ES2948112T3 - Sistema y procedimiento para monitorizar un caudal de adhesivo líquido - Google Patents

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Abstract

Un sistema de adhesivo termofusible incluye un suministro de adhesivo para recibir adhesivo termofusible sólido o semisólido, y un calentador asociado con el suministro de adhesivo para fundir el adhesivo termofusible sólido o semisólido en adhesivo termofusible líquido. Un sistema de seguimiento de adhesivo monitorea la salida del adhesivo termofusible líquido e incluye un medidor de flujo que tiene una entrada de flujo y una salida de flujo. El medidor de flujo mide la cantidad de adhesivo que sale de la salida de flujo. Se puede usar un detector de producto para detectar la presencia de un producto al que se aplica el adhesivo. Luego, un controlador determina la cantidad total de adhesivo líquido dispensado y la cantidad promedio de adhesivo líquido dispensado por producto. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema y procedimiento para monitorizar un caudal de adhesivo líquido
Referencia cruzada a solicitud relacionada
Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud de patente provisional de EE. UU. N° 62/318.114, presentada el 4 de abril de 2016.
Campo técnico
La presente descripción se refiere en general a sistemas de adhesivos termofusibles y, más en particular, a un sistema de seguimiento de adhesivo configurado para monitorizar la cantidad de adhesivo termofusible u otro material líquido fluido dispensado desde un sistema de adhesivo termofusible. Además, la presente descripción se refiere a un procedimiento para monitorizar el caudal de adhesivo termofusible con un sistema de seguimiento de adhesivo.
Antecedentes
Los sistemas de dispensación que dispensan adhesivo termofusible termoplástico u otro material fluido se utilizan ampliamente en las industrias de fabricación y embalaje. Por ejemplo, el adhesivo termofusible se puede usar para sellar cartón, sellar cajas, formar bandejas, estabilizar palés y aplicaciones no tejidas, entre otras. Normalmente, el adhesivo termofusible está contenido o se proporciona desde un suministro de adhesivo, como un tanque o tolva de un fundidor de adhesivo. En consecuencia, el adhesivo termofusible se calienta, se funde y se bombea a un dispensador, tal como un aplicador de distribución u otro aplicador que aplica el adhesivo termofusible a un producto o sustrato.
Los colectores se utilizan normalmente para dirigir el adhesivo termofusible líquido a varias corrientes de caudal para su salida a través de mangueras hacia los dispensadores. Los diferentes tipos de bombas, como las bombas de pistón, impulsan el adhesivo termofusible líquido a través del sistema de adhesivo termofusible, incluidos los colectores. Los sistemas de medición pueden monitorizar el caudal de adhesivo termofusible en los sistemas dispensadores de adhesivo termofusible. Los sistemas de medición convencionales normalmente están en comunicación de fluido con cada salida de descarga respectiva del sistema de dispensación, de manera que el caudal de material líquido a través de cada salida puede controlarse de forma independiente. Esta disposición es adecuada para caudales de dosificación bajos y asegura que cualquier restricción de caudal a través de una salida de descarga de líquido no afecte el caudal de líquido de las restantes salidas de descarga de líquido.
Sin embargo, el costo de instalar un medidor de caudal individual en cada salida de descarga de líquido no es económicamente práctico, especialmente para sistemas de distribución que pueden incluir de cuatro a seis aplicadores. Además, los medidores de caudal múltiples requieren mayores costos de mantenimiento debido a sus muchos componentes. Además, los sistemas de medición convencionales no se pueden adaptar a los sistemas de dispensación existentes.
Por lo tanto, existe la necesidad de un sistema de medición para usar con una unidad dispensadora de adhesivo termofusible que solucione estas deficiencias, por ejemplo, proporcionando un medidor de caudal único en comunicación de fluido directa con el colector de un sistema de adhesivo termofusible para monitorizar la cantidad de adhesivo dispensado sobre cada producto.
El documento EP 2404679 A1 describe una unidad de suministro para un sistema de aplicación de un adhesivo y/o sellador que comprende un sistema de línea para el adhesivo y una entrada adecuada para la conexión de un contenedor de almacenamiento a la unidad de suministro y una salida adecuada para la conexión de un medio dispensador para dispensar el adhesivo y una bomba de alimentación y una unidad de medición para recopilar datos, especialmente sobre la cantidad de adhesivo alimentado.
El documento US 2014/0014686 A1 se refiere a una unidad dispensadora de adhesivo termofusible que incluye un suministro de adhesivo para recibir material adhesivo termofusible sólido o semisólido, un calentador de suministro de adhesivo asociado con el suministro de adhesivo para fundir el material adhesivo termofusible sólido o semisólido en un material adhesivo termofusible líquido, un colector recogido en el suministro de adhesivo e incluye un sensor de caudal para medir el caudal del material adhesivo termofusible líquido.
WO 2011/084727 A2 muestra un sistema y procedimiento para la aplicación controlada y precisa de adhesivos y/o selladores a materiales de sustrato, que incluye un tanque de reserva para contener un suministro de adhesivo, al menos una boquilla aplicadora, sistema de conductos para guiar el caudal de adhesivo desde el tanque de reserva a la boquilla, un sensor de aplicación ubicado entre el tanque de reserva y la boquilla, un medidor de caudal másico ubicado entre el sensor de aplicación y la boquilla, y una unidad de monitorización con un programa de procesamiento de datos asociado.
En el video de YouTube se muestra un medidor de caudal, que se puede usar para medir el caudal de adhesivo y puede ser comprado por el solicitante: https://www.youtube.com/watch? v=l3vt4jdCsR8&list=PL7374C5CC3B985C05& index=10.
Resumen
En una implementación, un sistema de seguimiento de adhesivo para monitorizar una salida de adhesivo termofusible se define en la reivindicación 1.
