KR102282674B1

KR102282674B1 - 자동 샘플링 장치 및 방법

Info

Publication number: KR102282674B1
Application number: KR1020190108386A
Authority: KR
Inventors: 김철원
Original assignee: 호산테크 주식회사
Priority date: 2019-09-02
Filing date: 2019-09-02
Publication date: 2021-07-30
Also published as: CN114424067A; WO2021045451A3; WO2021045451A2; KR20210027710A; US20220281731A1

Abstract

본 발명은 자동 샘플링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학용액(약액)의 상태를 분석하기 위해 샘플을 채취할 때 뚜껑을 자동으로 분리하고, 샘플 채취용 용기를 자동으로 반전시켜 초순수를 통해 세척 후 사용토록 함으로써 샘플링 작업시 외부 조건에 영향을 받지 않고, 샘플링 작업중 샘플 채취용 용기나 뚜껑 혹은 주변 접촉물이나 공간으로부터 약액의 오염을 방지할 뿐만 아니라 수작업에 의한 오류나 위험 등 안전사고를 미연에 방지하고, 샘플링 작업의 신뢰도를 높일 수 있도록 개선된 자동 샘플링 장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

자동 샘플링 장치 및 방법{Automatic sampling device and thereof method}

본 발명은 자동 샘플링 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 화학용액(약액)의 상태를 분석하기 위해 샘플을 채취할 때 뚜껑을 자동으로 분리하고, 샘플 채취용 용기를 자동으로 반전시켜 뚜껑과 용기를 초순수 또는 원액으로 세척한 후 사용토록 함으로써 샘플링 작업시 외부 조건에 영향을 받지 않고, 샘플링 작업중 샘플 채취용 용기나 뚜껑 혹은 주변 접촉물이나 공간으로부터 약액의 오염을 방지하도록 한 자동 샘플링 장치 및 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 샘플링 작업시 수작업에 의한 오류나 위험 등 안전사고를 미연에 방지하고, 샘플링 작업의 신뢰도를 높일 수 있도록 개선된 자동 샘플링 장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정 뿐만 아니라, 다양한 산업분야에서 사용되는 화학용액은 특성 확인을 위해 샘플링된 후 농도, 성분 등과 같은 분석작업을 거치게 된다.

이 경우, 샘플링 작업은 화학용액 샘플을 용기에 따로 담아 수행하게 되는데, 통상 세정수를 용기에 넣은 후 뚜껑을 덮고 흔드는 방식으로 세정한 다음 세정액을 버리고 샘플링할 화학용액 샘플을 용기에 담는 방식으로 진행된다.

이때, 용기를 세정하지 않고 화학용액을 샘플링하게 되면 용기에 잔류되어 있던 물질(성분 포함)에 의한 오염으로 정확한 분석이 어렵게 되어 샘플링 분석의 신뢰도를 떨어뜨리게 된다.

뿐만 아니라, 잔류된 오염물질에는 파티클은 물론 오가닉 카본, 기름, 불용성 물질, 기타 원치 않는 물질 등 다수가 될 수 있다.

이와 같은 이유로 샘플링하기 직전에 반드시 샘플을 담는 용기가 세정되어야 한다.

한편, 앞서 설명하였듯이 종래 용기 세정방식은 작업자가 직접 샘플용기를 손으로 잡고 수작업을 통해 세정해야 했으므로 매우 주의를 요한다.

또한, 샘플링할 용기에 남은 잔류 물질이 독성을 갖거나 혹은 인체에 치명적인 물질인 경우, 샘플링 작업중 이 잔류 물질이 작업자의 손 등 신체에 튀거나 묻게 되어 인명피해를 일으킬 수도 있으므로 안전사고 예방에 매우 취약하였다.

이에, 본 출원인은 특허출원 제10-2018-0102784호(2018.08.30.) '자동 샘플링 장치'를 개발한 바 있다.

이러한 본 출원인의 개발 기술은 샘플링 용기를 자동으로 반전시켜 세정함으로써 세정효율을 높이고 안전사고를 예방할 수 있도록 한 것이다.

그런데, 본 출원인의 개발 기술은 완전 자동화를 위한 반자동화된 중간 개발 단계로서 작업자가 암 글로브를 착용한 상태에서 수동으로 조작하여 뚜껑을 용기로부터 분리해야 하는 한계를 안고 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 처리과정까지 완전히 자동화시킨 풀 오토 샘플링 시스템(Full Auto Sampling System)으로의 기술적 도약이 필요한 시점이다.

대한민국 등록특허 제10-0203402호(1999.03.23.) '화학용액 샘플링장치', 출원인:삼성전자(주) 대한민국 등록특허 제10-0710802호(2007.04.17.) '초순수 샘플링을 위한 장치', 출원인:삼성전자(주)

본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 화학용액(약액)의 상태를 분석하기 위해 샘플을 채취할 때 뚜껑을 자동으로 분리하고, 샘플 채취용 용기를 자동으로 반전시켜 뚜껑과 용기를 초순수 또는 원액으로 세척한 후 사용토록 함으로써 샘플링 작업시 외부 조건에 영향을 받지 않고, 샘플링 작업중 샘플 채취용 용기나 뚜껑 혹은 주변 접촉물이나 공간으로부터 약액의 오염을 방지할 뿐만 아니라 수작업에 의한 오류나 위험 등 안전사고를 미연에 방지하고, 샘플링 작업의 신뢰도를 높일 수 있도록 개선된 자동 샘플링 장치 및 방법을 제공함에 그 주된 목적이 있다.

