KR100491635B1 - 정량공급 계량시스템 - Google Patents

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KR100491635B1 KR10-2003-0000026A KR20030000026A KR100491635B1 KR 100491635 B1 KR100491635 B1 KR 100491635B1 KR 20030000026 A KR20030000026 A KR 20030000026A KR 100491635 B1 KR100491635 B1 KR 100491635B1
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Abstract

본 발명의 정량공급 계량시스템은, 쌀, 콩 등과 같은 재배작물이나 곡물, 음식재료 등의 일정량을 계량하여 공급하기 위한 계량장치에 관한 것이다.
본 발명은 계량하기 위한 재료를 공급하는 공급호퍼와, 설정량만큼 계량하는 계량호퍼를 구비하여 재료의 일정량을 계량하도록 연산 및 제어하는 중앙제어부를 구비한 계량용 장치에 있어서, 각각의 계량 정도에 따라 시간별 및 순차별 제어가 가능한 피더를 병렬 복합적 단일몸체구조로 형성함으로써 정밀한 계량을 수행하는 급송장치를 포함하는 특징이 있다.
따라서 본 발명은 종래 계량장치의 문제점을 해결하고, 쌀, 콩 등과 같은 재배작물이나 곡물, 음식재료 그리고 비료나 사료 등 필요한 재료를 정량적으로 계량하는 효과를 제공한다.

Description

정량공급 계량시스템{Measuring system for supplying a fixed quantity}
본 발명은 계량장치나 기기에 관한 것으로, 자세하게는 쌀, 콩 등과 같은 재배작물이나 곡물, 음식재료 등의 일정량을 계량하여 공급하기 위한, 정량공급 계량시스템을 제시한 것이다.
계량(計量, measuring)이라 함은 길이·무게·시간 이외에도 기타 물리량이 제각기 약속된 계량단위를 기준으로 하여 그 몇 배인가를 직접 또는 간접적으로 나타내는 것을 의미한다. 일반적으로는 자나 되[升]와 같은 간단한 것도 있지만, 물리량자체의 크기나 변화를 적당한 장치나 물질의 성질을 이용하여 다른 물리량, 즉 길이·각도·전기 펄스 등으로 변환하여 눈금이나 숫자로써 나타내는 것이 많다.
따라서 계기, 측정기, 계측기 등이 모두 같은 뜻이지만, 분야에 따라서는 용도가 달라지는 경향이 많으며, 일반적으로 계량기라는 말은 관습상 도량형기(度量衡器)를 주로 하는 상업용의 것을 지칭하는 용어이다. 여기에 더하여 계량법에서 말하는 계량에는 길이, 무게, 시간, 온도, 광도, 전류, 넓이, 부피, 속도, 가속도, 열량, 압력 등 모두 71종이 포함된다.
이러한 계량기는 사용 목적에 따라 일반 계량기와 공업용 계량기로 크게 나누며, 일반 계량기는 저울·천칭(天秤) 등의 질량계와 수도 계량기·가스 계량기·가솔린 계량기 등 적산체적계가 대표적인 제품이다. 또 공업용 계기는 생산공정 등에서 사용하는 계기를 총칭하는 것이며, 정밀측정기·유량계(油量計)·분석계 및 프로세스 공업에서의 공업계기류가 주된 제품이다.
본 발명에서는 이러한 많은 계량기 중 가루, 전분이나 쌀, 콩 같은 재배작물, 그리고 곡물 등의 일정량을 계량하기 위한 것이다.
계량의 일례로서 음식을 만드는 데 있어서, 각 재료의 양을 정확하게 계량하는 것은 중요하다. 각 재료의 비율을 정확하게 계량함으로써 원하는 음식을 만들어 낼 수 있을 뿐만 아니라, 의도하는 함량으로 맞추어 낼 수가 있는 것이다.
종래의 계량기는 대부분 상측 내부에 계량 호퍼를 설치하고 이를 통하여 하부로 낙하시키는 방법이 대부분 이었다. 하지만 이러한 방법은 한번에 낙하하면서 점차 아래쪽이 길어짐과 동시에 줄어드는 특성상 낙하된 물질이 일시에 비료포대 속으로 들어가지 못하고 중간에 가려지는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 호퍼의 벽 등에 달라붙거나 급송이 불량하여 정확한 계량이 수행되지 못하는 경우가 많았다.
