KR20040077458A - 자동 스프레이 디바이스를 위한 반복 장착가능 유닛 - Google Patents

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Abstract

원하는 스프레이 위치에 스프레이 디바이스를 반복가능하게 장착하기 위한 사스템 및 방법이 제공된다. 본 발명은 분무화 스프레이 섹션 및 분해가능 마운트를 구비하는 스프레이 디바이스를 제공한다. 분해가능 마운트는 포지셔닝 시스템과 같은 장착 부재에 분해가능하게 장착될 수 있다. 또한 분해가능 마운트는 원하는 스프레이 위치에서 장착 부재에 부착된 채로 유지될 수 있다. 따라서, 스프레이 디바이스 또는 그 대체물이 상기 원하는 스프레이 위치에서 상기 분해가능 마운트에 재장착될 수 있다.

Description

자동 스프레이 디바이스를 위한 반복 장착가능 유닛{REPEATABLE MOUNTING UNIT FOR AUTOMATIC SPRAY DEVICE}
본 발명은 일반적으로 스프레이 시스템에 관한 것이다. 더 상세하게는, 원하는 스프레이 위치로 스프레이 디바이스를 반복 장착하기 위한 기술이 제공된다.
일반적으로 스프레이 디바이스는 분무화된 유체 스프레이와 같은 스프레이를 만들어내기 위하여 동작하는 여러개의 섹션들 및 통로들을 구비한다. 많은 경우, 세척, 수리, 부품 교체를 위하여, 또는 다른 목적을 위하여 스프레이 디바이스를 분해하는 것이 바람직할 수 있다. 불행하게도 이러한 분해과정에서, 스프레이 디바이스내에 남아있던 유체가 종종 인접한 에어 통로들 안으로 그리고 스프레이 디바이스의 다른 부분들로 누출된다. 이러한 유체 누출은 부분적으로 유체 및 에어 통로들이 근접하고 있다는 것에 기인하며, 특히 에어 통로들이 하나의 유체 노즐 둘레에 배치되어 있다는 것에 기인한다. 유체 노즐의 내부 용량은 이러한 유체 누출에 대하여 추가 원인을 제공한다. 예컨대 기존의 유체 노즐은 종종, 수렴형 유체 통로로 이어지는, 상대적으로 길다란 원통형 통로를 구비한다. 이 유체 노즐이 분리될 때, 원통형 통로 및 수렴형 통로 내에 남아있던 유체는 인접한 에어 통로들 안으로 누출될 수 있다.
임의의 응용예에서, 스프레이 디바이스는 고정식 또는 이동식 시스템에 장착된다. 예컨대, 하나 이상의 스프레이 디바이스가, 타켓 대상의 표면 상에 원하는 물질을 도포하도록 동작하는 마감 시스템에 장착될 수 있다. 이러한 시스템에서, 스프레이 디바이스의 장착 위치는 특히 스프레이하는 과정에서 중요할 수 있다. 불행하게도, 기존의 스프레이 디바이스는 일반적으로 스크류 또는 볼트를 통해 원하는 시스템에 직접 장착된다. 분리할 필요가 있는 경우, 이전 장착 위치는 사라진다.
따라서, 종래 문제들 중 하나 이상을 다루기 위한 기술이 필요하다.
도 1은 본 발명의 임의의 실시예들에 따른 스프레이 디바이스를 구비하는 예시적인 스프레이 시스템을 도시하는 개략도.
도 2은 도 1에 도시된 스프레이 디바이스의 예시적인 일 실시예의 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 스프레이 디바이스의 예시적인 내부 통로들 및 흐름 제어 컴포넌트들을 도시하는 측단면도.
도 4는 도 2 및 도 3에 도시된 스프레이 디바이스의 예시적인 스프레이 형성 섹션을 도시하는 부분 측단면도.
도 5는 도 1에 도시된 스프레이 디바이스의 예시적인 분해가능 마운트를 도시하는 측면도.
도 6은 도 5에 도시된 분해가능 마운트를 통해 장착 부재에 장착되어 있는 스프레이 디바이스를 도시하는 전면도.
도 7은 도 6의 장착 부재에서 분해되어 있는 스프레이 디바이스를 도시하는 분해 전면도.
<도면의 주요부분의 설명>
10: 스프레이 시스템 12: 스프레이 디바이스
14: 타겟 대상 16: 물질 공급기
18: 에어 공급기 20: 제어 시스템
22: 자동화 시스템 24: 포지셔닝 시스템
26: 물질 공급기 제어기 28: 에어 공급기 제어기
30: 컴퓨터 시스템 32: 사용자 인터페이스
50: 본체 52: 베이스 섹션
54: 중간 섹션 56: 헤드 섹션
58: 스프레이 형성 섹션 60: 유체 인입구
62: 에어 인입구 64: 분해가능 마운트
66,68,72,74: 파스너 70: 장착 수용부
76: 유체 통로 78: 중앙선
80: 전면부 82: 돌출 유체 통로
84: 유체 출구 86: 유체 노즐
88: 리테이너 90, 92: 나사산
98: 수렴형 내부 통로 100: 유체 출구
102: 유체 밸브 조립체 104: 밸브 부재
106: 밸브 스프링 112: 피스톤 조립체
114: 밸브 피스톤 116: 피스톤 가압 스프링
120: 에어 다이어프램 124: 밸브 연결 부재
126: 내부 에어 통로 150: 가스켓
158: 전면 에어캡 160: 리테이너 링
176: 에어 성형 제트 180: 에어 분무화 제트
본 발명은, 원하는 위치에 스프레이 디바이스를 반복가능하게 장착하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 분무화 스프레이 섹션 및 분해가능 마운트(releasable mount)를 가진 스프레이 디바이스를 제공한다. 분해가능 마운트는, 포지셔닝 시스템과 같은 장착 부재에 분해가능하게 장착될 수 있다. 또한, 분해가능 마운트는 스프레이 디바이스에 분해가능하게 장착될 수 있는데, 이 경우 분해가능 마운트는 원하는 스프레이 위치에서 장착 부재에 부착된 채로 남아있을 수 있다. 따라서, 스프레이 디바이스 또는 이것의 대체물은 원하는 스프레이 위치에서 상기 분해가능 마운트에 재장착될 수 있다.
