KR200445676Y1

KR200445676Y1 - 재료 포장 장치

Info

Publication number: KR200445676Y1
Application number: KR2020090000576U
Authority: KR
Inventors: 김형곤
Original assignee: 김형곤
Priority date: 2008-10-01
Filing date: 2009-01-16
Publication date: 2009-08-24

Abstract

본 고안은, 재료를 투입 저장하는 호퍼; 입구가 상기 호퍼의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프와, 상기 이송 파이프 내에서 회전하도록 설치되어 상기 재료를 이송하는 이송 스크류를 포함하는 이송수단; 상기 이송수단으로부터 공급된 재료를 담아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷과, 상기 계량 버킷의 무게를 측정하는 로드셀을 포함하는 칭량수단; 및 상기 칭량수단에서 칭량된 재료를 재료 포장부로 공급하는 공급슈트;를 포함하고, 상기 이송 스크류는 회전축의 외주면에 상호 이격된 채로 불연속적으로 형성되어 있는 복수의 회전날개를 포함하고, 상기 회전날개 사이의 간격(L1, L2,...L_f-1,L_f)은 이송 파이프의 입구쪽에서 출구쪽으로 갈수록 L1 > L2 > ... > L_f-1> L_f와 같이 설정되는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치에 관한 것이다.

재료 포장

Description

재료 포장 장치 {Packing apparatus}

본 고안은 재료 포장 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 녹차잎을 비롯한 다양한 종류의 포장 재료를 용이하게 호퍼로 공급함과 동시에 정밀하게 칭량하여 포장할 수 있도록 개선된 재료 포장 장치에 관한 것이다.

재료를 호퍼에 투입하고 소정량씩 칭량하여 포장하는 장치들이 제안된 바 있다. 대한민국 특허공개 제2004-0106348호는 건조 재료를 소량씩 칭량하여 이송하고, 이송된 재료를 포장 기구에 의해 포장하는 '건조 재료의 포장 장치'가 개시되어 있다.

상기 문헌에 기재된 포장 장치는 건조 재료를 투입하는 상부 호퍼와, 상부 호퍼 내에 저장된 건조 재료를 배출하는 회전식 이송기와, 이송된 건조 재료를 저장하는 하부 호퍼와, 하부 호퍼 내의 건조 재료를 교반하면서 경사 하방으로 이송하는 복수개의 이송 파이프와, 건조 재료를 칭량하여 소정량만 저장하고 일시 저장된 건조 재료를 이송하는 개폐 덤퍼를 구비하는 계량 버킷과, 계량된 건조 재료를 포장 기구의 주머니 형성부에 고속으로 공급하는 이송 슈트와, 공급된 건조 재료를 포장하는 포장 기구를 포함한다.

그러나, 상기 포장 장치는 밥이나 조미된 분말 식품 또는 컵 라면의 양념과 같이 가루 입상물을 처리하는 것으로서, 소정 크기를 가진 차 잎을 포장하기에는 적절치 못하다.

즉, 차 잎은 분말 재료와는 달리 소정의 크기를 가지며, 적어도 차 잎의 부분적인 형상을 유지한 채로 포장되는 것이 바람직하다. 이러한 차 잎을 상기 포장 장치에 투입할 경우에는 재료의 전송 통로가 분말에 적절하도록 설계되어 있으므로 차 잎이 원활하게 전송되지 못한다.

또한, 상기 장치에서는 재료를 칭량하는 계량 버킷에 개폐 덤퍼가 마련되어 있는데, 이 개폐 덤퍼가 개폐되는 과정에서 로드셀에 적잖은 충격이 가해진다. 즉, 개폐 덤퍼를 열어 재료를 이송 슈트로 배출한 후에 개폐 덤퍼가 자유 낙하에 의해 닫히는 과정에서 로드셀을 타격함으로써 충격이나 진동이 발생하게 되고 이러한 충격이나 진동은 로드셀의 정밀한 칭량을 저해하는 요인이 된다.

아울러, 상기 장치에서 재료를 투입하기 위한 상부 호퍼는 비교적 높이가 높은 장치의 상단에 구비되어 있는데, 작업자는 선 채로 호퍼 내의 재료를 육안으로 관찰하면서 소정 범위까지 재료의 양이 줄어들 경우 수작업으로 재료를 연속적으로 투입하게 되므로 매우 불편하였다.

상기와 같은 종래의 포장 장치에 있어서 또 하나의 문제점은 계량 정밀도에 있다. 특히, 이송스크류에 의해 재료를 이송하여 계량 버킷에 투입하는 경우에 이 송스크류의 회전날개는 일률적으로 균일하게 분포되어 있어서 소량으로 정밀하게 재료를 공급하여 측정하는 것에는 한계가 있었다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 감안하여 창안된 것으로서, 개폐 덤퍼를 제거하고 칭량 수단을 회전시켜 재료를 배출시키도록 함으로써 충격이나 진동 발생을 억제할 수 있도록 구성된 재료 포장 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 또 다른 목적은 편심캠을 사용하여 칭량 수단을 회전시킴으로써 충격이나 진동을 최소화하도록 구성된 재료 포장 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 고안의 또 다른 목적은 공급 호퍼에 착탈되는 적재 호퍼를 구비하고, 상기 적재 호퍼에 재료를 담아 공급하는 재료 포장 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 호퍼에 담긴 재료를 이송하는 이송 수단을 장치 본체에 간단하게 착탈가능하도록 구성함으로써 청소와 유지 보수가 용이한 재료 포장 장치를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 이송스크류의 회전날개 사이의 간격을 설정함으로써 재료를 정밀하게 이송 및 칭량할 수 있도록 구성된 재료 포장 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치는, 재료를 투입 저장하는 호퍼; 입구가 상기 호퍼의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프와, 상기 이송 파이프 내에서 회전하도록 설치되어 상기 재료를 이송하는 이송 스크류를 포함하는 이송수단; 상기 이송수단으로부터 공급된 재료를 담아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷과, 상기 계량 버킷의 무게를 측정하는 로드셀을 포함하는 칭량수단; 및 상기 칭량수단에서 칭량된 재료를 재료 포장부로 공급하는 공급슈트;를 포함하고, 상기 이송 스크류는 회전축의 외주면에 상호 이격된 채로 불연속적으로 형성되어 있는 복수의 회전날개를 포함하고, 상기 회전날개 사이의 간격(L1, L2,...L_f-1,L_f)은 이송 파이프의 입구쪽에서 출구쪽으로 갈수록 L1 > L2 > ... > L_f-1> L_f와 같이 설정된다.

