KR100538305B1

KR100538305B1 - 진공포장장치

Info

Publication number: KR100538305B1
Application number: KR10-2003-0022189A
Authority: KR
Inventors: 이한조; 윤재근
Original assignee: 최관호
Priority date: 2003-04-09
Filing date: 2003-04-09
Publication date: 2005-12-21
Also published as: KR20030037246A

Abstract

본 발명은 진공포장장치에 관한 것으로서, 포장대상물이 안착되는 제품카트가 대기하는 준비챔버와; 준비챔버와 제1연결유닛에 의하여 연결되며, 이송된 제품카트의 포장대상물을 밀봉하는 밀봉유닛이 설치된 밀봉챔버와; 밀봉챔버와 제2연결유닛에 의하여 연결되며, 제품카트에 의하여 이송된 포장대상물의 포장불량 유무를 알아내기 위하여 불활성가스가 주입되는 테스트준비챔버와; 테스트준비챔버와 제3연결유닛에 의하여 연결되며, 포장대상물로부터 누설(leak)되는 불활성가스에 의하여 포장불량유무를 측정하는 누설테스트챔버와; 준비챔버, 밀봉챔버, 테스트준비챔버, 누설테스트챔버에 설치되며 제품카트의 이동경로가 되는 레일과; 제품카트를 레일 상에서 이송시키기 위한 이송수단;을 포함하고, 제1,2,3연결유닛 내부에는 출입을 차단하기 위한 승강밸브가 설치되고, 준비챔버, 밀봉챔버, 테스트준비챔버, 누설테스트챔버에는 진공을 형성하기 위한 진공펌프가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

진공포장장치{Vacuum wrapping apparatus}

본 발명은 진공포장장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보다 효과적으로 보온, 보냉할 수 할 수 있도록 단열재를 고진공상태로 포장할 수 있는 진공포장장치에 관한 것이다.

진공포장장치란 기계적 또는 노후화된 장치, 또는 건축물 폐기물이나 가정용 폐기물에서 나오는 단열재를 재활용하기 위한 것으로서, 그 단열재를 진공포장함으로써 외부의 온도에 대하여 단열성이 더욱 우수한 진공포장단열재를 만드는 장치이다. 예를 들면, 고진공으로 포장된 단열재를 냉장고에 사용할 경우 단열성이 더욱 우수하여, 냉장고 내외부의 온도가 외부에 온도에 의하여 영향받지 않게 된다. 이러한 진공포장단열재는 냉장고뿐만 아니라 고급 건축 보온재로도 사용할 수 있을 것이다. 이와 같이, 건축폐기물이나 가정용품 폐기물에서 발생되는 단열재를 진공포장하여 진공포장단열재로 재활용할 경우 폐기물 단열재로 인하여 환경이 파괴되는 것을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 단열 효과가 우수한 단열재를 구현할 수 있으며, 따라서 폐기물 단열재를 활용하기 위한 다양한 연구개발이 보다 활발히 진행되어야 할 것이다.

본 발명은 상기와 같은 추세를 반영하기 위하여 안출된 것으로서, 단열재를 보다 효과적으로 진공포장하여 재활용율을 높일 수 있는 진공포장장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 진공포장된 포장대상물의 포장 불량유무를 용이하게 알 수 있는 진공포장장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 진공포장장치는,

포장대상물이 안착되는 제품카트가 대기하는 준비챔버와; 상기 준비챔버와 제1연결유닛에 의하여 연결되며, 이송된 상기 제품카트의 포장대상물을 밀봉하는 밀봉유닛이 설치된 밀봉챔버와; 상기 밀봉챔버와 제2연결유닛에 의하여 연결되며, 상기 제품카트에 의하여 이송된 포장대상물의 포장불량유무를 알아내기 위하여 불활성가스가 주입되는 테스트준비챔버와; 상기 테스트준비챔버와 제3연결유닛에 의하여 연결되며, 상기 포장대상물로부터 누설되는 불활성가스에 의하여 포장불량유무를 측정하는 누설테스트챔버와; 상기 준비챔버, 상기 밀봉챔버, 상기 테스트준비챔버, 누설테스트챔버에 설치되며 상기 제품카트의 이동경로가 되는 레일과; 상기 제품카트를 상기 레일 상에서 이송시키기 위한 이송수단;을 포함하고, 상기 제1,2,3연결유닛 내부에는 출입을 차단하기 위한 승강밸브가 설치되고, 상기 준비챔버, 밀봉챔버, 테스트준비챔버, 누설테스트챔버에는 진공을 형성하기 위한 진공펌프가 설치되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서, 상기 밀봉유닛은, 상기 밀봉챔버의 상부에 설치되는 실린더와, 상기 실린더에서 하방으로 승강되는 바아의 단부에 설치되는 밀봉히터로 구성되며, 상기 밀봉히터는 전체적으로 바아 형상을 가진다.

