KR101574291B1

KR101574291B1 - 도포액 점도 자동 조절 장치

Info

Publication number: KR101574291B1
Application number: KR1020140112977A
Authority: KR
Inventors: 김한배
Original assignee: 상연산업(주)
Priority date: 2014-08-28
Filing date: 2014-08-28
Publication date: 2015-12-03

Abstract

본 발명은, 순환 라인과, 상기 순환 라인에 연결되어 도포액을 상기 순환 라인을 따라 유동시키는 순환 펌프를 구비하는 순환 유닛; 상기 순환 라인에 연결되어, 투입 명령을 수신하면 상기 도포액에 용제를 투입하여 상기 도포액을 희석하는 희석 유닛; 및 상기 순환 펌프의 작동 속도에 기초하여, 상기 희석 유닛에 상기 투입 명령을 송신하는 제어 유닛을 포함하는, 도포액 점도 자동 조절 장치를 제공한다.

Description

도포액 점도 자동 조절 장치{APPARATUS FOR AUTOMATICALLY ADJUSTING VISCOSITY OF APPLYING LIQUID}

본 발명은 도포액의 점도를 조절해주는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 그라비아 인쇄 및 코팅작업 시 잉크 및 코팅액을 사용한다. 이때, 잉크와 코팅액은 도포액이라 통칭되며, 또한 인쇄와 코팅은 도포액을 도포하는 것으로 통칭될 수 있다.

이러한 도포액은 시간이 지날수록 용매가 증발해서 점도가 높아진다. 그에 따라, 도포 작업이 원활하게 진행되지 못하는 문제가 있다.

이를 해결하기 위해, 도포액에 휘발성이 강한 용제, 예를 들어 용제를 섞어서 도포액의 점도를 도포 작업에 적합한 범위 내로 유지해야 한다.

그를 위한 구체적 방식으로서, 기존에는 일정시간이 지나면 주기적으로 사용자가 바가지 등 용기를 사용해 용제를 도포액에 부어주곤 했다.

그러나, 용제를 조끔씩 자주 부을 수 없기 때문에 30~40분에 한 번씩 붇다 보니, 처음 부었을 때는 점도가 너무 묽어지고 시간이 지나서 다시 섞을 때쯤이면 점도가 높아지는 등 점도의 변동이 심했다.

따라서 어떤 경우에는 도포액의 점도가 요구되는 범위를 많이 벗어나, 도포 작업이 원활하지 못해 도포 작업의 불량이 발생하기도 한다.

본 발명의 일 목적은, 사용자의 관여 없이도 도포액의 점도를 일정 범위 내로 유지할 수 있게 하는, 도포액 점도 자동 조절 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 일 목적은, 도포액의 점도를 간접 산출을 통해 보다 간단하고 신속하게 산출하여 점도 조절에 활용할 수 있는, 도포액 점도 자동 조절 장치를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 측면과 관련된 도포액 점도 자동 조절 장치는, 순환 라인과, 상기 순환 라인에 연결되어 도포액을 상기 순환 라인을 따라 유동시키는 순환 펌프를 구비하는 순환 유닛; 상기 순환 라인에 연결되어, 투입 명령을 수신하면 상기 도포액에 용제를 투입하여 상기 도포액을 희석하는 희석 유닛; 및 상기 순환 펌프의 작동 속도에 기초하여, 상기 희석 유닛에 상기 투입 명령을 송신하는 제어 유닛을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 순환 라인은, 상기 순환 펌프에 상기 도포액이 유입되게 하는 유입 라인과, 상기 도포액이 상기 순환 펌프에서 유출되게 하는 유출 라인을 포함하고, 상기 희석 유닛은, 상기 유입 라인에 상기 용제를 투입하도록 상기 유입 라인과 연결될 수 있다.

여기서, 상기 순환 유닛은, 상기 순환 펌프를 작동시키기 위해 상기 순환 펌프에 펌프 에어를 공급하는 공기 압축기를 더 포함하고, 상기 순환 펌프의 작동 속도 산출을 보조하기 위한 산출보조 유닛을 더 포함하고, 상기 산출보조 유닛은, 상기 펌프 에어에서 샘플링된 샘플 에어에 의해 작동하는 실린더; 및 상기 실린더의 피스톤의 왕복 속도를 측정하는 속도 센서를 포함하고, 상기 제어유닛은, 상기 속도 센서가 측정한 상기 피스톤의 왕복 속도에 기초하여 상기 순환 펌프의 작동 속도를 산출하도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 속도 센서는, 비접촉 방식으로 상기 피스톤의 왕복 속도를 측정하는 홀 센서일 수 있다.