아울러 기술의 발달에 따라, 계량 부문에도 보다 계량효율이 좋고 정확한 계량을 수행할 수 있는 계량기가 요구되고 있는 실정이다.
따라서, 전술한 문제점을 해결하고 요구에 부응하기 위한 본 발명의 목적은, 쌀, 콩 등과 같은 재배작물이나 곡물, 음식재료 등의 일정량을 계량하여 공급하기 위한, 정량공급 계량시스템에 대한 기술을 제공함에 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 정량공급 계량시스템은, 원재료를 공급하는 공급호퍼와, 설정량에 맞추어 계량하는 계량호퍼를 갖추어 일정량의 재료를 정확하게 계량하도록 연산 및 제어하는 중앙제어부를 구비한 계량용 장치로서, 각각의 계량 정도에 따라 시간별 및 순차별 제어가 가능한 피더를 병렬 복합적 단일몸체구조로 형성함으로써 정밀한 계량을 수행하는 급송장치를 구비함으로써 달성할 수 있다. 이때, 상기 급송장치는, 정밀한 계량을 위해 계량하고자 하는 양을 각 비율별로 구분하고, 계량의 정밀도를 순서대로 증가시키도록 부분급송장치들을 다수 개로 구성하는 것이 바람직하다. 또, 상기 급송장치는, 상기 공급호퍼로부터 전달되는 재료를 일측단에서 타측단으로 일정량을 급송할 수 있도록, 내부에 회전되는 급송나사를 구비하고, 이를 모터로 순환시켜 상기 재료를 급송하는 도관식 급송장치가 병렬 복합적 단일몸체구조로 구성되는 것이 바람직하다. 또한 상기 급송장치는, 상기 공급호퍼로부터 전달되는 재료를 로타리 방식으로 회전시켜, 투입을 원하는 일정량씩 급송하는 로터리식 급송장치가 병렬 복합적 단일몸체구조로 구성되는 것이 바람직하다.
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이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 정량공급 계량시스템을 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 정량공급 계량시스템의 기능을 설명하기 사용예시도이다.
도시한 바와 같이, 본 실시예의 정량공급 계량시스템(10)은 음식재료나 곡물, 사료 등 재료의 일정량을 계량하는 데 다양하게 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 쌀을 계량하는 과정을 중심으로 하여, 본 발명의 정량공급 계량시스템(10)이 사용되는 과정을 중심으로 하여 설명한다.
차량(20) 등을 통하여 외부에서 이송해온 재료, 예를 들면 쌀은 이를 보관하기 위한 대형 싸이로(30, silo)에 이송되어 저장하게 된다. 이렇게 저장되는 쌀은 싸이로(30, silo) 하부에 설치된 싸이로콘(310, silo cone)부터 채워지며, 이때 상기 싸이로콘(310, silo cone)의 바닥쪽 출구는 닫혀 있어 외부 누출을 방지한다.
다만, 상기에서 이용되는 싸이로(30)에 대해서는 싸이로가 아닌 경우에도 계량하고자 하는 재료를 저장할 수 있는 일정량의 용기나 저장공간이면 되며, 다만 싸이로(30)와 같이 저장된 재료를 한 쪽으로 배출시키는 시설이 되어 있는 것이 좋다.
상기 싸이로콘(310)의 하부측으로 본 실시예의 정량공급 계량시스템(10)이 위치하고 있다. 그리고 본 정량공급 계량시스템(10)의 하부에는 본 정량공급 계량시스템(10)으로 일정량 계량된 재료, 쌀을 가공하기 위한 가공시스템(50)으로 이송하는 이송시스템(40)이 연결설치되어 있다.
도 2는 본 발명의 정량공급 계량시스템에 대한 제1의 실시예를 나타낸 구조도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 정량공급 계량시스템의 작동과정을 설명하기 위해 중앙제어부에서의 제어과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 제1의 실시예에 따른 정량공급 계량시스템(10)은 중앙제어부(110), 공급호퍼(service hopper, 121, 122), 도관형의 급송장치(feeder, 131, 132), 계량호퍼(scale hopper, 140)로 크게 구분할 수 있다.
