粘合剂分配模块及喷射液体粘合剂的多个液滴的方法

摘要

粘合剂分配模块和喷射液体粘合剂的多个液滴的方法，所述粘合剂分配模块包括分配器组件和喷嘴。喷嘴包括喷嘴本体、分散导流体和至少一个槽道。喷嘴本体包括用于排出液体粘合剂的喷嘴出口并至少部分地限定气体入口、气体出口和在气体入口和气体出口之间延伸的气体通道。分散导流体定位在气体通道内以便限定分散腔和凝固腔。至少一个槽道延伸穿过分散导流体以便将分散腔流体地连接到凝固腔以限制接收在分散腔内的加压气体并且根据预定流动分布将加压气体分布到凝固腔。据此，加压气体根据预定图案喷射液体粘合剂的多个液滴。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及粘合剂分配模块和利用加压气体喷射液体粘合剂的多个液滴的方法，并且更具体地涉及根据预定图案利用加压气体喷射液体粘合剂的喷嘴。

背景技术

分配模块常用于在制造产品和产品包装的多种分配应用中分配粘性液体，比如热熔融液体粘合剂。常规的分配模块包括分配组件，该分配组件具有调节来自分配模块的液体粘合剂的流动和排放的电致动阀组件或电-气动致动阀组件。阀包括阀元件，该阀元件能够在分配组件内移动用于选择性地使针尖端相对于阀座在分配模块的喷嘴内移位。继而，液体粘合剂从喷嘴排出。喷嘴还接收加压气体并且使加压气体围绕液体粘合剂排出，以根据诸如圆形图案的图案将液体粘合剂喷出为多个液滴。

常规的喷嘴通常通过非对称地定位在喷嘴内的气体入口接收加压气体，以便规定加压气体穿过分配模块并朝向喷嘴的路线。尽管这种路线可以方便地避开穿过喷嘴的中心部分突出的阀元件，但是加压气体趋向于不均匀地涌入喷嘴。更具体地，朝向气体出口流动的加压气体随着加压气体接近气体出口易受到不一致的空气速度和不一致的压力分布的影响。例如，气体入口可以定位在气体通道的一端处并且在朝向喷嘴的气体出口轴向地流动之前必须横向地流动穿过阀。因此，在阀的一个横向侧冲向气体出口的加压气体的流动可能以与在阀的相反横向侧上冲向气体出口的加压气体的流动不同的速度行进。

与加压气体相反，液体粘合剂通常一致地且均匀地从喷嘴排出。因此，随着不同速度的加压气体冲击液体粘合剂，液体粘合剂液滴以与指定图案不同的不一致的图案从喷嘴喷出。例如，指定图案可以是圆形，但是最终图案可能是不规则的和/或不均匀的。

存在对粘合剂分配模块和喷出液体(比如热熔融液体粘合剂)的方法的需要，其产生一致的预定的喷出图案的液体液滴，这解决了当前的诸如上文讨论的那些挑战和特性。

发明内容

粘合剂分配模块的示例性实施例包括分配器组件和喷嘴。分配器组件具有分别构造成接收液体粘合剂和加压气体的液体供应通道和气体供应通道。喷嘴连接到分配器组件并且包括喷嘴本体。喷嘴本体包括喷嘴出口，该喷嘴出口流体地连接到液体供应通道用于从该从喷嘴出口排出液体粘合剂。此外，喷嘴本体至少部分地限定气体入口、气体出口和在气体入口和气体出口之间延伸的气体通道。气体入口流体地连接到气体供应通道以从该气体供应通道接收加压气体。气体出口定位在喷嘴出口附近以用于朝向从喷嘴出口排出的液体粘合剂引导加压气体。

喷嘴还包括分散导流体和延伸穿过分散导流体的至少一个槽道。分散导流体定位在气体通道内以便限定分散腔和凝固腔。分散腔构造成从气体入口接收加压气体，而凝固腔流体地连接到气体出口。至少一个槽道延伸穿过分散导流体以便将分散腔流体地连接到凝固腔。至少一个槽道构造成限制接收在分散腔内的加压气体并且根据预定流动分布将加压气体分布到凝固腔。从而，加压气体根据预定图案喷出液体粘合剂的多个液滴。

