KR100726151B1 - 고점도 물질 정량 주입 장치 - Google Patents

Abstract

고점도 물질 정량 주입장치가 개시된다. 본 발명은 고점도 물질 정량 주입장치에 있어서, 상부를 밀폐하는 진공 누름판과 용기 주위를 감싸며 온도를 조절하는 워터 쟈켓과 홀을 통해 떨어지는 고점도 물질을 가압하여 일정량이 흐를 수 있도록 하는 진공 피스톤 밸브가 하부에 형성된 보관용기와 상기 진공 피스톤 밸브의 하부에 연결, 설치되는 방향 조절 밸브와 그 측면부에 형성되는 정량 주입기와 상기 방향 조절 밸브의 하부로 연결, 설치되어 모터에 의하여 구동이 되고 저면에 슬리터가 형성된 전용 볼 밸브와 주입 용기와 상기 주입 용기 아래에 체결되는 리로딩 회전판을 수용하는 진공 캔을 포함하여 구성되며, 진공조건 하에서 고점도의 물질이 기포와 이물질 없이 일정량이 자동으로 단시간 내에 연속적으로 주입되도록 한다.

정량주입기, 유압실린더, 진공 누름판, 전용 볼 밸브

Description

고점도 물질 정량 주입 장치{Fixed quantity pouring system for High density materials}

도 1은 본 발명에 의한 고점도 물질 정량 주입장치의 개략도.

도 2는 본 발명에 의한 고점도 물질 정량 주입장치의 보관용기와 진공 피스톤 밸브의 단면도.

도 3은 본 발명에 의한 슬리터가 형성된 전용 볼 밸브의 분해 사시도.

도 4는 본 발명에 의한 모터의 회전으로 인한 방향 조절밸브의 구멍 A가 개방된 상태를 도시한 사시도.

도 5는 본 발명에 의한 리로딩 회전판의 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

5: 진공 누름판

10: 보관 용기 15: 홀

20: (온도 조절용) 워터 제트 30: 진공 피스톤 밸브

40a: 모터(회전조정) 40b: 모터

50; 방향 조절 밸브 60: 전용 볼 밸브

65: 실링 70: 슬리터

75: 토출구 80: 정량 주입기

90: 유압 실린더 92a: 리미트 스위치

92b: 리미트 스위치 95: 피스톤

100: 주입 용기 110: 진공 캔

120: 리로딩 회전판 140: 원기둥

본 발명은 고점도 물질 정량 주입 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 점도가 낮은 휘발성 액체 또는 화학약품, 시약부터 고 점도의 접착제나 구리스등의 각종 액상의 충진물을 용기에 담아 보관을 할 수 있게 하는 고점도 물질 정량 주입장치에 관한 것이다.

일반적으로 용기 내부에 액상의 액체를 담아 장시간 보관하고자 용기는 물론, 액체를 살균하거나 이물질을 제거하거나, 이물질을 제거하는 등 매우 다양한 형태의 용기 및 액체가공이 필수적이다.

특히, 내부의 기포를 완전히 제거한 액체라 하더라도 이런 액체를 용기에 담는 과정에서 액체의 흐름이 일정하지 못하거나 낙하시 공기와 섞이거나 점도에 의하여 기포가 액체 내부로 포집되는 등 내부에 기포가 함유된다.

따라서, 이런 액체 충전과정에서 발생되는 기포를 제거하기 위하여 고도로 숙달된 숙련자가 용기에 차오르는 액체의 수면상승속도에 맞춰 손으로 직접 액체를 주입하는 등 다양한 형태의 수동적 작업이 이루어졌다.

그러나, 이러한 수동 작업에도 불구하고, 용기 포장작업시 액체 충전과정에서 발생하는 기포 발생 문제로 원천적으로 제거하지 못해 포함된 기포로 인해 장시간 보관시 액체 경화등 제품에 심각한 불량을 발생시키는 것은 물론이고 많은 시간과 전문 인력이 소요되는 문제점이 있었다.

이런 문제점을 해결하고자 종래의 자동화된 액체 충전장치는 액체를 용기에 넣기 위해 유압, 공압 실린더를 사용하기도 하였으나, 이러한 것들을 사용할 경우, 용기나 주입튜브의 상대적인 속도 및 액체의 주입 속도를 작동 유체의 압력으로 정밀 제어가 어렵다는 단점이 있었다.

