KR100567970B1 - 액체 계량 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각각의 저장용기내에 수용된 하나 이상의 액체를 하나 이상의 수집 콘테이너로 계량하기 위한 장치에 관한 것으로, 실린더 내부의 액체 표면과 접촉하는 가동 피스톤 부재(8)를 갖는 액체 계량용 실린더(2); 상기 피스톤 부재(8)에 일정한 힘을 가하는 압력 수단(12); 상기 실린더(2)로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 전달 수단(14,16,18,20)으로서, 상기 전달 수단은 상기 실린더로부터 액체의 인출을 위한 유입 개구부(16) 및 분배 개구부(20)를 갖는 덕트를 포함하고, 상기 전달 수단은 상기 실린더(2) 내부의 액체의 높이에 따라 가동되며, 상기 전달 수단은 분배 유동율을 일정하게 유지하기 위하여, 상기 실린더내의 액체 높이가 변화하는 동안, 상기 인출점 위의 액체의 정역학적 수두(H2)에 비례하여 상기 인출점과 상기 분배점 사이의 기하학적 높이차(H1)를 유지하도록 배치된, 전달 수단(14,16,18,20); 및 상기 전달 수단과 결합되어 상기 전달 수단 내에서의 액체의 유동을 제어하는 밸브 수단(22);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

액체 계량 장치 및 방법{APPARATUS AND A METHOD FOR METERING LIQUIDS}
본 발명은 액체 계량 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바니시(varnishes)와 페인트의 조제를 위한 액상 착색제(colouring agents)를 계량하기 위한 염료 계량 장치(dye-metering apparatus)에 관한 것이다.
본원에서 사용되는 "액체(liquid)"란 용어는 점성 및 비점성 액체, 분산액 및 유체 현탁액을 포함하는 것이다.
바니시와 페인트용 염료를 계량하는 계기분야에서, 피스톤을 구비한 수동, 반자동 또는 자동 계기가 폭넓게 공지되어 보급되어 있다. 피스톤을 구비한 계기는, 계량하고자 하는 각각의 착색제에 대하여, 슬라이딩 피스톤을 갖는 실린더와 연통된 저장용기를 포함하며, 상기 슬라이딩 피스톤은 필요한 양을 계량하여 분배하게 된다. 수동으로 작동되는 계기는 상대적으로 낮은 가격 때문에 널리 보급되었으나, 이들은 용적 계량의 정확성면에서 심각한 단점이 있다. 각 실린더의 피스톤이 개별적인 스테퍼 모터에 의해 동작되는 자동 피스톤 계기에 있어서, 자동화가 환경공학적인 측면과 사용상의 편의를 증진시키기는 하지만, 생산과 유지 비용이 모두 상당히 증가하게 된다.
각각의 액체 저장용기에 대한 액체의 분배를 위하여 개별적인 모터와 솔레노이드 밸브에 의해 구동되는 기어형 용적식 펌프를 이용하며, 액체를 상기 저장용기로 재순환시키는 자동 염료-측정 계기가 공지되었다. 이러한 유형의 계기의 큰 단점은 제조와 유지면에서 모두 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라, 계량할 수 있는 액체가 한정적이라는 것이다. 상기 기어형 펌프는 운모형 기질(micaceous substances)을 함유한 염료를 계량하기에 실질적으로 적합하지 않으며, 따라서 자동차 또는 "차량 재도장작업(car refinishing)" 분야를 위한 바니시의 제조에 사용될 수 없다.
자동화된 계기의 분야에서, 계량하고자 하는 액체를 수집 콘테이너에 연속적으로 공급하는 연속 동작형 계기와, 희망하는 조성물을 제조하기 위한 액체를 수집 콘테이너에 동시에 공급하는 동시 동작형 계기가 이용가능하다.
