TW201341063A - 冷卻系統及方法 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種熱熔物施配系統，其包含一容器，該容器係用於儲存固態熱熔材料；一熔化系統；一饋送系統，其係用於將固態熱熔材料自該容器運輸至該熔化系統；一施配系統，其係用於施用來自該熔化系統之液態熱熔材料；及可移除絕熱材料，其經定位以在一施配操作期間圍封該熔化系統之一部分。

Description

冷卻系統及方法

本發明整體而言係關於用於施配熱熔黏膠之系統。更明確而言，本發明係關於一種用於冷卻一熱熔物施配系統之若干部件之系統及方法。

熱熔物施配系統一般係用於製造組裝線中自動地施配用於構造包裝材料(諸如盒、紙箱等等)中之黏膠。熱熔物施配系統習知上包括一材料儲槽、加熱元件、一幫浦及一施配器。可現使用一加熱元件在該儲槽中熔化固態聚合物顆粒，此後藉由該幫浦將該等顆粒供應至該施配器。由於若熔化顆粒被允許冷卻，則其將重新固化成固體形式，因此自該儲槽至該施配器必須維持該等熔化顆粒之溫度。此一般需要於該儲槽、該幫浦及該施配器中放置加熱元件，此外需要加熱連接此等組件之任何管件或軟管。此外，習知熱熔物施配系統一般使用容積大之儲槽，使得可延長容納在該等儲槽中之顆粒熔化之後之施配時段。然而，該儲槽內之顆粒體積大則完全熔化需要相當長時間，此增加該系統之啟動時間。例如，一典型之儲槽包含內襯於一矩形、重力饋送儲槽之壁之複數個加熱元件，使得沿該等壁之熔化顆粒阻止該等加熱元件有效地熔化該容器之中心之顆粒。此等儲槽中之顆粒需要更長之時間熔化導致由於黏膠熱曝露時間長而增加「焦化」(charring)或發黑之可能性。

一種熱熔物施配系統，其包含一容器，該容器係用於儲存固態熱熔材料；一熔化系統；一饋送系統，其係用於將固態熱熔材料自該容器運輸至該熔化系統；一施配系統，其係用於施用來自該熔化系統之液態熱熔材料；及可移除絕熱材料，其經定位以在一施配操作期間圍封該熔化系統之一部分。

一熱熔物施配系統具有一熔化器，其具有一加熱元件，其中在一施配操作期間，該熔化器之至少一部分係由一可移除絕熱材料圍封。用於冷卻該熱熔物施配系統之一方法包含關閉該加熱元件、移除圍封該熔化器之該可移除絕熱材料及將一冷卻氣流導向該熔化器。

一熱熔物施配系統包含，一容器，其係用於儲存固態熱熔材料；一熔化系統；一饋送系統，其係用於自該容器將固態熱熔材料運輸至該熔化系統；一施配系統，其係用於施用來自該熔化系統之液態熱熔材料；及一空氣運送系統，其回應於該熔化系統被關閉而將冷卻空氣運送至該熔化系統。

圖1係用於施配熱熔黏膠之一系統10之一示意圖。系統10包含冷區段12、熱區段14、空氣源16、空氣控制閥17及控制器18。在圖1中所示之實施例中，冷區段12包含容器20及饋送總成22，饋送總成22包含真空總成24、饋送軟管26及入口28。在圖1中所示之實施例中，熱區段14包含熔化系統30、幫浦32及施配器34。空氣源16為一壓縮空氣 源，其供應至冷區段12及熱區段14二者中之系統10之組件。空氣控制閥17係經由空氣軟管35A連接至空氣源16，且選擇性地控制自空氣源16通過空氣軟管35B到達真空總成24之空氣流以及通過空氣軟管35C到達幫浦32之馬達36之空氣流。空氣軟管35D將空氣源16連接至施配器34，且繞過空氣控制閥17。控制器18係與系統10之多個組件(諸如空氣控制閥17、熔化系統30、幫浦32及/或施配器34)連通，以控制系統10之操作。

