KR100348344B1 - 잉곳 자동 절단장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 장치의 소형화가 가능하고, 장치의 설치 및 사용이 간편하며, 잉곳의 규격화가 가능하여 운반 및 보관이 용이한 잉곳 자동 절단장치에 관한 것으로, 복수개의 절단날을 구비하는 회전식 커터 부재와; 상기 절단날 사이의 공간을 통해 압출되는 잉곳을 안내하는 한편, 상기 회전식 커터 부재와 연동하여 회전되는 안내 수단과; 상기 안내 수단을 지지하는 한쌍의 지지 프레임 및 모터가 설치되는 모터 설치 프레임을 구비하는 베이스와; 상기 안내 수단을 따라 압출되는 잉곳의 선단부 위치를 감지하기 위한 센서 수단과; 상기 회전식 커터 부재 및 안내 수단을 회전시키기 위한 구동력을 제공하며, 1회 구동시마다 소정의 회전수로 회전되도록 제어되는 모터와; 상기 모터의 구동을 단속적으로 제어하기 위한 제어 수단과; 상기 모터의 단속적인 구동시마다 상기 잉곳의 절단이 일회씩 이루어지도록 상기 모터의 구동력을 상기 회전식 커터 부재에 전달하는 동력 전달 수단과; 상기 절단날에 의해 절단된 잉곳이 적재되는 적재 수단;을 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
따라서, 장치의 단품화 및 소형화가 가능하게 되어 기존의 폐스티로폼 감용기에 간편하게 설치 및 사용할 수 있고, 잉곳의 길이를 일정하게 절단할 수 있으므로 잉곳의 규격화가 가능하게 되어 잉곳의 운반 및 보관을 용이하게 할 수 있다.

Description

잉곳 자동 절단장치{APPARATUS FOR AUTOMATIC CUTTING INGOT}
본 발명은 잉곳 자동 절단장치에 관한 것으로, 특히, 폐스티로폼(styrofoam)을 파쇄 및 가열한 후 압출하여 잉곳(ingot : 플라스틱 재질의 물성이 고온에서 축소화되어 다이로 연속 배출되는 축소화된 플라스틱을 의미함)을 생산하는 폐스티로폴 감용기의 압출부 단부에 설치되어 잉곳을 자동 절단하기 위한 장치에 있어서, 장치의 소형화가 가능하고, 장치의 설치 및 사용이 간편하며, 잉곳의 규격화가 가능하여 운반 및 보관이 용이한 잉곳 자동 절단장치에 관한 것이다.
고분자 폴리스틸렌(polystelen)에 부탄과 질소 개스를 기계적으로 주입하여 용융시킨 상태에서 발포한 스티로폼(styrofoam)은 비중이 작아 극히 가벼우며, 복원성, 완충성, 단열성, 가공성, 경제성 등이 매우 양호하여 전기 제품의 완충 포장재와 건축 단열재 및 1회용 음식 용기 등으로 사용되는 등 그 용도와 사용 범위가 매우 다양한 합성수지 제품이다.
이와 같이, 스티로폼은 여러가지 양호한 물성으로 인해 일상 생활에 꼭 필요한 필수품으로 활용되고 있기는 하지만, 스티로폼으로 제조되는 제품의 대부분이 일회용인 경우가 많아 일회 사용 후에는 쓰레기 매립지에 매립되는 것이 일반적이었다.
그런데, 폐기 처분되는 폐스티로폼 제품은 그 수량과 부피가 방대하므로 수집 및 운반에 엄청난 인력과 경비가 소요되고 있으며, 매립된 폐스티로폼 제품은 잘 썩지 않기 때문에 심각한 환경 공해를 야기하고 있다.
이에 따라, 최근에는 폐스티로폼을 재생하기 위한 폐스티로폼 감용기가 개발되어 활용되고 있다.
이하, 종래 기술에 따른 폐스티로폼 감용기를 도 1을 참조로 설명한다.