본 발명의 상기 및 다른 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 아래의 상세한 설명에 의해 명료해질 것이다.
아래에서 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 본 발명은 분해하기, 수리하기및 실질적으로 동일한 스프레이 위치에서 반복가능하게 장착하기를 용이하게 하는 특징을 구비하는 독특한 스프레이 디바이스를 제공한다. 예컨대, 본 발명의 스프레이 디바이스는, 분해 및 수리 과정에서 스프레이 디바이스의 원하지 않는 영역 안으로의 유체 누출 가능성을 감소시키는 다양한 구조적 특징을 구비한다. 본 발명의 스프레이 디바이스는 또한, 스프레이 디바이스를 분해하고 나중에 재장착하는 경우에 스프레이 디바이스를 위한 원하는 장착 위치를 보존하는 독특한 장착 메커니즘을 구비한다.
이제 도면들을 참조하면, 도 1은 예시적인 스프레이 시스템(10)을 도시하는 흐름도이며, 상기 시스템(10)은 타겟 대상(14)에 원하는 물질을 도포하기 위한 스프레이 디바이스(12)를 포함한다. 예컨대 스프레이 디바이스(12)는 에어 분무화기, 로터리 분무화기, 정전 분무화기, 또는 임의의 다른 적절한 스프레이 형성 메커니즘을 포함할 수 있다. 스프레이 디바이스(12)는 또한, 압력-작동식 밸브 조립체와 같은, 자동 트리거링 또는 온/오프 메커니즘을 포함할 수 있다. 스프레이 디바이스(12)는, (예컨대 유체 또는 분말) 물질 공급기(16), 에어 공급기(18) 및 제어 시스템(20)과 같은, 다양한 공급기 및 제어 시스템들에 연결될 수 있다. 제어 시스템(20)은, 물질 공급기(16) 및 에어 공급기(18)의 제어를 용이하게 하며, 스프레이 디바이스(12)가 타겟 대상(14)에 대해 수용가능한 품질의 스프레이 코팅을 제공하도록 보장한다. 예컨대, 제어 시스템(20)은 자동화 시스템(22), 포지셔닝 시스템(24), 물질 공급기 제어기(26), 에어 공급기 제어기(28), 컴퓨터 시스템(30), 및 사용자 인터페이스(32)를 포함할 수 있다. 제어 시스템(20)은 또한, 스프레이 디바이스(12)에 상대적으로 타겟 대상(14)의 이동을 용이하게 하는 포지셔닝 시스템(34)에 연결될 수 있다. 예컨대, 포지셔닝 시스템들(24, 34) 중 어느 하나 또는 둘 모두, 조립체 라인, 유압 리프트, 로봇아암, 및 제어 시스템(20)에 의해 제어되는 다양한 다른 포지셔닝 메커니즘을 포함할 수 있다. 따라서, 스프레이 시스템(10)은 타겟 대상(14)의 표면에 컴퓨터-제어방식의 스프레이 패턴을 제공할 수 있다.
도 1의 스프레이 시스템(10)은 광범위하게 다양한 응용분야, 물질, 타겟 대상, 및 스프레이 디바이스(12)의 종류/구성에 대해 적용가능하다. 예컨대, 사용자는 서로다른 물질 및 제품 종류들과 같이 다양한 서로 다른 대상들(38) 중에서 원하는 대상(36)을 선택할 수 있다. 또한 사용자는 복수의 서로 다른 물질들(42) 중에서 원하는 물질(40)을 선택할 수 있는데, 이렇게 선택되는 물질은 금속, 목재, 석재, 콘크리트, 세라믹, 유리섬유, 유리, 생물조직 등등과 같은 다양한 물질들을 위한 서로다른 물질 종류들 및 특성들을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 원하는 물질(40)은 페인트, 도료, 및 가구 코팅, 차량 코팅, 산업 제품 코팅, 및 소비자 제품 코팅과 같은 다양한 다른 코팅 물질을 포함할 수 있다. 더 예를 들면, 상기 원하는 물질(40)은, 화장실, 싱크대, 물 가열기, 세탁기, 식기류 등등에 도포될 수 있는 도자기 에나멜, 세라믹 글레이즈, 또는 다른 세라믹 코팅 물질을 포함할 수 있다. 또한 상기 원하는 물질(40)은 살충제, 살균제, 및 다양한 다른 화학 처리 물질을 포함할 수 있다. 또 상기 원하는 물질(40)은 고체 형태(예컨대 분말), 유체 형태, 다중-상 형태 (예컨대 고체이자 액체), 또는 임의의 다른 적절한 형태를 가질 수 있다.
