KR101040085B1 - 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조를 가지면서 공급되는 각각의 시약들의 합성반응 효율을 극대화하기 위하여, 실린지 펌프유닛을 통해 각각의 시약들을 개별적으로 흡입하고, 피스톤부 내부에서 프리믹싱을 동시에 수행한 후, 반응조로 직접 공급할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치에 관한 것이다. 본 발명은 합성시키고자 하는 시약들을 반응조에 공급하기 전에 다수의 시약들을 각각 소정의 비율로 혼합시킨 상태로 반응조로 공급하는 종래의 프리믹스 유닛을 생략하고, 상기 실린지 펌프유닛의 실린더부를 통해 시약들의 프리믹싱이 가능하도록 함으로써, 시약 합성장치 구조의 간소화에 따른 제조비용이 절감되는 효과를 갖는다. 그리고, 시약이 이송되는 연결 유로의 길이를 최소화하고, 종래의 프리믹스 유닛 내에서 혼합 상태의 시약을 반응조로 공급하기 위해 공기압을 이용하여 토출시키던 것을 대신해, 상기 실린더부 내의 피스톤을 이용하여 토출 시킴으로써, 상기 실린더부 내부 및 연결 유로 내부에 형성되는 데드볼륨을 최소화하여 합성장치의 효율을 높일 수 있는 효과를 갖는다.

Description

프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치{Reagent synthetic apparatus with syringe pump unit for premixing}

본 발명은 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조를 가지면서 공급되는 각각의 시약(試藥)들의 합성반응 효율을 극대화하기 위하여, 실린지 펌프유닛을 통해 각각의 시약들을 개별적으로 흡입하고, 피스톤부 내부에서 프리믹싱을 동시에 수행한 후, 반응조로 직접 공급할 수 있도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치에 관한 것이다.

일반적으로 펌프란 기계적 에너지로부터 발생되어진 압력작용을 이용하여 유체(流體)를 목적하는 바에 따라 강제수송시키는 장치를 총칭하며, 종류와 용도에 따라 매우 다양하게 분류될 수 있지만 기본적으로 유체가 유출입되는 실린더(Cylinder) 그리고 이의 내부 압력을 조절하는 피스톤(Piston)을 포함한다.

구체적으로 일반적인 펌프의 가장 간단한 일 형태인 왕복펌프는 실린더 내부 를 피스톤이 왕복 운동하면서 송출밸브와 흡입밸브가 교대로 개폐하여 유체를 흡입 및 배출하는 원리를 갖는바, 이의 일종으로서 유체의 양을 정밀 제어하는 용도로 사용되는 실린지 펌프는 주사기 형태를 나타내는 실린지 실린더부 및 이의 내부에 관통 삽입된 상태로 직선왕복 운동하는 막대 피스톤을 포함하며, 상기 피스톤의 직선왕복 운동을 통해 실린지 실린더부로 유체를 흡입 및 배출하는 동작을 수행한다.

이러한 실린지 펌프를 이용하여, 유체 형태의 시약들을 일정한 비율로 혼합하고 혼합된 시약에 질소 기체를 주입하는 등의 방법으로 합성 반응시키는 시약 합성장치가 사용된다.

이에 첨부된 도 1은 일반적인 시약 합성장치를 나타내는 도면으로서, 유체상태의 시약 또는 워셔액 등을 각각 수용하는 다수의 시약탱크(10)와 정밀 제어된 일정량의 시약들을 공급하는 부분으로, 실린더부(22) 및 실린지헤드부(24)로 이루어지는 실린지 펌프(20)와 상기 실린지 펌프(20)로부터 일정비율로 시약들이 공급되어, 혼합된 상태를 유지하면서 일시적으로 수용되는 프리믹싱 부재(30)와 상기 프리믹싱 부재(30)에 수용된 혼합된 상태의 시약들이 공급되어, 촉매 또는 질소 기체 등을 주입하여, 화학적으로 합성 반응이 일어나도록 하는 반응조(40) 및 상기 반응조(40)를 통해 합성된 시약을 배출하는 드레인펌프(50)와 마지막으로 상기 시약탱크(10)들과 실린지 펌프(20), 프리믹싱 부재(30), 반응조(40), 드레인펌프(50) 각각의 사이를 연결하여 유체가 이송되는 연결 유로(R)로 이루어진다.

