KR102491871B1 - 페인트 도포기의 저압 비-접촉식 세척 장치 - Google Patents

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Abstract

페인트 분무 설비를 위한 비-접촉식 세척기는 개방 최상부에 벤튜리 개구가 있는 하우징을 가진다. 고리가 하우징 안에 놓이되 진입 개구에서 하향 이격되어 고리 및 벤튜리 개구 사이에 챔버가 형성되므로 세척할 페인트 분무 팁이 수용될 수 있다. 원주 방향으로 이격되는 다수의 공기 노즐은 하우징을 통과하는 하향 기류를 생성하는 한편 하우징 안에 놓이는 용제 노즐은 세척할 페인트 팁에 용제를 분무한다.

Description

페인트 도포기의 저압 비-접촉식 세척 장치
관련 출원들의 상호-참조
본원은 2016.11.17자 출원되고, 본원에 참조로 통합되는 미국 임시 출원 62/423,359의 우선권을 주장한다. 본 발명은 산업용 도장 설비에 관한 것이다.
자동차 산업과 같은 많은 다양한 산업 분야에 걸쳐 산업용 도장 설비가 널리 사용된다. 예를들면, 자동차 산업에서 로봇은 페인트 도포기를 조작하여 차량뿐 아니라 차량의 부품들을 도장한다.
많은 도장 작업에서, 때로는, 분무 작업들 사이에 페인트 도포기의 도장용 보호판 (shroud) 및 분무 팁을 세척하는 것이 요구된다. 그렇지 않으면, 도포기에서 누적된 페인트가 뚝뚝 떨어지고, 불균일한 분무 패턴이 생기고, 미관 결합이 발생된다. 이렇게 되면, 때로는 제품에 분무된 페인트를 완전히 제거하고 모든 제품에 다시 도장할 필요가 있다. 그러나 이러한 작업은 비용이 발생되고 시간이 걸린다.
그러나, 로봇에 의해 조작되는 유형의 도장 설비의 도포기를 세척하기 위한 장비가 이미 알려져 있다. 예를들면, 미국특허번호 7,467,634 및 9,221,068 양자는 로봇 페인트 분무기의 분무 팁을 세척하기 위한 비-접촉식 장비를 개시한다. 공지 장비에서, 하우징의 최상부에 있는 개구를 통해 페인트 분무 팁이 삽입된 후 페인트용 용제로 스프레이 된다. 스프레이 후, 페인트 분무 팁에 건조기 공기를 불어 넣어 페인트 분무 팁을 말린다. 또한, 하우징 안쪽에 있는 하향 기류식 노즐이 하우징 내부에서 하향 기류 또는 부분 진공을 형성하여 하우징의 최상부에 있는 개구를 통하고 세척 대상 페인트 분무 팁을 가로질러 기류를 하향시킨다.
페인트 도포기의 비-접촉식 세척용 이들 공지 장비는 용제형 페인트에 대하여 사용될 때 매우 적합하다. 이러한 용제형 페인트에 있어서, 용제로 팁을 세척한 후 페인트 분무 팁을 완전히 세척하기 위하여 건조기 기류는 무엇보다 만족스럽다.
그러나, 주로 정부 규제 및 기타 사정들로 인하여, 많은 산업은 용제형 페인트에서 수성 페인트로 옮겨가고 있다. 분무 건을 위한 페인트 분무 팁의 비-접촉식 세척을 위한 이들 공지 장비로는, 분무 도포기는 때로 잘 세척되지 않고 장비에서 나올 때 잘 마르지 않는다. 비-접촉식 세척 장비의 사이클 타임을 올리면 페인트 분무 도포기의 적당한 건조가 가능하지만, 이러한 사이클 타입 증가는 전반적인 도장 작업들의 사이클 타임을 부당하게 증가시킨다. 이는, 다시, 전반적인 도장 작업 비용 증가를 초래한다.