일반적으로, 자동화 계기에서, 생산비의 대부분은 공급 저장용기로부터 수집 콘테이너까지 액체를 일정한 유동율로 전달하여야 하기 때문에 발생하며, 상기 유동율은 컴퓨터 제어형 차단 시스템에 의해 제어될 수 있다. 이를 위하여, 개시된 바와 같이, 스테퍼 모터, 엔코더, 계량형 피스톤, 기어형 펌프 및 기압 펌프와 같은 고가의 요소가 사용된다. 비용절감을 위하여, 현재 이용가능한 장치는 설치된 모든 계량 회로를 위한 중앙 제어 시스템을 갖지만, 계량하고 하는 생산물들은 매우 다양한 특성을 가지며, 종종 전용의 유량계와 압력계를 필요로 한다. 특히, 현재 시장에서 상용화된 기어형 펌프를 사용하는 장치는 유체의 유량과 운동을 정확하게 제어하는 부품과 관련하여 높은 유지비용과 예비 부품에 따른 비용이 소요된다. 또한, 이러한 장치는, 착색 생산물에서 매우 중요한 미세한 첨가량의 정확도를 저하시키게 되는 시스템의 마모나 회로의 누설로 인하여 빈번한 캘리브레이션이 필요하고, 또한 일정한 유동율을 달성하기 위해 이러한 계기에 사용되는 시스템은 전류의 적당한 변동(특히 개발 도상국에서, 항상 나타나는 것은 아님)을 필요로 하며, 이는 이러한 경우에서의 최종 사용자에게 비용 증가를 수반하는 UPS 시스템의 추가를 요한다.
또한, 현재 이용가능하며 일반적으로 공기에 노출되는 생산물 저장용기를 갖는 모든 장치에서 공지된 문제는, 액체의 증발뿐만 아니라 액체 높이가 점진적으로 낮아지면서 저장용기의 벽체를 따라 액체가 건조되는 것이다. 색상 재현에 악영향을 주는 (염료의 경우) 염색력 변형과 생산물의 유동학적 변화를 유발할 뿐만 아니라, 이러한 두가지 요소들은 회로의 정확성을 무효화시키는 액체에 함유된 견고한 입자를 차단하기 위한 필터 또는 기타 다른 시스템을 계속 유지하는 것을 필요로 한다. 전술한 바와 같이, 기어형 펌프를 사용하는 시스템의 다른 제약은 진주형(pearly) 또는 운모형 생산물이 펌프에 의해 연마되어 최종 결과물이 변형되기 때문에 계량하는 것이 불가능하다는 것이다.
본 발명의 목적은 전술한 단점들을 극복하며 낮은 제조비와 유지비를 갖는 액체 계량 장치를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위하여, 본 발명은 각각의 저장용기내에 수용된 하나 이상의 액체를 하나 이상의 수집 콘테이너로 계량하기 위한 장치를 제공하며, 각각의 액체에 대하여,
- 실린더 내부의 액체 표면과 접촉하는 가동 피스톤 부재(8)를 갖는 액체 계량용 실린더;
- 상기 피스톤 부재에 일정한 힘을 가하는 압력 수단;
- 상기 실린더로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 전달 수단으로서, 상기 전달 수단은 상기 실린더로부터 액체의 인출을 위한 유입 개구부 및 분배 개구부를 갖는 덕트를 포함하고, 상기 전달 수단은 상기 실린더 내부의 액체의 높이에 따라 가동되며, 상기 전달 수단은 분배 유동율을 일정하게 유지하기 위하여, 상기 저장용기내의 액체 높이가 변화하는 동안, 상기 인출점 위의 액체의 정역학적 수두(head of liquid)에 비례하여 상기 액체 인출점과 상기 분배점 사이의 기하학적 높이차를 유지하도록 배치된, 전달 수단; 및
- 상기 전달 덕트와 결합되어 상기 전달 덕트 내에서의 액체의 유동을 제어하는 밸브 수단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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바람직한 실시예에서, 상기 실린더로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 전달 수단은, 상기 액체의 인출을 위하여 상기 실린더와 연통되며, 상기 피스톤에 고정된 유입 개구부; 및 상기 수집 콘테이너로 분배하기 위한 노즐;을 포함하며, 상기 노즐이 상기 가동 피스톤에 강성적으로 연결됨으로써, 상기 유입 개구부 위의 액체의 정역학적인 수두, 및 상기 유입 개구부와 상기 분배 개구부 사이의 높이차가 상기 실린더내의 액체 높이가 변화하는 동안 일정하게 유지된다.