상기 실린지 펌프(20)의 실린지헤드부(24)는 각각의 시약탱크(10)와 상기 프리믹싱 부재(30)와 질소 공급부(60)와 질소 배출부(P) 및 상기 실린더부(22)와 각 각 연결되는 다수의 포트를 구비하되, 이중 2개의 포트를 상호 선택연결시키게 된다.

상기 실린지헤드부(24)는 일측이 상기 실린더부(22)를 연결하는 포트에 고정된 상태로, 다른 일측이 회전에 의해 각각의 시약탱크(10)와 상기 프리믹싱 부재(30)와 질소 공급부(60)와 배출부(P)에 연결된 포트 중 어느 하나의 포트에 연결되도록 조절된다.

이때, 상기 실린더부(22)의 피스톤이 후퇴하여, 시약탱크(10)에 연결된 포트를 통해 시약이 실린더부(22) 내부 공간으로 도입되고, 상기 실린지헤드부(24)가 회전하여, 포트가 프리믹싱 부재(30)에 연결되고, 상기 피스톤이 전진하여 상기 실린더부(22) 내부 공간의 시약이 프리믹싱 부재(30)로 토출시키게 되는 과정을 반복하게 된다.

그러나, 상술한 구조의 종래, 시약 합성장치는 합성하고자 하는 시약의 개수에 따라, 상기 피스톤의 전,후진 및 실린지헤드부(24)의 회전의 반복으로 시약을 흡입하였다가 다시 프리믹싱 부재(30)로 토출하는 반복이 많아, 작업시간이 길어지게 되는데, 상기 프리믹싱 부재(30) 내에서 시약의 특성에 따라 일부 시약이 먼저 화학반응을 일으키게 되는 경우가 종종 발생하게 된다.

또한, 시약의 점성에 의해 발생되는 상기 실린지펌프(20)와 프리믹싱 부재(30) 및 반응조(40)를 연결하는 연결 유로(R)의 내부 및 상기 프리믹싱 부재(30)의 내부에 형성되는 데드볼륨 현상으로 시약의 합성 효율이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시약 합성장치 구조를 간소화하여 실린더부의 내부 및 연결 유로의 내부에 형성되는 데드볼륨을 최소화하기 위해, 종래의 프리믹스 유닛을 생략하고 시약이 이송되는 연결 유로의 길이를 최소화하여, 시약들의 합성반응 효율을 극대화할 수 있는 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 실린지 펌프유닛을 이용하여 각각의 시약을 흡입 및 토출하여, 시약들을 프리믹싱(Pre-Mixing)한 상태에서, 합성반응시키는 시약 합성장치에 있어서, 각각의 시약 및 워셔액이 수용되는 다수 개의 시약탱크; 상기 시약탱크로부터 상기 시약들을 일정비율로 흡입하여, 혼합한 상태로 토출하는 실린지 펌프유닛; 및 상기 실린지 펌프유닛으로부터 토출되는 혼합된 상태의 상기 시약들이 공급되고, 촉매를 투입하여 일정시간 동안 화학반응시키는 반응조;를 포함하고, 상기 실린지 펌프유닛은 내부에 소정의 수용공간을 가지며 유입구가 하방을 향하도록 직립형성되고, 그 안에서 상하로 진퇴하는 피스톤을 구비하는 실린더부; 상기 실린더부의 유입구와 연결되는 실린더포트와 상기 시약 또는 워셔액을 흡인하도록 상기 시약탱크에 각각 연결되는 다수의 흡입포트와 상기 반응조로 연결되는 토출포트를 형성하고, 일측은 상기 실린더포트와 연결되고, 타 측은 회전동작에 의해 상기 흡입포트 또는 토출포트 중 어느 하나에 선택적으로 연결되는 회전밸브를 구비하는 실린지헤드부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 실린더부의 상부 일측에는 공기배출공;이 관통형성되고, 상기 피스톤이 상하로 유동함에 따라, 개폐되는 것을 일 특징으로 한다.

