KR100973404B1

KR100973404B1 - 코팅액 분사밸브

Info

Publication number: KR100973404B1
Application number: KR1020090116410A
Authority: KR
Inventors: 권근덕
Original assignee: 권근덕
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2010-07-30

Abstract

본 발명에 의한 코팅액 분사밸브는 코팅액의 분사방식을 다양하게 구현하여 효율적인 분사를 할 수 있도록 하기 위하여, 전방측에 코팅액의 공급을 단속하는 피스톤 니들 및 니들팁이 구비 돌출 구비되고, 상기 니들의 전후진 동작 제어를 위한 피스톤 니들용 공기 주입구와, 코팅액을 공급하는 코팅액 주입구가 상부측에 형성되는 몸체와; 상기 몸체의 후방측에 구비되어, 중심측에 관통공이 형성되며 상기 피스톤 니들을 탄성 지지하되 상기 니들용 공기 주입구의 폐쇄시 피스톤 니들을 전진시키는 탄성부재와; 상기 탄성부재의 후방측에 구비되어, 전방측으로 상기 피스톤 니들의 피스톤부 후면에 맞닿는 축봉이 구비형성되고, 그 축봉의 전후진을 제어하여 피스톤 니들의 전후진 범위를 제어하는 마이크로헤드가 연결 구비된 니들 간극 조절구와; 상기 몸체의 전방측에 구비되어, 전방측으로 내측에 피스톤 니들팁이 접촉되는 안착부가 형성된 코팅액 유로가 관통 형성되고, 상부측에 형성된 확산 분사용 공기 주입구가 전방측으로 연통되는 공기유로가 형성된 공기 및 코팅액의 유량 조절구와; 상기 유량 조절구의 전방측에 코팅액을 분사하도록 연결 구비되며, 니들팁 브라켓에 삽입되도록 니들팁이 후방에 부착형성된 코팅액 분사 니들과; 상기 코팅액 분사 니들이 삽입 고정되며, 중심부에 관통공이 형성되는 니들캡과; 상기 니들캡의 전방측에 구비되는 공기 와류 유도수단과; 상기 공기 와류 유도수단이 삽입되며 전방으로 코팅액 분사 니들의 단부가 일부 돌출되도록 관통공이 형성되어, 코팅액 분사 니들을 통해 코팅액이 분사되고, 코팅액 분사 니들과 관통공 사이 의 이격된 공간으로 확산용 공기가 분사되도록 구성된 유도캡으로 이루어진다.

코팅액, 분사, 마이크로헤드, 와류

Description

코팅액 분사밸브{Coating liquid injection valve}

본 발명은 코팅액 분사밸브에 관한 것으로서, 특히 코팅액이 뿌려지는 부분의 특성 및 조건에 따라 코팅액을 효율적으로 분사하기 위하여 다양한 분사방식을 구현하도록 한 코팅액 분사밸브에 관한 것이다.

일반적으로 코팅액 분사밸브는 솔레노이드와 연결되어 전기적 신호로 개폐되는 원리를 이용하는 것으로 코팅액을 일정한 방식으로 필요한 부분에 분사하는 밸브이다.

이러한 종래의 코팅액 분사밸브의 분사방식은 단순히 넓은 부분에 분사되는 것을 기준으로 한 무회전 확산방식을 채택하고 있다. 상기 무회전 확산방식으로 코팅액을 분사하게 되면 코팅액이 분사되어져야 할 부분의 면적의 크기에 관계없이 그 중 가장 넓은 면적에 분사되는 양을 기준으로 일률적으로 분사되어지므로 좁은 부분에도 많은 양을 분사하게 되고 그 두께도 두껍게 되므로 코팅액의 과도한 낭비가 초래된다.

