KR100470281B1

KR100470281B1 - 소시지 제조기 작동 제어 방법 및 장치

Info

Publication number: KR100470281B1
Application number: KR10-2003-7004861A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 피. 허고트; 데이비드 에스. 함블린; 케네쓰 비. 아노트; 케네쓰 엘. 레브삭
Original assignee: 타운샌드 엔지니어링 컴파니
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2005-03-14
Also published as: AR030979A1; MXPA03002876A; CA2421710C; WO2002028191A2; CA2421710A1; US6558241B2; AU2001294781B2; EP1301083A2; DK1301083T3; KR20030033089A; WO2002028191A3; AR040973A2; JP2004524008A; US20020042247A1; DE60103541D1; BR0113487A; AU9478101A; ATE267523T1; EP1301083B1; ES2222393T3

Abstract

본 발명은 고기 스터핑 튜브의 출구단의 하류의 프레임 상에 위치한 케이싱 직경 센서 및 컴퓨터를 구비하는 소시지 포장기에 관한 것이다. 이 케이싱 직경 센서는 컴퓨터에 연결되어, 케이싱이 감지되면 이 케이싱 직경 데이타를 컴퓨터에 전송한다. 컴퓨터는 소시지 직경 매겨변수로 프로그래밍 되어 있고, 머신 파워 시스템에 신호를 송신하도록 프로그래밍 되어 있어서, 케이싱 직경이 소정의 매개변수를 초과하는 것을 컴퓨터가 검출할 때 마다 작동을 중지시킨다.

Description

소시지 제조기 작동 제어 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING THE OPERATION OF A SAUSAGE MAKING MACHINE}

본 발명은 소시지 제조기의 작동 제어 방법 및 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 자동식 및 연속식이며, 그리고 케이싱 재료의 소진, 케이싱 파손, 또는 부적절하게 충진된 케이싱을 포함한 소시지의 어떤 불규칙적인 제조가 감지될 때 마다 일시적으로 소시지 제조기를 정지시킬 수 있는, PLC(programmable logic controller) 및 센서에 의해 소시지 제조기의 작동을 제어하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

현대의 소시지 제조기는 고기 에멀션(meat emulsion)을 중공(hollow)의 기다란 케이싱 안으로 압출하여 소시시 스트랜드를 생성시킨다. 이들 소시지 제조기는 스트랜드를 복수의 링크로 분할하고, 이후, 링크된 스트랜드는 최종 배치를 위해 컨베이어 상에 놓여진다. 이들 소시지 케이싱은 유한 길이를 가지고 있어서, 주어진 케이싱이 충진될 때 마다 소시지 제조기가 정지되어야 한다. 케이싱이 손상될 경우, 케이싱을 교체하고, 그리고 고기 에멀션의 손실을 방지하기 위해 소시지 제조기가 가동 중지 되어야 한다. 또한, 충진된 케이싱의 균일성 또는 일관된 형상이 용이하게 모니터링되지 않는다. 인공 케이싱이 아닌 천연 케이싱을 사용할 경우 상술한 모든 문제들이 보다 심각하다.

따라서, 본 발명의 주요한 목적은 PLC(programmable logic controller) 및 센서에 의해 소시지 제조기(making machine) 또는 소시지 포장기(encasing machine)의 작동을 제어하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것인데, 이러한 PLC 및 센서는 자동식 및 연속식이며, 그리고 케이싱 재료의 소진, 케이싱 파손, 또는 부적절하게 충진된 케이싱을 포함한 소시지의 어떤 불규칙적인 제조가 감지될 때 마다 일시적으로 소시지 제조기를 정지시킬 수 있다.

본 발명의 다른 목적은 소시지 포장기의 작동의 모드 및 가변적인 생산물 직경을 고려하도록 그 특성에 있어 충분히 유연한 감지 수단을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 직경이 크게 감소되지 않는다면 링커의 돌출 부분 또는 소시지들을 분리하는 케이싱의 비틀림을 무시하고 소시지 포장기를 정지시키지 않는 방식으로, 포장된 소시지 스트랜드를 스캐닝(scanning)하고 PLC와 소통하는 감지 수단을 제공하는 것이다.

