台湾专利TW201323093A 模組化噴射裝置

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专利摘要:
本發明揭示用於噴射一流體材料之模組化裝置及用於模組化噴射裝置之組件。該等裝置可包含一經加壓空氣或正排量泵流體供應模組以供應一流體模組入口。一注射器可透過一止回閥將材料饋送至一正排量泵，該正排量泵透過另一止回閥將材料饋送至該流體模組。使位於該流體模組內之一閥元件移動以接觸一閥座並藉由一外部驅動銷與該流體模組之一可移動元件之間的接觸而噴射一液滴材料。一壓電致動器、一氣動致動器或另一致動器可使該驅動銷移動。一控制器可以噴射材料之速率協調來自該正排量泵之流體之該供應。該流體模組及該正排量泵可容易自該噴射裝置移除。
公开号:TW201323093A
申请号:TW101130536
申请日:2012-08-22
公开日:2013-06-16
发明作者:Stanley Cruz Aguilar；Mani Ahmadi；Jardins Stephen Russell Des；Erik Fiske；Mark Meier；Horatio Quinones；Thomas Ratledge；Robert James Wright
申请人:Nordson Corp；
IPC主号:B05C5-00

专利说明:
模組化噴射裝置
本發明一般而言係關於流體材料之應用，且特定而言係關於供用於噴射流體材料中之裝置。
本申請案係與在和本案同一日期提出申請且標題為「PNEUMATICALLY-DRIVEN DISPENSING VALVES WITH VARIABLE DISPENSING VELOCITY」(代理人檔案號：NOR-1447US)之申請案第＿＿＿號相關，該申請案藉此以其全文引用方式併入本文中。
噴射裝置可需要專用於其中將一流體材料之微小量施加至一基板上之電子行業應用中之不同類型之分配應用的不同類型之分配閥或分配閥組件。一「噴射裝置」係噴出或「噴射」來自分配器之一液滴材料以落在一基板上之一裝置，其中該液滴在接觸基板之前自分配器噴嘴卸除。因此，在一噴射類型分配器中，所分配之液滴係在分配器與基板之間「飛行」，且針對分配器與基板之間的距離之至少一部分，不與分配器或基板接觸。噴射裝置存在分配底填充材料、囊封材料、表面安裝黏合劑、焊料膏、傳導黏合劑及防銲遮罩材料、助銲劑及熱化合物之眾多應用。隨著噴射裝置之應用類型改變，噴射裝置之類型亦必須調適以匹配應用改變。
一種類型之噴射裝置包含具有經組態以選擇性地嚙合一閥座之一尖端之一針。在一噴射操作期間，噴射裝置之針係藉由一驅動機構而相對於閥座移動。針之尖端與閥座之間的接觸將一排放通道與在壓力下供應有流體材料之一流體室封閉。因此，為分配流體材料之液滴，使閥元件自與閥座之接觸縮回以允許流體材料之有限量流過新近形成之間隙且流至排放通道中。然後使針之尖端朝向閥座迅速移動以閉合該間隙，此產生加速流體材料之有限量穿過排放通道且致使自該排放通道之一出口噴出、或噴射材料之一液滴之壓力。
噴射裝置經組態以用於基板上面之控制移動且流體材料經噴射以落在一基板之一意欲施加區域上。藉由「即時」(亦即，當噴射裝置在運動時)迅速噴射材料，經分配液滴可經連結以形成一連續線。噴射裝置可因此容易經程式化以分配一所期望圖案之流體材料。此變通性已使噴射裝置適於電子行業中之多種應用。舉例而言，底填充材料可使用一噴射裝置經施加以分配流體材料接近於晶片之一或多個邊緣，其中材料然後藉由毛細作用在該晶片下方流動。
在習用噴射裝置中，接觸閥座之針尖端經曝露於所噴射流體材料。因此，針必須包含各種密封，該等密封提供該針之驅動機構與該針尖端定位於其中之流體室之流體隔離，同時准許該針之該尖端接觸閥座以致使流體材料噴射。密封促進磨損及摩擦，而該針需要顯著衝程以形成用於與閥座衝擊(其產生噴射流體材料之液滴所需之能量)之足夠速度。
有時，需要清潔被正噴射流體材料潤濕之噴射裝置之內表面。由於此等內表面難以用清潔工具接達，因此習用噴射裝置亦花費大量時間來清潔。拆卸及重新裝配習用噴射裝置之組件係涉及眾多工具之一困難過程。由於噴射裝置之複雜性，拆卸及重新裝配係冗長程序，甚至對高度熟習之技師而言。
雖然習用噴射裝置已證明適用於其預定目的，但需要解決對維護噴射裝置之較少停機時間之需求，同時引入額外撓性度以使得噴射裝置能夠相對容易經組態用於多種噴射應用之經改良噴射裝置。
在下文發明內容中提供小標題以幫助貫穿本發明之各種實施例中之某些實施例導引讀者。流體供應模組
在一項實施例中，一模組化噴射裝置包含：一流體模組，其具有一流體室、至該流體室之一流體入口、將該流體入口連接至液體材料之一外部供應之一流體連接介面、來自該流體室之一流體出口及定位於該流體入口與該流體出口之一閥座。該模組化噴射裝置進一步包含一驅動模組，該驅動模組經組態以使一閥元件之至少一部分相對於該閥座往復地移動。該流體連接介面准許不同流體供應模組供應流體至流體模組。可連接至流體連接介面之一第一流體供應模組可經組態以使用經加壓空氣來將流體材料引導至流體模組之流體入口。可替代地連接至該流體連接介面之一第二流體供應模組可包含經組態以將流體材料泵送至流體模組之流體入口。第一供應模組或第二流體供應模組或另一類型之流體供應模組連接至流體連接介面。正排量泵
一正排量泵可用於本發明之某些實施例。該正排量泵可包含經組態以將該流體材料以一定時序列供應至該流體室之該流體入口之一第一活塞泵及一第二活塞泵。一第一止回閥可定位於至該流體室之該流體入口與該第一活塞泵之間的一第一流動路徑中。該第一止回閥可包含控制自該流體室至該第一活塞泵之逆向流動之一彈簧負載可移動主體。一第二止回閥可定位於至該流體室之該流體入口與該第二活塞泵之間的一第二流動路徑中。該第二止回閥可包含控制自該流體室至該第二活塞泵之逆向流動之一彈簧負載可移動主體。
類似於該第一止回閥及該第二止回閥之一第二組止回閥可包含於該正排量泵中以控制該第一活塞泵及該第二活塞泵與諸如一流體填充注射器之一流體供應之間的逆向流動。特定而言，一第三止回閥可定位於該流體供應與該第一活塞泵之間的該第一流動路徑中。該第三止回閥可包含控制該流體材料自該第一活塞泵至該流體供應之逆向流動之一彈簧負載可移動主體。一第四止回閥可定位於該第二活塞泵與該流體供應之間的該第二流體路徑中。該第四止回閥可包含控制該流體材料自第二活塞泵至該流體供應之逆向流動之一彈簧負載可移動主體。此第二組中之該第三止回閥結合該第一止回閥打開及閉合且在此第二組中之該第四止回閥結合該第二止回閥打開及閉合以准許若干量之流體材料藉由第一活塞泵及第二活塞泵自該流體供應替代地泵送至流體模組。
該模組化噴射裝置之該等活塞泵中之每一者可包含：一活塞缸；一活塞，其安置於該活塞缸內部；一馬達式托架，其經組態以使該活塞相對於該活塞缸移動以將該流體材料吸入至該活塞缸中及將該流體材料自該活塞缸排放；及一夾持器，其連接至該托架以可釋放方式連接該托架及每一泵之活塞。該等夾持器可自該等活塞釋放以准許容易移除該等泵。
模組化噴射裝置之流體模組可包含耦合流體入口與流體室之一流體通路。模組化噴射裝置可進一步包含與該流體通路連通之一隔板及與該隔板耦合之一負載感測器。該隔板經組態以接收或感測來自在自該流體入口至該流體室之該流體通路中流動之該流體材料之一壓力由該隔板接收之壓力作為一力傳送至一負載感測器。
在其中使用正排量泵之一項較佳實施例中，供應流體之一注射器連接至一第一止回閥，該第一止回閥連接至正排量泵，該正排量泵藉由一第二止回閥連接至流體室。藉由外部驅動銷致動之流體模組
在另一實施例中，提供一流體模組用於具有藉由一致動器進行往復運動之在該流體模組外部一驅動銷之一噴射裝置。該流體模組包含：一噴嘴，其具有一流體出口；一模組主體；一閥座；一可移動元件及一閥元件。該模組主體包含具有一流體入口之一第一部分、經組態以支撐該噴嘴之一第二部分及一流體室。該閥座之一開口與該流體出口溝通且該可移動元件之一部分界定該流體室之一邊界。該閥元件可被封圍於該流體室內且附接至該可移動元件。另一選擇係，該閥元件及可移動元件可構成一單個元件。該閥元件藉由該驅動銷與該可移動元件之間的接觸朝向該閥座移動。
該流體模組可進一步包含接觸該可移動元件且經組態以施加一軸向彈簧力至該可移動元件之一偏置元件。該閥元件及該可移動元件能夠在藉由驅動銷之接觸之後且在該軸向彈簧力之作用下遠離該閥座移動。
該模組主體之該第一部分可包含耦合該流體入口與該流體室之一流體通路。該流體模組可進一步包含與該流體通路連通之一隔板。該隔板經組態以接收來自在自該流體入口至該流體室之該流體通路中流動之該流體材料之一壓力及將該壓力作為一力傳送至該負載感測器。
在一替代實施例中，用於可移動元件之上部止擋件之位置及該噴嘴座之間隔可調整。用於流體模組之耦合機構
在又一實施例中，一模組化噴射裝置包含：一致動器主體；一驅動模組，其自該致動器主體延伸；一流體模組及一熱傳送部件，其經安置而至少部分第繞該流體模組。該流體模組具有：一流體室、至該流體室之一流體入口、一閥元件、具有來自該流體室之一流體出口之一噴嘴及定位於該閥元件與該噴嘴之間的一閥座。該流體模組由該致動器主體支撐。該閥元件與該驅動模組分離且經組態以藉由該驅動模組相對於該閥座往復地移動。該模組化噴射裝置進一步包含具有將熱傳送部件及該流體模組耦合至該致動器主體之至少一個臂之一耦合機構。該至少一個臂經組態以在第一位置與第二位置之間垂直地移動。在該第一位置中，該至少一個臂將熱傳送部件及流體模組耦合至致動器主體。在該第二位置中，該至少一個臂在熱傳送部件及流體模組與致動器主體之間提供一不接觸關係以使得熱傳送部件及流體模組可自至少一個臂及致動器主體解耦合。
模組化噴射裝置之耦合機構可舉例而言進一步包含連接至至少一個臂之一可人工致動槓桿。該槓桿可經移動以使該至少一個臂在該第一位置與該第二位置之間移動。作為另一替代方案，固定至以螺紋方式連接至該至少一個臂之一螺紋部件之一螺紋旋鈕可經旋轉以使該至少一個臂在該第一位置與該第二位置之間移動。
該模組化噴射裝置之該流體室可具有經組態以藉由驅動模組往復地移動之一壁。該壁之往復移動致使閥元件相對於閥座往復地移動。可與不同驅動模組一起使用之流體模組
在又一實施例中，一模組化噴射裝置包含一流體模組，該流體模組包含一流體室、至該流體室之一流體入口、一流體出口及定位於該流體入口與該流體出口之間的一閥座以及可相對於該閥座往復地移動之一閥元件。該模組化噴射裝置進一步包含可用於致使閥元件之移動之一第一驅動模組及可替代地用於致使閥元件之移動之一第二驅動模組。該等第二驅動模組經組態以藉由不同於該第一驅動模組之動力之一動力操作，且該模組化噴射裝置可使用該第一驅動模組或該第二驅動模組經組態。
該模組化噴射裝置之該第一驅動模組可係一壓電驅動模組且該模組化噴射裝置之該第二驅動模組可係一電氣動驅動模組。控制器
