KR20020038750A - 액체 계량 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각의 저장용기(2, 6)내에서 하나 이상의 수집 콘테이너로 수용되는 하나 이상의 액체를 계량하기 위한 장치에 있어서, 각각의 액체에 대하여, 내측의 액체 표면과 접촉하는 가동 피스톤 부재(8)를 갖는 계량되어질 액체를 위한 실린더와, 피스톤(8)에 일정 힘을 가하기 위한 압력 수단(12)과, 실린더로부터 액체를 인출하기 위한 유입 개구부(16) 및 분배 개구부(20)를 갖는 덕트를 포함하여 실린더(2)내의 액체의 높이에 의존하여 가동되며 분배 유동율을 일정하게 유지하게 위하여 실린더내의 액체의 높이의 변화에 따라 인출점 위에서 액체의 정역학적 수두(H2)에 비례한 분배점 및 인출점 사이의 기하학적 높이차(H1)를 유지하도록 배치되는 실린더(2)로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 전달 수단(14, 16, 18, 20)과, 전달 수단내의 액체의 유동을 제어하기 위하여 전달 수단과 결합된 밸브 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치이다.

Description

액체 계량 장치 및 방법{APPARATUS AND A METHOD FOR METERING LIQUIDS}

본 설명에서 사용되는 "액체(liquid)"란 용어는 점성 및 비점성 액체, 분산 및 유체 현탁액을 포함하는 것이다.

바니시와 페인트용 염료를 계량하는 계기분야에서, 피스톤을 구비한 수동, 반자동 또는 자동 계기가 폭넓게 공지되어 보급되어 있다. 피스톤을 구비한 계기는, 계량되어질 각각의 액상 착색제를 위하여, 필요한 계량된 양을 분배시키는 작동을 하는 슬라이딩 피스톤을 갖는 실린더와 연통된 저장용기를 포함한다. 수동으로 작동되는 계기는 상대적으로 낮은 가격에 기인하여 많이 보급되어졌으나, 이들은 용적 측정 계량의 정확성면에서 심각한 단점이 있다. 자동 피스톤 계기에서는, 각각의 실린더내의 피스톤이 개별적인 스테퍼 모터에 의해 동작되는데, 자동화가 환경공학적인 측면과 사용상의 편의를 증진하기는 하지만 생산과 유지 비용 모두의 상당한 증가가 초래된다.

각각의 액체 저장용기에 대한 액체의 분배를 위하여 개별적인 모터와 솔레노이드 밸브에 의해 구동되는 기어형 용적측정 펌프를 이용하며 액체를 저장용기로 재순환시키는 자동 염료-측정 계기가 공지되었다. 이러한 유형의 계기의 큰 단점은 생산과 유지 모든면에서의 높은 비용이 연관될 뿐만 아니라 계량될 수 있는 관련된 액체를 제한한다는 것이다. 기어형 펌프는 실제적으로 운모형 기질(micaceous substances)을 함유한 염료를 계량하기에 적합치 못하므로 자동화 또는 "자동차 표면 재 끝손질(car refinishing)" 분야에 대한 바니시의 조성에 사용될 수 없다.

자동화된 계기의 분야에서, 계량되는 액체를 수집 콘테이너에 연속적으로 공급하는 연속 동작을 갖는 계기와, 희망하는 조성의 식에 대한 액체를 수집 콘테이너에 동시에 공급하는 동시 동작을 갖는 계기가 이용된다.

