WO2022250411A1 - 스마트 분체원료 이송시스템 및 스마트 분체원료 이송방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 분말 형태의 분체가 이송라인을 따라 이송될 때, 이송라인 중 수직으로 설치되는 수직관에서 정밀 계량된 분체를 원활하게 통과시키는 한편, 분체가 수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지하기 위한 스마트 분체원료 이송시스템과 스마트 분체원료 이송방법에 관한 것으로, 스마트 분체원료 이송시스템은 제1이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제1이송유닛과, 제1이송유닛에서 이격되어 제1이송량과 같거나 다른 제2이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제2이송유닛과, 제1이송유닛과 제2이송유닛에서 이격되어 제1이송량 또는 제2이송량과 같거나 작은 제3이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제3이송유닛 중 적어도 어느 하나를 포함하는 분체이송유닛을 포함한다
Description
본 발명은 스마트 분체원료 이송시스템과 스마트 분체원료 이송방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 분말 형태의 분체가 이송라인을 따라 이송될 때, 이송라인 중 수직으로 설치되는 수직관에서 정밀 계량된 분체를 원활하게 통과시키는 한편, 분체가 수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지하기 위한 스마트 분체원료 이송시스템과 스마트 분체원료 이송방법에 관한 것이다.
근래 들어 에너지 저장 기술에 대한 관심이 갈수록 높아지고 있다.
일반적으로, 휴대폰, 캠코더, 노트북, 데스크탑 컴퓨터 등의 가전제품, 나아가서는 전기차의 에너지까지 적용분야가 확대되면서 전기화학소자의 연구와 개발에 대한 노력이 점점 구체화되고 있다.
여러 전기화학소자 중 고출력 특성이 요구되는 분야에 응용이 가능한 수계 전해질 기반의 리튬 이차전지 및 커패시터(capacitor)가 주목받고 있다.
이러한 전기화학소자는 일반적으로 양극, 음극 및 양극과 음극 사이에 개재된 세퍼레이터를 포함한다. 이때, 양극 및 음극은 일반적으로 전극활물질, 고분자 바인더, 전극활물질의 균일 혼합을 위해 고분자 바인더를 용해시키는 용매를 포함하는 전극활물질 슬러리를 집전체의 표면에 도포하여 전극활물질층을 형성하는 방법에 의해 제조된다.
전극활물질 슬러리는 전극의 전기전도도 향상을 위하여 도전재를 더 포함하기도 한다. 한편, 우수한 전극을 형성하기 위해서는 전극활물질과 도전재 중 적어도 어느 하나를 균일하게 분산시키는 분산재를 더 포함하기도 한다. 왜냐하면, 전극활물질과 도전재의 분산 정도에 따라서 전극의 형상이 달라지며 그에 따라 전지의 성능도 달라지기 때문이다.
여기서, 분말 형태의 활물질의 경우, 투입호퍼로부터 투입호퍼보다 높은 곳에 배치되는 저장호퍼로 활물질을 이송시키는 경우, 이송라인 중 수직관이 반드시 형성되어야 한다.
하지만, 종래의 흡송 방식으로 활물질을 이송시키는 경우, 흡송이 완료되더라도 수직관에 활물질이 잔류하므로, 수직관에서 활물질이 낙하하여 수직관이 막히는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 압송 방식으로 활물질을 이송시키는 경우, 수직관의 압력이 상승하여 수직관에 작용하는 부하를 감당하기 위해 배관의 두께가 두꺼워지고, 재료비의 상승을 초래할 수 있다.
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분말 형태의 분체가 이송라인을 따라 이송될 때, 이송라인 중 수직으로 설치되는 수직관에서 정밀 계량된 분체를 원활하게 통과시키는 한편, 분체가 수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지하기 위한 스마트 분체원료 이송시스템과 스마트 분체원료 이송방법을 제공함에 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 제1이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제1이송유닛과, 상기 제1이송유닛에서 이격되어 상기 제1이송량과 같거나 다른 제2이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제2이송유닛과, 상기 제1이송유닛과 상기 제2이송유닛에서 이격되어 상기 제1이송량 또는 상기 제2이송량과 같거나 작은 제3이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제3이송유닛 중 적어도 어느 하나를 포함하는 분체이송유닛;을 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 상기 제1이송유닛의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제1수직관에서 상승될 때, 상기 제1이송량 중 일부의 분체는 상기 제1수직관의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 상기 제1수직관을 통과하고, 다음으로, 상기 제1이송량 중 나머지의 분체는 상기 제1수직관의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 상기 제1수직관을 통과한다.
여기서, 상기 제1이송유닛에는, 상기 제1이송량에 대응하여 상기 분체를 기설정된 정량으로 계량하는 분체계량밸브;가 포함되고, 상기 분체계량밸브는, 호퍼가 결합되는 입구가 개구되고, 상기 입구와 대향 배치되는 출구가 개구된 중공의 계량하우징; 및 상기 입구와 상기 출구를 연결하는 가상의 선에 수직인 가상의 제1축을 기준으로 상기 계량하우징에 회전 가능하게 내장되고, 회전 방향을 따라 다수의 단위배출홈부가 등간격으로 배치된 분배모듈;을 포함하고, 상기 분배모듈의 회전에 따라 상기 입구로 유입되는 상기 분체는, 상기 단위배출홈부마다 기설정된 정량으로 분리 수용되었다가 선입선출 방식으로 상기 출구를 통해 배출된다.
여기서, 상기 제1이송유닛은, 상기 분체가 저장되고, 상기 분체를 상기 제1이송량으로 계량하여 배출시키는 제1투입모듈; 상기 제1투입모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제1투입모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제1-1압송모듈; 상기 제1투입모듈에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제1수직관; 상기 제1투입모듈에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제1투입모듈에서 배출되는 분체 또는 상기 제1수직관의 분체를 흡입하여 저장하였다가 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 분체를 제1계량량으로 계량하여 배출시키는 제1계량모듈; 및 상기 제1계량모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제1계량모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제1-2압송모듈;을 포함하며, 상기 제1투입모듈과 상기 제1계량모듈 중 적어도 어느 하나에는, 상기 분체계량밸브가 포함되고, 상기 제1수직관을 기준으로 상기 제1수직관의 하단부 쪽에는 상기 제1-1압송모듈이 연결되고, 상기 제1-1압송모듈에는 상기 제1투입모듈이 연결되며, 상기 제1수직관을 기준으로 상기 제1수직관의 상단부 쪽에는 상기 제1계량모듈이 연결되고, 상기 제1계량모듈에는 상기 제1-2압송모듈이 연결된다.
여기서, 상기 제1계량모듈은, 상기 제1수직관을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 제1계량호퍼; 상기 제1투입모듈로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 상기 제1계량호퍼에 전달하는 제1진공이젝터; 및 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 제1계량호퍼에 저장되는 분체를 상기 제1계량량으로 계량하여 배출시키는 제1계량밸브;를 포함하고, 상기 제1계량밸브는, 상기 분체계량밸브를 포함한다.
여기서, 상기 제1진공이젝터는, 공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부; 상기 진공탱크부의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 상기 공정가스 또는 상기 압축공기가 입력됨에 따라 상기 흡입력을 발생시키는 진공헤드부; 상기 제1수직관과 상기 진공탱크부가 연통되도록 상기 제1수직관이 연결되는 분체투입부; 상기 진공탱크부와 상기 제1계량호퍼를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부; 및 상기 제1투입모듈과 상기 제1-1압송모듈과 상기 진공헤드부 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛;을 포함한다.
여기서, 상기 제어유닛은, 상기 제1투입모듈에서 상기 분체가 배출됨에 따라 상기 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 상기 제1수직관을 통과하도록 상기 제1-1압송모듈을 정지시킨 상태에서 상기 진공헤드부를 동작시키고, 다음으로, 상기 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 상기 제1수직관을 통과하도록 상기 진공헤드부의 정지와 함께 상기 제1-1압송모듈을 동작시킨다.
여기서, 상기 제1투입모듈은, 상기 분체가 저장되는 제1투입호퍼; 상기 분체가 상기 제1투입호퍼에 투입될 때, 상기 분체로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 제1자석필터; 상기 분체가 상기 제1투입호퍼에 투입될 때, 상기 분체로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 제1메쉬필터; 및 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 제1투입호퍼에 저장되는 분체를 상기 제1이송량으로 계량하여 배출시키는 제1투입밸브;를 포함하고, 상기 제1투입밸브는, 상기 분체계량밸브를 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 상기 제2이송유닛의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제2수직관에서 상승될 때, 상기 제2이송량 중 일부의 분체는 상기 제2수직관의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하고, 다음으로, 상기 제2이송량 중 나머지의 분체는 상기 제2수직관의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 상기 제2수직관을 통과한다.
여기서, 상기 제2이송유닛에는, 상기 제2이송량에 대응하여 상기 분체를 기설정된 정량으로 계량하는 분체계량밸브;가 포함되고, 상기 분체계량밸브는, 호퍼가 결합되는 입구가 개구되고, 상기 입구와 대향 배치되는 출구가 개구된 중공의 계량하우징; 및 상기 입구와 상기 출구를 연결하는 가상의 선에 수직인 가상의 제1축을 기준으로 상기 계량하우징에 회전 가능하게 내장되고, 회전 방향을 따라 다수의 단위배출홈부가 등간격으로 배치된 분배모듈;을 포함하고, 상기 분배모듈의 회전에 따라 상기 입구로 유입되는 상기 분체는, 상기 단위배출홈부마다 기설정된 정량으로 분리 수용되었다가 선입선출 방식으로 상기 출구를 통해 배출된다.
여기서, 상기 제2이송유닛은, 상기 분체가 저장되고, 상기 분체를 상기 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입모듈; 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-1압송모듈; 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2수직관; 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체 또는 상기 제2수직관의 분체를 흡입하여 저장하였다가 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량모듈; 및 상기 제2계량모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2계량모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-2압송모듈;을 포함하며, 상기 제2투입모듈과 제2계량모듈 중 적어도 어느 하나에는, 상기 분체계량밸브가 포함되고, 상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 하단부 쪽에는 상기 제2-1압송모듈이 연결되고, 상기 제2-1압송모듈에는 상기 제2투입모듈이 연결되며, 상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 상단부 쪽에는 상기 제2계량모듈이 연결되고, 상기 제2계량모듈에는 상기 제2-2압송모듈이 연결된다.
여기서, 상기 제2계량모듈은, 상기 제2수직관을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 제2계량호퍼; 상기 제2투입모듈로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 상기 제2계량호퍼에 전달하는 제2진공이젝터; 및 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 제2계량호퍼에 저장되는 분체를 상기 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량밸브;를 포함하고, 상기 제2계량밸브는, 상기 분체계량밸브를 포함한다.
여기서, 상기 제2진공이젝터는, 공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부; 상기 진공탱크부의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 상기 공정가스 또는 상기 압축공기가 입력됨에 따라 상기 흡입력을 발생시키는 진공헤드부; 상기 제2수직관과 상기 진공탱크부가 연통되도록 상기 제2수직관이 연결되는 분체투입부; 상기 진공탱크부와 상기 제2계량호퍼를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부; 및 상기 제2투입모듈과 상기 제2-1압송모듈과 상기 진공헤드부 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛;을 포함한다.
여기서, 상기 제어유닛은, 상기 제2투입모듈에서 상기 분체가 배출됨에 따라 상기 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 제2-1압송모듈을 정지시킨 상태에서 상기 진공헤드부를 동작시키고, 다음으로, 상기 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 진공헤드부의 정지와 함께 상기 제2-1압송모듈을 동작시킨다.
여기서, 상기 제2이송유닛은, 상기 분체가 저장되고, 상기 분체를 상기 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입모듈; 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-1압송모듈; 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2수직관; 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체 또는 상기 제2수직관의 분체를 흡입하여 저장하였다가 피딩 방식을 이용하여 상기 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 사일로모듈; 및 상기 사일로모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 사일로모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 사일로압송모듈;을 포함하며, 상기 제2투입모듈에는, 상기 분체계량밸브가 포함되고, 상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 하단부 쪽에는 상기 제2-1압송모듈이 연결되고, 상기 제2-1압송모듈에는 상기 제2투입모듈이 연결되며, 상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 상단부 쪽에는 상기 사일로모듈이 연결되고, 상기 사일로모듈에는 상기 사일로압송모듈이 연결된다.
여기서, 상기 사일로모듈은, 상기 제2수직관을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 분체사일로; 상기 제2투입모듈로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 상기 분체사일로에 전달하는 사일로진공이젝터; 및 피딩 방식을 이용하여 상기 본체사일로에 저장되는 분체를 상기 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 테이블피더;를 포함한다.
여기서, 상기 사일로진공이젝터는, 공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부; 상기 진공탱크부의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 상기 공정가스 또는 상기 압축공기가 입력됨에 따라 상기 흡입력을 발생시키는 진공헤드부; 상기 제2수직관과 상기 진공탱크부가 연통되도록 상기 제2수직관이 연결되는 분체투입부; 상기 진공탱크부와 상기 분체사일로를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부; 및 상기 제2투입모듈과 상기 제2-1압송모듈과 상기 진공헤드부 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛;을 포함한다.
여기서, 상기 제어유닛은, 상기 제2투입모듈에서 상기 분체가 배출됨에 따라 상기 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 제2-1압송모듈을 정지시킨 상태에서 상기 진공헤드부를 동작시키고, 다음으로, 상기 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 진공헤드부의 정지와 함께 상기 제2-1압송모듈을 동작시킨다.
여기서, 상기 제2이송유닛은, 상기 분체가 저장되고, 피딩 방식을 이용하여 상기 분체를 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 사일로모듈; 상기 제2계량모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 사일로모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 사일로압송모듈; 상기 사일로모듈에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2수직관; 상기 사일로모듈에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 사일로모듈에서 배출되는 분체 또는 상기 제2수직관의 분체를 흡입하여 저장하였다가 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량모듈; 및 상기 제2계량모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2계량모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-2압송모듈;을 포함하며, 상기 제2계량모듈에는, 상기 분체계량밸브가 포함되고, 상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 하단부 쪽에는 상기 사일로압송모듈이 연결되고, 상기 사일로압송모듈에는 상기 사일로모듈이 연결되며, 상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 상단부 쪽에는 상기 제2계량모듈이 연결되고, 상기 제2계량모듈에는 상기 제2-2압송모듈이 연결된다.
여기서, 상기 제2계량모듈은, 상기 제2수직관을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 제2계량호퍼; 상기 제2투입모듈로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 상기 제2계량호퍼에 전달하는 제2진공이젝터; 및 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 제2계량호퍼에 저장되는 분체를 상기 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량밸브;를 포함하고, 상기 제2계량밸브는, 상기 분체계량밸브를 포함한다.
여기서, 상기 제2진공이젝터는, 공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부; 상기 진공탱크부의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 상기 공정가스 또는 상기 압축공기가 입력됨에 따라 상기 흡입력을 발생시키는 진공헤드부; 상기 제2수직관과 상기 진공탱크부가 연통되도록 상기 제2수직관이 연결되는 분체투입부; 상기 진공탱크부와 상기 제2계량호퍼를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부; 및 상기 사일로모듈과 상기 사일로압송모듈과 상기 진공헤드부 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛;을 포함한다.
여기서, 상기 제어유닛은, 상기 사일로모듈에서 상기 분체가 배출됨에 따라 상기 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 사일로압송모듈을 정지시킨 상태에서 상기 진공헤드부를 동작시키고, 다음으로, 상기 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 진공헤드부의 정지와 함께 상기 사일로압송모듈을 동작시킨다.
여기서, 상기 제2투입모듈은, 상기 분체가 저장되는 제2투입호퍼; 상기 분체가 상기 제2투입호퍼에 투입될 때, 상기 분체로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 제2자석필터; 상기 분체가 상기 제2투입호퍼에 투입될 때, 상기 분체로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 제2메쉬필터; 및 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 제2투입호퍼에 저장되는 분체를 상기 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입밸브;를 포함하고, 상기 제2투입밸브는, 상기 분체계량밸브를 포함한다.
여기서, 상기 제3이송유닛은, 상기 분체가 저장되고, 상기 분체를 상기 제3이송량으로 계량하여 배출시키는 제3투입모듈; 및 상기 제3투입모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제3투입모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제3압송모듈;을 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 바인더이송량에 대응하여 상기 활물질과 혼합되는 바인더를 액상의 솔루션으로 변환하여 이송시키는 바인더이송유닛; 및 용매이송량에 대응하여 상기 바인더를 용해시켜 상기 솔루션을 형성하기 위한 용매를 이송시키는 용매이송유닛;을 더 포함하고, 상기 분체는, 전극의 원료인 활물질로 이루어진다.
여기서, 상기 바인더이송유닛은, 상기 바인더가 저장되고, 상기 바인더를 상기 바인더이송량으로 계량하여 배출시키는 바인더투입모듈; 상기 바인더투입모듈에서 배출되는 바인더가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 바인더투입모듈에서 배출되는 바인더를 가압하는 바인더압송모듈; 상기 솔루션이 형성되도록 상기 바인더압송모듈을 거쳐 전달되는 바인더와 상기 용매이송유닛을 통해 전달되는 용매를 혼합시키는 바인더믹싱모듈; 상기 솔루션을 펌핑하는 솔루션이송모듈; 솔루션이송모듈로부터 전달되는 솔루션이 저장되되, 상기 솔루션의 이송량에 대응하여 상기 솔루션의 정량 배출이 가능한 솔루션호퍼스케일; 및 상기 솔루션의 이송량에 대응하여 상기 솔루션호퍼스케일의 솔루션을 펌핑하는 솔루션공급펌프;를 포함한다.
여기서, 상기 용매이송유닛은, 상기 용매가 저장되는 용매탱크; 상기 용매탱크에 저장되는 용매를 펌핑하는 용매펌핑모듈; 상기 바인더에 혼합되는 용매를 조절하는 믹싱조절모듈; 및 상기 슬러리에 혼합되는 용매를 조절하는 슬러리조절모듈;을 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 도전재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 도전재를 이송시키는 도전재이송유닛; 및 분산재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 분산재를 이송시키는 분산재이송유닛; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.
여기서, 상기 도전재이송유닛은, 상기 도전재가 저장되는 도전재호퍼스케일; 및 상기 도전재이송량에 대응하여 상기 도전재호퍼스케일에 저장되는 도전재를 정량으로 펌핑하는 도전재공급펌프;를 포함한다.
여기서, 상기 분산재이송유닛은, 상기 분산재가 저장하는 분산재호퍼스케일; 및 상기 분산재이송량에 대응하여 상기 분산재호퍼스케일에 저장되는 분산재를 정량으로 펌핑하는 분산재공급펌프;를 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 상기 분체이송유닛을 거쳐 전달되는 분체와 상기 바인더이송유닛을 거쳐 전달되는 솔루션과 상기 용매이송유닛을 거쳐 전달되는 용매를 혼합하는 믹싱유닛;을 더 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송시스템을 이용하여 상기 분체를 이송하는 방법이고, 제1이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제1이송단계와, 상기 제1이송량과 같거나 다른 제2이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제2이송단계와, 상기 제1이송량 또는 상기 제2이송량보다 작은 제3이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제3이송단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 분체이송단계;를 포함한다.
여기서, 상기 제1이송단계는, 상기 제1이송유닛의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제1수직관에서 상승될 때, 상기 제1수직관에서 상기 제1이송량 중 일부의 분체를 상기 제1수직관의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 통과시키는 제1흡송단계; 및 상기 제1흡송단계를 거친 다음, 상기 제1수직관에서 상기 제1이송량 중 나머지의 분체를 상기 제1수직관의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 통과시키는 제1압송단계;를 포함한다.
여기서, 상기 제2이송단계는, 상기 제2이송유닛의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제2수직관에서 상승될 때, 상기 제2수직관에서 상기 제2이송량 중 일부의 분체를 상기 제2수직관의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 통과시키는 제2흡송단계; 및 상기 제2흡송단계를 거친 다음, 상기 제2이송량 중 나머지의 분체는 상기 제2수직관의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 상기 제2수직관을 통과시키는 제2압송단계;를 포함한다.
