KR20190070101A

KR20190070101A - 충진장치 및 이를 이용한 액체 정량 충진시스템

Info

Publication number: KR20190070101A
Application number: KR1020170170603A
Authority: KR
Inventors: 박진수
Original assignee: 박진수
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2019-06-20

Abstract

본 발명은 액체 정량 충진시스템에 관한 것으로, 그 목적은 액체 또는 젤을 정확하게 계량하여 기설정된 충진량을 설정된 충진속도 및 패턴으로 자동화 시스템의 컨베이어 상에서 이송되는 해당 용기 내에 충진하는 동시에 탁상설치가 가능한 소형의 단일 충진장치를 필요한 충진라인 만큼 구입하여 네트웍으로 연결하여 설치하는 것만으로 다양한 종류의 액체 또는 젤 충진공정을 동시에 실시할 수 있고, 단일의 소형 충진장치로 이루어져 있어 제작단가가 매우 저렴하고, 해체/설치 및 이동/운반이 용이하고, 액체 또는 젤을 저장하는 자체 호퍼가 없이 현장의 액체 또는 젤 저장탱크에 기어펌프의 유입라인을 연결하여 충진공정을 실시할 수 있도록 하여 충진 액체 등을 채우는 작업이 없어 신속하고 용이하게 충진공정을 실시하고, 다른 액체 또는 젤을 동일한 충진장치를 사용하여 충진하고자 할 때 기어펌프 및 충진라인의 세척을 신속하고, 용이하게 실시할 수 있도록 하여 다종-소량충진공정에도 적합하고, 충진진행공정 및 충진장치의 작동을 원격으로 모니터링하고 제어할 수 있도록 하는 것이며, 액체 정량 충진시스템에 있어서, 상기 액체정량 충진 시스템은 충진 대상 용기 내로 충진 될 액체 또는 젤의 충진량, 충진속도 등을 설정하고, 용기 내로 이송되는 액체 또는 젤에 대한 정량을 계량하여 설정된 충진량 만을 용기 내로 정확하게 충진하는 하나 또는 그 이상의 충진장치와; 통신모듈을 갖는 원거리 제어 장치로서, 하나 또는 그 이상의 상기 충진장치와 통신망을 통해 각각 연결되고, 연결된 하나 또는 그 이상의 충진장치의 작동상태를 각기 원격으로 제어하는 원격제어장치로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

충진장치 및 이를 이용한 액체 정량 충진시스템{A fixed quantity filling system for liquid}

본 발명은 액체 정량 충진 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액체 또는 젤을 정확하게 계량하여 기설정된 충진량을 설정된 충진속도 및 패턴으로 자동화 시스템의 컨베이어 상에서 이송되는 해당 용기 내에 충진하는 동시에 탁상설치가 가능한 소형의 단일 충진장치를 필요한 충진라인 만큼 구입하여 네트웍으로 연결하여 설치하는 것만으로 다양한 종류의 액체 또는 젤 충진공정을 동시에 실시할 수 있고, 단일의 소형 충진장치로 이루어져있어 해체/설치 및 이동/운반이 용이하고, 충진 라인의 개수에 따른 각각의 액체 또는 젤 저장탱크 및 이송라인을 포함하는 별도의 설비를 설계 및 제작할 필요 없이 각각의 충진장치에 유입라인을 해당 액체 또는 젤 저장 탱크(호퍼)로 연결하는 것만으로 즉시 충진공정을 실시할 수 있는 구조를 갖도록 한 액체 정량 충진 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 용기에 포장되어 판매되는 액체 또는 젤 형태의 상품들은 자동화 시스템을 통해 용기포장되는데, 이러한 자동화시스템은 컨베이어 상에 탑재되어 이송되는 용기 내에 액체 또는 젤 상품을 충진하기 위한 액체 또는 젤 충진장치를 포함하고 있다.

