KR102372138B1 - 정량 액상 충진 시스템 및 그 충진 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 복수의 젤 또는 액체를 혼합하여 교반한 후 기어 펌프를 사용하여 정확한 양의 교반된 젤 또는 액체를 용기에 채우는 정량 액상 충진 시스템 및 그 충진 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템은, 액상체와 액상체, 액상체와 점성체 또는 점성체와 점성체를 포함하는 내용물이 수용되는 호퍼; 제 1 이송관을 통해 이송된 상기 호퍼의 내용물을 정량 펌핑하며 정방향 또는 역방향으로 동작 방향의 전환이 가능한 기어 펌프; 상기 기어 펌프에 의해 정량 펌핑된 상기 내용물이 이송되는 제 2 이송관과 연결되어 수직 작동되며 상기 내용물을 용기에 충진하는 충진 노즐 유닛; 및 상기 기어 펌프가 외측면 상에 장착되는 충진 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

정량 액상 충진 시스템 및 그 충진 방법{SYSTEM AND METHOD FOR FILLING QUANTITATIVE LIQUID}

본 발명은 정량 액상 충진 시스템 및 그 충진 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기어 펌프를 사용하여 정확한 양의 젤 또는 액체를 용기에 채우는 정량 액상 충진 시스템 및 그 충진 방법에 관한 것이다.

일반적으로 액상 내용물의 정량 액상 충진 시스템은 과일즙, 참기름, 케찹, 크림, 소스류, 화장품, 약품 등과 같은 젤 또는 액체를 일정양씩 정해진 용기에 반복적으로 주입하기 위한 것이다.

이와 같은 목적으로 사용되는 종래의 장치는 대형 자동화 기기가 있고, 소형 기기가 있다.

대형 자동화 기기는 음료수나 약품등을 대량으로 생산하는 제조업체에서 사용하는 것으로 소형 기기와 차별된다.

한편, 소형 기기에 있어서는 대부분 실린더를 이용하여 정량을 주입하도록 되어 있다.

즉, 종래의 소형의 정량 액상 충진 시스템들은 대부분 주입하고자 하는 양을 감안하여 실린더를 제작한 후, 그 실린더에 1차 액상 내용물을 담아 계량을 한 후, 그 실린더로부터 원하는 용기로 주입되도록 하는 것이 대부분이다.

그러나 이와 같은 종래의 정량 액상 충진 시스템은 주입하고자 하는 양을 달리 해야 할 경우, 또 다른 실린더를 구비하고 있어야 할 뿐만 아니라 그 실린더 교체작업이 필수적으로 거쳐야 하기 때문에 소형 점포에서 사용하기에는 제조 원가가 너무 높아지고, 사용하기가 매우 불편하다.

또한, 종래의 정량 액상 충진 시스템으로는 피스톤 충진 방식이 있다.

이러한 피스톤 충진 방식은 공압에 변화 또는 기계 부하에 의한 오차가 발생하고, 또한 다품종 송량 생산을 하기 위한 빈번한 액상 교체시 매번 세척을 하기 위해 부품 모두를 분해해야 하는 시간적인 낭비가 많이 발생하는 문제점이 있었다.

이러한 실린더 방식과 피스톤 충진 방식의 문제점을 해결하기 위한 발명으로 대한민국 등록특허공보 제10-0430909호가 개시되어 있다.

상기 발명은 실린더 방식의 문제점을 해결하기 위해, 기어 펌프 제어 방식을 이용하고 있다.

그런데, 기어 펌프 제어 방식을 이용한 상기 발명은 주입하고자 하는 양에 따라 모터의 회전수를 제어하여 액상 내용물을 주입하게 된다.

즉, 모터의 회전수에 따라 기어 펌프가 동작하여 과일즙, 참기름, 케찹, 크림, 소스류, 화장품, 약품 등과 같은 젤 또는 액체를 일정양씩 정해진 용기에 반복적으로 주입하게 된다.

이러한 종래 기어 펌프 제어 방식을 이용한 정량 액상 충진 시스템은 젤 또는 액체를 일정양씩 정해진 용기에 반복적으로 주입하기만 할 뿐, 복수의 젤 또는 액체를 혼합하여 교반한 후 정량 액상 충진 시스템에 충전하는 구성을 제공하지 못하는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10-0430909호 (2004.05.10. 공고)