在使用中，利用加压气体从喷嘴喷出液体粘合剂的多个液滴的方法包括利用延伸穿过分散导流体的至少一个槽道限制流过气体通道的加压气体。此外，方法包括在分散腔内分布加压气体并且根据预定流动分布将加压气体引入凝固腔内。方法还包括将预定流动分布的加压气体穿过凝固腔并朝向液体粘合剂引导。此外，方法包括利用预定流动分布的加压气体以预定图案喷出液体粘合剂的多个液滴。

本发明的各种另外的目的、优点和特征将从结合附图进行的示例性实施例的以下详细描述的回顾被理解。

附图说明

图1是根据这里描述的本发明的粘合剂分配模块的透视图。

图2是图1中示出的喷嘴的分解透视图。

图3是沿截面线3-3截取的图1的粘合剂分配模块的横截面图。

图4是图3中示出的喷嘴的放大横截面图。

图5是图4中示出的喷嘴的阀体和分散导流体的侧视图。

图6是沿截面线6-6截取的图4的喷嘴的横截面图。

具体实施方式

参考图1，用于分配粘性液体(比如热熔融液体粘合剂)的粘合剂分配模块10的示例性实施例包括可移除地连接到分配器组件14的喷嘴12。分配器组件14更具体地包括上部部分16和下部部分18，下部部分18连接到喷嘴12。上部部分16包括帽行程旋钮20和气缸组件22。帽行程旋钮20和气缸组件22可操作地连接到阀元件21(参见图3)，阀元件31从气缸组件22、穿过下部部分18并延伸到喷嘴12内。上部部分16还包括上部气体供应端口24，该上部气体供应端口24流体地连接到气缸组件22以操作阀元件21(参见图3)。下部部分18包括流体本体26，其分别从下部气体供应端口28和液体供应端口30接收加压气体和液体粘合剂。喷嘴12流体地连接到流体本体26，使得阀元件21(参见图3)从喷嘴12排出液体粘合剂并且加压气体从喷嘴12将液体粘合剂进一步分配为呈预定图案(比如大体圆形图案)形式的多个液滴。如此处使用的，将理解，术语“上部”和“下部”旨在提供沿着粘合剂分配模块10的示例性实施例的相对位置。术语“远端”和“近端”不旨在将本发明限于本文描述的示例性实施例。

为了将多个液滴分配成预定图案，图2中示出的喷嘴12包括分散导流体32、喷嘴本体34和喷嘴帽36。分散导流体32包括多个槽道38，用于根据预定的流动分布限制加压气体和分布加压气体。根据以另外的细节在下面论述的示例性实施例，多个槽道38围绕分散导流体32的圆周定位并定尺寸为使得沿其流动的加压气体以大体相等的流动分布围绕分散导流体32分布。图2中示出的多个槽道38进一步由喷嘴帽36的内表面39限定。然而，将理解，多个槽道38中的一个或多个可以可替代地仅由分散导流体32限定。进一步跟进示例性实施例，分散导流体32为围绕喷嘴本体34的环形圈分散导流体32的形式。更具体地，环形圈分散导流体32是一体的且与喷嘴本体34整体形成。然而，将理解，分散导流体32可以可替代地是单独的并且与喷嘴本体34独立地形成。因此喷嘴12不必旨在限于本文示出和描述的一体的且整体形成的分散导流体32和喷嘴本体34。

喷嘴本体34包括液体入口40、与液体入口40相反的液体出口42和在其间延伸的液体通道44。喷嘴本体34包括上部环形端部部分46，上部环形端部部分46具有接收喷嘴密封件50的环形凹槽48。此外，喷嘴帽36包括上表面52，上表面52具有接收另一个喷嘴密封件56的环形凹部54。喷嘴密封件50、56中的每一个流体地密封流体本体26。更具体地，喷嘴密封件50将液体粘合剂与加压气体流体地密封开，而另一个喷嘴密封件56将加压气体与外部环境流体地密封开。根据示例性实施例，喷嘴密封件50、56是O形环密封件。然而，将理解，可以使用可替代的密封件来将喷嘴本体34流体地密封到流体本体26。

