ES2914627T3

ES2914627T3 - Fundidor

Info

Publication number: ES2914627T3
Application number: ES19189560T
Authority: ES
Inventors: Joseph E Tix; Paul R Quam; Daniel P Ross
Original assignee: Graco Minnesota Inc
Current assignee: Graco Minnesota Inc
Priority date: 2011-10-27
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2022-06-14
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: EP3597309B1; EP2771126A4; JP2015505271A; WO2013063288A3; EP3597309A1; US9156053B2; ES2753989T3; US20130105039A1; WO2013063297A1; KR20140084255A; MX2014004528A; US20130105005A1; CN103974781B; EP2771126A1; WO2013063288A2; EP2771126B1; WO2013063294A1; US20130105517A1; MX341016B; CN103974781A

Abstract

Sistema (30) de fundido capaz de calentar gránulos de adhesivo termofusible para obtener un líquido, comprendiendo el sistema de fundido: un fundidor (48) que comprende: un cuerpo conductor térmico que forma un interior con un área superficial; una cámara (90) en un extremo superior del cuerpo para recibir los gránulos; un colector (100) en el interior del cuerpo y situado debajo de la cámara para recibir el líquido a partir de los gránulos fundidos; y múltiples canales (94) que se extienden entre la cámara y el colector, en el que las múltiples paredes de los múltiples canales forman superficies de intercambio de calor; un primer calentador (50, 82) para transferir calor al cuerpo; una manguera (26) de alimentación configurada para proporcionar los gránulos a la cámara; una tapa (54) de alimentación conectada a una parte superior del fundidor, teniendo la tapa de alimentación una parte superior de la tapa (64) a través de la cual se extiende la manguera de alimentación, una parte (66) lateral de la tapa y una conexión (72) de sensor posicionada en la parte superior de la tapa, incluyendo la parte lateral de la tapa una ventana (75) configurada para ventilar el aire desde el interior del fundidor; una torre (56) de sensor conectada a la conexión de sensor; un controlador (18) que causa que un conjunto (22) de alimentación reponga los gránulos en el fundidor; y un sensor (58) de nivel conectado al controlador, estando el sensor de nivel configurado para determinar un nivel de masa fundida del líquido a partir de los gránulos fundidos y enviar los datos de nivel de masa fundida al controlador, en el que el sensor de nivel está conectado a la torre de sensor de la parte superior de la tapa de manera que el sensor de nivel esté orientado hacia la parte superior del fundidor para determinar una indicación de la distancia entre el sensor de nivel y el nivel de masa fundida.

Description

DESCRIPCIÓN

Fundidor

Antecedentes

La presente divulgación se refiere, en general, a sistemas para dispensar adhesivo termofusible. Más particularmente, la presente divulgación se refiere a un fundidor para un sistema de dispensación de adhesivo termofusible.

Los sistemas dispensadores de adhesivo termofusible se usan típicamente en la fabricación de líneas de montaje para dispersar de manera automática un adhesivo usado en la construcción de materiales de embalaje, tales como cajas, cajas de cartón y similares. Los sistemas dispensadores de adhesivo termofusible comprenden convencionalmente un depósito de material, elementos calentadores, una bomba y un dispensador. Los gránulos de polímero sólido se funden en el depósito usando un elemento calentador antes de ser suministrados al dispensador por la bomba. Debido a que los gránulos fundidos se volverán a solidificar a una forma sólida si se permite que se enfríen, la temperatura de los gránulos fundidos debe mantenerse desde el depósito hasta el dispensador. Típicamente, esto requiere la colocación de elementos calentadores en el depósito, la bomba y el dispensador, así como el calentamiento de cualquier tubería o manguera que conecte esos componentes. Además, los sistemas de dispensación de adhesivo termofusible convencionales utilizan típicamente depósitos que tienen grandes volúmenes de manera que puedan proporcionarse períodos de dispensación prolongados después de fundir los gránulos contenidos en los mismos. Sin embargo, el gran volumen de gránulos en el interior del depósito requiere un período de tiempo prolongado para su completa fusión, lo que aumenta los tiempos de arranque del sistema. Por ejemplo, un depósito típico incluye múltiples elementos calentadores que recubren las paredes de un depósito rectangular de tipo alimentación por gravedad de manera que los gránulos fundidos a lo largo de las paredes prevengan que los elementos calentadores fundan de manera eficiente los gránulos en el centro del recipiente. El tiempo prolongado requerido para fundir los gránulos en estos depósitos aumenta la probabilidad de "carbonización" u oscurecimiento del adhesivo debido a una exposición prolongada al calor.

El documento US 2006/182887 divulga un procedimiento y un sistema de procesamiento de material termoplástico que incluye una unidad de fusión, presurización y dispensación integrada y un sistema de suministro de alimentación regulado. El sistema incluye un intercambiador de calor compacto que consiste en múltiples placas calentadoras delgadas dispuestas principalmente paralelas y separadas estrechamente unas de otras para formar pequeños espacios entre las mismas. El intercambiador de calor puede incluir placas calentadoras dispuestas en una orientación radial o de ventilador y una rejilla de delgadas aletas calentadas fijadas en el interior de un recinto calentado.

