KR20020090241A - 점착성 벌크 고형 분말을 정확하게 계량하고 운반하기위한 이동가능한 장치 - Google Patents

점착성 벌크 고형 분말을 정확하게 계량하고 운반하기위한 이동가능한 장치 Download PDF

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KR20020090241A
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게옌다릴더블유.
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델펀트제임스토드
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이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니
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Abstract

본 발명은 이산화 티타늄 안료와 같은 점착성 입자 고형 재료의 원하는 중량을 계량하고 운반하기 위한 이동가능한 장치에 관한 것이다.

Description

점착성 벌크 고형 분말을 정확하게 계량하고 운반하기 위한 이동가능한 장치{A PORTABLE DEVICE FOR ACCURATELY METERING AND DELIVERING COHESIVE BULK SOLID POWDERS}
고형 분말 재료는 대체로 톤으로 된 재료를 함유하는 큰 단일 백(bag)의 적재물 또는 각각 50파운트(22.7kg) 이상의 무게를 갖는 개별적인 백의 팔레트로서 호퍼(hopper) 카 또는 트럭과 같은 다량의 벌크(bulk) 용적으로 산업적 사용자에게 운반된다.
산업 공정에서 종종, 제조업자는 제품의 한 묶음을 채우기 위해 작은 양의 고형 분말을 첨가해야 할 필요가 있을 수 있다. 필요한 무게는 작아서 많은 양의 저장 장치로부터 편리하게 운반될 수 없을 수 있고 또는 작은 패키지의 재료, 예를 들어, 50파운드(22.7kg) 백의 편리한 배수가 아니다.
종래 기술에서 작은 양의 분말의 운반을 위한 다양한 구성 또는 장치를 개시하고 있지만, 어떠한 시스템도 산업 공정을 위해 필요한 점착성 분말의 완전한 배출 또는 정확도를 제공하고 있지는 않다.
미국 특허 제3,820,697호는 유체의 흐름을 제어하거나 또는 저장 호퍼로부터의 작은 알갱이를 용이하게 유동시키는 밸브 시스템을 개시하고 있다. 이러한 밸브 시스템은 잼(jam) 또는 누설을 가능하게 하고 유체 작동 밸브에 의해 분말을 오염시키기 쉬운 것으로 보인다.
미국 특허 제4,691,843호는 벌크 고형 재료를 운반하기 위한 고정되거나 또는 이동가능한 저장 용기에 사용될 수 있는 밸브 조립체를 개시하고 있지만, 고형 입자를 운반하고 조작하기 위한 제2 이스라엘 협의회의 회보로 출판된 벨(Bell)과 그리고(Grygo)에 의한 논문인 "이동가능한 용기 시스템에 대한 고체 유동 테스트의 적용"(예루살렘, 1997년 5월, 페이지 10.8 내지 10.13 참조)에서 보고된 바와 같이, 이러한 시스템은 이산화 티타늄과 같은 점착성 분말의 운반에는 부적절한 것으로 밝혀졌다.
고체 운반 시스템에 관한 다른 특허로는 미국 특허 제4,378,897호, 제4,337,880호, 유럽 특허 출원 제0 197 342호, 미국 특허 제5,145,009호 및 유럽 특허 제0 678 736 B1호가 있지만, 이러한 특허들은 점착성 분말용의 운반 또는 계량 시스템에 대해서는 전혀 개시 또는 암시되어 있지 않다.
본 발명은 색소성 이산화 티타늄과 같은 점착성 입자 고형 재료의 원하는 중량을 계량하고 운반하기 위한 이동가능한 장치(용기 시스템)에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 따른 이동가능한 용기 시스템이 절단된 모양을 도시하는 도면이다.
도2는 본 발명에 따른 유동 제어 밸브를 도시하는 도면이다.
