KR20000057544A - 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된계량혼합기 - Google Patents

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Abstract

축소된 크기의 계량혼합기(10)는 작은 성형장치나 사출성형기를 통하는 급송장치 바로 위에 장착되는 바, 이는 밸브기구(19)에 의해 제어되는 바닥배출구를 갖춘 다수의 호퍼를 제거할 수 있게 지지하는 받침대를 갖춘 직립하는 공동의 직사각형 프레임(14)을 구비하는데, 상기 밸브기구는 각 호퍼에 장착되고 호퍼의 신속하게 분리되는 고정부를 갖춘 제어부에 연결되어, 상기 호퍼가 혼합기의 제어부에 연결된 하중계(32)에 지지되는 계량통(15)에 연속적으로 방출하는 한편, 이 계량통 (15)은 적당한 중량이 하중계(32)에 의해 표시될 때 제어부에 의한 구동을 위해 선회되도록 장착된 개방가능한 바닥부를 갖추어, 상기 계량통(15)이 그 내부에 선회가능하게 장착된 교반기나 믹서(22)를 갖춘 혼합실(20)로 방출하며, 이 믹서는 분리가능한 투명한 판(17)의 회전을 위해 저널로 되어, 이 판(17)이 제거될 때 믹서나 교반기가 그 구동으로부터 분리되고 판과 함께 제거된다.

Description

일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기 {Reduced Size Gravimetric Blender Having Removable Hopper with Integral Dispensing Valves}
근래의 계량혼합기는 본래 본 발명의 출원인에 의해 시작된 것으로, 특히 플라스틱 수지재료와 같은 과립상 재료의 정밀한 공급에 관련된 산업계에서 전 세계적으로 널리 사용되고 있다.
계량혼합기는 일괄적으로 고체의 플라스틱 수지재료의 성분과 첨가제를 중량에 따라 혼합하게 되는데, 전형적으로 일단의 재료가 여러 고체재료의 성분들로 이루어진다. 이들 중 하나가 분쇄된 플라스틱 수지로 이루어진 "재분쇄물(regrind)"인데, 이는 미리 성형되거나 사출성형된 것이며, 결함이 있는 생성물이거나 원하는 생성물로 형성되지 않는 잉여재료이다.
다른 성분으로는 "천연" 플라스틱 수지가 있는데, 이는 성형되거나 사출성형된 플라스틱 조각으로 미리 처리되지 않은 말 그대로 천연의 순수한 수지이다.
또 다른 성분은 필요한 색깔로 끝마무리된 플라스틱조각을 생성하는 데에 사용되는 고체의 채색재료나, 전형적으로 플라스틱 입상체, 박편, 또는 동결건조시킨 재료가 있다. 가장 통상적인 채색재는 "농축물" 또는 "마스터배치(masterbatch) "라 불리우는 것으로, 중량에 대해 약 50퍼센트의 안료로 미리 채워진 플라스틱 입상체 형태가 있다. 선택적으로, 액체인 채색재가 고체의 채색재 대신에 첨가될 수 있다.
다른 성분은 혼합을 조절하는 데에 사용되는 첨가물로서, 성형이나 사출성형 또는 다음 공정 동안 요구되는 이행특성을 제공한다.
본 출원인에 의해 시작되고, 전 세계적으로 널리 모방되면서 계량혼합기는 함께 혼합되어질 고체재료의 각각의 성분용 호퍼를 구비하는 바, 전형적으로 여러 호퍼와 이들 호퍼내의 "재분쇄물"용 성분과, "천연"재료용 성분, 고체의 채색첨가재용 성분 및, "첨가물"용 성분과 같은 여러 성분이 갖추어진다. 상기 계량혼합기가 작동할 때, 이 장치는 바람직하기로 적당히 필요한 비율로 각각의 고체재료 성분을 자동으로 혼합하게 된다. 각 고체재료 성분은 단일한 계량통으로 중량에 따라 투입된다. 일단 적당한 양의 각 성분이 계량통에 연속적으로 투입되면 모든 성분은 계량통으로부터 혼합실로 함께 떨어진다.
바람직하게 연속적으로 혼합이 이루어지고, 일단의 추가적인 성분도 혼합실에 투입된다. 혼합이 완결되면, 생성된 혼합물은 바람직하기로 필요한 성형이나 사출성형 장치에 바로 공급된다.
계량통에 공급되고 중량으로 측정된 각 고체재료 성분의 투입된 양의 귀환제어는, 투입된 성분의 양에 오차가 있는 경우에 다음 투입분에 대해서는 앞에 투입된 혼합재료에서 탐지된 오차를 고려하여 혼합을 확실히 조절되게 할 수 있다.
성분들 중 하나가 생성된 혼합물의 일부를 형성하므로, 필요한 색깔의 혼합물을 제공하기 위해서 혼합물에 고체의 채색첨가물을 공급한다. 이들 채색첨가물은 미리 채워진 플라스틱 입상체나 왁스담체(擔體) 또는 동결건조시킨 형태의 박편인 안료일 수 있다. 생성된 혼합물의 한 성분을 구성하는 안료가루나 안료액으로 색깔을 제공하기도 한다.
본 발명은 일반적으로 배합된 과립상 재료의 다음 처리에 앞서 정밀하게 측정된 양의 과립상 재료를 공급하는 장치와 방법에 관한 것으로, 특히 정밀하게 측정된 양의 플라스틱 수지재료를 공급하고, 플라스틱 사출성형과 압축성형장치와 같은 플라스틱 제조와 처리장치에 혼합된 혼합물을 공급하기 이전에 이들 성분을 혼합하는 계량혼합기에 관한 것이다.
도 1은 축소된 크기의 본 발명에 따른 계량혼합기의 측면도이고,
도 2는 한 호퍼의 뚜겅이 제거된 상태에서 도 1에 도시된 혼합기의 평면도,
도 3은 도 1에 도시된 혼합기의 정면도,
도 4는 호퍼의 유출을 제어하는 밸브장치가 개방된 위치에 있을 때 호퍼를
통한 단면도,
도 5는 폐쇄된 위치의 상기 밸브장치를 도시한 도 4와 유사한 부분단면도,
도 6은 폐쇄된 위치의 다른 밸브장치를 도시한 도 4와 유사한 단면도,
도 7은 도 4에 도시된 밸브장치의 분해도,
도 8은 도 6에 도시된 밸브장치의 분해도,
도 9는 도 4에 도시된 실시예의 관형상부재의 부분사시도,
도 10은 중량센서에 분리가능하게 장착된 계량통의 부분단면도,
도 11은 폐쇄위치에서 개방가능한 부분을 도시한 계량통의 분리된 측면도,
도 12는 도 11에 도시된 구조를 부분적으로는 분해하면서 단면으로 도시한
정면도,
도 13은 혼합기용 분리가능한 교반기를 측면으로 도시한 분해도,
도 14는 도 13에 도시된 혼합기의 조립도이다.
본 발명의 한 실시예는 비교적 가벼운 재료의 저장호퍼가 분리가능하게 장착된 프레임과, 호퍼내에 재료를 투입하는 호퍼바닥 가까이에 있는 밸브수단, 호퍼에 연결되고 프레임에서 호퍼가 분리될 때도 유지되면서 호퍼내에 재료를 아래로 투입하도록 밸브수단을 구동하는 수단, 호퍼의 아래에서 프레임에 연결된 계량통, 프레임에 연결되어 상기 통안의 재료의 중량을 감지하는 수단 및, 상기 계량통 아래의 혼합실을 구비하는 계량혼합기를 제공하는 것이다.
바람직하기로, 상기 밸브를 구동하는 수단은 호퍼에 고정되게 연결되고, 이 구동수단은 적어도 부분적으로 호퍼내에 있는 한편, 상기 밸브수단은 적어도 부분적으로 호퍼내에 있고, 이 호퍼는 프레임으로부터 수동으로 분리될 수 있다. 신속하게 연결되는 고정부가 구동장치를 혼합기용 제어수단에 연결하고 분리하도록 구비된다. 상기 혼합기는 추가로 다수의 호퍼를 구비하는데, 이들 각각은 그 내부에 밸브수단과 각각 별도의 밸브구동수단을 갖추고 있다. 이 구동수단은 공기로 구동되며, 밸브에 운동을 전달하는 수직하게 연장된 부재를 구비하고 있다.
