KR101999212B1 - 정량 공급 장치 - Google Patents

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KR101999212B1
KR101999212B1 KR1020180020318A KR20180020318A KR101999212B1 KR 101999212 B1 KR101999212 B1 KR 101999212B1 KR 1020180020318 A KR1020180020318 A KR 1020180020318A KR 20180020318 A KR20180020318 A KR 20180020318A KR 101999212 B1 KR101999212 B1 KR 101999212B1
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이경로
박종호
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(주)투엘바이오
박종호
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Abstract

본 발명은 의약품이나 사료 또는 식품을 비롯하여 분말 또는 액체 원료 등과 같은 각종 재료들을 투입된 상태로부터 일정량씩 토출하여 공급하게 되는 정량 공급 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 내부에 실린더를 구비하며 360도 회전 가능하게 되는 로터리와, 이 로터리를 외주 측에 대해 밀폐 상태로 회전 가능하게 수용하며 상단과 하단에는 각각 실린더와 연통할 수 있게 되는 투입구와 토출구가 구비된 로터리 케이스와, 로터리의 실린더에 설치되어 승강 작동에 따라 상기 투입구를 통해 투입된 투입물을 상기 토출구 측으로 정량 투입 및 토출할 수 있게 하는 피스톤과, 로터리 케이스의 토출구 측에 설치되어 투입물이 액상인 경우에 투입물의 누설을 방지함과 아울러 투입물이 고체상인 경우에는 정량 토출을 위한 개방이 가능하게 되는 누설방지밸브와, 이 누설방지밸브를 로터리 케이스 측에 지지하되 토출구로부터 토출되는 액상의 투입물을 외부로 유출시키는 유로와 이 유로를 개폐하는 유로개폐밸브를 구비한 밸브 블록과, 로터리를 회전시키는 구동력을 제공하는 제1서보모터와 이 제1서보모터의 구동력을 상기 로터리로 전달하는 제1동력전달부를 구비한 제1구동부와, 피스톤을 승강 작동시키는 구동력을 제공하는 제2서보모터와 이 제2서보모터의 구동력을 피스톤으로 전달하는 제2동력전달부를 구비한 제2구동부를 포함하여 이루어진다.

Description

정량 공급 장치{Apparatus for supplying constant quantity}
본 발명은 정량 공급 장치에 관한 것으로, 특히 의약품이나 사료 또는 식품을 비롯하여 분말 또는 액체 원료 등과 같은 각종 재료들을 투입된 상태로부터 일정량씩 토출하여 공급하게 되는 정량 공급 장치에 관한 것이다.
예컨대 한의원에서 한약을 조제하는 경우, 처방에 따라 여러 가지 약재를 정확하게 계량하여 배합할 필요가 있다. 이뿐만 아니라, 각종 산업 현장에서 어느 특정 제품을 성형하거나 제조함에 있어서는 원료가 되는 분말 형태 또는 액상이나 펠릿 형태의 각종 재료들을 일정한 양만큼씩 성형 장치 등에 공급하여야 한다.
정량 공급 장치는 이처럼 각종 재료들을 일정량씩 계량하여 공급하기 위한 장치로서, 원료의 공급비에 오차가 발생할 경우 원하는 물성이나 기능을 갖지 못하는 불량 제품이 생산될 수 밖에 없기 때문에 정밀도가 높아야만 한다.
정량 공급 장치에 대한 종래 기술의 예로는, 원료가 담기는 호퍼의 하부에 게이트밸브를 설치하여 게이트밸브의 개폐 시간 제어에 따라 원료의 배출량을 제어하는 것이 있고, 호퍼의 하부에 게이트 호울을 형성하고 게이트 호울의 하부에 복수의 계량컵을 가진 수평 계량판을 회전가능하게 설치하여 어느 일측 계량컵이 게이트 호울에 일치하도록 함과 아울러 하부에 게이트 호울을 지나면서 원료가 담겨져 회전되는 계량컵의 원료를 배출하는 배출구를 구성한 것 등이 알려져 있다.