喷嘴12还包括用于与流体本体26可移除的连接的保持器57。流体本体26具有从其伸出的喷嘴适配器58，喷嘴适配器58具有与保持器57的内螺纹62配合的外螺纹60。据此，保持器57螺纹地接合流体本体26以便将喷嘴帽36、喷嘴本体34和分散导流体32卡在其间。更具体地，保持器57具有限定开口66(参见图4)的套环64，该开口接收喷嘴帽36的一部分使得套环64接合喷嘴帽36的下表面68以便将喷嘴帽36嵌套在保持器57内。类似地，分散导流体32和喷嘴本体34中的至少一个具有唇部70，该唇部70接合喷嘴帽36的内部套环72。根据示例性实施例，分散导流体32的外部部分限定支撑在内部套环72上的唇部70，使得分散导流体32和喷嘴本体34也嵌套在喷嘴帽36内。据此，喷嘴本体34、分散导流体32和喷嘴帽36中的每一个嵌套在保持器57内并且抵靠流体本体26压缩以便经由第一密封件和第二密封件50、56将喷嘴12抵靠流体本体26有效地密封。

参考图3，分散导流体32靠在喷嘴帽36的内部套环72上使得喷嘴本体34悬置在喷嘴帽36内。因此，喷嘴本体34的外表面和喷嘴帽36的内表面在其间限定气体通道74。气体通道74进一步由喷嘴适配器58的内表面限定并且从气体入口76延伸到气体出口78用于在喷嘴12内接收加压气体。喷嘴本体34的尖端部分80也穿过气体出口78伸出以进一步将气体出口78限定为围绕尖端部分80的环形气体出口78。

喷嘴本体34的尖端部分80包括在液体通道44内的大体截头锥形阀座82。阀元件21的针尖端84选择性地从抵靠阀座82的下部密封位置(其阻挡液体出口42)移动到允许液体粘合剂穿过液体出口42的上部未密封位置。一旦从液体出口42排出，由箭头86指示的加压气体流围绕液体粘合剂并且沿着喷嘴帽36的喷嘴出口通道88喷出液滴形式的液体粘合剂。根据示例性实施例，液体出口42被气体出口78围绕并且与气体出口78同心。此外，喷嘴出口通道88同心地围绕液体出口42，使得液体出口42、气体出口78和喷嘴出口通道88彼此同轴地对齐。

继续参考图3，设置在分配器组件14中的液体供应通道90从液体供应端口30延伸并且围绕阀元件21沿着环形流动通路91延伸，所述环形流动通路91布置在一段阀元件21和喷嘴适配器58之间。环形流动通路91因此流体地连接到喷嘴本体34的液体通道44以接收液体粘合剂通过液体入口40。设置在分配器组件14中的气体供应通道92从下部气体供应端口28延伸到喷嘴12的气体入口76以将加压气体流体地连通到喷嘴12。根据示例性实施例，液体供应端口30由螺纹联接件94限定，该螺纹联接件94具有带倒钩的端部部分96，该带倒钩的端部部分96构造成流体地密封与液体粘合剂供应部流体连通的管道(未示出)。此外，下部气体供应端口28由具有带凹槽的端部部分100的另一个螺纹联接件98限定，该带凹槽的端部部分100构造成流体地密封与气体供应部流体连通的另一个管道(未示出)。

而且，气缸组件22构造成经由针引导件102在密封位置和未密封位置之间选择性地移动阀元件21并且来回引导阀元件21。为此，针引导件102被压配合到孔104内，所述孔104从气缸组件22的气缸室106延伸到基部108。基部108邻接流体本体26使得孔104和环形流动通路91轴向地对齐。更具体地，针引导件102邻接液压密封元件110，液压密封元件110构造成抑制液体粘合剂流动超出流体本体26并朝向气缸室106进入孔104。

