KR200267564Y1 - 휴대용 진공측정장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 휴대용 진공측정장치에 관한 것으로서, 초지기의 탈수소자에 대한 진공도 수준을 정확하게 측정하는 동시에 온라인으로 직접 분석/평가하며 공정 진단을 용이하게 수행할 수 있도록 한 휴대용 진공측정장치를 제공하고자 한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 중심부에 진공인입홀이 관통 형성된 통형 구조로서, 탈수소자에 형성된 니플과 체결되는 연결구와; 상기 연결구의 후면으로부터 진공인입홀에 삽입 체결되어, 탈수소자내의 진공압을 감지하여 전기 신호로 변환시키는 압전 트랜스미터와; 상기 압전 트랜스미터의 신호출력라인과 연결되어, 압전 트랜스미터의 전류신호를 수신하는 동시에 진공측정값을 표시하는 인디케이터가 포함되어 있으며, 컴퓨터에 전송신호를 전송시킬 수 있는 커넥터블럭이 내장되어 있는 케이스와; 상기 케이스에 내장된 커넥터블럭과 연결라인에 의하여 연결되고, 진공분석 프로그램이 내장된 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 진공측정장치를 제공한다.

Description

휴대용 진공측정장치{Portable device for measuring vacuum pressure}

본 고안은 휴대용 진공측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제지를 만드는 초지기에서 수분을 탈수시키는 기능을 하는 탈수소자내의 진공도를 간편하게 측정하여, 분석 및 평가를 용이하게 진행할 수 있도록 한 휴대용 진공측정장치에 관한 것이다.

통상적으로 제지의 제조공정은: 펄프 또는 재활용 용지등의 원료들을 물에 넣어 풀어지도록 하는 해리과정을 거친후 이물질등을 제거해주고, 재활용 용지의 경우에는 약품을 투입해 인쇄된 잉크입자를 떼내어 주는 탈묵과정을 거치게 하는등 초지에 적합하도록 처리, 혼합, 정선하는 조성 공정과; 조성된 원료를 철망부와 프레스부와 건조부등으로 구성된 초지기(종이를 뜨는 기계)의 와이어(wire)상에 분사하여 지필을 형성하고, 탈수 과정와 함께 건조를 시킨 후, 릴(Reel)에 감아주는 과정등을 포함하는 초지공정과; 제품 선별 및 운송 보관에 용이하도록 재단, 포장하여 출고하는 공정과; 모든 과정후, 오폐수 처리등의 환경 처리 공정을 마지막으로 진행하여 이루어진다.

이와 같은 공정으로 이루어지는 제지의 제조 공정중 초지 공정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 초지공정은 조성된 원료, 즉 물과 펄프가 혼합된 슬러리(slurry) 상태의 지료를 초지기의 와이어상의 전폭에 걸쳐서 균일하게 분사하여 지필을 형성한 다음, 탈수소자를 이용하여 탈수과정을 진행하게 된다.

상기 탈수소자는 슬러리 상태의 지료에 진공을 걸어 탈수시키는 구성요소로서, 예를들면 진공제공수단과 연결된 진공박스, 진공제공을 위한 연결라인등을 의미하며, 상기 초지기의 와이어의 밑쪽에 위치된다.

따라서, 상기 탈수소자에 진공이 제공되는 동시에 그 위쪽에 위치한 상기 와이어상의 지료로부터 물이 진공으로 흡입 탈수되어진다.

이때, 지료로부터 물의 탈수가 제대로 이루어지고 있는지, 그에따른 적합한 진공수준이 유지되고 있는지 등을 판단하기 위하여, 상기 탈수소자의 진공도를 상시 또는 주기적으로 측정하게 된다.

상기 탈수소자의 진공수준을 측정하기 위한 종래의 진공측정장치는 대부분 버든 튜브(Bourdon tube) 형태의 진공게이지를 이용하는 바, 탈수소자의 표면에 그 내부와 연통되게 니플(nipple)을 만들어주고, 상기 버든 튜브(Bourdon tube) 형태의 진공게이지를 장착하여 측정하고 있다.

