KR101834402B1 - 액체원료 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일정량의 액체원료를 안정적으로 이송할 수 있는 이송장치를 개시한다. 본 발명은 소정량의 액체원료를 저장하도록 구성되는 탱크; 상기 탱크 주위에 배치되며, 상승 또는 하강이동하도록 구성되는 구동장치; 상기 구동장치와 직접 연결되어 상기 탱크내부에 상승 또는 하강가능하게 설치되며, 하강시 상기 탱크내의 액체원료와 직접 접촉하면서 상기 액체원료를 가압하도록 구성되는 헤드; 및 상기 헤드에 제공되며, 하강되는 상기 헤드에 의해 가압된 상기 액체원료를 배출하도록 구성되는 배출장치를 포함하는 액체원료 이송장치를 제공한다.

Description

액체원료 이송장치{DEVICE FOR FEEDING LIQUID MATERIAL}

본 발명은 액체원료를 이송하는 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 높은점성을 갖는 액체원료를 이송하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 어떤 제품을 제조하기 위해서는 다양한 원료들이 사용되며, 이들 원료들은 고체 또는 액체의 형태를 갖게 된다. 액체원료는 저장이나 운송이 고체원료에 비해 어렵기 때문에, 대부분의 경우 대형 탱크에 저장되며 필요한 량만이 상기 탱크로부터 이송된다. 예를 들어, 탱크에 저장된 액체원료는 추가적인 처리를 위한 외부 장치 또는 저장을 위한 용기로 일정한 량만큼 이송될 수 있다.

한편, 상기 액체원료중 일부는 상대적으로 높은 점성(즉, 고점성(高粘性))을 가질 수 있다. 예를 들어, 화장품 원료, 약품원료 및 식품원료등이 높은 점성을 가질 수 있으며, 많은 경우 젤(gel) 형태로 존재하게 된다. 이러한 액체원료는 높은 점성으로 인해 잘 유동하지 않으므로, 일반적인 이송장치로 탱크로부터 이송시키기 어려울 수 있다. 따라서, 일반적으로 기계식 펌프가 기계적 부재의 운동을 이용하여 강제적으로 고점성 액체원료를 이송하기 위해 사용될 수 있으며, 대표적으로 기어 펌프가 기계식 펌프에 해당한다.

그러나, 기계식 펌프는 기계적 부재의 운동, 즉 기어펌프의 경우 서로 맞물린 기어들의 회전을 이용하여 액체원료를 이송하므로, 이송량을 정확하게 제어하는 것이 어렵다. 또한, 상기 기계식 펌프에서 기계적 부재들은 반복적인 운동 및 상호간의 마찰에 의해 고온으로 가열될 수 있으며, 이에 따라 이를 통과하는 액체원료의 물성을 가열에 의해 변화시킬 수 있다. 또한, 액체원료는 높은 점성으로 인해 기계식 펌프내부내에 잔류될 수 있으나, 기계식 펌프는 수시로 분해하고 청소하기에 용이하지 않다. 따라서, 상당량의 액체원료의 잔류로 인해 액체원료의 전체가 효율적으로 이송되기 어렵다. 또한, 펌프내에 잔류된 액체원료는 변질될 수 있으며, 기계식 펌프를 통과하는 액체원료를 오염시킬 수 있다. 마찬가지로, 기계식 펌프를 이용해 대부분의 액체원료가 이송된 후에도 일부 액체원료는 이의 점성으로 인해 탱크내부에도 잔류할 가능성이 높다. 따라서, 통상적인 기계식 펌프를 이용하는 이송장치는 저장된 액체원료 전체를 효율적으로 이송시키지 못하며, 앞서 언급된 바와 같이, 잔류된 액체원료는 추가로 탱크에 투입되는 액체원료의 오염을 유발할 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 일정량의 액체원료를 지속적으로 이송시킬 수 있는 액체원료 이송장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 물성의 변화 및 오염없이 액체원료를 이송시킬 수 있는 액체원료 이송장치를 제공하는 것이다.

상술된 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 소정량의 액체원료를 저장하도록 구성되는 탱크; 상기 탱크 주위에 배치되며, 상승 또는 하강이동하도록 구성되는 구동장치; 상기 구동장치와 직접 연결되어 상기 탱크내부에 상승 또는 하강가능하게 설치되며, 하강시 상기 탱크내의 액체원료와 직접 접촉하면서 상기 액체원료를 가압하도록 구성되는 헤드; 및 상기 헤드에 제공되며, 하강되는 상기 헤드에 의해 가압된 상기 액체원료를 배출하도록 구성되는 배출장치를 포함하는 액체원료 이송장치를 제공할 수 있다. ,

상기 헤드는 상기 탱크의 내주면에 인접하게 이의 외주면상에 설치되는 개스킷을 포함하며, 상기 헤드의 이동방향에 따라 상기 개스킷이 상기 헤드와 상기 탱크 내주면사이를 선택적으로 밀폐하도록 구성될 수 있다.

보다 상세하게는, 상기 헤드는 선택적인 밀폐를 위해 상기 캐스킷의 직경을 조절하도록 구성되며, 상기 헤드는 상기 직경의 조절을 위해 상기 캐스킷을 상기 헤드의 반경 방향으로 선택적으로 가압하도록 구성되거나, 상기 개스킷을 상기 헤드의 중심축 방향으로 가압하도록 구성될 수 있다.

다른 한편, 상기 헤드는 선택적인 밀폐를 위해 상기 캐스킷을 이외 외주부에서 이동가능하도록 수용하며, 상기 개스킷은 상기 헤드의 이동방향과 반대방향으로 이동하면서 선택적으로 상기 헤드 외주부와 상기 탱크 내주면사이에 끼워지거나 해제될 수 있다.

한편, 본 발명의 액체원료 이송장치는 상기 헤드가 상기 탱크내에서 상기 액체원료와 불균일하게 접촉되는 경우, 상기 헤드와 상기 액체원료사이의 균일한 접촉을 위해 상기 헤드를 소정범위로 변위시키도록 구성되는 보조 구동장치를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 액체원료 이송장치는 상기 헤드에 설치되며, 불균일한 접촉으로 발생되는 상기 헤드와 상기 액체원료사이의 공간을 감압시키도록 구성되는 감압장치를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 액체원료 이송장치는 이송과정중 헤드가 액체원료와 전체적으로 접촉하면서 균일하게 압력을 가하므로, 액체원료의 이송량이 이송과정중 변화되지 않고 일정하게 유지될 수 있다. 또한, 본 발명의 액체원료 이송장치는 액체원료의 가압을 위해 실질적으로 외형의 급격한 변화가 없는 단순한 구조, 즉 디스크 구조를 갖는 단일의 헤드만을 사용하며, 이러한 헤드가 가압과정 완료시 탱크사이에 어떠한 공간도 실질적으로 형성하지 않도록 탱크 바닥면과 전체적으로 접촉할 수 있다. 따라서, 액체원료가 헤드 뿐만 아니라 탱크 내부에 잔류하지 않으며, 액체원료 전체가 탱크로부터 완전하게 이송될 수 있다. 이와 같은 일정량의 지속적인 이송 및 잔류없는 완전한 이송에 의해 본 발명의 액체원료 이송장치는 액체원료의 효율성을 극대화할 수 있다.

또한, 본 발명의 액체원료 이송장치에서, 헤드는 탱크의 내면과 제한된 접촉만을 가지므로, 높은 온도로 가열되지 않으며 이에 따라 접촉하는 액체원료를 변질시키지 않을 수 있다. 더 나아가, 헤드는 앞서 논의된 바와 같이 단순한 구조로 인해 액체원료의 잔류를 일차적으로 방지할 뿐만 아니라 잔류하는 액체원료의 제거가 가능하도록 청소 및 유지보수 또한 용이하다. 따라서, 잔류된 액체원료가 변질되고 다시 새로 탱크에 투입되는 액체원료를 오염시키는 것이 방지될 수 있다. 이와 같이 본 발명의 액체원료 이송장치는 액체원료의 변질 및 오염을 방지함으로써 높은 신뢰성을 가질 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 액체원료 이송장치를 나타내는 사시도이다.
도 2a-도 2c는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 작동을 나타내는 정면도들이다.
도 3은 본 발명에 따른 액체원료 이송장치를 위에서 바라본 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 헤드를 나타내는 단면도이다.
도 5a는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 헤드에 설치되는 밀폐 메커니즘을 나타내는 단면도이다.
도 5b는 도 5a의 "A"부의 부분 확대도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치에서 밀폐 메커니즘의 추가 실시예를 나타내는 평면도들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치에서 밀폐 메커니즘의 추가 실시예를 나타내는 측면도들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치에서 밀폐 메커니즘의 추가 실시예를 나타내는 측면도들이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치에서 헤드의 변형예를 나타내는 평면도 및 측면도이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 보조 구동장치 및 이의 작동을 나타내는 정면도들이다.
도 11은 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 감압장치를 나타내는 탱크 및 헤드의 단면도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 실시예들이 다음에서 상세히 설명된다.

본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것에 불과하며, 첨부된 도면에 의해 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "이루어진다," "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에서 설명되는 액체원료 이송장치는 고점성 액체원료를 이송하기 위한 모든 장치를 포함한다. 그러나, 다음에 개시되는 실시예는 고점성 액체원료 뿐만 아니라 모든 액체원료를 이송하도록 구성되는 장치에도 적용될 수도 있음을 해당 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 액체원료 이송장치를 나타내는 사시도이며, 도 2a-도 2c는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 작동을 나타내는 정면도들이다. 또한, 도 3은 본 발명에 따른 액체원료 이송장치를 위에서 바라본 평면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 헤드를 나타내는 단면도이다. 이들 도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 액체원료 이송장치가 다음에서 설명된다.

