KR101492944B1 - 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치 및 그 충진 방법 - Google Patents

멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치 및 그 충진 방법 Download PDF

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주식회사 다이아덴트
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Abstract

복수의 주사기 몸체에 주사제를 충진하는 과정시 주사제의 오염 및 주사제 내부의 보이드(void) 발생을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 주사제의 점도가 다른 경우에도 각각의 주사기 몸체에 동일한 부피로 한번에 주사제를 충진하는 것이 가능하도록 설계된 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치 및 그 충진 방법에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치는 상호 평행하게 이격 배치되며, 내부에 복수의 주사제가 각각 저장된 복수의 주사제 저장 탱크; 상기 복수의 주사제 저장 탱크의 후단에 장착된 밀대; 상기 복수의 주사제 저장 탱크와 밀대 사이에 각각 배치되어, 상기 복수의 주사제 저장 탱크 내의 주사제를 각각 밀봉하기 위한 복수의 가스켓; 상기 밀대의 후단에 장착되어, 상기 밀대의 수평 왕복 운동을 제어하는 공압 실린더; 상기 복수의 주사제 저장 탱크와 이격된 전단에 배치되며, 상호 평행하게 이격 배치되는 복수의 주사기의 일측을 고정시키는 주사기 홀더; 및 상기 복수의 주사제 저장 탱크와 복수의 주사기 홀더 사이에 각각 장착되며, 상기 주사기 홀더에 고정된 복수의 주사기로 주입되는 주사제의 주입량을 각각 조절하는 복수의 고압 스풀 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치 및 그 충진 방법{MULTI INJECTION TYPE SYRINGE FILLING APPARATUS AND METHOD OF FILLING THE SAME}
본 발명은 주사기 충진 장치 및 그 충진 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 주사기 몸체에 주사제를 충진하는 과정시 주사제의 오염 및 주사제 내부의 보이드(void) 발생을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라, 주사제의 점도가 다른 경우에도 각각의 주사기 몸체에 동일한 부피로 한번에 주사제를 충진하는 것이 가능하도록 설계된 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치 및 그 충진 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 주사기는 주사제가 삽입되도록 길이 방향을 따라 중공을 갖는 원통 형상의 주사기 몸체와, 주사기 몸체 내부의 주사제가 외부로 배출이 가능하도록 주사기 몸체의 일측 단부에 장착된 주사제 배출구와, 주사기 몸체의 타측 단부에 장착되어, 주사기 몸체 내부에 삽입되는 주사제를 주사제 배출구 방향으로 밀어주는 플런저(plunger)를 포함한다.
이때, 주사기 몸체는 그 내부에 삽입되는 주사제의 배출을 용이하게 하기 위해 주사제를 주사제 배출구 방향으로 밀어주는 플런저를 수용하기 위해 주사기 몸체의 일측 단부에 반대되는 타측 단부가 개방된다.
이러한 주사기는 주사기 몸체의 내측으로 주사제를 충진할 때, 주사제의 오염을 방지하며, 특히 무균성(sterility)을 유지하는 것이 중요하나, 이러한 무균성을 유지하는 것이 상당히 어려운 상황이다.
종래에 따른 주사기는 주사기 몸체의 일측 또는 타측 단부 중 어느 하나를 통해 주사기 몸체의 내부로 주사제가 충진된다. 즉, 종래에 따른 주사기는 플런저가 주사기 몸체의 내측으로 삽입되기 전에 주사기 몸체의 타측 단부를 통하여 주사제를 충진하거나, 또는 주사기 몸체의 일측 단부에 배치되는 주사제 배출구를 통하여 주사제가 충진된다.
이와 같이, 종래에 따른 주사기는 주사기 몸체의 내부로 주사제가 충진되는 과정시, 주사기 몸체의 일측 단부 및 타측 단부 중 적어도 하나 이상을 개방 상태로 유지해야 하는데, 이는 결국 주사기 몸체의 내부로 주사제를 충진하기 위해 대기하는 동안 주사제를 오염시키는 결과를 초래한다.
특히, 최근에는 주사제 주입 효율을 증가시키기 위해, 2액형 주사기에 주사제를 각각 공급하고 있는데, 이러한 2액형 주사기의 경우 각각의 주사기 몸체에 주사제를 동시에 주입하지 못하고 따로 주입하는 번거로움이 있다. 또한, 주사제의 점도가 다른 경우 주입하고자 하는 비율로 각각의 주사기 몸체에 주사제를 주입하는 것이 어려운 문제가 있으며, 이 경우 주사제를 한번에 주사기 몸체에 주입하지 못하는데 기인하여 주사제를 주입하는 동안 주사제가 오염되는 문제가 있다.
