KR101880064B1

KR101880064B1 - 혼합재료 정량 공급장치

Info

Publication number: KR101880064B1
Application number: KR1020170169327A
Authority: KR
Inventors: 김충묵
Original assignee: 주식회사 광진에프에이엔지니어링
Priority date: 2017-12-11
Filing date: 2017-12-11
Publication date: 2018-07-19

Abstract

본 발명은 혼합재료 정량 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다양한 원재료의 미소량을 정량적으로 공급한 후, 원재료가 혼합된 혼합재료 또한 미소량을 정량적으로 공급할 수 있도록 함으로써, 하나의 장치를 이용하여 미소단위로 조절되는 다종의 원재료 및 이를 혼합한 혼합재료의 정량공급이 가능하도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 원재료를 정량으로 공급하기 위한 스크루피더(Screw feeder)에 구성되는 스크루(Screw)에 대하여, 스크루의 회전축과 날개가 만나는 부분을 라운드형의 경사곡면으로 형성하여, 원재료가 해당 부분에서 뭉쳐지는 것을 방지함으로써, 미소량을 정량적으로 공급할 수 있다.
또한, 본 발명은 개루프 제어 방식 또는 폐루프 제어 방식 등을 선택하여 적용할 수 있도록 함으로써, 다양한 분야에서 다양한 방법으로 운용되는 각종 설비 등에 쉽게 적용하여 운용할 수 있다.
따라서, 정량 공급장치 분야, 특히 미소단위의 정량 공급장치 분야 및 다종의 원재료 혼합용 정량 공급장치 분야는 물론 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

혼합재료 정량 공급장치{Mixing material fixed quantity feeder}

본 발명은 혼합재료 정량 공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다양한 원재료의 미소량을 정량적으로 공급한 후, 원재료가 혼합된 혼합재료 또한 미소량을 정량적으로 공급할 수 있도록 함으로써, 하나의 장치를 이용하여 미소단위로 조절되는 다종의 원재료 및 이를 혼합한 혼합재료의 정량공급이 가능하도록 한 것이다.

특히, 본 발명은 원재료를 정량으로 공급하기 위한 스크루피더(Screw feeder)에 구성되는 스크루(Screw)에 대하여, 스크루의 회전축과 날개가 만나는 부분을 라운드형의 경사곡면으로 형성하여, 원재료가 해당 부분에서 뭉쳐지는 것을 방지함으로써, 미소량을 정량적으로 공급할 수 있는 혼합재료 정량 공급장치에 관한 것이다.

정량공급장치는 정량으로 공급하고자 하는 원료의 특성, 예를 들어 자유유동성, 접착성, 응집성, 흡습성 등을 고려하여, 체적계량식이나 중량계량식 등의 다양한 방식에 의해 정확한 양의 원료를 공급하기 위한 장치를 말한다.

이러한 정량공급장치는 화학공학분야 및 재료공학분야 및 연료공급장치 분야를 포함하는 다양한 분야에서 유체 및 고체를 정량적으로 공급하기 위해 사용되고 있다.

한편, 고체를 공급하는 정량공급장치로는, 게이트피더, 롤피더, 로터리포켓피더, 로스체인피더, 에이프런피더, 스크루피더, 테이블피더, 회전칸막이판피더, 진동피더, 에어슬라이드피더, 칭량벨트피더 등이 있으며, 다양한 재료에 적합하고 압력실 및 진공실 등 다양한 환경에서도 사용이 가능한 스크루피더가 널리 사용되고 있다.

스크루피더를 이용한 정량공급장치로는, 하기의 선행기술문헌인 대한민국 등록특허공보 제10-0772053호 '원료의 정량 공급 장치 및 방법'(이하 '선행기술1'이라 한다)가 있으며, 테이블피더를 이용한 정량공급장치로는 대한민국 등록특허공보 제10-1766643호 '분입체 정량 공급장치'(이하 '선행기술2'라 한다)가 있다.