除气缸室106之外，气缸组件22还包括活塞112，活塞112具有布置在其中的活塞头114和杆116。阀元件21的螺纹端部部分118延伸穿过气缸室106并且螺纹地固定到活塞头114的中心部分。活塞头114能够在下部位置和上部位置之间移动，下部位置由气缸室106的底部120界定，上部位置由保持环122界定。杆116界定从上部气体供应端口24延伸到活塞头114内的主要供应管道124。此外，多个头供应管道126延伸穿过活塞头114以将主要供应管道124流体地连接到气缸室106。从而，气体供应部(未示出)选择性地加压气缸室106以分别将活塞头114推动到上部位置并且进而将阀元件21推动到未密封位置。例如，气体供应部(未示出)可以由诸如螺线管阀的阀选择性地调节以控制加压气体到气缸室106的供应。根据示例性实施例，另一液压密封元件128在基部108内围绕阀元件21定位以抑制加压气体沿着阀元件21并朝向流体本体26流动。类似地，活塞头114在环形头凹槽132内接收活塞密封件130以抑制加压气体在活塞头114周围泄漏。从而，气缸室106大体流体地密封在气缸组件22的活塞112和底部120之间。

气缸组件22还包括返回机构134，该返回机构134推动活塞头114向下到气缸组件22的底部20。返回机构134包括固定位置套筒136，该固定位置套筒136限定圆柱形孔138和接收在圆柱形孔138内的偏置元件140(比如弹簧140)。固定位置套筒136螺纹地接合上部部分16并且覆盖活塞头114。从而弹簧140被压缩在圆柱形孔138内在固定位置套筒136的内部套筒表面142和活塞头114的顶部144之间。根据示例性实施例，弹簧140被插入到活塞112的杆116上，使得弹簧140卡在圆柱形孔138内。将理解，可替代的偏置元件和/或偏置组件可以用于分别朝向下部位置推动活塞头114并且进而朝向密封位置推动阀元件21。此外，返回机构134包括围绕固定位置套筒136的环形套筒密封件146以抑制可能泄漏经过活塞密封件130的加压气体流动超过固定位置套筒136并进入外部环境。

分配器组件14的示例性实施例具有螺纹地固定到固定位置套筒136的上部端部部分的帽行程旋钮20。帽行程旋钮20具有行程控制件148，其在上部气体供应端口24附近可操作地连接到杆116，以调节活塞112和阀元件21的行程长度，如本领域技术人员将理解的。为此，示例性分配器组件14构造成接收用于分配液体粘合剂液滴的示例性喷嘴12。然而，将理解，可替代的分配器组件可以与用于分配任何类型的粘性液体(比如液体粘合剂)的喷嘴12一起使用。因此，本文描述的本发明不必旨在限于本文示出和描述的分配器组件14。

如图4中示出的，分散导流体32分隔气体通道74以限定在分散导流体32上游的分散腔150和在分散导流体32下游的凝固腔152。根据示例性实施例，喷嘴适配器58、喷嘴本体34和分散导流体32共同限定分散腔150。相反，喷嘴本体34、喷嘴帽36和分散导流体32共同限定凝固腔152。此外，多个槽道38从分散腔150延伸到凝固腔152以便将加压气体从分散腔150流体连通到凝固腔152。

气体入口76关于阀元件21的中心轴线非对称地将加压气体流86引入分散腔150内。例如，加压气体86流在分散腔150的一端处引入的一部分可能比加压气体86流的另一部分行进更多以到达分散导流体32。然而，多个槽道38和分散导流体32构造成限制加压气体流86动以便通常平衡穿过分散导流体32的流的压力。继而，多个槽道38从分散腔150接收加压气体流86并以大体平衡的流动分布将加压气体流86引入凝固腔152。在压力下，加压气体86的大体平衡的流大体对称地接近气体出口78并且围绕液体粘合剂的流，如由箭头154指示的。因为加压气体86的非均匀的、非对称的流已经被重定向为具有平衡的压力分布的大体均匀的、对称的流，所以围绕液体粘合剂的加压气体流86以预定的大体圆形的图案从喷嘴12分配液体粘合剂。然而，多个槽道38可以构造成产生加压气体的可替代的预定的压力分布以便根据另一预定图案喷出液体粘合剂的多个液滴。例如，预定图案可以是椭圆形或者用于分配到基板上的任何其它期望的形状。

