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CN103917300A - 分配流体特别是热熔粘合剂的分配模块、涂敷头和喷嘴保持件 - Google Patents

分配流体特别是热熔粘合剂的分配模块、涂敷头和喷嘴保持件 Download PDF

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CN103917300A
CN103917300A CN201280053658.8A CN201280053658A CN103917300A CN 103917300 A CN103917300 A CN 103917300A CN 201280053658 A CN201280053658 A CN 201280053658A CN 103917300 A CN103917300 A CN 103917300A
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Abstract

本发明涉及用于涂敷头的分配模块(1)，涂敷头用于分配流体特别是热熔粘合剂，分配模块包括：模块壳体(5)；阀体，被容纳在模块壳体(5)中；适配器(7)，阀体延伸通过适配器(7)，适配器包括近端(49)和远端(41)，远端(41)借助于螺纹连接(51)连接到模块壳体(5)；喷嘴保持件(9)，适于插入到涂敷头的基部构件中的匹配凹部中；和一个或多个密封元件(57、59、61)，用于以流体密封的方式将喷嘴保持件(9)和基部构件相对于彼此密封。根据本发明，建议喷嘴保持件(9)包括空腔(69)，阀体延伸通过空腔(69)，喷嘴保持件(9)借助于螺纹连接(51)连接到适配器(7)的近端(49)，喷嘴保持件(9)包括阀座(79)，阀座(79)适于与阀体的阀头(31)协作，且喷嘴保持件(9)包括在阀座(79)的上游的伸长部分(75)，在伸长部分(75)内，空腔(69)被限制为窄间隙(77)。

Description

分配流体特别是热熔粘合剂的分配模块、涂敷头和喷嘴保持件
技术领域
本发明涉及分配模块，该分配模块用于涂敷头，该涂敷头用于分配流体特别是热熔粘合剂。
本发明进一步涉及用于这种分配模块的喷嘴保持件和具有这种模块的涂敷头。
背景技术
以上所述的单元使用在应将流体特别是粘合剂通过涂敷头涂敷到基底的所有工业领域中。为此目的，涂敷头通常具有特别地成形的喷嘴。这些喷嘴可以是具有狭缝形或狭槽形的喷嘴几何形状的喷嘴，单独的(喷射)喷嘴或多个间歇布置的喷嘴开口。取决于相应的使用领域，通过涂敷头的涂敷以与基底接触的关系或以非接触的关系实行。近年来，对于提供高运行效率的系统的需求明显增加。以该方式，已经开展更强大的系统的开发，所述系统一方面意图于确保尽可能精确的涂敷，且另一方面意图于以高速度和尽可能低的粘合剂消耗工作。在该方面，特别的要求涉及粘合剂的间歇涂敷。这例如通过可迅速切换的阀来实现，例如通过使用电磁阀实现。
所阐述的一般类型的系统例如可在本申请人诺信公司(NordsonCorporation)的产品线Speed-CoatTM下获得。
虽然已知的系统已经提供了完全满意的工作结果且以高可靠性水平运行，但存在就模块中所使用的阀的可调整性方面而言的改进需求。当使用可迅速运行的模块时，通常使用带有伸长阀体的阀，所述阀体从其阀座移动给定的行程而到达打开位置，且然后又返回到关闭位置。行程的精确长度在实践中非常难于调整，且必须接受一些调整公差。在流体分配方面的公差类似于行程公差的设定地产生。换言之，必须接受在流体排出方面出现波动。
发明内容
以此作为基本出发点，本发明的目的是提供在所使用的阀的高循环率下也可实现涂敷质量的增加的分配模块、喷嘴保持件和涂敷头。
