KR20040049848A - 분말 이송 장치와 이 이송 장치의 작동 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분말용의 공급 라인(6)과 배출 라인(8)이 내부로 통하는 이송 챔버(3)를 각각 구비한 분말 이송용의 복수의 장치(1)와, 상기 이송 챔버(3)의 내측에 부압(negative pressure)을 발생시키는 수단을 구비하는 이송 시스템에 관한 것이다. 상기 장치(1) 내측에 부압을 발생시키는 수단은 상기 이송 챔버(3) 내측에서 변위될 수 있는 피스톤(11)을 포함한다.

Description

분말 이송 장치와 이 이송 장치의 작동 방법{DEVICE FOR CONVEYING POWDER AND METHOD FOR OPERATING THE SAME}

분말을 이송하는 수많은 공지의 장치는 노즐에서의 가스 스트림에 의해 분말을 이동시키는 벤투리 원리에 따라 동작한다. 이러한 장치는 구조적으로 간단하지만, 3가지 심각한 단점을 갖는다.

첫째, 가스 스트림에서 얻을 수 있는 분말 밀도가 매우 낮고, 분말이 공기와의 동반(air-borne entrainment)에 의해 이송되므로, 공기 속도가 현탁액의 속도보다 커야만 한다. 둘째, 이송되는 분말의 양의 지속성이 전체적으로 적합하지 않다. 또한, 분말의 양을 조절하기가 곤란하다. 이들 단점은 벤투리 원리를 기초로 하는 그러한 펌프를 채용하여 분말 페인트를 이송할 때에 특히 심각한데, 이는 결과적인 코팅이 막 두께 및 광학 특성에 있어서 상당한 편차를 나타내기 때문이다.

결과적으로, 과거에는 벤투리 원리를 기초로 동작하지 않는 해결책을 추구하였다.

EP 1 106 547 A1에는 공압에 의해 분말을 소위 계량 챔버 내로 이송하는 장치가 공지되어 있다. 이 계량 챔버는 흡인 라인에 연결되어 있다. 계량 챔버는 압력 라인에도 연결되어 있어서, 분말이 계량 챔버로부터 상기 압력 라인을 통하여 배출 라인으로 이송된다. 흡인 라인 내에 부압을 발생시키기 위하여, 그러한 공지의 장치는 부압을 발생시키기 위하여 계량 챔버 외부에 진공 펌프 등과 같은 외부 장치를 필요로 한다. 펌프와 계량 챔버 사이에 가스용 통로를 개폐시킬 수 있는 제어 기구가 위치되어야 한다. 계량 챔버 내로 흐르는 분말이 흡인 라인 내로 유입될 수 없도록 하기 위하여, 흡인 라인은 가스 투과성 다이어프램에 의해 계량 챔버로부터 분리되어 있다. 상기 장치에 의해 이송되는 분말의 조성에 따라서, 다이어프램은 폐색되거나 막히는 경향이 있는데, 이는 당연히 장치의 원활한 동작에 악영향을 끼친다.

분말 이송용의 제2의 다이어프램 펌프가 EP 0 124 933으로부터 공지되어 있다. 이 특허는 이송 챔버 내에서 상하로 이동하는 피스톤을 구비하는 펌프를 개시하고 있다. 피스톤은 그 상향 행정 중에 공급 라인에 부압을 발생시키고, 저장 탱크로부터 분말을 흡인한다. 그 후, 분말은 피스톤의 하향 이동에 의해 이송 챔버 내에서 압축된다. 피스톤이 하사점에 도달한 후에, 배출 라인이 개방되고, 압축된 분말이 압축 공기에 의해 도포 스테이션으로 이송된다.

부압을 발생시키기 위하여, 피스톤은 개스킷에 의해 실링되어야 하는데, 이는 가동 부품의 현저한 마모 및 오염을 초래한다. 이 펌프는 그다지 지속적이지 않은 분말/공기 체적 유량을 발생시킨다. 또한, 예컨대 경화 가능한 분말 페인트 등과 같이 고습윤성 분말(wettable powder)은 이송 이전의 압축으로 인하여 이송챔버를 쉽게 막히게 한다.

이러한 이유로, 전술한 타입의 구조는 분말 페인트의 이송에 적합하지 않다.

US 3,391,963에 따르면, 이송 장치에 있어서 분말에 의해 다이어프램이 막히는 것은 피스톤에 의해 다이어프램을 전후로 이동시킴으로써 방지하고 있다. 다이어프램은 요동치고, 그 다이어프램에 부착된 분말은 흔들려 떨어질 수 있게 되어 있다. 이 장치는 이송 챔버로 압축 공기를 공급하지 않고 동작한다. 이 장치는 반투과성 다이어프램을 필요로 하므로 고가이고, 마모되기 쉽다. 또한, 부착되어 있는 대부분의 분말은 다이어프램의 기계적 이동에 의해 제거된다. 그러나, 소량의 분말이 다이어프램의 표면에 여전히 남겨지고, 그에 따라 장기간의 동작 후에는 막힘이 발생될 수 있다.

또한, 공압에 의해 대량의 재료를 이송하는 장치가 DE 10 87 520 B에 공지되어 있으며, 이 장치는 공지의 듀얼 피스톤 원리에 따라 동작한다.

