KR101207026B1 - 정량 분주장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 액상체(液狀體)를 등량(等量)으로 분류(分流)하여 주입하는 분주(分注)장치에 관한 것으로, 저면에 상광하협(上廣下狹)의 원추형 돌출부(12)가 형성된 상반(11) 및 상면에 상광하협의 원추형 요입부(22)가 형성된 하반(21)이 액상체를 압송하는 실린더(30)에 연결되고, 돌출부(12)와 요입부(22) 사이의 공간과 외부를 연통하는 다수의 통공(23)이 형성되어, 실린더(30)에서 압송된 액상체가 다수의 통공(23)으로 정량(定量) 분류될 수 있도록 한 것이다.
본 발명을 통하여 액상체 분주장치의 정밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히 고점성 액체 또는 반액반고상(半液半固狀)의 액상체에 대한 분주 정밀도를 제고할 수 있다.

Description

정량 분주장치{DOSING APPARATUS}
본 발명은 액상체(液狀體)를 등량(等量)으로 분류(分流)하여 주입하는 분주(分注)장치에 관한 것으로, 저면에 상광하협(上廣下狹)의 원추형 돌출부(12)가 형성된 상반(11) 및 상면에 상광하협의 원추형 요입부(22)가 형성된 하반(21)이 액상체를 압송하는 실린더(30)에 연결되고, 돌출부(12)와 요입부(22) 사이의 공간과 외부를 연통하는 다수의 통공(23)이 형성되어, 실린더(30)에서 압송된 액상체가 다수의 통공(23)으로 정량(定量) 분류될 수 있도록 한 것이다.
각종 시약 및 약제의 다점 등량 점적(點滴), 상용 약제의 포장, 진공채혈관내 시약 주입 및 기타 액상체의 혼합 및 배분 등에 사용되는 분주(分注)장치는 그 사전적 의미에서와 같이, 액체 또는 반액반고상의 액상체를 다수의 지점에 동일한 양으로 분할하여 주입하는 장치를 의미한다.
도 2는 종래 분주장치의 작동방식을 나타낸 모식도로서, 동 도면의 좌측 도면은 다수의 피펫(pipette) 등의 주입수단을 단순 조합한 형태의 분주장치이고, 우측 도면은 단일 적재 용기에 다수의 분출구가 형성된 형태의 분주장치를 도시하고 있다.
도 2에 있어서, 좌측의 분주장치는 조합된 각각의 주입수단이 독립적으로 구동되는 바, 전체 구성이 복잡할 뿐 아니라 효율성 및 편의성이 낮으며, 우측의 분주장치는 전체 구성이 간소하고 작동상 효율성을 확보할 수 있으나, 용기에 적재된 액상체 표면을 균일하게 가압하여도 다수의 분출구로 동일한 양의 액상체가 분출되지 않는 문제점이 있다.
도 2의 우측 도면상 분주장치에 있어서, 분출구를 등간격으로 배치한다 하여도 주변 분출구간 간섭현상 및 용기 벽체로 인한 영향 등으로 인하여, 분출구별 분출량에 차이가 발생되며, 특히 용기 중심부 분출구와 외곽부 분출구간 분출량 차이가 크게 발생될 수 밖에 없다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창안한 것으로, 액상체(液狀體)를 분류(分流)하여 주입하는 분주(分注)장치에 있어서, 분주 대상 액상체를 압송하는 실린더(30) 선단에는, 저면에 상광하협(上廣下狹)의 원추형 돌출부(12)가 형성되고 중심부를 관통하는 유입공(13)이 형성된 상반(11)이 연결되어, 실린더(30)에서 압송된 액상체가 유입공(13)으로 유입되고, 상기 상반(11) 하단에는, 상면에 상광하협의 원추형 요입부(22)가 형성되되 요입부(22) 상단 내경은 상기 상반(11)의 돌출부(12) 상단 외경 이상으로 형성된 하반(21)이 결합되며, 돌출부(12)와 요입부(22) 사이의 공간과 외부를 연통하는 다수의 통공(23)이 방사상(放射狀)으로 형성되고 상기 통공(23)과 동수(同數)의 노즐(24)이 형성되어, 상반(11)의 유입공(13)으로 압송된 액상체가 상반(11)의 돌출부(12) 외주면과 하반(21)의 요입부(22) 내주면 사이의 공간으로 확산된 후 통공(23)을 통과하여 노즐(24)로 분출됨을 특징으로 하는 정량 분주장치이다.