여기서, 상기 제어 유닛은, 상기 순환 유닛의 작동 개시 후, 설정된 대기 시간을 보내고서 상기 산출보조 유닛이 작동하도록 제어할 수 있다.

여기서, 상기 순환 유닛은, 밸브 에어를 공급하는 공기 압축기를 포함하고, 상기 희석 유닛은, 상기 용제를 저장하는 저장통; 상기 저장통과 상기 순환 라인을 연통시키는 용제 라인; 상기 용제 라인에 설치되어, 상기 저장통에서 상기 순환 라인으로의 상기 용제의 투입을 단속하는 투입 밸브; 및 상기 투입 명령에 따라 개방되어, 상기 투입 밸브에 상기 밸브 에어를 공급하여 상기 투입 밸브가 개방되게 하는 작동 밸브를 포함할 수 있다.

여기서, 청소 명령을 입력받는 사용자입력부를 더 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 사용자입력부를 통해 상기 청소 명령이 입력되면, 상기 작동 밸브를 개방하여, 상기 투입 밸브도 상기 밸브 에어의 공급에 의해 개방됨에 따라 상기 용제가 상기 용제 라인을 따라 유동하게 할 수 있다.

여기서, 상기 작동 밸브는, 상기 제어 유닛으로부터 수신되는 전기적 신호에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브일 수 있다.

여기서, 상기 저장통과 상기 투입 밸브 사이에 위치하도록 상기 용제 라인에 설치되고, 사용자의 조작에 의해 개폐되는 조작 밸브를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제어 유닛으로부터 이상 신호를 수신하면 알람 작동하는 알람 유닛이 더 구비될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 도포액 점도 자동 조절 장치에 의하면, 사용자의 관여 없이도 도포액의 점도를 일정 범위 내로 유지할 수 있게 한다. 그에 의해, 사용자의 편의를 높이고, 사용자의 태만으로 인한 점도 조절 실패로 도포액이나 필름 등이 낭비되는 것을 막을 수 있다.

또한, 도포액의 점도를 직접 측정하지 않고, 간접적인 방법을 통해 보다 간단하고 신속하게 산출하여 점도 조절에 활용할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도포액 점도 자동 조절 장치(100)를 보인 사시도이다.
도 2는 도포액 점도 자동 조절 장치(100)의 작동 회로를 보인 회로도이다.
도 3은 도포액 점도 자동 조절 장치(100)의 제어적 구성을 보인 블록도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 도포액 점도 자동 조절 장치에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도포액 점도 자동 조절 장치(100)를 보인 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 도포액 점도 자동 조절 장치(100)는, 대체로 직육면체형의 하우징(101)을 가질 수 있다. 하우징(101)은 스테리인레스 재질로 형성되면, 견고하고 녹에 강하다. 하우징(101)의 전면에는 도어(102)가 설치될 수 있다. 도어(102)를 개방하면, 내부 공간에는 순환 펌프(115, 도 2) 등을 점검할 수 있게 된다. 하우징(101)의 하측에는 이동을 위한 바퀴(103)가 설치될 수 있다.

하우징(101)에는 디스플레이(105), 사용자입력부(107) 등이 설치될 수 있다. 디스플레이(105)는 점도 자동 조절 장치(100)의 작동에 관한 정보를 출력한다. 사용자입력부(107)는 사용자가 점도 자동 조절 장치(100)의 작동에 관한 명령을 입력하기 위한 수단이 된다. 사용자입력부(107)는 조작 노브, 푸쉬 버튼, 터치 패드 등 다양한 형태로 형성될 수 있다.

하우징(101)의 상측에는 알람 유닛(109)과 저장통(131)이 설치될 수 있다. 알람 유닛(109)은 빛과 소리를 내면서 작동하는 것일 수 있다. 저장통(131)은 유입 라인(112) 또는 유출 라인(113)에 투입될 용제를 저장하는 부분이다. 여기서, 유입 라인(112)과 유출 라인(113)은 순환 펌프(115, 도 2)에 연결된다. 저장통(131)은 투명 재질의 고분자 수지로 제작되어, 사용자가 육안으로 내용물(용제)의 양을 확일할 수도 있게 형성될 수 있다.

이상과 같은 외형을 가지는 점도 자동 조절 장치(100)의 작동을 확인하기 위한 구성에 대해서는 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.

