KR20020075464A - 전자식 복수 성분 혼합기 - Google Patents

Abstract

제1 및 제2 (선택적으로 제3)의 성분 및 성분간의 소정의 비를 가지는 복수의 성분 재료를 분배하기 위해 전자식 장치가 제공된다. 상기 장치는 제1 및 제2 왕복 펌프(4), 제1 및 제2 왕복 구동기(5), 각 구동기-펌프 세트에 부착된 위치 센서(6), 구동기-펌프 세트중의 하나를 상기 1 개의 증분만큼, 그리고 구동기-펌프 세트중 나머지 하나를 1 개 증분의 적만큼 및 상기 비로 선택적으로 이동시키기 위해 구동기와 위치 센서에 부착된 제어기를 포함하며, 각 펌프(4)는 상기 성분중 하나의 공급원에 연결되고, 각 구동기(5)는 상기 펌프중 하나를 구동하기 위해 연결되어 구동기-펌프 세트를 형성하고, 각 위치 센서는 그 연결된 구동기-펌프 세트에 의해 펌핑된 고정 체적에 대응하는 분해능의 증분을 출력한다.

Description

전자식 복수 성분 혼합기{ELECTRONIC PLURAL COMPONENT PROPORTIONER}

페인트 등과 같은 복수개의 성분 재료가 최근 보다 대중적이고 보급화되면서, 그러한 재료의 사용자중의 일부에서는 그러한 재료들을 혼합 및 분배하기 위한 보다 나은 해결 방안에 대한 요구가 증가해 왔다. 그러한 재료를 사용하는 전통적인 저급 기술 방식은 핫 포팅(hot potting)으로서 통상 알려져있다. 핫 포팅에서, 사용자는 단지 2 개의(또는 보다 최근에는 3 개의) 성분의 원하는 양을 용기에 붓고, 그들을 혼합한 후 그 재료를 분무 또는 다른 식으로 기판에 도포한다. 그렇게 함으로써 수반되는 혼잡한 혼합물외에도, 그러한 사용은 혼합된 재료의 전체 량이 종종 소용없게 되는 것만큼이나 종종 부정확한 혼합 및 재료 낭비를 초래한다.

그라코(Graco)사의 등록 상표 히드라-캣(HYDRA-CAT)과 같은 기계식 혼합기가 그러한 응용 분야에 적합하지만 여전히 기능을 제어할 수 없으며 계량되고 도포될 수 있는 재료의 비율 및 형식면에서 종종 그 적응성이 부족하다. 전자식 혼합기는 최근 보다 대중화되었으나 고가의 유체 계량기를 포함함으로써 상대적으로 보다 고가의 것이 되기 쉽다.

본 발명은 복수 성분 재료들을 혼합하고 분배하는 장치에 관한 것이다.

관련 출원은 2000년 3월 2일에 출원된 미국 가출원 번호 제60/186405호이다.

도1은 본 발명의 혼합기를 도시한 배면도이다.

도2는 본 발명의 혼합기를 도시한 전면도이다.

도3은 본 발명의 제어 패널을 도시한 도면이다.

그러므로, 본 발명의 목적은 비교적으로 저렴하게 생산될 수 있고 저급 목적의 응용 분야에 보다 적합하며 또한 정확한 계랑 및 2 개 또는 3 개 성분 재료를 비율 보장과 함께 분배하는 능력을 제공하는 전자식 혼합기를 제공하는 것이다.

본 발명은 복수 성분의 페인트 및 다른 재료를 펌핑하고, 가압하고, 비율 조정 및 분배하기 위한 완전한 패키지로 설계된다. 개별 재료 성분들(종종 성분 A, B 및 C로서 불리는 전형적으로 수지, 촉매, 및 환원제)이 사이펀 관을 통해 단순 왕복 피스톤 펌프에 공급된다. 피스톤 펌프의 작동은 혼합 분기관 유체 압력 조절기에 부착된 관을 통해 선택된 비율로 재료의 유동을 가압하고 제공하기 위해 전자식 및 공압식으로 제어된다. 재료는 혼합 분기관에서 조합되고 재료를 일체화하기 위해 관의 길이를 통해 지나간다. 정적인 혼합기가 재료를 완전히 일체화하고 혼합하기 위해 사용된다. 그후, 혼합된 재료는 분무총으로부터 도포되거나 코팅되어질 기판 상으로 분배된다. 양호한 실시예에서, 패키지는 1 내지 3 개의 개별 성분으로 1:1(:1) 내지 8:1(:1)의 비율로 공급할 수 있다. 1 개 또는 2 개의 성분만이 분배될 경우에서는, 사용되지 않는 성분(들)에 대한 제어는 영(zero)으로 설정된다. 상기 장치는 또한 사용자가 단일 또는 복수 성분 페인트를 재료의 예비 혼합 없이 비율 및 요구에 맞게 분배할 수 있게 하여 낭비되는 재료의 양을 현저하게 감소시킨다.