또한, 중점적인 관리를 요하는 중요한 탈수소자의 경우에는, 탈수소자에 고정식 압전 트랜스미터(transmitter)를 장착하고, 이 압전 트랜스미터를 공정관리 시스템의 기기에 연결하여, 탈수소자의 진공도를 상시적으로 관리하고 있다.

그러나, 초지기의 다습한 환경과, 물에 혼합되어 있는 여러가지 화학약품 및 기계장치의 구동에 따른 진동에 의하여, 상기 진공게이지는 쉽게 부식되어 빈번한 고장을 일으키고 있으며, 이로 인하여 탈수소자에 연결된 진공게이지는 측정값에서 상당한 오차를 보이거나 아예 기능을 상실하는 문제점이 있다.

외국의 초지기 제조업체나 공정을 진단하는 업체들은 자체적으로 고안한 휴대용 탈수소자 진공측정기를 보유하고 있지만, 대부분 진공게이지에 연결구를 부착하여 만든 단순한 기구로서, 단지 측정 당시의 탈수소자에 대한 진공도 수준과 진공게이지의 오차를 평가하는 기능만을 가지고 있을 뿐, 온라인(Online)상에서 실시간으로 진공데이타를 저장하거나 분석/평가하는 공정 진단 기능을 보유하고 있지 않다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 초지기의 탈수소자에 대한 진공도 수준 및 그 문제점을 온라인으로 직접 분석/평가하며 공정 진단을 간편하고 용이하게 수행할 수 있도록 한 휴대용 진공측정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은:

중심부에 진공인입홀이 형성된 구조로서, 탈수소자에 형성된 니플과 연결되는 연결구와; 상기 연결구의 후면으로부터 진공인입홀에 삽입 체결되어, 탈수소자내의 진공압을 감지하여 전기 신호로 변환시키는 압전 트랜스미터와; 상기 압전 트랜스미터의 신호출력라인과 연결되어, 압전 트랜스미터의 전류신호를 수신하는 동시에 진공측정값을 표시하는 인디케이터가 포함되어 있으며, 컴퓨터에 전송신호를 전송시킬 수 있는 커넥터블럭이 내장되어 있는 케이스와; 상기 케이스에 내장된 커넥터블럭과 연결라인에 의하여 연결되고, 진공분석 프로그램이 내장된 컴퓨터로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 진공측정장치를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 연결구는 탈수소자의 니플과 나사식으로 체결되도록 앞쪽에 숫나사부가 형성된 소정 길이의 통형 구조인 것을 특징으로 한다.

다른 구현예로서, 상기 연결구는 탈수소자의 니플에 밀폐식으로 삽입되도록 앞쪽이 원뿔구조로 된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 휴대용 진공측정장치의 일구현예를 나타내는 사시도,

도 2는 본 고안에 따른 휴대용 진공측정장치의 연결구의 일구현예를 나타내는 사시도,

도 3은 본 고안에 따른 휴대용 진공측정장치의 다른 구현예를 나타내는 사시도,

도 4는 본 고안에 따른 휴대용 진공측정장치의 연결구의 다른 구현예를 나타내는 사시도,

도 5는 도 2의 연결구가 탈수소자에 결착되는 상태를 나타내는 단면도,

도 6은 도 4의 연결구가 탈수소자에 밀폐식으로 삽입된 상태를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10a,10b : 연결구 12 : 압전 트랜스미터

14 : 센서부 16 : 신호출력라인

18 : 잭 20 : 케이스

22 : 결착구 24 : 인디케이터

26 : 커넥터 블럭 28 : 출력단

30 : 연결라인 32 : 커넥터

34 : 컴퓨터 36 : 숫나사부

38 : 암나사부 40 : 탈수소자

42 : 니플 44 : 진공인입홀

이하, 본 고안의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 설명한다.

첨부한 도 1은 본 고안에 따른 휴대용 진공측정장치의 구성과 그 배열상태의일구현예를 나타내는 사시도이다.

