KR100292633B1 - 복수성분제어기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복수의 유체들의 순차적인 계량을 이동하는 복수 성분 시스템에 유용하다. 페인트와 같은 성분 유체들을 분배하는 그러한 시스템에 있어서, 제어기는 소정량의 제1 유체를 분배한 후, 제2 유체의 분배 동중 제1 유체의 실제분배량에 비추어 필요한 제2 유체의 양을 계산하고, 그후 그 양을 분배한다. 필요한 공차가 분배되는 제2 유체의 양에서 감해질 수 있어 제2 유체의 밸브로부터 항상 발생하는 오버런을 혼합물을 분배된 유체의 중간 범위에 놓이게 한다. 계속되는 사이클 도중, 분배된 실제 양을 기준으로 비율이 검사되고 실제의 비율이 공차를 벗어나면 경보가 올린다.

Description

복수 성분 제어기

제1도는 본 발명의 분배 시스템의 개략도.

제2도는 종래 기술에 의한 장치의 분배 순서를 도시한 도면.

제3도는 본 발명의 분배 순서를 도시한 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

12 : 제1 유체원 14 : 제2 유체원

16 : 제1 유량계 18 : 제2 유량계

20 : 제1 제어 밸브 22 : 제2 제어 밸브

24 : 제어기 26 : 혼합기

복수 성분의 재료를 분배하는 장치는, 복수 성분의 재료가 산업에 널리 사용됨에 따라 근래 보급이 증가 추세에 있다. 본 명세서에서는 촉매(또는 제1 유체)가 수지(또는 제2 유체)와 혼합되는 것으로 설명된다. 촉매 및 수지라는 용어는 편의상 참고를 위해 사용되었지만, 통상적으로 이러한 용어를 사용하지 않는 다른 복수 성분 시스템도 물론 이용될 수 있다.

이러한 유체들을 분배하고 혼합함에 있어서, 이들 유체는 1:1로부터 20:1까지 여러 가지의 소정의 일정한 비율로 분배될 것이 통상적으로 요구된다. 많은 전형적인 시스템에서, 양 유체는 동시에 계량된다. 통상적으로, 한 쪽의 유동은 제어되지 않은 비교적 일정한 비율로 발생하는 반면, 다른 쪽의 유동은 원하는 비율이 유지될 수 있도록 변동된다. 또한, 일정한 혼합물을 생산하기 위해 2개의 펌프가 기계적으로 연결된 기계 시스템이 공지되어 있다.

이러한 순차적 계량 작업을 이용하는 시스템은 잘 작동되나 유량이 많은 경우에는 부정확해진다. 특히, 이러한 시스템의 단점 중 하나는 유동을 차단하는데 사용되는 밸브가 순간적인 응답을 하지 못한다는 사실로부터 발생한다. 따라서, 제1 유체 밸브가 제1 유체 유량계의 카운트(count) 20 만큼 유체를 분배한 후 닫히도록 하면, 유동이 실제로 멈추기까지는 약간의 과잉 카운트가 밸브를 통해 유동될 것이다.

종래 기술의 장치에서 수행되는 유일한 수정은 오버런(overrun)을 나타내는 카운트가 동일한 유체의 후속 사이클에서 감해지는 것이다. 예를 들어, 제1 유체가 카운트 20 만큼의 재료를 정상적으로 분배하고, 오버런이 카운트 2에 이를 경우, 후속 사이클 중에, 카운트 2 만큼의 오버런이 정상적인 양으로부터 감해지고, 밸브는 카운트 18을 분배하도록 명령을 받는다.

그러므로, 본 발명의 목적은 비교적 많은 유량에서 정확한 혼합물을 생산할 수 있고, 용이하게 작동될 수 있는 복수 성분 분배 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 복수 성분 시스템은 펄스 스트림(pulse stream)의 출력을 갖는 유량계와 함께 사용하도록 설계되어 있다. 각각의 펄스 또는 카운트는 유량계를 통과하는 소정량의 유체에 대응한다. 상기 양은 온스, 갤론, 또는 기타 다른 선택된 계량 단위일 수 있다. 일관성을 위해 본 명세서에서는 체적을 지칭하는 단위로서 "카운트(count)"라는 용어만 사용한다.