마찬가지로, 다공질 인서트(insert)를 장치에 사용하여, 이송할 재료를 피스톤 시스템의 작동 요소로부터 분리시킨다. 이로 인하여, 이송할 재료가 작동 요소와 접촉하는 것이 방지된다. 상기 특허 공보의 교시에 따르면, 직조 재료, 세라믹 스톤 재료 또는 소결 재료를 다공질 인서트로서 사용할 수 있다.

이 장치의 중요한 단점은 미세 분말을 이송할 때 인서트가 빠르게 끈적끈적하게 되어 막힐 수 있다는 것이다. 그 결과, 극도로 마모되기 쉽고 유지 보수 간격이 현저하게 짧아진다. 결과적으로, 이 장치는 예컨대 분말 페인트 등과 같은 경화 가능한 미세 분말을 이송하는 데도 그다지 적합하지 않다.

본 발명은 분말을 이송하는 이송 시스템과, 이 시스템의 사용 및 분말을 이송하는 이송 방법에 관한 것이다.

도 1은 이송 시스템(29)의 지원을 받아 분말(27)을 분말 저장 탱크(28)로부터 도포 스테이션(30)으로 이송하는 본 발명에 따른 시스템을 도시하고 있고,

도 2는 분말을 이송하는 장치의 종방향 단면도를 개략적으로 도시하고 있고,

도 3은 공급 라인(6)과 배출 라인(8)을 다른 시간에 개방 및 폐쇄하는 개폐 장치를 도시하고 있다.

본 발명의 목적은, 작동이 간단하고 잘 고장나지 않으며, 종래 기술에 공지된 펌프에 비하여 상당히 우수하게 지속적인 유량을 제공하는 분말 이송용 이송 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 이송 시스템은, 시스템 내에서의 고착 또는 막힘이 발생하지 않으면서 습윤성(wettable) 및/또는 경화성 페인트를 이송하는 데에 특히 적합하다.

본 발명의 이송 시스템은 부압을 발생시키기 위한 추가의 외부 공급원 없이 작동될 수 있다.

전술한 목적은 분말을 이송하는 장치(1)를 여러개 구비한 이송 시스템에 의하여 본 발명에 따라 달성되는데, 각각의 장치(1)는

●분말용의 공급 라인(6)과 배출 라인(8)이 내부로 통하는 이송 챔버(3)와,

●상기 이송 챔버(3) 내에 부압을 발생시키는 수단

을 구비하며, 상기 장치(1) 내에 부압을 발생시키는 상기 수단은 이송 챔버 내에 가동 피스톤(11)을 포함한다.

이상의 설명 및 이하의 설명에 있어서, "이송 챔버"라는 용어는 피스톤(11)이 상사점(TDC)에 있을 때 분말에 접근할 수 있게 하는 장치(1)의 부분을 의미하는 것으로 이해된다. 공급 라인(6)과 배출 라인(8)은 포함되지 않는다.

피스톤(11)은 이송 챔버 내에서 이동한다. 이는 피스톤의 동작 중에 피스톤의 상면이 이송 챔버의 일부를 통과한다는 것을 의미하는 것이다. 피스톤이 상사점(TDC)에 있을 때 그 피스톤의 구조에 기인하여 필요한 실린더 챔버의 그 부분은이송 챔버의 상측 부분에 연결되어 있다. 실린더 챔버의 상기 부분은 이송할 분말에 접근할 수 없게 되어 있다.

본 발명에 따른 이송 시스템은, 벤투리 원리를 기초로 하는 이송 장치에서는 불가피한 것들인 대량의 이송 공기 및 높은 체적 속도를 필요로 하지 않으면서 대량의 분말을 균일하게 이송하는 것을 보장한다.

이러한 균일한 이송은 유량과 관련한 장기간의 연구에서 특히 인상적인 것으로 확인되었다. 먼저, 본 발명에 따른 전술한 펌프를 사용하면, 100일의 작동 기간에 걸쳐 250 g/min의 예비 설정 분말량으로부터 최대 ±2%의 편차를 달성할 수 있다.

또한, 본 발명의 해결책은 이송 챔버의 외측에 부압을 발생시키는 장치를 배치하지 않고 실행된다는 점에서 유리하다. 부압을 발생시키는 외부 장치는 생략되고, 공급 라인을 통하여 이송할 분말은 피스톤의 이동에 의해서만, 보다 정확하게는 피스톤이 하사점(BDC)으로부터 상사점(TDC)으로 이동하는 것에 의해서만 이송된다. 부압을 발생시키는 상기 수단은 장치(1) 내에서만, 즉 이송 챔버(3) 내에서만 구성되어 있다.

본 발명에 따른 이송 시스템은, 공지의 펌프와 달리, 다이어프램을 구비하지 않는다. 심지어 물리적 경화성의 또는 습윤성의 극히 미세한 분말(예컨대, 표면을 칠하기 위한 분말 페인트)을 이송할 때에도, 고착은 관찰되지 않는다.

