KR20170116668A - 공압식 재료 이송 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관을 통해 이송되는 재료가 관 내에서 고밀도의 덩어리 형태를 이루면서 순차적으로 저속 이송되어 이송 중인 재료와 관 간의 충돌이나 마찰 등의 강도가 크게 낮아지면서 해당 재료 또는 관의 파손 내지 마모 등의 현상이 현저히 줄어드는 동시에 재료 이송을 위한 공기의 사용량을 줄일 수 있어 재료 이송 작업 간 에너지 이용 효율을 높일 수 있는 공압식 재료 이송 시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 공압식 재료 이송 시스템은 재료가 저장되고 저장된 재료의 배출구가 하부에 형성되는 호퍼와, 상기 호퍼의 배출구를 통해 배출되는 재료를 받아 이송하기 위해 상기 배출구와 연결되며, 개폐 밸브를 구비하는 재료 이송관과, 상기 호퍼 내의 재료를 상기 배출구 방향으로 사전 설정된 시간 주기로 반복해서 가압하는 재료 가압부와, 상기 재료 이송관 내의 재료에 이송 동력을 사전 설정된 시간 주기로 반복해서 제공하는 공압식의 재료 이송 동력부를 포함하며, 상기 재료 가압부 및 재료 이송 동력부의 교차 작동을 기반으로 상기 재료 이송관 내에서 재료가 덩어리 형태의 순차적 이동을 하는 것일 수 있다.

Description

공압식 재료 이송 시스템{Pneumatic material conveying system}

본 발명은 관을 통해 이송되는 재료가 관 내에서 고밀도의 덩어리 형태를 이루면서 순차적으로 저속 이송되어 이송 중인 재료와 관 간의 충돌이나 마찰 등의 강도가 크게 낮아지면서 해당 재료 또는 관의 파손 내지 마모 등의 현상이 현저히 줄어드는 동시에 재료 이송을 위한 공기의 사용량을 줄일 수 있어 재료 이송 작업 간 에너지 이용 효율을 높일 수 있는 공압식 재료 이송 시스템에 관한 것이다.

재료의 이송 작업 시 해당 작업에 필요한 에너지는 적게 소비하면서 재료는 가능한 멀리 이송시키는 것이 효율적인 작업 방식임은 당연하다.

이는 관을 통해 재료를 이송시키는 작업에서도 마찬가지이며, 관을 통한 재료의 이송 작업 시 함께 고려되어야 할 요소로 관 및 그 내부에서 이송되는 재료 간의 충돌, 마찰 등에 의해 해당 관 또는 재료의 파손 내지 마모를 최소화해야 하는 점이다.

본 출원인은 이에 대한 지속적인 연구 및 개발 과정에서 본 발명을 도출하여 제안하게 되었다.

한국 공개특허 제10-2015-0029815호(2015.03.19.공개), “분말 연속공급장치” 한국 등록특허 제10-1159656호(2012.06.25.공고), “원료 공급장치 및 공급 방법”

본 발명의 실시 예는 관을 통해 이송되는 재료가 해당 관 내에서 고밀도의 덩어리 형태를 이루면서 순차적으로 저속 이송되어 이송 중인 재료와 관 간의 충돌이나 마찰 등의 강도가 크게 낮아지면서 해당 재료 또는 관의 파손 내지 마모 등의 현상이 현저히 줄어드는 동시에 재료 이송을 위한 공기의 사용량을 줄일 수 있어 재료 이송 작업 간 에너지 이용 효율을 높일 수 있는 공압식 재료 이송 시스템 및 방법을 제공한다.

또한 본 발명의 실시 예는 관을 통한 재료의 공압 방식 이송에서 공기원이 적어 백필터 및 관의 지름을 축소할 수 있음에 따른 설비 투자 비용의 감소가 가능한 공압식 재료 이송 시스템 및 방법을 제공한다.

본 발명의 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템은 재료가 저장되고 저장된 재료의 배출구가 하부에 형성되는 호퍼와, 상기 호퍼의 배출구를 통해 배출되는 재료를 받아 이송하기 위해 상기 배출구와 연결되며, 개폐 밸브를 구비하는 재료 이송관과, 상기 호퍼 내의 재료를 상기 배출구 방향으로 사전 설정된 시간 주기로 반복해서 가압하는 재료 가압부와, 상기 재료 이송관 내의 재료에 이송 동력을 사전 설정된 시간 주기로 반복해서 제공하는 공압식의 재료 이송 동력부를 포함하며, 상기 재료 가압부 및 재료 이송 동력부의 교차 작동을 기반으로 상기 재료 이송관 내에서 재료가 덩어리 형태의 순차적 이동을 하는 것일 수 있다.