그런데, 전자의 경우에는 게이트 밸브가 개폐될 때 배출되는 원료의 양이 불균일하여 계량의 정확성을 담보하지 못함으로써 제품의 불량률이 높아지고, 게이트밸브가 닫힐 때 원료가 도어와 게이트 사이에 끼어 닫힘 불량 및 고장의 발생이 잦을 뿐만 아니라 원료 입자가 분쇄되어 제품의 불량으로 이어지는 문제점이 있다. 또, 후자의 경우에는 과립 또는 미세분말과 같은 고체상의 투입물을 공급하는 데에는 적당하지만 액상 투입물을 정량 공급하기에는 적합하지 못한 문제점이 있다.
일본 특허출원공개번호 특개2009-91078호(2009.04.30. 공개) 대한민국 특허공개번호 제10-2015-0134553호(2015.12.02. 공개)
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위해 개발된 것으로서, 간단한 제어에 의해 투입된 재료를 균일하고 정밀하게 일정량씩 토출할 수 있으며, 액상 투입물과 고체상 투입물 모두를 정량 공급하기에 적합한 정량 공급 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정량 공급 장치는, 내부에 실린더를 구비하며 360도 회전 가능하게 되는 로터리와, 이 로터리를 외주 측에 대해 밀폐 상태로 회전 가능하게 수용하며 상단과 하단에는 각각 실린더와 연통할 수 있게 되는 투입구와 토출구가 구비된 로터리 케이스와, 로터리의 실린더에 설치되어 승강 작동에 따라 상기 투입구를 통해 투입된 투입물을 상기 토출구 측으로 정량 투입 및 토출할 수 있게 하는 피스톤과, 로터리 케이스의 토출구 측에 설치되어 투입물이 액상인 경우에 투입물의 누설을 방지함과 아울러 투입물이 고체상인 경우에는 정량 토출을 위한 개방이 가능하게 되는 누설방지밸브와, 이 누설방지밸브를 로터리 케이스 측에 지지하되 토출구로부터 토출되는 액상의 투입물을 외부로 유출시키는 유로와 이 유로를 개폐하는 유로개폐밸브를 구비한 밸브 블록과, 로터리를 회전시키는 구동력을 제공하는 제1서보모터와 이 제1서보모터의 구동력을 상기 로터리로 전달하는 제1동력전달부를 구비한 제1구동부와, 피스톤을 승강 작동시키는 구동력을 제공하는 제2서보모터와 이 제2서보모터의 구동력을 피스톤으로 전달하는 제2동력전달부를 구비한 제2구동부를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 있어서, 상기 누설방지밸브에는 투입물이 고체상인 경우에 누설방지밸브를 수동으로 개방할 수 있게 되는 밸브 레버가 장착될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 밸브 블록은 로터리 케이스 측에 고정되는 상측 밸브 블록과 이 상측 밸브 블록의 하측에 위치하면서 액상 투입물이 유출되는 유출단을 구비한 하측 밸브 블록으로 구성되고, 상기 누설방지밸브는 상측 밸브 블록과 하측 밸브 블록의 사이에 장착이 되며, 상기 상측 밸브 블록에는 토출구와 유로를 연통시키는 제1통공이 형성되어 있고, 상기 하측 밸브 블록에는 유로의 말단을 유출단과 연통시키는 제2통공이 형성된 구조로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1동력전달부는, 제1서보모터에 연결되어 제1서보모터의 토크를 증대시키는 제1웜기어부와, 이 제1웜기어부의 출력 측에 구비되는 제1소경 타이밍 풀리와, 이 제1소경 타이밍 풀리에 제1타이밍 벨트로 연결됨과 아울러 로터리를 회전시킬 수 있도록 로터리에 동력전달핀으로 연결되는 제1대경 타이밍 풀리를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제2동력전달부는, 제2서보모터에 연결되어 제2서보모터의 토크를 증대시키는 제2웜기어부와, 이 제2웜기어부의 출력 측에 구비되는 제2소경 타이밍 풀리와, 이 제2소경 타이밍 풀리에 제2타이밍 벨트로 연결되는 제2대경 타이밍 풀리와, 제2대경 타이밍 풀리에 설치되어 제2웜기어부의 회전 동력을 전달받아 회전 운동하게 되는 피스톤 구동 샤프트와, 피스톤 구동 샤프트에 연결된 크랭크 블록 및 이 크랭크 블록과 피스톤에 각각 연결되어 피스톤 구동 샤프트의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시켜 피스톤을 직선 운동시키는 커넥팅 로드를 포함하여 이루어질 수 있다.