在另一實施例中，一模組化噴射裝置包含一流體模組，該流體模組具有經組態以含有一流體材料之一流體室、至該流體室之一流體入口、來自該流體室之一流體出口及定位於該流體入口與該流體出口之間的一閥座。該模組化噴射裝置進一步包含一驅動模組，該驅動模組經組態以使一閥元件之至少一部分相對於該閥座在其中該閥元件之該部分自該閥座縮回以准許自該流體出口排放流體材料之一打開狀態與其中該閥元件嚙合該閥座以暫停該流體材料自該流體出口之流動之一閉合狀態之間往復地移動。該模組化噴射裝置進一步包含連接至一流體連接介面之一流體供應模組。該流體供應模組包含經組態以將流體材料泵送至流體室之入口之一正排量泵。一控制器將指示該正排量泵將該流體材料泵送至該流體室之該入口之一開始時間之一開始時間信號傳輸至該正排量泵及傳輸用於比較實際流率與一所期望流通速率且進行流率校正之一泵送流率信號。該控制器將一開始時間信號同時傳輸至該驅動模組以使該閥元件在開始一分配操作之該開始時間信號之後的一預定第一延遲週期處移動至該打開狀態且然後在該分配操作期間且以與該流率相關之一預定循環速率使該閥元件在該打開位置與該閉合位置之間重複地移動。該控制器將一結束時間信號傳輸至該正排量泵以停止將該流體材料泵送至該流體室之該入口。該控制器將一結束時間信號同時傳輸至該驅動模組從而致使該閥元件在停止該分配操作之該結束時間之後的一預定第二延遲處保持位於該閉合位置中。
該模組化噴射裝置可進一步包含經組態以量測壓力且將該壓力作為信號傳遞至控制器之一負載感測器。該負載感測器耦合至一隔板，該隔板與耦合該流體入口與流體室之流體模組之一流體通路連通。該隔板經組態以接收來自在自該流體入口至該流體室之該流體通路中流動之一流體材料之一力及將該力傳送至該負載感測器。
該正排量泵可包含經組態以將該流體材料以一定時序列供應至該流體室之該流體入口之第一活塞泵及一第二活塞泵。該控制器可經組態以回應於來自該負載感測器之信號來控制該第一活塞泵與該第二活塞泵之間的轉變。模組化之某些優點
本發明之各種實施例之噴射裝置之設計架構減少維護停機時間且改良一噴射裝置之靈活性及可使用性。特定而言，不同組件模組可基於應用要求裝配。模組化設計包含與該機械驅動隔離之一經潤濕路徑，此允許諸如壓電驅動模組、一氣動驅動模組或一電磁驅動模組之不同機械驅動器用作不同選項。因此，可選擇適於使用者之特定噴射裝置產品模型之應用及目標銷售價格之一驅動模組。模組化設計亦可適應不同流體供應模組，此外針對使用者之應用及目標銷售價格最佳化噴射裝置。
由於模組化提供噴射裝置之裝配組件，因此噴射裝置之機械驅動模組不包含經潤濕部分。換言之，藉由噴射裝置分配之流體材料與噴射裝置之驅動模組隔離及孤立。流體模組包含用於經分配流體材料之經潤濕路徑但經構造以使流體材料與機械驅動模組分離。因此，噴射裝置較易於裝配、拆卸、清潔及維護。噴射裝置之組件可容易互換，此亦簡化裝配、清潔及維護且減少噴射裝置之停機時間。
對習用噴射裝置之此等改良限制經潤濕路徑中之流體材料之量且消除一流體魔法之滑動密封/摩擦力/磨損，同時使得衝擊機構能夠加速更快，此乃因衝擊機構在流體路徑外部且因此不受運動之流體阻力或一流體密封之阻力之影響。本發明准許一個流體模組容易與具有不同特性(諸如一不同大小閥元件及閥座及/或噴嘴之一不同大小排放孔口)之一流體模組互換以准許在一噴射操作期間促進自噴嘴之最佳液滴大小及分離。
由於泵可容易移除(如以上所述)，因此除流體模組以外，本發明亦包含可容易移除以進行清潔或維護或替換為一相似或不同流體模組之一第二經潤濕組件。
併入本說明書中並構成本說明書之一部分之隨附圖式圖解說明本發明之例示性實施例，並連同上文給出的對本發明之實施例之一一般說明及下文給出之詳細說明一起用於闡釋本發明之實施例之原理。
在下文某些章節中提供小標題以幫助貫穿本發明之各種實施例、特徵及組件中之某些實施例、特徵及組件導引讀者。
一般而言，本發明之實施例主要係針對以在若干方面模組化之一模組化噴射裝置之形式之一分配閥。一項態樣係位於模組化噴射裝置之流體模組內部之閥可藉由一氣動驅動模組、一電磁驅動模組或一壓電驅動模組致動。另一態樣係可將流體材料自包括一經加壓注射器或正排量泵之流體供應模組供應至模組化噴射裝置之流體模組之流體室。另一態樣係模組化噴射裝置包含將所有經潤濕部分自閥驅動模組密封之一流體模組。藉由使用此設計，閥驅動模組並不穿透流體模組，而是嚙合流體室模組之一壁或部分以使安置於流體模組內之一閥元件往復運動。此使得流體模組能夠容易移除以用於清潔或保養，或與用於不同應用之不同流體模組互換。舉例而言，最適於助銲劑噴射之分配之應用之一流體模組可用於彼應用，且最適於一底填充應用中之黏合劑之分配之應用之一不同流體模組可用於彼應用之不同需求。另外，提供一快速釋放耦合機構，其使得流體模組能夠自模組化噴射裝置快速釋放以用於清潔或保養或與一不同流體模組互換。另外，彈簧偏置夾持器使得泵能夠容易移除，如下文將更詳細闡釋。
參考圖1、圖1A、圖2及圖3且根據本發明之一實施例，一模組化噴射裝置10之代表性實施例中之一分配閥包含一流體模組12，該流體模組具有一流體連接介面20、一閥元件14、一壓電驅動模組16、與壓電驅動模組16耦合之一可移動針或驅動銷36以及裝納壓電驅動模組16之一外罩18。外罩18由薄板金屬構成且藉由習用緊固件緊固至模組化噴射裝置10之致動器主體。模組化噴射裝置10之主要支撐結構係由一下部部件115、一上部部件113及連結上部部件113與下部部件115之一支撐壁111提供。
自一注射器22為模組化噴射裝置10供應經加壓流體材料，注射器22係藉由經安裝作為外罩18之一附屬部分之一注射器固持器26支撐。一般而言，注射器22中之流體材料可係熟習此項技術者已知適合於噴射之任何材料或物質且可包含(但不限於)助銲劑、焊料膏、黏合劑、防銲遮罩、熱化合物、油、囊封劑、封裝化合物(potting compound)、油墨及聚矽氧。注射器22操作為模組化噴射裝置10之一流體供應模組。
模組化噴射裝置10可安裝於一機器或系統(未展示)中以將一流體材料之若干量間歇地噴射至一基板上且可隨著噴射流體材料之該等量而相對於該基板移動。模組化噴射裝置10可經操作以使得流體材料之一連續經噴射量安置於該基板上作為一系列間隔開材料點。由模組化噴射裝置10定目標之基板可支撐各種表面安裝電子組件，該基板需要迅速且準確放置地無接觸噴射流體材料之微小量以將流體材料安置於基板上之一目標位置處。如下文中闡述，流體模組12便於無需工具而自模組化噴射裝置10之底部容易移除。流體模組
如圖3中最佳可見，流體模組12包含與流體連接介面20連通之一噴嘴28、一模組主體30及一流體室38。模組主體30之一第一區段或部分40包含一流體入口42及與流體室38流體連通地耦合流體入口42之一通路47、47a。一流體導管44(圖1、圖1A)自注射器22延伸至流體入口42用於與含於注射器22內部之流體材料流體連通地放置流體模組12及用於將流體材料在壓力下自注射器22供應至流體連接介面20。在此實施例中，流體導管44通常係直接連接注射器22之出口及流體連接介面20而無任何介入結構結構之管道之一長度。在一項實施例中，流體連接介面20包含一路厄接頭(Luer fitting)。
注射器22可經組態以使用經加壓空氣來引導流體材料朝向流體入口42流動且最後流動至流體模組12之流體室38。供應至位於含於注射器22中之流體材料之上面的頭部空間之經加壓空氣之壓力可介於自五(5)psig至六十(60)psig之範圍內。通常，一滑臂或柱塞(未展示)安置於頭部空間中之空氣壓力與注射器22內部之流體材料位準之間，且一密封帽(未展示)經固定至注射器筒之敞開端用於供應空氣壓力。
模組主體30之一第二部分45經組態以支撐噴嘴28。一定心件46使噴嘴28中之一流體出口48與延伸穿過模組主體30之第二部分45之一通路50對準。一閥座52安置於流體入口42與流體出口48之間。閥座52具有與流體出口48流體連通之一開口56。定心件46維持噴嘴28中之流體出口48、模組主體30之第二部分45中之通路50及閥座52中之開口56處於一同心對準。此等件45、46、52及28可藉由組件之間的一黏合劑接合而固持於適當位置中。另一選擇係，元件45、46、52及28中之某些元件或全部可經製作為一單個聯合件。圖2B展示其中元件45、46及52中之全部經製作為一單個聯合件400，且噴嘴402藉由(舉例而言)黏合劑或藉由一螺紋連接而附接至聯合件400之一實施例。
流體模組12可進一步包含呈一可移動元件60之一壁62之形式之一衝擊板。周邊地接觸可移動元件60之一偏置元件68經組態以施加一軸向彈簧力至可移動元件60。
一密封環64在一插入件63與可移動元件60之外部之間供應一密封嚙合。位於密封環或O形環64下面之可移動元件60之部分界定流體室38之邊界之一部分。閥元件14附接至可移動元件60且定位於流體室38內部在可移動元件60之壁62與閥座52之間的一位置處。另一選擇係，元件14及可移動元件16(包含衝擊板62)可經製作為一單個聯合件，如圖2C中所示。
模組主體之一第三部分32可藉由一摩擦配合附接至插入件63之頂部。模組主體之第二部分45係藉由一摩擦配合附接至模組主體之第一部分40以封圍流體模組之所有其他組件。亦即，一旦第一部分40及第二部分45經按壓在一起，其即封圍流體模組之此等部分：噴嘴28、閥座52、定心件46、閥元件14、可移動元件60、密封環64、偏置元件68、插入件63及模組主體之第三部分32。因此，在較佳實施例中，流體模組係由元件45、40、28、52、46、14、60、64、68、63及32構成。
雖然流體模組之組件中之某些組件已經闡述為藉由摩擦配合連接，但此等組件之間的摩擦配合可替換為螺紋以准許拆卸及重新裝配該等組件。
在以上所闡述及圖3中所示之裝配位置中，提供與流體室38流體連通地耦合流體入口42之通路47及47a如下。環形通路47a係藉由提供於模組主體30之第一部分40與第三部分32之間的一空間形成。通路47係藉由插入件63之外部上形成之凹槽或通道提供。當插入件63係壓入配合至模組主體30之第二部分45中時，插入件63之外部及第二部分之內表面上之凹槽形成通路47。在其中插入件33以螺紋方式連接至部分45之實施例中，一洞可鑽通插入件33以在流體入口42與流體室38之間提供一流動通道。
在圖3A中所示之流體模組之一替代實施例中，第三部分32藉由螺紋32a而螺紋連接至插入件63中。此螺紋嚙合准許調整第三部分32之下表面32b(其係可移動元件60之上部止擋件)之位置。表面32b經定位於偏置元件68上面之距離越大，閥14之衝擊越大。另外，此實施例准許調整閥座350之位置。閥座350及噴嘴352限位於在螺紋356處螺紋連接至第二部分45中之一限位杯(retainer cup)354中，限位杯354經向上螺紋連接至第二部分45中越遠，閥座350相對於閥元件14經定位越近。一旦限位杯354已經螺紋連接所期望距離至第二部分45中，即提供一鎖緊螺母358以相對於閥元件14固定閥座350之位置。藉由一外部驅動銷之流體模組之致動
驅動銷36突出穿過流體模組主體30之第三部分32中之一鑽孔66。驅動銷36之尖端34經定位毗鄰於可移動元件60之壁62且位於與閥元件14相對之壁62之一側上。