본 발명에 따르면, 상기 실린더는 대기압 또는 그 이하의 압력으로 작동될 수 있다. 대기압인 경우, 상기 실린더는 큰 유동 저항이 없는 비점성 액체에 특히 적합하며, 상기 피스톤 부재는 액체상에서 부유하며 실린더내에서 액체의 높이가 낮아짐에 따라 하강하는 플레이트로 구성될 수 있다. 통상적으로, 본 실시예에서, 상기 부유 플레이트에는 액체에 잠긴 인출 개구부를 가진 인출 튜브가 강성적으로 연결됨으로써, 상기 인출점은 액체의 높이로부터 일정한 거리에서 대기와 접촉된 상태로 유지된다. 이 경우, 본원에서 정의한 압력 수단이 일정한 힘을 적용하는 대기압으로 구성된다. 전달 덕트내에서의 부분적인 진공 생성 또는 흡입에 의해 유동이 개시된다.
가압되는 경우, 상기 피스톤 부재는 실린더의 벽체와 기밀하게 접촉되어 슬라이딩가능하며, 따라서, 상기 실린더는 밀봉되고 일정한 압력을 가하는 수단에 의해 압력하에서 유지된다. 통상적으로, 이러한 수단은 상기 피스톤의 표면상에 지지되는 중량체, 또는 예를 들어 기계 장치 또는 기압 장치와 같이 일정한 힘을 가할 수 있는 다른 수단을 포함하며, 그 예로서는 스테퍼 모터 또는 일정한 압력 또는 흡입력을 보장하는 저압 공급원이다. 따라서, 용어 "압력 수단(pressure means)"은 대기압 이하의 압력을 가하는 수단도 포함한다.
또한, 가압되는 경우, 바람직한 실시예에서, 상기 전달 수단은 피스톤에 고정되며 액체에 잠긴 인출 튜브를 포함함으로써, 상기 인출점은 액체의 높이로부터 일정한 거리에 유지된다. 또한, 본 실시예에서, 상기 전달 덕트내에서의 유동은 흡입 효과에 의해 개시될 수 있으며, 또는 가해진 압력에 의해 직접 개시될 수 있거나, 혹은 이들의 조합에 의해 개시될 수 있다.
상기 액체의 높이 변화에 따라, 노즐에 대한 분배점과 인출점 사이의 차이를 일정하게 유지하기 위하여, 상기 전달 수단은 강성의 사이펀(siphon)으로 구성될 수 있으며, 또는 가요성 튜브를 포함할 수 있고, 상기 피스톤을 분배 노즐에 연결하기 위한 보조 강성 연결 수단이 제공되며, 이러한 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 이후 상세히 설명할 것이다.
상기 전달 덕트의 액체 유입 및 인출 개구부가 상기 피스톤에 강성적으로 연결되지 않고 실린더내의 소정의 고정점에 위치되며 예를 들어 상기 실린더의 측부 또는 베이스의 홀로 구성된 실시예도 본 발명의 범주에 속하며; 이 경우, 상기 인출점 위의 액체의 정역학적 수두는 실린더내에서 액체의 높이 변화에 따라 가변되고; 이 경우, 일정한 분배율을 구현하기 위하여, 상기 분배 노즐을 수직으로 운동시키는 수단이 제공됨으로써, 인출점(이 경우에는 고정됨)과 분배점 사이의 기하학적인 높이차는 상기 저장용기내의 액체 높이가 변화하는 동안 상기 인출점 위의 액체의 정역학적인 수두에 비례하여 유지된다. 전술한 실시예는 인출점 위에서 액체의 컬럼 압력을 일정하게 결정하고, 인출점 위의 액체의 수두의 변화에 따라 분배 노즐의 수직 운동을 유발하기 위해 설치된 제어 및 작동 유니트의 사용과 관련된다.
