KR101671695B1 - 자동 포대절개장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동으로 포대를 절개하는 장치에 있어서, 레일을 따라 수평으로 이동 가능한 이송수단과, 상기 이송수단의 하측에 구비되어 포대를 포획하는 그립수단과, 상기 이송수단과 그립수단 사이에 설치되어 상기 그립수단이 상하로 이동 가능하게 하는 승강수단으로 이루어져 포대를 이송시키는 포대이송부; 상기 포대이송부 일측에 설치되고, 상기 포대이송부에서 이송되는 포대의 하단을 절개하여 낙하하는 내용물을 수거하는 포대절개부; 상기 포대절개부 일측에 설치되고, 절개된 잔여포대가 투하되어 배출되는 포대처리부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 포대절개장치를 개시한다.

Description

자동 포대절개장치{Automatic sack opening device}

본 발명은 포대절개장치에 관한 것으로서, 상세하게는 곡물이나 비료, 각종원료와 같은 내용물이 포함된 포대를 자동으로 절개하여 내용물을 수거하고 잔여포대는 별도로 처리할 수 있는 자동 포대절개장치에 관한 것이다.

대량의 곡물이나 비료, 각종 원료, 산업재는 보통 포대에 담아 저장, 이송하게 된다. 따라서, 대량의 포대를 개방하여 내용물을 사용하려면 많은 인력과 시간이 소모되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점들을 해결하기 위해 각종 포대, 봉투 등을 용이하게 개봉하여 내용물을 수거할 수 있는 기술들이 제안되어 왔다.

도 1은 종래 포대이송 및 절개수단을 갖는 저장탱크에 관한 도면이다.

도시된 바에 따르면, 하측에 개폐밸브와 배출구가 형성된 저장탱크(10)와, 상기 저장탱크(10)의 외측으로부터 수직으로 세워지는 프레임체와 상기 프레임체의 상단으로부터 저장탱크(10)의 상부에 횡방향으로 고정 설치되는 이송레일(22)과 상기 이송레일(22)을 따라 유동하는 호이스트(23)로 이루어진 포대 이송수단(20)과, 상기 저장탱크(10)의 내부에는 별도의 포대 절개수단(30)을 각기 형성하여, 상기 포대 이송수단(20)에 의해서는 저장탱크(10) 외부의 원료포대(40)를 저장탱크(10)의 상부로 운반시킬 수 있도록 하고, 상기 포대 절개수단(30)에 의해서는 포대 이송수단(20)으로부터 저장탱크(10)의 내부로 운반되는 원료포대(40)가 자동으로 절개되도록 한 포대이송 및 절개수단을 갖는 저장탱크를 개시한다.

상기 종래기술은 작업자가 어느 정도 손쉽게 포대를 개방하여 내용물을 수거할 수는 있으나 대량의 포대를 한꺼번에 이송, 절개하고 잔여 포대를 별도로 처리하기에는 무리가 있으며, 단시간 내에 작업을 완료하기는 매우 어려운 문제가 있다.

대한민국 등록특허 10-1346130(2013.12.23)

따라서, 본 발명의 목적은 대량의 포대를 자동으로 이송, 절개하여 내용물을 수거하고, 잔여포대는 별도로 처리할 수 있는 자동 포대절개장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동으로 포대를 절개하는 장치에 있어서, 레일을 따라 수평으로 이동 가능한 이송수단과, 상기 이송수단의 하측에 구비되어 포대를 포획하는 그립수단과, 상기 이송수단과 그립수단 사이에 설치되어 상기 그립수단이 상하로 이동 가능하게 하는 승강수단으로 이루어져 포대를 이송시키는 포대이송부; 상기 포대이송부 일측에 설치되고, 상기 포대이송부에서 이송되는 포대의 하단을 절개하여 낙하하는 내용물을 수거하는 포대절개부; 상기 포대절개부 일측에 설치되고, 절개된 잔여포대가 투하되어 배출되는 포대처리부;를 포함하여 이루어지는 자동 포대절개장치를 개시한다.

여기서, 상기 승강수단은 상측이 상기 이송수단 하부에 결합되고, 하측이 상기 그립수단의 상부에 결합되며 X형태로 접철가능한 접철링크와, 상기 이송수단에 고정되어 상기 그립수단과 연결된 와이어를 권취하는 승강모터를 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 그립수단은 복수개의 장공이 일정간격으로 형성된 플레이트와, 상기 플레이트의 상측에 회전 가능하게 설치되는 한 쌍의 커플축과, 상기 커플축에 각각 결합되어 상기 커플축의 회전에 따라 상기 장공에 출입하는 그리퍼와, 상기 커플축 일측에 설치되고 상기 커플축 중 어느 하나를 일방향으로 회전시키는 제1실린더와, 상기 커플축 타측에 설치되고 상기 커플축 중 나머지 하나를 반대방향으로 회전시키는 제2실린더를 포함하여 이루어질 수 있다.