상기 계량혼합기는 프레임과, 계량통, 프레임에 연결되어 상기 통안의 재료의 중량을 감지하는 수단, 상기 통의 아래에 있으면서 프레임에 연결된 혼합실 및, 프레임에 연결되고서 상기 통안의 재료를 아래의 혼합실로 방출하도록 통을 개방시키고 선택적으로 접촉하는 수단을 구비한다. 바람직하기로, 상기 혼합기는 추가로 폐쇄된 위치쪽으로 상기 통의 개방가능한 부분을 경사지게 하는 수단을 구비하는데, 이 개방가능한 부분은 선회축에 대해 이동할 수 있고, 수평축에 대해 선회한다. 통을 개방시키고 선택적으로 접촉하는 수단은 공기로 구동되고, 바람직하기로 피스톤 및 실린더 조립체인데, 이 실린더는 프레임의 외부에 장착되는 한편, 상기 피스톤은 개방가능한 부분이 선회하는 축에 가로질러 움직이며, 간접 또는 직접 상기 통에 연결될 수 있고, 상기 개방가능한 부분은 상기 통의 남아 있는 고정부에 추축으로 연결된다.
상기 피스톤은 개방가능한 부분으로부터 분리되고, 개방가능한 부부과 결합되도록 작동되며, 상기 통내의 감지된 중량의 재료가 여러 호퍼들을 폐쇄하고 방출에 앞서 통으로의 공급을 방해할 때 상기 개방가능한 부분을 이동시킨다. 상기 계량통은 중량센서에 분리가능하게 장착되어, 혼합되어질 혼합물의 특성을 변경시킬 때 통의 변경을 용이하게 한다. 더구나, 상기 계량통은 투명한 벽 뒤의 프레임에 지지되어 작동되는 동안 계량통을 관찰할 수 있게 된다.
상기 혼합기는 계량통이 방출되는 혼합실도 구비하는데, 이 혼합실은 투명판 뒤의 계량통 아래에 위치되고 분리가능한 교반기를 구비한다. 이 분리가능한 교반기는 투명한 벽에 저널(journal)로 되어 있고, 교반기를 갖춘 투명한 벽은 쉽게 제거될 수 있어서 상기 교반기가 복귀를 위해 혼합실로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 구조는 과립상이나 다른 성분들을 혼합하는 데에 완전히 효과적인 경량의 장치를 제공하도록 설계되었다.
본 발명의 모든 목적은 첨부도면을 참조로 다음에 더욱 상세하게 설명된다.
특히 도 1 내지 도 3과 같은 도면들을 참조로 하면, 계량혼합기는 참조번호 10으로 표시되고, 별도로 참조번호 12로 표시된 다수의 호퍼를 포함하는 호퍼조립체(11)를 구비한다. 도구를 사용하지 않고 수동으로 혼합기(10)로부터 개별적으로 각각 분리할 수 있는 호퍼(12)의 집합은 고체의 플라스틱 수지의 조각이나 다른 과립상 또는 가루재료가 아래에 설명되는 바와 같이 혼합실내로 방출되기 이전에 측정되고 계량될 수 있는 계량통(15)을 고정시키는 참조번호 14로 표시된 프레임에 의해 지지된다.
이 프레임(14)은 4개의 직립한 측면판부재를 구비하는데, 이들 중 3개는 강철로 되고 단일한 시트로 형성되면서, 참조번호 30A, 30B, 30C로 표시된 3개의 측면을 형성하도록 구부려져 있다. 측면들(30)로부터 분리될 수 있고 제거될 수 있는 프레임(14)의 남아 있는 전면판은 도면에서 참조번호 17로 표시되고, 맑고 투명한 플라스틱으로 되는 것이 바람직하다.
바람직한 다수의 호퍼(12)를 갖춘 호퍼조립체(11)는, 다수의 다른 고체의 수지재료가 주어진 호퍼(12)의 바닥 근처와 그 내부에 위치된 참조번호 19로 표시된 알맞은 밸브기구에 의해 호퍼(12)로부터 계량통(15)내에 투입되도록 할 수 있다. 상기 호퍼(12)는 도구를 사용하지 않고 수동으로 개별적으로 계량혼합기(10)에 장착될 수 있고, 손으로 계량혼합기(10)로부터 제거될 수 있다.
프레임(14)의 각 견고한 측면판(30)의 상부끝은 바깥쪽으로 벌어진 안내판 (34)으로 형성되어 있다. 바람직한 형태에서, 3개의 견고한 측면판(30A,30B,30C)이 있기 때문에 바깥쪽으로 벌어진 안내판(34)은 3개로 된다. 바깥쪽으로 벌어진 안내판(34)은 견고한 측면판의 상부끝을 도면에 도시된 형상을 갖는 받침대로 구부림으로써 견고한 측면판들(30A,30B,30C)들의 일부로 형성되며 일체성형된다.
바깥쪽으로 벌어진 제 4안내판(34A;도 3 참조)은 투명하면서 분리가능한 전면판(17) 위에 위치되며, 이 투명하면서 분리가능한 전면판(17)이 고정되는 2개의 견고한 측면판(30A,30C)의 상부끝에 용접된다.
상기 판들(30A,30C)의 바깥쪽으로 벌어진 안내판(34)은 이 안내판(34)의 잔여부에 직각을 이루면서 일반적으로 아래방향으로 연장하는 탭(tab)부재(36)를 구비한다. 이는 혼합기(10)의 프레임(14)상의 안내판(34,34A)에 의해 형성된 받침대로부터 호퍼(12)를 들어올리는 동안 작업자에게 편리한 프레임 손잡이부를 제공한다. 호퍼(12)는 안내판(34,34,34,34A)에 의해 형성된 받침대내의 위치로 쉽게 개별적으로 수동으로 내릴 수 있고, 외부로 쉽게 수동으로 들어올려질 수 있다.
계량혼합기(10)는 추가로 각 호퍼용 밸브를 구비하는 바, 이 밸브는 도면에서 참조번호 19로 표시되어 있다. 각 밸브는 참조번호 40으로 표시된 공동(空洞)의 관형상인 원통형태의 밸브부재를 구비한다. 이 부재는 상기 호퍼의 바닥부(81)내의 원형의 밸브개구부 또는 오리피스(80)를 통해 그 원통형 축을 따라 미끄럼 이동할 수 있다. 도 4 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 공동의 밸브부재는 하부끝이 개방되어 있는 한편, 피스톤-실린더 조립체의 피스톤에 연결되어 있는 상부끝이 폐쇄되어 있다. 상기 밸브부재의 원통형상의 벽은 호퍼(12)로부터 밸브부재의 내부로, 그리고 이 밸브부재(40)의 내부로부터 상기 개구부(80)로 통하는 재료의 흐름을 제공하는 배출구(90)를 갖추고 있다.
상기 밸브는 전체적으로 호퍼(12)내에 있는 챔버(38)에 수용되고 탄발력이 걸린 피스톤부재를 갖추면서 공기로 구동되는 실린더에 의해 작동된다. 도시된 바와 같이, 상기 챔버는 끝벽(66)에 의해 상부에서 폐쇄되고 바닥에서 개방되어 있다. 도면에서 참조번호 18로 표시된 피스톤-실린더 조립체는 상기 끝벽(66)에 장착되고, 이 챔버의 끝벽(66)을 매개로 호퍼(12)에 연결된다. 피스톤-실린더 조립체 (18)의 피스톤은 바람직하기로 탄발력이 걸려 있고, 압력이 가해진 공기에 따라 작동되어 챔버(38)의 개방되어 있는 바닥끝으로부터 돌출한 관형상의 밸브부재(40)를 구동시킨다. 상기 피스톤이 도 4에 도시된 아래쪽 위치로 챔버(38)내의 관형상의 밸브부재(40)를 이동시킬 때 밸브가 개방되고, 연결된 호퍼(12)12)내에 수용된 과립상인 재료를 방출시켜 혼합기의 계량통쪽 아래로 흘려보낼 수 있게 된다.
주어진 피스톤에 가해진 기압이 해제되면, 피스톤-실린더 조립체 내부의 스프링부는 피스톤을 수축시키고, 이에 의해 도 5에 도시된 윗방향 위치로 밸브부재를 수축시켜서, 밸브가 폐쇄되고 과립상 재료가 호퍼(12)로부터 계량통(15)쪽 아래로 흐를 수 없게 된다.