관련 선행 문헌으로는 대한민국 등록특허공보 제10-1297790호(2013.08.19. 공고)가 있으며, 상기 문헌에는 프리필드시린지 충전장치 및 충전방법이 기재되어 있다.
본 발명의 목적은 복수의 고압 스풀 밸브를 적용하여 복수의 주사기 몸체의 개방된 부분을 가스켓(Gasket)으로 막은 후, 복수의 주사제 배출구로 주사제를 주입함으로써 주사제의 오염 없이 주사제를 주입할 수 있으며, 주사제의 점도가 다른 경우에도 각각의 주사기 몸체에 동일한 부피로 한번에 주사제를 충진하는 것이 가능한 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치 및 그 충진 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치는 상호 평행하게 이격 배치되며, 내부에 복수의 주사제가 각각 저장된 복수의 주사제 저장 탱크; 상기 복수의 주사제 저장 탱크의 후단에 장착된 밀대; 상기 복수의 주사제 저장 탱크와 밀대 사이에 각각 배치되어, 상기 복수의 주사제 저장 탱크 내의 주사제를 각각 밀봉하기 위한 복수의 가스켓; 상기 밀대의 후단에 장착되어, 상기 밀대의 수평 왕복 운동을 제어하는 공압 실린더; 상기 복수의 주사제 저장 탱크와 이격된 전단에 배치되며, 상호 평행하게 이격 배치되는 복수의 주사기의 일측을 고정시키는 주사기 홀더; 및 상기 복수의 주사제 저장 탱크와 복수의 주사기 홀더 사이에 각각 장착되며, 상기 주사기 홀더에 고정된 복수의 주사기로 주입되는 주사제의 주입량을 각각 조절하는 복수의 고압 스풀 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 방법은 (a) 복수의 주사제 저장 탱크의 내부로 복수의 주사제를 각각 투입하는 단계; (b) 상기 복수의 주사제 저장 탱크의 내부에 저장된 복수의 주사제를 실온 상태에서 48 ± 12시간 동안 각각 유지한 후, 진공 펌핑하여 상기 복수의 주사제 내부의 보이드를 제거하는 단계; (c) 상기 복수의 주사제 저장 탱크에 복수의 가스켓을 각각 결합하여 밀봉한 후, 밀대 및 공압 실린더를 이용하여 상기 복수의 가스켓을 밀어 복수의 고압 스풀 밸브 방향으로 각각 이송하는 단계; (d) 상기 복수의 고압 스풀 밸브를 각각 작동시켜 주사기 홀더에 고정된 복수의 주사기에 설정된 주사제의 양을 고압으로 각각 충진하는 단계; 및 (e) 상기 복수의 고압 스풀 밸브의 작동을 레벨센서를 통해 각각 정지시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치 및 그 충진 방법은 복수의 고압 스풀 밸브를 적용하는 것에 의해 복수의 주사제 저장 탱크 내의 주사제를 선택적으로 복수의 주사기 몸체 내로 주입하는 것이 가능해질 수 있으므로 복수의 주사제 저장 탱크 내의 주사제 점도가 다르더라도, 복수의 고압 스풀 밸브의 압력 및 개방 시간 등의 조건을 제어하는 것에 의해 복수의 주사기 몸체 내로 각각 충진되는 주사제의 부피를 동일하게 맞출 수 있게 되는바, 복수의 주사기 몸체 내로 동일한 부피로 동시에 주사제를 주입하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치 및 그 충진 방법은 복수의 주사제 저장 탱크 내에 저장된 주사제가 복수의 가스켓에 의해 각각 밀봉되고, 복수의 주사기 몸체의 일측 및 타측이 플런저 및 주사제 배출구에 연통되는 주사기 홀더에 의해 밀폐되는 구조를 가짐으로써, 복수의 주사제 저장 탱크의 내에 저장된 주사제를 복수의 주사기 몸체의 내부로 충진하는 과정 중이나, 또는 충진을 대기하는 동안 외부에 노출될 염려가 없으므로, 주사제가 오염되는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치를 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 복수의 주사기를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 1의 고압 스풀 밸브를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 3의 고압 스풀 밸브의 밸브 닫힘 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 고압 스풀 밸브의 밸드 열림 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 방법을 나타낸 공정 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치 및 그 충진 방법에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치를 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 복수의 주사기를 확대하여 나타낸 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의주사기 충진 장치(100)는 복수의 주사제 저장 탱크(110), 밀대(120), 복수의 가스켓(130), 공압 실린더(140), 복수의 주사기 홀더(150) 및 복수의 고압 스풀 밸브(160)를 포함한다.