이러한 선행기술들을 포함하는 정량공급장치는 주로, 얼마나 정확한 양의 원료를 지속적으로 공급할 수 있는가에 대한 기술이 대부분이었다.

다시 말해, 선행기술들은 하나의 원재료를 얼마나 정확한 양으로 공급할 수 있는 가를 목표로 개발된 정량공급장치이므로, 복수 개의 원재료를 공급할 경우 각 원재료마다 하나의 정량공급장치가 필요하게 되어, 설비비용 및 운용비용이 크게 증가한다는 문제점이 있다.

특히, 스크루피더의 경우 스크루(Screw)의 회전축과 날개가 연결되는 모서리 부분에 원재료가 뭉치는 현상이 발생될 수 있으며, 이로 인해 정확한 양의 원료를 공급하는데 한계가 발생할 수 있다.

한편, 앞서 설명된 선행기술을 포함하는 대부분의 정량공급장치는, 조절하고자 하는 기본 단위가 매우 크기 때문에(예를 들어, 수십kg 내지 수백kg), 원재료마다 별도의 정량공급장치를 구성하더라고 비용면에서 손실이 발생한다고 할 수 있을 정도는 아니며, 스크루피더에 의해 발생되는 오차(예를 들어, 수십g) 또한 허용이 가능한 수치라고 볼 수 있다.

그러나, 다양한 원재료의 미소량을 정량적으로 공급하는 경우에는, 원재료마다 별도의 정량공급장치를 구성하는 것이 비용적으로 큰 낭비를 초래한다고 볼 수 있으며, 스크루피더에 의한 오차 또한 상당한 비율을 차지하게 되므로, 정확한 원료의 공급이 어렵다는 문제점이 있다.

결과적으로, 선행기술들을 이용하여 다양한 원재료의 미소량을 정량적으로 공급하기에는 어려움이 많았다.

대한민국 등록특허공보 제10-0772053호 '원료의 정량 공급 장치 및 방법' 대한민국 등록특허공보 제10-1766643호 '분입체 정량 공급장치'

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 다양한 원재료의 미소량을 정량적으로 공급한 후, 원재료가 혼합된 혼합재료 또한 미소량을 정량적으로 공급할 수 있도록 함으로써, 하나의 장치를 이용하여 미소단위로 조절되는 다종의 원재료 및 이를 혼합한 혼합재료의 정량공급이 가능하도록 한 혼합재료 정량 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.

특히, 본 발명은 원재료를 정량으로 공급하기 위한 스크루피더(Screw feeder)에 구성되는 스크루(Screw)에 대하여, 스크루의 회전축과 날개가 만나는 부분을 라운드형의 경사곡면으로 형성하여, 원재료가 해당 부분에서 뭉쳐지는 것을 방지함으로써, 원재료의 공급량에 오차가 발생하는 것을 방지하여 정확한 양을 정량적으로 공급할 수 있는 혼합재료 정량 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다종의 원재료를 공급하여 혼합재료를 형성함에 있어, 원재료의 공급량을 직접 제어하는 개루프 제어(Open loop control) 방식 또는 혼합재료의 무게를 측정하여 원재료의 공급량을 제어하는 폐루프 제어(Closed loop control) 방식 등을 선택하여 적용할 수 있는 혼합재료 정량 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 혼합재료 정량 공급장치는, 원재료를 공급하는 적어도 두 개의 원재료공급부; 상기 원재료공급부로부터 공급된 적어도 두 가지의 원재료가 혼합되며, 원재료가 혼합된 혼합재료를 공급하는 혼합재료공급부; 및 상기 원재료공급부을 제어하여 상기 원재료의 공급량을 조절하는 공급량조절부;를 포함한다.