먼저, 본 발명에 따른 액체원료 이송장치는 소정크기의 탱크(100)를 포함할 수 있다. 탱크(100)는 소정량의 액체원료(F), 특히 높은 점성의 액체원료를 외부로 이송시키기 위해 그 내부에 저장할 수 있다. 보다 상세하게는, 탱크(100)는 소정크기의 내부공간을 형성하는 몸체(110)로 이루어질 수 있다. 몸체(110)는 도시된 바와 같이, 원통 형상을 가질 수 있으며, 필요한 경우 사각 또는 다각형통 구조와 같은 다양한 형상을 가질 수 있다.

후술되는 바와 같이, 액체원료(F)는 높은 압력으로 가압되므로, 탱크(100)은 이러한 높은 압력에 견딜 수 있는 강도 및 강성을 가질 필요가 있다. 따라서, 강도의 강성의 보강을 위해 탱크(100)는 몸체(110)의 외주면에 제공되는 리브(120)를 포함할 수 있다. 리브(120)는 몸체(110)의 외주면으로부터 돌출되며 이의 원주방향을 따라 연속적으로 연장될 수 있다. 도시된 바와 같이 다수개의 리브들(120)이 몸체(110)의 상부부터 하부까지 서로 소정간격으로 이격되어 배치될 수 있으며, 이에 따라 탱크(100)는 보다 높은 강도 및 강성을 가질 수 있다. 더 나아가, 탱크(100)는 몸체(100)의 바닥부에 제공되는 바퀴(130)를 더 포함할 수 있다. 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 한 쌍의 바퀴들(130)이 몸체(100)의 바닥부의 어느 한 측부(도면상, 전방부)에 배치될 수 있으며, 대향되는 측부(도면상, 후방부)에 또 다른 한 쌍의 바퀴들(130)이 배치될 수 있다. 이와 같이 배치된 바퀴들(130)에 의해 탱크(100), 즉 몸체(110)은 안정적으로 지지되며, 이동가능할 수 있다. 또한, 주어진 이동성에 의해 탱크(100)는 액체원료 이송장치로부터 분리가능할 수 있다. 따라서, 탱크(100)는 액체원료 이송장치로부터 분리되어 주변장치로부터 간섭받지 않고 새로운 액체원료를 편리하게 공급받을 수 있으며, 다시 액체원료 이송장치내에 배치될 수 있다.

또한, 액체원료 이송장치는 탱크(100)의 주위에 인접하게 배치되는 구동장치(200)를 포함할 수 있다. 구동장치(200)는 상승 또는 하강 이동을 위한 구동력을 발생시키며, 발생된 구동력을 이용하여 후술되는 헤드(head)(300)를 상승 또는 하강시킬 수 있다. 구동장치(200)는 보다 상세하게는, 도 2a-도 2c에 도시된 바와 같이, 상기 헤드(300)를 점차적으로 하강시키거나 반대로 점차적으로 상승시킬 수 있으며, 이에 요구되는 구동력을 실제적으로 발생시키도록 구성되는 구동 어셈블리를 기본적으로 포함할 수 있다. 이와 같은 구동장치(200)를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 구동장치(200)는 지면상에 설치되는 플랫폼(platform)(210)을 가질 수 있다. 플랫폼(210)은 기본적으로 구동장치(200)에서 상술된 구동력 발생을 위한 구동 어셈블리를 지지하는 역할을 수행한다. 보다 상세하게는, 플랫폼(210)은 서로 소정간격으로 이격되며 나란하게 배치되는 한 쌍의 제 1 프레임들(211a,211b)을 포함할 수 있다. 또한, 플랫폼(210)은 제 1 프레임들(211a,211b)사이에 배치되는 제 2 프레임(211c)를 포함한다. 제 2 프레임(211c)는 제 1 프레임들(211a,211b)에 수직하게 배향되며, 상기 제 1 프레임들(211a,211b)을 서로 연결시킨다. 따라서, 이러한 제 1 및 제 2 프레임(211a,211b,211c)의 어셈블리는 전체적으로 채널(channel) 구조를 형성하며, 이에 따라 구동 어셈블리를 지지하면서 추가적으로 탱크(100)가 배치되기 위한 공간을 형성할 수 있다. 또한, 도 2 및 도 3에도 잘 도시된 바와 같이, 탱크(100)는 한 쌍의 제 1 프레임들(211a,211b)사이에 배치되는 제 3 프레임(211d)을 가질 수 있다. 제 3 프레임(211d)은 제 2 프레임(211c)로부터 제 1 프레임들(211a,211b)에 나란하게 연장될 수 있다. 이러한 제 3 프레임(211d)은 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 프레임(211a,211b,211c)내 공간에 배치되는 탱크(100)의 아래에 배치되며, 상기 탱크(100)의 바닥부와 접촉하면서 이를 지지할 수 있다. 앞서 언급된 바와 같이, 탱크(100)내의 액체원료(F)는 높은 압력으로 가압되므로, 이러한 높은 압력을 견딜 수 있도록 제 3 프레임(211d)은 리브(120)에 추가적으로 제공되어 탱크(100)의 강도 및 강성을 강화시킬 수 있다.

더 나아가, 플랫폼(210)은 액체원료 이송장치내의 정해진 위치에서 탱크(100)를 수용하도록 구성되는 리테이너(retainer)(213)을 포함할 수 있다. 리테이너(213)는 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 탱크(100)의 적어도 일부를 수용하도록 형성되는 리세스(recess)를 포함한다. 보다 상세하게는, 리테이너(213)는 플랫폼(210)의 몸체(즉, 제 1 프레임들(211a,211b))로부터 각각 액체원료 이송장치(즉, 플랫폼(210))의 내부를 향해 연장되는 제 1 부재들(213a,213b)를 가질 수 있다. 또한, 리테이너(213)는 제 1 부재들(213a,213b)사이에 배치되며, 이들을 연결하는 제 2 부재(213c)를 포함할 수 있다. 제 2 부재(213c)는 탱크(100)의 몸체(110)의 외형에 일치하는 형상을 갖도록 구성된다. 도면상의 예들에서, 탱크(100)가 원통형 몸체(110)을 가지므로, 제 2 부재(213c)는 이러한 몸체(110)에 일치하는 곡률을 갖도록 형성될 수 있다. 이와 같은 제 2 부재(213c)가 갖는 탱크(100)의 외형에 일치하는 형상에 의해 리테이너(213)는 탱크(100)를 수용할 수 있는 리세스를 가질 수 있다. 따라서, 탱크(100)가 외부로부터 이동되어 액체원료 이송장치내에 배치될 때, 리테이너(213)의 리세스, 즉 제 2 부재(213c)내에 수용되면서 기 설정된 위치로 정확하게 안내되며, 일단 안내되면, 상기 기 설정 위치에 이동되지 않게 고정될 수 있다. 즉, 리테이너(213)는 탱크(100)의 위치를 결정하면서 동시에 상기 결정된 위치에 상기 탱크(100)를 구속할 수 있다. 따라서, 리테이너(213)에 의해 후술되는 헤드(300)이 액체원료의 이송을 위해 탱크(100)내에 원활하게 삽입될 수 있으며, 이에 따라 액체원료 이송장치의 안정적이고 정확한 작동이 가능해진다. 또한, 도 2 및 도 3을 추가적으로 참조하면, 플랫폼(210)의 제 3 프레임(211d)도 탱크(100)의 바닥부를 지지하면서 동시에 탱크(100)의 바퀴들(130)사이에 삽입된다. 따라서, 제 3 프레임(211d)은 바퀴들(130)에 삽입되면서 탱크(100)를 기 설정된 위치로 안내하며, 제 3 프레임(211d)과 인접한 바퀴들(130)의 간섭에 의해 탱크(100)의 움직임을 제한된다. 이러한 이유로, 제 3 프레임(211d)에 의해서도 탱크(100)의 위치결정 및 구속이 수행될 수 있으며, 액체원료 이송장치는 더욱 안정적이고 정확하게 작동할 수 있다.

또한, 구동장치(200)는 앞서 논의된 바와 같이, 헤드(300)의 이동을 위한 구동력을 발생시키는 구동 어셈블리를 포함할 수 있다. 구동 어셈블리에는 의도된 구동력을 발생시키기 위해 다양한 메커니즘들이 적용될 수 있으며, 도면들은 일례로서 이러한 메커니즘들중 하나인 유압 메커니즘을 사용하는 구동 어셈블리를 도시하고 있다. 보다 상세하게는, 구동장치(200)는 유압 구동 메커니즘으로 구성되는 컬럼(column)(220)을 포함할 수 있다. 컬럼(220)은 안정적인 헤드(300)의 이동 및 이를 위한 구동력 발생을 위해 실제적으로 한 쌍의 제 1 및 제 2 컬럼들(220a,220b)로 이루어질 수 있다. 제 1 및 제 2 컬럼들(220a,220b)은 제 1 프레임들(211a,211b)에 각각 배치되며, 이들로부터 수직한 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 컬럼들(220a,220b)은 탱크(100)의 양측부들에 서로 나란하게 배치될 수 있다. 도 1에 잘 도시된 바와 같이, 제 1 및 제 2 컬럼들(220a,220b)은 제 1 및 제 2 실린더(221:221a,221b)와 상기 실린더(221a,221b) 내에 각각 삽입되는 제 1 및 제 2 플런저(plunger)(또는 피스톤)(222:222a,222b)를 포함할 수 있다. 실린더(221)내에 발생되는 유압의 증가 및 감소에 의해 의도된 구동력이 발생되며, 이에 따라 플런저(222) 및 상기 실린더(221) 외부에 노출된 플런저(222)의 로드(rod)는 상승 또는 하강이동할 수 있다.

