非冲击的喷射分配模块及方法与流程

本发明通常涉及分配装置，尤其是涉及用于喷射流体材料的微滴的装置。

背景技术：

用于喷射流体材料(例如热熔胶)的流体分配器在现有技术中是已知的。这些分配器通常操作以通过迅速地冲击具有阀构件的阀座以造成明显从分配器喷射少量的流体材料的高压脉冲从而将少量的流体材料分配到衬底。然而，随着重复使用，阀构件和阀座之间的冲击可能以改变分配器的分配特征的方式磨损或者损坏这些模块中的一个或两者上。阀构件和阀座之间的冲击通常也要求较高成本的材料被用到这些阀模块中的一个或两者上。

因此，涉及用于喷射流体材料的分配器的改进需求是存在的。

技术实现要素：

通常，在示例性的实施例中，提供了一种用于喷射流体材料的微滴的喷射分配模块。该模块包括模块本体，所述模块本体具有流体孔。喷嘴元件联接到模块本体。喷嘴元件包括流体贮存器和分配通道，所述流体贮存器与模块本体的流体孔连通。导向元件包括主导向孔和与流体孔流体连通的内部流体空间。柱塞被安装成在模块本体内往复运动。柱塞延伸穿过主导向孔并进入内部流体空间内，并且，能够在完全缩进位置和完全延伸位置之间移动，在该完全缩进位置中，柱塞的远端与流体贮存器间隔开，在该完全延伸位置中，远端被定位在流体贮存器中，但是未与喷嘴元件接触。当柱塞从完全缩进位置移动到完全延伸位置时，流体材料的微滴从流体贮存器喷射出并且通过分配通道。

在一个实施例中，喷嘴元件和导向元件是分离的部件。在可替代实施例中，喷嘴元件和导向元件由单个的一体部件形成。柱塞可以进一步包括圆柱形的远端部，并且引导元件的主孔和流体贮存器进一步包括对准的圆柱形孔，其接纳圆柱形的远端部。

还提供了一种用于从喷射分配模块喷射流体材料的微滴的方法。所述方法可以通常包括，通过将液体材料从流体孔通过至少部分由导向元件限定的通道引导到流体贮存器从而将流体贮存器填充以流体材料。柱塞从完全缩进位置移动到完全延伸位置，使得柱塞的远端延伸进入流体贮存器中。在柱塞的远端接触喷嘴组件之前，柱塞停止。当柱塞从完全缩进位置移动到完全延伸位置时，流体材料的微滴通过分配通道并且从其中喷出。

对于本领域普通技术人员，当结合附图参考后续的示例性实施例时，本发明的各种额外的特征和优势将会变得更加显而易见。

附图说明

图1是分配模块，部分地以横截面的方式示出，并且示出了本发明的第一实施例。

图2A是图1中所示的模块的顶部的放大视图，并且示出了在一个冲程末端的位于缩进位置的柱塞。

图2B是与图2A相似的视图，但是其示出了柱塞在其冲程的另一个末端的最靠前的位置上，用于分配流体材料的喷射流。

图3是图1中所示的分配模块的分解透视图。

图3A是用于图1中的分配模块中的柱塞引导元件的透视图。

图4是与图3相似的分解图，但是，其示出了喷嘴和引导元件的可替代实施例。

图4A示出了在图4中所示的可替代喷嘴和引导元件的透视图。

图5A是与图2A相似的分配顶部的放大图，但是，其示出了使用图4和图4A的替代方案的喷嘴和引导元件。

图5B是与图2B相似的分配顶部的放大图，但是，其示出了使用图4和图4A的替代方案的喷嘴和引导元件。

具体实施方式

图1示出根据本发明的示例性实施例构造的用于分配粘性流体材料(例如热熔性粘合剂)的分配模块10。模块10包括模块本体12，该模块本体通常包括致动部14和分配部16。致动部14未详细地示出，因为本领域普通技术人员应该认识到致动部可以根据所需分配特性和涂覆需求而包括几种不同类型的可替代执行器，包括气动致动器、电动致动器，压电致动器或者机械致动器。致动部14操作使得柱塞18在冲程中往复。柱塞18被联接到致动器20，并且在流体孔22中往复。第一和第二动态密封组件24、26沿着柱塞18设置，用于密封致动部14和分配部16，并且，更具体地，用于密封模块本体12的流体孔22。动态密封件24、26是弹簧加载的唇密封件，其被固定在密封支撑结构30中，该密封支撑结构被安装在模块12中，并且，同样地由相应的O型密封件32、34密封。流体孔22通过进口端口40接收流体材料(例如热熔性粘合剂或者其他粘性流体材料)，该进口端口可以由另一个O型密封件42密封，为了使进口端口流体地联接到其他流体模块，例如歧管(未示出)。分配模块10进一步包括喷嘴组件50，其被安装到模块本体12。喷嘴组件50包括喷嘴本体52，所述喷嘴本体52通过O型环54或者其他密封件密封到模块本体，以及喷嘴元件56和柱塞引导元件58。喷嘴元件56和柱塞引导元件58被各自压配合在喷嘴本体52的中心孔60中。在柱塞18的远端部18a和流体贮存器70之间存在紧密但是非接触配合。