상기 밸브부재(40)는 충분한 틈새를 갖춘 공동의 챔버(38)를 관통한다. 그 하부끝에서, 이 밸브부재(40)는 호퍼(12)의 바닥부(81)내의 밸브개구부 또는 오리피스(80)에서 미끄러질 수 있게 고정되어 있다. 호퍼(12)내의 과립상 또는 가루로 된 재료 모두는 공동의 밸브부재(40)의 중심을 관통함으로써 단지 개구부(80)를 통해서 방출된다. 도 5에 도시된 페쇄된 위치로 수축되었을 때, 공동인 밸브부재(40)의 내부는 밸브개구부(80)와 연통된 채로 있으나, 상기 배출구(90)가 개방된 바닥끝 위의 챔버(38)내 위치로 들어가서, 호퍼(12)내의 과립상 또는 가루로 된 재료가 공동의 밸브부재(40)의 내부와 바닥개구부(80)를 통해 배출구(90)로 쉽게 흐를 수 없게 된다. 효과적으로 되기 위해서, 과립상 또는 가루로 된 재료는 0°보다 크게 안치되는 특성각도를 가져서 밸브부재(40)가 그 개방된 하부끝(82) 위의 챔버(38)로 수축될 때 호퍼(12)내의 재료가 챔버(38)의 개방된 바닥을 통해 상승되지 않아야 한다. 따라서, 챔버(38)와, 공동의 밸브부재(40) 및, 호퍼의 바닥부(81)내의 원형 개구부(80)는 각 호퍼에 대해 바닥의 밸브수단(19)을 한정하도록 상호작용한다.
상기 공동의 밸브부재(40)는 도 4에 도시된 바와 같이 피스톤-실린더 조립체의 이동가능한 피수톤 축(42)에 연결된다. 공동의 밸브부재(40)와 피스톤 축(42)은 도 7과 도 8 및 도 9에서 독립된 형태로 도시되고, 도면에서 참조번호 38로 표시된 챔버내에 수용된다. 챔버(38)는 도 9에 도시된 바와 같이 일반적으로 직사각형이고, 2개의 인접한 폐쇄면(52,54)과 2개의 인접한 개방면(56,58)을 갖추고 있다. 그러므로, 챔버(38)의 이 개방면(56,58)과 챔버(38)는 경사진 벽(60)에 확실히 고정되고, 호퍼(12)의 수직하게 위치된 인접한 벽(62)을 따라 연장한다. 벽들(60,62)은 서로 직각으로 인접하고, 측면(52,54)과 함께 결합되어 상부(66)에서 폐쇄되고 바닥(82)에서 개방된 직사각형의 챔버(38)를 형성하게 된다(도 7 참조).
상기 폐쇄된 상부(66)는 그 안에 형성된 구멍(68;도 7 참조)을 갖추고 있다. 피스톤-실린더 조립체(18)는 챔버(38)의 폐쇄된 상부(66)의 적소에 확실히 고정되고, 이 피스톤-실린더 조립체의 하우징의 나사부(71)를 고정시키는 너트(70)에 의해 성취되는 고정부와 함께 구멍(68)을 관통하여서, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 챔버(38)의 폐쇄된 상부(66)의 위치에 피스톤-실린더 조립체가 유지되게 된다.
챔버(38)는 폐쇄면(52,54)과 개방면(56,58)의 형상으로 단일한 금속시트를 접음으로써 형성된다. 폐쇄된 상부(66)는 챔버(38)의 폐쇄면(52,54)과 개방면(56, 58)을 형성하도록 접혀진 단일 금속에 용접된다.
도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 호퍼(12)내의 경사진 벽(60)에 직각으로 배치된 바닥부(81)는 추가로 각 호퍼(12)의 각 밸브조립체(19)의 일부를 형성한다. 이 바닥부(81)는 관형상의 밸브부재(40)의 하부의 경사진 틈새에 적당한 크기인 원형구멍 또는 오리피스(80)를 갖춘 평면부를 갖추고 있는데, 상기 밸브부재(40)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 오리피스(80)내에 있으면서 이 오리피스(80)를 통해 왕복운동을 한다.
상기 바닥부(81)의 형태와 관형상의 밸브부재(40)의 외부직경에 대한 구멍 (80)의 직경은 호퍼(12)내에 수용된 과립상 또는 다른 재료가 관형상의 밸브부재 (40)의 외부와 구멍의 외주면 사이를 통과할 수 없도록 되어 있다. 덧붙여, 구멍 (80)과는 다른 바닥부(81)가 호퍼(40)의 바닥을 완전히 폐쇄시킨다. 따라서, 아래로 나가게 되는 호퍼(40)내에 수용된 임의의 과립상 재료에 있어서, 이 재료는 관형상의 밸브부재(40)의 공동부를 통과해야만 한다.
상기 관형상의 밸브부재(40)는 이 내부에 형성되되, 한쌍의 반원형 원주끝 (92)과, 반원형 배출구(90)를 한정하도록 이 끝(92)을 연결하면서 수직으로 연장하는 한쌍의 끝(94)으로 한정되는 배출구(90)를 갖추고 있다.
각각 개방위치와 폐쇄위치에서 호퍼(12)의 밸브조립체(19)를 도시하는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 폐쇄위치에서 피스톤-실린더 조립체(18)의 피스톤은 피스톤 로드(42)가 아래로 연장하여 관형상의 밸브부재(40)의 배출구(90)가 챔버 (38)의 개방된 바닥(82)을 통과하도록 연장되어 있다. 챔버(38)와 이러한 관계인 관형상의 밸브부재(40)에 의해, 배출구(90)는 호퍼(12)내로부터 공동의 관형상의 밸브부재(40)의 내부쪽 아래와 호퍼(12)의 외부 아래로 과립상 재료가 흘러갈 수 있게 하는데, 이러한 형태가 도 4에 도시되어 있다.
피스톤-실린더 조립체(18)의 피스톤이 수축될 때, 관형상의 밸브부재(40)는 배출구(90)가 개방된 바닥(82) 위를 통과하는 위쪽 위치로 이동된다. 이 위치에서, 배출구(90)를 갖춘 호퍼(12)의 내부로부터의 연통은 도 5에 도시된 바와 같이 챔버 (38)의 바닥끝에 의해 폐쇄된다. 따라서, 호퍼(12)내의 과립상 재료는 공동의 관형상의 밸브부재(40) 내부에 도달할 수 없게 되어 호퍼(12) 외부의 공동의 관형상의 밸브부재(40)를 통해 아래로 흘러갈 수 없게 된다. 그러므로, 상기 밸브조립체(19)는 도 5에 도시된 위치에 있을 때 폐쇄된다.
상기 피스톤-실린더 조립체(18)는 탄발력이 걸린 피스톤-실린더 조립체인데, 실린더내의 스프링은, 도 4와 도 5를 고려하면 관형상의 밸브부재(40)의 배출구(90 )가 호퍼(12) 내부와 마주 대하지 않아 밸브조립체(19)가 폐쇄되는 위치로 조립체의 피스톤부가 수직하게 위쪽으로 밀고 나가도록 항상 작용한다. 피스톤-실린더 조립체(18)에 기압을 사용하여 스프링의 탄발력에 대해 조립체의 피스톤을 아래로 구동시키며, 이에 의해 관형상의 밸브부재(40)의 배출구(90)를 호퍼 내부와 마주 대하는 위치로 이동시킴으로써 밸브(19)가 개방된다. 상기 밸브부재는 공기압이 피스톤 -실린더 조립체(18)에 사용되는 동안 개방된 채로 남아 있게 된다. 공기압이 해제될 때, 스프링이 도 4와 도 5의 피스톤을 수직하게 위쪽으로 힘을 가하여 밸브부재(19)를 폐쇄시킨다.
특정한 재료가 공급되고 혼합됨에 따라, 피스톤-실린더 조립체(18)는 밸브 (19)를 개폐시키도록, 즉 개방위치와 폐쇄위치 사이에서 밸브(19)를 이동시키도록 작동될 수 있다. 바람직하기로, 주어진 호퍼(12)로부터 공급된 과립상 재료의 양을 매우 정밀하게 조절할 필요가 있으면, 피스톤-실린더 조립체(18)는 공기압의 진동이 공기조절부(96)를 매개로 피스톤-실린더 조립체의 피스톤에 대해 경감되고 선택적으로 사용될 때, 신속하게 왕복운동하는 피스톤에 의해 진동하는 방식으로 작동될 수 있다.