더 나아가, 발생된 구동력 및 이에 의한 이동을 헤드(300)에 전달하기 위해서는 상술된 구동 어셈블리와 헤드(300)가 연결될 필요가 있다. 따라서, 구동장치(200)는 이러한 목적에 따라 구동 어셈블리와 헤드(300)을 연결시키는 연결 어셈블리를 포함할 수 있다. 구동장치(200)는 이와 같은 연결 어셈블리로서 먼저 브릿지(bridge)(230)을 가질 수 있다. 브릿지(230)는 발생된 구동력 및 이동을 전달할 수 있도록 플런저(222), 정확하게는 플런저(222:222a,222b)의 노출된 로드들의 끝단들 사이를 가로지며 이들을 서로 연결할 수 있다. 또한, 구동장치(200)는 연결 어셈블리로서 브릿지(230)와 헤드(300)을 연결하도록 구성되는 커넥팅 로드 (connecting rod)(240)를 가질 수 있다. 커넥팅 로드(240)은 도시된 바와 같이, 브릿지(230)으로부터 아래쪽 방향으로 연장되어 헤드(300)에 결합될 수 있다. 커넥팅 로드(240)는 헤드(300)와의 보다 안정적인 연결을 위해, 서로 소정간격으로 이격되는 한 쌍의 제 1 및 제 2 커넥팅 로드들(240a,240b)로 이루어질 수 있다. 이러한 연결어셈블리, 즉 브릿지(230) 및 커넥팅 로드(240)에 의해 헤드(300)는 구동 어셈블리, 즉 컬럼(220)에 연결될 수 있다. 따라서, 구동 어셈블리에 구동력 및 이동이 발생될 때, 즉 유압에 의해 플런저(222)가 상승 또는 하강이동할 때, 헤드(300)는 동일한 방향으로 이동할 수 있다.

한편, 플런저(222) 및 커넥팅 로드(240)의 행정거리(stroke)는 상당히 길게 설정되므로, 상기 플런저(222) 및 커넥팅 로드(240)의 운동이 여러가지 요인들에 의해 불안정해질 수 있다. 따라서, 구동장치(200)는 브릿지(230)에 추가적으로 보조 브릿지(250)을 더 포함할 수 있다. 보조 브릿지(250)는 제 1 및 제 2 컬럼(220a,220b)의 상단부들상에 배치되며, 상기 상단부들 사이를 가로질러 연장될 수 있다. 또한, 이러한 배향 및 구조에 따라 보조 브릿지(250)는 플런저(222)의 로드 및 커넥팅 로드(240)를 붙잡도록(hold) 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 도 1 및 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 보조 브릿지(250)는 제 1 및 제 2 커넥팅 로드들(240a,240b)를 각각 통과시키는 제 1 관통공들(251)을 가질 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 플런저(222a,222b)의 로드들이 각각 통과되도록 제 2 관통공들(252)이 보조 브릿지(250)에 형성될 수 있다. 더 나아가, 제 1 및 제 2 관통공들(251,252)내에는 베어링들이 설치될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 커넥팅 로드들(240a,240b) 및 제 1 및 제 2 플런저(222a,222b)의 로드들은 베어링에 의해 지지되면서 제 1 및 제 2 관통공들(251,252)을 통해 안정적으로 운동할 수 있으며, 이에 따라 액체원료 이송장치, 보다 정확하게는 구동장치(200)가 보다 안정적으로 작동할 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 액체원료 이송장치는 구동장치(200)에 의해 구동되는 헤드(300)를 포함할 수 있다. 헤드(300)는 구동장치(200)로부터 구동력 및 이에 따른 운동을 전달받기 위해 상기 구동장치(200), 정확하게 커넥팅 로드(240)에 직접적으로 연결될 수 있다. 이러한 직접적인 연결에 의해 구동장치(200)의 운동에 따라 헤드(300)도 탱크(100)내의 액체원료(F)와 상호작용하기 위해 동일한 운동을 수행하게 된다. 즉, 구동장치(200)의 컬럼(220)에서의 구동력에 의해 플런저(222)가 상승 또는 하강하면, 브릿지(230) 및 커넥팅로드(240)에 의한 플런저(222)와의 직접적인 연결에 의해 헤드(300)도 플런저(222)와 같은 방향으로 탱크(100)내에서 상승 및 하강운동하게 된다. 보다 상세하게는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 플런저(222)가 하강되면, 이에 연결된 브릿지(230) 및 로드(240)와 함께 헤드(300)는 아래에 배치된 탱크(100)을 향해 하강할 수 있다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 플런저(222) 및 헤드(300)의 계속적인 하강에 의해 헤드(300)는 탱크(100)내의 액체원료(F)와 접촉하면서 상기 액체원료(F)를 압축하게 된다. 액체원료(F)는 비압축성을 가지므로, 가압된 액체원료(F)는 헤드(300)에 반작용으로서 압력을 가하게 된다. 따라서, 이러한 액체원료(F)는 가해진 압력에 의해 헤드(300)를 통해 용이하게 배출될 수 있다. 이러한 이유로, 액체원료 이송장치는 헤드(300)에 제공되며 가압된 액체원료(F)를 배출하도록 구성되는 배출장치(400:410,420)를 포함할 수 있다. 액체원료 이송장치는 기본적으로 배출장치(400)을 통해 구동장치(200) 및 헤드(300)에 의해 가해진 압력만큼 소정량의 액체원료(F)를 탱크(100)로부터 일정하게 외부로 이송시킬 수 있다.

이와 같은 헤드(300) 및 배출장치(400)가 본 발명의 보다 상세한 이해를 위해 다음에서 관련된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명된다. 도 4는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 헤드를 나타내는 단면도이며, 도 9a 및 도 9b는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치에서 헤드의 변형예를 나타내는 평면도 및 측면도이다. 또한, 도 1-도 3도 헤드(300) 및 배출장치(400)에 대한 기본적인 구조를 포함하고 있으므로, 다음에서 함께 참조된다.

먼저, 헤드(300)는 소정두께의 플레이트 형상의 몸체(310)로 이루어질 수 있다. 액체원료(F)에 높은 압력을 가해야 하므로, 몸체(310)는 높은 강도 및 강성을 갖도록 솔리드(solid)한 구조를 가질 수 있다. 그러나, 여러가지 부속장치들을 수용하기 위한 공간을 확보하기 위해 몸체(310)는 도시된 바와 같이 내부에 소정의 공간을 형성하는 중공(hollow) 구조를 가질 수 있다. 탱크(100)와 헤드(300)사이의 간극을 통해 액체원료(F)가 누출되는 것을 최소화하고 상기 액체원료(F)를 전체적으로 균일하게 가압하기 위해, 몸체(310)는 탱크(100)의 단면형상 및 크기에 최대한 근접하는 형성 및 크기를 갖는 것이 바람직하다. 앞서 설명된 바와 같이, 탱크(100) 및 이의 몸체(110)는 일 예로서 원통형 몸체를 갖는 것으로 도시 및 설명되므로, 관련도면들에서 도시된 바와 같이, 몸체(310)는 탱크(100)의 내경에 대체적으로 일치하는 디스크 구조를 가질 수 있다. 또한, 몸체(310)는 구동장치(200)의 커넥팅 로드(240)와 연결을 위해 연결부(311)를 가질 수 있다. 연결부(311)는 커넥팅 로드(240)와 용이하게 연결되도록 몸체(310)의 상부 표면에 제공될 수 있다. 예를 들어, 커넥팅 로드(240)는 이의 끝단에 형성되는 플랜지를 포함할 수 있으며, 연결부(311)는 상기 플랜지를 붙잡도록 구성되는 브라켓을 포함할 수 있다. 따라서, 이와 같은 연결부(311)에 의해 커넥팅 로드(240)는 헤드(300)에 견고하게 결합될 수 있다.

배출장치(400)는 헤드(300), 정확하게는 이의 몸체(310)에 형성되는 배출구(410)를 포함할 수 있다. 배출구(410)는 실제적으로 몸체(310)를 관통하여 형성되는 관통공으로 이루어질 수 있으며, 헤드(300)에 의해 가압될 때, 액체원료(F)는 관통공인 배출구(410)를 통해 헤드(300) 외부로 배출될 수 있다. 또한, 배출장치(400)는 배출된 액체원료(F)를 이송하기 위해 배출구(410)에 연결되는 배출관(420)을 포함할 수 있다. 도 1-도 3에 도시된 바와 같이, 보조 브릿지(530)는 제 3 관통공(253)을 포함하며, 배출관(420)은 상기 제 3 관통공(253)에 삽입될 수 있다. 따라서, 배출관(420)은 액체원료 이송장치의 다른 부분들과 간섭하지 않도록 정리될 수 있으며, 이에 따라 액체원료 이송장치는 안정적으로 작동할 수 있다. 더 나아가, 배출구(410)의 배출관(420)의 결합을 위해, 배출구(410)내에는 관 형상의 어댑터(411)가 끼워질 수 있다, 어댑터(411)는 헤드(300)의 몸체(310)외부로 돌출되므로, 배출관(420)이 용이하게 끼워질 수 있다. 또한, 도 5a에도 도시된 바와 같이, 끼워진 배출관(420)은 클램프(421)에 의해 어댑터(411)외부에서 조여지며, 이에 따라 배출관(420)는 어댑터(411)에 견고하게 결합될 수 있다.

한편, 배출구(410)는 도 4에 도시된 바와 같이, 원활한 액체원료(F)의 배출을 위해 몸체(310)의 중앙부에 배치될 수 있다. 이와 같은 중앙부의 배출구(410)로 인해, 커넥팅 로드(240)는 몸체(310)의 중심으로부터 이격되어야 한다. 따라서, 헤드(300)의 이동중의 균형을 위해서 한 쌍의 커넥팅 로드(240a,240b, 도 1-도 2 참조)와 이에 결합되는 연결부들(311)은 헤드(300)의 중심으로부터 동일 간격으로 이격되게 배치될 수 있다. 다른 한편, 도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 커넥팅 로드(240a,240b)를 대신하여, 단일의 커넥팅 로드(240)가 헤드(300)의 몸체(310)의 중심에 결합될 수 있으며, 이에 따라 구동장치(200), 정확하게는 이의 연결어셈블리의 구조는 단순화될 수 있다. 대신에, 배출구(410)가 단일의 커넥팅 로드(240)와 간섭하지 않도록 몸체(310)의 중심으로 반경방향으로 소정거리로 이격되어 배치될 수 있다.

