KR20200107042A - 액체 정량 공급 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액체 정량 공급 장치에 관한 것이다. 액체 정량 공급 장치는 배출 통로(15)가 형성된 공급 용기(11); 공급 용기(11)의 위쪽에 공급 용기(11)의 개폐가 가능하도록 결합되는 조절 유닛(12); 조절 유닛(12)을 상하로 이동시키는 유도 유닛(13); 및 유도 유닛(13)을 따라 조절 유닛(12)을 상하로 이동시키는 작동 유닛(14)을 포함하고, 조절 유닛(12)은 공급 용기(11)의 외부 압력 변화에 따라 유도 유닛(13)을 따라 상하로 이동된다.

Description

액체 정량 공급 장치{An Apparatus for Supplying a Standard Quantity of a Liquid}

본 발명은 액체 정량 공급 장치에 관한 것이고, 구체적으로 공급 용기로부터 액체를 미리 결정된 양으로 오차가 없이 배출시킬 수 있는 액체 정량 공급 장치에 관한 것이다.

식음료 또는 이와 유사한 액체의 판매를 위한 파우치, 병 또는 팩에 수용되는 액체는 미리 정해진 양을 가질 필요가 있다. 파우치, 병 또는 팩에 수용되는 액체는 예를 들어 정량 공급 펌프에 의하여 공급될 수 있고, 정량 공급을 위한 다양한 기술이 이 분야에 공지되어 있다. 특허공개번호 10-2010-0087993은 정량 공급 센서를 가진 추출기 및 추출액의 정량 공급 방법에 대하여 개시한다. 또한 특허등록번호 10-1803230은 액체 정량 공급 장치에 대하여 개시한다. 선행기술은 정량 공급을 위하여 감지 센서를 설치하거나, 체크 밸브와 같은 유량 조절 수단을 배치하는 것에 의하여 구조적으로 복잡하면서 오차가 없는 정량 공급이 어렵다는 단점을 가진다. 그러므로 구조적으로 간단하면서 정해진 오차 수준을 가지면서 정량 공급이 가능한 정량 공급 기술이 개발될 필요가 있다.

본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행기술 1: 특허공개번호 10-2010-0087993(노한래, 2010.08.06. 공개) 정량 공급 센서를 가진 추출기 및 추출액의 정량 공급 방법 선행기술 2: 특허등록번호 10-1803230(주식회사 창우엔바이로, 2017.11.29. 공고) 액체 정량 공급 장치

본 발명의 목적은 작동 구조가 간단하면서 정해진 오차 범위에서 정량 공급이 가능한 액체 정량 공급 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 액체 정량 공급 장치는 배출 통로가 형성된 공급 용기; 공급 용기의 위쪽에 공급 용기의 개폐가 가능하도록 결합되는 조절 유닛; 조절 유닛을 상하로 이동시키는 유도 유닛; 및 유도 유닛을 따라 조절 유닛을 상하로 이동시키는 작동 유닛을 포함하고, 조절 유닛은 공급 용기의 외부 압력 변화에 따라 유도 유닛을 따라 상하로 이동된다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 유도 유닛의 적어도 일부는 기체 유동이 가능한 구조를 가지고, 기체의 유입을 위한 유도 홀을 가진다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 공급 용기의 외부에 배치되어 공급 용기의 내부로 액체를 공급하면서 외부 압력을 조절하는 액체 수용 용기를 더 포함한다.

본 발명에 따른 액체 정량 공급 장치는 압력 차이에 따라 조절 유닛이 개폐되면서 액체가 공급 및 배출이 되는 것에 의하여 구조적으로 간단하다. 그리고 압력 차이의 조절에 의하여 배출양이 조절되는 것에 의하여 오차가 없이 정밀하게 배출양이 조절될 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 정량 공급 장치는 식음료, 약액 또는 이와 유사한 다양한 액체의 정량 공급에 적용될 수 있고, 예를 들어 추출기에 적용되어 파우치 포장 기계로 정량 공급이 가능하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 액체 정량 공급 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2 및 3은 본 발명에 따른 액체 정량 공급 장치가 적용된 실시 예의 조립도 및 분해도를 각각 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 액체 정량 공급 장치가 추출기에 적용된 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 액체 정량 공급 장치의 실시 예를 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 액체 정량 공급 장치는 배출 통로(15)가 형성된 공급 용기(11); 공급 용기(11)의 위쪽에 공급 용기(11)의 개폐가 가능하도록 결합되는 조절 유닛(12); 조절 유닛(12)을 상하로 이동시키는 유도 유닛(13); 및 유도 유닛(13)을 따라 조절 유닛(12)을 상하로 이동시키는 작동 유닛(14)을 포함하고, 조절 유닛(12)은 공급 용기(11)의 외부 압력 변화에 따라 유도 유닛(13)을 따라 상하로 이동된다.

