使用具有用于粘合剂固体的旋转筛板的储存容器的填充系统和方法
【专利说明】使用具有用于粘合剂固体的旋转筛板的储存容器的填充系 统和方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请是要求2014年4月18日提交的美国临时专利申请No. 61/981，222(待决） 的优先权的非临时申请，其公开内容在此通过引用以其整体并入。
技术领域
[0003] 本发明主要涉及热熔粘合剂系统，并且更具体地涉及用于暂时储存未熔化的热熔 粘合剂并且将未熔化的热熔粘合剂转移至栗的填充系统，该栗对熔化器或分配器装置进 料。
【背景技术】
[0004] 热熔粘合剂系统在制造和封装领域具有许多应用。例如，热塑性热熔粘合剂用于 盒和箱密封、托盘成形、货板稳定、包括尿布制造的无纺应用，以及许多其它应用。通常以粘 合剂"固体"的形式生产热熔粘合剂，该粘合剂"固体"包括固态或半固态的小球和/或颗 粒。将这些热熔粘合剂固体转移至熔化器，在熔化器中，将热熔粘合剂固体熔化为期望应用 温度下的熔融液体形式。最终通过适合制造或封装应用的分配装置将液态热熔粘合剂在应 用温度下分配至物体，诸如工件、衬底或产品。
[0005] 在这些热熔粘合剂系统中，未熔化的热熔粘合剂固体的供应必须被保持并且转移 至熔化器，以便熔化器连续地产生由分配装置使用的液态热熔粘合剂。例如，本领域技术人 员已知采用铲斗或勺斗从批量供应取得热熔粘合剂固体，并且将那些粘合剂固体直接输送 至熔化器。可能不期望这种手动过程，因为在处理期间，可能激起热熔粘合剂灰尘，并且因 为已经证明以这种方式转移热熔粘合剂固体由于溢出而导致浪费。另外，手动填充熔化器 充分增加了操作者时间量，必须耗费这些时间量以留意对熔化器的粘合剂固体供应。
[0006] 为了解决这些关于手动填充的关切，可取决于熔化器的特定设计，通过自动填充 按需要提供粘合剂材料。在这些系统中的一些系统中，粘合剂固体被设计成，只要熔化器需 要另外的粘合剂材料以加热和分配，就通过来自填充系统的气动栗的加压空气将粘合剂固 体转移到熔化器中。在这一点上，填充系统确保了熔化器内的粘合剂材料量在分配系统操 作期间保持为足够水平。必须可靠地向填充系统供应另外的粘合剂固体，以便在操作期间 满足熔化器及其关联的分配装置的需求。
[0007] -种特殊类型的已知填充系统由料箱（tote)式气动填充系统限定。料箱式气动 填充系统包括具有内部空间的储存容器或"料箱"，内部空间的尺寸足以保持足够多的粘合 剂固体，以使被连接至填充系统的熔化器操作几个小时。转移栗，诸如气动栗，通过软管连 接至料箱，以将粘合剂固体从料箱的下部移动至熔化器。传统上，粘合剂固体将通过重力 朝着转移栗的进口进给到料箱的下部中，并且这种重力进给导致栗的进口被粘合剂固体浸 没。
[0008] 气动栗通常依赖于对气体诸如在粘合剂固体的单件之间的间隙内产生的空气的 抽吸，以移动在栗进口处的粘合剂固体。当气动栗在进口处产生真空，以将一些粘合剂固体 抽出料箱时，通常补充气体或替换气体被抽出穿过被堆叠在料箱内的粘合剂固体的全部高 度，并且这可能困难。结果，传统料箱式填充系统中的转移栗可能变得缺乏空气，这限制了 产生用于继续从料箱移动粘合剂固体所需的真空的能力。
[0009] 粘合剂固体在一些情况下也可能具有粘在一起并且形成大块粘合剂的趋势，进一 步恶化了通过转移栗从料箱可靠地移除粘合剂固体的问题。为此，粘合剂块可能卡在栗进 口中并且阻塞栗进口，并且粘合剂块也不利地影响穿过堆叠的粘合剂固体将补充或替换气 体抽送至栗进口。结块或粘在一起的这种问题在下列情况下特别成问题，即当粘合剂材料 限定较柔软配方，诸如趋向于在压力下更有延展性并且更有粘性的橡胶配方时，以及当在 相对温暖的操作环境下使用料箱时。由于许多传统的料箱被构造成保持超过150镑的粘合 剂固体，以使得能够操作多个小时，所以当料箱被粘合剂完全填充时，栗进口趋向于更易于 阻塞或者缺乏空气（因为当料箱被完全填充时，向栗进口附近的粘合剂固体施加压力的粘 合剂重量更大）。然而，不期望在每个再填充循环期间仅部分地填充料箱，因为这导致对料 箱中的粘合剂固体供应进行补充所需的操作者时间量升高至不良水平，甚至可能与手动填 充过程的操作者时间相当。