또한 상기 재료 가압부는 상기 호퍼의 상부에 위치하는 일측으로부터 상기 호퍼 내 재료를 상기 배출구 방향으로 가압하기 위한 에어가 배출되는 제1 에어 이송관, 상기 제1 에어 이송관의 개폐 밸브, 상기 제1 에어 이송관에 에어를 공급하는 에어 공급 장치를 포함하고, 상기 재료 이송 동력부는 상기 재료 이송관에 길이방향의 일단이 상기 재료 이송관과 통하는 상태로 연결되는 제2 에어 이송관, 상기 제2 에어 이송관의 개폐 밸브, 상기 제2 에어 이송관에 에어를 공급하는 에어 공급 장치를 포함하며, 본 발명의 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템은 상기 제1 에어 이송관의 개폐 밸브 및 상기 제2 에어 이송관의 개폐 밸브를 사전 설정된 시간 주기에 따라 반복 개폐하여 상기 호퍼 내 재료의 에어를 통한 주기적인 가압 및 상기 재료 이송관에 대한 주기적인 에어 공급을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템은 상기 재료 이송관에 길이방향의 일단이 상기 재료 이송관과 통하는 상태로 연결되는 제3 에어 이송관, 상기 제3 에어 이송관의 개폐 밸브, 상기 제3 에어 이송관에 에어를 공급하는 에어 공급 장치를 포함하여 상기 재료 이송관을 통한 재료 이송의 정지 시 상기 재료 이송관 내 잔류 재료를 배출시키는 잔류 재료 비산 이송부를 더 포함하며, 상기 재료 이송관 및 제1 내지 제3 에어 이송관은 단일의 에어 공급 장치에 직간접적으로 병렬 연결되어 상기 제어부의 제어를 통한 해당 개폐 밸브의 개폐를 통해 에어의 공급 및 차단이 이루어지는 형태일 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템은 상기 호퍼에 공급되기 위한 재료가 저장되는 재료 저장탱크와, 상기 재료 저장탱크 및 호퍼를 연결하여 상기 재료 저장탱크의 재료를 상기 호퍼에 공급하고, 개폐 밸브를 구비하는 재료 공급관을 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 재료 가압부 및 재료 이송 동력부의 연계 동작에 의한 상기 재료 이송관의 재료 이송을 통해 상기 호퍼 내 재료의 잔여 량이 사전 설정된 기준 이하가 될 시 상기 재료 이송관 및 제1 에어 이송관 그리고 제2 에어 이송관의 각 개폐 밸브를 폐쇄한 상태에서 상기 잔류 재료 비산 이송부를 사전 설정된 시간 작동한 다음 상기 재료 저장탱크 내 재료를 상기 호퍼에 공급 후 상기 재료 가압부 및 재료 이송 동력부의 연계 동작에 의한 상기 재료 이송관의 재료 이송을 재개하는 일련의 동작을 자동 반복시키는 제어를 하는 것일 수 있다.

또한 본 발명의 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템은, 상기 호퍼 내 재료의 공급 상한점 형성을 위한 상부 레벨 센서 및 상기 호퍼 내 재료의 배출 하한점 형성을 위한 하부 레벨 센서를 더 포함하여 상기 제어부는 상기 하부 레벨 센서의 신호에 따라 상기 재료 이송관 및 제1 에어 이송관 그리고 제2 에어 이송관의 각 개폐 밸브를 폐쇄한 상태에서 상기 잔류 재료 비산 이송부를 사전 설정된 시간 작동한 다음 상기 재료 저장탱크 내 재료를 상기 호퍼에 공급하고 상기 상부 레벨 센서의 신호에 따라 상기 재료 저장탱크의 상기 호퍼에 대한 재료 공급을 중단시키는 제어를 하거나, 이와 다른 형태로써, 상기 제어부가 사전 설정되는 상기 재료 저장 탱크의 상기 호퍼에 대한 재료 공급의 시간 주기 및 1회 공급을 기준으로 공급 시간, 상기 잔류 재료 비산 이송부의 작동 주기 및 1회 작동 기준의 작동 시간을 기반으로 재료 저장 탱크의 호퍼에 대한 재료 공급 및 호퍼 내 재료의 재료 이송관을 통한 이송 그리고 잔류 재료 비산 이송부의 주기적 작동을 제어하는 것일 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따르면, 관을 통해 이송되는 재료가 해당 관 내에서 고밀도의 덩어리 형태를 이루면서 순차적으로 저속 이송되어 이송 중인 재료와 관 간의 충돌이나 마찰 등의 강도가 크게 낮아지면서 해당 재료 또는 관의 파손 내지 마모 등의 현상이 현저히 줄어드는 동시에 재료 이송을 위한 공기의 사용량을 줄일 수 있어 재료 이송 작업 간 에너지 이용 효율을 높일 수 있게 된다.

