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KR102610699B1 - 진공식 분체 이송 시스템 및 이의 방법 - Google Patents

진공식 분체 이송 시스템 및 이의 방법 Download PDF

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KR102610699B1
KR102610699B1 KR1020220021502A KR20220021502A KR102610699B1 KR 102610699 B1 KR102610699 B1 KR 102610699B1 KR 1020220021502 A KR1020220021502 A KR 1020220021502A KR 20220021502 A KR20220021502 A KR 20220021502A KR 102610699 B1 KR102610699 B1 KR 102610699B1
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transfer
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에스케이온 주식회사
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Abstract

본 발명은 분체를 소용량부터 대용량에 이르기까지 정량 공급할 수 있는 진공식 분체 이송 시스템에 관한 것으로, 분체를 저장하는 저장부와; 저장부에서 이송되는 분체를 수용하는 하나 이상의 챔버부; 하나 이상의 챔버부와 상호 유체연통을 단속하도록 배치되고, 저장부에서 이송되는 분체를 수용하는 호퍼부; 및 하나 이상의 챔버부에 진공압을 제공하는 진공압 형성부;를 포함하고, 여기서 분체는 하나 이상의 챔버부 또는 호퍼부로 분류하여 공급될 수 있다.
덧붙여서, 본 발명은 앞서 기술된 진공식 분체 이송 시스템을 이용한 진공식 분체 이송 방법을 포함할 수 있다.

Description

진공식 분체 이송 시스템 및 이의 방법 {Vacuum type powder transfer system and method thereof}
본 발명은 진공식 분체 이송 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 진공압에 의해 이차전지의 분체형 활물질을 소용량에서 대용량까지 이송시킬 수 있는 시스템에 관한 것이다.
덧붙여서, 본 발명은 진공식 분체 이송 시스템을 수단으로 하여 연속적으로 정량 공급가능한 분체 이송 방법을 포함한다.
이차전지(secondary battery)는 충전 및 방전을 수행할 수 있는 전지로서, 양극 활물질을 도포한 양극과, 음극 활물질을 도포한 음극, 양극과 음극 사이에 개재된 분리막, 및 전해질을 포함한다.
당해 분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이, 이차전지의 제작 공정에서는 앞서 언급된 양극 활물질 또는 음극 활물질을 포함한 분체상의 전극 활물질을 이송 및 혼합(mixing)할 필요가 있다.
분체 이송과 관련된 특허문헌 1은 본 발명의 동 출원인이 2019년 3월 6일자로 출원한 것으로, 제품 생산에 사용되는 분체를 진공 흡입 방식에 의해 후단 설비로 분체 이송량을 정밀하게 조절하면서 이송시킬 수 있는 '진공 컨베이어를 이용한 분체 자동 이송 시스템'을 제안하고 있다.
종래의 분체 이송 시스템은 일반적으로 분체 저장부의 소정 용적만큼 채워진 이후에 하류로 배출할 수 있기 때문에 연속적으로 그리고 대용량으로 공급하는 데에 한계를 가질 수밖에 없다.
대한민국 공개특허공보 제10-2020-0107146호
본 발명은 전술된 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 진공압을 수단으로 하여 분체를 소용량에서 대용량까지 공급할 수 있는 진공식 분체 이송 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 더불어서, 본 발명은 진공식 분체 이송 시스템을 이용한 진공식 분체 이송 방법을 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 분체를 소용량부터 대용량에 이르기까지 정량 공급할 수 있는 진공식 분체 이송 시스템에 관한 것으로, 분체를 저장하는 저장부와; 저장부에서 이송되는 분체를 수용하는 하나 이상의 챔버부; 하나 이상의 챔버부와 상호 유체연통을 단속하도록 배치되고, 저장부에서 이송되는 분체를 수용하는 호퍼부; 및 하나 이상의 챔버부에 진공압을 제공하는 진공압 형성부;를 포함하고, 여기서 분체는 하나 이상의 챔버부 또는 호퍼부로 분류하여 연속 공급될 수 있다.
