KR20170106687A - 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 스팀으로 가온되고 교반된 식물성 계면활성제가 포함된 액체세제 물질을 다수의 용기에 전자저울을 이용하여 동일한 용량이 충진되도록 하는 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템에 관한 것으로 제어에 의하여 외부로부터 투입된 물을 섭씨 50도 범위로 가온하고 투입된 계면활성제와 교반하여 액체세제를 생성하는 가온탱크부, 가온탱크부로부터 배출되는 액체세제를 하나 이상 다수의 용기에 정량 동시 투입하여 이송시키는 충진부, 충진부로부터 이송된 용기에 뚜껑을 자동으로 체결시켜 배출하는 캡핑부 및 캡핑부로부터 배출된 용기를 박스단위로 포장하는 콘베이어작업대부를 포함하는 특징에 의하여 다수 용기에 정량의 액체세제를 동일하게 동시 공급하고 포장까지 진행되므로 생산성을 향상시키고 불량률을 낮추며 제조원가를 낮추는 장점이 있다.

Description

액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템{System of producing vessel filled with liquid soap}
본 발명은 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템에 관한 것으로 더욱 상세하게는 스팀으로 가온되고 교반된 식물성 계면활성제가 포함된 액체세제 물질을 다수의 용기에 전자저울을 이용하여 동일한 용량이 동시 충진되도록 하는 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 주거환경이 개선되거나 산업환경 등이 현대화하는 경우 쾌적한 주변환경을 추구하게 되면서 건강한 삶을 영위하고자 주변의 오염물질 제거에 많은 관심이 집중되게 되고 오염물질을 비교적 빠르게 제거하거나 세탁하는 세제의 개발이 계속되면서 소비도 증가하고 있는 실정이다.
현대의 가족 구성은 대가족, 소가족, 핵가족 등과 같이 매우 다양한 형태를 띄우면서 각 가정에서 필요로 하는 세제 상품의 제품 규격이 다양화되는 동시에 소비자의 요구도 다양화되고 있는 실정이다.
한편, 최근 생활화학 가정용품에 대한 소비자들의 수요가 커지면서 인체와의 관련성에 대한 우려가 부각되어 저자극성, 항균성, 친환경성 등의 제품에 대한 욕구가 커지고 있다.
세제에는 고체세제, 분말세제, 액체세제 등이 있고, 선진외국의 경우 세탁용으로 액체세제의 소비가 80 % 이상이고 개발도상국과 후진국에서는 분말세제의 소비가 80 % 이상으로 조사되고 있다고 한다.
액체 세제의 소비가 커지면서 용기에 정량의 액체를 주입시키는 기술 개발의 필요성이 증대하고 있다.
이러한 필요성을 일부 해소한 종래기술로 대한민국 특허 출원번호 제10-2010-0038877호((2010.04.27.) “액상 내용물 정량 충진 장치”가 있다.
도 1 은 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 액체물질 정량 공급 장치의 기능 구성도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 전원 공급부(110)에 의하여 장치 전체에 동작전원을 공급하고, 플로어메타부(140)에서 유입관을 통해 공급되는 액상의 내용물이 회전하는 임펠러에 의해 배출되는 양이 조절되고, 솔레노이드 밸브(150)는 배출구(170)를 통하여 배출되는 액상 내용물의 공급을 제어한다.
입력부(160)는 배출되는 액상 내용물의 용량을 선택입력하고, 제어부(120)는 입력부(160)로부터 배출 용량이 입력되면 플로어메타부(140)의 회전크기를 제어하여 임펠러(141)의 회전량을 조절하고 솔레노이드밸브(150)가 온 또는 오픈되도록 제어하고 감시한다.
종래기술은 액체물질을 정량공급하는 장점이 있으나 가정 또는 소규모 공장 등에서 사용하기에 적합하고 세제 등을 대량으로 생산하는 대량생산 시스템에는 적합하지 못한 문제가 있다.
따라서 액체물질을 다수의 용기에 동시에 동일하게 정량 공급하여 충진하는 기술을 개발할 필요가 있다.
대한민국 특허 출원번호 제10-2010-0038877호((2010.04.27.) “액상 내용물 정량 충진 장치”
상기와 같은 종래 기술의 문제점과 필요성을 해소하기 위하여 안출한 본 발명은 액체 세제를 다수 용기에 동시 정량 충진시키고 포장시키는 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템을 제공하는 것이 그 목적이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명의 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템은 제어에 의하여 외부로부터 투입된 물을 섭씨 50도 범위로 가온하고 투입된 계면활성제와 교반하여 액체세제를 생성하는 가온탱크부; 상기 가온탱크부로부터 배출되는 액체세제를 하나 이상 다수의 용기에 정량 동시 투입하여 이송시키는 충진부; 상기 충진부로부터 이송된 용기에 뚜껑을 자동으로 체결시켜 배출하는 캡핑부; 및 상기 캡핑부로부터 배출된 상기 용기를 박스단위로 포장하는 콘베이어작업대부; 를 포함할 수 있다.