본 발명은 기술적 과제를 달성하기 위해, 시험전 복수의 용기(BT)를 준비하고, 순차적으로 회전시켜 샘플 채취용 용기(BT)를 선택하도록 하는 용기대기부(20); 상기 용기대기부(20)에서 선택된 상기 샘플 채취용 용기(BT)를 파지하여 샘플링챔버(300)로 이송하고 자동으로 반전시키는 용기이송부(40); 및 상기 용기이송부(40)에 의해 이송된 상기 샘플 채취용 용기(BT)에서 뚜껑(CAP)을 상기 샘플링챔버(300) 내에서 자동으로 개폐시키는 뚜껑분리부(30)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치를 제공한다.
이때, 상기 용기대기부(20)는 직육면체 형상의 하우징본체(100)의 상부의 일측에 마련된 용기대기챔버(200)에 마련되고, 상기 용기이송부(40)는 상기 용기대기챔버(200)의 대향되는 타측에 위치한 하부기계실(400)에 설치되며, 상기 샘플링챔버(300)는 상기 용기대기챔버(200) 및 상기 하부기계실(400) 사이의 공간에 위치한 것도 하나의 특징이 된다.
또한, 상기 용기대기챔버(200)와 상기 샘플링챔버(300) 사이에는 상하방향으로 개폐가능한 밀폐용 도어(DR)가 설치된 것도 특징이다.
또한, 상기 용기대기챔버(200) 및 상기 하부기계실(400)의 상부에는 상기 용기대기부(20)와 상기 뚜껑분리부(30)를 구동하는 구동수단이 설치된 상부기계실(500) 및 배관이나 설비, 제어시설 등 부대설비가 탑재된 처리실(600)을 더 포함하는 것도 특징이다.
또한, 상기 용기대기챔버(200), 상기 하부기계실(400), 상기 상부기계실(500) 및 상기 처리실(600)은 각각 격벽(W)에 의해 완전 분리되어 구획된 것도 특징이다.
또한, 상기 용기대기부(20)는 용기대기챔버(200)에 준비된 상기 용기(BT)를 일정각도로 순차적으로 회전시키는 회전자(240); 판상의 부재로서 샘플 용액을 담을 상기 용기(BT)가 안착되는 용기안착판(220); 및 상기 회전자(240)를 회전시키는 회전모터(260)로 이루어진 것도 특징이다.
또한, 상기 용기안착판(220)의 상부에는 간격을 두고, 일측이 개방된 원형구멍(232)이 형성된 회전안내판(230)이 설치되고, 상기 원형구멍(232)과 상기 용기안착판(220)을 관통하여 회전자회전축(250)이 설치된 것도 특징이다.
또한, 상기 회전자회전축(250)의 하부는 상기 용기안착판(220)에 구비된 베어링(222)에 의해 지지되고, 상부는 상기 회전모터(260)에 회전 가능하게 연결되며, 상기 회전자회전축(250)에 상기 회전자(240)가 고정된 것도 특징이다.
또한, 상기 용기안착판(220)의 하부에 있는 바닥면(210)에는 하방으로 요입된 용액받이(DP)가 구비된 것도 특징이다.
또한, 상기 샘플링챔버(300)에 상기 용기안착판(220)과 동일한 높이로 바닥판부가 형성되어, 상기 바닥판부는 상기 뚜껑(CAP)이 밀착되어 용액노즐로 분사 세정할 수 있는 뚜껑세정부(CCP)와 상기 용기(BT)를 도립하여 용액노즐을 하방에서 상방으로 분사하여 세정할 수 있는 용기세정부(BCP)가 구비된 것도 특징이다.
또한, 상기 회전자(240)가 구비된 상기 용기대기챔버(200)의 천정면에는 회전자(240)들 사이의 용기장착공간에 상기 용기(BT)가 장착되었는지 유무를 검출하는 센서가 설치된 것도 특징이다.
또한, 상기 용기이송부(40)는 흡착실린더(410); 상기 흡착실린더(410)의 구동에 따라 상기 용기대기부(20)로부터 선택된 상기 샘플 채취용 용기(BT)를 상기 샘플링챔버(300)로 진공흡착하여 이동시키는 흡착대(450); 및 상기 용기(BT)를 도립시켜 세정하거나, 정립시켜 샘플 용액을 담도록 상기 흡착대(450)를 회전 구동시키는 반전모터(M)로 이루어진 것도 특징이다.
또한, 상기 흡착실린더(410)의 양측에는 사이드가이드(420)가 배치되고, 상기 사이드가이드(420)에는 상기 흡착실린더(410)의 구동에 따라 슬라이딩되는 슬라이드블럭(430)이 조립되며, 상기 슬라이드블럭(430)에 상기 반전모터(M)가 고정된 것도 특징이다.
또한, 상기 반전모터(M)에는 작동로드(440)가 구비되고, 상기 작동로드(440)의 단부에는 상기 흡착대(450)가 고정되며, 상기 흡착대(450)에는 상기 용기(BT)를 진공 흡착하는 한 개 또는 다수의 흡착판(460)이 설치된 것도 특징이다.
또한, 상기 흡착대(450)는 상기 샘플링챔버(300)와 하부기계실(400) 사이의 격벽(W)을 관통한 뒤에 상기 샘플링챔버(300)에 노출된 상기 작동로드(440)의 단부에 조립 고정된 것도 특징이다.
또한, 상기 흡착실린더(410)는 적어도 3포인트에 정지할 수 있는 다단실린더로 구성된 것도 특징이다.
또한, 상기 흡착대(450)의 전면은 라운딩되어 있고, 상기 흡착판(460)은 공기를 빨아들여 진공흡착하는 판을 다수 개 분산배치하거나, 또는 둘레를 따라 띠 형태로 배치된 것도 특징이다.
또한, 상기 작동로드(440)에는 내부가 중공된 구조로 이루어져, 상기 중공된 부분을 통하여 상기 흡착판(460)이 진공 흡착할 수 있도록 진공유도튜브와 센서용 전선이 내장된 것도 특징이다.
또한, 상기 작동로드(440)가 관통한 격벽(W)의 하부기계실(400)측 벽면상에는 씰링통(470)이 설치되어, 상기 작동로드(440)가 작동될 때 주변을 씰링한 것도 특징이다.
또한, 상기 흡착대(450)의 상측에는 상기 용기(BT)에 담을 샘플 용액의 액위를 검출하는 레벨센서(480)가 설치된 것도 특징이다.
또한, 상기 뚜껑분리부(30)는 뚜껑파지기(310)가 단부에 고정된 파지기고정관(320); 상기 파지기고정관(320)을 회전시키기 위하여 상기 파지기고정관(320)에 부착된 종동기어(322)와 기어 결합하는 구동기어(352)가 설치된 구동모터(350); 상기 뚜껑파지기(310)의 파지동작을 실행하기 위하여 상기 파지기고정관(320)의 내부에 설치된 파지기동작로드(342)와 연결된 파지기동작실린더(340); 상부기계실(500)에 형성되어, 상기 구동모터(350)와 상기 파지기동작실린더(340)가 설치된 고정베이스(330); 및 상기 고정베이스(330)를 상하로 이동시키는 베이스승강실린더(380)로 이루어진 것도 특징이다.
또한, 상기 종동기어(322)의 상하폭은 상기 구동기어(352)의 상하폭보다 크게 형성한 것도 특징이다.
또한, 상기 종동기어(322)와 고정베이스(330)의 하단 사이에는 스프링(324)이 게재된 것도 특징이다.
또한, 상기 뚜껑분리부(30)는 상부기계실(500)의 일측에 설치된 LM가이드(370) 및 상기 LM가이드(370)에 끼워져 상하방향으로 슬라이딩 가능한 슬라이더(360)를 더 포함하여, 상기 LM가이드(370) 사이에 설치된 상기 베이스승강실린더(380)의 작동에 따라 상기 슬라이더(360)에 고정된 상기 고정베이스(330)가 상하방향으로 이동하는 것도 특징이다.
또한, 상기 뚜껑파지기(310)는 이분할된 구조를 갖고 상기 파지기고정관(320)을 감싸는 형태로 고정된 고정몸체(312); 상기 고정몸체(312)의 내부에 구비되고, 상기 파지기고정관(320)을 관통하여 삽입된 상기 파지기동작로드(342)의 단부에 고정되며 양측에 경사홈(INC)이 형성된 상하유동블럭(314); 상기 경사홈(INC)에 조립되어 경사방향으로 슬라이딩 가능한 좌우유동블럭(316); 및 상기 좌우유동블럭(316)의 하단에 곡률을 갖고 일체로 형성되며 내주면에 요철이 형성된 파지부(318)로 이루어진 것도 특징이다.
또한, 상기 베이스승강실린더(380)은 다단실린더이면서 로드리스 실린더로서 로드가 상기 실린더 내부에 내장된 형태이며 일부만 실린더 몸체에 돌출되어, 상기 돌출된 부위에 상기 고정베이스(330)가 고정된 것도 특징이다.
또한, 상기 도어(DR)는 양측에 설치된 한쌍의 도어가이드(270); 상기 도어가이드(270)의 양쪽에 각각 설치된 도어승강실린더(280); 및 상기 도어승강실린더(280)에 연결되고 상기 도어(DR)의 상단이 결속된 승강실린더로드(282)를 포함하여, 상기 승강실린더로드(282)의 승하강에 따라 상기 도어(DR)가 승하강되면서 개폐하도록 구성된 것도 특징이다.
또한, 상부기계실(500)과 하부기계실(400)에서 용기대기챔버(200) 또는 샘플링챔버(300)에 전달되는 수단들이 모두 원형의 단면을 가지는 봉형태로 되어있는 것도 특징이다.
본 발명은 기술적 과제를 해결하기 위해, 서로 분리 구획되고 순차로 형성된 용기대기챔버(200), 용기(BT)와 뚜껑(CAP)을 세정하고 샘플 용액을 담는 샘플링챔버(300), 상기 용기대기챔버(200)의 대향되는 타측에 위치하여 용기이송부(40)가 설치된 하부기계실(400) 및 상기 용기대기챔버(200)와 상기 샘플링챔버(300)의 상부에 용기대기부(20)와 뚜껑분리부(30)를 구동하는 구동수단이 설치된 상부기계실(500)을 포함하여 용액을 자동으로 샘플링하는 방법에 있어서; 상기 용기대기챔버(200)에 구비된 용기대기부(20)의 회전자(240) 사이의 공간에 뚜껑(CAP)이 포함된 샘플링할 용기(BT)를 배치하여 샘플링을 준비하는 단계; 용기이송부(40)의 흡착대(450)를 전진시켜 상기 용기(BT)를 진공흡착한 후, 상기 샘플링챔버(300) 상의 뚜껑(CAP) 개방위치로 상기 용기(BT)를 이동시키는 단계; 뚜껑분리부(30)의 뚜껑파지기(310)를 하강시켜, 상기 뚜껑(CAP)을 파지한 다음 상기 용기(BT)로부터 상기 뚜껑(CAP)을 분리하고, 분리된 상기 뚜껑(CAP)을 상승시키는 단계; 상기 흡착대(450)를 후진시켜 상기 뚜껑(CAP)이 분리된 상기 용기(BT)를 샘플링 위치로 이동시키는 동시에 상기 뚜껑(CAP)을 하강시키는 단계; 용기이송부(40)의 반전모터(M)를 회전시켜 상기 용기(BT)를 180°반전하여 도립시킨 후, 용액 혹은 초순수로 상기 뚜껑(CAP)과 용기(BT) 내부를 세정하는 단계; 도립되어 있던 상기 용기(BT)를 정립시킨 후, 상기 용기(BT)에 샘플 용액을 주입시키는 단계로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 방법을 제공한다.
이때, 상기 뚜껑(CAP) 개방위치로 상기 용기(BT)를 이동시키는 단계를 실행하기 전에 상기 용기대기챔버(200)와 상기 샘플링챔버(300) 사이에 설치된 도어(DR)를 개방하고, 상기 뚜껑(CAP) 개방위치로 상기 용기(BT)를 이동시키는 단계를 실행한 후 상기 도어(DR)를 폐쇄하는 것도 하나의 특징이 된다.
또한, 상기 용기(BT)에 샘플 용액을 주입시키는 단계가 완료되면, 상기 뚜껑파지기(310)가 상기 뚜껑(CAP)을 파지한 상태로 상승하여 대기하고, 상기 흡착대(450)를 전진시켜 상기 용기(BT)를 상기 뚜껑(CAP) 하방으로 이동시킨 후 상기 용기(BT)에 상기 뚜껑(CAP)을 잠그는 단계; 상기 뚜껑파지기(310)의 파지상태를 해제한 후 상승시키고, 상기 도어(DR)를 개방하는 단계; 상기 흡착대(450)를 전진시켜 샘플 용액이 담긴 상기 용기(BT)를 상기 용기대기챔버(200)로 배출하고, 상기 흡착대(450)의 진공흡착을 해제한 후 홈포지션으로 복귀하는 단계; 및 상기 회전자(240)를 회전시켜 샘플 완료된 상기 용기(BT)를 추출시키고, 다음 용기(BT)를 대기시키는 단계를 더 포함하는 것도 특징이 된다.