또한, 실린더 내부의 작동 유체가 탄성을 갖고 있기 때문에 실린더 내부의 작동 유체의 압력을 밸브로 정밀하게 제어하는 것이 불가능하고, 좁고 긴 용기에 액체를 담기가 매우 어렵고, 넓은 용기도 신속하게 액체를 충만히 하기 어렵다는 문제점이 있었다.

주입 밸브 조작과 시간과 저울을 이용한 제어 시스템을 이용하였으나 고점도의 물질이 시간과 온도에 의하여 점도변화가 생기기 때문에 빠른 시간에 일정하게 정량 주입을 할 수가 없음은 물론, 최종 제품 속에 수많은 기포와 이물질을 가지고 있어서 품질 적인 면에 있어서도 문제가 많았다.

또한, 한국 특허 등록 10-0582672호는 이런 문제점을 해소하기 위하여 2방향 조절 밸브로 90도 회전하여 고점도 물질을 흡입 및 공급하게 하는 회전 밸브를 통 한 액체의 흡입 및 공급을 위한 기술이 있었으나, 물질의 점도 유지 및 조절을 위한 보온을 항시 유지할 수 있는 온도 조절장치가 결여되어 있으며, 고점도 물질이 슬리터를 통과하면서 두께가 1 mm 이하가 됨과 동시에 내부의 기포가 빠져나가는 기술이 없었다.

따라서, 보온 및 온도 조절을 할 수가 없어 점도의 유지 및 조절을 할 수가 없고, 1 mm 이하의 얇은 막을 형성을 시켜서 이동이 되도록 하여 진공상태로 완벽하게 기포 및 반응 가스를 제거할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명에 의한 고점도 물질 정량 주입장치는 점도가 높아서 취급하기가 어려운 물질들을 빠른 시간 내에 기포와 이물질이 없는 일정량을 용기에 주입하는 자동 고점도 물질 정량 주입장치를 제공하는데 있다.

또한, 수동으로 조작을 할 필요가 없이 자동적으로 진공조건하에서 고 점도의 물질이 기포와 이물질이 없이 일정량이 단시간 내에 연속적으로 주입되도록 하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로, 본 발명은 고점도 물질 정량 주입장치에 있어서, 상부를 밀폐하는 진공 누름판과 용기 주위를 감싸며 온도를 조절하는 워터 쟈켓과 홀을 통해 떨어지는 고점도 물질을 가압하여 일정량이 흐를 수 있도록 하는 진공 피스톤 밸브가 하부에 형성된 보관용기; 상기 진공 피스톤 밸브의 하부에 연결, 설치되는 방향 조절 밸브와 그 측면부에 형성되는 내부에 유압 실린더가 삽입이 된 정량 주입기; 상기 방향 조절 밸브의 하부로 연결, 설치되어 모터에 의하여 구동이 되고 저면에 슬리터가 형성된 전용 볼 밸브; 주입 용기와 상기 주입 용기 아래에 체결되는 리로딩 회전판을 수용하는 진공 캔을 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로 더욱 분명해질 것이다.

본 발명에 의한 고점도 물질 정량 주입장치는 상부를 밀폐하는 진공 누름판(5)과 주위를 감싸며 온도를 조절하는 워터 쟈켓(20)과 홀(15)을 통해 떨어지는 고점도 물질을 가압하여 일정량이 흐를 수 있도록 하는 진공 피스톤밸브(30)가 하부에 형성된 보관용기(10)와 상기 진공 피스톤 밸브(30)의 하부에 연결, 설치되는 모터(40a)에 의하여 작동하는 방향 조절 밸브(50)와 그 측면부에 형성되는 정량 주입기(80)와 상기 방향 조절 밸브(50)의 하부로 연결, 설치되어 모터(40b)에 의하여 구동이 되고 저면에 슬리터(70)가 형성된 전용 볼 밸브(60)와 주입 용기(100)와 상기 주입 용기(100) 아래에 체결되는 리로딩 회전판(120)을 수용하는 진공 캔(110)을 포함하여 구성이 된다.