앞서 논의된 바와 같이, 헤드(300)가 액체원료(F)를 가압하는 동안 헤드(300)와 탱크(100)의 내면사이로부터 가압된 액체원료(F)가 누출되는 것을 방지하기 위해서는 상기 헤드(300) 외주부(또는 외주면)과 탱크(100) 내면 사이의 간극(clearance)이 밀폐되어야 한다. 일반적으로 이러한 목적으로 헤드(300)는 밀폐 메커니즘으로서 이의 외주부상에 제공되며, 탱크(100)내면과 접촉하는 개스킷을 포함할 수 있다. 그러나, 헤드(300)가 액체원료(F)를 가압하지 않는 경우, 즉 상승되면서 탱크(100)로부터 분리되는 경우에는 밀폐가 요구되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 이러한 통상적인 개스킷은 항상 탱크(100)내면과 접촉하므로, 불필요하게 과도한 마찰의 발생으로 인해, 상승되는 헤드(300)에 비정적인 변위, 예를 들어 틸팅(tiling) 또는 리프팅(lifting)을 발생시킬 수 있으며, 불필요하게 구동력을 낭비시킬 수 있다. 또한, 계속적인 접촉으로 인해 개스킷은 쉽게 마모될 수 있으며 자주 교환되어야 한다. 이러한 이유로, 헤드(300)는 헤드(300)의 가압여부, 즉 헤드(300)의 상승 또는 하강과 같은 이동방향에 따라 헤드(300)와 탱크(100)의 내주면 사이를 선택적으로 밀폐하도록 구성되는 개스킷, 즉 밀폐 메커니즘을 포함하는 것을 바람직하다. 또한, 이와 같은 선택적인 밀폐를 위해 다양한 방식들이 적용될 수 있으나, 밀폐 및 밀폐의 해제는 개스킷의 탱크(100) 내면과의 접촉여부에 의해 실질적으로 결정되므로, 그와 같은 접촉을 제어하도록 헤드(300) 및 이의 밀폐 메커니즘은 개스킷의 직경을 조절하도록 일차적으로 구성될 수 있다. 본 발명의 액체원료 이송장치는 이와 같은 밀폐 메커니즘에 대한 다양한 실시예를 포함하며, 이들 실시예들은 관련된 도면들을 참조하여 다음에서 상세하게 설명된다.

도 5a는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 헤드에 설치되는 밀폐 메커니즘을 나타내는 단면도이며, 도 5b는 도 5a의 "A"부의 부분 확대도이다. 이들 도면들을 참조하며, 밀폐 메커니즘의 제 1 실시예(이하, 제 1 밀폐메커니즘(330))를 설명하면 다음과 같다.

제 1 밀폐 메커니즘(330)은 탱크(100)의 내면에 인접하게 헤드(300), 즉 이의 몸체(310)의 외주부(310a)상에 설치되는 개스킷(331)을 포함할 수 있다. 상기 외주부(310a)는 몸체(310)의 안쪽방향으로 약간 후퇴되어 있으며, 이에 따라 개스킷(331)이 삽입되는 리세스를 형성할 수 있다. 개스킷(331)은 실제적으로 중공의 튜브로 이루어지며, 탄성재질로 만들어질 수 있다. 또한, 제 1 밀폐 메커니즘(330)은 헤드(300)의 몸체(310)의 내부공간을 통해 개스킷(331)과 연결되는 공급관(332)을 가질 수 있다. 공급관(332)는 컴프레서와 같은 압축공기를 생성하는 외부장치와 연결되며, 이에 따라 개스킷(331)에 상기 압축공기를 공급할 수 있다. 따라서, 헤드(300)가 액체원료(F)를 압축하기 위해 하강할 때, 제 1 밀폐 메커니즘(300)은 공급관(332)를 통해 개스킷(331)에 압축공기를 공급하며 이에 따라 개스킷(331)은 확장된 직경을 갖도록 팽창될 수 있다. 이러한 확장된 직경으로 인해 개스킷(331)은 탱크(100) 내면과 타이트하게 접촉하며 액체원료(F)의 누출이 방지되도록 헤드(300)와 탱크(100)내면사이의 간극은 밀폐될 수 있다. 다른 한편, 헤드(300)가 탱크(100)로부터 분리되기 위해 상승하면, 제 1 밀폐 메커니즘(300)은 공급관(332)을 통해 공급되었던 공기를 빼낼 수 있으며, 이에 따라 개스킷(331)은 수축되며, 헤드(300)와 탱크(100)내면사이에 간극이 형성될 수 있다. 즉, 헤드(300), 즉 개스킷(331)과 탱크(100) 내면은 타이트하게 접촉되지 않는다. 따라서, 실질적으로 감소된 구동력만으로도 헤드(300)는 원활하게 상승되어 탱크(100)부터 분리될 수 있다.

또한, 도 6a 및 도 6b는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치에서 밀폐 메커니즘의 추가 실시예를 나타내는 평면도들이며, 이들 도면들을 참조하며, 밀폐 메커니즘의 제 2 실시예(이하, 제 2 밀폐메커니즘(340))를 설명하면 다음과 같다. 헤드(300)는 내부에 제 2 밀폐메커니즘(340)을 내장하며, 이에 따라 이러한 제 2 밀폐 메커니즘(340)을 잘 보여주기 위해 도 6a 및 도 6b는 헤드(300)의 상부를 제거한 상태를 도시한다. 또한, 다른 부재들과 구별되게 표시하기 위해, 개스킷(341)에는 사선(hatching)이 추가되어 있다.

제 2 밀폐 메커니즘(340)은 탱크(100)의 내면에 인접하게 헤드(300), 즉 이의 몸체(310)의 외주부상에 설치되는 개스킷(341)을 포함할 수 있다. 또한, 제 2 밀폐 메커니즘(340)은 헤드(300)의 몸체(310)내부에 배치되는 캠(cam)(342) 및 링크부재(link member)(343)를 포함할 수 있다. 캠(342)은 몸체(310)의 중심부에 회전가능하게 설치되며, 링크부재(343)에 변위를 발생시키도록 구성될 수 있다. 즉, 캠(342)은 이에 접촉하는 링크부재(343)에 변회를 발생시키는 외형(profile)을 가질 수 있다. 보다 상세하게는, 캠(342)은 이로부터 반경방향 바깥쪽으로 돌출되는 산부(top portion)(342a)와 상기 산부들(342a)사이에 배치되며 상대적으로 반경방향 안쪽으로 함몰되는 골부(bottom portion)(342b)를 포함할 수 있다. 캠(342)는 헤드(300)에 설치되는 다양한 구동장치, 예를 들어 모터 또는 에어 실린더등에 의해 회전될 수 있다. 링크부재(343)는 캠(342)과 개스킷(341)사이에 연장되며, 상기 캠(342) 및 개스킷(341)과 각각 접촉한다. 또한, 링크부재(343)는 접촉하는 개스킷(341)을 선택적으로 가압하도록 캠(342)의 회전에 따라 이의 외형의 변화에 의해 반경방향으로 이동가능하게 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 링크부재(343)는 개스킷(341)과 접촉하는 가압부(343a) 및 상기 가압부(343a)로부터 반경방향 안쪽으로 연장되어 캠(342)의 외면과 접촉하는 레그(leg)(343b)를 포함할 수 있다. 가압부(343a)는 개스킷(341)와 균일하게 접촉하도록 원주방향으로 소정의 곡률을 갖도록 연장될 수 있다. 개스킷(341)을 전체적으로 가압할 수 있도록 이와 같은 다수개의 링크부재(343)가 원주방향을 따라 방사상으로 배열될 수 있다. 또한, 이러한 다수개의 링크부재들(343)사이에는 상기 링크부재들(343)의 반경방향 이동을 제한하기 위해 스토퍼(stopper)(312)가 배치될 수 있다. 스토퍼(312)사이에는 링크부재(343)의 레그(343b)가 삽입되는 채널(312a)이 형성되며, 상기 채널(312a)에 의해 링크부재(343)의 반경방향 이동이 안내될 수 있다.

따라서, 헤드(300)가 액체원료(F)를 압축하기 위해 하강할 때, 도 6b에 도시된 바와 같이, 캠(342)은 레그(343b)가 이의 산부(342a)에 위치될 때까지 회전되며, 이에 따라 링크부재(343)는 전체적으로 반경방향 바깥쪽을 이동하게 된다. 따라서, 가압부(343a)는 개스킷(341)을 반경방향으로 가압하여 증가된 직경을 갖도록 확장시킬 수 있다. 이러한 확장에 의해 개스킷(341)은 탱크(100) 내면과 타이트하게 접촉하며 액체원료(F)의 누출이 방지되도록 헤드(300)와 탱크(100)내면사이의 간극은 밀폐될 수 있다. 다른 한편, 헤드(300)가 탱크(100)로부터 분리되기 위해 상승하면, 도 6a에 도시된 바와 같이, 캠(342)는 레그(343b)가 이의 골부(342b)에 위치될 때까지 회전하며, 이에 따라 링크부재(343)은 전체적으로 반경방향 안쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 개스킷(341)은 자신의 탄성에 의해 복원되면서 감소된 직경을 갖도록 수축할 수 있다. 이러한 수축에 의해 헤드(300), 즉 개스킷(331)과 탱크(100) 내면은 간극을 형성하면서 타이트하게 접촉되지 않으며, 실질적으로 감소된 구동력만으로도 헤드(300)는 원활하게 상승되어 탱크(100)부터 분리될 수 있다.

이와 같은 구성을 고려할 때, 선택적인 밀폐를 위해 제 2 메커니즘(340)은 헤드(300)에 의한 가압 또는 헤드(300)의 분리시 링크부재(343)를 반경방향 바깥쪽 및 반경방향 안쪽방향으로 이동시켜 개스킷(341)를 확장 또는 수축시킬 수 있다. 즉, 제 2 메커니즘(340)은 선택적인 밀폐를 위해 링크부재(343)를 선택적으로 반경방향으로 이동시키며, 이에 따라 결과적으로 선택적으로 개스킷(341)을 반경방향으로 선택적으로 가압할 수 있다.