본 발명은 저장부에 연결된 공통 이송라인과; 하나 이상의 챔버부에 연결된 제1 이송라인; 호퍼부에 연결된 제2 이송라인; 및 공통 이송라인에 연결되고 분체를 제1 이송라인 또는 제2 이송라인으로 전환하여 공급하는 분지관;을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 호퍼부는 이의 내벽에 접선방향으로 인입되는 제2 이송라인의 배출단 전방에 마모방지판을 추가로 포함할 수 있다.
더욱이, 마모방지판은 제2 이송라인의 배출단 외주면의 내측에서 호퍼부의 내벽을 향해 연장된 가상 축선을 마모방지판의 근위 단부와 원위 단부 사이에 배치할 수 있다.
바람직하기로, 호퍼부는 하나 이상의 챔버부 하부에 배치될 수 있다.
덧붙여서, 호퍼부는 챔버부의 저장용량보다 큰 저장용량을 가질 수 있다.
본 발명은 앞서 언급된 진공식 분체 이송 시스템을 운영하여 분체를 소용량에서 대용량에 이르기까지 정량 공급할 수 있는 진공식 분체 이송 방법에 관한 것으로, 저장부에 분체를 제공하는 단계와; 분체 공급량을 판단하는 단계; 분체 공급량이 챔버부의 저장용량 이하인 경우, 저장부에서 하나 이상의 챔버부로 분체를 흡입하는 제1 이송 단계; 분체 공급량이 챔버부의 저장용량을 초과하는 경우, 저장부에서 호퍼부로 분체를 흡입하는 제2 이송 단계; 및 호퍼부에 수용된 분체를 후단 설비로 배출하는 단계;를 포함할 수 있다.
제1 이송 단계 이후에, 본 발명은 하나 이상의 챔버부에서 호퍼부로 분체를 토출되는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제2 이송 단계는 챔버부와 호퍼부를 상호 유체연통하고 진공압 형성부에 의해 챔버부와 호퍼부에 진공압을 제공하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
제2 이송 단계에서, 분체는 호퍼부의 내벽을 따라 선회 유동하도록 흡입 유도될 수 있다.
덧붙여서, 분체는 제1 이송 단계, 제2 이송 단계 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 분체 이송 경로로 안내될 수 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
이상 본 발명의 설명에 의하면, 본 발명은 진공 컨베이어를 통해 분체를 연속적으로 정량 공급할 수 있는 간단한 구조의 본체 이송 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명은 하나 이상의 소용량 챔버부와 대용량 호퍼부에 분체를 개별적으로 흡입 유도할 수 있도록 설계되어 분체를 소용량에서 대용량에 이르기까지 광범위하게 이송시킬 수 있다.
덧붙여서, 본 발명은 우선 분체의 설정 공급량 중 대부분(약 95%)을 대용량 호퍼부로 이송한 다음에 분체의 설정 공급량 중 나머지(약 5%)를 하나 이상의 소용량 챔버부로 이송시켜 빠르면서 정밀하게 분체의 설정 공급량으로 후단 설비(혼합부)으로 공급할 수 있는 장점을 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 진공식 분체 이송 시스템을 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 2a는 호퍼부와 제2 이송라인의 결합 부분을 개략적으로 도해한 부분절개도이다.
도 2b는 호퍼부와 제2 이송라인의 결합 부분을 개략적으로 도해한 횡단면도이다.