삭제

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫째, 샘플 용기 공급 후 뚜껑을 열고, 뚜껑과 용기를 세정한 후 샘플링하고 다시 뚜껑을 닫아 배출하는 일련의 모든 과정이 완전히 자동화된 시스템을 제공할 수 있다.

둘째, 세정시 뚜껑은 물론 샘플을 받는 용기 자체로 180°반전시켜 뚜껑과 용기의 내부는 물론 립(Lip) 부분까지 완전히 세정함으로써 세정효율이 현저히 향상된다.

셋째, 완전 자동화에 따른 수작업이 완전히 배제된 상태로 샘플링 작업이 진행되므로 안전사고를 예방할 수 있다.

넷째, 밀폐된 공간에서 완전 자동화에 의해 세정되기 때문에 잔류물질 제거능이 뛰어나 샘플 용액의 변질을 막고 샘플에 대한 보다 정확한 분석을 가능케 하여 준다.

도 1은 본 발명에 따른 자동 샘플링 장치를 보인 예시도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 자동 샘플링 장치의 요부를 서로 다른 각도에서 발췌하여 보인 예시도이다.
도 4는 도 1의 A-A선을 따라 발췌한 예시적인 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 자동 샘플링 장치를 구성하는 회전자 및 도어의 구동관계를 설명하는 예시도이다.
도 6은 도 1의 예시적인 평단면도이다.
도 7은 도 1의 예시적인 측단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 자동 샘플링 장치의 예시적인 발췌 단면도이다.
도 9는 본 발명에 따른 자동 샘플링 장치를 구성하는 뚜껑파지기의 구동관계를 설명하는 예시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 자동 샘플링 장치를 구성하는 흡착대의 구동관계를 설명하는 예시도이다.
도 11 내지 도 15는 본 발명에 따른 자동 샘플링 장치를 이용하여 자동으로 샘플링하는 방법을 보인 공정 설명도이다.

이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명 설명에 앞서, 이하의 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다.

따라서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니된다.

또한, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 특정한 형태로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자동 샘플링 장치는 직육면체 형상의 하우징본체(100)를 포함한다.

그리고, 하우징본체(100)의 상부측에는 다수의 격벽(W, 도 2 참조)에 의해 구획된 용기대기챔버(200), 샘플링챔버(300), 하부기계실(400), 상부기계실(500) 및 처리실(600)이 마련된다.