본 발명은 벌크 점착성 분말을 운반하고 계량하기 위한 이동가능한 장치(용기 시스템)에 관한 것이고, 상기 장치는
(a) 프레임 상에 지지되는 호퍼와,
(b) 유동 제어 기구와,
(c) 배출되는 재료의 중량을 측정하고 제어하는 수단과,
(d) 원하는 중량이 호퍼로부터 배출되었을 때, 유동 제어 기구를 폐쇄하는 제어 루프와,
(e) 장치를 이동가능하게 하는 수단을 포함하고,
상기 호퍼는 수직 벽들과 수직 벽을 재료가 배출되는 개구로 연결하는 대체로 수렴하는 벽들에 의해 형성된 점착성 분말이 충전되는 개구를 가지고, 수렴 벽들을 가지는 호퍼의 적어도 일부는 공기 유동 멤브레인과 정렬되고,
상기 유동 제어 기구는 원추형 클로저 부재를 갖는 피스톤 밸브와, 그 내부 벽이 공기 유동 멤브레인과 정렬되는 실린더를 포함하는 본체와, 밸브가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상하방으로 이동되도록 하고 개방 위치에 대하여 선택된 진폭과 주파수로 선택적으로 진동되게 하는 자동화 수단과, 가스 흐름이 유도되는 슬롯을 구비하고 밸브 시트를 형성하는 링을 포함하는 밸브 조립체이다.
밸브를 상하방으로 이동시키고 선택적으로 진동시키는 바람직한 자동화 수단은 가스압으로 조절되고 제어되는 공압 제어기이다.
배출되는 재료의 중량을 계량하는 양호한 수단은 호퍼와 지지 프레임 사이에 위치되는 로드셀(load cell)이다.
특정 위치로 편리하게 운반하도록, 본 발명의 장치는 배출된 재료를 유도하기 위해 유동 제어 기구 아래에 위치되는 배출 슈트(chute)를 추가로 포함할 수 있다. 분말이 매우 점착성이 있으므로, 배출 슈트는 적어도 낮은 내부 표면 상에서 공기 유동 멤브레인과 정렬되는 것이 바람직하다.
먼지를 감소시키기 위해, 본 발명의 장치는 호퍼의 개구 위에 위치하는 상부 커버와 함께 설치되고, 상부 커버는 구조물 재료 또는 섬유로 형성된다. 또한, 장치는 밸브 클로저 부재 상에 위치되고 분말의 덩어리를 부수는 것을 돕기 위해 호퍼 안으로 연장되는 패들(paddle)과 함께 설치될 수 있다.
본 발명의 장치는 장치의 일부로서 지게차 아암을 수용하도록 휠 또는 포켓과 같은 장치를 이동가능하게 하는 수단을 포함한다.
본 발명은 또한 점착성 입자 고형 재료를 벌크 저장 장치로부터 1회분 제품을 처리하는 장치로 배출하는 단계를 포함하는, 소정양의 점착성 분말을 공정간 제품 묶음에 첨가하는 방법을 포함하고, 벌크 저장 장치는
(a) 프레임 상에 지지되는 호퍼와,
(b) 유동 제어 기구와,
(c) 배출되는 재료의 중량을 측정하고 제어하는 수단과,
(d) 원하는 중량이 호퍼로부터 배출되었을 때, 유동 제어 기구를 폐쇄하는 제어 루프와,
(e) 장치를 이동가능하게 하는 수단을 포함하고,
상기 호퍼는 수직 벽들과 수직 벽을 재료가 배출되는 개구로 연결하는 대체로 수렴하는 벽들에 의해 형성된 점착성 분말이 충전되는 개구를 가지고, 수렴 벽들을 가지는 호퍼의 적어도 일부는 공기 유동 멤브레인과 정렬되고,
상기 유동 제어 기구는 원추형 클로저 부재를 갖는 피스톤 밸브와, 그 내부 벽이 공기 유동 멤브레인과 정렬되는 실린더를 포함하는 본체와, 밸브가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상하방으로 이동되도록 하고 개방 위치에 대하여 선택된 진폭과 주파수로 선택적으로 진동되게 하는 자동화 수단과, 가스 흐름이 유도되는 슬롯을 구비하고 밸브 시트를 형성하는 링을 포함하는 밸브 조립체이다.