도 2는 스프레이 디바이스(12)의 예시적인 실시예를 도시하는 사시도이다. 도시된 바와 같이, 스프레이 디바이스(12)는 베이스 섹션(52), 상기 베이스 섹션(52)에 연결된 중간-섹션(54), 상기 중간-섹션(54)에 연결된 헤드 섹션(56) 및 상기 헤드 섹션(56)에 연결된 스프레이 형성 섹션(58)을 구비하는 본체(50)를 포함한다. 또한 유체 인입구(60) 및 에어 인입구(62)도 본체(50) 안으로 형성되어, 스프레이 디바이스(12) 안으로 원하는 유체 및 에어를 공급함으로써 상기 헤드 및 스프레이 형성 섹션(56, 58)을 통해 원하는 스프레이를 형성하도록 한다. 위에서 논의된 바와 같이, 스프레이 디바이스(12)는 임의의 적절한 유체 분무화 메커니즘, 에어 밸브, 유체 밸브, 스프레이 성형 메커니즘 (예컨대 에어 성형 제트 또는 포트) 등등을 포함할 수 있다. 스프레이 디바이스(12)는 또한 예컨대 압력-작동방식의 밸브에 의해서, 자동으로 활성화 또는 트리거될 수 있다.
도시된 실시예에서, 스프레이 디바이스(12)는 또한 분해가능 마운트(64)를 포함하는데, 이 마운트(64)는 외부에 나사산이 형성된 파스너(fastener)(66) 및 내부에 나사산이 형성된 파스너(68)와 같은 고정 메커니즘을 통해 본체(50)에 분해가능하게 연결된다. 다른 적절한 무공구(tool-free) 또는 공구부착(tool-based) 파스너도 역시 본 발명의 범위안에 있다. 예컨대 분해가능 마운트(64)는, 래치, 스프링-탑재형 메커니즘, 리테이너(retainer) 부재, 가압-접합(compressive-fit) 메커니즘, 전기-기계 래치 메커니즘, 분해가능 핀, 분해가능 조인트 또는 힌지 등등을 통해 본체(50)에 연결될 수 있다. 분해가능 마운트(64)는 또한, 장착수용부(70) 및 상기 장착 수용부(70) 안으로 연장하는 장착 파스너 또는 세트 스크류(72, 74)와 같은, 외부 장착 메커니즘도 포함한다. 아래에서 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 스프레이 디바이스(12)는, 장착 수용부(70) 안으로 장착 부재 또는 로드를 연장하여 장착 파스너 또는 세트 스크류(72, 74)를 통해 상기 장착 부재에 상기 분해가능 마운트(64)를 고정시킴으로써, 원하는 고정형 또는 이동형 포지셔닝 시스템에 장착될 수 있다. 스프레이 디바이스(12)는, 장착 부재로부터 장착 파스너(72, 74)를 풀거나 또는 스프레이 디바이스(12)의 본체(50)에서 파스너(66, 68)를 풀거나 하는 것 중 어느 하나에 의해, 분해될 수 있다. 본 예시적인 실시예에서는, 장착 부재 상에서 분해가능 마운트(64)의 원하는 장착 위치를 보존하도록 하기 위하여, 후자의 접근법이 사용될 수 있다. 따라서, 만약 스프레이 디바이스(12)가 유지보수, 교체, 또는 다른 목적으로 위하여 분리되면, 스프레이 디바이스(12) 또는 그 대체물이 동일하거나 또는 실질적으로 동일한 장착 위치에 재부착될 수 있음을 보장하기 위하여, 분해가능 마운트(64)는 장착 부재 상에 부착된 채로 남아있다.
이제 내부 구조의 특징들을 살펴보면, 도 3은 예시적인 흐름 통로, 흐름 제어 메커니즘, 및 스프레이 형성 메커니즘을 도시하는 스프레이 디바이스(12)의 측단면도이다. 도시된 바와 같이, 유체 통로(76)는 종방향 중앙선(78)에 대해 경사지게 헤드 섹션(56) 안으로 연장하며, 여기서 유체 통로(76)는 종방향 중앙선(78)을 따라 정렬되어 헤드 섹션(56)의 전면부(80)까지 계속된다. 전면부(80)에서, 유체 통로(76)는 전면부(80)에서 외부로 연장함으로써 전면부(80)에서 종방향으로 오프셋되어 있는 유체 출구(84)를 구비하는 돌출 유체 통로(82)를 형성한다. 도시된 바와 같이, 유체 노즐(86)은 리테이너(88)를 통해 유체 출구(84)에서 돌출 유체 통로(82)에 분리가능하게 연결되며, 상기 리테이너(88)는 돌출 유체 통로(82)의 외측 나사산(92)에 연결되는 내부 나사산(90)을 구비하는 고리형 구조를 포함할 수 있다. 도시된 유체 노즐(86)은 돌출 유체 통로(82)의 외측으로 경사진 출구 표면(96)에 접촉하여 경계를 이루는 내측으로 경사진 인입구 표면(94)를 포함함으로써, 리테이너(88)가 돌출 유체 통로(82)와 나사산 연결될 때 가압 접합부 또는 쐐기꼴의 밀봉부(seal)를 형성시킨다. 대안적으로, 유체 노즐(86)은 다양한 다른 밀봉 부재 (예컨대 O-링), 가압 연결 메커니즘, 나사 연결, 밀봉 물질 등등에 의해 돌출 유체 통로(82)에 연결될 수 있다. 유체 노즐(86)은 또한 수렴형 내부 통로(98)를 구비하는데, 이 통로(98)는 상기 내측으로 경사진 인입구 표면(94)에서부터 외측으로 고리형 유체 출구(100)를 향해 연장한다.