또한 관을 통한 재료의 공압 방식 이송에서 공기원이 적어 백필터 및 관의 지름을 축소할 수 있음에 따른 설비 투자 비용의 감소가 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템을 보인 구성도
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템의 전기적 구성을 보인 블록도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템에 의해서 관을 통해 재료가 이송되는 상태를 예시한 도면
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템의 제어부를 통한 자동 작동 과정의 전체적인 흐름을 보인 플로우차트
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템의 전체적인 작동 상태를 보인 타임차트

이하의 본 발명에 관한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예의 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명의 실시에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.

따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.

발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”,　＂…모듈“ 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는

하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템을 보인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템의 전기적 구성을 보인 블록도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템에 의해서 관을 통해 재료가 이송되는 상태를 예시한 도면이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템은 호퍼(10), 재료 이송관(20), 재료 가압부(20), 재료 이송 동력부(40)를 포함하여 구성된다. 또한 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템은 제어부(50), 잔류 재료 비산 이송부(60), 벤트관(80), 재료 저장탱크(90), 재료 공급관(100), 상부 레벨 센서(110), 하부 레벨 센서(120), 입력부(130)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

호퍼(10)는 재료 이송관(20)을 통해 이송되기 위한 재료를 저장하며, 이러한 호퍼(10)는 저장된 재료의 배출구(11)가 하부에 형성된다.

재료 이송관(20)은 호퍼(10)의 배출구(11)를 통해 배출되는 재료를 받아 이송하기 위해 호퍼(10)의 배출구(11)에 연결되며, 이러한 재료 이송관(20)은 개폐 밸브(21)를 구비한다.

재료 가압부(30)는 호퍼(10) 내의 재료를 호퍼의 배출구(11) 방향으로 사전 설정된 시간 주기로 반복해서 가압하는 기능을 한다. 본 실시 예에서는 이러한 재료 가압부(30)가 제1 에어 이송관(31) 및 제1 에어 이송관(31)의 개폐 밸브(32) 그리고 에어 공급 장치(70)를 포함하는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 재료 가압부(30)는 호퍼(10) 내의 재료를 호퍼(10)의 배출구(11) 방향으로 사전 설정된 시간 주기로 반복해서 가압할 수 있는 조건을 만족하는 범위 내에서 다양한 실시 예가 사용될 수 있다.

이하, 본 실시 예를 기준으로 재료 가압부(30)에 대해 더 설명하면, 제1 에어 이송관(31)은 호퍼(10)의 상부에 위치하는 일측으로부터 호퍼(10) 내 재료를 호퍼(10)의 배출구(11) 방향으로 가압하기 위한 에어를 배출하고, 개폐 밸브(32)는 제1 에어 이송관(31)을 개폐하며, 에어 공급 장치(70)는 제1 에어 이송관(31)에 에어를 공급하는 기능을 한다. 에어 공급 장치(70)로는 통상의 에어 콤프레샤가 사용될 수 있다.

그리고 재료 가압부(30)를 통한 호퍼(10) 내 재료의 가압 동작이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록, 호퍼(10)의 상부에 벤트관(80)이 설치될 수 있다. 즉, 벤트관(80)은 개폐 밸브(81)를 구비하여 이러한 개폐 밸브(81)의 개방과 함께 호퍼(10) 내 공기를 외부에 배출시키며, 이러한 벤트관(80)의 기능에 따라 재료 가압부(30)는 호퍼(10) 내 재료에 대한 가압 기능을 보다 원활하게 수행할 수 있다.

재료 이송 동력부(40)는 재료 이송관(20) 내의 재료에 이송 동력을 사전 설정된 시간 주기로 반복해서 제공하며, 여기서 재료 이송 동력부(40)는 공압식으로 재료 이송관(20) 내 재료에 이송 동력을 제공한다. 본 실시 예에서는 이러한 재료 이송 동력부(40)가 제2 에어 이송관(41) 및 제2 에어 이송관(41)의 개폐 밸브(42) 그리고 에어 공급 장치(70)를 포함하는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 재료 이송 동력부(40)는 재료 이송관(20) 내의 재료에 이송 동력을 사전 설정된 시간 주기로 반복해서 제공할 수 있는 조건을 만족하는 범위 내에서 다양한 실시 예가 사용될 수 있다.