본 발명은 원추형 클로저 부재를 갖는 피스톤 밸브와, 그 내부 벽이 공기 유동 멤브레인과 정렬되는 실린더를 포함하는 본체와, 밸브가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상하방으로 이동되도록 하고 개방 위치에 대하여 선택된 진폭과 주파수로 선택적으로 진동되게 하는 자동화 수단과, 가스 흐름이 유도되는 슬롯을 구비하고 밸브 시트를 형성하는 링을 포함하는 밸브 조립체를 또한 포함한다.
본 발명은 점착성 분말의 소정 중량을 제어가능한 비율로 정확하게 계량하고 운반하는 이동가능한 장치를 제공한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 본 발명의 제어 밸브에서 참조되는 용어 "상하방으로 이동된"은 진동 또는 요동과 같은 신속한 이동을 포함한다.
약 0.15mm 보다 작은 평균 크기를 갖는 입자는 주로 큰 체적으로 다루어지기가 어렵고 대체로 분말로 불려진다. 분말의 예로는 안료, 분말 카본 블랙, 흰 밀가루 및 과자용 설탕을 포함한다. 대부분의 분말은 점착성이 있어서 작은 호퍼 출구와 밸브를 통해서 쉽게 유동하지 않는다.
수렴하는 벽을 갖는 호퍼로부터 점착성 분말을 신뢰가능한 중량으로 배출하기 위해 필요한 출구의 최소 크기는 주로 150mm를 초과한다. 점착성 분말의 유동을 제어하기 위해 사용되는 밸브는 일반적으로 요구되는 출구 크기(150mm 이상)만큼 커야 한다. 개방될 때, 이러한 밸브는 높은 비율로 분말을 운반할 수 있지만, 작은 밸브(또는 부분적으로 개방된 큰 밸브)는 어떠한 분말도 전혀 운반하지 못할 것이다. 정확한 계량을 제공하기에 충분하도록 큰 밸브를 빠르게 개폐하는 것은 불가능하므로, 큰 직경의 밸브로부터의 빠른 배출 속도를 제어하는 것은 용이하지 않다.
밸브 크기의 문제 외에도, 많은 점착성 분말은 호퍼의 벽에 대하여 높은 마찰력을 나타내어, 분말이 출구를 향해 호퍼의 중심 아래로 흐르는 (깔때기형 유동으로 알려진) 유동 패턴을 생성한다. 이러한 유동 패턴은 분말이 호퍼의 중심으로부터 배출되지만 벽 근처의 점착량은 남아 있는, 래트홀링(ratholing)으로 알려진 유동 장애를 일으킨다. 이러한 유동 패턴이 존재할 때, 호퍼 내용물의 상당량이 원래 위치에 남아있을 수 있다. 호퍼의 하부에서의 비교적 큰 출구도 분말이 벽으로부터 낙하하지 않도록 할 수 있다.
가스류와 상호작용하는 입자 시스템의 거동은 겔다르트(Geldart)(분말 기술, 제7면, 285 내지 292행 참조, 1973)에 의해 개발된 판별기준을 사용하여 종종 기술되고 있다. 겔다르트의 판별기준에서, 입자군들은 평균 직경과 입자 밀도로 기술된다. 겔다르트는 A, B, C, D로 확인되는 4개의 카테고리를 규정한다. 쌀 알갱이, 건조 모래 및 요리용 소금(평균 크기가 0.150mm 보다 큰)과 같은 크고 조밀한 입자들은 겔다르트의 카테고리 중에서 B와 D에 해당한다. 이러한 재료는 다양한 수단에 의해 용이하게 운반되고 계량된다. 더 작고 가벼운 입자들은 카테고리 C와 A에 해당한다. 대체로 0.020mm 보다 작은 평균 입자 직경을 갖는 입자계는 대체로 그 밀도에 상관없이 카테고리 C(또는 점착성)로 간주된다. 주로 모든 안료들은 이 카테고리에 해당한다. 0.020mm와 0.150mm 사이의 평균 직경을 갖는 입자계는 밀도와, 입자간 힘과 가스류와의 상호작용에 영향을 주는 다른 인자들에 따라 카테고리 C 또는 카테고리 A(통기가능한)일 수 있다. 통기가능한 입자계는 때때로 반류(counter-current) 가스류로 유동화되어, 유체와 같은 상태로 운반되고 계량된다. 그러나, 유동화를 위해 필요한 가스 유량은 호퍼 및 하류 장치와의 집진 문제가 생기게 하는 중요한 것이다. 또한, 산업적 관심이 있는 분말의 작은 비율만이 사실상 통기가능하다.