바람직하게, 상기 계량 버킷은 상기 공급슈트를 향해 일방향으로 개방된 형상을 가지며,상기 칭량수단은 회전에 의해 상기 계량 버킷에 담긴 재료를 상기 공급슈트로 낙하시켜 배출하도록 구성된다.

또한, 본 고안은 서포트부재; 상기 서포트부재에는 회전가능하도록 결합되는 동시에 상기 로드셀과 계량 버킷이 일체로 결합되는 회전브라켓; 상기 회전브라켓에 일단이 결합된 작동로드; 및 상기 작동로드를 직선 왕복 운동시키는 편심캠;을 포함하고, 상기 작동로드의 타단이 상기 편심캠의 캠면에 접촉한 채로, 상기 편심캠이 회전하여 상기 작동로드가 직선 왕복 운동함으로써 상기 회전브라켓이 회전하 도록 구성된다.

본 고안에 따르면, 상기 호퍼는, 장치 본체에 형성되어 있는 호퍼 적재부와, 재료를 적재하는 동시에 상기 호퍼 적재부에 착탈가능하게 결합되는 적재 호퍼로 구성되고, 상기 적재 호퍼의 하부 개구부는 경첩에 의해 상호 회동하도록 결합된 한 쌍의 개폐 플레이트에 의해 개폐된다.

또한, 본 고안의 재료 포장 장치는 상기 이송 파이프가 안착되는 안착홈이 형성된 지지블럭을 더 포함하고, 상기 지지블럭에는 상기 이송 파이프의 측면에 형성된 고정돌기가 삽입되는 고정홈이 형성되어, 상기 이송 파이프가 본체의 프레임에 착탈결합된다.

본 고안의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 회전날개는 복수개의 그룹으로 그루핑되고, 상기 회전날개 사이의 간격은 그룹별로 점차로 작아지도록 설정된다.

본 고안의 또 다른 측면에 따르면, 재료를 투입 저장하는 호퍼;입구가 상기 호퍼의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프와, 상기 이송 파이프 내에서 회전하도록 설치되어 상기 재료를 이송하는 이송 스크류를 포함하는 이송수단; 상기 이송수단으로부터 공급된 재료를 담아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷; 상기 계량 버킷의 무게를 측정하도록 계량 버킷과 일체로 결합된 로드셀; 상기 계량 버킷과 로드셀이 일체로 결합된 채로 회전가능한 회전브라켓; 상기 회전브라켓에 일단이 결합된 작동로드; 상기 작동로드를 직선 왕복 운동시키는 편심캠; 및 상기 칭량수단에서 칭량된 재료를 재료 포장부로 공급하는 공급슈트;를 포함하고, 상기 작동로드의 타단이 상기 편심캠의 캠면에 접촉한 채로, 상기 편심캠이 회전하여 상기 작동로드가 직선 왕복 운동함으로써 상기 회전브라켓이 회전하는 재료 포장 장치가 제공된다.

본 고안에 따른 재료 포장 장치는 계량 버킷을 회전시킴으로써 재료를 투입하므로 종래와 같이 개폐 덤퍼를 사용하던 방식에 비해 충격이나 진동 발생을 줄일 수 있다. 특히, 편심캠과 회전롤러만을 채용하면 족하고, 별도의 댐핑수단을 설치할 필요가 없으므로 장치가 구조가 간소화되는 한편 효과는 극대화할 수 있다.

또한, 본 고안의 재료 포장 장치는 별도의 적재 호퍼를 구비하고 여기에 포장 재료를 적재하여 공급 호퍼와 결합시키기 때문에 종래와 같이 작업자가 계속해서 호퍼를 감시하면서 재료를 공급하여야 하는 불편을 제거할 수 있다.

나아가, 본 고안의 재료 포장 장치에서는 포장 재료가 끼거나 뭉치기 쉬한 이송수단을 장치 본체로부터 간단하게 착탈할 수 있으므로 청소와 유지 보수가 매우 편리한 장점이 있다.

또한, 본 고안의 재료 포장 장치에 따르면, 배출구쪽으로 갈수록 회전날개 사이의 간격이 줄어들도록 설정함으로써 최종적으로 공급되는 재료의 양을 최소화할 수 있고 이에 따라 정밀한 칭량이 가능하다.

