KR20030084500A - 누설차단기능이 개량된 입자상(粒子狀) 내용물의 충전장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 잔량의 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치는 완성된 충전내용물이 통과하는 제품공급슈트(11); 상기 제품공급슈트(11)를 통하여 충전내용물을 전달받는 공급호퍼(12); 상기 공급호퍼(12)의 출구와 연결되고 상기 공급호퍼(12)로부터 유입된 충전내용물을 하부의 출구로 배출하는 메인호퍼(31); 일단이 상기 메인호퍼(31)의 출구와 결착되고, 충전내용물을 관 내부를 통과하여 타단으로 배출하는 오거관(33); 상기 오거관(33)내에서 회전하여 충전내용물을 상기 오거관(33)의 타단으로 밀어내어 배출하는 오거스크류(34); 상기 오거스크류(34)를 회전/정지하는 서보모터(21); 상기 오거관(33)의 타단에 결착되고, 출구의 개폐에 의하여 충전내용물을 차단 혹은 통과시키는 누설차단 통(400); 및 상기 누설차단 통(400)의 출구의 개폐를 위한 동력을 제공하는 구동실린더(450);를 구비한다. 본 발명에서는 압축공기에 의하여 회전 작동하는 차단판(406)의 개폐작용으로 인하여 내용물 충전후 누출량을 완벽히 차단하여 작업환경을 깨끗하게 유지할 수 있고 구증율을 감소시켜 원가를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 종전의 리스트릭 망을 그대로 사용할 수 있어 내용물을 파쇄하는 효과를 거둘 수 있는 장점이 있다.

Description

누설차단기능이 개량된 입자상(粒子狀) 내용물의 충전장치{Apparatus for filling bags with the particles of contents, having an improved interception of the contents}

본 발명은 누설차단기능이 개량된 입자상(粒子狀) 내용물의 충전(充塡)장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 입자형태의 내용물을 제품에 투입한 후 잔량이 불필요하게 누설되는 것을 방지하도록 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치에 관한 것이다.

일반적으로 다시다, 조미료 등과 같이 입자 형태로 된 내용물을 제품용기에 투입하여 충전하는 경우에는 충전내용물을 담은 호퍼(hopper)의 아래에 나팔 형상의 오거관(auger tube)을 연결하여 오거관으로부터 나오는 내용물이 제품용기에 투입되도록 하고 있다. 상기 오거관 내에서는 나선형 스크류가 회전하여 내용물을 밀어내는데, 제품용기에 내용물의 충전이 완료된 이후에도 내용물의 잔량이 낙하하게 되면 제품용기 외부로 끈끈한 조미료 등이 착설되어 포장설비를 오염시키는 문제가 발생될 뿐만 아니라, 누설되는 양을 고려하여 전반적으로 제품용기 한 개당 투입되는 내용물의 양을 상향조정하여야 하므로 구증율{=(제품의 정량을 초과하여 추가로 주입되는 양)/(제품의 정량)}이 높아져 원료비가 상승하는 문제가 있다.

이러한 내용물 잔량의 누설문제를 방지하기 위해 종래의 내용물 충전장치에서는 오거관의 하부에 리스트릭 망 또는 스피너(spinner)를 부착하여 내용물 잔량이 리스트릭 망의 위 또는 스피너 위에 쌓여있도록 하였다.

이하 종래의 내용물 충전장치의 잔량 누설방지수단을 도1a, 도1b 및 도1c를 참조하여 설명한다.

도1a는 입자형태의 내용물을 충전하는 종래의 내용물 충전장치의 개략적 사시도이고, 도1b는 종래의 내용물 충전장치의 하부에 설치된 누설차단 통(40)과 리스트릭 망(42)의 상세도이며, 도1c는 종래의 내용물 충전장치의 누설차단 통(40)안에 스피너(43)가 설치된 것을 도시한다.