유체 노즐(86)은 주조 공정, 기계가공 공정, 또는 임의의 다른 적절한 제조 공정을 통해 형성된 일체형 구조로 구성될 수 있다. 그러나 임의의 다른 다중-섹션형 구조 및 조립 공정도 본 발명의 범위 안에 든다. 도시된 유체 노즐(86)은 또한, 실질적으로 수렴형 내부 통로(98)에 의해 한정되는 상대적으로 작은 내부 용량을 가진다. 아래에서 더 상세하게 논의되는 바와 같이, 상기 돌출 유체 통로(82) 및 수렴형 내부 통로(98)는 특정한 이익을 제공할 수 있다. 예컨대, 유체 노즐이 돌출 유체 통로(82)에서 분리되어지는 수리, 점검 및 다른 작업 동안에, 통로들(82, 98)은 스프레이 디바이스(12)의 다른 부분들 안으로 유체가 누출 또는 유출되는 것을감소시킬 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 스프레이 디바이스(12)는 또한 유체 밸브 조립체(102)를 포함하는데, 이 조립체(102)는 베이스(52)에서 시작하여 스프레이 형성 섹션(58)까지, 중간-섹션(54)을 통과하고, 헤드-섹션(56)을 통과하는, 즉 본체(50)를 통하여 연장하는 니들 또는 밸브 부재(104)를 구비한다. 베이스 섹션(52) 안에서, 유체 밸브 조립체(102)는 밸브 스프링(106)을 구비하며, 상기 스프링(106)은 밸브 부재(104)를 베이스 섹션(52)에서 외측으로 스프레이 형성 섹션(58)을 향해 탄성적으로 가압하며, 스프레이 형성 섹션(58)에서 밸브 부재(104)의 쐐기꼴 팁(108)이 유체 노즐(86)의 수렴형 내부 통로(98)의 대응하는 내부 부분(110)에 접촉하여 가압 밀봉하게 된다. 유체 밸브 조립체(102)는 또한, 유체 노즐(86)에 대하여 밸브 부재(104)의 내측을 향하는 개방을 용이하게 하기 위하여 가압 메커니즘(pressure biasing mechanism) 또는 피스톤 조립체(112)를 포함한다. 가압 메커니즘 또는 피스톤 조립체(112)는, 밸브 부재(104) 주위에 배치된 밸브 피스톤(114)과, 베이스 섹션(52)의 챔버(118) 내에서 밸브 스프링(106) 주위에 배치된 피스톤 가압 스프링(116)과, 밸브 피스톤(114) 주위에 챔버(118)를 가로질러 베이스 섹션(52) 및 중간-섹션(54) 사이의 접촉 에지(122)까지 연장하는 에어 다이어프램(120)을 포함한다. 다른 가압 메커니즘도 역시 본 발명의 범위 내에 든다. 예컨대 피스톤 조립체(112)는 실린더의 내부 벽에 접촉 밀폐식으로 배치된 피스톤으로 구현될 수 있다.
도 3에 더 도시된 바와 같이, 피스톤 가압 스프링(116)은 밸브 피스톤(114)을 베이스 섹션(52)에서 외측으로 중간 섹션(54)을 향하여 탄성적으로 가압한다. 이렇게 외측으로 가압된 위치에서, 밸브 피스톤(114)은 밸브 부재(104)에 연결되어 있는 밸브 연결 부재(124)에서 떨어진다. 만약 에어 인입구(62)들 중 하나로부터 에어가 공급되면, 이 에어는 피스톤 가압 스프링(116)의 스프링력을 극복하기 충분한 힘으로 에어 다이어프램(120) 및 대응하는 밸브 피스톤(114)을 압력에 의해 가압한다. 따라서, 밸브 피스톤(114)는 중간-섹션(54)에서 내측으로 베이스 섹션(52)을 향해 이동한다. 에어 압력이 밸브 피스톤(114)을 밸브 연결 부재(124)에 대항하여 내측으로 가압함에 따라, 에어 압력은 밸브 스프링(106)의 스프링력을 더욱 크게 극복한다. 따라서, 밸브 피스톤(114)은 압력에 의해 밸브 연결 부재(124) 및 대응하는 밸브 벤더 부재(104)를 중간-섹션(54)에서 내측으로 베이스 섹션(52)을 향해 가압함으로써, 밸브 부재(104) 및 대응하는 쐐기꼴 팁(108)을 유체 노즐(86)의 내부 부분(110)에서 멀리 내측으로 개방 위치로 이동시킨다. 비록 내측으로 개방되는 밸브로서 도시되었으나, 밸브 조립체(102)는 외측으로 개방되는 밸브, 독립적인 내부 밸브, 독립적인 외부 밸브, 또는 임의의 다른 적절한 밸브 구성을 포함할 수 있다. 더 나아가, 밸브 조립체(102)는, 피스톤-실린더 조립체, 전기-기계적 밸브 메커니즘, 자기적으로 동작되는 밸브 등등과 같은 임의의 적절한 수동 또는 자동 밸브 메커니즘을 포함할 수 있다.
스프레이 디바이스(12)의 다양한 섹션, 내부 통로, 및 구조는 나사산, 밀봉부(seal), O-링, 가스켓, 가압 접합 메커니즘, 패킹 조립체 등등을 통해 상호연결되고 밀봉된다. 예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 스프레이 디바이스(12)는, 내부에어 통로(126) 및 유체 통로(76) 사이에서 밸브 부재(104) 주변에 배치된 에어 패킹 조립체(127) 및 유체 패킹 조립체(128)를 포함한다. 또한 베이스 섹션(52)은, 각각 나사산(134) 및 O-링 또는 밀봉부 부재(136)를 통해 내부 고리형 구조(132)에 나사방식으로 연결되고 밀봉된 외부 고리형 구조 또는 캡(130)을 포함한다. 내부 고리형 구조(132)는, 베이스 섹션(52) 및 중간 섹션(54) 사이에서 접촉 에지(122) 안에 배치된 나사산(138) 및 에어 다이어프램(120)의 일부를 통해, 중간 섹션(54)에 나사방식으로 연결되고 밀봉된다. 추가 밀봉부도 역시 본 발명의 범위 내에서 제공될 수 있다.