또한, 정량 주입기(80)는 내부에 유압 실린더(90)가 삽입이 되어 있고, 유압시스템을 이용하여 전 후진하는 피스톤(95)이 형성되어 있어서 정량 주입기(80) 내 부로 유입된 고점도 물질을 가압하여 배출하는 것을 특징으로 한다.

또한, 워터 쟈켓(20)은 점도 유지 및 조절을 위해 보온 및 온도조절 기능을 가진 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 리로딩 회전판(120)에 다수개의 원기둥(140)이 회전판(120)의 내주면 둘레와 이격되어 일정한 간격으로 형성되어 있는 것이 바람직할 것이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명 고점도 물질 정량 주입장치의 실시예를 설명하기로 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 고점도 물질 정량 주입장치의 개략도이며, 도시한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 고점도 물질 정량 주입 장치는 고점도 물질을 용기 내부에 주입시키는 장치로서, 크게 보관 용기(10), 온도 조절용 워터 쟈켓(20), 진공 피스톤 밸브(30), 방향 조절 밸브(50), 전용 볼 밸브(60), 주입용기(100), 리로딩 회전판(120)을 포함하여 이뤄지는 구성이다.

그리고, 도 2는 본 발명에 의한 고점도 물질 정량 주입장치의 보관용기와 진공 피스톤 밸브의 단면도이고, 도시한 바와 같이 상기의 방향 조절 밸브(50)는 진공 피스톤 밸브(30)와 유압실린더(90)의 연결을 단속하게 할 수 있는 2 웨이 밸브형식이다.

도 3은 본 발명에 의한 슬리터가 형성된 전용 볼 밸브의 분해 사시도이다. 도 3에서 나타내었듯이, 상기 전용 볼 밸브(60)의 저면에는 슬리터(70)가 밀착되어 형성되어 있고, 그 슬리터(70)에는 1 mm 이하의 토출구(75)가 형성이 되어 있어서, 고 점도 물질이 슬리터(70)를 통과하면서 토출구(75)로 배출되도록 제작된 것이다. 그리고, 상기 전용 볼 밸브(60)는 진공 효율을 최대로 높이고 볼 밸브 내부의 유체 통로 크기를 크게 하기 위해 실링(65)이 상하 측면에 형성이 되어 있다.

도 4는 모터(40a)가 형성된 방향 조절 밸브(50)와 피스톤(95)과 구멍 A를 나타내는 도면이다.

또한, 도 5에서는 상기 리로딩 회전판(120)에 다수개의 원기둥(140)이 회전판(120)의 원점을 중심으로 회전판(120)의 내주면 둘레와 소정간격 이격되어 일정한 간격으로 형성되어 있어서, 한번 작업을 할 때마다 원기둥(140)이 한번 씩 회전을 하므로 연속적으로 작업을 할 수 있도록 주입 용기(100)가 공급되도록 설계되었다.

따라서, 본 발명의 내용을 간략히 요약하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 고점도 물질이 들어 있는 보관 용기(10)에서 리미트 스위치(92b)에 의하여 필요한 일정량이 주입되고, 동시에 방향 조절 밸브(50)가 90˚ 회전하여 보관용기(10)로부터의 고점도 물질을 공급하는 구멍 A을 차단하며, 동시에 도 3에서 도시한 전용 볼 밸브(60)로 통하는 구멍 B을 열어 관로가 형성되면서 전용 볼 밸브(60)가 모터(40b)에 의하여 회전하여 개방되며, 피스톤(95)이 전진하면서 일정한 량을 전용 볼 밸브(60)와 슬리터(70)를 통과시켜 진공 캔(110) 안에 있는 주입용기(100) 내부에 주입한다.

이렇게, 피스톤(95)이 전진하여 주입이 완료되면 리미트 스위치(92a)에 의 하여 모터(40a)가 90˚역회전을 하면 차단되었던 구멍 A가 열리고 열려있던 구멍 B는 차단되며, 동시에 슬리터 볼밸브(60)도 모터(40b)의 회전에 의하여 차단된다. 같은 시간에 주입장치(80)의 피스톤(95)이 후진하면서 고점도 물질이 다시 정량 유입되는 작업이 반복적으로 이루어지게 되는 것이다.

그러면, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 작동 관계를 더욱 상세히 설명을 하기로 한다.