또한, 상기 공급량조절부는, 상기 원재료공급부 및 혼합재료공급부 중 적어도 하나에 구성된 공급량감지센서를 이용하여 원재료의 공급량을 확인하면서 상기 원재료공급부의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 상기 공급량조절부는, 상기 공급량감지센서가 상기 혼합재료공급부에 구성된 경우, 설정된 원재료공급부들의 동작 순서 및 상기 혼합재료공급부로 공급된 원재료의 누적무게의 측정결과에 기초하여, 각 원재료별의 공급량을 확인할 수 있다.

또한, 상기 원재료공급부는, 원재료가 저장된 원재료용호퍼; 및 상기 원재료용호퍼에 저장된 원재료를 정량으로 공급하는 원재료정량공급모듈;을 포함하고, 상기 공급량조절부는, 개루프 제어(Open loop control) 방식으로, 정해진 양의 원재료에 대응하는 입력제어신호에 따라 상기 원재료정량공급모듈의 동작을 제어하여, 정해진 양의 원재료를 상기 혼합재료공급부로 공급할 수 있다.

또한, 상기 원재료공급부는, 원재료가 저장된 원재료용호퍼; 및 상기 원재료용호퍼에 저장된 원재료를 정량으로 공급하는 원재료정량공급모듈;을 포함하고, 상기 공급량조절부는, 상기 혼합재료공급부의 무게를 측정하는 공급량감지센서를 포함하고, 폐루프 제어(Closed loop control) 방식으로, 상기 공급량감지센서에 의해 측정된 상기 혼합재료공급부 무게의 증가량에 기초하여, 상기 원재료정량공급모듈의 동작을 제어할 수 있다.

또한, 상기 원재료정량공급모듈은, 구동모터의 회전량에 의해 일정한 양의 원재료를 공급하는 스크루피더를 포함하고, 상기 스크루피더에 포함된 스크루는, 회전축과 날개의 연결부분에 라운드형의 경사곡면이 형성될 수 있다.

또한, 상기 혼합재료공급부는, 상기 원재료공급부로부터 공급된 원재료가 저장되는 혼합재료용호퍼;를 포함하고, 상기 혼합재료용호퍼는, 공급된 원재료를 확산시키는 분체확산구;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 분체확산구는, 고깔형으로 형성된 확산체;를 포함할 수 있다.

또한, 상기 분체확산구는, 상기 확산체의 경사면에 나선형으로 형성된 적어도 하나의 확산가이드레일;을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 분체확산구는, 상기 확산체를 관통하도록 적어도 하나의 관통홀;이 형성될 수 있다.

상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 다양한 원재료의 미소량을 정량적으로 공급한 후, 원재료가 혼합된 혼합재료 또한 미소량을 정량적으로 공급할 수 있도록 함으로써, 하나의 장치를 이용하여 미소단위로 조절되는 다종의 원재료 및 이를 혼합한 혼합재료의 정량공급이 가능하도록 하는 장점이 있다.

특히, 본 발명은 원재료를 정량으로 공급하기 위한 스크루피더(Screw feeder)에 구성되는 스크루(Screw)에 대하여, 스크루의 회전축과 날개가 만나는 부분을 라운드형의 경사곡면으로 형성하여, 원재료가 해당 부분에서 뭉쳐지는 것을 방지함으로써, 원재료의 공급량에 오차가 발생하는 것을 방지하여 정확한 양의 원재료를 정량적으로 공급할 수 있는 혼합재료 정량 공급장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 다종의 원재료를 공급하여 혼합재료를 형성함에 있어, 원재료의 공급량을 직접 제어하는 개루프 제어(Open loop control) 방식 또는 혼합재료의 무게를 측정하여 원재료의 공급량을 제어하는 폐루프 제어(Closed loop control) 방식 등을 선택하여 적용할 수 있는 장점이 있다.

이를 통해, 본 발명은 다양한 분야에서 다양한 방법으로 운용되는 각종 설비 등에 쉽게 적용하여 운용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 별도의 교반기를 사용하지 않고 원재료가 공급되는 과정에서 자연스럽게 골고루 확산되도록 함으로써, 원재료가 일정한 비율의 혼합된 혼합재료의 미소량을 정량적으로 공급할 수 있는 장점이 있다.