일반적으로, 자동화 계기에서, 컴퓨터 제어형 차단 시스템에 의해 제어될 수 있는 일정한 유동율로 액체를 공급 저장용기로부터 수집 콘테이너까지 전달하는 필요성이 생산비의 대부분을 차지한다. 이러한 목적을 위하여, 개시된 바와 같이, 스테퍼 모터, 엔코더, 등급형 피스톤 기어형 펌프 및 기압 펌프와 같은 고가의 요소가 사용된다. 비용절감을 위하여, 현재 이용가능한 장치는 설치된 모든 계량 회로를 위한 중앙식 제어 시스템을 갖지만, 계량되어지는 생산물은 극단적으로 다양한 특성을 가지며 종종 전용의 유동율과 압력계 장치를 요구한다. 특히, 현재 시장에서 가용되며 기어형 펌프에 사용되는 장치는 정확하게 유체의 유동율과 운동을 제어하는 부품에 대하여 높은 유지 및 예비 부품 비용이 소요된다. 또한, 이러한 장치는, 착색 생산물에서 매우 중요한 미세한 조제의 정확성의 손실의 결과를 수반하는 시스템의 마모나 순환의 누설에 따른 신속한 캘리브레이션을 요구하며, 심지어 일정 유동율을 달성하기 위한 이러한 계기에 사용되는 시스템은 전류의 적당한 요동(항상 나타나는 것은 아니지만, 특히 개발 도상국가에서)을 요구하면서, 이러한 경우에서의 최종 사용자에게 필연적으로 더욱 증가되는 비용을 수반하는 UPS 시스템의 추가를 요구한다.

현재 이용가능하며 일반적으로 공기에 노출된 생산물 저장용기를 갖는 모든 장치에서 또한 공지된 문제는, 액체의 용액의 진공뿐만 아니라 액체 높이가 점차적으로 낙하되면서 저장용기의 벽을 따라 액체가 염색되는 문제이다. 착색 재생에 불리한 효과를 수반하는, 생산물의 유동학적인 심각한 변위의 원인뿐만 아니라 그의 염색력(염색의 경우)에서, 이러한 두가지 요소들은, 순환의 정확성을 무효화시키는, 필터의 일정한 유지성 또는 액체내에 수용된 간섭 경화 미립자에 대한 다른 시스템을 요구한다. 언급한바와 같이, 기어형 펌프를 사용하는 시스템의 다른 제약은 진주형(pearly) 또는 운모형 생산물이 펌프에 의해 연마되기 때문에 계량하는 것이 불가능하여 설계된 최종 결과를 변형한다는 것이다.

본 발명은 액체 계량 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바니시(varnishes)와 페인트의 조제를 위한 액상 착색제(colouring agents)를 계량하기 위한 염료-계량 장치(dye-metering apparatus)에 관한 것이다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 계량 장치의 해당 실시예를 도시한 개략적인 일부 단면도이고,

도 5는 특히 전체로서 염색 계량 장치인 계량 장치를 도시한 개략적인 단면도이다.

본 발명의 목적은 전술한 단점들을 극복하며 낮은 생산비와 유지비를 갖는 액체 계량용 장치를 제공하는 것이다.

이러한 목적을 위하여, 본 발명의 대상은 각각의 저장용기내에 수용된 하나 이상의 액체를 하나 이상의 수집 콘테이너로 계량하기 위한 장치에 있어서, 각각의 액체에 대하여,

내부의 액체 표면과 접촉하는 가동 피스톤 부재를 갖는 계량되는 액체를 위한 실린더와,

피스톤 부재에 일정 힘을 가하기 위한 압력 수단과,

실린더로부터 액체의 인출을 위한 유입 개구부 및 분배 개구부를 갖는 덕트를 포함하고, 실린더의 액체의 높이에 의존하여 가동되며, 저장용기내의 액체의 높이가 변화함에 따라 인출점 위에서 액체의 정역학적 수두에 비례하게 액체-인출점과 분배점 사이의 기하학적 높이차를 유지하도록 배치되어 분배 유동율을 일정하게 유지하는, 실린더로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 수단과, 그리고

전달 덕트과 관련되어 전달 덕트내의 액체의 유동을 조절하기 위한 밸브 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에서, 실린더로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 전달 수단은 액체의 인출를 위하여 실린더와 연통되며 피스톤에 고정되는 유입 개구부와, 그리고 수집 콘테이너로 분배하기 위하여 가동 피스톤에 강성적으로 연결되는 노즐을 포함하므로 유입 개구부 위에서의 액체의 정역학적인 수두와 유입 개구부 및 분배 개구부 사이의 높이차가 실린더내의 액체의 높이가 변화함에 따라 일정하게 유지된다.