이러한 종래의 액체 충진장치는 소정 높이로 형성된 테이블 위에 용기를 고정시키는 용기 홀더; 상기 용기의 내부에 일부가 삽입될 수 있도록 형성되고, 용기 내부에 액체가 정량 주입될 수 있도록 제어부에 의해 제어되는 토출밸브에 의해 액체의 흐름이 단속되는 노즐관; 노즐관 승하강 모터를 이용하여 상기 노즐관을 승하강시키는 노즐관 승하강장치; 및 상기 노즐관에 연결된 연결관을 통해 상기 노즐관에 정량의 액체를 공급하는 액체 공급장치;를 포함하여 이루어지고, 상기 액체 공급장치는, 대량의 액체가 저장되는 호퍼; 상기 호퍼의 저면에 형성되고, 상기 연결관과 연결되는 실린더; 상기 실린더의 형상에 대응되는 형상으로 형성되어 상기 실린더에 삽입되고, 전진시 상기 실린더 내부의 액체를 가압하여 상기 노즐관과 연결된 연결관으로 액체를 공급하며, 후진시 상기 실린더에 상기 호퍼의 액체가 낙하 유입될 수 있도록 상기 실린더를 개방하는 피스톤; 및 피스톤 승하강 모터를 이용하여 상기 피스톤을 승하강시키는 피스톤 승하강장치를 포함하여 이루어지며, 상기 노즐관 승하강 모터와 상기 피스톤 승하강 모터에 제어 신호를 인가하여 정밀 제어하는 제어장치로 구성되어 있으며, 이러한 내용은 국내 공개특허 제10-2006-0013474호(2006. 02. 10. 공개)에 게시되어 있다.

상기와 같은 구성을 갖는 종래의 액체 충진장치는 충신방식이 실린더를 이용한 가압방식을 사용하고 있어 정량 계량의 정확도가 민감하게 이루어지기 어렵고, 액체 또는 젤을 저장하기 위한 호퍼, 호퍼와 실린더를 인결하는 이송라인 등 각종 이송관이 하우징 내부에 포함하고 있어 그 부피가 매우 클 뿐만 아니라 다수개의 충진라인이 필요한 경우에는 그 충진개수에 따라 별도의 설계를 실시하여 요구되는 충진라인 개수를 갖는 충진장치를 제작하여야 하므로, 그 제작단가가 매우 높고, 긴 제작기간이 요구되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 액체 충진장치는 복수개의 충진라인을 구비하도록 제작되는 경우, 그 구성상, 충진 라인의 개수에 비례하여 장치의 부피 및 제작단가가 증대됨은 물론 비대한 부피로 인하여 설치 및 운반이 어렵고, 이에 따른 비용도 높다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와같은 종래의 문제점을 고려하여 안출한 것으로서, 그 목적은 액체 또는 젤을 정확하게 계량하여 기설정된 충진량을 설정된 충진속도 및 패턴으로 자동화 시스템의 컨베이어 상에서 이송되는 해당 용기 내에 충진하는 동시에 탁상설치가 가능한 소형의 단일 충진장치를 필요한 충진라인 만큼 구입하여 네트웍으로 연결하여 설치하는 것만으로 다양한 종류의 액체 또는 젤 충진공정을 동시에 실시할 수 있고, 단일의 소형 충진장치로 이루어져 있어 제작단가가 매우 저렴하고, 해체/설치 및 이동/운반이 용이하고, 액체 또는 젤을 저장하는 자체 호퍼가 없이 현장의 액체 또는 젤 저장탱크에 기어펌프의 유입라인을 연결하여 충진공정을 실시할 수 있도록 하여 충진 액체 등을 채우는 작업이 없어 신속하고 용이하게 충진공정을 실시할 수 있는 액체 정량 충진 시스템을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 충진공정 중에 종류가 다른 액체 또는 젤을 동일한 충진장치를 사용하여 충진하고자 할 때 기어펌프 및 충진라인의 세척을 신속하고, 용이하게 실시할 수 있도록 하여 다종-소량충진공정에도 적합하고, 충진진행공정 및 충진장치의 작동을 원격으로 모니터링하고 제어할 수 있는 액체 정량 충진 시스템을 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은 액체 또는 젤을 정해진 용기에 정량계량하여 충진하는 액체 정량 충진시스템에 있어서, 상기 액체정량 충진 시스템은 충진 대상 용기 내로 충진 될 액체 또는 젤의 충진량, 충진속도 등을 설정하고, 용기 내로 이송되는 액체 또는 젤에 대한 정량을 계량하여 설정된 충진량 만을 용기 내로 정확하게 충진하는 하나 또는 그 이상의 충진장치와; 통신모듈을 갖는 원거리 제어 장치로서, 하나 또는 그 이상의 상기 충진장치와 통신망을 통해 각각 연결되고, 연결된 하나 또는 그 이상의 충진장치의 작동상태를 각기 원격으로 제어하는 원격제어장치로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 정량 충진시스템에 의해 달성될 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 액체 정량 충진 시스템은 자체 호퍼가 없고, 기어펌프 및 충진노즐유닛을 외부에 갖는 매우 소형인 충진장치와 상기 충진장치와 통신망을 통해 연결되어 원격으로 충진진행공정 및 충진장치의 작동을 원격으로 모니터링하고 제어하는 원격제어장치로 구성되고, 충진장치의 추가만으로 충진라인을 간편하게 늘릴 수 있도록 하므로서, 단일 충진라인으로 다종의 액체 또는 젤을 충진하고자 할 때 외부에 노출된 기어펌프 및 충진라인을 간편하게 분해/세척/조립하여 충진공정을 진행할 수 있고, 자체 호퍼 없이 현장의 저장탱크에 기어펌프의 유입라인을 연결시켜 신속한 충진공정을 실시할 수 있고, 다수개의 충진라인이 요구될 때 필요한 충진라인 만큼 충진장치 만을 구매한 후 네트웍에 연결하는 것만으로 간편하고 저렴하게 충진라인을 추가시킬 수 있으며, 이동/운반이 매우 용이한 효과를 갖는다.