또한, 도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치에서 밀폐 메커니즘의 추가 실시예를 나타내는 측면도들이며, 이들 도면들을 참조하며, 밀폐 메커니즘의 제 3 실시예(이하, 제 3 밀폐메커니즘(350))를 설명하면 다음과 같다.

제 3 밀폐 메커니즘(350)은 하부에 배치되는 제 1 가압몸체(351)과 상기 제 1 가압몸체(351)의 상부에 결합되는 제 2 가압몸체(352)를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 가압몸체(351,352)는 각각 소정 두께의 플레이트 부재로 이루어질 수 있으며, 이들 사이의 상대적인 거리를 조절할 수 있도록 상하방향, 즉 헤드(300)의 중심축방향으로 각각 이동가능하게 결합될 수 있다. 제 1 및 제 2 가압몸체(351,352)는 여러가지 방식으로 상대운동할 수 있으나, 펌프를 이용하여 내부를 감압함으로서 상대운동을 발생시키는 것이 단순한 구조를 의도된 효과를 가져올 수 있으므로 바람직하다. 또한, 제 3 밀폐 메커니즘(350)은 제 1 및 제 2 가압몸체(351,352)사이에 개재되면서 이들 몸체들(351,352)의 반경방향 끝단부들에 배치되는 개스킷(353)을 포함할 수 있다. 이와 같은 배치에 의해 개스킷(353)은 또한 탱크(100)의 내면에 인접하게 헤드(300), 즉 이의 몸체(310)의 외주부상에 설치될 수 있다. 보다 상세하게는, 제 1 및 제 2 몸체(351,352)는 이의 반경방향 끝단부에 각각 형성되며 원주방향으로 따라 연장되는 제 1 및 제 2 리세스(351a,352b)를 포함하며, 이들 리세스들에 의해 도시된 바와 같이, 개스킷(353)이 설치되는 자리부(seat)가 형성될 수 있다. 이와 같은 제 1 및 제 2 몸체와 개스킷(351,352,353)은 헤드(300)의 몸체(310)내에 내장되거나 헤드의 몸체(310) 자체가 결합된 제 1 및 제 2 몸체(351,352)로 이루어질 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 몸체(351,352)는 몸체(310)내에 내장되는 경우에도, 상기 몸체(310)내부 전체에 걸쳐 형성되거나 이의 일부에만 형성될 수 있다.

따라서, 헤드(300)가 액체원료(F)를 압축하기 위해 하강할 때, 도 7b에 도시된 바와 같이, 헤드(300)의 중심축방향, 즉 상하방향(또는 수직방향)으로 서로 가까워지도록 제 1 및 제 2 가압몸체(351,352)가 이동될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 가압몸체(351,352)사이의 간격이 축소되면서 제 1 및 제 2 가압몸체(351,352)는 개스킷(353)을 헤드(300)의 중심축방향(즉, 수직방향)으로 가압하며, 증가된 직경을 갖도록 확장시킬 수 있다. 이러한 확장에 의해 개스킷(353)은 탱크(100) 내면과 타이트하게 접촉하며 액체원료(F)의 누출이 방지되도록 헤드(300)와 탱크(100)내면사이의 간극은 밀폐될 수 있다. 다른 한편, 헤드(300)가 탱크(100)로부터 분리되기 위해 상승하면, 도 7a에 도시된 바와 같이, 헤드(300)의 중심축방향, 즉 상하방향(또는 수직방향)으로 서로 멀어지도록 제 1 및 제 2 가압몸체(351,352)가 이동될 수 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 가압몸체(351,352)사이의 간격이 확장되면서 개스킷(353)은 자신의 탄성에 의해 복원되며 감소된 직경을 갖도록 수축할 수 있다. 이러한 수축에 의해 헤드(300), 즉 개스킷(331)과 탱크(100) 내면은 간극을 형성하면서 타이트하게 접촉되지 않으며, 실질적으로 감소된 구동력만으로도 헤드(300)는 원활하게 상승되어 탱크(100)부터 분리될 수 있다.

이와 같은 구성을 고려할 때, 선택적인 밀폐를 위해 제 3 메커니즘(350)은 헤드(300)에 의한 가압 또는 헤드(300)의 분리시 제 1 및 제 2 가압몸체(351,352)사이의 간격을 감소 또는 증가시켜 개스킷(341)를 확장 또는 수축시킬 수 있다. 즉, 제 3 메커니즘(350)은 선택적인 밀폐를 위해 제 1 및 제 2 몸체(351,352)사이의 간격을 선택적으로 조절하며, 이에 따라 결과적으로 선택적으로 개스킷(353)을 헤드(300)의 중심축방향, 즉 수직방향 선택적으로 가압할 수 있다.

더 나아가, 도 8a 및 도 8b는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치에서 밀폐 메커니즘의 추가 실시예를 나타내는 측면도들이며, 이들 도면들을 참조하며, 밀폐 메커니즘의 제 4 실시예(이하, 제 4 밀폐메커니즘(360))를 설명하면 다음과 같다.

제 4 밀폐 메커니즘(360)은 헤드(300)의 외주부에 형성되는 리세스(361)를 포함할 수 있다. 또한, 제 4 밀폐 메커니즘(360)은 리세스(361)내에 이동가능하게 배치되는 개스킷(362)를 포함할 수 있다. 이러한 배치에 의해 개스킷(362)은 또한 탱크(100)의 내면에 인접하게 헤드(300), 즉 이의 몸체(310)의 외주부상에 설치될 수 있다. 개스킷(362)은 리세스(361) 내부의 측면(361a), 즉 헤드(300)의 반경방향 끝단면과 접촉하며, 동시에 탱크(100)의 내면에도 접촉할 수 있다. 이와 같은 접촉상태 하에서, 탱크(100)가 계속적으로 정지되는 반면 상대적으로 헤드(100)가 가압 또는 분리를 위해 이동하므로, 개스킷(362)은 헤드(100)의 이동방향과는 반대방향으로 이동할 수 있다. 보다 상세하게는, 이와 같은 개스킷(362)이 헤드(300) 및 탱크(100) 내면사이의 간극을 밀폐시키기 위해서는 상기 간극에 끼워져야하며, 이러한 끼움을 위해서는 상기 개스킷(362)이 가압되고 변형되는 것이 요구된다. 한편, 탱크(100) 내면과 헤드(300)사이의 밀폐는 헤드(100)의 하강시(즉, 가압시)에 필요하므로, 상기 하강에 반대방향으로 개스킷(362)이 상승될 때, 상기 개스킷(362)이 가압되고 변형되어야 한다. 이러한 이유로, 측면 또는 측부(361a), 실제적으로 헤드(300)의 외주면이 헤드(300)의 하강 및 개스킷(362)의 하강동안 상기 개스킷(362)을 가압 및 변형시키도록 구성된다. 보다 상세하게는, 측면(361a)은 탱크(100)의 내면을 향해 기울어지게 배향될 수 있다. 이러한 배향에 의해 헤드(300)의 상부(즉, 측면(361a) 또는 헤드 외주면의 상부)에서 헤드(300)와 탱크(100)사이의 간격이 좁아지며, 헤드(300)의 하부(즉, 측면(361a) 또는 헤드 외주면의 하부)에서 상대적으로 상기 간격이 확장될 수 있다. 또한, 리세스(361)의 상부 또는 상면(361b)은 개스킷(362)의 상승을 제한하는 스토퍼로 작용하며, 이의 하부 또는 하면(361c)는 개스킷(362)의 하강을 제한하는 스토퍼로 작용할 수 있다.

따라서, 헤드(300)가 액체원료(F)를 압축하기 위해 하강할 때, 도 8b에 도시된 바와 같이, 개스킷(362)은 상대적으로 상승하며, 축소된 탱크(100) 내면과 헤드(100)사이의 간격에 의해 압축 및 변형될 수 있다. 따라서, 변형된 개스킷(362)은 상부(361b)의 상부에 의해 이동이 제한되면서 탱크(100)의 내면과 헤드(300)사이에 밀폐를 위해 끼워질 수 있다. 다른 한편, 헤드(300)가 탱크(100)로부터 분리되기 위해 상승하면, 도 8a에 도시된 바와 같이, 개스킷(362)는 상대적으로 하강하면서, 탱크(100)의 내면과 헤드(300)사이의 간극으로부터 해제될 수 있다. 계속해서, 개스킷(362)는 확장된 탱크(100)내면과 헤드(100)사이의 확장된 간격에 의해 복원되며, 하부(361c)에 의해 추가적인 하강이 제한될 수 있다.

이와 같은 구성을 고려할 때, 선택적인 밀폐를 위해 제 4 메커니즘(360)은 헤드(300)에 의한 가압 또는 헤드(300)의 분리시 개스킷(362)를 헤드(300)의 이동방향과 반대방향으로 이동시키면서 선택적으로 헤드(300)와 탱크 내주면사이에 끼우거나 이로부터 해제시킬 수 있다. 또한, 이와 같은 끼움 및 해제를 위해 제 4 메커니즘은 경사진 리세스의 측면(361a), 즉 헤드(300)의 외주면에 의해 조절되는 헤드(300)과 탱크(100)내면사이의 간격에 의해 개스킷(362)을 선택적으로 압축시키거나 복원시킬 수 있다.

한편, 도 2c에 도시된 바와 같이, 헤드(300)의 하강 행정이 완료되면, 탱크(100)내의 모든 액체원료(F)가 이송되도록 배출장치(400)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 그러나, 제작시의 공차로 인해, 헤드(300)의 바닥부 및 탱크(100)의 바닥부는 헤드(300)가 완전하게 하강될 때, 서로 완전하게 접촉하기 어려우며, 이들 바닥부들사이에 형성되는 공간에 액체원료(F)가 잔류할 수 있다. 또한, 액체원료(F) 자체의 점성 및 다른 여러가지 요인들로 인해, 탱크(100)내에 액체원료(F)가 잔류할 수 있다. 따라서, 본 발명의 액체원료 이송장치는 도 5a에 도시되는 헤드(300)에 설치되는 보조 배출장치(370)를 포함할 수 있다.