이들 목적 및 다른 목적들은 당해 업계에서 통상의 지식을 가진 이들에게 명확할 것이다.

도 1은 트위스터 조립체, 링크 조립체 및 케이싱 직경 센서에 관련한, 소시지 포장지의 스터핑 튜브의 예비 위치의 개략적인 정면도이다.

도 2는 튜브의 출구단으로부터 고기 에멀션을 수용하는 초기 단계에서 스터핑 튜브 상에 소시지 케이싱이 트위스터 조립체를 통해 삽입된 스터핑 튜브을 도시한, 도 1과 유사한 도면이다.

도 3은 케이싱 직경 센서 아래로 통과하는 충진된 케이싱을 도시하는, 도 2와 유사한 도면이다.

도 4는 파손된 케이싱을 도시하는, 도 3과 유사한 도면이다.

도 5는 소시지 케이싱이 마무리되고 이 케이싱의 길이 전체가 고기 에멀션으로 충진될 때의 상태를 도시하는, 도 4와 유사한 도면이다.

도 6은 기계적 센서의 사용을 도시하는, 도 3과 유사한 도면이다.

도 7은 도 1 내지 도 5의 조립체를 통과하는 링크되고 충진된 케이싱의 평면도이다.

도 8은 충진되고 파손된 정상적이고 비정상적인 소시지 케이싱을 취급하는 케이싱 직경 센서의 활동도를 나타내는 그래프이다.

도 9는 본 발명에 유용한 초음파 센서의 사시도이다.

도 10은 트위스트 및 링크 메카니즘의 부분적인 평면도이다.

도 11은 도 10에 도시된 구조물의 사시도이다.

도 12는 링크 메카니즘용 커버가 상승 위치에 있는, 도 10의 바닥으로부터 바라본 도면이다. * 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 * 10 : 소시지 제조기 12 : 프레임 14 : 고기 에멀션 펌프 16 : 고기 스터핑 튜브 18 : 고기 에멀션 20 : 출구단 22 : 소시지 케이싱 24 : 트위스터 조립체 26 : 링크 조립체 30 : 소시지 스트랜드 32 : 링크 34 : 센서 36 : PLC 38 : 마이크로 스위치 42 : 버터플라이 부재

본 발명의 장치는 프레임과, 고기 에멀션 펌프와, 이 고기 에멀션 펌프로부터 고기 에멀션을 수용하기 위해 고기 에멀션 펌프에 작동가능하게 연결되어 있고 그 외부면 상에 중공의 기다란 소시지 케이싱을 미끄럼가능하게 수용하도록 되어 있는 기다란 스터핑 튜브와, 이 스터핑 튜브가 함께 작동가능 결합 상태로 이동될 때 스터핑 튜브 상에 소시지 케이싱을 수용하고 회전시키도록 되어 있는 트위스트 조립체와, 고기 에멀션으로 충진된 케이싱을 링크시키도록 트위스트 조립체의 하류에 배치된, 프레임 상의 케이싱 링크 조립체와, 그리고 고기 에멀션 펌프, 트위스트 조립체, 및 케이싱 링크 조립체를 작동시키기 위한 프레임 상의 파워 수단을 포함하는 종래의 소시지 포장기에 대한 개선된 장치이다. 이 프레임 상에는 컴퓨터가 장착되어 있고, 프레임 상에 위치된 케이싱 직경 센서가 스터핑 튜브의 출구단의 하류에 위치하여, 스터핑 튜브의 출구단의 하류에서의 케이싱의 높이를 감지한다. 이러한 케이싱 직경 센서는 컴퓨터에 작동가능하게 연결되어, 스캐닝되는 고기 스트랜드 또는 케이싱의 상부면의 높이에 관한 데이타를 컴퓨터에 전송한다. 이 컴퓨터는 수용가능한 케이싱 크기의 범위에 대한 소정의 매개변수 또는 위치 매개변수를 보유하도록 프로그래밍되어 있다. 컴퓨터는 또한 파워 수단에 신호를 송신하도록 프로그래밍되어 있어서, 감지된 케이싱 직경이 소정의 직경 매개변수를 초과하는 것을 컴퓨터가 검출할 때마다 작동을 중지시킨다.