도 6과 도 8은 이 도 6과 도 8에서 참조번호 40A로 표시된 관형상의 밸브부재의 다른 실시예를 도시하고 있는 바, 이 실시예에서 관형상의 밸브부재(40A)는 배출구(90)에 위치된 폐쇄벽(100)을 갖추는데, 이 폐쇄벽(100)은 바닥부(102)와 위쪽으로 수직하게 연장하는 막이부(104)를 구비하고 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 바닥부(102)는 하부의 한쪽 외주끝(92)을 따라 진행하고 이에 확실히 고정되는 한편, 막이부(104)는 바닥부로부터 위쪽으로 연장하면서 축방향 끝(94)을 따라 연장하고 이에 연결된다. 관형상의 밸브부재(40A)상의 적소에 있는 폐쇄벽 (100)의 형태에 의해, 연결된 피스톤-실린더 조립체가 진동되는 방식으로 작동될 때 연결된 호퍼로부터의 과립상 재료의 투입율은 아주 엄밀히 제어될 수 있다. 상기 밸브부재(40A)가 진동될 때 과립상 재료는 공동부재(40A)의 내부로 폐쇄벽과 막이부 위로 넘쳐 흘러 오리피스(80)를 통해 방출된다.
일반적으로, 도 1과 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 호퍼(12)의 이러한 장치에 의해, 본 발명에 따른 혼합기는 적소의 단지 단일한 호퍼나, 둘, 셋, 또는 적소의 모두 네개의 호퍼로 작동될 수 있는 한편, 하나 이상의 호퍼의 부재(不在)는 작동에 불리한 영향을 끼치지 않는다.
혼합기용 제어수단이 연속적으로 밸브(19)를 구동하도록 작용하여 안착된 호퍼의 하부끝 아래의 프레임(14)내에 위치된 계량통(15)으로 각 호퍼로부터 재료를 방출하게 된다. 상기 계량통은 프레임(14)내에 편리하게 제거되고 복귀되도록 장착되고, 프레임(14)의 판(30C)에 장착된 하중계(32)에 의해 단독으로 지지된다. 상기 계량통(15)은 하중계(32)로부터 효과적으로 외팔보로 작용되는 방식으로 하중계에 의해 지지된다. 이 하중계(32)는 벽(30C)의 개구부를 통해 돌출한 브라켓(170)을 갖추어 도 10에 도시된 바와 같이 프레임의 내부에 노출된다. 상기 하중계(32)는 판(30C)에 확실히 고정된 박스(154)의 바닥부에 장착되어 상기 브라켓(170)이 프레임(14)의 내부에 노출되도록 되어 있다.
도 1을 참조로 하면, 계량통(15)에 확실히 고정되어 있는 계량통 브라켓(156 )이 계량통(15)에 연결되어 있고, 도 10에 도시된 바와 같이 계량통 브라켓(156)은 하중계의 보조브라켓(170)을 향하면서 접촉하도록 고정되어 있다.
계량통 브라켓(156)의 걸쇠부(182)는 상부끝의 계량통 브라켓으로부터 외부로 수평하게 연장하는 한편, 계량통 브라켓(156)의 접합부(186)는 수평으로 연장하는 걸쇠부(182)의 외부끝으로부터 아래쪽으로 수직하게 연장하는데, 이 걸쇠부(182 )는 브라켓(170)의 직립하는 다리부 위에 고정된다.
상기 걸쇠부(182)와 접합부는 계량통(15)과, 특히 계량통 브라켓(156)이 도 10의 지평면에 직각인 방향으로 수평하게 미끄럼 이동하여 위치되어서, 계량통(15)이 효과적으로 매달려 있게 되고, 하중계(32)로부터 외팔보로 작용된다. 하중계 (32)는 계량통(15)의 중량과 그 안에 수용된 임의의 재료를 감지한다.
하중계(32)를 사용자에 의해 가능한 손상과 접촉으로부터 보호하기 위해서, 하중계(32)는 도 10에 도시된 바와 같이 하중계 밀폐박스(154)내에 수용된다. 하중계 밀폐박스(154)는 차례로 하우징(14)의 직립하는 판부재(30C)에 연결된다.
내부에 선회가능하게 배치된 혼합교반기(22)의 형태인 혼합수단을 갖춘 혼합실(20)은 계량통(15) 아래의 프레임(14)내에 위치되고, 프레임(14)에 의해 미끄러질 수 있게 유지된다. 교반기(22)는 공기로 동력이 공급되고 왕복운동하는 회전구동부(26)와 함께 공유되는 축(24;도 13 참조)에 대해 회전하도록 장착된다.
계량통(15)내 재료의 중량은 도면에 도시되지 않은 제어부의 마이크로프로세서에 연결된 하중계(32)에 의해 감지되는데, 상기 제어부는 밸브(19)와 공기구동부, 계량통의 내림을 제어하는 피스톤-실린더 및, 이와 유사한 것을 구동시키는 피스톤-실린더 조립체를 제어하는 구동장치 및 하중계와의 전기적 연결을 통해 계량혼합기(10) 작동을 조절하게 된다.
상기 마이크로프로세서는 만일 있으면 계량통(15)에 의해 한정되는 계량부에서 재료의 중량을 연속적으로 조정함으로써 계량혼합기(10)를 제어하게 된다. 계량통(15)의 중량을 감지하고, 주어진 호퍼(14)의 적당한 피스톤-실린더 조립체(18)를 구동시킴으로써, 상기 마이크로프로세서는 각 성분들의 미리 선택된 중량이 계량부에 도달할 때까지 계량통(15)에 의해 한정된 계량부에서 고체의 과립상 수지성 재료의 각 성분들을 연속적으로 계량하게 된다. 혼합기(10)는 마이크로프로세서에 공급되고 유지되는 설정에 기초로 한 중량까지의 성분들을 혼합함으로써 작동된다.
각각의 과립상 재료성분은 계량통(15)에 단독으로 투입된 후에 모든 성분들이 혼합실(20)에 함께 떨어진다. 혼합기(10)는 처리장치에 나사결합 또는 다르게 고정연결되는 혼합기(10)와 함께 플라스틱재료를 성형하거나 사출성형하는 데에 사용되는 처리장치(도시되지 않음)의 공급통로 위에 직접 장착되도록 되어 있다. 이 혼합기(10)는 혼합된 재료를 혼합실(20)로부터 바로 공급통로로 방출한다.
단지 고체재료가 혼합될 때 전형적으로 재분쇄 재료는 필요로 하는 재분쇄 재료의 비율에 따라 먼저 투입된다. 재분쇄 재료가 없거나 한정된 양의 재분쇄 재료가 존재하면, 그 후에 일부의 천연재료와 고체의 채색재료 및 첨가재료가 증가되어 가득찬 일단의 중량을 형성하게 된다.천연재료는 전형적으로 두 번째로 첨가된다. 첨가된 천연재료의 양은 마이크로프로세서로 연산되어 고체의 채색재료와 첨가재료를 위한 혼합실내의 적절한 양의 공간을 정확히 남겨둔다. 일단 순환하는 천연재료의 충전단계가 완료되면, 실제로 투입된 정확한 양의 천연재료는 측정되어 임의의 오차를 검출하게 된다. 투입된 천연재료의 실제양에 의거하여, 고체의 채색첨가재료의 형태로 채색첨가물이 계량통으로 계량된 후, 다른 고체의 첨가재료가 동일한 방식으로 게량통으로 계량된다. 다음에, 모든 성분들이 연속적으로 작동하는 혼합실내로 떨어진다.
액체의 채색재료가 고체의 채색재료 대신으로 사용되는 경우에 특별한 호퍼(도시되지 않음)가 대신 사용되는데, 이는 배치된 밸브장치를 갖추어 계량된 비율로 액체를 투입한다. 바람직하기로, 특별한 주입장치가 위치되어 계량된 양의 액체재료를 바로 계량통(15)이나 필요할 때 혼합실(20)로 투입할 수 있다. 상기 액체의 채색재료는 마지막에 계량통에 첨가된다.
상기 마이크로프로세서는 계량통(15)을 개방시킴으로써 혼합실(20)에 의해 한정된 혼합부에 연속적으로 계량된 성분들과 선택적으로 미리 선택된 양의 액체의 채색재료를 하나로 공급하여, 재료들이 수직하게 지지될 수 있고, 아래쪽 혼합실로 떨어지게 된다. 계량통(15)은 공기로 작동되는 피스톤-실린더 조립체(136)에 의해 개방되는 데, 이는 마이크로프로세서로 제어되며 도 3에 도시되어 있다. 공기로 작동되는 피스톤-실린더 조립체(136)는 프레임(14)에 장착되고, 계량통(15)에 접촉되지 않으면서 인접하여 이 계량통(15)이 피스톤-실린더 조립체의 피스톤부재의 이동에 따라 개방되도록 되어 있다.