산업에서 사용되는 많은 분말들, 특히 안료 입자들은 (1) 큰 밸브와 배출 개구를 필요로 하고, (2) 조금 배출된다 해도 높은 배출 속도를 나타내고, (3) 높은 벽면 마찰과 레트홀링의 특징을 갖는 C 타입의 입자들이다.
본 발명은 겔다르트에 의해 정의된 바와 같이, 통기가능하고 점착성인 분말을 운반하고 계량하기 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 "점착성 분말"은 겔다르트의 A와 C 타입의 입자의 특성을 갖는 입자를 의미한다.
종래 기술의 계량 및 운반 시스템은 분말을 출구로 강제 가압하기 위해 추가적인 소음이 나거나 무거운 진동장치 또는 기계적 교반장치를 필요로 한다. 이러한 진동장치 및 교반장치는 정확한 중량의 운반을 불가능하게 한다.
본 발명의 발명자는 강한 점착성 분말의 특성을 갖는 재료 유동에서의 중단 없이 이산화 티타늄 안료 분말과 같은 점착성 분말을 정확하게 계량하고 운반하는 장치를 제공하기를 원한다. 또한, 본 발명자는 제조 플랜트의 한 위치에서 다른 위치로 이동되도록 용이하게 이동가능한 장치를 원한다. 완전하게 기능하기 위해, 본 발명자는 제조 위치에서 통상 사용되는 전기적 서비스 및 공기 서비스와 같은, 최소한의 보조적인 서비스만을 필요로 하는 장치를 원한다.
본 발명은 수직 벽과 원추형 하부 섹션을 갖는 호퍼와, 이동가능하도록 구성된 지지 프레임, 신규한 밸브 시스템, 중량 모니터링 시스템 및 제어 루프를 구비하는 공기 멤브레인을 결합한다. 본 발명의 용기 시스템으로 본 명세서에서 언급되는, 이러한 조합은 콤팩트하게 설계되고, 1 계량 톤을 함유하는 시스템에서 ±5 파운드(±2.27kg)의 정확도로 계량되고 운반될 수 있는 1 계량 톤의 재료를 포함하도록 설계될 수 있게 한다. 이러한 장치는 공기 및 전기적 서비스 만을 필요로 하면서 완전하게 자가-수용될 수 있다. 전기적 서비스는 용기 시스템 상에 장착되는 배터리를 포함하여 다양한 수단으로 제공될 수 있다. 이러한 특정 설계의 크기 및 중량[1 계량 톤의 용량을 갖는 호퍼는 30 내지 45°의 원추각을 갖는 50 내지 70 인치(1.27 내지 1.78m) 높이일 수 있다]은 완전히 적재되었을 경우에도 4000 파운드(1.81톤) 용량의 지게차 또는 제조 현장에서 통상 사용되는 다른 장비에 의해 한 위치에서 다른 위치로 용이하게 이동될 수 있다.
도1은 호퍼(1)와 제거가능한 상부 커버(2)를 갖는 본 발명에 따른 이동가능한 용기 시스템을 도시하고 있다. 공기 유동 멤브레인은 용기의 선택된 부분을 정렬하는 기능을 한다. 공기 유동 멤브레인의 바람직한 위치는 도1의 짧은 점선으로 표시되는 용기의 구역이다. 참조부호 4a에서, 멤브레인은 호퍼의 원추형 부분과 정렬되고, 참조부호 4b에서, 멤브레인은 배출 슈트(6)의 하부면과 정렬된다. 공기 유동 멤브레인은 진동장치 및 교반장치의 사용 없이 호퍼를 완전히 비우기 위해 출구를 향해 벽면을 따라 분말 유동을 촉진하는 수단을 제공한다. 이는 미세하게 나누어진 안료 분말의 경우 특히 중요하다.