参考图4-6，多个槽道38围绕分散导流体32非对称地延伸，以便围绕分散腔150大体上均匀地限制和分布加压气体流86。从而，分散导流体32校正压力和速度的不一致性，使得加压气体流86穿过凝固腔152是大体均匀的。此外，与气体入口76相反的槽道38a(如图6所示)通常大于其余的槽道38，以便进一步促进加压气体的均匀分布。根据示例性实施例，如图4-6所示的穿过分散导流体32的多个槽道38的位置被独特地构造到气体入口76的位置，用于大体均匀地限制和分布加压气体流86。然而，将理解，多个槽道38的位置和尺寸可以可替代地构造成用于其它分配器组件和气体入口。因此，多个槽道38的位置、尺寸和甚至数量可以改变以产生可替代的流动分布和喷出图案。

假使多个槽道38中的每一个相对于气体入口76的位置被独特地构造以如本文描述的分布加压气体流86，则分散导流体32被键接到喷嘴适配器58以确保在组装时正确放置。具体地，分散导流体32包括突出键元件156，且喷嘴适配器158包括凹进键组件158。突出键元件156构造成与凹进键元件158配合，使得分散导流体32相对喷嘴适配器58正确地定位以便在预定位置接收加压气体流86。根据示例性实施例，突出键元件156从分散导流体32和喷嘴本体34两者延伸。然而，将理解，键元件156、158可以可替代地定位成将多个槽道38相对于气体入口76定位。

在使用中，图1-3中示出的粘合剂分配模块10经由上部气体供应端口24和下部气体供应端口28流体地连接到加压气体供应部。粘合剂分配模块10还经由液体供应端口30流体地连接到液体粘合剂源。通常，活塞112在下部位置被偏置使得针尖端84接合阀座82并且相对其流体地密封以便抑制液体粘合剂154的流动。然而，加压气体被引导到气缸室106内以选择性地将活塞112从下部位置移动到上部位置，以便从阀座82启封针尖端84并且穿过液体出口42排出液体粘合剂。

此外，引入流体本体26内的加压气体穿过气体供应通道92流动并超过气体入口76以便被接收在分散腔150内。分散导流体32限制加压气体流86使得加压气体流86冲击分散腔150并且根据预定的流动分布围绕分散腔150分布加压气体。根据示例性实施例，加压气体流86在分散腔150内大体均匀地分布并且然后穿过多个槽道38。

一旦穿过多个槽道38，加压气体流86根据图4-6示出的预定的大体均匀的流动分布被接收在凝固腔152内。加压气体流86朝向气体出口78一致地且大体均匀地行进。气体出口78大体包围液体出口42并且因此从气体出口78排出的加压气体流86同样地包围从液体出口42排出的液体粘合剂。由此随着液体粘合剂和加压气体同时穿过喷嘴出口通道88，加压气体喷出液体粘合剂以形成多个液滴。从粘合剂分配模块10分配的多个液滴分散以限定用于应用到基板上的预定图案。根据示例性实施例，预定图案是大体圆形的。然而，将理解，预定图案和预定流动分布可以构造成分配可替代的多个液滴图案。

尽管本发明已经通过其一个或多个实施例的说明来示出，并且尽管实施例已经以大量细节进行说明，但是它们不旨在将所附权利要求的范围限制或不以任何方式限定到这样的细节。本文示出和描述的各种特征可以单独地或以任何组合使用。另外的优点和修改将容易呈现给本领域技术人员。因此，本发明在其较宽方面不限于示出和描述的具体细节、代表性装置和方法以及示例性实施例。因而，在不偏离一般发明概念的范围的情况下可以从这样的细节偏离。