본 발명에 따라, 실린더는 대기압 또는 대기압 이하에서 작동될 수 있다. 대기압인 경우에서, 장치는 특히 큰 유동 저항이 없는 비점성 액체에 사용되며, 피스톤 부재는 액체상에 부유되어 실린더내의 액체의 높이가 떨어짐에 따라 가동되며 낙하되는 플레이트로 구성될 수 있다. 통상, 이러한 실시예에서는, 액체에 잠기는인출 개구부를 갖는 인출 튜브가 부유 플레이트에 강성적으로 연결되므로 인출점은 대기압에 접촉된 액체의 높이로부터 일정한 거리로 유지된다. 이러한 경우에는, 본 발명에 의해 정의되는 압력 수단이 일정 힘을 적용하는 일례로 구성되는 대기압으로 형성된다. 유동은 흡입에 의하여 또는 전달 덕트내의 일부 진공의 생성에 의하여 시작된다.

가압되는 경우에는, 피스톤 부재가 실린더의 벽체와 기밀하게 접촉되어 슬라이딩 가능하므로 밀봉되고 일정 압력을 가하는 수단에 의해 압력하에서 유지된다. 통상, 이러한 수단은 피스톤 또는 다른 수단의 표면에 지지되는 중량체를 포함하는데, 예를 들어, 이러한 수단은 기계적 또는 기압 장치와 같은 일정 힘을 가할 수 있는 것들, 예를 들어, 스테퍼 모터 또는 일정압 또는 흡입력을 확실하게 하는 압력을 감소하는 것들이다. "압력 수단(pressure means)"은 대기압 이하 압력을 가하는 수단을 포함하는 것이다.

또한, 가압되는 경우, 바람직한 실시예에서, 전달 수단은 피스톤에 고정되며 액체에 잠겨지는 인출 튜브를 포함하므로 인출점은 액체의 높이로부터 일정한 거리로 유지된다. 또한, 이러한 실시예에서, 전달 덕트내의 유동은 흡입 효과에 의해 시작될 수 있으며 또는 가해진 압력에 의해 직접 작동될 수 있거나, 혹은 이러한 두가지의 조합에 의존한다.

인출점과 노즐로 분배되는 점 사이의 차이가 액체 높이의 변화에 따라 일정하게 유지하기 위하여, 전달 수단은 강성의 사이펀(siphon)으로 구성될 수 있거나 또는 가요성 튜브, 피스톤을 분배 노즐로 연결하기 위해 제공되는 보조 강성 연결수단을 포함하여 구성될 수 있고, 이러한 실시예는 첨부된 도면을 참조로 하여 이후에 상세히 설명될 것이다.

전달 덕트의 액체 유입 및 인출 개구부의 실시예는 피스톤에 강성적으로 연결되지는 않지만 실린더의 소정의 고정점에 놓여지며, 예를 들어 베이스의 홀에 의해 구성되거나 또는 본 발명의 범주내에서 실린더에서 멀어진 측면에 구성되고, 이러한 경우에는, 인출점 위쪽의 액체의 정역학적 수두는 실린더내의 액체의 높이의 변화에 따라 가변되고, 이러한 경우에는, 일정 배분율을 달성하기 위하여, 배분 노즐을 수직으로 운동시키게 하는 수단이 제공되므로 인출점(이경우에는 고정됨)과 분배점 사이의 기하학적인 높이차가 저장용기내의 액체 높이의 변화에 따라 회수점 위에서의 액체의 정역학적인 수두에 비례하여 유지된다. 전술한 실시예는 인출점위에서의 액체의 컬럼의 압력을 일정하게 결정하며 인출점 위쪽의 액체의 수두의 변화에 의존하여 배분 노즐의 수직 운동을 일으키기 위하여 배치되는 제어 및 작동 유니트의 사용을 포함한다.