도 5a를 참조하면, 보조 배출장치(370)는 헤드(300), 정확하게는 이의 몸체(310)에 설치되는 제 1 배출관(371)을 포함할 수 있다. 제 1 배출관(371)은 헤드(300)의 바닥부부터 시작하여 몸체(310)를 관통하여 외부로 연장되며, 이에 따라 탱크(100)와 헤드(300)사이의 공간과 헤드(300)외부의 공간을 서로 연통시키는 통로를 형성할 수 있다. 또한, 보조배출장치(370)는 액체원료(F)를 이송하기 위해 제 1 배출관(371)에 연결되는 제 2 배출관(372)을 가질 수 있다. 도시된 바와 같이, 제 2 배출관(372)은 제 2 배출관(371)에 클램프(375)를 이용하여 견고하게 결합될 수 있다. 제 2 배출관(372)에는 펌프가 연결되며, 상기 펌프에 의해 액체원료(F)를 흡입할 수 있는 압력이 형성될 수 있다. 또한, 제 1 배출관(371) 및 제 2 배출관(372)의 연결부에는 배출되는 액체원료(F)의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(373)가 설치될 수 있다. 한편, 헤드(300)과 탱크(100)사이는 밀폐되어 있으므로, 액체원료(F)의 강제적 배출을 위해 펌프가 작동되면, 헤드(300)와 탱크(100)사이의 공간에서의 압력이 지나치게 낮아질 수 있다. 따라서, 헤드(300) 또는 탱크(100)에서의 변형 또는 파손이 발생될 수 있다. 이러한 이유로, 보조 배출장치(370)는 제 1 배출관(371)에 설치되는 압력센서(374)를 포함할 수 있다. 압력센서(374)는 헤드(300)와 탱크(100)사이의 공간의 압력을 감지하며, 감지된 압력이 지나치게 낮아지면, 추가적인 액체원료(F)의 배출이 수행되지 않도록, 액체원료 이송장치의 제어장치에 의해 보조 배출장치(370), 정확하게 펌프의 작동이 정지될 수 있다.

이와 같은 보조 배출장치(370)에서, 헤드(300)의 하강 행정이 종료되면, 즉 상기 헤드(300)가 탱크(100)의 바닥면에 도달되면, 제 2 배출관(372)에 연결된 펌프가 작동된다. 작동된 펌프에 의해 생성된 압력에 의해 제 1 배출관(371)은 헤드(300)와 탱크(100)사이의 공간내에 잔류하는 액체원료(F)를 흡입할 수 있다. 계속해서, 흡입된 액체원료(F)는 제 2 배출관(372)를 거쳐 소정의 위치, 예를 들어 배출장치(400)의 배출관(420)이 연결되는 동일한 외부장치 또는 저장용기로 이송될 수 있다. 따라서, 보조 배출장치(370)는 헤드(300)를 이용한 배출과정이 일차적으로 종료될 때, 헤드(300)와 탱크(100)사이의 공간에 잔류하는 액체원료(F)를 강제적으로 배출하도록 구성된다. 이러한 이유로, 보조 배출장치(370)에 의해 완전하고 효과적인 액체원료(F)의 이송이 이루어질 수 있다.

앞서 논의된 바와 같이, 탱크(100)내에 저장된 액체원료(F)가 높은 점성을 갖는 경우, 이러한 액체원료(F)는 자신의 점성으로 인해 상기 탱크(100)내에서 어느 한쪽에 몰려있거나 뭉쳐있을 가능성이 높다. 즉, 탱크(100)내의 액체원료(F)는 평평하지 않은 표면을 가질 수 있다. 따라서, 헤드(300)가 하강할 때, 헤드(300)는 액체원료(F)의 표면과 전체적으로 균일하게 접촉하지 못하며, 액체원료(F)를 전체적으로 균일하게 가압하지 못함으로 인해 액체원료(F)의 배출이 효과적인 이루지지 않을 수 있다. 높은 점성에 의한 평평하지 않은 표면은 가압이전에 쉽게 발생하게 되므로, 이와같은 불균일한 접촉은 특히 헤드(300)가 최초로 액체원료(F)와 접촉할 때 발생될 수 있으나, 가압이 진행되는 도중에도 여러가지 요인에 의해 발생될 수 있다. 이러한 이유로, 본 발명의 액체원료 이송장치는 불균일한 접촉이 발생되는 경우, 헤드(300)를 액체원료(F)와 균일하게 접촉시키도록 구성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 액체원료 이송장치는 이와 같은 균일한 접촉을 위한 다양한 메커니즘을 포함하며, 이들은 관련된 도면들을 참조하며, 다음에서 상세하게 설명된다.

먼저, 도 10a 및 도 10b는 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 보조 구동장치 및 이의 작동을 나타내는 정면도들이다. 이들 도면에서 나타나는 바와 같이, 본 발명의 이송장치는 균일한 접촉을 위한 메커니즘으로서 보조 구동장치(260)를 포함할 수 있다. 보조 구동장치(260)는 액체원료(F)와 헤드(300)가 균일하게 접촉하도록 헤드(300)의 배향을 조절 또는 변화시키도록 구성된다.

보다 상세하게는, 보조 구동장치(260)는 앞서 도 1-도 3을 참조하여 설명된 커넥팅 로드(240)을 대신하는 액츄에이터(actuator)(261)와 가동로드(movable rod)(262a)을 포함할 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 헤드(260)의 안정적인 이동을 위해 보조 구동장치(260)도 서로 소정 간격으로 이격된 한 쌍의 액츄에이터(261a,261b)와 가동로드(262a,262b)를 포함할 수 있다. 먼저 액츄에이터(261)는 구동장치(200)의 브릿지(230)에 장착되며, 가동로드(262)의 상승 또는 하강운동, 즉 수직방향으로의 왕복운동을 위한 구동력을 발생시킨다. 구동력 발생을 위해 액츄에이터(261)은 다양한 방식을 이용할 수 있으며, 예를 들어 유압 구조, 또는 모터/기어 구조를 이용할 수 있다. 가동로드(262)는 액츄에이터(261)와 헤드(300)를 연결할 수 있다. 가동로드(262)는 액추에이터(261)의 구동력에 의해 수직방향으로 이동하면서 헤드(300)의 배향을 변화시킬 수 있다. 즉, 가동로드(262)의 운동에 의해 수평하게 배향된 헤드(300)는 위쪽 또는 아래쪽 방향으로 약간 틸팅(tilting)될 수 있다. 이러한 배향의 조절이 원활하게 이루어지도록, 가동로드(262)는 헤드(300)에 회동(pivot)가능하게 연결되며, 이를 위해 연결부(311)는 예를 들어 유니버설 조인트로 이루어질 수 있다. 또한, 헤드(300)와 액체원료(F)사이의 불균일한 접촉을 감지하기 위해, 비록 명확하게 도시되지는 않았지만 액체원료(F)와 실제적으로 접촉하는 헤드(300)의 바닥부에는 보조 구동장치(260) 또는 액체이송장치의 일부로 압력센서가 설치될 수 있다. 액체원료(F)와 접촉하는 헤드(300) 바닥부의 일부에는 소정의 압력이 발생하나, 상기 액체원료(F)와 접촉하지 않는 일부에는 압력이 발생하지 않거나 상대적으로 낮은 압력이 발생할 수 있다. 이러한 압력발생여부에 기초하여, 압력이 발생하지 않거나 상대적으로 낮은 압력이 발생하는 헤드(300)의 바닥부에서는 불균일한 접촉이 발생한 것으로 판단될 수 있다.

따라서, 도 10a에 도시된 바와 같이, 헤드(300)가 하강하여 액체원료(F)와 접촉할 때, 압력센서에 의해 불균일한 접촉이 발생한 부분(도면상 탱크(100)의 좌측부분)이 감지될 수 있다. 이러한 감지에 응답하여, 도 10b에 도시된 바와 같이, 발생부분에 해당하는 액츄에이터, 즉 좌측 액츄에이터(261a)가 구동력을 발생시키면, 가동로드(262a)가 하강운동하면서 헤드(300)의 좌측부분을 약간 아래로 틸팅시킬 수 있다. 따라서, 헤드(300)는 액체원료(F)와 균일하게 접촉하게 되며, 액체원료(F)가 효과적으로 배출될 수 있다. 이와 같은 배향의 조절, 즉 틸팅은 헤드(300)가 액체원료(F)에 접촉하기 시작할 때 뿐만 아니라 가압도중에 불균일한 접촉이 발생되면 언제라도 수행될 있다. 또한, 이러한 틸팅 이후, 압력센서에 의해 균일한 압력검출이 소정시간이상 지속되면, 헤드(300)는 액츄에이터(261) 및 가동로드(262)에 작동에 의해 원래의 수평상태로 복귀될 수 있다.

또한, 도 9b에 점선으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 이송장치는 균일한 접촉을 위한 메커니즘으로서 추가 보조구동장치(270)를 포함할 수 있다. 추가 보조구동장치(270)는 액체원료(F)와 헤드(300)가 균일하게 접촉하도록 액체원료(F)의 표면을 전체적으로 평탄화시키도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 이러한 평탄화를 위해 헤드(330)에 생성된 변위를 이용하여 최상부의 액체원료(F)를 균일하게 퍼지게(spread) 할 수 있다.