이하, 본 실시 예를 기준으로 재료 이송 동력부(40)에 대해 더 설명하면, 제2 에어 이송관(41)은 재료 이송관(20)에 길이방향의 일단이 재료 이송관(20)과 통하는 상태로 연결되고, 개폐 밸브(42)는 제2 에어 이송관(41)을 개폐하며, 에어 공급 장치(70)는 제2 에어 이송관(41)에 에어를 공급하는 기능을 한다. 여기서, 에어 공급 장치(70)로는 통상의 에어 콤프레샤가 사용될 수 있고, 또한 본 실시 예에서는 재료 가압부(30)의 에어 공급 장치(70) 및 재료 이송 동력부(40)의 에어 공급 장치(70)가 하나의 에어 공급 장치(70)를 통해 구현되는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 재료 가압부(30) 및 재료 이송 동력부(40)별 별도의 에어 공급 장치가 사용되는 형태일 수도 있다.

상술한 구성에 의해서, 호퍼(10)의 배출구(11)를 통해 재료 이송관(20) 내로 배출되는 재료들은 재료 가압부(30) 및 재료 이송 동력부(40)의 교차 작동을 기반으로 재료 이송관(20) 내에서 덩어리 형태를 이루면서 순차적 이동을 하게 된다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템은 재료 가압부(30) 및 재료 이송 동력부(40)의 교차 작동을 기반으로 재료 이송관(20) 내에서 재료가 덩어리 형태의 순차적 이동을 하게 한다.

부연 설명하면, 재료 가압부(30)의 가압 동작을 통해 호퍼(10)로부터 재료 이송관(20)으로 배출된 재료들은 재료 이송 동력부(40)로부터 공급되는 고압의 에어에 의해 덩어리 형태를 이루면서 재료 이송관(20) 내에서 이동되며, 이에 따라 재료 이송관(20) 내에서의 재료 이동은 저속 고밀도 방식의 이동 형태를 유지하게 된다.

도 3은 이를 예시한 것으로서, 도시된 바와 같이, 재료 이송관(20) 내의 재료는 모래 언덕의 형태로 순차적인 이동을 하는 고밀도의 플러그 흐름을 보이면서 저속 이동을 한다.

그리고 이와 같이 재료 이송관(20) 내에서 재료가 저속 고밀도 방식의 이동을 함에 따라, 이동 중인 재료와 재료 이송관(20) 내면 간의 충돌 및 마찰 등의 강도가 크게 낮아지면서 해당 재료 또는 재료 이송관(20)의 파손 내지 마모 등의 현상이 현저히 줄어들 수 있다. 또한 재료 이송관(20) 내 재료의 이송을 위해 에어가 계속해서 공급되는 방식이 아니고 고압의 에어를 사전 설정된 시간 주기로 끊어서 공급하는 방식이므로, 에어 이송관(20) 내 재료 이송을 위한 공기의 사용량을 줄일 수 있다.

그리고 재료 가압부(30) 및 재료 이송 동력부(40)의 교차 작동 및 그에 따른 재료 이송관(20) 내 재료의 저속 고밀도 방식의 덩어리 형태 순차 이동은 자동화 방식으로 진행될 수 있으며, 이에 따라 본 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템은 제어부(50)를 포함하여 구성된다.

즉, 제어부(50)는 재료 가압부(30)에 포함되는 제1 에어 이송관(31)의 개폐 밸브(32) 및 재료 이송 동력부(40)에 포함되는 제2 에어 이송관(41)의 개폐 밸브(42)를 사전 설정된 시간 주기에 따라 반복 개폐하여 호퍼(10) 내 재료의 에어를 통한 주기적인 가압 및 재료 이송관(20)에 대한 주기적인 에어 공급을 제어한다. 이를 위해, 제어부(50)에 제1 에어 이송관(31) 및 제2 에어 이송관(41)의 개폐 밸브(32,42)별 개폐 주기 및 1회 개방 시를 기준으로 개방되는 시간이 사전 설정됨은 물론이고, 이러한 설정들을 포함하여 제어부(50)의 제어 동작을 위한 사전 설정용 신호 입력 기능의 입력부(130)가 포함될 수 있다.

본 실시 예에서는 제1 에어 이송관(31)의 개폐 밸브(32)가 3초 동안 개방된 다음 폐쇄되고, 이렇게 제1 에어 이송관(31)의 개폐 밸브(32)가 폐쇄됨과 동시에 제2 에어 이송관(41)의 개폐 밸브(42)가 7초 동안 개방된 다음 폐쇄되며, 이렇게 제2 에어 이송관(41)의 개폐 밸브(42)가 폐쇄됨과 동시에 제1 에어 이송관(31)의 개폐 밸브(32)가 다시 개방되어 3초 동안 개방 후 폐쇄되고 이와 동시에 제2 에어 이송관(41)의 개폐 밸브(42)가 개방되어 7초 동안 개방 상태를 유지하는 일련의 과정이 반복되는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

잔류 재료 비산 이송부(60)는 재료 이송관(20)을 통한 재료 이송의 정지 시 상기 재료 이송관(20) 내 잔류 재료를 재료 이송관(20) 내에서 재료가 이송되는 방향으로 배출시키는 기능을 한다.