본 발명에 따른 장치 및 방법의 다른 장점과 특성은, 비제한적인 예로 주어진 첨부된 도면을 참조로 이후의 상세한 설명으로부터 보다 명확해질 것이다.

본 발명에 따른 장치는 액체를 계량하기 위하여 동시 또는 연속적으로 정렬되어지며, 특히 장치는 바니시 또는 페인트 기저물에서 액상 착색제를 계량하는 염색-계량 계기로서 구성되지만, 이 장치는, 예를 들어 일반적인 음식물, 화장품 및 약물 제조품과 화학적 생산품과 같은 액체의 용적 계량에 요구되는 모든 응용분야에 사용가능하게 된다.

도 1의 실시예를 참조하여, 장치는, 계량되어질 각각의 액체에 대하여, 예를 들어 다이아프램 유형과 같은 일방향 밸브(4)로서 계량되어질 액체(L)를 수용하는 보충 저장용기(6)와 연통되는 실린더(2)를 갖는다.

본 설명에서 사용되는 "실린더"란 용어는 임의의 형태의 콘테이너를 포함하며, 바람직하게는 원통형 콘테이너이며, 예를 들어 삼각 또는 장방형 베이스의 형태를 갖는 임의의 다른 형태가 사용될 수 있다.

실린더(2)와 관련된 피스톤(8)은 실린더의 벽체(10)와 접촉되어 슬라이딩 가능하며, 피스톤(8)은 바람직하게는 실린더의 벽체(10)에서 기밀되면서 슬라이딩이 가능하므로 액체는 실린더로부터, 이후 매우 상세히 설명되어지는 단지 소정의 인출점으로부터만 배출된다.

피스톤(8)은 자중에 의해 구성될 수 있는 일정한 힘에 의하여, 또는 피스톤의 상부면을 압박하는 중량체(12)에 의하여, 또는 일정 힘을 가할 수 있는 다른 메카니즘에 의하여 액체의 상부면과 접촉을 유지한다.

인출 덕트(14)는 피스톤(8)에 강성적으로 연결되면서 그의 단부 단면이 액체에 잠겨지며 인출 개구부(16)로 종결되고, 인출점 위의 H2로 도시된 액체의 정역학적인 수두(head)는 실린더내의 액체의 높이의 변화를 일정하게 유지한다. 분배 개구부를 갖는 노즐(20)로 말단을 이룬 강성의, 사이펀류 덕트(siphon-like duct; 18)는 인출 덕트(14)에 연결된다. 인출점(16)과 분배점(20) 사이의 기하학적 높이차(H1)도 실린더내의 액체의 높이 변화를 일정하게 유지한다.

노즐(20)은 대기압 또는 어떤 경우에는 소정의 압력인 환경에서 액체를 수집 콘테이너(C; 도 4)로 분배한다.

액체의 유동을 간섭하기 위한 수단(22)은 전달 덕트와 결합되며, 액체의 유동을 초킹(choking)하며 조절하기 위하여, 예를 들어 솔레노이드 밸브 또는 기압 밸브에 의하여, 또는 임의의 다른 수동 또는 전자적 작동 메카니즘으로 구성된다.

바람직한 실시예에서, 밸브 수단(22)의 개폐는 예를 들어 개인용 컴퓨터와 같은 제어 및 작동 유니트에 의해 제어되는데, 여기에서 개인용 컴퓨터는 조작자에 의해 계량되어질 액체의 양을 조절할 수 있으며 원하는 계량의 양에 따라 밸브 수단(22)의 개폐가 되도록 배치되어 조작자에 의해 조절된다.

