KR102139689B1

KR102139689B1 - 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치 및 이를 포함하는 포장용기 자동 포장시스템

Info

Publication number: KR102139689B1
Application number: KR1020180134375A
Authority: KR
Inventors: 이래용
Original assignee: 이래용
Priority date: 2018-11-05
Filing date: 2018-11-05
Publication date: 2020-07-30
Also published as: KR20200051251A

Abstract

포장용기에 수용될 내용물을 파우치 내부로 투입하는 내용물 투입장치 및 이를 포함하는 포장용기 자동 포장시스템이 개시된다. 이를 위하여 외부로부터 공급된 분말 상태인 내용물의 수용공간을 제공하는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 횡방향으로 설치되고, 일단이 호퍼의 내부에 배치되고 상기 일단에 대향되는 타단이 호퍼의 외부에 배치되며, 호퍼 내부의 구간에서 상부가 개방된 스크류 수용관과, 상기 스크류 수용관에 설치되는 스크류, 및 상기 스크류에 연결되어 스크류를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동 모터를 포함하는 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 제습제나 방습제 또는 손난로 원료 등 서로 응집되려는 경향성이 있는 내용물을 포장용기의 내부로 투입하더라도 미리 지정된 정량을 정확하게 투입할 수 있다.

Description

횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치 및 이를 포함하는 포장용기 자동 포장시스템{OBJECT INPUT DEVICE EQUIPED WITH HORIZONTAL SUPPLY AND AUTOMATIC PACKAGING SYSTEM CONTAINING THE SAME}

본 발명은 분말 상태의 내용물을 포장용기 내부로 투입하는 내용물 투입장치 및 이를 포함하는 포장용기 자동 포장시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분말 상태의 내용물이 포장용기에 정량으로 충진될 수 있도록 미리 지정된 정량의 내용물을 포장용기의 입구로 자동 투입하는 내용물 투입장치 및 이를 포함하여 이를 포함하는 포장용기 자동 포장시스템에 관한 것이다.

커피 등과 같이 미세 분말로 된 내용물(이하 분말가루로 통칭함)의 사용을 편리하기 위해 사용되는 포장용기로, 대표적으로 필름 등의 포장지를 파우치형으로 접착하여 생산되는 파우치형 포장용기가 있다.

이러한 파우치형 포장용기는, 휴대가 간편하고, 포장비용이 비교적 저렴한 장점을 가지고 있다. 그리고 파우치형 포장용기의 포장은 내약성, 내화학성 등과 같이 인체에 무해한 포장지를 이용하여 한 번에 충진할 만큼의 분말가루를 내부에 담아 외측 삼면을 열융착방식으로 접착하여 일정 크기로 단위 포장할 수 있어, 다양한 분말가루 제품의 포장에 사용되고 있다.

이러한 파우치형 포장용기를 자동 포장하는 포장시스템은 2개의 권취롤로부터 전, 후면 포장지가 공급되어, 양 포장지가 다수의 롤러들을 경유하면서 삼면 접착, 내용물 저장, 절단이 이루어져 포장이 완료된다.

즉, 일반적인 파우치형 포장용기 자동 포장시스템은 재료가 투입되는 호퍼와, 롤 형태로 감긴 포장지를 연속하여 공급하는 포장지 공급부와, 상기 포장지 공급부를 통하여 공급되는 포장지의 내부에 공간부를 형성하면서 열융착 등에 의한 방법으로 밀봉하는 접착부와, 상기 접착부에 의하여 포장지를 씰링할 때 상기 호퍼에 수용된 내용물 중 미리 지정된 정량을 포장지 내부로 투입하는 내용물 충진부와, 상기 내용물이 충진된 포장지의 세로접착면과 가로접착면을 각각 절단하는 커팅부로 구성되어, 포장지의 공급, 접착, 내용물 충진, 커팅이 단일의 시스템에서 자동으로 실시되어 개별단위로 파우치형 포장용기의 포장이 완료된다.

그러나, 상기 내용물 충진부는 그 내부에 종 방향으로 설치된 이송 스크류가 구비되는데, 제습제나 방습제 또는 손난로 원료 등 서로 응집되려는 경향성이 있는 내용물이 이송 스크류를 통과하는 경우에는 한꺼번에 많은 양이 포장용기로 떨어지기도 하고, 특정 순간에는 내용물이 포장용기로 전혀 떨어지지 않기도 하는 등, 포장용기로 떨어지는 내용물의 양이 일정하지 않은 경우가 빈번하게 발생되었다. 이러한 현상이 빈번하게 발생하게 되면 1회 포장분에 적절한 양의 내용물을 정밀 계량하여 포장하는 것이 어려워지는 문제가 있었다.