그 밖에 본 고안이 가지는 보다 구체적인 효과와 장점들은 이하에서 서술하는 실시예를 통해서 설명될 것이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 고안자는 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 고안의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 고안의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1에는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 개략적인 구성이 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 고안의 재료 포장 장치는 녹차잎과 같은 재료를 소정량씩 구분하여 공급하는 재료 투입부(10)와, 상기 재료 투입부(10)에서 투입되는 재료를 롤(20)상태로 공급되는 포장지로 감싸서 포장하는 재료 포장부(30)를 포함한다.

상기 재료 투입부(10)의 구성은 도 2 및 도 3에 보다 상세히 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 본 고안의 재료 포장 장치는, 재료를 투입 저장하는 호퍼(100)와, 상기 호퍼 내에 담긴 재료를 소정량씩 이송하는 이송수단(200)과, 상기 재료를 칭량하는 칭량수단(300)과, 칭량된 재료를 포장 기구(미도시) 측으로 공급하는 공 급슈트(400)를 포함한다.

상기 호퍼(100)는 장치의 프레임(1) 상부에 설치되며, 상부 입구는 넓고 하부 출구는 좁은 형태를 가져서 재료가 자중에 의해 낙하하면서 집결되도록 구성된다. 상기 호퍼(100)는 스테인레스 스틸 또는 그 밖의 금속 소재로 제조될 수 있으며, 바람직하게 부식 방지 처리가 되어 있어서 취급되는 재료에 의해 부식되지 않도록 한다.

본 고안에 따르면 상기 호퍼(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 장치 본체에 형성되어 있는 호퍼 적재부(110)와, 재료를 적재하는 동시에 상기 호퍼 적재부(110)에 착탈가능하게 결합되는 적재 호퍼(120)로 구성된다.

상기 적재 호퍼(120)의 경사면(121)은 호퍼 적재부(110)의 경사면(111)과 동일한 기울기로 형성되어 있어서 도면에 도시된 바와 같이 적재 호퍼(120)의 하부가 호퍼 적재부(110)에 맞춤 결합될 수 있다.

또한, 상기 적재 호퍼(120)에는 적재 호퍼(120)의 하부 개구부를 착탈식으로 개폐하는 개폐수단(130)이 구비된다.

바람직하게, 상기 개폐수단(130)은 경첩(131)에 의해 상호 회동하도록 결합된 한 쌍의 개폐 플레이트(132)(133)를 포함한다. 상기 한 쌍의 개폐 플레이트(132)(133)는 일 테두리가 서로 맞닿은 채로 도 5에 도시된 화살표와 같이 경첩(131)에 의해 일방향(하방)으로만 회동하도록 결합된다.

따라서, 상기 한 쌍의 개폐 플레이트(132)(133)가 서로 결합된 상태에서는 도 5에 도시된 바와 같이 적재 호퍼(120)의 하부에 있는 경사면(121) 내측에 걸쳐 져 지지됨으로써 적재 호퍼(120)의 하부 개구부를 폐쇄하게 된다. 이때, 물론 개폐 플레이트(132)(133)의 면적은 하부 개구부의 면적에 상응하도록 설정되어야 할 것이다.

바람직하게, 상기 한 쌍의 개폐 플레이트(132)(133)가 적재 호퍼(120)의 하부 경사면(121) 내측에 용이하게 걸쳐지도록 하기 위해서 상기 개폐 플레이트(132)(133)의 양측단부에는 경사 플렌지(134)(135)가 더 형성될 수 있다.

상기 경사 플렌지(134)(135)는 개폐 플레이트(132)(133)의 측단부로부터 적재 호퍼(120)의 하부 경사면(121)과 동일한 기울기를 가지도록 하방으로 연장 형성된다. 따라서, 상기 경사 플렌지(134)(135)가 적재 호퍼(120)의 하부 경사면(121) 내측면에 자연스럽게 밀착될 수 있으므로 개폐 플레이트(132)(133)의 위치 선정이 용이할 뿐만 아니라, 더욱 양호한 폐쇄 효과를 얻을 수 있다.

상기 적재 호퍼(120)의 하부 개구부를 개방하기 위해서는 도 6에 도시된 바와 같이 위로 잡아 당겨 개폐 플레이트(132)(133)가 경첩(131)을 중심으로 하방으로 회동하여 접히도록 한다. 이를 위해, 개폐 플레이트(132)(133)의 상면에 고리(136)를 형성하고 여기에 와이어나 끈(미도시) 등을 연결해 잡아 당길 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기 호퍼(100)의 하부 배출구에는 투입된 재료를 운반하는 이송수단(200)이 설치되어 있다. 상기 이송수단(200)은, 도 7에 도시된 바와 같이 입구가 호퍼(100)의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프(210)와, 상기 이송 파이프(210) 내에서 회전하도록 설치된 이송 스크류(220)를 포함한다.

상기 이송 스크류(220)의 구성은 도 8 및 도 9에 보다 상세하게 도시되어 있다.

이들 도면을 참조하면, 상기 이송 스크류(220)는 이송 파이프(210) 내에 길이 방향으로 설치되는 회전축(230)과, 상기 회전축(230)의 외주면에 상호 이격된 채로 장착되어 있는 복수의 회전날개(240)를 포함한다.

바람직하게, 상기 회전축(230)과 회전날개(240)는 재료와 반응하지 않으며 내식성을 가지도록 스테인레스 스틸 또는 내식처리된 금속 소재로 제조된다. 이 경우 상기 회전날개(240)는 회전축(230)에 용접에 의해 고정될 수 있다.