실린더(2)는 바람직하게는 혼합 수단(52; 도 4)을 포함하는데, 예를 들어 액체가 계량된 균등물로 유지되기 위한 자성 교반기(stirrer)에 의해 구성된다.

장치가 작동시에는, 계량되어질 액체가 우선 보충 저장용기(6)로 적재되고, 이러한 보충 저장용기는 예를 들어, 염료 생산자에 의해 공급되는 유형의 접혀질 수 있는 백(bag)으로 구성될 수 있으며 계랑되어질 액체가 요구사항에 따라 용이하게 변화될 수 있게 된다. 초기에는, 액체는 연통 용기의 구조에 기초하여 일방향다이아프램 밸브(4)를 통과하면서 보충 저장용기(6) 또는 접혀질 수 있는 백으로부터 실린더로 배출된다. 또한 구동 수단(24)은 보충 저장용기(6)로부터 실린더(2)까지 유동이 일어나도록 피스톤(8)의 수직 상향 운동을 위해 제공된다. 실린더(2)로 안내되는 액체는 공기에 접촉되지 않으므로 실린더의 벽체에 건조되지 않거나 또는 순환을 막게 하는 필름 및 고형 잔여물이 형성되지 않는다. 그러므로 필요한 유지 조작의 빈번함은 실질적으로 감소되며 이러한 구성은 공지된 장치와 비교하여 명백한 장점이다. 통기 밸브 또는 탭은 일반적으로 전달 덕트의 최상부에 존재하여 액체가 있는 실린더의 초기 보충기간동안 실린더로부터 공기를 제거하도록 한다. 실린더 내측의 공기는 생산물이 보충 저장용기로부터 배출되는 동안 통기 또는 밸브를 통해 제거된다. 다이아프램 밸브(4)는 액체가 일단 실린더로 배출되면 피스톤에 의해 가해지는 압력의 결과로서 액체가 보충 저장용기로 인출되는 것을 방지하는 기능을 가지며, 이러한 밸브는 실린더에 압력이 가해질 때 닫혀지며 피스톤이 상승할 때 개방된다. 액체의 특정 높이는 공기가 침입하는 것을 방지하도록 보충 저장용기의 바닥에서 항상 일정한 높이로 유지된다.

실린더(2)로부터 수집 콘테이너까지의 액체의 분배은 밸브 수단(22)의 개방에 의해 일어나는데, 솔레노이드 밸브(22)가 개방될 때에, 유체는 노즐(20)로부터 대기압 또는 소정압의 환경으로 나오게 되며, 솔레노이드 밸브(22)가 닫혀질 때에, 피스톤 부재는 멈추고 실린더 내측의 액체는 밸브(4)가 닫혀져있기 때문에 보충 저장용기로 인출되지 못하는데, 이는 실린더 내측의 압력은 보충 저장용기의 압력보다 크기 때문이다. 수동식 변형예에서는, 밸브(4)가 단순 개폐 탭으로 구성되어질수 있게 된다.

분배 유동율을 조절하기 위해, 원하는 매 분당 유동율이 이론적으로 계산되고, 일정한 압력값이 중량체(12) 또는 이와 동등한 메카니즘에 의해 발생되므로써 만들어지는 생산물의 특성에 의존하여 실험적으로 유동되도록 형성되어진다. 밸브 수단(22)에 대한 개폐 시간은 캘리브레이션 소프트웨어의 수단에 의해 결정되며 소정의 시간 주기에 대한 양을 측정하는 천분의 일 평형이 분배되는 양에 의존하여 개방 시간을 설정한다. 본 발명에 따른 계량 장치에서, n 독립 계량 및 분배 순환은 n 액체를 계량하기 위해 제공되고, 캘리브레이션이 각각의 개별적인 순환에 대하여 발생되므로 캘리브레이션 커브가 얻어진다. 밸브 수단의 개폐는 PLC 또는 최종 작업자가 지시하는 선택된 컴퓨터로부터 분배되어질 양이 수신되는 동등 프로세싱 유닛에 의하여 제어된다. 본 발명에 따른 장치가 각각의 순환을 완전하게 다른것들과 독립적이므로 요소의 소정의 조성이 동시에 분배될 수 있거나 또는 사용자가 원하는 경우 순차적으로 분배될 수 있다는 것이 중요하다는 것을 주목하여야 한다. 당연히, 순환은 일단 캘리브레이션이 된 후에는 평형이 없는 경우에라도 수정되어 작동된다.