복수의 주사제 저장 탱크(110)는 상호 평행하게 이격 배치되며, 내부에 복수의 주사제(L)가 각각 저장된다. 도면으로 상세히 나타내지는 않았지만, 복수의 주사제 저장 탱크(110) 각각은 내부에 빈 공간을 구비하며, 빈 공간의 내부에 주사제(L)가 저장되며, 그 끝단에 주사제(L)를 토출시키기 위한 주사제 토출구(미도시)를 구비할 수 있다. 이때, 복수의 주사제 저장 탱크(110) 각각은, 일 예로, 폴리프로필렌(polypropylene) 재질이 이용될 수 있으며, 그 내부는 대략 0.5 ~ 3ℓ의 주사제(L)를 수용할 수 있는 공간을 갖도록 설계될 수 있다.
밀대(120)는 복수의 주사제 저장 탱크(110)의 후단에 장착된다. 이러한 밀대(120)는 공압 실린더(140)에 연결되어, 공압 실린더(140)와 연동하는 고정 바(122)와, 고정 바(122)로부터 분기된 복수의 수평 바(124)와, 복수의 수평 바(124)에 각각 장착되어, 복수의 가스켓(130)을 복수의 고압 스풀 밸브(160) 방향으로 각각 푸시하는 복수의 푸셔(126)를 포함한다.
이러한 밀대(120)는 공압 실린더(140)에 의한 수평 왕복 운동시, 복수의 가스켓(130)을 복수의 주사제 저장 탱크(110)의 내부로 각각 밀어 넣기 위한 목적으로 장착된다. 따라서, 밀대(120)는 일정 강도 이상을 나타내며, 우수한 내식성을 갖는 재질을 이용하는 것이 바람직한바, 그 재질로는 스테인리스스틸(SUS), 보다 바람직하게는 SUS316을 제시할 수 있다.
복수의 가스켓(130)은 복수의 주사제 저장 탱크(110)와 밀대(120) 사이에 각각 배치되어, 복수의 주사제 저장 탱크(110) 내의 복수의 주사제(L)를 각각 밀봉하는 역할을 한다. 이러한 복수의 가스켓(130)은 공압 실린더(140) 및 밀대(120)가 복수의 고압 스풀 밸브(160) 방향으로 전진 운동할 시, 밀대(120)와 함께 강제적으로 복수의 주사제 저장 탱크(110)의 내부로 삽입된다. 이때, 복수의 가스켓(130)은 복수의 주사제 저장 탱크(110) 내의 주사제(L)를 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 내부로 각각 유입되는 과정에서 주사제(L)가 외부에 노출되는 것을 차단시키기 위한 목적으로 장착된다. 따라서, 이러한 복수의 가스켓(130) 각각은 복수의 주사제 저장 탱크(110) 내의 주사제(L)가 외부에 노출되지 않도록 기밀성을 확보하는 것이 중요한바, 그 재질로는 테프론(polytetrafluoroethylene : PTFE)을 이용하는 것이 적절하다.
공압 실린더(140)는 밀대(120)의 후단에 장착되어, 밀대(120)의 수평 왕복 운동을 제어하는 역할을 한다. 만일, 공압 실린더(140)를 이용하여 밀대(120)를 복수의 고압 스풀 밸브(160) 방향으로 전진 운동하게 되면, 공압 실린더(140)에 결합된 밀대(120)가 복수의 가스켓(130)을 복수의 주사제 저장 탱크(110)의 내부로 각각 밀어 넣어, 복수의 주사제 저장 탱크(110) 내의 복수의 주사제(L)를 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 내부로 각각 유입시킬 수 있게 된다. 따라서, 공압 실린더(140) 및 밀대(120)의 수평 왕복 운동에 의해 복수의 가스켓(130)의 위치가 제어될 수 있다.
주사기 홀더(150)는 복수의 주사제 저장 탱크(110)와 이격된 전단에 각각 배치되며, 상호 평행하게 이격 배치되는 복수의 주사기(10)의 일측을 고정시키는 역할을 한다. 이러한 주사기 홀더(150)는 주사기 고정 블록(152)과, 주사기 고정 블록(152)의 내부를 관통하여, 복수의 주사기(10)와 각각 동일한 위치에 상호 평행하게 이격되도록 배치되는 복수의 주사제 유입 홀(154)을 갖는다.
이때, 주사기 고정 블록(152)은 주사제 유입 홀(154) 내로 유입되는 주사제(10)의 기밀성 확보를 위해 테프론(polytetrafluoroethylene : PTFE) 재질로 형성하는 것이 바람직하다. 주사제 유입 홀(154)은 복수의 주사기(10)의 주사제 배출구(12)와 각각 동일한 위치에 설계되는 것이 바람직한데, 이는 복수의 고압 스풀 밸브(160)를 통하여 주사제 유입 홀(154)의 내부로 유입되는 복수의 주사제(L)를 복수의 주사기(10)의 주사제 배출구(120)에 충진하는 과정시, 복수의 주사제(L)가 외부로 노출되는 것을 미연에 차단하기 위함이다.
