KR101656821B1 - 용액 혼합 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 용액 혼합을 위한 장치에 관한 것으로서, 용액을 수용하는 용기 내에 일부가 잠입되며, 내부에 형성된 관로를 통하여, 용기 내부로 액체를 주입하도록 하는 인젝팅 로드 유닛; 가상의 수직축을 기준으로 인젝팅 로드 유닛을 공전 시키는 리볼빙 유닛; 및 공전하는 인젝팅 로드 유닛을 자전시키는 로테이팅 유닛 등을 포함하여, 혼합용 액체를 주입하는 관 자체가 하나의 교반기가 되어, 교반과 동시에 혼합용 액체를 주입하는바, 신속한 교반의 효과를 제공한다.

Description

용액 혼합 장치{APPARATUS FOR MIXING SOLUTION}
본 발명은 용액을 혼합하기 위한 장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는, 상이한 성질을 가지는 용액을 주임함과 동시에 이들 상이한 용액이 자동으로 교반되어 섞이도록 하며, 교반 동작과 함께 이들 용액의 농도를 실시간으로 측정하여, 정밀한 농도를 맞추도록 하는 용액 혼합 장치에 관한 기술 분야이다.
도 1은 목적하는 농도를 맞추기 위하여, 용액통의 용액을 종래의 혼합통에 투입하는 것을 도시한 개념도이다.
자동차의 강재의 도장성 평가를 위하여 사용되는 각종 도료 및 수용액은 도 1에 도시된 바와 같이, 작업자가 혼합통(1)에 용액통(2)의 용액를 다양하게 부으면서, 농도를 지속적으로 측정해가며 수작업을 통해 혼합통(1)의 다양한 용액을 교반하는 것이 일반적이었다.
도 1과 같은 방식은 작업자가 용액통(2)의 용액량을 눈으로 확인하며, 일정량을 혼합통(1)에 부어야 하며, 혼합통(1)에 수용된 각종 용액을 농도를 측정해가며 교반해야 하는바, 작업자의 숙련도에 따라서, 최종 용액의 농도가 상이하게 되는 문제점이 존재하였다.
용액을 제조하기 위한 교반기나 용액 혼합기 등에 대한 기술적인 시도는 주로, 생화학 실험 장비, 페인트 혼합 장치, 화학 실험 장비 들을 통해 발전되어 왔으며, 이에 대한 종래의 선행 기술들은 "전자 사진 감광체용 도료의 보관 방법, 전자 사진 감광체의 제조 방법 및 전자사진 감광체용 도료를 위한 보관 용기(일본 특허 출원 번호 제2009-209313호, 이하 선행기술1)" 또는 "페인트 저장 장치(출원 번호 제10-2009-0091922호, 이하 선행기술2)" 등이 존재한다.
선행기술1은 적어도 입자를 함유하는 전자사진 감광체용 도료가 용기에 보관되고, 이 용기가 외면에 접하는 부재를 회전 구동하는 회전 장치를 이용하여 회전되는 보관 방법에 관한 것이나, 배합통의 회전을 통해 용액의 수평적 배합은 원활하지만, 수직적 배합이 아쉬운 기술에 해당한다. 아울러 투입되는 용액의 수직 상하의 균일한 투입도 부족하여, 배합 자체에만 의존해야 하는 문제점 역시 존재한다.
선행기술2는 저장부에 저장되는 페인트를 교반하는 교반부 및 교반부를 구동시키는 구동부를 포함하여, 교반부를 통한 교반 작용이 이루어질 수 있으나, 교반부를 통한 용액의 수직 및 수평적 균일한 주입과 동시에 교반의 작용이 아쉬운 부분이며, 교반 작용 역시 수평적인 부분에만 치중되어 수작업에 의한 균일한 교반보다 혼합 작용이 부족할 것으로 예측되는 기술이다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치는 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 현장 근로자의 수작업에 의존하지 않고, 상이한 성질의 용액을 정량으로 투입하면서 교반작용까지 수행하며, 아울러 실시간으로 농도의 측정까지 수행할 수 있도록 하고자 한다.
