KR20210002025U - 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안의 일 실시예에 따른 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치는, 저장 용기에 하향 삽입되어 액체를 주입하는 주입노즐과, 주입노즐에 결합되어 주입노즐을 승강 이동시키는 승강모듈과, 저장 용기에 주입되는 전도성 액체의 수위 변화에 따라 가변되는 전류 크기를 측정하는 수위센서와, 측정된 전류 크기에 기초하여 주입노즐이 승강 이동하도록 상기 승강모듈을 구동 제어하는 제어모듈을 포함한다. 이로 인해 본 고안은 저장 용기에 액체를 주입하는 과정에서 토출 위치와 수면 간의 낙차에 의한 거품 발생을 방지하고, 주입노즐이 액체에 감기는 면적을 최소화하여 주입노즐을 저장 용기로부터 이탈시키는 과정에서 발생하는 액체의 유출을 최소화하는 효과가 있다.

Description

승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치{Liquid Injection device with up-down type nozzle}
본 고안은 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저장 용기에 주입되는 액체의 수위 변화에 따라 가변되는 전류 크기를 측정하고 이에 기초하여 주입노즐을 승강 이동시켜, 액체가 주입됨에 따라 가변되는 수위에 맞추어 주입노즐이 상승함으로써, 적정 높이에서 액체 주입이 가능하도록 하는 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치에 관한 것이다.
일반적으로 각종 페인트, 세제 등과 같은 생활 화학제품부터 화학약품이나 유독성 물질까지 액체상태의 제품은 드럼과 같은 저장 용기에 충진(포장)된 상태로 소비자에게 제공된다.
이와 같은 액체의 충진 공정에는 저장 용기의 주입구에 주입노즐을 삽입하여 정량의 액체 주입을 수행하는 액체 주입장치가 사용된다.
액체 주입장치는 빈 저장 용기가 이송되어 주입 위치에 위치되면 주입노즐에서 정량의 액체가 토출되도록 하여 저장 용기에 정량의 액체를 주입시키는데, 주입 과정에서 액체의 토출 위치가 수면보다 높게 위치하면 낙차로 인해 거품이 발생되고 발생된 거품이 넘치는 문제가 발생될 수 있다.
만약, 이를 방지하기 위해 주입노즐을 최대한 하강시켜 저장 용기의 내측 바닥에 근접한 위치에서 액체를 토출시킨다면 거품의 발생은 방지할 수 있으나, 주입노즐의 상당부가 저장 용기에 주입된 액체에 잠기게 되어 액체 주입이 완료된 후 주입노즐을 저장 용기로부터 이탈시키는 과정에서 액체가 외부에 유출될 수 있으며, 이는 작업 환경의 오염을 유발하며 액체가 유해한 화학약품인 경우에는 작업자의 안전상의 문제 또한 발생될 수 있다.
대한민국 등록실용신안 제20-0490899호 (2020.01.14)
본 고안은 위에서 언급한 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 것으로 본 고안이 이루고자 하는 목적은, 저장 용기에 액체가 주입됨에 따라 상승하는 수위에 맞추어 주입노즐의 액체 토출 위치도 함께 상승 조절되도록 하여 주입노즐의 액체 토출 위치가 수면의 일정 깊이 아래에서 유지되도록 하는 액체 주입장치를 제공하는 것이다.
본 고안의 일 실시예에 따른 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치는, 저장 용기에 하향 삽입되어 전도성 액체를 주입하는 주입노즐와, 주입노즐에 결합되어 주입노즐을 승강 이동시키는 승강모듈과, 저장 용기에 주입되는 전도성 액체의 수위 변화에 따라 가변되는 전류 크기를 측정하는 수위센서와, 측정된 전류 크기에 기초하여 주입노즐이 승강 이동하도록 승강모듈을 구동 제어하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 수위센서는 저장 용기의 몸체가 외부전극을 형성하도록 저장 용기의 외벽에 접하게 배치되는 외부 전극단자와, 주입노즐에 배치되어 내부전극을 형성하는 내부 전극단자와, 외부 전극단자와 내주 전극단자로 전원을 인가하며 저장 용기에 주입되는 전도성 액체에 의해 변화하는 전류 크기를 측정하는 측정모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게 제어모듈은 측정된 전류 크기의 변화량에 기초하여 주입노즐의 승강 이동을 결정하는 승강 결정부와, 승강 결정부의 결정에 기초하여 주입노즐이 승강 이동하도록 승강모듈을 구동 제어하는 승강 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 승강 결정부는 측정된 전류 크기의 단위 시간당 변화량이 임계값 이상으로 증가하는 시점에서 주입노즐의 상승 이동을 결정할 수 있다.