또한, 상기 실린지 펌프유닛의 토출포트와 상기 반응조를 연결하도록 형성되는 연결 유로에는 다수의 연결포트를 형성하는 스위칭밸브;가 구비되어 이루어지는 것을 일 특징으로 한다.

또한, 상기 스위칭밸브의 연결포트 중 어느 하나에는 질소 공급부가 연결되고, 다른 어느 하나에는 워셔액이 수용되는 시약탱크가 연결 구비되어 이루어지는 것을 일 특징으로 한다.

또한, 상기 반응조의 일측에 연결되어, 상기 반응조를 통해 합성된 시약을 배출하는 드레인펌프;를 더 구비하는 것을 일 특징으로 한다.

본 발명은 합성시키고자 하는 시약들을 반응조에 공급하기 전에 다수의 시약들을 각각 소정의 비율로 혼합시킨 상태로 반응조로 공급하는 종래의 프리믹스 유닛을 생략하고, 상기 실린지 펌프유닛의 실린더부를 통해 시약들의 프리믹싱이 가능하도록 함으로써, 시약 합성장치 구조의 간소화에 따른 제조비용이 절감되는 효과를 갖는다.

그리고, 시약이 이송되는 연결 유로의 길이를 최소화하고, 종래의 프리믹스 유닛 내에서 혼합 상태의 시약을 반응조로 공급하기 위해 공기압을 이용하여 토출시키던 것을 대신해, 상기 실린더부 내의 피스톤을 이용하여 토출 시킴으로써, 상기 실린더부 내부 및 연결 유로 내부에 형성되는 데드볼륨을 최소화하여 합성장치의 효율을 높일 수 있는 효과를 갖는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명하고자 하며, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.

도 2는 본 발명에 의한 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실린지 펌프유닛 구조 및 동작상태를 나타내는 도면이다.

도 2 내지 3에 도시된 바를 참조하면, 본 발명의 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치는 크게 시약탱크(100), 실린지 펌프유닛(200) 및 반응조(300)로 구분되고, 상기 시약탱크(100)들과 실린지 펌프유닛(200), 반응조(300) 각각의 사이를 연결하여 유체가 이송되는 연결 유로(R)로 이루어진다.

다수 개가 구비되는 상기 시약탱크(100)에는 유체상태를 이루되 합성하고자 하는 각기 다른 종류의 시약 및 워셔액 또는 질소 기체 등이 수용된다.

상기 실린지 펌프유닛(200)은 실린더부(210) 및 실린지헤드부(220)로 이루어져, 상기 시약탱크(100)에 수용된 시약들을 각각 일정량씩 흡입하고, 상기 실린더부(210)에서 일정비율로 혼합하여 프리믹싱된 상태의 시약을 반응조(300)로 토출시키는 역할을 한다.

반응조(300)는 상기 실린지 펌프유닛(200)으로부터 일정비율로 혼합된 상태의 시약이 공급되고, 촉매 또는 질소 기체 등을 주입하여 일정시간 동안 화학반응시켜 합성 반응이 일어나도록 하고, 상기 반응조(300)의 일측에는 드레인펌프(310)가 구비되어 상기 반응조(300)에서 합성된 시약이 배출되게 된다.

상기 실린지 펌프유닛(200)의 실린더부(210)는 내부에 소정의 수용공간을 가지며, 상하로 진퇴되는 피스톤(214)에 의해 흡입되는 상기 시약들의 유입구(212)가 하방을 향하도록 직립형성된다.

실린지헤드부(220)는 각각의 시약탱크(100)와 상기 실린더부(210)의 유입구(212) 및 상기 반응조(300)와 각각 연결되는 다수의 포트들을 구비하되, 회전에 의해 상기 포트들 중 2개의 포트를 상호 선택연결시키도록 이루어져, 상기 실린더부(210)의 하측에 구비된다.

