasos de alimentación están en comunicación de fluidos; una pluralidad de módulos (62, 63) dispensadores, cada uno con una vía de paso de líquido acoplada en comunicación de fluidos con el paso de distribución de un colector de líquido correspondiente para recibir el líquido calentado, estando encargado cada uno de los módulos dispensadores de dispensar el líquido calentado desde una de las boquillas al sustrato; y caracterizado por una pluralidad de colectores (34) de aire caliente, cada uno acoplado con un módulo dispensador correspondiente, incluyendo cada uno de los colectores de aire caliente una carcasa con una primera superficie (14a, 16a) dirigida hacia dentro, una entrada (44) de aire capaz de recibir aire de proceso, una salida (48) de aire acoplada en comunicación de fluidos con un módulo dispensador correspondiente y un elemento de calentamiento dentro de la carcasa con una segunda superficie (12a, 12b) superior o inferior calentada separada de la primera superficie de la carcasa mediante un intersticio que oscila entre aproximadamente 0,127 mm (5 milésimas de pulgada) y aproximadamente 0,762 mm (30 milésimas de pulgada) para definir una cámara de distribución de aire que acopla la entrada de aire a la salida de aire, estando encargado el elemento de calentamiento de calentar el aire de proceso que fluye a través de la cámara de distribución de aire desde la entrada de aire a la salida de aire, y estando dimensionada la cámara de distribución de aire para producir una caída de presión del aire de proceso entre la entrada de aire y la salida de aire inferior a aproximadamente el 10% de la presión inicial en la entrada de aire. Modular dispensing system for dispensing a heated liquid from a plurality of nozzles onto a substrate, comprising a plurality of liquid manifold segments (67) each having a feed passage and a distribution passage, the manifold segment being configured for feeding a heated liquid flow from the feed passage to the distribution passage, the manifold segments being interconnected in juxtaposed relationship such that the feed passages are in fluid communication; a plurality of dispensing modules (62, 63), each with a liquid passageway coupled in fluid communication with the distribution passage of a corresponding liquid manifold to receive the heated liquid, each of the dispensing modules being in charge of dispensing the heated liquid from one of the nozzles to the substrate; and characterized by a plurality of hot air manifolds (34), each coupled with a corresponding dispensing module, each of the hot air manifolds including a housing with an inwardly directed first surface (14a, 16a), an inlet ( 44) of air capable of receiving process air, an air outlet (48) coupled in fluid communication with a corresponding dispensing module and a heating element within the housing with a second upper or lower heated surface (12a, 12b) separated from the first surface of the housing by a gap ranging from approximately 0.127 mm (5 thousandths of an inch) to approximately 0.762 mm (30 thousandths of an inch) to define an air distribution chamber that couples the air inlet to the outlet of air, the heating element being in charge of heating the process air that flows through the air distribution chamber from the air inlet to the salt air flow, and the air distribution chamber being dimensioned to produce a process air pressure drop between the air inlet and the air outlet of less than approximately 10% of the initial pressure at the air inlet.

8. 8.: Sistema dispensador según la reivindicación 7, en el que la cámara de distribución de aire incluye una pluralidad de pasos de aire individuales interconectados que se extienden hacia detrás y hacia delante a lo largo de una longitud del cuerpo. Dispensing system according to claim 7, wherein the air distribution chamber includes a plurality of interconnected individual air passages that extend back and forth along a length of the body.

9. 9.: Sistema dispensador según la reivindicación 7, en el que cada una de las cámaras de distribución de aire tiene una dimensión en el intervalo de aproximadamente 0,127 mm (5 milésimas de pulgada) a aproximadamente 0,762 mm (30 milésimas de pulgada). A dispensing system according to claim 7, wherein each of the air distribution chambers has a dimension in the range of about 0.127mm (5 thousandths of an inch) to about 0.762mm (30 thousandths of an inch).