위와 같이 구성된 본 발명의 정량 공급 장치는 다음과 같은 효과를 발휘한다.
첫째, 로터리를 회전시키는 제1구동부와 피스톤를 승강 작동시키는 제2구동부를 동기 제어할 수 있는 구성을 가짐으로써, 투입된 액상 투입물이나 고체상 투입물 등의 재료를 균일하고 정밀하게 일정량씩 토출하여 정량 공급할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 투입물의 토출구 측에 누설방지밸브와 유로개폐밸브가 구비됨으로써, 누설방지밸브의 간단한 조작과 유로개폐밸브의 마이컴 제어에 의해 개폐가 이루어짐에 따라 고체상 투입물 뿐만 아니라 액상 투입물에 대해서도 간편하게 정량 공급을 실시할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 정량 공급 장치의 실시예를 나타낸 정면부 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 대한 측면부 사시도이다.
도 3은 도 1의 실시예에 대한 저면부 사시도이다.
도 4는 도 1의 실시예에서 주요 부분에 대한 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에서 피스톤을 승강 작동시키는 주요 구성부를 나타낸 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예가 액상의 투입물을 정량 공급하는 경우의 작동 순서를 차례로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예가 고체상(분말 또는 펠릿)의 투입물을 정량 공급하는 경우의 작동 순서를 차례로 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
첨부된 도면 도 1∼도 3은 각각 본 발명에 따른 정량 공급 장치의 실시예를 나타낸 정면부 사시도와 측면부 사시도 및 저면부 사시도이고, 도 4는 도 1의 실시예에서 주요 부분에 대한 분해 사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에서 피스톤을 승강 작동시키는 주요 구성부를 나타낸 사시도이다. 또, 도 6은 본 발명의 실시예가 액상의 투입물을 정량 공급하는 경우의 작동 순서를 차례로 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예가 고체상(분말 또는 펠릿)의 투입물을 정량 공급하는 경우의 작동 순서를 차례로 나타낸 도면이다. 이들 도면에서 본 발명의 구성 요소를 이루고 있는 제1타이밍 벨트와 제2타이밍 벨트는 도시의 편의상 생략되어 있다.
상기 도면들에 예시된 본 발명의 정량 공급 장치는 다음과 같은 구성 요소들로 이루어진다.
먼저, 원통형의 로터리(10)와 이 로터리(10)를 수용하는 로터리 케이스(20)를 구비하고 있는데, 로터리(10)는 360도 회전이 가능하게 되며, 로터리(10)의 내부 상측과 하측에는 상하 방향으로 한 쌍의 실린더(11,11')가 형성되어 있다. 그리고 로터리 케이스(20)는 복수 개의 리테이너(21)를 매개로 하여 로터리(10)를 외주 측에 대해 밀폐 상태로 수용하게 됨과 아울러, 리테이너(21)의 내측으로 설치되는 베어링(22)에 의해 로터리(10)를 360도 회전 가능하게 수용하게 된다. 로터리 케이스(20)의 상단과 하단에는 각각 로터리(10)의 실린더(11)와 연통할 수 있게 되는 투입구(23)과 토출구(24)가 구비되어 있는데, 본 발명에서 정량 공급하고자 하는 투입물(예를 들면, 액상의 투입물 또는 분말이나 펠릿과 같은 고체상의 투입물)은 투입구(23)를 통해 직접 또는 투입구(23)에 장착되는 호퍼(도시되지 않음)를 경유하여 투입구(23)를 통해 로터리(10)의 실린더(11,11')로 공급되었다가, 토출구(24)를 통해 로터리(10)의 외부로 토출이 이루어질 수 있게 된다.