폐쇄위치의 계량통(15)이 도 3에 도시되어 있다. 계량통(15)은 피스톤-실린더 조립체(136)를 구동시킴으로써 개방되는데, 피스톤 로드가 확장된다. 계량통(15 )이 폐쇄된 위치에 있을 때에는 피스톤이나 그 구동실린더와 접촉이 없게 된다.
바람직하기로, 계량부에서 재료중량의 조절은 참조번호 32로 표시된 하중계에 의해 전달된 신호를 연속적인 디지털 방식으로 감지하는 마이크로프로세서에 의해 이행된다. 계량통(15)이 프레임(14)에 대해 하중계(32)로부터 이에 의해 매달려 있고, 마이크로프로세서는 피스톤(136)을 구동시켜 필요할 때 재료를 투입한다.
솔레노이드(solenoid)밸브와, 특히 밸브의 솔레노이드 구동장치는 혼합기로부터 멀리 떨어진 폐쇄된프레임내의 제어부에 유지된다. 마이크로프로세서와 더불어, 밸브와 이들에 연결된 구동장치는 계량혼합기로부터 멀리 떨어져 있는데, 알맞은 공기관을 매개로 연결되어 있다.
하중계(32)는 하중계 밀폐박스(154)의 바닥에 고정연결되어 하중계 밀폐박스를 마주보는 위치에 하중계가 고정되어 있다. 하중계의 바닥이 고정되어 있는 한편, 하중이 감지되는 하중계의 상부는 고정되어 있지 않아 재료가 계량통에 있음에 따라 하중에 응하여 기울어지도록 되어 있다. 이 기울어짐은 실린더들(18,136)에 공기공급을 제어하는 솔레노이드밸브를 통해 밸브(19)를 구동시키는 제어부에 신호를 보내게 된다.
적당한 하중계는 이스라엘 회사인 테디아 헌트레이(Tedea Huntleigh)로부터 구입할 수 있는 모델 1010 하중계가 사용될 수 있는 한편, 밸브를 구동시키는 솔레노이드는 상표 맥(MAC)이라는 이름으로 미국에서 구입할 수 있는데, 모델 45A-L00-DDAA-1BA9가 적당하다.
계량통(15)은 도 11과 도 12에 도시된 바와 같이 고정되고 바닥이 개방된 통부(108)를 구비하는데, 이 통부(108)는 도 3에서도 볼 수 있다. 통부(108)는 도 11과 도 12에서 참조번호 110,112로 각각 표시된 평면의 앞부분과 뒷부분을 갖춘 시트금속의 형태이다. 통부(108)의 상부는 개방되어 위로부터 과립상 재료와 선택적으로 액체의 채색재료를 받아들이게 되는데, 이 과립상 재료는 하나 이상의 호퍼 (12)로부터 공급된다.
통부(108)는 이 통부(108)의 한쪽에 브라켓(156)을 장착한 수직으로 연장된 한 측면(114)과, 통부(108)의 다른쪽에 수직으로 줄어든 측면(116)을 추가로 구비한다.
또한, 통부(108)는 경사져 아래로 향한 표면(118)을 추가로 구비하는 바, 도 11과 도 12에 도시된 바와 같이 통부(108)의 바닥이 개방되어 과립상 재료와 선택적으로 액체의 채색재료가 통부(108)의 아래쪽 외부로 흘러갈 수 있게 한다.
계량통(15)은 도면에서 참조번호 120으로 표시되면서 통부(108)에 선회할 수 있게 연결된 경사대를 추가로 구비하여, 이 경사대(120)가 선회운동할 때 통부(108 )의 내용물이 계량통(15)의 외부로 떨어지고, 혼합실(20)내로 떨어질 수 있게 된다. 경사대(120)는 도 11과 도 12에 도시되며, 도 3에서도 명확히 볼 수 있다.
상기 경사대(120)는 한쌍의 직립하는 벽부(122,124)를 구비하는데, 이 모두는 일반적으로 평면인 바닥부(126)로부터 위쪽으로 수직하게 연장한다. 경사대(120 )는 도 11에 도시된 바와 같이 통부(108)의 경사져 아래로 향한 표면(118)에 대해 본래 보조로 적합한 각도로 위치된 경사진 바닥부(128)를 추가로 구비한다.
경사대(120)의 직립한 벽(122,124)은 공통의 수평축상에 형성된 구멍(130)을 갖추고 있다. 이 구멍(130)은 핀이나 나사 또는 다른 선회가능한 연결수단을 수용하여 경사대(120)를 통부(108)의 측면(110,112)에 형성된 유사한 구멍(132)을 통해 통부(108)에 선회가능하게 연결시킨다.
납작머리리벳(134)은 경사대(120)의 직립한 벽(124)의 직립한 연장부의 수직한 끝부분에 부착되는데, 통부(108)에 대해 경사대(120)를 회전시키는 작동부로 작용하도록 하는 위치에 용접된다.
도 3에서 참조번호 136으로 표시된 피스톤-실린더 조립체는 도 3에 도시된 바와 같이 프레임(14)의 견고한 측면판(30A)에 장착된다. 이 피스톤-실린더 조립체 (136)는 도 3에 도시되나 참조번호가 없는 적당히 나삿니가 형성된 너트를 사용하여 장착되는데, 측면판(30A)의 적당한 크기인 구멍을 통해 돌출한 피스톤-실린더 조립체(136)의 나삿니가 형성된 이음고리부를 고정시킨다.
도 3에 도시된 나일론과 같은 플라스틱 돌출부(138)는 피스톤-실린더 조립체 (136)로부터 연장하는 피스톤 로드의 끝에 부착된다.
계량통(15)내의 재료가 떨어지게 될 때, 피스톤-실린더 조립체(136)는 압축공기의 공급에 의해 제어부에서 구동된다. 이는 피스톤-실린더 조립체(136)의 피스톤부를 연장시켜서, 도 3의 좌측으로 이동시킨다. 따라서, 돌출부(138)는 경사대 (120)의 수직한 측벽(130)의 상부끝에 고정된 작동부(134)와 접촉하여서, 경사대 (120)가 도 12에 도시된 구멍(130)에 장착된 선회가능한 연결부에 의해 한정된 선회점에 대해 도 3에서 시계반대방향으로 선회하게 된다.
상기 선회점(130)에 대해 시계반대방향(도 3과 도 11 참조)으로의 경사대 (120)의 이러한 선회 및 회전운동은 통부(108)의 바닥을 개방시켜 경사대(120)와 통부(108)에 의해 한정된 계량통내에 수용된 재료를 혼합실(20)로 떨어뜨린다.
상기 돌출부(138)는 피스톤-실린더 조립체(136)가 구동될 때 단지 작동부 (134)와 접촉하고, 내림동작이 일어나는데, 다른 때에는 계량통(15)과 돌출부(138) 사이의 물리적인 접촉은 없다. 스프링(도시되지 않음)이 폐쇄위치쪽인 시계방향으로 경사대(120)를 기울게 한다.
계량통(15)은 도 10에 도시된 바와 같이 보조브라켓(156,186)에 의해 프레임 (14)의 견고한 측면판(30C)의 구멍을 통해 하중계(32)에 연결된다. 하중계(32)에 대해 계량통(15)을 장착하기 위한 다른 적당한 수단은 1996년 12월 10일에 출원되고 계류중인 스티븐 비. 머과이어(Stephen B. Maguire)의 미국 특허출원 제 08/763 ,053호와, 1996년 12월 10일에 출원되고 계류중인 머과이어 프로덕츠 인코포레이티드(Maguire Products Inc.)의 특허협력조약(Patent Cooperation Treaty)의 특허출원 PCT/US96/19485호에 게재되어 있는데, 이는 참조로 병합된다.
상기 경사대(120)의 작동에 의해 혼합실(20)에 쌓이는 혼합된 재료의 완전한 혼합을 제공하기 위해서, 혼합교반기(22)가 프레임(14)의 바람직하기로 투명하면서 분리가능한 전면판(17)에 선회가능하게 저널로 되어 있다. 상기 전면판(17)은 견고한 측면판(30A,30C)의 전방을 향한 끝을 따라 밀접하게 접합되고, 도 3에서 참조번호 144로 표시되면서 신속히 해제되고 수동으로 작동되는 클립을 매개로 고정된다. 이들 클립은 하부에 전면판(17)을 가로질러 연장하는 수평봉(140)에 설치되는데, 이는 투명하면서 분리가능한 전면판(17)의 교반기의 저널을 위해 장착되는 견고한 금속용기를 구비한다.