Los documentos EP 0601867 y US 2005/035769 son también relevantes.

Sumario

Según un aspecto de la presente invención, se proporciona un sistema de fundido tal como se define en la reivindicación 1.

Según otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para fundir gránulos de adhesivo termofusible para obtener un líquido, tal como se define en la reivindicación 11.

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es una vista esquemática de un sistema para dispensar adhesivo termofusible.

La Fig. 2A es una vista lateral de un sistema de fundido.

La Fig. 2B es una vista en despiece ordenado del sistema de fundido.

La Fig. 3 es una vista en perspectiva de un sistema de fundido parcialmente montado que incluye un fundidor.

La Fig. 4 es una vista superior del sistema de fundido parcialmente montado que incluye el fundidor.

La Fig. 5 es una vista en sección transversal del sistema de fundido a lo largo de la línea 5-5 en la Fig.4. La Fig. 6 es una vista en sección transversal del sistema de fundido a lo largo de la línea 6-6 en la Fig.4. La Fig. 7 es una vista superior de un fundidor de una realización alternativa.

La Fig. 8 es una vista superior del fundidor de la realización alternativa.

Descripción detallada

La Fig. 1 es una vista esquemática de un sistema 10 que es un sistema para dispensar adhesivo termofusible. El sistema 10 incluye una sección 12 fría, una sección 14 caliente, una fuente 16 de aire, una válvula 17 de control de aire y un controlador 18. En la realización mostrada en la Fig. 1, la sección 12 fría incluye un recipiente 20 y un conjunto 22 de alimentación, que incluye un conjunto 24 de vacío, una manguera 26 de alimentación y una entrada 28. En la realización mostrada en la Fig. 1, la sección 14 caliente incluye un sistema 30 de fundido, una bomba 32 y un dispensador 34. La fuente 16 de aire es una fuente de aire comprimido suministrado a los componentes del sistema 10, tanto en la sección 12 fría como en la sección 14 caliente. La válvula 17 de control de aire está conectada a la fuente 16 de aire a través de una manguera 35A de aire, y controla de manera selectiva el flujo de aire desde la fuente 16 de aire a través de la manguera 35B de aire al conjunto 24 de vacío y a través de la manguera 35C de aire al motor 36 de la bomba 32. La manguera 35D de aire conecta la fuente 16 de aire al dispensador 34, circunvalando la válvula 17 de control de aire. El controlador 18 está conectado en comunicación con diversos componentes del sistema 10, tales como la válvula 17 de control de aire, el sistema 30 de fundido, la bomba 32 y/o el dispensador 34, para controlar el funcionamiento del sistema 10.

Los componentes de la sección 12 fría pueden hacerse funcionar a temperatura ambiente, sin calentar los mismos. El recipiente 20 puede ser una tolva para contener una cantidad de gránulos de adhesivo sólido para su uso por parte del sistema 10. Los adhesivos adecuados pueden incluir, por ejemplo, un pegamento de polímero term oplástico, tal como acetato de etilenvinilo (EVA) o metaloceno. El conjunto 22 de alimentación conecta el recipiente 20 a la sección 14 caliente para suministrar los gránulos de adhesivo sólido desde el recipiente 20 a la sección 14 caliente. El conjunto 22 de alimentación incluye el conjunto 24 de vacío y la manguera 26 de alimentación. El conjunto 24 de vacío está posicionado en el recipiente 20. El aire comprimido desde la fuente 16 de aire y la válvula 17 de control de aire se suministra al conjunto 24 de vacío para crear un vacío, que induce un flujo de gránulos de adhesivo sólido a la entrada 28 del conjunto 24 de vacío y, a continuación, a través de la manguera 26 de alimentación, a la sección 14 caliente. La manguera 26 de alimentación es un tubo u otro conducto dimensionado con un diámetro sustancialmente mayor que el de los gránulos de adhesivo sólido para permitir que los gránulos de adhesivo sólido fluyan libremente a través de la manguera 26 de alimentación. La manguera 26 de alimentación conecta el conjunto 24 de vacío a la sección 14 caliente.

Los gránulos de adhesivo sólido se suministran desde la manguera 26 de alimentación al sistema 30 de fundido. El sistema 30 de fundido puede incluir un recipiente y elementos calentadores resistivos para fundir los gránulos de adhesivo sólido para formar un adhesivo termofusible en forma líquida. El sistema 30 de fundido puede dimensionarse de manera que tenga un volumen de adhesivo relativamente pequeño, por ejemplo, de aproximadamente 0,5 litros, y puede configurarse para fundir gránulos de adhesivo sólido en un período de tiempo relativamente corto. La bomba 32 es accionada por el motor 36 para bombear adhesivo termofusible desde el sistema 30 de fundido, a través de la manguera 38 de suministro, al dispensador 34. El motor 36 puede ser un motor neumático accionado por pulsos de aire comprimido desde la fuente 16 de aire y la válvula 17 de control de aire. La bomba 32 puede ser una bomba de desplazamiento lineal accionada por el motor 36. En la realización ilustrada, el dispensador 34 incluye un colector 40 y un módulo 42 dispensador. El adhesivo termofusible desde la bomba 32 se recibe en el colector 40 y se dispensa a través del módulo 42 dispensador. El dispensador 34 puede descargar de manera selectiva adhesivo termofusible de manera que el adhesivo termofusible sea pulverizado desde la salida 44 del módulo 42 dispensador sobre un objeto, tal como un paquete, una caja u otro objeto que se beneficie del adhesivo termofusible dispensado por el sistema 10. El módulo 42 dispensador puede ser uno de entre los múltiples módulos que forman parte del dispensador 34. En una realización alternativa, el dispensador 34 puede tener una configuración diferente, tal como un dispensador de tipo pistola, manual. Parte o la totalidad de los componentes de la sección 14 caliente, incluyendo el sistema 30 de fundido, la bomba 32, la manguera 38 de suministro y el dispensador 34, pueden calentarse para mantener el adhesivo termofusible en estado líquido en la sección 14 caliente durante el proceso de dispensación.