도 1은 일반적인 폐스티로폼 감용기의 블록 구성도를 도시한 것으로, 폐스티로폼 감용기(100)에는 폐스티로폼이 투입되는 투입구를 구비하는 호퍼(110)와, 호퍼(110)를 통해 투입된 폐스티로폼을 파쇄하는 파쇄부(120)와, 파쇄된 폐스티로폼을 가열에 의한 용융 방식으로 용융하여 압출하는 압출부(130)와, 파쇄부(120)와 압출부(130)에 동력을 공급하는 동력 공급부(140)가 구비되어 있다.
이와 같이 구성된 폐스티로폼 감용기에 의하면, 압출부(130)를 통하면서 압출되는 폐스티로폼 잉곳(ingot)은 압출부(130)의 단부에 구비된 잉곳 압출구의 형상에 따라 직사각형이나 원형 단면 형상으로 연속적으로 압출된다.
따라서, 잉곳 압출구 측에는 압출되는 잉곳을 지그재그(zigzag) 형상으로 적재한 후 잉곳이 소정치(약 20kg)만큼 적재되면 이를 절단하기 위해 한명의 작업자가 상주하여야 하며, 또한 호퍼(110) 측에는 투입구를 통해 폐스티로폼을 투입하기 위해 다른 한명의 작업자가 상주하여야 한다.
이와 같이, 일반적인 폐스티로폼 감용기에 의하면 폐스티로폼 재생 작업시에는 최소한 두명 이상의 작업 인원이 필요하며, 또한 작업 효율도 만족스럽지 못하였다.
이에 따라, 압출부의 잉곳 압출구 측에 잉곳 자동 절단장치를 장치하므로써 상기 불합리한 문제점을 해결할 수 있도록 한 장치가 개발되었는 바, 이를 도 2를 참조로 설명하면 다음과 같다.
폐스티로폼 감용기에 구비되는 압출부(130)의 잉곳 압출구 측에 장치되는 잉곳 자동 절단장치는 실린더(151)와, 판형상의 절단날(152)을 구비하며 좌우로 왕복 이송하도록 실린더 내에 장치되는 로드(미도시)와, 실린더(151)에 유압을 공급하기 위한 압축 수단(미도시)과, 실린더(151)에 공급되는 유압을 소정의 시간 간격으로 제어하므로써 절단날(152)의 왕복 이송을 제어하는 제어 유닛(미도시)과, 잉곳 압출구를 통해 압출되는 잉곳을 안내하기 위한 안내 수단(153) 등으로 구성된다.
이에 따라, 잉곳 압출구를 통해 연속적으로 압출되는 잉곳은 안내 수단을 따라 이송되며, 소정의 시간 간격으로 좌우 왕복 이송하는 로드의 절단날(152)에 의해 절단되고, 절단된 잉곳은 작업자에 의해 별도의 적재 수단에 적재된다.
그런데, 상기와 같은 종래의 잉곳 자동 절단장치에 의하면, 장치의 구성이 복잡하여 단품화가 어려우므로 설치 및 사용이 간편하지 않고, 장치의 소형화에 한계가 있으며, 절단날의 좌우 왕복 이송이 소정의 시간 간격으로 제어되므로 절단되는 잉곳의 길이가 일정하지 않아 잉곳의 규격화가 용이하지 않았으며, 이로 인해 잉곳의 운반 및 보관이 용이하지 않았다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 장치의 소형화가 가능하고,장치의 설치 및 사용이 간편하며, 잉곳의 규격화가 가능하여 운반 및 보관이 용이한 잉곳 자동 절단장치에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 폐스티로폼 감용기의 블록 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 잉곳 자동 절단장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 잉곳 자동 절단장치의 구성을 나타내기 위한 평면도.