또한, 승강 결정부는 주입노즐의 상승 이동 중에 측정된 전류 크기의 단위 시간당 변화량이 임계값 이상으로 감소하는 시점에서 주입노즐의 승강 이동 정지를 결정할 수 있다.
또한, 내부 전극단자는 주입노즐의 길이 방향을 따라 소정 길이를 갖도록 형성되고, 제어모듈은 주입노즐의 상승 이동 중에 측정된 전류 크기의 변화량에 기초하여 주입노즐의 상승 이동 속도를 결정하는 속도 결정부를 더 포함하며, 승강 제어부는 속도 결정부에서 결정된 속도에 따라 주입노즐이 승강 이동하도록 승강모듈을 구동 제어할 수 있다.
또한, 속도 결정부는 주입노즐의 상승 이동 중에 측정되는 전류 크기가 증가하면 주입노즐의 상승 이동 속도가 증가하도록 결정하고, 전류 크기가 감소하면 주입노즐의 상승 이동 속도가 감소하도록 결정할 수 있다.
또한, 외부 전극단자는 외벽에 접하는 끝단에 톱날 형상으로 형성되는 톱날부와, 톱날부와 연결되고 톱날부를 병진 운동시키는 병진 구동모듈, 그리고 톱날부가 외벽에 접하면 병진 구동모듈을 일정 시간 동안 구동 제어하는 병진 제어부를 포함할 수 있다.
또한, 톱날부와 결합되고 톱날부를 외벽에 밀착되도록 가압하는 가압 탄성부와, 병진 구동모듈과 결합되고 톱날부를 외벽 방향으로 이동시키는 이송 프레임, 그리고 탄성부에 배치되어 가압 탄성부의 압축 상태 여부를 감지하는 압축 감지모듈을 더 포함하고, 병진 제어부는 가압 탄성부의 압축 상태가 감지되면 톱날부가 외벽에 접한 것으로 판단할 수 있다.
본 고안에 의하면, 액체의 수위 변화에 기초하여 주입노즐을 승강 이동시킴으로써 수위가 상승하여도 주입노즐의 액체 토출 위치가 수면의 일정 깊이 아래에서 유지되도록 하여, 저장 용기에 액체를 주입하는 과정에서 토출 위치와 수면 간의 낙차에 의한 거품 발생을 방지하고, 주입노즐이 액체에 감기는 면적을 최소화하여 주입노즐을 저장 용기로부터 이탈시키는 과정에서 발생하는 액체의 유출을 최소화하는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치의 하측에 저장 용기가 배치된 상태를 도시한 정면도이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치의 하측에 저장 용기가 배치된 상태를 도시한 측면도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 주입노즐이 액체 주입을 위해 저장 용기에 삽입된 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 제어모듈을 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 5, 도 6 및 도 7는 본 고안의 일 실시예에 따른 제어모듈이 저장 용기에 차오르는 액체의 수위에 따라 주입노즐을 상승 이동시키는 과정을 도시한 도면이다.
도 8은 본 고안의 일 실시예에 따른 제어모듈이 수위에 따라 주입노즐을 상승 이동시킬 때 측정모듈에서 층정되는 시간에 따른 전류 크기의 예시를 도시한 그래프이다.
도 9는 본 고안의 일 실시예에 따른 제어모듈의 속도 결정부를 설명하기 위해 도시한 블록도이다.
도 10은 본 고안의 일 실시예에 따른 주입노즐의 상승 이동 속도가 조절될 때 측정모듈에서 측정되는 시간에 따른 전류 크기의 예시를 도시한 그래프이다.
도 11은 본 고안의 일 실시예에 따른 외부 전극단자를 더욱 상세하게 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 12a, b는 본 고안의 일 실시예에 따른 압축 감지모듈을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 13은 본 고안의 일 실시예에 따른 병진 제어부를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 고안을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 고안의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 내지 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치의 하측에 저장 용기(d)가 배치된 상태를 도시한 정면도와 측면도이고, 도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 주입노즐(10)이 액체 주입을 위해 저장 용기(d)에 삽입된 상태를 도시한 도면이다.