따라서, 복수의 주사기(10) 각각은 주사기 홀더(150)에 의해 일측이 고정된다. 이러한 복수의 주사기(10) 각각은, 도 2에 도시된 바와 같이, 주사기 몸체(11)와, 주사기 몸체(11)의 전단에 부착된 주사제 배출구(12)와, 주사기 몸체(11) 내에 삽입되는 플런저(13)와, 플런저(13)의 전단에 장착되어, 주사기 몸체(11)와 플런저(13)의 결속력을 강화하기 위한 오링(14)과, 주사기 몸체(11)의 전단에 결합되어, 주사제 배출구(12)를 보호하는 보호 캡(15)을 갖는다.
이때, 주사기 몸체(11)는 1 ~ 50ml 용량의 주사제가 충진될 수 있는 공간을 구비하도록 설계될 수 있으며, 그 재질로는 폴리프로필렌(polypropylene)이 이용될 수 있다. 그리고, 플런저(plunger, 13)의 재질로는 폴리프로필렌(polypropylene), EPDM(EthylenePropylenediene rubber)이 이용될 수 있다. 또한, 보호 캡(15)의 재질로는 폴리프로필렌(polypropylene)이 이용될 수 있다.
복수의 고압 스풀 밸브(160)는 복수의 주사제 저장 탱크(110)와 주사기 홀더(150) 사이에 장착되며, 주사기 홀더(150)에 각각 고정된 복수의 주사기(10)로 주입되는 주사제(L)의 주입량을 조절하는 역할을 한다. 이러한 복수의 고압 스풀 밸브(160) 각각은 주사제(L)의 주입량을 조절할 수 있는 기능이 있어 주사제(L)의 점도가 다른 경우에도 주사제(L)를 주사제 배출구(12)를 통해 주사기 몸체(11)의 내부로 동시에 주입하는 것이 가능하다.
이때, 본 발명에서는 복수의 고압 스풀 밸브(160)를 이용하여 주사제(L)의 주입량을 조절하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 복수의 주사기 몸체(11)의 개방된 부분을 플런저(13) 및 오링(14)으로 각각 막은 후, 복수의 고압 스풀 밸브(160)를 개방시켜 복수의 주사기 몸체(11) 내로 주사제(L)를 동시에 충진하는 것이 가능해질 수 있으므로, 주사제(L)의 오염 없이 주사제(L)를 주입할 수 있게 된다.
특히, 복수의 고압 스풀 밸브(160)를 적용하는 것에 의해 복수의 주사제 저장 탱크(110) 내의 주사제(L)를 선택적으로 복수의 주사기 몸체(11) 내로 주입하는 것이 가능해질 수 있으므로 복수의 주사제 저장 탱크(110) 내의 주사제 점도가 다르더라도, 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 압력 및 개방 시간 등의 조건을 제어하는 것에 의해 복수의 주사기 몸체(11) 내로 각각 충진되는 주사제(L)의 부피를 동일하게 맞출 수 있게 되는바, 복수의 주사기 몸체(11) 내로 동일한 부피로 동시에 주사제(L)를 주입하는 것이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치(100)는 레벨 센서(170)를 더 포함할 수 있다.
레벨 센서(170)는 복수의 주사기 홀더(160)와 이격된 전단에 각각 장착되어, 복수의 주사기(10)의 플런저(13) 위치를 각각 감지하여 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 작동을 제어하는 역할을 한다.
한편, 도 3은 도 1의 고압 스풀 밸브를 확대하여 나타낸 단면도로, 이를 참조하여 고압 스풀 밸브 구조에 대하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 고압 스풀 밸브(160)는 실린더 바디(161), 스풀(162), 피스톤(163), 피스톤 스프링(164), 챔버(165), 챔버 캡(166), 내부 씰(S1) 및 토출 씰(S2)을 포함한다.
실린더 바디(161)는 고압 스풀 밸브(160)의 몸체를 이루는 부분으로, 그 내부에 중공(H)을 구비한다.
스풀(162)은 실린더 바디(161)의 중공(H) 내에 삽입된다. 이때, 스풀(162)은 실린더 바디(161)의 수직한 길이 방향을 따라 설치되어 중공(H) 내에서 수직 왕복 운동한다.
피스톤(163)은 스풀(162)의 상측 단부에 장착되어, 스풀(162)의 위치 운동을 제어하는 역할을 한다.
피스톤 스프링(164)은 스풀(162)과 이격된 외주면을 따라 장착되어, 피스톤(163)의 완충 운동을 제어한다. 이러한 피스톤 스프링(164)은 판 스프링, 코일 스프링 등이 이용될 수 있다.