本发明以在本说明书开始部分中阐述的类型的带有权利要求1的特征的分配模块实现了其目的。根据本发明的分配模块用于涂敷头，所述涂敷头用于分配流体特别是热熔粘合剂，所述分配模块包括：模块壳体；阀体，所述阀体被容纳在所述模块壳体中；适配器，所述阀体延伸通过所述适配器，所述适配器包括近端和远端，所述远端借助于螺纹连接被连接到所述模块壳体；喷嘴保持件，所述喷嘴保持件适于被插入到所述涂敷头的基部构件中的匹配凹部中；和一个或多个密封元件，所述一个或多个密封元件用于以流体密封的方式将所述喷嘴保持件和所述基部构件相对于彼此密封，其中所述喷嘴保持件包括空腔，所述阀体延伸通过所述空腔，所述喷嘴保持件借助于螺纹连接被连接到所述适配器的所述近端，所述喷嘴保持件包括阀座，所述阀座适于与所述阀体的阀头协作，并且所述喷嘴保持件包括在所述阀座的上游的伸长部分，在所述伸长部分内，所述空腔被限制为窄间隙。
本发明利用了如下现实，即在阀上游的喷嘴保持件内的和直接在阀处的流动特征对于在阀座和阀头之间通过的流体流动具有决定性影响。在阀座和阀头之间通过的流体量关键性地取决于由阀的打开所产生的压降。在已知的分配系统的情况中，因为阀行程的调整公差，所以在阀的开口直径方面出现公差，这类似地导致由于在阀座和阀头之间的开口直径的变化所导致的压力波动且因此也在流体排出中的波动。然而，因为根据本发明，阀座的上游设有伸长部分，在该伸长部分内，空腔被限制为窄间隙，所以现在不再在阀座和阀头之间的开口中直接造成关键的压降，而是在流过窄间隙时已经出现所述压降。间隙越长且越窄，则直至到达阀座和阀头之间的开口横截面时已经出现的对应压降越大。其结果是可能另外由于阀头与阀座的不恒定的或过短的行程导致的压降的波动是几乎不关键的或根本不关键的。因此，流体排出由间隙的长度和窄度决定性地确定，而不由阀的行程移动的精确设定来确定。因此，阀行程的极精确的调整变得实质上冗余，并且/或者在需要实现阀的再调整之后的切换循环的次数大大减少。限定在伸长部分中的压降的间隙的尺寸能以高水平的精确度产生和规定，且比通过(精细)调整行程同时配合模块中的阀位置所需的时间少。
本发明的有利扩展规定伸长部分的长度是窄间隙的宽度的倍数。伸长间隙的长度优选在间隙的宽度的14至20倍的范围内。特别优选地，伸长间隙的长度是间隙的宽度的15倍。
窄间隙的宽度优选在0.3mm至0.7mm的范围内。特别优选地，窄间隙的宽度是0.5mm。
对于伸长区域中的间隙的长度和宽度的前述优选的值的范围的组合表示了对于大量流体特别是大量热熔粘合剂的意外的良好的折中。因为即使在类似的压力和/或温度条件下的明显不同的流体特征，特别有利的构造是可满意地应对多种流体而不必提供阀几何形状的相应的分开实施的构造。
在有利的扩展中，伸长部分与阀座相邻地布置。虽然也替代地表现为可将伸长部分布置为与直接与阀座相邻相比在上游更远处，但窄间隙和阀座的位置组合被认为有利于最小化否则在带有窄间隙的伸长区域和阀座之间可能出现的另外的流体效果。
在优选的实施例中，阀活塞能够在关闭位置和打开位置之间移动，在关闭位置中，阀头与阀座流体密封地接触，且所述关闭位置和所述打开位置相互间隔开行程X。优选地，借助于行程X开通的开口大于窄间隙的开口。由行程X开通的开口关于开通的横截面与窄间隙相比越大，则行程的精确尺寸对于所产生的压降的影响对应越小。行程X的尺寸在原理上无上限，且最多通过模块或阀的要求的循环频率限制。优选地，行程X的大小为0.3mm或更小。这确保了以高循环频率的运行，且同时在阀座和阀头之间存在足够大的开口，使得维持对于压降的低的影响。