본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치는 상기의 해결하고자 하는 과제를 위하여 다음과 같은 과제 해결 수단을 가진다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치는 용액을 수용하는 용기(container) 내에 일부가 잠입되며, 내부에 형성된 관로를 통하여, 상기 용기 내부로 액체를 주입하도록 하는 인젝팅 로드 유닛(injecting rod unit); 상기 인젝팅 로드 유닛을 홀딩하며, 가상의 수직축을 기준으로 상기 인젝팅 로드 유닛을 공전 시키는 리볼빙 유닛(revolving unit); 및 상기 리볼빙 유닛에 제공되어, 공전하는 상기 인젝팅 로드 유닛을 자전시키는 로테이팅 유닛(rotating unit)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 인젝팅 로드 유닛은 복수 개로 구비되며, 상호 동일 또는 상이한 공전 궤적을 그리는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 인젝팅 로드 유닛은, 수직한 막대 형상이며, 일부가 상기 용기 내부로 잠입되고, 상기 가상의 수직축을 기준으로 공전함과 동시에 자전하여, 상기 용기 내부의 용액을 교반하는 스터링 바아(stirring bar); 상기 스터링 바아 내부에 관로를 형성하는 배관; 상기 스터링 바아 상측에 위치하며, 상기 배관으로 액체를 주입하도록 제공되는 주입구; 및 상기 스터링 바아의 하부에 제공되어, 상기 주입구로부터 유입된 액체를 상기 용기 내부로 분사시키는 복수 개의 바아 노즐(nozzle)을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 바아 노즐은, 상기 스터링 바아의 외주면에 상호 균일한 간격으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 바아 노즐은, 상기 배관으로부터 상기 바아 노즐의 외부로 유체의 흐름을 제공하되, 상기 바아 노즐 외부로부터 상기 배관으로의 유체의 흐름은 차단하는 판막을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 인젝팅 로드 유닛은, 상기 스터링 바아의 외주면에 돌출 형성되는 믹싱 블레이드(mixing blade)를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 믹싱 블레이드는, 복수 개를 포함하며, 상기 스터링 바아의 자전 방향으로 굴곡되어 돌출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 리볼빙 유닛은, 상기 인젝팅 로드 유닛을 홀딩하며 가상의 수직축을 중심으로 회전하는 보디; 및 상기 보디의 하면을 지지하며, 상기 보디의 회전 저항을 감소시키는 서포팅 롤러를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 리볼빙 유닛은, 상기 보디를 회전시키는 동력을 제공하는 리볼빙 모터; 및 상기 리볼빙 모터의 회전 동력을 상기 보디로 전달하는 기어 박스를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 로테이팅 유닛은, 상기 인젝팅 로드 유닛의 자전 동력을 제공하는 로테이팅 모터; 및 상기 로테이팅 모터의 회전 샤프트와 상기 인젝팅 로드 유닛을 상호 연결하여, 상기 인젝팅 로드 유닛을 회전시키는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치는, 상기 인젝팅 로드 유닛의 일측에 제공되어, 상기 인젝팅 로드 유닛을 상하로 왕복 운동시키는 상하 반동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 상하 반동 유닛은, 상기 인젝팅 로드 유닛의 상부에 제공되어, 상면에 경사면 형성되는 하부 경사 돌기; 상기 하부 경사 돌기의 상면에 제공되어, 하면에 상기 경사면에 상응하는 경사면을 형성하는 상부 경사 돌기; 및 상기 하부 경사 돌기의 하면과 상기 보디 사이에 배치되어 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치는, 상기 용기의 상부를 덮도록 제공되고, 상기 인젝팅 로드 유닛을 홀딩하며, 상기 인젝팅 로드 유닛이 공전하는 궤적을 제공하는 커버링 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 로테이팅 유닛은, 상기 커버링 유닛에 제공되어, 상기 스터링 바아의 자전을 용이하도록 하는 바아 홀딩 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치는, 상기 용기로부터 상기 커버링 유닛을 탈착시키는 커버 오프닝 유닛(cover opening unit)을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 커버링 유닛은, 상기 커버링 유닛의 일측에 제공되어, 상하로 형성된 개구의 내주면에 나사산을 형성하는 돌출 너트부를 더 포함하되, 상기 커버 오프닝 유닛은, 수직하게 기립하며, 일측면이 개방되어 개방된 일측면을 통해 상기 돌출 너트부를 수용하여, 상기 돌출 너트부의 상하 이동 경로를 제공하는 지지대; 상기 지지대의 내부에 수용되며, 상기 돌출 너트부와 체결되어, 회전함에 따라 상기 돌출 너트부를 상하로 이송시키는 리프팅 볼트; 및 상기 리프팅 볼트를 회전시키는 동력을 제공하는 리프팅 모터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 용액 혼합 장치는, 상기 용기의 일측에 제공되어, 상기 용기 내부로 혼합용 액체를 분사하는 인젝팅 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 인젝팅 유닛은, 상기 용기의 하부에 제공되어 상기 혼합용 액체를 일시적으로 수용하는 하우징부; 상기 하우징부의 일측에 제공되어, 상기 혼합용 액체를 상기 하우징부 내부로 유입시키는 공급 라인; 및 상기 하우징부의 상부에 배치되어, 상기 용기 내부로 혼합용 액체를 주입하는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 노즐은, 복수 개로 구비되며, 상기 가상의 수직축을 중심으로 방사상으로 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 노즐은, 상기 노즐의 내부에 배치되어, 상기 하우징부로부터 상기 용기 내부로 향하도록 상기 혼합용 액체의 흐름의 일방향성을 제공하는 판막을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치는 상기 용기 내부에 제공되어, 상기 용기에 수용된 용액의 농도를 측정하는 농도 측정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치의 상기 농도 측정 유닛은, 상기 가상의 수직축을 따라 기립하게 제공되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 용액 혼합 장치는 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 혼합용 액체를 주입하는 관 자체가 하나의 교반기가 되어, 교반과 동시에 혼합용 액체를 주입하는바, 신속한 교반의 효과를 제공한다.
