KR100877595B1 - 바렐 분리 가능한 압출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바렐 분리 가능한 압출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쌍축 스크류를 조립식으로 연결하여 내부로 침투하는 원료로 인하여 쌍축 스크류의 이상 현상을 방지하고, 가동 중 일시적인 정전 등의 문제가 발생하여 갑자기 가동이 중단되는 경우, 잼 발생시 바렐을 쌍축 스크류로부터 분리할 수 있도록 하는 바렐 분리 가능한 압출장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 동력 전달장치(13)에 연결한 바렐 설치대(14)에서 연속해서 다수 개가 연결되며 양 선단에 설치홈(22)을 형성한 바렐(20)과;

상기 바렐(20)의 설치홈(22)에 조립하는 연결 돌출부(24)를 갖고 고정볼트(25)로 설치하는 커플링(23)과;

상기 바렐(20)을 지지하는 바렐 지지대(21)와 연결한 L,M 가이드(26)에 연결한 랙 기어(19)가 피니언 기어(18)를 통하여 분리 손잡이(17)에 연결되어 다수의 바렐(20)을 쌍축 스크류(27)와 분리할 수 있도록 설치함을 특징으로 하는 것이다.

압출기, 바렐 분리장치, 스크류

Description

바렐 분리 가능한 압출장치{Separable pressing out device of barrels}

본 발명은 바렐 분리 가능한 압출장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쌍축 스크류를 조립식으로 연결하여 내부로 침투하는 원료로 인하여 쌍축 스크류의 이상 현상을 방지하고, 가동 중 일시적인 정전 등의 문제가 발생하여 갑자기 가동이 중단되는 경우, 잼 발생시 바렐을 쌍축 스크류로부터 분리할 수 있도록 하는 바렐 분리 가능한 압출장치에 관한 것이다.

본 발명은 식품이나 사료 사공에 널리 이용되고 있는 쌍축 압출장치에 관한 것으로, 기본적으로 원료공급 장치와 컨디셔너, 공급된 원료를 압축, 팽화시키는 쌍축 스크류, 스크류를 감싸면서 가열, 냉각장치가 부착된 바렐, 스크류에 의해 압축/팽화 된 제품을 원하는 모양으로 만들어주는 다이 장치, 압축/팽화 되어 다이를 통하여 배출하는 제품을 절단하는 절단장치로 이루어져 있으며, 제품의 압출 생산 중에 일시적 정전 등 문제가 발생하여 갑자기 가동이 중단되어 잼(기계 내부가 엉겨 붙어 움직이지 않는 현상)이 발생하게 된다.

종래 쌍축 압출장치는 일본특허 60-199374, 199375가 있으며, 국내특허 제0366361호와 같이 사료의 원료를 투입하여 동물과 어류의 종류 및 크기에 따라 사료의 크기를 제조하고 사료의 건·습의 상태를 조절하여 사용제조시간을 줄일 수 있도록 하는 것으로,

상기 사료 제조방법 및 장치(10-366361)와 같이, 식품 또는 사료제조방법에 의한 식품 또는 사료제조 장치는 분말 원료 투입구와; 상기 투입구에 투입된 원료를 일정하게 이송하는 이송부와; 상기 이송부에 이송된 원료를 압출하도록 형성된 스크류부와, 압출된 원료를 교반하도록 장착된 제1리딩부와, 스크류부와, 교반하도록 장착된 제2리딩부와, 스크류부로 구성된 압출이송 및 교반 수단부와; 상기 압축이송 및 교반 수단부의 외부케이스인 다수의 바렐부와; 상기 바렐부에 열을 공급하는 장착된 히터부와; 상기 바렐부의 온도를 감지하는 온도감지센서부와; 상기 바렐부를 감싸도록 형성된 수냉식 냉각부와; 상기 수냉식 냉각부의 물을 순환하는 순환식 펌프와, 상기 압축이송 및 교반수단부의 동력전달 모터부와, 상기 이송부의 동력전달부의 동력을 공급하는 이송 모터부와, 상기 동력전달 모터부와, 이송모터부와, 순환식 모터부와, 히터부와, 온도감지부로 구성하여 각부의 속도와 각 바렐의 온도를 감지하여 기입력된 온도로 제어하도록 장착된 제어부와; 커터부로 구성하였다.