용제형 페인트에 대한 의존도를 낮추거나 없애기 위하여, 자동차 산업 및 다른 산업에서 점차 수성 페인트가 채용된다. 이러한 수성 페인트는, 물론, 세정 매체로서 유기 용제가 아닌 수성 용제가 적용된다. 그러나 수성 페인트를 사용하면 분무 작업들 사이에 분무 보호판 및 분무 팁을 세척하는데 특별한 어려움이 존재한다.
첫째, 수성 페인트용 분무 페인트 도포기는 페인트 부착 특성을 개선하기 위하여 때로는 분무 말단에 페인트 분무기 주위로 원주 방향으로 이격되는 다수의 전극을 포함한다. 그러나 이들 전극은 도장 팁을 가까이 둘러싸므로 분무 작업 후 페인트 팁 세척을 위한 공지 방법과는 상충된다.
본 발명은 공지 장비의 단점들을 극복하는 페인트 도포기용 페인트 분무 도포기의 비-접촉식 세척 장치를 제공한다. 특히, 본 발명의 장비는 수성 페인트용 분무 팁을 효과적으로 세척하는데 사용될 수 있다.
간략하게, 본 발명의 페인트 도포기 세척기는 개방 최상부를 가지는 하우징을 포함한다. 깔대기형 조립체는 개방 최상부를 가로질러 하우징 내부에 위치한다. 이후, 용제 고리형 조립체가 위에 가로 놓이고 깔대기형 조립체의 개방 상단에 고정된다. 본 고리형 조립체는, 또한 로봇 도장기의 페인트 도포기를 수용할 수 있는 크기의 상향의 원형 개구를 포함한다.
원뿔 조립체의 상단에서 하향 이격되는 위치에서, 벤튜리 고리가 원뿔 내부에 위치하고 고정된다. 따라서 본 벤튜리 고리는 벤튜리 고리 및 원뿔의 상단 사이에서 챔버를 형성하고 이는 페인트 분무 팁의 일부를 수용한다. 원주 방향으로 이격되는 다수의 공기 노즐이 본 챔버 내부에서 분무 팁을 지향하여 위치한다. 반대로, 분무 건의 말단에 있는 분무 팁은 벤튜리 고리 아래에 위치한다.
다수의 분무기는 벤튜리 고리 하부 원뿔 내부에 배치되어 분무기의 출구는 페인트 분무기의 페인트 분무 팁을 지향한다.
또한, 공기 송풍기가 원뿔 내부에 배치되고 공기 송풍기의 출구는 원뿔을 통과하여 원뿔형 공기 및 용제 고리형 조립체로부터 멀어지도록 아래로 지향된다. 본 하향 공기 분무기는, 하우징 내부에서 회수되고 이후 처리되도록, 수성 용제 및 물과 동반되는 임의의 페인트를 원뿔을 통과하여 하향으로 끌어 당긴다.
하기 상세한 설명을 첨부 도면을 참고하여 독해하면 본 발명이 더욱 이해될 것이고, 도면에서 동일한 참조부호는 열 도면에 걸쳐 동일한 부분을 지시한다:
도 1은 본 발명의 바람직한 구현예를 보이는 분해입면도이다;
도 2는 본 발명의 바람직한 구현예의 입면도이다;
도 3은 도 5에서 선 A-A를 따라 취한 부분 단면도이다;
도 4는 도 5에서 선 B-B를 따라 취한 부분 단면도이다;
도 5는 본 발명의 평면도이다;
도 6은 본 발명인 세척 장비의 상부를 보이는 분해도이다;
도 7은 부품이 제거되어 본 발명인 세척 장비의 상부가 보이는 사시입면도이다;
도 8은 본 발명의 상부에 대한 입면도이다;
도 9는 본 발명의 바람직한 구현예를 보이는 분해도이고;
도 10은 본 발명의 사시입면도이다.