로터리(10)의 상측 및 하측 실린더(11,11')에는 각각 피스톤(30,30')이 설치된다. 이 피스톤(30,30')은 실린더(11,11') 내에서 승강 작동함으로써, 로터리 케이스(20)의 투입구(23)를 통해 투입된 투입물을 토출구(24) 측으로 정량 투입 및 토출할 수 있도록 하는 역할을 한다. 피스톤(30,30')의 외주 측에는 실린더(11,11') 내에서 기밀 또는 수밀 상태로 피스톤(30,30')이 승강 작동할 수 있도록 하기 위한 실린더 패킹(31,31')이 마련된다.
로터리 케이스(20)의 토출구(24) 측에는 누설방지밸브(40)가 설치된다. 이 누설방지밸브(40)는 예컨대 버터플라이 밸브와 같은 것이 사용될 수 있는데, 본 발명의 정량 공급 장치에 적용되는 투입물이 액상인 경우에 투입물이 중력에 의해 실린더(11,11')로부터 누설되는 것을 방지하는 역할을 하게 됨과 아울러 투입물이 분말이나 펠릿과 같은 고체상의 투입물일 경우에는 정량 토출을 할 수 있도록 개방이 가능하게 된다. 누설방지밸브(40)에는 투입물이 고체상인 경우에 누설방지밸브(40)를 수동으로 개방할 수 있게 되는 밸브 레버(41)가 장착될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 밸브 레버(41)는 회전 작동에 의해 누설방지밸브(40)를 개방하거나 폐쇄하게 된다.
로터리 케이스(20)의 저면 측에는 누설방지밸브(40)를 로터리 케이스(20) 측에 지지하는 밸브 블록(50)이 구비된다. 도 6과 도 7에 보이는 바와 같이, 밸브 블록(50)은 로터리 케이스(20)의 토출구(24)를 통해 토출되는 액상의 투입물을 외부로 유출시키기 위한 유로(51)를 구비하고 있다. 그리고, 이 유로(51)를 개폐하는 유로개폐밸브(52)가 밸브 블록(50)에 구비되며, 유로개폐밸브(52)는 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다.
본 실시예에서, 밸브 블록(50)은 로터리 케이스(20) 측에 고정되는 상측 밸브 블록(50a)과 이 상측 밸브 블록(50a)의 하측에 위치하면서 액상 투입물이 유출되는 유출단(50c)을 구비한 하측 밸브 블록(50b)으로 구성된다. 그리고, 누설방지밸브(40)는 상측 밸브 블록(50a)과 하측 밸브 블록(50b)의 사이에 장착이 된다. 또, 상측 밸브 블록(50a)에는 로터리 케이스(20)의 토출구(24)와 유로(51)를 연통시키는 제1통공(50aa)이 형성되어 있고, 하측 밸브 블록(50b)에는 유로(51)의 말단을 유출단(50c)과 연통시키는 제2통공(50ba)이 형성되어 있다.
다음으로, 로터리(10)를 로터리 케이스(20) 내에서 회전시키기 위하여 구동력을 제공하기 위한 제1구동부(60)가 구비된다. 제1구동부(60)는 구동력을 발생시키는 제1서보모터(61)와 이 제1서보모터(61)로부터 제공되는 구동력을 로터리(10)로 전달하는 제1동력전달부(62)를 포함한 구성으로 이루어진다. 특히 제1서보모터(61)는 마이컴 제어(microcomputer controlling)를 통해 후술하는 제2구동부(70)에 의한 피스톤 구동과 정밀한 동기 제어가 이루어질 수 있게 된다.