또한, 상기 실린더(30)와 상반(11) 사이에는 삼방밸브(40)가 결합되고, 삼방밸브(40)에는 액상체를 공급하는 공급관(45)이 연결되어, 실린더(30)와 공급관(45)을 연결하는 삼방밸브(40)내 유로가 개방된 상태에서 실린더(30)내 피스톤(31)이 상승함에 따라 공급관(45)을 통하여 액상체가 실린더(30)로 유입되고, 실린더(30)와 상반(11)을 연결하는 삼방밸브(40)내 유로가 개방된 상태에서 실린더(30)내 피스톤(31)이 하강함에 따라 상반(11)의 유입공(13)으로 액상체가 주입됨을 특징으로 하는 정량 분주장치이다.
본 발명을 통하여 액상체 분주장치의 정밀도를 획기적으로 향상시킬 수 있을 뿐 아니라, 특히 고점성 액체 또는 반액반고상(半液半固狀)의 액상체에 대한 분주 정밀도를 제고할 수 있다.
또한, 본 발명 상반(11) 및 하반(21)의 다단 조합을 통하여 최종 분주 노즐(24)의 수를 자유롭게 증감할 수 있으며, 이로써 분주 작업의 효율성 및 관련 공정의 단위 시간당 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 분주장치 작동방식 모식도
도 2는 본 발명의 사시도
도 3은 본 발명의 분해사시도
도 4는 본 발명의 요부발췌 부분절단 분해사시도
도 5는 본 발명의 요부발췌 저면사시도
도 6은 본 발명의 실린더 발췌 부분절단 사시도
도 7은 본 발명의 작동상태 대표단면도
도 8은 본 발명의 요부발췌 대표단면도
도 9는 상반에 노즐이 형성된 본 발명의 일 실시예 요부발췌 사시도
도 10은 본 발명의 다단형 실시예 사시도
도 11은 도 10 실시예의 2차 분주용 상반 및 하반 부분절단 분해사시도
도 12는 도 10 실시예의 2차 분주부 발췌 부분절단 분해사시도
본 발명의 상세한 구성 및 작동 방식을 첨부된 도면을 통하여 설명하면 다음과 같다.
우선, 도 2는 본 발명의 외관을 도시한 사시도로서, 도시된 바와 같이 본 발명은 분주 대상 액상체를 압송하는 실린더(30)와, 실린더(30)와 연결되어 실질적 분주를 수행하는 상반(上盤)(11) 및 하반(下盤)(21)을 주요 구성요소로 구성된다.
도 3 내지 도 5에서와 같이, 상반(11)의 저면에는 상광하협(上廣下狹)의 원추형(圓錐形) 돌출부(12)가 형성되고 중심부를 관통하는 유입공(13)이 형성되며, 하반(21)의 상면에는 상광하협의 원추형 요입부(22)가 형성되되 요입부(22) 상단 내경은 상기 상반(11)의 돌출부(12) 상단 외경 이상으로 형성된다.
또한 도 4 및 도 5에서와 같이, 요입부(22) 상단 외곽부에는 하반(21)을 상, 하로 관통하는 다수의 통공(23)이 방사상(放射狀), 등간격으로 형성되고, 하반(21) 저면에는 상기 통공(23)과 동수(同數)의 노즐(24)이 형성되어, 상반(11)의 유입공(13)으로 압송된 액상체가 상반(11)의 돌출부(12) 외주면과 하반(21)의 요입부(22) 내주면 사이의 공간으로 확산된 후 통공(23)을 통과하여 노즐(24)로 분출되는 구조를 가진다.
본 발명에 있어서 분주 대상 액상체는 실린더(30)를 통하여 압송되는데, 실린더(30)는 도 6에서와 같이, 내장된 피스톤(31)이 승강함에 따라 선단의 유출구를 통하여 액상체를 흡입 또는 압송하게 된다.