도 4는 본 발명에 따른 잉곳 자동 절단장치의 구성을 나타내기 위한 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 잉곳 자동 절단장치의 작동 상태를 나타내기 위한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 잉곳 자동 절단장치의 설치 상태를 나타내기 위한 폐스티로폼 감용기의 사시도.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
11 : 베이스 13 : 모터
15 : 회전 커터 16 : 안내 프레임
17 : 반사 미러 18 : 제1 회전판
19 : 제2 회전판 20 : 캠 로드
21 : 일방향 베어링 22 : 리미트 스위치
24 : 적재대
상기 목적을 달성하기 위한 잉곳 자동 절단장치는, 잉곳 압출구를 포함하는 압출부의 단부에 설치되어 잉곳을 일정 크기로 자동 절단하기 위한 잉곳 자동 절단장치에 있어서, 복수개의 절단날을 구비하는 회전식 커터 부재와; 상기 절단날 사이의 공간을 통해 압출되는 잉곳을 안내하는 한편, 상기 회전식 커터 부재와 연동하여 회전되는 안내 수단과; 상기 안내 수단을 지지하는 한쌍의 지지 프레임 및 모터가 설치되는 모터 설치 프레임을 구비하는 베이스와; 상기 안내 수단을 따라 압출되는 잉곳의 선단부 위치를 감지하기 위한 센서 수단과; 상기 회전식 커터 부재 및 안내 수단을 회전시키기 위한 구동력을 제공하며, 1회 구동시마다 소정의 회전수로 회전되도록 제어되는 모터와; 상기 모터의 구동을 단속적으로 제어하기 위한 제어 수단과; 상기 모터의 단속적인 구동시마다 상기 잉곳의 절단이 일회씩 이루어지도록 상기 모터의 구동력을 상기 회전식 커터 부재에 전달하는 동력 전달 수단과; 상기 절단날에 의해 절단된 잉곳이 적재되는 적재 수단;을 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 특징에 의하면, 동력 전달 수단은, 지지 프레임에 설치되는 축과; 반경 방향을 따라 소정 길이의 제1 가이드공이 형성되며, 모터의 회전축에 설치되는 제1 회전판과; 길이 방향을 따라 소정 길이의 제2 가이드공이 형성된 가이드 플레이트를 구비하며, 축에 설치되는 제2 회전판과; 제1 회전판이 1회전될 때 제2 회전판이 정방향 및 역방향으로 각각 설정 각도만큼씩 회전되도록 양단부가 제1 및 제2 가이드공에 고정 설치되는 연결 부재와; 제2 회전판의 정방향 회전시에는 축이 회전되도록 하는 반면, 제2 회전판의 역방향 회전시에는 축이 회전되지 않도록 축과 제2 회전판 사이에 개재되는 일방향 베어링;을 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 바람직한 특징에 있어서, 안내 수단은, 일단부로 갈수록 단면이 점차로 감소되도록 형성되어 축에 고정 설치되는 봉체, 및 절단된 잉곳이 봉체의 회전 방향측으로 압출되도록 하는 형상을 가지며 봉체의 각 면에 설치되는 안내 프레임으로 이루어지며, 봉체의 일단부에는 회전식 커터 부재가 고정 설치된다.
또한, 센서 수단은, 지지 프레임에 설치되는 반사형 포토 센서와, 반사형 포토 센서의 빛을 반사하는 반사 미러와, 반사 미러가 설치되는 복수개의 면을 구비하며 봉체의 다른 단부에 고정 설치되어 봉체와 함께 회전되는 미러 베이스로 구성된다.
또한, 제어 수단은, 리미트 스위치 및 상기 리미트 스위치를 작동시키도록 제1 회전판에 설치되는 스위치 레버로 이루어지며, 모터에는 리미트 스위치의 작동시에 모터의 구동을 정지시키는 브레이크 수단이 구비된다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 잉곳 자동 절단장치에 의하면, 장치의 단품화 및 소형화가 가능하므로 기존의 폐스티로폼 감용기에 간편하게 설치 및 사용할 수 있고, 잉곳의 길이를 일정하게 절단할 수 있으므로 잉곳의 규격화가 가능하게 되어 잉곳의 운반 및 보관을 용이하게 할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잉곳 자동 절단장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 잉곳 자동 절단장치의 구성을 나타내기 위한 평면도 및 정면도를 도시한 것이며, 도 5는 본 발명에 따른 잉곳 자동 절단장치의 작동 상태를 나타내기 위한 도면을 도시한 것이다.