그러나 이러한 종래의 쌍축 스크류를 이용한 압출장치는 가동 중에 정전 또는 원료나 물의 공급 중단으로 인한 돌발적인 사태로 쌍축 스크류가 갑자기 구동을 멈추게 되면 용융된 원료가 바렐 내에서 응고되어 스크류가 바렐 내에서 눌러 붙게 되므로 잼(Jam)으로 인하여 쌍축 스크류의 가동을 더 이상 할 수 없게 된다.

이러한 때에는 바렐에 부착되어 있는 전기히터에 의해 10시간 이상 가열하여 내부에 굳어있는 원료를 용융시키거나 태워 빼낸 다음에 바렐을 풀고 청소를 해 주어야만 하는 것이었다.

따라서 가동이 중지되면 새롭게 가동하기 위해서 수리하는 시간이 10시간 이상 오래 걸리는 문제점이 있으며, 고온으로 가열하여 원료를 용융 및 태워야 하므로 스크류나 바렐 장치가 열을 많이 받게 되어 열 변형을 일으킬 수 있고, 기어박스와 스크류축에 무리한 힘이 가해져 기어축이 부러지거나 스크류축이 부러져 다시 사용하지 못하게 되는 불편함과, 막대한 시간적, 금전적 손실을 초래하게 되었다.

그리고 바렐은 한번에 연결하지 않고 여러 등분으로 나누어 볼트와 너트를 이용하여 결합하는 것이므로 내부에 설치하는 쌍축 스크류와 정확한 일직선이 구현되지 않아서 쌍축 스크류를 회전시키는 경우 스크류가 바렐의 내경에 닿거나 마찰력이 향상되어 많은 힘이 소모되고, 심한 경우 스크류가 구부러지거나 부러지는 현상이 발생하게 된다.

따라서 본 발명은 이러한 종래의 결점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 가동 중 일시적인 정전 등 문제가 발생하여 갑자기 가동이 중단되어 잼이 발생하게 되면 바렐 세트를 쌍축 스크류로부터 분리할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명은 바렐의 사이에서 연결 돌출부를 갖는 커플링을 사용하여 간편하고 신속하게 바렐을 조립 및 분리할 수 있도록 하고, 스크류축의 일직선을 유지하며 정확하게 연결 가능하도록 하는 것이다.

본 발명은 쌍축 스크류를 이루는 다수의 스크류를 조립식으로 연결하며 내부에 공간을 형성하여 원료가 스며들어 스크류와 연결축 간의 잼 발생을 방지하는 것이다.

가동 중 일시적인 정전 등 문제가 발생하여 갑자기 가동이 중단되거나, 잼이 발생하게 되면, 분리 손잡이(17)와 연결한 피니언 기어(18)를 회전시켜 분리장치(50)의 랙 기어(19)를 직선이동시키므로 피니언 기어(19)와 연결한 L,M가이드(26)를 통하여 바렐 지지대(21)로 지지하는 다수의 바렐(20) 세트가 직선 이동하여 그대로 있는 쌍축 스크류(27')와 분리되어 원료 또는 잼을 분리하여 신속하게 수리할 수 있도록 하는 것이다.

다수 개가 연결되는 바렐(20)에 설치홈(22)을 형성하고, 상기 바렐(20)의 사 이에서 연결 돌출부(24)를 갖는 커플링(23)을 사용하여 간편하고 신속하게 바렐(20)을 조립 및 분리할 수 있도록 하며, 스크류(27')가 바렐(20)과 일직선을 유지하며 정확하게 연결 가능하도록 하는 것이다.

쌍축 스크류를 이루는 다수의 스크류(27') 내부에 결합 요철부(28)와 공간(29)을 교대로 설치하여 이들을 조립식으로 연결하며 내부의 공간(29)에 외부에서 스며드는 원료가 스크류(27')와 연결축(33) 간의 잼 발생을 방지하는 것이다.

본 발명은 가동 중 일시적인 정전 등 문제가 발생하여 갑자기 가동이 중단되어 잼이 발생하게 되면 바렐 세트를 L,M가이드와 랙 및 피니언 기어의 연결을 통하여 쌍축 스크류로부터 슬라이딩 되어 분리시킨 후 잼을 제거하여 곧바로 재사용할 수 있도록 하는 것이다.

그리고 바렐의 사이에서 연결 돌출부를 갖는 커플링을 사용하여 커플링을 볼트로 간편하고 신속하게 조립 및 분리할 수 있도록 하여 바렐의 고정을 신속하게 수행하고, 커플링으로 인하여 스크류축의 일직선을 유지하며 정확하게 연결 가능하도록 하는 것이다.

