KR101917431B1 - 분말 공급 장치 - Google Patents

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KR101917431B1
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Abstract

본 발명은 분말 공급 장치에 관한 것으로, 이는 상판에 형성된 투입구와 상기 상판의 아래에 설치되어 상기 투입구와 연통되는 투입노즐 및 상기 투입노즐에 인접하게 위치된 용기 안착대를 구비한 프레임; 상기 프레임 위에 배치된 복수의 공급부; 및 상기 프레임에 설치되고, 상기 복수의 공급부 중 하나의 공급부가 가진 배출구가 상기 투입구에 연통되도록 상기 복수의 공급부를 이동시키는 이동부를 포함하여서, 종래보다 정확하고 일정한 양의 분말을 공급함으로써 공급의 정확성과 신뢰도는 물론, 일정량의 공급으로 인한 후속 공정의 정확성과 신뢰도를 높이는 효과가 있다.

Description

분말 공급 장치 {Apparatus for feeding powder}
본 발명은 예컨대 시편 연소용 보조제로 사용되는 조연제와 같은 분말을 자동으로 도가니 등의 용기에 투입하기 위한 분말 공급 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 강과 같은 시편의 탄소 또는 황의 정량에는 주로 연소법이 사용되고 있으며, 이러한 연소법 중에서 분석 조작이 간편하고 또한 신속하기 때문에 적외선 흡수법이 널리 사용된다.
이러한 적외선 흡수법에 사용되는 분석장치는 시편 연소부와 적외선 검출부 및 데이터 처리부 등으로 구성되는데, 시편 연소부는 고주파를 이용해서 도가니에 담겨져 있는 시편을 연소한다.
한편, 시편 연소부에서는 시편의 연소를 도와주는 조연제(accelerator)를 사용하고 있다. 소정량의 조연제를 도가니에 투입한 후에 시편을 투입하고, 고주파 방식을 이용해서 시편을 연소시키므로 시편의 연소에 많은 효과가 있다.
보조제로 투입되는 분말형 조연제는 연소 효율을 높여 분석 데이터의 재현성과 분석 시간에 큰 영향을 주어 정확한 양을 투입하여야 하는데, 종래의 경우에는 투입하는 양이 부정확하여 재현성이 불량하고, 데이터의 신뢰도가 저하되었다. 특히 극미량의 원소성분을 분석하는 경우에는 오차를 유발시키는 문제점이 있었다.
(특허문헌 1) KR 0753687 B1
이에 본 발명은 예컨대 시편연소용 보조제로 사용되는 조연제와 같은 분말을 자동으로 도가니 등의 용기에 투입함과 더불어, 보다 정확하고 일정한 양의 분말을 공급함으로써 분석장치 등에 적용될 때 데이터의 신뢰도 향상과 신속한 분석이 가능하게 하는 분말 공급 장치를 제공하는 데에 그 주된 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 장치는, 상판에 형성된 투입구와 상기 상판의 아래에 설치되어 상기 투입구와 연통되는 투입노즐 및 상기 투입노즐에 인접하게 위치된 용기 안착대를 구비한 프레임; 상기 프레임 위에 배치된 복수의 공급부; 및 상기 프레임에 설치되고, 상기 복수의 공급부 중 하나의 공급부가 가진 배출구가 상기 투입구에 연통되도록 상기 복수의 공급부를 이동시키는 이동부를 포함하고, 상기 공급부는, 호퍼; 일측이 상기 호퍼의 아래에 연결되고, 상기 프레임의 투입구와 연통되는 배출구를 타측에 구비한 하우징; 상기 하우징 내에서 회전축을 매개로 회전가능하게 설치되어, 상기 하우징 내에 수용된 분말을 퍼 담을 수 있는 국자; 및 상기 국자를 회전시키기 위해 상기 회전축에 연결된 회전부를 포함하여, 상기 국자가 상기 하우징 내에 있는 분말을 상기 하우징의 하부에서 퍼 올려 담아 상기 하우징의 배출구로 낙하시켜, 상기 프레임의 투입구로 투입하고, 상기 호퍼에는 히터가 설치된 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래보다 정확하고 일정한 양의 분말을 공급함으로써 공급의 정확성과 신뢰도는 물론, 일정량의 공급으로 인한 후속 공정의 정확성과 신뢰도를 높이는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 복수의 공급부를 포함하여, 상이한 분말을 별도로 공급할 수 있게 됨으로써, 분석장치 등에 적용될 때 분석시간의 단축과 작업자의 업무부하를 줄여주는 효과를 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공급부의 일측을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 공급부의 타측을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 공급부 중 호퍼를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명이 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명된다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 장치를 도시한 사시도로서, 이에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 장치는, 상판(11)에 형성된 투입구(12)와 상판의 아래에 설치되어 투입구와 연통되는 투입노즐(13) 및 이 투입노즐에 인접하게 위치된 용기 안착대(14)를 구비한 프레임(10); 이 프레임 위에 배치된 복수의 공급부(20); 및 프레임에 설치되고, 복수의 공급부 중 하나의 공급부가 가진 배출구(22)가 투입구에 연통되도록 복수의 공급부를 이동시키는 이동부(30)를 포함하고 있다.