제1동력전달부(62)는, 동력전달용 제1커플러(62a)를 통해 제1서보모터(61)에 연결되어 제1서보모터(61)의 토크를 증대시키는 제1웜기어부(62b)와, 이 제1웜기어부(62b)의 출력 측(즉, 출력축 : 62c)에 구비되는 제1소경 타이밍 풀리(62d)와, 이 제1소경 타이밍 풀리(62d)에 제1타이밍 벨트(도시되지 않음)로 연결됨과 아울러 로터리(10)를 회전시킬 수 있도록 로터리(10)에 동력전달핀(62e)으로 연결되는 제1대경 타이밍 풀리(62f)를 포함한 구성으로 이루어질 수 있다.
다음으로, 피스톤(30,30')을 로터리(10)의 실린더(11,11') 내에서 승강 작동시키기 위한 구동력을 제공하는 제2구동부(70)가 마련된다. 제2구동부(70)는 구동력을 발생시키는 제2서보모터(71)와 이 제2서보모터(71)로부터 제공되는 구동력을 피스톤(30,30')으로 전달하는 제2동력전달부(72)를 포함한 구성으로 이루어진다. 제2서보모터(71) 역시 제1서보모터(61)와 마찬가지로 마이컴에 의해 제어가 이루어짐으로써, 제1구동부(60)에 의한 로터리 구동과 정밀한 동기 제어를 통해 투입물의 토출량을 정밀하게 제어할 수 있게 된다.
제2동력전달부(72)는, 동력전달용 제2커플러(72a)를 통해 제2서보모터(71)에 연결되어 제2서보모터(71)의 토크를 증대시키는 제2웜기어부(72b)와, 이 제2웜기어부(72b)의 출력 측(즉, 출력축 : 72c)에 구비되는 제2소경 타이밍 풀리(72d)와, 이 제2소경 타이밍 풀리(72d)에 제2타이밍 벨트(도시되지 않음)로 연결되는 제2대경 타이밍 풀리(72e)와, 이 제2대경 타이밍 풀리(72e)에 설치되어 제2웜기어부(72b)의 회전 동력을 전달받아 회전 운동하게 되는 피스톤 구동 샤프트(72f)와, 이 피스톤 구동 샤프트(72f)에 연결된 한 쌍의 크랭크 블록(72g) 및 이들 크랭크 블록(72g)과 피스톤(30,30')에 각각 연결되어 피스톤 구동 샤프트(72f)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시켜 피스톤(30,30')을 직선 운동시키는 커넥팅 로드(72h)를 포함한 구성으로 이루어진다. 여기서, 크랭크 블록(72g)과 커넥팅 로드(72h) 사이, 그리고 커넥팅 로드(72h)와 피스톤(30,30') 사이에는 각각 동력전달 샤프트(72i)가 개재되어 피스톤 구동 샤프트(72f)의 회전 운동이 피스톤(30,30')의 상하 직선 운동(즉, 승강 작동)으로 변환이 이루어지게 된다.
다음에서는 위와 같이 구성된 본 발명의 정량 공급 장치의 작동에 대하여 설명한다.
첫 번째 예로서, 액상 투입물(L)을 정량 공급하고자 하는 경우에는 도 6에 도시된 것과 같이 작동이 이루어지는데, 도 1∼도 5를 도 6과 함께 참조하면서 설명한다.
먼저, 로터리 케이스(20)의 상단에 구비된 투입구(23)에 액상 투입물(L)을 투입한다. 이때, 로터리(10)의 실린더(11,11')에서 피스톤(30,30')이 도 6의 (A)그림과 같이 상승한 상태에서 상측 피스톤(30)의 위쪽에 액상 투입물(L)이 장입된 상태로 있게 된다.