여기서, 상기 제3이송단계는, 상기 제3투입모듈에 저장된 분체를 상기 제3이송량으로 계량하여 배출시키는 제3투입단계; 및 상기 제3투입단계를 거쳐 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제3투입모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제3압송단계;를 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 바인더이송량에 대응하여 상기 활물질과 혼합되는 바인더를 액상의 솔루션으로 변환하여 이송시키는 바인더이송단계; 및 용매이송량에 대응하여 상기 바인더를 용해시켜 상기 솔루션을 형성하기 위한 용매를 이송시키는 용매이송단계;를 더 포함하고, 상기 분체는, 전극의 원료인 활물질로 이루어진다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 도전재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 도전재를 이송시키는 도전재이송단계; 및 분산재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 분산재를 이송시키는 분산재이송단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 전극을 형성하기 위한 슬러리를 형성하도록 상기 분체이송단계를 거쳐 전달되는 분체와 상기 바인더이송단계를 거쳐 전달되는 솔루션과 상기 용매이송단계를 거쳐 전달되는 용매를 혼합하는 믹싱단계;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송시스템과 스마트 분체원료 이송방법에 따르면, 분말 형태의 분체가 분체이송라인을 따라 이송될 때, 분체이송라인 중 수직으로 설치되는 해당 수직관에서 정밀 계량된 분체를 원활하게 통과시키는 한편, 분체가 해당 수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 분체이송라인 중 제1분체라인에서 분체의 흡송 이후에 분체의 압송이 이루어짐에 따라, 제1수직관에 작용하는 부하를 최소화시키고, 제1수직관의 두께를 줄일 수 있으며, 유지보수 비용 및 재료비 절감을 통해 원가절감 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1이송유닛의 세부 구성을 통해 제1투입모듈과 제1계량모듈 사이에서 분체의 이송을 원활하게 하고, 분체이송라인 중 제1분체라인에서 분체의 흡송과 분체의 압송을 명확하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1계량모듈의 세부 구성을 통해 분체이송라인 중 제1분체라인에서 분체의 흡송을 위한 흡입력을 안정되게 발생시키고, 일체화된 제1계량모듈에서 제1수직관과 제1계량호퍼 사이의 분체 이송을 원활하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1진공이젝터의 세부 구성을 통해 분체에 안정된 흡입력을 제공하는 한편, 제1이송량에 대응하여 본체의 연속 이송을 명확하게 할 수 있고, 분체가 제1수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지하여 제1분체라인 또는 제1수직관의 막힘을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 제1투입모듈의 세부 구성을 통해 외부에서 전달되는 분체의 전달을 용이하게 하고, 분체에 혼합되는 이물질을 제거하여 분체의 순도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송 이후에 분체의 압송이 이루어짐에 따라, 제2수직관에 작용하는 부하를 최소화시키고, 제2수직관의 두께를 줄일 수 있으며, 유지보수 비용 및 재료비 절감을 통해 원가절감 효과를 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 제2이송유닛의 세부 구성을 통해 제2투입모듈과 제2계량모듈 사이에서 분체의 이송을 원활하게 하고, 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송과 분체의 압송을 명확하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 제2계량모듈의 세부 구성을 통해 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송을 위한 흡입력을 안정되게 발생시키고, 일체화된 제2계량모듈에서 제2수직관과 제2계량호퍼 사이의 분체 이송을 원활하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 제2진공이젝터의 세부 구성을 통해 분체에 안정된 흡입력을 제공하는 한편, 제2이송량에 대응하여 본체의 연속 이송을 명확하게 할 수 있고, 분체가 제2수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지하여 제2분체라인 또는 제2수직관의 막힘을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 제2이송유닛의 세부 구성을 통해 제2투입모듈과 사일로모듈 사이에서 분체의 이송을 원활하게 하고, 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송과 분체의 압송을 명확하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 사일로모듈의 세부 구성을 통해 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송을 위한 흡입력을 안정되게 발생시키고, 일체화된 사일로모듈에서 제2수직관과 분체사일로 사이의 분체 이송을 원활하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 사일로진공이젝터의 세부 구성을 통해 분체에 안정된 흡입력을 제공하는 한편, 제2이송량에 대응하여 본체의 연속 이송을 명확하게 할 수 있고, 분체가 제2수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지하여 제2분체라인 또는 제2수직관의 막힘을 해소할 수 있다.
또한, 본 발명은 제2이송유닛의 세부 구성을 통해 사일로모듈과 제2계량모듈 사이에서 분체의 이송을 원활하게 하고, 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송과 분체의 압송을 명확하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 사일로모듈을 통해 외부에서 전달되는 분체을 대량으로 보관하였다가 간헐적으로 배출시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 제2투입모듈의 세부 구성을 통해 외부에서 전달되는 분체의 전달을 용이하게 하고, 분체에 혼합되는 이물질을 제거하여 분체의 순도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 제3이송유닛의 세부 구성을 통해 분체의 최종 목적지인 믹싱유닛에서 최종 완성되는 슬러리의 상태에 따라 분체의 양을 조절하여 추가 투입할 수 있다.
또한, 본 발명은 바인더이송유닛과 용매이송유닛의 부가 구성을 통해 활물질로 이루어진 분체를 이용하여 전극 형성을 위한 슬러리를 안정되게 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 바인더이송유닛의 세부 구성을 통해 분말 형태 또는 필렛 형태의 바인더를 안정되게 용해시키고, 바인더의 용해에 따라 형성되는 솔류션의 농도 조절을 간편하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 용매이송유닛의 세부 구성을 통해 필요한 유닛에 정량의 용매를 안정되게 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 도전재이송유닛의 부가 구성을 통해 최종 완성되는 슬러리에 정량의 도전재를 안정되게 공급하고, 슬러리의 전기전도도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 도전재이송유닛의 세부 구성을 통해 도전재의 액상화를 도모하여 도전재의 이송을 원활하게 하고, 도전재와 활물질이 안전된 균일 혼합물을 형성하도록 한다.
또한, 본 발명은 분산재이송유닛의 부가 구성을 통해 활물질인 분체의 분산을 원활하게 하고, 최종 완성되는 슬러리의 상품성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 분산재이송유닛의 세부 구성을 통해 분산재의 액상화를 도모하여 분산재의 이송을 원활하게 하고, 분산재를 통한 활물질의 선분산이 원활하게 이루어지도록 하며, 분산재와 활물질이 안정된 균일 혼합물을 형성하도록 한다.
또한, 본 발명은 믹싱유닛의 부가 구성을 통해 전극을 형성하기 위해 최종 완성되는 슬러리를 안정화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 믹싱유닛의 세부 구성을 통해 슬러리가 안정된 균일 혼합물로 형성되도록 하고, 슬러리의 농도 조절을 간편하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 스마트 분체원료 이송방법의 세부 구성들을 통해 스마트 분체원료 이송시스템의 결합관계를 명확하게 하고, 안정된 스마트 분체원료 이송시스템을 구현할 수 있으며, 상술한 유닛들의 효과를 명확하게 표출시킬 수 있다.
본 발명에 따른 분체계량밸브에 따르면, 분말 형태의 분체를 기계적으로 명확하게 정량 계량하여 순차적으로 배출할 수 있다.
또한, 본 발명은 계량하우징을 통해 분배모듈을 회전 가능하게 지지하고, 내부에 단위배출홈부를 형성하여 기설정된 정량의 분체가 분리 수용되도록 한다.
또한, 본 발명은 계량하우징의 세부 구성을 통해 분배개구부와 점검구 중 적어도 점검구의 개폐를 가능하게 하고, 계량하우징에서 분배모듈의 탈부착을 간편하게 하며, 계량하우징에서 분배모듈의 유지 보수를 안정화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 퍼지부의 구성을 통해 입구와 출구 중 적어도 어느 하나에 서 분진 폭발을 방지하고, 분체의 이송을 원활하게 하며, 분체가 분배모듈에 정량공급되도록 하고, 분배모듈에서 분체가 정량 배출되도록 한다.
또한, 본 발명은 분배모듈을 통해 계량하우징의 내부에 기설정된 정량의 분체가 수용 가능한 단위배출홈부를 형성하고, 분체의 이송을 원활하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 분배모듈의 세부 구성을 통해 단위배출홈부를 안정되게 구획하여 단위배출홈부의 분체를 명확하게 이송시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 스크래퍼를 통해 계량하우징의 내부에서 분체가 늘러붙는 것을 방지하고, 단위배출홈부 사이에서 분체의 전달을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 축이음모듈을 통해 분배개구부와 점검구 중 적어도 분배개구부의 개폐를 가능하게 하고, 계량하우징에서 분배모듈의 탈부착을 간편하게 하며, 계량하우징에서 분배모듈의 유지보수를 안정화시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 개폐이음부재를 통해 계량하우징 내부의 분체가 외부로 누출되는 것을 방지하고, 분배모듈의 회전을 명확하게 하며, 분배모듈의 회전에 따른 유동을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명은 축이음부재를 통해 가상의 제1축인 전달구동축부를 안정되게 지지하고, 전달구동축부의 회전을 부드럽게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 변환모듈을 통해 회전력을 조절하여 균일한 회전력으로 분배모듈을 안정되게 회전시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 변환모듈의 세부 구성을 통해 회전력의 전달 방향을 간편하게 변경할 수 있다.
또한, 본 발명은 전달구동축부의 결합 관계를 통해 분배모듈과 축이음모듈과 변환모듈을 동축에 배치하여 전달구동축부의 회전을 원활하게 하고, 분배모듈에서 전달구동축부의 결합력을 향상시켜 전달구동축부에 분배모듈을 안정되게 고정시킬 수 있으며, 축이음모듈에서 전달구동축부가 원활하게 회전되도록 한다.
또한, 본 발명은 동력발생모듈을 통해 안정된 회전력이 발생되도록 하고, 변환모듈로의 회전력 전달을 명확하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 회전센싱모듈을 통해 단위배출홈부에 대응하여 분배모듈의 회전량을 간편하게 확인할 수 있고, 입구와 출구를 기준으로 단위배출홈부의 위치 파악을 간편하고 명확하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 회전센싱모듈의 세부 구성을 통해 분배모듈의 회전 속도 조절에 필요한 위치 검출을 명확하게 하고, 입구와 단위배출홈부와 출구 사이의 연통 관계를 조절하여 분체가 안정되게 이송되도록 한다.
또한, 본 발명은 센싱패들의 세부 구성을 통해 단위배출홈부의 회전폭에 대응하여 센싱 위치를 안정되게 특정시키고, 스피드센서의 감도를 향상시켜 회전력의 조절을 명확하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 디폴트설정부를 통해 입구에 대응하여 단위배출홈부를 초기에 정위치할 수 있고, 분체계량밸브의 초기화를 간편하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 속도제어모듈을 통해 분배모듈에 전달되는 분체의 전달량을 명확하게 조절하고, 단위분배홈부마다 기설정된 정량의 분체가 투입되도록 한다.
또한, 본 발명은 미세감속방식을 통해 기준 회전력보다 작은 감속력을 제공하므로, 동력발생모듈에서의 에너지 낭비를 방지할 수 있고, 회전력 제어를 원활하게 할 수 있다.
또한, 본 발명은 수용가속방식을 통해 기준 회전력보다 큰 가속력을 제공하므로, 분배모듈의 회전에 따른 제어를 간편하게 하고, 회전력 제어를 원활하게 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템에서 분체인 활물질의 이송을 위한 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템에서 이송제어유닛을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템에서 활물질에 혼합되는 바인더의 이송을 위한 블럭도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템에서 활물질에 혼합되는 용매의 이송을 위한 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템에서 활물질에 혼합되는 도전재의 이송을 위한 블럭도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템에서 활물질에 혼합되는 분산재의 이송을 위한 블럭도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템에서 재료들을 혼합하는 믹싱유닛을 도시한 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송방법을 도시한 블럭도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브를 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브를 도시한 정단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브를 도시한 측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브에서 분배모듈을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브에서 분배모듈의 결합 상태를 도시한 분해도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브에서 회전센싱모듈의 제1결합 상태를 도시한 정면도(a)와 측면도(b)이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브에서 회전센싱모듈의 제2결합 상태를 도시한 측면도이다.
도 16은 도 15에서 회전센싱모듈의 센싱패들을 도시한 사시도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브에서 회전센싱모듈의 제3결합 상태를 도시한 정면도(a)와 측면도(b)이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송시스템과 스마트 분체원료 이송방법의 일 실시예를 설명한다. 이때, 본 발명은 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명확하게 하기 위해 생략될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 분말 형태의 분체가 분체이송라인을 따라 이송될 때, 분체이송라인 중 수직으로 설치되는 해당 수직관에서 정밀 계량된 분체를 원활하게 통과시키는 한편, 분체가 해당 수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지할 수 있다.
이하 설명에서 분체이송라인은 분체이송유닛(400)에서 분체의 이송 경로를 나타내고, 제1분체라인은 제1이송유닛(100)에서 분체의 이송 경로를 나타내며, 제2분체라인은 제2이송유닛(200)에서 분체의 이송 경로를 나타내고, 제3분체라인은 제3이송유닛(300)에서 분체의 이송 경로를 나타낸다. 또한, 바인더이송라인은 바인더이송유닛(500)에서 바인더의 이송 경로를 나타내며, 용매이송라인은 용매이송유닛(600)에서 용매의 이송 경로를 나타내고, 도전재이송라인은 도전재이송유닛(700)에서 도전재의 이송 경로를 나타내며, 분산재이송라인은 분산재이송유닛(800)에서 분산재의 이송 경로를 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템에서 분체는 활물질로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 전기화학소자의 전극을 형성하기 위한 슬러리를 제조하는 시스템으로 설명한다.
활물질은 전기화학소자의 전극의 원료이다.
바인더는 전기화학소자의 전극을 형성하기 위해 최종 완성되는 슬러리에 결합력을 제공한다.
용매는 바인더와 도전재와 분산재 중 적어도 바인더를 용해시켜 활물질 또는 최종 완성되는 슬러리의 결합력을 향상시킨다.
도전재는 전기화학소자의 전극의 전기전도도 향상을 위하여 최종 완성되는 슬러리에서 전자전도 통로를 형성하여 최종 완성되는 슬러의 도전성을 향상시킨다.
분산재는 활물질과 도전재 중 적어도 어느 하나를 분산시켜 최종 완성된 슬러리가 균일하게 혼합되도록 한다.
전해액은 최종 완성되는 슬러리에 대해 이온의 이동을 원활하게 도와준다.
최종 완성되는 슬러리에서 용매 또는 전해액을 조절하여 슬러리의 농도를 조절할 수 있다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 분체를 이송시키는 분체이송유닛(400)을 포함할 수 있다. 분체이송유닛(400)에서 분체는 분체이송라인을 따라 이송된다.
분체이송유닛(400)은 제1이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제1이송유닛(100)과, 제1이송유닛(100)에서 이격되어 제1이송량과 같거나 다른 제2이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제2이송유닛(200)과, 제1이송유닛(100)과 제2이송유닛(200)에서 이격되어 제1이송량 또는 제2이송량보다 작은 제3이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제3이송유닛(300) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
첫째, 제1이송유닛(100)은 제1수직관(130)의 분체를 2단계에 걸쳐 이송시킬 수 있다. 제1이송유닛(100)에는 후술하는 분체계량밸브가 포함될 수 있다.
좀더 자세하게, 제1이송유닛(100)의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제1수직관(130)에서 상승될 때, 제1이송량 중 일부의 분체는 제1수직관(130)의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 제1수직관(130)을 통과할 수 있다. 다음으로, 제1이송량 중 나머지의 분체는 제1수직관(130)의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 제1수직관(130)을 통과할 수 있다.
이와 같이 제1이송유닛(100)에서 이송되는 분체는 제1수직관(130)을 기준으로 흡송 방식과 압송 방식이 차례로 적용되어 제1수직관(130)을 통과하므로, 제1수직관(130)에서 분체의 완전한 통과를 구현할 수 있고, 분체가 제1수직관(130)에 정체되는 것을 방지하며, 분체에 의해 제1수직관(130)이 막히는 것을 방지할 수 있다.
제1이송유닛(100)은 분체가 저장되고 분체를 제1이송량으로 계량하여 배출시키는 제1투입모듈(110)과, 제1투입모듈(110)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제1투입모듈(110)에서 배출되는 분체를 가압하는 제1-1압송모듈(120)과, 제1투입모듈(110)에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제1수직관(130)과, 제1투입모듈(110)에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제1투입모듈(110)에서 배출되는 분체 또는 제1수직관(130)의 분체를 흡입하여 저장하였다가 로터리밸브 방식을 이용하여 분체를 제1계량량으로 계량하여 배출시키는 제1계량모듈(140)과, 제1계량모듈(140)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제1계량모듈(140)에서 배출되는 분체를 가압하는 제1-2압송모듈(150)을 포함할 수 있다. 제1투입모듈(110)과, 제1계량모듈(140) 중 적어도 어느 하나에는 후술하는 분체계량밸브가 포함될 수 있다.
이때, 제1수직관(130)을 기준으로 제1수직관(130)의 하단부 쪽에는 제1-1압송모듈(120)이 연결되고, 제1-1압송모듈(120)에는 제1투입모듈(110)이 연결되도록 한다. 또한, 제1수직관(130)을 기준으로 제1수직관(130)의 상단부 쪽에는 제1계량모듈(140)이 연결되고, 제1계량모듈(140)에는 제1-2압송모듈(150)이 연결되도록 한다.
제1투입모듈(110)은 분체가 저장되는 제1투입호퍼(111)와, 분체가 제1투입호퍼(111)에 투입될 때 분체로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 제1자석필터(112)와, 분체가 제1투입호퍼(111)에 투입될 때 분체로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 제1메쉬필터(113)와, 로터리밸브 방식을 이용하여 제1투입호퍼(111)에 저장되는 분체를 제1이송량으로 계량하여 배출시키는 제1투입밸브(114)를 포함할 수 있다.
제1투입호퍼(111)는 외부로부터 분체운반모듈(410)을 통해 전달되는 분체주머니에 보관된 전체 분체가 수용 가능하다. 분체운반모듈(410)은 크레인 또는 체인블럭으로 이루어질 수 있다. 제1투입호퍼(111)의 용량은 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제1자석필터(112)와 제1메쉬필터(113)는 상호 이격되어 제1투입호퍼(111)의 상단부에 배치되어 분체주머니로부터 공급되는 분체에서 이물질을 필터링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제1메쉬필터(113)는 제1자석필터(112)보다 상측에 배치되므로, 뭉쳐진 분체의 파쇄 효과를 나타내고, 뭉쳐진 분체의 크기를 원상태로 복귀시킬 수 있으며, 분체주머니로부터 전달되는 분체에서 자성을 띄는 이물질의 필터링 효과를 향상시킬 수 있다.
제1투입밸브(114)는 간헐적으로 회전되는 회전축을 중심으로 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 다수의 포켓이 구비되므로, 해당 포켓에는 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제1투입밸브(114)에서 하나의 포켓에는 제1이송량에 대응하여 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제1투입밸브(114)에서 하나의 포켓의 용량은 제1이송량에 대응하여 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다. 제1투입밸브(114)는 후술하는 분체계량밸브를 포함할 수 있다.
제1-1압송모듈(120)은 제1투입모듈(110)의 제1투입호퍼(111)에서 간헐적으로 배출되는 분체에 시스템에서 발생되는 공정가스 또는 압축공기를 공급하므로, 제1분체라인에서 분체를 안정되게 가압할 수 있다.
제1투입모듈(110)의 제1투입밸브(114)와 제1-1압송모듈(120) 사이에는 제1분체라인의 내부 압력을 조절하기 위해 제1투입밸브(114)와 제1-1압송모듈(120) 사이의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제1수직관(130)은 분체이송라인 중 제1분체라인의 일부를 형성한다. 제1수직관(130)은 제1분체라인에서 분체가 시스템의 높이 방향으로 상승되는 경로를 형성한다. 제1수직관(130)은 시스템의 높이 방향으로 길게 형성될 수 있다.
제1계량모듈(140)은 제1수직관(130)을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 제1계량호퍼(141)와, 제1투입모듈(110)로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 제1계량호퍼(141)에 전달하는 제1진공이젝터(143)와, 로터리밸브 방식을 이용하여 제1계량호퍼(141)에 저장되는 분체를 제1계량량으로 계량하여 배출시키는 제1계량밸브(144)를 포함할 수 있다. 제1계량밸브(144)는 후술하는 분체계량밸브를 포함할 수 있다.
제1계량호퍼(141)는 제1-1압송모듈(120)을 통해 전달되는 분체를 순차적으로 수용 가능하다. 제1계량호퍼(141)의 용량은 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제1계량호퍼(141)에는 공정가스를 이용하여 제1계량호퍼(141)에 수용되는 분체를 분산시키는 제1공기유닛(142)이 구비될 수 있다. 제1공기유닛(142)은 공정가스를 제1계량호퍼(141)에 주입하여 제1계량호퍼(141)에 수용되는 분체의 뭉침을 방지할 수 있다. 제1계량호퍼(141)에는 제1계량호퍼(141)의 내부 압력을 조절하기 위해 제1계량호퍼(141)의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제1진공이젝터(143)는 공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부(420)와, 진공탱크부(420)의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 공정가스 또는 압축공기가 입력됨에 따라 흡입력을 발생시키는 진공헤드부(430)와, 제1수직관(130)과 진공탱크부(420)가 연통되도록 제1수직관(130)이 연결되는 분체투입부(440)와, 진공탱크부(420)와 제1계량호퍼(141)를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부(450)와, 제1투입모듈(110)과 제1-1압송모듈(120)과 진공헤드부(430) 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛(460)을 포함할 수 있다.
진공탱크부(420)는 흡입력을 지탱하도록 원통 형상을 나타내는 것이 바람직하다. 진공자켓부(421)가 진공탱크부(420)를 감싸 지지하므로, 진공탱크부(420)의 변형을 방지하고, 진공탱크부(420)를 보호할 수 있다.
진공헤드부(430)는 진공탱크부(420)의 상단부에 구비되는 것이 유리하다. 진공헤드부(430)에는 공정가스 또는 압축공기가 주입되는 가스주입부(431)가 구비되고, 가스주입부(431)에서 이격되어 흡입력의 발생에 따라 생성되는 공정가스가 배출되는 가스배출부가 구비될 수 있다.
진공헤드부(430)에는 주입되는 공정가스 또는 압축공기를 이용한 벤츄리 효과를 이용하여 분체에 흡입력을 제공하기 위한 벤츄리부(미도시)가 구비되어 분체의 흡송을 안정화시키고 흡송 주기를 간편하게 조절할 수 있다.
분체투입부(440)는 진공탱크부(420)의 측면 또는 진공탱크부(420)의 상단부에 구비되어 제1수직관(130)으로부터 분체의 이송을 원활하게 할 수 있다.
연결밸브부(450)는 진공탱크부(420)의 하단부에 구비되는 것이 유리하다. 연결밸브부(450)는 진공탱크부(420)의 진공 상태가 유지되도록 진공탱크부(420)의 하단부에 구비되는 진공버퍼부와, 진공버퍼부의 하단부에 구비되고 제1계량모듈(140)의 제1계량호퍼(141)와 연통되는 밸브바디부(451)와, 밸브바디부(451)에 구비되어 밸브바디부(451)를 개폐하거나 밸브바디부(451)의 개도를 조절하는 밸브개폐부와, 밸브개폐부를 동작시키는 개폐구동부(452)를 포함할 수 있다.
제어유닛(460)은 제1투입모듈(110)에서 분체가 배출됨에 따라 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 제1수직관(130)을 통과하도록 제1-1압송모듈(120)을 정지시킨 상태에서 진공헤드부(430)를 동작시키고, 다음으로, 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 제1수직관(130)을 통과하도록 진공헤드부(430)의 정지와 함께 제1-1압송모듈(120)을 동작시키므로, 제1수직관(130)에서 분체를 안정되게 배출시킬 수 있다.