El sistema 10 puede ser parte de un proceso industrial, por ejemplo, para empaquetar y sellar paquetes de cartón y/o cajas de paquetes. En realizaciones alternativas, el sistema 10 puede modificarse según sea necesario para una aplicación de un proceso industrial particular. Por ejemplo, en una realización (no mostrada), la bomba 32 puede estar separada del sistema 30 de fundido y, por el contrario, puede estar fijada al dispensador 34. Entonces, la manguera 38 de suministro puede conectar el sistema 30 de fundido a la bomba 32.

En la Fig. 2A, se muestra una vista lateral del sistema 30 de fundido. En la realización ilustrada, el sistema 30 de fundido incluye una base 46, un fundidor 48, un calentador 50 de banda, una rotura 52 de puente térmico, una tapa 54 de alimentación, una torre 56 de sensor y un sensor 58 de nivel. El fundidor 48 está posicionado sobre la base 46 y soportado por la misma. La base 46 incluye orificios 60 de perno para conectar la base 46 a la bomba 32 (mostrada en la Fig. 1). La base 46 incluye también una salida 62 de la base para permitir el flujo de fluido desde el fundidor 48 a la bomba 32. El calentador 50 de banda está fijado al fundidor 48 para calentar el fundidor 48, y el calentador 63 de base está fijado a la base 46 para calentar la base 46. El calentador 63 de base es un elemento calentador resistivo accionado eléctricamente en forma de varilla, tal como se muestra más adelante en la Fig. 6. El calentador 50 de banda es un elemento calentador resistivo accionado eléctricamente envuelto circunferencialmente alrededor del fundidor 48 y en contacto con el mismo para conducir el calor desde el calentador 50 de banda al fundidor 48. El fundidor 48 es un recipiente para fundir gránulos de adhesivo a un estado líquido y para contener los gránulos de adhesivo y el adhesivo termofusible en estado líquido. En la realización ilustrada, el fundidor 48 es sustancialmente cilíndrico. En realizaciones alternativas, el fundidor 48 puede tener una forma diferente, tal como ovalada, cuadrada, rectangular u otra forma adecuada para la aplicación. La rotura 52 de puente térmico es un conector que conecta la tapa 54 de alimentación al fundidor 48. La rotura 52 de puente térmico puede reducir la conducción de calor desde el fundidor 48 relativamente caliente a la tapa 54 de alimentación relativamente fría. La rotura 52 de puente térmico puede estar realizada en silicona u otro material que tenga una conductividad térmica relativamente baja. En realizaciones alternativas, la rotura 52 de puente térmico puede omitirse y la tapa 54 de alimentación puede conectarse al fundidor 48 directamente o a través de otro mecanismo adecuado.

La tapa 54 de alimentación es una cubierta para el fundidor 48 y el sistema 30 de fundido, conectada a una parte superior del fundidor 48. En una realización, la tapa 54 de alimentación puede estar realizada en un material polimérico. En realizaciones alternativas, la tapa 54 de alimentación puede estar realizada en otro material, tal como un metal. La tapa 54 de alimentación incluye una parte 64 superior de la tapa y una parte 66 lateral de la tapa. En la realización ilustrada, la parte 66 lateral de la tapa es sustancialmente cilíndrica y la parte 64 superior de la tapa tiene una forma sustancialmente circular cuando se observa desde arriba. La tapa 54 de alimentación puede tener una forma que es similar a la del fundidor 48, o puede tener una forma que difiere de la del fundidor 48.

La entrada 68 de alimentación está posicionada en la parte 64 superior de la tapa e incluye una proyección 70 hacia el interior, que se extiende hacia abajo desde la parte 64 superior de la tapa. La entrada 68 de alimentación es un orificio a través de la parte 64 superior de la tapa y está conectada a la manguera 26 de alimentación para recibir un suministro de gránulos de adhesivo y aire suministrado por el conjunto 22 de alimentación (mostrado en la Fig. 1). El conjunto 22 de alimentación es un sistema de alimentación para alimentar el suministro de gránulos de adhesivo desde el recipiente 20 (mostrado en la Fig. 1). La manguera 26 de alimentación se extiende al interior de la proyección 70 hacia el interior de la entrada 68 de alimentación. La parte 66 lateral de la tapa de la tapa 54 de alimentación incluye ventanas 75, que permiten que el aire que transporta los gránulos de adhesivo sea expulsado a la atmósfera a medida que los gránulos caen desde la proyección 70 al interior del fundidor 48.