또한, 쌍축 스크류를 이루는 다수의 스크류의 내경에서 연결축을 통하여 조립식으로 연결하며 스크류의 내부에 소정의 간격을 갖는 공간을 형성하여 원료가 스며들어 스크류와 연결축 간의 잼 발생을 방지할 수 있도록 하는 것이다.

모터(11)의 동력이 공급되면 이 모터(11)의 동력을 감속하는 감속기(12)를 설치하고 연속해서 동력 전달장치(13)를 설치하여 한 쌍의 쌍축 스크류(27')를 동일한 속도로 회전시킬 수 있도록 하였다.

상기 모터(11)와 감속기(12) 및 동력 전달장치(13)는 모두 몸체(15)에 설치되는 것이며, 상기 몸체(15)의 한 부분에는 분리장치(50)가 설치되어 있다.

분리장치(50)는 바렐(20)을 쌍축 스크류(27')로부터 분리할 수 있도록 손잡이(17)가 노출되어 있다.

분리 손잡이(17)는 피니언 기어(18)와 연결되어 있으며, 피니언 기어(18)는 랙 기어(19)와 연결되어 있어서 수평으로 운동하도록 하였다.

상기 랙 기어(19)는 몸체(15)의 중앙 한 부분에서 이동 지지대(16)를 왕복 이동시킬 수 있도록 하며, 이동 지지대(16)는 L,M가이드(26)와 일체형으로 연결되어 있다.

상기 L,M가이드(26)는 양측에서 바렐 지지대(21)와 연결되어 있으며, 바렐 지지대(21)의 상측에는 바렐(20)을 지지하는 것이다.

상기 동력 전달장치(13)에는 한 쌍의 연결축(33)이 길게 설치되어 있으며, 이 연결축(33)은 외경이 요철형으로 형성되고 그 외경에 스크류(27')가 연속해서 연결되어 쌍축 스크류(27')를 구성한다.

쌍축 스크류(27')는 다수의 스크류(27')가 연속해서 연결하는 것이며, 스크류(27')는 내경이 연결축(33)과 동시에 회전하도록 결합하는 결합 요철부(28)와, 연결축(33)과 결합되지 않는 공간(29)이 교대로 형성되어 있는 것이다.

상기 스크류(27')는 공간(31)과 결합 요철부(30)가 내경에 형성되지만, 외경에는 날(32)이 형성되어 원료를 교반하여 외부로 공급하는 것이다.

상기 동력 전달장치(13)의 한 부분에는 연결축(33)과 연결하는 부분에 바렐 설치대(14)를 형성하고 연속해서 바렐(20)이 다수개 연결되어 있다.

바렐(20)은 가열장치 또는 냉각장치를 내부에 설치하는 것이며, 다수개 연결하는 부분의 양 선단으로 설치홈(22)이 형성된다.

바렐(20)의 양 선단이 마주하는 부분에는 구멍을 형성하여 위치결정 핀(35)을 삽입하여 바렐(20)이 전체적으로 일직선을 유지할 수 있도록 하여 스크류(27')와 바렐(20)이 연결축(33)으로부터 용이하게 분리하도록 하였다.

바렐(20)이 마주하는 설치홈(22)에는 커플링(23)을 이용하여 조립하는 것이며, 커플링(23)은 설치홈(22)에 조립하는 연결 돌출부(24)가 형성되어 있고, 전체적으로 이등분되어 있어서 고정볼트(25)를 이용하여 바렐(20)을 고정할 수 있도록 하는 것이다.

쌍축 스크류(27')의 선단인 바렐(20)의 선단에는 배출 조절부(34)를 형성하여 배출되는 내용물을 소정의 형상과 크기로 절단할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 구성으로 이루어진 압출기(10)는 동력 전달장치(13)에 연결축(33)이 한 쌍으로 연결되고 다수의 스크류(27')가 연속해서 조립되는 것이며, 스크류(27')는 내경의 결합 요철부(30)가 연결축(33)과 요철형으로 조립이 이루어지는 것이며, 내부의 공간(29)은 연결이 되지 않은 상태로 있다.

스크류(27')의 조립이 완성되면 그 외측에 바렐(20)을 설치하는 것이며, 바렐(20)은 내부에 열원을 공급하기 위한 전기 히터 또는 냉매를 공급하기 위한 장치를 하는 것이 일반적이다.