본 고안의 일 실시예에 따른 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치(이하에서는 '액체 주입장치'로 칭함)는, 저장 용기(d)에 하향 삽입되어 액체를 주입하는 주입노즐(10)과, 주입노즐(10)에 결합되어 주입노즐(10)을 승강 이동시키는 승강모듈(20)과, 저장 용기(d)에 주입되는 액체에 의해 변화하는 저항 크기에 따라 전류 크기를 측정하는 수위센서(30), 그리고 측정된 전류 크기에 기초하여 주입노즐이 승강 이동하도록 승강모듈을 구동 제어하는 제어모듈(도 4의 40)을 포함한다.
이때, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 주입노즐(10)은, 공급 호스(sp)로부터 액체를 공급받아 저장 용기(d)로 토출하도록 상측 끝단이 공급 호스(sp)와 연결되고 하측 끝단에는 토출구가 형성되는 배관 형상의 노즐본체(11)와, 승강 이동을 통해 노즐본체(11)의 토출구을 개폐하여 액체의 토출 여부가 결정되도록 하는 개폐패킹(12)과, 개폐패킹(12)을 승강시키도록 개폐패킹(12)과 연결되는 개폐실린더(13), 그리고 노즐본체(11)와 개폐실린더(13)를 연결하는 노즐홀더(14)를 포함하여 구성될 수 있다.
승강모듈(20)은 상술한 바와 같이 주입노즐(10)을 승강 이동시키기 위해 구비되며, 주입노즐(10)의 승강을 가이드하는 가이드유닛(21)과, 가이드유닛(21)을 따라 안내되도록 공급노즐의 노즐홀더(14)에 결합되는 안내블럭(22)과, 안내블럭(22)과 치합되어져 수직방향으로 구비되는 스크류봉(23)과, 스크류봉(23)을 정방향 또는 역방향 구동시키는 구동모터(24), 그리고 스크로봉(23)을 회전 가능하게 지지하는 지지프레임(25)을 포함하여 구성된다.
저장 용기(d)는 별도의 이송장치에 의해 이송되어 액체 주입장치의 하측에 위치하는 주입 위치에 배치되는데, 이때, 주입 위치에서 주입구가 주입노즐(10)의 하측에 위치하도록 배치되어 주입노즐(10)이 하향 삽입 가능하도록 할 수 있다.
그리고 주입노즐(10)은 저장 용기(d)가 주입 위치에 배치되면 저장 용기(d)에 하향 삽입되도록 승강모듈(20)에 의해 하강 이동하여 도 3에 도시된 바와 같이 노즐본체(11)의 토출구가 저장 용기(d)의 바닥면과 근접한 주입 준비 상태가 된다.
또한, 주입 준비 상태가 되면 개폐실린더(13)는 토출구가 개방되도록 개폐패킹(12)을 하강 이동시켜 액체가 토출되도록 하며, 일정량의 액체가 주입되면 토출구가 차단되도록 개폐패킹(12)을 상승 이동시켜 액체 주입을 종료시킬 수 있다. 그리고 액체 주입이 종료되면 주입이 완료된 저장 용기(d)를 이동시키기 용이하도록 주입노즐(10)이 승강모듈(20)에 의해 최고 높이로 상승 이동할 수 있다.
본 실시예에 따른 액체 주입장치는 주입된 액체에 의해 변화하는 저항 크기에 따라 전류 크기를 측정하는 수위센서(30)가 구비된다. 구체적으로 살펴보면, 수위센서(30)는 저장 용기(d)의 몸체가 외부전극을 형성하도록 저장 용기(d)의 외벽에 접하게 배치되는 외부 전극단자(31)와, 주입노즐(10)에 배치되어 내부전극을 형성하는 내부 전극단자(32), 그리고 외부전극과 내부전극을 통해 저장 용기에 주입되는 전도성 액체의 양에 따라 변화하는 전류 크기를 측정하는 측정모듈(33)을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이 외부 전극단자(31)는 저장 용기(d)가 주입 위치에 위치하면 하강 이동하여 저장 용기(d)의 외벽에 밀착되고, 저장 용기(d)에 전도성을 가지는 액체가 주입된다. 저장 용기(d)에 주입되는 액체 수위가 높아짐에 따라 노즐본체(11)의 하단부의 소정 면적이 액체에 잠기면 내부 전극단자(32)도 주입된 액체에 접하도록 내부 전극단자(32)는 노즐본체(11)의 하단부에 부착 배치된다. 그리고 측정모듈(33)은 외부 전극단자(31) 및 내부 전극단자(32)에 연결되고 노즐본체(11)에 부착 배치되되, 노즐본체(11)가 하강하여 노즐본체(11)의 일부가 저장 용기(d)에 삽입될 때 측정모듈(33)가 저장 용기(d)에 함께 삽입되지 않도록 측정모듈(33)은 노즐본체(11)의 상단부에 배치될 수 있다.