대한민국 공개특허 제10-2018-0001934호(2018.01.05 공개) 대한민국 공개특허 제10-2005-0029177호(2005.03.24 공개) 대한민국 공개실용신안 제20-2013-0003270호(2013.06.03 공개) 대한민국 공개특허 제10-2009-0066009호(2009.06.23 공개)

따라서, 본 발명의 제1 목적은 제습제, 방습제, 손난로 원료 등 서로 응집되려는 경향성이 있는 분말 상태의 내용물을 사용하더라도 정량을 신속하고 빠르게 충진하며, 그 구조를 간소화할 수 있는 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 제2 목적은 분산공정과 분쇄공정을 통과한 내용물을 투입라인의 상측에 자동으로 투입하여 내용물 투입공정의 속도를 단축할 수 있는 포장용기 자동 포장시스템을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 외부로부터 공급된 분말 상태인 내용물의 수용공간을 제공하는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 횡방향으로 설치되고 호퍼의 내부에 배치되며 상부가 개방된 내부 수용관 및 상기 내부 수용관에 연통되고 상기 호퍼의 외부에 배치되는 외부 수용관으로 구성된 스크류 수용관과, 상기 스크류 수용관의 상부에 설치되어 상기 호퍼의 내부에서 뭉쳐져 있는 내용물을 분산시키는 교반기와, 상기 스크류 수용관에 설치되는 스크류, 및 상기 스크류에 연결되어 스크류를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동 모터를 포함하는 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치에 있어서, 상기 스크류는 상기 스크류 수용관의 길이보다 긴 길이를 갖도록 형성되어 상기 내부 수용관 및 외부 수용관에 위치하도록 설치되고, 외부로부터 주입된 공기가 길이 방향을 따라 이동할 수 있도록 중앙에 중앙 공기통로가 형성되며, 외부로부터 주입된 공기가 내부 수용관에서 배출되도록 내부 수용관에 위치한 말단에 상기 중앙 공기통로에 연통된 복수개의 제1 배출구가 형성된 중심봉, 및 상기 중심봉의 길이 방향을 따라 외주면에 구비된 회오리 날개로 구성된 것을 특징으로 하는 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 제2 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 전술한 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치를 포함하는 포장용기 자동 포장시스템을 제공한다.

본 발명에 의하면, 제습제나 방습제 또는 손난로 원료 등 서로 응집되려는 경향성이 있는 내용물을 포장용기의 내부로 투입하더라도 미리 지정된 정량을 정확하게 투입할 수 있다.

그리고 본 발명은 내용물을 횡형으로 이동시키는 투입라인으로 공급하기 전에 분산과정을 수행하고, 내용물이 투입라인으로부터 배출되기 전에 공기 분사과정을 수행하여 내용물이 응집된 상태로 투입라인에 잔존하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 포장용기 공급과 분말 상태의 내용물 주입 및 씰링이 신속하고 정확하게 진행되므로, 생산성이 높고 불량률이 낮으며, 구성이 간단하여 가격이 저렴하고 높은 정밀도를 요구하는 것이 아니므로 비교적 고장률이 낮다.

아울러, 본 발명은 분말 상태의 내용물이 포장용기로 이송되는 과정 중 끼게 되는 현상이 적고, 내용물의 이송이 원활하기 때문에 내용물 투입장치의 고장이 덜 발생하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내용물 투입장치를 나타내는 부분투과 측면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내용물 투입장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포장용기 자동 포장시스템을 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접착장치 및 커팅장치를 설명하기 위한 사시도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치(이하, '내용물 투입장치'라고 약칭함)를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 내용물 투입장치를 나타내는 부분투과 측면도이며, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 내용물 투입장치를 나타내는 단면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 분말 상태의 내용물이 수용되는 호퍼(110)와, 상기 호퍼(110)의 내부에 횡방향으로 설치되는 스크류 수용관(120)과, 상기 스크류 수용관(120)의 내부에 설치되는 스크류(130)와, 상기 스크류(130)에 연결되어 스크류(130)를 회전시키는 구동 모터(140), 및 상기 스크류 수용관의 상부에 설치되어 내용물을 분산시키는 교반기(150)를 포함한다.

이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 호퍼(110)를 포함한다.

상기 호퍼(110)는 외부로부터 공급된 분말 상태인 내용물의 수용공간을 제공하는 것으로, 스크류 수용관(120)과 스크류(130) 및 구동 모터들의 설치공간을 제공한다.

이러한 호퍼(110)는 상부의 단면적이 넓고 하부로 갈수록 단면적이 점차 좁아지는 상광하협형 구조를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 호퍼(110)는 외부로부터 공급된 분말 상태의 내용물이 다량 저장된 상태에서 내용물의 잔량이 일정량 이하로 떨어지면, 센서가 이를 감지하여 외부로부터 내용물을 추가적으로 공급되어 채워지도록 구성될 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 스크류 수용관(120)을 포함한다.