En otra implementación, un procedimiento para monitorizar el caudal de adhesivo termofusible con un sistema de seguimiento de adhesivo se define en la reivindicación 10.
En otra implementación, un sistema de adhesivo termofusible se define en la reivindicación 8.
Breve descripción de los dibujos
FIG. 1 es un dibujo esquemático de un sistema de adhesivo termofusible.
FIG. 2A es una vista posterior en perspectiva de una unidad dispensadora del sistema de adhesivo termofusible de la FIG. 1 y un sistema de seguimiento adhesivo.
FIG. 2B es una vista posterior en perspectiva de la unidad dispensadora del sistema de adhesivo termofusible de la FIG. 1 y un medidor de caudal del sistema de seguimiento del adhesivo.
FIG. 3 es un diagrama esquemático del sistema de seguimiento del adhesivo.
FIG. 4 es una vista en perspectiva desde arriba del medidor de caudal.
FIG. 5 es una vista en perspectiva despiezada superior del medidor de caudal.
FIG. 6 es una vista en perspectiva de una parte inferior del medidor de caudal.
FIG. 7 es una vista en perspectiva desde abajo parcialmente despiezada del medidor de caudal.
FIG. 8 es una vista en planta desde arriba de un lado inferior de una cubierta de carcasa del medidor de caudal. FIG. 9 es una vista en sección transversal de la cubierta de carcasa tomada a lo largo de la línea 9-9 de la Fig. 8 FIG. 10A es una vista posterior en perspectiva de una implementación de un sistema de seguimiento de adhesivo que tiene un colector auxiliar montado directamente en una unidad dispensadora.
FIG. 10B es una vista en perspectiva posterior de una implementación de un sistema de seguimiento de adhesivo que tiene un colector auxiliar montado de forma remota a una unidad dispensadora.
FIG. 11A es una vista en perspectiva de un colector auxiliar.
FIG. 11B es una vista en perspectiva de un medidor de caudal conectado al colector auxiliar de la Fig. 11A.
FIG. 12A es una vista frontal de un regulador de presión de aire según la presente divulgación.
FIG. 12B es una vista lateral del regulador de presión de aire de la Fig. 12A.
Descripción detallada
Como se muestra en la Fig. 1, un sistema de adhesivo termofusible 10 comprende una unidad dispensadora 20 que incluye un suministro de adhesivo 22 para recibir y fundir adhesivo termofusible sólido o semisólido 24a, como gránulos, un colector 26 conectado al suministro de adhesivo 22, un controlador 28 y una interfaz de usuario 29. El suministro de adhesivo 22 puede ser un fundidor tipo tanque o un fundidor de rejilla y depósito, entre otros. Al fundirse, el adhesivo termofusible sólido o semisólido 24a almacenado en el suministro de adhesivo 22 se transforma en un adhesivo termofusible líquido 24. El suministro de adhesivo 22 comprende paredes laterales 30, una cubierta extraíble 31 y una base 32 que incluye uno o más calentadores de suministro de adhesivo 34 para fundir y calentar el adhesivo termofusible 24a y el adhesivo termofusible líquido 24 en el suministro de adhesivo 22. Una salida de suministro de adhesivo 36 próxima a la base 32 está acoplada a un pasaje 38 que se conecta a una entrada 40 del colector 26.
El colector 26 se puede integrar directamente en la unidad dispensadora 20 del sistema de adhesivo termofusible 10, de modo que el colector 26 se monta en una pared lateral 30 del suministro de adhesivo 22. Una unidad dispensadora 20 que tiene un colector integral 26 como el descrito se muestra en las FIGS. 2A y 2B. En otras implementaciones, un colector auxiliar se puede reacondicionar a otros sistemas de adhesivo termofusible montándolo directa o indirectamente en la unidad dispensadora 20, como se discutirá con más detalle a continuación.
Haciendo referencia de nuevo a la Fig. 1, una bomba de desplazamiento positivo 58, como una bomba de pistón orientada verticalmente (como se muestra) o una bomba de engranajes, está acoplada al colector 26 para bombear adhesivo termofusible líquido 24 desde el suministro de adhesivo 22 al colector 26, donde se divide en caudales separados. Un motor de bomba 59 acciona la bomba 58. El colector 26 está montado en una pared lateral 30 del suministro de adhesivo 22 con un espaciador 41 y está separado del suministro de adhesivo 22 una distancia 42 suficiente para proporcionar aislamiento térmico del suministro de adhesivo 22 del colector 26. El colector 26 incluye una pluralidad de puertos de salida 44 que pueden equiparse con mangueras calentadas 46 unidas a uno o más aplicadores de adhesivo 48, 50 para suministrar el adhesivo líquido 24 a los aplicadores 48, 50. Mientras que la FIG.
1 muestra el suministro de adhesivo 22 en estrecha proximidad física con el colector 26, también son posibles otras disposiciones donde la fuente de adhesivo termofusible está físicamente distante del colector. En tales disposiciones, se puede usar más de una bomba para mover el adhesivo termofusible desde el suministro de adhesivo 22 hacia el punto final de aplicación.
Como se muestra esquemáticamente en la FIG. 3, el colector 26 puede crear una pluralidad de corrientes de caudal que son transportadas por las correspondientes mangueras calentadas 46 a los aplicadores 48, 50. Los aplicadores 48, 50 incluyen uno o más módulos dispensadores de adhesivo 54 configurados para dispensar/aplicar el adhesivo termofusible líquido 24 a un producto, como una caja de cartón, un paquete u otro objeto. Los módulos dispensadores de adhesivo 54 están montados en cuerpos de aplicador 51 que tienen calentadores de aplicador 53 y están apoyados en un marco 52. El sistema de adhesivo termofusible 10 incluye dos aplicadores 48, 50, con un aplicador ubicado a cada lado de la unidad dispensadora 20 como se muestra en la FIG. 1, aunque otras implementaciones del sistema adhesivo 10 pueden usar un número diferente de aplicadores, módulos dispensadores y otras configuraciones.