챔버(165)는 실린더 바디(161)에 부착되며, 일측 벽면을 관통하는 주사제 주입구(P1)와, 스풀(162)을 수용하기 위한 상부 및 하부 관통 홀(T1, T2)을 구비한다.
챔버 캡(166)은 스풀(162)을 노출시키는 주사제 토출구(P2)를 구비하며, 챔버(165)의 하측을 덮는다.
내부 씰(S1)은 실린더 바디(161)와 챔버(165) 사이에 장착되어 스풀(162)을 씰링하고, 토출 씰(S2)은 챔버(165)와 챔버 캡(166) 사이에 장착되어 스풀(162)을 씰링한다.
또한, 고압 스풀 밸브(160)는 실린더 바디(161)의 일측 상단을 관통하는 구동용 에어 접속구(AP1)와, 실린더 바디(161)의 벽면을 관통하는 복동용 에어 접속구(AP2)와, 피스톤(163)의 스트로크를 제어하기 위한 스트로크 멈춤 바(167)와, 실린더 바디(161)의 상측을 덮는 실린더 캡(168)을 더 포함할 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치(100)는 복수의 주사제 공급 배관(180) 및 복수의 주사제 배출 배관(190)을 더 포함할 수 있다.
복수의 주사제 공급 배관(180)은 복수의 주사제 저장 탱크(110)에 일단이 각각 연통되고, 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 주사제 주입구(P1)에 타단이 각각 연통되도록 설치된다.
복수의 주사제 배출 배관(190)은 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 주사제 토출구(P2)에 일단이 각각 연통되고, 복수의 주사기 홀더(150)의 주사제 유입 홀(154)에 타단이 각각 연통된다.
따라서, 복수의 주사제 저장 탱크(110) 내에 저장된 주사제(L)는 밀대(120) 및 공압 실린더(140)를 이용하여 복수의 가스켓(130)을 복수의 고압 스풀 밸브(160) 방향으로 전진 운동시키게 되면, 복수의 주사제 저장 탱크(110) 내의 주사제(L)가 복수의 주사제 공급 배관(180)을 따라 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 주사제 주입구(P1)로 각각 주입되게 된다. 이후, 복수의 고압 스풀 밸브(160)를 개방시키게 되면, 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 주사제 토출구(P2)로부터 배출되는 주사제(L)는 복수의 주사제 배출 배관(190)을 따라 복수의 주사기 홀더(150)의 주사제 유입 홀(154) 내로 각각 유입되어, 주사기 유입 홀(154)과 연통되는 복수의 주사기(10)의 주사제 배출구(도 3의 12) 내로 충진되는 방식으로 주사제(L)의 충진이 이루어지게 된다.
이에 대해서는, 이하 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
도 4는 도 3의 고압 스풀 밸브의 밸브 닫힘 상태를 설명하기 위한 도면이고,도 5는 도 3의 고압 스풀 밸브의 밸드 열림 상태를 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 고압 스풀 밸브(160)는 스풀(162)의 상승 운동시, 스풀(162)의 하측 단부가 토출 씰(S2)에 의해 씰링되어, 주사제 주입구(P1)로부터 챔버(165)의 내부로 유입된 주사제(L)가 주사제 토출구(P2)로 토출되는 것이 차단되는 밸브 닫힘 상태를 유지하게 된다.
반면, 도 5에 도시된 바와 같이, 스풀(162)의 하강 운동시, 스풀(162)의 하측 단부가 토출 씰(S2)과 분리되어 챔버 캡(166)의 내부로 하강되어 주사제 주입구(P1)로부터 챔버(165)의 내부로 유입된 주사제(L)가 주사제 토출구(P2)로 배출되는 밸브 열림 상태를 유지하게 된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치는 복수의 고압 스풀 밸브를 적용하는 것에 의해 복수의 주사제 저장 탱크 내의 주사제를 선택적으로 복수의 주사기 몸체 내로 주입하는 것이 가능해질 수 있으므로 복수의 주사제 저장 탱크 내의 주사제 점도가 다르더라도, 복수의 고압 스풀 밸브의 압력 및 개방 시간 등의 조건을 제어하는 것에 의해 복수의 주사기 몸체 내로 각각 충진되는 주사제의 부피를 동일하게 맞출 수 있게 되는바, 복수의 주사기 몸체 내로 동일한 부피로 동시에 주사제를 주입하는 것이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치는 복수의 주사제 저장 탱크 내에 저장된 주사제가 복수의 가스켓에 의해 각각 밀봉되고, 복수의 주사기 몸체의 일측 및 타측이 플런저 및 주사제 배출구에 연통되는 주사기 홀더에 의해 밀폐되는 구조를 가짐으로써, 복수의 주사제 저장 탱크의 내에 저장된 주사제를 복수의 주사기 몸체의 내부로 충진하는 과정 중이나, 또는 충진을 대기하는 동안 외부에 노출될 염려가 없으므로, 주사제가 오염되는 것을 원천적으로 차단하는 것이 가능해질 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 방법에 대하여 설명하도록 한다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 방법을 나타낸 공정 순서도로, 도 1 및 도 3과 연계하여 설명하도록 한다.