그리고 본 실시 예에서는 이러한 잔류 재료 비산 이송부(60)가 제3 에어 이송관(61) 및 제3 에어 이송관(61)의 개폐 밸브(62) 그리고 에어 공급 장치(70)를 포함하는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 잔류 재료 비산 이송부(60)는 재료 이송관(20)을 통한 재료 이송의 정지 시 재료 이송관(20) 내 잔류 재료를 재료 이송관(20) 내에서 재료가 이송되는 방향으로 배출시킬 수 있는 조건을 만족하는 범위 내에서 다양한 실시 예가 사용될 수 있다.

이하, 본 실시 예를 기준으로 잔류 재료 비산 이송부(40)에 대해 더 설명하면, 제3 에어 이송관(61)은 재료 이송관(20)에 길이방향의 일단이 재료 이송관(20)과 통하는 상태로 연결되고, 개폐 밸브(62)는 제3 에어 이송관(61)을 개폐하며, 에어 공급장치(70)는 제3 에어 이송관(61)에 에어를 공급하는 기능을 한다. 여기서 에어 공급 장치(70)로는 통상의 에어 콤프레샤가 사용될 수 있다.

또한 본 실시 예에서는 재료 이송관(20) 및 제1 내지 제3 에어 이송관(31,41,61)이 단일의 에어 공급 장치(70)에 직간접적으로 병렬 연결되어 제어부(50)의 제어를 통한 해당 개폐 밸브(21,32,42,62)의 개폐를 통해 에어의 공급 및 차단이 이루어지는 형태인 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 재료 이송관(20) 및 제1 내지 제3 에어 이송관(31,41,61)별로 에어 공급 장치가 개별 설치되는 형태일 수 있고, 이와 달리 재료 이송관(20)에 에어를 공급하는 에어 공급 장치 및 제1 내지 제3 에어 이송관(31,41.61)에 에어를 공급하는 하나의 에어 공급 장치가 사용되어 총 2개의 에어 공급 장치가 사용되는 형태 등 다양하게 변형 실시될 수 있다.

다음은 재료 저장탱크(90) 및 재료 공급관(100) 그리고 상부 레벨 센서(110) 및 하부 레벨 센서(120)에 대해 설명한다.

재료 저장탱크(90)는 호퍼(10)에 공급되기 위한 재료가 저장되는 것으로서, 즉, 재료 저장탱크(90)를 통해 호퍼(10)에 재료가 공급된다. 그리고 본 실시 예에서는 재료 저장탱크(90)가 호퍼(10)의 상측에 위치하여 재료 저장탱크(90) 내 재료가 자유 낙하 방식으로 호퍼(10)에 공급되는 형태를 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

재료 공급관(100)은 재료 저장탱크(90) 및 호퍼(10)를 연결하여 재료 저장탱크(90)의 재료를 호퍼(10)에 공급하는 기능을 하며, 이러한 재료 공급관(100)은 개폐 밸브(101)를 구비한다. 본 실시 예를 기준으로 부연 설명하면, 재료 공급관(100)의 개폐 밸브(101)가 개방 상태가 되면, 재료 저장탱크(90)의 재료가 재료 공급관(100)을 통해 자유 낙하 방식으로 호퍼(10)에 투입되고, 재료 공급관(100)의 개폐 밸브(101)가 폐쇄 상태가 되면, 재료 저장탱크(90)의 호퍼(10)에 대한 재료 공급이 중지된다.

그리고 제어부(50)는 재료 가압부(20) 및 재료 이송 동력부(40)의 연계 동작에 의한 재료 이송관(30)의 재료 이송을 통해 호퍼(10) 내 재료의 잔여 량이 사전 설정된 기준 이하가 될 시, 재료 이송관(20) 및 제1 에어 이송관(31) 그리고 제2 에어 이송관(41)의 각 개폐 밸브(21,32,42)를 폐쇄한 상태에서 잔류 재료 비산 이송부(60)를 사전 설정된 시간 작동한 다음, 재료 저장탱크(90) 내 재료를 호퍼(10)에 공급 후 재료 가압부(20) 및 재료 이송 동력부(40)의 연계 동작에 의한 재료 이송관(30)의 재료 이송을 재개하는 일련의 동작을 자동 반복시키는 제어를 하는 것일 수 있다.