공급 용기(11)는 예를 들어 전체적으로 속이 빈 실린더 형상이 될 수 있고, 내부에 액체의 수용이 가능한 구조를 가질 수 있다. 공급 용기(11)에 내부에 수용된 액체의 배출을 위한 배출 통로(15)가 형성될 수 있고, 예를 들어 배출 통로(15)는 공급 용기(11)의 아래쪽에 형성될 수 있다. 공급 용기(11)는 조절 유닛(12)에 의하여 밀폐가 될 수 있고, 조절 유닛(12)은 예를 들어 공급 용기(11)의 위쪽의 밀폐시키는 덮개가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 조절 유닛(12)은 외부 압력 또는 공급 용기(11)의 내부 압력에 따라 이동될 수 있고, 외부 압력 또는 공급 용기(11)의 내부 압력이 미리 결정된 수준이 되면 공급 용기(11)를 밀폐시킬 수 있다. 조절 유닛(12)은 선형 튜브 및 피스톤 구조를 가지는 유도 유닛(13)을 따라 이동될 수 있고, 유도 유닛(13)의 위쪽 끝은 작동 유닛(14)에 결합될 수 있다. 작동 유닛(14)은 예를 들어 압력 실린더 또는 이와 유사한 압력 작동 수단이 될 수 있다. 공급 용기(11)는 액체 수용 용기(16)의 내부에 배치될 수 있고, 액체 수용 용기(16)에 파우치 또는 팩과 같은 포장 팩(RC)에 공급되는 약액, 추출액, 음료 또는 이와 유사한 액체가 수용될 수 있다. 액체는 공급 튜브(17)를 통하여 액체 수용 용기(16)로 이송될 수 있고, 공급 튜브(17)는 저장 용기(18)와 연결될 수 있다. 저장 용기(18)로부터 공급 튜브(17))를 통하여 액체가 액체 수용 용기(16)로 이송될 수 있다. 액체 수용 용기(16)는 밀폐 구조를 가질 수 있고, 액체 수용 용기(16)로 액체가 공급되면 액체 수위가 상승되면서 액체 수용 용기(16)의 내부 압력이 변할 수 있다. 액체 수용 용기(16)의 내부 압력의 변화는 공급 용기(11)의 외부 압력의 변화가 된다. 공급 용기(11)의 외부 압력이 변하면 이에 따라 공급 용기(11)의 내부 압력이 변할 수 있고, 예를 들어 액체 수용 용기(16)의 압력이 높아지면 수용된 액체의 위쪽의 공기가 공급 용기(11)의 내부 또는 유도 유닛(13)의 내부로 유입되면서 조절 유닛(12)을 위쪽으로 이동시킬 수 있다. 이에 따라 공급 용기(11)의 내부로 액체가 유입될 수 있는 상태가 되고, 예를 들어 덮개 구조를 가지는 조절 유닛 (12)이 유도 유닛(13)을 따라 위쪽으로 이동되면서 공급 용기(11)의 내부로 액체가 공급될 수 있다. 액체가 액체 수용 용기(16)으로부터 공급 용기(11)의 내부로 유입되면 유도 유닛(13)의 내부로 또는 공급 용기(11)의 내부로 유입된 공기가 외부로 배출되면서 조절 유닛(12)이 최초 위치로 복원이 되고, 공급 용기(11)가 닫히게 된다. 작동 유닛(14)은 미리 결정된 압력으로 유지될 수 있고, 작동 유닛(14)은 압력 조절 수단(19)에 연결되어 정해진 압력으로 유지될 수 있다. 공급 용기(11)의 내부로 액체가 유입되면서 배출 통로(15)에 설치된 밸브에 가해지는 압력의 증가하고 이에 따라 밸브가 열리고, 공급 용기(11)의 내부에 수용된 액체가 배출 경로(15)를 따라 포장 팩(RC)으로 공급될 수 있다. 배출 경로(15)을 개폐시키는 밸브가 설치되거나, 설치되지 않을 수 있다. 밸브가 설치되는 경우 개폐 밸브는 조절 유닛(12)과 연동되어 작동될 수 있고, 예를 들어 조절 유닛(12)이 닫히면 열리고, 열리면 닫힐 수 있다. 이후 액체 수용 유닛(16)으로 다시 액체가 공급되면 다시 위에서 설명이 된 과정이 반복되면서 새로운 포장 팩(RC)에 액체가 공급될 수 있다. 이와 같은 공급 용기(11)의 외부 압력의 변화에 따라 공급 용기(11)가 개폐되는 것에 의하여 미리 결정된 양이 공급 용기(11)로 유입되어 수용 팩(RC)으로 공급되도록 한다. 그리고 압력 변화에 따른 양이 공급 용기(11)로 유입되어 수용 팩(RC)으로 공급되는 것에 의하여 공급 오차가 발생되지 않도록 한다.