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 복수의 젤 또는 액체를 혼합하여 교반한 후 기어 펌프를 사용하여 정확한 양의 교반된 젤 또는 액체를 용기에 채우는 정량 액상 충진 시스템 및 그 충진 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템은, 액상체, 점성체, 액상체와 액상체, 액상체와 점성체 또는 점성체와 점성체를 포함하는 내용물이 수용되는 호퍼; 제 1 이송관을 통해 이송된 상기 호퍼의 내용물을 정량 펌핑하며 정방향 또는 역방향으로 동작 방향의 전환이 가능한 기어 펌프; 상기 기어 펌프에 의해 정량 펌핑된 상기 내용물이 이송되는 제 2 이송관과 연결되어 수직 작동되며 상기 내용물을 용기에 충진하는 충진 노즐 유닛; 및 상기 기어 펌프가 외측면 상에 장착되는 충진 장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에서, 상기 충진 장치는, 상기 기어 펌프를 구동하는 서보 모터; 상기 서보 모터의 작동을 제어하는 서보 드라이브; 및 상기 서보 드라이브와, 상기 서보 모터와, 상기 충진 노즐 유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에서, 상기 호퍼 내에 동력에 의해 회전되도록 포함되어 상기 내용물을 교반시키는 교반부를 포함하며, 상기 교반부는, 구동부와 연결되어 상기 구동부의 동력에 의해 회전하는 샤프트; 및 상기 샤프트와 수직 방향으로 연결되는 복수의 패들;을 포함하며, 상기 복수의 패들에는 상기 내용물의 점성을 측정하는 점성 측정 센서가 각각 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에서, 상기 점성 측정 센서에 의해 측정된 상기 내용물의 점성값이 반영되어 상기 교반부의 교반이 수행되며, 상기 내용물의 점성 변경시 상기 기어 펌프의 설정값이 자동으로 보정되어 정량 펌핑되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에서, 복수의 상기 호퍼와 복수의 상기 기어 펌프; 및 각각의 상기 호퍼로부터 이송되는 내용물을 각각의 상기 기어 펌프로 이송시키는 분배부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에서, 상기 분배부는, 각각의 상기 호퍼로부터 동일한 내용물이 이송될 경우 각각의 상기 기어 펌프로 동일한 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에서, 상기 분배부는, 각각의 상기 호퍼로부터 서로 다른 내용물이 이송될 경우 서로 다른 내용물을 혼합 및 교반하여 각각의 상기 기어 펌프로 서로 다른 점성을 갖는 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 방법은, 호퍼 내에 액상체, 점성체, 액상체와 액상체, 액상체와 점성체 또는 점성체와 점성체를 포함하는 내용물이 수용되는 제 1 단계; 제 1 이송관을 통해 이송된 상기 호퍼의 내용물을 기어 펌프에 의해 정량 펌핑하는 제 2 단계; 및 상기 기어 펌프에 의해 정량 펌핑된 상기 내용물이 제 2 이송관을 통해 이송되어 충진 노즐 유닛에 의해 상기 내용물을 용기에 충진하는 제 3 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 방법에서, 상기 호퍼 내에 동력에 의해 회전되도록 포함되어 상기 내용물을 교반시키는 교반부를 포함하며, 상기 교반부는, 구동부와 연결되어 상기 구동부의 동력에 의해 회전하는 샤프트; 및 상기 샤프트와 수직 방향으로 연결되는 복수의 패들;을 포함하며, 상기 복수의 패들에는 상기 내용물의 점성을 측정하는 점성 측정 센서가 각각 포함되고, 상기 점성 측정 센서에 의해 측정된 상기 내용물의 점성값을 미리 저장되어 있는 원료 계수 데이터와 비교하여, 제어부에 의해 표준화된 점성값으로 반영되어 상기 교반부의 교반이 수행되며, 상기 내용물의 점성 변경시 상기 기어 펌프의 설정값이 자동으로 보정되어 정량 펌핑되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 방법에서, 복수의 상기 호퍼와 복수의 상기 기어 펌프; 및 각각의 상기 호퍼로부터 이송되는 내용물을 각각의 상기 기어 펌프로 이송시키는 분배부;를 포함하며, 상기 분배부는, 각각의 상기 호퍼로부터 동일한 내용물이 이송될 경우 각각의 상기 기어 펌프로 동일한 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키고, 상기 분배부는, 각각의 상기 호퍼로부터 서로 다른 내용물이 이송될 경우 서로 다른 내용물을 혼합 및 교반하여 각각의 상기 기어 펌프로 서로 다른 점성을 갖는 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키는 것을 특징으로 한다.

기타 실시 예의 구체적인 사항은 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 및 첨부 "도면"에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 각종 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 각 실시 예의 구성만으로 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로도 구현될 수도 있으며, 단지 본 명세서에서 개시한 각각의 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐임을 알아야 한다.

본 발명에 의하면, 복수의 젤 또는 액체를 혼합하여 교반한 후 기어 펌프를 사용하여 정확한 양의 교반된 젤 또는 액체를 용기에 채우는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템의 외관을 도시한 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에 의해 컨베이서 상에서 이송되는 용기 내에 액체 또는 젤을 충진하는 공정을 예시하는 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에서 호퍼와 교반부의 구성을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에서 충진 장치 내의 분배부의 기능을 나타내는 블록도.
도 5는 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템의 기어 펌프를 나타내는 단면도.
도 6은 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템의 기어 펌프를 나타내는 정면도.
도 7은 본 발명에 따른 정량 액상 충진 방법의 전체 흐름을 나타내는 플로우 차트.

본 발명을 상세하게 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 무조건 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 발명자가 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해서 각종 용어의 개념을 적절하게 정의하여 사용할 수 있고, 더 나아가 이들 용어나 단어는 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 함을 알아야 한다.

즉, 본 명세서에서 사용된 용어는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기 위해서 사용되는 것일 뿐이고, 본 발명의 내용을 구체적으로 한정하려는 의도로 사용된 것이 아니며, 이들 용어는 본 발명의 여러 가지 가능성을 고려하여 정의된 용어임을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서, 단수의 표현은 문맥상 명확하게 다른 의미로 지시하지 않는 이상, 복수의 표현을 포함할 수 있으며, 유사하게 복수로 표현되어 있다고 하더라도 단수의 의미를 포함할 수 있음을 알아야 한다.