도 1, 도 3 및 도 6을 참조하면, 도시된 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입방식의 주사기 충진 방법은 복수의 주사제 저장 탱크의 내부로 복수의 주사제 투입 단계(S210), 복수의 주사제 내부의 보이드 제거 단계(S220), 복수의 가스켓을 복수의 고압 스풀 밸브 방향으로 각각 이송 단계(S230), 복수의 주사기에 설정된 주사제의 양을 고압으로 각각 충진 단계(S240) 및 복수의 고압 스풀 밸브의 작동 정지 단계(S250)를 포함한다.
복수의 주사제 저장 탱크의 내부로 복수의 주사제 투입
복수의 주사제 저장 탱크의 내부로 복수의 주사제 투입 단계(S210)에서는 복수의 주사제 저장 탱크(110)의 내부로 복수의 주사제(L)를 각각 투입한다. 이때, 복수의 주사제(L)는 상호 동일한 점도를 갖는 것이 바람직하기는 하나, 상이한 점도를 갖더라도 무방하다. 이때, 복수의 주사제(L) 각각의 점도 범위는 5,000 ~ 1,000,000cp일 수 있는데, 이는 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 적용으로 주사제(L) 상호 간의 점도가 상이하더라도 동일한 부피로 주사기 몸체(11) 내부로 주사제(L)를 주입하는 것이 가능해질 수 있기 때문이다.
복수의 주사제 내부의 보이드 제거
복수의 주사제 내부의 보이드 제거 단계(S220)에서는 복수의 주사제 저장 탱크(110)의 내부에 저장된 복수의 주사제(L)를 실온 상태에서 48 ± 12시간 동안 유지한 후, 진공 펌핑하여 복수의 주사제(L) 내부의 보이드(void)를 제거한다. 이와 같이, 실온 상태에서 일정 시간 동안 유지시킨 후, 진공 펑핑으로 복수의 주사제(L) 내부의 보이드를 제거하는 것에 의해 주사제 충진 과정시 주사제(L)의 내부에 보이드가 발생하는 것을 최소화할 수 있게 된다.
복수의 가스켓을 복수의 고압 스풀 밸브 방향으로 각각 이송
복수의 가스켓을 복수의 고압 스풀 밸브 방향으로 각각 이송 단계(S230)에서는 복수의 주사제 저장 탱크(110)에 복수의 가스켓(130)을 각각 결합하여 밀봉한 후, 밀대(120) 및 공압 실린더(140)를 이용하여 복수의 가스켓(130)을 밀어 복수의 고압 스풀 밸브(160) 방향으로 각각 이송한다.
복수의 주사기에 설정된 주사제의 양을 고압으로 각각 충진
복수의 주사기에 설정된 주사제의 양을 고압으로 각각 충진 단계(S240)에서는 복수의 고압 스풀 밸브(160)를 작동시켜 주사기 홀더(150)에 고정된 주사기(10)에 설정된 주사제(L)의 양을 고압으로 각각 충진한다.
이때, 복수의 고압 스풀 밸브(160)를 적용하는 것에 의해 복수의 주사제 저장 탱크(110) 내의 주사제(L)를 선택적으로 복수의 주사기 몸체(11) 내로 주입하는 것이 가능해질 수 있으므로 복수의 주사제 저장 탱크(110) 내의 주사제 점도가 다르더라도, 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 압력 및 개방 시간 등의 조건을 제어하는 것에 의해 복수의 주사기 몸체(11) 내로 각각 충진되는 주사제(L)의 부피를 동일하게 맞출 수 있게 되는바, 복수의 주사기 몸체(11) 내로 동일한 부피로 동시에 주사제(L)를 주입하는 것이 가능해질 수 있다.
특히, 주사제 충진은 2 ~ 10atm의 고압으로 한번에 설정된 주사제의 양을 주입하는 방식으로 실시하는 것이 바람직하다. 즉, 주사제 충진은 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 개방시 2 ~ 10atm의 고압으로 설정된 주사제량을 복수의 주사기(10)의 내부로 한번에 각각 공급하게 되며, 이 결과 복수의 주사제(L)가 외부로 노출되는 것 없이 복수의 주사기(10)의 내부로 각각 주입되어 복수의 주사제(L)가 오염되는 것을 원천적으로 차단시킬 수 있게 된다.