상기 투명하면서 분리가능한 전면판(17)의 교반기(22)의 회전가능하게 고정된 저널은 중요한 안전성을 제공한다. 작업자가 클립(144)을 이탈시킴으로써 전면판(17)을 제거하면, 교반기(22)는 전면판(17)에 고정된 채로 남아 회전왕복운동을 하는 아래에 설명되는 구동수단으로부터 이탈되고, 전면판(17)이 혼합기(10)로부터 제게될 때마다 혼합실(20)로부터 제거된다. 이는 중요한 안전성을 제공하는 바, 전면판(17)이 견고한 측면판(30A,30C)과의 접촉으로부터 다소 멀리 이동할 때조차 교반기(22)가 회전되게 된다. 그러므로, 작업자가 혼합기(10)내부에 접근하게 되면 전면판(17)이 제거될 때 부상을 입힐 움직이는 부품이 없게 된다.
도 13과 도 14에 도시된 바와 같이, 교반기922)는 방사상의 외부로 연장하는 다수의 살(148)을 갖춘 중심축(140)을 구비하고 있다. 중심축(140)의 주요 길이부를 따라 길이방향으로 연장하는 혼합기 레일(150)은 방사상의 살(148)의 외부끝을 따라 길이방향으로 연장하는데, 이는 교반기가 전면판(17)에 저널로 될 때 이 전면판(17)으로부터 떨어져 있는 레일(150)의 끝에서 방사상의 내부로 굽어져 있다.
전면판(17)의 중심축(140)의 저널은 도 13에 도시된 바람직하기로 나일론이나 셀콘(Celcon)과 같은 플라스틱의 원통형 베어링부재(152)를 사용함으로써 성취된다. 축(140;도 13 참조)의 왼쪽끝은 베어링부재(152)에 고정되어 있다. 혼합기 레일(150)과, 특히 굽어지고 방사상의 내부로 향한 그 끝(151)은 교반기(22)를 회전왕복운동하는 구동수단에 분리가능하게 연결시키는 연결부재를 위한 틈새를 제공하기 위해서 중심축(136)의 짧은 부분을 정지시킨다.
혼합기(10)로부터 전면판(17)을 용이하게 제거하고, 전면판(17)의 베어링부재(152)의 저널에 강도를 제공하기 위해서, 금속판 또는 쇠띠(146)가 전면판(17)에 부착되어 클립(144)용 부착위치를 제공하게 된다. 손잡이(156)가 쇠띠(146)에 장착되어, 클립(1440이 이탈되었을 때 전면판(17)의 제거를 위한 편리한 파지부를 제공한다.
교반기(22)는 왕복운동하면서 회전하는 방식으로 구동되어 약 270°의 각도까지 중심축(140)에 의해 한정된 축(24)에 대해 회전한 후, 반대로 약 270°의 각도까지 반대방향으로 회전한다. 이는 피스톤 기어가 연결된 랙(rack)을 왕복운동시키는 공기로 구동되는 2개의 피스톤-실린더 조립체를 갖춘 구동수단(26)을 사용함으로써 성취된다. 이 구동수단은 구입되는 부품이고, 교반기의 동축상의 회전구동을 제공하는 위치에서 프레임(14)의 뒷판(30B)의 외부에 장착된다.
왕복운동하면서 회전하는 구동수단에 교반기(22)를 연결하고 분리하는 수단은 도 13과 도 14에 도시된 암수부재를 갖춘 연결조립체로 제공된다. 연결부를 형성하는 2개의 부재 중 작은 부재는 원통형 외부표면의 축방향으로 연장하는 편평부 (160)를 갖추면서 원통형으로 형성된 축(158)이다. 암부재(170)는 원통형상인데, 구멍(172)은 구멍(176)내에 형성된 보조편평부(178)와 함께 그 길이방향으로 연장되는 길이방향의 구멍(176)을 갖추어 교반기(22)를 위한 왕복운동하는 회전운동의 원인을 제공하는 구동축(158)에 대해 고정된다.
본 발명의 중요한 특징은 그 형상에 의해 참조번호 19로 표시된 밸브가 전체적으로 호퍼(12)내에 유지되고, 확실히 고정된다는 것이다. 따라서, 작업자가 호퍼를 변경시킬 필요가 있을 때, 작업자는 주어진 호퍼의 공기조절부(96;도 1과 도 3 참조)로부터 공기관을 분리하고, 호퍼가 안착되고 지지되는 외부로 벌어진 받침대 (34)를 밖으로 들어올린다. 호퍼(12)는 혼합기(10)의 잔여부에 기계적으로 확실히 고정되지 않는데, 이는 불필요하다. 각 호퍼를 위한 외부의 공기조절부(96)는 혼합기의 제어부를 각 호퍼(12)내의 피스톤-실린더 조립체에 연결하는 공기라인(98)을 수용하면서 신속히 연결되는 조절부이다.
밸브와 호퍼 조립체의 일체성형된 구조는 각 밸브를 연결된 호퍼와 함께 일체적으로 제거할 수 있게 하여서, 다양한 크기의 밸브가 호퍼에 장착될 수 있다. 이는 사용자에 의해 밸브크기의 변경을 용이하게 하여 사용자가 단지 주어진 크기의 밸브를 갖춘 호퍼를 제거하고, 그 위치에 보다 작은 또는 다른 요구되는 크기의 밸브를 갖춘 다른 호퍼를 대신 사용할 필요가 있다. 이 일체성형된 밸브-호퍼의 설계는 호퍼가 밸브로부터 제거될 때 사용자가 밸브를 구동시키고 손상시킬 수 없게 되는 안전에도 기여한다. 상기 밸브와 간단히 과립상 재료를 멈추게 하는 기구는 호퍼가 적소에 있지 않으면 존재하지 않게 된다. 일단 호퍼가 위치에 있으면, 사용자는 호퍼내 밸브의 임의의 작동하는 부분에 대하여 그의 손가락을 넣을 수 없다.
상기 밸브를 작동시키는 공기실린더는 스프링으로 복귀되는 공기실린더이다. 내부의 스프링은 실린더-피스톤을 끌어당기고 피스톤에 부착된 로드를 상부위치로 당기도록 작용하여 멈춤을 일으킨다. 관형상부재(40)가 아주 위쪽의 위치에 있을 때 재료는 아래로 흘러갈 수 없게 되고, 호퍼가 바닥에서 필연적으로 폐쇄되어 호퍼내에 있는 임의의 재료를 흘리지 않고서 벌어진 안내판(34)에 의해 형성된 받침대로부터 쉽게 제거될 수 있다.
도 6과 도 8에 도시된 밸브의 변형에서, 관형상분의 반구형 또는 반원형의 개구부는 바닥에서 덮여 가리게 되고, 위쪽으로 진행하는 벽을 갖추는데, 이 관형상의 밸브부재(40A)는 상하로 왕복운동하여 재료가 아주 정확하게 아래로 계량될 수 있게 한다. 이러한 재료의 정확한 계량이 요구될 때, 왕복운동 제한부가 피스톤을 연결시키는 로드(42)에 사용될 수 있다.
상기 피스톤-실린더 조립체는 바람직하게 전기적으로 왕복운동하는데, 피스톤을 초 당 6번까지 순환시켜 관형상의 밸브부재(40A)의 왕복운동을 제공한다. 챔버(38)는 왕복운동하는 관형상의 밸브부재(40A)의 주위에 움직일 수 없게 고정되고 호퍼(12)에 확실히 고정된다. 관형상의 밸브부재(40)에 의해, 이 밸브부재(40)가 상하로 이동할 때 챔버(38)는 과립상의 재료가 관형상의 밸브부재(40)와 특히 그 안의 배출구(90)가 챔버(38)의 하부경계를 한정하는 수평끝 아래에 있을 때에만 관형상의 밸브부재(40)로 들어가게 한다. 바람직하기로, 상기 밸브부재(40)는 왕복운동하여 공동의 밸브(40)를 통한 흐름을 용이하게 한다.
하나의 공기라인이 신속히 분리되는 조절부를 갖춘 각 호퍼(12)에 뻗어 있어 호퍼가 혼합기로부터 제거될 수 있다. 공기는 솔레노이드 밸브에 의해 앞뒤로 전달된다. 피스톤-실린더 조립체가 스프링으로 복귀되는 피스톤을 갖추고 있기 때문에, 단지 하나의 라인이 각 피스톤-실린더 조립체에 필요하게 된다. 이는 2개의 라인이 여러 활주문과 장치의 다른 부품들을 구동시키는 피스톤-실린더 조립체에 구비되는 종래기술의 계량혼합기와 대비된다.