본 발명에 따른 장치 및 방법의 다른 장점과 특성은, 비제한적인 예로서 주어진 첨부도면을 참조하여 이후의 상세한 설명으로부터 보다 명료해질 것이다.
도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 계량 장치의 해당 실시예를 개략적으로 도시한 부분 단면도이고,
도 5는 계량 장치, 특히 염료 계량 장치 전체를 개략적으로 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 장치는 액체를 동시에 또는 연속적으로 계량하도록 배치될 수 있으며, 특히 상기 장치는 착색제를 바니시 또는 페인트 기재로 계량하는 염료 계량 기기로서 구성되지만, 이 장치는, 예를 들어 일반적인 음식물, 화장품, 약품 및 화학물과 같은 액체의 용적 계량이 요구되는 모든 응용분야에서 사용가능하다.
도 1의 실시예를 참조하면, 계량하고자 하는 각각의 액체에 대하여, 상기 장치는 계량하고자 하는 액체(L)를 수용하는 보충 저장용기(6)와 예를 들어 다이아프램 형태의 일방향 밸브(4)에 의해 연통되는 실린더(2)를 갖는다.
본원에서 사용되는 "실린더"란 용어는 임의의 형태의 콘테이너를 포함하며, 바람직하게는 원통형 콘테이너이고, 예를 들어 삼각형 또는 장방형 베이스를 구비한 임의의 다른 형태가 사용될 수 있다.
실린더(2)와 연관된 피스톤(8)은 실린더의 벽체(10)와 접촉하며 슬라이딩 가능하고, 상기 피스톤(8)은 바람직하게는 실린더의 벽체(10)에 기밀되면서 수직으로 슬라이딩 가능하므로써, 매우 상세히 후술된 바와 같이, 액체는 실린더로부터 단지 소정의 인출점으로부터만 배출된다.
상기 피스톤(8)은 자중에 의해 형성될 수 있는 일정한 힘, 또는 피스톤의 상부면을 압박하는 중량체(12)에 의하여, 또는 일정한 힘을 가할 수 있는 다른 메카니즘에 의하여, 액체의 상부면과의 접촉 상태를 유지한다.
상기 피스톤(8)에 인출 덕트(14)가 강성적으로 연결되며, 그의 말단면이 액체에 잠겨지고 인출 개구부(16)로서 종결되며, 인출점 위의 H2로 표시된 액체의 정역학적인 수두가 실린더내에서 액체의 높이가 변화하는 동안 일정하게 유지된다. 상기 인출 덕트(14)에는 분배 개구부를 가진 노즐(20)로서 종결되는 강성의 사이펀형 덕트(siphon-like duct; 18)가 연결된다. 따라서, 상기 인출점(16)과 분배점(20) 사이의 기하학적 높이차(H1)도 실린더내에서 액체의 높이가 변화하는 동안 일정하게 유지된다.
상기 노즐(20)은 대기압에서 또는 어떤 경우에는 압력이 일정한 환경에서 액체를 수집 콘테이너(C)(도 4 참조)에 분배한다.
액체의 유동을 차단하기 위한 수단(22)이 전달 덕트에 결합되며, 이는 예를 들어 솔레노이드 밸브 또는 기압 밸브, 또는 액체의 유동을 폐쇄(choking)하여 조절하기 위한 임의의 다른 수동 또는 전자 작동식 메카니즘으로 구성된다.
바람직한 실시예에서, 상기 밸브 수단(22)의 개폐는 예를 들어 개인용 컴퓨터와 같은 제어 및 작동 유니트에 의해 제어되며, 이는 계량하고자 하는 액체의 양을 조작자가 설정할 수 있으며, 조작자가 설정한 계량 요구량의 함수로서 밸브 수단(22)의 개폐가 이루어지도록 조절된다.