상기 스크류 수용관(120)은 상기 호퍼(110)의 하부에 횡방향으로 설치되는 것으로, 호퍼의 하부에 횡방향으로 설치되고 호퍼의 내부에 배치되며 상부가 개방된 내부 수용관(122) 및 상기 내부 수용관(122)에 연통되고 호퍼의 외부에 배치되는 외부 수용관(124)으로 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 내부 수용관(122)은 길이 방향을 따라 자유 낙하하는 내용물이 원활히 투입될 수 있도록 호퍼(110) 내부의 구간에서 상부가 개방된다. 다시 말해, 호퍼(110) 내부에 위치한 내부 수용관(122)은 상부가 개방되며, 호퍼(110) 외부에 위치한 외부 수용관(124)은 상부가 개방되지 않는다.

이와 같이, 호퍼(110)의 내부에 위치한 내부 수용관(122)의 전 구간에서 상부가 개방되어 있기 때문에 스크류 수용관(120)의 내부에 설치된 스크류(130)가 회전하지 않더라도 내부 수용관(122)의 내부로 내용물이 원활히 충진될 수 있다. 다시 말해, 내용물 유입구가 내부 수용관(122)의 상단 일부에만 형성되어 있으면 스크류 수용관(120)에 설치된 스크류(130)가 회전하지 않는 경우 상기 내용물 유입구가 막히게 되는 문제가 발생되고, 내부 수용관(122)의 내부에 내용물이 충분히 충진되지 않은 상태에서 스크류(130)가 회전하게 되면 미리 지정된 정량의 내용물이 포장용기로 투입되지 못하는 문제가 발생될 수 있으나, 본 발명은 내부 수용관(122)의 내부로 내용물이 유입되는 통로가 호퍼(110)의 길이 방향을 따라 전 구간에 형성되어 있으므로 전술한 문제를 모두 예방할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 스크류(130)를 포함한다.

상기 스크류(130)는 스크류 수용관(120)에 설치되는 것으로, 회전 각도 및 회전 횟수에 따라 내부 수용관(122)의 내부에 수용된 내용물을 이동시켜 외부 수용관(124)의 말단으로 배출하는 기능을 제공한다.

본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 스크류 수용관(120)의 내부에 설치된 스크류(130)의 회전에 따라 내부 수용관(122)에 수용된 내용물이 외부 수용관(124)의 말단으로 이동된 후 외부로 배출되므로, 스크류 수용관(120)을 통해 배출되는 내용물의 양을 세밀하게 조정할 수 있다.

구체적으로, 스크류(130)는 중심봉(131) 및 회오리 날개(135)로 구성된다.

상기 중심봉(131)은 스크류 수용관(120)의 길이보다 긴 길이를 갖도록 형성되는 것으로, 내부 수용관(122) 및 외부 수용관(124)에 위치하도록 설치된다. 그리고 중심봉(131)은 그 선단이 스크류 수용관(120)의 외부로 노출되어 구동 모터(140)에 결합된다.

아울러, 중심봉(131)은 외부로부터 주입된 공기가 길이 방향을 따라 이동할 수 있도록 중앙에 중앙 공기통로가 형성되며, 외부로부터 주입된 공기가 외부 수용관에서 배출되도록 외부 수용관에 위치한 말단에 상기 중앙 공기통로에 연통된 복수개의 제1 배출구(132)가 형성된다.

필요에 따라, 복수개의 제1 배출구(132)는 내부 수용관(122)으로부터 멀어질수록 점차 넓은 면적을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는, 복수개의 제1 배출구(132)가 일정한 면적을 갖도록 형성되면, 내부 수용관(122)에 인접한 외부 수용관(124)의 선단에 구비된 제1 배출구(132)가 가장 많은 양의 공기가 배출되고, 점차 외부 수용관(124)의 말단에 가까워질수록 배출되는 공기의 양이 감소하는 문제가 발생되기 때문이다.

또한, 복수개의 제1 배출구(132)는 중심축을 기준으로 15 내지 30°의 경사각(Q)을 갖는 웨지형 관통홀로 형성되는 것이 바람직하다. 다시 말해, 제1 배출구(132)는 중심봉(131)의 내부면에서 외부면으로 갈수록 단면적이 점차 좁아지는 구조를 갖는다. 여기서, 상기 중심축은 중심봉(131)의 상하단면을 기준으로 중심봉(131)의 중심과 제1 배출구(132)의 중심을 연결한 축을 의미한다.

이와 같이, 제1 배출구(152)가 웨지형 구조를 갖도록 형성되면 직경이 일정한 경우에 비해 마찰 손실값이 20~35% 정도 감소된다. 이때, 웨지형 관통홀의 경사각이 15° 미만이면 마찰 손실값이 20% 미만으로 줄어들며, 웨지형 관통홀의 경사각이 30°를 초과하면 웨지형 관통홀을 중심봉(131)에 형성하는 것이 어려워진다.