阀座优选地具有座表面，所述座表面具有在120°至140°的范围内的优选124°的张角α。与阀座的端面的逐渐变平的圆锥形构造相当的张角α越大，则当在关闭位置和打开位置之间执行行程移动时所开通的开口的增加对应越大。在该方面中，阀座的表面和阀头的对应表面之间的内部宽度是决定性的。
优选地、替代地或补充地，阀头具有与阀座的座表面匹配的表面，阀头的表面带有在120与140之间的优选120°的张角。
在进一步优选的实施例中，所述适配器在所述适配器的远端处包括优选是定心肩部的定位元件，并且模块壳体包括优选是定心孔的对应定位元件。在该申请的上下文中的术语“远端”用于意味着适配器在装配好以用于运行的条件下的背离阀开口的一侧或取向。作为相反的术语，“近端”用于意味着适配器在运行上正确的装配位置中的面向阀开口的一侧。
优选地，在近端处，适配器包括优选是定心肩部的定位元件，并且喷嘴保持件包括优选是定心孔的对应定位元件。
在分配模块的另外的有利的扩展中，沿所述喷嘴保持件的周边布置两个O形环作为密封元件，并且在所述喷嘴保持件的凸缘部分处设置轴向和/或圆锥形密封元件，所述O形环被构造成对容纳了所述喷嘴保持件的所述凹部的匹配柱形表面密封，并且所述轴向和/或圆锥形密封元件用于对容纳了所述喷嘴保持件的所述凹部的匹配表面或边缘密封。以上所述的多种密封元件的组合将优越的密封性能与简单且低成本的结构和装配能力组合在一起，且这使得喷嘴保持件的外部环境能够可靠地且永久地保持无流体，所述外部环境在安装条件下是涂敷头中的容纳了喷嘴保持件的凹部。
在本发明的另外的有利的实施例中，阀体借助于螺纹连接被固定到阀活塞。优选地，活塞包括通过螺纹的形成而产生的螺纹部分和/或与阀活塞的螺纹部分对应的螺纹孔通过螺纹的形成而产生。这实现了螺纹强度的增加，这为分配模块赋予了更长的使用寿命或更长的维护间隔。阀体的螺纹部分和对应螺纹孔优选地具有减小的螺距。这允许阀体的调整更精确，即使根据本发明仅需要有限的调整。还有关的是阀活塞的位置的调整，以使得最小行程足够大。当实现此调整时，如上所述，在流体排出方面起决定性作用的行程对于压降的影响被最小化。
与在该说明书的开头部分中阐明的类型的喷嘴保持件有关地进一步实现本发明的目的，所述喷嘴保持件适于被插入到所述涂敷头的基部构件的对应凹部中，并且所述喷嘴保持件包括空腔，阀体延伸通过所述空腔，所述喷嘴保持件借助于螺纹连接被连接到所述适配器的近端，所述喷嘴保持件包括阀座，所述阀座适于与所述阀体的阀头协作，并且所述喷嘴保持件包括在所述阀座的上游的伸长部分，在所述伸长部分内，所述空腔被限制为窄间隙。
喷嘴保持件的有利实施例将从涉及根据本发明的分配模块的优选实施例的前述描述中显见(以其全部内容作参考)。
另外，与在该说明书的开始部分中阐述的类型的涂敷头有关地实现本发明的目的，所述涂敷头包括：基部构件，所述基部构件具有凹部；与所述凹部流体连通地连接的一个或多个流动通道；与所述一个或所述多个流动通道流体连通地连接的一个或多个分配孔口；和根据本发明的一个或更多个优选实施例的分配模块，所述分配模块包括根据本发明的喷嘴保持件，所述喷嘴保持件被以如下方式插入到所述凹部中，所述方式使得当阀在打开位置中时所述一个或多个分配孔口流体连通地连接到所述喷嘴保持件的所述空腔。根据本发明的涂敷头的有利的和另外的构造也将从前述的根据本发明的喷嘴保持件和根据本发明的喷嘴模块的实施例中显见，在本发明的方面中，全文关注该描述。
附图说明
在下文中通过优选实施例且参考附图更详细地描述本发明，各图为：
图1示出了根据本发明的分配模块的优选实施例的透视图；
图2示出了图1的分配模块的局部剖视侧视图；
图3示出了图2中所示的结构的部分的放大比例的视图；
图4示出了图2的结构的另外的细节视图；和
图5示出了图2和图4中的结构的放大比例的细节视图。
具体实施方式