먼저, 도 1에 도시한 구성을 보면, 작업자가 리미트 스위치(92b)를 작동을 시켜 보관용기(10)에 필요한 일정량을 주입한다. 상기 보관용기(10)는 점도 유지 및 조절을 위하여 보온 및 온도 조절장치인 워터 쟈켓(20)이 형성되고, 진공 피스톤 밸브(30)가 용기(10) 하단에 부착이 되어 있어서 온도를 유지하며, 진공 누름판(5)으로 가압이 되어, 대기압과 진공의 압력 차이와 면적의 크기에 의한 힘으로 고점도 물질의 높이가 일정하게 내려가게 되도록 하는 역할을 한다.

따라서, 진공 누름판(5)과 워터 쟈켓(20)으로 인하여, 밀폐된 보관 용기(10)는 늘 진공과 점도 유지 및 보온 유지를 할 수 있도록 형성되어 있는 것이다.

상기 보관용기(10)의 홀(15)을 통해 내려온 고점도 물질은 진공 피스톤 밸브(30)를 통과하게 되는 데, 상기 진공 피스톤 밸브(30)는 수위 높이의 변화에 관계없이 고 점도의 물질을 가압하여 빠른 시간에 일정한 양이 흐를 수 있도록 도와주는 역할을 하는 것이다. 이렇게, 진공 피스톤 밸브(30)를 통과하여 내려온 고점도 물질은 기포나 이물질이 1차적으로 제거되어 걸러지게 되는 것이다.

고점도 물질이 진공 피스톤 밸브(30)를 거쳐 방향 조절 밸브(50)에 도달이 되는데, 상기 방향 조절 밸브(50)는 이미 일정량이 주입이 되는 즉시, 모터(40a)에 의해 90˚회전하여 보관용기(10)로부터 고점도 물질을 공급하는 구멍 A를 차단을 하게 되어 더 이상의 고점도 물질 유입을 방지한다. 또, 이와 동시에 전용 볼 밸브(60)로 통하는 구멍 B가 개방이 되어 일정한 관로가 형성되어 상기 전용 볼 밸브(60)가 모터(40b)에 의하여 회전하여 개방이 되는 것이다. 여기에서 모터(40a,40b)의 구성과 작동에 관하여는 공지가 된 기술이므로 설명은 제외하기로 한다.

여기서, 유압실린더(90) 내부의 피스톤(95)이 전진하면서 일정한 량을 개방된 전용 볼 밸브(60)의 슬리터(70)의 토출구(75)에 의해 통과시킴으로써, 동시에 내부의 기포가 모두 다 빠져나온 고점도 물질을 하부에 있는 진공 캔(110)안에 있는 주입 용기(100)에 주입을 시키는 것이다.

참고로, 높은 수준의 품질을 얻으려면 전용 볼 밸브(60)와 슬리터(70)와의 접촉을 주의하여야 한다. 진공 주입을 끝내고 제품을 진공캔(110)에서 꺼낼 때 진공을 깨야 하므로 이때 공기와의 접촉으로 다음 제품에 기포가 들어갈 수가 있기 때문이다.

상기 피스톤(95)이 전진하여 주입이 완료되면 리미트 스위치(92a)에 의해 모터(40a)가 90˚로 역회전을 하게 되어 차단이 되었던 구멍 A가 다시 개방되어 고점도 물질 보관용기(10)와 연결되고 반대로 개방이 되었던 구멍 B는 다시 닫히게 된다.

여기서, 본 발명의 유압 실린더(90) 내부의 삽입된 피스톤(95)은 상기 유압 실린더(90)의 형상에 대응되는 형상이고, 상기 유압 시스템에 의하여 전 후진이 가능하도록 되어 있다.

구멍 B가 닫히면, 동시에 전용 볼 밸브(60)도 모터(40b)의 회전에 의하여 차단이 되는 것이다. 같은 시간에 정량주입기(80)의 피스톤(95)이 후진하면서 다시 일정량을 주입을 할 준비를 완료하여 고점도 물질이 다시 정량 유입이 되는 작업이 반복적으로 이루어지게 되는 것이다. 참고로 더 설명하면, 정량 주입기(80)의 피스톤(95)을 유압에 의하여 조정된 stroke만큼 후진하면 상부에 있는 고점도 물질이 대기압과 진공의 압력 차이에 의하여 정량 주입기(80) 안으로 유입되게 된다. 이때, 내부 공간을 필요한 량 만큼 조정하여 필요량만 들어오고 더 이상의 유입을 중단시키도록 형성하는 것이 더욱 바람직할 것이다.