공기 멤브레인은 벌크 재료의 질량을 유동화시키지는 않지만, 벌크 재료를 풀어주고 호퍼의 벽면에 대한 인력 또는 마찰력을 감소시킨다. 이산화 티타늄과 같은 강한 점착성 분말의 경우, 공기 멤브레인은 제어 밸브 본체(도2에서 참조부호 4c로 표시되는 해칭 구역) 및 운반 슈트 또는 슬라이드의 적어도 하나의 내부 표면(도1의 참조부호 6)과 정렬되어 사용될 수 있다.
도1에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예의 다른 특징부는 로드셀(7), 지게차 아암용 포켓(8), 슈트용의 가요성 연결부(9)이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "공기 유동 멤브레인"은 공기 또는 다른 적절한 가스가 공급되는 다공성 표면을 의미한다. 멤브레인은 서로 근접하여 배치되는, 직경이 0.030mm 보다 작은 복수의 작은 구멍들을 포함한다. 가스가 멤브레인을 통과하는 통로는 구불구불하여 가스 유동에 있어서 적절한 저항이 생기게 한다. 멤브레인은 의류 펠트(felt), 폴리머, 소결 금속 또는 금속 적층체로 형성된다. 이러한 멤브레인은 펜실베니아주 문시 소재의 영 인더스트리사(YoungIndustries)로부터 입수가능하다.
공기 멤브레인은 지정된 분말의 요구조건을 충족시키도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 큰 구멍 또는 구불구불함이 적은 가스 유동 통로를 갖는 멤브레인은 많은 형태의 분말에서 효과적이지 않을 수 있다. 멤브레인을 통한 가스 유량이 전체 호퍼 내용물을 유동화시키는데 충분해야 하는 것은 아니다. 가스 유량은 용기 시스템에 의해 계량되고 운반되는 분말에 따라 조절될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "유동 제어 기구"는 호퍼로부터 운반 슈트 또는 슬라이드로의 분말 유동을 개시하고 멈추는 장치를 의미한다. 도1에서, 유동 제어 기구의 위치는 참조부호 3으로 표시된다. 본 발명의 유동 제어 기구는 도2에 도시된다.
재료는 용기 시스템을 위치시킴으로써 슈트 또는 슬라이드를 사용하지 않고 호퍼로부터 직접 배출되어, 호퍼 배출 개구는 탱크, 용기, 공급 장치 또는 솥과 같은 수용 장치의 개구 위에 위치한다.
바람직한 유동 제어 기구는 후술하는 바와 같은 밸브이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 "배출된 재료의 중량을 측정하고 조절하는 수단"은 분말이 배출됨에 따라 운반되는 분말과 호퍼의 중량을 모니터하는 수단이다. 운반된 중량은 그 차이에 의해 결정된다. 로드셀은 배출된 재료의 중량을 측정하고 제어하는 양호한 수단이다. 이러한 로드셀은 도1에서 참조부호 7로 도시되고 있다. 로드셀이 사용될 때, 호퍼는 로드셀 위에 위치된다. 호퍼의 아래에 로드셀이 위치하는 것은 용기 시스템을 콤팩트하게 하므로 바람직하다. 본 발명의호퍼는 또한 지지 프레임으로부터 현수되고, 배출된 재료의 중량을 측정하고 제어하는 수단은 호퍼 위에 위치된다.