좀더 자세하게, 제어유닛(460)의 동작을 살펴보면, 다음과 같다.
제1투입밸브(114)에서 회전축의 회전에 따라 하나의 포켓이 제1분체라인과 연통되면, 흡송 방식의 분체의 이송과 압송 방식의 분체의 이송과 잔여 가압력에 따른 분체와 가스의 리턴이 순차적으로 이루어지도록 한다.
제1-1압송모듈(120)을 통한 가압력으로 분체가 제1수직관(130)을 모두 통과하고 나면, 회전축의 회전에 따라 후속하는 다른 포켓이 제1수직관(130)의 하단부 쪽에서 제1분체라인과 연통되어 흡송 방식이 진행되기 까지 공백시간이 부여될 수 있다. 이때, 제1-1압송모듈(120)과 제1수직관(130) 사이에는 제1분체라인의 개폐를 위한 제1투입개폐밸브가 구비되고, 제1-1압송모듈(120)과 제1투입개폐밸브 사이에는 제1분체라인과 제1투입호퍼(111)를 연결하는 제1투입리턴라인이 구비되며, 제1투입리턴라인에는 제1투입리턴밸브가 구비될 수 있다.
그러면, 회전축의 회전에 따라 하나의 포켓이 제1분체라인과 연통되기 시작하면, 제1투입리턴밸브로 제1투입리턴라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제1투입개폐밸브로 제1분체라인을 개방시키며 제1계량모듈(140)의 제1진공이젝터(143)를 동작시켜 흡송 방식으로 분체의 일부를 이송시킨다. 계속해서 제1투입리턴밸브로 제1투입리턴라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제1투입개폐밸브로 제1분체라인을 개방시킨 상태에서 제1-1압송모듈(120)을 이용하여 압송 방식으로 분체의 나머지를 이송시킨다.
다음으로, 하나의 포켓이 계속해서 제1분체라인과 연통되며 제1투입개폐밸브로 제1분체라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제1투입리턴밸브로 제1투입리턴라인을 개방시킨 상태에서 제1-1압송모듈(120)을 정지시키면, 제1투입밸브(114)와 제1투입개폐밸브 사이의 분체와 가스는 제1분체라인에 잔류하는 가압력에 의해 제1투입리턴라인을 거쳐 제1투입호퍼(111)에 전달된다. 또한, 하나의 포켓이 계속해서 제1분체라인과 연통되며 제1투입개폐밸브로 제1분체라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제1투입리턴밸브로 제1투입리턴라인을 개방시킨 상태에서 제1진공이젝터(143)를 동작시키면 제1수직관(130)에서의 흡입력을 향상시킬 수 있다.
그리고 회전축의 회전에 따라 후속하는 다른 포켓이 제1분체라인과 연통되기 시작하면, 상술한 동작을 반복하게 된다.
제1계량밸브(144)는 간헐적으로 회전되는 회전축을 중심으로 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 다수의 포켓이 구비되므로, 해당 포켓에는 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제1계량밸브(144)에서 하나의 포켓에는 제1계량량에 대응하여 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제1계량밸브(144)에서 하나의 포켓의 용량은 제1계량량에 대응하여 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제1-2압송모듈(150)은 제1계량모듈(140)의 제1계량호퍼(141)에서 간헐적으로 배출되는 분체에 시스템에서 발생되는 공정가스 또는 압축공기를 공급하므로, 제1분체라인에서 분체를 안정되게 가압할 수 있다.
제1계량모듈(140)의 제1계량밸브(144)와 제1-2압송모듈(150) 사이에는 제1분체라인의 내부 압력을 조절하기 위해 제1계량밸브(144)와 제1-2압송모듈(150) 사이의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
둘째, 제2이송유닛(200)은 제2수직관(230)의 분체를 2단계에 걸쳐 이송시킬 수 있다. 제2이송유닛(200)에는 후술하는 분체계량밸브가 포함될 수 있다.
좀더 자세하게, 제2이송유닛(200)의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제2수직관(230)에서 상승될 때, 제2이송량 중 일부의 분체는 제2수직관(230)의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 제2수직관(230)을 통과할 수 있다. 다음으로, 제2이송량 중 나머지의 분체는 제2수직관(230)의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 제2수직관(230)을 통과할 수 있다.
이와 같이 제2이송유닛(200)에서 이송되는 분체는 제2수직관(230)을 기준으로 흡송 방식과 압송 방식이 차례로 적용되어 제2수직관(230)을 통과하므로, 제2수직관(230)에서 분체의 완전한 통과를 구현할 수 있고, 분체가 제2수직관(230)에 정체되는 것을 방지하며, 분체에 의해 제2수직관(230)이 막히는 것을 방지할 수 있다.
제2이송유닛(200)은 아래와 같이 4가지 방식으로 동작 가능하다.
제1예에서 제2이송유닛(200)은 제2투입모듈(210)과 제2계량모듈(240)을 분체가 순차적으로 이송되는 방식을 채택할 수 있다.
제2이송유닛(200)은 분체가 저장되고 분체를 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입모듈(210)과, 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-1압송모듈(220)과, 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2수직관(230)과, 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체 또는 제2수직관(230)의 분체를 흡입하여 저장하였다가 로터리밸브 방식을 이용하여 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량모듈(240)과, 제2계량모듈(240)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제2계량모듈(240)에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-2압송모듈(250)을 포함할 수 있다. 제2투입모듈(210)과, 제2계량모듈(240) 중 적어도 어느 하나에는 후술하는 분체계량밸브가 포함될 수 있다.
이때, 제2수직관(230)을 기준으로 제2수직관(230)의 하단부 쪽에는 제2-1압송모듈(220)이 연결되고, 제2-1압송모듈(220)에는 제2투입모듈(210)이 연결되도록 한다. 또한, 제2수직관(230)을 기준으로 제2수직관(230)의 상단부 쪽에는 제2계량모듈(240)이 연결되고, 제2계량모듈(240)에는 제2-2압송모듈(250)이 연결되도록 한다.
제2투입모듈(210)은 분체가 저장되는 제2투입호퍼(211)와, 분체가 제2투입호퍼(211)에 투입될 때 분체로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 제2자석필터(212)와, 분체가 제2투입호퍼(211)에 투입될 때 분체로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 제2메쉬필터(213)와, 로터리밸브 방식을 이용하여 제2투입호퍼(211)에 저장되는 분체를 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입밸브(214)를 포함할 수 있다. 제2투입밸브(214)은 후술하는 분체계량밸브를 포함할 수 있다.
제2투입호퍼(211)는 외부로부터 분체운반모듈(410)을 통해 전달되는 분체주머니에 보관된 전체 분체가 수용 가능하다. 제2투입호퍼(211)의 용량은 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제2자석필터(212)와 제2메쉬필터(213)는 상호 이격되어 제2투입호퍼(211)의 상단부에 배치되어 분체주머니로부터 공급되는 분체에서 이물질을 필터링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제2메쉬필터(213)는 제2자석필터(212)보다 상측에 배치되므로, 뭉쳐진 분체의 파쇄 효과를 나타내고, 뭉쳐진 분체의 크기를 원상태로 복귀시킬 수 있으며, 분체주머니로부터 전달되는 분체에서 자성을 띄는 이물질의 필터링 효과를 향상시킬 수 있다.
제2투입밸브(214)는 간헐적으로 회전되는 회전축을 중심으로 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 다수의 포켓이 구비되므로, 해당 포켓에는 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제2투입밸브(214)에서 하나의 포켓에는 제2이송량에 대응하여 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제2투입밸브(214)에서 하나의 포켓의 용량은 제2이송량에 대응하여 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제2-1압송모듈(220)은 제2투입모듈(210)의 제2투입호퍼(211)에서 간헐적으로 배출되는 분체에 시스템에서 발생되는 공정가스 또는 압축공기를 공급하므로, 제2분체라인에서 분체를 안정되게 가압할 수 있다.
제2투입모듈(210)의 제2투입밸브(214)와 제2-1압송모듈(220) 사이에는 제2분체라인의 내부 압력을 조절하기 위해 제2투입밸브(214)와 제2-1압송모듈(220) 사이의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제2수직관(230)은 분체이송라인 중 제2분체라인의 일부를 형성한다. 제2수직관(230)은 제2분체라인에서 분체가 시스템의 높이 방향으로 상승되는 경로를 형성한다. 제2수직관(230)은 시스템의 높이 방향으로 길게 형성될 수 있다.
제2계량모듈(240)은 제2수직관(230)을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 제2계량호퍼(241)와, 제2투입모듈(210)로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 제2계량호퍼(241)에 전달하는 제2진공이젝터(243)와, 로터리밸브 방식을 이용하여 제2계량호퍼(241)에 저장되는 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량밸브(244)를 포함할 수 있다. 제2계량밸브(244)는 후술하는 분체계량밸브를 포함할 수 있다.
제2계량호퍼(241)는 제2-1압송모듈(220)을 통해 전달되는 분체를 순차적으로 수용 가능하다. 제2계량호퍼(241)의 용량은 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제2계량호퍼(241)에는 공정가스를 이용하여 제2계량호퍼(241)에 수용되는 분체를 분산시키는 제2공기유닛(242)이 구비될 수 있다. 제2공기유닛(242)은 공정가스를 제2계량호퍼(241)에 주입하여 제2계량호퍼(241)에 수용되는 분체의 뭉침을 방지할 수 있다. 제2계량호퍼(241)에는 제2계량호퍼(241)의 내부 압력을 조절하기 위해 제2계량호퍼(241)의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제2진공이젝터(243)는 공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부(420)와, 진공탱크부(420)의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 공정가스 또는 압축공기가 입력됨에 따라 흡입력을 발생시키는 진공헤드부(430)와, 제2수직관(230)과 진공탱크부(420)가 연통되도록 제2수직관(230)이 연결되는 분체투입부(440)와, 진공탱크부(420)와 제2계량호퍼(241)를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부(450)와, 제2투입모듈(210)과 제2-1압송모듈(220)과 진공헤드부(430) 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛(460)을 포함할 수 있다.
제2진공이젝터(243)는 상술한 제1진공이젝터(143)와 동일한 구성으로 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
진공탱크부(420)는 흡입력을 지탱하도록 원통 형상을 나타내는 것이 바람직하다. 진공자켓부(421)가 진공탱크부(420)를 감싸 지지하므로, 진공탱크부(420)의 변형을 방지하고, 진공탱크부(420)를 보호할 수 있다.
진공헤드부(430)는 진공탱크부(420)의 상단부에 구비되는 것이 유리하다. 진공헤드부(430)에는 공정가스 또는 압축공기가 주입되는 가스주입부(431)가 구비되고, 가스주입부(431)에서 이격되어 흡입력의 발생에 따라 생성되는 공정가스가 배출되는 가스배출부가 구비될 수 있다.
진공헤드부(430)에는 주입되는 공정가스 또는 압축공기를 이용한 벤츄리 효과를 이용하여 분체에 흡입력을 제공하기 위한 벤츄리부(미도시)가 구비되어 분체의 흡송을 안정화시키고 흡송 주기를 간편하게 조절할 수 있다.
분체투입부(440)는 진공탱크부(420)의 측면 또는 진공탱크부(420)의 상단부에 구비되어 제2수직관(230)으로부터 분체의 이송을 원활하게 할 수 있다.
연결밸브부(450)는 진공탱크부(420)의 하단부에 구비되는 것이 유리하다. 연결밸브부(450)는 진공탱크부(420)의 진공 상태가 유지되도록 진공탱크부(420)의 하단부에 구비되는 진공버퍼부와, 진공버퍼부의 하단부에 구비되고 제2계량모듈(240)의 제2계량호퍼(241)와 연통되는 밸브바디부(451)와, 밸브바디부(451)에 구비되어 밸브바디부(451)를 개폐하거나 밸브바디부(451)의 개도를 조절하는 밸브개폐부와, 밸브개폐부를 동작시키는 개폐구동부(452)를 포함할 수 있다.
제어유닛(460)은 제2투입모듈(210)에서 분체가 배출됨에 따라 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 제2수직관(230)을 통과하도록 제2-1압송모듈(220)을 정지시킨 상태에서 진공헤드부(430)를 동작시키고, 다음으로, 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 제2수직관(230)을 통과하도록 진공헤드부(430)의 정지와 함께 제2-1압송모듈(220)을 동작시키므로, 제2수직관(230)에서 분체를 안정되게 배출시킬 수 있다.
좀더 자세하게, 제어유닛(460)의 동작을 살펴보면, 다음과 같다.
제2투입밸브(214)에서 회전축의 회전에 따라 하나의 포켓이 제2분체라인과 연통되면, 흡송 방식의 분체의 이송과 압송의 방식의 분체 이송과 잔여 가압력에 따른 분체와 가스의 리턴이 순차적으로 이루어지도록 한다.
제2-1압송모듈(220)을 통한 가압력으로 분체가 제2수직관(230)을 모두 통과하고 나면, 회전축의 회전에 따라 후속하는 다른 포켓이 제2수직관(230)의 하단부 쪽에서 제2분체라인과 연통되어 흡송 방식이 진행되기 까지 공백시간이 부여될 수 있다. 이때, 제2-1압송모듈(220)과 제2수직관(230) 사이에는 제2분체라인의 개폐를 위한 제2투입개폐밸브가 구비되고, 제2-1압송모듈(220)과 제2투입개폐밸브 사이에는 제2분체라인과 제2투입호퍼(211)를 연결하는 제2투입리턴라인이 구비되며, 제2투입리턴라인에는 제2투입리턴밸브가 구비될 수 있다.
그러면, 회전축의 회전에 따라 하나의 포켓이 제2분체라인과 연통되기 시작하면, 제2투입리턴밸브로 제2투입리턴라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제2투입개폐밸브로 제2분체라인을 개방시키며 제2계량모듈(240)의 제2진공이젝터(243)를 동작시켜 흡송 방식으로 분체의 일부를 이송시킨다. 계속해서 제2투입리턴밸브로 제2투입리턴라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제2투입개폐밸브로 제2분체라인을 개방시킨 상태에서 제2-1압송모듈(220)을 이용하여 압송 방식으로 분체의 나머지를 이송시킨다.
다음으로, 하나의 포켓이 계속해서 제2분체라인과 연통되며 제2투입개폐밸브로 제2분체라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제2투입리턴밸브로 제2투입리턴라인을 개방시킨 상태에서 제2-1압송모듈(220)을 정지시키면, 제2투입밸브(214)와 제2투입개폐밸브 사이의 분체와 가스는 잔류 가압력에 의해 제2투입리턴라인을 거쳐 제2투입호퍼(211)에 전달된다. 또한, 하나의 포켓이 계속해서 제2분체라인과 연통되며 제2투입개폐밸브로 제2분체라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제2투입리턴밸브로 제2투입리턴라인을 개방시킨 상태에서 제2진공이젝터(243)를 동작시키면 제2수직관(230)에서의 흡입력을 향상시킬 수 있다.
그리고 회전축의 회전에 따라 후속하는 다른 포켓이 제2분체라인과 연통되기 시작하면, 상술한 동작을 반복하게 된다.
제2계량밸브(244)는 간헐적으로 회전되는 회전축을 중심으로 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 다수의 포켓이 구비되므로, 해당 포켓에는 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제2계량밸브(244)에서 하나의 포켓에는 제2계량량에 대응하여 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제2계량밸브(244)에서 하나의 포켓의 용량은 제2계량량에 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제2-2압송모듈(250)은 제2계량모듈(240)의 제2계량호퍼(241)에서 간헐적으로 배출되는 분체에 시스템에서 발생되는 공정가스 또는 압축공기를 공급하므로, 제2분체라인에서 분체를 안정되게 가압할 수 있다.
제2계량모듈(240)의 제2계량밸브(244)와 제2-2압송모듈(250) 사이에는 제2분체라인의 내부 압력을 조절하기 위해 제2계량밸브(244)와 제2-2압송모듈(250) 사이의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제2예에서 제2이송유닛(200)은 제2투입모듈(210)과 사일로모듈(260)을 분체가 순차적으로 이송되는 방식을 채택할 수 있다.
제2이송유닛(200)은 분체가 저장되고 분체를 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입모듈(210)과, 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-1압송모듈(220)과, 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2수직관(230)과, 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체 또는 제2수직관(230)의 분체를 흡입하여 저장하였다가 피딩 방식을 이용하여 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 사일로모듈(260)과, 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체를 가압하는 사일로압송모듈(270)을 포함할 수 있다. 제2투입모듈(210)에는 후술하는 분체계량밸브가 포함될 수 있다.
이때, 제2수직관(230)을 기준으로 제2수직관(230)의 하단부 쪽에는 제2-1압송모듈(220)이 연결되고, 제2-1압송모듈(220)에는 제2투입모듈(210)이 연결되도록 한다. 또한, 제2수직관(230)을 기준으로 제2수직관(230)의 상단부 쪽에는 사일로모듈(260)이 연결되고, 사일로모듈(260)에는 사일로압송모듈(270)이 연결되도록 한다.
제2투입모듈(210)은 분체가 저장되는 제2투입호퍼(211)와, 분체가 제2투입호퍼(211)에 투입될 때 분체로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 제2자석필터(212)와, 분체가 제2투입호퍼(211)에 투입될 때 분체로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 제2메쉬필터(213)와, 로터리밸브 방식을 이용하여 제2투입호퍼(211)에 저장되는 분체를 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입밸브(214)를 포함할 수 있다. 제2투입밸브(214)는 후술하는 분체계량밸브를 포함할 수 있다.
제2투입호퍼(211)는 외부로부터 분체운반모듈(410)을 통해 전달되는 분체주머니에 보관된 전체 분체가 수용 가능하다. 제2투입호퍼(211)의 용량은 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제2자석필터(212)와 제2메쉬필터(213)는 상호 이격되어 제2투입호퍼(211)의 상단부에 배치되어 분체주머니로부터 공급되는 분체에서 이물질을 필터링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제2메쉬필터(213)는 제2자석필터(212)보다 상측에 배치되므로, 뭉쳐진 분체의 파쇄 효과를 나타내고, 뭉쳐진 분체의 크기를 원상태로 복귀시킬 수 있으며, 분체주머니로부터 전달되는 분체에서 자성을 띄는 이물질의 필터링 효과를 향상시킬 수 있다.
제2투입밸브(214)는 간헐적으로 회전되는 회전축을 중심으로 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 다수의 포켓이 구비되므로, 해당 포켓에는 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제2투입밸브(214)에서 하나의 포켓에는 제2이송량에 대응하여 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제2투입밸브(214)에서 하나의 포켓의 용량은 제2이송량에 대응하여 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제2-1압송모듈(220)은 제2투입모듈(210)의 제2투입호퍼(211)에서 간헐적으로 배출되는 분체에 시스템에서 발생되는 공정가스 또는 압축공기를 공급하므로, 제2분체라인에서 분체를 안정되게 가압할 수 있다.
제2투입모듈(210)의 제2투입밸브(214)와 제2-1압송모듈(220) 사이에는 제2분체라인의 내부 압력을 조절하기 위해 제2투입밸브(214)와 제2-1압송모듈(220) 사이의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제2수직관(230)은 분체이송라인 중 제2분체라인의 일부를 형성한다. 제2수직관(230)은 제2분체라인에서 분체가 시스템의 높이 방향으로 상승되는 경로를 형성한다. 제2수직관(230)은 시스템의 높이 방향으로 길게 형성될 수 있다.
사일로모듈(260)은 제2수직관(230)을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 분체사일로(261)와, 제2투입모듈(210)로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 분체사일로(261)에 전달하는 사일로진공이젝터(262)와, 피딩 방식을 이용하여 본체사일로에 저장되는 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 테이블피더(263)를 포함할 수 있다.
분체사일로(261)는 제2-1압송모듈(220)을 통해 전달되는 분체를 순차적으로 수용 가능하다. 분체사일로(261)에는 다수의 분체주머니에 수용된 분체가 수용되도록 한다.
분체사일로(261)에는 공정가스가 주입되어 분체사일로(261)에 수용되는 분체를 분산시킬수 있다. 분체사일로(261)에 주입되는 공정가스는 분체사일로(261)에 수용되는 분체의 뭉침을 방지할 수 있다. 분체사일로(261)에는 분체사일로(261)의 내부 압력을 조절하기 위해 분체사일로(261)의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
사일로진공이젝터(262)는 공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부(420)와, 진공탱크부(420)의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 공정가스 또는 압축공기가 입력됨에 따라 흡입력을 발생시키는 진공헤드부(430)와, 제2수직관(230)과 진공탱크부(420)가 연통되도록 제2수직관(230)이 연결되는 분체투입부(440)와, 진공탱크부(420)와 분체사일로(261)를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부(450)와, 제2투입모듈(210)과 제2-1압송모듈(220)과 진공헤드부(430) 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛(460)을 포함할 수 있다.
사일로진공이젝터(262)는 상술한 제1진공이젝터(143)와 동일한 구성으로 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
진공탱크부(420)는 흡입력을 지탱하도록 원통 형상을 나타내는 것이 바람직하다. 진공자켓부(421)가 진공탱크부(420)를 감싸 지지하므로, 진공탱크부(420)의 변형을 방지하고, 진공탱크부(420)를 보호할 수 있다.
진공헤드부(430)는 진공탱크부(420)의 상단부에 구비되는 것이 유리하다. 진공헤드부(430)에는 공정가스 또는 압축공기가 주입되는 가스주입부(431)가 구비되고, 가스주입부(431)에서 이격되어 흡입력의 발생에 따라 생성되는 공정가스가 배출되는 가스배출부가 구비될 수 있다.
진공헤드부(430)에는 주입되는 공정가스 또는 압축공기를 이용한 벤츄리 효과를 이용하여 분체에 흡입력을 제공하기 위한 벤츄리부(미도시)가 구비되어 분체의 흡송을 안정화시키고 흡송 주기를 간편하게 조절할 수 있다.