다시 말해, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템은 제어부(50)의 제어 기능을 통해 재료 저장탱크(90)의 호퍼(10)에 대한 재료 공급 및 호퍼(10) 내 재료의 재료 이송관(20)을 통한 이송 그리고 호퍼(10) 내 재료가 대부분 이송되어 공급 필요 시 호퍼(10)에 대한 재료 저장탱크(90)의 재료 공급이 순환 방식으로 자동 진행되면서 재료 이송이 계속 진행될 수 있다.

그리고 제어부(50)는 호퍼(10) 내 재료의 저장량을 감지하는 기능의 상부 레벨 센서(110) 및 하부 레벨 센서(120)의 신호에 따라 재료 저장탱크(90) 내 재료의 호퍼(10)에 대한 공급 및 공급 중지를 제어하는 것일 수 있다.

즉, 상부 레벨 센서(110)는 호퍼(10) 내 재료의 공급 상한점 형성을 위한 센서이고, 하부 레벨 센서(120)는 호퍼(10) 내 재료의 배출 하한점 형성을 위한 센서에 해당된다.

즉, 제어부(50)는 하부 레벨 센서(120)의 신호에 따라 재료 이송관(20) 및 제1 에어 이송관(21) 그리고 제2 에어 이송관(41)의 각 개폐 밸브(21,32,42)를 폐쇄시킨 후 잔류 재료 비산 이송부(60)를 사전 설정된 시간 작동한 다음 재료 저장탱크(90) 내 재료가 상기 호퍼(10)에 공급되 하며, 상부 레벨 센서(110)의 신호에 따라 재료 저장탱크(90)의 상기 호퍼(10)에 대한 재료 공급을 중단시킨 후 재료 가압부(30) 및 재료 이송 동력부(40)를 작동시켜 재료 이송관(20)을 통한 호퍼(10) 내 재료 이송이 재개되게 하는 제어를 한다.

그리고 제어부(50)의 이와 다른 제어 동작으로써, 제어부(50)는 사전 설정되는 재료 저장탱크(90)의 호퍼(10)에 대한 재료 공급의 시간 주기 및 1회 공급을 기준으로 공급 시간, 잔류 재료 비산 이송부(60)의 작동 주기 및 1회 작동 기준의 작동 시간을 기반으로 재료 저장탱크(90)의 호퍼(10)에 대한 재료 공급 및 호퍼(10) 내 재료의 재료 이송관(30)을 통한 이송 그리고 잔류 재료 비산 이송부(60)의 주기적 작동을 제어하는 것일 수도 있다.

다음은 도 4 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템의 재료 이송을 위한 전체적인 작동 과정에 대해 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템의 제어부를 통한 자동 작동 과정의 전체적인 흐름을 보인 플로우차트이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공압식 재료 이송 시스템의 전체적인 작동 상태를 보인 타임차트이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 단계(S110)에서, 재료 공급관(100)의 개폐 밸브(101)가 개방되어 재료 저장탱크(90) 내의 재료가 재료 공급관(100)을 통해 호퍼(10)로 공급된다.

이하의 단계들은 제어부(50)의 제어 동작을 기반으로 이루어지는 것이므로, 매 단계별 주어에 해당되는 제어부(50)의 언급은 생략한 상태로 설명하였음을 밝혀 둔다.

단계(S120)에서, 호퍼(10) 내로 사전 설정된 양의 재료가 공급되면, 재료 공급관(100)의 개폐 밸브(101)는 폐쇄되고 재료 이송관(20)의 개폐 밸브(21)는 개방 상태로 전환된다.

단계(S130) 내지 단계(S150)에서, 재료 가압부(30)를 통해 호퍼(10) 내의 재료에 공압식의 가압력이 사전 설정된 시간 동안 가해진 후 재료 가압부(30)의 작동은 정지되면서 재료 이송 동력부(40)를 통해 재료 이송관(20)에 사전 설정된 시간 동안 에어가 공급되는 과정이 호퍼(10) 내 재료의 잔여량이 사전 설정된 양 이하로 줄어들기 전까지 반복된다.

단계(S160)에서, 단계(S150)을 통해 호퍼(10) 내 재료의 잔여량이 사전 설정된 양 이하로 줄어든 것으로 확인 시, 재료 이송관(20)의 개폐 밸브(21) 및 재료 가압부(30), 재료 이송 동력부(40)의 각 개폐 밸브(32,42)가 폐쇄 상태로 전환되면서 잔류 재료 비산 이송부(60)가 사전 설정된 시간 동안 작동하여 재료 이송관(20) 내의 잔류 재료가 비산되는 방식으로 이송된다.