호퍼의 중량과 함께 분말 하중을 모니터하는 기구의 주요 특징은 1) 기구는 실질적인 연속적인 목적을 위해 중량을 연속적으로 또는 간격을 두고 모니터하고, 2) 기구는 제어기에 결합되거나 또는 합체된다는 것이다. (도1에서 참조부호 5로 도시되는) 제어기는 용기 시스템 작동기, 유동 제어 기구 또는 제어 밸브와 공기 서비스 사이의 중개 장치이다. 제어기를 사용하여, 용기 시스템 작동기는 설정 지점으로 들어가거나 또는 원하는 중량의 분말이 운반되어 배출을 시작하도록 할 수 있다. 원하는 중량의 분말이 운반되었을 때, 제어기는 자동으로 배출을 멈출 수 있다. 용기 시스템이 자동 또는 수동으로 작동될 수 있지만, 정확하고 정밀한 분말 운반을 위해서는 자동 작동이 추천된다.
공기 서비스와 연결되는 제어기, 호퍼 및 분말의 하중을 모니터하는 수단 및 유동 제어 기구는 제어 루프를 구성한다. 제어기는 또한 공기 유동을 용기 시스템 내에 위치하는 공기 유동 멤브레인의 다양한 부분으로 제어할뿐만 아니라, 제어 밸브 또는 유동 제어 기구를 작동시킨다. 용기 시스템 상의 다양한 공기 서비스 포트의 위치는 중요하지 않다. 용기 시스템을 거쳐서 위치된 공기 멤브레인으로의 공기 유동을 조절하는 공기 밸브 조립체는 분말 운반에서 원하는 정확도를 얻기 위해 제어기에 의해 독립적으로 작동될 수 있다. 제어 루프는 공기를 유동 제어 기구 또는 공기 멤브레인으로 제공하는 다양한 공기 밸브를 개폐하는 많은 솔레노이드를 포함할 수 있다. 제어 루프는 유동 제어 기구를 개폐하여 분말의 배출을 개시하고 멈추도록 중량 모니터링 기구로부터 입력 신호를 수신한다. 이러한 제어 루프의 구성요소들은 기술 분야에 잘 알려져 있다.
본 발명의 우수한 태양은 공기 멤브레인을 구비하는 제어 루프와 유동 제어 기구의 조합에 기인한다. 이러한 조합은 1 계량 톤을 함유하는 시스템에서 ±5파운드(±2.27kg) 이하의 오차로 이산화 티타늄 안료와 같은 점착성 분말을 정확하게 배출하고 운반한다.
본 명세서에서 사용된 장치를 이동가능하게 하는 수단은 바람직하게는 지지 프레임 상에 위치하는 지게차 아암 포켓(도1의 참조부호 8), 휠, 스키드(skid), 용기 시스템이 상부의 트랙을 따라 이동되도록 지지하는 서스펜션 시스템을 포함한다.
"공기 서비스"는 공기 멤브레인을 작동시키도록 유동 제어 기구에서 사용하기 위한 공기 또는 불활성 가스의 사용을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "공기"는 본 발명의 작동에서 사용하기에 적합한 다른 불활성 가스들을 포함한다.
도2는 본 발명의 바람직한 유동 제어 기구를 도시하고 있다. 용기 시스템에서의 제어 기구의 위치는 도1에서 참조부호 3으로 표시된다.
도2에서, 유동 제어 기구는 원추형 클러저 부재와 그 부분이 공기 멤브레인(4c) 및 스템(12)과 정렬되는 밸브 본체(11)을 갖는 밸브 조립체이다. 원하는 경우, 밸브 본체는 서비스 도어(17)를 가질 수 있다.
분말을 정확하게 계량하기 위해, 밸브는 제어기에 발생된 신호에 의해 자동으로 개폐된다. 원추형상은 개방 위치로 아래로 이동하고, 분말은 환형 공간을 통해 아래로 유동한다. 분말은 밸브 본체 기부의 개구로부터 직접 배출되거나 또는 유동 제어 기구의 기부에서 시스템에 연결되는 운반 슈트 또는 슬라이드(도1의 참조부호 6)를 통해 배출될 수 있다. 이런 식으로, 분말의 유동은 특정 운반 지점으로 유입될 수 있다. 폐쇄될 때, 원추형 클러저 부재는 밸브 시트를 형성하는 링(13)에 대해 안착된다. 이러한 링은 밸브가 개방 위치에 있을 때, 공기가 유동하는 간극을 형성하는 비스듬한 에지로서 홈을 내게 된다(도2의 참조부호 14). 공기 서비스는 포트(15)를 통해 제공되고, 밸브가 개방될 때, 참조부호 14에서의 간극은 공기 랜싯(lance)을 형성한다. 이러한 공기 유동 또는 랜싯은 밸브 시트와 밸브 원추부(10) 사이의 밸브 본체의 상부의 구역이 모여든 점착성 분말로 막히는 것을 방지한다.