먼저 도 1 및 2에는, 본 발명의 세척 장치 (20)의 바람직한 구현예가 도시된다. 장치 (20)는 대략 직사각형의 베이스 (22)를 포함한다. 깔대기형 조립체 (24)가 베이스 (22)의 개방 최상부 (26) 위에 놓인다. 공기 및 용제 고리형 조립체 (28)는 깔대기 (24)의 개방 최상부 위에 놓인다.
이제 도 3-5 및 7을 참고하면, 공기 및 용제 고리형 조립체 (28)는 최상부에 원형 벤튜리 개구 (32)를 가지는 원뿔형 지지체 (30)를 포함한다. 중앙 개구 (36)를 가지는 제2 벤튜리 고리 (34)가 개구 (32) 아래에서 원뿔 (30) 내부에 놓여 개구 (32) 및 벤튜리 고리 (36) 사이에 챔버 (38)가 형성된다. 또한, 개구 (32) 및 벤튜리 고리 (34)의 개구 (36) 양자 모두 자동 페인트 분무 로봇의 페인트 분무 팁을 안쪽에 수용할 수 있는 크기이다.
도 3, 4, 및 7에 최적으로 도시된 바와 같이, 다수의 공기 분무 조립체 (40) 각각은 챔버 (38) 내부에 배치치하는 공기 분무 노즐 (42)을 가진다. 분무 노즐 (42)은 관 (44)을 통해 벤튜리 고리 (28) 바닥 주위로 연장되는 공기압 분배기 (48)에 유체적으로 연결된다. 공기압 분배기 (48)는 공기 압력원에 유체적으로 연결되고 또한 다수의 원주 방향으로 이격되고 하향 연장되는 공기 노즐 (50)에 유체적으로 연결되되, 노즐들은 깔대기 (24) 안쪽 내부에 배치되고 깔대기 (24)를 통해 아래로 대향한다.
또한 도 3 및 4를 참고하면, 가압 공기 공급부 (48)는 또한 원뿔 조립체 (28) 내부에 배치되는 다수의 원주 방향으로 이격되는 용제 분무 노즐 (54)에 유체적으로 연결된다. 도 3에 최적으로 도시되는 바와 같이, 이들 노즐 (54)은 벤튜리 고리 (34)의 개구 (36) 바로 아래 위치에 있는 유체 분무기로 지향되도록 배향된다.
건조 효율을 높이기 위하여, 열교환기 (100)가 공기압 분배기 (48)와 접하여 아래에 놓인다. 열교환기 (100)는 유체 입구 (102) 및 출구 (104)를 가지고 유체로서 바람직하게는 가열수가 사용된다. 따라서, 열교환기 (100)는 관 (44, 50)을 통과하는 기류를 가열하여 건조를 촉진시킨다.
도 9 및 10은 또한 본 발명의 장치 (22) 구성을 보이는 분해도 및 조립도이다. 예시적 페인트 도포기 (60)가 도 9에 도시되고, 이는 보호판 및 페인트 분무 팁 (62) 및 다수의 원주 방향으로 이격되는 정전 로드 (64)를 포함한다. 노즐 (62)이 벤튜리 고리 (34)의 개구 (36)를 통과하여 하강되면, 전극 (64)은 도 10에 도시된 바와 같이, 원뿔 (28) 외부에 위치되므로, 세척 작업 영향을 받지 않는다.
실제로, 분무 작업 이후, 로봇은 페인트 도포기가 개구 (32) (도 3) 벤튜리 고리 (34)의 개구 (36) 내부에 놓이도록 이동시킨다. 이때, 노즐 (40)로부터의 가압 공기는 페인트 도포기의 상부를 건조시킬 뿐 아니라 (도 3에 도시됨), 또한 유체 분무기 (54)로부터의 수성 용제가 벤튜리 고리 (34) 위의 챔버 (38)로 유입되는 것을 방지한다.
