专利名称：用于涂覆受控图样的液体的设备和方法
技术领域：
本发明总体涉及空气辅助式液体分配系统，更具体的说，涉及用于以细丝形式分配受控图样的热熔胶或其他粘性液体的设备。
背景技术：
各种类型的液体分配系统利用工艺空气(process air)或图样空气(pattern air)来在粘性液体上产生所需的移动、拉丝、或其他结果。这些系统可包括热熔胶分配设备或其他用于分配粘性液体丝的设备。该设备根据实际应用可以产生很多不同的图样，例如漩涡图样、正弦图样、锯齿图样、以及其他的往复图样，这些图样与直线涂胶的情况相比，在衬底上形成了较宽的粘合接触面积。其他的图样包括随机的细丝布置，诸如传统的熔喷技术，以及在涂覆在例如线条上时利用能够在粘结点间断开的细丝而产生离散粘结点的其他较新的技术。
本发明能够总的涉及粘性液体分配系统，诸如用于施加或涂覆热塑性材料的熔化器或涂覆单元、受控拉丝技术、熔喷技术、以及其他使用合适设备的诸如以上所述的技术。当向移动的衬底上涂覆热塑性粘合剂或称为热熔胶图样时，存在粘性问题，特别是在衬底的速度发生转变的过程中。例如，当衬底的线速度增大时，向涂覆器供给粘合剂的齿轮泵将运转得更快，从而使粘合剂以更高的速率供给到更快移动的衬底上。类似的，工艺空气的压力也将增大，以保持粘合剂图样的连续性。不幸的是，由于在液压系统中的响应延迟，空气压力将比液压压力增大得快，这可能导致暂时性的不连续的粘合剂图样被涂覆在衬底上，直到在涂覆器中出现稳定状态的液体和空气压力。该系统的液压部分通常具有较慢的响应时间，因为粘合剂喷口和系统中其他的液体通道有一定的长度，且空气本质上就比诸如热熔胶的粘性液体更快速地响应于压力变化。该不连续的粘合剂图样可导致产品缺陷或产生不能达到最佳产品品质的区域。
因此，希望提供一种液体涂覆系统以及相应的方法，能够在分配工艺中液体的压力发生变化的过程中更连续地保持粘合剂图样。
发明内容
本发明总的提供了一种用于以空气辅助的形式分配受控图样的液体材料的设备。该图样可以更为连续地被保持，不受液体压力变化的影响，在非本发明的情况下，这种液体压力变化将负面地影响该图样并导致施加到衬底上的图样不连续。
更具体地说，该设备包括具有出口的泵，用于以可变的压力供给液体。液体涂覆器与该泵相连，用于接纳液体并包括用于排出液体的喷嘴。涂覆器中的工艺空气输入口接纳加压的工艺空气，喷嘴中的工艺空气排出口将加压的工艺空气在排出的液体处排出。液体流道从泵的出口延伸到喷嘴。压力传感器位于液体流道中，检测流道中液体的压力。该传感器随后产生指示所检测到的液体压力的信号。控制器与压力传感器相连并直接、或通过其他的控制构件间接地接纳该信号，并且根据接到的信号来改变从涂覆器中排出的工艺空气的压力。
泵的出口优选地连接于歧管，且压力传感器可以例如位于歧管中或位于涂覆器中。工艺空气的压力优选地在检测到液体流道中的液体压力增大以后增大。相反也成立，即，在检测到液体流道中的液体压力减小以后，控制系统使工艺空气的压力减小。在优选实施例中，可调的压力控制阀连接到工艺空气输入口并且构造成接纳加压工艺空气并将加压工艺空气引导到工艺空气输入口。该压力控制阀还电连接到控制器，并接受来自控制器的命令以改变引导到工艺空气输入口的工艺空气压力。
本发明还涵盖了分配受控图样的液体材料的方法。总的来说，该方法涉及将衬底移动通过一涂覆器。液体以第一液体压力从涂覆器向衬底排放。工艺空气也以第一空气压力从涂覆器排出到已排出的液体处。当第一液体压力改变到不同的第二液体压力时，这种压力上的改变将被检测，并因而将空气压力调节为不同的第二空气压力。