본 명세서의 전체에 걸쳐서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소를 "포함"한다고 기재하는 경우에는, 특별히 반대되는 의미의 기재가 없는 한 임의의 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 임의의 다른 구성 요소를 더 포함할 수도 있다는 것을 의미할 수 있다.

더 나아가서, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "내부에 존재하거나, 연결되어 설치된다"라고 기재한 경우에는, 이 구성 요소가 다른 구성 요소와 직접적으로 연결되어 있거나 접촉하여 설치되어 있을 수 있고, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있을 수도 있으며, 일정한 거리를 두고 이격되어 설치되어 있는 경우에 대해서는 해당 구성 요소를 다른 구성 요소에 고정 내지 연결하기 위한 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재할 수 있으며, 이 제 3의 구성 요소 또는 수단에 대한 설명은 생략될 수도 있음을 알아야 한다.

반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결"되어 있다거나, 또는 "직접 접속"되어 있다고 기재되는 경우에는, 제 3의 구성 요소 또는 수단이 존재하지 않는 것으로 이해하여야 한다.

마찬가지로, 각 구성 요소 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 " ~ 사이에"와 "바로 ~ 사이에", 또는 " ~ 에 이웃하는"과 " ~ 에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지의 취지를 가지고 있는 것으로 해석되어야 한다.

또한, 본 명세서에서 "일면", "타면", "일측", "타측", "제 1", "제 2" 등의 용어는, 사용된다면, 하나의 구성 요소에 대해서 이 하나의 구성 요소가 다른 구성 요소로부터 명확하게 구별될 수 있도록 하기 위해서 사용되며, 이와 같은 용어에 의해서 해당 구성 요소의 의미가 제한적으로 사용되는 것은 아님을 알아야 한다.

또한, 본 명세서에서 "상", "하", "좌", "우" 등의 위치와 관련된 용어는, 사용된다면, 해당 구성 요소에 대해서 해당 도면에서의 상대적인 위치를 나타내고 있는 것으로 이해하여야 하며, 이들의 위치에 대해서 절대적인 위치를 특정하지 않는 이상은, 이들 위치 관련 용어가 절대적인 위치를 언급하고 있는 것으로 이해하여서는 아니된다.

또한, 본 명세서에서는 각 도면의 각 구성 요소에 대해서 그 도면 부호를 명기함에 있어서, 동일한 구성 요소에 대해서는 이 구성 요소가 비록 다른 도면에 표시되더라도 동일한 도면 부호를 가지고 있도록, 즉 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지시하고 있다.

본 명세서에 첨부된 도면에서 본 발명을 구성하는 각 구성 요소의 크기, 위치, 결합 관계 등은 본 발명의 사상을 충분히 명확하게 전달할 수 있도록 하기 위해서 또는 설명의 편의를 위해서 일부 과장 또는 축소되거나 생략되어 기술되어 있을 수 있고, 따라서 그 비례나 축척은 엄밀하지 않을 수 있다.

또한, 이하에서, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 구성, 예를 들어, 종래 기술을 포함하는 공지 기술에 대해 상세한 설명은 생략될 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시 예에 대해 관련 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템의 외관을 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템(1000)은 충진 장치(100)와, 기어 펌프(300)와, 충진 노즐 유닛(500)과, 호퍼(700)를 포함한다.

충진 장치(100)의 외면에는 터치 스크린 패널(110)이 장착되어 있다.

기어 펌프(300)는 유입구가 제 1 이송관(200)과 연결되고, 유출구가 제 2 이송관(400)과 연결된다.

본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템(1000)에서는 정확한 양의 내용물을 용기에 채우는 정량 계량 장치로서 기어 펌프(300)를 사용한다.

이러한 기어 펌프(300)는 충진 장치(100)의 외부에 노출되어 있어 별도의 공구없이 누구나 쉽게 분해 및 조립이 가능하여 다품종 소량 생산이 가능하고 세정 작업 시간을 대폭 단축한다.

충진 노즐 유닛(500)에는 하부에 충진 노즐(510)이 형성되고, 상부에 충진 노즐 작동 실린더(520)가 형성된다.

호퍼(700)의 상부에는 교반부(600)가 형성되어 있고, 호퍼(700) 내에 내용물이 수용되면 교반부(600)에 의해 호퍼(700) 내의 내용물에 대한 교반이 이루어진다.

교반부(600)는 수직 방향으로 샤프트(610)가 형성되어 있고, 샤프트(610)와 수직 방향으로 복수의 패들(620)이 형성되어 있다.

복수의 패들(620)에는 각각 점성 측정 센서(630)가 장착되어 있다.

호퍼(700)와 충진 장치(100) 사이에는 분배부(800)를 더 포함할 수 있다.

좀 더 상세히 설명하면, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템(1000)에서, 호퍼(700)는 액상체와 액상체나, 액상체와 점성체나, 점성체와 점성체를 포함하는 내용물이 수용된다.

즉, 작업자에 의해 호퍼(700) 내에 액상체 자체나, 점성체 자체나, 액상체와 액상체나, 액상체와 점성체나, 점성체와 점성체 등이 채워지게 된다.

여기서 액상체는 물 또는 음료 등일 수 있다.