También ilustrado en la FIG. 1, el colector 26 está ubicado junto al suministro de adhesivo 22, entre el suministro de adhesivo 22 y el controlador 28. Se apreciará que también se pueden utilizar otras configuraciones en las que el colector 26 esté situado en el centro de la unidad 20. Los puertos de salida 44 en el colector 26 están dispuestos sustancialmente en el centro de la unidad dispensadora 20 de manera que las distancias desde un puerto de salida dado 44 al lado del tanque o al lado del controlador de la unidad 20 son sustancialmente las mismas. Esta disposición centralizada de los puertos de salida 44 permite utilizar la misma longitud de manguera 46 para suministrar adhesivo líquido 24 a los aplicadores de dispensación 48, 50 ubicados a ambos lados de la unidad dispensadora 20. El colector 26 puede incluir un calentador de colector 56 que está separado del calentador de suministro de adhesivo 34 y que puede ser controlado de forma independiente por el controlador 28. Se apreciará que se puede usar un solo calentador para calentar el suministro de adhesivo 22 y el colector 26.
La unidad dispensadora 20 incluye un controlador 28 que aloja la fuente de alimentación y los controles electrónicos para la unidad dispensadora 20. Las mangueras 46 están conectadas eléctricamente al controlador 28 mediante juegos de cables 62 asociados con cada manguera 46. El controlador 28 supervisa y ajusta de forma independiente el calentador de suministro de adhesivo 34, el calentador del colector 56, las mangueras 46 y los calentadores de aplicador 53 para derretir el adhesivo sólido o semisólido 24a recibido en el suministro de adhesivo 22 y para mantener la temperatura del adhesivo líquido 24 para garantizar la viscosidad adecuada del adhesivo 24 suministrado a los aplicadores 48, 50 y dispensado por los módulos dispensadores de adhesivo 54.
Con respecto a las características de calentamiento del sistema de adhesivo termofusible 10, el controlador 28 está conectado eléctricamente a los calentadores, incluidos el calentador de suministro de adhesivo 34, el calentador del colector 56 y los calentadores de aplicador 53, así como cualquier calentador de manguera. El controlador 28 también puede estar acoplado con varios sensores de temperatura en el sistema de adhesivo termofusible 10, que pueden estar asociados o incluidos en el calentador de suministro de adhesivo 34, el calentador del colector 56, los calentadores de aplicador 53 y cualquier calentador de manguera. El controlador 28 supervisa y ajusta de forma independiente el calentador de suministro de adhesivo 34, el calentador del colector 56, los calentadores de aplicador 53 y cualquier calentador de manguera, para derretir el adhesivo termofusible sólido o semisólido 24a recibido en el suministro de adhesivo 22 y para mantener la temperatura de adhesivo termofusible líquido (derretido) 24 para garantizar la viscosidad adecuada del adhesivo termofusible líquido 24 suministrado a los aplicadores 48, 50 y dispensado por los módulos dispensadores de adhesivo 54. Por ejemplo, el controlador 28 recibe información de temperatura de los sensores de temperatura y envía instrucciones de control de calentador a cada calentador para ajustar la temperatura. Dichas instrucciones de control de calentador pueden aumentar o disminuir la temperatura de cualquiera o todos los calentadores en el sistema de adhesivo termofusible 10.
La bomba 58 está ubicada en el exterior del suministro de adhesivo 22 y está conectada a un regulador de presión de aire 70 que recibe aire de un suministro de aire 61. Particularmente, el regulador de presión de aire 70 está montado en la unidad dispensadora 20 y se conecta al suministro de aire 61. En algunas implementaciones, la bomba 58 puede estar unida al colector 26 y calentada por el calentador de colector 56. Esta disposición permite una abertura del tanque 60 más grande, aumenta la capacidad del tanque y reduce el tiempo requerido para calentar la bomba 58. Además, se puede unir un medidor de caudal 80 al colector 26. El medidor de caudal 80 comprende un par de sensores que están conectados eléctricamente al controlador 28 mediante cables correspondientes 63a, 63b asociados con cada sensor. Al menos un detector de producto 90, como un fotosensor, también está conectado eléctricamente al controlador 28.
El colector 26, el medidor de caudal 80, el detector de producto 90, el controlador 28 y la interfaz de usuario 29 son componentes de un sistema de seguimiento de adhesivo 37 para monitorizar el adhesivo aplicado a un producto o sustrato, incluida la cantidad total de adhesivo dispensado y una cantidad promedio de adhesivo dispensado por producto, para proporcionar alarmas y datos útiles del sistema a un usuario durante la operación. Haciendo referencia de nuevo a la FIG. 3, se describen características adicionales relacionadas con el sistema de seguimiento de adhesivo 37 y su control. La bomba 58 hace avanzar el adhesivo termofusible líquido 24 desde el suministro de adhesivo 22 al colector 26, donde se divide en una pluralidad de corrientes de caudal. El colector 26 incluye un medidor de caudal 80 para medir el caudal del adhesivo termofusible líquido 24 a través del mismo. En otras implementaciones, el medidor de caudal 80 puede instalarse en un extremo de la manguera 46. El medidor de caudal 80 recopila información de caudal utilizando al menos un sensor de caudal 88 en comunicación eléctrica con el controlador 28 y la interfaz de usuario 29 para proporcionar información al usuario. En algunas implementaciones, se proporcionan un par de sensores de caudal 88a, 88b que suministran una salida en cuadratura. La razón de esto es que, durante la carrera de la bomba de pistón, el material en realidad fluye hacia atrás y, por lo tanto, la salida en cuadratura permite restar este caudal de retorno del caudal de avance para mantener un alto nivel de precisión. Un solo sensor sería suficiente en implementaciones con bomba de engranajes en las que no hay caudal de retorno.