특히, 용기대기챔버(200)와 샘플링챔버(300) 사이는 상하방향으로 개폐가능한 밀폐용 도어(DR)가 설치되고, 나머지는 모두 격벽(W)에 의해 완전히 분리 구획된다.

아울러, 상기 용기대기챔버(200)는 샘플 용액을 담을 용기(BT)가 준비된 상태로 대기하는 공간이다.

상기 용기(BT)를 준비하기 위해 도 3 내지 도 6의 예시와 같이, 상기 용기대기챔버(200)의 용기안착판(220)은 그 아래 공간과 격리하는 역할을 담당하며, 그 하부에 있는 바닥면(210)에는 하방으로 요입된 용액받이(DP)가 구비된다.

상기 용액받이(DP)는 뚜껑(CAP) 및 용기(BT)를 세정할 때 세정된 용액을 받아 모으기 위한 것이다.

그리고, 상기 바닥면(210) 상부에는 간격을 두고 용기안착판(220)이 구비된다.

상기 용기안착판(220)은 판상의 부재로서 샘플 용액을 담을 용기(BT)가 안착되는 판이다.

또한, 상기 용기안착판(220)과 간격을 두고 그 상측에는 회전안내판(230)이 구비된다.

특히, 상기 회전안내판(230)에는 일측이 개방된 원형구멍(232, 도 3 참조)이 형성된다.

상기 원형구멍(232)의 개방된 부분은 앞서 설명한 도어(DR)와 근접한 쪽이다.

이것은 도어(DR)가 열렸을 때 용기(BT)를 취출(取出)할 수 있어야 하기 때문이다.

뿐만 아니라, 상기 원형구멍(232)의 원중심과 상기 용기안착판(220)을 관통하여 회전자회전축(250)이 설치된다.

이때, 상기 회전자회전축(250)의 하단 일부는 상기 용기안착판(220)에 구비된 베어링(222, 도 4 참조)에 의해 회전가능하게 지지 고정된다.

또한, 상기 회전자회전축(250)에는 부쉬(BUS)가 고정되고, 상기 부쉬(BUS)의 둘레에는 회전자(240)가 일체로 형성된다.

이 경우, 상기 회전자(240)는 적어도 하나 이상의 용기 수용홈을 갖는 형상이 바람직한데, 일례로 십자형상을 예시할 수 있으며, 이는 90°간격을 두고 용기(BT)가 끼워질 수 있도록 구성된 형상을 가질 수 있음을 의미하고, 일종의 턴테이블 기능을 수행하게 된다.

여기에서, 상기 용기(BT)의 끼움 및 파지(把持) 능력을 높이기 위해 상기 회전자(240)의 십자 부위에는 곡률이 형성될 수 있다.

아울러, 상기 회전자(240)는 상기 원형구멍(232) 속에 배치됨이 바람직하다.

그리고, 상기 회전자회전축(250)은 상기 용기대기챔버(200)와 상부기계실(500) 사이의 격벽(W)을 관통하여 상부기계실(500) 내부로 노출되고, 상부기계실(500)에 설치된 회전모터(260)에 연결되어 회전가능하게 구성된다.

뿐만 아니라, 도 5의 예시와 같이 상기 용기안착판(220)과 동일높이로 별도의 판이 상기 샘플링챔버(300) 내부에 분리 형성되어 샘플링챔버(300)의 바닥판부를 구성하게 되며, 바닥면(210) 상측인 용액받이(DP) 위에 배치된다.

또한, 상기 샘플링챔버(300) 바닥판부에는 뚜껑(CAP)이 밀착되어 용액노즐로 분사 세정할 수 있는 뚜껑세정부(CCP)와, 용기(BT)를 뒤집었을 때 용액노즐을 하방에서 상방으로 분사하여 세정할 수 있는 용기세정부(BCP)가 구비된다.

이 경우, 용액 세정시 낙하되는 세정액은 용액받이(DP)로 낙하 수납되어 회수된다.

그리고, 세정할 수 있는 용액노즐은 뚜껑세정부(CCP)와 용기세정부(BCP)의 중심에 구비될 수 있다.

한편, 상기 도어(DR)는 도 2, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이, 양측에 설치된 한 쌍의 도어가이드(270)에 의해 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다.

이때, 상기 도어가이드(270)는 당연히 씰링되게 설치되어 용기대기챔버(200)와 샘플링챔버(300) 간(間) 연통에 의한 오염을 방지하도록 구성된다.

뿐만 아니라, 상기 도어가이드(270)의 각 외측에는 각각 도어승강실린더(280)가 설치되고, 상기 도어승강실린더(280)에는 승강실린더로드(282)가 연결 설치되며, 상기 승강실린더로드(282)의 단부에는 상기 도어(DR)의 상단이 결속된다.

따라서, 상기 승강실린더로드(282)의 승하강에 따라 도어(DR)가 연동되어 함께 승하강되면서 개폐하게 된다.

또한, 상기 도어(DR)의 상단과 하단에는 씰링성(밀봉성)을 높이기 위한 쿠션재가 설치됨이 더욱 바람직하다.

아울러, 상기 샘플링챔버(300)에는 도 8 및 도 9와 같은 뚜껑파지기(310)가 구비되고, 상기 뚜껑파지기(310)는 파지기고정관(320)의 단부에 고정된다.

또한, 상기 파지기고정관(320)의 상단부는 샘플링챔버(300)와 상부기계실(500)을 분리 구획하는 격벽(W)을 관통하여 고정베이스(330)에 제자리회전될 수 있도록 밀봉재(오링 등)가 개재된 베어링(BA)에 의해 지지된다.

이 경우, 상기 파지기고정관(320)의 상단에는 파지기동작실린더(340)가 고정된다.

그리고, 상기 파지기동작실린더(340)에 연결 설치되는 파지기동작로드(342)는 상기 파지기고정관(320)을 상하로 관통하여 상기 뚜껑파지기(310)까지 연결된다.

즉, 상기 베어링(BA)은 상기 파지기고정관(320)을 움직이지 못하게 고정하는 것이 아니라 회전될 수 있도록 지지하는 것이며, 때문에 상기 파지기고정관(320)은 상기 파지기동작실린더(340)와 함께 상하로 유동가능하게 구성된다.

이것이 필요한 이유는 뚜껑(CAP)을 열 때 나사 습동으로 인한 상승분 만큼 뚜껑(CAP)이 용기(BT)로부터 상승해야만 뚜껑(CAP)을 열 수 있기 때문이다.

그리고, 상기 고정베이스(330)는 상부기계실(500)에 구비된다.

특히, 상기 파지기고정관(320)의 상단부에는 상단과 간격을 두고 종동기어(322)가 일체로 고정되고, 상기 종동기어(322)와 고정베이스(330) 사이에는 스프링(324)이 개재된다.

상기 스프링(324)은 상기 파지기고정관(320)에 끼워진 상태로 구비된다.

따라서, 상기 파지기고정관(320)이 뚜껑(CAP)을 잠그기 위해 회전하면서 하강할 때 나사 습동으로 인한 거리이동을 보완하고 탄성완충하면서 뚜껑(CAP)을 좀 더 꽉 잠글 수 있게 된다.