图1示出了分配模块1。分配模块1具有促动器3，所述促动器3在本示例中以电磁阀为形式。促动器3被连接到分配模块1的模块壳体5。分配模块1也具有连接到模块壳体5的适配器7。喷嘴保持件9被连接到分配模块1的适配器7。
在促动器3上设置了连接器座19，所述连接器座19具有用于供给电能以控制促动器3的电连接件11。在本实施例中，模块壳体5具有两件式结构。在该实施例中，两件式模块壳体具有柱形壳体13和壳体覆盖件15。消声器17设置在壳体覆盖件15中。消声器被旋拧到模块壳体的壳体覆盖件15中。
图2示出了图1的分配模块1的侧视图。关于重复的附图标记，请注意与图1相关的描述。这也适用于其它附图和所述其它附图中重复的附图标记。图2中的分配模块1的一部分被示出为剖面图。特别地，附图示出了在促动器3和壳体覆盖件15之间布置了隔离板21，通过隔离板21将促动器连接到模块壳体5或选择地连接到壳体覆盖件15。在隔离板21和模块壳体5之间设置密封元件35，所述密封元件35以密封板为形式且绕多个孔延伸。替代地，这里可设置相应的单独的密封元件，但为制造和组装原因，认为优选的是提供密封了所述多个孔的单独的密封元件。在柱形壳体13内设置了用于控制流体例如空气的第一管道23和用于控制流体例如空气的第二管道25。通过这些管道23、25，分配模块1适于移动阀活塞33。阀活塞被容纳在模块壳体内，特别是柱形壳体13的柱形部分中。此方面也见图3。该阀的阀控制一般地是已知的，因此为清晰起见这里将不详细描述通过促动器3对于管道23、25中的流体的控制。
适配器7具有多个凹部27，所述凹部27相互交叉且每个完全延伸通过适配器7。以该方式，阀体的阀杆29从外部可见。另外，凹部27用于组装目的。适配器7被旋拧到模块壳体5，特别是被旋拧到模块壳体5的柱形壳体13，在该方面见图3。
喷嘴保持件9也被旋拧到适配器7。阀体的阀杆29延伸通过适配器7和喷嘴保持件9。在其近端处，阀体具有阀头31。
在图3中的放大视图大体上示出了阀布置的远端部，图3示出了分配模块1的在图2中示出的部分的剖视图的第一区域。阀活塞33可无间隙地在柱形壳体13内的柱形部分37中移动。优选地以弹簧为形式的返回装置39将阀体保持在常闭位置(NC)。在阀活塞33的该位置中，阀头31(见图2和图4)处于相对于阀座的关闭位置(见图4)。阀杆29具有螺纹部分，所述螺纹部分形成了与阀活塞33中的对应螺纹部分的螺纹连接38。阀杆29通过锁定螺母41和螺纹连接38而被固定到连接到阀活塞33。选择地，螺纹连接38的螺纹具有减小的螺距。
在适配器7的远端41处适配器7通过螺纹连接43而被连接到模块壳体5，特别是连接到柱形壳体13。在远端41处，适配器7具有定位元件45，所述定位元件45以定心肩部为形式。在图3中所示的组装的状态下，定位元件45与模块壳体5特别是柱形壳体13的以定心孔为形式的定位元件47协作。以该方式，适配器7无间隙地且以确定的定位关系连接到模块壳体5。
适配器7进一步具有近端49，在所述近端49处适配器7和喷嘴保持件9通过螺纹连接51而连接。在近端49的区域中，适配器也具有定位元件53，所述定位元件53以定心肩部为形式且与喷嘴保持件9中的以定心孔为形式的对应定位元件55协作。在喷嘴保持件的周表面上，喷嘴保持件具有多个盲孔63。所述盲孔63适于容纳组装和拆卸工具例如组装扳手的对应接合元件。
作为密封装置，喷嘴保持件9具有沿该喷嘴保持件9的周边布置的第一O形环57和第二O形环59。另外，在优选的实施例中，喷嘴保持件9具有轴向密封元件61，所述密封元件61与适配器7和喷嘴保持件9的对应表面接触。替代地，喷嘴保持件可包括凸缘状的端部，在所述端部的表面上对应地布置了轴向密封元件。然而，将注意到的是适配器7的对应表面为此目的在图3中的实施例中提供。另外，在图3的实施例中存在允许径向密封元件的简化的布置的密封件容纳装置65。所述径向密封元件被推入到密封件容纳装置65的区域中且通过喷嘴保持件9的组装被定位和支承。