아울러, 스크류 수용관(120)의 외부로 노출된 중심봉(131)의 선단에는 상기 중앙 공기통로에 연통된 유입구가 형성되며, 상기 유입구는 외부로부터 공급된 공기의 이동 통로를 제공하는 공기공급관(미도시)에 연결된다. 그리고 공기공급관은 그 일측에 공기공급관의 개폐를 조절하는 밸브가 구비되며, 그 말단에 압축공기를 저장하는 공기저장탱크나 대기 중의 공기를 유입시키는 송풍기가 설치된다. 이와 같이, 중심봉(131)은 그 선단에서 유입된 공기를 길이 방향을 따라 이동시킨 다음 그 말단에서 배출시킨다.

상기 회오리 날개(135)는 중심봉(131)의 길이 방향을 따라 외주면에 구비된 것으로, 회전되는 동안 내용물은 일 방향으로 이동시키는 기능을 제공한다. 이때, 회오리 날개(135)는 그 표면에 부착된 내용물이 회오리 날개(135)로부터 이탈되어 원활히 스크류 수용관의 외부로 배출될 수 있도록 표면에서 공기를 분출할 수 있게 구성될 수 있다. 이를 위해, 회오리 날개(135)는 외부 수용관(124)에 위치한 회오리 날개(135)의 표면에서 공기가 배출될 수 있도록 상기 중앙 공기통로에 연통된 복수개의 제2 배출구(미도시)가 상기 외부 수용관(124)에 위치한 회오리 날개의 표면에 형성된다.

다만, 스크류(130)가 설치된 스크류 수용관(120)의 내부에 내용물이 충분히 수용되지 않으면, 스크류(130)의 회전각도 및 스크류(130)의 회전 횟수에 따라 미리 설정된 내용물의 양이 배출되지 않는 문제가 발생될 수 있다. 이는, 스크류 수용관(120)을 통한 내용물의 배출양이 스크류 수용관(120)의 내부에 내용물이 가득 충진된 상태를 기준으로 설정되기 때문이다.

따라서, 호퍼(110) 내부의 전 구간에서 스크류 수용관(120)의 내부에 내용물이 가득 충진되는 것이 중요하므로, 내부 수용관(122)이 상부가 개방된 형태로 한정되는 것이다. 이때, 호퍼(110) 외부에 위치한 외부 수용관(124)의 상부가 개방되면 내용물이 원하는 방향으로 배출될 수 없으므로, 호퍼(110) 외부에 위치한 외부 수용관(124)의 상부는 개방되지 않는다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 구동 모터(140)를 포함한다.

상기 구동 모터(140)는 상기 스크류(130)에 연결되어 스크류(130)를 회전시키는 구동력을 제공하는 것으로, 호퍼(110)의 외측면에 설치될 수 있다. 이러한 구동 모터(140)는 스크류(130)의 회전각도와 회전횟수를 세밀하게 제어할 수 있도록 서보 모터를 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 구동 모터(140)는 제어반에 전기적으로 연결되어 제어반의 제어에 따라 동작한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 교반기(150)를 포함한다.

상기 교반기(150)는 상기 스크류 수용관(120)의 상부에 설치되어 상기 호퍼(110)의 내부에서 뭉쳐져 있는 내용물을 분산시키는 것으로, 스크류 수용관(120)의 내부에 분말 상태의 내용물이 가득 충진될 수 있도록 내용물을 분산시키는 기능을 제공한다.

본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 스크류(130)의 회전각도 및 회전횟수에 따라 외부 수용관(124)의 말단으로 배출되는 내용물의 양이 결정되기 때문에 내용물 투입량의 오차가 발생되지 않도록 내용물을 호퍼(110) 내부에 위치한 내부 수용관(122)의 전 구간으로 균일하게 분산시켜 주는 기술을 적용한다.

구체적으로, 상기 교반기(150)는 스크류 수용관(120)의 상부에 횡방향으로 설치되는 회전봉(152)과, 상기 회전봉(152)의 길이 방향을 따라 일정간격으로 구비되는 복수개의 회전 날개(154), 및 상기 회전봉(152)에 연결되어 회전봉(152)을 회전시키는 구동력을 제공하는 구동력 제공수단(156)을 포함한다. 이때, 회전 날개(154)는 회전봉(152)의 외주면을 따라 방사상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 구동력 제공수단(156)은 모터 및 기어 등 회전봉(152)에 결합되어 회전봉(152)을 회전시킬 수 있는 것이라면 어떠한 것을 사용하여도 무방하다. 이러한 구동력 제공수단(156)은 제어반에 전기적으로 연결되어 제어반의 제어에 따라 동작한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 분쇄기(160)를 더 포함할 수 있다.

상기 분쇄기(160)는 호퍼의 내부에서 교반기와 스크류 수용관의 사이에 설치되는 것으로, 교반기에 분산된 내용물을 분쇄시키는 기능을 제공한다.