뿐만 아니라, 상기 고정베이스(330)의 상면에는 구동모터(350)가 설치되고, 상기 구동모터(350)의 모터축은 고정베이스(330)를 관통한 상태로 배치되며, 상기 모터축에는 구동기어(352)가 고정된다.

아울러, 상기 구동기어(352)는 상기 종동기어(322)와 기어결합한다.

이때, 상기 종동기어(322)의 상하폭이 상기 구동기어(352)의 상하폭 보다 2배 이상 크게 형성되어야 한다. 이는 종동기어(322)가 파지기고정관(320)에 고정되어 있어 파지기고정관(320)과 함께 상하로 유동됨에 반해 구동기어(352)는 그렇지 않기 때문이다.

또한, 상기 고정베이스(330)는 슬라이더(360)가 고정되고, 상기 슬라이더(360)는 LM가이드(370)에 끼워져 이를 따라 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 구성된다.

그리고, 상기 LM가이드(370)는 상기 상부기계실(500)의 일측에 세워 설치되고, 상기 LM가이드(370) 사이에는 베이스승강실린더(380)가 설치된다.

상기 베이스승강실린더(380)는 다단실린더일 수 있으며, 상기 베이스승강실린더(380)는 로드리스 실린더로서 로드가 실린더 내부에 내장된 형태이며 일부만 실린더 몸체에 돌출되어 있고 이 돌출된 부위에 고정베이스(330)가 고정되어 있어 협소공간 내에서도 충분한 스트로크를 가질 수 있게 된다.

아울러, 상기 뚜껑파지기(310)는 일부를 분리 제거한 상태로 원 안에 확대하여 보인 도 9에서와 같이, 이분할 된 구조를 갖고 파지기고정관(320)을 감싸는 형태로 파지기고정관(320)에 고정되는 고정몸체(312)와, 상기 고정몸체(312) 내부에 구비되고 상기 파지기고정관(320)을 관통하여 삽입된 파지기동작로드(342)의 단부에 고정되며 양측에 경사홈(INC)이 형성된 상하유동블럭(314)과, 상기 경사홈(INC)에 조립되어 경사방향으로 슬라이딩 가능한 좌우유동블럭(316)과, 상기 좌우유동블럭(316)의 하단에 곡률을 갖고 일체로 형성되며 내주면에는 요철이 형성된 파지부(318)를 포함한다.

이때, 상기 고정몸체(312)의 직경방향으로 대칭되는 부분에는 상기 좌우유동블럭(316)이 출몰할 수 있도록 터져 있어야 한다.

그리하여, 파지기동작실린더(340)가 동작하여 파지기동작로드(342)를 하강시키면 상대적으로 파지기고정관(320)은 고정되어 있으므로 이에 고정된 고정몸체(312)도 고정된 상태를 유지한다.

때문에, 파지기동작로드(342)의 하단에 고정된 상하유동블럭(314)이 하강함으로 인해 이와 경사로 맞물려 있던 좌우유동블럭(316)은 자연스럽게 밀려나면서 벌어지게 된다.

이 경우는 파지(把持)하였던 뚜껑(CAP)을 놓았을 때를 말하며, 반대로 파지기동작로드(342)가 상승하게 되면 좌우유동블럭(316)이 오므라들기 때문에 뚜껑(CAP)을 파지하게 된다.

다른 한편, 도 8 및 도 10의 예시와 같이, 하부기계실(400)에는 흡착실린더(410)가 설치되며, 상기 흡착실린더(410)도 앞서 설명한 로드리스 실린더와 동일한 로드리스 실린더로 구성된다.

그리고, 상기 흡착실린더(410)의 양측에는 사이드가이드(420)가 배치되고, 상기 사이드가이드(420)에는 슬라이드블럭(430)이 조립되어 슬라이딩될 수 있게 구성된다.

아울러, 상기 흡착실린더(410)에서 출몰되는 실린더로드(미도시)는 상기 슬라이드블럭(430)과 연결 고정된다.

따라서, 상기 흡착실린더(410)의 구동 방향에 따라 상기 슬라이드블럭(430)이 사이드가이드(420)를 따라 직선 왕복 운동할 수 있게 된다.

이때, 상기 흡착실린더(410)는 다단실린더, 특히 3 포인트에 정지할 수 있는 다단실린더로 구성됨이 바람직하다.

이렇게 다단실린더로 구성하는 이유는 용기(BT)를 흡착한 상태에서 뚜껑(CAP) 여는 위치, 용기(BT)를 180°반전시키는 위치 등을 정확하게 포지셔닝하기 위함이다.

아울러, 상기 슬라이드블럭(430)에는 반전모터(M)가 고정되고, 상기 반전모터(M)에는 모터축인 작동로드(440)가 구비되며, 상기 작동로드(440)의 단부에는 흡착대(450)가 고정되고, 상기 흡착대(450)에는 다수의 흡착판(460)이 설치된다.

여기에서, 상기 흡착대(450)는 샘플링챔버(300)에 위치되어야 하므로 상기 작동로드(440)가 샘플링챔버(300)와 하부기계실(400) 사이의 격벽(W)을 관통한 뒤에 그 단부에 조립 고정된다.

이 경우, 상기 흡착대(450)는 전면이 용기(BT)를 파지하기 쉽도록 라운드 가공되며, 상기 흡착판(460)은 공기를 빨아들여 진공 흡착하는 판으로서 도시와 같이 다수개를 분산배치할 수도 있고, 혹은 둘레를 따라 띠 형태로 형성할 수도 있으며, 그 외에도 다른 변형가능한 예가 있다면 얼마든지 변형할 수 있다.

또한, 상기 작동로드(440)는 내부가 중공된 구조를 가지며, 중공된 부분을 통해 흡착판(460)이 진공 흡착할 수 있도록 하는 진공유도 튜브와 센서용 전선 등 제어선 등이 내장된다.

뿐만 아니라, 상기 작동로드(440)가 관통한 격벽(W)의 하부기계실(400)측 벽면 상에는 씰링통(470)이 더 설치될 수 있다.

상기 씰링통(470)은 상기 작동로드(440)가 관통되게 구성되어 작동로드(440)가 샘플링챔버(300)로 출몰될 때 그 둘레 틈을 통해 혹시라도 모를 흄 등이 하부기계실(400)로 유입되는 것을 완벽하게 차단하기 위함이다.

이렇게 차단해야 하는 이유는 샘플링챔버(300)에서는 용액 샘플링시 흄 등이 많이 발생하는데, 그 중 일부라도 하부기계실(400)로 유입될 경우 대부분 금속으로 이루어진 기계설비들이 쉽게 부식되어 수명이 단축되기 때문이다.

또한, 상기 흡착대(450)의 상측에는 액위검출센서인 레벨센서(480)가 설치된다. 상기 레벨센서(480)는 용기(BT)에 담기는 샘플 용액이 일정 액위에 이르렀을 때 이를 검출하여 샘플 용액의 주입을 중지시킴으로써 샘플 용액이 넘치는 것을 방지한다.