상기 실린더부(210)는 유입구(212)가 하방을 향하되, 수용공간이 상부에 위치되면서 상기 실린지헤드부(220)가 하측에 위치되고, 상기 실린더부(210)의 수용공간으로 상기 시약 등이 유입되면 수용공간의 하부에서부터 채워지면서 상부로 공기층을 이루도록 형성된다.

이때, 상기 실린더부(210)의 상부 일측에는 공기배출공(216)이 소정의 높이에 위치되도록 관통형성되고, 상기 피스톤(214)이 상하로 유동함에 따라, 상기 공기배출공(216)이 개폐되게 된다.

상기 실린지헤드부(220)는 실린더포트(222), 흡입포트(224), 토출포트(226) 및 회전밸브(228)로 이루어진다.

상기 실린더포트(222)는 상기 실린더부(210)의 유입구(212)와 연결되도록 구비되며, 흡입포트(224)는 각각의 시약탱크(100)와 연결되어, 상기 시약 또는 워셔액 등을 흡입하도록 다수 개 구비되고, 상기 토출포트(226)는 상기 반응조(300)로 연결되도록 구비된다.

이때, 상기 실린지헤드부(220)에는 질소 공급부 또는 배출부가 연결되도록 별도의 포트를 구비하는 것도 가능하다.

상기 회전밸브(228)는 회전에 따라, 상기 다수의 포트들 중 어느 2개의 포트를 상호 선택연결시키게 되는데, 일측은 상기 실린더포트(222)와 고정연결되고, 타측은 회전동작에 의해 상기 흡입포트(224) 또는 토출포트(226)들 중 어느 하나를 선택적으로 연결하도록 조절되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 회전밸브(228)는 혼합하고자 하는 첫 번째 시약이 수용된 시약탱크(100)의 흡입포트(224)가 연결되도록 위치된 상태로, 실린더부(210)의 피스톤(214)이 일정한 용량의 시약을 흡입하도록 후퇴하여, 상기 시약탱크(100)의 시약이 실린더부(210) 내부의 수용공간으로 유입된다.

그리고, 상기 회전밸브(228)가 다른 어느 하나의 흡입포트(224)에 연결되도 록 회전동작하고, 상기 피스톤(214)이 다시 일정한 용량의 시약을 흡입하도록 후퇴하여, 상기 실린더부(210)의 수용공간으로 상기 시약이 추가적으로 유입되는 과정을 반복하게 된다.

상기 실린더부(210)의 수용공간에 혼합하고자 하는 시약들이 일정비율로 유입되면, 상기 피스톤(214)은 상기 공기배출공(216)이 개방되도록 상방으로 후퇴하게 된다.

그리고, 상기 회전밸브(228)가 상기 질소 공급부가 연결된 흡입포트(224)로 회전하여, 상기 수용공간으로 질소 기체를 유입함으로써, 상기 혼합된 시약에 포함된 불필요한 공기 및 질소를 상기 공기배출공(216)을 통해 배출시키게 된다.

상기 실린더부(210)의 수용공간에 시약들이 혼합된 상태에서, 상기 회전밸브(228)가 상기 토출포트(226)에 연결되도록 회전동작하고, 상기 피스톤(214)이 하방으로 전진하여 상기 수용공간의 혼합된 시약들을 상기 반응조(300)로 직접 토출시키게 된다.

상술한 과정에 따라, 본원발명의 상기 실린지 펌프유닛(200)은 종래 시약 합성장치에서의 프리믹싱 과정을 상기 실린더부(210)에서 가능하도록 함으로써, 합성장치의 구조가 간소화되고, 상기 피스톤(214) 및 회전밸브(228)의 반복동작을 줄여, 작업시간이 짧아지게 되고, 그에 따라 상기 시약들이 반응조(300)로 공급되기 전, 일정비율로 혼합되는 과정에서 일부 시약이 먼저 화학반응을 일으키게 되는 것을 방지할 수 있게 된다.

