상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예를 이하 첨부된 도면 도 1 내지 도 8에 의거하여 상세히 설명하기로 한다.
한편, 각 도면 및 상세한 설명에서 일반적인 액체주입장치로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성 및 작용에 대한 도시 및 언급은 간략히 하거나 생략하였다.
특히, 도면의 도시 및 상세한 설명에 있어서 본 발명의 기술적 특징과 직접적으로 연관되지 않는 요소의 구체적인 기술적 구성 및 작용에 대한 상세한 설명 및 도시는 생략하고, 본 발명과 관련되는 기술적 구성만을 간략하게 도시하거나 설명하였다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체주입장치를 나타낸 정면도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체주입장치의 평면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체주입장치의 측면도를 나타낸다.
그리고, 도 4는 본 발명에 따른 액체주입장치의 용기주입기를 설명하기 위한 정면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 용기주입기의 슬라이딩가이더를 설명하기 위한 측면도이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슬라이딩가이더의 작동상태를 보인 측면도를 나타낸 것이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 용기주입기의 슬라이딩가이더를 설명하기 위한 평면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 슬라이딩가이더의 작동상태를 보인 평면도를 나타낸 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 액체주입장치는 액체 상태의 석유화학제품 또는 식음료제품을 수용하기 위한 용기가 안치되고 무게를 감지하는 로드셀이 장착되는 용기공급기(10)와, 용기 내부로 액체를 주입하는 액체충진기(20)와, 로드셀의 감지신호에 의해 상기 용기공급기(10) 및 액체충진기(20)의 작동을 제어하는 콘트롤박스(30)와, 액체 주입이 완료된 용기를 적재장소로 이동시키기 위한 이송컨베이어(40)로 대별된다.
먼저, 본 발명에 따른 액체주입장치의 용기공급기(10)를 도 4 및 도 5를 참조하여 상세하게 살펴보면, 베이스프레임(11) 상부 양측방에 제 1 안치대(12)와 제 2 안치대(13)가 일정간격을 두고 나란히 형성되고,
각 제 1 안치대(12) 및 제 2 안치대(13) 상부로는 상면부에 수개의 이송롤러(50)가 축방향이 수평상태로 전방을 향하여 병렬장착되고 내측에는 로드셀(미도시)이 장착된 제 1 계량플랫폼(14)과 제 2 계량플랫폼(15)이 각각 결합된다.
제 1 계량플랫폼(14)의 후면 중앙부에는 고정브래킷(163)이 결합되고, 후방으로 돌출된 한쌍의 조절봉(161)이 고정브래킷(163) 상측을 관통하여 조임너트(162)에 의해 체결고정된 후면가이더(16)가 결합된다.
후면가이더(16)는 조임너트(162)를 풀고 조임에 따라 전후방으로 위치조절이 가능하며, 제 1 계량플랫폼(14)의 상면에 안치되는 용기의 후면부 일측을 받쳐주게 된다.
이와 마찬가지로, 제 2 계량플랫폼(15)의 후면 중앙부에 고정브래킷(173)이 결합되고, 후방으로 돌출된 한쌍의 조절봉(171)이 고정브래킷(173) 상측을 관통하 여 조임너트(172)에 의해 체결고정된 후면가이더(17)가 결합된다.
후면가이더(17)는 조임너트(172)를 풀고 조임에 따라 전후방으로 위치조절이 가능하며, 제 2 계량플랫폼(15)의 상면에 안치되는 용기의 후면부 일측을 받쳐주게 된다.
한편, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 제 1 계량플랫폼(14) 일측면(제 2 계량플랫폼이 위치하는 쪽)으로는 고정하우징(184)이 결합되고, 고정하우징(184) 상면부에는 수개의 이송롤러(50)가 축방향이 수평상태로 전방을 향하여 병렬장착된다.
그리고, 도 5와 같이 고정하우징(184) 내측 상하부에는 슬라이더(187)가 장착된 한쌍의 안내봉(186)이 평행하게 결합되고, 후면부에는 왕복로드(185a)가 내측 중앙부로 삽입된 왕복실린더(185)가 장착된다.
고정하우징(184)의 내측 안내봉(186)에 슬라이딩가능토록 장착된 슬라이더(187)에는 슬라이딩브래킷(183)의 하반부가 결합되고, 슬라이딩브래킷(183) 하반부의 고정편(183a)은 왕복실린더(185)의 왕복로드(185a) 단부와 결합된다.
슬라이딩브래킷(183)의 상반부에는 후방으로 돌출된 한쌍의 조절봉(181)이 슬라이딩브래킷(183) 상측을 관통하여 조임너트(182)에 의해 체결고정된 슬라이딩가이더(18)가 결합된다.