冷區段12之組件可在室溫下無需加熱即可操作。容器20可為用於容納系統10將使用之某一量之固態黏膠顆粒之一料斗。合適的黏膠包含例如熱塑性聚合物膠體，諸如乙烯醋酸乙烯酯(EVA)或基於茂金屬(metallocene)之熱熔黏膠。饋送總成22將容器20連接至熱區段14，以自容器20將固態黏膠顆粒運送至熱區段14。饋送總成22包含真空總成24及饋送軟管26。真空總成24係定位於容器20中。來自空氣源16及空氣控制閥17之壓縮空氣被運送至真空總成24，以產生一真空，進而將固態黏膠顆粒流引導至真空總成24之入口28中且接著通過饋送軟管26到達熱區段14。饋送軟管26為直徑尺寸實質上大於該等固態黏膠顆粒之直徑之一管或其他通路以允許該等固態黏膠顆粒自由地流經饋送軟管26。饋送軟管26將真空總成24連接至熱區段14。

自饋送軟管26將固態黏膠顆粒運送至熔化系統30。熔化系統30可包含一容器(圖2B中繪示為熔化器46)及電阻加熱元件(例如，加熱器匣52)，以將該等固態黏膠顆粒熔化， 以形成液體形式之一熱熔黏膠。熔化系統30之大小可經設定而具有相對小之黏膠容積，例如，約0.5公升，且經組態以在相對短之時段內熔化固態黏膠顆粒。幫浦32由馬達36驅動，以將熱熔黏膠自熔化系統30通過供應軟管38而泵送至施配器34。馬達36可為由來自空氣源16及空氣控制閥17之壓縮空氣脈衝驅動之一空氣馬達。幫浦32可為由馬達36驅動之一線性移位幫浦。在所圖解之實施例中，施配器34包含歧管40及模組42。來自幫浦32之熱熔黏膠係收納於歧管40中且經由模組42施配。施配器34可選擇性地排放熱熔黏膠，藉此將該熱熔黏膠噴灑至模組42之出口44外而到達一物體上，諸如一包裝、一箱子或受益於由系統10施配之熱熔黏膠之另一物體。模組42可為作為施配器34之一部分之多個模組之一者。在一替代性實施例中，施配器34可具有一不同的組態，諸如一掌上型槍型施配器。可加熱熱區段14中之一些或所有組件，包含熔化系統30、幫浦32、供應軟管38及施配器34，以保持在施配過程期間，遍及熱區段14之該熱熔黏膠呈液態。

系統10可為一工業程序之一部件，例如，其用於包裝且密封紙板箱及/或包裝箱。在替代性實施例中，可視需要修改系統10，以用於一特定的工業程序應用。例如，在一實施例中(圖中未繪示)，幫浦32可與熔化系統30分離而另外附接至施配器34。供應軟管38則將熔化系統30連接至幫浦32。

圖2A及圖2B係熔化系統30之透視圖。如在圖2A中所 示，熔化系統30包含幫浦32、馬達36、熔化器46、帶式加熱器48及熔化器基座50。在圖2A中，通常係位於熔化器46之頂部上之一蓋已經移除，使得可看見熔化器46之內部特徵。熔化器46為一熔化容器，可在其中將固態黏膠顆粒加熱以使之形成液態形式之熱熔黏膠。固態黏膠顆粒自一料斗(圖中未繪示)或饋送軟管26進入熔化器46中。熔化器46坐落於熔化器基座50頂部且可包含用於增加熔化器46內部之接觸表面積之特徵，諸如通道、肋件及翼片。藉由一內部加熱元件及/或帶式加熱器48向熔化器46供應熱。在圖2A所示之實施例中，加熱器匣52係位於熔化器46內，且鄰近該熔化容器之中心。加熱器匣52可為一管狀焦耳加熱元件。當電流通過加熱器匣52時，則可將熱傳送至熔化器46。或者，亦可將其他類型之加熱元件定位於熔化器46內。

帶式加熱器48圍繞熔化器46之至少一部分。如圖2A中所示，熔化器46係大體上圓柱形且帶式加熱器48為圍繞熔化器46之一圓柱形管狀結構。帶式加熱器48包含一加熱元件。在圖2A所示之實施例中，電阻加熱元件54係嵌入帶式加熱器48內(如虛線54所示)。當電流通過電阻加熱元件54時，則可將熱傳送至帶式加熱器48及熔化器46。帶式加熱器48可自熔化器46之底部向上延伸，熔化器46之該頂部接觸熔化器基座50，以覆蓋整個熔化器46或者熔化器46之一大部分。或者，帶式加熱器48可一般僅於固態黏膠顆粒進入熔化器46之地點圍繞熔化器46。