먼저, 도 2는 도포액 점도 자동 조절 장치(100)의 작동 회로를 보인 회로도이다.

본 도면을 참조하면, 점도 자동 조절 장치(100)는, 순환 유닛(110), 희석 유닛(130), 제어 유닛(150), 및 산출보조 유닛(170)을 가질 수 있다.

순환 유닛(110)은, 순환 라인(111), 순환 펌프(115), 그리고 공기 압축기(117)를 가질 수 있다.

순환 라인(111)은 도포액이 순환 펌프(115)로 유입되게 안내하는 유입 라인(112)과, 도포액이 순환 펌프(115)에서 유출되게 안내하는 유출 라인(113)을 가질 수 있다. 이때, 도포액은 유입 라인(112)과 유출 라인(113)이 연결된 저장통에 저장될 수 있다.

순환 펌프(115)는 유입 라인(112)을 통해 도포액을 펌핑하여, 유출 라인(113)을 통해 내보내는 구성이다. 그에 의해, 도포액은 유입 라인(112)과 유출 라인(113)을 따라 순환하도록 유동하게 된다. 순환 펌프(115)는 공기(펌프 에어)에 의해 작동할 수 있다.

공기 압축기(117)는 순환 펌프(115)에 상기 펌프 에어를 공급한다. 공기 압축기(117)는 또한, 작동 밸브(137)에 공기(밸브 에어)를 공급할 수 있다. 공기 압축기(117)의 출력단에는 펌프 에어 및 밸브 에어의 압력을 일정하게 유지하기 위한 레귤레이터(118)가 구비될 수 있다.

희석 유닛(130)은 순환 라인(111)에 대해 용제를 투입하여 도포액을 희석하는 구성이다. 여기서, 용제는 솔벤트와 같은 희석제가 될 수 있다. 희석 유닛(130)은, 저장통(131), 용제 라인(133), 투입 밸브(135), 작동 밸브(137), 그리고 조작 밸브(139)를 가질 수 있다.

저장통(131)는 용제를 저장하는 통이다.

용제 라인(133)은 저장통(131)과 순환 라인(111), 구체적으로 유입 라인(112)을 연통시키는 라인이다.

투입 밸브(135)는 용제 라인(133)에 설치되어, 저장통(131)에서 유입 라인(112)으로의 용제의 투입을 단속하는 것이다. 투입 밸브(135)는, 예를 들어 와이(Y)-밸브일 수 있다.

작동 밸브(137)는 제어 유닛(150)의 투입 명령에 따라 개방되는 것으로서, 그의 개방 시에 밸브 에어는 투입 밸브(135)로 공급된다. 작동 밸브(137)는 전기적 신호에 의해 개폐되는 솔레노이드 밸브일 수 있다.

조작 밸브(139)는 저장통(131)과 투입 밸브(135) 사이에 위치하도록 용제 라인(133)에 설치된다. 조작 밸브(139)는 저장통(131)의 청소 등을 위해 사용자가 수동으로 조작할 수 있는 밸브이다.

제어 유닛(150)은 순환 펌프(115)의 작동 속도에 기초하여, 희석 유닛(130)에 투입 명령을 송신하는 구성이다. 상기 투입 명령은 작동 밸브(137)가 수신하고, 작동 밸브(137)는 공기 압축기(117)로부터의 밸브 에어가 투입 밸브(135)로 공급되게 유로를 개방한다.

산출보조 유닛(170)은 순환 펌프(115)의 작동 속도 산출을 보조하기 위한 구성이다. 산출보조 유닛(170)은, 실린더(171)와, 속도 센서(175)를 가질 수 있다.

실린더(171)는 순환 펌프(115)와 별도로 구비된다. 실린더(171)에는 순환 펌프(115)를 작동시키는 펌프 에어 중 일부(샘플 에어)가 샘플링되어 공급된다. 샘플 에어가 순환 펌프(115)에서 실린더(171)로 공급되기 위해, 순환 펌프(115)에는 두 개의 샘플링 라인(172)에 설치되고, 두 개의 샘플링 라인(172)은 실린더(171)의 피스톤 양측에 각각 연결된다.

속도 센서(175)는 실린더(171)의 피스톤의 왕복 속도를 측정하기 위한 구성이다. 속도 센서(175)는, 예를 들어 홀(Hall) 센서와 같은 무접점 측정 방식의 것일 수 있다. 다시 말해, 속도 센서(175)는 실린더(171)의 피스톤과 접촉하지 않고 피스톤의 근접 및 이탈로부터 변화되는 자기장 등을 감지하여 피스톤의 왕복 속도를 측정하게 된다. 그에 의해, 지속적인 피스톤과의 접촉이 없기에, 속도 센서(175)가 일찍 손상되는 것을 방지할 수 있다.