본 고안에 따르면, 상기 회전날개(240)는 회전축(230)의 외주면에 불연속적으로 형성된다. 본 명세서 및 청구범위에서 "회전날개가 불연속적으로 형성된다"는 의미는 회전날개가 회전축의 외주면 상에 길이 방향으로 나선형을 그리면서 연속적으로 형성되는 것이 아니라, 일부분에만 부분적으로 형성되는 것을 가리킨다. 이것은 곧 회전날개의 폭(W)이 특정값으로 정해진다는 의미이며, 또한, n 번째 회전날개와 n+1 번째 회전날개 사이에 날개가 형성되지 않은 부분이 존재하는 것을 의미한다. 본 고안의 이러한 특징은 분말 형상이 아니라 녹차잎과 같이 소정 크기와 형상을 가진 재료들을 이송 및 처리가능하도록 해 준다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 회전날개(240) 사이의 각도는 약 60°정도가 바람직하지만 반드시 이러한 수치로 한정되는 것은 아니다.

상기 회전날개(240)는 회전축(230)과 직교하는 수직축(V)에 대해서 소정 각도(θ)를 이루도록 경사져 있어서, 회전시 재료를 옆으로 밀어서 운반할 수 있도록 구성된다. 바람직하게, 상기 각도(θ)는 20°~ 30°범위로 설정되지만, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

도면에서 미설명된 참조번호 242는 배출공간(S) 내에 위치하도록 설치된 보조 회전날개를 가리키는 것으로서, 상기 보조 회전날개(242)는 회전날개(240)에 비해 그 폭(W)이 상대적으로 좁으며, 주로 배출공간(S) 내에서 재료를 이송 파이프(210) 쪽으로 밀어 넣는 기능을 수행한다.

본 고안에 따르면, 상기 회전날개(240) 사이의 간격(L1, L2,...L_f-1,L_f)은 이송 파이프(210)의 입구쪽에서 출구쪽으로 갈수록 점차로 작아지도록 설정되어 있다.

L1 > L2 > ... > L_f-1> L_f

여기서, L1은 첫번째 회전날개(240)와 두번째 회전날개(240) 사이의 간격이고, L_f는 마지막 회전날개(240)와 그 직전 회전날개(240) 사이의 간격을 가리킨다.

바람직하게, 상기 보조 회전날개(242) 사이의 간격(L_a,L_b...)도 상기 첫번째 회전날개와 두번째 회전날개 사이의 간격(L1)보다 크게 설정되며, 더욱 바람직하게는, 이들 사이에도 다음과 같은 관계가 성립된다.

L_a> L_b > L1 > L2 > ... > L_f-1> L_f

여기서, L_a는 첫번째 보조 회전날개(242)와 두번째 보조 회전날개(242) 사이의 간격을 나타내고, L_b는 두번째 보조 회전날개(242)와 세번째 보조 회전날개(242){또는 보조 회전날개가 2개인 경우에는 첫번째 회전날개(240)} 사이의 간격을 가리킨다.

그러나, 상기 보조 회전날개(242)가 반드시 구비되어야 하는 것은 아니며, 만약 보조 회전날개(242)가 없는 경우에는 회전날개(240)만으로 구성되며 이 경우에는 전술한 수학식 1이 적용된다.

회전날개(240)가 상기와 같은 구성을 가질 경우 정밀한 이송 및 칭량이 가능한데 도 10을 참조로 상세한 이유를 살펴본다.

도 10의 (a)는 이송 스크류의 회전날개(240)가 등간격으로 배치된 경우를 나타낸다.

L1 = L2 = ... = L_f-1= L_f

상기와 같은 경우에는, 이송 파이프(210) 내에서 각각의 회전날개(240)가 재료를 이송시키는 속도는 동일하다. 따라서, 이송 파이프(210) 내에서 재료는 비교적 균일한 두께(T)로 쌓여서 이송되므로, 이송 파이프(210)의 입구에서의 재료 두께(t1)와 출구에서의 재료 두께(t2)는 거의 동일하다. 즉, t1 ≒ t2 이다.

이 경우에 만약 회전날개(240)가 1회전함으로써 재료가 전진(이송)하는 거리가 D라고 가정하면, 회전날개(240)가 1회전함으로써 칭량수단(300)으로 투하(배출)할 수 있는 재료의 단위량은 면적(A1)에 해당하는 양이다.

반면에, 도 10(b)와 같이 회전날개(240) 사이의 간격이 이송 파이프(210)의 출구쪽으로 갈수록 점차로 작아지도록 설정된 경우에는 이송 파이프(210)의 입구쪽에 있는 재료의 두께(T1)보다 출구쪽에 있는 재료의 두께(T2)가 훨씬 작도록 분포한다. 즉, T1 > T2 이다.

이러한 차이가 발생하는 이유는 출구쪽에 위치하는 회전날개(240) 사이의 간격이 상대적으로 좁으므로 동일한 거리를 기준으로 재료의 이송이 훨씬 빠르게 진행되기 때문이다(상대적으로 이송속도가 빠르기 때문이다).

따라서, 회전날개(240)가 1회전할 때 칭량수단(300)으로 투하(배출)되는 재료의 단위량은 면적(A2)에 해당하는 양이므로 전술한 도 10(a)의 경우에 비해 훨씬 소량이 되고 그 결과 정밀한 단위로 재료를 칭량할 수 있다.

다만, 이송 파이프(210)의 출구 쪽에 있는 회전날개(240)사이의 간격(L_f)만을 작게 설정하고 나머지 회전날개(240)들은 등간격으로 설정함으로써 동일한 효과를 얻을 수도 있으나, 이 경우에는 재료의 분포가 급격하게 변화하기 때문에 (재료는 계단식의 불연속적 분포를 가지기 어렵기 때문에) 바람직하지 않다. 따라서, 본 고안에서와 같이 회전날개(240) 사이의 간격은 출구 쪽으로 갈수록 점차로 작아지도록 설정된다.