La interfaz de usuario 29 está asociada con el controlador 28 y proporciona al usuario información sobre las funciones de calentamiento del sistema de adhesivo termofusible 10. Por ejemplo, la interfaz de usuario 29 presenta información relacionada con la temperatura del adhesivo, la temperatura del calentador y similares. La interfaz de usuario 29 también incluye controles para ajustar los parámetros relacionados con el calentamiento del sistema de adhesivo termofusible 10. Además, la interfaz de usuario 29 y el controlador 28 también proporcionan al usuario información sobre el sistema de seguimiento de adhesivo 37, como se analiza con mayor detalle a continuación.
Volviendo de nuevo a las Figs. 2A y 2B, se ilustra la unidad dispensadora 20 del sistema de adhesivo termofusible e incluye el colector 26, el controlador 28 y la interfaz de usuario 29. En la Fig. 2A, el colector 26 se muestra con una cubierta aislada 26a que protege al usuario de quemarse cuando se calienta el colector. En la Fig. 2B, el colector 26 se muestra sin la tapa 26a, revelando el medidor de caudal 80 en comunicación de fluido con el colector 26.
El sistema de seguimiento de adhesivo 37 usa el medidor de caudal 80 para medir directamente la salida de adhesivo. En algunas implementaciones, el medidor de caudal 80 se puede conectar de manera desmontable al colector 26. Con referencia a las FIGS. 4-7, por ejemplo, el medidor de caudal 80 comprende un cuerpo de carcasa 82 que tiene un pasaje de entrada de caudal 84 configurado para recibir adhesivo termofusible desde el colector 26, y un pasaje de salida de caudal 85 configurado para descargar adhesivo termofusible de vuelta al colector 26. El cuerpo de carcasa 82 del medidor de caudal 80 se puede conectar de forma desmontable al colector 26 a través de sujetadores 87a, como tornillos o pernos. El medidor de caudal 80 incluye además una cubierta de carcasa 83 que está conectada de forma desmontable al cuerpo de carcasa 82 mediante una pluralidad de sujetadores 87b, como tornillos o pernos. En otra implementación, el medidor de caudal 80 se puede integrar con el colector 26. Por ejemplo, el cuerpo de carcasa 82 se puede integrar con el colector 26 de manera que la cubierta de carcasa 83 se pueda conectar de forma desmontable a través de sujetadores 87b. En otra implementación, que no forma parte de la presente invención, los componentes individuales del medidor de caudal 80, como los engranajes 86, los pasadores 81 y los casquillos 81a, que se describirán en detalle a continuación, pueden incorporarse en la cubierta de carcasa 83 de modo que la cubierta de carcasa 83 pueda conectarse directamente al colector 26 de manera desmontable a través de sujetadores 87b, de modo que el cuerpo de carcasa 82 no se utilice. En otra implementación más que no forma parte de la presente invención, los componentes individuales del medidor de caudal 80, como los engranajes 86, los pasadores 81 y los casquillos 81a, pueden integrarse directamente en el colector 26 de modo que la cubierta de carcasa 83 pueda conectarse de forma desmontable directamente al mismo.
El medidor de caudal 80 comprende además un par de engranajes giratorios 86 y al menos un sensor 88, como un sensor de captación magnética, configurado para medir una cantidad de adhesivo líquido que fluye a través del medidor de caudal. Un par de sensores 88a, 88b se muestran en la implementación del medidor de caudal 80 representado en las figuras. En particular, el par de sensores 88a, 88b están configurados para medir la rotación de los engranajes impulsores giratorios 86 para determinar la cantidad de adhesivo que fluye desde la salida de caudal 85. La salida de caudal 85 está en comunicación de fluido con el colector 26 de modo que el adhesivo líquido se envía de regreso al colector 26 y luego se distribuye a las diversas mangueras 46 que están directamente conectadas al colector 26. En algunas implementaciones, la salida de caudal 85 puede conectarse directamente a las mangueras que están conectadas a los aplicadores de adhesivo.
El cuerpo de carcasa 82 también comprende un sello elastomérico 89, tal como una junta tórica alargada u ovalada, para mantener un sellado hermético con la tapa para evitar fugas de fluido desde medidor de caudal. Además, la pluralidad de sujetadores 87a, 87b también están adaptados para asegurar de manera desmontable el medidor de caudal 80 al colector 26. En otras implementaciones, el medidor de caudal 80 puede estar conectado en comunicación de fluido a la bomba 58 o a cualquiera de las mangueras 46.
Los engranajes 86 están contenidos dentro de un rebaje central hueco 82a del cuerpo de carcasa 82 de manera que pueden girar libremente alrededor de un eje de rotación. En particular, los engranajes están asegurados rotatoriamente entre el cuerpo de carcasa 82 y la tapa de la carcasa 83. En una implementación, los engranajes 86 son una serie sustancialmente lineal de engranajes rectos de dosificación de caudal que se engranan entre sí, cada uno de los cuales está configurado para girar alrededor de pasadores respectivos 81 provistos en casquillos 81a correspondientes en el cuerpo de carcasa 82. Los engranajes rectos 86 están colocados de modo que sean sustancialmente coplanares, y de modo que cada engranaje recto sea paralelo y esté separado de al menos un engranaje recto contiguo. Además, los engranajes rectos 86 están colocados de modo que un eje de rotación de cada uno de los engranajes esté colocado a lo largo de una línea central común. Los engranajes rectos 86 también se colocan de modo que los dientes de cada engranaje recto engranen con los dientes del engranaje recto contiguo.