점성체는 과일즙이나, 참기름이나, 소스류나, 화장품이나, 약물 등일 수 있다.

액상체와 액상체는 서로 다른 성분의 액체를 혼합시킨 내용물일 수 있다.

점성체와 액상체는 예를 들면, 메실 원액과 물의 조합에 의한 매실 음료나, 고추장과 식초 등의 조합에 의한 초고추장 등일 수 있다.

점성체와 점성체는 점성이 있는 내용물 들의 조합일 수 있다.

이와 같이 호퍼(700)에 채워지는 각종 내용물들은 제 1 이송관(200)을 통해 기어 펌프(300)로 이송된다.

기어 펌프(300)는 제 1 이송관(200)을 통해 이송된 호퍼(700)의 내용물을 정량 펌핑한다.

기어 펌프(300)는 충진 장치(100)의 외측면 상에 장착된다.

이러한 기어 펌프(300)는 정방향 또는 역방향으로 동작 방향의 전환이 가능하다.

기어 펌프(300)가 정방향 또는 역방향으로 동작 방향의 전환 기능을 갖는 이유는 예를 들어 점성체에 의해 기어 펌프(300)의 정량 펌핑이 정상적으로 이루어지지 않을 경우, 역방향으로 방향 전환을 통해 점성체를 되돌린 후 다시 정량 펌핑을 수행함으로써 정량 펌핑이 정상적으로 수행되도록 하기 위함이다.

또한, 최고 속도(3000rpm)로 모터를 역방향으로 돌려 기어 펌프, 호스, 배관 등을 편리하게 세정하기 위함이다.

기어 펌프(300)를 통해 정량 펌핑이 이루어진 내용물은 제 2 이송관(400)을 통해 충진 노즐 유닛(500)으로 이송된다.

이러한 충진 노즐 유닛(500)은 기어 펌프(300)에 의해 정량 펌핑된 내용물이 이송되는 제 2 이송관(400)과 연결되어 수직 작동되며 내용물을 용기에 충진한다.

도 2는 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에 의해 컨베이서 상에서 이송되는 용기 내에 액체 또는 젤을 충진하는 공정을 예시하는 블록도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템(1000)에서, 충진 장치는 터치 스크린 패널(110)과, 제어부(120)와, 서보 모터(130)와, 서보 드라이브(140)와, 기어 펌프(300), 충진 노즐 유닛(500)을 포함한다.

특히, 서보 모터(130)는 기어 펌프(300)를 구동하는 역할을 수행한다.

또한, 서보 드라이브(140)는 서보 모터(130)의 작동을 제어하는 역할을 수행한다.

한편, 제어부(120)는 서보 모터(130)와, 서보 드라이브(140)와, 충진 노즐 유닛(500)을 제어한다.

좀더 상세히 설명하면, 충진 장치(100)는 하나 또는 복수개를 구동시킬 수 있으며, 충진 대상 용기 내로 충진될 액상체나, 점성체나, 액상체와 액상체나, 액상체와 점성체나, 점성체와 점성체 등의 내용물에 대한 충진량, 충진 속도 등을 설정하고, 용기 내로 이송되는 내용물에 대한 정량을 계량하여 설정된 충진량만을 용기 내로 정확하게 충진한다.

터치 스크린 패널(110)은 충진 장치(100)의 전면에 장착되고, 제어부(120)와 전기적으로 연결되어 각종 설정값을 설정하고, 각종 작동 상태 정보를 출력한다.

제어부(120)는 충진 장치(100) 내에 내장되고, 서보 드라이브(140), 충진 노늘 작동 실리더(520)와 각각 전기적으로 연결되어 서보 모터(130) 및 충진 노즐 작동 실린더(520)의 작동을 제어한다.

서보 모터(130)는 충진 장치(100) 내에 내장되고, 기어 펌프(300)와 기계적으로 연결되어 기어 펌프(300)를 구동한다.

서보 드라이브(140)는 충진 장치(100) 내에 내장되고, 서보 모터(130)와 전기적으로 연결되어 서보 모터(130)의 작동을 제어한다.

충진 노즐 유닛(500)은 기어 펌프(300)의 유출구와 연결관을 통해 연통되게 연결되고, 수직 작동 가능하게 설치되는 충진 노즐(510)과, 충진 노즐(510)을 상하작동시키는 충진 노즐 작동 실린더(520)를 포함하고, 충진 장치(100)의 외측에 고정 설치된다.

도 3은 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에서 호퍼와 교반부의 구성을 나타내는 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템(1000)에서, 호퍼(700) 내로 수용되는 교반부(600)의 구성을 확인할 수 있다.

교반부(600)가 호퍼(700) 내로 삽입되기 위한 구조는 이미 공지되어 있는 내용이기 때문에 그 자세한 설명은 생략하도록 한다.

즉, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템(1000)은 교반부(600)를 더 포함한다.

여기서, 교반부(600)는 호퍼(700) 내에 동력에 의해 회전되도록 포함되어 내용물을 교반시키는 역할을 수행한다.

이러한 교반부(600)는 샤프트(610)와, 복수의 패들(620)을 포함한다.

샤프트(610)는 구동부와 연결되어 구동부의 동력에 의해 회전하는 역할을 수행한다.

복수의 패들(620)은 샤프트(610)와 수직 방향으로 연결된다.