둘째, 혼합용 액체를 주입하는 관이 스스로 회전과 동시에 원 운동을 하는바, 혼합용 액체의 균일한 주입이 가능하며, 동시에 즉시 주입된 혼합용 액체를 즉시 교반하도록 하는 효과를 제공한다.
셋째, 혼합용 액체를 주입하는 관이 상하로 왕복되는바, 수평적으로 균일하게 혼합용 액체를 주입하던 것에서 벗어나, 수직적으로도 균일하게 혼합용 액체의 주입이 가능하도록 하는 효과를 제공한다.
넷째, 혼합용 액체의 주입이 교반하는 관으로 주입되기도 하며, 동시에 용기의 하부에서 별도로 주입되도록 하는 효과도 제공한다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 목적하는 농도를 맞추기 위하여, 용액통의 용액을 종래의 혼합통에 투입하는 것을 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명에 따른, 용액 혼합 장치의 바람직한 일 실시예를 도시한 측단면도이다.
도 3은 도 2의 A-A 절단면을 도시한 절단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른, 용액 혼합 장치의 일 구성을 도시한 부분 측단면도이다.
도 5는 도 4의 B-B 절단면을 도시한 절단면도이다.
본 발명에 따른 용액 혼합 장치는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 기술적 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 용액 혼합 장치를 상세히 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명에 따른, 용액 혼합 장치의 바람직한 일 실시예를 도시한 측단면도이다. 도 3은 도 2의 A-A 절단면을 도시한 절단면도이다. 도 4는 본 발명에 따른, 용액 혼합 장치의 일 구성을 도시한 부분 측단면도이다. 도 5는 도 4의 B-B 절단면을 도시한 절단면도이다.
본 발명에 따른, 용액 혼합 장치(100)는 인젝팅 로드 유닛(injecting rod unit); 리볼빙 유닛(revolving unit); 및 로테이팅 유닛(rotating unit)을 포함한다.
먼저, 언급된 구성 요소들을 간략히 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 인젝팅 로드 유닛(110)은 혼합용 용액을 용기(101) 내부로 주입함과 동시에 스스로 교반(stir)하는 기능을 갖추고 있는 구성이며, 리볼빙 유닛(120)은 인젝팅 로드 유닛(110)을 원 운동 즉, 일정한 원 궤적을 따라 공전시키는 구성이며, 로테이팅 유닛(130)은 공전하는 인젝팅 로드 유닛(110)이 공전과 동시에 자전 즉, 스스로 회전하도록 하는 구성이다.
즉, 본 발명의 인젝팅 로드 유닛(110)은 스스로 혼합용 용액을 주입하면서, 스스로 회전 운동 및 원 운동을 하며, 교반하는 기능을 구비하게 되는 것이다.
따라서, 인젝팅 로드 유닛(110)은 용액을 수용하는 용기(101) 내에 일부가 잠기게 되며, 용액의 주입에 따라 용액 내에도 일부가 잠길 수도 있게 된다.
인젝팅 로드 유닛(110)은 명칭에서 알 수 있는 바와 같이, 막대 형상으로 이루어지며, 세로로 기립하여 하부의 일부가 용기(101) 내부로 잠입될 수 있다.
그리고, 인젝팅 로드 유닛(110)은 내부에 관로(pipe)가 형성되어, 형성된 관로를 따라 혼합용 용액을 용기(101) 내부로 주입하도록 한다.
리볼빙 유닛(120)은 인젝팅 로드 유닛(110)을 홀딩하여, 가상의 수직축을 기준으로 원운동 즉, 공전시키는 구성이다.
리볼빙 유닛(120)은 인젝팅 로드 유닛(110)을 원운동 시켜, 용기(101) 내에 수용된 용액을 저어 용액을 교반하게 된다.
상술한 인젝팅 로드 유닛(110)은 하나 또는 복수 개로 이루어질 수 있는데, 복수 개로 구비되는 경우에는 상호간에 동일한 원 운동 궤적 상의 운동(도 3의 110t 참조)을 할 수 있고, 공전 반경이 각각 상이하여 상이한 공전 궤적을 그리도록 할 수도 있다.
아울러, 로테이팅 유닛(130)은 공전하고 있는 인젝팅 로드 유닛(120)을 공전과 동시에 자전하도록 하는 구성이다.
로테이팅 유닛(130)은 도 2에 도시된 바와 같이, 리볼빙 유닛(120)에 배치되어, 인젝팅 로드 유닛(120)의 자전 운동을 시키는 것이 바람직하다.
이하에서는 간략히 설명한 위의 구성들을 보다 상세히 설명하도록 한다.
먼저, 인젝팅 로드 유닛(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 스터링 바아(stirring bar, 111); 배관(113); 주입구(112); 및 바아 노즐(bar nozzle, 114)을 포함할 수 있다.