이때, 도 3에 도시된 바와 같이 외부 전극단자(31)가 저장 용기(d)의 외벽에 밀착되고 내부 전극단자(32)가 노즐본체(11)와 함께 저장 용기(d) 내측으로 하강 이동한 상태에서, 저장 용기(d) 내부에 액체가 주입되고 차올라서 내부 전극단자(32)가 액체에 접하면, 전도성의 액체로 인하여 내부 전극단자(32)와 외부 전극단자(31) 사이의 저항 크기가 변화하게 되는데, 측정 모듈(33)은 변화하는 저항 크기에 따라 전류값을 측정하게 된다. 즉, 저장 용기(d)에 전도성 액체가 내부 전극단자(32)의 위치까지 주입되기 전까지 외부 전극단자(31)와 내부 전극단자(32) 사이의 저항 크기는 전도성 액체가 내부 전극단자(32)의 위치까지 주입된 후 외부 전극단자(31)와 내부 전극단자(32) 사이의 저항 크기에 비해 상대적으로 크며, 전도성 액체가 내부 전극단자(32)를 접하는 면적이 증가함에 따라 저항 크기는 더 줄어들게 된다. 측정 모듈(33)은 외부 전극단자(31)와 내부 전극단자(32) 사이에 전원을 인가하며 외주 전극단자(31)와 내부 전극단자(32) 사이의 변화하는 저항 크기에 따라 흐르는 전류를 측정하게 된다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 제어모듈(40)을 설명하기 위해 도시한 블록도이고, 도 5, 도 6 및 도 7는 본 고안의 일 실시예에 따른 제어모듈(40)이 저장 용기(d)에 차오르는 액체의 수위에 따라 주입노즐(10)을 상승 이동시키는 과정을 도시한 도면이다. 그리고 도 8은 본 고안의 일 실시예에 따른 제어모듈(40)이 수위에 따라 주입노즐을 상승 이동시킬 때 측정모듈(33)에서 측정되는 시간에 따른 전류 크기의 예시를 도시한 그래프이다.
본 실시예에 따른 제어모듈(40)은 상술한 바와 같이 측정된 전류 크기에 기초하여 주입노즐(10)이 승강 이동하도록 승강모듈(20)을 구동 제어한다.
도 4에 도시된 내용을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 제어모듈(40)은 측정모듈(33)에서 측정된 전류 크기의 변화에 기초하여 주입노즐(10)의 승강 이동을 결정하는 승강 결정부(41)와, 승강 결정부(41)의 결정에 기초하여 주입노즐(10)이 승강 이동하도록 승강모듈의 구동모터(24)를 구동 제어하는 승강 제어부(42)를 포함할 수 있다.
이때, 승강 결정부(41)는 측정된 전류 크기의 단위 시간당 변화량이 임계값 이상으로 증가하는 시점에서 주입노즐(10)의 상승 이동을 결정하고, 또한, 주입노즐(10)의 상승 이동 중에 측정된 전류 크기의 단위 시간당 변화량이 임계값 이상으로 감소하는 시점에서 주입노즐(10)의 승강 이동 정지를 결정할 수 있다.
도 5 내지 도 8을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 도 5에 도시된 바와 같이 초기 상태에서 저장 용기(d)에 액체(L)가 주입되어 수위가 상승 중이나, 수위가 아직 내부 전극단자(32)의 위치에 도달하기 전까지는 미미한 크기의 전류가 측정되며, 이와 같이 미미한 크기의 전류가 측정되는 동안에는 승강 결정부(41)는 주입노즐(10)이 정지상태 유지하도록 승강이동을 결정하지 않는다.