중앙제어부(110)에서는 도 3과 같은 정량공급 계량시스템(10)의 조정을 위한 프로그램을 실행하여 조정제어하게 된다. 또한 본 실시예의 정량공급 계량시스템(10)은 수 Kg에서 수 십 톤(ton)까지 능히 계량이 가능하나, 본 설명에서는 재료의 계량량을 10톤(ton)으로 하여 설명한다. 아울러 이송시간은 작업공정에 따라 적정하게 조율이 가능하며, 그 계량정확성(scaling accuracy)은 약 500~900g/batch(단, 습기그리고 동절기,하절기, 강풍, 이송거리가 먼 경우 등)로 그 오차의 범위가 거의 없다.
먼저 중앙제어부(110)는 사용자의 설정 및 선택에 의해 재료의 일정량을 계량하도록 연산 및 제어하는 기능을 담당한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 싸이로의 높이(레벨)를 확인할 수 있으며, 싸이로(30) 하단부의 본 정량공급 계량시스템(10)을 조종하는 것이 가능하고, 이송시스템(40)의 호퍼계중치를 파악하는 것도 가능하다.
본 실시예에서는 재료의 일정량을 계량하는 것이 중요하므로, 계량시스템의 공급속도, 전체계량량(S), 가동상태(자동/수동) 등에 대한 것을 실시간으로 확인하면서 체크하는 것이 가능하다. 그리고 본 정량공급 계량시스템(10)의 계량량과 관계된 이송시스템(40)의 게이트 및 이송피더도 제어할 수 있게 된다.
이러한 과정을 통하여 중앙제어부(110)에서의 조정이 수행되면, 중앙제어부(110)는 각 구성부들을 제어하기 위해 제어연산을 실시하여, 공급호퍼(121, 122), 도관형의 급송장치(131, 132), 계량호퍼(140) 등 각 구성부들의 제어를 시작하게 된다.
즉 공급호퍼(121, 122)는 중앙제어부(110)의 제어에 따라 싸이로(30)에서 낙하하는 재료를 예비적으로 초기저장하면서 공급하게 된다. 즉 싸이로(30)에는 계량할 많은 양의 재료를 저장하고 있게 되지만, 이 공급호퍼(121, 122)는 계량할 재료를 적정하게 유지하여 계량과정이 원활하게 진행될 수 있도록 한다. 또한 공급호퍼(121, 122)에는 자체 저장된 계량재료의 양을 확인할 수 있도록 그 측면에 레벨러(121L, 122L)가 각각 설치되어 있다.
공급호퍼(121, 122)와 연결되는 도관형의 급송장치(131, 132)는 공급호퍼(121, 122)로부터 전달된 재료를 계량에 알맞도록 시간에 따라 일정량씩을 제공하는 기능을 수행한다. 본 실시예의 급송장치(131, 132)는 스크류(screw, 나사)회전식의 도관형이다. 중앙제어부(110)에서 제어를 하여 본 정량공급 계량시스템(10)을 가동시키게 되면, 이러한 제어에 따라 급송장치(131, 132)에서는 스크류가 회전하여 재료를 일정하게 한쪽방향(나사진행방향)으로 밀어내게 되며, 한쪽방향으로 이동된 재료는 결국 낙하하여 계량호퍼(140)로 유입된다.
급송장치(131, 132) 내부 스크류는 급송장치(131, 132) 뒷부분에 설치되어 있는 모터(1311m, 1312m, 1321m, 1322m)가 회전함으로써 전전하게 된다. 따라서 중앙제어부(110)의 제어는 이 모터1311m, 1312m, 1321m, 1322m)의 회전을 중심으로 하여 실시하게 된다.
이와 같은 본 실시예의 정량공급 계량시스템(10)은 재료의 계량과 동시에 재료의 혼합이 가능한 형태이고, 또 급송1차장치(1311,1321)와 급송2차장치(1312, 1322)로 되어 있는 급송장치(131, 132)로 본 정량공급 계량시스템(10)을 구성하는 경우는 보다 정확한 계량을 실시하기 위함이다.