现在，结合图2A、图2B、图3和图3A，参考图1，柱塞引导元件58通常是三角形元件，其包括平坦侧面58a、58b、58c。这些平坦侧面58a、58b、58c在流体孔22和柱塞引导元件58的内部空间68之间设置有流体通道62、64(三个中只有两个示出)。柱塞引导元件58的内部空间68与喷嘴元件56中的圆柱形流体贮存器70连通。喷嘴元件56进一步包括较小的圆柱形孔72，所述圆柱形孔72孔然后与远端分配通道74连通。

柱塞18在图2A中所示的其冲程的一个末端的完全缩进位置和图2B中所示的其冲程的相反的一个末端的完全延伸或者最靠前的位置之间移动。当柱塞18在图2A中所示的完全缩进位置时，流体材料从流体孔22行进通过由引导元件58的平坦侧面58a、58b、58c所生成的通道62、64进入引导元件58的内部流体空间68和流体贮存器70和喷嘴元件56的孔72中。当柱塞18从图2A的缩进位置移动到图2B的完全延伸或最靠前的位置时，少量的流体材料通过分配通道74被喷射。完整的冲程在图2B中由箭头76所指示。根据本发明，柱塞18的远端部18a在其移动和在完全延伸位置停止期间或者之后不与喷嘴元件56或者任何其他的元件例如阀座接触。当柱塞18在缩进位置中时，为了不断地迫使流体材料进入内部空间68、流体贮存器70和孔72中，流体材料被维持在轻微的压力下，例如在流体孔22中15psi和20psi之间的压力。在这个实施例中，引导元件58和喷嘴元件56包括两个分离的部件，其各自被压配合在喷嘴本体52中。引导元件58的中心主孔80接收柱塞18，用于柱塞在其中往复运动。该孔80和喷嘴元件56的流体贮存器70是正好对准和定尺寸为使得柱塞18能够从缩进位置移动到延伸位置，同时在柱塞18的外表面与中心引导元件孔80的内表面和圆柱形流体贮存器70之间保持非常微小的间隙。

图4、图4A、图5A和图5B示出了分配模块的可替代实施例10′。在这些附图中，第一实施例和第二实施例中相同的元件以相同的附图标记表示并且因此不需要进一步的描述。在第二实施例中的具有撇(′)标示的相同的附图标记表示与第一实施例对应的元件，但是其具有不同的功能和/或设计，如附图中所描述或显而易见的。在这些实施例中，与第一实施例唯一的不同是第一实施例中的喷嘴元件56和引导元件58被集成为一个一体的引导及喷嘴元件100，其由单片金属或者其他任何材料，例如工程塑料制成。一体的引导及喷嘴元件100包括喷嘴元件56′和引导元件58′。引导及喷嘴元件100的优点是引导元件58′的主孔80′和喷嘴元件56′的圆柱形流体贮存器70′之间的精度和对准最佳化。在这点上，在制造期间，主孔80′和流体贮存器70′可以通过单次机加工或钻孔操作形成。在整体模块中的保留的切口，例如形成内部流体空间68′的引导元件58′的远端处的切口，可以通过进一步的机加工操作而形成。在这个实施例中，喷嘴56′包括具有分配通道74′的喷嘴嵌入物102。例如，嵌入物102可以由碳化物或者工业宝石材料形成。第二实施例的操作与上述的第一实施例的操作一样。在这点上，利用柱塞18在完全缩进位置和图5B中所示的完全延伸或最靠前的位置之间的移动以及行进通过由箭头76所表示的完整的柱塞冲程来在图5A和图5B中示出所述操作。

结合图5A和图5B并参考图2A和图2B，应该注意的是，贮存器68(或者68′)与孔70、72和分配通道74(或70′、74′)的总和的容积相比具有较大容积。同样的，在柱塞18的远端18a和孔70(或者70′)之间具有紧密的配合。当柱塞18缩进时，如图2A和图5A所示，贮存器68(或者68′)、孔70、72和通道74(或者70′、74′)的集合容积被填充以粘性流体材料。当柱塞18通过其冲程76移动到完全延伸位置时，如图2B和图5B所示，向上通过通道62、64(或者64′)的流体材料的逆流可能发生。但是，随着柱塞远端18a移动进入以及通过孔70(或70′)，越过边缘70a(或者70a′)，当其逆着在孔70(或者70′)中捕获的不可压缩的流体移动时，施加在柱塞远端18a上的力产生压力积聚。该作用力的结果是少量的流体材料向上流动通过柱塞远端18a和孔70(或者70′)的壁之间的小间隙。流动通过通道74的排出的流体量在高速下提供阻挠的反作用力到柱塞远端18a上。

柱塞冲程76，包括孔70的上边缘70a(或者孔70′的边缘70a′)上面的和下面的部分，可以被调整为例如，从通道74(或者74′)生成更小或者更大的流体排出量。为了产生突然的压力积聚，边缘70a(或者70a′)应该尽可能尖锐。最后，柱塞18的反向移动和远端18a从孔70(或者70a′)的缩回将会引起吸回或者回吸效果，从而有助于减少或者消除在分配操作之间从通道74(或者74′)的任何滴落或者流出。

虽然本发明通过其具体实施例的描述被说明，以及，虽然实施例被相当详细地描述，但是，这并不意味着将所附权利要求的范围限定或者以任何方式限制到这样的细节中。本文中所讨论的各种特征可以被单独使用或者以任何组合的形式被使用。对于本领域普通技术人员，额外的优势和修改将显而易见。因此，本发明在其更广泛的方面不限于所示出和描述的具体细节，代表性装置和方法以及示例性示例。因此，在不偏离通常的发明构思的范围或者精神的情况下，可以脱离这些细节。