그리고 액체(L)가 계속 주입되어 도 6에 도시된 바와 같이 내부 전극단자(32)가 액체에 접하는 상태가 되면 상술한 바와 같이 전도성 액체가 매질 역할을 하여 도 8의 그래프처럼 내부 전극단자(32)가 액체(L)에 접하는 시점(t0)에서 측정되는 전류 크기가 급상승하게 된다. 이와 같이 측정된 전류 크기의 단위 시간당 변화량이 임계값 이상으로 증가하는 시점에서 승강 결정부(41)는 주입노즐(10)의 상승 이동을 결정하고 이에 따라 승강 제어부(42)가 구동모터(24)를 구동 제어하여 도 7에 도시된 바와 같이 주입노즐(10)을 상승 이동시킨다.
또한, 주입노즐(10)의 상승 이동속도가 액체(L)의 수위 상승 속도 보다 빨라져 도 7에 도시된 바와 같이 주입노즐에 부착된 내부 전극단자(32)가 액체(L)의 수면 위로 빠져나오게 되면 이 시점(t1)에서 측정되는 전류 크기가 급하강하게 되고, 이와 같이 측정된 전류 크기의 단위 시간당 변화량이 임계값 이상으로 감소하는 시점에서 승강 결정부(41)는 주입노즐(10)의 승강 이동 정지를 결정하고 이에 따라 승강 제어부(42)가 구동모터(24)를 제어하여 주입노즐(10)의 상승 이동을 정지시킨다.
이와 같은 상승 이동, 정지를 반복하며 본 실시예에 따른 액체 주입장치는 저장 용기에 수용되는 액체(L)의 수위 변화에 맞추어 주입노즐(10)을 상승 이동시킬 수 있다. 그리고 바람직하게, 내부 전극단자(32)는 하측 끝단이 토출구보다 조금 높게 위치하도록 하여 내부 전극단자(32)가 수면 위로 빠져나오는 시점에서도 여전히 토출구는 수면 아래에 위치하도록 할 수 있다.
도 9는 본 고안의 일 실시예에 따른 제어모듈의 속도 결정부(43)를 설명하기 위해 도시한 블록도이고, 도 10은 본 고안의 일 실시예에 따른 주입노즐(10)의 상승 이동 속도가 조절될 때 측정모듈(33)에서 측정되는 시간에 따른 전류 크기의 예시를 도시한 그래프이다.
본 실시예에 따른 액체 주입장치는 상술한 바와 같이 주입노즐(10)이 상승 및 정지를 반복 수행하면서 주입되는 액체(L)의 수위에 맞추어 높이가 조절될 수 있지만, 액체(L)의 수위 상승 속도에 따른 주입노즐(10)의 상승 속도 조절을 통해서 주입노즐(10)의 정지 없이도 상승하는 수면의 일정 깊이 아래에서 토출구의 위치가 유지되도록 할 수 있다.
이를 위해, 내부 전극단자(32)는 주입노즐(10)의 길이 방향을 따라 소정 길이를 갖도록 형성되고, 제어모듈(40)은 주입노즐(10)의 상승 이동 중에 측정된 전류 크기의 변화량에 기초하여 주입노즐(10)의 상승 이동 속도를 결정하는 속도 결정부(43)를 더 포함할 수 있다. 그리고 이때 승강 제어부(42)는 속도 결정부(43)에서 결정된 속도에 따라 주입노즐(10)이 승강 이동하도록 구동모터(24)를 구동 제어할 수 있다.
구체적으로, 속도 결정부(43)는 주입노즐(10)의 상승 이동 중에 측정되는 전류 크기가 증가하면 주입노즐(10)의 상승 이동 속도가 증가하도록 결정하고, 전류 크기가 감소하면 주입노즐(10)의 상승 이동 속도가 감소하도록 결정할 수 있다.
도 10의 그래프를 예로 하여 보다 구체적으로 설명하면, 저장 용기 내에서 차오르는 액체(L)가 내부 전극단자에 접하는 시점(to)에서 전류 크기가 급격하게 상승하면 상술한 바와 같이 승강 결정부(41)가 주입노즐(10)의 상승 이동을 결정하여 주입노즐(10)은 상승 이동하게 된다. 이때, 주입노즐(10)이 상승 이동하는 속도가 수위의 상승 이동 속도보다 느릴 경우 주입노즐에 부착 배치된 내부 전극단자(32)의 액체 접촉 면적이 넓어지고 이에 따라 측정되는 전류 크기 또한 상승하게 된다. 이에 속도 결정부(43)는 측정되는 전류 크기가 증가하면 주입노즐(10)의 상승 이동 속도가 수위의 상승 이동 속도에 비하여 느리다 판단하여 주입노즐(10)의 상승 속도가 증가하도록 결정할 수 있다. 또한, 주입노즐(10)이 상승 이동하는 속도가 수위의 상승 이동 속도보다 빠를 경우 주입노즐에 부착 배치된 내부 전극단자(32)의 액체 접촉 면적이 좁아지고 이에 따라 측정되는 전류 크기 또한 하강하게 된다. 이에 속도 결정부(43)는 측정되는 전류 크기가 감소하면 주입노즐(10)의 상승 이동 속도가 수위의 상승 이동 속도에 비하여 빠르다 판단하여 주입노즐(10)의 상승 이동 속도가 감소하도록 결정할 수 있다.