아울러, 상기 반전모터(M)는 용기(BT)를 세정하기 위해 180°로 반전시키는 기능을 수행한다.

즉, 용기(BT)의 립(Lip) 부분이 하방을 향하도록 180°회전시켜 뒤집도록 하여 준다.

그러면, 하방에서 용액 혹은 초순수가 분사되면서 용액(BT)의 내부 뿐만 아니라 립(Lip) 부분을 모두 세정하게 되며, 세정된 세정액은 하부로 낙하되어 용액받이(DP)로 수용된다.

덧붙여, 상기 처리실(600)은 지속적으로 각 챔버와 기계실 내부의 흄 등을 빨아들여 안전하게 처리 후 배출하기 위한 설비나 용액이나 초순수를 이용하여 뚜껑이나 용기를 세정하거나 용기에 용액을 샘플링하기 위한 배관이나 설비, 제어 시설 등 부대설비가 탑재되는 공간이다.

뿐만 아니라, 필요한 경우 샘플링챔버(300) 전체를 초순수로 스프레이시켜 주기적으로 세정하면 더욱 좋다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 다음과 같은 방법을 통해 샘플링 전에 용기(BT)와 뚜껑(CAP), 용기(BT)의 립(Lip) 및 접촉되는 부분 모두를 깨끗하게 세정한 후 샘플링하도록 제어된다.

예컨대, 도 11에서와 같이 먼저, 회전자(240) 사이의 빈공간에 뚜껑(CAP)이 채워진 샘플링할 용기(BT)를 장착한다.

그러면, 도시와 같이 다수개의 용기(BT)가 샘플을 받기 위한 대기상태가 된다.

이 경우, 용기(BT)가 위치될 회전자(240) 사이의 빈공간 상부의 천정면인 격벽(W) 상에 용기(BT)의 유무를 검출할 수 있는 센서(예. 포토센서)를 더 설치할 수 있고, 이 센서를 통해 공정제어상 효율화를 도모할 수 있다.

이어, 도어승강실린더(280)를 동작시켜 도어(DR)를 상승시킨다. 이에 따라, 도어(DR)가 개방되면서 용기대기챔버(200)와 샘플링챔버(300)가 서로 통하게 된다.

이 상태에서 흡착대(450)가 용기(BT)를 향해 전진한 후 용기(BT)와 접촉되면 진공 흡착하게 된다.

이때, 흡착대(450)는 흡착실린더(410)의 동작으로 구동되며, 진공 흡착은 흡착판(460)을 통해 공기를 빨아 들임으로써 이루어진다.

용기(BT)가 흡착되면 흡착대(450)는 1단 후진한다.

여기에서, 1단 후진은 뚜껑(CAP)을 탈착할 수 있는 위치까지 후진 이동하는 것을 의미한다.

1단 후진이 완료되면, 도 12에서와 같이 도어(DR)가 하강하여 샘플링챔버(300)를 밀봉한다.

도어(DR)가 닫혀 샘플링챔버(300)가 밀폐되면, 뚜껑파지기(310)가 하강하여 뚜껑(CAP)을 파지한다.

뚜껑파지기(310)의 하강은 베이스승강실린더(380)의 구동에 의해 슬라이더(360)가 LM가이드(370)를 따라 하강하고, 슬라이더(360)에 고정된 고정베이스(330)도 하강하며, 고정베이스(330)에 설치된 파지기고정관(320)이 고정베이스(330)와 함께 하강함으로써 이루어진다.

그리고, 뚜껑(CAP)에 끼워진 뚜껑파지기(310)는 파지기동작실린더(340)가 동작하면서 파지기동작로드(342)를 들어 올리고, 파지기동작로드(342)의 단부에 고정된 상하유동블럭(314)이 상승되면서 이에 맞물려 있는 좌우유동블럭(316)을 당기며, 좌우유동블럭(316)의 하단에 일체로 구비된 파지부(318)가 뚜껑(CAP) 둘레에 밀착되면서 파지하게 된다.

이렇게 하여, 뚜껑(CAP) 파지가 완료되면, 이어 뚜껑(CAP)을 용기(BT)로부터 분리한다.

뚜껑(CAP)의 분리는 구동모터(350)의 회전에 의해 구동기어(352)가 회전되고, 이에 맞물려 있는 종동기어(322)가 회전되면서 파지기고정관(320)을 회전시키며, 파지기고정관(320)의 하단에 설치된 뚜껑파지기(310)가 뚜껑(CAP)을 붙잡고 있는 상태에서 회전되기 때문에 뚜껑(CAP)이 열리게 된다.

이 경우, 파지기고정관(320)은 회전하면서 상승해야 하기 때문에 종동기어(322)의 상하 기어폭이 구동기어(352)의 상하 기어폭 보다 크게 형성되어 종동기어(322)가 회전하면서 상승하더라도 구동기어(352)와의 기어결합이 유지되도록 설계되어 있다.

이어, 뚜껑(CAP) 분리가 완료되면, 베이스승강실린더(380)가 구동되면서 고정베이스(330)를 상승시켜 뚜껑(CAP)을 용기(BT) 상측으로 상승시켜 대기시킨다.

그런 다음, 도 13에서와 같이, 흡착실린더(410)에 의해 흡착대(450)를 2단 후진시켜 용기(BT)를 샘플링 위치까지 이동시킨다.

이때, 샘플링 위치란 샘플 용액을 용기(BT)로 주입시키는 위치일 뿐만 아니라, 용기(BT)를 180°반전시켜 세정하는 위치이기도 하다.

용기(BT)가 샘플링 위치에 도달하면, 뚜껑(CAP)이 하강하여 뚜껑세정부(CCP)에 착지된다.

또한, 반전모터(M)가 회전되면서 용기(BT)를 180°반전시켜 용기(BT)의 립(Lip) 부분이 용기세정부(BCP)에 착지되게 동작한다. 즉, 용기(BT)를 도립(倒立)시킨다.

이후, 용액(샘플 원액) 혹은 초순수를 분사하여 뚜껑(CAP)과 용기(BT)의 립을 포함한 내부를 세정한다.

세정이 완료되면, 반전모터(M)를 반전방향 반대로 180°회전시켜 도립되어 있던 용기(BT)를 정립(正立)시킨다.

그리고, 정립된 용기(BT) 내부로 샘플 용액을 주입시킨다.

이때, 주입되던 샘플 용액의 액위가 레벨센서(480)에 의해 검출되면 샘플 용액 주입을 정지시킨다.

샘플 용액 주입이 완료되면, 도 14에서와 같이 뚜껑파지기(310)가 뚜껑(CAP)을 파지한 상태로 상승하여 대기하고, 흡착실린더(410)가 동작하여 흡착대(450)를 다시 전진시키고 이를 통해 용기(BT)를 뚜껑(CAP) 하방에 위치시킨다.

용기(BT)가 뚜껑(CAP) 하방에 정위치되면, 뚜껑(CAP)이 하강하여 용기(BT)의 립(Lip)에 접지된 후 회전 잠금된다.