분체투입부(440)는 진공탱크부(420)의 측면 또는 진공탱크부(420)의 상단부에 구비되어 제2수직관(230)으로부터 분체의 이송을 원활하게 할 수 있다.
연결밸브부(450)는 진공탱크부(420)의 하단부에 구비되는 것이 유리하다. 연결밸브부(450)는 진공탱크부(420)의 진공 상태가 유지되도록 진공탱크부(420)의 하단부에 구비되는 진공버퍼부와, 진공버퍼부의 하단부에 구비되고 사일로모듈(260)의 분체사일로(261)와 연통되는 밸브바디부(451)와, 밸브바디부(451)에 구비되어 밸브바디부(451)를 개폐하거나 밸브바디부(451)의 개도를 조절하는 밸브개폐부와, 밸브개폐부를 동작시키는 개폐구동부(452)를 포함할 수 있다.
제어유닛(460)은 제2투입모듈(210)에서 분체가 배출됨에 따라 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 제2수직관(230)을 통과하도록 제2-1압송모듈(220)을 정지시킨 상태에서 진공헤드부(430)를 동작시키고, 다음으로, 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 제2수직관(230)을 통과하도록 진공헤드부(430)의 정지와 함께 제2-1압송모듈(220)을 동작시시키므로, 제2수직관(230)에서 분체를 안정되게 배출시킬 수 있다.
좀더 자세하게, 제어유닛(460)의 동작을 살펴보면, 다음과 같다.
제2투입밸브(214)에서 회전축의 회전에 따라 하나의 포켓이 제2분체라인과 연통되면, 흡송 방식의 분체의 이송과 압송의 방식의 분체 이송과 잔여 가압력에 따른 분체와 가스의 리턴이 순차적으로 이루어지도록 한다.
제2-1압송모듈(220)을 통한 가압력으로 분체가 제2수직관(230)을 모두 통과하고 나면, 회전축의 회전에 따라 후속하는 다른 포켓이 제2수직관(230)의 하단부 쪽에서 제2분체라인과 연통되어 흡송 방식이 진행되기 까지 공백시간이 부여될 수 있다. 이때, 제2-1압송모듈(220)과 제2수직관(230) 사이에는 제2분체라인의 개폐를 위한 제2투입개폐밸브가 구비되고, 제2-1압송모듈(220)과 제2투입개폐밸브 사이에는 제2분체라인과 제2투입호퍼(211)를 연결하는 제2투입리턴라인이 구비되며, 제2투입리턴라인에는 제2투입리턴밸브가 구비될 수 있다.
그러면, 회전축의 회전에 따라 하나의 포켓이 제2분체라인과 연통되기 시작하면, 제2투입리턴밸브로 제2투입리턴라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제2투입개폐밸브로 제2분체라인을 개방시키며 제2계량모듈(240)의 제2진공이젝터(243)를 동작시켜 흡송 방식으로 분체의 일부를 이송시킨다. 계속해서 제2투입리턴밸브로 제2투입리턴라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제2투입개폐밸브로 제2분체라인을 개방시킨 상태에서 제2-1압송모듈(220)을 이용하여 압송 방식으로 분체의 나머지를 이송시킨다.
다음으로, 하나의 포켓이 계속해서 제2분체라인과 연통되며 제2투입개폐밸브로 제2분체라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제2투입리턴밸브로 제2투입리턴라인을 개방시킨 상태에서 제2-1압송모듈(220)을 정지시키면, 제2투입밸브(214)와 제2투입개폐밸브 사이의 분체와 가스는 잔류 가압력에 의해 제2투입리턴라인을 거쳐 제2투입호퍼(211)에 전달된다. 또한, 하나의 포켓이 계속해서 제2분체라인과 연통되며 제2투입개폐밸브로 제2분체라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고 제2투입리턴밸브로 제2투입리턴라인을 개방시킨 상태에서 제2진공이젝터(243)를 동작시키면 제2수직관(230)에서의 흡입력을 향상시킬 수 있다.
그리고 회전축의 회전에 따라 후속하는 다른 포켓이 제2분체라인과 연통되기 시작하면, 상술한 동작을 반복하게 된다.
테이블피더(263)는 분체사일로(261)의 하단부에 구비되는 제1피더밸브부와, 피더밸브부의 하단부에 구비되어 제2계량량에 대응하여 분체가 수용되는 분체저장소와, 분체저장소의 하단부에 구비되는 제2피더밸브부를 포함할 수 있다.
그러면, 제2피더밸브부로 분체저장소의 하단부를 폐쇄 또는 밀폐한 상태에서 제1피더밸브부를 개방하면, 분체사일로(261)의 분체가 분체저장소로 이동되어 분체저장소에는 제2계량량에 대응되는 분체가 수용된다. 제1피더밸브부를 폐쇄 또는 밀폐한 상태에서 제2피더밸브부를 개방하면, 제2계량량에 대응하여 분체저장소에 수용된 분체를 제2분체라인에 전달할 수 있다. 그리고 제2피더밸브부를 폐쇄 또는 밀폐한 다음, 사일로압송모듈(270)로 제2분체라인의 분체를 압송 방식으로 이송시킬 수 있다.
사일로압송모듈(270)은 사일로모듈(260)의 분체사일로(261)에서 간헐적으로 배출되는 분체에 시스템에서 발생되는 공정가스 또는 압축공기를 공급하므로, 제2분체라인에서 분체를 안정되게 가압할 수 있다.
사일로모듈(260)의 테이블피더(263)와 사일로압송모듈(270) 사이에는 제2분체라인의 내부 압력을 조절하기 위해 테이블피더(263)와 사일로압송모듈(270) 사이의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제3예에서 제2이송유닛(200)은 사일로모듈(260)과 제2계량모듈(240)을 분체가 순차적으로 이송되는 방식을 채택할 수 있다.
제2이송유닛(200)은 분체가 저장되고 피딩 방식을 이용하여 분체를 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 사일로모듈(260)과, 제2계량모듈(240)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체를 가압하는 사일로압송모듈(270)과, 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2수직관(230)과, 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체 또는 제2수직관(230)의 분체를 흡입하여 저장하였다가 로터리밸브 방식을 이용하여 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량모듈(240)과, 제2계량모듈(240)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제2계량모듈(240)에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-2압송모듈(250)을 포함할 수 있다. 제2계량모듈(240)에는 후술하는 분체계량밸브가 포함될 수 있다.
이때, 제2수직관(230)을 기준으로 제2수직관(230)의 하단부 쪽에는 사일로압송모듈(270)이 연결되고, 사일로압송모듈(270)에는 사일로모듈(260)이 연결되도록 한다. 또한, 제2수직관(230)을 기준으로 제2수직관(230)의 상단부 쪽에는 제2계량모듈(240)이 연결되고, 제2계량모듈(240)에는 제2-2압송모듈(250)이 연결되도록 한다.
사일로모듈(260)은 제2수직관(230)을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 분체사일로(261)와, 피딩 방식을 이용하여 본체사일로에 저장되는 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 테이블피더(263)를 포함할 수 있다.
사일로모듈(260)은 분체가 분체사일로(261)에 투입될 때 분체로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 사일로자석필터와, 분체가 분체사일로(261)에 투입될 때 분체로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 사일로메쉬필터를 더 포함할 수 있다.
제3예에서 사일로모듈(260)은 상술한 사일로진공이젝터(262)가 생략되는 것이 바람직하다.
분체사일로(261)는 외부로부터 분체운반모듈(410)을 통해 전달되는 분체주머니에 보관된 전체 분체가 수용 가능하다. 분체사일로(261)에는 다수의 분체주머니에 수용된 분체가 수용되도록 한다.
분체사일로(261)에는 공정가스가 주입되어 분체사일로(261)에 수용되는 분체를 분산시킬 수 있다. 분체사일로(261)에 주입되는 공정가스는 분체사일로(261)에 수용되는 분체의 뭉침을 방지할 수 있다. 분체사일로(261)에는 분체사일로(261)의 내부 압력을 조절하기 위해 분체사일로(261)의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
사일로자석필터와 사일로메쉬필터는 상호 이격되어 분체사일로(261)의 상단부에 배치되어 분체주머니로부터 공급되는 분체에서 이물질을 필터링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 사일로메쉬필터는 사일로자석필터보다 상측에 배치되므로, 뭉쳐진 분체의 파쇄 효과를 나타내고, 뭉쳐진 분체의 크기를 원상태로 복귀시킬 수 있으며, 분체주머니로부터 전달되는 분체에서 자성을 띄는 이물질의 필터링 효과를 향상시킬 수 있다.
테이블피더(263)는 분체사일로(261)의 하단부에 구비되는 제1피더밸브부와, 피더밸브부의 하단부에 구비되어 제2이송량에 대응하여 분체가 수용되는 분체저장소와, 분체저장소의 하단부에 구비되는 제2피더밸브부를 포함할 수 있다.
그러면, 제2피더밸브부로 분체저장소의 하단부를 폐쇄 또는 밀폐한 상태에서 제1피더밸브부를 개방하면, 분체사일로(261)의 분체가 분체저장소로 이동되어 분체저장소에는 제2이송량에 대응되는 분체가 수용된다. 제1피더밸브부를 폐쇄 또는 밀폐한 상태에서 제2피더밸브부를 개방하면, 제2이송량에 대응하여 분체저장소에 수용된 분체를 제2분체라인에 전달할 수 있다. 그리고 제2피더밸브부를 폐쇄 또는 밀폐한 다음, 사일로압송모듈(270)로 제2분체라인의 분체를 압송 방식으로 이송시킬 수 있다.
사일로압송모듈(270)은 사일로모듈(260)의 분체사일로(261)에서 간헐적으로 배출되는 분체에 시스템에서 발생되는 공정가스 또는 압축공기를 공급하므로, 제2분체라인에서 분체를 안정되게 가압할 수 있다.
사일로모듈(260)의 테이블피더(263)와 사일로압송모듈(270) 사이에는 제2분체라인의 내부 압력을 조절하기 위해 테이블피더(263)와 사일로압송모듈(270) 사이의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제2수직관(230)은 분체이송라인 중 제2분체라인의 일부를 형성한다. 제2수직관(230)은 제2분체라인에서 분체가 시스템의 높이 방향으로 상승되는 경로를 형성한다. 제2수직관(230)은 시스템의 높이 방향으로 길게 형성될 수 있다.
제2계량모듈(240)은 제2수직관(230)을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 제2계량호퍼(241)와, 제2투입모듈(210)로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 제2계량호퍼(241)에 전달하는 제2진공이젝터(243)와, 로터리밸브 방식을 이용하여 제2계량호퍼(241)에 저장되는 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량밸브(244)를 포함할 수 있다. 제2계량밸브(244)는 후술하는 분체계량밸브를 포함할 수 있다.
제2계량호퍼(241)는 사일로압송모듈(270)을 통해 전달되는 분체를 순차적으로 수용 가능하다. 제2계량호퍼(241)의 용량은 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제2계량호퍼(241)에는 공정가스를 이용하여 제2계량호퍼(241)에 수용되는 분체를 분산시키는 제2공기유닛(242)이 구비될 수 있다. 제2공기유닛(242)은 공정가스를 제2계량호퍼(241)에 주입하여 제2계량호퍼(241)에 수용되는 분체의 뭉침을 방지할 수 있다. 제2계량호퍼(241)에는 제2계량호퍼(241)의 내부 압력을 조절하기 위해 제2계량호퍼(241)의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제2진공이젝터(243)는 공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부(420)와, 진공탱크부(420)의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 공정가스 또는 압축공기가 입력됨에 따라 흡입력을 발생시키는 진공헤드부(430)와, 제2수직관(230)과 진공탱크부(420)가 연통되도록 제2수직관(230)이 연결되는 분체투입부(440)와, 진공탱크부(420)와 제2계량호퍼(241)를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부(450)와, 사일로모듈(260)과 사일로압송모듈(270)과 진공헤드부(430) 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛(460)을 포함할 수 있다.
제2진공이젝터(243)는 상술한 제1진공이젝터(143)와 동일한 구성으로 동일한 도면부호를 부여하기로 한다.
진공탱크부(420)는 흡입력을 지탱하도록 원통 형상을 나타내는 것이 바람직하다. 진공자켓부(421)가 진공탱크부(420)를 감싸 지지하므로, 진공탱크부(420)의 변형을 방지하고, 진공탱크부(420)를 보호할 수 있다.
진공헤드부(430)는 진공탱크부(420)의 상단부에 구비되는 것이 유리하다. 진공헤드부(430)에는 공정가스 또는 압축공기가 주입되는 가스주입부(431)가 구비되고, 가스주입부(431)에서 이격되어 흡입력의 발생에 따라 생성되는 공정가스가 배출되는 가스배출부가 구비될 수 있다.
진공헤드부(430)에는 주입되는 공정가스 또는 압축공기를 이용한 벤츄리 효과를 이용하여 분체에 흡입력을 제공하기 위한 벤츄리부(미도시)가 구비되어 분체의 흡송을 안정화시키고 흡송 주기를 간편하게 조절할 수 있다.
분체투입부(440)는 진공탱크부(420)의 측면 또는 진공탱크부(420)의 상단부에 구비되어 제2수직관(230)으로부터 분체의 이송을 원활하게 할 수 있다.
연결밸브부(450)는 진공탱크부(420)의 하단부에 구비되는 것이 유리하다. 연결밸브부(450)는 진공탱크부(420)의 진공 상태가 유지되도록 진공탱크부(420)의 하단부에 구비되는 진공버퍼부와, 진공버퍼부의 하단부에 구비되고 제2계량모듈(240)의 제2계량호퍼(241)와 연통되는 밸브바디부(451)와, 밸브바디부(451)에 구비되어 밸브바디부(451)를 개폐하거나 밸브바디부(451)의 개도를 조절하는 밸브개폐부와, 밸브개폐부를 동작시키는 개폐구동부(452)를 포함할 수 있다.
제어유닛(460)은 사일로모듈(260)에서 분체가 배출됨에 따라 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 제2수직관(230)을 통과하도록 사일로압송모듈(270)을 정지시킨 상태에서 진공헤드부(430)를 동작시키고, 다음으로, 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 제2수직관(230)을 통과하도록 진공헤드부(430)의 정지와 함께 사일로압송모듈(270)을 동작시키므로, 제2수직관(230)에서 분체를 안정되게 배출시킬 수 있다.
좀더 자세하게, 제어유닛(460)의 동작을 살펴보면, 다음과 같다.
사일로피더에서 제2피더밸브부의 개방에 따라 분체저장소와 제2분체라인이 연통되면, 흡송 방식의 분체의 이송과 압송의 방식의 분체 이송이 순차적으로 이루어지도록 한다.
사일로압송모듈(270)을 통한 가압력으로 분체가 제2수직관(230)을 모두 통과하고 나면, 제2피더밸브부가 개방되므로, 분체저장소와 제2수직관(230)이 연통되고, 분체저장소의 분체가 제2분체라인으로 배출된다. 이때, 사일로압송모듈(270)과 제2수직관(230) 사이에는 제2분체라인의 개폐를 위한 투입개폐밸브가 구비될 수 있다.
그러면, 분체저장소의 분체가 제2분체라인으로 배출되면, 투입개폐밸브로 제2분체라인을 개방시키고 제2계량모듈(240)의 제2진공이젝터(243)를 동작시켜 흡송 방식으로 분체의 일부를 이송시킨다. 이때, 분체의 흡송 과정에서 분체저장소의 분체가 모두 제2분체라인으로 배출되므로, 제2피더밸브부를 폐쇄 또는 밀폐한 상태로 전환시킨다. 계속해서, 투입개폐밸브로 제2분체라인을 개방시키고 제2피더밸브부를 폐쇄 또는 밀폐한 상태에서 사일로압송모듈(270)을 이용하여 압송 방식으로 분체의 나머지를 이송시킨다.
다음으로, 사일로압송모듈(270)의 정지와 함께 투입개폐밸브로 제2분체라인을 폐쇄 또는 밀폐시키고, 제2피더밸브부가 개방되면, 제2피더밸브부와 투입개폐밸브 사이의 분체와 가스는 잔류 가압력에 의해 분체사일로(261)에 전달되고, 후속 동작을 위해 제2피더밸브부를 폐쇄 또는 밀폐시킨 다음, 제1피더밸브부를 개방하면 후속하는 분체를 분체사일로(261)에 투입할 수 있다. 또한, 사일로압송모듈(270)의 정지와 함께 투입개폐밸브로 제2분체라인을 폐쇄 또는 밀폐시킨 상태에서 제2진공이젝터(243)를 동작시키면, 제2수직관(230)에서의 흡입력을 향상시킬 수 있다.
제2계량밸브(244)는 간헐적으로 회전되는 회전축을 중심으로 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 다수의 포켓이 구비되므로, 해당 포켓에는 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제2계량밸브(244)에서 하나의 포켓에는 제2계량량에 대응하여 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제2계량밸브(244)에서 하나의 포켓의 용량은 제2계량량에 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제2-2압송모듈(250)은 제2계량모듈(240)의 제2계량호퍼(241)에서 간헐적으로 배출되는 분체에 시스템에서 발생되는 공정가스 또는 압축공기를 공급하므로, 제2분체라인에서 분체를 안정되게 가압할 수 있다.
제2계량모듈(240)의 제2계량밸브(244)와 제2-2압송모듈(250) 사이에는 제2분체라인의 내부 압력을 조절하기 위해 제2계량밸브(244)와 제2-2압송모듈(250) 사이의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제4예에서 제2이송유닛(200)은 제2투입모듈(210)과 사일로모듈(260)과 제2계량모듈(240)을 분체가 순차적으로 이송되는 방식을 채택할 수 있다. 이때, 제2수직관(230)은 제2-1수직관과 제2-2수직관으로 구분할 수 있다.
제2이송유닛(200)은 분체가 저장되고 분체를 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입모듈(210)과, 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-1압송모듈(220)과, 제2투입모듈(210)에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2-1수직관과, 분체가 저장되고 피딩 방식을 이용하여 분체를 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 사일로모듈(260)과, 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체를 가압하는 사일로압송모듈(270)과, 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2-2수직관과, 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 사일로모듈(260)에서 배출되는 분체 또는 제2수직관(230)의 분체를 흡입하여 저장하였다가 로터리밸브 방식을 이용하여 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량모듈(240)과, 제2계량모듈(240)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제2계량모듈(240)에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-2압송모듈(250)을 포함할 수 있다. 제2투입모듈(210)과, 제2계량모듈(240) 중 적어도 어느 하나에는 후술하는 분체계량밸브가 포함될 수 있다.
이때, 제2-1수직관을 기준으로 제2-1수직관의 하단부 쪽에는 제2-1압송모듈(220)이 연결되고, 제2-1압송모듈(220)에는 제2투입모듈(210)이 연결되도록 한다. 또한, 제2-1수직관을 기준으로 제2-1수직관의 상단부 쪽에는 사일로모듈(260)이 연결되고, 사일로모듈(260)에는 사일로압송모듈(270)이 연결되도록 한다. 또한, 제2-2수직관을 기준으로 제2-2수직관의 하단부 쪽에는 사일로압송모듈(270)이 연결되고, 사일로압송모듈(270)에는 사일로모듈(260)이 연결되도록 한다. 또한, 제2-2수직관을 기준으로 제2-2수직관의 상단부 쪽에는 제2계량모듈(240)이 연결되고, 제2계량모듈(240)에는 제2-2압송모듈(250)이 연결되도록 한다.
그러면, 제2투입모듈(210)부터 사일로모듈(260)까지의 분체의 이송 구조와 분체의 이송 관계는 제2예에 따른 제2이송유닛(200)의 구조와 동작이 적용되고, 사일로모듈(260)부터 제2-2압송모듈(250)까지의 분체의 이송 구조와 분체의 이송 관계는 제3예에 따른 제2이송유닛(200)의 구조와 동작이 적용되는 것으로 제4예에 따른 제2이송유닛(200)의 설명은 생략하기로 한다.
다만, 제2-1수직관은 분체이송라인 중 제2분체라인의 일부를 형성한다. 제2-1수직관은 제2분체라인에서 분체가 시스템의 높이 방향으로 상승되는 경로를 형성한다. 제2-1수직관은 시스템의 높이 방향으로 길게 형성될 수 있다.
또한, 제2-2수직관은 제2-1수직관에서 이격되어 분체이송라인 중 제2분체라인의 일부를 형성한다. 제2-2수직관은 제2분체라인에서 분체가 시스템의 높이 방향으로 상승되는 경로를 형성한다. 제2-2수직관은 시스템의 높이 방향으로 길게 형성될 수 있다.
또한, 제4예에 따른 테이블피더(263)에서 배출되는 분체는 제2이송량으로 계량하여 배출시킬 수 있다.
또한, 제4예에 따른 제2이송유닛(200)은 연결관과 제1삼방밸브와 제2삼방밸브를 더 포함할 수 있다. 연결관의 양단부는 각각 제2-1수직관의 상단부과 제2-2수직관의 중간에 연결되거나, 제2-1수직관의 상단부와 제2-2수직관의 상단부에 연결된다. 제1삼방밸브에는 제2-1수직관과 연결관과 사일로모듈(260)의 사일로진공이젝터(262)에 연결된 제2분체라인이 각각 연결되고, 제2삼방밸브에는 연결관과 제2-2수직관과 제2계량모듈(240)의 제2진공이젝터(243)에 연결된 제2분체라인이 각각 연결된다.
그러면, 제1삼방밸브가 제2-1수직관과 사일로모듈(260)의 사일로진공이젝터(262)에 연결된 제2분체라인을 연결시키고, 제2삼방밸브가 제2-2수직관과 제2계량모듈(240)의 제2진공이젝터(243)에 연결된 제2분체라인을 연결시키면, 제4예에 따른 분체는 제2투입모듈(210)과 사일로모듈(260)과 제2계량모듈(240)을 차례로 거치는 분체 이송 구조를 나타낼 수 있다. 또한, 제1삼방밸브가 제2-1수직관과 연결관을 연결시키고, 제2삼방밸브가 연결관과 제2계량모듈(240)의 제2진공이젝터(243)에 연결된 제2분체라인을 연결시키면, 제4예에 따른 분체는 제1예에 따른 분체와 같이 사일로모듈(260)을 거치지 않고 제2투입모듈(210)과 제2계량모듈(240)을 거치는 분체 이송 구조를 나타낼 수 있다.