雖然閥元件14曝露於含於流體室38內部之流體材料，但含有驅動銷36之鑽孔66與流體室38中之流體材料孤立以使得驅動銷36不被流體材料潤濕。因此，模組化噴射裝置10之構造可省略准許驅動銷36之電動運動之習用流體密封，同時使驅動銷36之驅動或致動機構(例如，壓電驅動模組16)與流體室38中之流體材料隔離。
驅動銷36與閥元件14間接耦合且操作為壓電驅動模組16或其他驅動模組之一組件。驅動銷36及閥元件14共同協作以藉由來自模組化噴射裝置10之噴射以分配流體材料。當驅動銷36移動以致使閥元件14接觸閥座52時，驅動銷36之尖端34較像一錘子之操作而操作以藉由衝擊可移動元件60之壁62以將其力及動量傳送至壁62，壁62又致使閥元件14迅速衝擊閥座52且自噴射裝置噴射一液滴材料。特定而言，非與驅動銷36直接連接之閥元件14經組態以藉由經致動驅動銷36之尖端34賦予至可移動元件60之壁62之一衝量而移動成與閥座52接觸。因此，驅動銷36經致動且一定量之流體材料在驅動銷36之任何部分(包含但不限於尖端34)不被經噴射流體材料潤濕之情況下自流體室38噴射。當驅動銷36與壁62之間的接觸經移除時，由偏置元件68施加之軸向彈簧力用於使閥元件14及可移動元件60沿與驅動銷36之縱向軸對準之一方向移動遠離閥座52。驅動銷36及閥元件14之每一往復循環噴射一液滴流體材料。該循環經重複以根據需要噴射連續液滴之流體材料。
面向閥座52之閥元件14之表面可具有匹配包圍開口54之閥座52之表面之形狀之一曲率。由於形狀匹配，因此當在噴射期間閥元件14與閥座52具有一接觸關係時，臨時形成一流體密封。在閥元件14運動期間之流體密封之建立暫停流體材料自流體室38通過閥座52之流動。
在其中使用一聯合可移動元件300(圖2C中所示)之實施例中，驅動銷36將接觸元件300之上部部分302以致使下部端304接觸閥座且噴射一液滴材料。如圖2C中所指示，以與先前所揭示實施例中之方式相同之方式，元件300之外表面將抵靠O形環64密封且彈簧68將對元件300提供一向上偏置力。加熱器
一加熱器76(其具有操作為一熱傳送部件之一主體80)至少部分地環繞流體模組12。加熱器76可包含諸如駐存於主體80中界定之一鑽孔中之一卡匣型電阻加熱元件之一習用加熱元件(未展示)。加熱器76亦可配備有諸如一電阻式熱裝置(RTD)、一熱敏電阻器或一熱電偶等之一習用溫度感測器(未展示)，從而提供供由一溫度控制器用於調節供應至加熱器76之電力之一回饋信號。加熱器76包含銷79，該銷79接觸與導引塊74b(稍後闡述)相關聯之各別軟導電觸點59以便為一溫度感測器提供信號路徑及提供用於將電力傳送至加熱元件及溫度感測器之電流路徑。如下文將更詳細闡釋，流體模組12位於加熱器76內，且當加熱器76被限位臂(稍後闡述)拉移抵靠致動器主體74時，流體模組在加熱器76與致動器主體74之間保持處於壓縮。壓電驅動模組
參考圖1A、圖2及圖2A，在一項實施例中，壓電驅動模組16用於致動流體模組12之閥14。用於分配閥之壓電驅動器係習知的。舉例而言，美國專利5,720,417展示用於致動一流體分配器之閥之一壓電驅動器且出於所有目的以全文引用的方式併入本文中。在本實施例中，壓電驅動模組16包含壓電堆疊92a及92b、一柱塞93、一非對稱撓曲94。撓曲94係致動器主體74之一整體部分且包含將撓曲94連接至柱塞93之一耦合元件97。一彈簧96施加一彈簧力至柱塞93及壓電堆疊92a、92b以保持器處於壓縮。如圖1A及圖4A中最佳所示，致動器主體74夾於導引塊74a與導引塊74b之間，稍後將更詳細闡述導引塊。導引塊74a與導引塊74b藉由習用緊固件附接至致動器主體74。壓電堆疊92a、92b、柱塞93及彈簧96經組態為位於由一C形支架55供應之具有上部延伸件56及下部延伸件58之機械約束之間的一總成。支架55(圖1A中以幻影展示)支撐於附接至下部部件115之測力器(load cell)墊115a與附接至上部部件113之一支撐部件111a之間。
柱塞93充當連接壓電堆疊92與非對稱撓曲94之一機械介面，彈簧96在總成中壓縮以使得由彈簧96所產生之彈簧力對壓電堆疊92施加預負載壓電堆疊92之一恆定負載。非對稱撓曲94(其可由一金屬構成)具有藉助與驅動銷36之尖端34相對之驅動銷36之一端實體固定之一臂95。非對稱撓曲94充當將壓電堆疊92之相對小位移轉換成明顯大於壓電堆疊92之位移的驅動銷36之一有用位移之一機械放大器。
壓電驅動模組16之電堆疊92係由與一導體之若干層交替之一壓電陶瓷之若干層構成之一層壓板，如此項技術中所習用。來自彈簧96之彈簧力維持壓電堆疊92之經層壓層處於一穩定壓縮狀態中。壓電堆疊92中之導體與一驅動器電路98電耦合，該驅動器電路98以此項技術中眾所周知之一方式為電流限制輸出信號供應脈衝寬度調變、頻率調變或其一組合。當電力係自驅動器電路98週期性供應時，建立改變壓電堆疊92中之壓電陶瓷層之尺寸之電場。
由壓電堆疊92經歷之尺寸改變(其藉由非對稱撓曲94機械放大)使驅動銷36沿平行於其縱向軸之一方向線性移動。當壓電堆疊92之壓電陶瓷層擴展時，彈簧96被該擴展之力壓縮且非對稱撓曲94繞一固定樞轉軸樞轉以致使驅動銷36之尖端34在圖2中向上遠離可移動元件60之壁62移動。此允許偏置元件68使閥元件14移動遠離閥座52。當致動力被移除且准許壓電堆疊92之壓電陶瓷層收縮時，彈簧96擴展且非對稱撓曲94樞轉以使驅動銷36在圖2中向下移動以使得尖端34移動成與壁62接觸，從而致使閥元件14接觸閥座52且噴射一液滴材料。因此，在去能狀態中，壓電堆疊總成使閥維持於一正常閉合位置中。在正常操作中，非對稱撓曲94隨著堆疊92a、92b經致能及去能而繞一固定樞轉軸沿相反方向間歇地擺動以使驅動銷36之尖端34移動以與可移動元件60之壁62接觸或不接觸而以一迅速速率噴射材料液滴。
壓電驅動模組16之驅動器電路98係由一控制器99控制。控制器99可包括經組態以基於一或多個輸入而控制一或多個變量之任何電控制設備。控制器99可使用選自微處理器、微控制器、微電腦、數位信號處理器、中央處理單元、場可程式化閘陣列、可程式化邏輯裝置、狀態機、邏輯電路、類比電路、數位電路及/或基於儲存於一記憶體172中之操作指令而操縱信號(類比及/或數位)之任何裝置之至少一個處理器170而實施。記憶體172可係一單個記憶體裝置或複數個記憶體裝置(包含但不限於：隨機存取記憶體(RAM)、揮發性記憶體、非揮發性記憶體、靜態隨機存取記憶體(SRAM)、動態隨機存取記憶體(DRAM)、快閃記憶體、快取記憶體及/或能夠儲存數位資訊之任何其他裝置)。控制器99具有一大容量儲存裝置174，該大容量儲存裝置174可包含一或多個硬碟機、軟碟機或其他可抽換磁碟機、直接存取儲存裝置(DASD)、光學磁碟機(例如，一CD光碟機、一DVD光碟機等)及/或磁帶機以及其他磁碟機。
控制器99之處理器170在一作業系統175之控制下操作，且執行或以其他方式依賴於體現於各種電腦軟體應用程式、組件、程式、物件、模組、資料結構等中之電腦程式碼。駐存於記憶體172中且儲存於大容量儲存裝置174中之程式碼176亦包含控制演算法，該等控制演算法當在處理器170上執行時控制壓電驅動模組16之操作且特定而言為驅動器電路98提供用於驅動壓電驅動模組16之控制信號。電腦程式碼通常包括在各種時間處駐存於記憶體172中且當由處理器170讀取及執行時致使控制器99執行執行體現本發明之各種實施例及態樣之步驟或元件所需之步驟之一或多個指令。
本文中所闡述之各種程式碼可基於在本發明之一特定實施例中其實施於其內之應用而識別。然而，應瞭解，採用之任何特定程式命名僅出於便利使用，且因此本發明不應限於僅用於由此命名識別及/或暗示之任何認定應用中。此外，鑒於通常電腦程式可經組織成常式、程序、方法、模組、物件及諸如此類之無限數目個方式以及程式功能可分配於駐存於一典型電腦(例如，作業系統、程式庫、API、應用程式、小型應用程式等)內之各種軟體層中之各種方式，應瞭解本發明不限於本文中所闡述之程式功能之特定組織及分配。
控制器99可包含以一習用方式以操作方式連接至處理器170之一人機介面(HMI)。HMI(未展示)可包含能夠接受來自一操作者之命令或輸入且將所鍵入輸入傳遞至處理器170且能夠向操作者顯示資訊之輸出裝置(諸如文數顯示器、一觸控螢幕及其他視覺指示器)及輸入裝置及控制(諸如一文數鍵盤、一指標裝置、小鍵盤、按鈕、控制旋鈕等)。
控制器99可視情況用於控制支援體現本發明之實施例之模組化噴射裝置10之一製造工具之操作之裝置之操作。舉例而言，控制器99與一測力器166耦合，該測力器166透過其藉助桿164與隔板162接觸產生壓力量測讀數，如下文所闡述。將此等壓力量測讀數傳遞至控制器99作為供用於在佈署正排量泵102時控制模組化噴射裝置10之操作之回饋。正排量泵
參考圖4、圖4A、圖5、圖5A至圖5C及圖6(其中相同元件符號指代圖1至圖3中相同特徵)且根據本發明之一替代實施例，模組化噴射裝置10可包含可在注射器22與流體連接介面20之間的一位置處連接至流體連接介面20之一供應模組100。供應模組100包含一正排量泵102、一歧管塊103及在歧管塊103內部之流體路徑中之複數個止回閥104、106、108、110。經圖解說明為一往復類型正排量泵之正排量泵102可藉由習用緊固件安裝至下部部件115。
正排量泵102經組態以將流體材料泵送至流體模組12之流體室38之入口。為此，正排量泵102包含經組態成以一協調方式受控以將流體材料以一定時序列供應至流體模組12之流體連接介面20之一第一活塞泵112及一第二活塞泵114。控制器99執行提供順序定時且協調第一活塞泵112及第二活塞泵114之操作之程式碼。
第一活塞泵112具有一活塞缸116、安置於活塞缸116內部之活塞118及一托架120。活塞118之一端包含一頭部119及一組夾持器或鉗夾122。鉗夾122以樞轉方式附接至托架120且以一可釋放夾緊動作夾持頭部119。鉗夾122中之每一者具有一各別鉤121，該鉤121在鉗夾122閉合以夾緊頭部119時嚙合頭部119之一側邊緣。藉由(舉例而言)扭轉彈簧經彈簧偏置至一閉合位置之鉗夾122可藉由克服彈簧偏置且分離鉗夾122之一人工力之施加而打開。當人工力經移除時，鉗夾122閉合以夾緊活塞118之頭部119。另一選擇係，一固定止擋件(未展示)可經安裝至支撐元件115c。支撐元件115c接觸泵102之頂部且牢牢地附接至支撐壁111。固定止擋件可在鉗夾122經移動成與活塞頭部119接觸時打開鉗夾122以卸除活塞頭部119。
與活塞118相關聯之托架120安放於一線性軸承126上作為一線性運動約束且藉由一導螺桿128相對於線性軸承126線性移動。線性軸承126在其底部端處附接至支撐元件115c且在其上部端處附接至上部部件113。導螺桿128之旋轉運動係藉由一馬達130驅動且藉由托架120之運動轉換成活塞缸116內部之活塞118之線性運動。馬達130可由來自控制器99之指令雙向驅動以使得導螺桿128沿兩個旋轉指向旋轉且活塞118可藉由導螺桿128之旋轉相對於活塞缸116沿相反線性方向移動。