도1a를 참조하면, 입자 형태의 내용물이 제품공급슈트(11)를 통하여 공급호퍼(12)에 채워지면, 공급호퍼(12)의 내용물감지센서(13)가 작동하여 내용물이 일정한 높이로 유지되도록 한다. 메인호퍼(31)내의 회전축(24)과 플랜지에 의하여 결부된 에지테이팅 레이크(agitating rake, 32A)는 에지테이팅 모터(22)에 의하여 회전되며 메인호퍼(31)내의 내용물을 골고루 교반한다. 회전축(24)은 서보모터(21)에연결되어 회전하며, 회전축(24)의 하단부는 오거스크류(34)의 상단과 체결된다. 메인호퍼(31)의 하단 꼭지점 부근의 출구에는 오거관(33)이 결합된다. 오거관(33)의 하단부 외주면에는 나사탭이 형성되어 누설차단 통(40)이 결합된다. 누설차단 통(40)의 안쪽 빈 공간에는 도1B에 도시된 리스트릭 망(42)이 설치된다.

서보모터(21)는 별도의 제어장치로부터 인가되는 운전제어신호에 따라 회전 또는 정지하는데, 내용물을 제품용기(50)에 충전하는 동안은 회전하고, 충전을 마치면 다음 제품용기가 정위치로 이동할 때까지 정지한다. 서보모터(50)가 정지하면 오거스크류(34) 역시 정지하여 내용물을 더 이상 밀어내지 않는다. 그러나, 오거스크류(34)가 정지한 후에도 관성에 의하여 내용물이 누설되게 되는데, 이러한 누설잔량은 리스트릭 망(42)위에 쌓인다. 리스트릭 망(42)은 충전내용물의 형태, 밀도, 크기와 각 입자간의 엉김 상태를 고려하여, 별도의 힘을 가하지 않으면 리스트릭 망 위에 쌓인 내용물 입자가 아래로 떨어지지 않도록 설계된다.

그러나, 기존의 리스트릭 망은 일정한 크기, 밀도, 크기 및 엉김 상태를 가진 내용물 입자에 맞게 디자인 된 것이기 때문에 제조공정상의 변화로 내용물 입자의 과립의 크기, 형태 등이 변경되면 잔량의 흐르는 방향과 누설정도에 차이가 발생하여, 효과적으로 누설차단기능을 수행할 수 없는 문제점이 있었다. 즉, 다시다, 조미료 등의 입자의 과립도 개선이 이루어져 기존의 입자와 차이가 발생하면 종전에 성공적으로 쓰이던 리스트릭 망은 새로운 입자에 대해서는 전혀 사용할 수 없게 되는 문제점이 발생한 것이다.

이러한 문제에 대한 대안으로 접시형태의 스피너(43)를 리스트릭 망(42) 대신 사용하기도 하였다. 즉, 뚜껑(40A)과 몸체(40B)로 구성된 누설차단 통(40)의 내부에 스피너(43)를 설치하고 돌출턱(43A)에 의하여 고정되도록 한 다음 오거스크류(34)를 회전하였다가 정지하면 누설잔량은 스피너(43) 위에 더미처럼 쌓여 아래로 낙하하지 않는다. 그러나, 이러한 스피너(43)를 이용한 방식은 비록 누설잔량이 포장장치에 직접 떨어지는 것을 막는데는 효과적이라고 할지라도, 충전속도가 리스트릭 망을 이용한 경우보다 늦고, 만약 리스트릭 망을 이용하였다면 리스트릭 망과 부딪혀 으깨어질 덩어리가 그대로 제품용기로 유입되는 문제점이 있어 실제 사용하기 어려웠다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 충전내용물의 크기, 밀도, 형태가 변경되는 것과 상관없이 항상 일정한 방향으로 내용물이 흘러내리도록 하고 제품의 충전이 끝난 후에는 완벽한 누설차단기능을 발휘하여 구증 로스(loss)를 감소시켜 원가를 절감하고 주변의 환경을 더럽히지 않는 입자상 내용물의 충전장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1a, 도1b 및 도1c는 종래의 내용물 충전장치를 설명하기 위한 것으로서, 이 중 도1a는 입자형태의 내용물을 충전하는 종래의 내용물 충전장치의 개략적 사시도이고, 도1b는 종래의 내용물 충전장치의 하부에 설치된 누설차단 통(40)과 리스트릭 망(42)의 상세도이며, 도1c는 종래의 내용물 충전장치의 누설차단 통(40)안에 스피너(spinner,43)가 설치된 것을 도시한다.

도2는 본 발명에 따른 누설차단기능이 개량된 내용물 충전장치의 누설차단 통(400)과 구동실린더(450)의 개략 사시도이다.

도3은 도2의 누설차단 통(400)과 구동실린더(450)를 상세 사시도이다.