도 11은 본 고안의 일 실시예에 따른 외부 전극단자(31)를 더욱 상세하게 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 12a, b는 본 고안의 일 실시예에 따른 압축 감지모듈(S)을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 13은 본 고안의 일 실시예에 따른 병진 제어부(31e)를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 실시예에 따른 액체 충전장치에서 수위센서의 외부 전극단자(31)는 상술한 바와 같이 저장 용기(d)의 외벽에 접하게 배치되어 저장 용기(d)의 몸체가 외부전극을 형성하도록 한다. 하지만 이때, 저장 용기(d)의 외벽에 페인트(p)와 같은 비전도성 물질이 코팅되어 있는 경우 용액의 수위 변화에 따른 전류 크기의 측정이 어려울 수 있다. 때문에, 본 실시예에 따른 외부 전극단자(31)에는 저장 용기(d)의 외벽에 코팅된 코팅층(p)을 일부 제거하고 저장 용기의 전도성 층(f)에 직접 접할 수 있도록 할 수 있다.
도 11 내지 도 13을 참조하여 구체적으로 설명하면 외부 전극단자(31)는, 저장 용기(d)의 외벽에 접하는 끝단에 톱날 형상으로 형성되는 톱날부(31a)와, 톱날부(31a)와 연결되어 톱날부(31a)를 병진 운동시키는 병진 구동모듈(31b), 병진 구동모듈(31b)과 결합하고 톱날부를 외벽 방향으로 이동시키는 이송 프레임(31d)을 포함할 수 있다. 즉, 도 11에 도시된 바와 같이 병진 구동모듈(31b)은 톱날부(31a)를 좌우로 병진 운동시켜 톱날부(31a)의 톱날에 의해 코팅층(p)이 일부 벗겨지도록 한다. 이때, 병진 구동모듈(31b)은 구동모터와 캠이 구비되어 회전운동을 병진 운동으로 변환시킬 수 있다.
여기서, 톱날부(31a)는 전도체이며 측정모듈(33)과 전선을 통해 연결될 수 있다.
그리고 외부 전극단자(31)는 톱날부(31a)와 결합하여 톱날부의 톱날이 외벽에 밀착되도록 톱날부를 가압하는 가압 탄성부(31c)와, 가압 탄성부(31c)의 압축 상태 여부를 감지하는 압축 감지모듈(S), 그리고 톱날부가 외벽에 접하면 병진 구동모듈을 일정 시간 동안 구동 제어하는 병진 제어부(31e)를 포함할 수 있다.
이때, 가압 탄성부(31c)는 도 12a, b에 도시된 바와 같이 가압 탄성부(31c)의 내측 상단에 마련되는 제1 압축 감지모듈(S1)과 가압 탄성부(31c)의 내측 하단에 마련되는 제2 압축 감지모듈(S2)을 포함하여 구성되며, 제1 및 제2 압축 감지모듈은 평소에는 서로 이격되어 접하지 않지만 가압 탄성부(31c)가 압축되면 서로 접하여 이를 통해 가압 탄성부(31c)가 압축되었음을 감지할 수 있다.
또한, 감지모듈(S)에서 감지된 압축 감지 신호를 통해 이송 프레임(31d)이 제어될 수 있다. 구체적으로, 이송 프레임(31d)은 저장 용기(d)가 주입 위치에 위치되면 저장 용기(d)를 향해 톱날부(31a)를 이동시키고 압축 감지 신호가 수신되면 이송을 정지할 수 있다.