다음으로, 도 3은 도포액 점도 자동 조절 장치(100)의 제어적 구성을 보인 블록도이다.

본 도면을 참조하면, 점도 자동 조절 장치(100)는, 앞서 설명한 속도 센서(175), 사용자입력부(107), 디스플레이(105), 및 알람 유닛(109) 등에 더하여, 메모리(108)를 더 가질 수 있다.

메모리(108)에는 속도 센서(175)가 측정한 실린더(171)의 피스톤의 왕복 속도에 대응하는 순환 펌프의 작동 속도 등에 대한 정보가 저장된다. 또한, 메모리(108)에는 순환 펌프(115)의 작동 속도에 따라 적정량의 용제를 투입하기 위한 작동 밸브(137)의 개방 시간에 대한 정보도 저장될 수 있다.

이상의 구성에 의하면, 제어 유닛(150)은, 순환 유닛(110), 구체적으로 공기 압축기(117)의 작동이 개시된 후에, 설정된 대기 시간을 보내고서 산출보조 유닛(170)이 작동하도록 제어한다. 이는 공기 압축기(117)의 초기 작동 시에 안정화 전까지 펌프 에어의 압력이 변동될 수 있어, 그러한 영향에 의해 실린더(171)의 피스톤 왕복 속도가 정확히 측정되지 못하는 문제를 해결하기 위함이다. 위 대기 시간은 대략 3분 또는 5분으로 설정될 수 있다.

대기 시간 경과 후에, 제어 유닛(150)은 산출보조 유닛(170), 구체적으로 속도 센서(175)를 작동시키게 된다. 그에 의해, 속도 센서(175)는 실린더(171)의 피스톤 왕복 속도를 측정하게 된다. 이때, 피스톤 왕복 속도는 순환 펌프(115)를 거쳐가는 도포액의 점도와 연관된다. 예를 들어, 도포액의 점도가 높으면, 순환 펌프(115)의 작동이 느려져서 피스톤 왕복 속도 또한 느려진다. 반대로 도포액의 점도가 낮으면, 순환 펌프(115)의 작동이 빨라져서 피스톤 왕복 속도는 빨라진다.

제어 유닛(150)은 산출보조 유닛(170)에서 입력되는 피스톤 왕복 속도[실린더(171)의 작동 속도]에 기초하여, 순환 펌프(115)의 작동 속도를 산출한다. 순환 펌프(115)의 작동 속도가 기준 이하인 경우에는, 도포액의 점도를 낮추기 위해 용제의 투입이 요구된다.

그 경우, 제어 유닛(150)은 작동 밸브(137)에 투입 명령(전기적 신호)을 내려 작동 밸브(137)를 개방한다. 작동 밸브(137)가 개방되면, 공기 압축기(117)에서 생성된 밸브 에어는 작동 밸브(137)를 거쳐서 투입 밸브(135)에 작용한다. 투입 밸브(135)가 밸브 에어에 의해 개방되면, 저장통(131)의 용제는 용제 라인(133)을 거쳐서 유입 라인(112)에 투입된다. 그 결과, 유입 라인(112)을 유동하는 도포액에는 용제가 혼합되어, 도포액의 점도가 낮아지게 된다.

이상의 작동과 달리, 제어 유닛(150)에서 투입 명령이 작동 밸브(137)에 송신되고서도 이후에 산출된 순환 펌프(115) 작동 속도(도포액의 점도)가 변화가 없을 수 있다. 이는 용제 라인(133)이 막혔거나 용제가 다 떨어진 경우의 상황일 수 있다. 이렇게 정상적인 작동에서 벗어난 경우에, 제어 유닛(150)은 알람 유닛(109)을 가동하여 사용자에게 그 상황을 알릴 수 있다.

나아가, 도포액의 점도를 유지하는 작업이 마무리된 경우에, 점도 자동 조절 장치(100)는 청소 모드로 작동될 수 있다.

구체적으로, 사용자입력부(107)를 통해 청소 명령이 입력되면, 제어 유닛(150)은 작동 밸브(137)를 개방한다. 이 경우, 밸브 에어가 작동 밸브(137)를 거쳐서 투입 밸브(135)에 작용하므로, 저장통(131)의 용제가 용제 라인(133)을 거쳐서 유입 라인(112)을 향해 흘러내리게 된다.