계량되어질 생산물이 일반적으로 크게 다른 점성과 세부사항을 가지고, 각각의 계량된 순환이 완전히 독립적인 본 발명에 따른 장치는 원하는 유동율 및 압력 수단에 의해 가해지는 필요한 압력 양자를 캘리브레이션할 수 있어 균일유동 및 비 난류 유동을 달성할 수 있도록 한다. 이는 부품의 마멸을 일으키는 경향이 있는 캐비테이션 문제를 피할 수 있고 각각의 개별적인 생산물과 순환에 대하여 선택될수 있는 상이한 유동율을 피하면서 달성된다.

도 2 내지 도 5의 실시예에서는 도 1과 동일한 요소에 대하여는 동일한 참조부호를 부여한다. 도 2의 실시예는 도 1과 실질적으로 다음과 같이 차이가 있는데, 이는 실린더(2)로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하는 덕트가 도 1과 같이 피스톤(8)에 강성적으로 연결된 인출 덕트(14)와 연결되는 가요성 튜브(26)를 포함한다. 도 1에서 밸브 수단(22)은 사이펀(18)에 연결되어 전체 시스템과 같이 움직이는데 반하여, 도 2에서의 밸브 수단(22)은 고정되며 가요성 튜브(26, 28)에 의하여 노즐(20)에 연결된다. 이러한 실시예에서, 브라켓(30)과 같은 보조 강성 연결 수단이 제공되어 피스톤(8)을 노즐(20)에 연결하므로 인출점(16)과 이동가능한 분배 노즐(20) 사이의 기하학적 높이의 차이는 본 실시예에서 항상 일정하게 유지된다.

도 3의 실시예에서, 실린더(2)로부터 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 수단은 액체에 잠겨지는 가요성 튜브(32)를 포함한다. 가요성 튜브(32)는 액체에 잠겨진 강성 연결 부재 수단(34)에 의하여 피스톤(8)과 강성적으로 연결되며 피스톤(8)으로부터 일정 수직 거리에 있는 유입 개구부(16)를 갖는다. 노즐(20)은 도 2에 나타난 바와 같이, 강성 연결 수단(30)에 의하여 피스톤에 강성적으로 연결된다.

도 4의 실시예는 실질적으로 도 1의 실시예에 해당하며, 여기에서 액체 전달 수단은 강성 사이펀(18)으로 구성된다. 본 실시예에서, 피스톤 부재는 실린더의 벽체(10)와 맞물리는 밀봉 수단(42)에 의해 기밀되면서 슬라이딩 가능한측벽부(40) 및 중량체(12)에 의해 액체에 압력을 가할 수 있는 단부 벽(44)을 갖는 슬라이딩 가능한 실린더류 커버로 구성된다.

도 5의 전체적인 도시는 염료 계량 장치 또는 유사 계량 장치의 개략적인 실시예로, 다수의 분배 순환부를 내장한 하나 이상의 하우징(46a, 46b)을 구비한 지지 구조체(44)를 포함하며, 각각은 보충 저장용기 또는 접혀질 수 있는 백에 연결된 실린더(2)를 포함한다. 각각의 실린더는 각각의 노즐(20)에 연관되게 말단을 이루는 밸브 수단(22)을 구비한 전달 덕트에 연결된다. PLC 유니트, 개인용 컴퓨터, 또는 다른 동등한 프로세싱 유니트는 도면부호 48로 지시되며 디스플레이 스크린(50)을 갖고, 이러한 유니트는 작업자에 의해 설정된 파라메터에 따라 밸브 수단(22)의 개폐를 제어한다.