셋째, 제3이송유닛(300)은 제3수직관의 분체를 압송 방식으로 이송시킬 수 있다.
제3이송유닛(300)은 제1이송유닛(100)과 제2이송유닛(200) 중 어느 하나에 의해 이송되는 분체에 대응하여 분체를 추가로 투입할 때 사용할 수 있다. 제3이송유닛(300)은 제1이송유닛(100)과 제2이송유닛(200)의 유지보수에 대응하여 분체를 제1이송량 또는 제2이송량으로 투입할 때 사용할 수 있다.
제3이송유닛(300)은 제1이송유닛(100)과 제2이송유닛(200) 중 어느 하나와 병행하여 설치되는 것이 유리하다.
제3이송유닛(300)은 분체가 저장되고 분체를 제3이송량으로 계량하여 배출시키는 제3투입모듈(310)과, 제3투입모듈(310)에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제3투입모듈(310)에서 배출되는 분체를 가압하는 제3압송모듈(320)을 포함할 수 있다.
제3투입모듈(310)은 분체가 저장되는 제3투입호퍼(311)와, 분체가 제3투입호퍼(311)에 투입될 때 분체로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 제3자석필터(312)와, 분체가 제3투입호퍼(311)에 투입될 때 분체로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 제3메쉬필터(313)를 포함하고, 로터리밸브 방식을 이용하여 제3투입호퍼(311)에 저장되는 분체를 제3이송량으로 계량하여 배출시키는 제3투입밸브를 더 포함할 수 있다. 제3투입밸브는 후술하는 분체계량밸브를 포함할 수 있다.
제3투입호퍼(311)는 외부로부터 분체운반모듈(410)을 통해 전달되는 분체주머니에 보관된 전체 분체가 수용 가능하다. 제3투입호퍼(311)에는 별도로 전달되는 분체가 수용될 수 있다. 제3투입호퍼(311)의 용량은 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제3자석필터(312)와 제3메쉬필터(313)는 상호 이격되어 제3투입호퍼(311)의 상단부에 배치되어 분체주머니로부터 공급되는 분체에서 이물질을 필터링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 제3메쉬필터(313)는 제3자석필터(312)보다 상측에 배치되므로, 뭉쳐진 분체의 파쇄 효과를 나타내고, 뭉쳐진 분체의 크기를 원상태로 복귀시킬 수 있으며, 분체주머니로부터 전달되는 분체 또는 별도로 전달되는 분체에서 자성을 띄는 이물질의 필터링 효과를 향상시킬 수 있다.
제3투입밸브는 간헐적으로 회전되는 회전축을 중심으로 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 다수의 포켓이 구비되므로, 해당 포켓에는 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제3투입밸브에서 하나의 포켓에는 제3이송량에 대응하여 정량의 분체가 수용될 수 있다. 제3투입밸브에서 하나의 포켓의 용량은 제3이송량에 대응하여 분체의 이송속도, 분체의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
제3압송모듈(320)은 제3투입모듈(310)의 제3투입호퍼(311)에서 간헐적으로 배출되는 분체에 시스템에서 발생되는 공정가스 또는 압축공기를 공급하므로, 제3분체라인에서 분체를 안정되게 가압할 수 있다.
제3투입모듈(310)의 제3투입밸브와 제3압송모듈(320) 사이에는 제3분체라인의 내부 압력을 조절하기 위해 제3투입밸브와 제3압송모듈(320) 사이의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
제3이송유닛(300)은 제3투입모듈(310)에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제3수직관을 더 포함할 수 있다. 제3수직관의 높이는 제1수직관(130) 또는 제2수직관(230) 보다 작게 형성되므로, 제3압송모듈(320)만으로도 분체를 이송시킬 수 있다.
제3수직관은 분체이송라인 중 제3분체라인의 일부를 형성한다. 제3수직관은 제3분체라인에서 분체가 시스템의 높이 방향으로 상승되는 경로를 형성한다. 제3수직관은 시스템의 높이 방향으로 길게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 바인더이송유닛(500)과 용매이송유닛(600)을 더 포함할 수 있다. 이때, 분체는 전극의 원료인 활물질로 이루어질 수 있다.
바인더이송유닛(500)은 바인더이송량에 대응하여 활물질과 혼합되는 바인더를 액상의 솔루션으로 변환하여 이송시킨다.
바인더이송유닛(500)은 바인더가 저장되고 바인더를 바인더이송량으로 계량하여 배출시키는 바인더투입모듈(510)과, 바인더투입모듈(510)에서 배출되는 바인더가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 바인더투입모듈(510)에서 배출되는 바인더를 가압하는 바인더압송모듈(520)과, 솔루션이 형성되도록 바인더압송모듈(520)을 거쳐 전달되는 바인더와 용매이송유닛(600)을 통해 전달되는 용매를 혼합시키는 바인더믹싱모듈(530)과, 솔루션을 펌핑하는 솔루션이송모듈과, 솔루션이송모듈로부터 전달되는 솔루션이 저장되되 솔루션의 이송량에 대응하여 솔루션의 정량 배출이 가능한 솔루션호퍼스케일(560)과, 솔루션의 이송량에 대응하여 솔루션호퍼스케일(560)의 솔루션을 펌핑하는 솔루션공급펌프(570)를 포함할 수 있다.
바인더투입모듈(510)은 분체가 저장되는 바인더투입호퍼(511)와, 분체가 바인더투입호퍼(511)에 투입될 때 분체로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 바인더자석필터(512)와, 분체가 바인더투입호퍼(511)에 투입될 때 분체로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 바인더메쉬필터(513)와, 로터리밸브 방식을 이용하여 바인더투입호퍼(511)에 저장되는 분체를 바인더이송량으로 계량하여 배출시키는 바인더투입밸브(514)를 포함할 수 있다.
바인더투입호퍼(511)는 외부로부터 바인더운반모듈을 통해 전달되는 바인더주머니에 보관된 전체 바인더가 수용 가능하다. 바인더투입호퍼(511)의 용량은 바인더의 이송속도, 바인더의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다. 바인더투입호퍼(511)에는 공정가스 또는 압축공기가 공급되어 바인더의 저장 상태를 안정화시킬 수 있다.
바인더자석필터(512)와 바인더메쉬필터(513)는 상호 이격되어 바인더투입호퍼(511)의 상단부에 배치되어 바인더주머니로부터 공급되는 바인더에서 이물질을 필터링할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 바인더메쉬필터(513)는 바인더자석필터(512)(541)보다 상측에 배치되므로, 뭉쳐진 바인더의 파쇄 효과를 나타내고, 뭉쳐진 바인더의 크기를 원상태로 복귀시킬 수 있으며, 바인더주머니로부터 전달되는 바인더에서 자성을 띄는 이물질의 필터링 효과를 향상시킬 수 있다.
바인더투입밸브(514)는 간헐적으로 회전되는 회전축을 중심으로 원주 방향을 따라 등간격으로 배치되는 다수의 포켓이 구비되므로, 해당 포켓에는 정량의 분체가 수용될 수 있다. 바인더투입밸브(514)에서 하나의 포켓에는 바인더이송량에 대응하여 정량의 바인더가 수용될 수 있다. 바인더투입밸브(514)에서 하나의 포켓의 용량은 바인더이송량에 대응하여 바인더의 이송속도, 바인더의 단위이송량에 따라 다양하게 변경 가능하다.
바인더압송모듈(520)은 바인더투입모듈(510)의 바인더투입호퍼(511)에서 간헐적으로 배출되는 바인더에 시스템에서 발생되는 공정가스 또는 압축공기를 공급하므로, 바인더이송라인에서 바인더를 안정되게 가압할 수 있다.
바인더투입모듈(510)의 바인더투입밸브(514)와 바인더압송모듈(520) 사이에는 바인더이송라인 내부 압력을 조절하기 위해 바인더투입밸브(514)와 바인더압송모듈(520) 사이의 가스를 배출시키거나 외부 가스가 주입되는 벤트가 구비될 수 있다.
바인더믹싱모듈(530)에는 용매이송유닛(600)의 믹싱조절모듈(650)을 통해 공급되는 용매가 바인더와 함께 수용된다.
바인더믹싱모듈(530)은 바인더와 용매가 각각 기설정된 비율로 수용되는 바인더믹서(531)와, 액상의 솔루션이 형성되도록 바인더믹서(531)의 내부에서 회전되면서 바인더와 용매를 혼합시키는 바인더교반기(532)를 포함할 수 있다.
바인더믹싱모듈(530)은 바인더믹서(531)로부터 용매 또는 솔루션을 공급받아 가열한 다음 바인더믹서(531)에 재공급하는 온조기(533)를 더 포함할 수 있다. 온조기(533)에는 슬러리로 전극을 형성하는 메인공정유닛으로부터 전달되는 칠러워터가 공급되어 솔루션의 농도를 조절하거나 온조기(533)의 온도를 조절할 수 있다.
바인더믹싱모듈(530)에는 바인더믹서(531)의 가스가 포집 배출되는 바인더벤트부(580)가 구비될 수 있다. 그러면, 바인더믹서(531)의 내부 압력 조절이 가능하고, 솔루션을 안정화시킬 수 있다. 바인더벤트부(580)는 바인더믹서(531)와 별도의 저장공간을 연결시키는 바인더벤트라인(581)과, 바인더벤트라인(581)에서 이격되어 바인더믹서(531)와 바인더벤트라인(581)을 연결시키는 바인더필터라인(582)과, 바인더필터라인(582)에 구비되어 바인더믹서(531)의 가스를 필터링하는 바인더벤트필터(583)를 포함할 수 있다.
이때, 바인더벤트라인(581)과 바인더필터라인(582)에는 각각 바인더개폐밸브가 구비되므로, 바인더개폐밸브의 개폐 여부에 따라 바인더믹서(531)의 가스가 통과하는 라인을 선택할 수 있다.
솔루션이송모듈은 바인더믹싱모듈(530)의 솔루션을 펌핑하는 솔루션이송펌프(542)를 포함할 수 있다. 솔루션이송펌프(542)에는 공정가스 또는 압축공기가 공급되어 솔루션의 이송을 원활하게 할 수 있다.
솔루션이송모듈은 솔루션이 솔루션호퍼스케일(560)에 전달될 때 솔루션으로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 솔루션자석필터(541)와, 솔루션이 솔루션호펴스케일에 전달될 때 솔루션으로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 코베터필터(543) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 솔루션자석필터(541)는 바인더믹싱모듈(530)과 솔루션이송펌프(542) 사이에 구비되어 자성을 갖는 이물질에 의한 솔루션이송펌프(542)의 파손을 방지하고, 코베터필터(543)는 솔루션이송펌프(542)와 솔루션호퍼스케일(560) 사이에 구비되어 솔루션호퍼스케일(560)로 이물질이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
코베터필터(543)는 상술한 메쉬필터로 이루어질 수 있다. 코베터필터(543)는 액상의 솔루션에서 자성이 없는 이물질을 필터링할 수 있다.
바인더이송유닛(500)은 솔루션이송펌프(542)와 코베터필터(543) 사이에 구비되는 솔루션을 바인더믹싱모듈(530)로 리턴시키는 제1솔루션라인(501)을 더 포함할 수 있다. 그리고 각 라인에 구비되는 개폐밸브 또는 솔루션이송펌프(542)와 코베터필터(543)와 제1솔루션라인(501)을 연결시키는 솔루션삼방밸브의 개폐 동작에 따라 솔루션이 솔루션호퍼스케일(560)에 전달되거나 제1솔루션라인(501)에 전달되도록 할 수 있다.
솔루션호퍼스케일(560)은 액상의 솔루션의 양을 자동으로 계량한다. 솔루션호퍼스케일(560)에는 압축공기 또는 공정가스가 공급되어 솔루션의 혼합 상태를 안정되게 유지시킬 수 있다. 솔루션호퍼스케일(560)에는 내부 가스가 원활하게 배출될 수 있도록 한다. 솔루션호퍼스케일(560)에는 후술하는 용매이송유닛(600)의 보조조절모듈(660)을 거쳐 전달되는 용매가 공급될 수 있다. 솔루션호퍼스케일(560)과 더불어 바인더이송유닛(500)은 후술하는 믹싱유닛(900)에 공급되는 솔루션을 다시 솔루션호퍼스케일(560)에 공급하는 바인더벌크이송모듈을 더 포함할 수 있다.
바인더벌크이송모듈은 후술하는 믹싱유닛(900)에 공급되는 솔루션의 잔류물이 저장되는 벌크바인더(551)와, 벌크바인더(551)의 솔루션을 솔루션호퍼스케일(560)에 공급하는 바인더벌크이송펌프(552)를 포함할 수 있다. 바인더벌크이송펌프(552)에는 공정가스 또는 압축공기가 공급되어 바인더벌크이송펌프(552)의 동작을 원활하게 할 수 있다.
솔루션공급펌프(570)는 솔루션호퍼스케일(560)의 솔루션을 후술하는 믹싱유닛(900)에 전달할 수 있다. 솔루션공급펌프(570)에는 공정가스 또는 압축공기가 공급되어 솔루션이 안정되게 이송되도록 할 수 있다.
바인더이송유닛(500)은 솔루션공급펌프(570)와 후술하는 믹싱유닛(900) 사이에 구비되는 솔루션을 솔루션호퍼스케일(560)로 리턴시키는 제2솔루션라인(502)을 더 포함할 수 있다. 바인더이송유닛(500)은 솔루션호퍼스케일(560)에서 배출되는 솔루션이 후술하는 믹싱유닛(900)에 직접 전달되도록 솔루션호퍼스케일(560)과 후술하는 믹싱유닛(900)을 직접 연결시키는 제3솔루션라인(503)을 더 포함할 수 있다.
용매이송유닛(600)은 용매이송량에 대응하여 바인더를 용해시켜 솔루션을 형성하기 위한 용매를 이송시킨다.
용매이송유닛(600)은 용매가 저장되는 용매탱크(610)와, 용매탱크(610)에 저장되는 용매를 펌핑하는 용매펌핑모듈과, 바인더의 용해를 위해 바인더에 혼합되는 용매를 조절하는 믹싱조절모듈(650)과, 전극을 형성하기 위한 슬러리의 농도 조절을 위해 슬러리에 혼합되는 용매를 조절하는 슬러리조절모듈(670)을 포함할 수 있다
용매탱크(610)에는 내부 가스가 원활하게 배출될 수 있도록 한다.
용매펌핑모듈은 용매탱크(610)의 용매를 펌핑하는 용매펌프(640)를 포함할 수 있다. 용매펌프(640)에는 공정가스 또는 압축공기가 공급되어 용매의 이송을 원활하게 할 수 있다.
용매펌핑모듈은 용매를 펌핑할 때 용매로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 용매자석필터(620)와, 용매를 펌핑할 때, 용매로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 용매메쉬필터(630) 중 적어도 어느 하나를 더 포함 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 용매자석필터(620)는 용매탱크(610)와 용매펌프(640) 사이에 구비되어 자성을 갖는 이물질에 의한 용매펌프(640)의 파손을 방지하고, 용매메쉬필터(630)는 용매자석필터(620)와 용매펌프(640) 사이에 구비되어 용매펌프(640)로 이물질이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
믹싱조절모듈(650)은 바인더이송유닛(500)의 바인더믹싱모듈(530)에 전달되는 용매의 양을 조절하므로, 바인더의 용해를 안정화시킬 수 있다.
슬러리조절모듈(670)은 후술하는 믹싱유닛(900)에 전달되는 용매의 양을 조절하므로, 슬러리의 안정화시키고, 슬러리의 농도를 조절할 수 있다.
용매이송유닛(600)은 후술하는 도전재이송유닛(700)과 분산재이송유닛(800)과 바인더이송유닛(500)의 솔루션호퍼스케일(560) 중 적어도 어느 하나에 전달되는 용매를 조절하는 보조조절모듈(660)을 더 포함할 수 있다.
용매펌프(640)를 통해 배출되는 용매는 용매이송라인에서 분기되는 제1용매라인(601)을 통해 용매탱크(610)로 리턴될 수 있다.
용매펌프(640)를 통해 배출되는 용매는 용매이송라인과 연결되는 제2용매라인(602)을 통해 믹싱조절모듈(650)과 보조조절모듈(660)과 슬러리조절모듈(670) 중 적어도 어느 하나에 전달되도록 한다.
보조조절모듈(660)을 통과한 용매는 제3용매라인(603)을 통해 도전재이송유닛(700)과 분산재이송유닛(800)과 바인더이송유닛(500)의 솔루션호퍼스케일(560) 중 적어도 어느 하나에 전달되도록 한다.
상술한 각각의 조절모듈에는 조절밸브가 구비되어 용매의 전달 여부를 선택하거나, 용매의 이송량을 조절할 수 있다.
상술한 각각의 조절모듈을 통과한 용매에는 압축공기가 공급되어 용매의 이송을 원활하게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 도전재이송유닛(700)과 분산재이송유닛(800) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
도전재이송유닛(700)은 도전재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 도전재를 이송시킬 수 있다.
도전재이송유닛(700)은 도전재가 저장되는 도전재호퍼스케일(710)과, 도전재이송량에 대응하여 도전재호퍼스케일(710)에 저장되는 도전재를 정량으로 펌핑하는 도전재공급펌프(720)를 포함할 수 있다. 도전재이송라인은 도전재호퍼스케일(710)과 도전재공급펌프(720)를 연결시킨다.
본 발명의 일 실시예에서 도전재는 분말 또는 필렛 형태의 탄소나노튜브로 이루어질 수 있다.
도전재호퍼스케일(710)은 외부로부터 도전재운반모듈을 통해 전달되는 도전재주머니에 보관된 전체 도전재가 수용 가능하다. 도전재호퍼스케일(710)에는 도전재조절정보에 대응하여 용매가 공급되도록 한다. 도전재호퍼스케일(710)에는 용매유닛의 보조조절모듈(660)을 거쳐 전달되는 용매가 공급될 수 있다.
도전재호퍼스케일(710)은 액상의 도전재의 양을 자동으로 계량한다. 도전재호퍼스케일(710)에는 압축공기 또는 공정가스가 공급되어 액상의 도전재의 혼합 상태를 안정되게 유지시킬 수 있다. 도전재호퍼스케일(710)에는 내부 가스가 원활하게 배출될 수 있도록 한다.
도전재호퍼스케일(710)과 더불어 도전재이송유닛(700)은 후술하는 믹싱유닛(900)에 공급되는 액상의 도전재를 다시 도전재호퍼스케일(710)에 공급하는 도전재벌크이송모듈을 더 포함할 수 있다.
도전재벌크이송모듈은 후술하는 믹싱유닛(900)에 공급되는 액상의 도전재의 잔류물이 저장되는 벌크도전재(730)와, 벌크도전재(730)의 도전재를 도전재호퍼스케일(710)에 공급하는 도전재벌크이송펌프(740)를 포함할 수 있다. 도전재벌크이송펌프(740)에는 공정가스 또는 압축공기가 공급되어 도전재벌크이송펌프(740)의 동작을 원활하게 할 수 있다.
도전재공급펌프(720)는 도전재호퍼스케일(710)의 도전재를 후술하는 믹싱유닛(900)에 전달할 수 있다. 도전재공급펌프(720)에는 공정가스 또는 압축공기가 공급되어 액상의 도전재가 안정되게 이송되도록 할 수 있다.
도전재이송유닛(700)은 도전재공급펌프(720)와 후술하는 믹싱유닛(900) 사이에 구비되는 도전재를 도전재호퍼스케일(710)로 리턴시키는 제1도전재라인(701)을 더 포함할 수 있다. 도전재이송유닛(700)은 도전재호퍼스케일(710)에서 배출되는 도전재가 후술하는 믹싱유닛(900)에 직접 전달되도록 도전재호퍼스케일(710)과 후술하는 믹싱유닛(900)을 직접 연결시키는 제2도전재라인(702)을 더 포함할 수 있다.
분산재이송유닛(800)은 분산재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 분산재를 이송시킬 수 있다.
분산재이송유닛(800)은 분산재가 저장하는 분산재호퍼스케일(810)과, 분산재이송량에 대응하여 분산재호퍼스케일(810)에 저장되는 분산재를 정량으로 펌핑하는 분산재공급펌프(820)를 포함할 수 있다. 분산재이송라인은 분산재호퍼스케일(810)과 분산재공급펌프(820)를 연결시킨다.
분산재호퍼스케일(810)에는 분산재조절정보에 대응하여 용매가 공급되도록 한다. 분산재호퍼스케일(810)에는 용매유닛의 보조조절모듈(660)을 거쳐 전달되는 용매가 공급될 수 있다.
분산재호퍼스케일(810)은 액상의 분산재의 양을 자동으로 계량한다. 분산재호퍼스케일(810)에는 압축공기 또는 공정가스가 공급되어 액상의 분산재의 혼합 상태를 안정되게 유지시킬 수 있다. 분산재호퍼스케일(810)에는 내부 가스가 원활하게 배출될 수 있도록 한다.
분산재호퍼스케일(810)과 더불어 분산재이송유닛(800)은 후술하는 믹싱유닛(900)에 공급되는 액상의 분산재를 다시 분산재호퍼스케일(810)에 공급하는 분산재벌크이송모듈을 더 포함할 수 있다.
분산재벌크이송모듈은 후술하는 믹싱유닛(900)에 공급되는 액상의 분산재의 잔류물이 저장되는 벌크분산재(830)와, 벌크분산재(830)의 분산재를 분산재호퍼스케일(810)에 공급하는 분산재벌크이송펌프(840)를 포함할 수 있다. 분산재벌크이송펌프(840)에는 공정가스 또는 압축공기가 공급되어 분산재벌크이송펌프(840)의 동작을 원활하게 할 수 있다.