처리되지 않은 이산화 티타늄 안료와 같은 강한 점착성 분말, 예를 들어, 플라스틱 등급 제품에 있어서, 패들 또는 덩어리 분쇄기(16)는 원추형 클러저 부재의 상부에 고정되어 부착될 수 있다. 개방 및 폐쇄 위치로 이동하는 것 외에도, 원추형 클로저 부재를 구비하는 밸브 스템은 밸브를 폐쇄하지 않고 개방 위치 주위로 자동으로 진동될 수 있다. 밸브 스템의 상하 진동은 패들 또는 덩어리 분쇄기를 상하로 이동시켜, 밸브 본체를 통하여 내부로의 부드러운 유체형 유동을 위해 분말 덩어리를 분쇄한다. 진동은 개방 위치에 대해 선택된 진폭과 주파수로 이루어지고 특정 분말의 유동을 최적화하도록 선택될 수 있다.
밸브가 상하 방향으로 이동되고 선택적으로 진동되게 하는 양호한 자동화 수단은 공기 제어기에 의해 조절되고 제어되는 가스 압력이다. 이러한 공기 제어기는 공기 밸브와 솔레노이드를 포함한다.
운반 슈트 또는 슬라이드는 배출을 유도하도록 사용될 수 있다. 이러한 슈트 또는 슬라이드가 강한 점착성 분말과 함께 사용될 때, 슈트 또는 슬라이드의 모든 내부면은 공기 멤브레인과 정렬될 수 있다. 슈트의 적어도 바닥 또는 하부 표면은 공기 멤브레인과 정렬되는 것이 권장된다.
도1에 도시된 본 발명의 일반적인 용기 시스템은 이하와 같이 기능한다. 호퍼는 벌크 저장소로부터 충전되거나 또는 재료의 계량 톤 또는 소위 큰 백을 호퍼 안으로 덤핑함으로써 충전된다. 운전자는 원하는 중량의 분말을 배출하기 위해 용기 시스템을 플랜트의 원하는 위치로 이동시킨다. 용기 시스템은 배출된 분말이 밸브 기부로부터 용기 안으로 낙하하도록 수용 용기 위로 직접 위치되거나 또는 용기가 배출된 분말의 유동을 원하는 위치로 유도하도록 배출 슈트 또는 슬라이드와 함께 설치될 수 있다.
용기 시스템이 위치되어 전기 및 공기 서비스로 연결되면, 운전자는 원하는 배출 중량을 제어기 안으로 들어가게 하고, 배출 작업을 직접 개시하거나 또는 제어기에 단단하게 배선 연결되거나 또는 제어기와 통신하는 원격 장치를 통해 개시한다. 원하는 중량이 운반될 때까지 분말은 호퍼로부터 자동으로 배출되고, 제어기는 유동 제어 밸브를 자동으로 폐쇄한다.
용기 시스템은 먼지를 방지하고 호퍼의 내용물을 보호하기 위해 상부 커버를 구비할 수 있다. 배출 촉진을 위해, 커버에는 구멍이 마련되고, 호퍼에 구멍이 마련되거나 또는 커버는 섬유로 제작될 수 있다. 배출구는 분말을 수집 또는 재순환하기 위해 집진 시스템 또는 다른 장치에 연결될 수 있다. 이러한 용기는 강한 점착성의 분말에 있어서도 유체와 같은 연속적인 유동을 제공한다.