도 1은 본 발명에 따른 액체 정량 충진 시스템의 개략적인 구성 및 상호 유기적인 상관관계를 예시한 블럭도이고,
도 2는 본 발명에 따른 액체 정량 충진 시스템 중 충진장치의 외관을 도시한 정면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 액체 정량 충진 시스템 중 충진장치에 의해 컨베이어 상에서 이송되는 용기 내에 액체 또는 젤을 충진하는 공정을 예시하는 블럭도이고,
도 4a는 본 발명에 따른 액체 정량 충진 시스템 중 충진장치의 기어펌프를 담면하여 도시한 조립상태 단면도이며,
도 4b는 본 발명에 따른 액체 정량 충진 시스템 중 충진장치의 기어펌프를 도시한 정면도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따른 액체 정량 충진 시스템은, 첨부된 도 1 내지 도 4b을 참조하여 설명하기로 한다.

첨부도면 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 액체 정량 충진 시스템(10)은 하나 또는 그 이상의 충진장치(20)와, 원격제어장치(30)로 구성된다.

상기 하나 또는 그 이상의 충진장치(20)는 충진 대상 용기 내로 충진 될 액체 또는 젤의 충진량, 충진속도 등을 설정하고, 용기 내로 이송되는 액체 또는 젤에 대한 정량을 계량하여 설정된 충진량 만을 용기 내로 정확하게 충진하며, 그 구성은 하우징(21)과, 기어펌프(22)와, 충진노즐유닛(23)과, 서보모터(24)와, 서보드라이브(25)와, 통신모듈(26)과, 제어부(27)와, 터치 스크린 패널(28)로 구성된다.

상기 하우징(21)은 내부공간을 갖는 박스형태이며, 외측면에 상기 충진노즐유잇(23)이 장착된다.

도 4a 및 도 4b를 참졸하면, 상기 기어펌프(22)는 각기 이송관과 연통되게 연결되는 액체 또는 젤의 유입구 및 배출구를 갖고, 상기 하우징의 외측면 상에 노출된 상태로 고정장착되고, 액체 또는 젤을 설정된 양 만큼 정량으로 개량하고 펌핑하여 이송하는 정량개량펌프이며, 그 구성은 기어펌프블록(22a)과, 2개의 펌핑기어(22b)(22c)와, 테프론 베어링 및 실링부재(22d)와, 폐쇄플레이트(22e)로 구성된다.

상기 기어펌프블록(22a)은 외측 면부에 오목하게 형성된 펌핑기어 수용부(22a-1)와, 대향되는 측면부에 상기 펌핑기어 수용부(22a-1)와 연통되게 연결되는 유입유로(22a-2) 및 배출유로(22a-3)를 갖는다.