그리고 이러한 단계(S160) 이후 단계(S110)으로 복귀되어 단계(S110)으로부터 단계(S160)의 과정이 순차적으로 진행된 후 다시 단계(S110)으로 복귀되는 과정이 반복된다.

다시 말해, 단계(S110) 내지 단계(S160)의 과정이 계속해서 반복되면서 호퍼(10) 및 재료 이송관(20)을 통해 재료 이송이 지속적으로 진행된다.

그리고 본 실시 예에서는 단계(S130) 내지 단계(S150)이 재료 가압부(30)에 포함되는 제1 에어 이송관(31)의 개폐 밸브(32)가 3초 동안 개방된 다음 폐쇄되고, 이렇게 제1 에어 이송관(31)의 개폐 밸브(32)가 폐쇄됨과 동시에 재료 이송 동력부(40)에 포함되는 제2 에어 이송관(41)의 개폐 밸브(42)가 7초 동안 개방된 다음 폐쇄되며, 이렇게 제2 에어 이송관(41)의 개폐 밸브(42)가 폐쇄됨과 동시에 제1 에어 이송관(31)의 개폐 밸브(32)가 다시 개방되어 3초 동안 개방 후 폐쇄되고 이와 동시에 제2 에어 이송관(41)의 개폐 밸브(42)가 개방되어 7초 동안 개방 상태를 유지하는 일련의 과정이 반복되는 형태인 것을 예로 하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 대해서는 도 1 내지 도 3을 참조한 설명에서도 언급한 바 있다.

그리고 도 5는 상술한 도 4에 따른 공압식 재료 이송 시스템의 제어부(50)를 통한 자동 작동 과정의 전체적인 흐름을 타임차트로 나타낸 것이다.

상술한 도 1 내지 도 5의 설명을 통하여 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 공압식 재료 이송 시스템은, 재료 이송관을 통해 이송되는 재료가 해당 재료 이송관 내에서 고밀도의 덩어리 형태를 이루면서 순차적으로 저속 이송될 수 있게 하여 이송 중인 재료와 관 간의 충돌이나 마찰 등의 강도를 크게 낮추고 이를 통해 해당 재료 또는 관의 파손 내지 마모 등의 현상을 현저히 줄이며, 이와 동시에 재료 이송을 위한 공기의 사용량을 줄여 재료 이송 작업 간 에너지 이용 효율을 높인다.

또한 재료 이송관을 통한 재료의 공압 방식 이송에서 공기원의 사용을 줄여 백필터 및 관의 지름 축소를 가능케 하고 이를 통해 설비 투자 비용의 감소를 구현한다.

이상과 같이 본 설명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시 예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시 예에 국한되어 정하여 저서는 안되며, 후술되는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적인 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10 : 호퍼 11 : 배출구
20 : 재료 이송관 21 : 개폐 밸브
30 : 재료 가압부 31 : 제1 에어 이송관
32 : 개폐 밸브 40 : 재료 이송 동력부
41 : 제2 에어 이송관 42 : 개폐 밸브
50 : 제어부 60 : 잔류 재료 비산 이송부
61 : 제3 에어 이송관 62 : 개폐 밸브
70 : 에어 공급 장치 80 : 벤트관
81 : 벤트 밸브 90 : 재료 저장 탱크
100 : 재료 공급관 101 : 개폐 밸브
110 : 상부 레벨 센서 120 : 하부 레벨 센서
130 : 입력부

Claims (5)