스터링 바아(111)는 막대 형상으로 이루어지며, 수직하게 기립한다.
스터링 바아(111)는 하부의 일부가 용기 내부로 잠입되는데, 이러한 스터링 바아(111)는 상술한 바와 같이 가상의 수직축을 기준으로 공전함과 동시에 자전하게 되어, 용기(101) 내의 용액을 교반하는 기능을 수행한다.
스터링 바아(111)는 내부에 관로를 형성하는 배관(113)을 구비하게 되며, 상측에는 혼합용 용액이 주입되도록 하는 주입구(112)가 형성되고, 스터링 바아(111)의 하부의 외주면에는 복수 개의 바아 노즐(bar nozzle, 114)가 형성되어, 주입구(112)로부터 주입된 액체를 용기(101) 내부로 분사시키게 된다.
인젝팅 로드 유닛(110)은 복수 개로 구비될 수 있는바, 스터링 바아(111) 역시 복수 개로 구비될 수 있고, 스터링 바아(111)는 하나의 혼합용 액체의 주입 수단으로의 기능도 수행하는바, 인젝팅 로드 유닛(110)의 개수 만큼 다양한 혼합용 액체를 주입할 수 있게 되며, 늘어나는 혼합용 액체의 개수 만큼 스터링 바아(111)의 개수 역시 증가하는바, 혼합용 액체의 수와 교반의 성능은 상호 비례하는 관계에 놓이게 된다.
이 같은, 스터링 바아(111)는 상술한 바와 같이, 바아 노즐(114)을 통해 혼합용 용액을 용기(101) 내부로 주입함과 동시에, 스스로 공전하면서 용액을 교반하게 되는데, 바아 노즐(114)을 통해 주입되는 바아 노즐(114) 역시 자전과 동시에 공전하게 되는바, 용기(101) 내부로 주입되는 혼합용 용액은 회전됨과 동시에 공전하면서 주입되어, 용기(101) 내부의 다양한 부분으로 혼합용 용액이 분사되는며 동시에 교반되게 된다.
바아 노즐(114)은 스터링 바아(111)의 외주면의 둘레를 따라서 상호 균일한 간격으로 배치되기도 하며, 상하로 다양한 위치로 배치되는바, 혼합용 용액은 수평적으로 균일하고 다양하게 주입됨과 동시에 수직적으로도 균일하고 다양하게 주입되는 것이 특징이다.
바아 노즐(114)에는 혼합용 액체의 역류 방지를 위한 판막(미도시)를 더 포함할 수 있다.
판막은 배관(113)으로부터 바아 노즐(114)의 외부로, 유체 흐름의 일방향성을 제공하는데, 반대로, 바아 노즐(114)의 외부로부터 배관(113)으로의 유체 흐름을 차단하는 기능을 수행한다.
판막은 동물의 정맥 내부에 존재하는 정맥판과 같이 형성될 수 있으며, 상술한 바와 같은 용액 흐름의 일방향성을 위해 바아 노즐(114) 내부에 힌지 연결된 고무판 등으로 형성될 수 있다.
인젝팅 로드 유닛(110)은 도 4에 도시된 바와 같이, 스터링 바아(111)의 외주면에 돌출 형성되는 믹싱 블레이드(mixing blade, 115)를 더 포함할 수 있다.
믹싱 블레이드(115)는 스터링 바아(111)의 회전, 즉 자전에 따라 자전함과 동시에 스터링 바아(111)의 원운동 즉, 공전에 따라 공전하는 구성이며, 이러한 자전 및 공전에 따라 스터링 바아(111)의 교반 작용을 극대화하는 구성이다.
믹싱 블레이드(115)는 스터링 바아(111)의 외주면에 돌출 형성된 일종의 날(blade)와 같이 형성되는데, 그 교반 작용의 극대화를 위하여, 스터링 바아(111)의 자전 방향으로 굴곡되도록 형성되는 것이 바람직하다.
리볼빙 유닛(120)은 보디(121); 및 서포팅 롤러(122)를 포함할 수 있다.
리볼빙 유닛(120)은 인젝팅 로드 유닛(110)을 원운동 즉 공전시키는 구성으로서, 케이스(102)와 같은 지지 구성에 의존할 수 있으며, 케이스(102)와 같은 프레임 내에서 회전되도록 하는 보디(121)를 배치시킬 수 있다.
보디(121)는 도 2에 도시된 바와 같이, 원판 형상으로 이루어져, 원판의 내부에 관통된 부분을 통해 인젝팅 로드 유닛(110)을 수용할 수 있으며, 이러한 인젝팅 로드 유닛(110)을 수용한 상태로 스스로 자전함으로써, 인젝팅 로드 유닛(110)을 공전시키게 된다.
보디(121)가 원판의 형상으로 이루어질 경우, 그 경계는 케이스(102)의 내주면에 밀착될 수 있는 경계부분을 형성할 수 있으며, 이러한 경계 부분의 외주면은 케이스(102)의 내주면과 슬라이딩되며 회전될 수 있다.