따라서, 정량 공급장치 분야, 특히 미소단위의 정량 공급장치 분야 및 다종의 원재료 혼합용 정량 공급장치 분야는 물론 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 혼합재료 정량 공급장치의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 다른 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 제어방법에 대한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 4는 도 1의 또 다른 실시예를 나타내는 블록도이다.
도 5는 도 4의 제어방법에 대한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.
도 6은 도 1의 구체적인 일 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 7은 도 6에 나타난 원재료정량공급모듈에 구성되는 스크루의 일 실시예를 나타내는 도면이다.
도 8은 도 6의 다른 실시예를 나타내는 구성도이다.
도 9는 도 8에 나타난 분체확산구를 구체적으로 나타내는 사시도이다.

본 발명에 따른 혼합재료 정량 공급장치에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 의한 혼합재료 정량 공급장치의 일 실시예를 나타내는 블록도이다.

도 1을 참조하면, 혼합재료 정량 공급장치(A)는 원재료공급부(100), 혼합재료공급부(200) 및 공급량조절부(300)를 포함한다.

원재료공급부(100)는 혼합재료를 구성하는 원재료를 일정한 양으로 공급하기 위한 것으로, 원재료의 개수에 대응하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 원재료공급부(100)는 원재료가 저장되는 호퍼(Hopper) 및 원재료를 공급하는 스크루피더(Screw feeder)를 포함할 수 있다.

혼합재료공급부(200)는 적어도 두 개의 원재료공급부(100)로부터 공급된 적어도 두 가지의 원재료가 혼합되고, 원재료가 혼합된 혼합재료를 후공정으로 공급하는 것으로, 원재료공급부(100)와 마찬가지로 혼합재료가 저장되는 호퍼 및 혼합재료를 공급하는 스크루피더를 포함할 수 있다. 여기서, 후공정은 혼합재료를 다양한 방법으로 처리하기 위한 것으로, 혼합재료 정량 공급장치(A)가 운용되는 분야의 설비 및 당업자의 요구에 따라 변경되는 것으로, 특정한 공정에 한정하는 것은 아니다.

공급량조절부(300)는 원재료공급부(100)을 제어하여 혼합재료공급부(200)로 공급되는 원재료의 공급량을 조절하는 것으로, 필요시 혼합재료공급부(200)를 제어하여 후공정으로 공급되는 혼합재료의 공급량을 조절할 수 있다.

이하에서, 공급량조절부(300)가 복수 개의 원재료공급부(100)의 동작을 제어하는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 2는 도 1의 다른 실시예를 나타내는 블록도이고, 도 3은 도 2의 제어방법에 대한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 2를 참조하면, 혼합재료 정량 공급장치(A)는 공급량감지센서(400)를 포함할 수 있다.

공급량감지센서(400)는 원재료공급부(100)에서 공급되는 원재료의 공급량을 측정하는 것으로, 무게측정센서, 부피측정센서, 홀센서, 엔코더(Encoder) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 원재료공급부(100)가 중량계량식으로 원재료를 공급하는 경우, 공급량감지센서(400)는 무게측정센서를 포함할 수 있다. 다른 예로, 원재료공급부(100)가 스크루피더를 이용하여 체적계량식으로 원재료를 공급하는 경우, 공급량감지센서(400)는 스크루를 회동시키는 모터에 구성된 엔코더를 포함할 수 있다.

이에, 공급량조절부(300)는 설정된 원재료의 공급량에 대응하는 원재료의 무게 또는 부피 등의 정보에 기초하여, 원재료공급부(100)에 구성된 공급량감지센서(400)의 측정값을 이용하여, 해당 원재료의 공급량을 확인하면서 원재료공급부(100)의 동작을 제어할 수 있다.