바람직하게, 상기 실린더(2)는 혼합 수단(52)(도 4 참조)을 포함하며, 이는 예를 들어 계량하고자 하는 액체를 균질하게 유지하기 위한 자성 교반기(stirrer)로 구성된다.
장치의 작동시, 먼저, 계량하고자 하는 액체를 보충 저장용기(6)에 적재하되, 이 보충 저장용기는 예를 들어, 염료 생산자에 의해 공급되는 유형의 접혀질 수 있는 백(bag)으로 구성될 수 있으며, 계랑하고자 하는 액체가 필요에 따라 용이하게 변화될 수 있도록 한다. 초기에, 액체가 보충 저장용기(6) 또는 접혀질 수 있는 백으로부터, 일방향 다이아프램 밸브(4)를 통과하여, 연통 용기의 원리에 기초하여 실린더로 배출된다. 또한, 보충 저장용기(6)로부터 실린더(2)까지 유동이 발생하도록, 피스톤(8)의 수직 상향 운동을 위한 구동 수단(24)이 제공될 수 있다. 상기 실린더(2)로 유입된 액체는 공기에 접촉되지 않고, 따라서 실린더의 벽체상에서 건조되지 않으며, 또는 회로를 폐쇄할 수 있는 박막 및 고형 잔여물을 형성하지 않는다. 그러므로, 빈번하게 유지 조작하여야 하는 필요성이 실질적으로 감소되며, 이러한 구성은 공지된 장치와 비교하여 명백한 장점이 된다. 일반적으로 상기 전달 덕트의 최상부에 존재하는 통기 밸브 또는 탭이, 액체에 의해 실린더가 초기 충진될 때, 실린더로부터 공기를 제거하게 된다. 생산물이 보충 저장용기로부터 유입되는 동안, 상기 실린더 내부의 공기는 통기 밸브를 통해 제거된다. 상기 다이아프램 밸브(4)는 액체가 일단 실린더로 유입되면 피스톤에 의해 가해지는 압력의 결과로서 액체가 보충 저장용기로 복귀하는 것을 방지하는 기능하며, 이 밸브는 실린더에 압력이 가해질 때 폐쇄되고 피스톤이 상승할 때 개방된다. 공기의 침입을 방지하기 위하여, 보충 저장용기의 바닥에는 소정 높이의 액체가 항상 일정하게 유지된다.
상기 실린더(2)로부터 수집 콘테이너까지의 액체의 분배는 밸브 수단(22)의 개방에 의해 이루어지며, 솔레노이드 밸브(22)가 개방되면, 유체는 노즐(20)로부터 대기압 또는 소정 압력의 환경으로 분출되고, 솔레노이드 밸브(22)가 폐쇄되면, 상기 피스톤 부재는 정지하며, 밸브(4)가 폐쇄되어 있기 때문에 실린더 내부의 액체는 보충 저장용기로 복귀될 수 없는데, 이는 실린더 내부 압력이 보충 저장용기의 압력보다 크기 때문이다. 수동식인 경우, 상기 밸브(4)는 단순 개폐식 탭으로 구성될 수도 있다.