중간-섹션(54)에서, 스프레이 디바이스(12)는 또한 에어 밸브 또는 흐름 제어 메커니즘(140)을 포함하는데, 이 메커니즘(140)은 중간-섹션(54) 안으로 경사지게 연장하는 수용부(142) 내에 장착된다. 도시된 바와 같이, 흐름 제어 메커니즘(140)은 돌출 밸브 부재(144)를 포함하는데, 이 부재(144)는 에어 통로들(126, 148) 사이에서 에어 통로(148) 안으로 연장하는 고리형 개구(146)에 접촉하여 분해가능하게 밀봉된다. 따라서, 흐름 제어 메커니즘(140)은, 에어 통로(148)을 통해 헤드 섹션(56) 및 스프레이 형성 섹션(58) 안으로 흐르는 에어흐름에 대한 제어를 제공한다. 도시된 스프레이 디바이스(12)는 또한 중간-섹션(54) 및 헤드 섹션(56) 사이에 배치된 가스켓(150)을 구비하는데, 이 가스켓(150)에 의해 이 두 섹션 사이 및 이 두 섹션 사이에서 연장하는 에어 통로들 주위에 밀폐성 밀봉부(airtight seal)가 만들어진다. 추가 밀봉부도 역시 본 발명의 범위 내에서 제공될 수 있다.
헤드 섹션(56)은 또한, 중간 섹션(54)에서부터 전면부(80)을 향해 연장하는 에어 통로(152)를 포함하며, 이 경우 에어 통로(152)의 에어 출구(154)는 돌출 유체 통로(82)의 유체 출구(84)에서 종방향으로 오프셋되어 있다. 유체 노즐(86)이 돌출 유체 통로(82)에서 분리되는 경우에, 유체 출구(84) 및 에어 출구(154) 사이의 상기 종방향 오프셋 거리 때문에, 유체가 에어 통로(152) 또는 스프레이 디바이스(12)의 다른 부분으로 누출 또는 유출되는 것이 실질적으로 감소 또는 분리된다.
이제 스프레이 형성 섹션(58)을 살펴보면, 다양한 흐름 통로들 및 흐름 개선 구조들이 도 3에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 스프레이 형성 섹션(58)은, 내부 에어 디플렉터 링(air deflector ring)(156), 상기 내부 에어 디플렉터 링(156)에 인접하여 배치된 전면 에어캡(158), 및 헤드 섹션(56)에 분리가능하게 연결되고 상기 내부 에어 디플렉터 링(156) 및 상기 전면 에어캡(158) 주위에 배치된 외부 리테이너 링(160)을 포함한다. 내부 에어 디플렉터 링(156)은 가압 접합부 또는 쐐기형 접합부(162)를 통해 헤드 섹션(56)의 전면부(80)에 접촉하여 밀봉된다. 유사하게, 전면 에어캡(158)은 가압 접합부 또는 쐐기형 접합부(162)를 통해 내부 에어 디플렉터 링(156)에 접촉하여 밀봉된다. 마지막으로, 외부 리테이너 링(160)은, 전면 에어캡(158)의 외측을 향하는 선단(168)를 붙잡아 접촉하여 밀봉하는 내측을 향하는 선단(166)을 포함한다. 외부 리테이너 링(160)이 나사산(170)을 통해 헤드 섹션(56)에 나사방식으로 고정됨에 따라, 외부 리테이너 링(160)은 전면 에어캡(158), 내부 에어 디플렉터 링(156), 및 헤드 섹션(56)을 서로를 향해 가압함으로써 쐐기형 접합부(162, 164) 각각에서 가압 또는 쐐기형 밀봉부를 생성시킨다. 또한 도시된 바와 같이, 밀봉 부재 또는 O-링(171)도 나사산(170) 근처에서 외부 리테이너 링(160) 및 헤드 섹션(56) 사이에 제공될 수 있다.
조립체에서, 스프레이 형성 섹션(58)의 다양한 컴포넌트들은 또한 유체 노즐(86)에서 배출되는 유체의 분무화를 용이하게 하기 위하여 다양한 통로들을 한정한다. 도시된 바와 같이, 내부 에어 디플렉터 링(156), 전면 에어캡(158), 및 외부 리테이너 링(116)은 집합적으로 U-자형 또는 구부러진 에어 통로(172)를 한정하며, 이 에어 통로(172)는 헤드 섹션(56) 내 에어 통로(148)에서부터 시작하여 전면 에어캡(158) 내 에어캡 통로(174)까지 연장한다. 에어캡 통로(174)는 에어 성형 포트 또는 제트(176) 안으로 더 연정하는데, 이 에어 성형 포트 또는 제트(176)는 원하는 스프레이 성형을 용이하게 하도록 중앙선(78)을 향해 내측으로 향해져 있다. 또한 내부 에어 디플렉터 링(156) 및 전면 에어캡(158)은, 돌출 유체 통로(82), 유체 노즐(86), 및 리테이너(88) 주위에서 내부 에어 통로(178)을 한정한다. 도시된 바와 같이, 내부 에어 통로(178)는, 헤드 섹션(56) 내 에어 통로(152)에서부터 전면 에어캡(158)의 전면 섹션(182) 내 복수의 에어 분무화 포트 또는 제트(180)까지 연장한다. 이들 에어 분무화 포트 또는 제트(180)는 유체 노즐(86)의 고리형 유체 출구(100) 주위에 배치되며, 이 경우 에어 분무화 포트 또는 제트(180)는 유체 노즐(86)로부터 배출되는 유체의 분무화를 용이하게 한다. 그밖에, 스프레이 디바이스(12)가 유체 스프레이를 생성시킴에 따라, 에어 성형 포트 또는 제트(176)는 평평한 스프레이, 넓은 원뿔형 스프레이 패턴, 좁은 원뿔형 스프레이 패턴 등등과 같은 원하는 스프레이 모양 또는 패턴 형성을 용이하게 한다.