여기서, 보디(121)는 가상의 수직축을 중심으로 회전하는 구성인데, 상술한 바와 같이, 인젝팅 로드 유닛(110)을 홀딩하며 회전하게 된다.
서포팅 롤러(122)는 보디(121)의 하면을 지지하는 구성인데, 베어링 등을 포함하여, 보디(121)의 회전 저항을 감소시키며, 베어링 등을 회전시키는 축을 고정하는 골격(미도시) 등은 상술한 케이스(102)의 내부면에 고정될 수 있다.
도 2에 도시된 케이스(102)와 같은 구성은 보디(121)와 서포팅 롤러(122)의 배치를 설명하기 위한 일 예시에 불과한바, 케이스(102)의 특정된 형상이나 기능에 반드시 본 발명의 기술적 사상이 제한되어서는 안될 것이다.
만약, 케이스(102)와 같은 골격의 도입을 통해, 보디(121)의 회전과 서포팅 롤러(122)의 배치를 구현하는 경우에는, 보디(121)의 회전 저항을 보다 감소시키기 위하여, 보디(121)의 측면을 지지하여 롤링하는 사이드 롤러(123, 도 2 참조)을 더 구비하는 것이 바람직하다.
리볼빙 유닛(120)은 리볼빙 모터(124) 및 기어 박스(125)를 더 포함할 수 있다.
리볼빙 모터(124)는 그 명칭에서 알 수 있는 바와 같이, 보다 자세하게는 보디(121)를 회전시켜, 보디(121)에 홀딩되는 인젝팅 로드 유닛(110)이 궁극적으로 공전되도록 한다.
기어 박스(125)는 리볼빙 모터(124)에 의한 회전 동력을 보디(121)로 전달하는 구성이며, 기어 박스(125)는 기어 비율의 조절을 통해, 리볼빙 모터(124)의 회전 동력에 의한 보디(121)의 회전 속도를 조절하는 기능도 수행할 수 있다.
보디(121)가 상술한 바와 같이, 원판의 형상으로 이루어지며, 그 경계 부분이 케이스(102)의 내주면과 슬라이딩되며 회전하는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이, 기어 박스(125)의 일부 기어가 원판 형상의 경계 부분의 외주면에 형성된 기어 무늬와 맞물려 돌아가면서, 보디(121)를 회전시키는 것이다.
로테이팅 유닛(130)을 보다 자세하게 설명하면, 로테이팅 모터(131); 및 벨트(132)를 포함할 수 있다.
로테이팅 모터(131)은 인젝팅 로드 유닛(110)의 자전 동력을 원천적으로 제공하는 구성인데, 도 2에 도시된 바와 같이, 보디(121)에 장착되어, 보디(121)의 회전에 따라 회전되어도 무방하다.
벨트(132)는 고무 벨트나, 금속 벨트, 혹은 금속 재질의 체인 등으로 구현될 수 있는 것이며, 로테이팅 모터(131)의 회전 축 즉, 샤프트(shaft)와 인젝팅 로드 유닛(110)의 외주면을 상호 연결시켜, 인젝팅 로드 유닛(110)의 회전을 직접 관장하는 구성(도 2 참조)이다.
벨트(132) 역시 보디(121)에 제공되어, 보디(121)의 회전에 따라 회전되면서, 인젝팅 로드 유닛(110)의 자전을 관장하는 것도 무방할 것이다.
상술한 바와 같이, 인젝팅 로드 유닛(110)은 자전과 동시에 공전하면서, 혼합용 용액을 주입함과 동시에 교반의 기능을 수행하는 것 외에, 상하 반복 운동을 수행하도록 할 수 있다.
이를 위하여, 본 발명은 상하 반동 유닛(140)을 더 포함할 수 있다.
상하 반동 유닛(140)은 인젝팅 로드 유닛(110)의 일측, 바람직하게는 상측에 제공되어, 인젝팅 로드 유닛(110)을 규칙적인 상하 움직임을 발생시킨다.
상하 반동 유닛(140)을 보다 상세히 설명하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 하부 경사 돌기(141); 상부 경사 돌기(142); 및 탄성부(143)을 포함할 수 있다.
먼저, 하부 경사 돌기(141)는 인젝팅 로드 유닛(110) 보다 자세하게는 스터링 바아(111)의 상부에 결합되어 고정되어, 스터링 바아(111)의 자전 및 공전에 따라 자전 및 공전하는 구성이다.
하부 경사 돌기(141)는 그 상면이 경사면을 형성하게 되는데, 이러한 경사면은 상부 경사 돌기(142)의 하면에 형성된 경사면과 상응하게 된다.
상부 경사 돌기(142)는 인젝팅 로드 유닛(110), 보다 자세하게는 스터링 바아(111)의 공전에 따라 공전하되, 인젝팅 로드 유닛(110) 보다 자세하게는 스터링 바아(111)의 자전에도 불구하고 자전되지 않는 구성이다.