따라서 본 실시예의 경우 중앙제어부(110)에서는 계량해야 할 2가지의 재료에 대한 상태를 선택해 주게 되고, 또 각 재료별로 특성에 대해서도 구분해 주게 되며, 2가지 재료에 따른 계량량도 지정해 주게 된다. 이러한 입력에 따라 중앙제어부(110)는 재료의 가지수와, 계량량에 대한 연산을 실시한 다음, 각 구성부인 공급호퍼(121, 122), 급송장치(131, 132) 그리고 계량호퍼(140)로 제어명령을 보내 계량을 실시하게 된다. 아울러 이렇게 다수의 급송장치가 설치된 경우에는 급송1차장치(1311,1321)에서 계량량의 약 99.995% 정도까지 계량하고 나머지 계량량은 급송2차장치(1312, 1322)에서 계량하게 된다. 또한 이러한 계량비율도 중앙제어부(110)에서의 조정을 통하여 설정할 수 있다.
계량호퍼(140)는 급송장치(131, 132)에서 낙하하는 재료를 실질적으로 계량하는 중심적 구성부이다. 이 계량호퍼(140)에는 무게를 측정하기 위한 계량거치대(140w)가 설치되어 있다. 이러한 계량거치대(140w)는 급송장치(131, 132)에서 급송된 재료를 계량하도록 철재 등의 구조물에 의해 설비된 것이며, 이 계량거치대(140w)에 걸리는 하중을 이용하여 계량하고자 하는 양을 측정하게 된다.
이 계량하고자 하는 양이 계량호퍼(140)의 수용량보다 많은 경우에는 중앙제어부(110)의 연산에서 구분한 다음, 순서대로 계량하기 때문에 계량하고자 하는 양이 많은 경우에는 계량이 가능하다.
수회분할하는 계량이든지 아니면 단 1회의 계량이든지 계량호퍼(140)의 수용량 내에서 일단 계량이 끝나면 하단의 출구를 개방하여 도 1에 도시한 바와 같이 하부의 출구로 배출하여 자동적으로 이송하거나 또는 원하는 용기에 담아 이송할 수 있다. 또한 계량호퍼(140)의 주위에는 출구를 통한 계량재료의 배출시 배출이 원활하도록 계량호퍼(140)를 두드려 주는 낙커(knocker, 140k)가 설치된다.
따라서 계량호퍼(140)의 하부에는 도 1과 같이 자동 이송시스템을 동시에 설치할 수도 있으며, 계량된 양을 수용한 다음 이동차량 등을 이용하여 원하는 곳으로 이송할 수 있도록 일정한 용기를 위치시키는 것이 가능하다.
도 4는 본 발명의 정량공급 계량시스템에 대한 제2의 실시예를, 도 5는 제3의 실시예를, 도 6은 제4의 실시예를 각각 나타낸 구조도이다.
도 4에 도시한 본 정량공급 계량시스템 제2의 실시예는 싱글형의 2차적 급송장치(133)로 구성한 정량공급 계량시스템(10)을 나타낸 것으로, 이러한 실시예는 한가지의 재료를 계량할 수 있는 형태이다. 따라서 도 2의 실시예와는 형태만 다를뿐 그 작동과정 및 실시형태는 동일하다.
도 5의 제3의 실시예는 2개의 공급호퍼(126, 127)와 급송장치(136, 137)를 갖되, 급송장치(136, 137)는 1차적 구조이다. 도 6의 제4의 실시예는 각각 하나의 공급호퍼(128)와 급송장치(138)를 갖는 구조이다.
이러한 1차적 구조의 정량공급 계량시스템(10)은 도 2 및 도 4와 같은 2차적 급송구조보다 그다지 높은 정밀성을 요구하지 않는 계량을 실시하는 경우에 이용하게 되지만, 그렇다 하더라도 이 경우에도 어느 정도까지의 정밀성은 가지고 있다. 아울러 그 작동과정 및 실시형태는 변화된 부분에 대한 적용을 제외하고는 앞서 설명한 바와 같다.