본 발명에 있어서, 상기 제품카트의 바닥에는 상기 레일에 안착되는 레일홈이 형성되어 있고, 그 전방에는 포장대상물의 입구측이 얹혀지는 밀봉턱이 형성되어 있으며, 상기 밀봉히터 또는 상기 밀봉턱에는 열압착을 효과적으로 수행하기 위한 쿠션이 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 준비챔버와, 밀봉챔버와, 테스트준비챔버, 누설테스트챔버에는 그 내부의 진공도를 측정하기 위한 밀봉가 설치된다.

이하, 본 발명에 따른 진공포장장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 진공포장장치의 개략적 구성도이고, 도 2는 챔버와 챔버를 연결시키는 연결유닛의 정면도이며, 도 3은 챔버를 구성하는 하부챔버와 상부챔버를 도시한 도면이다. 또, 도 4는 챔버의 바닥에 레일이 설치된 상태를 도시한 도면이고, 도 5는 포장대상물을 운송하는 제품카트의 사시도이며, 도 6은 밀봉챔버의 구성을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 7은 도 6의 밀봉챔버를 정면에서 본 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 진공포장장치는, 일반단열재나 폐기물 단열재등이 수납되는 포장대상물(P)이 안착된 제품카트(10)가 대기하는 준비챔버(20)와, 준비챔버(20)와 제1연결유닛(30)에 의하여 연결되며 이송된 제품카트(10)의 포장대상물(P)을 밀봉하기 위한 밀봉유닛(45)이 설치된 밀봉챔버(40)와, 밀봉챔버(40)와 제2연결유닛(50)에 의하여 연결되며 이송된 포장대상물(P)의 포장불량유무를 알아내기 위해 불활성가스를 주입하고 회수하는 테스트준비챔버(60)와, 테스트준비챔버(60)와 제3연결유닛(70)에 의하여 연결되며 이송된 포장대상물(P)로부터 유출되는 불활성가스에 의하여 포장불량유무를 체크하는 누설테스트챔버(80: leak test chamber)를 포함한다. 이때, 준비챔버(20), 밀봉챔버(40), 테스트준비챔버(60), 누설테스트챔버(80)에는 제품카트(P)의 이동경로가 되는 레일(21a)(41a)(61a)(81a)과, 제품카트(10)를 레일(21a)(41a)(61a)(81a) 상에서 이송시키기 위한 이송수단(미도시)이 설치된다. 이러한 이송수단은 모터와 여러개의 기어로 이루어지며, 일반적인 구성이기 때문에 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

제1,2,3연결유닛(30)(50)(70) 내부에는 도 2에 도시된 바와 같이, 출입을 차단하기 위한 승강밸브(33)(53)(73)가 설치된다. 각각의 승강밸브(33)(53)(73)는 제1,2,3연결유닛(30)(50)(70) 상부에 설치된 실린더(31)(51)(71)에서 하방으로 승강되는 바아(31a)(51a)(71a)에 결합되어 있으며, 바아가 승강됨에 따라 승강밸브(33)(53)(73)는 제1,2,3연결유닛(30)(50)(70)을 개방하거나 폐쇄한다. 이렇게 하여 각각의 챔버와 챔버를 연결하거나 차단한다. 각각의 제1,2,3연결유닛(30)(50)(70)과 준비챔버(20), 밀봉챔버(40), 테스트준비챔버(60), 누설테스트챔버(80) 사이에는 그들 사이의 밀봉력을 향상시킬 수 있도록 공지의 오링이 설치되어 있다.