상부 경사 돌기(142)는 그 하면에, 하부 경사 돌기(141)의 상면에 형성된 경사면과 상응하는 경사면을 가지는데, 하부 경사 돌기(141)의 자전에 따라 그 경사면으로 인하여, 하부 경사 돌기(141)의 하부에 위치한 스터링 바아(111)의 상하 움직임이 이루어지게 된다.
이 경우, 하부 경사 돌기(141)이 상부 경사 돌기(142)에 지속적으로 접촉이 유지되어야 하는데, 이를 위하여 탄성부(143)는 하부 경사 돌기(141)의 하면과 보디(121)의 사이에 배치되어, 하부 경사 돌기(141)가 상부로 탄성을 가지게 되며, 이에 따라 하부 경사 돌기(141)는 상부 경사 돌기(142)와 접촉이 유지되는 것이다.
여기서의 탄성부(143)는 스프링과 같은 제품으로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른, 용액 혼합 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 커버링 유닛(150)을 더 포함할 수 있다.
커버링 유닛(150)은 용기(101)의 상부를 덮어, 용액의 혼합 또는 교반시에 용액이 외부로 누출되는 것을 방지하는 구성이다.
커버링 유닛(150)은 상술한 바와 같은 기능을 갖춤과 동시에, 인젝팅 로드 유닛(110), 보다 자세하게는 스터링 바아(111)를 홀딩하며, 인젝팅 로드 유닛(110), 보다 자세하게는 스터링 바아(111)의 공전 궤적을 제공하게 된다.
본 발명에 따른, 용액 혼합 장치(100)가 도 2에 도시된 바와 같이, 커버링 유닛(150)을 더 포함하는 경우, 로테이팅 유닛(130)은 바아 홀딩 롤러(133)를 더 포함할 수 있는데, 바아 홀딩 롤러(133)는 커버링 유닛(150)의 수직 방향으로 형성된 관통구(152)에 제공되어, 스터링 바아(111)의 자전의 저항을 저감시키는 기능을 수행한다.
본 발명에 따른, 용액 혼합 장치(100)는 상술한 커버링 유닛(150)의 탈착을 관장하는 커버 오프닝 유닛(160)을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 커버링 유닛(150)은 돌출 너트부(153)을 더 포함할 수 있는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 돌출 너트부(153)는 커버링 유닛(150)의 일측에 제공되어, 상하로 형성된 개구의 내주면에 나사산을 형성할 수 있다.
아울러, 이 경우에 있어서, 커버 오프닝 유닛(150)은 지지대(161); 리프팅 볼트(162); 및 리프팅 모터(163)을 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 지지대(161)는 용기(101)의 측면에 수직하게 기립되어 있는 것으로서, 용기(101)를 향하고 있는 측면이 개방되며, 이렇게 개방된 측면에는 상술한 돌출 너트부(153)을 수용하게 된다. 그리고, 지지대(161)는 개방된 측면을 따라 돌출 너트부(153)의 수직 이동 경로를 제공하게 된다.
리프팅 볼트(162)는 지지대(161)의 내부에 수용되며, 이 역시 수직으로 기립하는 구성이다.
리프팅 볼트(162)는 외주면에 나사산이 형성되며, 이러한 나사산은 돌출 너트부(153)의 내주면에 형성된 나사산과 체결되고, 리프팅 볼트(162)의 회전에 따라 돌출 너트부(153)는 상술한 바와 같이, 지지대(161)의 개방된 측면을 따라 상하 이동된다.
리프팅 모터(163)은 리프팅 볼트(162)의 회전 동력을 제공하는데, 도 2에 도시된 바와 같이, 지지대(161)의 상측에 배치될 수도 있으며, 지지대(161)의 하측 또는 측면 등에 제공되어 리프팅 볼트(162)를 직접 또는 (기어 박스 등을 매개하여) 간접적으로 회전시킬 수 있는바, 그 배치되는 위치에는 제한이 없다.
본 발명에 따른, 용액 혼합 장치(100)는 인젝팅 유닛(170)을 더 포함할 수 있다.
인젝팅 유닛(170)은 도 2에 도시된 바와 같이, 용기(101)의 일측, 바람직하게는 하측에 제공되어 용기(101)의 내부로 혼합용 액체를 분사하는 기능을 수행한다.
인젝팅 유닛(170)은 도 5에 도시된 바와 같이, 하우징부(171); 공급 라인(172); 및 노즐(173)을 포함할 수 있다.
하우징부(171)은 도 5에 도시된 바와 같이, 용기(101)의 하부에 제공되며, 혼합용 액체를 용기(101) 내부로 주입하기 전에 일시적으로 수용하는 기능을 수행한다. 동시에 하우징부(171)는 용기(171)의 하부면을 형성할 수도 있어, 용기(101)의 하면을 밀폐시키는 역할을 담당할 수도 있다.
공급 라인(172)은 하우징부(171)의 일측에 제공되어, 혼합용 액체를 하우징부(171) 내부로 혼합용 액체를 공급하는 일종의 파이프와 같은 구성이다.