[0010] 避免粘合剂结块或粘在一起的当前方法是有限的。例如，已知向料箱式气动填充 系统中的料箱的顶部开口施加网或格栅，以在操作者再填充期间防止粘合剂块涌入料箱 中。但是这种网或格栅仅移除在料箱内暂时储存之前在批量供应中发生的结块。如上所述， 粘合剂结块或粘在一起随着时间在继续，甚至是将粘合剂固体放置在料箱内之后也继续。 网或格栅不能提供用于这种发展问题的解决方案。因此，在尝试避免结块问题时，已经限制 或减小这些填充系统中的料箱的总储存容量。此外，由于这些缺陷，已经认为不可与料箱式 气动填充系统一起使用特定类型的粘合剂配方（例如，橡胶基）以及限定较少自由流动颗 粒形状的粘合剂固体。因而，不能在许多应用中使用传统的料箱式填充系统，并且这些传统 的料箱式填充系统继续与由粘合剂固体结块以及缺乏进入栗进口的空气流导致的问题斗 争。
[0011] 因此，存在一种对改进热熔粘合剂系统的需求，并且特别地，存在一种对如下填充 系统和方法的需求，即该填充系统和方法与转移栗一起使用且解决诸如上述那些当前的挑 战和特性。
【发明内容】
[0012] 根据一个实施例，一种填充系统被构造成保持粘合剂固体并且将其转移至粘合剂 熔化器。该填充系统包括：储存容器，该储存容器容纳批量供应的粘合剂固体；分离元件； 和驱动器。分离元件被定位成紧邻储存容器，并且被构造成接合批量供应的至少一个表面。 为此，分离元件相对于该至少一个表面移动，以导致粘合剂固体与批量供应分离，并且由此 产生来自储存容器的流化粘合剂固体流。驱动器联接至储存容器或分离元件中的至少一 个。驱动器产生在分离元件和批量供应的至少一个表面之间的相对运动，使得当驱动器停 止产生在分离元件和批量供应的至少一个表面之间的相对运动时，流化粘合剂固体流停止 流出储存容器。因此，粘合剂固体根据需要与批量供应分离，并且当不再需要向熔化器输送 时停止。
[0013] 为了加强粘合剂固体穿过储存容器的运动，储存容器包括至少一个侧壁，该至少 一个侧壁涂有减摩材料或由减摩材料形成，该减摩材料面向粘合剂固体的批量供应。此外， 该侧壁可从储存容器的顶部开口至储存容器的底端稍微向外倾斜。这些措施限制了如下可 能性，即作用在批量供应上的重力将导致粘合剂固体将阻塞或粘附至储存容器侧壁。
[0014] 在另一方面，该填充系统包括与储存容器连通的栗进口室。流出储存容器的流化 粘合剂固体流进入栗进口室，其中与栗进口室连通的至少一个栗操作，以移除流化粘合剂 固体流。然后将该流化粘合剂固体流输送至粘合剂熔化器。另外，栗进口室还可包括与栗 相邻的下室部，以及在下室部和储存容器之间延伸的上室部。在这样的实施例中，填充系统 也包括栗进口清理装置，该栗进口清理装置在栗的操作循环之间保持下室部无固化块体， 该固化块体由流化粘合剂固体流形成。
[0015] 例如，在一些实施例中，栗进口清理装置包括冷却装置，该冷却装置提供冷却能 量，以防止下室部中的粘合剂固体结合成固化块体。在另一实例中，搅动装置关联栗进口 室，并且被构造成在栗操作循环之间从下室部移除粘合剂固体。
[0016] 粘合剂固体与储存容器中的批量供应选择性分离以及将那些粘合剂固体输送到 栗室部中使得能够按需求向栗和熔化器进给粘合剂，而不在栗进口处发生空气短缺或阻 塞。因而，该填充系统提高了气动式填充系统在多种操作条件下可靠地分配和处理许多不 同类型的粘合剂固体组分的能力。