한편, 복수의 패들(620) 각각에는 내용물의 점성을 측정하는 점성 측정 센서(630)가 각각 포함되어 있다.

이러한 점성 측정 센서(630)에 의해 측정된 내용물의 점성값은 제어부(120)에 제공되며, 제어부(120)는 제공된 점성값에 의거하여 교반부(600)의 교반이 수행되도록 한다.

또한, 내용물의 점성 변경시 제어부(120)에 의해 기어 펌프(300)의 설정값이 자동으로 보정되어 기어 펌프(300)는 점성이 변경된 내용물을 정량 펌핑하게 된다.

즉, 사용자가 호퍼(700)에 점성체나, 점성체와 점성체를 채우고, 터치 스크린 패널(110)을 통해 호퍼(700) 내의 내용물들을 교반하기 위한 설정값을 설정하게 된다.

하지만, 실제 교반부(700)가 내용물을 교반하는 과정에서, 내용물의 점성값이 설정된 점성값과 동일하지 않는 경우가 거의 대부분이다.

즉, 점성체가 일측으로 뭉쳐 있을 경우 점성값이 더 클 수도 있고, 내용물의 실제 점성값이 기설정된 점성값과 다를 수 있다.

따라서, 점성체가 복수의 패들(620) 각각에 포함된 점성 측정 센서(630)가 교반부(600)의 실제 교반시 시간의 흐름에 따라 변경되는 점성도, 즉 점성값을 측정하게 된다.

내용물의 점성값이 변경시 점성 측정 센서(630)는 변경된 점성값을 측정하여 제어부(120)에 제공하고, 제어부(120)는 제공된 점성값을 반영하여 교반부(600)가 적절하게 교반을 수행하도록 제어한다.

또한, 내용물의 점성이 변경시 제어부(120)에 의해 기어 펌프(300)의 설정값이 자동으로 보정되어 기어 펌프(300)는 점성이 변경된 내용물을 정량 펌핑하게 된다.

예컨데, 점성체와 액상체나, 점성체와 점성체의 교반시 점성값이 자주 변경되며, 이러한 점성값의 변경은 제어부(120)에 제공되고, 제어부(120)에 의해 기어 펌프(300)의 설정값이 자동으로 보정된다.

한편, 본 측정 장치(100)의 터치 스크린 패널을 통해 내용물의 설정량과 보정량과 원료 계수(각 액상의 원료 계수를 디지털화 함)를 확인할 수 있다.

여기서, 설정량이란 호퍼(700)로 투입된 원료를 기어 펌프(300)를 통해 충진할 무게 또는 부피를 의미한다.

즉, 충진량을 의미한다.

설정량을 입력하면 자동으로 원료 계수가 산출된다.

기본 세팅값으로 본 측정 장치(100)는 물을 기준으로 무게 또는 부피가 데이터베이스화 되어 프로그램화 되어 있다.

만약 물 이외의 액상체나 점성체의 경우 상술한 바와 같이 자동 보정량을 통해 토출 용량의 보정을 수행하게 된다.

이러한 보정량은 토출된 원료가 설정값보다 많거나 작으면 보정량에 오차값을 입력하게 된다.

예를 들어 3g이 모자르면 보정량에 3을 입력하고 "+" 버튼을 누르게 된다.

그리고 1회 충진을 시도한다.

오차 범위 내에 정량이 맞게 토출되면 해당 충진량(설정량)에 대한 새로운 원료 계수가 만들어지며 데이터베이스에 저장된다.

따라서, 점성 측정 센서(630)로부터 측정된 내용물의 점성도에 대한 데이터는 본 충진 장치(100)에 기설정되어 있는 물질 계수(데이터베이스화)와 비교하여 최적의 충진량으로 자동 보정된 후 정량 토출을 위해 정확하게 계량하게 된다.

도 4는 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템에서 충진 장치 내의 분배부의 기능을 나타내는 블록도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템(1000)은 복수의 호퍼(700)와, 복수의 기어 펌프(300)와, 분배부(800)를 더 포함할 수 있다.

호퍼(700)와, 기어 펌프(700)가 복수개를 포함한 상태에서, 분배부(800)는 각각의 호퍼(700)로부터 이송되는 내용물을 각각의 기어 펌프(300)로 이송시킨다.

이때, 분배부(800)는 각각의 호퍼(700)로부터 동일한 내용물이 이송될 경우 각각의 기어 펌프(300)로 동일한 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키게 된다.

여기서는, 분배부(800)는 각 호퍼(700)로부터 이송되는 내용물을 기어 펌프(300)로 순차적 또는 동시에 이송시키는 역할을 수행한다.

이러한 복수의 호퍼(700)를 포함하는 충진 라인은 간단하고 용이하게 설치할 수 있다.

또한, 분배부(800)는 각각의 호퍼(700)로부터 서로 다른 내용물이 이송될 경우 서로 다른 내용물을 혼합 및 교반하여 각각의 기어 펌프(300)로 서로 다른 점성을 갖는 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키게 된다.

예를 들어, 일부의 호퍼(700)에는 고추장 원료를 투입하고, 다른 일부의 호퍼(700)에는 식초 또는 메실액 원료를 투입할 경우, 분배부(800)는 투입된 고추장 원료와 식초 또는 메실액 원료를 적절히 혼합 및 교반하여 기어 펌프(300)로 이송시키게 된다.