呈一旋轉編碼器131之代表形式之一偵測器追蹤馬達130之運動且藉此准許控制器99追蹤托架120沿著導螺桿128之長度之位置。由旋轉編碼器131偵測且自旋轉編碼器131經供應(例如，作為光或電信號)至控制器99之馬達編碼器計數之數目有效追蹤活塞118之位移且可係與正位移之流體材料之量相關。控制器99可將來自旋轉編碼器131之信號用於正排量泵102之操作之閉環回饋控制及(特定而言)第一活塞泵112之操作之控制。
可完全相同於第一活塞泵112構造之第二活塞泵114包含一活塞缸132、一活塞134及一托架136。活塞134之一短包含一頭部141及一組夾持器或鉗夾138(其以樞轉方式附接至托架136，以一可釋放夾緊動作夾持頭部119)。鉗夾138中之每一者具有一各別鉤143，該鉤143在鉗夾138閉合以夾緊頭部141時嚙合頭部141之一側邊緣。藉由(舉例而言)扭轉彈簧經彈簧偏置至一閉合位置之鉗夾138可藉由克服彈簧偏置且分離鉗夾138之一人工力之施加而打開。當人工力經移除時，鉗夾138閉合以夾緊活塞134之頭部141。此外，一固定止擋件可替代地用於在接觸時打開鉗夾138。
與活塞134相關聯之托架136安放於一線性軸承140上作為一線性運動約束且藉由一導螺桿142相對於線性軸承140線性移動。線性軸承140在其下部端處附接至支撐元件115c且在其上部端處附接至上部部件113。導螺桿142之旋轉運動係藉由一馬達144驅動且藉由托架136之運動轉換成活塞缸132內部之活塞134之線性運動。馬達144可由來自控制器99之指令雙向驅動以使得導螺桿142沿兩個旋轉指向旋轉且活塞134可藉由導螺桿142之旋轉相對於活塞缸132沿相反線性方向移動。
一旋轉編碼器145追蹤第二活塞泵114之馬達144之運動且藉此准許控制器99追蹤托架136沿著導螺桿142之長度之位置。由旋轉編碼器145偵測且經供應(例如，作為光或電信號)至控制器99之馬達編碼器計數之數目有效追蹤活塞134之位移且可係與正位移之流體材料之量相關。控制器99可將來自旋轉編碼器145之信號用於正排量泵102之操作之閉環回饋控制及(特定而言)第二活塞泵114之操作之控制。歧管塊
活塞泵112、114結合歧管塊103(其可由鋁構成)一起操作。泵112、114藉由習用緊固件(未展示)附接至歧管塊103。如圖5、圖5A至圖5C及圖6中最佳所示，歧管塊103內部安置有一饋送通路150、一排放通路152、一第一分支通路154及一第二分支通路156。排放通路152與流體連接介面20流體連通耦合。第一分支通路154與排放通路152流體連通地耦合饋送通路150。第二分支通路156與排放通路152流體連通地耦合饋送通路150。通路150、152、154構成與第一活塞泵112耦合之一第一流體路徑。通路150、152、156構成與第二活塞泵114耦合之一第二流體路徑。
第一活塞泵112之活塞缸116之內體積與第一分支通路154流體連通。止回閥104、106(圖5、圖5A)定位於活塞缸116與第一分支通路154之間的中心定位流體連接之相對側上。
如圖5、圖5A及圖6中最佳所示，止回閥104安置於注射器22與和第一活塞泵112之活塞缸116之流體連接之間的流體路徑中。止回閥104特定而言定位於自饋送通路150之出口中之一者至第一分支通路154之一入口之轉變處。止回閥104包含一彈簧負載可移動主體182，在如圖5中所示之第一活塞泵112之一吸入循環期間，該彈簧負載可移動主體182可藉由順流自一座183位移以使得流體材料可自注射器22傳送至第一活塞泵112且用流體材料填充活塞缸116。在如圖5A中所示之第一活塞泵112之一排放循環期間，止回閥104之定向禁止流體材料自第一活塞泵112至注射器22之逆向流動。特定而言，止回閥104之彈簧負載可移動主體182將藉由第一分支通路154中之流體壓力(其係在排放循環期間由活塞缸116內部之活塞118之運動所產生)抵靠座183固定。
止回閥106安置於至流體室38之流體入口42與和第一活塞泵112之活塞缸116之流體連接之間的流體路徑中，且亦因此安置於流體連接介面20與第一活塞泵112之間的流體路徑中。止回閥106特定而言定位於自該等入口中之一者至排放通路152及來自第一分支通路154之一出口之轉變處。止回閥106包含一彈簧負載可移動主體184，在如圖5A中所示之一排放循環期間，該彈簧負載可移動主體184可藉由順流自一座185位移以使得流體材料可藉由第一活塞泵112泵送至流體室38。在如圖5中所示之第一活塞泵112之一吸入循環期間，止回閥106之定向禁止流體材料自流體室38至第一活塞泵112之逆向流動。特定而言，止回閥106之彈簧負載可移動主體184將藉由第一分支通路154中之流體壓力(其係在吸入循環期間由活塞缸116內部之活塞118之運動所產生)抵靠座185固定。
活塞118係藉由托架120(其由馬達130供電)之運動在活塞缸116內沿一方向190移動以自饋送通路150吸入流體材料，如圖5中所繪示。回應於活塞118之運動，止回閥104打開且流體材料(如藉由元件符號192所圖解展示)自饋送通路150通過經打開止回閥104穿過第一分支通路154流動至活塞缸116之內部。流體材料填充由活塞118空出之活塞缸116中之空間。當活塞缸116正由流體材料填充且對第一活塞泵112之出口側上施加吸力時發生由止回閥106阻止之自流體室38之流體材料之逆向流動之潛在來源。
當活塞缸116含有適當量之流體材料時且在衝程結束時，馬達130使托架120之運動逆向。托架120之逆向運動致使活塞118沿一方向191移動，如圖5A中所繪示。活塞118相對於活塞缸116之運動將活塞缸116中之流體材料(如藉由元件符號193所圖解展示)在壓力下朝向流體連接介面20噴出。止回閥106打開以准許流體材料流動穿過第一分支通路154至排放通路152。止回閥104閉合以禁止自活塞缸116至注射器22之逆向流體流動。
第二活塞泵114之活塞缸132之內體積在來自饋送通路150之出口與至排放通路152之入口之間的一位置處與第二分支通路156連通。止回閥108、110(圖5B、圖5C)定位於第二分支通路156中。
如圖5B、圖5C及圖6中最佳所示，止回閥108安置於注射器22與和第二活塞泵114之活塞缸132之流體連接之間的流體路徑中。止回閥108特定而言定位於自饋送通路150之出口中之一者至第二分支通路156之一入口之轉變處。止回閥108包含一彈簧負載可移動主體186，在如圖5B中所示之第二活塞泵114之一吸入循環期間，該彈簧負載可移動主體186可藉由順流自一座187位移以使得流體材料可自注射器22傳送至第二活塞泵114且用流體材料填充活塞缸132。在如圖5C中所示之第二活塞泵114之一排放循環期間，止回閥108之定向禁止流體材料自第二活塞泵114至注射器22之逆向流動。特定而言，止回閥108之彈簧負載可移動主體186將藉由第二分支通路156中之流體壓力(其係在排放循環期間由活塞缸132內部之活塞134之運動所產生)抵靠座187固定。
止回閥110安置於至流體室38之流體入口42與和第二活塞泵114之活塞缸132之流體連接之間的流體路徑中，且亦因此安置於流體連接介面20與第二活塞泵114之間的流體路徑中。止回閥110特定而言定位於自該等入口中之一者至排放通路152及來自第二分支通路156之一出口之轉變處，且因此安置於流體連接介面20與第二活塞泵114之間的流體路徑中。止回閥110包含一彈簧負載可移動主體188，在如圖5C中所示之一排放循環期間，該彈簧負載可移動主體188可藉由順流自一座189位移以使得流體材料可藉由第二活塞泵114泵送至流體室38。在如圖5B中所示之第二活塞泵114之一吸入循環期間，止回閥110之定向禁止流體材料自流體室38至第二活塞泵114之逆向流動。特定而言，止回閥110之彈簧負載可移動主體188將藉由第二分支通路156中之流體壓力(其係在吸入循環期間由活塞缸132內部之活塞134之運動所產生)抵靠座189固定。
活塞134係藉由托架136(其由馬達144供電)之運動在活塞缸132內沿一方向194移動以自饋送通路150吸入流體材料，如圖5B中所繪示。回應於活塞134之運動，止回閥108打開且流體材料(如藉由元件符號196所圖解展示)自饋送通路150通過經打開止回閥108穿過第二分支通路156流動至活塞缸132之內部。流體材料填充由活塞134空出之活塞缸132中之空間。當活塞缸132正由流體材料填充且對第二活塞泵114之出口側上施加吸力時發生由止回閥110阻止之自流體室38之流體材料之逆向流動之潛在來源。
當活塞缸132含有適當量之流體材料時且在衝程結束時，馬達144使托架136之運動逆向。托架136之逆向運動致使活塞134沿一方向195移動，如圖5C中所繪示。活塞134相對於活塞缸132之運動將活塞缸132中之流體材料(如藉由元件符號197所圖解展示)在壓力下朝向流體連接介面20噴出。止回閥110打開以准許流體材料流動穿過第二分支通路156至排放通路152。止回閥108閉合以禁止流體材料自活塞缸132至注射器22之逆向流體流動。泵閃爍之控制
正排量泵102之第一活塞泵112與正排量泵102之第二活塞泵114之間的交替切換供應至排放通路152及流體入口42之流體材料源。換言之，活塞泵112、114在吸入循環與排放循環之間的操作中交替。除非採取預防措施，否則當正排量泵102自活塞泵112切換至活塞泵114時及當正排量泵102自活塞泵114切換至活塞泵112時，在吸入循環與排放循環之間的轉換處可發生流體壓力及流體流動之一「閃爍」或減少。吸入循環及排放循環皆係由控制器99進行之伺服操作且有效地彼此獨立。控制器99僅用於在吸入循環與排放循環之間的轉變期間協調活塞泵112、114之操作。由隔板162、桿164及測力器166構成之壓力感測器評估位於正排量泵102之下游及流體室38之上游之流動路徑中之一位置處之流體壓力。
指示將發生一閃爍之一條件係當在接近一吸入循環之結束之一「缸滿」點處用流體材料加負載於活塞泵112、114中之一者且在接近一排放循環之結束之一「應再填充」點處使活塞泵112、114中之另一者幾乎排空流體材料時。
「應再填充」點係由來自旋轉編碼器131之一基於編碼器計數之位址(表示活塞118已自活塞缸116排放目標量之流體材料)或替代地來自旋轉編碼器145之基於編碼器計數之位址(表示活塞134已自活塞缸132排放目標量之流體材料)表示。相反地，「缸滿」點係針對活塞118之一位置，如由來自旋轉編碼器131之一基於編碼器計數之位址(其指示最大量之流體材料含於活塞缸116中)所反映，或針對活塞134之一位置，如由來自旋轉編碼器145之一基於編碼器計數之位址(其指示最大量之流體材料含於活塞缸132中)所反映。活塞泵112、114中之每一者包含可視情況用於指示「應再填充」或「缸滿」指示之高及低光學限制切換。