슬라이딩가이더(18)는 조임너트(182)를 풀고 조임에 따라 전후방으로 위치조 절이 가능하며, 제 1 계량플랫폼(14)의 상면에 안치되는 용기의 측면부 일측을 받쳐주게 된다.(도 4 참조)
한편, 제 2 계량플랫폼(15) 일측면(제 1 계량플랫폼이 위치하는 반대쪽) 중앙부에 고정브래킷(193)이 결합되고, 후방으로 돌출된 한쌍의 조절봉(191)이 고정브래킷(193) 상측을 관통하여 조임너트(192)에 의해 체결고정된 측면가이더(19)가 결합된다.
측면가이더(19)는 조임너트(192)를 풀고 조임에 따라 전후방으로 위치조절이 가능하며, 제 2 계량플랫폼(15)의 상면에 안치되는 용기의 측면부 일측을 받쳐주게 된다.
이와 같이 구성된 용기공급기(10)는 제 1 계량플랫폼(14)의 측면과 후면에 슬라이딩가이더(18)와 후면가이더(16)를 장착하고, 제 2 계량플랫폼(15)의 측면과 후면에는 측면가이더(19)와 후면가이더(17)를 각각 장착한 것에 특징이 있으며, 특히, 제 1 계량플랫폼(14)의 측면에 장착된 슬라이딩가어더(18)는 용기의 안치작업과 액체주입과정에서 용기의 측면부를 받쳐주고, 액체의 주입이 완료되면 왕복실린더(185)에 의해 제 1 계량플랫폼(14)의 후방으로 슬라이딩됨으로써, 작업자가 제 2 플랫폼(15)에서 액체주입이 완료된 용기를 밀어서 고정하우징(184)과 제 1 계량플랫폼(14)을 경유하여 이송컨베이어(40)로 용이하게 이동시킬 수 있도록 한 것에 특징이 있는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 액체주입장치의 액체충진기(20)를 살펴보면, 액체충진기(20)는 제 1 계량플랫폼(14)과 제 2 계량플랫폼(15)의 후방에 각각 개별적으로 설치되어 용기에 액체를 주입하게 된다.(도 1 참조)
액체충진기(20)는 지면에 수직상태로 고정되는 서포터(25)와, 일측단부는 서포터(25) 상부로 고정되고 타측단부는 승강브래킷(23a)을 상승하강시키는 승강실린더(22)가 장착된 승강대(23)와, 상부에 개폐실린더(24)가 장착되고 하부측면에 유입관(21a)이 결합되며 하단부에 분사노즐(21b)이 마련되고 후방에는 승강브래킷(23a)에 고정되는 연결브래킷(21c)을 갖는 주입노즐(21)로 이루어진다.
이와 같은 구성의 액체충진기(20)는 로드셀의 신호를 받은 콘트롤박스(30)에 의해 제어되는 것으로, 콘트롤박스(30)의 신호에 따라 주입노즐(21)이 승강하면서 제 1 계량플랫폼(14)과 제 2 계량플랫폼(15)에 안치된 용기에 액체를 주입하게 된다.
한편, 콘트롤박스(30)는 용기공급기(20)의 로드셀과 전기적으로 연결되며, 용기공급기(10)의 왕복실린더(185)와 액체충진기(20)의 개폐실린더(24) 및 승강실린더(22)의 작동을 제어하며, 또한 이들 각 실린더에 압축공기를 공급하는 공기압축기와 액체공급밸브를 제어하게 된다.
이송컨베이어(40)는 통상의 롤러컨베이어와 같은 구성으로서 상면의 이송롤러(50)는 제 1 계량플랫폼(14)과 제 2 계량플랫폼(15) 및 고정하우징(184)의 이송롤러(50)들과 동일한 수평선상에 위치하는 것은 당연한 것이며, 작업자가 액체가 주입된 용기를 용기공급기(20)에서 이송컨베이어(40)측으로 밀어주면서 적재장소로 이동시키게 되는 것이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체주입장치를 이하 작동과정과 함께 상세히 살펴보기로 한다.
속이 비어 있는 용기를 용기공급기(10)의 제 1 계량플랫폼(14)과 제 2 계량플랫폼(15)의 상면 이송롤러(50)에 올려놓을 시, 작업자는 용기의 주입공이 액체충진기(20)의 분사노즐(21b) 수직 하방에 위치되도록 놓아야 한다.
즉, 작업자는 슬라이딩가이더(18)와 측면가이더(19)에 용기의 측면부를 각각 밀착시킨 상태에서 주입공을 분사노즐(21b)이 위치하는 방향으로 조준하여 용기를 밀어주면 용기 후면부가 후면가이드(16)(17)에 각각 맞닿이면서 정지하게 되며 주입공은 분사노즐(21b)의 수직 하방에 위치하게 된다.