분산재공급펌프(820)는 분산재호퍼스케일(810)의 분산재를 후술하는 믹싱유닛(900)에 전달할 수 있다. 분산재공급펌프(820)에는 공정가스 또는 압축공기가 공급되어 액상의 도전재가 안정되게 이송되도록 할 수 있다.
분산재이송유닛(800)은 분산재공급펌프(820)와 후술하는 믹싱유닛(900) 사이에 구비되는 분산재를 분산재호퍼스케일(810)로 리턴시키는 제1분산재라인(801)을 더 포함할 수 있다. 분산재이송유닛(800)은 분산재호퍼스케일(810)에서 배출되는 분산재가 후술하는 믹싱유닛(900)에 직접 전달되도록 분산재호퍼스케일(810)과 후술하는 믹싱유닛(900)을 직접 연결시키는 제2분산재라인(802)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템은 믹싱유닛(900)을 더 포함할 수 있다.
믹싱유닛(900)은 분체이송유닛(400)을 거쳐 전달되는 분체와 바인더이송유닛(500)을 거쳐 전달되는 솔루션과 용매이송유닛(600)의 슬러리조절모듈(670)을 거쳐 전달되는 용매를 혼합할 수 있다. 분체는 제1이송유닛(100)과 제2이송유닛(200)과 제3이송유닛(300) 중 적어도 어느 하나에서 전달될 수 있다. 믹싱유닛(900)은 도전재이송유닛(700)을 거쳐 전달되는 도전재와 분산재이송유닛(800)을 거쳐 전달되는 분산재 중 적어도 어느 하나를 더 혼합할 수 있다.
여기서, 솔루션의 잔류물은 벌크바인더(551)에 저장되고, 도전재의 잔류물은 벌크도전재(730)에 저장되며, 분산재의 잔류물은 벌크분산재(830)에 저장된다.
믹싱유닛(900)은 슬러리의 형성을 위해 적어도 분체와 솔루션과 용매를 각각 기설정된 비율로 혼합하는 슬러리믹싱모듈(910)을 포함할 수 있다.
슬러리믹싱모듈(910)은 적어도 분체와 솔루션과 용매가 각각 기설정된 비율로 수용되는 슬러리믹서(911)와, 액상의 슬러리가 형성되도록 슬러리믹서(911)의 내부에서 회전되면서 적어도 분체와 솔루션과 용매를 혼합시키는 슬러리교반기(912)를 포함할 수 있다.
슬러리믹서(911)에는 압축공기 또는 공정가스가 공급되는 슬러리의 형성을 안정화시킬 수 있다. 슬러리믹서(911)에는 유압유닛(913)이 구비되어 주변 부품의 동작을 안정화시킬 수 있다.
슬러리믹싱모듈(910)에는 슬러리믹서(911)의 가스가 포집 배출되는 슬러리벤트부(980)가 구비될 수 있다. 그러면, 슬러리믹서(911)의 내부 압력 조절이 가능하고, 슬러리를 안정화시킬 수 있다. 슬러리벤트부(980)는 슬러리믹서(911)와 별도의 저장공간을 연결시키는 슬러리벤트라인(981)과, 슬러리벤트라인(981)에서 이격되어 슬러리믹서(911)와 슬러리벤트라인(981)을 연결시키는 슬러리필터라인(982)과, 슬러리필터라인(982)에 구비되어 슬러리믹서(911)의 가스를 필터링하는 슬러리벤트필터(983)를 포함할 수 있다.
이때, 슬러리벤트라인(981)과 슬러리필터라인(982)에는 각각 슬러리개폐밸브가 구비되므로, 슬러리개폐밸브의 개폐 여부에 따라 슬러리믹서(911)의 가스가 통과하는 라인을 선택할 수 있다.
믹싱유닛(900)은 슬러리믹서(911)의 슬러리를 펌핑하는 슬러리이송펌프(930)를 더 포함할 수 있다. 슬러리이송펌프(930)에는 공정가스 또는 압축공기가 공급되어 슬러리의 이송을 원활하게 할 수 있다.
믹싱유닛(900)은 슬러리가 슬러리믹서(911)에서 배출될 때 슬러리로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 슬러리자석필터(920)와, 슬러리가 슬러리믹서(911)에서 배출될 때 슬ㄹ러리로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 슬러리메쉬필터(940) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 슬러리자석필터(920)는 슬러리믹서(911)와 슬러리이송펌프(930) 사이에 구비되어 자성을 갖는 이물질에 의한 슬러리이송펌프(930)의 파손을 방지하고, 슬러리메쉬필터(940)는 슬러리이송펌프(930)에서 배출되는 슬러리를 필터링하여 후속 공정으로 이물질이 전달되는 것을 방지할 수 있다.
믹싱유닛(900)은 유지보수모듈(950)을 통해 슬러리믹서(911)의 탈부착을 용이하게 하고, 슬러리믹서(911)의 유지보수를 간편하게 할 수 있다. 유지보수모듈(950)은 크레인 또는 체인블럭으로 이루어질 수 있다.
믹싱유닛(900)을 통과한 슬러리는 후속 공정에 전달되어 집전체의 표면에 코팅되도록 한다.
미설명부호 960은 믹싱유닛(900)에 기설정된 양의 전해액을 공급하는 전해액공급유닛이다. 전해액공급유닛(960)은 슬러리에 전해액을 공급하므로, 최종 완성되는 전극에서 활물질의 이온화를 활발하게 하고, 전극의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 미설명부호 971은 믹싱유닛(900)의 슬러리믹서(911)의 내부 가스를 흡입하는 진공챔버이다. 진공챔버(971)로 이동된 슬러리믹서(911)의 내부 가스는 별도 배출되도록 한다. 미설명부호 972는 진공챔버(971)에 흡입력을 제공하는 진공펌프이다. 진공펌프(972)가 흡입한 가스는 별도 배출되도록 한다.
도 1 내지 도 7과 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 분말 형태의 분체가 분체이송라인을 따라 이송될 때, 분체이송라인 중 수직으로 설치되는 해당 수직관에서 정밀 계량된 분체를 원활하게 통과시키는 한편, 분체가 해당 수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송시스템을 이용하여 분체를 이송하는 방법으로 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 분체이송단계(S1)를 포함할 수 있다. 분체이송단계(S1)는 제1이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제1이송단계와, 제1이송량과 같거나 다른 제2이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제2이송단계와, 제1이송량 또는 제2이송량과 같거나 작은 제3이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제3이송단계 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1이송단계는 제1이송유닛(100)의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제1수직관(130)에서 상승될 때 제1수직관(130)에서 제1이송량 중 일부의 분체를 제1수직관(130)의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 통과시키는 제1흡송단계와, 제1흡송단계를 거친 다음, 제1수직관(130)에서 제1이송량 중 나머지의 분체를 제1수직관(130)의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 통과시키는 제1압송단계를 포함할 수 있다.
제1이송단계의 세부 구성은 상술한 제1이송유닛(100)의 결합 관계 및 동작으로 대신한다.
제2이송단계는 제2이송유닛(200)의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제2수직관(230)에서 상승될 때 제2수직관(230)에서 제2이송량 중 일부의 분체를 제2수직관(230)의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 통과시키는 제2흡송단계와, 제2흡송단계를 거친 다음, 제2이송량 중 나머지의 분체는 제2수직관(230)의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 제2수직관(230)을 통과시키는 제2압송단계를 포함할 수 있다.
제2이송단계의 세부 구성은 상술한 제2이송유닛(200)의 결합 관계 및 동작으로 대신한다.
제3이송단계는 제3투입모듈(310)에 저장된 분체를 제3이송량으로 계량하여 배출시키는 제3투입단계와, 제3투입단계를 거쳐 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 제3투입모듈(310)에서 배출되는 분체를 가압하는 제3압송단계를 포함할 수 있다.
제3이송단계의 세부 구성은 상술한 제3이송유닛(300)의 결합 관계 및 동작으로 대신한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 바인더이송단계(S2)와, 용매이송단계(S3)를 더 포함할 수 있다. 이때, 분체는 전극의 원료인 활물질로 이루어질 수 있다.
바인더이송단계(S2)는 바인더이송량에 대응하여 활물질과 혼합되는 바인더를 액상의 솔루션으로 변환하여 이송시킨다.
바인더이송단계(S2)의 세부 구성은 상술한 바인더이송유닛(500)의 결합 관계 및 동작으로 대신한다.
용매이송단계(S3)는 용매이송량에 대응하여 바인더를 용해시켜 솔루션을 형성하기 위한 용매를 이송시킨다.
용매이송단계(S3)의 세부 구성은 상술한 용매이송유닛(600)의 결합 관계 및 동작으로 대신한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 도전재이송단계(S4)와 분산재이송단계(S5) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
도전재이송단계(S4)는 도전재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 도전재를 이송시킨다.
도전재이송단계(S4)의 세부 구성은 상술한 도전재이송유닛(700)의 결합 관계 및 동작으로 대신한다.
분산재이송단계(S5)는 분산재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 분산재를 이송시킨다.
분산재이송단계(S5)의 세부 구성은 상술한 분산재이송유닛(800)의 결합 관계 및 동작으로 대신한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 믹싱단계(S6)를 더 포함할 수 있다.
믹싱단계(S6)는 전극을 형성하기 위한 슬러리를 형성하도록 분체이송단계(S1)를 거쳐 전달되는 분체와 바인더이송단계(S2)를 거쳐 전달되는 솔루션과 용매이송단계(S3)를 거쳐 전달되는 용매를 혼합한다.
믹싱단계(S6)의 세부 구성은 상술한 믹싱유닛(900)에서 슬러리믹서(911)와 슬러리교반기(912)의 결합 관계 및 동작으로 대신한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 스마트 분체원료 이송방법은 슬러리이송단계(S7)를 더 포함할 수 있다.
슬러리이송단계(S7)는 믹싱단계(S6)를 거쳐 배출되는 슬러리를 후속 공정으로 이송시킨다. 슬러리이송단계(S7)의 세부 구성은 상술한 슬러리이송펌프(930)와 슬러리자석필터(920)와 슬러리메쉬필터(940)의 결합 관계 및 동작으로 대신한다.
미설명부호 S8은 믹싱유닛(900)에 기설정된 양의 전해액을 공급하는 전해액공급단계이다. 슬러리에 전해액이 공급됨에 따라 최종 완성되는 전극에서 활물질의 이온화를 활발하게 하고, 전극의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
공정투입단계에서는 최종 완성된 슬러리를 집전체의 표면에 코팅할 수 있다.
도 9 내지 도 17을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브는 분말 형태를 나타내어 해당 호퍼로부터 연속적으로 공급되는 분말 형태의 분체를 기계적으로 명확하게 정량 계량하여 순차적으로 배출하기 위한 것으로, 계량하우징(10)과, 분배모듈(20)을 포함하고, 상기 분체계량밸브는 동력발생모듈(50)을 더 포함할 수 있다. 여기에, 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브는 회전센싱모듈(60)과 속도제어모듈(70) 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 여기에, 본 발명의 일 실시예에 따른 분체계량밸브는 축이음모듈(30)과, 변환모듈(40) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
그러면, 분배모듈(20)이 회전함에 따라 입구(11)로 유입되는 분체는 분배모듈(20)의 단위배출홈부(22)마다 기설정된 정량으로 분리 수용되었다가 선입선출 방식으로 출구(12)를 통해 배출된다.
계량하우징(10)은 중공의 함체로 형성된다. 계량하우징(10)의 상부에는 호퍼가 결합되는 입구(11)가 개구되고, 계량하우징(10)의 하부에는 입구(11)와 대향 배치되는 출구(12)가 개구된다.
여기서, 가상의 선은 입구(11)와 출구(12)를 연결하는 선이고, 가상의 제1축은 가상의 선에 수직인 축이며, 가상의 제2축은 가상의 선과 가상의 제1축에 모두 수직인 축일 수 있다. 다만, 여기에 한정되는 것은 아니고, 가상의 제2축은 가상의 선과 평행할 수도 있다.
계량하우징(10)에는 가상의 제1축에 수직인 가상의 제2축을 기준으로 계량하우징(10)의 일측에 관통 형성되는 분배개구부와, 가상의 제1축에 수직인 가상의 제2축을 기준으로 계량하우징(10)의 타측에 관통 형성되는 점검구와, 점검구를 개폐하는 개폐부재(15)가 포함될 수 있다. 분배개구부는 개폐이음부재(31)에 의해 개폐될 수 있다.
입구(11)와 출구(12) 중 적어도 어느 하나에는 환기를 위한 퍼지부(13)가 구비될 수 있다.
계량하우징(10)에는 개폐부재(15)가 회전 가능하게 결합되는 개폐힌지부(16)와, 사용자의 파지를 위해 개폐부재(15)에 구비되는 개폐손잡이(17)와, 개폐부재(15)를 계량하우징(10)의 타측에 탈부착 가능하게 결합시키는 개폐고정부(18) 중 적어도 어느 하나가 더 포함될 수 있다.
미설명부호 19는 개폐부재(15)에 의한 점검구의 개폐 상태를 감지하는 리미트스위치이다.
분배모듈(20)은 입구(11)와 출구(12)를 연결하는 가상의 선에 수직인 가상의 제1축을 기준으로 계량하우징(10)에 회전 가능하게 내장된다. 분배모듈(20)에는 회전 방향을 따라 다수의 단위배출홈부(22)가 등간격으로 배치된다. 단위배출홈부(22)에는 기설정된 정량의 분체가 수용되도록 한다. 분배모듈(20)은 입구(11)로 유입되는 분체를 출구(12)로 전달한다.
분배모듈(20)은 가상의 제1축과 동축으로 분배홀부(21-1)가 관통 형성된 원통 형상의 분배바디(21)와, 상호 인접한 두 단위배출홈부(22)가 구획되도록 분배바디(21)의 외주면에서 분배바디(21)의 법선 방향으로 돌출 형성되는 다수의 구획날개(23)를 포함할 수 있다.
분배바디(21)에서 분배홀부(21-1)에는 가상의 제1축과 동축을 이루는 전달구동축부(43)가 삽입된 상태에서 걸림 지지되므로, 일측에는 축지지홈부(21-2)가 구비되고, 타측에는 축결합홈부(21-3)가 구비되도록 한다.
가상의 제1축에 수직인 면으로 분배모듈(20)을 절단했을 때, 단위배출홈부(22)의 형상을 한정하는 것은 아니고, 다양한 형태를 나타낼 수 있고, 분배바디(21)의 외주면을 따라 등간격으로 배치되는 것이 바람직하다.
구획날개(23)는 분배바디(21)의 외주면에서 법선 방향으로 돌출 형성되어 계량하우징(10)의 내부에 밀착 또는 접촉 지지된다. 계량하우징(10)의 내벽에 밀착 또는 접촉 지지되는 스크래퍼(23-1)가 구비되어 밀착력을 향상시킬 수 있다. 스크래퍼(23-1)에는 도 12에 도시된 바와 같이 모따기부가 형성되어 계량하우징(10)의 내부와 구획날개(23)의 마찰을 줄이고, 구획날개(23)의 이동을 원활하게 할 수 있다.
축이음모듈(30)은 가상의 제1축과 동축을 이루도록 배치된다. 축이음모듈(30)은 가상의 제1축을 회전 가능하게 지지한다. 축이음모듈(30)은 계량하우징(10)에 결합되어 분배개구부를 개폐할 수 있다. 축이음모듈(30)은 가상의 제1축과 동축을 이루어 분배모듈(20)과 변환모듈(40)을 연결시킬 수 있다.
축이음모듈(30)은 계량하우징(10)에 결합되고 가상의 제1축을 회전 가능하게 지지하는 개폐이음부재(31)와, 변환모듈(40)에 결합되고 가상의 제1축을 회전 가능하게 지지하는 축이음부재(32)중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
개폐이음부재(31)에는 계량하우징(10)의 일측으로 개구된 분배개구부와 연통되어 가상의 제1축이 통과하도록 관통 형성되는 개폐홀부(31-1)가 포함될 수 있다. 여기에, 개폐이음부재(31)에는 분배개구부가 밀폐되도록 개폐홀부(31-1)에서 가상의 제1축을 회전 가능하게 지지하는 부싱부재(31-2)와, 가상의 제1축과 개폐홀부(31-1)의 중심이 동축을 이루도록 부싱부재(31-2)와 축이음부재(32) 사이의 개폐홀부(31-1)에서 가상의 제1축을 회전 가능하게 지지하는 리테이너(31-3)중 적어도 어느 하나가 더 포함될 수 있다.
축이음부재(32)에는 가상의 제1축이 통과하도록 관통 형성되는 축이음홀부(32-1)와, 축이음홀부(32-1)에서 가상의 제1축을 회전 가능하게 지지하는 베어링부재가 포함될 수 있다. 도 10을 참조하면, 베어링부재는 축이음홀부(32-1)의 일측에 구비되는 제1베어링(32-2)과 축이음홀부(32-1)의 타측에 구비되는 제2베어링(32-3)을 포함하는 것으로 도시하였지만, 여기에 한정하는 것은 아니고, 베어링부재의 개수는 조정될 수 있다.
변환모듈(40)은 가상의 제1축과 동축 또는 평행을 이루도록 배치된다. 변환모듈(40)은 분배모듈(20)을 회전시키기 위한 회전력을 변환하여 분배모듈(20)에 전달한다. 본 발명의 일 실시예에서 변환모듈(40)은 가상의 제1축과 동축을 이루어 축이음모듈(30)에 결합되는 것으로 도시하였다. 하지만, 여기에 한정하는 것은 아니고, 축이음모듈(30)이 생략되는 경우, 변환모듈(40)은 계량하우징(10)의 일측에 결합될 수 있다.
변환모듈(40)은 계량하우징(10)의 일측에 배치되고 축이음모듈(30) 또는 계량하우징(10)과 결합되는 변환바디(41)와, 가상의 제1축과 동축을 이루어 변환바디(41)에 회전 가능하게 결합되는 전달구동축부(43)와, 가상의 제1축과 수직인 가상의 제2축과 동축 또는 평행을 이루어 전달구동축부(43)와 치합된 상태에서 변환바디(41)에 회전 가능하게 결합되는 구동연결축부를 포함할 수 있다. 이때, 전달구동축부(43)는 분배모듈(20)과 함께 회전되도록 분배모듈(20)에 탈부착 가능하게 결합되도록 한다.
전달구동축부(43)는 변환바디(41)에 회전 가능하게 결합되는 변환연결부(431)와, 분배모듈(20)에 구비된 분배홀부(21-1)에 삽입 지지되도록 변환연결부(43-1)에 동축으로 연장되는 분배이음연결부(43-3)를 포함할 수 있다.
전달구동축부(43)는 축이음모듈(30)에 회전 가능하게 삽입 지지되도록 변환연결부(43-1)와 분배이음연결부(43-3)를 동축으로 연결시키는 축이음연결부(43-2)를 더 포함할 수 있다. 축이음연결부(43-2)는 축이음모듈(30)에 회전 가능하게 지지된다.
전달구동축부(43)는 분배이음연결부(433)의 일측에 형성되고 분배모듈(20)의 일측에 걸림 지지되는 지지돌부(43-4)와, 분배이음연결부(43-3)의 타측에 탈부착 가능하게 결합되고 분배모듈(20)의 타측에 걸림 지지되는 축고정부재를 더 포함할 수 있다.
그러면, 지지돌부(43-4)는 축지지홈부(21-2)에 걸림 지지되고, 축고정부재는 축결합홈부(21-3)에 걸림 지지된다.
축고정부재는 전달구동축부(43)의 단부와 마주보도록 분배모듈(20)의 타측에서 축결합홈부(213)에 걸림 지지되는 고정브라켓(43-5)과, 고정브라켓(43-5)을 전달구동축부(43)의 단부에 탈부착 가능하게 결합시키는 고정결합부(43-6)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 고정결합부(43-6)는 고정브라켓(435)을 통과하여 전달구동축부(43)에 나사 결합되는 것으로 도시하였다.
동력발생모듈(50)은 가상의 제1축과 동축 또는 평행 또는 교차를 이루도록 배치된다. 동력발생모듈(50)은 인가되는 전원에 의해 분배모듈(20)을 회전시키기 위한 회전력을 발생시킨다. 본 발명의 일 실시예에서 동력발생모듈(50)은 가상의 제1축에 수직인 가상의 제2축과 동축 또는 평행을 이루어 변환모듈(40)에 결합되는 것으로 도시하였다.
동력발생모듈(50)은 인가되는 전원에 의해 회전력을 발생시키는 동력발생부(51)와, 동력발생부(51)의 중심에서 회전력에 의해 회전되고 변환모듈(40)의 구동연결축부에 동축으로 연결되는 동력축부를 포함할 수 있다.
동력발생모듈(50)은 동력축부를 구동연결축부에 연결시키는 동력축이음(52)을 더 포함할 수 있다.
회전센싱모듈(60)은 가상의 제1축과 동축을 이루도록 배치된다. 회전센싱모듈(60)은 계량하우징(10)에서 단위배출홈부(22)의 위치를 감지한다. 본 발명의 일 실시예에서 회전센싱모듈(60)은 가상의 제1축과 동축을 이루어 변환모듈(40)에 결합되는 것으로 도시하였다. 하지만, 변환모듈(40)이 생략되는 경우, 축이음모듈(30) 또는 계량하우징(10)에 결합될 수 있다.
종래의 로터리밸브를 이용한 분체 계량 방식에서는 기계 구조적 특석상 작동이 정지했을 때, 단위배출홈부(22)의 정지 위치를 정확하게 파악하지 못하고, 설정 계량값 도달 시 계량하우징(10)의 출구(12) 쪽 폐쇄가 부정확하여 배출량의 변동이 심한 문제점이 있었다.