본 고안의 진공측정장치는 제지의 제조공정중 초지 공정에 있어서, 슬러리 상태의 지료로부터 물을 탈수시키는 다수의 탈수소자에 대한 진공도를 온라인으로 측정하여, 분석 및 평가를 용이하게 진행할 수 있도록 한 휴대 가능한 장치이다.

상기 탈수소자는 진공제공수단과 연결된 진공박스, 진공노즐, 진공제공을 위한 연결라인 등, 탈수를 위하여 진공압이 제공되는 공간부를 모두 통틀어 의미하는 것으로서, 대개 지료가 균일하게 도포되어 있는 초지기의 와이어 밑쪽에 배치되어 있다.

이때, 상기 탈수소자(40)의 소정 위치에는 도 5내지 도 6에서 보는 바와 같이 돌출된 형태의 니플(42)이 내부와 연통되게 형성되어 있는 바, 기존에는 상기 니플(42)에 탈수소자의 진공도를 측정할 수 있는 진공게이지가 장착되었지만, 본 고안에서는 상기 니플(42)에 연결구(10a,10b)를 체결 또는 삽입 위치시킨다.

상기 연결구의 일구현예를 나타내고 있는 도 2에서 보는 바와 같이, 상기 연결구(10a)는 중앙 부분에 관통된 진공인입홀(44)이 형성된 소정 길이의 원통형 구조로서, 앞쪽의 외경면에는 숫나사부(36)가 형성되어 있고, 뒷쪽의 내경면에는 암나사부(38)가 형성되어 있다.

또한, 상기 연결구(10a)의 후면에는 압전 트랜스미터(12)가 진공인입홀(44)에 삽입 체결되는 바, 이 압전 트랜스미터(12)는 압력을 가하면 전기가 생기고 전압을 가하면 변형을 일으키는 압전소자를 포함하는 것으로서, 탈수소자내의 진공압에 따라 전기신호를 발생시키는 기능을 하게 된다.

상기 압전 트랜스미터(12)의 앞단에는 진공압을 감지하는 센서부(14)가 위치되어 있고, 후면에는 신호를 전달할 수 있는 신호출력라인(16)이 일체로 연결되어 있으며, 이 신호출력라인(16)의 끝단에는 삽입/결착식의 잭(18)이 연결되어 있다.

또한, 상기 압전 트랜스미터(12)의 신호출력라인(16)의 잭(18)이 소정의 케이스(20)에 결착되는데, 이 케이스(20)의 구성을 보면, 압전 트랜스미터(12)의 전류신호를 수신하는 동시에 진공측정값을 표시하는 인디케이터(24)가 전면에 포함되어 있고, 특히 내부에는 커넥터블럭(26)이 장착되어 있다.

이때, 상기 케이스(20)의 일표면에는 인디케이터(24)와 신호 교환 가능하도록 상기 압전 트랜스미터(12)의 잭이 삽입되는 결착구(22)가 형성되어 있고, 또한 상기 커넥터 블럭(26)의 출력단(28)이 외부로 노출되며 형성되어 있다.

상기 케이스(20)의 출력단(28)은 노트북 컴퓨터 또는 개인휴대단말기(PDA)등 휴대 가능한 컴퓨터(34)에 내장된 DAQ(Data Aqusition)보드(미도시됨)와 연결되는데, 양단에 커넥터(32)가 있는 연결라인(30)을 이용하여 서로 신호 교환 가능하게 연결시키게 된다.

특히, 상기 노트북 컴퓨터 또는 개인휴대단말기(PDA)와 같이 휴대가 가능한 컴퓨터(34)에는 자체 개발한 진공분석 프로그램이 설치된 상태이다.

한편, 상기 연결구의 다른 구현예로서, 첨부한 도 4에 도시한 바와 같이 중앙부분에 관통된 진공인입홀(44)이 형성되고, 앞쪽에는 원뿔형의 구조로 되어 있으며, 뒤쪽의 내경면에는 암나사부(38)가 형성된 구조의 연결구(10b)를 사용할 수 있다.