각각의 노즐은 다른 것들과 독립적으로 움직일 수 있으나 그 동작은 명백하게 동시적이거나 또는 순차적이다. 본 발명에 따른 장치에서는, 매우 작은 양일지라도 설계 단계에서 액체에 가해지는 일정 압력의 변화량에 의하여 최적의 계량 수행의 달성이 가능하다. 그리하여 밸브 수단의 반응 시간을 수반하는 유동율의 평형이 달성된다. 최소의 투여는 액체의 유형에 의존하는 출력율, 압력 손실 및 그에 따른 결과와, 그로써 밸브 또는 사용된 폐쇄 시스템의 최소 작동 시간과 관련된 초당 유동율을 캘리브레이션함으로써 계산될 수 있다. 본 발명에 따른 다른 장점은 액상 착색제 또는 운모형 안료를 함유한 바니시라 할지라도 쉐어링 반응(shearing action)을 가할 수 있는 메카니즘의 결여 덕분에 정확하게 계량될 수 있다는 것이고, 그러므로 장치는 특별히 자동 페인트 수리(차량 재 끝손질) 분야에서 장점이 있다.

본 발명의 다른 주제는 특히 계량되어질 액체를 위한 실린더를 사용하여 액상 착색제를 계량하기 위한 방법으로서, 실린더는 액체의 표면과 접촉하는 동작가능한 피스톤 부재와, 실린더로부터 액체의 인출에 대한 유입 개구부 및 분배 개구부를 가진 전달 덕트를 포함하는 액체 전달 수단을 가지며, 여기에서 유입 개구부로부터 분배 개구부까지 액체를 유동시키게 하는 피스톤에 가해지는 일정 힘을 가하는 압력 수단에 의해 압력이 가해지는 액체의 계량 방법에 있어서, 액체의 분배동안 인출점 및 분배점 사이의 기하학적인 높이차는 실린더내의 액체의 높이의 변화에 따른 인출점 위에서 액체의 정역학적인 수두에 비례하여 유지되는 것을 특징으로 하는 방법이다.

전술된 방법의 특별한 경우에 따라, 본 발명에 따른 방법은 유입 개구부 및 유입 개구부와 분배 개구부 사이의 높이차 위에서의 액체의 정역학적인 수두가 실린더내의 액체의 높이 변화에 따라 일정하게 유지되는 상태를 제공한다.

Claims (14)

1. 각각의 저장용기(2, 6)내에 수용된 하나 이상의 액체를 하나 이상의 수집 콘테이너로 계량하기 위한 장치에 있어서, 각각의 액체에 대하여,

   내부의 상기 액체 표면과 접촉하는 가동 피스톤 부재(8)를 갖는 계량되는 액체를 위한 실린더(2)와,

   상기 피스톤 부재(8)에 일정 힘을 가하기 위한 압력 수단(12)과,

   상기 실린더로부터 상기 액체의 인출을 위한 유입 개구부(16) 및 분배 개구부(20)를 갖는 덕트를 포함하고, 상기 실린더(2)의 상기 액체의 높이에 의존하여 가동되며, 상기 인출점과 상기 분배점 사이의 기하학적 높이차(H1)가 상기 실린더내의 상기 액체의 높이가 변화함에 따라 상기 인출점 위쪽의 액체의 정역학적 수두(H2)에 비례하도록 배치되어 분배 유동율을 일정하게 유지하는, 상기 실린더(2)로부터 상기 수집 콘테이너까지 상기 액체를 전달하기 위한 전달 수단(14, 16, 18, 20)과, 그리고