구체적으로, 상기 분쇄기(160)는 도 2에 도시된 바와 같이 교반기의 하부에 교반기와 동일 방향으로 설치되는 제1 톱니롤러(162) 및 제2 톱니롤러(164)와, 상기 제1 톱니롤러(162) 및 제2 톱니롤러(164)에 연결되어 제1 톱니롤러(162) 및 제2 톱니롤러(164)를 회전시키는 구동력을 제공하는 제2 구동력 제공수단으로 구성될 수 있다. 이러한 제2 구동력 제공수단은 제어반에 전기적으로 연결되어 제어반의 제어에 따라 동작한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 거름망(170)을 더 포함할 수 있다.

상기 거름망(170)은 분쇄기의 하부에 설치되는 것으로, 분쇄기에 의해 분쇄된 내용물 중 소정 크기 이하로 분쇄된 내용물을 통과시키는 기능을 제공한다. 이를 위해, 거름망(170)에는 일정간격으로 미리 지정된 길이의 직경을 갖도록 형성된 내용물 거름공(178)이 구비된다.

또한, 거름망(170)은 내용물 거름공을 통과하지 못한 내용물이 분쇄기의 톱니롤러에 접촉될 수 있는 위치에서 안착되는 공간을 제공하여 분쇄기의 톱니롤러에 의해 재 분쇄될 수 있는 기회를 제공한다.

보다 구체적으로, 상기 거름망(170)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 톱니롤러(162)에 밀착되도록 제1 톱니롤러(162)에 대응되는 곡면을 갖도록 형성된 제1 거름망(172)과, 제2 톱니롤러(164)에 밀착되도록 제2 톱니롤러(164)에 대응되는 곡면을 갖도록 형성된 제2 거름망(174), 및 상기 제1 거름망(172)과 제2 거름망(174) 사이에 설치되어 제1 거름망(172)과 제2 거름망(174)의 이격공간을 밀폐시키는 연결판(176)으로 구성된다.

필요에 따라, 본 발명은 거름망(170)을 통과한 내용물이 내부 수용관의 개방된 상부로 유입되도록 거름망(170)과 내부 수용관(122)의 사이에 경사지게 설치되는 내용물 가이드판이 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 내용물 가이드판은 제1 거름망(172)을 통과한 내용물이 제1 내부 수용관의 개방된 상부로 유입되도록 제1 거름망(172)과 제1 내부 수용관 사이에 설치된 제1 내용물 가이드판(182) 및 제2 내용물 가이드판(184)과, 제2 거름망(174)을 통과한 내용물이 제2 내부 수용관의 개방된 상부로 유입되도록 제2 거름망(174)과 제2 내부 수용관 사이에 설치된 제3 내용물 가이드판(186) 및 제4 내용물 가이드판(188)으로 구성될 수 있다.

이때, 제1 내용물 가이드판(182)과 제2 내용물 가이드판(184)은 일단이 제1 거름망(172)과 볼트 등을 통해 결합되고, 타단이 제1 내부 수용관과 볼트 등을 통해 결합된다. 그리고 제3 내용물 가이드판(186)과 제4 내용물 가이드판(188)은 일단이 제2 거름망(174)과 볼트 등을 통해 결합되고, 타단이 제2 내부 수용관과 볼트 등을 통해 결합된다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)는 투입노즐(미도시)을 더 포함할 수 있다.

상기 투입노즐은 상기 호퍼(110)의 외부에 배치된 스크류 수용관(120)의 타단에 연통되도록 결합되는 것으로, 포장용기의 입구까지 내용물의 이동경로를 제공한다. 이를 위해, 투입노즐은 일단이 스크류 수용관(120), 예컨대 외부 수용관(124)에 결합되며, 상기 일단에 대향되는 타단이 접착장치(300)의 상부에 배치된다.

이러한 투입노즐은 소량의 내용물이 각 포장용기마다 정량으로 투입될 수 있도록 깔때기형 구조를 갖도록 형성될 수 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 포장용기 자동 포장시스템을 설명하기 위한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 접착장치 및 커팅장치를 설명하기 위한 사시도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 내용물 투입장치(100)를 포함하는 포장용기 자동 포장시스템은 롤 형태로 감긴 포장지를 연속하여 공급하는 포장지 공급장치(200)와, 상기 포장지 공급장치(200)를 통하여 공급되는 포장지의 내부에 공간부를 형성하면서 밀봉하여 포장용기를 생성하는 접착장치(300)와, 상기 접착장치(300)에 의하여 포장지를 씰링할 때 외부로부터 공급된 분말 상태인 내용물 중 미리 지정된 정량을 포장용기의 내부로 투입하는 내용물 투입장치(100)와, 상기 내용물이 충진된 포장용기의 세로접착면과 가로접착면을 각각 절단하는 커팅장치(400) 및, 상기 포장지 공급장치(200)와 접착장치(300)와 내용물 투입장치(100) 및 커팅장치(400)의 동작을 제어하는 제어반(미도시)을 포함한다.