또한 코팅액은 분사되는 용도에 따라 점도에 변형이 주어지는데 이때마다 분사니들을 구성하는 바디 자체를 교체해 주어야 하므로 작업공정 시간 및 교체비용 이 많이 드는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 코팅액이 분사되어져야 할 부분의 특성이나 조건에 맞는 분사방식을 채택하여 필요한 면적에 적합한 양 만큼의 코팅액이 분사되도록 함으로써 효율적인 분사가 이루어지도록 한 코팅액 분사밸브를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위하여, 본 발명은 전방측에 코팅액의 공급을 단속하는 피스톤 니들 및 니들팁이 구비 돌출 구비되고, 상기 니들의 전후진 동작 제어를 위한 피스톤 니들용 공기 주입구와, 코팅액을 공급하는 코팅액 주입구가 상부측에 형성되는 몸체와; 상기 몸체의 후방측에 구비되어, 중심측에 관통공이 형성되며 상기 피스톤 니들을 탄성 지지하되 상기 니들용 공기 주입구의 폐쇄시 피스톤 니들을 전진시키는 탄성부재와; 상기 탄성부재의 후방측에 구비되어, 전방측으로 상기 피스톤 니들의 피스톤부 후면에 맞닿는 축봉이 구비형성되고, 그 축봉의 전후진을 제어하여 피스톤 니들의 전후진 범위를 제어하는 마이크로헤드가 연결 구비된 니들 간극 조절구와; 상기 몸체의 전방측에 구비되어, 전방측으로 내측에 피스톤 니들팁이 접촉되는 안착부가 형성된 코팅액 유로가 관통 형성되고, 상부측에 형성된 확산 분사용 공기 주입구가 전방측으로 연통되는 공기유로가 형성된 공기 및 코팅액의 유량 조절구와; 상기 유량 조절구의 전방측에 코팅액을 분사하도록 연결 구비되며, 니들팁 브라켓에 삽입되도록 니들팁이 후방에 부착형성된 코팅액 분사 니들과; 상기 코팅액 분사 니들이 삽입 고정되며, 중심부에 관통공이 형성되는 니들캡과; 상기 니들캡의 전방측에 구비되어지되, 표면의 후방측에서 전방측으로 연통되는 다수의 나선형 코팅액 분사로가 형성되고, 중심부에 코팅액 분사공이 형성되는 스크류형 스프레이 노즐 형태로 형성되는 공기 와류 유도수단과; 상기 공기 와류 유도수단이 삽입되며 전방으로 코팅액 분사 니들의 단부가 일부 돌출되도록 관통공이 형성되어, 코팅액 분사 니들을 통해 코팅액이 분사되고, 코팅액 분사 니들과 관통공 사이의 이격된 공간으로 대상체에 따라 선택적으로 상기 확산 분사용 공기 주입구로부터 공급된 확산용 공기가 분사되도록 구성된 유도캡으로 이루어지는 코팅액 분사밸브를 제공한다.

이와 같이 이루어지는 본 발명에 의한 코팅액 분사밸브는 코팅액을 분사하는 방식을 다양하게 이루어지도록 하여 코팅액이 분사 되어져야 할 부분의 특성이나 조건에 따라 선택적으로 그에 맞는 적절한 방식으로 분사되도록 함으로써 효율적 및 경제적으로 코팅액을 사용할 수 있는 이점이 있다.

또한 공기 와류 유도수단을 이용하여 분사니들에서 코팅액의 분사시 코팅액이 회전확산 분사되도록 함으로써 적은 양으로 원하는 면적에 골고루 코팅액을 뿌릴 수 있고, 점도에 따른 분사니들의 교체시 코팅액 분사노즐과 와류장치만 교체하면 되므로 교체에 대한 비용 및 시간적인 부담을 덜어 줄 수 있는 이점이 있다.

또한 접시 스프링 방식을 채택함으로써 기존 코일 스프링 방식의 밸브보다 응답속도가 빠르고 신속하며, 점도가 있는 코팅액을 저압으로 에어를 회전시켜 분사시킴으로써 비산되거나 리바운딩 되지 않고 흩날림 없이 정밀 분사가 가능한 이점이 있다.