유사한 비용이 소요되는 기존 설계와 비교한 본 설계의 이점은 펌프가 물리적으로 독립적이지만 전자적으로 동기화되어져, 하드웨어상에서 어떤 변경도 없이넓은 범위의 비율을 커버할 수 있다는 사실로부터 발생한다. 고정 비율의 기계식 혼합기는 비율을 변경하기 위해서 상이한 크기의 펌프를 필요로 하고 다양한 비율의 기계식 혼합기는 상이한 크기의 하부를 가진 펌프를 교체하지 않고 달성될 수 있는 비율의 범위가 작다. 목표 수치로 설정된 비율을 얻기 위한 반복적인 변경 및 압력 확인을 포함하기 때문에 비율 변경 공정은 느리다. 본 발명에서, 펌프는 플러싱(flushing) 및 프라이밍(priming)과 같은 동작을 위해 독립적으로 운전될 수 있다. 8:1의 비율을 가진 기계식 혼합기는 전형적으로 촉매 펌프 및 호스를 프라임하기 위해 8 갤런(약 30.28 ℓ)의 기초재를 소비할 것이다. 전자식 제어기는 모니터링, 차단 및 에러 발생시에 사용자에게 특별한 신호를 주는 것의 성능을 제공한다. 이러한 검출가능한 에러는 펌프 오버 트래벌(over-travel)(비율 이탈), 위치 센서 파손, 펌프 과속, 운전 또는 일괄 분배 중의 비율 변경, 비율이 영으로 설정되었을 때 운전 시도 및 메모리 파손 등을 포함한다.

본 발명의 상기 및 다른 목적 및 이점은 몇몇의 도면을 통해 동일한 부재는 동일한 부호를 사용하여 나타낸 참조 도면과 관련된 상세한 설명으로 보다 완전하게 이해될 것이다.

도1 및 도2에 도시된 본 발명은 일반적으로 장착된 공기 제어기(2)를 갖는 스탠드(1)를 포함한다. 도시된(참조번호로 표시되지는 않음)버킷 등의 용기로부터 펌프에 재료를 공급하는데 사이펀 호스(3)가 이용된다. 사이펀 관(3)은 본 발명의 양수인인, 그라코 인코포레이드사에 의해 제조된 것과 같은 양 변위 왕복 피스톤 펌프(4)의 입구에 부착된다.

피스톤 펌프(4)는 빔바(Bimba) 또는 어메리컨(American) 등의 다양한 생산업자에 의해 공지되고 제조된 형태의 이중 작동 공기 실린더(5)에 의해 동력을 받는다. 이중 작동 공기 실린더의 이동은 펌프 위치 센서(6)에 의해 감지된다. 센서(6)는 바람직하게 MTS 시스템 코포레이션에 의해 제조된 것과 같이 바람직하게 자기-저항 위치 센서이다.