본 발명에 따른 포장용기 자동 포장시스템을 구성하는 포장지 공급장치(200)는 포장용기를 구성하는 전면 포장지와 후면 포장지가 서로 접촉되도록 전면 포장지와 후면 포장지를 이동시키는 것으로, 내용물 투입장치(100)를 중심으로 좌측 상부에 설치되는 전면 포장지 롤과, 상기 내용물 투입장치(100)를 중심으로 우측 상부에 설치되는 후면 포장지 롤, 및 각 포장지 롤에서 인출된 전면 포장지와 후면 포장지의 이동 경로를 제공하도록 거치대에 설치되는 복수개의 가이드 롤을 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 포장용기 자동 포장시스템을 구성하는 접착장치(300)는 포장지 공급장치(200)를 통해 이동된 전면 포장지와 후면 포장지의 밑면과 양 측면을 접착시키고, 상측 개방부를 통해 내용물이 투입되면 상면을 접착시키는 것이다.

상기 접착장치(300)는 전면 포장지와 후면 포장지를 서로 접촉시킨 후 상단이 개봉되고 양측단과 하단이 접합되어 내부에 내용물의 저장공간을 형성하도록 양측단과 하단을 열접합시킨다. 이때, 전면 포장지와 후면 포장지는 인체에 무해하면서 열융착 가능하도록 이루어진 합성수지 필름 또는 알루미늄 필름이 사용될 수 있다.

구체적으로, 접착장치(300)는 상기 가이드 롤 통과해 서로 마주하도록 공급되는 전면 포장지와 후면 포장지의 양 측면을 길이방향으로 융착하는 사이드씰링부(310), 및 상기 사이드씰링부(310)와 일정거리 이격되어 전면 포장지와 후면 포장지의 하부 및 그 다음 전면 포장지와 후면 포장지의 상부를 가로방향으로 융착하는 상하씰링부(320)를 포함하여 구성된다. 이때, 사이드씰링부(310)와 상하씰링부(320)에는 전면 포장지와 후면 포장지를 열융착시키기 위한 히터가 구비되고, 이러한 히터의 발열온도는 제어반에 의해 제어된다.

필요에 따라, 상기 사이드씰링부(310)는 내용물 투입장치(100)에 의해 내용물 투입경로가 2개로 마련된 경우, 1회 동작을 통해 2개의 포장용기를 생성할 수 있도록 구성된다. 이를 위해, 사이드씰링부(310)는 가이드 롤을 통과해 일측면이 서로 마주하도록 공급되는 전면 포장지와 후면 포장지의 좌 측면을 길이방향으로 융착하는 제1 사이드 융착롤러와, 가이드 롤을 통과해 일측면이 서로 마주하도록 공급되는 전면 포장지와 후면 포장지의 우 측면을 길이방향으로 융착하는 제2 사이드 융착롤러, 및 가이드 롤을 통과해 일측면이 서로 마주하도록 공급되는 전면 포장지와 후면 포장지의 중앙을 길이방향으로 융착하는 중앙 융착롤러를 포함한다. 이에 따라, 사이드씰링부(310)를 통과한 포장용기는 동일 선상에서 2개의 내용물 투입공간이 마련된다.

본 발명에 따른 포장용기 자동 포장시스템을 구성하는 내용물 투입장치(100)는 미리 지정된 정량의 내용물을 포장용기에 투입하는 것으로, 외부로부터 공급된 분말 상태인 내용물의 수용공간을 제공하는 호퍼(110)와, 상기 호퍼(110)의 내부에 횡방향으로 설치되는 스크류 수용관(120)과, 상기 스크류 수용관(120)의 내부에 설치되는 스크류(130)와, 상기 스크류(130)에 연결되어 스크류(130)를 회전시키는 구동 모터(140), 및 상기 스크류 수용관의 상부에 설치되어 내용물을 분산시키는 교반기(150)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 스크류 수용관(120)은 일렬로 나란히 호퍼(110)의 하부에 복수개, 바람직하게는 2개 내지 5개가 설치될 수 있으며, 이에 한정되지는 않는다. 이와 같이, 본 발명은 내용물의 투입경로를 복수 개 마련할 수 있으므로, 한번에 2개 이상의 포장용기를 생산할 수 있게 된다.

상기 스크류(130)는 각 스크류 수용관(120)의 내부에 1개씩 설치되어 스크류 수용관(120)의 내부에 수용된 분말 상태의 내용물이 외부 수용관(124)의 말단으로 배출되도록 자체적인 회전을 통해 분말 상태의 내용물을 이동시킨다.

또한, 내용물 투입장치(100)는 선택적으로 분쇄기(160)와 거름망 및 내용물 가이드판을 더 포함하여 구성될 수 있다.