본 발명에서, 공기공급라인은 각 호퍼의 측면을 통해 뻗어 있고, 호퍼내의 피스톤-실린더 조립체에 연결된다. 호퍼와 피스톤-실린더 조립체의 제거는 각 호퍼 (12)의 외부에 구비된 신속히 분리되는 조절부(96)의 공기라인을 분리하고, 단일한 효과적인 조립체이면서 안내판(34)에 의해 혼합기(10)의 상부에 형성된 받침대로부터 바로 들어올려질 수 있는 연결된 피스톤-실린더 조립체(18)와 각 호퍼(12)를 뜯어 냄으로써 용이하게 된다.
본 발명의 다른 특징은 계량통(15)의 경사대(120)를 개방시키기 위해 작동부(134)로부터 돌출부(138)를 분리시키는 데에 있다. 피스톤-실린더 조립체 (136)와 계량통(15)으로부터 물리적으로 분리된 돌출부(138)에 의해 계량과정 동안 계량통(15)에 외부적인 연결이 없어서, 공기라인이 계량과정에 오류를 전하는 것과 같은 기회가 없게 된다.
혼합실(20)에 있어서, 이 혼합실(20)은 혼합실의 외부로 미끄럼 이동하는 굽어진 측면과 바닥부재를 갖추고 있다. 이 굽어진 부재는 도 3에서 볼 수 있는데, 때때로 혼합실 삽입활주부라 불리운다. 이 활주부는 도 3에 도시되고 프레임(14)의 금속바닥(186)에 확실히 고정된 플라스틱 새들(saddle;184)에 안착된다. 프레임(14 )의 견고한 측면판(30A,30B,30C)은 각 접촉부의 세 측면을 따라 바닥(186 )에 용접된다. 바닥(186)은 측면(30)에 대해 앞으로 돌출되어 전면판(17)이 혼합기(10)상의 적소에 있을 때 투명하면서 분리가능한 전면판(17)을 위한 바닥지지용 중간틀을 제공한다.
본 발명의 또 다른 특징은 투명하면서 분리가능한 전면판(17)과 함께 단일하게 분리가능하고 그 안에서 저널로 되는 교반기(22)에 의해 전면판(17)과 이 교반기를 위해 왕복운동하면서 회전구동을 제공하는 구동수단 사이의 임의의 연결이 필요하지 않다는 것이다. 교반기(22)가 투명한 전면판(17)과 제거되기 때문에, 전면판(17)이 제거될 때마다 혼합실내에 남아 있는 움직이는 부품은 단지 회전하는 축부재(158)이다.
본 발명의 혼합기가 사용될 때, 바람직하기로 단일한 제어기가 각 혼합기를 위해 멀리 떨어진 곳의 제어부에 구비된다. 이 제어기와 마이크로프로세서는 공지된 보다 큰 계량혼합기의 경우에서와 같이 혼합기의 프레임상에 장착되지 않는다.
채색성분과 같이 아주 적은 양으로 공급되고 제어되는 재료성분은 피스톤-실린더 조립체의 진동작용이 도 6과 도 8에 도시된 바와 같은 관형상의 밸브부재 (40A)의 변형에 사용되었을 때 전체 혼합물의 3% 내지 4%의 수준으로 제어된다. 채색첨가물의 첨가에서, 자외선 안정제와, 억제제, 강화제 및, 이와 유사한 것들이 때때로 성형전에 플라스틱 수지혼합물내에 아주 적은 양으로 공급될 필요가 있다.
도 6과 도 8에 도시된 관형상의 밸브부재의 변형을 사용함과 더불어, 스프링이 갖춰진 피스톤-실린더 조립체(18)의 진동작용은 재료의 공급을 아주 우수하게 할 수 있다. 공기압이 피스톤-실린더 조립체(18)에서 감소되어 공기실린더의 왕복운동의 격렬함을 경감시키면, 공기실린더는 초 당 재료의 2 내지 3그램 만큼의 적은 양이 정확히 공급되고 공급이 이 비율로 되풀이하여 제어될 수 있는 정도까지 조절될 수 있다.
본 발명의 다른 중요한 특징은 계량혼합기가 소형이라는 것으로, 이 소형 혼합기는 아주 작은 사출성형과 압축성형장치 및 작은 사출성형기와 함께 이 혼합기를 용이하게 사용할 수 있도록 한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 작은 크기의 혼합기는 혼합물의 일부로 필요하다면 액체 채색재료 뿐만 아니라 굉장히 적고 정확히 측정된 양의 플라스틱수지 재료와 다른 과립상 재료의 투입을 용이하게 하여 상기 작은 성형장치와 사출성형기에 공급된다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 호퍼(12)는 그 상부끝에서 8인치제곱인데, 이는 도 2의 치수(A)로 표시되어 있다. 인접한 호퍼가 단지 약 ⅛인치 떨어져 있어서, 인접한 호퍼들의 서로 밀접한 간격은 본 발명의 바람직한 실시예에서 도 2의 참조부호 B로 표시된 전체 최대폭을 약 16⅛로 되게 한다.
유사하게, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 혼합기는 높이가 매우 낮다. 바람직한 실시예에서, 혼합기는 호퍼의 상부로부터 혼합기 프레임의 기저부까지 단지 약 22인치로 되는데, 이 22인치 치수는 도 3에서 치수선(C)으로 표시되어 있다. 계량통을 구동시켜 계량통의 내용물을 혼합실로 떨어뜨리는 공기피스톤은 기저부 위로 약 11⅝인치로 되는데, 이 치수는 도 3에서 치수선(D)로 표시되어 있다.
본 발명의 축소된 크기의 계량혼합기를 사용하면 약 400그램인 재료는 1회분 당 1분 보다 짧게 생성될 수 있어서, 본 발명의 혼합기를 사용하면 혼합된 수지재료가 시간 당 약 50파운드 생성될 수 있다.
도 4와 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 충분한 반원형 개구부를 갖춘 밸브부재(19)는 초 당 약 35그램의 재료를 투입한다. 진동기술이 사용되고, 도 6과 도 8에 도시된 관형상의 밸브부재(40A)의 변형이 사용될 때, 플라스틱 수지재료의 입상체의 공급은 초 당 공급량의 1그램 보다 훨씬 아래 수준까지 제어될 수 있다.
본 발명의 특정한 실시예들이 도시되고 설명되나, 이 명세서로 본 발명이 한정되지 않으며, 변경과 변형이 다음 청구범위의 범주내에서 이루어질 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 과립상이나 다른 성분들을 혼합하는 데에 완전히 효과적인 경량의 장치를 제공하여서, 정밀하게 측정된 양의 플라스틱 수지재료를 플라스틱 성형과 사출성형기와 같은 플라스틱 제조와 처리장치에 공급하게 되는 효과가 있다.