실린더의 내부에는 상사점(TDC)에 위치되는 개스킷이 마련될 수 있다. 이 경우에, 피스톤의 직경은 실린더의 내부 보어보다 약 0.5 ㎜ 작다. 이러한 실시예로 인하여, 가동 부품 상의 분말 침적 및 마모가 현저하게 감소될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 이송 시스템은 개별 피스톤(11)의 비동기식 왕복 이동을 보장하기 위하여 제어 유닛을 더 구비한다. 여기서, 그리고 후속 설명에서, "비동기식"이라는 용어는 개별 피스톤이 동일한 방향으로 이동하지 않고, 피스톤들의 특정 작동 시점에서 동일한 위치에 있지 않다는 것을 의미하는 것으로 이해된다.

이 실시예의 장점은 시간의 경과에 따라 유량이 더욱 개선될 수 있다는 것이다. 이것은 특정의 미립화 장치(ESTA 고속 회전 벨)에 분말 페인트를 공급하는 것과 같이 임계적 적용 분야에 특히 유리한 장점으로, 결과적인 경화 페인트 막의 현저히 개선된 결과에서 쉽게 볼 수 있다. 또한, 흡인 공정을 위하여 분말을 유체화시킬 필요가 없으며, 다른 장치에서 관찰될 수 있는 분말의 고착은 효과적으로 방지된다.

각 장치의 배출 라인(8)은 개별 소비 지점에 이를 수 있다.

동등하게 바람직한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 배출 라인(8)은 공동 소비 지점으로 안내된다. 이와 같이 하면, 전술한 조처에 추가로, 유량이 다시 시간에 따라 개선된다.

특히 바람직한 본 발명의 다른 실시예에서, 이송 시스템은 2개의 장치(1)를 구비한다.

이전의 발명에 따르면, 본 실시예는 가능한 한 간단하고 저렴하게 본 발명의 소정의 실시예와 관련하여 최적의 지속적 유량을 제공한다.

또한, 본 발명은 바람직하게는 압축 가스를 이송 챔버(3)로 공급하는 통로(12)를 더 구비하는 장치(1)를 갖춘 이송 시스템에 관한 것이다.

이로써, 이전에 기계 작동식 분말 펌프에서 막힘 또는 고착을 야기했던 극히 임계적인 분말을 처음으로 이송할 수 있다. 이러한 임계적인 분말의 예로는 아크릴계 분말 페인트가 있는데, 이 분말 페인트에는 추가의 유동 보조제가 첨가된다. 본 실시예에 따르면, 이와 같이 이전에는 이송하기 어려웠던 분말을 용이하게 이송 및/또는 계량할 수 있다.

본 발명에 따른 특히 바람직한 이송 시스템은 통로(12)가 피스톤(11)의 하사점(BDC) 위에서 이송 챔버(12) 내로 통하는 시스템이다. 이러한 방식으로, 이송 챔버 내에서 가장 원활한 공기 분포가 얻어진다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 통로(12)는 이송 챔버(3)로의 개구를 갖는 원주홈 내로 통한다. 이 실시예는 특히 균일한 공기 분포를 보장한다. 원주홈으로 인하여, 이송 챔버에 대한 특별한 세정 공정을 가장 효율적으로 실행할 수 있게 된다. 통상의 이송에 사용된 압력보다 2배 높게 압축된 공기만을 기존의 장치를 통하여 이송 챔버 내로 도입할 필요가 있다. 일반적으로, 공급된 공기의 압력은 3 바(bar)이다. 압축 공기의 압력은 세정 공정 중에는 6 바까지 증가한다. 이러한 방식으로, 이송 챔버(3)로의 개구를 갖는 원주홈을 통하여 이송 챔버(3)를 확실히 효과적으로 세정할 수 있다.

처음으로, 본 발명에 따른 이송 시스템을 수동으로 세정할 필요 없이 본 발명에 따른 장치를 이용하여 다른 분말로 빠르게 교체하는 것이 가능하다. 또한,원주홈 자체는 이송 챔버로의 원형 개구를 통하여 철저하게 세정된다. 세정 작업 후에, 홈에는 분말 잔류물이 남지 않게 된다. 특히 분말 페인트를 이용하여 표면을 칠 할 때에 다른 색상으로 변경하는 것이 가장 관심 대상이다. 색상 변경은 매우 신속하게 실행될 수 있다. 본 발명의 이송 시스템을 사용하면, 오염물로 인하여 발생되는 이전의 습관적인 색상 편차가 사라진다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 원주홈의 폭은 0.05 내지 1 ㎜ 이다. 이러한 원주홈의 폭은, 특히 임계적인 분말에 필요한 공기량을 이송 챔버로 지속적으로 공급할 수 있는 적절한 폭과, 이송되는 분말에 의해 홈이 막히도록 조장하는 그다지 크지 않은 폭 사이에서 최적의 폭을 나타내는 것이다.

마찬가지로 바람직한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 이송 챔버(3)의 하측 부분(3a), 공급 라인(6) 및 배출 라인(8)은 동일한 재료로 제조된다. 구체적으로, 이들은 교환 가능한 유닛에 해당한다. 이 실시예의 특히 유리한 점은 서비스가 용이하고 단순하다는 것이다.