케이싱 직경 센서는 허용할 수 없는 소시지 또는 고기 스트랜드의 크기의 존재를 감지한다. 예컨대, 이 케이싱 직경 센서는 비정상적인 직경의 케이싱을 검출함으로써, 또는 예컨대, 파손된 케이싱을 표시하는 케이싱 또는 고기 스트랜드의 상부면의 위치를 검출함으로써, 상술한 허용할 수 없는 소시시 또는 고기 스트랜드 크기의 존재를 감지한다. 파손된 케이싱의 경우에, 케이싱의 상부면의 높이가 비정상적으로 낮거나 또는 높게 될 것이다.

본 발명에 따른 방법은, 튜브에서 배출되는 고기 에멀션을 가지고 케이싱을 충진하기 위해 튜브 상에 중공의 기다란 소시지 케이싱을 위치시키는 단계와;

고기 에멀션 펌프, 트위스트 조립체 및 링크 조립체에 작동 파워를 제공하는 단계와; 출구단이 링크 조립체에 인접하여 종결되도록 링크 조립체를 통해 튜브를 연장시키는 단계와; 튜브의 출구단으로부터 하류에서의 케이싱의 외경을 감지하는 단계와; 허용가능한 케이싱 직경의 범위에 대한 소정의 직경 매개 변수와 케이싱의 감지된 직경을 비교하는 단계와; 케이싱의 측정된 직경에 관한 센서로부터의 데이타를 컴퓨터에 전송하는 단계와; 그리고 측정된 직경이 소정의 직경 매개변수를 초과한다면, 컴퓨터가 소시지 포장기의 작동을 중지시키는 단계를 포함한다.

보다 상세하게는, 파손된 케이싱 및/또는 케이싱의 단부에 대한 감지의 어려움을 제거하기 위해, 본 발명은 센서로부터 케이싱의 표면까지의 순 거리(net distance)를 결정한다. 이러한 정보는 초음파식, 광학 또는 기계식일 수 있는 센서에 의해 수집된다. 이러한 정보는 신호를 해석하고 에멀션 펌프를 차단할 것인가를 결정하는 PLC에 전송된다.

케이싱의 각각의 스트랜드의 시작부는 보다 작아서, 적절한 직경에 도달하기 위해서 케이싱에 시간을 부여하도록, 예컨대 100m sec의 딜래이(delay) 시간을 둔다.

이송 핀처 및 트위스트-도입 버터플라이가 또한 스캐닝 장치의 영역에 들어가 있으므로, 판독값은 처리되는데, 예컨대 평균 10m sec마다 평균내어진다. 이러한 윈도우는 에멀션의 펌핑을 수용할 수 있는 최소의 반경 이하로 제품의 트위스트 부분의 반경이 떨어졌음을 PLC에 알리지 않고 통과하게 한다. 평균 데이타가 사용된다면, 이 평균 계산은 센서 또는 PLC에 의해 실행될 수 있다. 평균 데이타가 사용되지 않는다면, 트위스트가 타겟 윈도우를 통과할 때 저질 케이싱의 오류 판독을 제거하도록 센서의 민감도(sensitivity)가 조절될 것이다.

종래의 소시지 제조기 또는 포장기(10)는 고기 에멀션의 공급원(도시 안됨)에 연결된 고기 에멀션 펌프(14)를 갖춘 프레임(12)을 구비한다. 고기 에멀션 펌프(14)에는 고기 스터핑 튜브(16)가 작동가능하게 연결되어, 고기 스터핑 튜브(16)의 출구단(20)으로부터 고기 에멀션(18)의 스트림(stream)을 전달한다. 고기 스터핑 튜브(16)의 외면 상에 미끄럼가능하게 장착되어 있는 소시지 케이싱(22) 내부에 고기 에멀션(18)이 넣어지고, 소시지 케이싱(22)이 충진되어, 충진 상태로 된다.