프레임(10)은 대략 박스형상의 부재로서, 상판(11)의 일측에는 상판을 관통하는 투입구(12)가 형성되고, 이 투입구와 연통되도록 상판의 아래에 투입노즐(13)이 설치된다. 투입노즐은 대략 호퍼 모양으로 형성되는 것이 바람직하지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 프레임(10)의 상판(11) 위에는 복수의 공급부(20)와 함께 이동부(30)가 장착되게 된다. 이러한 프레임에는 제어부(40)를 구성하는 제어패널이 수용될 수 있으며, 배선이나 램프, 스위치 등이 설치될 수도 있다.
용기 안착대(14)는 프레임(10)의 일측면에 브라켓(15)을 매개로 하여 설치될 수 있다. 이 브라켓 또는 프레임의 일측면에는 예컨대 시편 연소용 도가니와 같은 용기(1)의 안착상태를 감지하기 위한 제1센서(16)가 제공될 수 있다. 이 제1센서로는 근접센서 등이 채택될 수 있다.
이러한 제1센서(16)는 제어부(40)와 전기적으로, 즉 유선 또는 무선통신 등으로 연결되어 감지신호를 제어부로 전달할 수 있다. 제어부는 제1센서로부터 전달되는 감지신호에 의거하여 후술하는 모터(44)에 구동신호를 보낼 수 있다.
복수의 공급부(20)가 프레임(10) 위에 배치되게 되는데, 이들 공급부는 동일한 구성을 갖고 있으므로, 본 명세서에서는 하나의 공급부에 대해서만 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 공급부의 일측을 도시한 도면이고, 도 3은 공급부의 타측을 도시한 도면이며, 도 4는 공급부 중 호퍼를 도시한 도면이다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 장치의 공급부(20)는, 호퍼(21); 일측이 호퍼의 아래에 연결되고, 프레임(10)의 상판(11)에 형성된 투입구(12)와 연통되는 배출구(22)를 타측에 구비한 하우징(23); 이 하우징 내에서 회전축(24)을 매개로 회전가능하게 설치되어, 하우징 내에 수용된 분말(2)을 퍼 담을 수 있는 국자(25); 및 이 국자를 회전시키기 위해 회전축에 연결된 회전부(27)를 포함할 수 있다.
호퍼(21)에는 분말(2)을 저장해 둘 수 있다. 또한, 호퍼에는 도 4에 도시된 바와 같이, 호퍼 또는 그 주위를 가열할 수 있는 히터(28)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 호퍼의 외측면에 히터가 설치될 수 있으며, 히터로는 전기에 의해 발열되는 코일형 열선 또는 카트리지 히터 등이 채택될 수 있다.
이러한 히터에 의해 호퍼 또는 그 주변 분위기를 승온시켜, 분말에 포함되어 있는 수분을 제거하고 분말을 일정한 온도에서 건조한 상태로 유지할 수 있게 되는 것이다.