关于图3、图4和图5，参考重复的附图标记的前述描述。图4示出了在图2中的横截面中示出的分配模块1的另外的区域。图4特别示出了涉及分配模块1的喷嘴保持件9的细节。喷嘴保持件9包括用于待分配的流体的一个或更多个供给开口67。在喷嘴保持件9内设置了用于运输被供给通过开口67的流体的空腔69。空腔包括第一部分71。在优选的实施例中，在部分71中设置了扩大的横截面。另外，在进一步优选的实施例中，阀杆29在区域71中缩窄。此外，空腔包括横截面减小的部分73。因为在部分73中的横截面的减小，喷嘴保持件9包括伸长区域75。窄间隙77形成在伸长区域75中。在优选的替代中，横截面在部分73中不减小，而是阀杆29的直径增加，使得该替代也为伸长区域赋予了窄间隙。在进一步优选的替代中，部分73中的横截面减小且阀杆79的直径也增加。
在喷嘴保持件9的近端处设置了阀座79，所述阀座79在图4中所示的工作位置中与阀头31的接触表面81流体密封地接触。在该情况中，这称为关闭位置。阀头31大体上包括蘑菇型的形状。
与图4相反，图5示出了处于打开位置的阀。阀头31已经从关闭位置与阀杆29和阀活塞33(未示出)一起移动了行程X而到达打开位置。图5再次强调了伸长区域75，伸长区域75的长度是窄间隙77的宽度的倍数。阀头31的接触表面81具有大体圆锥形构造，该圆锥包括张角α。在图5中，张角α大约为120°。已经通过将阀头31移动行程X进入到打开位置中而开通具有内部宽度O的开口。在图5中所示的示例中，内部宽度O小于间隙77的宽度S。优选地，内部宽度O是间隙的宽度S的一半。进一步优选地，内部宽度O是间隙S的0.6倍，且特别地优选地，内部宽度O大于间隙S的宽度。在图5的实施例中，伸长区域75的长度近似为窄间隙77的宽度S的15倍大。

Claims (15)

1.用于涂敷头的分配模块(1)，所述涂敷头用于分配流体特别是热熔粘合剂，所述分配模块(1)包括：
模块壳体(5)；
阀体，所述阀体被容纳在所述模块壳体(5)中；
适配器(7)，所述阀体延伸通过所述适配器(7)，所述适配器包括近端(49)和远端(41)，所述远端(41)借助于螺纹连接(51)被连接到所述模块壳体(5)；
喷嘴保持件(9)，所述喷嘴保持件适于被插入到所述涂敷头的基部构件中的匹配凹部中；和
一个或多个密封元件(57、59、61)，所述一个或多个密封元件(57、59、61)用于以流体密封的方式将所述喷嘴保持件(9)和所述基部构件相对于彼此密封，
其中
所述喷嘴保持件(9)包括空腔(69)，所述阀体延伸通过所述空腔(69)，
所述喷嘴保持件(9)借助于螺纹连接(51)被连接到所述适配器(7)的所述近端(49)，
所述喷嘴保持件(9)包括阀座(79)，所述阀座(79)适于与所述阀体的阀头(31)协作，并且
所述喷嘴保持件(9)包括在所述阀座(79)的上游的伸长部分(75)，在所述伸长部分(75)内，所述空腔(69)被限制为窄间隙(77)。
2.根据权利要求1所述的分配模块(1)，
其中所述伸长部分(75)的长度是所述窄间隙(77)的宽度S的倍数。
3.根据权利要求1或2所述的分配模块(1)，
其中所述伸长部分的长度在所述窄间隙(77)的宽度S的14倍至20倍的范围内。
4.根据权利要求3所述的分配模块(1)，
其中所述窄间隙(77)的宽度S在0.3mm与0.5mm之间的范围内。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的分配模块(1)，