각각의 챔버(20)(40)(60)(80)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 하부챔버(21)(41)(61)와 상부챔버(22)(42)(62)로 구성된다. 각각의 하부챔버(21)(41)(61) 바닥에는 도 4에 도시된 바와 같이, 후술할 제품카트(10)가 이송되는 레일(21a)(41a)(61a)(81a)이 설치되어 있다. 또, 하부챔버(21)(41)(61)(81)의 하단에는 진공을 형성하기 위한 진공펌프(23)(43)(63)(83)가 설치된다. 이때, 23, 43으로 참조되는 진공펌프는 준비챔버(20)와 밀봉챔버(40) 내부에 진공을 형성하는 펌프이다. 그러나, 63으로 참조되는 진공펌프는 테스트준비챔버(60)에서 불활성가스를 회수하기 위한 용도로 사용하고, 83으로 참조되는 진공펌프는 누설테스트챔버(80)에서 디텍터(87)가 불활성가스를 검지할 수 있도록 하는 용도로 사용한다. 그리고, 상부챔버(22)(42)(62)(82)의 상부에는 진공도를 측정하기 위한 밀봉(24)(44)(64)(84)가 설치되어, 각각의 챔버내의 진공도를 측정할 수 있다.

제품카트(10)는 포장대상물(P)을 이송시키고 밀봉작업이 실질적으로 수행되는 곳으로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 바닥에는 레일(21a)(41a)(61a)(81a)에 안착되는 레일홈(10a)이 형성되어 있다. 또, 제품카트(10)의 전방에는 포장대상물(P)의 입구측(P1)이 얹혀지는 밀봉턱(11)이 형성되어 있다. 포장대상물(P)이 제품카트(10)에 수납될 때, 포장대상물(P)의 입구측(P1)은 밀봉턱(11)에 안착된 상태를 유지한다.

이 상태에서, 후술할 밀봉히터(47)가 하강하여 포장대상물의 입구측(P1)을 밀봉턱(11)에 열압착하면 입구측(P1)은 밀봉된다.

준비챔버(20)는 콘베이어(C)를 타고 제품카트(10)에 실려 운반되어온 포장대상물(P)을 밀봉작업이 진행되기 전에 잠시 대기시키는 챔버이다. 준비챔버(20)의 입구측에는 전방밸브(25)가 설치되어 있고, 출구측에는 제1연결유닛(30)이 설치되어 있다. 제품카트(10)가 준비챔버(20) 내로 완전히 진입하면 전방밸브(25)와 제1연결유닛(30)은 준비챔버(20)를 외부와 완전히 차단시킨다. 이 상태에서 진공펌프(23)를 가동하면 준비챔버(20) 내부에는 소정의 진공도가 형성되는데, 본 실시예에서는 10^-6 torr 정도의 진공도가 형성된다. 이 과정에서 포장대상물(P) 내부에 있는 공기도 완전히 빠져나가게 되며, 포장대상물의 입구측(P1)은 납작하게 밀착되고 밀봉턱(11)에 안착된 상태를 유지한다.

밀봉챔버(40)는 준비챔버(20)로부터 유입된 포장대상물(P)의 입구측(P1)을 밀봉하는 챔버이다. 이러한 밀봉챔버(40)의 입구측에는 제1연결유닛(30)이 설치되고, 출구측에는 제2연결유닛(50)이 설치되어 있다. 또, 밀봉챔버(40)의 상부챔버(33)의 상부에는 밀봉유닛(45)이 설치되는데, 이러한 밀봉유닛(45)은 실린더(46)와, 실린더(46)에서 하방으로 승강되는 바아(46a)와, 그 바아(46a)의 단부에 설치되는 밀봉히터(47)로 구성된다. 이러한 밀봉히터(47)는 전체적으로 바아형상을 가진다. 또, 밀봉히터(47) 또는 제품카트의 밀봉턱(11)에는 열압착을 효과적으로 하기 위하여 쿠션(미도시)이 설치될 수 있으며, 본 실시예에서 쿠션은 밀봉턱(11)에 설치된다. 그리고, 밀봉히터(47)에는 그 온도를 측정하는 센서가 설치되고, 인가되는 전기에너지의 양을 알 수 있도록 전력측정기와 연결된다.

진공펌프(43)가 작동하여 밀봉챔버(40) 내부가 준비챔버(20)와 동일한 진공도가 되면 제1연결유닛(30)이 개방되고 준비챔버(20)로부터 제품카트(10)가 밀봉챔버(40)로 유입된다. 유입된 제품카트(10)가 소정위치에 도달하면 제1연결유닛(30)은 밀봉챔버(40)를 차단시킨다.