시스템에는 코드, 전력 공급원 및 안전 배리어를 포함하는 전력 조립체(8)가 제공된다. 전자식 제어기(9)는 비를 선택하는데 이용된다. 3개의 비 선택 손잡이(10)는 비를 성분 또는 공급원을 차단하는 제로로 선택하는데 이용된다. 비 잠금 키이(11)는 사용자 또는 종종 장비를 이용하는 개별 관리자등이 바람직하지 못한 비 조정을 소정의 설정으로 방지하는 비로 지정되도록 한다. 펌프 독립 기능(12)은 시스템을 프라이밍 및 플러싱하고 성능 진단을 수행하기 위해 각각의 개별 펌프를 구동시킨다. 펌프 테스트 기능(13)은 기계식 펌프 시스템이 적절하게 수행되는 것을 증명하기 위해 각각의 개별 펌프가 샘플 밸브로부터 동일 량의 유체를 분배하도록 구동된다. 배치 분포 기능(14)은 각각의 개별 펌프가 소정의 비에서 샘플 밸브로부터 고정된 유체의 양을 분배하도록 각각의 개별 펌프를 구동시킨다.도면에 도시되어진 바와 같이 분무 총(25)으로부터 직접 분무함으로써 정상 제조가 수행되는 동안, 컵 총을 이용한 터치-업(touch-up) 작동이 수행되며, 배치 분배는 터치-업 작동을 위한 총의 컵 내에 이용될 수 있는 소량 유체의 분배를 허용한다.

구동 버튼(15)은 선택된 비에서 재료를 분배하기 위해 연속 방식으로 펌프를 구동시킨다. 정지 버튼(16)은 작동중에 임의의 기능을 중지한다. 에러 광(17)은 제어기가 에러를 검출할 때 특정 코드로 붉은 광을 플래시한다. 전력공급상의 전력 광(18)은 전력이 제어기에 공급될 때를 나타낸다. 3원 유체 밸브(19)는 유체가 건 또는 샘플링 오리피스로 향하도록 한다. 유체 샘플링 오리피스(20)는 샘플을 수집하기 위해 제공된다. 공기 및 유체 호스(21)는 개별 기능을 수행한다(이중 작동 공기 실린더에 공기가 제공되는 동시에 유체는 내부 압력 조절기를 갖는 혼합 매니폴드(22)에 개별 재료 성분을 운송한다). 통합 호스(23)는 분무 총(25)의 입구에 차례로 연결된 통합기 호스(23)의 개시부 및 단부에서 일반적으로 정적 믹서(24)로 결합된 혼합 매니폴드 뒤에서 재료의 혼합을 도와준다(공기 호스(21)는 분무 총(25)에 공기를 제공한다).

작동중에, 부품은 그라코의 프리시젼믹스(PRECISIONMIX) 제품을 이용한 시스템에 유사하게 분배되며, 유럽 특허 번호 제EP01168789호에 개시되어 있다. 2 개의 성분을 갖는 재료가 3:1로 분배된다면, "A" 펌프는 3 개의 증분(바람직한 실시예에서, 증분은 0.4256 cc의 분배 체적에 대해 0.1 인치의 행정 거리를 나타낸다)을 분배하며, 그리고 나서 증분"B"가 분배되고 사이클은 순환된다.

이러한 시스템은 혼합된 비의 성분이 예를 들어 제조가 2 1/2:1의 비를 갖도록 정수이어야 하며, 사용자는 제어 패널상에서 5:2를 선택하여야 한다. 유사하게, 3 개의 성분에 대해, 예컨데 3:1:1의 비에서 "A" 펌프는 3 개의 증분을 분배하고, "B" 펌프는 1 개의 증분을, "C" 펌프는 반족되는 공정으로 1 개의 증분을 분배한다.

상기 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하였지만, 본 기술 분야의 숙련된 당업자들은 하기의 특허 청구범위에 기대죈 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (3)

1. 적어도 제1 및 제2 성분 및 상기 성분간의 소정의 비를 갖는 복수의 성분 재료를 분배하기 위한 장치이며,

   각각 스트로크를 가지며 상기 성분 중의 하나에 연결된 제1 및 제2 왕복 펌프와,

   상기 펌프중의 하나를 구동시키기 위해 연결되어 구동기-펌프 세트를 형성하는 제1 및 제 2 왕복 구동기와,

   상기 구동기-펌프 세트에 의해 펌핑된 고정 체적에 대응하는 분해능의 증분을 출력하는, 상기 구동기-펌프 세트에 부착된 위치 센서와,

   상기 구동기-펌프 세트중의 하나를 1개의 증분만큼, 상기 구동기-펌프 중의 나머지 하나를 1개 증분의 적만큼 상기 비로 선택적으로 이동시키기 위해 상기 구동기와 상기 위치 센서에 부착된 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 위치 센서는 자기에 제한되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 분해능 증분은 상기 스트로크보다 실질적으로 적은 것을 특징으로 하는 장치.