또 상기 포대절개부는 상기 포대이송부로부터 이송되는 포대를 일측으로 전달하는 가이드롤러와, 상기 가이드롤러에서 전달된 포대의 하부를 절개하는 회전칼날과, 절개된 포대의 내용물이 낙하되는 수거호퍼와, 메쉬가 형성되고 상기 수거호퍼 상부에 설치되는 거름망과, 봉형상을 가지며 상기 거름망 상부에 일정간격으로 설치되는 다수개의 지지대를 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 포대처리부는 상기 포대절개부에서 절개된 잔여포대가 투하되는 배출호퍼와, 상기 배출호퍼의 입구 내측에 설치되고 외주에 복수의 날개가 형성되어 회전하는 한 쌍의 회전날개와, 상기 회전날개 하측에 상호 마주보도록 설치되어 회전하는 배출롤러와, 상기 배출호퍼 하단에 설치되고 내부에 회전하는 스크류가 구비되어 유입되는 잔여포대를 압축하여 외부로 배출하는 배출스크류를 포함하여 이루어질 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 곡물 또는 비료나 각종 원료가 담긴 대량의 포대 속 내용물을 신속하게 수거하고 빈 포대를 처리, 회수할 수 있으므로 인력과 시간의 절약효과가 크다.

도 1은 종래 포대이송 및 절개수단을 갖는 저장탱크에 관한 도면
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 포대절개장치의 전체 구성을 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 포대이송부를 나타내는 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 포대이송부의 측면도.
도 5는 본 발명에 따른 그립수단을 나타내는 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 포대절개부를 나타내는 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 포대처리부를 나타내는 사시도.

이하에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아님을 일러둔다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 자동 포대절개장치의 전체 구성을 나타내는 구성도이다.

도 2를 참고하면, 본 발명은 크게 곡물이나 비료, 각종 원료 등이 담긴 다량의 포대를 들어 포대절개부(200)로 이송시키는 포대이송부(100), 상기 포대이송부(100)에서 이송된 포대의 하부를 절개하여 내용물을 수거하는 포대절개부(200), 그리고 상기 포대절개부(200)에서 절개된 잔여포대들을 회수하여 배출하는 포대처리부(300)의 세부분으로 구성될 수 있다.

먼저, 도 2, 도3, 도4 및 도 5를 참조하여 포대이송부를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 포대이송부를 나타내는 사시도, 도 4는 본 발명에 따른 포대이송부의 측면도, 도 5는 본 발명에 따른 그립수단을 나타내는 평면도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 포대이송부(100)는 포대이송부(100)를 레일(R)을 따라 이송시키는 이송수단(120)과 지상에 적재된 포대를 잡는 그립수단(140) 및 상기 그립수단(140)을 상하로 이동가능하게 하는 승강수단(160)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 이송수단(120)은 수평으로 설치된 레일 위에 안착되어 레일을 따라 이동가능한 레일롤러(124), 그리고 상기 레일롤러(124)를 구동하는 이송모터(122) 및 상기 이송모터(122)의 구동력을 상기 레일롤러(124)에 전달하는 스퍼기어(126)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 상기 레일롤러(124), 이송모터(122), 스퍼기어(126)는 프레임 형상의 이송몸체(128)에 고정되어 일체형으로 이루어질 수 있다.

이때 상기 레일롤러(124)는 한 쌍의 레일에 맞게 두 개가 구비되며, 상호 축으로 연결되어 함께 구동될 수 있다.

다음으로 도 4를 함께 참조하여 상기 승강수단에 대해 설명한다.

도시된 바와 같이 승강수단(160)은 상기 이송수단(120)과 그립수단(140) 사이에 구비되어 상기 그립수단(140)을 상하로 움직일 수 있게 하는데, 상기 이송수단(120)의 이송몸체(128) 하부와 상기 그립수단(140)의 상단을 X자 형태의 접철가능한 접철링크(162)로 연결한다. 접철링크(162)는 다수개의 바(bar) 형상 링크가 X자 형태로 배열되고 양단이 각각 힌지결합되어 접었다 펼쳤다 할 수 있는 장치로, 공지된 것이어서 상세한 설명은 생략한다.