이 상태에서, 밀봉유닛(45)은 작동되는데, 즉 실린더(46)에서 돌출되는 바아(46a)는 밀봉히터(47)를 하강시킴으로써 밀봉턱(11)에 안착되어 있는 포장대상물(P)의 입구측(P1)을 열압착하여 밀봉시킨다.

테스트준비챔버(60)는, 밀봉챔버(40)에서 밀봉된 포장대상물(P)의 불량 여부를 측정하기 위하여 예비 준비를 하는 챔버이다. 이러한 테스트준비챔버(60)에는 헬륨과 같은 불활성가스를 주입하는 불활성가스주입벨브(65)가 연결되어 있으며, 이들 불활성가스는 연결된 진공펌프(63)에 의하여 다시 회수될 수 있다. 또, 진공펌프(63)가 불활성가스를 회수하지 않을 경우에 테스트준비챔버(60) 내부를 진공상태로 만들기도 한다.

진공펌프(63)에 의하여 테스트준비챔버(60)의 진공도가 밀봉챔버(40)의 진공도와 같아지면, 제2연결유닛(50)이 개방되고 이를 통하여 포장대상물(P)이 테스트준비챔버(60)로 유입되고, 이후 제2연결유닛(50)은 테스트준비챔버(60)를 차단시킨다.

이 상태에서, 포장대상물(P)의 포장 불량 여부를 알기 위하여, 불활성가스주입밸브(65)를 통하여 불활성가스를 주입하는데, 여기서 주입하는 불활성가스의 양은 테스트준비챔버(60) 내부의 압력이 대기압보다 약간 큰 정도가 될 정도로 주입한다. 만약, 포장대상물(P)에 구멍이 형성되거나 하여 포장불량이 발생한다면 불활성가스는 포장대상물(P) 내부로 침투할 것이다.

이후에, 헬륨을 회수하기 위한 진공펌프인 진공 펌프(63)를 작동하여 불활성가스를 회수한다. 불활성가스는 고가이기 때문에 버리지 않고 회수하는 것이다. 진공펌프(63)는 테스트준비챔버(60)의 내부 압력이 100 torr 정도가 될 때까지 불활성가스를 회수한다.

누설테스트챔버(80)는, 테스트준비챔버(60)로부터 제3연결유닛(70)을 경유하여 유입된 포장대상물(P)의 포장불량 여부를 테스트하는 챔버이다. 이러한 누설테스트챔버(80)에는 그 내부를 대기압으로 복귀시키기 위하여 공기를 유입시키는 대기압형성밸브(85)와, 포장대상물(P)로부터 누설(leak)되는 불활성가스의 존재 여부를 측정하는 디텍터(87)가 설치된다.

제3연결유닛(70)을 경유하여 포장대상물(P)이 누설테스트챔버(80)로 유입되면, 이후에 제3연결유닛(70)이 누설테스트챔버(80)를 차단시킨다. 이 상태에서, 대기압형성밸브(85)를 개방하여 누설테스트챔버(80) 내부를 대기압상태로 한다. 이때, 포장대상물(P)에 구멍이 생겨 그 내부에 침투되어 있던 불활성가스가 누설되면, 즉, 포장대상물(P)로부터 새어 나오면, 이 누설된 불활성가스는 디텍터(87)에 의하여 검지된다. 즉, 디텍터(87: detector)가 불활성가스를 검지하는 경우에 포장상태가 불량임을 알 수 있는 것이다.

포장상태의 불량 유무를 확인한 후, 후방밸브(86)를 개방하여 누설테스트챔버(80)로부터 제품카트(10)가 빠져나오게 한다.