Claims (11)

  1. 점착성 분말들을 운반하고 계량하기 위한 이동가능한 장치이며,
    (a) 프레임 상에 지지되는 호퍼와,
    (b) 유동 제어 기구와,
    (c) 배출되는 재료의 중량을 측정하고 제어하는 수단과,
    (d) 원하는 중량이 호퍼로부터 배출되었을 때, 유동 제어 기구를 폐쇄하는 제어 루프와,
    (e) 장치를 이동가능하게 하는 수단을 포함하고,
    상기 호퍼는 수직 벽들과 수직 벽을 재료가 배출되는 개구로 연결하는 대체로 수렴하는 벽들에 의해 형성된 점착성 분말이 충전되는 개구를 구비하고, 수렴 벽들을 구비하는 호퍼의 적어도 일부는 공기 유동 멤브레인과 정렬되고,
    상기 유동 제어 기구는 원추형 클로저 부재를 갖는 피스톤 밸브와, 그 내부 벽이 공기 유동 멤브레인과 정렬되는 실린더를 포함하는 본체와, 밸브가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상하방으로 이동되도록 하고 개방 위치에 대하여 선택된 진폭과 주파수로 선택적으로 진동되게 하는 자동화 수단과, 가스 흐름이 유도되는 슬롯을 구비하고 밸브 시트를 형성하는 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 밸브가 상하방으로 이동되거나 진동되게 하는 자동화 수단은 공기 제어기에 의해 조절되고 제어되는 가스압인 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 배출되는 재료의 중량을 측정하는 수단은 호퍼와 지지 프레임 사이에 위치된 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 배출되는 재료를 유도하기 위한 배출 슈트를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제4항에 있어서, 배출 슈트는 적어도 하부의 내부면 상에서 공기 유동 멤브레인과 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항에 있어서, 호퍼의 개구 위에 위치되고 구조물 재료로 형성되는 상부 커버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항에 있어서, 밸브 클로저 부재 상에 위치되고 호퍼 안으로 연장되는 패들을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항에 있어서, 장치를 이동가능하게 하는 수단은 지게차 아암들을 수용하는 휠들 또는 포켓들인 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 원추형 클로저 부재를 구비하는 피스톤 밸브와, 그 내부 벽이 공기 유동 멤브레인과 정렬되는 실린더를 포함하는 본체와, 밸브가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상하방으로 이동되도록 하고 개방 위치에 대하여 선택된 진폭과 주파수로 선택적으로 진동하게 하는 자동화 수단과, 가스 흐름이 유도되는 슬롯을 구비하고 밸브 시트를 형성하는 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
  10. 점착성 분말들을 운반하고 계량하기 위한 이동가능한 장치이며,
    (a) 프레임 상에 지지되는 호퍼와,
    (b) 유동 제어 기구와,
    (c) 배출되는 재료의 중량을 측정하고 제어하는 수단과,
    (d) 원하는 중량이 호퍼로부터 배출되었을 때, 유동 제어 기구를 폐쇄하는 제어 루프와,
    (e) 장치를 이동가능하게 하는 수단을 포함하고,
    상기 호퍼는 수직 벽들과 수직 벽을 재료가 배출되는 개구로 연결하는 대체로 수렴하는 벽들에 의해 형성된 점착성 분말이 충전되는 개구를 가지고, 수렴 벽들을 가지는 호퍼의 적어도 일부는 공기 유동 멤브레인과 정렬되고,
    상기 유동 제어 기구는 원추형 클로저 부재를 갖는 피스톤 밸브와, 그 내부 벽이 공기 유동 멤브레인과 정렬되는 실린더를 포함하는 본체와, 밸브가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상하방으로 이동되게 하는 자동화 수단과, 가스 흐름이 유도되는 슬롯을 구비하고 밸브 시트를 형성하는 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 원추형 클로저 부재를 갖는 피스톤 밸브와, 그 내부 벽이 공기 유동 멤브레인과 정렬되는 실린더를 포함하는 본체와, 밸브가 개방 위치와 폐쇄 위치 사이에서 상하방으로 이동되게 하는 자동화 수단과, 가스 흐름이 유도되는 슬롯을 구비하고 밸브 시트를 형성하는 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 조립체.
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