바람직하게는, 본 발명은 배출 라인(8) 중 하나 이상의 내경이 8 ㎜ 미만, 특히 6.5 ㎜ 미만인 이송 시스템에 관한 것이다.

본 실시예는 최종 소비자가 배출 라인(8)에서 이송할 분말 스트림에 매우 작은 역압을 가할 때 특히 유리하다. 다른 방법에 사용되는 공급 라인 및 배출 라인에 비하여 내경을 매우 작게 하면 그러한 역압이 발생되어, 보다 큰 직경에 의해 얻을 수 있는 것보다 훨씬 균일한 체적 유량을 얻을 수 있다. 이로써, 얻어진 페인트 마감부의 시각적 품질에 있어서의 흠, 특히 분말 페인팅과 관련된 분말/공기스트림의 맥동이 방지된다.

동등하게 바람직한 본 발명의 이송 시스템에 따르면, 배출 라인(8) 중 하나 이상의 길이는 3 m 이상이고, 구체적으로는 10 m 이상이다.

이러한 최소 길이에 의해 잔여 맥동을 방지하는 데 필요한 역압이 발생된다. 종래 기술의 펌프와 달리, 배출 라인이 길면 길수록, 본 발명의 이송 시스템은 더욱 유리하게 된다. 심지어 100 m의 길이에서도 최적의 이송이 여전히 보장된다.

동등하게 바람직한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 피스톤(11)은 디커플링 요소(32)를 통하여 구동 유닛(31)에 연결되어 있다.

이러한 방식으로, 예컨대 간단한 공압 구동식 압축 공기 실린더 등의 극히 간단한 구동 유닛을 활용하여 피스톤을 구동시킬 수 있다. 이들 시판되는 압축 공기 실린더는 그들의 구성으로 인하여 측방향 유극을 갖게 된다. 이 측방향 유극으로 인하여, 이러한 유형의 구동 유닛에 강하게 부착된 피스톤(11)이 정확하게 안내되는 것이 방해된다. 이들 공차는 상사점(TDC)과 하사점(BDC) 사이의 영역에서 이송 챔버의 측벽에서의 막힘을 초래한다. 또한, 이러한 측방향 유극으로 인하여, 기존의 밀봉 요소에 대한 서비스 수명이 확실히 짧아진다.

추가의 디커플링 요소는 상향 및 하향으로 구동 유닛과 피스톤 모두에 강하게 연결되어 있다. 그러나, 이 디커플링 요소의 측방향 유극은, 당업자가 알고 있는 통상적인 조처를 통하여 정말로 원치 않는 측방향 유극의 균형을 잡을 수 있게 되어 있는 것이다. 이 실시예는 피스톤이 정확하게 안내되는 것을 보장한다.

이전에 설명한 디커플링 요소(32)를 완전히 생략하는 것도 또한 가능하다.이와 동등하게 바람직한 본 발명의 실시예에서, 피스톤(11)은 구동 유닛(31)에 직접 연결되어 있다. 그에 따라, 피스톤(11)의 전체 원주가 안내 슬리브에서 진행하는 것이 가능하다.

유사하게 바람직한 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 피스톤(11)의 상사점(TDC)과 하사점(BDC) 사이의 영역에서 이송 챔버의 내경은 피스톤(11)의 외경보다 0.2 내지 0.8 ㎜ 크다. 이 실시예에서는, 이송 챔버 내로 층류 공기가 유입되고, 이로 인하여 실린더 내벽의 오염이 방지된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 밸브가 폐쇄되고 피스톤이 하사점에 있는 상태의 무용 부피(dead volume)는 전체 이송 챔버의 부피의 10분의 1 미만, 구체적으로 50분의 1 미만이다.

무용 부피를 줄이는 것은, 이송할 공기/분말 스트림에 있어서 장기간에 걸쳐 2% 미만의 편차를 보장해야 하는 때에는 특히 중요하다.

일반적으로, 본 발명에 따른 이송 시스템용 장치(1)는 이송 챔버의 체적이 15 내지 40 ㎖이다. 무용 부피가 절대값으로 1 ㎖ 미만이면, 유량의 지속성이 확실히 개선된다.

실제로, 무용 부피를 줄이는 가장 간단한 방법은 이송 챔버(3)에 가능한 한 인접하게 공급 라인(6) 및 배출 라인(8)용 밸브를 배치하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 분말용의 공급 라인(6) 및 배출 라인(8)이 내부로 통하는 이송 챔버(3)와, 이 이송 챔버(3) 내에 부압을 발생시키는 피스톤(11)과, 그 이송 챔버(3)로 압축 가스를 공급하는 통로(12)를 구비하는장치에 의해 분말을 이송하는 방법을 또한 제공하며, 여기서 피스톤(11)이 초기 위치로부터 이동함으로써 분말이 이송 챔버 내로 흡인되고, 그 후 압축 가스가 이송 챔버(3) 내로 도입된 후, 피스톤(11)이 그것의 초기 위치로 복귀한다.

이전에 설명한 이송 시스템과 정확히 일치하게, 본 발명에 따른 이러한 방법은, 예컨대 벤투리 원리를 기초로 하는 이송 장치에서는 불가피한 것들인 대량의 이송 공기 및 높은 체적 속도를 필요로 하지 않으면서 대량의 분말을 균일하게 이송하는 것을 보장한다.