상기 가온탱크부는 상기 물과 계면활성제가 투입되고 원통형상을 하는 제 1 탱크; 상기 제 1 탱크의 외측면을 둘러싸고 밀폐된 원통형상을 하는 제 2 탱크; 상기 제 2 탱크의 상측 일부에 관통 형성되어 외부로부터 스팀을 입력하는 제 1 파이프; 상기 제 2 탱크의 하측 일부에 관통 형성되어 내부의 스팀을 외부로 배출하는 제 2 파이프; 상기 제 2 탱크의 상측에 설치된 지지대에 고정 설치되고 상기 제 1 탱크의 내부 하단부분 까지 회전축이 연장되는 교반모터부; 및 상기 교반모터부로부터 연장된 회전축의 끝단 부분에 설치되는 교반날개; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 충진부는 상기 가온탱크부로부터 배출된 액체세제를 저장하고 하나 이상의 다수 배출구로 동시 배출하는 버퍼탱크부; 상기 버퍼탱크부로부터 배출되는 액체세제를 해당 제어신호에 의하여 공급과 차단하는 솔레노이드밸브부; 및 상기 용기와 상기 용기에 공급되는 액체세제의 무게를 측정하는 전자저울부;를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 캡핑부는 상기 용기의 입구에 뚜껑을 회전시켜 체결 고정시키는 뚜껑모터부; 및 상기 용기가 안착되어 움직이지 못하도록 고정시키는 안착고정대; 를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 가온탱크부는 섭씨 100 도 이상의 증기를 1 기압 이상의 상태로 공급하여 투입된 상기 물이 섭씨 1 도 씩 상승되는데 0.5 초 내지 1 초 범위가 소요되는 구성으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 다수 용기에 정량의 액체세제를 동일하게 동시 공급하고 포장까지 진행되므로 생산성을 향상시키고 불량률을 낮추는 장점이 있다.
도 1 은 종래기술의 일 실시 예에 의한 것으로 액체물질 정량 공급 장치의 기능 구성도,
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템의 운용방법을 설명하는 공정도,
도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템의 기능 구성 설명도,
그리고
도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 생산성 대 제조원가의 상관관계 그리고 생산성의 산포상태 설명 도시도 이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템의 운용방법을 설명하는 공정도 이고, 도 3 은 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템의 기능 구성 설명도 이고, 도 4 는 본 발명의 일 실시 예에 의한 것으로 생산성 대 제조원가의 상관관계 그리고 생산성의 산포상태 설명 도시도 이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템(800)은 가온탱크부(1000), 충진부(2000), 캡핑부(3000), 콘베이어작업대부(4000)를 포함하는 구성이다.
가온탱크부(1000)는 제어부(미도시)로부터 인가되는 해당 제어 신호에 의하여 외부로부터 투입된 물을 섭씨 50도 범위로 가온하고 투입된 계면활성제와 교반하여 액체세제를 생성한다.
가온탱크부(1000)는 섭씨 100 도 이상의 증기를 1 내지 3 기압 범위의 압력으로 공급하고, 평균 2 기압의 압력이 유지되도록 공급하므로 투입된 물이 섭씨 1 도 씩 상승되는데 0.5 초 내지 1 초 범위가 소요되도록 하되, 0.7초가 소요되도록 구성하는 것이 바람직하다. 여기서 공급되는 증기의 온도는 섭씨 150 도 범위가 바람직하다.
가온탱크부(1000)는 섭씨 50 도 기준, 전기히터를 사용하는 경우 일 례로 4 내지 8 시간이 소요되고 스팀을 사용하는 경우는 0.5 시간 이내로 줄일 수 있다.
가온탱크부(1000)는 제 1 탱크(1010), 제 2 탱크(1020), 제 1 파이프(1030), 제 2 파이프(1040), 교반모터부(1050), 교반날개(1060)를 포함하는 구성이다.
제 1 탱크(1010)는 스테인레스스틸 재질로 이루어지며 원통형상을 하고 물과 계면활성제, 향료, 색소 등이 투입될 수 있는 구성이다. 투입되는 재료는 필요에 의하여 가감할 수 있음은 매우 당연하다. 제 1 탱크(1010)에 물과 계면활성제를 투입하는 구성은 도면이 복잡해지는 것을 방지하기 위하여 미도시 하였다.