이어, 도 15에서와 같이 뚜껑파지기(310)가 파지 상태를 해제한 후 상승하고, 도어(DR)가 개방된다.

도어(DR)가 개방되면, 흡착대(450)가 다시 전진하여 용기대기챔버(200)로 진입한 후 회전자(240) 사이의 용기장착공간에 용기(BT)를 끼워 넣고 진공흡착을 해제한 후 홈포지션으로 복귀한다. 이후, 도어(DR)가 하강하여 샘플링챔버(300)를 밀봉한다.

그리고, 샘플 용액이 채워진 용기(BT)가 회전자(240) 사이의 용기장착공간에 장착되면, 회전자(240)가 회전하여 다음 용기를 대기시킨다.

이상에서 설명한 바와 같이, 유해성을 갖는 화학용액을 샘플링할 때 완전 자동화된 시스템을 이용하여 안전하고 신속하게 샘플링하도록 함으로써 샘플 용액의 변질을 막고 샘플에 대한 보다 정확한 분석을 가능케 하며, 안전사고를 예방하는 효과를 얻을 수 있다.

100: 하우징본체
200: 용기대기챔버
300: 샘플링챔버
400: 하부기계실
500: 상부기계실
600: 처리실

Claims

시험전 복수의 용기(BT)를 준비하고, 순차적으로 회전시켜 샘플 채취용 용기(BT)를 선택하도록 하는 용기대기부(20); 상기 용기대기부(20)에서 선택된 상기 샘플 채취용 용기(BT)를 파지하여 샘플링챔버(300)로 이송하고 자동으로 반전시키는 용기이송부(40); 및 상기 용기이송부(40)에 의해 이송된 상기 샘플 채취용 용기(BT)에서 뚜껑(CAP)을 상기 샘플링챔버(300) 내에서 자동으로 개폐시키는 뚜껑분리부(30)로 이루어지고;
상기 용기대기부(20)는 용기대기챔버(200)에 준비된 상기 용기(BT)를 일정각도로 순차적으로 회전시키는 회전자(240); 판상의 부재로서 샘플 용액을 담을 상기 용기(BT)가 안착되는 용기안착판(220); 및 상기 회전자(240)를 회전시키는 회전모터(260)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 1항에 있어서,
상기 용기대기부(20)는 직육면체 형상의 하우징본체(100)의 상부의 일측에 마련된 용기대기챔버(200)에 마련되고,
상기 용기이송부(40)는 상기 용기대기챔버(200)의 대향되는 타측에 위치한 하부기계실(400)에 설치되며,
상기 샘플링챔버(300)는 상기 용기대기챔버(200) 및 상기 하부기계실(400) 사이의 공간에 위치한 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 2항에 있어서,
상기 용기대기챔버(200)와 상기 샘플링챔버(300) 사이에는 상하방향으로 개폐가능한 밀폐용 도어(DR)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 2항에 있어서,
상기 용기대기챔버(200) 및 상기 하부기계실(400)의 상부에는 상기 용기대기부(20)와 상기 뚜껑분리부(30)를 구동하는 구동수단이 설치된 상부기계실(500) 및
배관이나 설비 또는 제어시설을 포함하는 부대설비가 탑재된 처리실(600)을 더 구비한 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 4항에 있어서,
상기 용기대기챔버(200), 상기 하부기계실(400), 상기 상부기계실(500) 및 상기 처리실(600)은 각각 격벽(W)에 의해 완전 분리되어 구획된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
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제 1항에 있어서,
상기 용기안착판(220)의 상부에는 간격을 두고, 일측이 개방된 원형구멍(232)이 형성된 회전안내판(230)이 설치되고,
상기 원형구멍(232)과 상기 용기안착판(220)을 관통하여 회전자회전축(250)이 설치된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 7항에 있어서,
상기 회전자회전축(250)의 하부는 상기 용기안착판(220)에 구비된 베어링(222)에 의해 지지되고, 상부는 상기 회전모터(260)에 회전 가능하게 연결되며,
상기 회전자회전축(250)에 상기 회전자(240)가 고정된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 7항에 있어서,
상기 용기안착판(220)의 하부에 있는 바닥면(210)에는 하방으로 요입된 용액받이(DP)가 구비된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 9항에 있어서,
상기 샘플링챔버(300)에 상기 용기안착판(220)과 동일한 높이로 바닥판부가 형성되어,
상기 바닥판부는 상기 뚜껑(CAP)이 밀착되어 용액노즐로 분사 세정할 수 있는 뚜껑세정부(CCP)와 상기 용기(BT)를 도립하여 용액노즐을 하방에서 상방으로 분사하여 세정할 수 있는 용기세정부(BCP)가 구비된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 1항에 있어서,
상기 회전자(240)가 구비된 상기 용기대기챔버(200)의 천정면에는 회전자(240)들 사이의 용기장착공간에 상기 용기(BT)가 장착되었는지 유무를 검출하는 센서가 설치된 것을 특징으로 하는 자동샘플링 장치.
제 1항에 있어서,
상기 용기이송부(40)는
흡착실린더(410);
상기 흡착실린더(410)의 구동에 따라 상기 용기대기부(20)로부터 선택된 상기 샘플 채취용 용기(BT)를 상기 샘플링챔버(300)로 진공흡착하여 이동시키는 흡착대(450); 및
상기 용기(BT)를 도립시켜 세정하거나, 정립시켜 샘플 용액을 담도록 상기 흡착대(450)를 회전 구동시키는 반전모터(M)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 12항에 있어서,
상기 흡착실린더(410)의 양측에는 사이드가이드(420)가 배치되고,
상기 사이드가이드(420)에는 상기 흡착실린더(410)의 구동에 따라 슬라이딩되는 슬라이드블럭(430)이 조립되며,
상기 슬라이드블럭(430)에 상기 반전모터(M)가 고정된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 12항에 있어서,
상기 반전모터(M)에는 작동로드(440)가 구비되고,
상기 작동로드(440)의 단부에는 상기 흡착대(450)가 고정되며,
상기 흡착대(450)에는 상기 용기(BT)를 진공 흡착하는 한 개 또는 다수의 흡착판(460)이 설치된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 14항에 있어서,
상기 흡착대(450)는 상기 샘플링챔버(300)와 하부기계실(400) 사이의 격벽(W)을 관통한 뒤에 상기 샘플링챔버(300)에 노출된 상기 작동로드(440)의 단부에 조립 고정된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 12항에 있어서,
상기 흡착실린더(410)는 적어도 3포인트에 정지할 수 있는 다단실린더로 구성된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 14항에 있어서,
상기 흡착대(450)의 전면은 라운딩되어 있고,
상기 흡착판(460)은 공기를 빨아들여 진공흡착하는 판을 다수 개 분산배치하거나, 또는 둘레를 따라 띠 형태로 배치된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 14항에 있어서,