La conexión 72 del sensor está posicionada en la parte 64 superior de la tapa y está conectada a la torre 56 de sensor y al sensor 58 de nivel. La torre 56 de sensor conecta el sensor 58 de nivel a la tapa 54 de alimentación de manera que el sensor 58 de nivel esté orientado hacia la parte superior del fundidor 48. En la realización ilustrada, el sensor 58 de nivel es un sensor ultrasónico para detectar un nivel de gránulos de adhesivo en el fundidor 48. En realizaciones alternativas, el sensor 58 de nivel puede ser otro tipo de sensor que sea adecuado para la aplicación, tal como un sensor óptico.

En la Fig. 2B, se muestra una vista en despiece ordenado del sistema 30 de fundido. Más específicamente, los componentes del sistema 30 de fundido se han separado a lo largo del eje 74 de apilamiento lineal. En general, el fundidor 48, la placa 86 y el calentador 82 de cartucho están fijados, de manera desmontable, a la base 46; el fundidor 48 y la tapa 54 de alimentación están fijados, de manera desmontable, a la rotura 52 de puente térmico; y el calentador 50 de banda y el calentador 82 de cartucho están fijados, de manera desmontable, al fundidor 48. En este sentido, fijados de manera desmontable indica que dos o más componentes pueden fijarse y separarse sin modificación física permanente de ningún componente. Dos ejemplos no limitativos de piezas fijada de manera desmontable incluyen un componente que se empuja manualmente al interior de una abertura de otro componente y un componente que se fija a otro componente usando un elemento de sujeción roscado.

En la realización ilustrada, el eje 74 de apilamiento empieza en la base 46 y se extiende hacia arriba. La base 46 tiene múltiples relieves interiores que incluyen un orificio 76 de calentador, un recipiente 78 y un reborde 80. Más específicamente, el orificio 76 de calentador es una abertura roscada que pasa a través de la base 46 y que es concéntrica con el eje 74 de apilamiento y que se extiende a lo largo del mismo. Por encima del orificio 76 de calentador se encuentra el recipiente 78 que se describirá más adelante con referencia a las Figs. 4-6. Por encima del recipiente 78 se encuentra el reborde 80, que tiene una forma de disco poco profunda que es concéntrica con el eje 74 de apilamiento y que se extiende a lo largo del mismo. El orificio 76 de calentador sirve para fijar el calentador 82 de cartucho en el interior de la base 46. El calentador 82 de cartucho es un elemento calentador resistivo accionado eléctricamente que tiene forma de varilla para calentar el fundidor 48 y, más específicamente, el calentador 82 de cartucho incluye una carcasa térmica de aluminio con un cartucho de calentador eléctrico en el interior de la carcasa. El reborde 80 sirve para colocar el fundidor 48 en el interior de la base 46. Específicamente, el borde 84 del fundidor 48 interactúa con el reborde 80 cuando el fundidor está adyacente a la base 46.

Para montar la realización ilustrada del sistema 30 de fundido, el calentador 82 de cartucho se mueve hacia la base 46 a lo largo del eje 74 de apilamiento y se atornilla en el orificio 76 de calentador hasta que el calentador 82 de cartucho esté completamente asentado en la base 46. El calentador 82 de cartucho se conecta eléctricamente al controlador 18 (mostrado en la Fig. 1) con propósitos operativos. A continuación, el fundidor 48 se mueve hacia abajo a lo largo del eje 74 de apilamiento y el calentador 82 de cartucho se inserta en el orificio 83 del cartucho. El fundidor 48 se mueve adicionalmente hacia abajo hasta que el borde 84 se asiente en el reborde 80 de la base 46. A continuación, la placa 86, que tiene una abertura que es más grande que el fundidor 48, se coloca sobre el fundidor 48 y se mueve hacia abajo a lo largo del eje 74 de apilamiento. A continuación, la placa 86 se sujeta a la base 46 con múltiples pernos 88, capturando el fundidor 48 entre el reborde 80 y la placa 86. El fundidor 48 se mantiene cautivo debido a que la abertura en la placa 86 es más pequeña que el diámetro exterior del borde 84 (tal como se muestra más adelante en la Fig. 5). A continuación, el calentador 50 de banda se coloca alrededor del fundidor 48, se asegura con el pestillo 51 y se conecta eléctricamente al controlador 18 (mostrado en la Fig. 1). Si el proceso de montaje se detiene en este punto, este es el grado de montaje del sistema 30 de fundido mostrado en las Figs. 3, 4 y 6.

Para completar el montaje del sistema 30 de fundido, la rotura 52 de puente térmico se coloca en la parte superior del fundidor 48 y se mueve hacia abajo a lo largo del eje 74 de apilamiento hasta que se asiente. Finalmente, la tapa 54 de alimentación se mueve a lo largo del eje 74 de apilamiento, asentando la tapa 54 de alimentación en el interior de la rotura 52 de puente térmico.