여기서, 각각의 호퍼(700)로부터 서로 다른 내용물이 이송될 경우, 서로 다른 내용물을 혼합 및 교반하여 각각의 기어 펌프(300)로 이송시 서로 다른 점성을 갖는 내용물을 각각 기어 펌프(300)로 이송시키게 된다.

즉, 분배부(800)를 통해 기어 펌프(300)로 이송시키는 내용물의 점도를 서로 다르게 할 수 있다.

예를 들어, 상술한 고추장 원료와 식초 또는 메실액 원료를 적절히 혼합 및 교반시 점성도를 서로 다르게 하여 각각의 기어 펌프(300)로 순차적 또는 동시에 이송시키게 된다.

이에 의해, 각각의 충진 노즐(510)에는 서로 다른 점성도를 갖는 내용물들이 제공될 수가 있으며, 내용물이 충진되는 용기에도 마찬가지로 서로 다른 점성도를 갖는 내용물들이 충진된다.

이때, 분배부(800)를 통해 각 내용물 고유의 물질 계수로 충진 패턴에 따라 정해진 레시피를 만들어 데이터베이스화할 수도 있다.

예컨데, 분배부(800)는 점성 측정 센서(630)로부터 센싱되는 변경된 현재 점성값이　 제어부(120)에 의해 자동으로 설정되면, 미리 정해진 설정값(원료 계수)과 비교하여 연산 처리 후 정량 　패턴에 따라 기어 펌프(300)가 정량 충진된다.

이를 통해 서로 다른 내용물의 혼합시　최적의 레시피를 만들어 낼 수 있다.

또한, 복수의 기어 펌프(300)를 사용시에는 각각의 기어 펌프(300)의 충진 속도와, 충진량을 제어부(120)에 의해 각각 제어할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템의 기어 펌프를 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템의 기어 펌프를 나타내는 정면도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 기어 펌프(300)는 제 1 이송관(200)과 제 2 이송관(400)에 연통되게 연결되는 내용물의 유입구 및 배출구를 갖고, 충진 장치(100)의 외측면 상에 노출된 상태로 고정 장착된다.

내용물을 설정된 양 만큼 정량으로 개량하고 펌핑하여 이송하는 정량 개량 펌프이며, 그 구성은 기어 펌프 블록(310)과, 2개의 펌핑 기어(330)와, 테프론(피크) 베어링 및 실링 부재(340)와, 폐쇄 플레이트(350)로 구성된다.

기어 펌프 블록(310)은 외측 면부에 오목하게 형성된 펌핑 기어 수용부(320)와, 대향되는 측면부에 펌핑 기어 수용부(320)와 연통되게 연결되는 유입 유로(360) 및 배출 유로(370)를 갖는다.

2개의 펌핑 기어(330)는 기어 펌프 블록(310)의 수용부에 수용되고, 회전가능하게 내장된다.

테프론(피크) 베어링 및 실링 부재(340)는 펌핑 기어(330) 상에 각각 적층 조립되어 펌핑 기어(330)의 회전을 원활하게하는 동시에 펌핑 기어 수용부(320) 내의 내용물이 외부로 부출되지 않도록 수실하게 실링한다.

폐쇄 플레이트(350)는 기어 펌프 블록(310)의 외측 면부 상에 착탈 가능하게 체결되어 펌핑 기어 수용부(320)를 수밀하게 폐쇄한다.

도 7은 본 발명에 따른 정량 액상 충진 방법의 전체 흐름을 나타내는 플로우 차트이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 방법은 총 3개의 단계를 포함한다.

제 1 단계(S100)에서는, 호퍼(700) 내에 액상체와 액상체, 액상체와 점성체 또는 점성체와 점성체를 포함하는 내용물이 수용된다.

제 2 단계(S200)에서는, 제 1 이송관(200)을 통해 이송된 호퍼(700)의 내용물을 기어 펌프(300)에 의해 정량 펌핑한다.

제 3 단계(S300)에서는, 기어 펌프(300)에 의해 정량 펌핑된 내용물이 제 2 이송관(400)을 통해 이송되어 충진 노즐 유닛(500)에 의해 내용물을 용기에 충진한다.

이러한 본 발명에 따른 정량 액상 충진 방법은 상술한 정량 액상 충진 시스템(1000)에 의해 이루어진다.

본 발명에 따른 정량 액상 충진 방법에서는, 호퍼(700) 내에 동력에 의해 회전되도록 포함되어 내용물을 교반시키는 교반부(600)를 포함한다.

교반부(600)는, 구동부와 연결되어 구동부의 동력에 의해 회전하는 샤프트(610)와, 샤프트(610)와 수직 방향으로 연결되는 복수의 패들(620)을 포함한다.

이러한 복수의 패들(620)에는 내용물의 점성을 측정하는 점성 측정 센서(630)가 각각 포함된다.

점성 측정 센서(630)에 의해 측정된 내용물의 점성값을 콘트롤러(미도시)에 DB로 미리 저장되어 있는 원료 계수 데이터와 비교하여, 제어부(120)에 의해 표준화된 점성값으로 반영되어 교반부(600)의 교반이 수행되며, 내용물의 점성 변경시 기어 펌프(300)의 설정값이 자동으로 보정되어 정량 펌핑된다.