El pasaje de entrada de caudal 84 proporciona un conducto entre una fuente de líquido en el colector 26 y el lado de entrada del par de engranajes 86 engranados entre sí. De manera similar, el pasaje de salida de caudal 85 proporciona un conducto entre el lado de descarga del par de engranajes 86 engranados entre sí y el colector 26. Los engranajes 86 están en comunicación de fluido con un pasaje de entrada de caudal 84 que dirige una corriente presurizada de líquido en el interior del rebaje 82a hacia el lado de entrada del par de engranajes engranados entre sí. Como resultado, la corriente de líquido presurizado impulsa los engranajes 86 en tándem de modo que cada uno de los engranajes gire en una dirección opuesta entre sí. Por ejemplo, uno de los engranajes gira en sentido contrario a las agujas del reloj, mientras que el engranaje adyacente gira en el sentido de las agujas del reloj. El empleo de engranajes contrarrotativos 86 crea un desplazamiento positivo para la medición precisa del adhesivo termofusible líquido.
Como resultado de esta rotación de los engranajes 86, después de que se dirija una corriente de líquido hacia el lado de entrada de la porción engranada de los engranajes a través del pasaje de entrada de caudal 84, la corriente se divide en dos por los dos engranajes. Esto ocurre porque, a medida que giran los engranajes, el líquido fluye hacia los espacios entre los dientes de cada uno de los pares de engranajes que giran en sentido opuesto. Así, dos corrientes de líquido son transportadas respectivamente en direcciones opuestas alrededor del perímetro del rebaje central 82a por los dientes de cada engranaje que gira en sentido opuesto, de modo que las dos corrientes de líquido convergen cerca del pasaje de salida de caudal 85. En consecuencia, el volumen de líquido que fluye entre los engranajes 86 y la pared perimetral del rebaje central 82a representa el volumen de líquido por pulso. A medida que los respectivos dientes de engranaje de cada engranaje contiguo engranan entre sí, el líquido se desplaza de los espacios entre los dientes de engranaje de cada engranaje, lo que obliga al líquido a entrar y atravesar el pasaje de salida de caudal 85 que está adyacente al par de engranajes engranados entre sí. Así, durante este proceso, el líquido presurizado que se mueve a través del medidor de caudal 80 ejerce fuerzas de rotación sobre los engranajes 86, haciendo que giren a una velocidad particular. Los sensores 88a, 88b están configurados para medir esta velocidad de rotación de los engranajes 86 para determinar el caudal de líquido que se mueve a través del medidor de caudal 80. El medidor de caudal de dientes de engranaje 80 está configurado para proporcionar una resolución de, por ejemplo, aproximadamente 25 mg.
Como se muestra en las FIGS. 7-9, los engranajes 86 están delimitados dentro del rebaje 82a por una superficie interior plana de la cubierta de carcasa 83. Cada engranaje puede estar delimitado además por un respectivo eje de soporte endurecido 83a provisto en la cubierta de carcasa 83. Se proporciona una membrana delgada 83b debajo de cada sensor 88a, 88b en la superficie interna plana de la cubierta de carcasa 83, de manera que la membrana delgada 83b se ubica entre los sensores 88a, 88b y los engranajes 86.
En otra implementación de un sistema de adhesivo termofusible, un accesorio o colector auxiliar 26' puede montarse directamente en una unidad dispensadora 20', como se muestra en la FIG. 10A, con el fin de reacondicionar los sistemas adhesivos de fusión en caliente existentes con el sistema de seguimiento de adhesivo 37. En otra implementación, el colector auxiliar 26' se puede montar de forma remota en la unidad dispensadora 20' a través de una manguera de transferencia 43 como se muestra en la FIG. 10B. Se apreciará que el colector auxiliar 26' puede adaptarse a los sistemas de adhesivo termofusible que utilizan una bomba de pistón o una bomba de engranajes. El medidor de caudal 80 puede montarse en el colector auxiliar 26' o integrarse en él, de modo que el adhesivo termofusible que se recibe en el colector auxiliar 26' pueda dirigirse a través del medidor de caudal 80. En algunas implementaciones, el colector auxiliar 26' puede incluir un calentador interno. Cuando el colector auxiliar 26' se monta de forma remota en la unidad dispensadora 20', el calentador interno obtiene energía de la manguera de transferencia 43. Cuando el colector accesorio 26' está montado directamente en la unidad dispensadora 20', el calentador interno obtiene energía de la propia unidad dispensadora 20'. Como se muestra en la FIG. 11A, el colector auxiliar 26' incluye una cubierta aislada 27' que protege el medidor de caudal 80 y también protege al usuario de quemaduras. Como se muestra en la FIG. 11B, la cubierta aislada 27' se ha retirado del colector auxiliar 26', ilustrando así una implementación del colector auxiliar 26' en la que el medidor de caudal 80 se puede asegurar directamente al mismo.
El regulador de presión de aire 70 se muestra en las Figs. 12A y 12B. El regulador de presión de aire 70 puede ser un regulador de presión de tipo diafragma e incluye un manómetro 72 para monitorizar el nivel de presión, así como una perilla giratoria de ajuste de presión 74 configurada para ajustar el nivel de presión a la cantidad deseada. El regulador de presión de aire 70 está asociado con un solenoide de alto caudal configurado para encender y apagar la bomba, y que tiene un coeficiente de caudal de aproximadamente 1,0 cv. En consecuencia, cuando la bomba se desplaza, el tiempo necesario para volver a presurizar es de unos 3 ms.