분배 유동율을 조절하기 위하여, 분당 소정의 유동율이 이론적으로 계산된 다음, 중량체(12) 또는 이와 동등한 메카니즘에 의해 발생되는 일정한 압력값이 유동시키고자 하는 생산물의 특성에 따라 실험적으로 규정된다. 상기 밸브 수단(22)의 개폐 시간은, 소정의 시간 주기에서의 양을 측정하여 분배된 양에 따라 개방 시간을 수정하는 천분의 일 밸런스 및 캘리브레이션 소프트웨어에 의해 결정된다. 본 발명에 따른 계량 장치에서, n개의 독립 계량 및 분배 회로가 n개 액체를 계량하기 위해 제공되고, 각각의 개별적인 회로에 대하여 캘리브레이션이 이루어지며, 따라서, 캘리브레이션 곡선이 얻어진다. 상기 밸브 수단의 개폐는 PLC 또는 이와 동등한 프로세싱 유니트에 의해 제어되며, 이는 최종 작업자가 자신의 의도를 입력한 컴퓨터로부터 분배하고자 하는 양을 수신하게 된다. 본 발명에 따른 장치는 각각의 회로가 다른 회로들과 완전히 독립적이므로 사용자가 원하는 경우 소정의 조성물이 동시에 또는 순차적으로 분배될 수 있음을 인식하는 것이 중요하다. 물론, 상기 회로는 일단 캘리브레이션이 되면 밸런스가 없어도 정확하게 작동한다.
계량하고자 하는 생산물들은 일반적으로 매우 상이한 점성과 특성을 갖기 때문에, 각각의 계량 회로가 완전히 독립적인 본 발명에 따른 장치는, 균일한 비난류성 유동을 구현하기 위하여, 희망하는 유동율과 압력 수단에 의해 가해지는 필요 압력의 캘리브레이션이 모두 가능하다. 이는 부품의 마멸을 유발하는 캐비테이션 문제를 회피하면서 달성되며, 각각의 개별적인 생산물과 회로에 대하여 상이한 유동율을 선택할 수 있다.
도 2 내지 도 5의 실시예에서는 도 1과 동일한 요소에 대하여 동일한 참조부호를 부여한다. 도 2의 실시예는 실린더(2)로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하는 덕트가 인출 덕트(14)에 연결된 가요성 튜브(26)를 포함한다는 점에서 도 1과 실질적으로 차이가 있으며, 상기 인출 덕트는 도 1에서와 같이 피스톤(8)에 강성적으로 연결된다. 도 1의 밸브 수단(22)은 사이펀(18)에 연결되어 전체 시스템과 함께 움직이는 반면, 도 2의 밸브 수단(22)은 고정되며, 가요성 튜브(26,28)에 의하여 노즐(20)에 연결된다. 본 실시예에서, 브라켓(30)과 같은 보조 강성 연결 수단이 제공되어 피스톤(8)을 노즐(20)에 연결하므로써, 인출점(16)과 이동가능한 분배 노즐(20) 사이의 기하학적 높이차가 본 실시예에서 항상 일정하게 유지된다.
도 3의 실시예에서, 실린더(2)로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 수단은 액체에 잠긴 가요성 튜브(32)를 포함한다. 상기 가요성 튜브(32)는 액체에 잠긴 강성 연결 부재(34)에 의하여 피스톤(8)과 강성적으로 연결되며, 피스톤(8)으로부터 일정한 수직 거리상에 위치된 유입 개구부(16)를 갖는다. 노즐(20)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 강성 연결 수단(30)에 의하여 피스톤에 강성적으로 연결된다.
도 4의 실시예는 액체 전달 수단이 강성 사이펀(18)으로 구성된다는 점에서 도 1의 실시예와 실질적으로 상응한다. 본 실시예에서, 피스톤 부재는 실린더 벽체(10)와 결합된 밀봉 수단(42)에 의해 기밀되면서 슬라이딩 가능한 측벽부(40) 및 중량체(12)에 의해 액체에 압력을 가할 수 있는 단부 벽체(44)을 갖는 슬라이딩 가능한 실린더형 커버로 구성된다.
도 5는 염료 계량 장치 또는 그와 유사한 계량 장치의 개략적 실시예를 도시하고 있으며, 상기 장치는 다수의 분배 회로가 내장된 하나 이상의 하우징(46a,46b)을 구비한 지지 구조체(44)를 포함하고, 각각의 분배 회로는 보충 저장용기 또는 접혀질 수 있는 백에 연결된 실린더(2)를 포함한다. 각각의 실린더는 전달 덕트에 연결되고, 상기 전달 덕트에는 밸브 수단(22)이 결합되며, 전달 덕트의 말단에는 노즐(20)이 각각 설치된다. PLC 유니트, 개인용 컴퓨터 또는 다른 동등한 프로세싱 유니트가 도면부호 48로 표시되어 있으며, 디스플레이 스크린(50)을 갖는다. 이러한 유니트는 작업자에 의해 설정된 변수에 따라 밸브 수단(22)의 개폐를 제어한다.