그리고 상기 이송수단(120)의 이송몸체(128)에는 승강모터(164)가 설치되어 상기 접철링크(162)의 접철을 구동시킬 수 있는데, 대표적으로 상기 승강모터(164)와 상기 그립수단(140)을 와이어(미도시)로 연결함으로써 상기 승강모터(164) 구동에 의해 와이어가 권취되면서 상기 접철링크(162)를 접거나 펼 수 있다.

또 다르게 상기 접철링크(162) 중 어느 하나에 유압실린더를 장착하여 상기 접철링크(162)를 밀거나 당겨서 승강시킬 수 있게 구성할 수도 있다.

다른 실시 예로 상기 승강수단이 별도로 지상에 리프트 형태로 설치되고 포대를 적재한 파레트를 상하로 이동시키는 구조도 가능할 것이다. 이럴 경우에 상기 그립수단은 상기 이송수단의 하단에 장착되어 상하로 움직이지 않고, 상기 리프트가 상승함으로써 포대 그리핑이 가능하다.

다음으로 도 5를 함께 참조하여 그립수단에 대해 설명하고자 한다.

상기 그립수단(140)은 상기 접철링크(162)과 결합되는 평판 형상의 플레이트(141), 상기 플레이트(141) 상측에 회전 가능하게 설치되는 한 쌍의 커플축(142), 그리고 상기 커플축(142)에 결합되어 포대를 포획(gripping)하는 그리퍼(143) 및 상기 커플축(142) 각각을 반대방향으로 회전시킬 수 있는 제1, 2실린더(144,145)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 플레이트(141)는 도시된 바와 같이 길다란 구멍형태의 장공(141a)이 다수개 형성되어 있는데, 일정한 간격으로 열과 오를 이루는 것이 바람직하다. 이때, 상기 장공(141a)은 상기 그리퍼(143)가 통과하는 통로의 기능을 하며 도시된 바와 같이 커플축(142)의 양측으로 형성된다. 그리고 상기 커플축(142)은 봉 형상일 수 있고, 한 쌍이 인접하여 배치되며 여러 개의 커플축(142)이 일정 간격으로 설치 가능하다.

상기 그리퍼(143)는 포대를 포획하는 집게 형태일 수 있는데, 도 5의 점선부분에 도시되어 있듯이 원호 형상을 가지면서 상기 커플축(142)에 결합되어 한쌍이 마주보도록 결합되어 포대를 잡을 수 있는 집게형상 또는 갈고리 형상일 수 있다. 상기 커플축(142)이 회전하면 이와 함께 상기 그리퍼(143)도 회전하되 상기 장공(141a)으로 출입하여 통과한다.

상기 제1실린더(144)와 제2실린더(145)는 유압실린더일 수 있고, 상기 커플축(142) 각각에 하나씩 로드를 통해 연결된다. 도 5의 점선원 부분을 참고하면, 상기 커플축(142) 중 어느 하나에 상기 제1실린더(144)가 제1실린더로드(144a)를 통해 힌지연결되어 회전 가능하게 된다. 그리고 커플축(142) 중 나머지 하나에 상기 제2실린더(145)가 제2실린더로드(145a)를 통해 힌지연결되어 회전 가능하게 된다. 이에 따라 상기 커플축(142)에 결합된 그리퍼(143)도 회전 작동하는 구조를 가진다.

다음은 도 6을 참조하여 포대절개부에 대해 설명하기로 한다. 도 6은 본 발명에 따른 포대절개부를 나타내는 사시도이다.

상기 포대절개부(200)는 상기 포대이송부(100)의 일측에 설치되며 상측에는 상기 레일이 연장되어 있고, 상기 포대이송부(100)가 포대를 포획한 상태로 레일을 따라 상기 포대절개부(200) 위로 이동된다.

상기 포대절개부(200)는 가이드롤러(210)와 회전칼날(220), 수거호퍼(230), 거름망(240) 및 지지대(250)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 가이드롤러(210)는 상기 그리퍼(143)에 포획된 포대가 흔들리지 않고 안정적으로 이송될 수 있게 하는 것으로 장봉 형상이며 복수개가 배치될 수 있다.

그리고 상기 가이드롤러(210)에 인접하여 상기 회전칼날(220)이 구비된다. 상기 회전칼날(220)은 원형의 칼날 형상을 가지고 고정 설치되거나 회전 가능하게 설치할 수 있다. 물론 다수개가 일정간격으로 배치되어 상기 가이드롤러(210)를 통해 전달된 다량의 포대 하단을 절개할 수 있게 구성된다.

상기 수거호퍼(230)는 상기 회전칼날(220)에 인접하게 설치되어 절개된 포대 속 내용물이 낙하하는 것을 수거할 수 있는 하우징 형태의 구성이다. 보통 상부 입구가 넓고 하부로 내려갈수록 출구가 좁아지는 형태이다.