도4는 도3의 누설차단 통(400)과 구동실린더(450)를 차단판(406)이 위로 향하도록 하여 배치한 상세 사시도이다.

도5는 도4의 누설차단 통(400)과 구동실린더(450)의 분해 사시도이다.

도6은 본 발명에 따른 누설차단 통(400)과 구동실린더(450)의 원형기어들이 동작하는 메커니즘을 설명하는 평단면도이다.

도7a와 도7b는 본 발명에 따른 구동실린더(450)의 원형기어가 회전하는 방식을 개략적으로 설명한 평단면도 및 입단면도이다.

도8은 본 발명에 따른 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치의 현장적용상태를 개략적으로 도시한 것이다.

<도면중 주요 부분에 대한 부호설명>

10: 제품공급부 11: 제품공급슈트

12: 공급호퍼 13: 내용물감지센서

20: 구동모터부 21: 서보모터

22: 에지테이팅 모터(agitating motor)

22A, 22B,22C: 기어 24: 회전축

30: 제품혼합 및 주입부 31: 메인호퍼

32: 에지테이터 본체 32A: 에이테이팅 레이크

33: 오거관 34: 오거 스크루

40: 누설차단 통 42: 리스트릭 망

43: 스피너 43A: 돌출턱

50: 제품용기 51: 흡착관

52: 흡착빨판

400: 누설차단 통 401: 커버A

401A: 고정나사 401B: 나사구멍

402: 커버B 403: 차단판 덮개

404: 외측튜브 404A: 절개부

406: 차단판 406': 차단판 회전후

407: 커버C 409: 내측튜브

410: 연결판 410A: 고정나사

410B: 나사구멍 420: 리스트릭 망

450; 구동실린더 452A, 452B: 에어호스

455: 원형기어축 460A, 460B: 실린더공간

461A, 461B: 피스톤 462A, 462B: 일자기어

463A, 463B: 간격조절판 464A, 464B: 돌출턱

470: 기어케이스 472: 스러스트 볼 베어링

491, 492, 493, 494: 원형기어

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 입자형태의 충전내용물을 제품용기(50)에 충전한 후 포장하는 입자상 내용물의 충전장치에 있어서, 완성된 충전내용물이 통과하는 제품공급슈트(11); 상기 제품공급슈트(11)를 통하여 충전내용물을 전달받는 공급호퍼(12); 상기 공급호퍼(12)의 출구와 연결되고 상기 공급호퍼(12)로부터 유입된 충전내용물을 하부의 출구로 배출하는 메인 호퍼(31); 일단이 상기메인 호퍼(31)의 출구와 결착되고, 충전내용물을 관 내부를 통과하여 타단으로 배출하는 오거관(33); 상기 오거관(33)내에서 회전하여 충전내용물을 상기 오거관(33)의 타단으로 밀어내어 배출하는 오거스크류(34); 상기 오거스크류(34)를 회전/정지하는 서보 모터(21); 상기 오거관(33)의 타단에 결착되고, 출구의 개폐에 의하여 충전내용물을 차단 혹은 통과시키는 누설차단 통(400); 및 상기 누설차단 통(400)의 출구의 개폐를 위한 동력을 제공하는 구동실린더(450);를 구비하는 것을 특징으로 하는 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치를 제공한다.

이하 첨부한 도2 내지 도8을 참고하여 본 발명에 의한 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치를 상세히 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 누설차단기능이 개량된 내용물 충전장치의 누설차단 통(400)과 구동실린더(450)의 개략 사시도이며, 도3은 도2의 상세 사시도이고, 도4는 도3의 누설차단 통(400)과 구동실린더(450)를 뒤집은 상태의 사시도이다. 그리고, 도5는 도4의 누설차단 통(400)과 구동실린더(450)의 분해 사시도이다.

오거관(33)의 하단부에 형성된 나사 탭에 본 발명에 의한 누설차단 통(400)이 결합되며, 누설차단 통(400)의 측부에는 구동실린더(450)와 제4원형기어(494)가 배치된다. 본 발명의 일 실시예로서 제시된 누설차단 통(400)은 내경 부분이 오거관의 나사 탭(33)과 맞물리도록 된 커버A(401), 커버A(401)의 아래에 고정나사(401A)에 의하여 체결된 커버B(402), 일측에 절개부(404A)가 형성된 외측튜브(404), 소정각도 만큼 회전함에 의해서 출구를 개폐하는 차단판(406) 및 상기 차단판(406)을 덮도록 체결되는 차단판 덮개(403)로 구성되어 있다.