예를 들어, 저장된 분말(2)이 분석장치에서 시편의 연소를 도와주는 조연제인 경우에는 히터(28)에 의해 수분을 제거하게 됨으로써, 연소 효율을 높이고 분석의 재현성 및 데이터의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
추가로, 호퍼(21)의 상부에는 이물질의 유입을 방지하기 위한 투명한 덮개(미도시)가 덮어 씌워질 수 있으며, 호퍼의 하부에는 분말(2)의 존재 여부를 감지할 수 있는 제2센서(26)가 설치될 수 있다. 이 제2센서로는 로드셀, 광센서 또는 근접센서 등이 채택될 수 있다.
이러한 제2센서(26)는 제어부(40)와 전기적으로, 즉 유선 또는 무선통신 등으로 연결되어 감지신호를 제어부로 전달할 수 있다. 제어부는 제2센서로부터 전달되는 감지신호에 의거하여 램프를 점멸시키거나 디스플레이에 표시함으로써, 호퍼 내 분말(2)의 존재 여부를 알릴 수 있다.
하우징(23)은 호퍼(21)의 아래에 배치되어, 호퍼로부터 유입되는 분말(2)을 저장할 수 있다. 하우징에서 호퍼의 반대측 하부에는 배출구(22)가 형성되어 있고, 이 배출구는 프레임(10)의 상판(11)에 형성된 투입구(12)와 연통된다.
하우징(23) 내에서 배출구(22)의 주변에는 단차진 스토퍼(29)가 설치되어 있어, 호퍼(21)로부터 하우징 내로 유입된 분말(2)이 바로 배출구를 통해 배출되는 것을 방지하도록 되어 있다.
국자(25)는 대략 2g 정도의 분말을 퍼 담을 수 있으나, 그 용량은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이 국자는 수평하게 위치한 회전축(24)에 직각인 방향으로 뻗어 있어, 상하로 회전될 수 있다.
따라서, 국자(25)는 하우징(23) 내에 저장되어 있는 분말(2)을 하우징의 하부에서 퍼 올려 담아 하우징의 상부를 향해 회전된 후 다시 하부로 회전할 때 담겨져 있는 분말을 하우징의 배출구(22)로 낙하시켜, 프레임(10)의 상판(11)에 형성된 투입구(12)로 투입하게 되는 것이다.
회전축(24)은 하우징(23) 내에서 국자(25)에 연결되고 하우징의 측면을 관통하여 외부로 연장한다.
회전부(27)는, 회전축(24)에 장착된 피동풀리(41); 벨트부재(42)에 의해 피동풀리에 회전력을 전달하는 구동풀리(43); 이 구동풀리에 연결되어 구동풀리를 회전시키는 모터(44); 회전축에 설치되어 함께 회전하는 플레이트(45); 및 이 플레이트의 회전을 감지하는 제3센서(46)를 포함할 수 있다.
모터(44)는 하우징(23)을 기준으로 투입노즐(13)의 반대측에 위치될 수 있으며, 모터에 연결된 구동풀리(43)는 벨트부재(42)를 통해 피동풀리(41)에 연결된다. 이로써, 모터의 회전력이 구동풀리 및 벨트부재를 거쳐 피동풀리에 전달되고, 피동풀리가 회전함에 따라 회전축(24)과 국자(25)가 회전하게 되는 것이다.
또한, 모터(44)는 제어부(40)에 전기적으로 연결되어, 제어부의 제어 하에 구동되거나 정지될 수 있다.
플레이트(45)는 대략 부채꼴 모양으로 형성될 수 있으나, 그 형상은 반드시 이에 한정되지 않는다.
제3센서(46)로는 광센서 등이 채택될 수 있다. 이 제3센서는 플레이트(45)의 1회전만 감지할 수 있고, 제3센서로부터 송출되는 감지신호에 의해 제어부(40)가 제어하여 모터(44)의 회전이 중단될 수 있다. 이에 따라, 오작동 없이 정확하게 일정한 양의 분말이 국자(25)의 1회전으로 투입구(12)에 투입될 수 있다.