고기 스터핑 튜브(16)는 통상적으로 종축방향으로 이동가능해서, 고기 스터핑 튜브(16)의 출구단(20)이 트위스터 조립체(24) 내의 중앙 개구부를 통해 이동될 수 있다. 이 트위스터 조립체(24)는 통상적으로 소시지 케이싱(22)을 회전시키고, 충진된 소시지 스트랜드(30)를 복수의 링크(32)로 변환시킨다. 전술한 부품들은 종래의 구성요소이며, 그 자체로 본 발명을 구성하는 것이 아니다. 도 1 내지 도 5는 고기 에멀션으로 케이싱을 충진하기 위한 단계를 순차적으로 도시한다.

프레임(12) 상에 센서(34)가 장착되어 있는데, 이 센서(34)는 PLC(36)에 작동가능하게 연결된다. 이러한 센서(34)는 바람직하게로는, 센서(34)가 소시지 스트랜드(30)의 외면을 스캐닝할 수 있도록 링크 조립체(26) 위에 직접 연결되어, 충진된 케이싱의 직경에 대한 데이타를 얻는다. 이 센서(34)는 고기 스터핑 튜브(16)의 출구단(20)과 링크 조립체(26) 사이의 스트랜드(30) 위로 위치될 수도 있다.

센서(34)는 초음파식; 광학(예컨대 레이져), 또는 도 6에 마이크로 스위치(38)로 도시된 바와 같이 기계/전기식 일 수 있다. 바람직한 초음파 근접 센서(ultra sound proximity sensor; 34)가 도 9에 도시되어 있다. 이 센서(34)에 의해 스트랜드(30)의 표면에 초음파 신호들이 투사되어, 스트랜드의 직경에 대한 데이타를 수집한다. 센서에 반사된 신호들에 의해 스트랜드의 직경이 결정되고, 이렇게 결정된 직경이 PLC(36)에 전송된다. 그러면, PLC(36)는 수신된 직경 데이타를 저장된 직경 매개변수와 비교해서, 스캐닝된 직경이 일정한 수용가능한 범위 내에 있는가를 확인한다. 스캐닝된 직경 데이타가 저장된 직경 데이타의 범위를 초과한다면, PLC 소프트웨어는 소시지 제조기(10)를 작동시키는 모터 또는 모터들(도시 안됨)을 정지시킬 것이다. 따라서, 케이싱 내의 파손으로 인해 소시지 스트랜드의 직경이 갑자기 감소한다면, 소시지 제조기(10)는 바로 정지하게 된다.

바람직하게, 센서(34)는 유한의 시간, 예컨대 10m sec 동안 소시지 스트랜드를 스캐닝하고, 이 지정 시간(time frame) 내에서 스캐닝된 복수의 직경을 평균낼 것이다(시간 세그먼트는 도 7에서 직사각형으로 도시되어 있다). 평균낸 직경 값은, 링크(32) 사이에서 감소된 스트랜드 직경에 대해 발생된 스캐닝을 보정할 것이다.

굵게 빻은 산출물(coarse ground product)이 케이싱의 단부로 되거나, 또는 케이싱이 파손되었다면, 산출물이 너무 뻣뻣해서 하나의 직경으로 보여지고, 하이(high) 및 로우(low) 설정점을 트리거링(triggering)하지 못 한다. 산출물이 양호한 경우, 하이 및 로우 판독값(reading) 사이에 차이(difference)가 존재한다. 그러나, 작동자는 양호한 산출물의 테이블과 그래프(도 8)를 살펴볼 수 있고, 하이 판독값과 로우 판독값 사이의 차이를 결정할 수 있다. 민감도는 하이 및 로우 판 독값을 추출하는데 사용될 각종 포인트들이다. 하이 판독값 마이너스(minus) 로우 판독값이 차등 설정점 미만인 경우의 범위에서는, 불량의 제품으로 간주된다.

또한, 링크 조립체(26) 상의 "버터플라이(butterfly)" 부재(42)가 또한 감지될 수 있기 때문에, PLC 소프트웨어는 또한, 스캐닝되는 버터플라이의 실질적인 "직경"을 무시하도록 배열되어, 버터플라이 부재 또는 링크 조립체의 다른 돌출 부품이, 스캐닝되는 소시지 스트랜드의 실제 직경을 벗어나는 것을 방지한다.