또한 보다 높은 정밀성이 필요한 경우에는 급송1차장치, 급송2차장치 외에도 추가적으로 급송장치를 설치하여 구성하는 것도 가능하다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 정량공급 계량시스템 로터리급송장치의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 도면의 급송장치(R130)는 로타리형태로서, 여기에도 로터리식 급송1차장치(R1301)와 로터리식 급송2차장치(R1302)로 구성되어 있으며, 도 3에서 설명한 바와 같이 급송장치를 복수로 설치하는 것이 가능하다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 정량공급 계량시스템은 급송장치를 필요한 정밀수에 따라 추가적으로 설치하는 것이 가능하며, 급송장치도 도관형 또는 로타리식으로 필요한 형태로 구성하는 것이 가능하는 등, 본 발명의 기술개념을 근간으로 다양하게 변형하여 실시하는 것이 가능하다.
위와 같이, 본 발명은 종래 계량시스템의 문제점을 해결하고, 쌀, 콩 등과 같은 재배작물이나 곡물, 음식재료 그리고 비료나 사료 등 필요한 재료를 정량적으로 계량할 수 있는 효과가 있다. 아울러 수입에 많이 의존하였던 관념을 바꿔 계량시스템의 국산화로 외화절감의 효과를 거둘 것으로 예상된다.
도 1는 본 발명의 일실시예에 따른 정량공급 계량시스템의 기능을 설명하기 위한 사용예시도.
도 2는 본 발명의 정량공급 계량시스템에 대한 제1의 실시예를 나타낸 구조도.
도 3는 본 발명의 정량공급 계량시스템의 작동과정을 설명하기 위해 중앙제어부에서의 제어과정을 설명하기 위한 도면.
도 4는 본 발명의 정량공급 계량시스템에 대한 제2의 실시예를 나타낸 구조도.
도 5는 본 발명의 정량공급 계량시스템에 대한 제3의 실시예를 나타낸 구조도.
도 6는 본 발명의 정량공급 계량시스템에 대한 제4의 실시예를 나타낸 구조도.
도 7는 본 발명의 일실시예에 따라 정량공급 계량시스템 로터리급송장치의 또 다른 예를 설명하기 위한 도면.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
10 : 정량공급 계량시스템
110 : 중앙제어부
121,122,123,126,127,128 : 공급호퍼(service hopper)
131,132,133,136,137,138 : 도관형 급송장치
1311,1321,1331 : 도관형 급송1차장치
1312,1322,1332 : 도관형 급송2차장치
140 : 계량호퍼(scale hopper)
140k : 낙커(knocker) 140w : 계량거치대
R130 : 로터리형 급송장치
R1301 : 로터리형 급송1차장치 R1302 : 로터리형 급송2차장치
20 : 차량
30 : 싸이로(silo) 310 : 싸이로콘(silo cone)
40 : 이송시스템
50 : 가공시스템

Claims (7)

  1. 원재료를 공급하는 공급호퍼와, 설정량에 맞추어 계량하는 계량호퍼를 갖추어 일정량의 재료를 정확하게 계량하도록 연산 및 제어하는 중앙제어부를 구비한 계량용 장치에 있어서,
    각각의 계량 정도에 따라 시간별 및 순차별 제어가 가능한 피더를 병렬 복합적 단일몸체구조로 형성함으로써 정밀한 계량을 수행하는 급송장치를 구비하는 것을 특징으로 하는, 정량공급 계량시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 급송장치는,
    정밀한 계량을 위해 계량하고자 하는 양을 각 비율별로 구분하고, 계량의 정밀도를 순서대로 증가시키도록 부분급송장치들을 다수 개로 구성하는 것을 특징으로 하는, 정량공급 계량시스템.
  3. (삭 제)
  4. 제1항에 있어서, 상기 급송장치는, 상기 공급호퍼로부터 전달되는 재료를 일측단에서 타측단으로 일정량을 급송할 수 있도록, 내부에 회전되는 급송나사를 구비하고, 이를 모터로 순환시켜 상기 재료를 급송하는 도관식 급송장치가 병렬 복합적 단일몸체구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 정량공급 계량시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 급송장치는, 상기 공급호퍼로부터 전달되는 재료를 로타리 방식으로 회전시켜, 투입을 원하는 일정량씩 급송하는 로터리식 급송장치가 병렬 복합적 단일몸체구조로 구성되는 것을 특징으로 하는, 정량공급 계량시스템.
  6. (삭제)
  7. (삭제)
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