도 3을 참조하여 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 공급량조절부(300)는 복수 개의 원재료공급부(100) 중 어느 하나를 선택하고(S101), 해당 원재료공급부(100)에 저장된 원재료의 공급량을 확인할 수 있다(S102). 여기서, 원재료의 공급량은 공급량조절부(300)와 데이터통신이 가능하도록 구성된 제어용 관리자단말기 또는 해당 설비의 운용을 담당하는 제어서버 등을 통해 확인할 수 있다.

해당 원재료의 공급량이 확인되면, 공급량조절부(300)는 해당 공급량에 대응하여 도 6에 나타난 바와 같이 원재료공급부(100)에 구성된 원재료정량공급모듈(120)을 제어하여 저장된 원재료를 혼합재료공급부(200)로 공급할 수 있다(S103).

이후, 해당 원재료의 공급이 완료되면(S104), 공급량조절부(300)는 다른 원재료의 공급여부를 확인하고(S105), 추가될 원재료가 있는 경우 해당 원재료가 저장된 원재료공급부(100)를 제어하여 해당 원재료를 추가할 수 있다(S105).

이러한 과정을 반복하여 원하는 원재료가 모두 공급되면, 공급량조절부(300)는 혼합재료공급부(200)를 제어하여 원재료가 혼합된 혼합재료를 후공정으로 공급할 수 있다(S106).

이와 같이, 입력조건에 의해 출력량을 제어하는 방식을 개루프 제어(Open loop control) 방식이라고 하며, 출력된 양에 대해서는 특별한 확인과정을 수행하지는 않는다.

다시 말해, 본 발명의 혼합재료 정량 공급장치(A)는 정해진 양의 원재료에 대응하는 입력제어신호에 따라 원재료공급부(100)의 동작을 제어하여 정해진 양의 원재료를 혼합재료공급부(200)로 공급하는 개루프 제어 방식에 의해, 원재료의 공급량을 조절할 수 있다.

도 4는 도 1의 또 다른 실시예를 나타내는 블록도이고, 도 5는 도 4의 제어방법에 대한 일 실시예를 나타내는 순서도이다.

도 4를 참조하면, 혼합재료 정량 공급장치(A)는 혼합재료공급부(200)로 공급되는 원재료의 누적무게를 측정할 수 있는 무게측정센서를 포함하는 공급량감지센서(400)를 포함할 수 있다.

다시 말해, 무게측정센서인 공급량감지센서(400)가 혼합재료공급부(200)에 구성된 경우, 공급량조절부(300)는 설정된 원재료의 혼합순서에 따라 해당 원재료공급부(100)들의 동작 순서와 더불어, 혼합재료공급부(200)로 공급된 원재료의 누적무게의 측정결과에 기초하여, 각 원재료별의 공급량을 확인하면서 원재료공급부(100)의 동작을 제어할 수 있다.

도 5를 참조하여 이를 보다 구체적으로 살펴보면, 공급량조절부(300)는 복수 개의 원재료공급부(100) 중 어느 하나를 선택하고(S201), 해당 원재료공급부(100)에 저장된 원재료의 공급량을 확인할 수 있다(S202).

그리고, 해당 원재료의 공급량이 확인되면, 공급량조절부(300)는 도 6에 나타난 바와 같이 원재료공급부(100)에 구성된 원재료정량공급모듈(120)을 제어하여 저장된 원재료를 혼합재료공급부(200)로 공급할 수 있다(S203).

이때, 공급량조절부(300)는 혼합재료공급부(200)의 무게를 실시간으로 측정하여, 원재료공급부(100)로부터 공급되는 원재료의 양을 측정할 수 있다(S204).

한편, 앞서 살펴본 바와 같이 공급량조절부(300)는 공급되는 원재료의 순서에 따라 동작되는 원재료공급부(100)의 동작 순서를 확인한 상태이므로, 해당 원재료가 혼합재료공급부(200)로 공급될 경우, 전체 누적무게를 산출할 수 있다.