도시한 바와 같이, 베이스(11)에는 소정 간격만큼 이격되어 지지 프레임(12)이 구비되어 있으며, 지지 프레임(12)의 측방향으로 구비된 베이스(11)의 모터 설치 프레임에는 모터(13)가 설치되어 있다.
지지 프레임(12)에는 육각봉에 관삽된 축(14)의 양단부가 회전 가능하게 지지되어 있고, 압출부 단부측으로 육각봉의 단부에는 6개의 절단날을 구비하는 회전 커터(15)가 고정 설치되어 있으며, 육각봉의 외주면에는 절단날 사이의 공간을 통해 압출되는 잉곳을 안내하는 한편, 회전 커터(15)의 절단날에 의해 절단된 잉곳을 육각봉의 회전 방향측으로 압출하기 위한 안내 프레임(16)이 설치되어 있다.
여기에서, 상기 육각봉 및 안내 프레임(16)은 잉곳의 압출 및 이송이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위해 회전 커터(15)의 반대측으로 갈수록 단면적이 좁게 형성되어 있다.
그리고, 육각봉의 다른 단부측에는 6개의 미러 설치면을 구비하는 미러 베이스가 설치되어 있고, 각각의 미러 설치면에는 반사 미러(17)가 설치되어 있으며, 반사 미러의 상측으로는 반사형 포토 센서(미도시)가 설치되어 있다.
한편, 모터 설치 프레임에 설치된 모터(13)의 회전축에는 반경 방향을 따라 소정 길이의 제1 가이드공(18')이 형성된 제1 회전판(18)이 설치되어 있고, 축(14)에는 길이 방향을 따라 소정 길이의 제2 가이드공(19')이 형성된 가이드 플레이트를 구비하는 제2 회전판(19)이 설치되어 있으며, 제1 및 제2 가이드공(18',19')에는 제1 회전판(18)이 1회전될 때 제2 회전판(19)이 정방향 및 역방향으로 각각 60°씩 회전되도록 캠 로드(20)의 양단부가 고정 설치되어 있다.
여기에서, 상기 제2 회전판(19)의 회전 각도는 제1 및 제2 가이드공(18', 19')에 대한 캠 로드(20)의 양단부 위치를 조정하는 것에 의해 조정할 수 있다.
그리고, 제2 회전판(19)과 축(14) 사이에는 제2 회전판(19)의 정방향(시계방향) 회전시에는 축(14)이 회전되도록 동력을 전달하는 반면, 제2 회전판(19)의 역방향(반시계방향) 회전시에는 축(14)이 회전되지 않도록 동력 전달을 차단하는 일방향 베어링(21)이 개재되어 있다.
한편, 모터(13)의 일측에는 리미트 스위치(22)가 설치되어 있고, 제1 회전판(18)에는 리미트 스위치(22)를 작동시키기 위한 스위치 레버(23)가 설치되어 있으며, 베이스(11)의 일측에는 안내 프레임(16)에 의해 육각봉의 회전 방향측으로 압출되는 잉곳이 적재되도록 베이스(11)와 별도로 구비되는 적재대(24)가 설치되어 있다.
이하, 도 3 내지 도 6을 참조로 하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
도 6은 본 발명에 따른 잉곳 자동 절단장치의 설치 상태를 나타내기 위한 폐스티로폼 감용기의 사시도를 도시한 것이다.
잉곳 자동 절단장치는 도 6에 도시한 바와 같이, 베이스(11)의 일측을 폐스티로폼 감용기(100) 본체에 볼트 결합하는 간단한 방법에 의해 설치가 완료된다.