한편, 본 발명에 따른 정량 액상 충진 방법에서는, 복수의 호퍼(700), 복수의 기어 펌프(300)와, 각각의 호퍼(700)로부터 이송되는 내용물을 각각의 기어 펌프(300)로 이송시키는 분배부(800)를 포함한다.

여기서, 분배부(800)는 각각의 호퍼(700)로부터 동일한 내용물이 이송될 경우 각각의 기어 펌프(300)로 동일한 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키게 된다.

또한, 분배부(800)는 각각의 호퍼(700)로부터 서로 다른 내용물이 이송될 경우 서로 다른 내용물을 혼합 및 교반하여 각각의 기어 펌프(300)로 순차적 또는 동시에 이송시키게 된다.

이와 같이, 분배부(800)는 원료의 유출입을 일(복수 호퍼) 대 일(복수 기어 펌프)로 대응하게 이송시킬 수도 있고, 다(복수 호퍼) 대 일(기어 펌프)로 이송시킬 수도 있으며, 일(호퍼) 대 다(복수 기어 펌프)로 이송시킬 수도 있다.

이와 같이 본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템(1000) 및 그 충진 방법에서, 기어 펌프(300)의 회전으로 용기의 정확한 양을 충진하며, 이는 내부 연산 제어부(120)인 CPU와 외부 터치 패널인 터치 스크린 패널(110)에 설정된 충진량 등 다양한 설정값이 서보 모터(130)에 전달되어 자동으로 충진 속도 및 충진량이 제어된다.

본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템(1000)의 충진량은 최소 2㎖ ~ 무한대까지 충진 가능하며, 충진시 오차(정밀도)는 약 0.5% ~ 1%(액상에 따른 오차 발생)이다.

본 충진 장치(100)는 산업용 환경에 적합한 논리 연산 제어기인 PLC, 터치 스크린 패널(110), 서보 모터(130)의 구동 방식으로 구성되며, 서보 모터(130)의 속도는 0에서 최대 속도 3,000rpm/1분까지 설정 가능하다.

본 충진 장치(100)의 터치 스크린 패널(110)은 7인치 화면, TFT LCD 800*480 칼라(ICT 내장) 화면으로 설정량이나 정량패턴 설정이 쉽고 편리하게 화면 디자인 되었으며, 특히, 세계 어느곳이든 인터넷이나 와이파이(WiFi) 망을 통해 현장(원격지)에 표준화된 최적에 정량 패턴 래시피로 혼합/정량 제조가 가능하다.

또한, 현장(원격지) 장비에 문제가 발생시 사무실에서 고장 알람 이력 화면을 통해(ICT, IoT 내장) 실시간으로 A/S 및 메인터넌스에 대한 처리가 가능하고, 충진 생산량의 일보, 월보 등 생산 레포트 출력이 가능하여, 4차 산업 혁명에 대응하는 스마트형 충진 장치이다.

본 발명에 따른 정량 액상 충진 시스템(1000)은 다음과 같은 기능을 가진다.

각각의 기어 펌프(300) 운전으로 서로 다른 점도의 액상을 충진할 수 있다.

낮은 표면 장력을 갖는 액상에도 충진후 완벽한 누수 차단(액상이 전혀 흐르지 않음)이 가능하다.

발판 스위치 추가로 작업 책상 등 협소한 공간 이용에 편리하다.

모든 충진 용기에 가능한 노즐 사이즈를 제공할 수 있다.

자동화 컨베이어와 자동 포장 기계에 결합한 자동 정량 주입에 적합하다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 복수의 젤 또는 액체를 혼합하여 교반한 후 기어 펌프를 사용하여 정확한 양의 교반된 젤 또는 액체를 용기에 채우는 효과가 있다.

이상, 일부 예를 들어서 본 발명의 바람직한 여러 가지 실시 예에 대해서 설명하였지만, 본 "발명을 실시하기 위한 구체적인 내용" 항목에 기재된 여러 가지 다양한 실시 예에 관한 설명은 예시적인 것에 불과한 것이며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이상의 설명으로부터 본 발명을 다양하게 변형하여 실시하거나 본 발명과 균등한 실시를 행할 수 있다는 점을 잘 이해하고 있을 것이다.

또한, 본 발명은 다른 다양한 형태로 구현될 수 있기 때문에 본 발명은 상술한 설명에 의해서 한정되는 것이 아니며, 이상의 설명은 본 발명의 개시 내용이 완전해지도록 하기 위한 것으로 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이며, 본 발명은 청구범위의 각 청구항에 의해서 정의될 뿐임을 알아야 한다.