바렐(20) 역시 하나로 이루어지지 않고 여러 개가 조립식으로 연결되는 것으로, 바렐(20)의 양 선단에는 설치홈(22)과 위치결정 핀(35)을 삽입하는 구멍이 형성되어 있고, 마주하는 바렐(20)이 먼저 위치결정 핀(35)을 통하여 일직선이 되도록 연결되며, 설치홈(22)에 원주방향에서 커플링(23)의 연결 돌출부(24)를 설치홈(22)에 조립하고 고정볼트(25)로 조립하여 바렐(20)이 일직선을 유지하도록 결합할 수 있는 것이다.

이와 같이 다수의 스크류(27')가 조립되고 외측으로 바렐(20)을 설치하는 경우 스크류(27')와 연결축(33)의 분리 및 조립이 용이하고, 바렐(20)과의 회전에 간섭을 받지 않게 되므로 접촉면적을 크게 줄일 수 있도록 하는 것이다.

이와 같이 조립하는 압출기(10)는 모터(11)의 동력이 감속기(12)를 통하여 소정의 속도로 감속이 이루어져 동력 전달장치(13)로 공급되는 것이다.

동력 전달장치(13)에 공급한 동력은 쌍축 스크류(27')를 회전시키기 위한 한 쌍의 연결축(33)이 연결되어 있으며, 한 쌍의 연결축(33)이 회전하면 이와 결합 요철부(28)를 통하여 연결한 스크류(27')가 회전하므로 결국 쌍축 스크류(27')가 동시에 회전하는 것이다.

쌍축 스크류(27')과 바렐(20)의 내경에서 회전하므로 원료가 공급되면서 쌍 축 스크류(27')를 통하여 교반하면서 선단의 배출 조절부(34)를 통하여 다양한 모양과 형태를 제공하며 압출되는 것이다.

그러나 압출기(10)를 가동하는 중에 정전 또는 원료나 물의 공급 중단으로 인한 돌발적인 사태로 쌍축 스크류(27')가 갑자기 구동을 멈추게 되는 경우가 발생한다.

그러면 바렐 설치대(14)와 바렐(20)을 연결한 커플링(23)의 고정 볼트(25)를 해제하고 분리장치(50)의 분리 손잡이(17)를 회전시키는 경우 이와 연결한 피니언 기어(18)가 회전하면서 랙 기어(19)를 직선 이동시키게 되므로 이동 지지대(16)에 설치한 L,M 가이드(26)를 직선 이동시킬 수 있으므로 L,M 가이드(26)에 연결한 바렐 지지대(21)를 통하여 바렐(20)을 우측으로 직선 이동시키게 된다.

상기 바렐(20)은 커플링(23)을 통하여 연결한 다수개 이므로 하나의 세트를 우측으로 직선 이동시키게 되며, 도 8에 도시한 바와 같이 바렐(20)이 쌍축 스크류(27')와 분리되는 것이다.

상기 바렐(20)은 분리장치(50)를 이용하여 분리하는 것이며, 본 발명에서는 피니언 기어(18)와 랙 기어(19)를 이용하는 것에 대하여 설명하였으나, 기어장치 또는 유압장치와 같은 다양한 동력을 이용하는 것이 가능하다.

바렐(20)이 쌍축 스크류(27')와 분리되고 나서 열을 가하지 않고 원료를 제거할 수 있는 시간은 2시간 이내이기 때문에 능률적이고 경제적인 것이며, 쌍축 스크류(27')와 원료를 분리하여 빠른 시간 내에 재사용할 수 있는 것이다.

상기 스크류(27')의 내경에는 결합 요철부(28)를 주어 연결축(33)과 결합하 여 동시에 회전이 이루어지며, 결합 요철부(28)가 없는 곳에 공간(29)을 형성하게 되므로 이 공간(29)은 원료 찌꺼기가 스크류(27')의 연결부분을 통하여 들어가도 연결축(33)과 스크류(27')가 눌러 붙는 것을 방지하는 것이다.

본 발명의 압출기(10)는 식품이나 사료 가공에 널리 이용되고 있는 압출장치를 기본적으로 사용하고 있으며, 사용중에 일시적으로 정전 등 문제가 발생하여 가중이 중단되어 잼이 발생하면 배출되지 않은 용융된 원료가 냉각되어 굳어 버리기 때문에 스크류와 바렐이 엉겨 붙어 스크류축이 움직이지 않게 되는 문제점을 개선하여 스크류와 바렐이 잼으로 엉겨 붙은 상태에서 스크류축에서 분리해 낼 수 있으므로 현장에서 손쉽게 적용할 수 있는 것이다.