为了判断用作第二空气压力的合适的值，该控制器可例如根据一种适于具体应用的算法来计算第二空气压力，或者根据经验信息在存储于存储器中的查阅表中为第二空气压力选择一个值。
本发明的其他的细节、特征和优点通过以下对于本发明的一个示意性优选实施例参照附图进行的具体描述将对本领域的技术人员变得明显。
附图是根据本发明构造而成的热熔胶分配设备的示意图。
具体实施例方式
附图中示意性地示出了根据本发明的原理构造的热熔胶分配系统10。该系统总体包括熔化器单元12，用于接纳固体或半固体的热塑性热熔胶材料。熔化器单元12包括歧管14、泵16、以及作为熔化器单元的一部分的可编程逻辑控制器(PLC)单元18。可供选择的，熔化器单元12的这些部分可以是分开的构件。常见的热熔涂覆器20可以用于实施本发明，例如，可包括液体歧管或服务区块22，空气歧管24以及阀模块26。根据需要的用途，涂覆器阀模块26可以是例如任何数目的各种类型的阀模块，一个例子是，俄亥俄州Westlake市诺信公司提供的CF200模块。阀模块26从空气歧管24接纳工艺空气以及从液体歧管或服务区块22接纳熔化的、加压的液体，并将液体以希望的、空气辅助的方式分配到衬底30上。该液体能够以如箭头32所示的细丝形式涂覆，并在从与模块26的喷嘴40相连的对应的孔或出口36、38中排出后，在被排出时被箭头34所示的工艺空气冲击。如上所述，可以在任何需要的衬底上，诸如在平坦的片材或线材上产生任何数目的各种液体图样。
根据本发明的构思，可以在诸如熔化器单元的液体源与涂覆器20之间的液体流道中的任何地方设置液体压力传感器。如图所示，压力传感器46可以设置在歧管14或，可供选择地，可将压力传感器48设置在涂覆器20中，在这种情况下，该涂覆器20可以是与歧管或与阀模块26相连的服务区块22。从压力传感器46或48获取的压力信号通过模拟输入50送到熔化器PLC 18。随后该信号通过计算或查表而被调节，以判断对于工艺空气34最优的工艺空气压力设定点。该信号从PLC 18利用模拟输入传送到压力控制阀52。通过控制通往压力控制阀52的电流，通往工艺空气歧管24的输出压力可根据PLC 18送出的指令而进行调节。因此，从空气源54接收的加压空气可以调节成使得从喷嘴40排出的工艺空气34变化得尽可能与喷嘴40排出的液体32的液压压力变化得一样快。总的来说，当液体压力增大时，工艺空气压力将受指令而成比例增大，且当液体压力减小时，从喷嘴40排出的工艺空气压力将类似地受指令而成比例减小。
根据液压系统压力来判断最优工艺空气压力的一个示例性方式涉及在较低液压压力(HL)下对热熔胶分配系统的操作，并且，通过就调节工艺空气压力(AL)进行反复试验的方法，主观地判断哪种工艺空气压力能够给出所需的粘合剂图样。在该步骤之前或之后，该系统还以较高的液压压力(HH)进行工作，且工艺空气压力被调节到一水平(AH)，直到获得需要的粘合剂图样。该控制器随后能够被编程以根据在系统正常工作中存在的液压压力(HEXT)来判断所需的工艺空气压力(AREQ)。可以使用控制器所使用的算法来设定所要求的工艺空气压力，其中HL＝低液压压力HH＝高液压压力
AL＝低工艺空气压力AH＝高工艺空气压力HEXT＝系统工作期间存在的液压压力AREQ＝所需的工艺空气压力示例性的算法为AREQ＝[(HEXT-HL)*(AH-AL)/(HH-HL)]+AL尽管本发明已经通过各种优选实施例的说明进行了解释，且尽管这些实施例是以某种细节进行说明的，但申请人并不意在将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制于这些细节。对于本领域的技术人员来说，其他的优点和改进也是显然的。本发明的各种特征可以单独使用或以若干种结合的方式来使用，这取决于使用者的需要和喜好。以上是本发明的说明，以及已知的实施本发明的优选方法。但是，本发明本身应该仅由所附的权利要求来限定。