Claims (15)

  1. 수직으로 뻗어있는 하우징과, 이 하우징에 분리가능하게 장착되면서 호퍼내의 호퍼바닥에 인접하게 호퍼안으로부터 재료를 투입하는 수단을 구비한 재료저장용 호퍼, 이 호퍼 아래의 하우징에 연결되어 투입되는 재료를 수용하는 계량통, 상기 하우징에 연결되어 계량통안에 수용된 재료의 중량을 감지하는 수단 및, 그 중량이 감지된 후 상기 계량통으로부터 재료를 수집하고 수집된 재료를 혼합하도록 작동될 수 있는 계량통 아래의 혼합실을 구비한 계량혼합기에 있어서,
    상기 하우징은 계량통과 혼합실에 접근할 수 있도록 하우징의 내부를 노출시키는 개방면을 갖춘 금속프레임과, 이 개방면을 폐쇄시키는 투명한 판을 구비하는데, 이 판은 금속프레임에 분리가능하게 장착되어 하우징 내부로 접근할 수 있게 하는 한편;
    상기 하우징은 계량통 위에 놓이는 재료저장용 호퍼를 제거할 수 있게 지지하는 상부끝에 받침대를 갖추고;
    상기 계량통은 수용된 재료를 혼합실로 방출하도록 계량통을 개방시키는 개방가능한 부분과, 프레임에 장착되어 상기 개방가능한 부분을 구동시키는 수단을 갖추며;
    상기 혼합실은 챔버내에 수집된 재료를 혼합하는 혼합수단을 갖추는데, 이 혼합수단은 투명한 판에 장착되어, 이 투명한 판이 상기 하우징의 내부로 접근하기 위해 제거될 때, 상기 혼합실로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 호퍼는 재료를 투입하는 밸브와 이 밸브를 구동시키는 수단을 구비하는데, 상기 밸브와 밸브구동수단은 호퍼와 함께 제거할 수 있도록 호퍼에 고정연결되는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 프레임은 개방된 상부를 갖춘 받침대를 형성하는 측면들의 상부에 벌어진 안내판을 갖춘 다수의 측면을 구비하는데, 호퍼에 고정된 밸브와 밸브구동수단을 갖춘 상기 호퍼가 받침대에 놓여서 하우징으로부터 수동으로 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 밸브와 개별적인 밸브구동수단을 각각 갖추는 다수의 호퍼를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 계량통의 구동수단은 하우징의 외부에 실린더와, 하우징으로 돌출되어 상기 개방가능한 부분을 이동시키는 피스톤을 구비하는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 계량통은 하중계에 의해 하우징에 장착되고, 개방된 바닥과, 통바닥의 일부를 한정하면서 피스톤에 의해 연장될 수 있는 작동부를 갖춘 개방가능한 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 혼합수단을 작동시키는 구동수단을 추가로 구비하되, 이 구동수단은 프레임에 장착되고, 투명한 판과 함께 혼합수단을 제거할 때 분리되도록 작동할 수 있는 혼합수단과 구동수단 사이에 해제가능한 연결부를 갖춘 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  8. 수직으로 뻗어있는 하우징과, 이 하우징에 분리가능하게 장착되면서 호퍼내의 호퍼바닥에 인접하게 호퍼바닥의 오리피스를 통해 호퍼안으로부터 재료를 투입하는 수단을 구비한 재료저장용 호퍼, 이 호퍼 아래의 프레임에 연결되어 투입되는 재료를 수용하는 계량통, 상기 프레임에 연결되어 계량통안에 수용된 재료의 중량을 감지하는 수단 및, 그 중량이 감지된 후 상기 계량통으로부터 재료를 수집하고 수집된 재료를 혼합하도록 작동될 수 있는 계량통 아래의 혼합실을 구비한 계량혼합기에 있어서,
    상기 호퍼안으로부터 재료를 투입하는 수단은 정확하게 제어된 과립상 재료의 흐름을 투입하는 밸브를 구비하는데, 이 밸브는 바닥 오리피스를 따라 축방향으로 배치되면서 바닥 오리피스내에서 상하 축방향으로 미끄럼이동하며 왕복이동할 수 있는 관형상의 밸브부재를 구비하고;
    상기 관형상의 밸브부재는 이 부재의 수직한 끝으로부터 멀리 떨어져 형성된 측면구멍을 갖추고, 이 관형상 부재의 하부끝은 투입되는 과립상 재료용 배출개구부를 한정하며;
    챔버는 상기 오리피스 위로 이격되어 있는 개방된 하부끝을 갖춘 상기 관형상 부재를 적어도 부분적으로 둘러싸는 한편;
    상기 챔버의 개방된 끝은 상기 관형상 부재의 개방된 끝 아래의 제 1위치에 있을 때 관형상 부재의 구멍을 통해 저장장치로부터 재료의 흐름을 제공하며, 상기 관형상 부재가 제 2위치에 있을 때 상기 구멍이 위쪽으로 이동되고;
    구동수단이 상기 제 1위치와 제 2위치 사이에서 상기 관형상 부재를 상하로 수직하게 이동시키는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 구동수단은 왕복운동하는 수단의 동작을 시작하게 하여 공동(空洞)부재를 통해 저장장치의 내부로부터 재료를 흘려보내는 한편, 왕복운동하는 수단의 동작을 억제하여 흐름을 정지시키는 제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 제어수단은 왕복운동하는 수단의 동작의 시작과 정지 사이에서 상기 부재의 길이방향으로의 진동적인 이동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 챔버는 벽에 의해 폐쇄된 상부끝을 갖추고, 상기 관형상 부재의 제 2위치에 챔버의 하부끝 위의 챔버내의 구멍을 배치하여서, 제 2위치에 있을 때 상기 챔버가 하부끝 위의 호퍼 내부로 구멍의 접근을 직접 차단하는 한편, 제 1위치에 있을 때 호퍼내부로의 구멍의 접근을 바로 제공하는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  12. 제 8항에 있어서, 상기 공동부재내 구멍의 하부면 아래로부터 이 구멍의 상부면을 넘어 위쪽으로 뻗어있는 벽을 구비하는데, 이 벽은 공동부재를 통해 상기 구멍으로부터 아래로의 흐름을 차단하나, 구멍과 마주 대하는 벽의 측면을 따라 상기 부재를 통해 위쪽으로의 흐름을 제공하는 한편, 상기 벽은 구멍과 마주 대하는 측면에 마주보는 벽의 측면을 따라 오리피스와 공동부재를 통해 아래로의 흐름을 제공하는 막이부의 상부끝에서 끝나게 되는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  13. 수직으로 뻗어있는 하우징과, 이 하우징에 분리가능하게 장착되면서 호퍼내의 호퍼바닥에 인접하게 호퍼바닥의 오리피스를 통해 호퍼안으로부터 재료를 투입하는 수단을 구비한 재료저장용 호퍼, 이 호퍼 아래의 프레임에 연결되어 투입되는 재료를 수용하는 계량통, 상기 프레임에 연결되어 계량통안에 수용된 재료의 중량을 감지하는 수단 및, 그 중량이 감지된 후 상기 계량통으로부터 재료를 수집하고 수집된 재료를 혼합하도록 작동될 수 있는 계량통 아래의 혼합실을 구비한 계량혼합기에 있어서,
    상기 하우징은 계량통과 혼합실에 접근할 수 있도록 하우징의 내부를 노출시키는 개방면을 갖춘 프레임과, 이 개방면을 폐쇄시키는 판을 구비하는데, 이 판은 프레임에 분리가능하게 장착되어 하우징 내부로 접근할 수 있게 하고;
    상기 계량통은 수용된 재료를 혼합실로 방출하도록 계량통을 개방시키는 작동부를 갖춘 개방가능한 부분과, 프레임에 장착되어 상기 개방가능한 부분을 구동시키는 수단을 갖추며;
    하중계가 계량통을 표시하도록 하우징에 장착되고, 이 하중계는 하우징의 내부로 돌출하는 지지브라켓을 갖추어 계량통을 제거할 수 있게 지지하고;
    상기 개방가능한 부분을 개방시키는 구동수단은 통상 작동부로부터 분리되는 피스톤을 구비하고, 이 작동부를 따라 위치되어 구동될 때 피스톤이 작동부를 연장시키고 개방가능한 부분을 개방시켜서, 상기 계량통이 하중계의 지지브라켓으로부터 수동으로 제거될 수 있는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  14. 수직으로 뻗어있는 하우징과, 이 하우징에 분리가능하게 장착되면서 호퍼내의 호퍼바닥에 인접하게 호퍼안으로부터 재료를 투입하는 수단을 구비한 재료저장용 호퍼, 이 호퍼 아래의 하우징에 연결되어 투입되는 재료를 수용하는 계량통, 상기 하우징에 연결되어 계량통안에 수용된 재료의 중량을 감지하는 수단 및, 그 중량이 감지된 후 상기 계량통으로부터 재료를 수집하고 수집된 재료를 혼합하도록 작동될 수 있는 계량통 아래의 혼합실을 구비한 계량혼합기에 있어서,
    상기 하우징은 계량통과 혼합실에 접근할 수 있도록 하우징의 내부를 노출시키는 개방면을 갖춘 프레임과, 이 개방면을 폐쇄시키는 판을 구비하는데, 이 판은 금속프레임에 분리가능하게 장착되어 하우징 내부로 접근할 수 있게 하고;
    상기 혼합실은 바닥부재와 챔버내에 수집된 재료를 혼합하는 혼합수단을 구비하는데, 이 혼합수단은 상기 판에 장착되어 이 판이 하우징 내부로의 접근을 위해 제거될 때 혼합실로부터 제거되며;
    상기 하우징 바닥의 지지패드가 혼합실의 바닥부재의 아래에 놓여 지지하면서 상기 판이 개방면으로부터 제거될 때 하우징으로부터 그 제거를 쉽게 할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분리가능한 모든 부재는 작은 크기로 되어, 보통의 체격과 힘을 가진 작업자에 의해 동력장치를 사용하지 않고서 이들 부재를 분리하고 혼합기내에 다시 조립할 수 있는 것을 특징으로 하는 일체성형된 투입밸브를 갖춘 분리가능한 호퍼를 구비한 축소된 계량혼합기.
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