전술한 바와 같이, 각각의 노즐은 다른 노즐들과 독립적으로 작동할 수 있으나, 이들의 작동은 동시적이거나 또는 순차적일 수 있음이 명백하다. 본 발명에 따른 장치는 설계 단계에서 액체에 가해지는 일정 압력을 변화시킴으로써 매우 작은 양일지라도 최적의 계량 성능을 구현할 수 있다. 따라서, 밸브 수단의 반응 시간과 유동율의 균형을 구현할 수 있다. 밸브 또는 사용된 폐쇄 시스템의 최소 작동 시간과 관련하여, 액체의 종류, 압력 손실 및 그에 따른 결과물, 그리고 초당 유동율에 따라 출력율을 캘리브레이션함으로써 최소 투입량이 계산될 수 있다. 본 발명에 따른 장치의 다른 장점은 운모형 안료를 함유한 착색제 또는 바니시라 할지라도 전단능(shearing action)을 형성할 수 있는 메카니즘이 없기 때문에 정확하게 계량할 수 있다는 것이며, 따라서 상기 장치는 특히 자동 페인트 수리(차량 재도장작업) 분야에서 유리하다.
본 발명의 다른 주제는, 계량하고자 하는 액체를 위한 실린더로서, 당해 실린더 내부의 액체 표면과 접촉하는 가동 피스톤 부재를 가진 실린더; 및 상기 실린더로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 전달 수단으로서, 상기 실린더로부터 액체의 인출을 위한 유입 개구부 및 분배 개구부를 갖는 전달 수단;을 이용하여, 액체, 특히 착색제를 계량하는 방법으로서, 일정한 힘을 가하는 수단에 의해 상기 피스톤에 가해진 압력이 상기 유입 개구부로부터 상기 분배 개구부까지 액체의 유동을 유발하는, 계량 방법에 있어서, 상기 액체가 분배될 때, 상기 인출점과 상기 분배점 사이의 기하학적 높이차가, 상기 실린더내의 액체 높이가 변화하는 동안, 상기 인출점 위의 액체의 정역학적 수두에 비례하여 유지되는 것을 특징으로 하는 계량 방법이다.
전술된 방법의 특수한 경우로서, 바람직하게, 본 발명에 따른 방법은 유입 개구부와 분배 개구부 사이의 높이차와 유입 개구부 위에서 액체의 정역학적인 수두가 실린더내에서 액체의 높이가 변화하는 동안 일정하게 유지되는 상태를 제공한다.