하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 분배모듈(20)과 회전센싱모듈(60) 사이의 결합 관계 및 회전센싱모듈(60)의 세부 결합 상태에 따라 상술한 문제점을 해결하고, 작동 정지 상태에서 입구(11)와 단위배출홈부(22)의 연통 및 출구(12)와 단위배출홈부(22)의 연통을 명확하게 하여 단위배출홈부(22)의 정지 위치를 안정화시키고, 분배모듈(20)에 의한 출구(12)의 폐쇄를 간편하게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 분배모듈(20)에서 입구(11)와 단위배출홈부(22)의 연통 및 출구(12)와 단위배출홈부(22)의 연통에 대응하여 출구(12)와 연통된 단위배출홈부(22)의 양쪽에 배치되는 단위배출홈부(22) 중 적어도 어느 하나는 출구(12)와 연통되지 못하여 출구(12)의 폐쇄 및 밀폐를 안정되게 유지시킬 수 있고, 상호 인접한 한 쌍의 감지날개(62-3) 사이의 공간과 단위배출홈부(22)에 의해 결정되는 분체의 단위 수용공간에서 분체 수용량에 대한 오차를 최소화시킬 수 있게 된다.
회전센싱모듈(60)은 가상의 제1축과 동축을 이루는 패들축부(62-1)를 매개로 변환모듈(40) 또는 축이음모듈(30) 또는 계량하우징(10)에 회전 가능하게 결합되고 가상의 제1축과 함께 회전 가능한 센싱패들(62)과, 센싱패들(62)을 감지하는 스피드센서(63)를 포함할 수 있다.
여기서, 센싱패들(62)은 패들축부(62-1)에 결합되는 패들바디(62-2)와, 단위배출홈부(22)에 대응하여 패들바디(62-2)의 외주면을 따라 패들바디(62-2)에 등간격으로 배치되는 감지날개(62-3)를 포함할 수 있다. 그러면, 스피드센서(63)는 감지날개(62-3)를 감지함에 따라 분배모듈의 회전량을 감지할 수 있다.
센싱패들(62)에서 패들바디(62-2) 또는 감지날개(62-3) 중 어느 하나에는 디폴트설정부(62-4)가 구비되어 계량하우징(10)의 입구(11)에서 단위배출홈부(22)가 안정되게 개구된 상태를 유지하도록 할 수 있고, 분배모듈(20)의 초기화를 도모할 수 있다.
회전센싱모듈(60)은 센싱패들(62)과 스피트센서의 일부 또는 전체가 내장되도록 변환모듈(40) 또는 축이음모듈(30) 또는 계량하우징(10)에 결합되는 센싱바디(61)를 더 포함할 수 있다.
제1결합 상태를 참조하면, 도 14에 도시된 바와 같이 감지날개(62-3)는 패들바디(62-2)의 가장자리로부터 절곡 형성될 수 있다. 그리고 스피드센서(63)는 감지날개(62-3)를 연결하는 가상의 원통의 외측으로 이격되어 센싱바디(61)에 결합된다. 그러면, 스피드센서(63)는 패들바디(62-2)에서 이격되어 감지날개(62-3)만을 바라보도록 배치되므로, 패들축부(62-1)의 회전에 따라 감지날개(62-3)를 간헐적으로 감지할 수 있다. 패들축부(62-1)의 회전 방향에 대응한 감지날개(62-3)의 폭이 기설정된 제1감지폭을 형성하므로, 입구(11) 또는 출구(12)에 대응하여 단위배출홈부(22)의 위치 파악을 명확하게 하고, 속도제어모듈(70)에 해 분배모듈(20)의 회전력이 조절될 때, 기설정된 정량의 분체가 단위배출홈부(22)에 안정되게 수용되도록 한다.
제2결합 상태를 참조하면, 도 15와 도 16에 도시된 바와 같이 감지날개(62-3)는 패들바디(62-2)의 둘레면으로부터 법선 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 그리고 스피드센서(63)는 감지날개(62-3)를 연결하는 가상의 원통의 외측으로 이격되어 센싱바디(61)에 결합된다. 그러면, 스피드센서(63)는 패들바디(62-2)의 둘레면과 감지날개(62-3)를 모두 바라보도록 배치되므로, 패들축부(62-1)의 회전에 따라 감지날개(62-3)를 간헐적으로 감지할 수 있다. 패들축부(62-1)의 회전 방향에 대응한 감지날개(62-3)의 폭이 기설정된 제1감지폭보다 작은 제2감지폭을 형성하므로, 입구(11) 또는 출구(12)에 대응하여 단위배출홈부(22)의 위치 파악을 명확하게 하고, 속도제어모듈(70)에 해 분배모듈(20)의 회전력이 조절될 때, 기설정된 정량의 분체가 단위배출홈부(22)에 안정되게 수용되도록 한다.
제3결합 상태를 참조하면, 도 17에 도시된 바와 같이 감지날개(62-3)는 패들바디(62-2)의 둘레면으로부터 법선 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 그리고 스피드센서(63)는 패들바디(62-2)의 측면과 마주보도록 센싱바디(61)에 결합된다. 그러면, 스피드센서(63)는 패들축부(62-1)와 평행한 방향에서 감지날개(62-3)만을 바라보도록 배치되므로, 패들축부(62-1)의 회전에 따라 감지날개(62-3)를 간헐적으로 감지할 수 있다. 패들축부(62-1)의 회전 방향에 대응한 감지날개(62-3)의 폭이 기설정된 제1감지폭을 형성하므로, 입구(11) 또는 출구(12)에 대응하여 단위배출홈부(22)의 위치 파악을 명확하게 하고, 속도제어모듈(70)에 해 분배모듈(20)의 회전력이 조절될 때, 기설정된 정량의 분체가 단위배출홈부(22)에 안정되게 수용되도록 한다.
회전센싱모듈(60)의 세부 결합 관계를 참조하면, 패들축부(62-1)의 회전 방향에 대응한 감지날개(62-3)의 폭과, 인접한 두 감지날개(62-3) 사이의 간격을 이용하여 스피드센서(63)가 감지날개(62-3)를 감지하는 시간, 동력발생모듈(50)에서 발생되는 회전력이 조절되는 시간 등을 조절할 수 있고, 단위분배홈부(22)에 수용되는 분체를 명확하게 조절할 수 있다.
속도제어모듈(70)은 회전센싱모듈(60)에서 감지되는 분배모듈(20)의 단위배출홈부(22)의 위치에 따라 동력발생모듈(50)에서 발생되는 회전력을 조절한다. 속도제어모듈(70)에서 회전력의 조절 방식은 미세감속방식과 수용가속방식으로 구분할 수 있다. 그러면, 회전센싱모듈(60)을 통해 단위배출홈부()의 위치를 감지하고, 속도제어모듈(70)의 제어에 따라 단위배출홈부(22)에 누적되는 분체의 계량값을 연산하고, 단위배출홈부(22) 당 분체의 무게를 환산하여 정밀 계량에 따른 오차값을 최소한으로 적용할 수 있게 된다.
미세감속방식에 따르면, 속도제어모듈(70)은 분배모듈(20)의 회전량에 대응하여 감지신호의 발생여부를 체크하는 감지확인부(71)와, 감지확인부(71)의 체크 결과 감지신호가 발생되지 않으면 동력발생모듈(50)에서 발생되는 회전력을 유지시키는 수용제어부(72)와, 감지확인부(71)의 체크 결과 감지신호가 발생되면 동력발생모듈(50)에서 발생되는 회전력을 기설정된 감속력으로 감소시키는 조정제어부(73)를 포함할 수 있다.
수용가속방식에 따르면, 속도제어모듈(70)은 분배모듈(20)의 회전량에 대응하여 감지신호의 발생여부를 체크하는 감지확인부(71)와, 감지확인부(71)의 체크 결과 감지신호가 발생되면 동력발생모듈(50)에서 발생되는 회전력을 유지시키는 수용제어부(72)와, 감지확인부(71)의 체크 결과 감지신호가 발생되지 않으면 동력발생모듈(50)에서 발생되는 회전력을 기설정된 가속력으로 증가시키는 조정제어부(73)를 포함할 수 있다.
일예로, 스피드센서(63)가 센싱패들(62)의 감지날개(62-3)를 감지하는 동안, 속도제어모듈(70)은 동력발생모듈(50)의 회전력을 상대적으로 작게 하고, 상대적으로 분배모듈(20)이 천천이 회전되도록 하므로, 입구(11)에서 단위배출홈부(22)의 연통시간이 상대적으로 길어지고, 입구(11)에서 단위배출홈부(22)의 85%~90%가 연통 상태를 유지하여 분체가 단위배출홈부(22)에 충분히 공급되도록 할 수 있다. 또한, 스피드센서(63)가 센싱패들(62)의 감지날개(62-3)를 감지하지 않으면, 속도제어모듈(70)은 동력발생모듈(50)의 회전력을 상대적으로 크게 하고, 상대적으로 분배모듈(20)이 빠르게 회전되도록 하므로, 입구(11)에서 단위배출홈부(22)의 연통시간이 상대적으로 짧아지고, 호퍼에서 전달되는 분체의 일부(단위배출홈부(22) 당 수용되는 분체의 10%~15%)만을 단위배출홈부(22)에 공급할 수 있다.
다른 예로, 스피드센서(63)가 센싱패들(62)의 감지날개(62-3)를 감지하는 동안, 속도제어모듈(70)은 동력발생모듈(50)의 회전력을 상대적으로 작게 하고, 상대적으로 분배모듈(20)이 천천이 회전되도록 하므로, 인접한 두 단위배출홈부(22)에 각각 분체가 전달되도록 할 수 있다. 또한, 스피드센서(63)가 센싱패들(62)의 감지날개(62-3)를 감지하지 않으면, 속도제어모듈(70)은 동력발생모듈(50)의 회전력을 상대적으로 크게 하고, 상대적으로 분배모듈(20)이 빠르게 회전되도록 하므로, 입구(11)에서 단위배출홈부(22)의 연통시간이 상대적으로 짧아지고, 인접한 두 단위배출홈부(22) 중 어느 하나는 출구(12)로 빠르게 이동되고, 인접한 두 단위배출홈부(22) 중 다른 하나는 입구(11)와의 연통면적이 증가하지만, 호퍼에서 전달되는 분체의 일부(단위배출홈부(22) 당 수용되는 분체의 10%~15%)만을 단위배출홈부(22)에 공급할 수 있다.
상술한 스마트 분체원료 이송시스템과 스마트 분체원료 이송방법에 따르면, 분말 형태의 분체가 분체이송라인을 따라 이송될 때, 분체이송라인 중 수직으로 설치되는 해당 수직관에서 정밀 계량된 분체를 원활하게 통과시키는 한편, 분체가 해당 수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 분체이송라인 중 제1분체라인에서 분체의 흡송 이후에 분체의 압송이 이루어짐에 따라, 제1수직관(130)에 작용하는 부하를 최소화시키고, 제1수직관(130)의 두께를 줄일 수 있으며, 유지보수 비용 및 재료비 절감을 통해 원가절감 효과를 기대할 수 있다.
또한, 제1이송유닛(100)의 세부 구성을 통해 제1투입모듈(110)과 제1계량모듈(140) 사이에서 분체의 이송을 원활하게 하고, 분체이송라인 중 제1분체라인에서 분체의 흡송과 분체의 압송을 명확하게 할 수 있다.
또한, 제1계량모듈(140)의 세부 구성을 통해 분체이송라인 중 제1분체라인에서 분체의 흡송을 위한 흡입력을 안정되게 발생시키고, 일체화된 제1계량모듈(140)에서 제1수직관(130)과 제1계량호퍼(141) 사이의 분체 이송을 원활하게 할 수 있다.
또한, 제1진공이젝터(143)의 세부 구성을 통해 분체에 안정된 흡입력을 제공하는 한편, 제1이송량에 대응하여 본체의 연속 이송을 명확하게 할 수 있고, 분체가 제1수직관(130)에 잔류하거나 정체되는 것을 방지하여 제1분체라인 또는 제1수직관(130)의 막힘을 해소할 수 있다.
또한, 제1투입모듈(110)의 세부 구성을 통해 외부에서 전달되는 분체의 전달을 용이하게 하고, 분체에 혼합되는 이물질을 제거하여 분체의 순도를 향상시킬 수 있다.
또한, 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송 이후에 분체의 압송이 이루어짐에 따라, 제2수직관(230)에 작용하는 부하를 최소화시키고, 제2수직관(230)의 두께를 줄일 수 있으며, 유지보수 비용 및 재료비 절감을 통해 원가절감 효과를 기대할 수 있다.
또한, 제2이송유닛(200)의 세부 구성을 통해 제2투입모듈(210)과 제2계량모듈(240) 사이에서 분체의 이송을 원활하게 하고, 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송과 분체의 압송을 명확하게 할 수 있다.
또한, 제2계량모듈(240)의 세부 구성을 통해 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송을 위한 흡입력을 안정되게 발생시키고, 일체화된 제2계량모듈(240)에서 제2수직관(230)과 제2계량호퍼(241) 사이의 분체 이송을 원활하게 할 수 있다.
또한, 제2진공이젝터(243)의 세부 구성을 통해 분체에 안정된 흡입력을 제공하는 한편, 제2이송량에 대응하여 본체의 연속 이송을 명확하게 할 수 있고, 분체가 제2수직관(230)에 잔류하거나 정체되는 것을 방지하여 제2분체라인 또는 제2수직관(230)의 막힘을 해소할 수 있다.
또한, 제2이송유닛(200)의 세부 구성을 통해 제2투입모듈(210)과 사일로모듈(260) 사이에서 분체의 이송을 원활하게 하고, 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송과 분체의 압송을 명확하게 할 수 있다.
또한, 사일로모듈(260)의 세부 구성을 통해 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송을 위한 흡입력을 안정되게 발생시키고, 일체화된 사일로모듈(260)에서 제2수직관(230)과 분체사일로(261) 사이의 분체 이송을 원활하게 할 수 있다.
또한, 사일로진공이젝터(262)의 세부 구성을 통해 분체에 안정된 흡입력을 제공하는 한편, 제2이송량에 대응하여 본체의 연속 이송을 명확하게 할 수 있고, 분체가 제2수직관(230)에 잔류하거나 정체되는 것을 방지하여 제2분체라인 또는 제2수직관(230)의 막힘을 해소할 수 있다.
또한, 제2이송유닛(200)의 세부 구성을 통해 사일로모듈(260)과 제2계량모듈(240) 사이에서 분체의 이송을 원활하게 하고, 분체이송라인 중 제2분체라인에서 분체의 흡송과 분체의 압송을 명확하게 할 수 있다.
또한, 사일로모듈(260)을 통해 외부에서 전달되는 분체을 대량으로 보관하였다가 간헐적으로 배출시킬 수 있다.
또한, 제2투입모듈(210)의 세부 구성을 통해 외부에서 전달되는 분체의 전달을 용이하게 하고, 분체에 혼합되는 이물질을 제거하여 분체의 순도를 향상시킬 수 있다.
또한, 제3이송유닛(300)의 세부 구성을 통해 분체의 최종 목적지인 믹싱유닛(900)에서 최종 완성되는 슬러리의 상태에 따라 분체의 양을 조절하여 추가 투입할 수 있다.
또한, 바인더이송유닛(500)과 용매이송유닛(600)의 부가 구성을 통해 활물질로 이루어진 분체를 이용하여 전극 형성을 위한 슬러리를 안정되게 제조할 수 있다.
또한, 바인더이송유닛(500)의 세부 구성을 통해 분말 형태 또는 필렛 형태의 바인더를 안정되게 용해시키고, 바인더의 용해에 따라 형성되는 솔류션의 농도 조절을 간편하게 할 수 있다.
또한, 용매이송유닛(600)의 세부 구성을 통해 필요한 유닛에 정량의 용매를 안정되게 공급할 수 있다.
또한, 도전재이송유닛(700)의 부가 구성을 통해 최종 완성되는 슬러리에 정량의 도전재를 안정되게 공급하고, 슬러리의 전기전도도를 향상시킬 수 있다.
또한, 도전재이송유닛(700)의 세부 구성을 통해 도전재의 액상화를 도모하여 도전재의 이송을 원활하게 하고, 도전재와 활물질이 안전된 균일 혼합물을 형성하도록 한다.
또한, 분산재이송유닛(800)의 부가 구성을 통해 활물질인 분체의 분산을 원활하게 하고, 최종 완성되는 슬러리의 상품성을 향상시킬 수 있다.
또한, 분산재이송유닛(800)의 세부 구성을 통해 분산재의 액상화를 도모하여 분산재의 이송을 원활하게 하고, 분산재를 통한 활물질의 선분산이 원활하게 이루어지도록 하며, 분산재와 활물질이 안정된 균일 혼합물을 형성하도록 한다.
또한, 믹싱유닛(900)의 부가 구성을 통해 전극을 형성하기 위해 최종 완성되는 슬러리를 안정화시킬 수 있다.
또한, 믹싱유닛(900)의 세부 구성을 통해 슬러리가 안정된 균일 혼합물로 형성되도록 하고, 슬러리의 농도 조절을 간편하게 할 수 있다.
또한, 스마트 분체원료 이송방법의 세부 구성들을 통해 스마트 분체원료 이송시스템의 결합관계를 명확하게 하고, 안정된 스마트 분체원료 이송시스템을 구현할 수 있으며, 상술한 유닛들의 효과를 명확하게 표출시킬 수 있다.
또한, 분체계량밸브에 따르면, 분말 형태의 분체를 기계적으로 명확하게 정량 계량하여 순차적으로 배출할 수 있다.
또한, 계량하우징(10)을 통해 분배모듈(20)을 회전 가능하게 지지하고, 내부에 단위배출홈부(22)를 형성하여 기설정된 정량의 분체가 분리 수용되도록 한다.
또한, 계량하우징(10)의 세부 구성을 통해 분배개구부와 점검구 중 적어도 하나의 개폐를 가능하게 하고, 계량하우징(10)에서 분배모듈(20)의 탈부착을 간편하게 하며, 계량하우징(10)에서 분배모듈(20)의 유지 보수를 안정화시킬 수 있다.
또한, 퍼지부(13)의 구성을 통해 입구(11)와 출구(12) 중 적어도 어느 하나에 서 분진 폭발을 방지하고, 분체의 이송을 원활하게 하며, 분체가 분배모듈(20)에 정량공급되도록 하고, 분배모듈(20)에서 분체가 정량 배출되도록 한다.
또한, 분배모듈(20)을 통해 계량하우징(10)의 내부에 기설정된 정량의 분체가 수용 가능한 단위배출홈부(22)를 형성하고, 분체의 이송을 원활하게 할 수 있다.
또한, 분배모듈(20)의 세부 구성을 통해 단위배출홈부(22)를 안정되게 구획하여 단위배출홈부(22)의 분체를 명확하게 이송시킬 수 있다.
또한, 스크래퍼(23-1)를 통해 계량하우징(10)의 내부에서 분체가 늘러붙는 것을 방지하고, 단위배출홈부(22) 사이에서 분체의 전달을 방지할 수 있다.
또한, 축이음모듈(30)을 통해 분배개구부와 점검구 중 적어도 하나의 개폐를 가능하게 하고, 계량하우징(10)에서 분배모듈(20)의 탈부착을 간편하게 하며, 계량하우징(10)에서 분배모듈(20)의 유지보수를 안정화시킬 수 있다.
또한, 개폐이음부재(31)를 통해 계량하우징(10) 내부의 분체가 외부로 누출되는 것을 방지하고, 분배모듈(20)의 회전을 명확하게 하며, 분배모듈(20)의 회전에 따른 유동을 방지할 수 있다.
또한, 축이음부재(32)를 통해 가상의 제1축인 전달구동축부(43)를 안정되게 지지하고, 전달구동축부(43)의 회전을 부드럽게 할 수 있다.
또한, 변환모듈(40)을 통해 회전력을 조절하여 균일한 회전력으로 분배모듈(20)을 안정되게 회전시킬 수 있다.
또한, 변환모듈(40)의 세부 구성을 통해 회전력의 전달 방향을 간편하게 변경할 수 있다.
또한, 전달구동축부(43)의 결합 관계를 통해 분배모듈(20)과 축이음모듈(30)과 변환모듈(40)을 동축에 배치하여 전달구동축부(43)의 회전을 원활하게 하고, 분배모듈(20)에서 전달구동축부(43)의 결합력을 향상시켜 전달구동축부(43)에 분배모듈(20)을 안정되게 고정시킬 수 있으며, 축이음모듈(30)에서 전달구동축부(43)가 원활하게 회전되도록 한다.
또한, 동력발생모듈(50)을 통해 안정된 회전력이 발생되도록 하고, 변환모듈(40)로의 회전력 전달을 명확하게 할 수 있다.
또한, 회전센싱모듈(60)을 통해 단위배출홈부(22)에 대응하여 분배모듈(20)의 회전량을 간편하게 확인할 수 있고, 입구(11)와 출구(12)를 기준으로 단위배출홈부(22)의 위치 파악을 간편하고 명확하게 할 수 있다.
또한, 회전센싱모듈(60)의 세부 구성을 통해 분배모듈(20)의 회전 속도 조절에 필요한 위치 검출을 명확하게 하고, 입구(11)와 단위배출홈부(22)와 출구(12) 사이의 연통 관계를 조절하여 분체가 안정되게 이송되도록 한다.
또한, 센싱패들(62)의 세부 구성을 통해 단위배출홈부(22)의 회전폭에 대응하여 센싱 위치를 안정되게 특정시키고, 스피드센서(63)의 감도를 향상시켜 회전력의 조절을 명확하게 할 수 있다.
또한, 디폴트설정부(62-4)를 통해 입구(11)에 대응하여 단위배출홈부(22)를 초기에 정위치할 수 있고, 분체계량밸브의 초기화를 간편하게 할 수 있다.
또한, 속도제어모듈(70)을 통해 분배모듈(20)에 전달되는 분체의 전달량을 명확하게 조절하고, 단위분배홈부마다 기설정된 정량의 분체가 투입되도록 한다.
또한, 미세감속방식을 통해 기준 회전력보다 작은 감속력을 제공하므로, 동력발생모듈(50)에서의 에너지 낭비를 방지할 수 있고, 회전력 제어를 원활하게 할 수 있다.