权利要求
1.一种用于分配受控图样的液体材料的设备，包括具有出口的泵，用于以可变的压力供给液体；与所述泵相连的液体涂覆器，用于接纳液体并包括用于排出液体的喷嘴、用于接纳加压的工艺空气的工艺空气输入口、以及在所述喷嘴中用于将加压的工艺空气在排出的液体处排出的工艺空气排出口；从所述泵的所述出口延伸到所述喷嘴的液体流道；位于所述液体流道中的压力传感器，该压力传感器检测所述流道中液体的压力，且该传感器产生指示所检测到的液体压力的信号；以及与所述压力传感器相连的控制器，该控制器接纳该信号并且根据接到的信号来改变从涂覆器中排出的工艺空气的压力。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述泵的所述出口接合于一歧管，且所述压力传感器位于所述歧管中。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述压力传感器位于所述涂覆器中。
4.如权利要求1所述的设备，其中，在检测到液体流道中的液体的压力增大以后，所述控制器增大该工艺空气的压力。
5.如权利要求1所述的设备，其中，在检测到液体流道中的液体的压力减小以后，所述控制器减小该工艺空气的压力。
6.如权利要求1所述的设备，还包括连接到工艺空气输入口的可调的压力控制阀，其构造成接纳加压的工艺空气并将加压的工艺空气引导到所述工艺空气输入口，所述压力控制阀还电连接到所述控制器，并接受来自所述控制器的命令以改变引导到所述工艺空气输入口的工艺空气的压力。
7.一种分配受控图样的液体材料的方法，包括从涂覆器中以第一液体压力排出液体；从涂覆器中以第一空气压力在排出的液体处排放工艺空气；将第一液体压力改变为不同的第一液体压力；检测第二液体压力；以及根据对第二液体压力进行的检测，将第一气体压力改变为不同的第二空气压力。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述液体为由熔化器单元供给的热塑性材料，该熔化器单元具有泵，该泵带有连接于一歧管的出口，该方法还包括将液体以第一压力从歧管供给到涂覆器；以及在歧管中检测第二液体压力。
9.如权利要求7所述的方法，其中，在涂覆器中检测第二液体压力。
10.如权利要求7所述的方法，其中，第二液体压力大于第一液体压力，且第二空气压力大于第一空气压力。
11.如权利要求7所述的方法，其中，第二液体压力小于第一液体压力，且第二空气压力小于第一空气压力。
12.如权利要求7所述的方法，其中，将第一空气压力改变为不同的第二空气压力的步骤还包括基于一种算法来计算第二空气压力。
13.如权利要求7所述的方法，其中，将第一空气压力改变为不同的第二空气压力的步骤还包括根据存储于存储器中的查阅表来决定第二空气压力。
全文摘要
一种用于分配受控图样的液体材料的设备，液体材料诸如热熔胶，该设备包括泵、与泵相连的液体涂覆器、位于涂覆器与泵之间的液体流道中的压力传感器、以及与压力传感器相连的控制器。该泵以可变的压力将液体供给到液体涂覆器。该压力传感器检测液体的压力并产生指示所检测到的压力的信号。该控制器接收该信号并根据接受到的信号来改变从涂覆器排出的工艺空气的压力。
文档编号B05C11/10GK1806936SQ20061000623
公开日2006年7月26日 申请日期2006年1月23日 优先权日2005年1月21日
发明者鲁本·布罗克, 格雷格·克拉克, 保罗·施米特 申请人:诺信公司