도 3은 호퍼부에 채용될 마모방지판의 다른 일례를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 진공식 분체 이송 시스템을 이용한 분체 이송 방법을 도시한 플로우차트이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서에서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 첨부 도면에 있어서, 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 진공 흡입 방식을 통해 제품 생산에 사용되는 분체를 흡입하여 후단 설비로 이송시킬 수 있는 분체 이송 시스템에 관한 것으로, 저장부와, 챔버부, 호퍼부, 및 진공압 형성부를 포함하여 구성된다. 여기서 분체는 이차전지의 제조에 필요한 입상(粒狀) 또는 분체상(粉體狀)으로 가공된 전극 활물질일 수 있으며, 전극 활물질은 양극 활물질 또는 음극 활물질을 포함한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 진공식 분체 이송 시스템은 분체를 저장하는 저장부(100)와, 저장부에서 공급되는 분체를 수용하는 하나 이상의 챔버부(200), 하나 이상의 챔버부 하부에 배치되는 호퍼부(300), 및 하나 이상의 챔버부 내부에 진공 상태를 제공하는 진공압 형성부(400)를 포함한다.
저장부(100)는 앞서 기술되었듯이 분체를 저장하는 한편 분체를 하류로 유인할 수 있도록 구성된다.
특별하기로, 본 발명은 분체를 하나 이상의 챔버부(200) 또는 호퍼부(300)에 선택적으로 안내될 수 있다. 다시 말하자면, 본 발명은 분지관(Y)을 수단으로 하여 저장부(100)로부터 하나 이상의 챔버부(200) 또는 호퍼부(300)까지의 분체 이송 경로를 따라 분체를 흡입 유도할 수 있다. 분지관은 공통 이송라인에서 2개의 이송라인으로 분기할 수 있는 임의의 전환수단이어도 무방할 것이다.
구체적으로, 본 발명은 저장부(100)에 연결된 공통 이송라인(L)과, 하나 이상의 챔버부(200)에 연결된 제1 이송라인(L1), 및 호퍼부(300)에 연결된 제2 이송라인(L2)을 Y자형 분지관(Y)으로 연결할 수 있다. 선택가능하기로, 공통 이송라인, 제1 이송라인, 제2 이송라인은 분체상의 전극 활물질과 충돌/접촉하여도 기계적 물성, 내마모성, 내약품성을 갖는 재질, 예컨대 우레탄 재질로 형성된 가요성관일 수 있다.
Y자형 분지관(Y)은 도시되었듯이 공통 이송라인(L)에서 제1 이송라인(L1)과 제2 이송라인(L2)의 양 갈래로 분기(分岐)하는바, 결과적으로 분체를 하나 이상의 챔버부(200) 또는 호퍼부(300)로 분류(分流)하여 공급할 수 있다.
덧붙여서, 본 발명은 선택적으로 챔버부와 호퍼부로 분체 이송 경로를 전환 및/또는 분체의 공급량을 밸브 제어할 수도 있다. 이를 위해서, 본 발명은 저장부(100)에서 하류로 공급되는 분체의 흐름을 단속하기 위해 공통 이송라인을 개폐하는 주 밸브(V)를 구비하는 한편 하나 이상의 챔버부(200)로 공급되는 분체의 흐름을 단속하기 위해 제1 이송라인(L1)을 개폐하는 제1 밸브(V1)를 구비할 수 있다. 이와 대응되게, 본 발명은 호퍼부(300)로 공급되는 분체의 흐름을 단속하기 위해서 제2 이송라인(L2)을 개폐하는 제2 밸브(V2)를 구비할 수 있다. 도시된 바와 같이, 주 밸브(V)는 공통 이송라인의 배출단과 Y자형 분지관(Y)의 유입단 사이를 연장 결합하고, 제1 밸브(V1)는 Y자형 분지관(Y)의 일측 배출단과 제1 이송라인(L1)의 유입단 사이를 연장 결합하며, 제2 밸브(V2)는 Y자형 분지관(Y)의 타측 배출단과 제2 이송라인(L2)의 유입단 사이를 연장 결합한다. 이로써, 본 발명은 제1 밸브와 제2 밸브의 개폐를 통한 작업자의 선택에 따라 분체를 저장부(100)에서 하나 이상의 챔버부(200)로 안내하거나 저장부(100)에서 호퍼부(300)로 안내할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 주 밸브(V), 제1 밸브(V1), 제2 밸브(V2)는 분체의 이송 경로와 공급량을 정밀하게 제어할 수 있는 솔레노이드 밸브로 구성될 수 있다.