   상기 전달 수단과 관련되어 상기 전달 수단내의 액체의 유동을 조절하기 위한 밸브 수단(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 실린더로부터 상기 수집 콘테이너까지 액체를 전달하기 위한 전달 수단은 상기 액체의 인출를 위하여 상기 실린더와 연통되며 상기 피스톤(8)에 고정되는 유입 개구부(16)와, 그리고 상기 수집 콘테이너로 분배하기위한 노즐(20)을 포함하며, 상기 노즐(20)은 상기 가동 피스톤에 강성적으로 연결되어 상기 유입 개구부(16) 위쪽의 상기 액체의 정역학적인 수두(H2)와 상기 유입 개구부(16) 및 상기 노즐(20)의 상기 분배 개구부 사이의 높이차(H1)가 상기 실린더내의 상기 액체의 높이가 변화하는 동안 일정하게 유지되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 전달 수단은, 유입 개구부(16)로 말단을 이루며 상기 실린더와 연통되고 상기 피스톤 부재(8)에 고정되는 인출 아암(14)을 갖는 강성의, 사이펀류 덕트(18)를 포함하는 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 전달 수단은 가요성 덕트(26, 28) 및 상기 가동 피스톤(8)을 상기 분배 개구부(20)로 연결하기 위해 제공되는 보조 강성 연결 수단(30)을 포함하는 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 피스톤(8)은 수직 운동하면서 상기 실린더의 벽체(10)를 따라 기밀되어 가동되고, 상기 피스톤에 일정 힘을 가하기 위한 수단(12)이 제공되는 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 일정 힘을 가하기 위한 수단은 중량체(12) 또는 일정 힘을 가할 수 있는 기계적 장치를 포함하는 장치.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 피스톤(8)은 상기 실린더(2)내에 수용된 상기 액체 위에 부유되는 플레이트를 포함하는 장치.
8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 보충 저장용기(6)가 상기 실린더(2)와 결합되며 일방향 밸브 수단(4)을 통해 상기 실린더와 연통되는 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 보충 저장용기(6)는 접혀질 수 있는 백(bag)으로 구성되는 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 작업자에 의해 설정되는 계량되어질 액체의 계량을 위한 파라메터에 의존하여 상기 밸브 수단(22)를 개방 및/또는 차단시키도록 배치된 제어 및 작동 유니트(48)를 포함하는 장치.
11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 착색제를 계량하기 위한 염료 계량 기계로 구성되는 장치.
12. 내부의 액체 표면과 접촉하는 가동 피스톤 부재(8)를 갖는 계량되어질 각각의 액체를 위한 실린더(2)와, 상기 실린더로부터 상기 액체의 인출을 위한 유입 개구부(16) 및 분배 개구부(20)를 가지며 상기 실린더로부터 수집 콘테이너까지 상기액체를 전달하기 위한 전달 수단(14, 16, 18, 20)을 이용하여 액체를 계량하기 위한, 특히 착색제를 계량하기 위한 방법으로서, 상기 유입 개구부로부터 상기 분배 개구부까지 상기 액체의 유동을 일으키는 일정 힘을 가하기 위한 수단에 의하여 상기 피스톤(8)에 압력이 가해지는 방법에 있어서,

    상기 액체가 분배되는 동안, 상기 인출점과 상기 분배점 사이의 기하학적 높이차(H1)는 상기 인출점 위쪽의 상기 실린더(2)내의 액체의 높이가 변화함에 따라 액체의 정역학적 수두(H2)에 비례하여 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 유입 개구부와 상기 분배 개구부 사이의 높이차(H1) 및 상기 유입 개구부 위쪽의 상기 액체의 정역학적 수두(H2)는 상기 실린더내의 상기 액체의 높이가 변화함에 따라 일정하게 유지되는 방법.
14. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서, 계량되어질 상기 액체는 일방향 밸브에 의하여 상기 실린더에 연결된 보충 저장용기(6)에 의해 상기 실린더(2)에 공급되는 방법.