이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅액 분사밸브의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 코팅액 분사밸브의 작동 상태를 알 수 있는 단면 구성도이다.

도 1 내지 도 3b를 참조하면 본 발명에 따른 코팅액 분사밸브는, 코팅액의 공급을 단속하는 피스톤 니들(11) 및 니들팁(12)이 구비된 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 후방측에 구비되어 피스톤 니들(11)을 탄성 지지하는 탄성부재(20)와, 상기 탄성부재(20)의 후방측에 마이크로헤드(33)가 구비된 니들 간극 조절구(30)와, 상기 몸체(10)의 전방측에 확산 분사용 공기와 코팅액의 유량을 조절하는 유량 조절구(40)와, 상기 유량 조절구(40)의 전방측에 연결되는 코팅액 분사 니들(50)과, 상기 코팅액 분사 니들(50)이 삽입 고정되는 분사 니들캡(60)과, 상기 분사 니들캡(60)의 전방측에 구비되는 공기 와류 유도수단(70)과, 상기 공기 와류 유도수단(70)이 삽입되어지는 유도캡(80)으로 이루어진다.

몸체(10)는 그 전방측으로 코팅액의 공급을 단속하는 피스톤 니들(11)과 니들팁(12)이 연결 구비되고, 피스톤 니들(11)은 그 내측에 구비된 스프링(14)에 의해 탄성 지지되며, 몸체(10)의 상부측에는 피스톤 니들용 공기 주입구(13)와 코팅액 주입구(15)가 형성된다.

상기 공기 주입구(13)에는 압축공기 공급호스(92)가 연결되고 코팅액 주입구(15)에는 코팅액 공급호스(93)가 연결 구성되어 솔레노이드(91)에 의해 제어된 다. 상기 솔레노이드(91)의 신호에 따라 압축공기 공급호스(92)를 통하여 압축공기가 몸체(10)내로 주입되면 압축공기가 전방 피스톤 니들(11) 측으로 이동되면서 피스톤 니들(11)이 후진되어 코팅액 공급의 개방동작을 하게 되고, 압축공기의 주입이 멈추면 몸체(10)의 후방측에 구비되는 탄성부재(20)에 의해 전진되면서 코팅액 공급의 폐쇄동작을 하게 된다.

상기 몸체(10)의 후방측에 구비되는 탄성부재(20)는 중심측에 관통공(23)이 형성되고, 몸체(10)의 후면과 닿이는 전방부 내측에 접시 스프링(21)을 내재하여 상기 피스톤 니들(11)을 탄성 지지하되 상기 피스톤 니들용 공기 주입구(13)의 폐쇄시 접시 스프링(21)의 탄성에 의해 피스톤 니들(11)을 전진시키는 역할을 하도록 구성된다.

탄성부재(20)의 접시 스프링(21)은 도 6에서처럼 서로 마주하게 배치한 다수의 쌍으로 이루어지게 하고, 그 전방측으로 접시 스프링(21)이 이탈되지 않도록 그 전방측에 지지판(22)을 구비한다. 접시 스프링(21)을 사용하게 되면 조립성이 우수하고 탄성에 대한 반작용 효과가 우수하다.

상기 탄성부재(20)의 후방측에 구비되는 니들 간극 조절구(30)는 거리 조절용 마이크로헤드(33)가 구비되고, 마이크로헤드(33)에 축봉(31)이 연결형성되어 그 축봉(31)이 피스톤 니들(11)의 피스톤부(17) 후면에 맞닿도록 구성된다. 상기한 마이크로헤드(33)를 돌려 축봉(31)을 전진 또는 후진시키게 되면 축봉(31)에 의해 피스톤 니들(11)이 전후진하는 범위를 조절할 수 있게 되는 것이다.