이러한 균일한 이송은 그 자체가 유량과 관련한 장기간의 연구에서 특히 인상적인 것으로 확인되었다. 본 발명에 따른 이러한 방법을 사용하면, 100일의 작동 기간에 걸쳐 250 g/min의 예비 설정 분말량으로부터 최대 ±2%의 편차를 달성할 수 있다.

또한, 본 발명에 따라 전술한 목적을 달성하는 방식은 부압을 발생시키는 장치를 이송 챔버 외측에 배치하지 않으면서 달성할 수 있다는 점에서 유리하다. 따라서, 부압을 발생시키는 외부 장치는 생략되고, 공급 라인을 통하여 이송할 분말은 피스톤의 이동에 의해서만, 보다 정확하게는 피스톤이 하사점(BDC)으로부터 상사점(TDC)으로 이동하는 것에 의해서만 이송된다. 부압을 발생시키는 이러한 수단은 장치(1) 내에서만, 즉 이송 챔버(3) 내에서만 구성되어 있다. 본 발명에 따른 방법은 부압을 발생시키는 다이어프램을 필요로 하지 않는다.

압축 가스를 공급함으로써, 이전에 종래 기술의 다른 분말 펌프에서는 막힘 또는 고착을 야기했던 극히 임계적인 분말을 먼저 이송하는 것이 가능하다. 이러한 타입의 임계적인 분말의 예로는 아크릴계 분말 페인트가 있으며, 이 분말 페인트에 추가의 유동 보조제가 첨가된다.

유사하게 바람직한 본 발명에 따른 방법의 실시예에서, 공급 라인(6)의 폐쇄 및 배출 라인(8)의 개방은 동시에 일어나지 않는다. 구체적으로, 먼저 공급 라인이 폐쇄된 후, 배출 라인이 개방된다.

이러한 특징을 갖는 방법의 간단한 실시예에 따르면, 공급 라인(6)과 배출 라인(8)은 엘라스토머 재료로 이루어진다. 디바이더(divider)가 두 호스를 분리하고, 이들 두 호스는 그들이 폐쇄되는 영역에서 평행으로 연장된다. 서로 평행하게 배치된 2개의 로드는 디바이더 및 호스 방향에 수직인 방향으로 기계적 구동 장치에 의해 이동된다. 이러한 이동의 결과로서, 제1 로드는 제1 호스로부터 멀어지게 이동하고, 제2 로드는 제2 호스를 향해 이동하여 그것을 제한한다. 이에 따라, 제1 라인의 호스는 개방되고, 제2 호스는 폐쇄된다. 기계적 구동 장치가 반대 방향으로 이동하면, 제1 호스는 개방되고 제2 호스는 폐쇄된다. 두 호스의 개방 및 페쇄에 있어서의 시간 지연(time relay)을 보장하기 위하여, 두 로드는 서로 평행하게 정렬되어 있지만, 디바이더와는 소정 각도를 이루고 있다. 훨씬 긴 시간 지연을 얻기 위하여, 폐쇄 공정 중에 양 호스를 통하여 수직으로 연장되는 단면상 평면이 로드의 이동에 의해 형성된 축과 30°초과의 각도를 형성하는 것이 유리하다. 공급 라인(6)과 배출 라인(8)을 다른 시간에 개방 및 폐쇄하는 이러한 타입의 개폐 장치가 도 3에 개략적으로 도시되어 있다.

동등하게 바람직한 본 발명의 방법의 다른 실시예에 따르면, 피스톤(11)의하향 속도는 일정하지 않다. 구체적으로, 하향 속도는 하사점(BDC)에 근접함에 따라 느려진다.

이로써, 분말의 균일한 이송이 다시 한번 개선된다. 피스톤(11)의 하향 속도는 압축 공기에 의해 제어된다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면, 분말의 유량은 실린더의 행정을 통해 조정된다. 이는 이송할 분말의 양을 예비 설정하는 간단한 방법을 나타내는 것이다.

바람직하게는, 본 발명은 분말의 유량이 실린더의 행정수를 통하여 조정되는 방법에 관한 것이다. 이러한 조정은 이송할 분말의 양을 정확하게 조정하는 간단하고도 효과적인 방법을 제시하는 것이다. 행정수를 전자적으로 제어함으로써 상기 조정을 간단하게 행할 수 있다.

동등하게 바람직한 본 발명의 실시예의 방법은 배출 라인 및 공급 라인을 폐쇄하기 전에 압축 공기의 도입을 중지시킨다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 압축 공기의 도입은 배출 라인 및 공급 라인을 폐쇄하기 이전에 중지된다. 이로 인하여, 어떠한 이송 공기도 공급 라인으로 들어가지 못하는 것이 보장된다.

유사하게 바람직한 본 발명의 방법의 실시예에 따르면,

●피스톤(11)이 그것의 행정에 있어서 상사점(TDC)에 도달한 때에 배출 라인(8)이 폐쇄되고,

●그 후, 공급 라인(6)이 폐쇄되고,

●적어도 15 ms의 대기 시간 후에 압축 공기가 이송 챔버(3) 내로 도입되고,

●적어도 110 ms의 대기 시간 후에 압축 공기의 도입에 의해 피스톤(11)이 하향 이동되고,

●늦어도 하사점에 도달하기 20 ms 전에 압축 공기의 도입이 중지되고,

●그 후 배출 라인이 폐쇄된다.