熔化器基座50係位於熔化器46及帶式加熱器48之下方。熔化器基座50包含一通路(圖中未繪示)，其允許熔化之液態熱熔黏膠自熔化器46前進至幫浦32。因此，一旦該熱熔黏膠已經在熔化器46中熔化，則經由熔化器基座50將該熔化之熱熔黏膠運送至幫浦32。接著幫浦32將該液態熱熔黏膠運送至如圖1中所示之施配器34。加熱熔化器基座50，使得存在於熔化器基座50中之液態熱熔黏膠保持液態形式且可流動至幫浦32。在圖2A所示之實施例中，藉由插入熔化器基座50中之加熱器匣56對熔化器基座50進行加熱。圖2A圖解加熱器匣56係位於熔化器基座50內。加熱器匣56可為類似於加熱器匣52之一管狀焦耳加熱元件。

如上所述，幫浦32自熔化系統30將熱熔黏膠泵送至施配器34。幫浦32可包含一加熱元件，以將熱供應至幫浦32，以確保存在於幫浦32中之任何液態熱熔黏膠保持液態形式。在圖2A所示之實施例中，藉由插入幫浦32中之加熱器匣58對幫浦32進行加熱。圖2A圖解加熱器匣58係位於幫浦32內。加熱器匣58可為類似於加熱器匣52及56之一管狀焦耳加熱元件。

在施配期間使用絕熱則可更好地維持熔化系統30之操作溫度且防止不合宜地將熱傳送至操作者或該系統10之其他組件。然而，一旦一施配操作已經完成，則熔化系統30之絕熱組件可在長時段內保留熱。以快速且低成本之方式冷卻熔化系統30可改良操作者安全性且降低對熔化系統30附近之組件造成損害之可能性。

除了熔化系統30而外，圖2A及圖2B亦圖解根據本發明之一實施例配置之可移除絕熱材料62。如圖2A及圖2B中所示，絕熱蓋(或板)62A及62B係圍繞熔化器46及帶式加熱器48定位且圓周地圍封加熱器46及帶式加熱器48。圖2A繪示在蓋62A及62B係分離時之分解圖，而圖2B繪示可移除絕熱材料62(蓋62A及62B)係位於熔化器46及帶式加熱器48周圍之地點之情形。絕熱蓋62A及62B保持熔化系統30在該施配操作期間處於一高溫下。蓋62A及62B可連接在一起，以形成一絕熱套管，其係圍繞熔化器46及帶式加熱器48而安裝。使用絕熱材料62減少熔化系統30損失之熱，因此減少主動地加熱熔化系統30所需之能量。雖然圖2圖解其中將兩個絕熱蓋用作可移除絕熱材料62之一實施例，但可移除絕熱材料62可為一單一絕熱結構或者三個或多個絕熱結構之一組合。

可移除絕熱材料62(包含絕熱蓋62A及62B)可由具有合適之低導熱率之任何材料製成。用於可移除絕熱材料62之合適材料包含但不限於，氣凝膠、礦物質或玻璃絲絨、可撓性彈性發泡體、剛性發泡體絕熱圖及其組合。根據可移除絕熱材料62之位置，可移除絕熱材料62可為剛性或可撓性。

一旦該施配操作已經結束，則可自系統10移除可移除絕熱材料62，以允許熔化系統30更快速地冷卻。藉由使絕熱蓋62A與絕熱蓋62B分離且移除至熔化系統30之任何連接，可輕易地自熔化系統30移除絕熱蓋62A及62B。當圍 封熔化器46及帶式加熱器48時，絕熱蓋62A及62B可彼此結合或者結合至熔化器46或帶式加熱器48，以確保蓋62A及62B保持在合適的位置。可使用能夠承受熔化系統30之操作溫度之任何緊固件將絕熱蓋62A及62B彼此結合或者結合至熔化系統30之組件。例如，蓋62A及62B可結合在一起而形成一蛤殼組態，以促成安裝及移除。