누설차단 통(400)의 커버B(402)의 일측에는 연결판(410)이 고정나사(410A)에 의하여 체결되며, 연결판(410)의 일면에는 압축공기에 의하여 작동하는 구동실린더(450)가 설치되고, 타면에는 제4원형기어(494)가 스러스트베어링(472)를 매개로 하여 설치된다.

도7a와 도7b는 본 발명에 따른 구동실린더(450)의 제3원형기어(493)가 회전하는 방식을 개략적으로 설명한 평단면도 및 입단면도이다.

먼저 도7A를 참고하면, 구동실린더(450)의 내부는 두개의 구분된 실린더공간(462A, 462B)으로 구성되며, 각 실린더공간(462A, 462B)내에는 피스톤(461A, 461B)이 설치된다. 피스톤(461A, 461B)의 서로 마주보는 일측에는 일자기어(462A, 462B)가 형성되고 일자기어(462A, 462B) 사이에는 제3원형기어(493)가 끼워 맞춰진다. 압축공기가 에어호스(452A, 452B)중 하나를 통하여 유입되면, 압축공기가 유입된 실린더 공간의 피스톤은 도7a의 좌측에서 우측으로 이동하며, 압축공기가 유입되지 않은 실린더 공간의 피스톤은 제3원형기어(493)를 매개하여 도7a의 우측에서 좌측으로 이동한다.

조정나사(451A, 451B)는 실린더 공간(460A, 460B)과 평행하게 구동실린더(450) 내부를 관통하여 설치된 웜(worm)형의 조정나사축(451A', 451B')과 연결되며 조정나사축(451A', 451B')의 끝은 구동실린더(450)의 반대편에서 조정나사축 고정 리벳(453A, 453B)에 의하여 고정된다.

간격조절판(463A, 463B)은 조정나사축(451A', 451B')과 접하는 면에 이빨이 형성되어 조정나사축(451A', 451B')이 회전하면 웜 기어의 작동방식에 따라 간격조절판(463A, 463B)이 좌우로 이동한다. 간격조절판(463A, 463B)의 양끝에는 돌출턱(464A, 464B)이 형성되어 피스톤(461A, 461B)이 돌출턱(464A, 464B)에 걸려 더 이상 이동하지 못하도록 한다. 본 발명의 누설차단 통(400)의 차단판(406)이 완전히 닫히지 않거나 하는 등의 이유로 오차가 발생하였을 때에 조정나사(451A, 451B)를 좌우 회전하여 간격조절판(463A, 463B)의 위치를 재조정하면 차단판(406)이 온전히 동작하도록 할 수 있다.

도5, 도6, 도7a 및 도7b를 참조하여 본 발명의 누설차단수단의 작동을 설명한다. 에어호스(452A, 452B)를 통하여 실린더공간(460A, 460B)내로 압축공기가 유입되면 피스톤(461A, 461B)이 서로 역방향으로 진행하여 제3원형기어(493)가 회전하며, 이러한 회전력은 제3원형기어(493)의 중심에서 연장된 원형기어축(455)을 통하여 제4원형기어(494)에 전달되고, 제4원형기어(494)의 회전력은 맞물린 제2원형기어(492)에 전달되며, 최종적으로 제1원형기어(491)의 회전으로 연결되어 차단판(406)이 여닫히게 된다. 도6의 미설명 도면번호 406은 차단판이 닫힌 상태이며, 406은 차단판이 회전하여 벌려진 상태를 나타낸다. 한편, 상기 차단판(406)과 제1원형기어(491)의 연결부는 스테인레스 재질의 볼(ball)로 구성되어, 끈끈한 조미료 내용물과 접촉하더라도 부식되지 않도록 한다.

도5를 참조하면 커버A(401)는 볼트가 고정구멍(401A)을 관통하여 암나사부(401B)에 결합됨으로써 커버B(402)에 고정된다. 연결판(410)의 일면에는 실린더고정볼트(450A)가 구동실린더(450)의 실린더 고정 암나사부(450B)에 체결되어 구동실린더(450)가 연결판(410)에 고정되며, 상기 연결판(410)의 타면에는 베어링 고정용 볼트(472A)에 의하여 스러스트 베어링(472)이 고정되고, 스러스트 베어링(472)의 상부는 고정볼트(482A)가 암나사부(482B)에 체결됨으로써 제4원형기어(494)와 연결된다.