만일 마이크로헤드(33)를 돌려 축봉(31)을 최대한 전진시키면 피스톤 니 들(11)은 전진되어 피스톤 니들팁(12)의 단부가 후술되는 유량 조절구(40)의 안착부(42)에 밀착됨으로써 코팅액의 공급을 강제 차단할 수 있게 되고, 이러한 방식으로 마이크로헤드(33)를 조절하면서 피스톤 니들(11)의 전후진 범위를 조절하여 코팅액의 분사량을 조절할 수 있게 된다.

이때 마이크로헤드(33)의 거리조절 범위는 0.5∼1.5㎜ 정도이면 충분하다.

상기 몸체(10)의 전방측에 구비되는 유량 조절구(40)는 중심측에 코팅액 유로(41)가 관통 형성되되 피스톤 니들팁(12)의 끝단부가 접촉되는 내측에 안착부(42)가 형성되도록 하여 피스톤 니들팁(12)의 전후진 동작에 따라 코팅액 유로(41)가 개방 또는 폐쇄되도록 구성된다. 이에 따라 코팅액의 공급이 제어된다.

이때 유량 조절구(40)의 내측에서 접촉되는 피스톤 니들팁(12)의 끝단부와 안착부(42)는 코팅액이 통과될 때마다 접촉되므로 작업시 접촉횟수가 상당하여 사용횟수에 따라 쉽게 마모될 수 있으므로 양 접촉부를 내마모성이 우수한 열처리 된 초경으로 제작하는 것이 바람직하다.

한편 유량 조절구(40)의 상부측에는 코팅액 분사시 확산분사를 위한 확산 분사용 공기 주입구(43)가 형성되고 그 공기 주입구(43)와 연통되는 공기유로(44)가 전방측으로 형성된다. 그리하여 유량 조절구(40)의 전방측에는 코팅액 유로(41)와 공기유로(44)가 동시 형성되어진다.

이때 확산 분사용 공기 주입구(43)는 압축공기 공급호스(96)와 연결되어 외부로부터 공기가 주입되어지며, 필요에 따라 선택적으로 전방 니들측으로 분사된다.

상기 유량 조절구(40)의 전방측에는 코팅액을 분사하는 코팅액 분사 니 들(50)이 구비된다. 코팅액 분사 니들(50)의 후방측에는 니들팁(52)이 부착형성되어 니들팁(52)의 후방에 구비되는 니들팁 브라켓(51)에 삽입 고정된다.

상기 코팅액 분사 니들(50)의 전방측으로는 중심부에 관통공(61)이 형성된 니들캡(60)이 구비되며, 그 니들캡(60)에 코팅액 분사 니들(50)이 삽입 고정된다. 이때 코팅액 분사 니들(50)의 끝단부는 니들캡(60)의 전방측으로 일부 돌출된다. 코팅액 분사 니들(50)이 니들캡(60) 보다 일부 돌출되게 형성됨으로써 코팅액 분사시 코팅액이 니들캡의 내면을 오염시키지 않게 된다. 이때 돌출범위는 1∼3㎜ 정도이다.

상기 니들캡(60)의 전방측에는 공기 와류 유도수단(70)이 회전 가능하도록 삽입 형성된 유도캡(80)이 구비되어 니들캡(60)에 결합된다.

공기 와류 유도수단(70)은 와류 유도캡(80)에 삽입된 채 확산 분사용 공기 주입구(43)로부터 주입되는 공기를 회전시키면서 코팅액을 분사하도록 구성된다. 공기 와류 유도수단(70)의 일예에 따른 형상은 그 표면의 후방측에서 전방측으로 연통형성되는 다수의 나선형 코팅액 분사로(71)가 형성되어 이루어지는 스크류형 스프레이 노즐 형태로 형성될 수 있다. 이때 코팅액 분사로(71)는 다양한 형상으로 이루어질 수 있는데 코팅액 분사로(71)가 4개로 이루어질 경우를 일예로 들어 설명하면 도 5의 (a)에서와 같이 나선형 일방향으로 형성될 수 있고, (b)에서처럼 2개는 나선형 시계방향, 다른2개는 나선형 반시계방향으로 서로 마주하게 형성될 수 있으며, (c)에서처럼 코팅액 분사로(71)가 X자형태가 되도록 서로 교차 형성될 수 있다.