이상의 설명은 본 고안의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 고안이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 고안에 개시된 실시예들은 본 고안의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 고안의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 고안의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 고안의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 주입노즐
11: 노즐본체 12: 개폐패킹
13: 개폐실린더 14: 노즐홀더
20: 승강모듈 21: 가이드유닛
22: 안내블럭 23: 스크류봉
24: 구동모터 25: 지지프레임
30: 수위센서 31: 외부 전극단자
31a: 톱날부 31b: 병진 구동모듈
31c: 가압 탄성부 31d: 이송 프레임
31e: 병진 제어부 32: 내부 전극단자
33: 측정모듈 40: 제어모듈
41: 승강 결정부 42: 승강 제어부
43: 속도 결정부 S: 압축 감지모듈
S1: 제1 압축 감지모듈 S2: 제2 압축 감지모듈
sp: 공급 호스 d: 저장 용기

Claims (9)

  1. 저장 용기에 하향 삽입되어 전도성 액체를 주입하는 주입노즐;
    상기 주입노즐에 결합되어 상기 주입노즐을 승강 이동시키는 승강모듈;
    상기 저장 용기에 주입되는 전도성 액체의 수위 변화에 따라 가변되는 전류 크기를 측정하는 수위센서; 및
    측정된 전류 크기에 기초하여 상기 주입노즐이 승강 이동하도록 상기 승강모듈을 구동 제어하는 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수위센서는
    상기 저장 용기의 몸체가 외부전극을 형성하도록 상기 저장 용기의 외벽에 접하게 배치되는 외부 전극단자;
    상기 주입노즐에 배치되어 내부전극을 형성하는 내부 전극단자; 및
    상기 외부 전극단자와 상기 내주 전극단자로 전원을 인가하며 상기 저장 용기에 주입되는 전도성 액체에 의해 변화하는 전류 크기를 측정하는 측정모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제어모듈은
    측정된 전류 크기의 변화량에 기초하여 상기 주입노즐의 승강 이동을 결정하는 승강 결정부; 및
    상기 승강 결정부의 결정에 기초하여 상기 주입노즐이 승강 이동하도록 상기 승강모듈을 구동 제어하는 승강 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 승강 결정부는 측정된 전류 크기의 단위 시간당 변화량이 임계값 이상으로 증가하는 시점에서 상기 주입노즐의 상승 이동을 결정하는 것을 특징으로 하는 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 승강 결정부는 상기 주입노즐의 상승 이동 중에 측정된 전류 크기의 단위 시간당 변화량이 임계값 이상으로 감소하는 시점에서 상기 주입노즐의 승강 이동 정지를 결정하는 것을 특징으로 하는 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 내부 전극단자는 상기 주입노즐의 길이 방향을 따라 소정 길이를 갖도록 형성되고,
    상기 제어모듈은 상기 주입노즐의 상승 이동 중에 측정된 전류 크기의 변화량에 기초하여 상기 주입노즐의 상승 이동 속도를 결정하는 속도 결정부를 더 포함하며,
    상기 승강 제어부는 상기 속도 결정부에서 결정된 속도에 따라 상기 주입노즐이 승강 이동하도록 상기 승강모듈을 구동 제어하는 것을 특징으로 하는 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 속도 결정부는 상기 주입노즐의 상승 이동 중에 측정되는 전류 크기가 증가하면 상기 주입노즐의 상승 이동 속도가 증가하도록 결정하고, 전류 크기가 감소하면 상기 주입노즐의 상승 이동 속도가 감소하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 외부 전극단자는
    상기 외벽에 접하는 끝단에 톱날 형상으로 형성되는 톱날부;
    상기 톱날부와 연결되어 상기 톱날부를 병진 운동시키는 병진 구동모듈; 및
    상기 톱날부가 상기 외벽에 접하면 상기 병진 구동모듈을 일정 시간 동안 구동 제어하는 병진 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 외부 전극 단자는
    상기 톱날부와 결합되고 상기 톱날부를 상기 외벽에 밀착되도록 가압하는 가압 탄성부;
    상기 병진 구동모듈과 결합되고 상기 톱날부를 상기 외벽 방향으로 이동시키는 이송 프레임; 및
    상기 탄성부에 배치되어 상기 가압 탄성부의 압축 상태 여부를 감지하는 압축 감지모듈을 더 포함하고,
    상기 병진 제어부는 상기 가압 탄성부의 압축 상태가 감지되면 상기 톱날부가 상기 외벽에 접한 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 승강형 주입노즐이 구비되는 액체 주입장치.
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