덧붙여서, 분지관(Y)은 내부 유로에 마모방지용 라이닝(lining), 바람직하기로는 세라믹 라이닝을 추가로 배치할 수 있다. 분체 이송시, 분지관은 전술된 라이닝을 통해 분지관 내부에서 제1 이송라인 혹은 제2 이송라인을 향해 분체를 방향 전환하면서 분지관의 내부 유로와 충돌에 따른 내부 유로의 마모를 방지하여 분지관의 사용 수명을 연장할 수 있다.
하나 이상의 챔버부(200)는 공통 이송라인(L)과 제1 이송라인(L1)을 통해 분체를 공급받아 그 내부에 임시 저장한다. 도시된 바와 같이, 하나 이상의 챔버부는 저장부에 대해 병렬 배치구조로 호퍼부의 상부에 위치될 수 있다.
본 발명은 진공압 형성부(400)의 진공압에 의해 저장부(100)로부터 분체와 함께 공기를 각각의 챔버부로 흡입하고서, 분체는 중력의 영향 하에 챔버부(200)의 하부에 포집되는 반면에 진공압 형성부의 구동으로 챔버부 내부를 진공 상태로 만드는 과정을 통해 공기는 대기 중으로 배출된다. 소용량의 각 챔버부(200) 내부에 수용된 분체는 개폐밸브(V3)를 개방하여 대용량의 호퍼부(300) 내부로 토출된다. 물론, 각 챔버부는 순차적으로 개폐밸브를 개방함으로써 후단 설비인 호퍼부에 연속적으로 그리고 정량적으로 공급할 수도 있다.
당해분야의 숙련자들에게 널리 알려져 있듯이, 진공압 형성부(400)는 예컨대 진공 컨베이어일 수 있으며, 진공펌프의 구동으로 각 챔버부에 연통되어 있는 진공호스(참조부호 없음)를 통해 공기를 외부로 배출되면서 챔버부를 진공 상태로 만든다. 이때, 저장부(100)와 챔버부(200) 사이의 압력차에 기인하여 분체가 각각의 챔버부(200)로 흡입되어 유동하게 된다. 진공압 형성부는 진공펌프를 향해 분체의 이동을 차단하기 위한 필터를 구비할 수 있다.
하나 이상의 챔버부(200)는 챔버부 내부로부터 호퍼부(300)로의 분체 이송을 단속하는 개폐밸브(V3)와, 챔버부에 공급된 분체의 중량을 계량하는 중량감지센서(미도시)를 구비할 수 있다. 본 발명의 분체 이송 시스템은 각 챔버부의 하부에 배치된 중량감지센서로 검출된 분체 공급량과 각 챔버부마다 기 설정된 분체의 저장용량을 비교하면서 하나 이상의 챔버부에 분체의 흡입을 차단하거나 또는 재개할 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 챔버부(200) 하부에 유체연통가능하게 배치된 호퍼부(300)를 구비하는바, 더욱 구체적으로 호퍼부를 하나 이상의 챔버부와 상호 유체연통을 단속하도록 배치하고 있다. 즉, 호퍼부(300)는 각 챔버부의 개폐밸브(V3)를 개방하여 각 챔버부에 수용된 분체를 공급받을 수 있을 뿐만 아니라 공통 이송라인(L)과 제2 이송라인(L2)을 통해 분체를 대용량으로 공급받을 수 있다.
덧붙여서, 호퍼부(300)는 호퍼부에 공급된 분체의 중량을 계량하는 중량감지센서(미도시)를 구비하고, 호퍼부의 하부에 배치된 중량감지센서로 검출된 분체 공급량과 호퍼부에 기 설정된 분체의 저장용량을 비교하여 호퍼부에 분체의 흡입을 차단하거나 또는 개재할 수 있다.