一旦控制器99辨別活塞泵112、114之間的一轉變之方法且同時監視壓力感測器之輸出，控制器99將致使活塞泵112、114中之滿者開始將流體自其缸驅動至流體模組12，且同時將使活塞泵112、114中之另一者逆向以使得其停止將流體自其缸驅動至流體模組12且替代地開始再填充其缸。壓力感測器可在轉變期間覺察及量測流體壓力之一增加或流體壓力之一減少，控制器99將根據壓力感測器傳遞之信號感測該流體壓力。回應於轉變期間流體壓力增加或減少，控制器99可為馬達130、144提供速度校正以便維持恆定壓力及恆定流量。控制器99上執行之一程式碼可計算所需速度校正且調整馬達130、144之操作以提供速度校正。壓力感測器
已闡述壓力感測器之功能，現在將闡述其構造之細節。參考圖1A、圖2、圖5及圖6，連接流體連接介面20及流體室38之流體入口42及通路47包含各種長度及定向之若干互連段。不久在流體材料通過流體連接介面20之後，流入流體入口42之流體材料與一隔板162互動。隔板162包含經牢固錨定之一周邊環及由該周邊環環繞其周界之一薄半鋼性隔膜。隔板162之隔膜之前側被流體入口42中之流動之流體材料潤濕且隔板162之隔膜之後側不被潤濕。跨越隔板162之隔膜之相對側之差動流體壓力致使隔膜與由流體材料施加至隔板162之流體壓力之量成比例地偏轉。流體入口42中增加之流體壓力致使較大偏轉量。
一桿164自隔板162之隔膜之後側延伸以接觸測力器166。隔板162之隔膜之變形與流體壓力成比例地變化。隨著流體壓力改變，隔板162經由介入桿164傳遞與該流體壓力成比例之一力至測力器166。測力器166將壓力量測讀數傳遞至模組化噴射裝置10之控制器99。以此方式，隔板162及測力器166協作以操作為量測及評估流體入口42中之流體壓力供用於控制模組化噴射裝置10之操作之一壓力感測器。供應模組之移除
鉗夾122、138准許供應模組100(由泵102及歧管塊103構成)容易自注射器22與流體連接介面20之間的流體連接介面20及自噴射裝置10斷開連接以進行清潔或維護。為移除供應模組100，托架120、136經向下驅動至其最低點(在圖4A上)以將缸116、132中之任何流體推出。在其最低點，鉗夾可藉由如以上所闡述之固定止擋件自動打開或人工打開以卸除活塞頭部119、141。接下來，分別將內部螺紋流體耦合26a、20a(參見圖5B)自注射器22及流體連接介面20卸除。最後移除將泵102連接至下部部件115之諸如螺栓之習用緊固件(未展示)以使得可將由泵102及歧管塊103構成之供應模組100作為一單元移除以替換為一相似供應模組100或進行對其經潤濕表面之維護及清潔。因此，不僅流體模組12容易自噴射裝置10斷開連接以進行維護、清潔及替換，且另外供應模組100亦容易自噴射裝置10斷開連接以進行維護、清潔及替換。由於流體模組及供應模組包含噴射裝置10之所有經潤濕表面，因此能夠快速移除並替換此等組件中之兩者係高度有益的。
另外，當使供應模組100斷開連接時，可使用流體導管44將注射器22與流體連接介面20流體連通地直接連接以使得兩個流體供應模組中之任一者可用於提供液體材料至流體模組12。因此，注射器22可直接與流體連接介面20連接以界定模組化噴射裝置10中之一個流體供應模組(圖1至圖3)。同樣地，模組化噴射裝置10之供應模組100(圖4至圖7)(其包含注射器22)可與流體連接介面20連接以界定另一流體供應模組。活塞泵與驅動模組之協調
活塞泵112、114之操作可經協調以使活塞118、134在各別活塞缸116、132內移動以使得穿過流體連接介面20供應至流體模組12之流體材料流可係實質上連續且不間斷且達與正自流體模組12噴射一液體材料之速率實質上相同之速率。控制器99可自編碼器131、145接收指示正排量泵102正將材料泵送至流體入口42中且最後至流體室38中之流率之一泵送流率信號。
在使用中，控制器99將指示正排量泵102將流體材料泵送至流體室38之流體入口42之一開始時間之一開始時間信號發送至正排量泵102且發送表示欲自流體模組12噴射材料之速率之一所期望泵送流率信號。使用編碼器，可比較實際泵送速率與所期望泵送速率以進行流率校正。當控制器99將一開始時間信號發送至正排量泵102時，控制器99將一開始時間信號同時傳輸至壓電驅動模組16或圖14實施例中所示之氣動驅動模組202(稍後闡述)以在啟動正排量泵102之開始時間信號之後的一預定第一延遲週期處使閥元件14移動至打開位置。控制器99然後在噴射操作期間以與流率相關之一預定循環速率使閥元件14在打開位置與閉合位置之間重複移動。控制器99亦利用如自編碼器131、145所判定之指示在當前噴射操作期間欲噴射穿過流體模組12之材料之體積及曾經已噴射之材料之彼量之資料，控制器99將一結束時間信號發送至正排量泵102以停止將流體材料泵送至流體室38之流體入口42。控制器99將一結束時間信號同時傳輸至壓電驅動模組16或氣動驅動模組202，從而致使閥元件14在停止噴射操作之結束時間之後一預定第二延遲週期處保持位於閉合位置中。
給一噴射閥供應來自一正排量泵之流體之一個優點係較佳「注射至注射(shot to shot)」準確性。此意味著，舉例而言，可一致地噴射相同大小點，無論正噴射材料之諸如黏度之參數之改變(由溫度改變所致)或正噴射材料之流體壓力如何。原因係正排量泵送確保正供應至流體模組之所有材料自流體模組噴射出。因此，假定材料至流體模組中之一恆定流率及以每分鐘若干點為單位之一恆定噴射頻率，自流體模組噴射出之材料之每一液滴或點之大小應相同。相反，在自一注射器供應一噴射閥之情形中，舉例而言，若注射器中之壓力增加，則將噴射較大點，且若注射器中之壓力下降，則將噴射較小點。同樣地，若注射器中之材料之溫度下降從而致使材料之黏度增加，則正噴射之點將變得較小，且若注射器中之材料之溫度增加從而致使材料之黏度減小，則正噴射之點將變得較大。在本發明之正排量泵實施例之情況下，減少所噴射點或液滴大小之此等變化。用於流體模組及加熱器之釋放機構
參考僅展示釋放機構所涉及之噴射裝置10之組件之圖7、圖8A、圖8B、圖9A、圖9B、圖10A、圖10B、圖11A、圖11B及圖12A、圖12B，模組化噴射裝置10之流體模組12及加熱器76經組態有釋放機構72，該釋放機構72在不干擾模組化噴射裝置10之其他組件之情況下及在無需使用鬆緊習用緊固件之工具之情況下促成加熱器76及流體模組12之附接及移除。加熱器76及流體模組12可在其中流體模組12以操作方式與模組化噴射裝置10耦合之一經提升第一位置(圖8A、圖9A、圖10A、圖11A、圖12A)與其中可將流體模組12自模組化噴射裝置10移除之一經降低第二位置(圖8B、圖9B、圖10B、圖11B、圖12B)之間移動。
初始參考圖7、圖8A、圖8B、圖9A、圖9B、圖10A、圖10B、圖11A、圖11B及圖12A、圖12B，釋放機構可包含一槓桿86，該槓桿86具有一凸輪84及耦合凸輪84及一拉桿81之一桿87。槓桿86係以樞轉方式支撐於模組化噴射裝置10之致動器主體之上部部件113上。凸輪84接觸一彎曲座85且在槓桿86繞第一位置與第二位置之間的樞銷248人工樞轉時安放於彎曲座85上之一平滑彎曲表面。桿87具有與樞銷248中心耦合之一螺紋端及與拉桿81耦合之另一螺紋端。凸輪84及彎曲座85協作以將槓桿86之旋傳送動轉換成桿87之線性運動。樞銷248相對於凸輪84之一幾何中心橫向偏移。當槓桿86繞樞銷248自第一位置(圖7、圖8A、圖9A及圖10A)朝向一第二位置(圖7、圖8B、圖9B及圖10B)人工旋轉(如由在圖7、圖8A上可見之單頭箭頭53所指示)且凸輪84橫跨彎曲座85安放時，桿87向下移動，如在圖7、圖8A、圖9A、圖10A上可見之單頭箭頭所指示。
當槓桿86繞樞銷248自第二位置朝向第一位置沿與單頭箭頭53相反之旋轉指向人工旋轉時，桿87沿與箭頭51相反之一線性方向向上移動。桿87通過下部部件115中之一空隙開口65。在拉桿81與下部部件115之間壓縮之一彈簧69提供輔助迫使拉桿81隨著槓桿86繞樞銷248旋轉朝向第二位置而向下移動之一彈簧偏置。
L形臂88、90藉由各別樞銷73以樞轉方式連接至下部部件115且沿著下部部件115之相對側面安置。L形臂88、90在構造上類似。L形臂88、90中之每一者具有突出遠離各別樞轉點及下部部件115之一各別臂段89a、89b。拉桿81安置於臂段89a、89b之間，臂段89a、89b毗鄰於拉桿81之相對側面沿一平行方式延伸。臂段89a、89b中之每一者包含藉助拉桿81之一部分固定之一C形指狀件101。當拉桿81相對於下部部件115移動時，拉桿81之運動使臂88、90繞每一各別樞銷73界定之樞轉軸沿相同旋轉指向樞轉。
L形臂88具有與臂段89a連結之一臂段91a且L形臂90具有與臂段89b連結之一臂段91b。臂段91a、91b橫切於臂段89a、89b以一平行方式突出且間隔開以使得加熱器76及流體模組12之總成可在臂88、90之間大體配合。如圖11A及圖11B中最佳所示，臂段91a通過導引部件74a中之一槽74c且臂段91b通過導引部件74b中之一槽74d。當槓桿86樞轉朝向第二位置時，拉桿81移動遠離下部部件115且臂88、90中之每一者繞其各別樞銷73樞轉以使得臂段91a、91b向下位移，如單頭箭頭61所指示(圖7)。由於臂段91a、91b附接至加熱器76(如稍後將闡述)且由於流體模組12位於加熱器76之頂部上(如先前所闡述)，臂88、90之向下位移使流體模組12及加熱器76向下且遠離致動器主體74降低。特定而言，一間隙G形成於致動器主體74與由流體模組12及加熱器76構成之總成之間。
如圖11A、圖11B及圖12A及圖12B中最佳所示，臂88之端部經刻有與臂段91a之尖端稍微隔開之一凹口70。類似地，臂90之端部刻有與臂段91b之尖端稍微隔開之一凹口71。加熱器76包含界定於主體80中之槽82、83以及在槽82、83內部之彈簧負載閂鎖77、78。閂鎖77、78藉由界定樞轉軸之各別樞銷178、180而固定至主體80。閂鎖77、78與臂88、90之臂段91a、91b中之凹口70、71協作以將加熱器76固定至臂88、90。在流體模組12及加熱器76經降低遠離致動器主體74以形成間隙G之後，與凹口70、71協作之閂鎖77、78繼續將加熱器76及位於加熱器76之頂部上之流體模組12固定至模組化噴射裝置10之剩餘部分。總成之降低係移除流體模組12及加熱器76之一起始階段。
壓縮彈簧148使閂鎖77自槽82向外彈簧偏置且與臂88之臂段91a中之凹口70嚙合。閂鎖77藉由由壓縮彈簧148施加之彈簧偏置與臂88中之凹口70強制嚙合且必須人工施加大於彈簧偏置之量值之一相反力以使閂鎖77自凹口70卸除。壓縮彈簧146使閂鎖78自槽83向外彈簧偏置且與臂88、90嚙合。閂鎖78藉由由壓縮彈簧146施加之彈簧偏置與臂90之臂段91b中之凹口71強制嚙合且必須人工施加大於彈簧偏置之量值之一相反力以使閂鎖78自凹口71卸除。在L形臂88、90之樞轉運動進行之初始降低之後，閂鎖77與臂88之間的實體接觸及閂鎖78與臂90之間的實體接觸共同阻擋流體模組12及加熱器76之總成之釋放。