1. 재료가 저장되고 저장된 재료의 배출구(11)가 하부에 형성되는 호퍼(10);
   상기 호퍼(10)의 배출구(11)를 통해 배출되는 재료를 받아 이송하기 위해 상기 배출구(11)와 연결되며, 개폐 밸브(21)를 구비하는 재료 이송관(20);
   상기 호퍼(10) 내의 재료를 상기 배출구(11) 방향으로 사전 설정된 시간 주기로 반복해서 가압하는 재료 가압부(20);
   상기 재료 이송관(30) 내의 재료에 이송 동력을 사전 설정된 시간 주기로 반복해서 제공하는 공압식의 재료 이송 동력부(40)를 포함하며,
   상기 재료 가압부(30) 및 재료 이송 동력부(40)의 교차 작동을 기반으로 상기 재료 이송관(20) 내에서 재료가 덩어리 형태의 순차적 이동을 하는 공압식 재료 이송 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 재료 가압부(30)는 상기 호퍼(10)의 상부에 위치하는 일측으로부터 상기 호퍼(10) 내 재료를 상기 배출구(11) 방향으로 가압하기 위한 에어가 배출되는 제1 에어 이송관(31), 상기 제1 에어 이송관(31)의 개폐 밸브(32), 상기 제1 에어 이송관(31)에 에어를 공급하는 에어 공급 장치(70)를 포함하고,
   상기 재료 이송 동력부(40)는 상기 재료 이송관(20)에 길이방향의 일단이 상기 재료 이송관(20)과 통하는 상태로 연결되는 제2 에어 이송관(41), 상기 제2 에어 이송관(41)의 개폐 밸브(42), 상기 제2 에어 이송관(41)에 에어를 공급하는 에어 공급 장치(70)를 포함하며,
   상기 제1 에어 이송관(31)의 개폐 밸브(32) 및 상기 제2 에어 이송관(40)의 개폐 밸브(42)를 사전 설정된 시간 주기에 따라 반복 개폐하여 상기 호퍼(10) 내 재료의 에어를 통한 주기적인 가압 및 상기 재료 이송관(20)에 대한 주기적인 에어 공급을 제어하는 제어부(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공압식 재료 이송 시스템.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 재료 이송관(20)에 길이방향의 일단이 상기 재료 이송관(20)과 통하는 상태로 연결되는 제3 에어 이송관(61), 상기 제3 에어 이송관(61)의 개폐 밸브(62), 상기 제3 에어 이송관(61)에 에어를 공급하는 에어 공급 장치(70)를 포함하여 상기 재료 이송관(20)을 통한 재료 이송의 정지 시 상기 재료 이송관(20) 내 잔류 재료를 배출시키는 잔류 재료 비산 이송부(60)를 더 포함하며,
   상기 재료 이송관(20) 및 제1 내지 제3 에어 이송관(31,41,61)은 단일의 에어 공급 장치(70)에 직간접적으로 병렬 연결되어 상기 제어부(50)의 제어를 통한 해당 개폐 밸브(21,32,42,62)의 개폐를 통해 에어의 공급 및 차단이 이루어지는 형태인 것을 특징으로 하는 공압식 재료 이송 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 호퍼(10)에 공급되기 위한 재료가 저장되는 재료 저장탱크(90);
   상기 재료 저장탱크(90) 및 호퍼(10)를 연결하여 상기 재료 저장탱크(90)의 재료를 상기 호퍼(10)에 공급하고, 개폐 밸브(101)를 구비하는 재료 공급관(100)을 더 포함하며,
   상기 제어부(50)는 상기 재료 가압부(30) 및 재료 이송 동력부(40)의 연계 동작에 의한 상기 재료 이송관(20)의 재료 이송을 통해 상기 호퍼(10) 내 재료의 잔여 량이 사전 설정된 기준 이하가 될 시 상기 재료 이송관(20) 및 제1 에어 이송관(31) 그리고 제2 에어 이송관(41)의 각 개폐 밸브(21,32,42)를 폐쇄한 상태에서 상기 잔류 재료 비산 이송부(60)를 사전 설정된 시간 작동한 다음 상기 재료 저장탱크(90) 내 재료를 상기 호퍼(10)에 공급 후 상기 재료 가압부(30) 및 재료 이송 동력부(40)의 연계 동작에 의한 상기 재료 이송관(20)의 재료 이송을 재개하는 일련의 동작을 자동 반복시키는 제어를 하는 것을 특징으로 하는 공압식 재료 이송 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 호퍼(10) 내 재료의 공급 상한점 형성을 위한 상부 레벨 센서(110) 및 상기 호퍼(10) 내 재료의 배출 하한점 형성을 위한 하부 레벨 센서(120)를 더 포함하여 상기 제어부(50)는 상기 하부 레벨 센서(120)의 신호에 따라 상기 재료 이송관(20) 및 제1 에어 이송관(31) 그리고 제2 에어 이송관(41)의 각 개폐 밸브(21,32,42)를 폐쇄한 상태에서 상기 잔류 재료 비산 이송부(60)를 사전 설정된 시간 작동한 다음 상기 재료 저장탱크(90) 내 재료를 상기 호퍼(10)에 공급하고 상기 상부 레벨 센서(110)의 신호에 따라 상기 재료 저장탱크(90)의 상기 호퍼(10)에 대한 재료 공급을 중단시키는 제어를 하거나,
   상기 제어부(50)는 사전 설정되는 상기 재료 저장탱크(90)의 상기 호퍼(10)에 대한 재료 공급의 시간 주기 및 1회 공급을 기준으로 공급 시간, 상기 잔류 재료 비산 이송부(60)의 작동 주기 및 1회 작동 기준의 작동 시간을 기반으로 재료 저장탱크(90)의 호퍼(10)에 대한 재료 공급 및 호퍼(10) 내 재료의 재료 이송관(20)을 통한 이송 그리고 잔류 재료 비산 이송부(60)의 주기적 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 공압식 재료 이송 시스템.

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