Claims (14)

  1. 각각의 저장용기내에 수용된 하나 이상의 액체를 하나 이상의 수집 콘테이너로 계량하기 위한 장치에 있어서, 각각의 액체에 대하여,
    - 실린더 내부의 액체 표면과 접촉하는 가동 피스톤 부재(8)를 갖는 액체 계량용 실린더(2);
    - 상기 피스톤 부재(8)에 일정한 힘을 가하는 압력 수단(12);
    - 상기 실린더(2)로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 전달 수단(14,16,18,20)으로서, 상기 전달 수단은 상기 실린더로부터 액체의 인출을 위한 유입 개구부(16) 및 분배 개구부(20)를 갖는 덕트를 포함하고, 상기 전달 수단은 상기 실린더(2) 내부의 액체의 높이에 따라 가동되며, 상기 전달 수단은 분배 유동율을 일정하게 유지하기 위하여, 상기 실린더내의 액체 높이가 변화하는 동안, 상기 인출점 위의 액체의 정역학적 수두(H2)에 비례하여 상기 인출점과 상기 분배점 사이의 기하학적 높이차(H1)를 유지하도록 배치된, 전달 수단(14,16,18,20); 및
    - 상기 전달 수단과 결합되어 상기 전달 수단 내에서의 액체의 유동을 제어하는 밸브 수단(22);을 포함하는 것을 특징으로 하는 계량 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 전달 수단이,
    - 상기 액체의 인출을 위하여 상기 실린더와 연통되며, 상기 피스톤(8)에 고정된 유입 개구부(16); 및
    - 상기 수집 콘테이너로 분배하기 위한 노즐(20);을 포함하며,
    상기 노즐(20)이 상기 가동 피스톤에 강성적으로 연결됨으로써, 상기 유입 개구부(16) 위의 액체의 정역학적인 수두(H2), 및 상기 유입 개구부(16)와 상기 노즐(20)의 분배 개구부 사이의 높이차(H1)가 상기 실린더내의 액체 높이가 변화하는 동안 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 계량 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전달 수단이, 상기 피스톤 부재(8)에 고정되어 상기 실린더와 연통되며 유입 개구부(16)가 말단에 형성된 인출 덕트(14)을 갖는 강성 사이펀형 덕트(18)를 포함하는, 계량 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전달 수단이 가요성 덕트(26,28)를 포함하고, 상기 가동 피스톤(8)을 상기 분배 개구부(20)에 연결하는 보조 강성 연결 수단(30)이 제공된, 계량 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피스톤(8)이 수직 운동하며 상기 실린더의 벽체(10)를 따라 기밀되어 가동되고, 상기 피스톤에 일정한 힘을 가하는 수단(12)이 제공된, 계량 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 일정한 힘을 가하는 수단이 중량체(12) 또는 일정한 힘을 가할 수 있는 기계적 장치를 포함하는, 계량 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피스톤(8)이 실린더(2)내에 수용된 액체상에서 부유하는 플레이트를 포함하는, 계량 장치.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실린더(2)에 보충 저장용기(6)가 결합되며, 상기 보충 저장용기가 일방향 밸브 수단(4)을 통해 상기 실린더와 연통되는, 계량 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 보충 저장용기(6)가 접혀질 수 있는 백(bag)으로 구성되는, 계량 장치.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 밸브 수단(22)을 작업자가 설정한 액체 계량 변수에 따라 개폐하도록 설치된 제어 및 작동 유니트(48)를 포함하는, 계량 장치.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    착색제를 계량하는 염료 계량 기계로 구성된, 계량 장치.
  12. 실린더 내부의 액체 표면과 접촉하는 가동 피스톤 부재(8)를 갖는 액체 계량용 실린더(2); 및 상기 실린더로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하며, 상기 실린더로부터 액체의 인출을 위한 유입 개구부(16) 및 분배 개구부(20)를 갖는 전달 수단(14,16,18,20);을 이용하여, 액체, 특히 착색제를 계량하는 방법으로서, 일정한 힘을 가하는 수단에 의해 상기 피스톤(8)에 가해진 압력이 상기 유입 개구부로부터 상기 분배 개구부까지 액체의 유동을 유발하는, 계량 방법에 있어서,
    상기 액체가 분배될 때, 상기 인출점과 상기 분배점 사이의 기하학적 높이차(H1)가, 상기 실린더(2)내의 액체 높이가 변화하는 동안, 상기 인출점 위의 액체의 정역학적 수두(H2)에 비례하여 유지되는 것을 특징으로 하는 계량 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 유입 개구부 위의 액체의 정역학적인 수두(H2), 및 상기 유입 개구부와 상기 분배 개구부 사이의 높이차(H1)가 상기 실린더내의 액체 높이가 변화하는 동안 일정하게 유지되는, 계량 방법.
  14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 계량하고자 하는 액체가 일방향 밸브를 통해 상기 실린더에 연결된 보충 저장용기(6)에 의해 상기 실린더(2)로 공급되는, 계량 방법.
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