아래에서 외부 압력의 변화에 따라 공급 용기(11)의 내부로 액체가 유입되는 과정에 대하여 설명된다.

도 2 및 3은 본 발명에 따른 액체 정량 공급 장치가 적용된 실시 예의 조립 구조 및 분해구조를 각각 도시한 것이다.

도 2 및 3을 참조하면, 공급 유닛(11)은 예를 들어 스테인리스 스틸과 같은 금속 소재 또는 합성수지 소재로 만들어질 수 있다. 공급 유닛(11)은 전체적으로 속이 빈 실린더 형상이 되면서 아래쪽 부분에 원뿔 형상의 유도 부분(121)이 형성될 수 있다. 그리고 원뿔 형상의 아래쪽 끝 부분으로부터 배출 통로(15)가 형성될 수 있고, 배출 통로(15)의 아래쪽에 유도 튜브가 연결되어 수용 팩으로 액체를 공급할 수 있다. 위에서 설명된 것처럼, 유도 튜브의 유도 경로에 밸브가 설치되거나, 설치되지 않을 수 있다. 공급 용기(11)의 위쪽 테두리에 신축성을 가진 밀폐 링(122)이 설치될 수 있고, 조절 유닛(12)은 공급 용기(11)의 위쪽을 밀폐시키는 덮개 구조를 가질 수 있다. 조절 유닛(12)에 전체적으로 원형 튜브 구조를 가지는 유도 유닛(13)의 한쪽 끝이 결합되고, 유도 유닛(13)은 조절 유닛(12)의 위쪽 면에 대하여 수직이 되는 방향으로 연장될 수 있다. 조절 유닛(12)의 위쪽 끝은 압력 실린더의 기능을 가지는 작동 유닛(14)에 연결될 수 있다. 그리고 유도 유닛(13)은 액체 수용 용기의 위쪽을 밀폐시키는 밀폐 덮개(21)를 관통하는 형태로 배치될 수 있다. 도 2의 오른쪽을 참조하면, 유도 유닛(13)은 속이 이동 실린더(131); 이동 실린더(131)와 함께 상하로 이동되면서 유도 유닛(13)의 이동을 제한하는 제한 실린더(132); 및 제한 실린더(132)에 형성된 유도 홀(133)로 이루어질 수 있다. 공급 용기(11)의 외부 압력이 높아지면 공기가 유도 홀(133)을 따라 유입되고, 이에 따라 조절 유닛(131)이 위쪽으로 이동되면서 이와 함께 조절 유닛(12)이 위쪽으로 이동될 수 있다. 작동 유닛(14)은 미리 결정된 압력으로 유지될 수 있고, 공기 유입에 의하여 압력이 상승되면 이동 실린더(131)가 작동 유닛(14)에 대하여 위쪽으로 이동될 수 있다. 공급 용기(11)의 내부로 액체가 유입되면서 공급 용기(11)의 외부 압력이 낮아지면 유도 홀(133)을 통하여 유입된 공기가 다시 외부로 배출되면서 유도 유닛(13)과 함께 조절 유닛(12)의 아래쪽으로 이동되면서 공급 용기(11)의 위쪽이 밀폐되면서 공급 용기(11)의 내부로 액체의 유입이 중단된다. 제한 실린더(132)의 지름이 이동 실린더(131)의 직경에 비하여 크도록 만드는 것에 의하여 유도 유닛(13)의 위쪽 방향으로 이동이 제한될 수 있다. 또한 조절 유닛(12)의 아래쪽에 균형 부재(22)가 배치되어 조절 유닛(12)의 상하 이동이 안정적으로 이루어지도록 할 수 있다. 예를 들어 조절 유닛(12)은 원판 형상이 되고, 다수 개의 균형 부재(22)가 원판 중심에 대하여 대칭이 되도록 조절 유닛(12)의 아래쪽 면에 결합될 수 있다. 균형 부재(22)는 수직 방향으로 연장되는 구조가 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 선택적으로 유도 유닛(13)의 아래쪽 끝 부분에 유도 탭(23)이 설치되어 유도 홀(133)을 통하여 공급 용기(11)의 내부로 유입되면서 조절 유닛(12)의 위쪽 방향으로 이동이 되도록 할 수 있다.