이에, 공급량조절부(300)는 혼합재료공급부(200)로 공급된 전체 원재료의 무게와, 해당 원재료가 모두 공급된 상태에서의 누적무게와 비교한 후, 현재무게가 누적무게보다 작은 경우, 해당 혼합재료공급부(200)를 지속적으로 동작하여 원재료를 공급할 수 있다(S205).

이후, 목표한 원재료가 모두 공급되어 현재무게가 누적무게에 도달하게 되면, 공급량조절부(300)는 해당 원재료공급부(100)의 동작을 중단하여 해당 원재료의 공급을 중단할 수 있으며(S206), 추가적인 원재료의 공급이 필요한 경우 앞서 설명한 과정을 반복할 수 있다.

이와 같이, 출력량(공급량)을 확인하여 입력량을 제어하는 방식을 폐루프 제어(Closed loop control) 방식이라고 하며, 피드백 제어(Feedback control)라고도 한다.

다시 말해, 본 발명의 혼합재료 정량 공급장치(A)는 공급되는 원재료의 양을 확인하고 해당 원재료의 공급량이 목표량에 도달할때까지 원재료공급부(100)의 동작을 제어하는 폐루프 제어(피드백 제어) 방식에 의해 원재료의 공급량을 조절할 수 있다.

앞서 살펴본 개루프 제어 방식과 폐루프 제어 방식은, 본 발명의 혼합재료 정량 공급장치(A)가 구성될 설비의 구조 및 동작특성, 운용방식과 더불어 당업자의 요구에 따라 어느 하나가 선택되거나 두 방식을 결합하여 혼합재료 정량 공급장치(A)의 동작을 제어할 수 있다.

도 6은 도 1의 구체적인 일 실시예를 나타내는 구성도이다.

도 6을 참조하면, 원재료공급부(100)는 원재료가 저장된 원재료용호퍼(110) 및 원재료용호퍼(110)에 저장된 원재료를 정량으로 공급하는 원재료정량공급모듈(120)을 포함할 수 있다.

그리고, 원재료정량공급모듈(120)은 구동모터(130)의 회전량에 의해 일정한 양의 원재료를 공급하는 스크루피더(120)를 포함할 수 있다.

이러한 원재료공급부(100)는 공급될 원재료의 종류에 대응하는 개수로 구성될 수 있으며, 각각의 원재료공급부(100)는 도 6에 나타난 바와 같이 원재료를 혼합재료공급부(200)로 공급할 수 있도록 구성될 수 있다.

혼합재료공급부(200)는 복수 개의 원재료공급부(100)로부터 공급된 원재료를 혼합하여 저장하는 혼합재료용호퍼(210)와, 혼합재료용호퍼(210)에 저장된 혼합재료를 후공정으로 공급하기 위한 혼합재료정량공급모듈(220)을 포함할 수 있으며, 혼합재료정량공급모듈(220)은 앞서 설명된 원재료공급부(100)와 마찬가지로 구동모터(230)에 의해 동작될 수 있다.

또한, 혼합재료공급부(200)는 혼합재료에 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여, 혼합재료용호퍼(210)를 밀폐시킬 수 있는 호퍼캡(211)이 구성될 수 있으며, 도 6에 나타난 바와 같이 앞서 설명된 원재료공급부(100)의 원재료정량공급모듈(120)이 호퍼캡(211)으로 연결될 수 있다.

따라서, 공급량조절부(300)는 각각의 원재료공급부(100)에 구성된 구동모터(130)의 동작을 제어하여, 일정한 양의 원재료를 혼합재료용호퍼(210)로 공급할 수 있다.

도 7은 도 6에 나타난 원재료정량공급모듈에 구성되는 스크루의 일 실시예를 나타내는 도면으로, 확대부분은 해당 부분의 단면을 나타낸 것이며, 도면의 명확한 인식 및 설명을 위해 해칭(Hatching)은 표현하지 않았다.

도 7을 참조하면, 원재료정량공급모듈(120)인 스크루피더(120)에 포함된 스크루(121)는, 회전축(121a)과 날개(121b)의 연결부분에 라운드형의 경사곡면(121c)이 형성될 수 있다.