상기와 같은 공기 와류 유도수단(70)의 구성으로 코팅액을 분사하게 되면 도 7의 (c)에서처럼 회전 확산형으로 코팅액이 분사되므로 소량으로 원하는 면적에 효율적인 분사작업을 할 수 있게 된다.

한편 와류 유도캡(80)은 공기 와류 유도수단(70)이 삽입되도록 형성되고 중심부에 관통공(81)이 형성되며 그 관통공(81)으로 코팅액 분사 니들(50)의 단부가 일부 돌출되도록 구성된다. 이때 관통공(81)과 코팅액 분사 니들(50) 사이에 이격공간이 발생되도록 구성하여야 하며, 상기 이격공간을 통해 공기 와류 유도수단(70)을 통해 빠져나오는 확산 분사용 공기가 방출된다.

상기한 본 발명에 따른 코팅액 분사노즐의 작동은 도 3a에서처럼 초기에는 피스톤 니들팁(12)의 단부가 유량 조절구(40)의 내측 안착부(42)에 접촉되어 코팅액 유로(41)를 폐쇄하고 있고, 피스톤 니들(11)의 피스톤부(17)는 니들 간극 조절구(30)의 축봉(31)과 일정 간격을 유지하여 위치되어 있다.

이 상태에서 니들용 공기 주입구(13)로 공기가 주입되면 피스톤 니들(11)의 피스톤부(17)가 공기의 압력에 의해 후퇴되면서 니들 간극 조절구(30)의 축봉(31) 단면에 접촉하게 되고, 이때 피스톤 니들팁(12)의 단부가 유량 조절구(40)의 내측 안착부(42)에서 접촉이 해지되어 이격되면서 코팅액 주입구(15)로부터 주입되는 코팅액이 코팅액 분사 니들(50)을 통과하여 외부로 분사된다.

분사 후 니들용 공기 주입구(13)부터의 공기 주입이 차단되면 피스톤 니들(11)의 피스톤부(17)와 접촉되어 있던 탄성부재(20)의 지지판(22)에 의해 피스톤부(17)가 전진되면서 피스톤 니들팁(12)의 단부가 유량 조절구(40)의 내측 안착 부(42)에 초기 상태와 같이 접촉하게 되면서 코팅액의 공급을 차단하게 되는 것이다.

상기한 본 발명에 따른 코팅액 분사노즐은 도 7의 (a)에서와 같이 좁은 형상의 대상체(94)일때는 적은 양의 코팅액 방울을 떨어뜨리는 방식으로 분사되고, (b)에서와 같이 좁은 형상의 긴 대상체(94)일때는 일직선으로 길게 분사하면서 분사노즐을 길이방향을 따라 이동시켜가는 방식으로 분사되며, (c)에서와 같이 원형이거나 각형의 전체적으로 넓은 면적을 갖는 대상체(94)일 경우에는 확산 분사용 공기 주입구(43)를 통해 공기를 공급하여 확산 분사용 공기 주입구(43)에 연통된 공기 와류 유도수단(70)을 회전시킴으로써 원뿔 모양 형태로 회전확산되는 방식으로 대상체(94)에 따라 선택적으로 분사 작동된다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅액 분사밸브의 사시도,

도 2는 도 1의 분해 사시도,

도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 코팅액 분사밸브의 작동 상태를 알 수 있는 단면 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 코팅액 분사밸브의 사용 상태도,

도 5는 본 발명에 따른 공기 와류 유도수단의 다양한 실시예 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 탄성부재의 단면 구성도,