도시된 실시예에 있어서 피스톤(31)의 구동은 나선축이 결합되는 액튜에이터(actuator)(93)에 의하여 수행되고, 액튜에이터(93)는 본체프레임(91) 상단에 설치된 구동모터(92)에 의하여 신축되는데, 이러한 전동 액튜에이터(93)외에 공압 또는 유압으로 작동되는 신축수단 등 다양한 형태의 구동수단이 적용될 수 있으며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 선택 적용할 수 있는 사항이므로 청구범위의 구체적 한정은 하지 않는다.
한편, 도시된 실시예에서는 하반(21)과 구동모터(92)만이 본체프레임(91)에 고정되어 있으나, 상반(11) 또는 실린더(30) 등 여타 구성요소도 본체프레임(91)에 고정될 수 있으며, 이러한 고정방식 또한 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 선택 적용할 수 있는 사항이므로 청구범위의 구체적 한정은 하지 않는다.
도 2 및 도 3에서와 같이, 본 발명에서는 실린더(30)와 상반(11) 사이에 삼방밸브(40)가 결합되고, 삼방밸브(40)에는 액상체를 공급하는 공급관(45)이 연결되며, 공급관(45)에는 호퍼(hopper)(95) 등을 연결하여, 액상체를 다량 적재한 상태에서 지속적인 공급이 가능하도록 한다.
도 7은 본 발명의 작동방식을 설명하는 대표단면도로서, 도시된 바와 같이, 실린더(30)와 공급관(45)을 연결하는 삼방밸브(40)내 유로가 개방된 상태에서 실린더(30)내 피스톤(31)이 상승함에 따라 공급관(45)을 통하여 액상체가 실린더(30)로 유입되고, 실린더(30)와 상반(11)을 연결하는 삼방밸브(40)내 유로가 개방된 상태에서 실린더(30)내 피스톤(31)이 하강함에 따라 상반(11)의 유입공(13)으로 액상체가 주입되게 된다.
유입공(13)을 통하여 상반(11) 및 하반(21)으로 압송된 분주 대상 액상체는 도 8에서와 같이, 상반(11)의 돌출부(12) 외주면과 하반(21)의 요입부(22) 내주면 사이의 공간으로 확산된 후 통공(23)을 통과하여 노즐(24)로 분출되는데, 상반(11) 돌출부(12) 및 하반(21) 요입부(22) 사이의 원추형 공간의 하단 중심에 집중되어 압송, 유입된 액상체는 압송이 지속됨에 따라 압력의 편차 없이 균일한 액위(液位)을 유지하면서 상승, 확산되고, 결국 요입부(22) 외곽 통공(23)에 동일한 시점에 도달함은 물론 통공(23)내로 동일한 유량이 유입되므로, 노즐(24)을 통하여 분주되는 액상체는 노즐(24)별로 등량을 이루게 된다.
한편, 도 9는 상반에 통공(23) 및 노즐(24)이 형성된 실시예를 도시한 것으로, 이 경우 동 도면의 하단부 단면도에서와 같이 상반(11) 상면에 형성된 노즐(24)을 통하여 분주 대상 액상체가 분출되게 되며, 노즐(24)에 고무관 또는 합성수지관 등의 가요성 분출관(19)을 연결함으로써 분출 방향을 조절할 수 있다.
도 10 내지 도 12는 본 발명에 있어서 상반(11) 및 하반(21) 등 분주 수단을 다단으로 구성함으로써, 분주 효율을 향상시킴은 물론 최종 분출 노즐(24)의 배치 또한 자유롭게 변형할 수 있도록 한 것이다.
즉, 도 10에서와 같이, 1차 분주를 실시하는 하반(21) 하부에 2차 분주용 상, 하반 조합체 다수를 배치하고, 1차 분주용 하반(21)의 노즐(24)과 2차 분주용 상, 하반 조합체를 연결관(97)으로 연결하여, 2차에 걸친 단계적 분주가 이루어지도록 한 것이다.