제 1 탱크(1010)은 원통형상인 경우 지름이 1.5 미터 내지 1.6 미터 범위이며 1.59 미터가 바람직하고, 높이는 1.8 내지 2 미터 범위이며 1.85 미터가 바람직하다.
제 2 탱크(1020)는 스테인레스스틸 또는 일반 강판 재질로 이루어지며 제 1 탱크(1010)의 외측면을 둘러싸고 밀폐된 원통형상을 한다.
제 2 탱크(1020)은 원통형상인 경우 지름이 1.7 미터 내지 1.9 미터 범위이며 1.75 미터가 바람직하고, 높이는 1.8 내지 2 미터 범위이며 바람직하게 1.85 미터 보다 약간 클 수 있다.
제 1 파이프(1030)는 제 2 탱크(1020)의 상측 일부에 관통 형성되어 외부로부터 스팀을 입력한다. 입력된 스팀은 제 1 탱크(1010)에 투입된 액체를 가온한다.
제 2 파이프(1040)는 제 2 탱크(1020)의 하측 일부에 관통 형성되고 제 1 탱크(1010)에 투입된 액체를 가온하면서 온도가 낮아진 스팀과 기타 액체를 제 2 탱크(1020)의 외부로 배출한다.
모터부(1050)는 제 2 탱크(1020)의 상측에 설치된 지지대에 연결되어 고정상태로 설치되고 제 1 탱크(1010)의 내부까지 회전축이 연장 형성된다. 모터부(1050)는 5 내지 11 마력 범위로 구동되고 10 마력으로 구동되는 것이 비교적 바람직하다.
교반날개(1060)는 모터부(1050)로부터 연장된 회전축의 끝단 부분에 설치되고 모터부(1050)의 회전에 의하여 투입된 물과 계면활정제 등을 혼합하여 액체세제를 생성한다.
충진부(2000)는 가온탱크부(1000)로부터 배출되는 액체세제를 하나 이상 다수의 용기(900)에 정량 동시 투입하여 이송시키며 버퍼탱크부(2010), 솔레노이드밸브부(2020), 전자저울부(2030)를 포함하는 구성이다. 용기(900)는 원통형상, 넓적한 통형상 또는 혼합형상 등과 같이 모양이 일정하지 않을 수 있음은 매우 당연하고, 플라스틱 재질로 이루어지며 입구가 비교적 작으며 손잡이가 형성될 수 있다.
버퍼탱크부(2010)는 가온탱크부(1000)로부터 배출된 액체세제를 일시 저장하고 하나 이상의 다수 배출구를 통하여 동시에 같은 압력으로 배출한다. 버퍼탱크부(2010)는 중력을 이용하여 배출된다. 배출구는 4 내지 10 개 범위로 구성되며 8 개가 바람직하다.
솔레노이드밸브부(220)는 버퍼탱크부(2010)로부터 배출되는 액체세제를 해당 제어신호에 의하여 공급과 차단한다. 솔레노이드밸브부(220)의 동작 속도는 0.2 초 내지 0.8 초 범위로 동작하며, 동작속도가 빠를수록 배출되는 액체의 용량조절이 용이하고 0.4 초로 동작하는 구성이 바람직하다.
전자저울부(2030)는 용기(900)와 용기(900)에 공급되는 액체세제가 포함된 전체 무게를 측량 또는 측정하는 구성이며, 20 리터 단위로 3 내지 6 그람 범위의 측량(측정) 오차를 갖는다. 한편, 20 리터 단위를 충진하는데 소요되는 시간은 3 내지 6 초 범위이며 안정적인 생산성 향상을 위하여 5 초가 비교적 바람직하다.
캡핑부(3000)는 충진부(2000)로부터 이송된 용기(900)에 뚜껑을 나사 결합 방식으로 자동 체결 고정시켜 배출하는 구성이며 뚜껑모터부(3010), 안착고정대(3020)를 포함한다.
뚜껑모터부(310)는 용기(900)의 입구에 뚜껑을 회전시켜 체결 고정시키며 4 초 내지 6 초 범위로 체결시키되 5 초에 체결시키는 구성이 비교적 바람직하다.
안착고정대(3020)는 용기(900)가 안착되어 회전 또는 움직이지 못하도록 고정시킨다.
콘베이어작업대부(4000)는 캡핑부로부터 배출된 용기를 박스단위로 자동 포장하는 구성이다. 자동포장하는 구성은 일반적으로 잘 알 수 있으므로 구체적인 설명을 생략한다. 한 박스에 6개 또는 12개 씩 포장하는 것이 비교적 바람직하지만 필요에 의하여 가감할 수 있음은 매우 당연하다.
상기와 같은 구성의 본 발명은 종래기술 대비 생산성이 6 내지 8배 이상 향상될 수 있으며, 인건비를 절약하고 품질을 높여 원가를 30 % 이상 높일 수 있다. 또한, 동일 공정과 생산라인을 통한 다품종 소량 생산에 적합하므로 중저가 세제 제품의 생산성이 매우 높다.
첨부된 도 4 는 일 실시 예에 의한 것으로 생산성이 높아지면서 제조원가가 낮아지는 상태와 생산성이 높은 산포상태가 도시되어 있으며, 본 발명의 기술이 산업적 이용효과가 매우 크다는 것을 보여준다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
800 : 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템
900 : 용기 1000 : 가온탱크부
1010 : 제 1 탱크 1020 : 제 2 탱크
1030 : 제 1 파이프 1040 : 제 2 파이프
1050 : 교반모터부 1060 : 교반날개
2000 : 충진부 2010 : 버퍼탱크부
2020 : 솔레노이드밸브부 2030 : 전자저울부
3000 : 캡핑부 4000 : 콘베이어작업대부