앞서 살펴본 바와 같이, 일반적인 스크루의 경우 원재료가 공급되는 과정에서 회전축(121a)과 날개(121b)의 연결부분, 예를 들어 도 7의 확대부분에서 회전축(121a)과 날개(121b)가 만나는 코너부분에 원재료의 일부가 뭉쳐져 잔존하는 경우가 발생할 수 있다.

이와 같이, 회전축(121a)과 날개(121b)가 연결되는 코너부분에 원재료의 일부가 남게 되면, 정확한 양의 원재료가 공급되지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

이에, 본 발명은 회전축(121a)과 날개(121b)의 연결부분에 라운드형의 경사곡면(121c)을 형성함으로써, 회전축(121a)과 날개(121b)가 연결되는 코너부분에 원재료가 잔존하게 되는 것을 미연에 방지하고, 정확한 양의 원재료를 공급할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명은 날개부분의 단면형상이 상부가 좁고 하부가 넓은 등변사다리꼴형에 대응하며, 두 빗변은 타원형 곡면의 경사곡면으로 형성될 수 있다.

한편, 혼합재료공급부(200)의 혼합재료용호퍼(210)로 공급된 원재료를 원활하게 혼합하기 위하여 교반기를 구성할 수 있으나, 특정 원재료나 당업자의 요구에 따라 교반기를 구성하지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

이하에서, 이러한 상황에서도 공급된 원재료를 원활하게 혼합할 수 있는 방법에 대해 살펴보기로 한다.

도 8은 도 6의 다른 실시예를 나타내는 구성도이고, 도 9는 도 8에 나타난 분체확산구를 구체적으로 나타내는 사시도이다.

도 8을 참조하면, 혼합재료공급부(200)의 혼합재료용호퍼(210) 내부에, 분체확산구(240)를 더 구성할 수 있다.

분체확산구(240)는 공급된 원재료를 혼합재료용호퍼(210)의 내부에서 골고루 확산시키기 위한 것으로, 전체적으로 고깔형으로 형성될 수 있다.

보다 구체적으로, 분체확산구(240)는 도 9에 나타난 바와 같이 고깔형으로 형성된 확산체(241)와, 확산체(241)의 경사면에 나선형으로 형성된 적어도 하나의 확산가이드레일(242)을 포함할 수 있다.

또한, 확산체(241)에는, 상하방향으로 관통하도록 적어도 하나의 관통홀(243)이 형성될 수 있다.

이에, 원재료공급부(100)의 스크루피더(120)를 통해 원재료가 공급되면, 공급된 원재료가 확산체(241)의 경사면을 따라 방사상으로 확산되어 공급될 수 있다.

이때, 원재료는 확산가이드레일(242)을 따라 이동하면서 회전하면서 보다 효율적으로 확산될 수 있다.

또한, 분체확산구(240)는 별도의 모터(도시하지 않음)에 의해 회전하도록 구성될 수 있으며, 분체확산구(240)가 회전하게 되면 확산가이드레일(242)을 따라 이동하는 원재료가 보다 더 효율적으로 확산될 수 있다.

한편, 확산가이드레일(242)을 따라 이동하는 원재료의 일부는 관통홀(243)을 통해 하부방향으로 이동할 수 있다.

다시 말해, 원재료의 일부는 관통홀(243)을 따라 하부방향으로 이동하고, 원재료의 다른 일부는 확산가이드레일(242)을 따라 이동하여 확산체(241)의 종단부에서 확산되어 공급됨으로써, 해당 원재료가 혼합재료용소퍼(210)에 골고루 확산되어 공급될 수 있으며, 이러한 과정을 통해 복수의 원재료가 원활하게 혼합될 수 있다.

따라서, 본 발명은 별도의 교반기를 사용하지 않고 원재료가 공급되는 과정에서 자연스럽게 골고루 확산되도록 함으로써, 원재료가 균일하게 혼합되도록 할 수 있다.