기어식 계량기와 같은 체적 유량계가 2개의 유체 스트림 각각에 위치된다. 유량계로부터의 카운트는 디지털 제어기로 전달된다. 밸브는 디지털 제어기로부터의 신호에 의해 제어되며 각 유체 스트림과 혼합 챔버 사이에 위치된다.

디지털 제어기는 처음에 원하는 비율을 제공하기 위해 필요한 각각의 스트림으로부터 최적 체적을 계산한다. 제1 재료에 대한 밸브가 개방되어 제1 재료의 최적 계산량이 혼합 챔버로 유입되게 하고 그 후 제1 밸브는 차단된다. 밸브는 순가적으로 작동할 수 없으므로, 각 밸브가 차단될 때까지 약간의 과잉 재료가 더 분배되는데, 이것을 본 명세서에서는 "오버런(overrun)"이라고 한다.

제1 밸브가 차단될 때, 디지털 제어기는 분배되는 제1 재료의 양에서 이전사이클의 오버런 양을 감해준다. 유사한 수정이 제2 밸브 및 재료에 대해서도 이루어진다. 제2 밸브가 작동될 때, 그 최적값의 대략 절반이 분배된 후, 디지털 제어기는 앞서 언급한 바와 같이 분배되는 제2 재료의 양을 수정하는데, 여기에서 원하는 비율과 소정의 공차에 의해 설정된 한계치들 사이의 비율을 얻기 위해 분배되어야 하는 제2 재료의 최소량을 계산한다. 이 값은 계속 분배되고 있는 제2 재료에 대한 새로운 목표치가 된다. 그러므로 제2 재료의 밸브가 차단될 때, 제2 재료 사이클에 대한 비율은 최소이므로, 밸브가 닫히는 중에 분배되는 제2 재료의 오버런은 상기 비율을 한계 범위의 중간의 소정값이 되게 한다.

제1 재료의 각 분배의 종료 시에, 이전의 제1 및 제2 재료 분배 사이클에 대한 실제 비율이 계산된다. 그후 이 실제 비율은 경보가 필요한지 여부를 판단하기 위해 원하는 비율과 허용 공차로부터 계산된 한계치와 비교된다.

이 시스템은 그후 계속하여 이러한 방식으로 제2 재료 분배 중의 중간 정도에서 분배된 제2 재료에 대한 적절한 목표치를 실제의 제1 재료 분배량을 기초로 하여 다시 계산한다. 디지털 제어기가 양쪽 재료 모두의 오버런 체적을 알고 있으므로, 제어기는 제2 재료의 목표값을 더 수정하여 비율이 정확해지게 할 수 있다.

상기 분배 방법을 이요함으로써, 제1 및 제2 재료 분배 사이클의 각각은 소정의 최소 비율보다 더 크도록 보장된다. 제2 재료 분배 시의 과도하게 많은 양의 오버런에 의해서만 상기 비율이 소정의 최대 비율을 초과하게 될 것이다. 제2 재료의 초과량(overshoot)은 더 큰 비율이 요구될 때 분배된 제2 재료의 양의 극히 소량에 불과하므로, 비율이 증가함에 따라 실제로 정확성은 개선된다. 유동율의 변화로 인한 제1 재료의 초과량의 어떤 변화도 제2 재료의 다음 분배 시에 특시 보상되므로 종래 기술보다 더 큰 유동율 범위와 더 큰 혼합 비율에 대해서 혼합 비율을 유지시킬 수 있다.

본 발명의 이러한 목적과 기타 다른 목적 및 장점은 전체 도면에 걸쳐 동일한 참조 부호가 동일 또는 유사한 부품을 나태는 첨부 도면과 관련된 이하의 상세한 설명으로부터 충분히 알 수 있을 것이다.

제1도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 장치(10)에는 각각 제1 및 제2 압축 유체원(12, 14)들이 설치된다. 이 유체원들은 제1 및 제2 유량계(16, 18)로 각각 연결되어 제1 및 제2 제어 밸브(20, 22)로 연결된다. 제어 밸브(20, 22)의 출구는 혼합기(26)로 연결되고, 혼합기(26)의 출구(28)는 혼합된 유체를 스프레이건 등에 공급한다. 디지털 제어기(24)는 제1 및 제2 유량계(16, 18)뿐 아니라 제1 및 제2 제어 밸브(20, 22)에도 연결된다.