전술한 실시예에서는, 회전날개(240)가 회전축(230)의 중심축을 중심으로 대칭이 되도록 한 쌍으로 구성되어 있으나, 이것에 한정하지 않고 도 11에 도시된 바와 같이 단일 날개(240)로 구성될 수도 있다.

본 고안의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 회전날개(240) 사이의 간격은 그룹별로 점차 작아지도록 설정될 수 있다. 도 11을 참조로 보다 상세히 설명하면, 첫번째, 두번째 및 세번째 회전날개(240)가 제1 그룹으로 그루핑될 수 있고, 네번째, 다섯번째 및 여섯번째 회전날개(240)가 제2 그룹으로 그루핑될 수 있다. 동일한 방법으로 마지막 회전날개(240)와 그 직전의 두 개의 회전날개(240)가 마지막 그룹으로 그루핑될 수 있다. 이러한 예는 3개의 회전날개(240)를 그루핑한 예이고, 또 다른 예로서 4개 또는 그 이상의 회전날개가 그루핑될 수도 있다.

본 실시예에 따르면, 각각의 회전날개(240) 사이의 간격은 다음과 같이 설정된다.

L1 = L2 > L3 = L4 >... > L_f-1= L_f

즉, 같은 그룹 내에서는 회전날개(240) 사이의 간격이 동일한 반면, 각각의 그룹 경계에 해당하는 회전날개(240) 사이의 간격은 이송 파이프(210)의 출구 쪽으로 갈수록 점차로 작아지도록 설정되는 것이다.

이러한 구성을 가질 경우, 그룹 내의 범위에서는 회전날개(240)가 등간격이 므로 보다 많은 양(두께)의 재료를 이송할 수 있는 동시에, 그룹 경계에서는 재료의 양을 감소시켜 전술한 바와 같은 효과를 거둘 수 있다.

이상과 같이, 본 명세서 및 특허청구범위에서 상기 회전날개(240) 사이의 간격이 "그룹별로 점차 작아진다"는 의미는 그룹 내에 속하는 회전날개 사이의 간격은 동일하고, 각 그룹의 경계에 위치하는 회전날개 사이의 간격이 점차로 작아지는 것으로 정의되며, 통상의 당업자라면 상기 용어의 의미를 충분히 이해할 수 있을 것이다.

본 고안에 따르면, 상기 회전축(230)의 일단은 이송 파이프(210)와 연결된 브라켓(211)에 회전가능하게 결합되어 있고, 타단은 구동수단과 결합된다. 상기 구동수단은 모터와 같은 구동원(도 2의 250)과, 상기 이송 스크류(220)의 회전축(230)과 결합되어 회전시키는 구동부재(251)와, 상기 구동원(250)의 동력을 상기 구동부재(251)로 전달하는 기어트레인(252)을 포함한다.

상기 구동부재(251)는 이송 스크류(220)의 회전축(230)과 결합되어 회전력을 전달하게 되는데, 구체적으로 상기 회전축(230)의 타단에는 키홈(231)이 형성되고, 상기 구동부재(251)의 선단면에는 키돌기(253)가 형성되어, 상기 키돌기(253)가 키홈(231)에 삽입됨으로써 양자는 결합될 수 있다.

본 고안에 따르면, 상기 이송수단(200)은 장치의 본체에 착탈가능하도록 결합된다. 구체적으로, 장치의 본체에는 호퍼(100)의 하부 배출구와 이어지는 배출공간(S)이 형성되어 있고, 상기 이송수단(200)은 이 배출공간(S)에 착탈가능하도록 결합된다.

이때, 이송 파이프(210)는 본체의 프레임(2)에 결합되는 동시에, 이송 스크류(220)의 회전축(230)은 전술한 바와 마찬가지로 키홈(231)과 키돌기(253)의 결합에 의해 구동부재(251)와 결합된다.

상기 이송수단(200)의 결합 상태를 유지하기 위해서, 본체에는 지지블럭(3)이 설치되는데, 이 지지블럭(3)에는 도 12에 도시된 바와 같이 상기 이송 파이프(210)가 안착되는 안착홈(4)이 형성되어 있다.

또한, 상기 지지블럭(3)에는 고정홈(5)이 형성되어 있어서, 이송 파이프(210)의 측면에 형성된 고정돌기(212)가 상기 고정홈(5)에 삽입됨으로써 이송수단은 움직이거나 이탈되지 않고 안정적인 결합 상태를 유지할 수 있게 되는 것이다.

이상과 같은 구성에 있어서, 이송수단(200)을 조립할 경우에는 이송 파이프(210)와 이송 스크류(220)의 회전축(230)이 각각 본체 프레임(2) 및 구동부재(251)와 결합되도록 배출공간(S)으로 밀어 넣은 후 이송 파이프(210)의 측면에 형성된 고정돌기(212)가 상기 고정홈(5)에 삽입되도록 이송수단(200)을 거치시킴으로써 결합이 이루어지게 된다.

또한, 이송수단(200)을 장치로부터 분리할 경우에는 상기와 반대 동작을 수행하면 된다.

상기 이송 파이프(210)의 출구에는 이송수단에 의해 이송된 재료를 담아서 칭량하는 칭량수단(300)이 설치되는데, 이러한 칭량수단(300)은, 도 13에 도시된 바와 같이, 재료를 담아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷(310)과, 상기 계량 버 킷(310)의 무게를 측정하는 로드셀(320)을 포함한다.