상기 작동로드(440)에는 내부가 중공된 구조로 이루어져, 상기 중공된 부분을 통하여 상기 흡착판(460)이 진공 흡착할 수 있도록 진공유도튜브와 센서용 전선이 내장된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 14항에 있어서,
상기 작동로드(440)가 관통한 격벽(W)의 하부기계실(400)측 벽면상에는 씰링통(470)이 설치되어, 상기 작동로드(440)가 작동될 때 주변을 씰링한 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 12항에 있어서,
상기 흡착대(450)의 상측에는 상기 용기(BT)에 담을 샘플 용액의 액위를 검출하는 레벨센서(480)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 1항에 있어서,
상기 뚜껑분리부(30)는
뚜껑파지기(310)가 단부에 고정된 파지기고정관(320);
상기 파지기고정관(320)을 회전시키기 위하여 상기 파지기고정관(320)에 부착된 종동기어(322)와 기어 결합하는 구동기어(352)가 설치된 구동모터(350);
상기 뚜껑파지기(310)의 파지동작을 실행하기 위하여 상기 파지기고정관(320)의 내부에 설치된 파지기동작로드(342)와 연결된 파지기동작실린더(340);
상부기계실(500)에 형성되어, 상기 구동모터(350)와 상기 파지기동작실린더(340)가 설치된 고정베이스(330); 및
상기 고정베이스(330)를 상하로 이동시키는 베이스승강실린더(380)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 21항에 있어서,
상기 종동기어(322)의 상하폭은 상기 구동기어(352)의 상하폭보다 크게 형성한 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 21항에 있어서,
상기 종동기어(322)와 고정베이스(330)의 하단 사이에는 스프링(324)이 게재된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 21항에 있어서,
상기 뚜껑분리부(30)는
상부기계실(500)의 일측에 설치된 LM가이드(370) 및
상기 LM가이드(370)에 끼워져 상하방향으로 슬라이딩 가능한 슬라이더(360)를 더 포함하여,
상기 LM가이드(370) 사이에 설치된 상기 베이스승강실린더(380)의 작동에 따라 상기 슬라이더(360)에 고정된 상기 고정베이스(330)가 상하방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 21항에 있어서,
상기 뚜껑파지기(310)는
이분할된 구조를 갖고 상기 파지기고정관(320)을 감싸는 형태로 고정된 고정몸체(312);
상기 고정몸체(312)의 내부에 구비되고, 상기 파지기고정관(320)을 관통하여 삽입된 상기 파지기동작로드(342)의 단부에 고정되며 양측에 경사홈(INC)이 형성된 상하유동블럭(314);
상기 경사홈(INC)에 조립되어 경사방향으로 슬라이딩 가능한 좌우유동블럭(316); 및
상기 좌우유동블럭(316)의 하단에 곡률을 갖고 일체로 형성되며 내주면에 요철이 형성된 파지부(318)로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 21항에 있어서,
상기 베이스승강실린더(380)은 다단실린더이면서 로드리스 실린더로서 로드가 상기 실린더 내부에 내장된 형태이며 일부만 실린더 몸체에 돌출되어,
상기 돌출된 부위에 상기 고정베이스(330)가 고정된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 3항에 있어서,
상기 도어(DR)는
양측에 설치된 한쌍의 도어가이드(270);
상기 도어가이드(270)의 양쪽에 각각 설치된 도어승강실린더(280); 및
상기 도어승강실린더(280)에 연결되고 상기 도어(DR)의 상단이 결속된 승강실린더로드(282)를 포함하여,
상기 승강실린더로드(282)의 승하강에 따라 상기 도어(DR)가 승하강되면서 개폐하도록 구성된 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
제 1항 내지 5항 및 제 7항 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서,
상부기계실(500)과 하부기계실(400)에서 용기대기챔버(200) 또는 샘플링챔버(300)에 전달되는 수단들이 모두 원형의 단면을 가지는 봉형태로 되어있는 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 장치.
서로 분리 구획되고 순차로 형성된 용기대기챔버(200), 용기(BT)와 뚜껑(CAP)을 세정하고 샘플 용액을 담는 샘플링챔버(300), 상기 용기대기챔버(200)의 대향되는 타측에 위치하여 용기이송부(40)가 설치된 하부기계실(400) 및 상기 용기대기챔버(200)와 상기 샘플링챔버(300)의 상부에 용기대기부(20)와 뚜껑분리부(30)를 구동하는 구동수단이 설치된 상부기계실(500)을 포함하여 용액을 자동으로 샘플링하는 방법에 있어서;
상기 용기대기챔버(200)에 구비된 용기대기부(20)의 회전자(240) 사이의 공간에 뚜껑(CAP)이 포함된 샘플링할 용기(BT)를 배치하여 샘플링을 준비하는 단계;
용기이송부(40)의 흡착대(450)를 전진시켜 상기 용기(BT)를 진공흡착한 후, 상기 샘플링챔버(300) 상의 뚜껑(CAP) 개방위치로 상기 용기(BT)를 이동시키는 단계;
뚜껑분리부(30)의 뚜껑파지기(310)를 하강시켜, 상기 뚜껑(CAP)을 파지한 다음 상기 용기(BT)로부터 상기 뚜껑(CAP)을 분리하고, 분리된 상기 뚜껑(CAP)을 상승시키는 단계;
상기 흡착대(450)를 후진시켜 상기 뚜껑(CAP)이 분리된 상기 용기(BT)를 샘플링 위치로 이동시키는 동시에 상기 뚜껑(CAP)을 하강시키는 단계;
용기이송부(40)의 반전모터(M)를 회전시켜 상기 용기(BT)를 180°반전하여 도립시킨 후, 용액 혹은 초순수로 상기 뚜껑(CAP)과 용기(BT) 내부를 세정하는 단계;
도립되어 있던 상기 용기(BT)를 정립시킨 후, 상기 용기(BT)에 샘플 용액을 주입시키는 단계;
로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 방법.
제 29항에 있어서,
상기 뚜껑(CAP) 개방위치로 상기 용기(BT)를 이동시키는 단계를 실행하기 전에 상기 용기대기챔버(200)와 상기 샘플링챔버(300) 사이에 설치된 도어(DR)를 개방하고, 상기 뚜껑(CAP) 개방위치로 상기 용기(BT)를 이동시키는 단계를 실행한 후 상기 도어(DR)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 방법.
제 30항에 있어서,
상기 용기(BT)에 샘플 용액을 주입시키는 단계가 완료되면, 상기 뚜껑파지기(310)가 상기 뚜껑(CAP)을 파지한 상태로 상승하여 대기하고, 상기 흡착대(450)를 전진시켜 상기 용기(BT)를 상기 뚜껑(CAP) 하방으로 이동시킨 후 상기 용기(BT)에 상기 뚜껑(CAP)을 잠그는 단계;
상기 뚜껑파지기(310)의 파지상태를 해제한 후 상승시키고, 상기 도어(DR)를 개방하는 단계;
상기 흡착대(450)를 전진시켜 샘플 용액이 담긴 상기 용기(BT)를 상기 용기대기챔버(200)로 배출하고, 상기 흡착대(450)의 진공흡착을 해제한 후 홈포지션으로 복귀하는 단계; 및
상기 회전자(240)를 회전시켜 샘플 완료된 상기 용기(BT)를 추출시키고, 다음 용기(BT)를 대기시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동 샘플링 방법.