그리고, 마이컴(도시되지 않음)에 의해 제1구동부(60)와 제2구동부(70)가 동기 제어되어 작동하는데, 우선 제2구동부(70)의 제2서보모터(71)가 구동되면 제2동력전달부(72)로 구동력이 전달된다. 즉, 제2커플러(72a)를 거쳐 제2웜기어부(72b)가 구동되면서 토크가 증대되어 그 구동력이 제2웜기어부(72b)의 출력축(72c)을 통해 제2소경 타이밍 풀리(72d)로 전달되고, 이 제2소경 타이밍 풀리(72d)에 제2타이밍 벨트(도시되지 않음)로 연결되어 있는 제2대경 타이밍 풀리(72e)로 구동력이 전달됨에 따라, 제2대경 타이밍 풀리(72e)에 설치된 피스톤 구동 샤프트(72f)가 회전 운동하게 된다. 이와 동시에 피스톤 구동 샤프트(72f)에 연결된 크랭크 블록(72g)과 이 크랭크 블록(72g)에 동력전달 샤프트(72i)로 연결된 커넥팅 로드(72h)에 의해 피스톤 구동 샤프트(72f)의 회전 운동이 상하 직선 운동으로 변환되어, 커넥팅 로드(72h)에 연결된 피스톤(30,30')이 도 6의 (B)그림과 같이 일정 높이로 하강함으로써 로터리(10)의 상측 실린더(11)에 정량의 액상 투입물(L)이 유입된다.
한편, 상기 마이컴의 동기 제어에 의해 제1구동부(60)의 제1서보모터(61)가 구동되면 제1동력전달부(62)로 구동력이 전달된다. 즉, 제1커플러(62a)를 거쳐 제1웜기어부(62b)가 구동되면서 토크가 증대되어 그 구동력이 제1웜기어부(62b)의 출력축(62c)을 통해 제1소경 타이밍 풀리(62d)로 전달된다. 또, 이 제1소경 타이밍 풀리(62d)에 제1타이밍 벨트(도시되지 않음)로 연결되어 있는 제1대경 타이밍 풀리(62f)로 구동력이 전달됨으로 인해, 제1대경 타이밍 풀리(62f)에 동력전달핀(62e)으로 연결된 로터리(10)가 로터리 케이스(20) 내에서 회전 구동된다. 이에 따라 도 6의 (C)그림과 같이 로터리(10)의 실린더(11,11') 및 이 실린더(11,11')에 설치되어 있는 피스톤(30,30')의 각도가 변경되면서, 결과적으로는 도 6의 (A)그림 위치로부터 도 6의 (D)그림과 같이 상측 피스톤(30)과 상측 실린더(11)는 로터리(10)의 하측단을 향하게 됨과 아울러 하측 피스톤(30')과 하측 실린더(11')는 로터리(10)의 상측단을 향하게 된다. 이로써 상측 실린더(11)에 의해 유입되어 있던 정량의 액상 투입물(L)이 자중에 의해 도 6의 (E)그림과 같이 로터리(10)의 토출구(24)로 토출된다. 그리고, 상기 마이컴의 제어에 따라 유로개폐밸브(52)가 작동하여 유로(51)가 개방됨에 따라, 토출된 액상 투입물(L)은 토출구(24)의 하단에 위치한 상측 밸브 블록(50a)의 제1통공(50aa)을 통해 유로(51)를 거쳐 하측 밸브 블록(50b)의 제2통공(50ba)을 지나 최종적으로는 유출단(50c)으로 배출이 됨으로써 액상 투입물(L)의 정량 공급이 완료된다. 이때, 토출구(24)의 하측에 위치한 누설방지밸브(40)는 폐쇄된 상태를 유지하고 있기 때문에 액상 투입물(L)이 유출단(50c) 측으로 중력에 의해 임의로 누설되지는 않게 된다.
이처럼 도 6의 (A)그림으로부터 (B),(C),(D),(E)그림까지의 상태가 반복 순환됨으로써 여러 차례에 걸쳐 액상 투입물(L)의 정량 공급이 이루어질 수가 있게 된다.
두 번째 예로서, 분말이나 펠릿과 같은 고체상 투입물(S)을 정량 공급하고자 하는 경우에는 도 7에 도시된 것과 같이 작동이 이루어지는데, 전술한 액상 투입물(L)의 정량 공급 과정에서 이루어지는 구성 요소들의 작동과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
고체상 투입물(S)을 정량 공급할 경우에는 도 7에 보이는 바와 같이 밸브 레버(41)를 수동 조작에 의해 도 6의 상태로부터 회전시켜 누설방지밸브(40)를 개방하도록 한다.