제2도는 작동 시에, 종래 기술에 의한 시스템이, 어떻게 작용하며, 제3도에 도시하여 후술한 본 발명의 기초로서 어떻게 사용되는가를 도시한다. 촉매 또는 제1 재료는 카운트 X 만큼 분배된다. 카운트 X의 종료 시에, 신호가 제1 밸브(20)로 전송되어 제1 밸브는 차단되고 제2 밸브(22)가 열려 카운트 Y 만큼의 제2 재료 또는 수지가 분배된다. 그후 제1 재료의 오버런 Z가 다음 사이클의 카운트 X에서 감해진다. 마찬가지로, 오버런에 대한 감산이 수지 또는 제2 재료에 대해 행해지나 제2도에는 도시되어 있지 않다. 제2도에 도시된 바와 같이, 이러한 시스템의 비율은 통상적으로 Y:X가 될 것이다.

제3도에 도시된 본 발명에서, 분배 사이클은 제1 재료 또는 촉매의 카운트 X만큼의 분배로 시작된다. 카운트 X의 종료 시에, 제1 밸브(20)는 차단되고 제2 밸브(22)가 개방된다. 한편, 제1 재료는 통상적으로 카운트 Z만큼의 오버런을 갖는다. 일단 제2 재료의 유동이 시작되면, 원하는 수의 카운트의 대략 중간에서, 제어기(24)는 막 분배된 제1 재료의 실제 카운트 수(X+Z)를 관찰한 다음, 원하는 비율 Y:X를 만들기 위해 필요한 제2 재료의 카운트 수를 계산한다. 그후 제어기는 사용자가 제어기에 입력한 소정의 공차(예를 들어 10%)를 감산하여 분배되어야 할 제2 재료의 목표 카운트 수를 산출해낸다.

제1 및 제2 재료가 서로 바꾸어질 수 있지만, 즉 다시 말해 혼합물 내에서 더 많은 양을 점유하는 수지 또는 재료가 처음에 분배될 수ㅗ 있지만, 보다 많은 카운트 수를 갖는 재료를 사이클 내에서 제2 재료로 하는 것이 제어기에서 필요한 계산과 수정을 수행하는데 있어 보다 용이하다.

제1 재료의 제2 분배 사이클의 종료 시에, 제어기(24)는 분배된 양 재료의 실제량(오버런 포함)이 원하는 비율의 소정의 공차 내인지 여부를 판단하기 위해 이전의 사이클 전체를 다시 관찰하고 계산한다. 상기 공차 내에 있지 않은 경우 경보가 울리게 되어 있다.

이하의 청구범위에 의해 규정되는 바와 같이 본 발명의 정신 및 범주에서 벗어나지 않으면서 제어기를 여러 가지로 변경 및 수정할 수 있다.

Claims (2)

1. 혼합기에 연결되어 있는 유동 경로 상에 각각이 계량기와 밸브를 갖고 있으며 소정의 비율로 분배되게 하는 것이 필요한 적어도 제1 성분과 제2 성분을 갖는 유체의 계량 방법에 있어서,

   상기 제1 유체를 소정의 제1 카운트 수만큼 분배하는 단계와,

   제1 유체의 상기 밸브를 닫는 단계와,

   상기 제2 유체 밸브를 여는 단계와,

   상기 제1 유체의 오버런 카운트를 측정하는 단계와,

   상기 소정의 제1 카운트 수와 상기 제1 유체의 오버런의 합에 대해 상기 소정의 비율을 유지하기에 필요한 상기 제2 유체의 카운트 수를 계산한 후 제2 유체의 카운트를 정하기 위해 소정의 공차를 감산하는 단계와,

   상기 제2 유체의 카운트가 분배된 후 상기 제2 유체 밸브를 닫는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 계량 방법.
2. 제1항에 있어서, 이전의 제1 및 제2 유체 사이클 동안 분배된 실제의 비율을 계산하고, 상기 실제의 비율이 상기 소정의 공차보다 더 많이 상기 소정의 비율을 초과할 경우에 경보를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 계량방법.