이 절차는, 이송할 대부분 분말의 일반적 용도에 적합하고 이송 챔버(3)에서의 막힘 또는 고착을 방지하면서 변동 없는 균일한 이송을 보장하는 최적의 사이클을 제시하는 것이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면,

●각각 적어도 2.5초의 지속 시간으로 적어도 4번 압축 공기를 이송 챔버(3) 내로 도입하고,

●그 후 적어도 6초의 지속 시간으로 적어도 한번 압축 공기를 이송 챔버(3) 내로 도입하는

연속 작업의 주기 사이에 세정 프로그램이 진행된다.

도입되는 압축 공기의 압력은 약 6 바이다. 이러한 맥동 비율에 따르면, 공기 도입은 일반적으로 도입 중지보다 오래 지속된다.

본 발명에 따른 장치 및 방법은 특히 산업용 분말 코팅의 용례를 갖는다. 본 발명에 따른 이송 시스템은 투명 코트(clear coat) 및 채색된 베이스 코트의 용례를 위하여 자동차 산업에 사용하기에 특히 적합한 것이다.

첨부 도면 및 실시예에 대한 이하의 설명은 본 발명을 예시하기 위한 것일뿐, 본 발명이 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

도 1은 이송 시스템(29)의 지원을 받아 분말(27)을 분말 저장 탱크(28)로부터 도포 스테이션(30)으로 이송하는 본 발명에 따른 이송 시스템을 도시하고 있으며, 이 예에서는 도포를 위하여 분말 건(powder gun)을 사용하고 있다.

이 예에서, 이송 시스템(29)은, 동일하게 구성되지만 반대 방향으로 동작하는 2개의 장치(1a, 1b)로 구성되어 있다. 명백하게, 이송 시스템(29)은 맥동이 없는 수준으로 도포 스테이션으로 이송되어야 하는 분말의 양에 따라 2개 이상의 장치를 구비할 수 있다.

분말(27)은 공통 공급 라인(6)을 거쳐서 이송되고, 이 공급 라인은 공급 라인(6a, 6b)으로 분리된다. 양 공급 라인(6a, 6b)은 그들 자신의 이송 챔버(3a, 3b)로 통한다. 셧-오프 기구(7a, 7b)가 각 공급 라인(6a, 6b)에 위치되어 있다.

분말은 이송 챔버(3a, 3b)로부터 배출 라인(8a, 8b)을 통하여 공통 배출 라인(8)으로 이동되어 도포 스테이션(30)에 이른다. 여기서, 두 배출 라인(8a, 8b)에는 셧-오프 밸브(9a, 9b)가 또한 배치되어 있다.

도 1은 디커플링 요소(32a, 32b)를 통하여 피스톤(11)이 연결되어 있는 구동 유닛(31a, 31b)을 또한 도시하고 있다. 또한, 좌측 피스톤(11a)은 상사점에서 위치 결정되어 있다. 압축 공기를 이송 챔버(3a)로 공급하는 통로(12)는 상사점(TDC) 아래에 있는 것으로 도시되어 있다.

본 발명의 이송 시스템에 또한 사용될 수 있는 장치(1)의 특정의 실시예를 첨부된 도 2를 참고로 하여 예로서 보다 상세하게 설명한다. 도 2는 분말을 이송하기 위한 장치의 종방향 단면도를 개략적으로 도시하고 있다.

장치(1)는 베이스(2)에 이송 챔버(3)를 구비하고, 유입 포트(4)와 유출 포트(5)가 상기 이송 챔버(3) 내로 통한다. 상기 유입 포트(4)에는 셧-오프 기구(7)의 제어하에 개폐될 수 있는 공급 라인(6)이 부착되어 있다. 유출 포트(5)에는 셧-오프 기구(9)의 제어하에 개폐될 수 있는 배출 라인(8)이 부착되어 있다. 베이스(2)는 피스톤(11)이 왕복 이동할 수 있도록 위치 결정되어 있는 안내 하우징(10)에 연결되어 있다. 흡인 피스톤(11)은 축방향 통로(14)를 구비하고, 이송 챔버에 마주하는 단부에 디퓨저 자체와 피스톤(11) 사이의 통로를 제한하는 디퓨저(13)를 갖추고 있으며, 상기 통로는 압축 가스를 이송 챔버(3)로 공급하는 기능을 한다. 개스킷(15)이 피스톤(11) 및 베이스(2) 양자에 대하여 안내 하우징(10)을 밀봉한다. 이송 챔버(3)로부터 멀어지게 향하는 단부에서, 흡인 피스톤(11)은 구동 장치(16)에 연결되어 있다.