또한, 종래에 시약들을 일정비율로 혼합하여 반응조(300)로 공급하던 프리믹 스 유닛을 생략하고, 그 역할이 상기 실린지 펌프유닛(200)을 통해 동시에 이루어지게 되므로, 시약 합성장치의 연결 유로(R) 길이가 감소되어 상기 실린더부(210) 내부 및 연결 유로(R) 내부에 형성되는 데드볼륨을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

그리고, 상기 실린지 펌프유닛(200)의 토출포트(226)와 상기 반응조(300)를 연결하는 상기 연결 유로(R)에는 스위칭밸브(400)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 스위칭밸브(400)는 다수 개의 연결포트(410)를 구비하되, 모터에 의해 각각의 연결포트(410)를 선택적으로 개폐하게 되며, 일측의 연결포트(410)에는 상기 실린지헤드부(220)의 토출포트(226)에서 연결되는 연결 유로(R)의 단부가 연결되며, 반대측의 연결포트(410)에는 상기 반응조(300)에서 연결되는 연결 유로(R)가 연결된다.

상기 스위칭밸브(400)의 연결포트(410) 중 어느 하나에는 상기 연결 유로(R) 또는 상기 반응조(300)로 질소 기체를 토출하기 위한 질소 공급부(412)가 연결되고, 상기 연결포트(410) 중 다른 어느 하나에는 상기 연결 유로(R)의 내부 및 상기 반응조(300)의 내부의 이물질을 씻어내기 위한 워셔액을 수용하는 시약탱크(100)가 연결 구비된다.

이와 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래기술에 의한 시약 합성장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명에 의한 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치의 개략적인 구조를 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 실린지 펌프유닛 구조 및 동작상태를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100: 시약탱크 200: 실린지 펌프유닛

210: 실린더부 212: 유입구

214: 피스톤 216: 공기배출공

220: 실린지헤드부 222: 실린더포트

224: 흡입포트 226: 토출포트

228: 회전밸브 300: 반응조

310: 드레인펌프 400: 스위칭밸브

410: 연결포트 412: 질소 공급부

R: 연결유로

Claims (5)

1. 실린지 펌프유닛을 이용하여 각각의 시약을 흡입 및 토출하여, 시약들을 프리믹싱(Pre-Mixing)한 상태에서, 합성반응시키는 시약 합성장치에 있어서,

   각각의 시약 및 워셔액이 수용되는 다수 개의 시약탱크;

   상기 시약탱크로부터 상기 시약들을 일정비율로 흡입하여, 혼합한 상태로 토출하는 실린지 펌프유닛; 및

   상기 실린지 펌프유닛으로부터 토출되는 혼합된 상태의 상기 시약들이 공급되고, 촉매를 투입하여 일정시간 동안 화학반응시키는 반응조;를 포함하고,

   상기 실린지 펌프유닛은,

   내부에 소정의 수용공간을 가지며 유입구가 하방을 향하도록 직립형성되고, 그 안에서 상하로 진퇴하는 피스톤을 구비하는 실린더부;

   상기 실린더부의 유입구와 연결되는 실린더포트와 상기 시약 또는 워셔액을 흡인하도록 상기 시약탱크에 각각 연결되는 다수의 흡입포트와 상기 반응조로 연결되는 토출포트를 형성하고, 일측은 상기 실린더포트와 연결되고, 타측은 회전동작에 의해 상기 흡입포트 또는 토출포트 중 어느 하나에 선택적으로 연결되는 회전밸브를 구비하는 실린지헤드부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린더부의 상부 일측에는 공기배출공;이 관통형성되고, 상기 피스톤이 상하로 유동함에 따라, 개폐되는 것을 특징으로 하는 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 실린지 펌프유닛의 토출포트와 상기 반응조를 연결하도록 형성되는 연결 유로에는 다수의 연결포트를 형성하는 스위칭밸브;가 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 스위칭밸브의 연결포트 중 어느 하나에는 질소 공급부가 연결되고, 다른 어느 하나에는 워셔액이 수용되는 시약탱크가 연결 구비되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 반응조의 일측에 연결되어, 상기 반응조를 통해 합성된 시약을 배출하 는 드레인펌프;를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 프리믹싱이 가능한 실린지 펌프유닛을 구비한 시약 합성장치.

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