여기에서, 미설명 도면부호 160은 폐스티로폼 감용기를 작동시키기 위한 조작 패널이고, 도면부호 170은 압출시에 발생되는 개스를 압출하기 위한 덕트이다.
잉곳 자동 절단장치를 상기 방법에 따라 설치한 상태에서 장치를 작동시킨 후 호퍼(110)에 폐스티로폼을 투입하면, 투입된 폐스티로폼은 감용기(100) 본체 내부에 구비된 도시하지 않은 파쇄장치에 의해 파쇄된 후 압출장치(미도시)로 이송되며, 압출장치를 통과하면서 가열 용융 방식에 의해 용융 및 압출된다.
이어서, 잉곳 압출구 및 절단날 사이의 공간을 통해 압출되는 잉곳은 안내 프레임(16)을 따라 반사 미러(17)가 설치되어 있는 지점을 향해 이송되고, 압출되는 잉곳의 선단부가 반사 미러(17)의 상측에 위치되면 반사형 포토 센서에서 조사된 광이 반사 미러에서 반사되지 못하고 잉곳에 의해 차단되므로 반사형 포토 센서로부터 잉곳 선단부 감지 신호가 출력된다.
상기와 같이 반사형 포토 센서로부터 잉곳 선단부 감지 신호가 출력되면 상기 신호에 의해 모터(13)가 도 5의 반시계방향으로 구동되고, 이로 인해 제1 회전판(18)이 반시계 방향으로 회전되는바, 모터(13)는 제1 회전판(18)이 360。만큼 회전되면 구동이 정지된다.
이와 같은 모터의 구동 제어는 제1 회전판(18)에 설치된 스위치 레버(23)에 의해 리미트 스위치(22)가 작동되면 모터(13)에 구비된 브레이커가 작동되어 모터의 구동이 정지됨으로써 가능하게 된다.
모터(13)의 구동에 의해 제1 회전판(18)이 회전되기 시작하면 제2 회전판(19)은 캠 로드(20)의 작용에 의해 시계방향으로 회전되는바, 제2 회전판(19)은 제1 회전판(18)이 반시계방향으로 0∼180。의 각도만큼 회전되는 동안에는 시계방향으로 설정 각도(예를 들어 60。)만큼 회전되고, 제1 회전판이 반시계방향으로 180∼360。의 각도만큼 회전되는 동안에는 반시계방향으로 설정 각도(예를 들어 60。)만큼 회전된다.
이와 같은 제2 회전판(19)의 회전 작동에 있어서, 축(14)은 제2 회전판(19)이 시계방향으로 회전될 때에는 제2 회전판(19)과 동일한 방향으로 회전되지만, 제2 회전판(19)이 반시계방향으로 회전될 때에는 일방향 베어링(21)의 작용에 의해 회전되지 않게 된다.
이상에서 설명한 내용을 보다 간략하게 설명하면, 모터(13)의 1회 구동시마다 제1 회전판(18)은 반시계방향으로 360。만큼 회전되는 반면, 제2 회전판(19)은 시계 및 반시계방향으로 각각 60。만큼 회전된다.
상기에서와 같이, 제2 회전판(19)이 시계방향으로 회전될 때에는 축(14)이 제2 회전판(19)과 동일한 방향으로 회전되므로 축(14)에 고정된 육각봉 및 육각봉에 고정된 회전 커터(15)도 60。만큼 회전되고, 회전 커터(15)의 회전시에 절단날에 의해 절단된 잉곳은 안내 프레임(16)에 의해 적재대(24)로 배출되어 적재된다.
상기 작용에 의해 일정한 길이로 절단된 잉곳이 소정 갯수만큼 적재되면, 적재된 잉곳은 용융 압출 상태에서 서로 붙어 있게 되므로, 작업자는 서로 붙어 있는적재대(24)상의 잉곳을 다른 장소로 옮겨 보관하면 된다.