상기 수거호퍼(230) 상부에는 거름망(240)이 설치되는데, 상기 거름망(240)은 다수개의 메쉬가 형성된 형상으로 낙하는 내용물 외 불필요한 성분이나 이물질을 걸러준다.

또 상기 거름망(240) 위에는 봉 형상의 지지대(250)가 일정간격으로 설치되어 절개된 포대 속에 내용물이 낙하하는 동안 포대를 안정적으로 지지한다.

여기서, 상기 지지대는 별도의 모터로 캠을 구동시켜 좌우로 흔들어 주도록 설계할 수 있다. 이것은 포대 속에 남은 내용물이 남김없이 수거될 수 있도록 하기 위함이다.

이를 실현하기 위해 다른 장치로 상기 지지대 각각을 크랭크축으로 연동하여 지나가는 포대를 상하로 번갈아 가며 쳐서 잔여 내용물을 털어낼 수 있는 구조도 가능할 것이다.

다음은 도 7을 참조하여 포대처리부를 설명한다. 도 7은 본 발명에 따른 포대처리부를 나타내는 사시도이다.

상기 포대처리부(300)는 내용물이 모두 수거된 후 잔여포대를 모아서 배출하기 위한 것으로 배출호퍼(320), 회전날개(340), 배출롤러(360) 및 배출스크류(380)를 포함해서 구성될 수 있다.

상기 배출호퍼(320)는 이송된 잔여포대가 투하되는 하우징 형상을 가지면서 상부 입구가 넓고 하부 출구가 좁은 형태의 탱크 형상이다.

그리고 상기 배출호퍼(320)의 입구 내측에 회전날개(340)가 설치될 수 있는데, 상기 회전날개는 회전하는 장봉 외주에 평판 형상의 날개가 복수개 결합된 형태일 수 있어서 투하된 잔여포대를 아래로 밀어준다. 여기서, 도시된 바와 같이 상기 회전날개(340)는 한 쌍이 각각 구비되어 반대로 회전함으로써 잔여포대가 아래로 내려갈 수 있게 하는 것이 바람직할 것이다.

또 상기 회전날개(340) 아래에는 배출롤러(360)가 설치되되, 상기 회전날개(340)와 같이 마주보도록 다수개가 설치될 수 있다. 상기 배출롤러(360) 또한 내려오는 포대를 상기 배출호퍼(320)의 하부 출구 쪽으로 내려가도록 유도하게 된다. 당연히 마주보는 배출롤러(360)는 각각 서로 반대방향인 내측으로 회전하고, 바람직한 것은 아래로 갈수록 마주보는 배출롤러(360)의 간격이 좁아져 포대들이 뭉쳐지게 한다.

이때, 상기 회전날개와 배출롤러는 체인에 의해 연동되어 서로 대칭으로 구동될 수 있다.

상기 배출호퍼(320)의 하단에는 수평으로 배출스크류(380)가 구비되어 모인 잔여포대를 외부로 배출할 수 있다. 상기 배출스크류(380)의 내부에는 스크류가 회전한다. 이때 상기 배출스크류(380)는 잔여포대들을 압축하여 배출한다. 스크류 대신 유압실린더를 사용할 수도 있다.

이하에서는 본 발명의 작동상태에 대해 설명하고자 한다.

지상에 적재된 다량의 포대 위로 상기 이송수단(120)에 의해 상기 포대이송부(100)가 레일(R)을 따라 이동되어 정지한다.

그리고 상기 승강모터(164)의 구동으로 상기 접철링크(162)가 펼쳐지면서 상기 그립수단(140)이 하강한 후 멈추게 된다.

다음으로 상기 제1실린더(144)와 제2실린더(145)가 구동되어 상기 커플축(142)을 각각 반대방향으로 회전시키면 상기 그리퍼(143)가 상기 장공(141a)을 통과하여 상기 플레이트(141)의 아래로 돌출하게 되고 한 쌍의 그리퍼(143)는 포대를 포획하게 된다. 이때 상기 그리퍼(143)가 포대를 관통할 수 있다.

적정량의 포대가 그리퍼(143)에 포획되면 상기 승강모터(164)가 구동하여 상기 접철링크(162)를 접게 되고 이후 상기 그립수단(140)이 상승하게 되며 이어 상기 이송수단(120)에 의해 상기 포대이송부(100)는 포대를 상기 포대절개부(200)로 이송할 수 있게 된다.