El sistema de seguimiento de adhesivo 37 utiliza además el detector de productos 90 para determinar cuentas de productos. El detector de productos puede montarse con un campo de visión que visualice productos a lo largo de la línea de montaje o detecte espacios entre productos a lo largo de la línea de montaje. Por ejemplo, el detector de productos 90 puede instalarse en la línea de producción y montarse justo delante de la primera ubicación de dispensación. El detector de producto 90 está configurado para detectar la presencia de un producto al que se aplica el adhesivo. Como se ilustra en la FIG. 1, el detector de producto 90 está conectado eléctricamente al controlador 28. En otras implementaciones, el detector de producto 90 puede conectarse eléctricamente al medidor de caudal 80, al colector 26 o a una unidad de control separada (no mostrada) en otras implementaciones. El controlador incluye un procesador en comunicación eléctrica tanto con el medidor de caudal 80 como con el detector de producto 90 para monitorizar la salida del caudal de adhesivo. En otras implementaciones, el procesador puede estar incluido, por ejemplo, en el colector 26 o en una unidad de control separada. Los datos de medición y generación de informes recopilados por el sistema de seguimiento del adhesivo se pueden utilizar para mejorar el control del proceso del sistema de adhesivo termofusible 10.
El procesador determina un tiempo de inicio y un tiempo de finalización para la aplicación del adhesivo al producto basándose en la presencia del producto recibido del al menos un detector de producto 90. El procesador también recibe la cantidad de adhesivo que sale de la salida de caudal 85 del medidor de caudal 80 en todo momento. El procesador entonces asocia la cantidad de adhesivo que sale del medidor de caudal 80 desde el tiempo de inicio hasta el tiempo de finalización con el producto. Por ejemplo, el detector de productos 90 detecta los productos desde el borde delantero hasta el borde final a medida que se mueven a lo largo de la línea de producción, tiempo durante el cual se acumula en consecuencia la salida de adhesivo del medidor de caudal 80. El procesador puede calcular además el peso del adhesivo dispensado desde la salida de caudal 85 del medidor de caudal 80 en función de la cantidad recibida y/o calcular el volumen del adhesivo dispensado desde la salida de caudal 85 del medidor de caudal 80 en función de la cantidad recibida.
Durante el funcionamiento del sistema de seguimiento de adhesivo 37, el adhesivo puede medirse sobre el paso del detector de producto 90 para proporcionar un peso promedio de adhesivo por producto, incluso si hay múltiples estaciones dispensadoras en diferentes ubicaciones en la línea de productos. Además, se puede usar un conteo fijo de saltos de productos para ignorar los productos al inicio para garantizar que todos los aplicadores 48, 50 estén aplicando adhesivo antes de que el sistema de seguimiento de adhesivo 37 comience a monitorizar los productos. Dicho conteo de saltos debe ser lo suficientemente largo para que todos los aplicadores de adhesivo 48, 50 comiencen a dispensar el adhesivo antes de que comience la verificación. El conteo de saltos es programable hasta cero para deshabilitar los saltos en las líneas de producción que no tienen productos entre las estaciones de pegado.
La cantidad de adhesivo aplicada a los productos se puede promediar entre dos o más productos. En una implementación, por ejemplo, el procesador determina un tiempo de inicio y un tiempo de finalización para la aplicación del adhesivo a cuatro productos. El procesador recibe la cantidad de adhesivo que sale de la salida de caudal 85 del medidor de caudal 80 desde el momento de inicio hasta el momento de finalización. A continuación, el procesador calcula una cantidad media de adhesivo aplicada al número de productos detectados por el detector de productos 90 desde el tiempo de inicio hasta el tiempo de finalización, y asocia una cantidad promedio de adhesivo con cada uno de los productos.
Por lo tanto, el procesador puede determinar la cantidad total de adhesivo dispensado en el producto y también calcular la cantidad promedio móvil de adhesivo dispensado o añadido por producto. Además, el procesador puede activar una alarma de notificación cuando la cantidad promedio de adhesivo por producto cae fuera de un rango definido por el usuario, como un parámetro de umbral de alarma predeterminado. Dicha alarma se puede generar tanto para umbrales altos como bajos. El número de productos que pueden pasar con una salida demasiado alta o demasiado baja también es ajustable por el usuario. En particular, el procesador puede determinar una cantidad de productos consecutivos que tienen una cantidad promedio de adhesivo que está fuera de un parámetro de umbral predeterminado, y activar la alarma cuando la cantidad consecutiva de productos antes mencionada excede un parámetro de retardo de alarma predeterminado. La alarma de notificación puede ser una señal audible o una señal visible para alertar al usuario. Además, el parámetro del umbral de alarma se puede determinar en función de la cantidad promedio de adhesivo aplicada a los dos o más productos durante un proceso de aprendizaje. Por ejemplo, la cantidad deseada de adhesivo aplicado al producto puede aprenderse o puede ser introducida manualmente por un usuario.
El procesador determina la cantidad total de adhesivo dispensado para todos los productos aprendidos y calcula la cantidad promedio de adhesivo agregado por producto durante el proceso de aprendizaje. Esta cantidad promedio de adhesivo aplicado se usa luego para determinar los umbrales de alarma. Por ejemplo, el umbral de alarma puede ser ajustable por el usuario. El punto de alarma alto es independiente del punto de alarma bajo. La alarma de notificación se habilita al finalizar el proceso de aprendizaje.
Además, durante el funcionamiento, un número mínimo de productos, como los primeros cuarenta productos, no pueden ser usados para calcular la cantidad media de adhesivo aplicada por producto cuando se inicia la línea de producción por primera vez. Omitir productos al inicio permite que todos los aplicadores de adhesivo 48, 50 estén activos antes de calcular la cantidad promedio de adhesivo añadido por producto. El usuario puede establecer el número de productos omitidos. Por ejemplo, una configuración de "0" desactiva la omisión de productos para aquellos sistemas que no tienen más de un producto entre todos los aplicadores de adhesivo, como el sellado de cajas. Además, los productos pueden omitirse cuando no se ha visto la señal de producto durante un período de tiempo, como diez segundos, que el usuario puede ajustar. Debe apreciarse que el proceso de omisión de productos puede tener prioridad sobre el proceso de aprendizaje. Por ejemplo, el proceso de omisión de productos se puede realizar antes de iniciar el proceso de aprendizaje incluso si se selecciona el proceso de aprendizaje, pero es necesario omitir los productos.