상기 2개의 펌핑기어(22b)(22c)는 상기 기어펌프블록(22a)의 수용부에 수용되고, 회전가능하게 내장된다.

상기 테프론 베어링 및 실링부재(22d)는 상기 펌핑기어(22b)(22c) 상에 각각 적층조립되어 펌핑기어(22b)(22c)의 회전을 원활하게하는 동시에 상기 수용부(22a-1) 내의 액체 또는 젤이 외부로 부출되지 않도록 수실하게 실링한다.

상기 폐쇄플레이트(22e)는 상기 기어펌프블록(22a)의 외측 면부 상에 착탈가능하게 체결되어 상기 수용부(22a-1)를 수밀하게 폐쇄한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 충진노즐유닛(23)는 상기 기어펌프(22)의 배출구와 연결관을 통해 연통되게 연결되고, 수직작동가능하게 설치되는 충진노즐(23a)과, 충진노즐(23a)을 상하작동시키는 충진노즐작동실린더(23b)를 갖고, 상기 하우징(21)의 외측에 고정설치된다.

상기 서보모터(24)는 상기 하우징(21) 내에 내장되고, 상기 기어펌프(22)와 기계적으로 연결되어 상기 기어펌프(22)를 구동한다.

상기 서보드라이브(25)는 상기 하우징(21) 내에 내장되고, 상기 서보모터(24)와 전기적으로 연결되어 서보모터(24)의 작동을 제어한다.

상기 통신모듈(26)는 상기 하우징(21) 내에 내장되어 통신망과 연결된다.

상기 제어부(27)는 상기 하우징(21) 내에 내장되고, 상기 서보드라이브(25), 충진노늘작동실리더 및 통신모듈(26)과 각각 전기적으로 연결되어 서보모터(24) 및 충진노즐실린더(23b)의 작동을 제어한다.

상기 터치 스크린 패널(28)은 상기 하우징(21)의 전면에 장착되고, 상기 제어부(27)와 전기적으로 연결되어 각종 설정값을 설정하고, 각종 작동상태정보를 출력한다.

도 1을 참졸하면, 상기 원격제어장치(30)는 통신모듈을 갖는 원거리 제어 장치로서, 하나 또는 그 이상의 상기 충진장치(20)와 통신망을 통해 각각 연결되고, 연결된 하나 또는 그 이상의 충진장치(20)의 작동상태를 각기 원격으로 제어한다.

또한, 본 발명에 따른 액체 정량 충진시스템(10)은 하나 또는 그 이상의 충진장치(20)와 근거리 무선통신망을 통해 무선으로 연결되고, 각각의 충진장치(20)에 대한 각종 작동상태정보를 출력하고, 각종 설정값을 설정하는 원격 터치 스크린 패널(40)을 더 포함한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 액체 정량 충진시스템은 기어펌프 및 충진노즐작동실린더의 작동을 제어하는 하나 또는 그 이상의 충진장치와, 이러한 충진장치와 통신망을 통해 원격제어장치 및 원격 터치 스크린 패널과 원격으로 연결되어 원격제어장치 및 원격 터치 스크린 패널에 의해 충진장치의 작동을 제어하고 충진공정상태를 모니터링도록 하므로서, 충진장치의 부피가 매우 작아 탁자에 올려 놓는 것만으로 간편하게 설치하고, 필요한 만큼 충진장치만을 구매하여 연결하는 것만으로 충진라인의 추가가 가능하여 제럼한 비용으로 충진라인을 추가설치할 수 있고, 별도의 자체 호퍼가 없이 현장의 저장탱크에 기어펌프의 유입라인을 연결하여 충진공정을 실시하므로 충진원료를 보충하는 작업이 없어 작업성이 매우 우수하고, 충진라인의 분해 및 세척이 용이하도록 액체 및 젤을 펌핑하여 충진하는 기어펌프 및 충진노즐유닛을 외측면에 구비되어 있어 단일 충진라인만으로 여러가지 종류의 충진원료를 소량으로 충진할 수 있는 이점이 있다.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