En la realización ilustrada, los componentes del sistema 30 de fundido son separables a lo largo del eje 74 de apilamiento. Una vez montados y encajados entre sí los componentes del sistema 30 de fundido, el sistema 30 de fundido se extiende a lo largo del eje 74 de apilamiento y generalmente es concéntrico con el mismo. Esto es debido principalmente a la forma generalmente cilíndrica de los componentes (o características de los mismos) del sistema 30 de fundido, específicamente el orificio 76 de calentador, el reborde 80, el cartucho 82 de calentador, el fundidor 48, el calentador 50 de banda, la rotura 52 de puente térmico y la tapa 54 de alimentación.

Los componentes y la configuración del sistema 30 de fundido permiten que el fundidor 48 sea sujetado, de manera desmontable, a la base 46, al calentador 50 de banda y al calentador 82 de cartucho. Esto permite que el fundidor 48 sea cambiado si el fundidor 48 necesita limpieza o si es necesario cambiar el sistema 10 (mostrado en la Fig. 1) para trabajar con un material adhesivo diferente. Cuando se realiza dicho cambio del fundidor 48, cualquier adhesivo que quede en el fundidor 48 puede conservarse para su uso posterior. Además, el calentador 50 de banda y el calentador 82 de cartucho se fijan, de manera desmontable, a la base 46 y/o al fundidor 48. Esto permite el cambio del calentador 50 de banda y del calentador 82 de cartucho en caso de fallo de cualquiera de estos componentes.

En la Fig. 2B se representa una realización de la presente invención, para la cual existen realizaciones alternativas. Por ejemplo, no es necesario que todos los componentes del sistema 30 de fundido sean concéntricos o tengan características que sean concéntricas con el eje 74 de apilamiento. Como otro ejemplo, el fundidor 48 puede fijarse a la base 46 usando componentes y características alternativas, tales como una rosca exterior en el fundidor 48 y una rosca interior en la base 46. Como un ejemplo adicional, el sistema 30 de fundido puede tener al menos dos fundidores 48 conectados a la base 46, teniendo cada fundidor 48 su propia tapa 54 de alimentación. Dicha disposición en paralelo de los fundidores 48 permite una mayor tasa de salida de material adhesivo. Como todavía otro ejemplo, el sistema 30 de fundido puede tener al menos dos fundidores 48 apilados uno encima del otro, con solo un fundidor 48 fijado a la base 46 y solo un fundidor 48 fijado a la tapa 54 de alimentación. En dicha disposición en serie, el volumen total de material adhesivo fundido aumenta, permitiendo ráfagas cortas de una tasa de salida muy alta, no sostenible (siempre y cuando haya un tiempo de recuperación adecuado con una tasa de salida baja).

En la Fig. 3, se muestra una vista en perspectiva del sistema 30 de fundido parcialmente montado, incluido el fundidor 48. El fundidor 48 define un cuerpo con un interior que incluye una cámara 90 en el extremo superior del interior del fundidor 48. En la realización ilustrada, la cámara 90 es un volumen cilíndrico para recibir gránulos (mostrada más adelante en la Fig. 5). Debajo de la cámara 90 hay un divisor 92 cuyas paredes definen múltiples canales 94. En esta realización, el divisor 92 es un cuerpo cilíndrico sólido que incluye múltiples canales 94 cilíndricos, circulares. Cada canal 94 está conectado de manera fluida a la cámara 90 y se extiende hacia abajo a través de fundidor 48, siendo la altura de cada canal 94 mayor que la anchura de cada canal 94. El divisor 92 subdivide el fundidor 48 para aumentar la relación de superficie-a-volumen en comparación con un cilindro hueco. Más específicamente, el divisor 92, tal como se muestra en la Fig. 3, tiene una relación de área de superficie-a-volumen de 4,59, que es aproximadamente cinco veces mayor que un cilindro hueco del mismo tamaño. Esta relación de área superficial-a-volumen aumentada mejora el intercambio de calor entre el fundidor 48 y el adhesivo tanto en estado sólido (gránulos) como en estado líquido. Además, el volumen de la cámara 90 es aproximadamente el mismo que el volumen en el interior de los canales 94.

El calentador 82 de cartucho está en contacto con el fundidor 48 para conducir el calor desde el calentador 82 de cartucho al fundidor 48. El calor desde el calentador 82 de cartucho en el interior del fundidor 48, junto con el calor desde el calentador 50 de banda en el exterior del fundidor 48, se distribuye a lo largo de todo el fundidor 48 debido a que el fundidor 48 está realizado en un material térmicamente conductor. En la realización ilustrada, el fundidor 48 está compuesto por un material de aleación de aluminio. Esta disposición permite una temperatura sustancialmente homogénea a lo largo de todo el fundidor 48.

Los componentes y la configuración del sistema 30 de fundido permiten que el fundidor 48 se caliente de manera rápida y uniforme. En la realización ilustrada, el fundidor 48 y cualquier material que pueda contener pueden calentarse hasta una temperatura de funcionamiento suficiente en aproximadamente diez minutos. Además, este calentamiento se consigue sin poner en contacto el calentador 50 de banda con el adhesivo (mostrado en la Fig. 5).