공급 라인은 하우징부(171)의 일측면으로만 형성될 수도 있으나, 하우징부(171) 내부에까지 연속적으로 형성되어, 노즐(173)에 직접 연결될 수도 있다.
노즐(173)은 하우징부(171)의 상부 즉, 상면에 배치되어, 용기(101) 내부로 혼합용 액체를 직접 주입하는 구성이다.
여기서 노즐(173)은 복수 개로 구비될 수 있는데, 가상의 수직축을 중심으로 방사상으로 배치되며, 가상의 수직축으로부터 동일한 반경을 가지고 배치되는 노즐(173)들은 상호 균일한 이격 거리를 갖도록 형성된다.
노즐(173) 역시 혼합용 액체의 역류를 방지하기 위하여, 판막(미도시)를 구비할 수 있는데, 판막은 노즐(173)의 내부에 배치되어, 하우징부(171)로부터 용기(101) 내부로 향하도록 혼합용 액체의 흐름의 일방향성을 제공한다.
노즐(173)의 판막 역시 동물의 정맥 내의 정맥판이나 힌지 연결된 고무판 등으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른, 용액 혼합 장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 농도 측정 유닛(180)을 더 포함할 수 있는데, 농도 측정 유닛(180)은 용기 내부에 제공되어 용기(101)에 수용된 용액의 농도를 실시간 혹은 특정된 주기마다 측정하도록 구성될 수 있다.
농도 측정 유닛(180)은 상술한 바와 같은 가상의 수직축을 따라 기립하게 제공되어, 교반되는 유체의 흐름에 영향을 받지 않도록 구성되는 것이 바람직하며, 외부로부터 공급되는 전력을 통해, 농도를 실시간 혹은 주기적으로 센싱할 수 있을 뿐만 아니라, 측정된 데이터는 유무선 데이터 통신을 통해 타 기기로 전달가능하는 기능도 구비할 수 있다.
본 발명의 권리 범위는 특허청구범위에 기재된 사항에 의해 결정되며, 특허 청구범위에 사용된 괄호는 선택적 한정을 위해 기재된 것이 아니라, 명확한 구성요소를 위해 사용되었으며, 괄호 내의 기재도 필수적 구성요소로 해석되어야 한다.
S: 용액 1: 혼합통
2: 용액통 100: 본 발명에 따른, 용액 혼합 장치
101: 용기(container) 102: 케이스
103: 캡 110: 인젝팅 로드 유닛(injecting rod unit)
111: 스터링 바아 112: 주입구
113: 배관 114: 바아 노즐(nozzle)
115: 믹싱 블레이드 120: 리볼빙 유닛
121: 보디 122: 서포팅 롤러
123: 사이드 롤러 124: 리볼빙 모터
125: 기어 박스 130: 로테이팅 유닛(rotating unit)
131: 로테이팅 모터 132: 벨트
133: 바아 홀딩 롤러 140: 상하 반동 유닛
141: 하부 경사 돌기부 142: 상부 경사 돌기부
143: 탄성부 150: 커버링 유닛
151: 커버 152: 관통구
153: 돌출 너트부 160: 커버 오프닝 유닛(cover opening unit)
161: 지지대 162: 리프팅 볼트
163: 리프팅 모터 170: 인젝팅 유닛
171: 하우징부 172: 공급 라인
173: 노즐 180: 농도 측정 유닛

Claims (19)

  1. 용액을 수용하는 용기(container) 내에 일부가 잠입되며, 내부에 형성된 관로를 통하여, 상기 용기 내부로 액체를 주입하도록 하는 인젝팅 로드 유닛(injecting rod unit);
    상기 인젝팅 로드 유닛을 홀딩하며, 가상의 수직축을 기준으로 상기 인젝팅 로드 유닛을 공전 시키는 리볼빙 유닛(revolving unit); 및
    상기 리볼빙 유닛에 제공되어, 공전하는 상기 인젝팅 로드 유닛을 자전시키는 로테이팅 유닛(rotating unit)을 포함하되,
    상기 리볼빙 유닛은,
    상기 인젝팅 로드 유닛을 홀딩하며 가상의 수직축을 중심으로 회전하는 보디; 및
    상기 보디의 하면을 지지하며, 상기 보디의 회전 저항을 감소시키는 서포팅 롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 인젝팅 로드 유닛은
    복수 개로 구비되며, 상호 동일 또는 상이한 공전 궤적을 그리는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인젝팅 로드 유닛은,
    수직한 막대 형상이며, 일부가 상기 용기 내부로 잠입되고, 상기 가상의 수직축을 기준으로 공전함과 동시에 자전하여, 상기 용기 내부의 용액을 교반하는 스터링 바아(stirring bar);
    상기 스터링 바아 내부에 관로를 형성하는 배관;
    상기 스터링 바아 상측에 위치하며, 상기 배관으로 액체를 주입하도록 제공되는 주입구; 및
    상기 스터링 바아의 하부에 제공되어, 상기 주입구로부터 유입된 액체를 상기 용기 내부로 분사시키는 복수 개의 바아 노즐(nozzle)을 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 바아 노즐은,
    상기 배관으로부터 상기 바아 노즐의 외부로 유체의 흐름을 제공하되, 상기 바아 노즐 외부로부터 상기 배관으로의 유체의 흐름은 차단하는 판막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 인젝팅 로드 유닛은,
    상기 스터링 바아의 외주면에 돌출 형성되는 믹싱 블레이드(mixing blade)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 믹싱 블레이드는,