이러한 호퍼(110), 스크류 수용관(120), 스크류(130), 구동 모터(140), 교반기(150), 분쇄기(160), 거름망 및 내용물 가이드판은 도 1 및 도 2를 통해 설명한 호퍼(110), 스크류 수용관(120), 스크류(130), 구동 모터(140), 교반기(150), 분쇄기(160), 거름망 및 내용물 가이드판과 동일한 구성이므로 중복된 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 포장용기 자동 포장시스템을 구성하는 커팅장치(400)는 내용물이 충진된 포장용기를 하나의 단위부재로 절단하는 것으로, 접착장치(300), 바람직하게는 상하부씰링부와 일정거리 이격된 곳에 설치되며, 포장용기의 상부밀폐부와 그 다음 포장용기의 하부밀폐부 사이를 커팅하여 포장용기를 하나의 단위부재로 분리한다.

구체적으로, 커팅장치(400)는 포장용기를 중심으로 포장용기의 일측에 설치되어 포장용기에 접촉되도록 횡 이동하는 지지블록, 및 상기 포장용기를 중심으로 지지블록의 반대 방향에서 지지블록과 마주보도록 설치되어 포장용기에 접촉되도록 횡 이동하는 커팅블록을 포함한다. 이때, 상기 커팅블록은 지지블록과 마주보는 표면에 수평칼날이 구비되어 포장용기 및 지지블록과 접촉하는 과정 중에 포장용기를 절단한다.

필요에 따라, 상기 커팅장치(400)는 내용물 투입장치(100)에 의해 내용물 투입경로가 2개로 마련된 경우, 중앙 융착롤러에 의해 중앙이 길이방향으로 융착된 포장용기의 중심부를 길이방향을 따라 절단하도록 거치대에 설치되는 중앙 커팅칼날을 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 커팅장치(400)는 사이드씰링부(310)에 의하여 양 측면이 융착된 포장용기의 외측부분을 커팅하도록 거치대에 설치되는 사이드 커팅칼날을 더 포함할 수 있다. 이러한 사이드 커팅칼날은 상기 중앙 커팅칼날의 좌측과 우측에 배치되도록 각각 구비되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 포장용기 자동 포장시스템을 구성하는 제어반은 모든 구성요소들을 구동시키는 모터에 연결되어 상기 모터의 동작을 제어하는 것으로, 거치대에 설치되며, 관리자로부터 전체 ON/OFF 신호와 초당 스크류 회전속도를 입력받을 수 있는 입력장치가 연결될 수 있다.

구체적으로, 포장용기 자동 포장시스템의 동작시작을 요청하는 ON 신호가 입력되면 제어반은 먼저 롤 형태로 권취된 전면 포장지와 후면 포장지의 선단부를 인출하여 가이드 롤들을 통과시킨 후, 전면 포장지와 후면 포장지가 서로 마주보도록 접착장치(300)의 사이드씰링부(310)로 끼워 넣는다. 이때, 전면 포장지와 후면 포장지는 사이드씰링부(310)의 제1 사이드 융착롤러 및 제2 사이드 융착롤러에 의해 양 측면이 길이방향을 따라 밀봉되고, 제1 사이드 융착롤러와 제2 사이드 융착롤러 사이의 중앙에 위치한 중앙 융착롤러에 의해 중앙부가 길이방향을 따라 밀봉된다.

그 다음, 제어반은 사이드씰링부(310)를 통해 양 측면이 밀봉된 포장용기를 상기 사이드씰링부(310)의 하부에 위치한 상하씰링부(320)로 끼워 넣어 포장용기의 하단을 밀봉시킨다.

이 후, 제어반은 양 측면과 중앙 및 하단이 밀봉되어 제1 내용물 수용공간과 제2 내용물 수용공간이 형성된 포장용기로 내용물 투입장치(100)를 제어하여 미리 지정된 정량의 내용물을 투입시킨다. 이때, 내용물 공급장치의 제1 스크류 수용관(120)의 타단으로 배출된 내용물은 제1 스크류 수용관(120)에 연통된 제1 투입노즐을 통해 제1 내용물 수용공간으로 투입되고, 제2 스크류 수용관(120)의 타단으로 배출된 내용물은 제2 스크류 수용관(120)에 연통된 제2 투입노즐을 통해 제2 내용물 수용공간으로 투입된다.

이어서, 제어반은 내용물이 투입된 포장용기를 아래 방향으로 이동시켜 포장용기의 상단을 상하씰링부(320)를 통해 밀봉시킨다.

그 다음, 제어반은 상단이 밀봉된 포장용기를 아래 방향으로 이동시켜 커팅장치(400)의 중앙 커팅칼날을 통해 제1 내용물 수용공간과 제2 내용물 수용공간 사이의 중앙 밀폐부를 길이방향을 따라 절단하고, 상기 중앙 커팅칼날의 좌측에 배치된 제1 사이드 커팅칼날을 통해 제1 내용물 수용공간에 인접한 포장용기의 측면 밀폐부를 길이방향을 따라 절단하며, 상기 중앙 커팅카날의 우측에 배치된 제2 사이드 커팅카날을 통해 제2 내용물 수용공간에 인접한 포장용기의 측면 밀폐부를 길이 방향을 따라 절단한다.