En la Fig. 3 se representa una realización de la presente invención, para la cual existen realizaciones alternativas. Por ejemplo, el fundidor 48 puede hacerse más grande o más pequeño. En dicha realización, el tamaño absoluto de los canales 94 puede no cambiar sustancialmente. Por lo tanto, el tamaño relativo de los canales 94 puede reducir si el fundidor 48 se hace más grande, y el tamaño relativo de los canales 94 puede aumentar si el fundidor 48 se hace más pequeño. Para otro ejemplo, la forma de cada canal 94 puede ser cualquier forma adecuada distinta de la de un cilindro circular.

En la Fig. 4, se muestra una vista superior del sistema 30 de fundido parcialmente montado, que incluye el fundidor 48. En la realización ilustrada, cada canal 94 se extiende de manera sustancialmente vertical y, por lo tanto, cada canal 94 es sustancialmente paralelo a los otros canales 94. Directamente debajo de los canales 94 hay un recipiente 78 (mostrado en la Fig. 2B). El recipiente 78 está conectado de manera fluida e indirecta a los múltiples canales 94 (tal como se explica más detalladamente en la Fig. 5).

En la realización ilustrada, hay una parte maciza del fundidor 48 en la que no hay canales 94. Aquí, hay múltiples puertos 96 de sensor (aunque solo uno de ellos es visible en línea de trazos en la Fig. 4). Los puertos 96 de sensor permiten la medición de la temperatura del divisor 92. Estos datos pueden usarse para determinar la temperatura en el interior de los canales 94.

En la Fig. 5, se muestra una vista en sección transversal del sistema 30 de fundido a lo largo de la línea 5-5 en la Fig. 4. En la realización ilustrada, el fundidor 48 incluye tres puertos 96 de sensor. Aunque la Fig. 4 muestra solo un sensor 98 de temperatura situado en el puerto 96 de sensor más bajo, el sensor 98 de temperatura puede colocarse en un puerto 96 de sensor diferente según se desee, o pueden emplearse sensores 98 de temperatura adicionales.

Tal como se ha indicado anteriormente, la cámara 90 está situada en la parte superior del fundidor 48 para recibir gránulos 102, y los canales 94 están conectados de manera fluida a la cámara 90 y se extienden hacia abajo desde la misma. En el extremo inferior de los canales 94 está el colector 100. En la realización ilustrada, el colector 100 es un volumen cilíndrico simple que está posicionado para recibir líquido 104 fundido desde los canales 94. Además, el colector 100 es un orificio avellanado que rodea el orificio 83 de cartucho y que es coaxial con el mismo. El colector 100 está conectado también de manera fluida al recipiente 78 de la base 46 en el lado inferior. El recipiente 78 tiene también un volumen cilíndrico simple, aunque la salida 62 está cortada en el lado posterior del recipiente 78 de manera que el recipiente 78 y la salida 62 estén conectados de manera fluida.

Durante el funcionamiento del sistema 30 de fundido como parte del sistema 10 (mostrado en la Fig. 1), los gránulos 102 son transportados con aire comprimido por el conjunto 22 de alimentación (mostrado en la Fig. 1) desde el recipiente 20 (mostrado en la Fig. 1) a través de la manguera 26 de alimentación, y a través de la entrada 68 de alimentación de la tapa 54 de alimentación. Los gránulos 102 caen hacia abajo al interior del fundidor 48 por la fuerza de la gravedad, y se distribuyen de manera sustancialmente uniforme en la cámara 90.

A continuación, los gránulos 102 son licuados por el fundidor 48. Más específicamente, el fundidor 48 es calentado por el calentador 50 de banda y el cartucho 82 de calentador para fundir los gránulos 102 para obtener un líquido 104 fundido. El líquido 104 fundido tiene un nivel 106 de masa fundida que está cerca de la parte superior del divisor 93 (y, de esta manera, de los extremos superiores de los canales 94. El líquido 104 fundido fluye desde la cámara 90, a través de los canales 94, y al interior del colector 100. Desde el colector 100, el líquido fundido fluye a través del recipiente 78 y al interior de la salida 62 de la base. A continuación, el líquido 104 fundido es conducido a la bomba 32 (mostrada en la Fig. 1) y es bombeado al dispensador 34 (mostrado en la Fig. 1) para su aplicación, que puede ser, por ejemplo, para adherir paquetes, cajas u otros objetos.

En la realización ilustrada, el haz 108 sensor se extiende desde el sensor 58 de nivel hacia el nivel 106 de masa fundida en la cámara 90. En las realizaciones en las que el sensor 58 de nivel es un sensor ultrasónico, el haz 108 sensor es un haz de pulsos ultrasónicos. El tiempo de viaje desde el sensor 58 de nivel al nivel 106 de masa fundida y de vuelta al sensor 58 de nivel es una indicación de la distancia entre el sensor 58 de nivel (cuya posición es conocida) y el nivel 106 de masa fundida. El sensor 58 de nivel envía datos de nivel al controlador 18 y, a continuación, los datos pueden usarse para determinar si el sistema 30 de fundido tiene o no una cantidad suficiente de líquido 104 fundido o si deberían añadirse o no gránulos 102 adicionales.