복수의 고압 스풀 밸브의 작동 정지
복수의 고압 스풀 밸브의 작동 정지 단계(S250)에서는 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 작동을 레벨 센서(170)를 통해 정지시킨다. 이때, 레벨 센서(170)는 주사기 홀더(150)와 이격된 전단에 장착되어, 복수의 주사기(10)의 플런저(13) 위치를 감지하여 복수의 고압 스풀 밸브(160)의 작동을 각각 제어하게 된다.
전술한 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 방법은 복수의 고압 스풀 밸브를 적용하는 것에 의해 복수의 주사제 저장 탱크 내의 주사제를 선택적으로 복수의 주사기 몸체 내로 주입하는 것이 가능해질 수 있으므로 복수의 주사제 저장 탱크 내의 주사제 점도가 다르더라도, 복수의 고압 스풀 밸브의 압력 및 개방 시간 등의 조건을 제어하는 것에 의해 복수의 주사기 몸체 내로 각각 충진되는 주사제의 부피를 동일하게 맞출 수 있게 되는바, 복수의 주사기 몸체 내로 동일한 부피로 동시에 주사제를 주입하는 것이 가능해질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 멀티 주입 방식의 주사기 충진 방법은 복수의 주사제 저장 탱크 내에 저장된 주사제가 복수의 가스켓에 의해 각각 밀봉되고, 복수의 주사기 몸체의 일측 및 타측이 플런저 및 주사제 배출구에 연통되는 주사기 홀더에 의해 밀폐되는 구조를 가짐으로써, 복수의 주사제 저장 탱크의 내에 저장된 주사제를 복수의 주사기 몸체의 내부로 충진하는 과정 중이나, 또는 충진을 대기하는 동안 외부에 노출될 염려가 없으므로, 주사제가 오염되는 것을 원천적으로 차단할 수 있게 된다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 당업자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
100 : 주사기 충진 장치 110 : 주사제 저장 탱크
120 : 밀대 122 : 고정 바
124 : 수평 바 126 : 푸셔
130 : 가스켓 140 : 공압 실린더
150 : 주사기 홀더 152 : 주사기 고정 블록
154 : 주사제 유입 홀 160 : 고압 스풀 밸브
170 : 레벨 센서 180 : 주사제 공급 배관
190 : 주사제 배출 배관 10 : 주사기
L : 주사제
S210 : 복수의 주사제 저장 탱크의 내부로 복수의 주사제 투입 단계
S220 : 복수의 주사제 내부의 보이드 제거 단계
S230 : 복수의 가스켓을 복수의 고압 스풀 밸브 방향으로 각각 이송 단계
S240 : 복수의 주사기에 설정된 주사제의 양을 고압으로 각각 충진 단계
S250 : 복수의 고압 스풀 밸브의 작동 정지 단계

Claims (12)

  1. 상호 평행하게 이격 배치되며, 내부에 복수의 주사제가 각각 저장된 복수의 주사제 저장 탱크;
    상기 복수의 주사제 저장 탱크의 후단에 장착된 밀대;
    상기 복수의 주사제 저장 탱크와 밀대 사이에 각각 배치되어, 상기 복수의 주사제 저장 탱크 내의 주사제를 각각 밀봉하기 위한 복수의 가스켓;
    상기 밀대의 후단에 장착되어, 상기 밀대의 수평 왕복 운동을 제어하는 공압 실린더;
    상기 복수의 주사제 저장 탱크와 이격된 전단에 배치되며, 상호 평행하게 이격 배치되는 복수의 주사기의 일측을 고정시키는 주사기 홀더; 및
    상기 복수의 주사제 저장 탱크와 복수의 주사기 홀더 사이에 각각 장착되며, 상기 주사기 홀더에 고정된 복수의 주사기로 주입되는 주사제의 주입량을 각각 조절하는 복수의 고압 스풀 밸브;를 포함하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 밀대는
    상기 공압 실린더에 연결되어, 상기 공압 실린더와 연동하는 고정 바와,
    상기 고정 바로부터 분기된 복수의 수평 바와,
    상기 복수의 수평 바에 각각 장착되어, 상기 복수의 가스켓을 고압 스풀 밸브 방향으로 각각 푸시하는 복수의 푸셔를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 주사기 각각은
    주사기 몸체와,
    상기 주사기 몸체의 전단에 부착된 주사제 배출구와,
    상기 주사기 몸체 내에 삽입되는 플런저와,
    상기 플런저의 전단에 장착되어, 상기 주사기 몸체와 플런저의 결속력을 강화하기 위한 오링과,
    상기 주사기 몸체의 전단에 결합되어, 상기 주사제 배출구를 보호하는 보호 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 주사기 충진 장치는