상기 계량 버킷(310)은 공급슈트(400)를 향해 일방향으로 개방된 형상을 가지고 있으며 로드셀(320)의 상단에 결합되어 있다.

상기 로드셀(320)은 계량 버킷(310)에 담겨진 재료의 중량을 정밀하게 측정하는 기구로서 그 구성은 이미 잘 알려진 바 있으므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 고안에 따르면 상기 계량 버킷(310)과 로드셀(320)이 일체로 회전되며, 이러한 회전에 의해 계량 버킷(310) 내부에 담겨진 재료가 공급슈트(400)로 낙하 배출된다. 이를 위해, 장치의 베이스 프레임(1)에는 서포트부재(330)가 설치되고, 상기 서포트부재(330)에는 축(331)을 중심으로 회전가능하도록 회전브라켓(332)이 결합된다.

상기 회전브라켓(332)의 상면에는 로드셀(320)과 계량 버킷(310)이 일체로 결합되어 있다.

또한, 상기 회전브라켓(332)에는 작동로드(340)의 일단이 결합되는데, 상기 작동로드(340)의 전후진 동작에 따라 회전브라켓(332)이 축(331)을 중심으로 회전하도록 구성되어 있다.

상기 작동로드(340)의 타단에는 회전롤러(341)가 설치되며, 상기 회전롤러(341)는 편심캠(342)의 캠면과 접촉하도록 구성된다. 또 다른 예로서, 상기 작동로드(340)의 타단부를 매끄럽게 곡면 가공할 경우에는 회전롤러 없이 곧 바로 편심캠(342)의 캠면과 접촉시켜도 무방하다.

또한, 상기 작동로드(340)의 외주면에는 스프링(343)이 설치되어 상기 회전롤러(341)를 편심캠(342) 방향으로 탄성 바이어스한다.

따라서, 상기 편심캠(342)이 편심축(345)을 중심으로 회전하면 상기 작동로드(340)가 직선 왕복운동하게 되고, 이에 따라 도 14에 도시된 바와 같이 회전브라켓(332)이 축(331)을 중심으로 회전하게 된다.

본 고안에서는 편심캠(342)을 사용하여 계량 버킷(310)과 로드셀(320)을 회전시키므로 재료를 낙하시킬 때나 원위치로 복귀할 때 로드셀(320)에 주는 충격을 최소화할 수 있다.

구체적으로, 도 15에는 편심캠(342)의 회전 각도와 그에 따른 회전 변위가 나타나 있다. 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 편심캠(342)의 초기 회전 영역(O°근처로서 로드셀이 회전을 시작하는 시점)과, 최종 회전 영역(180°근처로서 로드셀이 회전을 종료하는 시점)에서는 단순한 직선 변위(점선으로 표시된 것으로서 실린더에 의해 단순 회전시킬 경우에 해당함)에 비해 변위량이 매우 작음을 알 수 있다. 즉, 로드셀이 회전하기 시작하는 초기 시점과 종료 시점에서 회전 변위량을 최소화함으로써 로드셀에 가해지는 진동이나 충격을 감소시킬 수 있는 것이다.

바람직하게, 상기 편심캠(342)은 원형으로 이루어져 있으나 진동이나 충격을 완화하기 위해 약간의 변형이 가해진 형상도 본 고안에 채용될 수 있다.

바람직하게, 본 고안에 따르면 상기 이송수단(200)과 칭량수단(300)은 도 3에 도시된 바와 같이 복수개가 병렬적으로 구비되어, 다량의 재료를 연속적으로 처리할 수 있도록 구성될 수 있다.

도 2에서 미설명된 참조번호 500은 제전기로서 공급되는 재료의 정전기를 제거하는 기능을 한다. 상기 제전기(500)는 수직 실린더(510)의 로드 단부에 설치되어 장치 구동시에는 하강하여 제전 기능을 수행하도록 하고, 운전을 정지하고 이송수단 등을 분리시킬 경우에는 상승시켜 작업 공간을 확보하도록 한다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가진 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 동작을 살펴보기로 한다.

먼저, 포장을 하고자 하는 재료는 상기 적재 호퍼(120)에 담겨진다.

이를 위해, 도 5에서 보는 바와 같이 적재 호퍼(120) 내부에 개폐 플레이트(132)(133)를 설치하여 하부 개구부가 폐쇄되도록 한다. 이때, 개폐 플레이트(132)(133)의 상면에 형성된 고리(136)에는 와이어나 끈(미도시)을 매달아 후술하는 바와 개폐 플레이트(132)(133)를 개폐할 수 있도록 한다.

상기와 같이 개폐 플레이트(132)(133)에 의해 하부 개구부가 폐쇄되면 적재 호퍼(120)에 포장할 재료를 적재한다.

이어서, 재료가 적재된 적재 호퍼(120)를 호퍼 적재부(110)에 결합시킨다. 즉, 상기 적재 호퍼(120)의 하부 경사면(121)이 호퍼 적재부(110)의 경사면(111) 내부에 삽입되도록 삽입시킴으로써 양자의 결합이 이루어질 수 있다.

더욱 바람직하게, 상기 적재 호퍼(120)의 하단에는 기준홈(도 4의 122)이 형성되고, 이러한 기준홈(122)을 호퍼 적재부(110)의 내부에 형성된 기준돌기(도 6의 112)에 끼워 맞추도록 함으로써 적재 호퍼(120)의 위치 설정을 용이하게 할 수 있다.