동시에, 4개의 분무기 (54)로부터 나오는 가압 수성 용제는 페인트 분무기의 팁에 뿌려져 페인트 분무 팁에 있는 임의의 페인트를 제거한다. 동시에, 관 (50)을 통과한 기류는 물과 함께 동반되는 임의의 페인트를 깔대기 (24)를 통과하도록 아래로 (도 1) 및 하우징 (22) 안에 있는 바닥 회수 영역으로 끌어당긴다.
팁에서 페인트가 세정된 후, 노즐 (54)로부터의 수성 용제 분무는 종료되고 페인트 도포기의 말단은 서서히 위로 상승하면서 고리형 조립체 (28)를 빠져 나온다. 또한, 세정된 도장 팁이 하우징 (28)에서 나오는 속도는 바람직하게는 충분히 늦어 고리형 조립체 (28)에서 최종적으로 나오기 전에 노즐 (40)에서 나오는 기류는 페인트 도포기를 완전히 건조시킬 수 있다.
본 발명의 주요 이점은 페인트 도포기의 보호판 및 분무 팁 양자 모두를 세정할 수 있다는 것이다. 또한, 페인트 색이 변경될 때, 이전 색의 페인트는 도포기에서 완전히 제거될 수 있다는 것이다. 또한, 깔대기 및 하우징은 배플 (baffle)을 형성하여 공기는 빠져나오고 용제는 벗겨져 아래에서 회수될 수 있다. 배플, 벤트 및 깔대기는 "일체화 매질 분리기"로 형성한다.
본 발명은 자동화 페인트 분무 작업에서 분무 팁을 세척하기 위한 효과적인 장치를 제공한다. 본 발명이 기술되지만, 이에 대한 다양한 변형은 청구범위에 정의된 본 발명의 사상에서 일탈되지 않고 당업자에게 명백하다.

Claims (7)

  1. 페인트 분무 설비용 비-접촉식 세척기로서,
    개방 최상부에 제1 개구를 가지는 지지체,
    상기 지지체 안에 놓이고 상기 제1 개구로부터 하향 이격되고, 제2 개구를 가지는 고리로서 이에 따라 상기 고리 및 상기 제1 개구 사이에 챔버가 형성되어 상기 챔버는 세척 대상인 페인트 분무 팁을 수용할 수 있는, 상기 고리,
    상기 챔버 안에 위치하는 원주 방향으로 이격되는 다수의 공기 노즐,
    상기 공기 노즐과 유체적으로 연통되는 가압 공기원,
    상기 제2 개구 아래 상기 지지체 안에 놓이는 적어도 하나의 용제 노즐로서, 상기 적어도 하나의 용제 노즐은, 상기 페인트 분무 팁이 상기 챔버 안에 놓일 때, 상기 페인트 분무 팁을 지향하는, 상기 용제 노즐;
    상기 적어도 하나의 용제 노즐에 유체적으로 연결되고 가압 페인트 용제원 (source)을 포함하는, 비-접촉식 세척기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 개구는 원형상인, 비-접촉식 세척기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 챔버에서 하향 연장되는 깔대기형 조립체를 포함하는, 비-접촉식 세척기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 용제 노즐은 원주 방향으로 이격되는 다수의 노즐을 포함하는, 비-접촉식 세척기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공기 노즐은 기류 (airflow)를 상기 제1 개구에서 아래로 끌어 당기도록 지향되는, 비-접촉식 세척기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 페인트 분무 팁이 상기 챔버 안에 놓일 때, 상기 페인트 분무 팁 아래에 위치하는 원주 방향으로 이격되는 다수의 제2 공기 노즐을 더 포함하고, 상기 제2 공기 노즐은, 상기 페인트 분무 팁이 상기 챔버 안에 놓일 때, 기류를 상기 페인트 분무 팁에서 아래로 끌어 당기도록 지향되는, 비-접촉식 세척기.
  7. 제3항에 있어서, 상기 깔대기형 조립체를 통해 아래에 위치하는 원주 방향으로 이격되는 다수의 제2 공기 노즐을 더 포함하는, 비-접촉식 세척기.
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