도 9b를 참조하면, 추가 보조구동장치(270)는 앞서 설명된 커넥팅 로드(240)을 대신하여 드라이버(driver)(271) 및 구동축(driving shaft)(272)을 포함할 수 있다. 먼저 드라이버(271)는 구동장치(200)의 브릿지(230)에 장착되며, 구동축(272)의 회전운동을 위한 구동력을 발생시킬 수 있다. 드라이버(271)는 회전 구동력을 발생시키기 위해 다양한 장치로 이루어질 수 있으나, 통상적인 전기 또는 유압 모터가 이에 적용될 수 있다. 구동축(272)은 드라이버(271)에 회전가능하게 결합되며, 상기 드라이버(271)와 헤드(300)를 연결할 수 있다. 구동축(272)은 드라이버(271)에 의해 회전하면서, 이에 연결된 헤드(300)도 함께 회전시킬 수 있다.

따라서, 도 10a에 도시된 바와 같이, 헤드(300)가 하강하여 액체원료(F)와 접촉할 때, 압력센서(상술된 보조구동장치(270)의 설명참조)에 의해 불균일한 접촉이 발생한 부분이 감지될 수 있다. 이러한 감지에 응답하여, 드라이버(271) 및 구동축(272)의 작동에 의해 헤드(300)는 도 9b에 화살표로 표시된 바와 같이 회전할 수 있다. 헤드(300)의 회전에 의해 이에 접촉하고 있던 액체원료(F)의 일부가 마찰에 의해 함께 회전하면서 균일하게 퍼지게 된다. 또한, 헤드(300)가 큰 각도로 회전하면, 이러한 회전은 적어도 상기 헤드(300)에 부착되는 부속장치와 간섭할 수 있으므로, 바람직하게는 헤드(300)는 제한된 각도범위내의 회전을 반복적으로 수행하도록 구성될 수 있다. 따라서, 액체원료(F)의 표면은 평평하게 만들어지며 헤드(300)는 효과적인 배출이 가능하도록 평탄화된 액체원료(F)와 균일하게 접촉할 수 있다. 이와 같은 헤드(300)의 변위, 즉 회전은 헤드(300)가 액체원료(300)에 접촉할 때 뿐만아니라 가압도중에 불균일한 접촉이 발생되면 언제라도 수행될 있다. 또한, 압력센서에 의해 균일한 압력검출이 소정시간이상 지속되면, 헤드(300)의 회전은 중지될 수 있다.

추가 보조구동장치(270)는 또한, 도 9b에 도시된 바와 같이, 가진기(273)을 더 포함할 수 있다. 앞서 설명된 드라이버(271) 및 구동축(272)이 액체원료(F)의 평탄화를 위해 헤드(330)의 회전을 이용하는 반면, 가진기(273)은 헤드(330)의 수직 또는 좌우방향으로의 변위, 즉 진동을 이용할 수 있다. 보다 상세하게는, 가진기(273)는 헤드(300), 즉 이의 몸체(310)에 설치되며, 헤드(300)에 수직 및/또는 좌우방향 진동을 가할 수 있다. 이러한 가진기(273)는 단순한 구조의 가진모터 또는 편심모터로 이루어질 수 있다. 따라서, 헤드(300)가 하강하여 액체원료(F)와 접촉할 때, 압력센서(상술된 보조구동장치(270)의 설명참조)에 의해 불균일한 접촉이 발생한 부분이 감지될 수 있다. 이러한 감지에 응답하여, 가진기(273)가 헤드(300)에 진동을 가하면, 접촉하고 있던 액체원료(F)의 일부가 함께 진동하면서 균일하게 퍼지게 된다. 따라서, 헤드(300)는 평탄화된 액체원료(F)와 균일하게 접촉하면서 효과적으로 상기 액체원료(F)를 배출할 수 있다. 이와 같은 헤드(300)의 변위, 즉 진동은 헤드(300)가 액체원료(300)에 접촉할 때 뿐만아니라 가압도중에 불균일한 접촉이 발생되면 언제라도 수행될 있다. 또한, 압력센서에 의해 균일한 압력검출이 소정시간이상 지속되면, 헤드(300)와 액체원료(F)사이에 균일한 접촉이 형성된 것으로 판단되고, 이에 따라 헤드(300)의 진동은 중단될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 액체원료 이송장치는 가압도중 헤드(300)과 액체원료(F)의 균일한 접촉을 위해 탱크(100)의 내부를 감압시키도록 구성되는 감압장치(390)를 더 포함할 수 있다. 도 11은 본 발명에 따른 액체원료 이송장치의 감압장치를 나타내는 탱크 및 헤드의 단면도이며, 이를 참조하며, 감압장치(390)가 다음에서 상세하게 설명된다.

도 11을 참조하면, 액체원료(F)는 자신의 높은 점성으로 인해 탱크(100)내서 평평하지 못한 표면을 형성하는 것으로 도시된다. 따라서, 헤드(300)가 가압을 위해 하강될 때, 액체원료(F)의 일부만이 헤드(300)와 접촉하며, 액체원료(F)와 헤드(300)사이에는 불균일한 표면으로 인한 공간(S)이 형성된다. 이러한 공간(S)에는 액체원료(F)와 마찬가지로 쉽게 압축되지 않는 공기가 채워져 있으므로, 헤드(300)에 의한 가압, 즉 하강이 진행되는 동안에도 상기 공간(S)는 제거되지 않고 잔류하게 된다. 따라서, 액체원료(F)는 균일하게 가압되지 않으며, 이에 따라 일정하게 배출장치(400)을 통해 배출되기 어렵다. 이러한 현상은 이미 앞서 보조구동장치(260) 및 추가보조구동장치(270)의 설명에서 논의된 바 있다. 따라서, 감압장치(390)는 이러한 탱크(100)내의 공간, 즉 공간(S)을 감압시켜 상기 공간(S)을 제거하도록 구성될 수 있다.

보다 상세하게는, 감압장치(390)는 헤드(300), 정확하게는 이의 몸체(310)에 설치되는 제 1 흡입관(391)을 포함할 수 있다. 제 1 흡입관(391)은 헤드(300)의 바닥부부터 시작하여 몸체(310)를 관통하여 외부로 연장되며, 이에 따라 탱크(100)와 헤드(300)사이의 공간과 헤드(300)외부의 공간을 서로 연통시키는 통로를 형성할 수 있다. 또한, 감압장치(390)는 제 1 흡입관(391)에 연결되는 제 2 흡입관(292)를 가질 수 있다. 제 2 흡입관(392)에는 펌프가 연결되며, 상기 펌프에 의해 헤드(300)와 액체원료(F)사이의 공간(S)내의 공기를 흡입할 수 있는 압력이 형성될 수 있다. 또한, 제 1 흡입관(391) 및 제 2 흡입관(392)의 연결부에는 배출되는 공기의 역류를 방지하기 위한 체크밸브(393)가 설치될 수 있다. 바람직하게는, 어떠한 위치에 형성되는 헤드(300)와 액체원료(F)사이 공간(S)도 제거할 수 있도록 다수개의 감압장치(390:391,392,393)가 헤드(300) 전체에 걸쳐 제공될 수 있다.

따라서, 헤드(300)가 하강하여 액체원료(F)와 접촉할 때, 압력센서에 의해 불균일한 접촉이 발생한 부분(도면상 탱크(100)의 좌우측부분)이 감지될 수 있다. 이러한 감지에 응답하여, 발생부분에 해당하는 감압장치(390)가 작동하면, 제 1 흡입관(391)은 제 2 흡입관(392)에 연결된 펌프에서 발생되는 음의 압력에 의해 공간(S)를 감압시킨다. 즉, 제 1 흡입관(391)은 감압에 의해 공간(S)로부터 공기를 흡입하며, 이에 따라 공간(S)는 소멸하게 된다. 따라서, 따라서, 헤드(300)는 액체원료(F)와 균일하게 접촉하게 되며, 액체원료(F)는 가해지는 균일한 압력에 의해 효과적으로 배출될 수 있다. 이러한 감압은 헤드(300)가 액체원료(300)에 접촉할 때 뿐 만아니라 가압도중에 불균일한 접촉이 발생되면 언제라도 수행될 있다. 또한, 압력센서에 의해 균일한 압력이 검출되면, 즉 균일한 접촉이 이루어지면, 감압장치(390)는 바로 작동을 정지할 수 있다.

상술된 본 발명의 액체원료 이송장치의 구성에 뒤이어, 관련된 도면들을 참조하여 상기 이송장치의 작동이 본 발명의 보다 나은 이해를 위해 다음에서 상세하게 설명된다.

먼저, 탱크(100)는 액체원료 이송장치로부터 분리되어, 이송될 액체원료(F)를 공급받을 수 있다. 공급된 액체원료(F)를 수용한 탱크(100)는 다시 액체원료 이송장치내의 소정의 위치에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치이전에, 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 구동장치(200)의 구동 어셈블리는 연결 어셈블리에 의해 상기 구동 어셈블리에 연결된 헤드(300)을 최대 높이까지 상승시킬 수 있다. 즉, 구동장치(200)의 구동 어셈블리에서 플런저(222)는 컬럼(220)으로부터 상승되며, 브릿지(230) 및 커넥팅 로드(240)(즉, 연결 어셈블리)에 의해 상기 플런저(222)에 연결된 헤드(300)는 탱크(100)가 그 아래에 배치될 수 있도록 상기 탱크(100)의 높이 보다 높게 상승될 수 있다. 또한, 탱크(100)가 배치될 때, 상기 탱크(100)은 앞서 설명된 바와 같이, 리테이너(213) 및 제 3 프레임(211d)에 의해 안내되어 헤드(300) 아래, 컬럼들(220a,220b) 사이의 정해진 위치에 정확하게 위치 및 구속될 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2a에 도시된 바와 같이, 탱크(100)의 개방된 입구는 헤드(300)와 정확하게 정렬될 수 있으며, 후속하는 가압과정에서 헤드(300)가 어떠한 간섭없이 탱크(100)내에 삽입될 수 있다. 더 나아가, 탱크(100)가 분리 및 배치되는 동안, 탱크(100)는 바퀴(130)을 이용하여 용이하게 이동될 수 있다.