圖2A及圖2B繪示可移除絕熱材料62圍封熔化器46及帶式加熱器48。在其他實施例中，可移除絕熱材料62不僅圍封熔化器46及帶式加熱器48，且亦圍封熔化器基座50。在其他實施例中，可移除絕熱材料62不僅圍封熔化器基座50、熔化器46及帶式加熱器48，且亦圍封幫浦32。如上所述，在此等實施例中，可移除絕熱材料62可為一單一絕熱結構，諸如一圓柱形套管或兩個或多個絕熱結構之一組合。

亦可用來自一空氣運送系統之冷卻空氣來冷卻熔化系統30。圖3係熔化系統30之一透視圖，其繪示冷卻空氣出口64。冷卻空氣出口64可圍繞熔化系統30定位，以將空氣導向熔化器46、帶式加熱器48、熔化器基座50、幫浦32及其組合。冷卻空氣出口64可與空氣源16(圖1中繪示)、另一壓縮空氣源或另一氣體源連通。一旦系統10已經完成操作，則控制器18可發出指令要求自冷卻空氣出口64運送冷卻空氣，以冷卻熔化系統30。可單獨使用自冷卻空氣出口64運送冷卻空氣之措施或者使此措施與將可移除絕熱材料62移除之措施並舉。

在另一實施例中，熔化系統30可定位於與一空氣移動裝置(例如，風扇)連通之一管道內。圖4係系統10A之一示意圖，其中熔化系統30係位於管道66內。風扇68與管道66連通且可在熔化系統30操作之後運送冷卻空氣，以冷卻熔化系統30。管道66可恰好圍封熔化系統30，如圖4中所示。或者，管道66可圍封熔化系統30及幫浦32及馬達36。一旦系統10已完成操作，則控制器18可發出指令要求自風扇68運送冷卻空氣，以冷卻熔化系統30及管道66內之任何其他組件。可單獨使用自風扇68運送冷卻空氣之措施或者使此措施與將可移除絕熱材料62移除之措施並舉。

雖然已經參考示例性實施例描述了本發明，熟悉此項技術者將理解，在不脫離本發明之範疇之基礎上，可對本發明做出多種變化且以等效元件替代本發明之元件。此外，在不脫離本發明之本質範疇之基礎上，可做出許多修改來使一特定之情形或材料適應本發明之教示。因此，本發明並非意在限於所揭示之特定實施例，而是，本發明將包含屬於附加申請專利範圍之範疇內之所有實施例。

10‧‧‧熱熔黏膠施配系統

10A‧‧‧熱熔黏膠施配系統

12‧‧‧冷區段

14‧‧‧熱區段

16‧‧‧空氣源

17‧‧‧空氣控制閥

18‧‧‧控制器

20‧‧‧容器

22‧‧‧饋送總成

24‧‧‧真空總成

26‧‧‧饋送系統

28‧‧‧入口

30‧‧‧熔化系統

32‧‧‧幫浦

34‧‧‧施配器

35A‧‧‧空氣軟管

35B‧‧‧空氣軟管

35C‧‧‧空氣軟管

35D‧‧‧空氣軟管

36‧‧‧馬達

38‧‧‧供應軟管

40‧‧‧歧管

42‧‧‧模組

44‧‧‧出口

46‧‧‧加熱器

48‧‧‧帶式加熱器

50‧‧‧熔化器基座

52‧‧‧加熱器匣

54‧‧‧電阻加熱元件

56‧‧‧加熱器匣

58‧‧‧加熱器匣

62‧‧‧絕熱材料

62A‧‧‧絕熱蓋

62B‧‧‧絕熱蓋

64‧‧‧冷卻空氣出口

66‧‧‧管路

68‧‧‧風扇

圖1係用於施配熱熔黏膠之一系統之一示意圖。

圖2A係圖1之系統內之一熔化系統之一透視圖及圍封該熔化系統之一部分之可移除絕熱材料。

圖2B係圖2A之該熔化系統之一分解圖，其繪示分離之絕熱蓋。

圖3係圖2具有一冷卻空氣運送系統之該熔化器之一透視 圖。

圖4係一具有管道之熔化系統之一示意圖。

30‧‧‧熔化系統

32‧‧‧幫浦

36‧‧‧馬達

46‧‧‧加熱器

48‧‧‧帶式加熱器

50‧‧‧熔化器基座

52‧‧‧加熱器匣

54‧‧‧電阻加熱元件

58‧‧‧加熱器匣

62‧‧‧絕熱材料

62A‧‧‧絕熱蓋

62B‧‧‧絕熱蓋

Claims (19)