    상기 주사기 홀더와 이격된 전단에 장착되어, 상기 복수의 주사기의 플런저 위치를 각각 감지하여 상기 복수의 고압 스풀 밸브의 작동을 제어하는 레벨 센서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 고압 스풀 밸브 각각은
    내부에 중공을 구비하는 실린더 바디와,
    상기 실린더 바디의 중공 내에 삽입된 스풀과,
    상기 스풀의 상측 단부에 장착되어, 상기 스풀의 위치 운동을 제어하는 피스톤과,
    상기 스풀과 이격된 외주면을 따라 장착되어, 상기 피스톤의 완충 운동을 제어하는 피스톤 스프링과,
    상기 실린더 바디에 부착되며, 일측 벽면을 관통하는 주사제 주입구와, 상기 스풀을 수용하기 위한 상부 및 하부 관통 홀을 구비하는 챔버와,
    상기 스풀을 노출시키는 주사제 토출구를 구비하며, 상기 챔버를 덮는 챔버 캡과,
    상기 실린더 바디와 챔버 사이에 장착되어, 상기 스풀을 씰링하는 내부 씰과,
    상기 챔버와 챔버 캡 사이에 장착되어, 상기 스풀을 씰링하는 토출 씰을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 고압 스풀 밸브는
    상기 실린더 바디의 일측 상단을 관통하는 구동용 에어 접속구와,
    상기 실린더 바디의 벽면을 관통하는 복동용 에어 접속구와,
    상기 피스톤의 스트로크를 제어하기 위한 스트로크 멈춤 바와,
    상기 실린더 바디의 상측을 덮는 실린더 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 고압 스풀 밸브는
    상기 스풀의 상승 운동시, 상기 스풀의 하측 단부가 상기 토출 씰에 의해 씰링되어, 상기 주사제 주입구로부터 챔버의 내부로 유입된 주사제가 주사제 토출구로 토출되는 것이 차단되는 밸브 닫힘 상태를 유지하고,
    상기 스풀의 하강 운동시, 상기 스풀의 하측 단부가 상기 토출 씰과 분리되어 챔버 캡의 내부로 하강되어 상기 주사제 주입구로부터 챔버의 내부로 유입된 주사제가 주사제 토출구로 배출되는 밸브 열림 상태를 유지하는 것을 특징으로 하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 주사기 홀더는
    주사기 고정 블록과,
    상기 주사기 고정 블록의 내부를 관통하여, 상기 복수의 주사기와 각각 동일한 위치에 상호 평행하게 이격되도록 배치되는 복수의 주사제 유입 홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 주사기 충진 장치는
    상기 복수의 주사제 저장 탱크에 일단이 각각 연통되고, 상기 고압 스풀밸브의 주사제 주입구에 타단이 각각 연통되는 복수의 주사제 공급 배관과,
    상기 고압 스풀 밸브의 주사제 토출구에 일단이 각각 연통되고, 상기 주사기홀더의 주사제 유입 홀에 타단이 각각 연통되는 복수의 주사제 배출 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 멀티 주입 방식의 주사기 충진 장치를 이용한 주사기 충진 방법에 있어서,
    (a) 복수의 주사제 저장 탱크의 내부로 복수의 주사제를 각각 투입하는 단계;
    (b) 상기 복수의 주사제 저장 탱크의 내부에 저장된 복수의 주사제를 실온 상태에서 48 ± 12시간 동안 각각 유지한 후, 진공 펌핑하여 상기 복수의 주사제 내부의 보이드를 제거하는 단계;
    (c) 상기 복수의 주사제 저장 탱크에 복수의 가스켓을 각각 결합하여 밀봉한 후, 밀대 및 공압 실린더를 이용하여 상기 복수의 가스켓을 밀어 복수의 고압 스풀 밸브 방향으로 각각 이송하는 단계;
    (d) 상기 복수의 고압 스풀 밸브를 각각 작동시켜 주사기 홀더에 고정된 복수의 주사기에 설정된 주사제의 양을 고압으로 각각 충진하는 단계; 및
    (e) 상기 복수의 고압 스풀 밸브의 작동을 레벨센서를 통해 각각 정지시키는 단계;를 포함하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 복수의 주사제 각각은
    5,000 ~ 1,000,000cps의 점도를 갖되, 복수의 주사제 상호 간이 동일한 점도를 갖거나, 또는 상이한 점도를 갖는 것을 특징으로 하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 (d) 단계에서,
    상기 복수의 주사제 충진은
    각각 2 ~ 10atm의 고압으로 한번에 설정된 주사제의 양을 주입하는 방식으로 실시하는 것을 특징으로 하는 멀티 주입 방식의 주사기 충진 방법.
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