10: 액체 정량 충진시스템 20: 충진장치
21: 하우징 22: 기어펌프
23: 충진노즐유닛 24: 서보모터
25: 서보드라이브 26: 통신모듈
27: 제어부 28: 터치 스크린 패널
30: 원격제어장치 40: 원격 터치 스크린 패널

Claims

액체 또는 젤을 정해진 용기에 정량계량하여 충진하는 액체정량 충진시스템에 있어서,
상기 액체정량 충진 시스템(10)은,
충진 대상 용기 내로 충진 될 액체 또는 젤의 충진량, 충진속도 등을 설정하고, 용기 내로 이송되는 액체 또는 젤에 대한 정량을 계량하여 설정된 충진량 만을 용기 내로 정확하게 충진하는 하나 또는 그 이상의 충진장치(20)와;
통신모듈을 갖는 원거리 제어 장치로서, 하나 또는 그 이상의 상기 충진장치(20)와 통신망을 통해 각각 연결되고, 연결된 하나 또는 그 이상의 충진장치(20)의 작동상태를 각기 원격으로 제어하는 원격제어장치(30)로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 정량 충진시스템.
제1항에 있어서,
상기 충진장치(20)는,
내부공간을 갖는 하우징(21)과;
각기 이송관과 연통되게 연결되는 액체 또는 젤의 유입구 및 배출구를 갖고, 상기 하우징의 외측면 상에 노출된 상태로 고정장착되고, 액체 또는 젤을 정량 펌핑하는 기어펌프(22)와;
상기 기어펌프(22)의 배출구와 연결관을 통해 연통되게 연결되고, 수직작동가능하게 설치되는 충진노즐(23a)과, 충진노즐(23a)을 상하작동시키는 충진노즐작동실린더(23b)를 갖고, 상기 하우징(21)의 외측에 고정설치되는 충진노즐유닛(23)과;
상기 하우징(21) 내에 내장되고, 상기 기어펌프(22)와 기계적으로 연결되어 상기 기어펌프(22)를 구동하는 서보모터(24)와;
상기 하우징(21) 내에 내장되고, 상기 서보모터(24)와 전기적으로 연결되어 서보모터(24)의 작동을 제어하는 서보드라이브(25)와;
상기 하우징(21) 내에 내장되어 통신망과 연결되는 통신모듈(26)과;
상기 하우징(21) 내에 내장되고, 상기 서보드라이브(25), 충진노늘작동실리더 및 통신모듈(26)과 각각 전기적으로 연결되어 서보모터(24) 및 충진노즐실린더(23b)의 작동을 제어하는 제어부(27)와;
상기 하우징(21)의 전면에 장착되고, 상기 제어부(27)와 전기적으로 연결되어 각종 설정값을 설정하고, 각종 작동상태정보를 출력하는 터치 스크린 패널(28)로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 정량 충진시스템.
제1항에 있어서,
상기 액체정량 충진 시스템(10)은,
하나 또는 그 이상의 충진장치(20)와 근거리 무선통신망을 통해 무선으로 연결되고, 각각의 충진장치(20)에 대한 각종 작동상태정보를 출력하고, 각종 설정값을 설정하는 원격 터치 스크린 패널(40)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액체 정량 충진시스템.
제2항에 있어서,
상기 기어펌프(22)는,
액체 또는 젤을 설정된 양 만큼 정량으로 개량하고 펌핑하여 이송하는 정량개량펌프이며;
외측 면부에 오목하게 형성된 펌핑기어 수용부(22a-1)와, 대향되는 측면부에 상기 펌핑기어 수용부(22a-1)와 연통되게 연결되는 유입유로(22a-2) 및 배출유로(22a-3)를 갖는 기어펌프블록(22a)과;
상기 기어펌프블록(22a)의 수용부에 수용되고, 회전가능하게 내장되는 2개의 펌핑기어(22b)(22c)와,
상기 펌핑기어(22b)(22c) 상에 각각 적층조립되는 테프론 베어링 및 실링부재(22d)와,
상기 기어펌프블록(22a)의 외측 면부 상에 착탈가능하게 체결되어 상기 수용부(22a-1)를 수밀하게 폐쇄하는 폐쇄플레이트(22e)로 구성되는 것을 특징으로 하는 액체 정량 충진시스템.