도 7은 본 발명에 따른 코팅액 분사밸브에 의해 분사되는 형태를 알 수 있는 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 몸체 11 : 피스톤 니들

12 : 피스톤 니들팁 13 : 니들용 공기 주입구

14 : 스프링 15 : 코팅액 주입구

17 : 피스톤부 20 : 탄성부재

21 : 접시 스프링 22 : 지지판

23 : 관통공 25,45 : 볼트

30 : 니들 간극 조절구 31 : 축봉

33 : 마이크로헤드 40 : 유량 조절구

41 : 코팅액 유로 42 : 안착부

43 : 확산 분사용 공기 주입구 44 : 공기유로

50 : 코팅액 분사니들 51 : 니들팁 브라켓

52 : 니들팁 60 : 니들캡

61 : 관통공 70 : 공기 와류 유도수단

71 : 코팅액 분사로 73 : 코팅액 분사공

80 : 와류 유도캡 81 : 관통공

91 : 솔레노이드 92,96 : 압축공기 공급호스

93 : 코팅액 공급호스 94 : 대상체

97 : 연결블럭

Claims

전방측에 코팅액의 공급을 단속하는 피스톤 니들(11) 및 피스톤 니들팁(12)이 구비 돌출 구비되고, 상기 피스톤 니들(11)의 전후진 동작 제어를 위한 피스톤 니들용 공기 주입구(13)와, 코팅액을 공급하는 코팅액 주입구(15)가 상부측에 형성되는 몸체(10)와;

상기 몸체(10)의 후방측에 구비되어, 중심측에 관통공(23)이 형성되며 상기 피스톤 니들(11)을 탄성 지지하되 상기 니들용 공기 주입구(13)의 폐쇄시 피스톤 니들(11)을 전진시키는 탄성부재(20)와;

상기 탄성부재(20)의 후방측에 구비되어, 전방측으로 상기 피스톤 니들(11)의 피스톤부(17) 후면에 맞닿는 축봉(31)이 구비형성되고, 그 축봉(31)의 전후진을 제어하여 피스톤 니들(11)의 전후진 범위를 제어하는 마이크로헤드(33)가 연결 구비된 니들 간극 조절구(30)와;

상기 몸체(10)의 전방측에 구비되어, 전방측으로 내측에 피스톤 니들팁(12)이 접촉되는 안착부(42)가 형성된 코팅액 유로(41)가 관통 형성되고, 상부측에 형성된 확산 분사용 공기 주입구(43)가 전방측으로 연통되는 공기유로(44)가 형성된 공기 및 코팅액의 유량 조절구(40)와;

상기 유량 조절구(40)의 전방측에 코팅액을 분사하도록 연결 구비되며, 니들팁 브라켓(51)에 삽입되도록 니들팁(52)이 후방에 부착형성된 코팅액 분사 니들(50)과;

상기 코팅액 분사 니들(50)이 삽입 고정되며, 중심부에 관통공(61)이 형성되는 니들캡(60)과;

상기 니들캡(60)의 전방측에 구비되어지되, 표면의 후방측에서 전방측으로 연통되는 다수의 나선형 코팅액 분사로(71)가 형성되고, 중심부에 코팅액 분사공(73)이 형성되는 스크류형 스프레이 노즐 형태로 형성되어 공기 와류 유도수단(70)과;

상기 공기 와류 유도수단(70)이 삽입되며 전방으로 코팅액 분사 니들(50)의 단부가 일부 돌출되도록 관통공(81)이 형성되어, 코팅액 분사 니들(50)을 통해 코팅액이 분사되고, 코팅액 분사 니들(50)과 관통공(81) 사이의 이격된 공간으로 대상체에 따라 선택적으로 상기 확산 분사용 공기 주입구(43)로부터 공급된 확산용 공기가 분사되도록 구성된 와류 유도캡(80)으로 이루어지는 코팅액 분사밸브.
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