이와 같이 분사노즐(21b)이 주입공에 정조준되는 원리는 분사노즐(21b)의 중심축선에서 슬라이딩가이더(18)의 전면 사이의 거리와 용기의 반지름이 일치되도록 슬라이딩가이더(18)가 조임너트(182)에 의해 체결고정되고,
또한 분사노즐(21b)의 중심축선에서 측면가이더(19)의 전면 사이의 거리와 용기의 반지름이 일치되도록 측면가이더가(18)가 조임너트(192)에 의해 체결고정됨으로써 주입공의 중심축선은 분사노즐(21b)의 중심축선과 일치되는 것이다.
한편, 분사노즐(21b)의 중심축선에서 각 후면가이드(16)(17)의 전면 사이의 거리와 주입공의 중심축선에서 용기의 바깥둘레의 가장 가까운 한 점에 이르는 선분의 길이가 각각 일치되도록 후면가이드(16)(17)가 조임너트(162)(172)에 의해 체 결고정됨으로써 주입공의 중심축선은 분사노즐(21b)의 중심축선과 일치되는 것이다.
이와 같은 체결고정된 후면가이더(16)(17)와 슬라이딩가이더(18) 및 측면가이더(19)에 의해 주입공은 분사노즐(21b)의 수직 하방에 위치하게 되는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 액체주입장치는 작업자가 속이 비어있는 용기를 용기공급기(10)의 제 1 계량플랫폼(14)과 제 2 계량플랫폼(15)의 상면에 용기를 올려놓게 되면 각 제 1 계량플랫폼(14) 제 2 계량플랫폼(15)의 내부에 장착된 로드셀이 속이 빈 용기의 무게를 감지하여 전기적으로 연결된 콘트롤박스(30)에 신호를 보내게 된다.
상기 로드셀은 힘을 받아 역학적인 스트레인을 발생시키는 감지부, 발생한 스트레인을 전기적인 출력으로 감지하는 스트레인게이지, 온도 등의 주위환경에 따라 생기는 오차를 보상해주는 보상회로, 가혹한 환경조건에서도 사용이 가능하도록 한 보호케이스 등으로 구성된 것으로, 이와 같은 로드셀의 구성과 장착방법은 일반적인 것이다.
로드셀의 신호에 따라 콘트롤박스(30)는 액체충진기(20)를 제어하게 되는 바, 공기압축기(미도시)의 압축공기가 승강실린더(22)에 공급되어 승강로드(22a)를 하강시키면 승강브래킷(23a)이 동시에 하강하게 되고, 연결브래킷(21c)에 의해 승강브래킷(23a)과 결합된 주입노즐(21)이 하강하게 되며, 주입노즐(21) 하단부의 분 사노즐(21b)이 용기의 주입공으로 삽입되면 승강실린더(22)가 작동을 멈추게 된다.
승강실린더(22)의 작동이 정지되면 개폐실린더(24)가 작동하여 주입노즐(21) 내부의 밸브슈트를 상승시켜 분사노즐(21b)을 개방시키고 유입관(21a)로 공급되는 액체를 용기의 내부로 충진하게 된다.
액체충진과정에서 고속, 고압으로 액체가 용기 내부로 분사되지만 상술한 후면가이더(16)(17)와 슬라이딩가이더(18) 및 측면가이더(19)에 의해 용기의 후면과 측면이 안정적으로 받쳐지고 작업자가 전면부를 파지한 상태로 액체가 주입됨으로써, 액체충진과정에서 액체의 비산이나 흘러내림 없이 주입을 완료할 수 있게 된다.
용기에 액체가 주입되면서 로드셀에 의해 설정된 용량에 근접한 무게를 감지되면 개폐실린더(24)가 작동하여 밸브슈트가 서서히 하강하게 되고, 정량 주입이 감지되면 밸브슈트가 분사노즐(21b)을 폐쇄시키게 된다.
이와 같이 용기에 액체주입이 완료되면 도 8과 같이 콘트롤박스(30)에 의해 고정하우징(184)의 왕복실린더(185)가 작동하여 왕복로드(185a) 단부에 고정편(183a)이 결합된 슬라이딩브래킷(183)이 후방으로 슬라이딩하게 되고, 이와 동시에 슬라이딩브래킷(183)의 상단부에 결합된 슬라이딩가이더(18)가 후방으로 슬라이딩되면서 일측 단부가 제 1 계량플랫폼(14) 상면을 완전히 벗어나면서 멈추게 된다.
이와 같이 슬라이딩가이더(18)가 후진하게 되면 작업자는 제 1 계량플랫 폼(14)에 안치된 용기를 이송컨베이어(40)로 밀어주고, 제 2 계량플랫폼(15)에 안치된 용기를 고정하우징(184)과 제 1 계량플랫폼(14)을 경유하여 이송컨베이어(40) 측으로 밀어주어 이동시키면 되고, 작업자는 이송컨베이어(40) 일측단부에 위치한 액체가 충진된 용기를 적재장소에 보관하면 되는 것이다.
이와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액체충진장치를 상술한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.