이상에서 본 발명에 의한 혼합재료 정량 공급장치에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.

A : 혼합재료 정량 공급장치
100 : 원재료공급부
110 : 원재료용호퍼
120 : 원재료정량공급모듈
121 : 스크루(Screw) 121a : 회전축
121b : 날개 121c : 경사곡면
130 : 구동모터
200 : 혼합재료공급부
210 : 혼합재료용호퍼 211 : 호퍼캡
220 : 혼합재료정량공급모듈
230 : 구동모터
240 : 분체확산구 241 : 확산체
242 : 확산가이드레일 243 : 관통홀
300 : 공급량조절부
400 : 공급량감지센서

Claims

원재료를 공급하는 적어도 두 개의 원재료공급부; 상기 원재료공급부로부터 공급된 적어도 두 가지의 원재료가 혼합되며, 원재료가 혼합된 혼합재료를 공급하는 혼합재료공급부; 및 상기 원재료공급부을 제어하여 상기 원재료의 공급량을 조절하는 공급량조절부;를 포함하는 정량 공급장치에 있어서,
상기 원재료공급부는,
원재료가 저장된 원재료용호퍼; 및
상기 원재료용호퍼에 저장된 원재료를 정량으로 공급하는 원재료정량공급모듈;을 포함하며,
상기 원재료정량공급모듈은,
구동모터의 회전량에 의해 일정한 양의 원재료를 공급하는 스크루피더를 포함하고,
상기 스크루피더에 포함된 스크루는,
날개부분의 단면형상이 상부가 좁고 하부가 넓은 등변사다리꼴형에 대응하며, 두 빗변은 타원형 곡면의 경사곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 혼합재료 정량 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 공급량조절부는,
상기 원재료공급부 및 혼합재료공급부 중 적어도 하나에 구성된 공급량감지센서를 이용하여 원재료의 공급량을 확인하면서 상기 원재료공급부의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 혼합재료 정량 공급장치.
제 2항에 있어서,
상기 공급량조절부는,
상기 공급량감지센서가 상기 혼합재료공급부에 구성된 경우, 설정된 원재료공급부들의 동작 순서 및 상기 혼합재료공급부로 공급된 원재료의 누적무게의 측정결과에 기초하여, 각 원재료별의 공급량을 확인하는 것을 특징으로 하는 혼합재료 정량 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 공급량조절부는,
개루프 제어(Open loop control) 방식으로, 정해진 양의 원재료에 대응하는 입력제어신호에 따라 상기 원재료정량공급모듈의 동작을 제어하여, 정해진 양의 원재료를 상기 혼합재료공급부로 공급하는 것을 특징으로 하는 혼합재료 정량 공급장치.
제 1항에 있어서,
상기 공급량조절부는,
상기 혼합재료공급부의 무게를 측정하는 공급량감지센서를 포함하고, 폐루프 제어(Closed loop control) 방식으로, 상기 공급량감지센서에 의해 측정된 상기 혼합재료공급부 무게의 증가량에 기초하여, 상기 원재료정량공급모듈의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 혼합재료 정량 공급장치.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 혼합재료공급부는,
상기 원재료공급부로부터 공급된 원재료가 저장되는 혼합재료용호퍼;를 포함하고,
상기 혼합재료용호퍼는,
공급된 원재료를 확산시키는 분체확산구;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합재료 정량 공급장치.
제 6항에 있어서,
상기 분체확산구는,
고깔형으로 형성된 확산체;를 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합재료 정량 공급장치.
제 7항에 있어서,
상기 분체확산구는,
상기 확산체의 경사면에 나선형으로 형성된 적어도 하나의 확산가이드레일;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합재료 정량 공급장치.
제 7항에 있어서,
상기 분체확산구는,
상기 확산체를 관통하도록 적어도 하나의 관통홀;이 형성된 것을 특징으로 하는 혼합재료 정량 공급장치.
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