一旦使總成降低遠離致動器主體74，即藉由執行額外人工動作使流體模組12及加熱器76自模組化噴射裝置10移除。在各別實施例中，由單頭箭頭67(圖12A)圖解指示之一向內人工力可藉由操作者之手的手指以一夾擠或擠壓運動施加至閂鎖77、78以使閂鎖77、78自凹口70、71釋放。閂鎖77、78中之每一者包含一槽及由該槽導引之一銷以使得當施加向內人工力時閂鎖77、78沿一弧移動。由壓縮彈簧146、148中之每一者施加之力與向內人工力相反以使得限位經降低總成除非向內人工力超過由壓縮彈簧146、148進行之閂鎖77、78之彈簧偏置。當閂鎖77、78藉由此夾擠運動人工釋放(如圖11B、12B中所示)時，移除阻礙且使流體模組12及加熱器76自由以相對於臂88、90進一步向下人工移動且可作為一總成自臂88、90人工移除。在移除流體模組12及加熱器76之後，可將位於加熱器主體80之中心鑽孔內之具有一滑動配合或稍微干涉配合之流體模組12自加熱器76之主體80推出以進行清潔或替換為一完全相同流體模組或用於一不同噴射應用之一不同流體模組。
為在清潔後安裝流體模組12，逆傳送除程序。特定而言，將經清潔流體模組12推至加熱器76之主體80中。使加熱器76及流體模組12之總成朝向壓電驅動模組16及在臂88、90上方向上移動。當按壓閂鎖77、78以使得閂鎖77、78不阻礙總成相對於臂88、90之垂直移動時，加熱器76及流體模組12之總成提升直至加熱器76接觸致動器主體74。釋放閂鎖77、78且藉由對加熱器76施加一適度向下力而使閂鎖77、78與凹口70、71之間的嚙合變化。使槓桿86旋轉至一閉合位置以夾緊流體模組以與致動器主體74壓縮接觸。特定而言，槓桿86自第二位置至第一位置之逆向運動使拉桿81提升，該拉桿81使臂88、90沿一相反指向樞轉以提升加熱器76及流體模組12且將其夾緊成與致動器主體74接觸。注意，在此經夾緊位置中，與樞銷73相對之臂89a、89b之端部如同彈簧向下偏轉以將加熱器76及流體模組12緊密地固持成與致動器主體74接觸。在經夾緊位置中，加熱器76上之彈簧負載銷79接觸導引塊74b中之各別軟導電觸點59，如圖9A中最佳所示。
在一選用實施例中，如圖8C中所示，一旦已使槓桿86旋轉至第一位置以將流體模組12夾緊成與致動器主體接觸，即可開始一確立鎖閂(positive lock)特徵以將槓桿86固持於第一位置中。舉例而言，一彈簧偏置卡掣部件400可以可滑動方式接納於槓桿86中之一室402內。部件400在其下部側上包含一卡掣404且將藉由一彈簧406在圖8C中偏置至左側。隨著槓桿86旋轉至第一位置中時，卡掣404之圓下部表面將致使其在圖8C中移動至右側且壓縮彈簧406直至其通過上部部件113之上部表面中提供之開口410。在卡掣404通過開口410之後，彈簧使卡掣404在圖8C中移動至左側以嚙合自上部部件113突出之凸片408。此結構將槓桿86自動鎖定於第一位置中。為使槓桿自第一位置釋放，部件400將在圖8C中經人工推至右側以壓縮彈簧406且使卡掣404移動至右側以使得其可通過上部部件113中之開口410。槓桿86可然後移動至在圖8C中幻線由所示之第二位置以釋放流體模組12。電氣動驅動模組
參考其中相同元件符號指代圖1至圖12中相同特徵之圖13、圖13A及圖14且根據一替代實施例，一模組化噴射裝置200包含經組態以藉由不同於壓電驅動模組16之一類型動力操作之一電氣動驅動模組202。一動力係產生或致使沿一方向移動之一力。在此例項中，由動力所產生或致使之移動係往復且經移動物件係驅動銷36、閥元件14及/或可移動元件60。電氣動驅動模組202之動力係作用於一氣動活塞204上之空氣壓力且壓電驅動模組16之動力係一壓電堆疊92中發生之尺寸改變。取決於噴射裝置10之模組，壓電驅動模組16或電氣動驅動模組202與流體模組12一起併入於噴射裝置10中。在任一情形中，流體模組12之設計係相同的。因此，流體模組12可容易與任一驅動模組一起使用。
電氣動驅動模組202包含氣動活塞204、彼此藉由氣動活塞204分離之一對氣室216、218、一第一螺線管閥206及一第二螺線管閥210。氣動活塞204與驅動銷236之一端實體連接。氣動活塞204可隨氣室216、218之加壓而移動且因此氣室216、218之體積取決於氣動活塞204之位置。螺線管閥206、210調節氣室216、218之加壓。螺線管閥206、210可各自係如熟習此項技術者所理解操作以在若干流通路徑當中切換經加壓空氣之一流動之任何三通或四通閥。
第一螺線管閥206之機械閥係藉由穿透驅動模組202之主體201之一第一通路208與氣動活塞204之一側上之氣室216耦合。第一螺線管閥206之機械閥經組態以將來自一空氣供應222之空氣壓力穿過第一通路208輸送至氣室216及自氣室216排出空氣壓力。第二螺線管閥210之機械閥係藉由穿透驅動模組202之主體之一第二通路212與氣動活塞204之相對側上之氣室218耦合。第二螺線管閥210之機械閥經組態以將來自空氣供應222之空氣壓力穿過第二通路212輸送至氣室218及自氣室218排出空氣壓力。
螺線管閥206、210之線圈係藉由在控制器99之監督下操作之各別驅動器電路224、226電致動。驅動器電路224、226分別係具有提供電信號至螺線管閥206、210之一電力切換電路之一習知設計。驅動器電路224、226可併入至螺線管閥206、210之構造中。回應於自驅動器電路224供應至螺線管閥206之線圈之一電信號，螺線管閥206切換機械閥中之流動路徑以使得第一通路208與空氣供應222耦合且經加壓空氣自空氣供應222流動至氣室216中。當至螺線管閥206之線圈之電信號中斷時，螺線管閥206切換機械閥中之流動路徑以使得螺線管閥206之一排出裝置與第一通路208耦合且空氣壓力自氣室216排出。因此，與螺線管閥206相關聯之機械閥在螺線管無動力狀態中經正常設定以使室216放氣至大氣壓。類似地，回應於自驅動器電路226供應至螺線管閥210之線圈之一電信號，螺線管閥210切換機械閥中之流動路徑以使得第二通路212與空氣供應222耦合且經加壓空氣自空氣供應222流動至氣室218中。當至螺線管閥210之線圈之電信號中斷時，螺線管閥210切換機械閥中之流動路徑以使得螺線管閥210之一排出裝置與第二通路212耦合且空氣壓力自氣室218排出。因此，與螺線管閥210相關聯之機械閥在螺線管無動力狀態中經正常設定以使室218放氣至大氣壓。
螺線管閥206、210之操作可經協調以打開或閉合用於自流體模組12噴射流體材料之模組化噴射裝置200。控制器99可發送一個控制信號至螺線管閥206之驅動器電路224從而致使氣室216經加壓且發送另一獨立控制信號至螺線管閥210之驅動器電路226從而致使氣室218經加壓。氣室218之加壓施加一力至氣動活塞204，此使驅動銷236移動遠離可移動元件60之壁62。氣室216之加壓施加一力至氣動活塞204，此使驅動銷236朝向可移動元件60之壁62移動。當不存在控制信號中之任一者時，氣室216、218之對應者與大氣壓力耦合，如以上所闡述。
一壓縮彈簧228在一彈簧限位器229與氣動活塞204之間被捕獲。由壓縮彈簧228施加至彈簧限位器229之力沿與作用於氣動活塞204上之來自氣室216中之空氣壓力之力相同之方向作用於氣動活塞204及驅動銷236上。因此，作用於氣動活塞204上之壓縮彈簧228之力及作用於氣動活塞204之來自氣室216之加壓之力係大約共線且沿相同方向。相反地，作用於氣動活塞204上之壓縮彈簧228之力及作用於氣動活塞204上之來自氣室218之加壓之力係大約共線且沿相反方向。通常，由於螺線管206及螺線管210兩者被解除賦能且在彼狀態中將其各別室216、218連接至排出口，因此彈簧228通常產生作用於活塞204上之唯一力且其向下推活塞204以向下推進驅動銷236，驅動銷236又將閥元件14推進抵靠閥座52位於一閉合位置中。
為打開閥，將大氣壓力供應至活塞204下面之室218，此使活塞提升且藉此使驅動銷236提升而斷開與壁62之接觸。此致使流體模組之內部彈簧68使閥元件14自與閥座52之接觸撤回。為閉合閥，將大氣壓力供應至活塞204上面之室216，此與彈簧228一起用於向下推動活塞以致使驅動銷236接觸壁62以使閥元件14抵靠閥座閉合且噴射一液滴流體材料。藉由以此方式重複地打開及閉合閥，可噴射數液滴材料。若在將大氣壓力施加至室216之後室218中之大氣壓力放氣相對快速，則活塞204及驅動銷236將以一相對高速度移動。若在將大氣壓力施加至室216之後室218中之大氣壓力非放氣相對快速，則活塞204及驅動銷236將以一較慢速度移動。一般而言，最佳當噴射較黏或較厚材料時使驅動銷236以一相對快速速度移動以供應足夠能力以致使材料作為一液滴噴射，且最佳當噴射較不黏、較薄材料時使驅動銷236以一相對較慢速度移動以避免基板上所噴射液滴之飛濺。
記憶體172中之且在控制器99上執行之電腦程式碼可包含用於操作螺線管閥206、210之指令。電氣動驅動模組202可以300 Hz或更高之一速度操作以自噴射裝置10以300 Hz或更高噴射液滴。替代釋放機構
結合模組化噴射裝置200使用之流體模組12完全相同於結合模組化噴射裝置10使用之流體模組12且因此具有以上所論述之可交換性。流體模組12及加熱器76可使用一替代釋放機構自電氣動驅動模組202釋放。在釋放機構之此替代實施例中，一旋鈕250替換槓桿86以使臂288、290垂直地移動以釋放流體模組12及加熱器76而自電氣動驅動模組202移除。
臂288及290在其下部端處包含與以上所闡述釋放機構實施例之臂89a及89b相同之槽。由於流體模組12完全相同，槽以如以上所闡述之相同方式與閂鎖77、78協作。
在此替代實施例中為降低流體模組12及加熱器76，使旋鈕250沿一第一方向旋轉以旋轉固定至旋鈕250之一螺紋桿260。螺紋桿260在附接至臂288及290之一內部螺紋部件270內沿此第一方向之旋轉致使臂288及290垂直地向下移動以使流體模組12與加熱器76與主體201間隔開且在期間形成一間隙，該間隙類似於圖9B中所示之間隙G。流體模組12及加熱器76現在可以與先前相對於臂89a及89b所闡述之方式相同之方式自臂288及290移除。
同樣地，流體模組12及加熱器76可以與先前相對於臂89a及89b所闡述之方式相同之方式重新附接至臂288及290。一旦經附接，使旋鈕250沿相反方向旋轉以致使螺桿262在內部螺紋部件270內沿相反方向旋轉，此又使臂288及290提升。一旦流體模組12與主體201穩固地接觸，即停止旋鈕250之旋轉。