이러한 제3센서(46)는 제어부(40)와 전기적으로, 즉 유선 또는 무선통신 등으로 연결되어 감지신호를 제어부로 전달할 수 있다. 제어부는 제3센서로부터 전달되는 감지신호에 의거하여 모터(44)에 정지신호를 보낼 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 이동부(30)는, 복수의 공급부(20)를 지지하고, 각 공급부의 배출구(22)와 프레임(10)의 투입구(12)를 연통시키는 관통홀(32)이 형성된 이동판(31); 프레임에 설치되고, 이동판을 이동가능하게 지지하면서 안내하는 안내레일(33); 및 프레임에 설치되고, 이동판에 연결된 액츄에이터(35)를 포함할 수 있다.
이동판(31)은 안내레일(33)의 위로 미끄럼이동할 수 있으며, 보다 원활한 이동을 위해 바퀴 등과 같은 회전부재를 더 포함할 수 있다.
액츄에이터(35)로는 유체압 실린더가 채용될 수 있지만, 반드시 이에 한정되지 않으며, 이동판(31) 상에 설치된 공급부(20)들의 왕복이동이 가능하다면 다른 임의의 수단이 선택되어도 무방하다. 액츄에이터의 작동로드(34)가 이동판에 연결되어 고정될 수 있다.
예시된 이러한 구성의 이동부(30)에 의해 복수의 공급부(20) 중 하나의 공급부가 가진 배출구(22)가 선택적으로 프레임(10)의 투입구(12)에 연통될 수 있게 되는 것이다.
예를 들어, 저장된 분말(2)이 분석장치에서 시편의 연소를 도와주는 조연제인 경우에 있어서, 시편의 재질에 따라 상이한 조연제가 사용될 수 있는데, 복수의 공급부(20)에 상이한 조연제를 저장해 두고서 해당 조연제의 공급부가 프레임(10)의 투입구(12)에 연통되어 조연제를 투입될 수 있게 함으로써, 더욱 정확하고 신속한 분석이 이루어지게 하는 데에 도움을 줄 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 장치는, 이 분말 공급 장치 전체를 둘러싸면서 외부로부터 보호하기 위한 보호커버(미도시)를 추가로 포함할 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 분말 공급 장치의 작동에 대하여 간략히 설명하기로 한다.
우선, 복수의 공급부(20)에 각각 상이한 분말(2)을 저장해 두고서 원하는 분말의 공급부가 프레임(10)의 투입구(12)에 연통되어 분말이 투입될 수 있도록 제어부(40)가 액츄에이터(35)의 작동을 제어한다. 이에 따라, 이동판(31)에 연결된 액츄에이터의 작동로드(34)가 신장되거나 수축하여, 복수의 공급부 중 하나의 공급부가 가진 배출구(22)가 프레임의 투입구에 연통될 수 있게 된다.
다음으로, 용기 안착대(14) 상에 예컨대 시편 연소용 도가니와 같은 용기(1)를 안착시킨다. 이 용기의 안착 여부에 대한 정보는 제1센서(16)에 의해 제어부(40)에 제공된다. 제어부는 제1센서로부터 전달되는 감지신호에 의거하여 모터(44)에 구동신호를 보내어 모터가 구동되게 한다.
모터(44)는 구동풀리(43)를 회전시키고, 벨트부재(42)를 통해 구동풀리에 연결되어 있는 피동풀리(41)가 회전함에 따라 회전축(24)이 회전하며, 이로써 하우징(23) 내에서 국자(25)가 회전하게 된다.
회전하는 국자(25)는 하우징(23) 내에 저장되어 있는 분말(2) 중 일부를 퍼 올려 담아 회전한 후에 담겨져 있는 분말을 하우징의 배출구(22)로 낙하시켜, 프레임(10)의 투입구(12)로 투입하게 된다.