이 과정에서, 용제 라인(133) 중 유입 라인(112)에 가까운 부분에 도포액이 굳어진 것이 녹아내릴 수 있다. 그 결과, 용제 라인(133)이 도포액의 굳어진 덩어리에 의해 막혀, 다음 작업이 원활하지 못하는 문제를 방지할 수 있다.

상기와 같은 도포액 점도 자동 조절 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100: 도포액 점도 자동 조절 장치 110: 순환 유닛
111: 순환 라인 115: 순환 펌프
117: 공기 압축기 130: 희석 유닛
131: 저장통 133: 용제 라인
135: 투입 밸브 137: 작동 밸브
139: 조작 밸브 150: 제어 유닛
170: 산출보조 유닛 171: 실린더
175: 속도 센서

Claims

순환 라인과, 상기 순환 라인에 연결되어 도포액을 상기 순환 라인을 따라 유동시키는 순환 펌프와, 상기 순환 펌프를 작동시키기 위해 상기 순환 펌프에 펌프 에어를 공급하는 공기 압축기를 구비하는 순환 유닛; 상기 순환 라인에 연결되어, 투입 명령을 수신하면 상기 도포액에 용제를 투입하여 상기 도포액을 희석하는 희석 유닛; 상기 순환 펌프의 작동 속도에 기초하여, 상기 희석 유닛에 상기 투입 명령을 송신하는 제어 유닛; 및 상기 순환 펌프의 작동 속도 산출을 보조하기 위한 산출보조 유닛을 포함하고,
상기 산출보조 유닛은, 상기 펌프 에어에서 샘플링된 샘플 에어에 의해 작동하는 실린더; 및 상기 실린더의 피스톤의 왕복 속도를 측정하는 속도 센서를 포함하고,
상기 제어유닛은, 상기 속도 센서가 측정한 상기 피스톤의 왕복 속도에 기초하여 상기 순환 펌프의 작동 속도를 산출하도록 구성되는, 도포액 점도 자동 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 순환 라인은,
상기 순환 펌프에 상기 도포액이 유입되게 하는 유입 라인과, 상기 도포액이 상기 순환 펌프에서 유출되게 하는 유출 라인을 포함하고,
상기 희석 유닛은, 상기 유입 라인에 상기 용제를 투입하도록 상기 유입 라인과 연결되는, 도포액 점도 자동 조절 장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 속도 센서는, 비접촉 방식으로 상기 피스톤의 왕복 속도를 측정하는 홀 센서인, 도포액 점도 자동 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛은,
상기 순환 유닛의 작동 개시 후, 설정된 대기 시간을 보내고서 상기 산출보조 유닛이 작동하도록 제어하는, 도포액 점도 자동 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 순환 유닛은,
밸브 에어를 공급하는 공기 압축기를 포함하고,
상기 희석 유닛은,
상기 용제를 저장하는 저장통;
상기 저장통과 상기 순환 라인을 연통시키는 용제 라인;
상기 용제 라인에 설치되어, 상기 저장통에서 상기 순환 라인으로의 상기 용제의 투입을 단속하는 투입 밸브; 및
상기 투입 명령에 따라 개방되어, 상기 투입 밸브에 상기 밸브 에어를 공급하여 상기 투입 밸브가 개방되게 하는 작동 밸브를 포함하는, 도포액 점도 자동 조절 장치.
제6항에 있어서,
청소 명령을 입력받는 사용자입력부를 더 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 사용자입력부를 통해 상기 청소 명령이 입력되면, 상기 작동 밸브를 개방하여, 상기 투입 밸브도 상기 밸브 에어의 공급에 의해 개방됨에 따라 상기 용제가 상기 용제 라인을 따라 유동하게 하는, 도포액 점도 자동 조절 장치.
제7항에 있어서,
상기 작동 밸브는, 상기 제어 유닛으로부터 수신되는 전기적 신호에 의해 작동하는 솔레노이드 밸브인, 도포액 점도 자동 조절 장치.
제6항에 있어서,
상기 저장통과 상기 투입 밸브 사이에 위치하도록 상기 용제 라인에 설치되고, 사용자의 조작에 의해 개폐되는 조작 밸브를 더 포함하는, 도포액 점도 자동 조절 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어 유닛으로부터 이상 신호를 수신하면 알람 작동하는 알람 유닛을 더 포함하는, 도포액 점도 자동 조절 장치.