本文中藉由實例方式而非藉由限制方式參考諸如「垂直」、「水平」、「上部」、「下部」、「提升」、「下降」等術語以建立一參考坐標系。熟習此項技術者應理解，出於闡述本發明之實施例之目的，可等效地採用各種其他參考坐標系。
應理解，當稱一元件「附接」、「連接」或一或多個介入元件。相反，當稱一元件為「直接附接」、「直接連接」或「直接耦合」至另一元件時，則不存在介入元件。當稱一元件「間接附接」、「間接連接」或「間接耦合」至另一元件時，存在至少一個介入元件。
本文所使用術語僅係出於闡述特定實施例之目的而並非意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一(a)」、「一(an)」及「該(the)」亦意欲包括複數形式，除非上下文另明確指明。應進一步理解，當本說明書中使用措詞「包括(comprise)」及/或「包括(comprising)」時，其係指明存在所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件，但並不排除存在或添加一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組。此外，就在詳細闡述或申請專利範圍中使用術語「包含(include)」「具有(having)」、「具有(has)」、「具有(with)」、「由...構成(composed of)」或其變體而言，此等術語意欲以類似於開放式術語「包括(comprising)」類似之一方式為包含性。
雖然已藉由對各種實施例之一闡述圖解說明本發明且雖然已相當詳細闡述此等實施例，但申請者並非意欲將所附申請專利範圍之範疇限定或以任何方式限制於此細節。熟習此項技術者將容易明瞭額外優點及修改方案。舉例而言，在一替代實施例中，結合模組化噴射裝置10、200使用之驅動模組可係不依賴於作為用以致動驅動銷36之一動力之作用於一氣動活塞上之空氣壓力或一壓電堆疊中感應之尺寸改變之一機電致動器。替代地，機電致動器包含與驅動銷36耦合之一電樞及經驅動以致使電樞移動之一電磁體。因此，本發明在其較廣泛態樣中因此並不限於特定細節、代表設備及方法以及所展示及所闡述之說明性實例。因此，可在不背離申請者一般發明概念之精神或範疇之情況下背離此等細節。
10‧‧‧模組化噴射裝置/噴射裝置
12‧‧‧流體模組
14‧‧‧閥元件/元件/閥
16‧‧‧壓電驅動模組/可移動元件
18‧‧‧外罩
20‧‧‧流體連接介面
20a‧‧‧內部螺紋流體耦合
22‧‧‧注射器
26‧‧‧注射器固持器
26a‧‧‧內部螺紋流體耦合
28‧‧‧噴嘴/元件
30‧‧‧模組主體/流體模組主體
32‧‧‧第三部分/元件
32a‧‧‧螺紋
32b‧‧‧下表面/表面
34‧‧‧尖端
36‧‧‧驅動銷
38‧‧‧流體室
40‧‧‧第一區段或部分/第一部分/元件
42‧‧‧流體入口
44‧‧‧流體導管
45‧‧‧第二部分/元件/部分
46‧‧‧定心件/元件
47‧‧‧通路
47a‧‧‧通路
48‧‧‧流體出口
50‧‧‧通路
51‧‧‧桿向下移動之方向
52‧‧‧閥座/元件
53‧‧‧槓桿繞樞銷自第一位置朝向一第二位置人工旋轉之旋轉指向
55‧‧‧C形支架/支架
56‧‧‧開口/上部延伸件
58‧‧‧下部延伸件
59‧‧‧軟導電觸點
60‧‧‧可移動元件/元件
61‧‧‧臂段向下位移之方向
62‧‧‧壁/衝擊板
63‧‧‧插入件/元件
64‧‧‧密封環/O形環/元件
65‧‧‧空隙開口
66‧‧‧鑽孔
67‧‧‧向內人工力之方向
68‧‧‧偏置元件/元件/彈簧/內部彈簧
69‧‧‧彈簧
70‧‧‧凹口
71‧‧‧凹口
72‧‧‧釋放機構
73‧‧‧樞銷
74‧‧‧致動器主體
74a‧‧‧導引塊/導引部件
74b‧‧‧導引塊/導引部件
74c‧‧‧槽
74d‧‧‧槽
76‧‧‧加熱器
77‧‧‧彈簧負載閂鎖/閂鎖
78‧‧‧閂鎖
79‧‧‧彈簧負載銷/銷
80‧‧‧主體/加熱器主體
81‧‧‧拉桿
82‧‧‧槽
83‧‧‧槽
84‧‧‧凸輪
85‧‧‧彎曲座
86‧‧‧槓桿
87‧‧‧桿
88‧‧‧L形臂/臂
89a‧‧‧臂段/臂
89b‧‧‧臂段/臂
90‧‧‧L形臂/臂
91a‧‧‧臂段
91b‧‧‧臂段
92‧‧‧壓電堆疊
92a‧‧‧壓電堆疊/堆疊
92b‧‧‧壓電堆疊/堆疊
93‧‧‧柱塞
94‧‧‧非對稱撓曲
95‧‧‧臂
96‧‧‧彈簧
97‧‧‧耦合元件
98‧‧‧驅動器電路
99‧‧‧控制器
100‧‧‧供應模組
101‧‧‧C形指狀件
102‧‧‧正排量泵/泵
103‧‧‧歧管塊
104‧‧‧止回閥
106‧‧‧止回閥
108‧‧‧止回閥
110‧‧‧止回閥
111‧‧‧支撐壁
111a‧‧‧支撐部件
112‧‧‧第一活塞泵/活塞泵/泵
113‧‧‧上部部件
114‧‧‧第二活塞泵/活塞泵/泵
115‧‧‧下部部件
115a‧‧‧測力器墊
115c‧‧‧支撐元件
116‧‧‧活塞缸/缸
118‧‧‧活塞
119‧‧‧頭部/活塞頭部
120‧‧‧托架
121‧‧‧鉤
122‧‧‧鉗夾
126‧‧‧線性軸承
128‧‧‧導螺桿
130‧‧‧馬達
131‧‧‧旋轉編碼器/編碼器
132‧‧‧活塞缸/缸
134‧‧‧活塞
136‧‧‧托架
138‧‧‧夾持器/鉗夾
140‧‧‧線性軸承
141‧‧‧頭部/活塞頭部
142‧‧‧導螺桿
143‧‧‧鉤
144‧‧‧馬達
145‧‧‧旋轉編碼器/編碼器
146‧‧‧壓縮彈簧
148‧‧‧壓縮彈簧
150‧‧‧饋送通路/通路
152‧‧‧排放通路/通路
154‧‧‧第一分支通路/通路
156‧‧‧第二分支通路/通路
162‧‧‧隔板
164‧‧‧桿/介入桿
166‧‧‧測力器
170‧‧‧處理器
172‧‧‧記憶體
174‧‧‧大容量儲存裝置
175‧‧‧作業系統
176‧‧‧程式碼
178‧‧‧樞銷
180‧‧‧樞銷
182‧‧‧彈簧負載可移動主體
183‧‧‧座
184‧‧‧彈簧負載可移動主體
185‧‧‧座
186‧‧‧彈簧負載可移動主體
187‧‧‧座
188‧‧‧彈簧負載可移動主體
189‧‧‧座
190‧‧‧活塞移動之方向
191‧‧‧活塞移動之方向
192‧‧‧流體材料
193‧‧‧流體材料
194‧‧‧活塞在活塞缸內移動之方向
195‧‧‧活塞移動之方向
196‧‧‧流體材料
197‧‧‧流體材料
200‧‧‧模組化噴射裝置
201‧‧‧主體
202‧‧‧氣動驅動模組/電氣動驅動模組/驅動模組
204‧‧‧氣動活塞/活塞
206‧‧‧第一螺線管閥/螺線管閥/螺線管
208‧‧‧第一通路
210‧‧‧第二螺線管閥/螺線管閥/螺線管
212‧‧‧第二通路
216‧‧‧氣室/室
218‧‧‧氣室/室
222‧‧‧空氣供應
224‧‧‧驅動器電路
226‧‧‧驅動器電路
228‧‧‧壓縮彈簧/彈簧
229‧‧‧彈簧限位器
236‧‧‧驅動銷
248‧‧‧樞銷
250‧‧‧旋鈕
260‧‧‧螺紋桿
270‧‧‧內部螺紋部件
288‧‧‧臂
290‧‧‧臂
300‧‧‧聯合可移動元件/元件
302‧‧‧上部部分
304‧‧‧下部端
350‧‧‧閥座
352‧‧‧噴嘴
354‧‧‧限位杯
356‧‧‧螺紋
358‧‧‧鎖緊螺母
400‧‧‧聯合件/彈簧偏置卡掣部件/部件
402‧‧‧噴嘴
404‧‧‧卡掣
406‧‧‧壓縮彈簧/彈簧
408‧‧‧凸片
410‧‧‧開口
G‧‧‧間隙
圖1係根據本發明之一實施例之一模組化噴射裝置之一透視圖。
圖1A係其中出於闡述之目的已移除模組化噴射裝置之一外殼之類似於圖1之一透視圖。
圖2係大體沿著圖1A中之線2-2截取之一剖面圖。
圖2A係壓電驅動模組之一部分之一視圖。
圖2B展示模組化噴射裝置之一替代實施例。
圖2C展示模組化噴射裝置之一替代實施例。
圖3係圖2之一部分之一經放大剖面圖。
圖3A展示一替代實施例。
圖4係根據本發明之一替代實施例之一模組化噴射裝置之一透視圖。
圖4A係其中出於闡述目的已移除模組化噴射裝置之一外科之類似於圖4之一透視圖。
圖5係大體沿著圖4中之線5-5所截取且展示一吸入循環期間正排量泵之一第一活塞泵之一剖面圖。
圖5A係其中與正排量泵之第一活塞泵相關聯之止回閥在一排放循環期間經重新定位之類似於圖5之一剖面圖。
圖5B係大體沿著圖4中之線5B-5B所截取且展示一吸入循環期間正排量泵之一第二活塞泵之一剖面圖。
圖5C係其中與正排量泵之第二活塞泵相關聯之止回閥在一排放循環期間經重新定位之類似於圖5B之一剖面圖。
圖6係大體沿著圖4A中之線6-6所截取之一剖面圖。
圖7係圖解說明流體模組之釋放機構之類似於圖4A但具有出於圖解說明之目的經移除之組件之一透視圖。
圖8A係大體沿著圖7中之線8A-8A所截取之部分剖面之一視圖。
圖8B係其中釋放機構之槓桿已經致動至其中流體模組相對於致動器主體降低之一位置之類似於圖8A之一視圖。
圖8C展示一替代實施例。
圖9A係大體沿著圖7中之線9A-9A所截取之類似於圖8A之一剖面圖。
圖9B係其中釋放機構之槓桿已經致動至其中流體模組相對於致動器主體降低之一位置之類似於圖9A之一視圖。
圖10A係大體沿著圖8A中之線10A-10A所截取之部分剖面之一視圖。
圖10B係類似於圖10A且大體沿著圖8B中之線10B-10B所截取之一視圖。
圖11A係大體沿著圖8A中之線11A-11A所截取之一剖面圖。
圖11B係類似於圖11A且大體沿著圖8B中之線11B-11B截取之一視圖。
圖12A係大體沿著圖8A中之線12A-12A所截取之一剖面圖。
圖12B係類似於圖12A且大體沿著圖8B中之線12B-12B所截取之一視圖。
圖13係根據本發明之一替代實施例之一模組化噴射裝置之一透視圖。
圖13A係其中出於闡述之目的已移除模組化噴射裝置之一外殼之類似於圖13之一透視圖。
圖14係大體沿著圖13A中之線14-14所截取之僅展示流體模組、加熱器及驅動模組之一圖解剖面圖。
16‧‧‧壓電驅動模組/可移動元件
20‧‧‧流體連接介面
22‧‧‧注射器
26‧‧‧注射器固持器
26a‧‧‧內部螺紋流體耦合
44‧‧‧流體導管
55‧‧‧C形支架/支架
74‧‧‧致動器主體
74a‧‧‧導引塊/導引部件
74c‧‧‧槽
76‧‧‧加熱器
77‧‧‧彈簧負載閂鎖/閂鎖
80‧‧‧主體/加熱器主體
86‧‧‧槓桿
92a‧‧‧壓電堆疊/堆疊
92b‧‧‧壓電堆疊/堆疊
96‧‧‧彈簧
98‧‧‧驅動器電路
99‧‧‧控制器
111‧‧‧支撐壁
111a‧‧‧支撐部件
113‧‧‧上部部件
115‧‧‧下部部件
115a‧‧‧測力器墊
166‧‧‧測力器
170‧‧‧處理器
172‧‧‧記憶體
174‧‧‧大容量儲存裝置
175‧‧‧作業系統
176‧‧‧程式碼
248‧‧‧樞銷

权利要求:
Claims (28)