100 : 충진 장치
110 : 터치 스크린 패널
200 : 제 1 이송관
300 : 기어 펌프
400 : 제 2 이송관
500 : 충진 노즐 유닛
510 : 충진 노즐
520 : 충진 노즐 작동 실린더
600 : 교반부
610 : 샤프트
620 : 패들
630 : 점성 측정 센서
700 : 호퍼
800 : 분배부
1000 : 정량 액상 충진 시스템

Claims (10)

1. 액상체, 점성체, 액상체와 액상체, 액상체와 점성체 또는 점성체와 점성체를 포함하는 내용물이 수용되는 호퍼;
   제 1 이송관을 통해 이송된 상기 호퍼의 내용물을 정량 펌핑하며 정방향 또는 역방향으로 동작 방향의 전환이 가능한 기어 펌프;
   상기 기어 펌프에 의해 정량 펌핑된 상기 내용물이 이송되는 제 2 이송관과 연결되어 수직 작동되며 상기 내용물을 용기에 충진하는 충진 노즐 유닛; 및
   상기 기어 펌프가 외측면 상에 장착되는 충진 장치;를 포함하며,
   상기 호퍼 내에 동력에 의해 회전되도록 포함되어 상기 내용물을 교반시키는 교반부를 포함하고,
   상기 교반부는,
   구동부와 연결되어 상기 구동부의 동력에 의해 회전하는 샤프트; 및
   상기 샤프트와 수직 방향으로 연결되는 복수의 패들;을 포함하며,
   상기 복수의 패들에는 상기 내용물의 점성을 측정하는 점성 측정 센서가 각각 포함되고,
   상기 점성 측정 센서에 의해 측정된 상기 내용물의 점성값이 반영되어 상기 교반부의 교반이 수행되며,
   상기 내용물의 점성 변경시 상기 기어 펌프의 설정값이 자동으로 보정되어 정량 펌핑되고,
   복수의 상기 호퍼와 복수의 상기 기어 펌프; 및
   각각의 상기 호퍼로부터 이송되는 내용물을 각각의 상기 기어 펌프로 이송시키는 분배부;를 포함하며,
   상기 분배부는,
   각각의 상기 호퍼로부터 서로 다른 내용물이 이송될 경우 서로 다른 내용물을 혼합 및 교반하여 각각의 상기 기어 펌프로 서로 다른 점성을 갖는 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키고,
   상기 기어 펌프가 정량 펌핑이 정상적으로 이루어지지 않을 경우, 역방향으로 방향 전환을 통해 점성체를 되돌린 후 다시 정량 펌핑을 수행하여 정량 펌핑이 정상적으로 수행되며 최고 속도로 모터를 역방향으로 돌려 기어 펌프, 호스 또는 배관을 세정하는 것을 특징으로 하는,
   정량 액상 충진 시스템.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 충진 장치는,
   상기 기어 펌프를 구동하는 서보 모터;
   상기 서보 모터의 작동을 제어하는 서보 드라이브; 및
   상기 서보 드라이브와, 상기 서보 모터와, 상기 충진 노즐 유닛을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   정량 액상 충진 시스템.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 분배부는,
   각각의 상기 호퍼로부터 동일한 내용물이 이송될 경우 각각의 상기 기어 펌프로 동일한 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키는 것을 특징으로 하는,
   정량 액상 충진 시스템.
   
7. 삭제
8. 호퍼 내에 액상체, 점성체, 액상체와 액상체, 액상체와 점성체 또는 점성체와 점성체를 포함하는 내용물이 수용되는 제 1 단계;
   제 1 이송관을 통해 이송된 상기 호퍼의 내용물을 기어 펌프에 의해 정량 펌핑하는 제 2 단계; 및
   상기 기어 펌프에 의해 정량 펌핑된 상기 내용물이 제 2 이송관을 통해 이송되어 충진 노즐 유닛에 의해 상기 내용물을 용기에 충진하는 제 3 단계;를 포함하며,
   상기 호퍼 내에 동력에 의해 회전되도록 포함되어 상기 내용물을 교반시키는 교반부를 포함하고,
   상기 교반부는,
   구동부와 연결되어 상기 구동부의 동력에 의해 회전하는 샤프트; 및
   상기 샤프트와 수직 방향으로 연결되는 복수의 패들;을 포함하며,
   상기 복수의 패들에는 상기 내용물의 점성을 측정하는 점성 측정 센서가 각각 포함되고,
   상기 점성 측정 센서에 의해 측정된 상기 내용물의 점성값을 미리 저장되어 있는 원료 계수 데이터와 비교하여, 제어부에 의해 표준화된 점성값으로 반영되어 상기 교반부의 교반이 수행되며,
   상기 내용물의 점성 변경시 상기 기어 펌프의 설정값이 자동으로 보정되어 정량 펌핑되고,
   복수의 상기 호퍼와 복수의 상기 기어 펌프; 및
   각각의 상기 호퍼로부터 이송되는 내용물을 각각의 상기 기어 펌프로 이송시키는 분배부;를 포함하며,
   상기 분배부는,
   각각의 상기 호퍼로부터 동일한 내용물이 이송될 경우 각각의 상기 기어 펌프로 동일한 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키고,
   각각의 상기 호퍼로부터 서로 다른 내용물이 이송될 경우 서로 다른 내용물을 혼합 및 교반하여 각각의 상기 기어 펌프로 서로 다른 점성을 갖는 내용물을 순차적 또는 동시에 이송시키며,
   상기 기어 펌프가 정량 펌핑이 정상적으로 이루어지지 않을 경우, 역방향으로 방향 전환을 통해 점성체를 되돌린 후 다시 정량 펌핑을 수행하여 정량 펌핑이 정상적으로 수행되며 최고 속도로 모터를 역방향으로 돌려 기어 펌프, 호스 또는 배관을 세정하는 것을 특징으로 하는,
   정량 액상 충진 방법.
   
9. 삭제
10. 삭제

Images