도 4는 본 발명의 스프레이 디바이스(12)의 예시적인 특징들을 도시하는 헤드 섹션(56) 및 스프레이 형성 섹션(58)의 분해 측단면도이다. 스프레이 디바이스(12)는 도 4에 도시된 바와 같이 스프레이 형성 섹션(58)이 헤드 섹션(56)에서 분리되어지는, 세척, 수리, 유지보수, 부품 교체, 및 다른 작업들의 대상이 될 수 있다는 것이 예상된다. 예컨대, 스프레이 디바이스(12)를 동작시킨 후, 유체 노즐(86) 및 스프레이 디바이스(12)의 다른 내부 통로를 세척하기 용이하도록 하기 위하여 스프레이 형성 섹션(58)이 분리될 수 있다. 종래의 구성과는 달리, 상기 및 다른 작업들은, 돌출 유체 통로(82), 유체 및 에어 출구(84, 154)의 분리, 및 유체 노즐(86)의 상대적으로 작은 내부 용량을 통하여 더욱 신속하고 청결하게 수행될 수 있다. 예컨대, 만약 유체 통로(76) 및 유체 노즐(86)이 스프레이 디바이스(12)의 사용 이후 잔여 유체를 가지고 있다면, 돌출 유체 통로(82) 및 유체 및 에어 출구(84, 154)의 분리 때문에 유체 노즐(86)을 헤드 섹션(56)에서 분리하는 동안에 유체가 에어 통로(152)로 누출 또는 유출되는 것이 방지된다. 더 나아가, 수렴형 에어 통로(98)에 의해 한정되는 유체 노즐(86)의 상대적으로 작은 내부 용량도 역시 유체 노즐(86)을 헤드 섹션(56)에서 분리하는 동안에 유체 노즐(86)에서 누출되는 유체 양을 실질적으로 감소시킨다. 본 발명의 유체 노즐(86)은 또한, 유체 노즐(86)이 더 작은 내부 표면 면적 및 더 얇은 깊이를 가지기 때문에, 종래의 구성보다 더 신속하게 세척될 수 있다. 동일한 이유로, 본 발명의 유체 노즐(86)은 종래의 구성보다 상대적으로 더 낮은 비용으로 제조되고 교체될 수 있다.
이제 도 5를 참조하면, 분해가능 마운트(64)를 더 양호하게 도시하기 위하여스프레이 디바이스(12)의 측면도가 제공된다. 분해가능 마운트(64)는 외부에 나사산이 형성된 파스너(66) 및 내부에 나사산이 형성된 파스너(68)를 통해 본체(50)의 상부 부분(184)에 분리가능하게 연결된다. 그러나 임의의 다른 적절한 무공구 또는 공구부착 파스너도 본 발명의 범위 안에서 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 장착 파스너 또는 세트 스크류(72, 74)는 장착 수용부(70) 안으로 나사연결될 수 있는데, 이 경우 분해가능 마운트(64)는 원하는 고정식 또는 이동식 디바이스에 분해가능하게 연결될 수 있다. 주목해야될 점은 분해가능 마운트(64)의 한 단부 또는 양 단부 모두는, 즉 파스너(66) 및 장착 수용부(70)에서, 회전가능 또는 피봇운동가능할 수 있는데, 이 경우 스프레이 디바이스(12)는 원하는 방향으로 회전될 수 있다. 도시된 실시예에서, 파스너들(66, 68, 72, 74)의 고정 강도(tightness)에 따라 스프레이 디바이스(12) 및 분해가능 마운트(64)의 회전성이 조절된다. 만약 파스너(66, 68)가 분해가능 마운트(64)에 스프레이 디바이스(12)를 단단하게 고정한다면, 스프레이 디바이스(12)는 분해가능 마운트(64) 주위로 회전될 수 없다. 유사하게, 만약 장착 파스너 또는 세트 스크류(72, 74)가 원하는 고정식 또는 이동식 디바이스를 단단하게 연결한다면, 분해가능 마운트(64)는 상기 디바이스 주위로 회전될 수 없다.
도 6은 이러한 고정식 또는 이동식 디바이스의 장착 부재 또는 로드(186)에 분해가능하게 연결된 스프레이 디바이스(12)의 전면도이다. 예컨대, 장착 부재 또는 로드(186)는 로봇아암, 조립 라인, 고정형 포지셔닝 구조, 고정형 로드 또는 부재, 레일 메커니즘, 케이블 및 풀리 조립체, 유압 조립체, 이동형 포지셔닝 구조,또는 임의의 다른 적절한 구조에서부터 연장할 수 있다. 도 1을 다시 참조하면, 장착 부재 또는 로드(186)는 포지셔닝 시스템(24)의 하나의 통합된 부분일 수 있다. 스프레이 디바이스(12)는, 장착 수용부(70) 안으로 장착 부재 또는 로드(186)를 수용하고, 스프레이 디바이스(12)를 원하는 스프레이 위치로 조정하고, 그후 장착 파스너 또는 세트 스크류(72, 74)를 장착 수용부(70) 안으로 장착 부재 또는 로드(186)과 접촉되도록 나사연결시켜 원하는 위치에 고정함으로써, 장착 부재 또는 로드(186)에 장착될 수 있다.