본 고안에 따르면, 작업자가 지상에서 적재 호퍼(120) 내에 재료를 담아서 호퍼 적재부(110)에 결합시키기 때문에 종래와 같이 작업자가 선 채로 계속해서 호퍼를 감시하면서 재료를 공급할 필요가 없다.

상기와 같이 적재 호퍼(120)가 호퍼 적재부(110)에 결합된 후, 이어서 개폐 플레이트(132)(133)를 열어서 적재 호퍼(120)의 하부 개구부를 개방시키게 된다. 이를 위해, 작업자는 상기 고리(136)와 연결되어 있는 와이어나 끈을 잡아 상부로 당기게 되고, 그에 따라 개폐 플레이트(132)(133)는 도 6에 도시된 바와 같이 경첩(131)을 중심으로 하방으로 회전하면서 접혀지게 된다.

이러한 동작에 의해 개폐 플레이트(132)(133)로 폐쇄되어 있던 적재 호퍼(120)의 하부 개구부가 개방되게 되고, 내부에 담겨 있던 재료는 장치 본체의 배출공간(S)으로 투입된다.

다음으로, 상기 배출공간(S)으로 공급되는 재료는 이송 파이프(210)의 입구로 투입된다. 이 상태에서, 구동원(250) 및 구동부재(251)의 동작에 의해 상기 이송 파이프(210) 내의 이송 스크류(220)가 회전하게 되면 재료는 보조 회전날개(242)에 의해 이송 파이프(210) 내부로 진입되고, 진입된 재료는 회전날개(240)와 부딪히면서 상호 반작용에 의해 이송 파이프(210) 내부를 통과하여 이송된다. 이때, 상기 회전축(230)의 회전 속도는 재료의 특징과 처리 용량 등에 따라서 적절히 조절될 수 있다.

바람직하게, 본 고안의 회전날개(240)는 회전축(230)의 일부분에만 형성되어 있으므로 재료와 연속적으로 접촉하는 것이 아니라 간헐적으로 접촉하게 된다. 따 라서, 첫 번째 회전날개에 의해 앞으로 전진된 재료는 소정 간격을 사이에 두고 다음번 회전날개와 접촉하게 된다. 이러한 과정은 크기와 형상을 가진 재료가 회전날개와 과도하게 접촉하지 않고 또한 강한 회전력을 받지 않으면서도 이송에 필요한 최소한의 구동력을 부여하도록 한다. 따라서 재료는 형체와 크기에 손상을 입지 않은 채로 이송 파이프(210) 내부를 통과할 수 있다.

본 고안에서는, 상기 이송 파이프(210) 내부에는 재료가 이송될 수 있는 충분한 여유 공간이 확보되고, 또한 회전축(230)의 외주면에 나선형 배열로 이격되어 있는 회전날개(240)에 의해, 비록 크기와 형상을 가진 재료라고 하더라도 비교적 원활하게 이송될 수 있다.

또한, 전술한 바와 같이 본 고안에서는 회전날개(240) 사이의 간격이 출구 쪽을 향해 점차로 작아지도록 설정되어 있으므로 이송되는 재료의 두께가 점차로 감소하는 분포를 가지게 된다.

이어서, 위와 같은 동작에 의해 복수의 이송 파이프(210)의 출구로부터 배출되는 재료는 칭량수단(300)의 계량 버킷(310)으로 투입된다. 전술한 바와 같이, 본 고안에서는 계량 버킷(310)으로 투하(배출)되는 재료의 단위량이 소량이므로 미세하고 정밀한 칭량이 가능하다.

상기 계량 버킷(310)으로 투입되는 재료는 로드셀(320)에 의해 실시간으로 측정되며, 만약 측정값이 미리 설정된 기준값에 도달하게 되면, 미도시된 제어수단에 의해 상기 편심캠(342)을 동작시켜 계량 버킷(310)과 로드셀(320)을 일체로 회전시키게 된다.

즉, 도 14에 도시된 바와 같이 편심캠(342)이 회전하면서 작동로드(340)가 후퇴하면 회전브라켓(332)이 회전하게 되고, 그에 따라 로드셀(320)과 계량 버킷(310)이 공급슈트(400) 방향으로 회전하게 된다. 이때, 계량 버킷(310)에 담겨있던 재료는 공급슈트(400)로 낙하되어 배출된다.

재료를 낙하 배출할 때, 상기 회전 스크류(220) 역시 제어수단에 의해 일시적으로 회전이 정지되는 것이 바람직하지만 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다.

상기 과정에서 계량 버킷(310)에 담겨진 재료, 예를 들어 녹차잎 등은 제전기(500)에 의해 정전기가 제거될 수 있다.

상기 공급슈트(400)를 따라 투입된 재료는 재료 포장부(30)로 이동하여 포장이 이루어진다.

이어서, 공급슈트(400)로 재료를 배출한 후 편심캠(342)이 다시 회전하면서 작동로드(340)를 전진시키면, 회전브라켓(332)은 다시 반대방향으로 회전하여 원상태로 복귀하게 된다. 이때, 앞서 살펴보았듯이 편심캠(342)의 회전각도에 따른 변위가 매우 작으므로 로드셀(320)은 진동이나 충격을 받지 않고 부드럽게 원위치로 복귀할 수 있다.

이상과 같이, 계량 버킷(310)이 원상태로 복귀하면 이송 스크류(220)의 동작에 의해 재료가 다시 공급되면서 전술한 과정을 반복하게 된다. 만약, 이송 스크류(220)의 동작이 일시 정지된 상태라면 제어수단의 재동작 신호에 의해 전술한 동작이 반복될 것이다.