    복수 개를 포함하며, 상기 스터링 바아의 자전 방향으로 굴곡되어 돌출되는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서, 상기 리볼빙 유닛은,
    상기 보디를 회전시키는 동력을 제공하는 리볼빙 모터; 및
    상기 리볼빙 모터와 상기 보디를 상호 연결하여, 상기 리볼빙 모터의 회전 동력을 상기 보디로 전달하는 기어 박스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  9. 용액을 수용하는 용기(container) 내에 일부가 잠입되며, 내부에 형성된 관로를 통하여, 상기 용기 내부로 액체를 주입하도록 하는 인젝팅 로드 유닛(injecting rod unit);
    상기 인젝팅 로드 유닛을 홀딩하며, 가상의 수직축을 기준으로 상기 인젝팅 로드 유닛을 공전 시키는 리볼빙 유닛(revolving unit); 및
    상기 리볼빙 유닛에 제공되어, 공전하는 상기 인젝팅 로드 유닛을 자전시키는 로테이팅 유닛(rotating unit)을 포함하되,
    상기 로테이팅 유닛은,
    상기 인젝팅 로드 유닛의 자전 동력을 제공하는 로테이팅 모터; 및
    상기 로테이팅 모터의 회전 샤프트와 상기 인젝팅 로드 유닛의 회전 외주면을 상호 연결하여, 상기 로테이팅 모터의 회전 동력을 상기 인젝팅 로드 유닛으로 전달하는 벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 용액 혼합 장치는,
    상기 인젝팅 로드 유닛의 일측에 제공되어, 상기 인젝팅 로드 유닛을 상하로 왕복 운동시키는 상하 반동 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 상하 반동 유닛은,
    상기 인젝팅 로드 유닛의 상부에 제공되어, 상면에 경사면 형성되는 하부 경사 돌기;
    상기 하부 경사 돌기의 상면에 제공되어, 하면에 상기 경사면에 상응하는 경사면을 형성하는 상부 경사 돌기; 및
    상기 하부 경사 돌기의 하면과 상기 보디 사이에 배치되어 탄성력을 제공하는 탄성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  12. 제3항에 있어서, 상기 용액 혼합 장치는,
    상기 용기의 상부를 덮도록 제공되고, 상기 인젝팅 로드 유닛을 홀딩하며, 상기 인젝팅 로드 유닛이 공전하는 궤적을 제공하는 커버링 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 로테이팅 유닛은,
    상기 커버링 유닛에 제공되어, 상기 스터링 바아의 자전을 용이하도록 하는 바아 홀딩 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 용액 혼합 장치는,
    상기 용기로부터 상기 커버링 유닛을 탈착시키는 커버 오프닝 유닛(cover opening unit)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 커버링 유닛은,
    상기 커버링 유닛의 일측에 제공되어, 상하로 형성된 개구의 내주면에 나사산을 형성하는 돌출 너트부를 더 포함하되,
    상기 커버 오프닝 유닛은,
    수직하게 기립하며, 일측면이 개방되어 개방된 일측면을 통해 상기 돌출 너트부를 수용하여, 상기 돌출 너트부의 상하 이동 경로를 제공하는 지지대;
    상기 지지대의 내부에 수용되며, 상기 돌출 너트부와 체결되어, 회전함에 따라 상기 돌출 너트부를 상하로 이송시키는 리프팅 볼트; 및
    상기 리프팅 볼트를 회전시키는 동력을 제공하는 리프팅 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  16. 제1항에 있어서, 상기 용액 혼합 장치는,
    상기 용기의 일측에 제공되어, 상기 용기 내부로 혼합용 액체를 분사하는 인젝팅 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 인젝팅 유닛은,
    상기 용기의 하부에 제공되어 상기 혼합용 액체를 일시적으로 수용하는 하우징부;
    상기 하우징부의 일측에 제공되어, 상기 혼합용 액체를 상기 하우징부 내부로 유입시키는 공급 라인; 및
    상기 하우징부의 상부에 배치되어, 상기 용기 내부로 혼합용 액체를 주입하는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 노즐은,
    상기 노즐의 내부에 배치되어, 상기 하우징부로부터 상기 용기 내부로 향하도록 상기 혼합용 액체의 흐름의 일방향성을 제공하는 판막을 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
  19. 제1항 내지 제6항 및 제8항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 용액 혼합 장치는,
    상기 용기 내부에 제공되어, 상기 용기에 수용된 용액의 농도를 측정하는 농도 측정 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 용액 혼합 장치.
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