앞서 기술된 바와 같이, 호퍼부(300)는 챔버부(200)를 거치지 않고 저장부(100)에서 직접 분체를 공급받을 수 있도록 구성된다. 즉, 분체는 저장부(100)에서 공통 이송라인(L), Y자형 분지관(Y), 제2 이송라인(L2)을 지나 호퍼부(300) 내로 흡입될 수 있다. 이를 위해서, 본 발명은 진공압 형성부(400)의 구동으로 호퍼부(300) 내부를 진공 상태로 만들어 저장부(100)로부터 호퍼부(300) 내부로 분체의 유입을 허용하게 되는데, 챔버부(200)와 호퍼부(300) 간의 유체연통을 단속하는 개폐 밸브(V3)의 개방 하에서 대용량의 분체 흡입을 구현할 수 있게 된다.
바람직하기로, 본 발명은 도 2a 및 도 2b에 도시되었듯이 제2 이송라인(L2)을 통해 도입될 분체를 호퍼부(300) 내벽을 따라 선회시킬 수 있기 위해 제2 이송라인의 배출단을 호퍼부의 내벽에 대해서 접선방향으로 연통되게 장입 설치한다. 따라서, 분체는 호퍼부의 내부공간, 즉 선회공간에 접선방향으로 인입되어 호퍼부 내벽을 원주방향으로 선회 유동하게 되는바, 이는 호퍼부의 내부공간에서 분체의 균일한 유속 분포를 유도하여 유속이 낮은 부분에 분체 적체를 방지하는 동시에 호퍼부 내벽에서 분체의 부착/응집을 미연에 방지할 수 있도록 돕는다. 더욱이, 본 발명은 호퍼부 내에서 분체를 선회시켜 중력침강 방식으로 호퍼부(300)의 테이퍼진 하부로 용이하게 포집시킬 수 있도록 돕는다.
분체는 전술되었듯이 제2 이송라인을 통해 호퍼부 내벽에 접선방향으로 인입되면서 호퍼부 내벽과의 충돌로 인해 내벽의 마모를 발생하게 되기 때문에 제2 이송라인(L2)의 배출단 전방에 마모방지판(310)을 배치한다. 마모방지판(310)은 매끄러운 표면을 갖는 세라믹 재질로 이루어질 수 있으며, 이에 국한되지 않고 매끄러운 표면의 금속 재질로도 제작될 수 있다.
도시되었듯이, 마모방지판(310)은 호퍼부 내벽 상에 밀착되도록 호퍼부 내벽을 따라 만곡형상으로 길이연장될 수 있다. 마모방지판(310)은 제2 이송라인(L2)의 배출단에 인접한 근위 단부(311)와 길이방향(혹은 원주방향)을 따라 근위 단부에 대향하는 원위 단부(312)를 갖는데, 제2 이송라인(L2)의 배출단 외주면의 내측에서 호퍼부(300)의 내벽을 향해 연장된 가상 축선(D;도 2b에 일점 쇄선으로 표시됨)을 마모방지판의 내부영역에 위치될 수 있도록 마모방지판을 길이연장한다. 다시 말하자면, 가상 축선(D)은 근위 단부와 원위 단부 사이에 배치된다.
선택가능하기로, 본 발명은 호퍼부(300)의 내벽을 따라 분체를 선회시켜면서 호퍼부의 하부로 낙하하게 되는데, 분체의 선회류를 호퍼부의 내벽 원주방향을 따라 하향 경사지게 강제로 유도하도록 설계될 수 있다. 이를 위해, 제2 이송라인(L2)의 배출단 전방에 배치된 마모방지판(310)은 가늘고 긴 유도돌기(313)를 마모방지판의 길이방향으로 하향 경사지게 구비한다(도 3 참조). 유도돌기(313)는 마모방지판의 근위 단부(311)에서 원위 단부(312)로 갈수록 하향 경사진 구배를 형성하고 있어 와류상으로 분체의 낙하를 유도하여 분체의 비산으로 인해 호퍼부 내에서 난류 흐름을 방지할 수 있다.