이 상태에서 도 7의 (A')그림과 같이 로터리 케이스(20)의 상단에 구비된 투입구(23)에 고체상 투입물(S)을 투입한다. 이때, 로터리(10)의 실린더(11,11')에서 피스톤(30,30')이 도 7의 (A)그림과 같이 상승한 상태에서 상측 피스톤(30)의 위쪽에 고체상 투입물(S)이 장입된 상태로 있게 된다.
이어서, 마이컴(도시되지 않음)에 의해 제1구동부(60)와 제2구동부(70)가 동기 제어되어 작동됨에 따라, 전술한 첫 번째 예에서와 동일한 과정에 의해 피스톤(30,30')이 도 7의 (B')그림과 같이 일정 높이로 하강함으로써 로터리(10)의 상측 실린더(11)에 정량의 고체상 투입물(S)이 유입된다.
그리고, 제1구동부(60)의 구동에 의해 로터리(10)가 로터리 케이스(20) 내에서 회전 구동된다. 이에 따라 도 7의 (C')그림과 같이 로터리(10)의 실린더(11,11') 및 이 실린더(11,11')에 설치되어 있는 피스톤(30,30')의 각도가 변경되면서, 결과적으로는 도 7의 (A')그림 위치로부터 도 7의 (D')그림과 같이 상측 피스톤(30)과 상측 실린더(11)는 로터리(10)의 하측단을 향하게 됨과 아울러 하측 피스톤(30')과 하측 실린더(11')는 로터리(10)의 상측단을 향하게 된다. 이로써 상측 실린더(11)에 의해 유입되어 있던 정량의 고체상 투입물(S)이 자중에 의해 도 7의 (D')그림과 같이 로터리(10)의 토출구(24)로 토출된다.
이때, 토출구(24)의 하측에 위치한 누설방지밸브(40)는 개방되어 있으므로, 토출구(24)로 토출된 고체상 투입물(S)은 그대로 자유 낙하하여 유출단(50c)으로 배출이 됨으로써 고체상 투입물(S)의 정량 공급이 완료된다.
이렇게 도 7의 (A')그림으로부터 (B'),(C'),(D'),(E')그림까지의 상태가 반복 순환됨으로써 여러 차례에 걸쳐 고체상 투입물(S)의 정량 공급이 이루어질 수가 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 정량 공급 장치는 로터리(10)를 회전시키는 제1구동부(60)와 피스톤(30,30')를 승강 작동시키는 제2구동부(70)를 동기 제어하여, 투입된 액상 투입물(L)이나 고체상 투입물(S) 등의 재료를 균일하고 정밀하게 일정량씩 토출하여 공급할 수 있게 된다.
또한, 투입물의 토출구(24) 측에 누설방지밸브(40)와 유로개폐밸브(52)가 구비됨으로써, 누설방지밸브(40)의 간단한 조작과 유로개폐밸브(52)의 마이컴 제어에 의해 개폐가 이루어짐에 따라 고체상 투입물(S) 뿐만 아니라 액상 투입물(L)에 대해서도 간편하게 정량 공급을 실시할 수가 있다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10 : 로터리 11,11' : 실린더
20 : 로터리 케이스 21 : 리테이너
22 : 베어링 23 : 투입구
24 : 토출구 30,30' : 피스톤
31,31' : 실린더 패킹 40 : 누설방지밸브
50 : 밸브 블록 50a : 상측 밸브 블록
50aa : 제1통공 50b : 하측 밸브 블록
50ba : 제2통공 51 : 유로
52 : 유로개폐밸브 60 : 제1구동부
61 : 제1서보모터 62 : 제1동력전달부
62a : 제1커플러 62b : 제1웜기어부
62c : 출력축 62d : 제1소경 타이밍 풀리
62e : 동력전달핀 62f : 제1대경 타이밍 풀리
70 : 제2구동부 71 : 제2서보모터
72 : 제2동력전달부 72a : 제2커플러
72b : 제2웜기어부 72c : 출력축
72d : 제2소경 타이밍 풀리 72e : 제2대경 타이밍 풀리
72f : 피스톤 구동 샤프트 72g : 크랭크 블록
72h : 커넥팅 로드 72i : 동력전달 샤프트
L : 액상 투입물 S : 고체상 투입물

Claims (5)

  1. 내부에 실린더를 구비하며 360도 회전 가능하게 되는 로터리;