본 예에서, 구동 장치(16)는 압력 수단에 의해 동력이 전달되는 피스톤-실린더 유닛으로서 구성되어 있다. 구동 장치는 기계적 구동 유닛, 예컨대 편심 구동 유닛이나 크랭크 구동 유닛으로서, 또는 전자기 구동 유닛으로서 구성될 수도 있다. 압력 수단에 의해 실린더(17) 내에서 이동될 수 있는 구동 장치(16)의 피스톤(18)은 중공 커넥팅 로드(19)를 구비하고, 이 커넥팅 로드는 도면에 있어서 하단에서 피스톤(11)에 연결되어 있다. 호스로서 구성되며 밸브(25)에 연결되어 있는 라인(26)이 커넥팅 로드(19)의 타단에 부착되어 있는데, 상기 라인의 기능에 대해서는 이하에서 설명한다. 상부 압력 라인(20)과 하부 압력 라인(21)은 피스톤을 실린더(17) 내에서 상하로 이동시키도록 압력 수단, 예컨대 공기를 피스톤(18)에 인가하는 기능을 한다. 압력 라인(20, 21)은 2방향 밸브(22)에 연결되어 있고, 이 밸브는 압력 공급원(23)에 부착되어 있다. 2방향 밸브(22)의 위치에 따라서, 두 압력 라인(20, 21) 중 하나는 인가된 압력 상태로 있는 반면에, 다른 하나는 배기부(24)에 연결되어 있다.

전술한 장치의 동작을 이하에서 설명하기로 한다. 도 2에 도시된 위치로부터 시작하여, 피스톤(11)은 구동 장치(16)에 의하여 이송 챔버(3)로부터 멀어지게 이동한다. 이 시점에, 배출 라인(9) 내의 셧-오프 기구(9)가 폐쇄된다. 이와 같은 흡인 피스톤의 운동의 결과로서, 이송 챔버(3) 내에 부압이 발생된다. 동시에, 공급 라인(6)의 셧-오프 기구(7)가 개방되어, 분말이 분말 공급 탱크(도시 생략)로부터 이송 챔버(3)로 흐른다. 공급 라인(6) 내의 분말은 가스 또는 가스 혼합물 내에 이미 분산되어, 특히 자유롭게 흐를 수 있다. 대부분의 경우에, 상기 가스 혼합물은 공기이다. 그러나, 민감한 분말 재료의 경우에, 예컨대 산소와 원치 않는 방식으로 반응하거나 가교 결합되는 재료들의 경우에는, 불활성 가스 등의 다른 가스 또는 가스 혼합물을 사용할 수 있다. 충분한 분말이 이송 챔버(3) 내로 흐른 후에, 공급 라인(6)의 셧-오프 기구(7)가 폐쇄된다. 밸브(25)를 개방함으로써, 구동 장치(16)를 동작시키는 데 사용한 것과 동일한 공급원으로부터 나올 수 있는 압축 가스가 라인(26), 커넥팅 로드(19) 및 흡인 피스톤(11) 내의 축방향 통로(14)를 통하여 흐르도록 유도된다. 동시에, 배출 라인(8)의 셧-오프 기구(9)가 개방되어, 이송 챔버(3) 내에 존재하는 분말이 배출 라인(8)을 통하여 강제 배출된다. 이와 같이 압축 가스에 의한 분말 배출은, 피스톤(11)이 이송 챔버(3)로부터 가장 멀리 떨어진 피스톤의 최종 위치에 도달하기 전에 일어날 수 있다. 이로 인하여, 장치를 통하여 이송되는 분말은 정확하게 계량될 수 있다. 흡인 피스톤(11)이 도면에 도시된 그것의 초기 위치로 복귀한 후에, 새로운 이송 사이클이 개시될 수 있다.

도 3은 공급 라인(6)과 배출 라인(8)을 다른 시간에 개방 및 폐쇄하는 개폐 장치를 도시하고 있다. 도 3은 공급 라인(6a, 6b)과 배출 라인(8a, 8b)의 영역을 단면도로 도시하고 있다. 이들 라인에 수직하게 단면상 평면이 연장된다. 디바이더(33) 사이에 적절한 운동 장치가 위치되어, 로드(34a, 34b)의 대응하는 운동을 보장한다. 이 경우에, 두 로드를 이동시키는 장치는 오버스퀘어 실린더(oversquare cylinder)이다. 도 3에서, 디바이더(33)에 수직인 축 사이의 다른 거리는 X 및 Y로 지시하고 있다. 이들 축은 호스의 중심을 통하여 연장되고 비대칭을 나타낸다.

로드(34a, 34b)는 디바이더에 평행하게 연장되지 않는다. 오버스퀘어 실린더의 운동 및 각을 이루는 위치로 인하여, 공급 라인과 배출 라인의 개방 시간과 폐쇄 시간의 중복이 확실히 방지된다. 시간차 변경은 로드(34a, 34b)의 상이한 조정 각도에 의해 미리 설정될 수 있다.