[0017] 应理解，取决于终端用户的偏好，填充系统可包括许多不同类型的分离元件和驱 动器。例如，分离元件可被构造成横跨粘合剂固体的批量供应的表面来进行筛分，并且这种 筛分可从储存容器的顶部开口向下地或者从底端向上地发生。此外，可能通过分离元件的 不同运动类型诸如旋转、平移和/或振动导致筛分。作为替换，驱动器可旋转粘合剂固体的 批量供应，以迫使批量供应接触分离元件，取决于所选择的特定实施例，分离元件可为固定 的或可为不固定的。在这一点上，驱动器联接至分离元件或储存容器中的至少一个的意思 是，驱动器能够使这些元件中的任一个或两者移动。与所使用的具体装置和方法无关地，填 充系统仅按栗和熔化器的需求继续输送粘合剂固体，这解决了当使用传统的填充系统或手 动填充过程时遇到的许多问题。
[0018] 在本发明的一个特殊实施例中，用于保持粘合剂固体并且将其转移至粘合剂熔化 器的填充系统包括储存容器，该储存容器具有至少一个固定侧壁和底端，以容纳粘合剂固 体的批量供应。该填充系统也包括筛板，该筛板被定位成紧邻储存容器的底端并且具有至 少一个孔口。驱动器联接至筛板，并且选择性地旋转筛板，以产生相对于粘合剂固体的批量 供应的底部表面的相对运动，该底部表面面朝筛板。该相对运动导致粘合剂固体与批量供 应分离，并且形成流化粘合剂固体流，流化粘合剂固体流的至少一部分穿过该至少一个孔 口移出储存容器。当驱动器停止旋转筛板时，筛板就使流化粘合剂固体流停止流出储存容 器。应理解，在筛板停止运动之后，残余量的流化粘合剂固体流可继续流动短时间段，以允 许粘合剂固体在储存容器内稳定至静止位置，但是该流动在筛板的旋转运动停止后快速停 止。因此，仅按储存容器下游的栗和熔化器的需求分离粘合剂固体并且将其运出储存容器。
[0019] -方面，筛板为圆形筛盘。这种筛盘包括外周边部，该外周边部的尺寸大于储存容 器的底端。在该实施例中，填充系统包括侧壁延伸部，该侧壁延伸部从底端处的至少一个侧 壁向外和向下突出。因而，在筛盘的外周边部与侧壁延伸部之间设置间隙，该间隙定尺寸成 接收移出储存容器的流化粘合剂固体流的至少一部分。间隙和外周边部共同限定间隙角， 流化粘合剂固体流必须通过该间隙角以移出储存容器。该间隙角小于由粘合剂固体限定的 安息角，因此在筛盘停止旋转时，使流化粘合剂固体流自动地停止流出储存容器。作为替 换，可将阻塞构件，诸如毡盘插入该间隙中，以防止流化粘合剂固体流穿过间隙流出储存容 器，由此迫使流出储存容器的所有流都移动穿过筛盘中的该至少一个孔口。
[0020] 筛板上的孔口被定位成大致均匀地横跨粘合剂固体的批量供应的表面（该表面 面朝筛板）来进行筛分。一方面，筛板包括延伸穿过筛板的多个细长狭槽。对于细长狭槽 中的每个，都在细长狭槽上设置铲形块。铲形块包括顶板，该顶板在细长狭槽之上间隔开， 使得迫使流化粘合剂固体流水平地移动穿过铲形块，以接仅相应的细长狭槽。为此，铲形块 的操作与上述沿筛板的外周边形成的间隙类似。顶板在由铲形块限定的开口处变尖，以便 随着筛板相对于批量供应的表面旋转而切穿粘合剂固体的批量供应。
[0021] 另一方面，筛板被至少部分地穿孔，以限定多个孔口。在一个实例中，筛板包括多 个穿孔嵌件，所述多个穿孔嵌件联接至筛板的剩余部分。这些穿孔嵌件提供大致平的筛分 表面，该大致平的筛分表面面对储存容器中的粘合剂固体的批量供应。穿孔嵌件可限定任 何形状和尺寸，例如在一些实施例中为饼块状。在另一实施例中，整个筛板都被穿孔。与如 何对筛板穿孔无关地，孔口定尺寸成大于粘合剂固体的平均直径，但是小于粘合剂固体的 该平均直径的两倍。结果，该孔口使得流化粘合剂固体能够在筛板移动期间流动，但是当筛 板停止移动时，当粘合剂固体跨在孔口上时最终停止流动。
[0022] 驱动器包括一个或多个元件，当下游的栗和熔化器要求来自储存容器的粘合剂固 体时，所述一个或多个元件就旋转筛板。在一个实施例中，驱动器包括：齿圈，该齿圈被联接 至筛板；以及棘爪臂，该棘爪臂接合齿圈，以驱动齿圈进行部分旋转，由此也旋转筛板。气缸 可联接至棘爪臂，以推动棘爪臂进行齿圈和筛板的部分旋转。例如，棘爪臂包括接合块，该 接合块的齿被弹簧偏压成接合齿圈。弹簧偏压保持齿圈和棘爪臂在气缸运动期间接合，但 是