그리고, 이러한 1번의 작업이 끝나면 진공 캔(110)의 내부에는 도 5에 도시하여 나타내었듯이, 플라스틱 재질의 원기둥(140)이 형성된 리로딩 회전판(120) 장치가 설치되어 있어서 연속적으로 작업을 할 수가 있도록 주입 용기(100)를 제공을 하게 된다. 그러므로, 이 사이에 주입 용기(100) 교체를 할 수가 있어 시간을 낭비를 할 필요가 없이 연속적으로 정량의 주입 작업을 자동적으로 실시를 할 수가 있게 되는 것이다. 더 나아가, 리로딩 회전판(120)의 크기를 조정하면 여러 개의 주입용기를 더 회전판(120) 위에 설치할 수 있으므로 더욱 효과적이며 효율적인 정량주입장치를 다양하게 이용을 할 수가 있는 것이다.

여기에서, 리로딩 회전판(120)이 회전을 하여 주입용기(100)를 제공하는 것은 공지된 기술이므로 여기에서는 그 설명을 생략하기로 한다.

따라서, 본 발명은 수동적인 조작이 필요가 없이 자동적으로 진공 조건하에서 고 점도의 물질이 기포와 이물질이 없이 일정량을 단시간 내에 연속적으로 주입이 되도록 하며, 특별한 고점도 물질의 정량주입은 물론이고 일반액체의 정량주입장치 및 화학공정시설에도 이용할 수 있는 탁월한 기능이 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명의 고점도 물질 정량 주입장치에 의하여 고 점도의 취급하기가 어려운 물질들을 빠른 시간 안에 물질의 내부에 있는 기포나 반응가스를 제거하여 기포와 이물질이 없는 일정한 량을 용기에 주입시킬 수가 있다.

또한, 화학 반응에 의하여 변화되고 있는 고 점도의 물질을 빠른 시간내 필요 용기에 기포 및 이물질 없이 정량 주입할 수 있기 때문에 생산성 향상과 높은 품질 수준의 제품과 폐기물 절감으로 환경보호에 일조를 할 수가 있는 것이다.

Claims (4)

1. 고점도 물질 정량 주입장치에 있어서,

   상부를 밀폐하는 진공 누름판(5)과 용기 주위를 감싸며 온도를 조절하는 워터 쟈켓(20)과 홀(15)을 통해 떨어지는 고점도 물질을 가압하여 일정량이 흐를 수 있도록 하는 하부에 진공 피스톤 밸브(30)가 형성된 보관용기(10);

   상기 진공 피스톤 밸브(30)의 하부로 연결, 설치되는 방향 조절 밸브(50)와 그 측면부에 형성되는 정량 주입기(80);

   상기 방향 조절 밸브(50)의 하부로 연결, 설치되어 모터(40b)에 의하여 구동이 되고 저면에 슬리터(70)가 형성된 전용 볼 밸브(60);

   주입 용기(100)와 상기 주입 용기(100) 아래에 체결되는 리로딩 회전판(120)을 수용하는 진공 캔(110)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고점도 물질 정량 주입장치.
2. 제 1항에 있어서, 정량 주입기(80)는 내부에 유압 실린더(90)가 삽입이 되어 있고, 유압시스템을 이용하여 전 후진하는 피스톤(95)이 형성되어 있어서 정량 주입기(80) 내부로 유입된 고점도 물질을 가압하여 배출하는 것을 특징으로 하는 고점도 물질 정량 장치.
3. 제 1항에 있어서, 워터 쟈켓(20)은 보온 및 온도조절 기능을 가진 것을 특징으로 하는 고점도 물질 정량 주입장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 리로딩 회전판(120)에 다수개의 원기둥(140)이 회전판(120)의 내주면 둘레와 일정거리로 이격되어 일정한 간격으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 고점도 물질 정량 주입장치.

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