이와 같은 구성을 갖는 본 고안의 진공측정장치의 전체적인 배치상태는 일구현예의 연결구(10a)를 사용하는 경우에는 첨부한 도 1에 도시한 바와 같이 배치되고, 다른 구현예로서 원뿔형 연결구(10b)를 사용하는 경우에는 첨부한 도 3에 도시한 바와 같이 배치된다.

여기서, 본 고안에 따른 진공측정장치를 이용하여, 탈수소자에 대한 진공도를 측정하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 탈수소자(40)에 형성되어 있는 니플(42)의 내경면에 첨부한 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 일구현예의 나사식 연결구(10a)의 숫나사부(36)를 나사식으로 체결시키고, 그 전에 진공게이지 옆에 주로 설치되어 있는 진공 조절용 밸브개도 조절장치(미도시됨)를 완전히 닫아서 진공기밀을 유지시키는 바, 좀 더 완벽한 밀봉을 원하는 경우에는 나사식 연결구(10a)의 주위에 테프론 테입을 감아주게 된다.

이때, 상기 탈수소자(40)의 니플(42)이 물과 화학약품 및 기계적인 진동에 의하여 부식 및 마모되어 체결이 용이치 않거나, 체결되어진 나사식 연결구(10a)까지 부식과 마모로 사용이 용이치 않을 경우에는 상기 원뿔식의 연결구(10b)를 이용한다.

즉, 다른 구현예의 원뿔식 연결구(10b)의 원뿔부분을 첨부한 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 니플(42)의 내경면 또는 나사식 연결구(10a)의 진공인입홀(44)로 삽입 위치시킨다.

이와 같이, 본 고안의 연결구(10a),(10b)를 탈수소자(40)의 니플(42)에 결착 또는 삽입 위치시킨 다음, 상기 압전 트랜스미터(12)를 연결구(10a),(10b)의 진공인입홀(44)로 삽입 체결시키고, 압전 트랜스미터(12)의 신호출력라인(16)의 잭(18)을 상기 케이스(20)의 결착구(22)에 삽입/결착시킨다.

또한, 상기 케이스(20)의 커넥터블럭(26)의 출력단(28)과 상기 휴대용 컴퓨터(34)의 DAQ(Data Aqusition)보드간을 커넥터(32)가 양단에 있는 연결라인(30)으로 서로 신호 교환 가능하게 연결시킨다.

다음으로, 상기 케이스(20)의 전원과 휴대용 컴퓨터(34)의 전원을 온(ON)시킨 후, 상기 탈수소자(40)내의 진공도 측정을 시작한다.

상기 탈수소자(40)의 내부에는 진공제공수단으로부터 진공압이 제공되고 있는 상태로서, 이때의 진공압을 상기 압전 트랜스미터(12)의 센서부(14)에서 감지하는 동시에 진공 측정 변량에 반응한 4∼20mA의 직류전류신호가 신호출력라인을 따라 상기 케이스쪽으로 출력/전송되어진다.

보다 상세하게는, 상기 압전 트랜스미터(12)가 4∼20mA의 직류전류신호를 전송하기 위하여 측정되고 있는 상기 탈수소자(40)내의 진공압은 0.1mmHg이고, 응답시간은 1ms이상으로서, 기존에 버든 튜브 타입의 진공게이지보다 더욱 신속하고 세밀한 측정을 하게 된다.

상기 4∼20mA의 직류전류신호를 전송받은 상기 케이스(20)의 인디케이터(24)는 진공측정값을 시각적으로 표시하게 되어, 1차로 탈수소자(40)내의 진공도를 사용자가 확인할 수 있게 된다.