Claims (5)

  1. 제어에 의하여 외부로부터 투입된 물을 섭씨 50도 범위로 가온하고 투입된 계면활성제와 교반하여 액체세제를 생성하는 가온탱크부;
    상기 가온탱크부로부터 배출되는 액체세제를 하나 이상 다수의 용기에 정량 동시 투입하여 이송시키는 충진부;
    상기 충진부로부터 이송된 용기에 뚜껑을 자동으로 체결시켜 배출하는 캡핑부; 및
    상기 캡핑부로부터 배출된 상기 용기를 박스단위로 포장하는 콘베이어작업대부; 를 포함하는 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 가온탱크부는
    상기 물과 계면활성제가 투입되고 원통형상을 하는 제 1 탱크;
    상기 제 1 탱크의 외측면을 둘러싸고 밀폐된 원통형상을 하는 제 2 탱크;
    상기 제 2 탱크의 상측 일부에 관통 형성되어 외부로부터 스팀을 입력하는 제 1 파이프;
    상기 제 2 탱크의 하측 일부에 관통 형성되어 내부의 스팀을 외부로 배출하는 제 2 파이프;
    상기 제 2 탱크의 상측에 설치된 지지대에 고정 설치되고 상기 제 1 탱크의 내부 하단부분 까지 회전축이 연장되는 교반모터부; 및
    상기 교반모터부로부터 연장된 회전축의 끝단 부분에 설치되는 교반날개; 를 포함하여 이루어지는 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 충진부는
    상기 가온탱크부로부터 배출된 액체세제를 저장하고 하나 이상의 다수 배출구로 동시 배출하는 버퍼탱크부;
    상기 버퍼탱크부로부터 배출되는 액체세제를 해당 제어신호에 의하여 공급과 차단하는 솔레노이드밸브부; 및
    상기 용기와 상기 용기에 공급되는 액체세제의 무게를 측정하는 전자저울부;를 포함하여 이루어지는 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 캡핑부는
    상기 용기의 입구에 뚜껑을 회전시켜 체결 고정시키는 뚜껑모터부; 및
    상기 용기가 안착되어 움직이지 못하도록 고정시키는 안착고정대; 를 포함하여 이루어지는 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가온탱크부는
    섭씨 100 도 이상의 증기를 1 기압 이상의 상태로 공급하여 투입된 상기 물이 섭씨 1 도 씩 상승되는데 0.5 초 내지 1 초 범위가 소요되는 구성으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템.

KR1020160030097A 2016-03-14 2016-03-14 액체세제 물질 정량공급 자동 충진 시스템 KR20170106687A (ko)

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KR20230012202A (ko) 2021-07-15 2023-01-26 유승태 압력 정량 충진이 가능한 유체 주입 장치

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