其中所述伸长部分(75)与所述阀座(79)相邻地设置。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的分配模块(1)，
其中所述阀体能够在关闭位置和打开位置之间移动，在所述关闭位置中，所述阀头(31)与所述阀座(79)流体密封地接触，所述关闭位置和所述打开位置相互间隔开行程X，并且借助于行程X释放的孔口大于所述窄间隙(77)的孔口。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的分配模块(1)，
其中所述阀座(79)包括座表面，所述座表面具有在120°与140°之间的范围内的优选为124°的张角。
8.根据权利要求7所述的分配模块(1)，
其中所述阀头(31)包括表面(81)，所述阀头(31)的所述表面(81)与所述阀座的表面匹配且具有在115°与140°之间的优选为120°的张角。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的分配模块(1)，
其中所述适配器(7)在所述适配器(7)的远端(41)处包括优选是定心肩部的定位元件(45)，并且所述模块壳体(5)包括优选是定心孔的匹配定位元件(47)。
10.根据权利要求9所述的分配模块(1)，
其中所述适配器(7)在所述适配器(7)的近端(49)处包括优选是定心肩部的定位元件(53)，并且所述喷嘴保持件(9)包括优选是定心孔的匹配定位元件(55)。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的分配模块(1)，
其中沿所述喷嘴保持件(9)的周边布置两个O形环(57、59)作为密封元件，并且在所述喷嘴保持件(9)的凸缘部分处设置轴向和/或圆锥形密封元件(61)，所述O形环被构造成对容纳了所述喷嘴保持件(9)的所述凹部的匹配柱形表面密封，并且所述轴向和/或圆锥形密封元件用于对容纳了所述喷嘴保持件(9)的所述凹部的匹配表面或边缘密封。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的分配模块(1)，
其中所述阀体借助于螺纹连接(38)被固定到阀活塞(33)。
13.根据权利要求12所述的分配模块(1)，
其中所述阀体的螺纹部分和匹配螺纹孔具有减小的螺距。
14.一种喷嘴保持件(9)，所述喷嘴保持件(9)用于涂敷头的分配模块(1)，所述涂敷头用于分配流体特别是热熔粘合剂，所述喷嘴保持件(9)特别用于根据权利要求1至11中的任一项所述的分配模块(1)，
所述喷嘴保持件适于被插入到所述涂敷头的基部构件的匹配凹部中，并且
所述喷嘴保持件包括空腔(69)，所述阀体通过所述空腔(69)，
所述喷嘴保持件借助于螺纹连接(51)被连接到所述适配器(7)的近端，
所述喷嘴保持件包括阀座(79)，所述阀座(79)适于与所述阀体的阀头(31)协作，并且
所述喷嘴保持件包括在所述阀座(79)的上游的伸长部分(75)，在所述伸长部分(75)内，所述空腔(69)被限制为窄间隙(77)。
15.一种分配头，所述分配头用于分配流体特别是热熔粘合剂，所述分配头包括：
基部构件，所述基部构件包括凹部；
与所述凹部流体连通地连接的一个或多个流动通道；
与所述一个或所述多个流动通道流体连通地连接的一个或多个分配孔口；和
根据权利要求1至11中的任一项所述的分配模块(1)，所述分配模块(1)包括根据权利要求12所述的喷嘴保持件(9)，所述喷嘴保持件被以如下方式插入到所述凹部中，所述方式使得当阀在打开位置中时所述一个或多个分配孔口流体连通地连接到所述喷嘴保持件(9)的所述空腔。
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