조절 유닛(12)의 이동은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 4는 본 발명에 따른 액체 정량 공급 장치가 추출기에 적용된 실시 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 정량 공급 장치는 추출 저장 용기(41)의 아래쪽에 설치될 수 있고, 추출 저장 용기(41)는 원통 형상이 되면서 내부에 홍삼 또는 이와 유사한 추출 소재의 추출액이 저장될 수 있다. 추출액이 이송 튜브를 통하여 추출 저장 용기(41)의 내부로 이송되거나, 추출 저장 자체에서 추출액이 생성될 수 있다. 추출 저장 용기(41)에 정량 공급 장치가 결합되면서 조절 유닛(12)이 추출 저장 용기(41)의 내부에 위치할 수 있다. 예를 들어 조절 유닛(12)은 추출 저장 용기(41)의 아래쪽 부분에 형성된 배출 부분의 위쪽에 형성되어 추출액이 공급 용기(11)로 유입되는 것을 허용하거나, 차단할 수 있다. 유도 유닛(13)은 추출 저장 용기(41)를 내부를 관통하여 밀폐 덮개(21)의 위쪽 면에 배치된 작동 유닛(14)과 연결될 수 있다. 공급 용기(12)의 내부로 추출액을 공급하기 위하여 이송 튜브(181)로 추출액이 공급되거나, 기체가 유입될 수 있고, 이에 따라 유도 유닛(13)의 내부로 공기가 유입되고, 조절 유닛(12)이 열릴 수 있다. 추출액이 공급 용기(11)의 내부로 유입되어 배출 통로를 통하여 배출이 되어 배출 튜브(43)를 통하여 파우치로 공급될 수 있다. 필요에 따라 배출 튜브(42)에 배출 조절 밸브(42)가 설치될 수 있지만 공급 과정에서 배출 조절 밸브(42)는 열린 상태로 유지될 수 있다. 다만 정량 공급 장치가 작동되지 않는 경우 배출 조절 밸브(42)가 닫힐 수 있다. 공급 용기(11)의 외부 압력은 다양한 방법으로 조절될 수 있다. 예를 들어 추출 저장 용기(41)의 내부와 연결되는 압력 조절 튜브가 설치되고, 압력 조절 튜브를 통하여 기체를 주입하거나 배출하는 것에 의하여 추출 저장 용기(41)의 내부 압력 또는 공급 용기(11)의 외부 압력이 조절될 수 있다. 공급 용기(11)의 외부 압력은 다양한 방법으로 조절될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 액체 정량 공급 장치는 압력 차이에 따라 조절 덮개가 개폐되면서 액체가 공급 및 배출이 되는 것에 의하여 구조적으로 간단하다. 그리고 압력 차이의 조절에 의하여 배출양이 조절되는 것에 의하여 오차가 없이 정밀하게 배출양이 조절될 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 정량 공급 장치는 식음료, 약액 또는 이와 유사한 다양한 액체의 정량 공급에 적용될 수 있고, 예를 들어 추출기에 적용되어 파우치 포장 기계로 정량 공급이 가능하도록 한다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

11: 공급 용기 12: 조절 유닛
13: 유도 유닛 14: 작동 유닛
15: 배출 통로 16: 액체 수용 용기
17: 공급 튜브 18: 저장 용기
19: 압력 조절 수단
21: 밀폐 덮개 22: 균형 부재
23: 유도 탭
121: 유도 부분 122: 조절 링
131: 이동 실린더 132: 제한 실린더
133: 유도 홀

Claims (3)

1. 배출 통로(15)가 형성된 공급 용기(11);
   공급 용기(11)의 위쪽에 공급 용기(11)의 개폐가 가능하도록 결합되는 조절 유닛(12);
   조절 유닛(12)을 상하로 이동시키는 유도 유닛(13); 및
   유도 유닛(13)을 따라 조절 유닛(12)을 상하로 이동시키는 작동 유닛(14)을 포함하고,
   조절 유닛(12)은 공급 용기(11)의 외부 압력 변화에 따라 유도 유닛(13)을 따라 상하로 이동되는 것을 특징으로 하는 액체 정량 공급 장치.
2. 청구항 1에 있어서, 유도 유닛(13)의 적어도 일부는 기체 유동이 가능한 구조를 가지고, 기체의 유입을 위한 유도 홀(133)을 가지는 것을 특징으로 하는 액체 정량 공급 장치.
3. 청구항 1에 있어서, 공급 용기(11)의 외부에 배치되어 공급 용기(11)의 내부로 액체를 공급하면서 외부 압력을 조절하는 액체 수용 용기(16)를 더 포함하는 액체 정량 공급 장치.

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