계속해서, 분말(2)은 투입구(12)와 연통된 투입노즐(13)을 거쳐 용기 안착대(14) 상에 놓인 용기(1)로 낙하된다. 국자(25)의 용량이 정해져 있으므로 용기 내로 낙하되는 분말의 양은 항상 일정하다.
또, 피동풀리(41)에 장착된 플레이트(45)의 1회전을 감지하는 제3센서(46)로부터 전달되는 감지신호에 의거하여, 제어부는 모터(44)의 회전을 정지시킨다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 종래보다 정확하고 일정한 양의 분말을 공급함으로써 공급의 정확성과 신뢰도는 물론, 일정량의 공급으로 인한 후속 공정의 정확성과 신뢰도를 높이는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 복수의 공급부를 포함하여, 재질에 따라 분리된 분말을 별도로 공급할 수 있게 됨으로써, 분석장치 등에 적용될 때 분석시간의 단축과 작업자의 업무부하를 줄여주는 효과를 얻을 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서 및 도면에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 용기 2: 분말
10: 프레임 12: 투입구
13: 투입노즐 14: 용기 안착대
20: 공급부 21: 호퍼
22: 하우징 25: 국자
27: 회전부 28: 히터
30: 이동부 31: 이동판
33: 안내레일 35: 액츄에이터
40: 제어부 44: 모터
45: 플레이트

Claims (9)

  1. 상판에 형성된 투입구와 상기 상판의 아래에 설치되어 상기 투입구와 연통되는 투입노즐 및 상기 투입노즐에 인접하게 위치된 용기 안착대를 구비한 프레임;
    상기 프레임 위에 배치된 복수의 공급부; 및
    상기 프레임에 설치되고, 상기 복수의 공급부 중 하나의 공급부가 가진 배출구가 상기 투입구에 연통되도록 상기 복수의 공급부를 이동시키는 이동부
    를 포함하고,
    상기 공급부는,
    호퍼;
    일측이 상기 호퍼의 아래에 연결되고, 상기 프레임의 투입구와 연통되는 배출구를 타측에 구비한 하우징;
    상기 하우징 내에서 회전축을 매개로 회전가능하게 설치되어, 상기 하우징 내에 수용된 분말을 퍼 담을 수 있는 국자; 및
    상기 국자를 회전시키기 위해 상기 회전축에 연결된 회전부
    를 포함하여,
    상기 국자가 상기 하우징 내에 있는 분말을 상기 하우징의 하부에서 퍼 올려 담아 상기 하우징의 배출구로 낙하시켜, 상기 프레임의 투입구로 투입하고,
    상기 호퍼에는 히터가 설치된 분말 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 용기 안착대는 용기의 안착상태를 감지하기 위한 제1센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 공급 장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 호퍼의 상부에는 투명한 덮개가 덮어 씌워지는 것을 특징으로 하는 분말 공급 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 호퍼의 하부에는 상기 분말의 존재 여부를 감지하는 제2센서가 설치된 것을 특징으로 하는 분말 공급 장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 회전부는,
    상기 회전축에 장착된 피동풀리;
    벨트부재에 의해 상기 피동풀리에 회전력을 전달하는 구동풀리;
    상기 구동풀리에 연결되어 상기 구동풀리를 회전시키는 모터;
    상기 회전축에 설치되어 함께 회전하는 플레이트; 및
    상기 플레이트의 회전을 감지하는 제3센서
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 공급 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1센서와 상기 제3센서 및 상기 모터에 전기적으로 연결되는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 제1센서의 감지신호에 의해 상기 모터가 작동하도록 제어하고, 상기 제3센서의 감지신호에 의해 상기 모터가 정지하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 분말 공급 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이동부는,
    상기 복수의 공급부를 지지하고, 각 공급부의 상기 배출구와 상기 프레임의 상기 투입구를 연통시키는 관통홀이 형성된 이동판;
    상기 프레임에 설치되고, 상기 이동판을 이동가능하게 지지하면서 안내하는 안내레일; 및
    상기 프레임에 설치되고, 상기 이동판에 연결된 액츄에이터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 분말 공급 장치.
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