도시된 바와 같이, 호퍼부(300)는 이의 하부를 원추형 구조를 갖춰 원활한 하방 이동을 돕는다. 이로써, 본 발명의 호퍼부(300)는 미도시된 후단 설비, 예컨대 혼합부와 연통되어 분체를 배출하게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 진공식 분체 이송 시스템을 이용한 분체 이송 방법을 개략적으로 플로우차트이다.
전술된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공식 분체 이송 시스템은 진공 흡입 방식으로 분체를 소용량에서 대용량까지 정량 공급할 수 있도록 설계되어 있는바, 도 4의 플로우차트를 통해 더욱 구체적으로 분체 이송 방법에 대해서 기술하도록 한다.
본 발명은 저장부로부터 후단 설비로의 분체 공급량을 제어할 수 있도록 구성되어 있는바, 우선적으로 저장부(100)에 분체를 제공하는 단계(S100)를 포함한다.
여기서, 분체는 이차전지의 제조에 필요한 분체상의 전극 활물질일 수 있으며, 본 발명의 진공식 분체 이송 시스템을 통해 분체를 후단 설비인 혼합부로 이송시켜 특정한 성질을 갖는 혼합 재료로 가공될 수 있다.
혼합부에 분체의 과소 또는 과다 투입에 따른 문제를 방지하기 위해, 본 발명은 기 설정된 분체 공급량에 맞춰 정량 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 분체 준비가 완료되면, 본 발명은 진공식 이송 시스템(도 1 참조)을 이용하여 분체 공급량을 설정된 양만큼 이송시키기 위해 분체 공급량을 판단하는 단계(S200)를 포함한다.
본 발명은 분체 공급량을 판단하는 단계(S200)를 통해 분체를 소용량에서 대용량까지 광범위하게 선택적으로 정량 공급할 수 있다.
본 발명은 호퍼부(300)의 상부에 하나 이상의 챔버부(200)를 구비되며, 각각의 챔버부(200)는 진공압 형성부(400)에 연결되어 있다. 도시된 바와 같이, 챔버부(200)는 예컨대 각 50kg의 저장용량을 갖는 비교적 소용량의 챔버일 수 있으며, 호퍼부(300)는 예컨대 50kg 이상의 저장용량을 갖는 비교적 대용량의 호퍼일 수 있다.
분체 공급량이 챔버부의 저장용량 이하로 설정된 경우(다시 말하자면, 분체 공급량이 소용량인 경우)에, 본 발명은 저장조(100)로부터 하나 이상의 챔버부(200)로 분체를 흡입하는 제1 이송 단계(S300)를 포함한다. 제1 이송 단계(S300)는 제어부(미도시)의 조작을 통해 주 밸브(V)와 제1 밸브(V1)를 개방하고 진공압 형성부(400)의 구동으로 챔버부 내부를 진공 상태로 만들어 저장부(100)에 저장된 분체를 공통 이송라인(L), 분지관(Y), 제1 이송라인(L1)으로 구성된 제1 분체 이송 경로를 따라 하나 이상의 챔버부(300) 내로 안내된다. 이때, 분체가 호퍼부(300)로의 이송을 단속하기 위해 제2 밸브(V2)를 폐쇄 상태로 유지한다. 챔버부와 호퍼부 사이에 개폐 밸브(V3)를 구비함으로써, 분체가 각 챔버부(200)에 정량 저장될 수 있다.