이와 동시에, 상기 케이스(20)의 커넥터블럭(26)은 압전 트랜스미터(12)로부터 수신된 전송신호를 연결라인을 거쳐, 휴대용 컴퓨터(34)의 DAQ보드로 송신하게 되는데, 상기 커넥터블럭(26)은 탈수소자의 여러 위치에 대한 측정신호를 동시에 수신할 수 있고, 수신된 전기신호들을 상기 DAQ보드에 채널별로 전송하게 된다.

이때, 상기 DAQ보드는 수신된 전기신호들을 디지털 신호로 변환하여 진공의 물리량을 데이터화시킨다.

이어서, 상기 휴대용 컴퓨터(34)에 설치된 진공분석 프로그램을 실행시킴과 함께 데이타화된 진공의 물리량에 대하여 확인/분석하고 평가를 하게 된다.

한편, 상기 탈수소자(40)의 여러 위치에 연결구(10a),(10b)를 체결할 수 있고, 결국 상기와 같은 방법을 거쳐 탈수소자(40)의 여러 위치에 대한 진공 물리량을 측정할 수 있다.

특히, 상기 휴대용 컴퓨터(34)의 진공분석 프로그램은 탈수소자의 여러 위치에 대한 진공 물리량 데이타를 시간별로 저장/분석할 수 있고, 응답시간조절과 통계기능, 고속 푸리에 변환(FFT: Fast Fourier Ttransform)등의 기능이 내재되어 있어서, 탈수소자의 측정된 진공 물리량을 여러가지 형태로 분석할 수 있다.

이상에서 본 바와 같이, 본 고안에 따른 휴대용 진공측정장치에 의하면 온라인으로 탈수소자에 대한 진공도를 측정하여 여러가지 형태로 용이하게 분석/평가할 수 있는 장점을 제공한다.

특히, 본 고안의 휴대용 진공측정장치는 휴대가 간편하여, 제지 제조 현장의 근접 적용이 가능하여, 현장에서 직접 다수의 탈수소자에 대한 진공도를 쉽게 측정할 수 있다.

또한, 초지기 탈수소자에 대한 진공도를 현장에서 직접 측정함에 따라, 그 정확도가 높고, 기존의 진공게이지보다 진공도 측정 및 분석을 빠른 시간내에 진행할 수 있다.

결국, 본 고안의 휴대용 진공측정장치에 의하여 초지기 탈수소자에 대한 진공도를 정확하고 신속하게 측정,분석,평가할 수 있으므로, 제지업체의 종이 탈수와 관련된 공정관리에 유용하게 활용될 수 있고, 이때의 공정데이타는 탈수공정의 진공과 관련된 연구활동에 유용하게 활용될 수 있다.

Claims (3)

1. 중심부에 진공인입홀(44)이 관통 형성된 통형 구조로서, 탈수소자에 형성된 니플(42)과 체결되는 연결구(10a),(10b)와;

   상기 연결구(10a),(10b)의 후면으로부터 진공인입홀(44)에 삽입 체결되어, 탈수소자(40)내의 진공압을 감지하여 전기 신호로 변환시키는 압전 트랜스미터(12)와;

   상기 압전 트랜스미터(12)의 신호출력라인(16)과 연결되어, 압전 트랜스미터의 전류신호를 수신하는 동시에 진공측정값을 표시하는 인디케이터(24)가 포함되어 있으며, 컴퓨터(34)에 전송신호를 전송시킬 수 있는 커넥터블럭(26)이 내장되어 있는 케이스(20)와;

   상기 케이스(20)에 내장된 커넥터블럭(26)과 연결라인(30)에 의하여 연결되고, 진공분석 프로그램이 내장된 컴퓨터(32)로 구성된 것을 특징으로 하는 휴대용 진공측정장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결구(10a)는 탈수소자(40)의 니플(42)과 나사식으로 체결되도록 앞쪽에 숫나사부(36)가 형성된 소정 길이의 통형 구조인 것을 특징으로 하는 휴대용 진공측정장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 연결구(10b)는 탈수소자(40)의 니플(42)에 밀폐식으로 삽입되도록 앞쪽이 원뿔구조로 된 것을 특징으로 하는 휴대용 진공측정장치.