여기서 연결관(97)은 고무관 또는 합성수지관 등의 가요성 관체로 구성함으로써, 2차 분주용 상, 하반 조합체를 자유롭게 배치할 수 있다.
도 5 및 도 10에서와 같이 도시된 실시예에서는 1차 분주용 하반(21) 노즐(24)을 25개소에 형성하고, 4개소의 노즐(24a)이 형성된 2차 분주용 상, 하반 조합체를 25개 구성하여 총 100개의 최종 분주 노즐(24a)을 구축하고 있다.
2차 분주용 상, 하반 조합체는 도 11에서와 같이, 1차 분주용 상반(11) 및 하반(21)과 동일하게, 상반(11a) 및 하반(21a)에 돌출부(12a) 및 요입부(22a)가 각각 형성되고, 돌출부(12a) 및 요입부(22a)에 각각 유입공(13a) 및 4개소의 통공(23a)이 각각 형성되어, 1차 분주된 액상체가 유입공(13a)으로 압송된 후 돌출부(12a) 및 요입부(22a)간 이격 공간과 통공(23a)을 경유하여 노즐(24a)로 분출되는 구조를 가진다.
도 12는 도 10 실시예의 2차 분주부의 설치구조를 예시한 것으로, 도시된 실시예에서는 다수의 2차 분주용 상, 하반 조합체를 격자상으로 밀착 배치하고 본체프레임(91)에 고정된 다공형 트레이(98)에 적재하고 있으나, 이러한 2차 분주부 설치방식은 당업자의 적절한 선택에 의하여 다양한 변형이 가능하다.
이상에서와 같은 본 발명을 통하여 단일 실린더(30)의 1회 작동만으로 다수의 용기에 동일한 정량의 액상체를 동시에 주입할 수 있다.
11 : 상반
12 : 돌출부
13 : 유입공
19 : 분출관
21 : 하반
22 : 요입부
23 : 통공
24 : 노즐
30 : 실린더
31 : 피스톤
40 : 삼방밸브
45 : 공급관
91 : 본체프레임
92 : 구동모터
93 : 액튜에이터(actuator)
95 : 호퍼(hopper)
97 : 연결관
98 : 트레이

Claims (2)

  1. 액상체(液狀體)를 분류(分流)하여 주입하는 분주(分注)장치에 있어서,
    분주 대상 액상체를 압송하는 실린더(30) 선단에는, 저면에 상광하협(上廣下狹)의 원추형 돌출부(12)가 형성되고 중심부를 관통하는 유입공(13)이 형성된 상반(11)이 연결되어, 실린더(30)에서 압송된 액상체가 유입공(13)으로 유입되고;
    상기 상반(11) 하단에는, 상면에 상광하협의 원추형 요입부(22)가 형성되되 요입부(22) 상단 내경은 상기 상반(11)의 돌출부(12) 상단 외경 이상으로 형성된 하반(21)이 결합되며;
    돌출부(12)와 요입부(22) 사이의 공간과 외부를 연통하는 다수의 통공(23)이 방사상(放射狀)으로 형성되고 상기 통공(23)과 동수(同數)의 노즐(24)이 형성되어, 상반(11)의 유입공(13)으로 압송된 액상체가 상반(11)의 돌출부(12) 외주면과 하반(21)의 요입부(22) 내주면 사이의 공간으로 확산된 후 통공(23)을 통과하여 노즐(24)로 분출됨을 특징으로 하는 정량 분주장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 실린더(30)와 상반(11) 사이에는 삼방밸브(40)가 결합되고;
    삼방밸브(40)에는 액상체를 공급하는 공급관(45)이 연결되어, 실린더(30)와 공급관(45)을 연결하는 삼방밸브(40)내 유로가 개방된 상태에서 실린더(30)내 피스톤(31)이 상승함에 따라 공급관(45)을 통하여 액상체가 실린더(30)로 유입되고, 실린더(30)와 상반(11)을 연결하는 삼방밸브(40)내 유로가 개방된 상태에서 실린더(30)내 피스톤(31)이 하강함에 따라 상반(11)의 유입공(13)으로 액상체가 주입됨을 특징으로 하는 정량 분주장치.
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