이송되는 포대는 상기 가이드롤러(210)에 의해 흔들리지 않고 안정되게 이동하여 상기 회전칼날(220)로 전달되며, 상기 회전칼날(220)에 의해 포대 하부가 절개되어 내용물이 쏟아지면서 상기 수거호퍼(230)로 낙하한다. 이때 포대는 상기 지지대(250)에 지지되면서 일정한 속도로 계속 이송되며, 내용물 중 이물질은 거름망(240)에 의해 걸러진다.

내용물이 모두 수거된 빈 잔여포대는 상기 이송수단(120)에 의해 이동되어 상기 포대처리부(300)의 상측에 이르러 정지한다.

다시 상기 제1,2실린더가 구동하여 상기 그리퍼(143)를 장공(141a)을 통해 상기 플레이트(141) 위로 올라가게 하면 잔여포대는 상기 그리퍼(143)로부터 이탈하여 상기 배출호퍼(320)로 떨어져 투입된다.

투입된 잔여포대들은 상기 회전날개(340)에 의해 아래로 이동하고 연이어 상기 배출롤러(360)에 의해 압축되면서 뭉쳐진다. 이렇게 모인 잔여포대들은 상기 배출스크류(380)에 의해 서서히 압축되어 이동하면서 외부로 배출된다. 배출된 포대들은 소각하거나 재활용 가능할 것이다.

이상 본 발명의 실시 예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

100 : 포대이송부 120 : 이송수단
122 : 이송모터 124 : 레일롤러
126 : 스퍼기어 128 : 이송몸체
140 : 그립수단 141 : 플레이트
141a : 장공 142 : 커플축
143 : 그리퍼 144 : 제1실린더
144a : 제1실린더로드 145 : 제2실린더
145a : 제2실린더로드 160 : 승강수단
162 : 접철링크 164 : 승강모터
200 : 포대절개부 210 : 가이드롤러
220 : 회전칼날 230 : 수거호퍼
240 : 거름망 250 : 지지대
300 : 포대처리부 320 : 배출호퍼
340 : 회전날개 360 : 배출롤러
380 : 배출스크류
R : 레일

Claims (5)

1. 자동으로 포대를 절개하는 장치에 있어서,
   레일을 따라 수평으로 이동 가능한 이송수단과, 상기 이송수단의 하측에 구비되고 복수개의 장공이 일정간격으로 형성된 플레이트와 상기 플레이트의 상측에 회전 가능하게 설치되는 한 쌍의 커플축과 상기 커플축에 각각 결합되어 상기 커플축의 회전에 따라 상기 장공에 출입하면서 포대를 포획하는 복수개의 그리퍼와 상기 커플축 일측에 설치되고 상기 커플축 중 어느 하나를 일방향으로 회전시키는 제1실린더와 상기 커플축 타측에 설치되고 상기 커플축 중 나머지 하나를 반대방향으로 회전시키는 제2실린더를 포함하여 이루어지는 그립수단과, 상기 이송수단과 그립수단 사이에 설치되어 상기 그립수단이 상하로 이동 가능하게 하는 승강수단으로 이루어져 포대를 이송시키는 포대이송부;
   상기 포대이송부 일측에 설치되어 상기 포대이송부로부터 이송되는 포대를 일측으로 전달하는 가이드롤러와, 상기 가이드롤러에서 전달된 포대의 하부를 절개하는 회전칼날과, 절개된 포대의 내용물이 낙하되어 수거되는 수거호퍼와, 메쉬가 형성되고 상기 수거호퍼 상부에 설치되는 거름망과, 봉형상을 가지며 상기 거름망 상부에 일정간격으로 설치되는 다수개의 지지대를 포함하여 이루어지는 포대절개부;
   상기 포대절개부 일측에 설치되어 상기 포대절개부에서 절개된 잔여포대가 투하되는 배출호퍼와, 상기 배출호퍼의 입구 내측에 설치되고 외주에 복수의 날개가 형성되어 회전하는 한 쌍의 회전날개와, 상기 회전날개 하측에 상호 마주보도록 설치되어 회전하는 배출롤러와, 상기 배출호퍼 하단에 설치되고 내부에 회전하는 스크류가 구비되어 유입되는 잔여포대를 압축하여 외부로 배출하는 배출스크류를 포함하여 이루어지는 포대처리부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 자동 포대절개장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 승강수단은,
   상측이 상기 이송수단 하부에 결합되고, 하측이 상기 그립수단의 상부에 결합되며 X형태로 접철가능한 접철링크와, 상기 이송수단에 고정되어 상기 그립수단과 연결된 와이어를 권취하는 승강모터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동 포대절개장치.
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