[1] 一種模組化噴射裝置，其包括：一流體模組，其具有一流體室、至該流體室之一流體入口、來自該流體室之一流體出口及定位於該流體入口與該流體出口之間的一閥座；一閥元件；一驅動模組，其經組態以使該閥元件之至少一部分相對於該閥座往復地移動；一流體連接介面；一第一流體供應模組，其可連接至該流體連接介面且經組態以使用經加壓空氣來將一流體材料引導至該流體模組之該流體入口；及一第二流體供應模組，其可連接至該流體連接介面且包含經組態以將該流體材料泵送至該流體模組之該流體入口之一正排量泵，其中該第一供應模組或該第二流體供應模組連接至該流體連接介面。
[2] 如請求項1之模組化噴射裝置，其中該正排量泵包含經組態以將該流體材料以一定時序列供應至該流體室之該流體入口之一第一活塞泵及一第二活塞泵。
[3] 如請求項2之模組化噴射裝置，其進一步包括：一第一止回閥，其位於至該流體室之該流體入口與該第一活塞泵之間的一第一流動路徑中，該第一止回閥包含控制該流體材料自該流體室至該第一活塞泵之逆向流動之一彈簧負載可移動主體；及一第二止回閥，其位於至該流體室之該流體入口與該第二活塞泵之間的一第二流動路徑中，該第二止回閥包含控制該流體材料自該流體室至該第二活塞泵之逆向流動之一彈簧負載可移動主體。
[4] 如請求項3之模組化噴射裝置，其進一步包括：一第三止回閥，其位於一流體供應與該第一活塞泵之間的該第一流動路徑中，該第三止回閥包含控制該流體材料自該第一活塞泵至該流體供應之逆向流動之一彈簧負載可移動主體；及一第四止回閥，其位於該第二活塞泵與該流體供應之間的該第二流動路徑中，該第四止回閥包含控制該流體材料自第二活塞泵至該流體供應之逆向流動之一彈簧負載可移動主體。
[5] 如請求項2之模組化噴射裝置，其中該第一活塞泵包含：一活塞缸；一活塞，其安置於該活塞缸內部；一馬達式托架，其經組態以使該活塞相對於該活塞缸移動以將該流體材料吸入至該活塞缸中及將該流體材料自該活塞缸排放；及一夾持器，其連接至該托架，該夾持器經組態而以可釋放方式連接該托架與該活塞。
[6] 如請求項1之模組化噴射裝置，其中該流體模組包含耦合該流體入口與該流體室之一流體通路，且該模組化噴射裝置進一步包括：一隔板，其與該流體通路連通，該隔板經組態以接收來自在自該流體入口至該流體室之該流體通路中流動之該流體材料之一壓力；及一負載感測器，其與該隔板耦合，該負載感測器經組態以基於自該隔板傳送之該壓力而量測一力。
[7] 一種用於與一噴射裝置一起使用之流體模組，該噴射裝置具有藉由一致動器進行往復運動之在該流體模組外部之一驅動銷，該流體模組包括：一噴嘴，其具有一流體出口；一模組主體，其包含具有一流體入口之一第一部分、經組態以支撐該噴嘴之一第二部分及一流體室；一閥座，其具有與該流體出口連通之一開口；一可移動元件，該可移動元件之至少一部分界定該流體室之一邊界；及一閥元件，其被封圍於該流體室內且附接至該可移動元件，該閥元件藉由該驅動銷與該可移動元件之一部分之間的接觸而朝向該閥座移動。
[8] 如請求項7之流體模組，其中該閥座之位置可調整朝向及遠離該閥元件。
[9] 如請求項7之流體模組，其進一步包括：一偏置元件，其接觸該可移動元件且經組態以施加一軸向彈簧力至該可移動元件，該閥元件及該可移動元件經組態以在接觸之後且在該軸向彈簧力之作用下遠離該閥座移動。
[10] 如請求項9之流體模組，其進一步包括：一止擋件，其中在移除該驅動銷與該可移動元件之間的該接觸之後，該偏置元件使該可移動元件抵靠該止擋件移動。
[11] 如請求項10之流體模組，其中該止擋件之位置係可調整的。
[12] 如請求項7之流體模組，其中該模組主體之該第一部分包含耦合該流體入口與該流體室之一流體通路，且該流體模組進一步包括：一負載感測器；及一隔板，其與該流體通路連通，該隔板經組態以接收來自在自該流體入口至該流體室之該流體通路中流動之該流體材料之一壓力且將該壓力作為一力傳送至該負載感測器。
[13] 一種模組化噴射裝置，其包括：一致動器主體；一驅動模組，其自該致動器主體延伸；一流體模組，其包含：一流體室、至該流體室之一流體入口、一閥元件、具有來自該流體室之一流體出口之一噴嘴及定位於該閥元件與該噴嘴之間的一閥座，且該閥元件與該驅動模組分離且經組態以藉由該驅動模組往復地移動以接觸該閥座；及一耦合機構，其具有將該流體模組耦合至該致動器主體之至少一個臂，該至少一個臂可藉由該耦合機構垂直地移動以使該流體模組移動至與該噴射裝置之其他組件隔開之一位置以使得該流體模組可自該噴射裝置移除。
[14] 如請求項13之模組化噴射裝置，其中該耦合機構進一步包含藉由該第一臂及該第二臂與該熱傳送部件及該流體模組耦合之一槓桿，該槓桿經組態以使該第一臂及該第二臂樞轉以將該熱傳送部件及該流體模組降低至與該致動器主體分離之位置。
[15] 如請求項14之模組化噴射裝置，其中該流體室具有經組態以藉由該驅動模組往復地移動之一壁，且其中該壁之該往復移動致使該閥元件相對於該閥座往復地移動。
[16] 如請求項13之模組化噴射裝置，其中該耦合機構進一步包含使該至少一個臂移動至與該噴射裝置之該等其他組件隔開之該位置之一槓桿，且其中該槓桿可移動至一經夾緊位置以將該流體模組抵靠該噴射裝置之該等其他組件夾緊。
[17] 如請求項16之模組化噴射裝置，其中在該經夾緊位置中，該槓桿之一部分放置成與該噴射裝置之另一元件接觸以將該槓桿鎖定於該經夾緊位置中。
[18] 一種模組化噴射裝置，其包括：一流體模組，其包含：一流體室、至該流體室之一流體入口、一流體出口、定位於該流體入口與該流體出口之間的一閥座、可相對於該閥座往復地移動之一閥元件及一可移動元件，其中該閥元件附接至該可移動元件；一第一驅動模組，其具有藉由該第一驅動模組藉助一第一動力往復運動之一驅動銷，其中該驅動銷可經移動以接觸該可移動元件以致使該閥元件接觸該閥座；一第二驅動模組，其具有藉由該第二驅動模組藉助不同於該第一動力之一第二動力往復運動之一驅動銷，其中該驅動銷可經移動以接觸該可移動元件以致使該閥元件接觸該閥座，且其中該噴射裝置可經裝配以包含該第一驅動模組或該第二驅動模組。
[19] 如請求項18之模組化噴射裝置，其中該第一驅動模組係一壓電驅動模組且該第二驅動模組係一電氣動驅動模組。
[20] 如請求項18之模組化噴射裝置，其中該泵係包含經組態以將該流體材料以一定時序列供應至該流體室之該流體入口之一第一活塞泵及一第二活塞泵之一正排量泵。
[21] 如請求項20之模組化噴射裝置，其進一步包括：一第一止回閥，其位於至該流體室之該流體入口與該第一活塞泵之間的一第一流體路徑中，該第一止回閥包含控制該流體材料自該流體室至該第一活塞泵之逆向流動之一彈簧負載可移動主體；及一第二止回閥，其位於至該流體室之該流體入口與該第二活塞泵之間的一第二流體路徑中，該第二止回閥包含控制該流體材料自該流體室至該第二活塞泵之逆向流動之一彈簧負載可移動主體。
[22] 如請求項21之模組化噴射裝置，其進一步包括：一第三止回閥，其位於一流體供應與該第一活塞泵之間的該第一流動路徑中，該第三止回閥包含控制該流體材料自該第一活塞泵至該流體供應之逆向流動之一彈簧負載可移動主體；及一第四止回閥，其位於該第二活塞泵與該流體供應之間的該第二流動路徑中，該第四止回閥包含控制該流體材料自第二活塞泵至該流體供應之逆向流動之一彈簧負載可移動主體。
[23] 如請求項18之模組化噴射裝置，其中該流體模組包含耦合該流體入口與該流體室之一流體通路，且該模組化噴射裝置進一步包括：一負載感測器；及一隔板，其與該流體通路連通，該隔板經組態以接收來自在自該流體入口至該流體室之該流體通路中流動之該流體材料之一壓力及將該壓力作為一力傳送至該負載感測器。
[24] 一種模組化噴射裝置，其包括：一流體模組，其具有經組態以含有一流體材料之一流體室、至該流體室之一流體入口、來自該流體室之一流體出口及定位於該流體入口與該流體出口之間的一閥座；一閥元件；一驅動模組，其經組態以使該閥元件之至少一部分相對於該閥座在其中該閥元件之該部分自該閥座縮回以准許自該流體出口排放一流體材料之一打開狀態與其中該閥元件嚙合該閥座以暫停該流體材料自該流體出口之流動之一閉合狀態之間往復地移動；一流體連接介面；一流體供應模組，其連接至該流體連接介面，該流體供應模組包含經組態以將該流體材料泵送至該流體室之該入口之一正排量泵；及一控制器，該控制器將指示該正排量泵以一預定流率將該流體材料泵送至該流體室之該入口之一開始時間之一開始時間信號傳輸至該正排量泵，該控制器將一開始時間信號同時傳輸至該驅動模組以使該閥元件在開始一分配操作之該開始時間信號之後的一預定第一延遲週期處移動至該打開狀態且然後在該分配操作期間且以與該流率相關之一預定循環速率使該閥元件在該打開位置與該閉合位置之間重複地移動，該控制器將一第一結束時間信號傳輸至該正排量泵以停止將該流體材料泵送至該流體室之該入口，且該控制器將一第二結束時間信號同時傳輸至該驅動模組從而致使該閥元件在停止該分配操作之該結束時間之後的一預定第二延遲週期保持位於該閉合位置中。
[25] 如請求項24之模組化噴射裝置，其中該流體模組包含耦合該流體入口與該流體室之一流體通路，且該模組化噴射裝置進一步包括：一負載感測器，其經組態以量測壓力及將該壓力作為一信號傳遞至該控制器；及一隔板，其與該流體通路連通，該隔板經組態以接收來自在自該流體入口至該流體室之該流體通路中流動之該流體材料之一力及將該力傳送至該負載感測器。
[26] 如請求項25之模組化噴射裝置，其中該正排量泵包含經組態以將該流體材料以一定時序列供應至該流體室之該流體入口之一第一活塞泵及一第二活塞泵，且該控制器經組態以回應於來自該負載感測器之信號以控制該第一活塞泵與該第二活塞泵之間的轉變。
[27] 一種模組化噴射裝置，其包括：一流體室，其具有一流體入口及一流體出口；一閥座，其定位於該流體入口與該流體出口之間；一閥元件；一驅動模組，其經組態以使該閥元件之至少一部分往復地移動以接觸該閥座以自該流體出口噴射流體；一流體連接介面；及一流體供應模組，其可連接至該流體連接介面且包含具有位於一缸內之一活塞之一正排量泵，其中該活塞可藉由一移動托架移動以將該流體材料泵送至該流體模組之該流體入口，且該活塞可自該托架卸除以准許該泵自該噴射裝置移除。
[28] 一種噴射裝置，其包括：一流體室，其具有一流體入口及一流體出口；一閥座，其定位於該流體入口與該流體出口之間；一閥元件；一驅動模組，其經組態以使該閥元件之至少一部分往復地移動以接觸該閥座以噴射一液滴材料；一注射器，其使用經加壓空氣來將一流體材料引導至該注射器之一出口；一第一止回閥，其連接至該注射器之該出口；一正排量泵，其連接至該第一止回閥且經組態以將該流體材料泵送至一泵出口；及一第二止回閥，其連接至該泵出口，其中該流體室之該流體入口連接至該第二止回閥。

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法律状态:

优先权:

申请号 | 申请日 | 专利标题

US13/219,064|US9346075B2|2011-08-26|2011-08-26|Modular jetting devices|

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