마지막으로, 제어반은 중앙과 양 측면이 커팅된 포장용기를 아래 방향으로 이동시켜 포장용기의 상부밀폐부와 그 다음 포장용기의 하부밀폐부 사이를 커팅장치(400)의 커팅블록을 통해 절단하여 포장용기를 2개의 단위부재로 분리한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 내용물 투입장치 110 : 호퍼
120 : 스크류 수용관 130 : 스크류
132 : 중심봉 134 : 회오리 날개
140 : 구동 모터 150 : 교반기
152 : 회전봉 154 : 회전 날개
156 : 구동력 제공수단 160 : 분쇄기
170 : 거름망 172 : 제1 거름망
174 : 제2 거름망 182 : 제1 내용물 가이드판
184 : 제2 내용물 가이드판 186 : 제3 내용물 가이드판
188 : 제4 내용물 가이드판 200 : 포장지 공급장치
300 : 접착장치 310 : 사이드씰링부
320 : 상하씰링부 400 : 커팅장치

Claims

외부로부터 공급된 분말 상태인 내용물의 수용공간을 제공하는 호퍼와, 상기 호퍼의 하부에 횡방향으로 설치되고 호퍼의 내부에 배치되며 상부가 개방된 내부 수용관 및 상기 내부 수용관에 연통되고 상기 호퍼의 외부에 배치되는 외부 수용관으로 구성된 스크류 수용관과, 상기 스크류 수용관의 상부에 설치되어 상기 호퍼의 내부에서 뭉쳐져 있는 내용물을 분산시키는 교반기와, 상기 스크류 수용관에 설치되는 스크류, 및 상기 스크류에 연결되어 스크류를 회전시키는 구동력을 제공하는 구동 모터를 포함하는 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치에 있어서,
상기 스크류는 상기 스크류 수용관의 길이보다 긴 길이를 갖도록 형성되어 상기 내부 수용관 및 외부 수용관에 위치하도록 설치되고, 외부로부터 주입된 공기가 길이 방향을 따라 이동할 수 있도록 중앙에 중앙 공기통로가 형성되며, 선단에 상기 중앙 공기통로에 연통된 유입구가 형성되고, 상기 유입구에 외부로부터 공급된 공기의 이동통로를 제공하는 공기공급관이 연결되며, 외부로부터 주입된 공기가 외부 수용관에서 배출되도록 외부 수용관에 위치한 말단에 상기 중앙 공기통로에 연통된 복수개의 제1 배출구가 형성된 중심봉, 및 상기 중심봉의 길이 방향을 따라 외주면에 구비된 회오리 날개로 구성되고,
상기 복수개의 제1 배출구는 상기 중심봉의 내부면에서 외부면으로 갈수록 단면적이 점차 좁아지는 구조를 갖도록 중심축을 기준으로 15 내지 30°경사각(Q)을 갖는 웨지형 관통홀로 형성되고, 상기 내부 수용관으로부터 멀어질수록 점차 넓은 면적을 갖도록 형성되며,
상기 호퍼의 내부에서 상기 교반기와 상기 스크류 수용관의 사이에 설치되어 상기 교반기에 의해 분산된 내용물을 분쇄시키는 분쇄기;
상기 분쇄기의 하부에 설치되고 상기 분쇄기에 의해 분쇄된 내용물을 통과시키는 다수개의 관통공이 형성된 거름망; 및
상기 거름망을 통과한 내용물이 상기 내부 수용관의 개방된 상부로 유입되도록 상기 거름망과 내부 수용관의 사이에 경사지게 설치되는 내용물 가이드판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치.
제1 항에 있어서, 상기 회오리 날개는
상기 외부 수용관에 위치한 회오리 날개의 표면에서 공기가 배출될 수 있도록 상기 중앙 공기통로에 연통된 복수개의 제2 배출구가 상기 외부 수용관에 위치한 회오리 날개의 표면에 형성된 것을 특징으로 하는 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치.
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제1 항에 있어서,
상기 분쇄기는 상기 교반기의 하부에 교반기와 동일 방향으로 설치되는 제1 톱니롤러 및 제2 톱니롤러, 및 상기 제1 톱니롤러 및 제2 톱니롤러에 연결되어 제1,2 톱니롤러를 회전시키는 구동력을 제공하는 제2 구동력 제공수단으로 구성되며,
상기 거름망은 제1 톱니롤러에 밀착되도록 제1 톱니롤러에 대응되는 곡면을 갖도록 형성된 제1 거름망과, 제2 톱니롤러에 밀착되도록 제2 톱니롤러에 대응되는 곡면을 갖도록 형성된 제2 거름망, 및 상기 제1 거름망과 제2 거름망 사이에 설치되어 제1 거름망과 제2 거름망의 이격공간을 밀폐시키는 연결판으로 구성되는 것을 특징으로 하는 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치.
삭제
제1 항에 따른 횡형 공급방식을 이용한 내용물 투입장치를 포함하는 포장용기 자동 포장시스템.