Durante el funcionamiento del sistema 30 de fundido, cuando se compara con la longitud del divisor 92, el nivel 106 de masa fundida se mantiene en el interior de un intervalo no mayor del veinticinco por ciento de la altura del divisor 92. En la realización ilustrada, el divisor 92 tiene 10,2 cm (4 pulgadas) de altura, de manera que el nivel 106 de masa fundida se mantiene en el interior de un intervalo de 2,54 cm (1 pulgada) que empieza 0,635 cm (0,25 pulgadas) por encima de la parte superior del divisor 93 en su punto más bajo. Además, este intervalo es más de 0,635 cm (0,25 pulgadas) desde el extremo superior del divisor 92, de manera que, aunque la relación de volumen de la cámara 90 al divisor 92 es de aproximadamente 1:1, no se utiliza todo el volumen de la cámara 90 durante el funcionamiento normal del sistema 30 de fundido.

Cuando el sistema 10 (mostrado en la Fig. 1) se apaga, el sistema 30 de fundido se apaga también. Más específicamente, el calentador 50 de banda y el calentador 82 de cartucho ya no reciben electricidad. A medida que el sistema 30 de fundido se enfría a temperatura ambiente, el líquido 104 fundido se solidifica en el fundidor 48 y la base 46. A continuación, el fundidor 48 puede cambiarse por un fundidor 48 diferente. Esto sería deseable, por ejemplo, si se va a usar un material diferente la próxima vez que se haga funcionar el sistema 10. De lo contrario, el material solidificado alrededor del fundidor 48 debería fundirse y purgarse a través de la salida 44 (mostrada en la Fig. 1).

Si no se cambia el fundidor 48, el material solidificado alrededor del fundidor 48 se funde debido al calor proporcionado al fundidor 48 por el calentador 50 de banda y el calentador 82 de cartucho. Debido a la elevada relación área superficial-volumen del divisor 92, el material en los canales 94 se funde rápidamente. En la realización ilustrada, el tiempo desde el arranque en frío a un funcionamiento completo es tan corto como diez minutos. Además, el fundidor 48 puede fundir un gran número de gránulos 102 debido a la rápida transferencia de calor entre los calentadores 50, 82 y el líquido 104 fundido.

En la Fig. 6, se muestra una vista en sección transversal del sistema 30 de fundido a lo largo de la línea 6-6 en la Fig. 4. Tal como se ha indicado anteriormente, la salida 62 de la base está conectada de manera fluida con el recipiente 78. En la realización ilustrada, la salida 62 de la base tiene una forma generalmente cilíndrica y está conectada de manera fluida con la bomba 32 (mostrada en la Fig. 1) en un extremo. En el otro extremo de la salida 62 de la base hay un tapón 108. Debajo de la salida 62 de la base está el calentador 63 de la base. El calentador 63 de la base se extiende sustancialmente a lo largo de toda la longitud de la salida 62 de la base. Esto permite que el material solidificado en la base 46 sea calentado durante el arranque y el funcionamiento del sistema 30 de fundido.

En la Fig. 7, se muestra una vista superior del fundidor 248 de una realización alternativa. En la Fig. 8, se muestra una vista en perspectiva del fundidor de una realización alternativa. A continuación, las Figs. 7-8 se describirán simultáneamente. Los elementos del fundidor 248 de una realización alternativa que tienen una función similar a la del fundidor 48 (mostrado en las Figs. 3-4) tienen el mismo número de dos dígitos más doscientos.

En la realización ilustrada, el fundidor 248 es un cuerpo cilíndrico que define un interior que incluye una cámara 290 en el extremo superior del interior del fundidor 248. En la realización ilustrada, la cámara 290 es un volumen cilíndrico simple para recibir gránulos (mostrada en la Fig. 5). Debajo de la cámara 290, hay un divisor 292. El divisor 292 comprende múltiples radios 200 que definen múltiples canales 294 con forma de cuña, estando cada canal 294 conectado de manera fluida a la cámara 290 y extendiéndose hacia abajo sustancialmente paralelo a los otros canales 294. Los canales 294 se extienden completamente a través del divisor 292 a la parte inferior del fundidor 248. El divisor 292 subdivide el fundidor 248 para aumentar la relación área superficial-a-volumen en comparación con un cilindro simple. Más específicamente, tal como se muestra en las Figs. 7-8, el divisor 292 aumenta aproximadamente diez veces la relación superficie-volumen. Además, en la realización ilustrada, los radios 200 no tienen más de 1,27 cm (0,50 pulgadas) de ancho.

El divisor 292 incluye también el orificio 283 de cartucho que se extiende hacia abajo a través del fundidor 248, de manera que el calentador 82 de cartucho (mostrado en la Fig. 3) pueda insertarse en el fundidor 248. Además, el fundidor 248 incluye un puerto 296 de sensor, de manera que el sensor 98 de temperatura (mostrado en la Fig. 5) pueda insertarse en el fundidor 248.