La cantidad promedio de adhesivo aplicada por producto se determina en función del período de dispensación definido por el tiempo de inicio y el tiempo de finalización del caudal de adhesivo detectado por el detector de producto 90. Los tiempos de inicio y finalización del adhesivo detectado por el detector de productos para una pluralidad de productos definen una serie correspondiente de períodos de dispensación. El procesador calcula una cantidad promedio móvil del adhesivo agregado a cada producto para cada período de dispensación.
Por ejemplo, la cantidad de productos para promediar juntos para los cálculos de agregación de producto promedio se puede basar en cuántos productos se necesitan para lograr una resolución del 2 % en la agregación de adhesivo. Como se describió anteriormente, el número de productos para promediar se determinará durante el proceso de aprendizaje y el usuario puede ajustarlo después del proceso de aprendizaje. Se puede lograr una resolución del 2 % cuando el número total de pulsos del medidor de caudal es cincuenta o más para N productos, donde N es el número de productos a promediar para obtener la cantidad promedio de adhesivo agregado. En otro ejemplo, si el proceso de aprendizaje usa cuatro productos y la cantidad total de pulsos del medidor de caudal vistos durante el proceso de aprendizaje es veintiuno, entonces la cantidad de productos para promediar juntos para el promedio agregado sería: cuatro productos vistos (2% * veintiún pulsos vistos) = 9,5 productos, que luego se redondea al siguiente número entero más alto y da como resultado 10 productos para promediar juntos. Por lo tanto, la cantidad de adhesivo se promedia sobre una serie de productos para calcular un valor objetivo.
La cantidad promedio de adhesivo dispensado sobre los productos puede estar representada por el peso aplicado por producto o el volumen promedio de adhesivo dispensado por producto a lo largo del tiempo. Como se explicó anteriormente, si se determina que el promedio móvil de adhesivo aplicado por producto está fuera del umbral de alarma y el número de productos consecutivos fuera de tolerancia, es decir, aquellos que están fuera de los umbrales superior o inferior, excede un valor determinado por el parámetro de retardo de alarma, tal como el número permitido por el usuario de productos fuera de tolerancia, entonces el procesador activa una alarma para notificar al usuario. En algunas implementaciones, la señal de salida de alarma puede activar el controlador 28 para detener la producción si la dispensación de adhesivo se desvía más allá de los límites superior e inferior especificados por el usuario.
Los pesos medidos permitirán al usuario final optimizar la aplicación del adhesivo. Además, el usuario puede establecer límites de banda de cantidad de adhesivo para garantizar el control del proceso e identificar las inconsistencias en el patrón de volumen. Por lo tanto, el usuario puede optimizar la cantidad de adhesivo aplicado a cada producto y rechazar los productos que tienen demasiado o muy poco adhesivo aplicado. Además, el usuario también puede detectar defectos operativos que reducen el caudal, como fallas en el solenoide y el módulo. Otros defectos de funcionamiento pueden incluir boquillas obstruidas, que el usuario puede solucionar aumentando la presión o realizando mantenimiento.
Además, un factor de calibración (es decir, factor K) permite el ajuste fino del medidor de caudal 80 para diferentes condiciones de funcionamiento. Por ejemplo, se mide el peso real del adhesivo de uno o más productos y se compara con el peso del adhesivo mostrado. El nuevo valor del factor K se puede calcular mediante la fórmula: Nuevo factor K = Factor K antiguo * Peso mostrado/Peso real.
La interfaz de usuario 29 del sistema de seguimiento de adhesivo 37 está en comunicación eléctrica con el controlador 28 e incluye una pantalla que proporciona datos en tiempo real al usuario, incluida la cantidad promedio de adhesivo añadido por producto, la cantidad total de adhesivo agregado, la cantidad promedio de adhesivo agregado por hora, el recuento total de productos y el recuento de productos defectuosos, y el estado de alarma y el total de alarmas. Además, se puede proporcionar un puerto USB u otro lector de medios electrónicos en comunicación con el procesador para copiar los registros de datos capturados y para brindar acceso a las actualizaciones del sistema. Dichos registros de datos pueden mantenerse y almacenarse para su recuperación, por ejemplo, diariamente, semanalmente o trimestralmente.
Estas implementaciones específicas descritas anteriormente son para fines ilustrativos y no pretenden limitar el alcance de la divulgación como se describe y reivindica en este documento. Pueden existir modificaciones y variaciones de las implementaciones descritas.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un sistema de seguimiento de adhesivo (37) para monitorizar una salida de adhesivo termofusible, comprendiendo el sistema de seguimiento de adhesivo (37):
un medidor de caudal (80) que tiene un pasaje de entrada de caudal (84) y un pasaje de salida de caudal (85), donde el medidor de caudal (80) está configurado para medir una cantidad de adhesivo termofusible que fluye a través del medidor de caudal (80) y sale del pasaje de salida de caudal (85);
un colector (26) configurado para emitir el adhesivo termofusible (24), donde el colector está en conexión de fluido con el medidor de caudal (80);
al menos un detector de producto (90) configurado para detectar la presencia de un producto al que se aplica el adhesivo termofusible (24); y
un controlador (28) en comunicación con el medidor de caudal (80) y el al menos un detector de producto (90),
caracterizado porque,
el medidor de caudal comprende un cuerpo de carcasa (82) que tiene un rebaje central hueco (82a) y un par de engranajes giratorios (86) provistos en el rebaje central hueco (82a), y al menos un sensor (88a, 88b) configurado para medir la cantidad de adhesivo termofusible;
una cubierta de carcasa (83) unida de forma desmontable al cuerpo de carcasa (82) y que tiene una superficie interior plana próxima al rebaje central hueco (82a) del cuerpo de carcasa (82); el par de engranajes giratorios (86) estando asegurados giratoriamente entre el cuerpo de carcasa (82) y la cubierta de carcasa (83);
donde el pasaje de entrada de caudal (84) del medidor de caudal (80) está configurado para recibir adhesivo termofusible del colector (26), y el pasaje de salida de caudal (85) del medidor de caudal (80) está configurado para descargar adhesivo termofusible adhesivo de nuevo en el colector (26), y
donde el controlador (28) tiene un procesador configurado para:
determinar un tiempo de inicio y un tiempo de finalización para la aplicación del adhesivo al producto en función de la presencia del producto recibido del detector de producto (90),
recibir la cantidad de adhesivo que fluye desde la salida de caudal del medidor de caudal desde el tiempo de inicio hasta el tiempo de finalización, y
asociar la cantidad de adhesivo con el producto.