1. 一種熱熔物施配系統，其包括：一容器，該容器係用於儲存固態熱熔材料；一熔化系統；一饋送系統，其係用於將固態熱熔材料自該容器運輸至該熔化系統；一施配系統，其係用於施用來自該熔化系統之液態熱熔材料；及可移除絕熱材料，其經定位以在一施配操作期間圍封該熔化系統之一部分。
2. 如請求項1之熱熔物施配系統，其中該熔化系統包括：一熔化器，其係用於對固態熱熔材料加熱而使之熔化成液體；一帶式加熱器，其圍繞該熔化器之至少一部分；一幫浦，其係用於運送液態熱熔材料；及一熔化器基座，其係位於該熔化器與該幫浦之間，其允許液態熱熔材料自該熔化器流動至該幫浦。
3. 如請求項2之熱熔物施配系統，其中該可移除絕熱材料包含一絕熱蓋，在該施配操作期間，該絕熱蓋圍封該熔化器及該帶式加熱器。
4. 如請求項3之熱熔物施配系統，其中在該施配操作期間，該絕熱蓋圍封該熔化器基座。
5. 如請求項4之熱熔物施配系統，其中在該施配操作期間，該絕熱蓋圍封該幫浦。
6. 如請求項1之熱熔物施配系統，其中該可移除絕熱材料包括兩個或多個可分離絕熱蓋。
7. 如請求項1之熱熔物施配系統，其進一步包括：一壓縮空氣運送系統，其用於在該可移除絕熱材料已經被移除之後將冷卻空氣導向該熔化系統。
8. 如請求項1之熱熔物施配系統，其進一步包括：一管道，其中該熔化系統係定位於該管道內；及一空氣移動裝置，其係與該管道連通，以將冷卻空氣運送至該熔化系統。
9. 一種冷卻具有一加熱器之一熱熔物施配系統之方法，該熔化器具有一加熱元件，在一施配操作期間，該熔化器之至少一部分係由一可移除絕熱材料圍封，該方法包括：關閉該加熱元件；移除圍封該熔化器之該可移除絕熱材料；及將一冷卻氣流導向該熔化器。
10. 如請求項9之方法，其中將該冷卻氣流導向該熔化器包括自一壓縮空氣源引導空氣。
11. 如請求項10之方法，其中該壓縮空氣源亦供能一馬達，該馬達驅動該熱熔物施配系統中之一幫浦。
12. 如請求項9之方法，其中該熔化器係定位於一管道內，且其中將該冷卻氣流導向該熔化器包括用與該管道連通之一空氣移動裝置產生一氣流。
13. 一種熱熔物施配系統，其包括： 一容器，其係用於儲存固態熱熔材料；一熔化系統；一饋送系統，其係用於將固態熱熔材料自該容器運輸至該熔化系統；一施配系統，其係用於施用來自該熔化系統之液態熱熔材料；及一空氣運送系統，其回應於該熔化系統被關閉而將冷卻空氣運送至該熔化系統。
14. 如請求項13之熱熔物施配系統，其中該熔化系統包括：一熔化器，其係用於對固態熱熔材料加熱而使之熔化成液體；一帶式加熱器，其圍繞該熔化器之至少一部分；一幫浦，其係用於運送液態熱熔材料；及一熔化器基座，其係位於該熔化器與該幫浦之間，其允許液態熱熔材料自該熔化器流動至該幫浦。
15. 如請求項13之熱熔物施配系統，其中該空氣運送系統包含用於提供冷卻空氣之一壓縮空氣源。
16. 如請求項13之熱熔物施配系統，其中該熔化系統係定位於一管道內，且與該管道連通之一空氣移動裝置運送該冷卻空氣。
17. 如請求項13之熱熔物施配系統，其進一步包括：一可移除絕熱材料，其經定位以在一施配操作期間圍封該熔化系統之一部分。
18. 如請求項17之熱熔物施配系統，其中該可移除絕熱材料 包括兩個或多個可分離絕熱蓋。
19. 如請求項13之熱熔物施配系統，其進一步包括：一可移除絕熱材料，其經定位以在一施配操作期間圍封該熔化系統之一部分，其中該可移除絕熱材料包括一絕熱蓋，在該施配操作期間，該絕熱蓋圍封該熔化器及該帶式加熱器。