또한, 수용가속방식을 통해 기준 회전력보다 큰 가속력을 제공하므로, 분배모듈(20)의 회전에 따른 제어를 간편하게 하고, 회전력 제어를 원활하게 할 수 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
본 발명에 따른 스마트 분체원료 이송시스템과 스마트 분체원료 이송방법에 따르면, 분말 형태의 분체가 분체이송라인을 따라 이송될 때, 분체이송라인 중 수직으로 설치되는 해당 수직관에서 정밀 계량된 분체를 원활하게 통과시키는 한편, 분체가 해당 수직관에 잔류하거나 정체되는 것을 방지할 수 있다.
Claims (35)
- 제1이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제1이송유닛과, 상기 제1이송유닛에서 이격되어 상기 제1이송량과 같거나 다른 제2이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제2이송유닛과, 상기 제1이송유닛과 상기 제2이송유닛에서 이격되어 상기 제1이송량 또는 상기 제2이송량과 같거나 작은 제3이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제3이송유닛 중 적어도 어느 하나를 포함하는 분체이송유닛;을 포함하되,상기 제1이송유닛에는,상기 제1이송량에 대응하여 상기 분체를 기설정된 정량으로 계량하는 분체계량밸브;가 포함되고,상기 분체계량밸브는,호퍼가 결합되는 입구가 개구되고, 상기 입구와 대향 배치되는 출구가 개구된 중공의 계량하우징; 및상기 입구와 상기 출구를 연결하는 가상의 선에 수직인 가상의 제1축을 기준으로 상기 계량하우징에 회전 가능하게 내장되고, 회전 방향을 따라 다수의 단위배출홈부가 등간격으로 배치된 분배모듈;을 포함하고,상기 분배모듈의 회전에 따라 상기 입구로 유입되는 상기 분체는, 상기 단위배출홈부마다 기설정된 정량으로 분리 수용되었다가 선입선출 방식으로 상기 출구를 통해 배출되며,상기 제1이송유닛의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제1수직관에서 상승될 때, 상기 제1이송량 중 일부의 분체는 상기 제1수직관의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 상기 제1수직관을 통과하고,다음으로, 상기 제1이송량 중 나머지의 분체는 상기 제1수직관의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 상기 제1수직관을 통과하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제1항에 있어서,상기 제1이송유닛은,상기 분체가 저장되고, 상기 분체를 상기 제1이송량으로 계량하여 배출시키는 제1투입모듈;상기 제1투입모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제1투입모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제1-1압송모듈;상기 제1투입모듈에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제1수직관;상기 제1투입모듈에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제1투입모듈에서 배출되는 분체 또는 상기 제1수직관의 분체를 흡입하여 저장하였다가 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 분체를 제1계량량으로 계량하여 배출시키는 제1계량모듈; 및상기 제1계량모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제1계량모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제1-2압송모듈;을 포함하며,상기 제1투입모듈과 상기 제1계량모듈 중 적어도 어느 하나에는, 상기 분체계량밸브가 포함되고,상기 제1수직관을 기준으로 상기 제1수직관의 하단부 쪽에는 상기 제1-1압송모듈이 연결되고, 상기 제1-1압송모듈에는 상기 제1투입모듈이 연결되며,상기 제1수직관을 기준으로 상기 제1수직관의 상단부 쪽에는 상기 제1계량모듈이 연결되고, 상기 제1계량모듈에는 상기 제1-2압송모듈이 연결되는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제2항에 있어서,상기 제1계량모듈은,상기 제1수직관을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 제1계량호퍼;상기 제1투입모듈로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 상기 제1계량호퍼에 전달하는 제1진공이젝터; 및로터리밸브 방식을 이용하여 상기 제1계량호퍼에 저장되는 분체를 상기 제1계량량으로 계량하여 배출시키는 제1계량밸브;를 포함하고,상기 제1계량밸브는, 상기 분체계량밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제3항에 있어서,상기 제1진공이젝터는,공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부;상기 진공탱크부의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 상기 공정가스 또는 상기 압축공기가 입력됨에 따라 상기 흡입력을 발생시키는 진공헤드부;상기 제1수직관과 상기 진공탱크부가 연통되도록 상기 제1수직관이 연결되는 분체투입부;상기 진공탱크부와 상기 제1계량호퍼를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부; 및상기 제1투입모듈과 상기 제1-1압송모듈과 상기 진공헤드부 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛;을 포함하되,상기 제어유닛은,상기 제1투입모듈에서 상기 분체가 배출됨에 따라 상기 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 상기 제1수직관을 통과하도록 상기 제1-1압송모듈을 정지시킨 상태에서 상기 진공헤드부를 동작시키고,다음으로, 상기 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 상기 제1수직관을 통과하도록 상기 진공헤드부의 정지와 함께 상기 제1-1압송모듈을 동작시키는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제2항에 있어서,상기 제1투입모듈은,상기 분체가 저장되는 제1투입호퍼;상기 분체가 상기 제1투입호퍼에 투입될 때, 상기 분체로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 제1자석필터;상기 분체가 상기 제1투입호퍼에 투입될 때, 상기 분체로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 제1메쉬필터; 및로터리밸브 방식을 이용하여 상기 제1투입호퍼에 저장되는 분체를 상기 제1이송량으로 계량하여 배출시키는 제1투입밸브;를 포함하고,상기 제1투입밸브는, 상기 분체계량밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제1이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제1이송유닛과, 상기 제1이송유닛에서 이격되어 상기 제1이송량과 같거나 다른 제2이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제2이송유닛과, 상기 제1이송유닛과 상기 제2이송유닛에서 이격되어 상기 제1이송량 또는 상기 제2이송량과 같거나 작은 제3이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제3이송유닛 중 적어도 어느 하나를 포함하는 분체이송유닛;을 포함하되,상기 제2이송유닛에는,상기 제2이송량에 대응하여 상기 분체를 기설정된 정량으로 계량하는 분체계량밸브;가 포함되고,상기 분체계량밸브는,호퍼가 결합되는 입구가 개구되고, 상기 입구와 대향 배치되는 출구가 개구된 중공의 계량하우징; 및상기 입구와 상기 출구를 연결하는 가상의 선에 수직인 가상의 제1축을 기준으로 상기 계량하우징에 회전 가능하게 내장되고, 회전 방향을 따라 다수의 단위배출홈부가 등간격으로 배치된 분배모듈;을 포함하고,상기 분배모듈의 회전에 따라 상기 입구로 유입되는 상기 분체는, 상기 단위배출홈부마다 기설정된 정량으로 분리 수용되었다가 선입선출 방식으로 상기 출구를 통해 배출되며,상기 제2이송유닛의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제2수직관에서 상승될 때, 상기 제2이송량 중 일부의 분체는 상기 제2수직관의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하고,다음으로, 상기 제2이송량 중 나머지의 분체는 상기 제2수직관의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제6항에 있어서,상기 제2이송유닛은,상기 분체가 저장되고, 상기 분체를 상기 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입모듈;상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-1압송모듈;상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2수직관;상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체 또는 상기 제2수직관의 분체를 흡입하여 저장하였다가 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량모듈; 및상기 제2계량모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2계량모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-2압송모듈;을 포함하며,상기 제2투입모듈과 제2계량모듈 중 적어도 어느 하나에는, 상기 분체계량밸브가 포함되고,상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 하단부 쪽에는 상기 제2-1압송모듈이 연결되고, 상기 제2-1압송모듈에는 상기 제2투입모듈이 연결되며,상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 상단부 쪽에는 상기 제2계량모듈이 연결되고, 상기 제2계량모듈에는 상기 제2-2압송모듈이 연결되는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제7항에 있어서,상기 제2계량모듈은,상기 제2수직관을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 제2계량호퍼;상기 제2투입모듈로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 상기 제2계량호퍼에 전달하는 제2진공이젝터; 및로터리밸브 방식을 이용하여 상기 제2계량호퍼에 저장되는 분체를 상기 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량밸브;를 포함하고,상기 제2계량밸브는, 상기 분체계량밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제8항에 있어서,상기 제2진공이젝터는,공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부;상기 진공탱크부의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 상기 공정가스 또는 상기 압축공기가 입력됨에 따라 상기 흡입력을 발생시키는 진공헤드부;상기 제2수직관과 상기 진공탱크부가 연통되도록 상기 제2수직관이 연결되는 분체투입부;상기 진공탱크부와 상기 제2계량호퍼를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부; 및상기 제2투입모듈과 상기 제2-1압송모듈과 상기 진공헤드부 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛;을 포함하되,상기 제어유닛은,상기 제2투입모듈에서 상기 분체가 배출됨에 따라 상기 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 제2-1압송모듈을 정지시킨 상태에서 상기 진공헤드부를 동작시키고,다음으로, 상기 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 진공헤드부의 정지와 함께 상기 제2-1압송모듈을 동작시키는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제6항에 있어서,상기 제2이송유닛은,상기 분체가 저장되고, 상기 분체를 상기 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입모듈;상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-1압송모듈;상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2수직관;상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2투입모듈에서 배출되는 분체 또는 상기 제2수직관의 분체를 흡입하여 저장하였다가 피딩 방식을 이용하여 상기 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 사일로모듈; 및상기 사일로모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 사일로모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 사일로압송모듈;을 포함하며,상기 제2투입모듈에는, 상기 분체계량밸브가 포함되고,상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 하단부 쪽에는 상기 제2-1압송모듈이 연결되고, 상기 제2-1압송모듈에는 상기 제2투입모듈이 연결되며,상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 상단부 쪽에는 상기 사일로모듈이 연결되고, 상기 사일로모듈에는 상기 사일로압송모듈이 연결되는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제10항에 있어서,상기 사일로모듈은,상기 제2수직관을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 분체사일로;상기 제2투입모듈로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 상기 분체사일로에 전달하는 사일로진공이젝터; 및피딩 방식을 이용하여 상기 본체사일로에 저장되는 분체를 상기 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 테이블피더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제11항에 있어서,상기 사일로진공이젝터는,공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부;상기 진공탱크부의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 상기 공정가스 또는 상기 압축공기가 입력됨에 따라 상기 흡입력을 발생시키는 진공헤드부;상기 제2수직관과 상기 진공탱크부가 연통되도록 상기 제2수직관이 연결되는 분체투입부;상기 진공탱크부와 상기 분체사일로를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부; 및상기 제2투입모듈과 상기 제2-1압송모듈과 상기 진공헤드부 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛;을 포함하되,상기 제어유닛은,상기 제2투입모듈에서 상기 분체가 배출됨에 따라 상기 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 제2-1압송모듈을 정지시킨 상태에서 상기 진공헤드부를 동작시키고,다음으로, 상기 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 진공헤드부의 정지와 함께 상기 제2-1압송모듈을 동작시키는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제6항에 있어서,상기 제2이송유닛은,상기 분체가 저장되고, 피딩 방식을 이용하여 상기 분체를 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 사일로모듈;상기 제2계량모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 사일로모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 사일로압송모듈;상기 사일로모듈에서 배출되는 분체가 상승되는 경로를 형성하도록 높이 방향으로 길게 형성되는 제2수직관;상기 사일로모듈에서 배출되는 분체가 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 사일로모듈에서 배출되는 분체 또는 상기 제2수직관의 분체를 흡입하여 저장하였다가 로터리밸브 방식을 이용하여 상기 분체를 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량모듈; 및상기 제2계량모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제2계량모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제2-2압송모듈;을 포함하며,상기 제2계량모듈에는, 상기 분체계량밸브가 포함되고,상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 하단부 쪽에는 상기 사일로압송모듈이 연결되고, 상기 사일로압송모듈에는 상기 사일로모듈이 연결되며,상기 제2수직관을 기준으로 상기 제2수직관의 상단부 쪽에는 상기 제2계량모듈이 연결되고, 상기 제2계량모듈에는 상기 제2-2압송모듈이 연결되는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제13항에 있어서,상기 제2계량모듈은,상기 제2수직관을 거쳐 이송되는 분체가 저장되는 제2계량호퍼;상기 제2투입모듈로부터 배출되는 분체를 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 흡입하여 상기 제2계량호퍼에 전달하는 제2진공이젝터; 및로터리밸브 방식을 이용하여 상기 제2계량호퍼에 저장되는 분체를 상기 제2계량량으로 계량하여 배출시키는 제2계량밸브;를 포함하고,상기 제2계량밸브는, 상기 분체계량밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제14항에 있어서,상기 제2진공이젝터는,공정가스 또는 압축공기에 의해 내부가 진공 상태로 유지되는 진공탱크부;상기 진공탱크부의 내부를 진공 상태로 유지하기 위해 상기 공정가스 또는 상기 압축공기가 입력됨에 따라 상기 흡입력을 발생시키는 진공헤드부;상기 제2수직관과 상기 진공탱크부가 연통되도록 상기 제2수직관이 연결되는 분체투입부;상기 진공탱크부와 상기 제2계량호퍼를 개폐 가능하게 연통시키는 연결밸브부; 및상기 사일로모듈과 상기 사일로압송모듈과 상기 진공헤드부 사이의 동작 관계를 제어하는 제어유닛;을 포함하되,상기 제어유닛은,상기 사일로모듈에서 상기 분체가 배출됨에 따라 상기 분체의 일부가 흡입력에 의한 흡송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 사일로압송모듈을 정지시킨 상태에서 상기 진공헤드부를 동작시키고,다음으로, 상기 분체의 나머지가 가압력에 의한 압송 방식으로 상기 제2수직관을 통과하도록 상기 진공헤드부의 정지와 함께 상기 사일로압송모듈을 동작시키는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제7항 또는 제10항에 있어서,상기 제2투입모듈은,상기 분체가 저장되는 제2투입호퍼;상기 분체가 상기 제2투입호퍼에 투입될 때, 상기 분체로부터 자성을 갖는 이물질을 필터링하는 제2자석필터;상기 분체가 상기 제2투입호퍼에 투입될 때, 상기 분체로부터 자성이 없는 이물질을 필터링하는 제2메쉬필터; 및로터리밸브 방식을 이용하여 상기 제2투입호퍼에 저장되는 분체를 상기 제2이송량으로 계량하여 배출시키는 제2투입밸브;를 포함하고,상기 제2투입밸브는, 상기 분체계량밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제3이송유닛은,상기 분체가 저장되고, 상기 분체를 상기 제3이송량으로 계량하여 배출시키는 제3투입모듈; 및상기 제3투입모듈에서 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제3투입모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제3압송모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,바인더이송량에 대응하여 상기 활물질과 혼합되는 바인더를 액상의 솔루션으로 변환하여 이송시키는 바인더이송유닛; 및용매이송량에 대응하여 상기 바인더를 용해시켜 상기 솔루션을 형성하기 위한 용매를 이송시키는 용매이송유닛;을 더 포함하고,상기 분체는, 전극의 원료인 활물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제18항에 있어서,상기 바인더이송유닛은,상기 바인더가 저장되고, 상기 바인더를 상기 바인더이송량으로 계량하여 배출시키는 바인더투입모듈;상기 바인더투입모듈에서 배출되는 바인더가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 바인더투입모듈에서 배출되는 바인더를 가압하는 바인더압송모듈;상기 솔루션이 형성되도록 상기 바인더압송모듈을 거쳐 전달되는 바인더와 상기 용매이송유닛을 통해 전달되는 용매를 혼합시키는 바인더믹싱모듈;상기 솔루션을 펌핑하는 솔루션이송모듈;솔루션이송모듈로부터 전달되는 솔루션이 저장되되, 상기 솔루션의 이송량에 대응하여 상기 솔루션의 정량 배출이 가능한 솔루션호퍼스케일; 및상기 솔루션의 이송량에 대응하여 상기 솔루션호퍼스케일의 솔루션을 펌핑하는 솔루션공급펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제18항에 있어서,상기 용매이송유닛은,상기 용매가 저장되는 용매탱크;상기 용매탱크에 저장되는 용매를 펌핑하는 용매펌핑모듈;상기 바인더에 혼합되는 용매를 조절하는 믹싱조절모듈; 및상기 슬러리에 혼합되는 용매를 조절하는 슬러리조절모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제18항에 있어서,도전재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 도전재를 이송시키는 도전재이송유닛; 및분산재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 분산재를 이송시키는 분산재이송유닛; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제21항에 있어서,상기 도전재이송유닛은,상기 도전재가 저장되는 도전재호퍼스케일; 및상기 도전재이송량에 대응하여 상기 도전재호퍼스케일에 저장되는 도전재를 정량으로 펌핑하는 도전재공급펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제21항에 있어서,상기 분산재이송유닛은,상기 분산재가 저장하는 분산재호퍼스케일; 및상기 분산재이송량에 대응하여 상기 분산재호퍼스케일에 저장되는 분산재를 정량으로 펌핑하는 분산재공급펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제18항에 있어서,상기 분체이송유닛을 거쳐 전달되는 분체와 상기 바인더이송유닛을 거쳐 전달되는 솔루션과 상기 용매이송유닛을 거쳐 전달되는 용매를 혼합하는 믹싱유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 분체계량밸브는,상기 가상의 제1축과 동축 또는 평행 또는 교차를 이루도록 배치되고, 상기 분배모듈을 회전시키기 위한 회전력을 발생시키는 동력발생모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제25항에 있어서,상기 분체계량밸브는,상기 가상의 제1축과 동축을 이루도록 배치되고, 상기 계량하우징에서 상기 단위배출홈부의 위치를 감지하는 회전센싱모듈; 및상기 회전센싱모듈에서 감지되는 상기 단위배출홈부의 위치에 따라 상기 동력발생모듈에서 발생되는 회전력을 조절하는 속도제어모듈;중 적어도 회전센싱모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제26항에 있어서,상기 회전센싱모듈은,상기 가상의 제1축과 동축을 이루는 패들축부를 매개로 상기 계량하우징에 회전 가능하게 결합되고, 상기 가상의 제1축과 함께 회전 가능한 센싱패들; 및상기 센싱패들을 감지하는 스피드센서;를 포함하고,상기 센싱패들은,상기 패들축부에 결합되는 패들바디; 및상기 단위배출홈부에 대응하여 상기 패들바디의 외주면을 따라 상기 패들바디에 등간격으로 배치되는 감지날개;를 포함하며,상기 스피드센서는,상기 감지날개를 감지하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,상기 분배모듈은,상기 가상의 제1축과 동축으로 분배홀부가 관통 형성된 원통 형상의 분배바디; 및상호 인접한 두 단위배출홈부가 구획되도록 상기 분배바디의 외주면에서 상기 분배바디의 법선 방향으로 돌출 형성되는 다수의 구획날개;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제28항에 있어서,상기 구획날개의 단부에는,상기 계량하우징의 내벽에 밀착 또는 접촉 지지되는 스크래퍼;가 구비되는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송시스템.
- 제1항에 기재된 스마트 분체원료 이송시스템을 이용하여 상기 분체를 이송하는 방법이고,제1이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제1이송단계와, 상기 제1이송량과 같거나 다른 제2이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제2이송단계와, 상기 제1이송량 또는 상기 제2이송량보다 작은 제3이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제3이송단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 분체이송단계;를 포함하되,상기 제1이송단계는,상기 제1이송유닛의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제1수직관에서 상승될 때, 상기 제1수직관에서 상기 제1이송량 중 일부의 분체를 상기 제1수직관의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 통과시키는 제1흡송단계; 및상기 제1흡송단계를 거친 다음, 상기 제1수직관에서 상기 제1이송량 중 나머지의 분체를 상기 제1수직관의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 통과시키는 제1압송단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송방법.
- 제6항에 기재된 스마트 분체원료 이송시스템을 이용하여 상기 분체를 이송하는 방법이고,제1이송량에 대응하여 분체를 이송시키는 제1이송단계와, 상기 제1이송량과 같거나 다른 제2이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제2이송단계와, 상기 제1이송량 또는 상기 제2이송량보다 작은 제3이송량에 대응하여 상기 분체를 이송시키는 제3이송단계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 분체이송단계;를 포함하되,상기 제2이송단계는,상기 제2이송유닛의 분체가 높이 방향으로 길게 형성된 제2수직관에서 상승될 때, 상기 제2수직관에서 상기 제2이송량 중 일부의 분체를 상기 제2수직관의 상단부 쪽에서 작용하는 흡입력을 이용한 흡송 방식으로 통과시키는 제2흡송단계; 및상기 제2흡송단계를 거친 다음, 상기 제2이송량 중 나머지의 분체는 상기 제2수직관의 하단부 쪽에서 작용하는 가압력을 이용한 압송 방식으로 상기 제2수직관을 통과시키는 제2압송단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송방법.
- 제30항 또는 제31항에 있어서,상기 제3이송단계는,상기 제3투입모듈에 저장된 분체를 상기 제3이송량으로 계량하여 배출시키는 제3투입단계; 및상기 제3투입단계를 거쳐 배출되는 분체가 가압력을 이용한 압송 방식으로 이송되도록 공정가스 또는 압축공기를 이용하여 상기 제3투입모듈에서 배출되는 분체를 가압하는 제3압송단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송방법.
- 제30항 또는 제31항에 있어서,바인더이송량에 대응하여 상기 활물질과 혼합되는 바인더를 액상의 솔루션으로 변환하여 이송시키는 바인더이송단계; 및용매이송량에 대응하여 상기 바인더를 용해시켜 상기 솔루션을 형성하기 위한 용매를 이송시키는 용매이송단계;를 더 포함하고,상기 분체는, 전극의 원료인 활물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송방법.
- 제33항에 있어서,도전재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 도전재를 이송시키는 도전재이송단계; 및분산재이송량에 대응하여 전극을 형성하기 위한 슬러리에 혼합되는 분산재를 이송시키는 분산재이송단계; 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송방법.
- 제33항에 있어서,전극을 형성하기 위한 슬러리를 형성하도록 상기 분체이송단계를 거쳐 전달되는 분체와 상기 바인더이송단계를 거쳐 전달되는 솔루션과 상기 용매이송단계를 거쳐 전달되는 용매를 혼합하는 믹싱단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스마트 분체원료 이송방법.
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