2. El sistema de la reivindicación 1, donde:
el colector (26) comprende un puerto de entrada en comunicación de fluido con el pasaje de entrada de caudal (84) del medidor de caudal (80) y al menos un puerto de salida en comunicación de fluido con el pasaje de salida de caudal (85) del medidor de caudal (80).
3. El sistema de la reivindicación 1, donde el procesador está configurado además para calcular el peso del adhesivo termofusible que fluye desde la salida de caudal del medidor de caudal en función de la cantidad recibida de adhesivo.
4. El sistema de la reivindicación 1, donde el procesador está configurado además para calcular un volumen de adhesivo termofusible que fluye desde la salida de caudal del medidor de caudal en función de la cantidad recibida de adhesivo.
5. El sistema de la reivindicación 1, donde el procesador está configurado además para:
determinar un segundo tiempo de inicio y un segundo tiempo de finalización para la aplicación del adhesivo termofusible a dos o más productos;
recibir la cantidad de adhesivo termofusible que fluye desde el pasaje de salida de caudal (85) del medidor de caudal (80) desde el segundo tiempo de inicio hasta el segundo tiempo de finalización;
calcular una cantidad promedio de adhesivo aplicado a los dos o más productos entre el segundo tiempo de inicio y el segundo tiempo de finalización; y
asociar la cantidad de adhesivo termofusible con cada uno de los dos o más productos.
6. El sistema de la reivindicación 1, donde el al menos un sensor (88a, 88b) comprende un par de sensores (88a, 88b) configurados para proporcionar una salida en cuadratura.
7. El sistema de la reivindicación 1, donde los engranajes (86) son series lineales de engranajes rectos (86) que se engranan entre sí, cada uno de los cuales está configurado para girar sobre pasadores respectivos (81) provistos en casquillos correspondientes (81a) en el cuerpo de carcasa (82).
8. Un sistema adhesivo termofusible, que comprende:
un suministro de adhesivo (22) que contiene adhesivo termofusible sólido o semisólido (24a);
un calentador (34) asociado con el suministro de adhesivo (22) para fundir el adhesivo termofusible sólido o semisólido (24a) en un adhesivo termofusible líquido (24);
una bomba (58) para bombear el adhesivo termofusible líquido (24) desde el calentador (34) al colector (26); un regulador de presión de aire (70) para regular el caudal de aire hacia la bomba (58) desde un suministro de aire (61); y
al menos un aplicador de adhesivo (48, 50) configurado para aplicar el adhesivo termofusible líquido (24) a un sustrato, y
un sistema de seguimiento de adhesivo según la reivindicación 1.
9. El sistema adhesivo termofusible de la reivindicación 8, que comprende, además:
un colector auxiliar (26') en comunicación de fluido con el colector (26); y
al menos una manguera (43) en comunicación de fluido con el colector auxiliar (26') y el al menos un aplicador de adhesivo (48, 50) para transportar el adhesivo termofusible líquido (24) desde el colector auxiliar (26') hasta el al menos un aplicador de adhesivo (48, 50),
donde el medidor de caudal (80) se ajusta al extremo de al menos una manguera (43) en una ubicación próxima al al menos un aplicador de adhesivo (48, 50).
10. Procedimiento para monitorizar el caudal de adhesivo termofusible con un sistema de seguimiento de adhesivo según la reivindicación 1, comprendiendo el procedimiento:
detectar la presencia de un producto al que se aplica el adhesivo utilizando al menos un detector de producto (90);
determinar un tiempo de inicio y un tiempo de finalización para aplicar el adhesivo al producto en base a la presencia del producto recibido del detector de producto (90);
determinar una cantidad de adhesivo termofusible aplicado al producto desde el momento de inicio hasta el momento de finalización midiendo la cantidad de adhesivo dispensado desde el colector (26); y
asociar la cantidad de adhesivo con el producto.
11. El procedimiento de la reivindicación 10, que comprende, además:
determinar un segundo tiempo de inicio y un segundo tiempo de finalización para la aplicación del adhesivo termofusible a dos o más productos;
medir la cantidad de adhesivo termofusible (24) que sale del colector (26) desde el segundo tiempo de inicio hasta el segundo tiempo de finalización usando el medidor de caudal (80);
calcular una cantidad promedio de adhesivo aplicado a los dos o más productos entre el segundo tiempo de inicio y el segundo tiempo de finalización; y
asociar la cantidad de adhesivo termofusible a cada uno de los dos o más productos.
12. El procedimiento de la reivindicación 11, que comprende, además:
activar una alarma cuando la cantidad promedio de adhesivo termofusible aplicada a los dos o más productos está fuera de un parámetro de umbral de alarma predeterminado.
13. El procedimiento de la reivindicación 12, que comprende, además:
determinar el número de productos consecutivos que tienen la cantidad promedio de adhesivo termofusible que está fuera del parámetro de umbral predeterminado, donde
activar la alarma comprende activar la alarma cuando el número consecutivo de productos supera un parámetro de retardo de alarma predeterminado.
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