스프레이 디바이스(12)는, 장착 파스너(72, 74)를 장착 부재 또는 로드(186)에서 분해시키거나 또는 파스너(66, 68)를 스프레이 디바이스(12)의 본체(50)로부터 분해시키는 것 중 어느 하나에 의해, 분해될 수 있다. 도 7은 분해가능 마운트(64)에서 분해된 스프레이 디바이스(12)의 전면도이다. 도시된 바와 같이, 분해가능 마운트(64)는 장착 부재 또는 로드(186) 상의 자신의 장착 위치가 보존되며, 이 경우 스프레이 디바이스(12) 또는 그 대체물은 원래의 장착 위치에 재장착될 수 있다. 예컨대, 스프레이 디바이스(12)는 점검, 세척, 보수, 부품 교체, 또는 다른 목적을 위하여, 분리될 수 있다. 스프레이 디바이스의 포지셔닝에 대한 스프레이 공정들의 주어진 민감도에서, 본 발명의 분해가능 마운트(64)는 스프레이 디바이스(12) 및 시스템(10)에 있어서 반복가능한 포지셔닝, 반복가능한 스프레이 패턴, 그리고 반복가능한 스프레이 결과가 얻어지는 것을 용이하게 한다. 또한, 다른 분해가능 장착 메커니즘도 본 발명의 범위 내에 든다.
본 발명은 다양한 변형 및 대안적인 형태가 가능하지만, 본 명세서에서는 특정한 실시예들만이, 오직 예시적인 목적으로 도면에서 도시되고 상세하게 설명되었다. 그러나, 이해되어야 할 점은, 본 발명은 개시된 구체적인 형태로 제한되는 것을 의도하지 않았다는 점이다. 그 반대로 본 발명은 다음에 첨부되어 있는 특허청구범위에 의해 한정되는 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위 안에 떨어지는 모든 변형예, 등가물, 및 대안예들을 포함한다.
위에서 상술한 바와 같은 본 발명은 스프레이 시스템에서, 원하는 스프레이 위치로 스프레이 디바이스를 반복가능하게 장착할 수 있는 구조를 제공하여, 스프레이 디바이스 및 시스템에 있어서 반복가능한 포지셔닝, 반복가능한 스프레이 패턴, 그리고 반복가능한 스프레이 결과가 얻어지는 것을 용이하게 하는 효과가 있다. 또한, 스프레이 디바이스에서, 유체 노즐이 분리되어지는 수리, 점검 및 다른 작업 동안에, 스프레이 디바이스의 에어 통로나 다른 부분들 안으로 유체가 누출 또는 유출되는 것을 감소 또는 분리시키는 현저한 효과 등이 있다.

Claims (40)

  1. 스프레이 디바이스로서,
    분무형 스프레이 형성 섹션을 구비하는 본체와;
    제 1 및 제 2 분해가능 커플링을 포함하는 반복 포지셔닝 마운트(repeatable positioning mount)로서, 상기 제 1 분해가능 커플링은 상기 본체에 분리가능하게 연결되고 상기 제 2 분해가능 커플링은 외부 장착 부재에 분리가능하게 연결될 수 있는, 반복 포지셔닝 마운트를
    포함하는, 스프레이 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 분무형 스프레이 형성 섹션은 에어 제트(air jets)를 포함하는, 스프레이 디바이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 에어 제트는 스프레이 성형 에어 제트를 포함하는, 스프레이 디바이스.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 에어 제트는 유체 분무화 에어 제트를 포함하는 스프레이 디바이스.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 분무형 스프레이 형성 섹션은 유체 노즐을 포함하는, 스프레이 디바이스.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 유체 노즐은 상기 본체의 내부 공동(cavity) 안에 분리가능하게 배치되는, 스프레이 디바이스.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 유체 노즐을 따라 연장하는 에어 통로를 포함하는, 스프레이 디바이스.
  8. 제 5 항에 있어서, 상기 유체 노즐 내의 밀봉 위치까지 연장하는 압력-개방형 밸브를 포함하는, 스프레이 디바이스.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 장착 브라켓은 피봇 조인트를 포함하는, 스프레이 디바이스.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스는 자동 스프레이 건을 포함하는, 스프레이 디바이스.
  11. 제 1 항에 있어서, 상기 반복 포지셔닝 마운트는 상기 제 1 및 제 2 분해가능 커플링 주위로 회전가능한, 스프레이 디바이스.
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 분해가능 커플링 중 적어도 하나는 파스너를 구비하는 장착 수용부를 포함하는, 스프레이 디바이스.
  13. 스프레이 디바이스를 포함하는 스프레이 시스템으로서,
    상기 스프레이 디바이스는:
    에어 통로 및 유체 통로를 구비하는 섹션과;
    상기 유체 통로와 서로 유체가 통하는 유체 노즐과;
    상기 유체 노즐 주위에 배치되고 상기 에어 통로와 서로 공기가 통하는 분무형 스프레이 형성 섹션과;
    제 1 및 제 2 분해가능 커플링을 포함하는 반복 포지셔닝 마운트로서, 상기 제 1 분해가능 커플링은 상기 스프레이 디바이스에 분리가능하게 연결되고 상기 제 2 분해가능 커플링은 외부 장착 부재에 분리가능하게 연결될 수 있는, 반복 포지셔닝 마운트를 포함하는,
    스프레이 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스에 연결된 포지셔닝 시스템을 포함하는, 스프레이 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 포지셔닝 시스템은 고정식 포지셔닝 구조를 포함하는, 스프레이 시스템.