제1 이송 단계(S300)를 통해 각 챔버부(200) 내에 기 설정된 분체 공급량으로 정량 공급되면, 본 발명은 분체를 챔버부(200)에서 호퍼부(300) 내부로 토출하는 단계(S310)를 포함한다. 분체의 토출 단계(S310)는 진공압 형성부의 운전을 중단하고서 개폐 밸브(V3)를 개방하여 각 소용량 각 챔버부(200)에 수용된 분체를 대용량 호퍼부(300) 내로 안내한다.
이와 달리, 분체 공급량이 챔버부의 저장용량 이상으로 설정된 경우(다시 말하자면, 분체 공급량이 대용량인 경우)에는 저장조(100)로부터 호퍼부(300)로 분체를 흡입하는 제2 이송 단계(S400)를 포함한다.
제2 이송 단계(S400)는 제어부의 조작을 통해 주 밸브(V)와 제2 밸브(V2) 및 개폐 밸브(V3)를 개방하고 진공압 형성부(400)의 구동으로 챔버부와 함께 호퍼부 내부를 진공 상태로 만들어 저장부(100)에 저장된 분체를 공통 이송라인(L), 분지관(Y), 제2 이송라인(L2)으로 구성된 제2 분체 이송 경로를 따라 호퍼부(300)로 안내된다. 이때, 분체가 각 챔버부(200)로의 이송을 단속하기 위해 제1 밸브(V1)를 폐쇄 상태로 유지한다.
선택가능하기로, 본 발명은 대용량의 분체 공급량을 더욱 빠르고 더욱 정밀하게 혼합부로 정량 공급하기 위해서 우선적으로 중량감지센서로 분체의 설정 공급량에 약 95%에 도달할 때까지는 제2 이송 단계(S400)를 통해 분체를 호퍼부(300)로 공급받고, 그런 다음에 제2 이송 단계(S400)를 중단하고 제1 이송 단계(S300)를 가동하여 하나 이상의 챔버부(200)에 분체의 설정 공급량에 약 5%(여기서, 5%는 챔버부의 저장용량 이하임)를 공급받아 기 설정된 분체 공급량을 혼합부로 공급할 수 있다. 이는 분체 공급량을 설정 공급량에 맞춰 정확하게 제어공급할 수 있을 뿐만 아니라 소용량의 챔버부로만 운영했을 때보다 분체의 이송 속도를 현저하게 줄일 수 있다. 이와 같이, 본 발명은 제2 이송 단계(S400) 이후에 제1 이송 단계(S300)를 거쳐 분체를 설정 공급량에 맞춘 상태로 공급하기 위한 하나의 예시이며 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 소용량에서 대용량까지 분체를 정량 공급하기 위해 제1 이송 단계(S300), 제2 이송 단계(S400) 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
분체의 토출 단계(S310) 및/또는 제2 이송 단계(S400) 이후에, 본 발명은 호퍼부의 하부에 구비된 개폐 수단(미도시)를 개방하면서 후단 설비로 분체를 배출하는 단계(S500)를 통해 분체 이송을 마무리하게 된다.
이상 본 발명은 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 진공식 분체 이송 시스템 및 이의 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
100 ----- 저장부,
200 ----- 챔버부,
300 ----- 호퍼부,
400 ----- 진공압 형성부,
L, L1, L2 ----- 이송라인,
V, V1, V2 ----- 밸브,
Y ----- 분지관.