본 발명의 바렐은 위치결정 핀을 통하여 일직선으로 조립하는 것이 가능하며, 커플링을 이용하여 간편하고 견고하게 조립할 수 있으므로 스크류와 연결축의 구동에 영향을 주지않고, 바렐의 분리가 용이하도록 하는 것이므로 현장에 적용시 능률적이고 경제적으로 사용할 수 있을 것이다.

도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 전체 사시도

도 2 는 본 발명의 전체를 보인 정면도

도 3 은 본 발명의 주요 부분에 대한 사시도

도 4 는 본 발명의 주요 부분에 대한 정면도

도 5 는 본 발명의 전체를 보인 측면도

도 6 은 본 발명의 바렐과 쌍축 스크류에 대한 단면도

도 7 은 본 발명의 바렐을 분리한 상태의 단면도

도 8 은 본 발명의 바렐을 쌍축 스크류로부터 분리한 상태의 정면도

도 9 는 본 발명의 바렐에 대한 단면도

도 10 은 본 발명의 주요 부분에 대한 단면도

도 11 은 본 발명의 스크류에 대한 사시도

도 12 는 본 발명의 스크류에 대한 단면도

도 13 은 본 발명의 스크류에 대한 측면도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 압출기 11 : 모터

12 : 감속기 13 : 동력 전달장치

14 : 바렐 설치대 15 : 몸체

16 : 이동 지지대 17 : 분리 손잡이

18 : 피니언 기어 19 : 랙 기어

20 : 바렐 22 : 설치홈

23 : 커플링 24 : 연결 돌출부

25 : 고정볼트 27 : 쌍축 스크류

27' : 스크류 28 : 결합 요철부

29 : 공간 31 : 공간

32 : 날 33 : 연결축

35 : 위치결정 핀 50 : 분리장치

Claims (3)

1. 삭제
2. 모터(11)의 동력이 감속기(12)를 통하여 감속된 후 동력 전달장치(13)에서 한 쌍의 연결축(33)에 설치한 쌍축 스크류(27)를 통하여 회전하고 바렐이 쌍축 스크류(27)를 감싸서 원료를 용융시켜 공급하는 압출기에서 상기 동력 전달장치(13)에 연결한 바렐 설치대(14)에서 연속해서 다수개가 연결되며 양 선단에 설치홈(22)을 형성한 바렐(20)의 설치홈(22)에 조립하는 연결 돌출부(24)를 갖고 고정볼트(25)로 설치하는 커플링(23), 상기 바렐(20)을 지지하는 바렐 지지대(21)와 연결한 L,M 가이드(26)에 연결한 랙 기어(19)가 피니언 기어(18)를 통하여 분리 손잡이(17)에 연결되어 다수의 바렐(20)을 쌍축 스크류(27)와 분리할 수 있도록 설치한 압출장치에 있어서,

   상기 쌍축 스크류(27)는 연결축(33)에 조립식으로 설치하며 내경에 연결축(33)과 결합하는 결합 요철부(28)와 공간(29)으로 이루어짐을 특징으로 하는 바렐 분리 가능한 압출장치.
3. 모터(11)의 동력이 감속기(12)를 통하여 감속된 후 동력 전달장치(13)에서 한 쌍의 연결축(33)에 설치한 쌍축 스크류(27)를 통하여 회전하고 바렐이 쌍축 스크류(27)를 감싸서 원료를 용융시켜 공급하는 압출기에서 상기 동력 전달장치(13)에 연결한 바렐 설치대(14)에서 연속해서 다수개가 연결되며 양 선단에 설치홈(22)을 형성한 바렐(20)의 설치홈(22)에 조립하는 연결 돌출부(24)를 갖고 고정볼트(25)로 설치하는 커플링(23), 상기 바렐(20)을 지지하는 바렐 지지대(21)와 연결한 L,M 가이드(26)에 연결한 랙 기어(19)가 피니언 기어(18)를 통하여 분리 손잡이(17)에 연결되어 다수의 바렐(20)을 쌍축 스크류(27)와 분리할 수 있도록 설치한 압출장치에 있어서,

   상기 바렐(20)은 위치결정 핀(35)을 통하여 연속해서 일직선으로 연결되도록 함을 특징으로 하는 바렐 분리 가능한 압출장치.

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