  16. 제 14 항에 있어서, 상기 포지셔닝 시스템은 이동식 포지셔닝 메커니즘을 포함하는, 스프레이 시스템.
  17. 제 13 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스에 연결된 자동화 시스템을 포함하는, 스프레이 시스템.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스는 목재 마감 물질을 스프레이하도록 적응되어 있는, 스프레이 시스템.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스는 페인트를 스프레이하도록 적응되어 있는, 스프레이 시스템.
  20. 제 13 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스는 화학 처리 물질을 스프레이하도록 적응되어 있는, 스프레이 시스템.
  21. 제 13 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스는 세라믹 코팅 물질을 스프레이하도록 적응되어 있는, 스프레이 시스템.
  22. 제 13 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스는 자동 스프레이 건을 포함하는, 스프레이 디바이스.
  23. 스프레이 디바이스를 포함하는 스프레이 시스템으로서,
    상기 스프레이 디바이스는:
    임의의 물질을 원하는 스프레이 패턴으로 분무화하도록 적응된 스프레이 형성 섹션과;
    반복가능 위치에서 장착 부재에 상기 스프레이 디바이스를 고정시키도록 적응된 분해가능 마운트로서, 상기 분해가능 마운트는 상기 스프레이 디바이스에 연결된 제 1 분해가능 커넥터와 상기 장착 부재에 연결가능한 제 2 분해가능 커넥터를 포함하는, 분해가능 마운트를 포함하는,
    스프레이 시스템.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 스프레이 형성 섹션은 에어 분무화 제트를 포함하는, 스프레이 시스템.
  25. 제 23 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스는 코팅 물질을 스프레이하도록 적응되어 있는, 스프레이 시스템.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 코팅 물질은 세라믹 코팅 물질을 포함하는, 스프레이 시스템.
  27. 제 21 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스는 화학 처리 물질을 스프레이하도록 적응되어 있는, 스프레이 시스템.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 화학 처리 물질은 살충제를 포함하는, 스프레이 시스템.
  29. 장착 아암을 포함하는 포지셔닝 시스템과;
    스프레이 디바이스를
    포함하는 스프레이 시스템으로서,
    상기 스프레이 디바이스는:
    유체 분무화 메커니즘을 구비하는 본체와;
    상기 본체에 분리가능하게 연결되는 제 1 분해가능 커넥터와 원하는 스프레이 위치에서 상기 장착 아암에 분리가능하게 연결되는 제 2 분해가능 커넥터를 포함하는 반복 포지셔닝 마운트를 포함하는,
    스프레이 시스템.
  30. 제 29 항에 있어서, 상기 스프레이 디바이스는 세라믹 코팅을 도포하도록 적응되어 있는, 스프레이 시스템.
  31. 스프레이 시스템으로서,
    임의의 물질을 원하는 스프레이 패턴으로 분무화하기 위한 수단과;
    상기 분무화 수단을 반복가능 위치에서 장착 부재에 분해가능하게 장착하기 위한 수단을
    포함하는, 스프레이 시스템.
  32. 제 31 항에 있어서, 원하는 스프레이 배향으로 상기 분무화 수단을 포지셔닝하기 위한 수단을 포함하는, 스프레이 시스템.
  33. 제 32 항에 있어서, 상기 포지셔닝 수단을 자동화하기 위한 수단을 포함하는, 스프레이 시스템.
  34. 분해가능 마운트를 통해 원하는 스프레이 위치에 분무화 스프레이 디바이스를 분해가능하게 장착하는 단계와;
    상기 분해가능 마운트에서 상기 분무화 스프레이 디바이스를 떼어내고 상기 원하는 스프레이 위치에 상기 분해가능 마운트를 그대로 유지하는 단계와;
    상기 원하는 스프레이 위치에서 상기 분해가능 마운트에 상기 분무화 스프레이 디바이스를 재부착하는 단계를
    포함하는, 방법.
  35. 제 34 항에 있어서, 상기 분해가능하게 장착하는 단계는 상기 분무화 스프레이 디바이스를 포지셔닝 시스템에 선회운동가능하게 연결시키는 단계를 포함하는, 방법.
  36. 제 34 항에 있어서, 상기 분해가능하게 장착하는 단계는 상기 분해가능 마운트의 장착 수용부 내로 장착 부재를 수용하는 단계를 포함하는, 방법.
  37. 제 34 항에 있어서, 상기 분해가능하게 장착하는 단계, 떼어내는 단계, 및 재부착하는 단계는, 상기 스프레이 디바이스는 상기 원하는 스프레이 위치에 반복가능하게 장착하는 단계를 포함하는, 방법.
  38. 제 34 항에 있어서, 세라믹 코팅 물질을 구비하는 유체 공급기에 상기 분무화 스프레이 디바이스를 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  39. 제 34 항에 있어서, 페인트 물질을 구비하는 유체 공급기에 상기 분무화 스프레이 디바이스를 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
  40. 제 34 항에 있어서, 화학 처리 물질을 구비하는 유체 공급기에 상기 분무화 스프레이 디바이스를 연결하는 단계를 포함하는, 방법.
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