본 발명은, 특히 길이가 변화하는 천연 케이싱의 스터핑에서, 원인에 상관없이, 스캐닝되는 스트랜드의 직경이 소정의 매개변수을 초과해서 이동할 때마다 소시지 제조기를 가동 중지시키는데 매우 유용하다. 따라서, 본 발명은 적어도 상술한 목적 모두를 달성할 것이다.

Claims

프레임과,

고기 에멀션 펌프와,

상기 펌프로부터 고기 에멀션을 수용하기 위해 상기 펌프에 작동가능하게 연결되고, 외부면 상에 기다란 중공의 소시지 케이싱을 미끄럼가능하게 수용하는 기다란 스터핑 튜브와,

상기 스터핑 튜브가 상기 스터핑 튜브상의 케이싱과 함께 작동 결합 상태로 이동될 때, 상기 케이싱을 수용하고 회전시키는 트위스터 조립체와,

고기 에멀션으로 충진된 상기 케이싱을 링크시키도록 상기 트위스터 조립체의 하류에 배치된, 상기 프레임 상의 케이싱 링크 조립체와, 그리고

상기 펌프, 상기 트위스터 조립체, 및 상기 링크 조립체를 작동시키기 위한 상기 프레임 상의 파워 수단을 포함하는 소시지 포장기로서,

상기 프레임 상에 장착되는 컴퓨터와,

상기 스터핑 튜브의 출구단의 하류에서 상기 케이싱의 직경을 감지하도록 상기 스터핑 튜브의 출구단의 하류에 위치된, 상기 프레임 상에 위치된 케이싱 직경 센서를 포함하며,

상기 센서는 감지되는 상기 케이싱에 관한 데이타를 상기 컴퓨터에 전송하도록 상기 컴퓨터에 작동가능하게 연결되어 있고,

상기 컴퓨터는 허용가능한 케이싱 직경의 범위를 위한 소정의 직경 매개변수로 프로그래밍되어 있으며,

상기 컴퓨터는, 상기 감지된 케이싱 직경이 상기 소정의 직경 매개변수를 초과하는 것을 상기 컴퓨터가 검출할 때마다 작동을 중지시키도록 상기 파워 수단에 신호를 송신하도록 프로그래밍되어 있고,

상기 센서는, 상기 튜브의 출구단으로부터 하류로 상기 케이싱이 이동될 때, 소정의 시간 동안 상기 케이싱의 길이를 스캐닝하여 상기 케이싱의 다수의 직경 데이타를 수집하고, 상기 소정의 시간 동안 감지된 상기 튜브의 평균 직경을 결정하며, 상기 평균 직경은 상기 소정의 직경 매개변수와의 비교를 위해 상기 컴퓨터에서 사용되는 소시지 포장기.
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프레임과,

고기 에멀션 펌프와,

상기 펌프로부터 고기 에멀션을 수용하기 위해 상기 펌프에 작동가능하게 연결되고, 외부면 상에 중공의 기다란 소시지 케이싱을 미끄럼가능하게 수용하는 기다란 스터핑 튜브와,

상기 스터핑 튜브가 상기 스터핑 튜브상의 케이싱과 함께 작동 결합 상태로 이동될 때, 상기 케이싱을 수용하고 회전시키는 트위스터 조립체와,

고기 에멀션으로 충진된 상기 케이싱을 링크시키도록 상기 트위스터 조립체의 하류에 배치된, 상기 프레임 상의 케이싱 링크 조립체와, 그리고

상기 펌프, 상기 트위스터 조립체, 및 상기 링크 조립체를 작동시키기 위한 상기 프레임 상의 파워 수단을 포함하는 소시지 포장기를 제어하는 방법으로서,

상기 튜브에서 배출되는 고기 에멀션이 상기 케이싱을 채우도록 상기 튜브 상에 중공의 기다란 소시지 케이싱을 위치시키는 단계와;

상기 펌프, 상기 트위스트 조립체 및 상기 링크 조립체에 작동 파워를 제공하는 단계와;

상기 튜브의 출구단이 상기 링크 조립체에 인접하여 종결되도록 상기 링크 조립체를 통해 상기 튜브를 연장시키는 단계와;