도면 부호의 목록

1 : 장치

2: 베이스

3 : 이송 챔버

4 : 유입 포트

5 : 유출 포트

6 : 공급 라인

7 : 셧-오프 기구

8 : 배출 라인

9 : 셧-오프 기구

10 : 안내 하우징

11 : 피스톤

12 : 통로

13 : 디퓨저

14 : 축방향 통로

15 : 개스킷

16 : 구동 장치

17 : 실린더

18 : 피스톤

19 : 커넥팅 로드

20 : 상부 압력 라인

21 : 하부 압력 라인

22 : 2방향 밸브

23 : 압력 공급원

24 : 배기부

25 : 밸브

26 : 라인(호스)

27 : 분말

28 : 분말 저장 탱크

29 : 이송 시스템

30 : 도포 스테이션

31 : 구동 유닛

32 : 디커플링 요소

33 : 디바이더

34 : 로드

Claims (21)

1. 분말을 이송하는 장치(1)를 여러개 구비한 이송 시스템으로서,

   상기 각각의 장치(1)는

   ●분말용의 공급 라인(6)과 배출 라인(8)이 내부로 통하는 이송 챔버(3)와,

   ●상기 이송 챔버(3) 내에 부압을 발생시키는 수단

   을 포함하며, 상기 장치(1) 내에 부압을 발생시키는 상기 수단은 이송 챔버 내에서 이동 가능한 피스톤(11)을 구비하고, 상기 이송 시스템은 다이어프램을 구비하지 않으며, 상기 배출 라인(8)은 공동 소비 지점으로 안내되는 것인 이송 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 개별 피스톤(11)의 비동기식 왕복 이동을 보장하는 제어 유닛을 더 구비하는 것인 이송 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 2개의 장치(1)를 구비하는 것인 이송 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 압축 가스를 이송 챔버로 공급하는 통로(12)를 더 구비하는 것인 이송 시스템.
5. 제4항에 있어서, 상기 통로(12)는 상기 피스톤(11)의 하사점(BDC) 위에서 이송 챔버(3) 내로 통하는 것인 이송 시스템.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 통로는 이송 챔버(3)로의 개구가 있는 원주홈 내로 통하는 것인 이송 시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 원주홈의 폭은 0.05 내지 1 ㎜ 인 것인 이송 시스템.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이송 챔버(3)의 하측 부분(3a)과, 공급 라인(6) 및 배출 라인(8)은 동일한 재료로 제조되고, 특히 교환 가능한 유닛에 해당하는 것인 이송 시스템.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출 라인(8) 중 하나 이상의 폭은 8 ㎜ 미만, 구체적으로 6.5 ㎜ 미만인 것인 이송 시스템.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출 라인(8) 중 하나 이상의 길이는 5 m 이상, 구체적으로 10 m 이상인 것인 이송 시스템.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤(11)은 디커플링 요소(32)를 통하여 구동 유닛(31)에 연결되어 있는 것인 이송 시스템.
12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤(11)은 구동 유닛(31)에 직접 연결되어 있는 것인 이송 시스템.
13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤(11)의 상사점(TDC)과 하사점(BDC) 사이의 영역에 있어서 이송 챔버의 내경은 피스톤(11)의 외경보다 0.2 내지 0.8 ㎜ 큰 것인 이송 시스템.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브가 폐쇄되고 피스톤이 하사점에 있는 상태인 무용 부피(dead volume)는 전체 이송 챔버의 부피의 10분의 1미만, 구체적으로 50분의 1 미만인 것인 이송 시스템.
15. 분말용의 공급 라인(6) 및 배출 라인(8)이 내부로 통하는 이송 챔버(3)와, 이 이송 챔버 내에 부압을 발생시키는 피스톤(11)과, 그 이송 챔버(3)로 압축 가스를 공급하는 통로를 구비하는 장치에 의해 분말을 이송하는 이송 방법으로서,

    피스톤(11)이 그것의 초기 위치로부터 이동함에 따라 분말이 이송 챔버 내로 흡인되고, 그 후 압축 가스가 이송 챔버(3) 내로 도입된 후, 피스톤(11)이 그것의 초기 위치로 복귀되며,

    ●상기 피스톤(11)이 그것의 행정에 있어서 상사점에 도달한 때에 상기 배출 라인(8)이 폐쇄되고,

    ●적어도 15 ms의 대기 시간 후에 압축 공기가 이송 챔버(3) 내로 도입되고,

    ●적어도 110 ms의 대기 시간 후에 압축 공기의 공급에 의하여 피스톤(11)이 하향 이동되고,

    ●늦어도 하사점에 도달하기 20 ms 전에 압축 공기의 공급이 중지되고,

    ●후속하여 배출 라인이 폐쇄되는 것인 이송 방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 공급 라인(6)의 폐쇄 및 배출 라인(8)의 개방은 동시에 일어나지 않는 것인 이송 방법.
17. 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 피스톤의 하향 속도는 일정하지 않은 것인 이송 방법.
18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 분말의 유량은 실린더의 행정을 통해 조정되는 것인 이송 방법.
19. 제15항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 분말의 유량은 실린더의 행정 수를 통해 조정되는 것인 이송 방법.
20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압축 공기의 공급은 배출 라인 및 공급 라인의 폐쇄 이전에 종결되는 것인 이송 방법.
21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,

    ●각각 적어도 2.5초의 지속 시간으로 적어도 4번 압축 공기를 이송 챔버(3) 내로 도입하고,

    ●그 후 적어도 6초의 지속 시간으로 적어도 한번 압축 공기를 이송 챔버(3) 내로 도입하는

    연속 작업의 주기 사이에 세정 프로그램을 진행하는 것인 이송 방법.