이 후, 액체원료(F)의 가압 및 이송을 위해, 도 2b에 도시된 바와 같이, 플런저(222)는 하강하며, 이에 연결된 헤드(300)도 하강하면서 탱크(100)내에 삽입된다. 플런저(222)의 계속적인 하강에 의해 헤드(300)는 탱크(100)내의 액체원료(F)와 접촉하면서 상기 액체원료(F)를 압축하게 된다. 따라서, 이러한 액체원료(F)는 가해진 압력에 의해 헤드(300)에 제공된 배출장치(400)의 배출구(410)을 통해 헤드 외부(300)로 배출될 수 있다. 배출된 액체원료(F)는 배출관(420)을 따라 액체원료 이송장치 외부로 이송될 수 있다. 보다 상세하게는, 액체원료(F)는 추가적인 처리를 위해 다른 처리장치로 이송되거나 저장을 위해 소정크기의 용기로 바로 이송될 수 있다. 계속해서, 도 2c에 도시된 바와 같이, 헤드(300)가 하강되어 탱크(100) 바닥부에 도달하면, 상기 탱크(100)내의 모든 액체원료(F)는 모두 외부로 이송될 수 있으며, 이에 따라 전체적인 이송과정은 완료될 수 있다. 이와 같은 이송과정의 완료후, 앞서 도 1 및 도 2a를 통해 설명된 바와 같이, 헤드(300)는 다시 탱크(100)보다 높게 상승되어 탱크(100)로부터 분리된다. 따라서, 탱크(100)는 이송될 새로운 액체원료(F)를 공급받기 위해 다시 액체원료 이송장치로부터 분리될 수 있다.

앞서 설명된 바와 같이, 이송과정중 헤드(300)가 액체원료(F)와 전체적으로 접촉하면서 균일하게 압력을 가하므로, 일정량의 액체원료(F)가 계속적으로 외부로 이송될 수 있다. 즉, 액체원료(F)의 이송량이 이송과정중 변화되지 않고 일정하게 유지될 수 있다. 헤드(300)는 또한, 탱크(100)의 내면과 제한된 접촉만을 가지므로, 높은 온도로 가열되지 않으며 이에 따라 접촉하는 액체원료(F)를 변질시키지 않을 수 있다. 또한, 액체원료 이송장치는 액체원료(F)의 가압을 위해 실질적으로 외형의 급격한 변화가 없는 단순한 구조, 즉 디스크 구조를 갖는 단일의 헤드(300)만을 사용한다. 따라서, 액체원료(F)가 헤드(300)에 잔류하지 않으며, 단순한 구조로 인해 청소 및 유지보수가 용이하다. 이러한 이유로, 잔류된 액체원료(F)가 변질되고 다시 새로 탱크(100)에 투입되는 액체원료(F)를 오염시키는 것이 방지될 수 있다. 또한, 헤드(300)는 가압과정 완료시 탱크(100)사이에 어떠한 공간도 실질적으로 형성하지 않도록 탱크 바닥면과 전체적으로 접촉할 수 있다. 따라서, 액체원료(F)가 탱크(100)내에서 잔류되지 않고 모두 배출될 수 있으며, 잔류된 액체원료(F)에 의한 오염도 방지될 수 있다. 더 나아가, 헤드(300)는 이동을 위한 구동력을 제공하는 구동장치(200)와 직접적으로 연결되며, 이러한 구동장치(200)는 앞서 설명된 바와 같이, 높은 강도 및 강성 뿐만 아니라 안정적인 구조를 갖는다. 따라서, 헤드(300)는 안정적으로 이동하면서 높은 압력을 지속적으로 액체원료(F)에 가할 수 있으며, 이에 따라 액체원료(F)의 이송이 보다 효율적으로 수행될 수 있다.

또한, 본 발명의 액체원료 이송장치는 앞서 관련도면들을 참조하여 설명된 바와 같이 헤드(300)와 탱크(100) 사이의 간극을 선택적으로 밀폐하도록 구성되는 제 1-4 밀폐 메커니즘(330-360)을 포함할 수 있다. 제 1-4 밀폐 메커니즘(330-360)의 작동은 앞서 상세하게 설명되었으므로, 다음에서는 생략된다. 이러한 밀폐메커니즘(330-360)에 의한 선택적인 밀폐에 의해, 항상 탱크(100)내면과 접촉되는 통상적인 개스킷에서 발생되는 헤드(300)의 비정적인 변위, 불필요한 구동력 낭비 및 캐스킷의 마모가 방지될 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 액체원료 이송장치는 액체원료(F)와 헤드(300)을 균일하게 접촉시키도록 구성되는 보조구동장치 및 감압장치(260,270,390)를 더 포함할 수 있다. 보조구동장치 및 감압장치(260,270,390)의 구성 및 작동도 이미 앞서 상세하게 설명되었으므로, 다음에서는 생략된다. 이들 장치들(260,270,390)에 의해 헤드(300)는 어떠한 환경에서도 액체원료(F)와 균일하게 접촉하면서 전체적으로 가압할 수 있으며, 이에 따라 액체원료(F)는 효율적으로 배출될 수 있다.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

100: 탱크 110: 탱크몸체
120: 리브 130: 바퀴
200: 구동장치 210: 플랫폼
220: 유압컬럼 230: 브릿지
240: 커넥팅 로드 250: 보조 브릿지
260,270: 보조 구동장치 300: 헤드
310: 헤드몸체 330-360: 밀폐 메커니즘
370: 보조 배출장치 390: 감압장치
400: 배출장치 410: 배출구

Claims (6)

1. 소정량의 액체원료를 저장하도록 구성되는 탱크;
   상기 탱크 주위에 배치되며, 상승 또는 하강이동하도록 구성되는 구동장치, 여기서, 상기 구동장치는 지면상에 설치되는 플랫폼, 상기 탱크의 양측부들에 서로 나란하게 상기 플랫폼에 배치되며 발생되는 구동력에 의해 상승 또는 하강하는 플런저들을 각각 포함하는 한 쌍의 컬럼들, 및 상기 플런저들의 끝단들을 연결하는 브릿지를 포함하며;
   상기 구동장치와 직접 연결되어 상기 탱크내부에 상승 또는 하강가능하게 설치되며, 하강시 상기 탱크내의 액체원료와 직접 접촉하면서 상기 액체원료를 가압하도록 구성되는 헤드;
   상기 헤드에 제공되며, 하강되는 상기 헤드에 의해 가압된 상기 액체원료를 배출하도록 구성되는 배출장치;
   상기 액체원료와 접촉하는 상기 헤드의 바닥부에 설치되어 상기 액체원료로부터 받는 압력을 감지하는 압력센서;
   상기 헤드의 이동방향에 따라 상기 헤드와 상기 탱크 내주면 사이를 선택적으로 밀폐하도록 구성되는 제 1 밀폐 메커니즘, 여기서 상기 제 1 밀폐 메커니즘은;
   - 상기 헤드의 외주부상에 설치되는 개스킷,
   - 상기 헤드 내부의 중심부에 회전가능하게 설치되는 캠, 및
   - 상기 개스킷 및 상기 캠과 접촉하면서 상기 개스킷 및 상기 캠사이에 방사상으로 배치되며, 상기 캠의 회전시 반경방향으로 이동하면서 상기 개스킷을 확장시키도록 가압하는 다수개의 링크부재들을 포함하며;
   상기 헤드와 상기 액체원료사이의 균일한 접촉을 위해 상기 헤드의 배향을 변화시키도록 구성되는 보조 구동장치, 여기서 상기 보조 구동장치는;
   - 상기 브릿지에 장착되며, 수직방향으로의 왕복운동을 위한 구동력을 발생시키는 액츄에이터, 및
   - 상기 액츄에이터와 상기 헤드의 측부에 각각 연결되며, 상기 액츄에이터의 구동력에 의해 수직방향으로 이동하도록 구성되는 가동로드를 포함하며, 상기 헤드와 상기 액체원료의 접촉시 상기 압력센서에 의해 부분적으로 압력이 감지되지 않거나 상대적으로 낮은 압력이 감지되면, 상기 액츄에이터는 상기 가동로드를 이동시켜 상기 헤드를 경사지게 배향시키는 액체원료 이송장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 헤드와 상기 탱크 내주면 사이를 선택적으로 밀폐하도록 구성되는 제 2 밀폐 메커니즘을 더 포함하며, 상기 제 2 밀폐 메커니즘은;
   상기 헤드의 하부에 배치되는 제 1 가압몸체,
   상기 제 1 가압몸체에 상부에 이동가능하게 결합되는 제 2 가압몸체, 및
   상기 헤드의 외주부상에 배치되도록 상기 제 1 및 제 2 가압몸체들의 반경방향 끝단부들 사이에 개재되는 개스킷을 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 가압몸체들은 수직방향으로 서로 가까워지게 이동하면서 상기 개스킷을 확장되게 가압하도록 구성되는 액체원료 이송장치.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 헤드와 상기 액체원료사이의 균일한 접촉을 위해 상기 액체원료의 표면을 평탄화하도록 구성되는 추가 보조구동장치를 더 포함하며, 상기 추가 보조구동장치는:
   상기 브릿지에 장착되며, 회전운동을 위한 구동력을 발생시키는 드라이버,
   상기 드라이버와 상기 헤드에 각각 연결되며, 상기 드라이버의 구동력에 의해 회전하도록 구성되는 구동축, 및
   상기 헤드에 부착되며 진동을 발생시키도록 구성되는 가진기를 포함하며, 상기 헤드와 상기 액체원료의 접촉시 상기 압력센서에 의해 부분적으로 압력이 감지되지 않거나 상대적으로 낮은 압력이 감지되면, 상기 액츄에이터는 상기 구동축에 의해 상기 헤드를 회전시키며 상기 가진기는 상기 헤드에 진동을 가하여, 상기 헤드에 접촉하고 있는 액체원료를 퍼지게 하는 액체원료 이송장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 헤드에 설치되며, 불균일한 접촉으로 발생되는 상기 헤드와 상기 액체원료사이의 공간을 감압시키도록 구성되는 감압장치를 더 포함하는 액체원료 이송장치.

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