Aunque la invención se ha descrito con referencia a realizaciones ejemplares, las personas expertas en la técnica entenderán que pueden realizarse diversos cambios y que pueden sustituirse elementos equivalentes por los elementos de las mismas sin apartarse del alcance de la invención. Además, pueden realizarse muchas modificaciones para adaptar una situación o un material particular a las enseñanzas de la invención sin apartarse del alcance esencial de la misma. Por lo tanto, se pretende que la invención no esté limitada a las realizaciones particulares divulgadas, sino que la invención incluya todas las realizaciones comprendidas dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema (30) de fundido capaz de calentar gránulos de adhesivo termofusible para obtener un líquido, comprendiendo el sistema de fundido:

un fundidor (48) que comprende:

un cuerpo conductor térmico que forma un interior con un área superficial;

una cámara (90) en un extremo superior del cuerpo para recibir los gránulos;

un colector (100) en el interior del cuerpo y situado debajo de la cámara para recibir el líquido a partir de los gránulos fundidos; y

múltiples canales (94) que se extienden entre la cámara y el colector, en el que las múltiples paredes de los múltiples canales forman superficies de intercambio de calor;

un primer calentador (50, 82) para transferir calor al cuerpo;

una manguera (26) de alimentación configurada para proporcionar los gránulos a la cámara;

una tapa (54) de alimentación conectada a una parte superior del fundidor, teniendo la tapa de alimentación una parte superior de la tapa (64) a través de la cual se extiende la manguera de alimentación, una parte (66) lateral de la tapa y una conexión (72) de sensor posicionada en la parte superior de la tapa, incluyendo la parte lateral de la tapa una ventana (75) configurada para ventilar el aire desde el interior del fundidor;

una torre (56) de sensor conectada a la conexión de sensor;

un controlador (18) que causa que un conjunto (22) de alimentación reponga los gránulos en el fundidor; y un sensor (58) de nivel conectado al controlador, estando el sensor de nivel configurado para determinar un nivel de masa fundida del líquido a partir de los gránulos fundidos y enviar los datos de nivel de masa fundida al controlador,

en el que el sensor de nivel está conectado a la torre de sensor de la parte superior de la tapa de manera que el sensor de nivel esté orientado hacia la parte superior del fundidor para determinar una indicación de la distancia entre el sensor de nivel y el nivel de masa fundida.

2. Sistema (30) de fundido según la reivindicación 1, en el que cada uno de los múltiples canales (94) es sustancialmente paralelo a los otros canales.

3. Sistema (30) de fundido según la reivindicación 1, en el que los múltiples canales (94) se extienden de manera sustancialmente vertical.

4. Sistema (30) de fundido según la reivindicación 1, en el que el fundidor (48) comprende, además:

un divisor (92) térmicamente conductor entre la cámara (90) y el colector (100), definiendo el divisor los múltiples canales (94).

5. Sistema (30) de fundido según la reivindicación 1, en el que el primer calentador (50) está situado en el exterior del cuerpo.

6. Sistema (30) de fundido según la reivindicación 1, en el que el primer calentador (82) está situado en el interior del cuerpo.

7. Sistema (30) de fundido según la reivindicación 1, en el que el primer calentador (50) está situado en el exterior del cuerpo, y el sistema de fundido comprende, además:

un segundo calentador (82) situado en el interior del cuerpo.

8. Sistema (30) de fundido según la reivindicación 1, en el que cada uno de los múltiples canales (94) es circularmente cilíndrico.

9. Sistema (30) de fundido según la reivindicación 1, en el que cada uno de los múltiples canales (94) tiene forma de cuña.

10. Sistema (30) de fundido según la reivindicación 1, y que comprende, además:

una base (46) debajo del fundidor (48), incluyendo la base un recipiente (78) que está conectado de manera fluida al colector (100) y una salida (62) de la base que está conectada de manera fluida al recipiente.

11. Método para fundir gránulos de adhesivo termofusible para obtener un líquido, comprendiendo el método: suministrar gránulos de adhesivo termofusible a una cámara (90) de un fundidor (48);

calentar el fundidor para licuar los gránulos a un líquido fundido;

hacer fluir el líquido fundido a través de múltiples canales (94) en el fundidor;

recoger el líquido fundido en un colector (100) del fundidor; y

detectar un nivel de masa fundida de líquido fundido en el fundidor con un sensor (58) de nivel dispuesto en una torre (56) de sensor que sobresale desde una tapa (54) de alimentación conectada a una parte superior del fundidor,

caracterizado porque el sensor de nivel está orientado hacia la parte superior del fundidor para determinar una indicación de la distancia entre el sensor de nivel y el nivel de masa fundida, y

cada uno de los múltiples canales es circularmente cilíndrico.

12. Método según la reivindicación 11, y que comprende, además:

extraer el líquido fundido desde el colector (100) a una bomba (32).

13. Método según la reivindicación 11, en el que la etapa de hacer fluir el líquido fundido comprende:

hacer fluir el líquido fundido en un interior del fundidor (48), siendo el flujo desde la cámara (90) a los múltiples canales (94), estando los múltiples canales definidos por paredes que actúan como superficies de intercambio de calor.

14. Método según la reivindicación 11, en el que el calentamiento del fundidor (48) comprende:

transferir calor al fundidor con un calentador (82) interior y un calentador (50) exterior.