상기 튜브의 출구단으로부터 하류로 상기 케이싱이 이동할 때, 상기 튜브의 출구단으로부터 하류의 상기 케이싱의 외경을 감지하고, 소정의 시간 동안 상기 케이싱의 길이에 걸쳐 상기 케이싱의 다수의 직경 데이타를 수집하는 단계와;

상기 소정의 시간 동안 감지된 상기 튜브의 평균 직경을 결정하는 단계와;

허용가능한 케이싱 직경의 범위에 대한 소정의 직경 매개 변수와 상기 케이싱의 감지된 평균 직경을 비교하는 단계와;

상기 케이싱의 상기 감지된 평균 직경에 관한 데이타를 상기 센서로부터 컴퓨터에 전송하는 단계와; 그리고

상기 감지된 평균 직경이 상기 소정의 직경 매개변수를 초과한다면, 상기 컴퓨터가 상기 소시지 포장기의 작동을 중지시키게 하는 단계를 포함하는 방법.
프레임과,

고기 에멀션 펌프와,

상기 펌프로부터 고기 에멀션을 수용하기 위해 상기 펌프에 작동가능하게 연결되고, 외부면 상에 중공의 기다란 소시지 케이싱을 미끄럼가능하게 수용하는 기다란 스터핑 튜브와,

고기 에멀션으로 충진된 상기 케이싱을 링크시키도록 상기 트위스터 조립체의 하류에 배치된, 상기 프레임 상의 케이싱 링크 조립체와, 그리고

상기 펌프 및 상기 링크 조립체를 작동시키기 위한 상기 프레임 상의 파워 수단을 포함하는 소시지 포장기로서,

상기 튜브의 출구단의 하류에서 상기 케이싱의 상부면의 위치를 감지하도록 상기 튜브의 출구단의 하류에 위치된, 상기 프레임 상의 케이싱 센서를 포함하고,

상기 센서는, 상기 튜브의 출구단으로부터 하류로 상기 케이싱이 이동할 때, 소정의 시간 동안 상기 케이싱의 길이를 스캐닝하고 상기 케이싱의 다수의 직경 데이타를 수집하며, 상기 소정의 시간 동안 감지된 상기 튜브의 평균 직경을 결정하며, 상기 평균 직경은 상기 소정의 직경 매개변수와의 비교를 위해 상기 컴퓨터에서 사용되는 소시지 포장기.
프레임과,

고기 에멀션 펌프와,

상기 펌프로부터 고기 에멀션을 수용하기 위해 상기 펌프에 작동가능하게 연결되고, 외부면 상에 중공의 기다란 소시지 케이싱을 미끄럼가능하게 수용하는 기다란 스터핑 튜브와,

고기 에멀션으로 충진된 상기 케이싱을 링크시키도록 상기 트위스터 조립체의 하류에 배치된, 상기 프레임 상의 케이싱 링크 조립체와, 그리고

상기 펌프, 상기 트위스터 조립체, 및 상기 링크 조립체를 작동시키기 위해 상기 프레임 상의 파워 수단을 포함하는 소시지 포장기를 제어하는 방법으로서,

상기 튜브에서 배출되는 고기 에멀션이 상기 케이싱을 채우도록 상기 튜브 상에 중공의 기다란 소시지 케이싱을 위치시키는 단계와;

상기 펌프, 상기 트위스트 조립체 및 상기 링크 조립체에 작동 파워를 제공하는 단계와;

상기 튜브의 출구단으로부터 하류로 상기 케이싱이 이동할 때, 상기 튜브의 출구단으로부터 하류의 상기 케이싱의 상부면을 감지하고, 소정의 시간 동안 상기 케이싱의 길이에 걸쳐 상기 케이싱의 다수의 직경 데이타를 수집하는 단계와;

상기 소정의 시간 동안 감지된 상기 튜브의 평균 직경을 결정하는 단계와; 그리고

상기 평균 직경이 상기 소정의 직경 매개변수를 초과한다면, 상기 소시지 포장기의 작동을 중지시키는 단계를 포함하는 방법.