상기한 구조에 있어, 각각의 진공펌프는 저진공펌프와 고진공펌프로 구성된다. 이를 도 6을 참조하여 진공펌프(43)를 예로써 설명하면, 진공펌프(43)는 고진공펌프(43a)와 저진공펌프(43b)로 구성된다. 이때 챔버 내부에 고진공 상태를 한번에 형성하는 것은 어렵기 때문이며, 먼저 저진공펌프(43b)를 가동하여 챔버 내부를 저진공상태를 만들고 이후에 고진공펌프(43a)를 가동하여 고진공상태를 만드는 것이다. 또, 각각의 진공계(24)(44)(64)(84)를 통하여 해당되는 챔버 내부의 진공도를 측정함으로써 진공도를 계속 모니터링할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 진공포장장치에 따르면, 폐기물 단열재가 수납되는 포장대상물을 보다 효과적으로 포장할 수 있고, 더 나아가 포장 불량 유무까지도 용이하게 알 수 있다. 따라서, 폐기물 단열재의 재활용율을 높일 수 있으며 이로 인하여 환경 파괴를 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진공포장장치의 개략적 구성도,

도 2는 챔버와 챔버를 연결시키는 연결유닛의 정면도,

도 3은 챔버를 구성하는 하부챔버와 상부챔버를 도시한 도면,

도 4는 챔버의 바닥에 레일이 설치된 상태를 도시한 도면,

도 5는 포장대상물을 운송하는 제품카트의 사시도,

도 6은 밀봉챔버의 구성을 개략적으로 도시한 도면,

도 7은 도 6의 밀봉챔버를 정면에서 본 도면

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

10 ... 제품카트 10a ... 레일홈

11 ... 밀봉턱 20 ... 준비챔버

21, 41, 61, 81 ... 하부챔버 21a, 41a, 61a, 81a ... 레일

23, 43, 63, 83 ... 진공펌프 24, 44, 64, 84 ... 밀봉

25 ... 전방밸브 30 ... 제1연결유닛

31, 51, 71 ... 실린더 31a, 51a, 71a ... 바아

33, 53, 73 ... 승강밸브 40 ... 밀봉챔버

45 ... 밀봉유닛 46 ... 실린더

46a ... 바아 47 ... 밀봉히터

50 ... 제2연결유닛 60 ... 테스트준비챔버

65 ... 불활성가스주입밸브 70 ... 제3연결유닛

80 ... 누설테스트챔버 85 ... 대기압형성밸브

86 ... 후방밸브 87 ... 디텍터

P ... 포장대상물 C. ... 컨베이어

Claims

포장대상물이 안착되는 제품카트가 대기하는 준비챔버와;

상기 준비챔버와 제1연결유닛에 의하여 연결되며, 이송된 상기 제품카트의 포장대상물을 밀봉하는 밀봉유닛이 설치된 밀봉챔버와;

상기 밀봉챔버와 제2연결유닛에 의하여 연결되며, 상기 제품카트에 의하여 이송된 포장대상물의 포장불량유무를 알아내기 위하여 불활성가스가 주입되는 테스트준비챔버와;

상기 테스트준비챔버와 제3연결유닛에 의하여 연결되며, 상기 포장대상물로부터 누설되는 불활성가스에 의하여 포장불량유무를 측정하는 누설테스트챔버와;

상기 준비챔버, 밀봉챔버, 테스트준비챔버 및 누설테스트챔버에 설치되며 상기 제품카트의 이동경로가 되는 레일과;

상기 제품카트를 상기 레일 상에서 이송시키기 위한 이송수단;을 포함하고,

상기 제1,2,3연결유닛 내부에는 출입을 차단하기 위한 승강밸브가 설치되고,

상기 준비챔버, 밀봉챔버, 테스트준비챔버 및 누설테스트챔버에는 진공을 형성하기 위한 진공펌프가 설치되는 것을 특징으로 하는 진공포장장치.
제1항에 있어서, 상기 밀봉유닛은,

상기 밀봉챔버의 상부에 설치되는 실린더와, 상기 실린더에서 하방으로 승강되는 바아의 단부에 설치되는 밀봉히터로 구성되며, 상기 밀봉히터는 전체적으로 바아 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 진공포장장치.
제1항에 있어서,

상기 제품카트의 바닥에는 상기 레일에 안착되는 레일홈이 형성되어 있고, 그 전방에는 포장대상물의 입구측이 얹혀지는 밀봉턱이 형성되어 있으며, 상기 밀봉히터 또는 상기 밀봉턱에는 열압착을 효과적으로 수행하기 위한 쿠션이 형성된 것을 특징으로 하는 진공포장장치.
제1항에 있어서,

상기 준비챔버와, 밀봉챔버와, 테스트준비챔버 및 누설테스트챔버에는 그 내부의 진공도를 측정하기 위한 진공계가 설치된 것을 특징으로 하는 진공포장장치.