본 고안에 따른 재료 포장 장치의 동작에 있어서, 이송수단(200) 내에 재료 가 끼이거나 뭉친 경우에는 전술한 바와 같이 이송수단(200)을 간편하게 분리시킴으로써 청소 및 유지보수를 수행할 수 있다.

본 고안은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명되지만, 이러한 도면은 본 고안의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 고안의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 개략적인 구성을 보여주는 도면이다.

도 2는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치에 있어서 재료 투입부의 구성을 개략적으로 나타낸 정단면도이다.

도 3은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치에 있어서 재료 투입부의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도이다.

도 4는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 호퍼의 구성을 보여주는 분해사시도이다.

도 5는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 적재 호퍼의 구성을 보여주는 단면도이다.

도 6은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 적재 호퍼가 호퍼 결합부에 결합된 상태를 보여주는 단면도이다.

도 7은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 이송수단의 구성을 보여주는 단면도이다.

도 8은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 이송수단에 구비된 이송 스크류와 회전날개의 구성을 보여주는 도면이다.

도 9는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 회전날개의 구성을 보여주는 정면도이다.

도 10은 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치에 있어서 회전날개 사이의 간격에 따른 이송 재료의 분포를 도식적으로 나타낸 도면이다.

도 11은 본 고안의 또 다른 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 이송수단에 구비된 이송 스크류와 회전날개의 구성을 보여주는 도면이다.

도 12는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 이송수단이 결합된 상태를 보여주는 측단면도이다.

도 13 및 도 14는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 재료 포장 장치의 칭량수단의 구성을 보여주는 도면이다.

Claims

재료를 투입 저장하는 호퍼;

입구가 상기 호퍼의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프와, 상기 이송 파이프 내에서 회전하도록 설치되어 상기 재료를 이송하는 이송 스크류를 포함하는 이송수단;

상기 이송수단으로부터 공급된 재료를 담아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷과, 상기 계량 버킷의 무게를 측정하는 로드셀을 포함하는 칭량수단; 및

상기 칭량수단에서 칭량된 재료를 재료 포장부로 공급하는 공급슈트;를 포함하고,

상기 이송 스크류는 회전축의 외주면에 상호 이격된 채로 불연속적으로 형성되어 있는 복수의 회전날개를 포함하고,

상기 회전날개 사이의 간격(L1, L2,...L_f-1,L_f)은 이송 파이프의 입구쪽에서 출구쪽으로 갈수록

L1 > L2 > ... > L_f-1> L_f

와 같이 설정되는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
제1항에 있어서,

상기 계량 버킷은 상기 공급슈트를 향해 일방향으로 개방된 형상을 가지며,상기 칭량수단은 회전에 의해 상기 계량 버킷에 담긴 재료를 상기 공급슈트로 낙하시켜 배출하는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
제2항에 있어서,

서포트부재;

상기 서포트부재에는 회전가능하도록 결합되는 동시에 상기 로드셀과 계량 버킷이 일체로 결합되는 회전브라켓;

상기 회전브라켓에 일단이 결합된 작동로드; 및

상기 작동로드를 직선 왕복 운동시키는 편심캠;을 포함하고,

상기 작동로드의 타단이 상기 편심캠의 캠면에 접촉한 채로, 상기 편심캠이 회전하여 상기 작동로드가 직선 왕복 운동함으로써 상기 회전브라켓이 회전하는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
제3항에 있어서,

상기 편심캠은 원형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
제1항에 있어서,

상기 호퍼는, 장치 본체에 형성되어 있는 호퍼 적재부와, 재료를 적재하는 동시에 상기 호퍼 적재부에 착탈가능하게 결합되는 적재 호퍼로 구성되고,

상기 적재 호퍼의 하부 개구부는 경첩에 의해 상호 회동하도록 결합된 한 쌍의 개폐 플레이트에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
제1항에 있어서,

상기 이송 파이프가 안착되는 안착홈이 형성된 지지블럭을 더 포함하고,

상기 지지블럭에는 상기 이송 파이프의 측면에 형성된 고정돌기가 삽입되는 고정홈이 형성되어, 상기 이송 파이프가 본체의 프레임에 착탈결합되는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
제1항에 있어서,

상기 회전날개는 복수개의 그룹으로 그루핑되고,

상기 회전날개 사이의 간격은 그룹별로 점차로 작아지도록 설정된 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.
재료를 투입 저장하는 호퍼;

입구가 상기 호퍼의 하부 배출구와 연통되도록 설치된 이송 파이프와, 상기 이송 파이프 내에서 회전하도록 설치되어 상기 재료를 이송하는 이송 스크류를 포함하는 이송수단;

상기 이송수단으로부터 공급된 재료를 담아서 일시적으로 저장하는 계량 버킷;

상기 계량 버킷의 무게를 측정하도록 계량 버킷과 일체로 결합된 로드셀;

상기 계량 버킷과 로드셀이 일체로 결합된 채로 회전가능한 회전브라켓;

상기 회전브라켓에 일단이 결합된 작동로드;

상기 작동로드를 직선 왕복 운동시키는 편심캠; 및

상기 계량 버킷에 일시적으로 저장되어 상기 로드셀에 의해 칭량된 재료를 재료 포장부로 공급하는 공급슈트;를 포함하고,

상기 작동로드의 타단이 상기 편심캠의 캠면에 접촉한 채로, 상기 편심캠이 회전하여 상기 작동로드가 직선 왕복 운동함으로써 상기 회전브라켓이 회전하는 것을 특징으로 하는 재료 포장 장치.