본 발명은 상기 실시예로 제한되는 것이 아니며, 첨부된 특허청구범위의 정신과 범주내에서 본 기술분야의 숙련자에 의해 수정 및 변경될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 잉곳 자동 절단장치에 의하면, 장치의 단품화 및 소형화가 가능하게 되어 기존의 폐스티로폼 감용기에 간편하게 설치 및 사용할 수 있고, 잉곳의 길이를 일정하게 절단할 수 있으므로 잉곳의 규격화가 가능하게 되어 잉곳의 운반 및 보관을 용이하게 할 수 있다.

Claims (5)

  1. 잉곳 압출구를 포함하는 압출부의 단부에 설치되어 잉곳을 자동 절단하기 위한 잉곳 자동 절단장치에 있어서,
    복수개의 절단날을 구비하는 회전식 커터 부재와;
    상기 절단날 사이의 공간을 통해 압출되는 잉곳을 안내하는 한편, 상기 회전식 커터 부재와 연동하여 회전되는 안내 수단과;
    상기 안내 수단을 지지하는 한쌍의 지지 프레임 및 모터가 설치되는 모터 설치 프레임을 구비하는 베이스와;
    상기 안내 수단을 따라 압출되는 잉곳의 선단부 위치를 감지하기 위한 센서 수단과;
    상기 회전식 커터 부재 및 안내 수단을 회전시키기 위한 구동력을 제공하며, 1회 구동시마다 소정의 회전수로 회전되도록 제어되는 모터와;
    상기 모터의 구동을 단속적으로 제어하기 위한 제어 수단과;
    반경 방향을 따라 소정 길이의 제1 가이드공이 형성되며 상기 모터의 회전축에 설치되는 제1 회전판과, 상기 지지 프레임에 설치되는 축과, 상기 축에 설치되며 길이 방향을 따라 소정 길이의 제2 가이드공이 형성된 가이드 플레이트를 구비하는 제2 회전판과, 상기 제1 회전판이 1회전될 때 상기 제2 회전판이 정방향 및 역방향으로 각각 설정 각도만큼씩 회전되도록 양단부가 상기 제1 및 제2 가이드공에 고정 설치되는 연결 부재와, 상기 제2 회전판의 정방향 회전시에는 상기 축이 회전되도록 하는 반면, 상기 제2 회전판의 역방향 회전시에는 상기 축이 회전되지 않도록 상기 축과 제2 회전판 사이에 개재되는 일방향 베어링을 구비하여, 상기 모터의 단속적인 구동시마다 상기 잉곳의 절단이 일회씩 이루어지도록 상기 모터의 구동력을 상기 회전식 커터 부재에 전달하는 동력 전달 수단과;
    상기 절단날에 의해 절단된 잉곳이 적재되는 적재 수단;을 포함하여서 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉곳 자동 절단장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 안내 수단은, 일단부로 갈수록 단면이 점차로 감소되도록 형성되어 상기 축에 설치되는 봉체, 및 상기 절단날에 의해 절단된 잉곳이 상기 봉체의 회전 방향으로 압출되도록 하는 형상을 가지며, 상기 봉체의 외주면에 설치되는 안내 프레임으로 이루어지며, 상기 봉체의 일단부에는 상기 회전식 커터 부재가 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 잉곳 자동 절단장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 센서 수단은, 상기 지지 프레임에 설치되는 반사형 포토 센서와, 상기 반사형 포토 센서의 빛을 반사하는 반사 미러와, 상기 반사 미러가 설치되는 면을 구비하며 상기 봉체의 다른 단부에 고정 설치되어 상기 봉체와 함께 회전되는 미러 베이스로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉곳 자동 절단장치.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 제어 수단은, 리미트 스위치 및 상기 리미트 스위치를 작동시키도록 상기 제1 회전판에 설치되는 스위치 레버로 이루어지며, 상기 모터에는 상기 리미트 스위치의 작동시에 모터의 구동을 정지시키는 브레이크 수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 잉곳 자동 절단장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210008575A (ko) * 2019-07-15 2021-01-25 경상대학교산학협력단 이식기용 모판 절단기
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