    상기 로터리를 외주 측에 대해 밀폐 상태로 회전 가능하게 수용하며, 상단과 하단에는 각각 상기 실린더와 연통할 수 있게 되는 투입구와 토출구가 구비된 로터리 케이스;
    상기 로터리의 실린더에 설치되어 승강 작동에 따라 상기 투입구를 통해 투입된 투입물을 상기 토출구 측으로 정량 투입 및 토출할 수 있게 하는 피스톤;
    상기 로터리 케이스의 토출구 측에 설치되어 상기 투입물이 액상인 경우에 상기 투입물의 누설을 방지함과 아울러 상기 투입물이 고체상인 경우에는 정량 토출을 위한 개방이 가능하게 되는 누설방지밸브;
    상기 누설방지밸브를 상기 로터리 케이스 측에 지지하되, 상기 토출구로부터 토출되는 액상의 투입물을 외부로 유출시키는 유로와 이 유로를 개폐하는 유로개폐밸브를 구비한 밸브 블록;
    상기 로터리를 회전시키는 구동력을 제공하는 제1서보모터와 이 제1서보모터의 구동력을 상기 로터리로 전달하는 제1동력전달부를 구비한 제1구동부;
    상기 피스톤을 승강 작동시키는 구동력을 제공하는 제2서보모터와 이 제2서보모터의 구동력을 상기 피스톤으로 전달하는 제2동력전달부를 구비한 제2구동부를 포함하여 이루어진 정량 공급 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 누설방지밸브에는 상기 투입물이 고체상인 경우에 상기 누설방지밸브를 수동으로 개방할 수 있게 되는 밸브 레버가 장착된 것을 특징으로 하는 정량 공급 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 밸브 블록은 상기 로터리 케이스 측에 고정되는 상측 밸브 블록과 이 상측 밸브 블록의 하측에 위치하면서 상기 액상 투입물이 유출되는 유출단을 구비한 하측 밸브 블록으로 구성되고,
    상기 누설방지밸브는 상기 상측 밸브 블록과 상기 하측 밸브 블록의 사이에 장착이 되며,
    상기 상측 밸브 블록에는 상기 토출구와 상기 유로를 연통시키는 제1통공이 형성되어 있고, 상기 하측 밸브 블록에는 상기 유로의 말단을 상기 유출단과 연통시키는 제2통공이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 정량 공급 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1동력전달부는,
    상기 제1서보모터에 연결되어 상기 제1서보모터의 토크를 증대시키는 제1웜기어부;
    상기 제1웜기어부의 출력 측에 구비되는 제1소경 타이밍 풀리;
    상기 제1소경 타이밍 풀리에 제1타이밍 벨트로 연결됨과 아울러 상기 로터리를 회전시킬 수 있도록 상기 로터리에 동력전달핀으로 연결되는 제1대경 타이밍 풀리를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 공급 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2동력전달부는,
    상기 제2서보모터에 연결되어 상기 제2서보모터의 토크를 증대시키는 제2웜기어부;
    상기 제2웜기어부의 출력 측에 구비되는 제2소경 타이밍 풀리;
    상기 제2소경 타이밍 풀리에 제2타이밍 벨트로 연결되는 제2대경 타이밍 풀리;
    상기 제2대경 타이밍 풀리에 설치되어 상기 제2웜기어부의 회전 동력을 전달받아 회전 운동하게 되는 피스톤 구동 샤프트;
    상기 피스톤 구동 샤프트에 연결된 크랭크 블록 및 이 크랭크 블록과 상기 피스톤에 각각 연결되어 상기 피스톤 구동 샤프트의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시켜 상기 피스톤을 직선 운동시키는 커넥팅 로드를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 공급 장치.
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