도8은 본 발명에 의한 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치의 실제 사용상태를 도시한 것이다. 도8에서 미설명 도면부호 31A는 메인 호퍼(31)의 콘 부분을 받치는 받침대이며, 51은 진공 흡착관이고, 52는 진공 빨판이다.

본 발명에 따른 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치는 종래의 누설차단수단으로서 리스트릭 망만을 사용한 경우 또는 스피너만을 사용한 경우에 비하여 누설되는 잔량이 대폭 감소되며, 누설 내용물이 주변의 포장기계를 오손시키지 않아 작업환경이 청결하게 유지되고 기계의 유지보수에 드는 인력과 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 뿐만 아니라 각 제품용기에 정량의 내용물이 주입됨으로써 불필요하게 과다한 여유 주입량을 설정할 필요가 없어 구증 로스를 감소시킴으로써 원료비를 절감하는 장점이 있다.

그리고, 본 발명에 따른 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치는 입자의 크기, 밀도, 형태가 변경되더라도 종래의 리스트릭 망을 그대로 사용할 수 있어 리스트릭 망을 사용할 경우의 특유의 효과, 즉 덩어리 진 내용물을 리스트릭 망과 으깨어 파쇄하는 효과를 유지할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

1. 입자형태의 충전내용물을 제품용기(50)에 충전한 후 포장하는 입자상 내용물의 충전장치에 있어서,

   완성된 충전내용물이 통과하는 제품공급슈트(11);

   상기 제품공급슈트(11)를 통하여 충전내용물을 전달받는 공급호퍼(12);

   상기 공급호퍼(12)의 출구와 연결되고 상기 공급호퍼(12)로부터 유입된 충전내용물을 하부의 출구로 배출하는 메인 호퍼(31);

   일단이 상기 메인 호퍼(31)의 출구와 결착되고, 충전내용물을 관 내부를 통과하여 타단으로 배출하는 오거관(33);

   상기 오거관(33)내에서 회전하여 충전내용물을 상기 오거관(33)의 타단으로 밀어내어 배출하는 오거스크류(34);

   상기 오거스크류(34)를 회전/정지하는 서보 모터(21);

   상기 오거관(33)의 타단에 결착되고, 출구의 개폐에 의하여 충전내용물을 차단 혹은 통과시키는 누설차단 통(400); 및

   상기 누설차단 통(400)의 출구의 개폐를 위한 동력을 제공하는 구동실린더(450);를 구비하는 것을 특징으로 하는 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치
2. 제1항에 있어서, 상기 누설차단 통(400)은,

   충전내용물이 그 위에 쌓여짐으로써 상기 오거스크류(34)로부터 더 이상 충전내용물이 배출되지 않으면 충전내용물이 통과하지 못하도록 하는 리스트릭망(420);

   상기 누설차단 통(400)의 하부에 장착되어 소정 각도만큼 회전함으로써 상기 누설차단 통(400)의 하부의 출구를 개폐(開閉)하여 상기 충전내용물을 차단/통과시키는 차단판(406);

   상기 차단판(406)의 중심축이 고정된 제1원형기어(491); 및

   상기 제1원형기어(491)가 내접하는 제2원형기어(492);를 구비하는 것을 특징으로 하는 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 구동실린더(450)는

   내부에 구분되어 평행하게 마련된 실린더공간(460A, 460B);

   상기 실린더공간(460A, 460B)안에 각각 설치되어 전후 왕복 운동하는 피스톤(461A, 461B);

   상기 피스톤(461A, 461B)의 일측면에 각각 형성된 일자기어(462A, 462B);

   상기 일자기어(462A, 462B)와 맞물려 설치되고, 상기 피스톤(461A, 461B)의 움직임에 따라 시계방향/반시계방향으로 회전하는 제3원형기어(493); 및

   상기 제3원형기어(493)와 동일축상에 설치되며 상기 제2원형기어(492)와 외접하여 맞물려 회전하는 제4원형기어(494); 를 구비하는 것을 특징으로 하는 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 차단판(406)과 제1원형기어(491)의 연결부는 스테인레스 재질의 볼(ball)로 구성된 것을 특징으로 하는 누설차단기능이 개량된 입자상 내용물의 충전장치.