Claims (14)

  1. 분체를 저장하는 저장부와;
    상기 저장부에서 이송되는 분체를 수용하도록 상기 저장부에 결합된 하나 이상의 챔버부;
    상기 하나 이상의 챔버부와 상호 유체연통을 단속하도록 상기 하나 이상의 챔버부에 결합되고, 상기 저장부에서 이송되는 분체를 수용하도록 상기 저장부에 결합된 호퍼부; 및
    상기 하나 이상의 챔버부에 진공압을 제공하도록 상기 하나 이상의 챔버부에 결합된 진공압 형성부;를 포함하고,
    상기 분체는 상기 하나 이상의 챔버부 또는 상기 호퍼부로 분류(分流)하여 공급되는, 진공식 분체 이송 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 저장부에 연결된 공통 이송라인과;
    상기 하나 이상의 챔버부에 연결된 제1 이송라인;
    상기 호퍼부에 연결된 제2 이송라인; 및
    상기 공통 이송라인에 의해 운반된 상기 분체를 상기 제1 이송라인 또는 상기 제2 이송라인으로 전환하여 공급할 수 있도록 상기 공통 이송라인과 상기 제1 이송라인 및 상기 제2 이송라인에 결합된 분지관;을 포함하는, 진공식 분체 이송 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 호퍼부는 상기 호퍼부에 연결된 제2 이송라인의 배출단 전방에 배치된 마모방지판을 추가로 포함하고, 상기 배출단은 상기 호퍼부 내벽에 접선방향으로 인입되는, 진공식 분체 이송 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 마모방지판은 상기 제2 이송라인의 배출단 외주면의 내측에서 상기 호퍼부의 내벽을 향해 연장된 가상 축선을 상기 마모방지판의 근위 단부와 원위 단부 사이에 배치하는, 진공식 분체 이송 시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 호퍼부는 상기 하나 이상의 챔버부 하부에 배치되는, 진공식 분체 이송 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 호퍼부는 상기 챔버부의 저장용량보다 큰 저장용량을 갖는, 진공식 분체 이송 시스템.
  7. 진공식 분체 이송 시스템을 이용하는 방법으로서,
    상기 진공식 분체 이송 시스템의 저장부에 분체를 제공하는 단계와;
    분체 공급량을 판단하는 단계;
    상기 분체 공급량이 챔버부의 저장용량 이하인 경우, 상기 저장부에서 상기 진공식 분체 이송 시스템의 하나 이상의 상기 챔버부로 분체를 흡입하는 제1 이송 단계;
    상기 분체 공급량이 상기 챔버부의 저장용량을 초과하는 경우, 상기 저장부에서 상기 진공식 분체 이송 시스템의 호퍼부로 분체를 흡입하는 제2 이송 단계; 및
    상기 호퍼부에 수용된 분체를 후단 설비로 배출하는 단계;를 포함하는, 진공식 분체 이송 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 이송 단계 이후에,
    상기 하나 이상의 챔버부에서 상기 호퍼부로 상기 분체를 토출되는 단계를 추가로 포함하는, 진공식 분체 이송 방법.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 이송 단계는 상기 챔버부와 상기 호퍼부를 상호 유체연통하는 단계와, 상기 진공식 분체 이송 시스템의 진공압 형성부에 의해 상기 챔버부와 상기 호퍼부에 진공압을 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 진공식 분체 이송 방법.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2 이송 단계는 상기 호퍼부의 내벽을 따라 상기 분체를 선회 유동하는 단계를 포함하는, 진공식 분체 이송 방법.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 분체는 상기 제1 이송 단계, 상기 제2 이송 단계 또는 상기 제1 이송 단계와 제2 이송단계를 수행하기 위한 분체 이송 경로로 안내되는, 진공식 분체 이송 방법.
  12. 청구항 7에 있어서,
    상기 하나 이상의 챔버부는 상기 저장부에서 이송되는 분체를 수용하도록 상기 저장부에 결합되는, 진공식 분체 이송 방법.
  13. 청구항 7에 있어서,
    상기 호퍼부는 상기 하나 이상의 챔버부와 상호 유체연통을 단속하도록 상기 하나 이상의 챔버부에 결합되고, 상기 저장부에서 이송되는 분체를 수용하도록 상기 저장부에 결합되는, 진공식 분체 이송 방법.
  14. 청구항 7에 있어서,
    진공압 형성부는 상기 하나 이상의 챔버부에 진공압을 제공하도록 상기 하나 이상의 챔버부에 결합되는, 진공식 분체 이송 방법.
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