KR20050058335A - 펠릿팅 프레스 - Google Patents

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KR20050058335A
KR20050058335A KR1020057002701A KR20057002701A KR20050058335A KR 20050058335 A KR20050058335 A KR 20050058335A KR 1020057002701 A KR1020057002701 A KR 1020057002701A KR 20057002701 A KR20057002701 A KR 20057002701A KR 20050058335 A KR20050058335 A KR 20050058335A
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아돌프 젤웨거
안드레아스 스타웁
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뷔흘러 에이지
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Abstract

본 발명은 피드 펠릿등의 제조를 위한 펠릿팅 프레스에 관한 것이다. 본 발명의 목적은 몰드 교환시에 용이하고도 경제적으로 몰드를 분리할 수 있게 하는 것이다. 이는, 안내되는 클램핑 부재(17)들을 몰드 캐리어(11)의 가압 링(13)과 몰드(8)사이에 배치함으로써 달성되며, 이때 상기 클램핑 부재들은 클램핑 단편(17) 및 가압 링(13) 사이의 편평한 접촉면에 의해 몰드(8)가 클램핑되고 분리될 수 있게 축방향(11)을 따라 변위될 수 있다.

Description

펠릿팅 프레스{PELLETING PRESS}
본 발명은 피드 큐브(feed cube) 등(예를 들어, 우드 큐브(wood cube)를 포함)을 제조하기 위한 펠릿 밀, 다이(die) 교체를 위한 클램핑 장치, 및 펠릿 밀내의 롤러 조정기에 관한 것이다.
수년 동안, 펠릿 밀, 피드 펠릿 밀 또는 펠릿 프레스(press)가 사료 및 식품 산업에서 뿐만 아니라 비-식품(non-food) 분야에서도 널리 이용되었다. 다양한 수분 함량 및 조성의 입자형(grainy), 분말형 및/또는 페이스트형(pasty) 물질이 압착(press)된다.
원하는 크기의 펠릿 또는 큐브를 제조하기 위해 프레스 다이 및 스트립퍼(stripper)를 이용하였다. 그러한 펠릿 밀은, 예를 들어, EP-A-371519 에 개시되어 있다. 압착될 물질은 공급 호퍼로부터 이송 및 계량 장치로 전달되고, 다시 혼합기로 전달된다. 상기 이송 및 계량 장치와 혼합기는 프레스의 케이싱 위쪽에 배치되고, 이때 혼합기의 배출구는 굽은 공급 박스(bent feed box)내로(그리고 몰드 덮개내로) 연결되며, 상기 굽은 공급 박스는 상기 혼합기 아래쪽에 위치되나 상기 혼합기에 견고하게 연결되지는 않는다. 물질은 몰드 덮개로부터 프레스 다이내로 전달된다.
하나의 프레스 다이는 회전하는 프레스 몰드 홀더에 견고하게 연결된다. 또한, 풀리 캐리어(pully carrier)가 롤러 바아(roller bar)에 견고하게 고정된다. 두개의 롤러들은 피스톤-실린더 유닛에 의해 위치 조절이 가능하며, 그에 따라 몰드 매트릭스(mold matrix)에 대해 상이한 간격(gap) 및 몰드 압력을 설정할 수 있다.
다른 펠릿팅(pelleting) 프레스가 EP-B-489046에 개시되어 있으며, 여기서 몰드 및 하나 이상의 프레스 롤러는 나사 간극(clearance)의 함수로서 가변 속도로 구동될 수 있다.
몰드를 펠릿 밀내에 고정하기 위한 여러 가지 해결책이 공지되어 있다. 처음에 설명한 바와 같이 몰드를 단순히 나사로 고정하는 고정형 구조는 저렴하나, 몰드 교체에 많은 시간이 소요된다. 그러나, 예를 들어 미국특허 제 4,979,887 호와 같은 신속한 교체를 위한 해결책들이 역시 공지되어 있으며, 그 미국 특허에서는 웨어-링(wear ring) 둘레상의 단-행정(short-stroke) 유압 실린더가 각각의 클램핑 단편(segment)을 작동시킨다. 유압 실린더들은 몰드 교체를 위한 외부 유압 펌프에 연결된다.
공지된 DE-OS 2108326 에서는, 조립의 개선을 위해 스프링 부재들을 이용하여 매트릭스를 클램핑하는 위치에서 클램핑 단편들을 유지하며, 스프링 작용에 반(反)하여 클램핑 단편들을 분리하기 위한 조정 수단이 제공되어 있다. 매트릭스는 스프링 인장력을 극복할 수 있으며, 그에 따라 컬럼(column)으로부터의 분리 또는 재부착을 용이하게 한다. 유압식 윈치(winch)를 조정 수단으로 사용한다. 유사한 해결책이 DE-OS 2756647 에 제시되어 있으며, 이때 매트릭스를 부착하기 위해 원뿔형 링이 사용된다.
도 1 은 펠릿 밀을 부분적으로 단면도시한 측면도이다.
도 2 는 클램핑 장치의 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 3 은 롤러 조정기의 실시 형태를 도시한 도면이다.
도 4 는 펠릿 밀의 구동부를 도시한 측면도이다.
도 5 는 메인 샤프트를 도시한 단면도이다.
본 발명의 목적은 간단하고, 위생적이며 저렴한 몰드 교체가 가능하도록 펠릿 밀을 디자인하는 것이다. 그 목적은 청구범위 제 1 항의 특징에 의해 달성된다.
본 발명은, 몰드가 펠릿 밀로부터 분리될 수 있도록 하나의 부재만으로 모든 클램핑 단편들을 동시에 작동시킨다는 사상을 기초로하고 있다. 그래서 몰드가 펠릿 밀로부터 분리가 가능하게 된다. 바람직하게, 이는 여러가지 힘-작용 시스템에 의해 몰드 축선을 따라 이동할 수 있는 가압 링을 이용하여 달성될 수 있다. 그러한 힘-작용 시스템은:
- 펠릿 밀의 축선을 따라 작용할 수 있는 유압 실린더 또는 2개의 나사형 스핀들을 구비한 백-기어(back-geared) 모터,
- 펠릿 밀의 축선을 가로지르는 유압 실린더를 구비한 웨지(wedge) 시스템,
- 나사, 스핀들, 유체 또는 캠 플레이트에 의해 작동되는 벨-크랭크(bell-crank) 시스템,
- "신축 집게(lazy tong)"와의 조합체,
- 가압 링의 둘레상의 활주식 회전 부재(sliding rotating element)를 포함한다.
경제적이고, 쉽게 실시할 수 있으며, 용도와 관련된 위생 요건을 만족시킬 수 있는 해결책이 펠릿 밀상에 위치되는 것이 바람직하다. 청구범위의 종속항들은 그러한 바람직한 실시예들에 관한 것이다. 가압 링 및 유체 링의 조합이 특히 바람직하다.
본 발명의 다른 목적은 펠릿 밀에 사용되는 프레스 롤러를 위한 것으로서 조립 및 유지보수가 간단한 롤러 조정기를 제공하는 것이다. 이러한 목적은 청구범위 제 11 항에 기재된 특징들에 의해 달성된다.
유압을 필요로 하지 않으며 수동으로도 작동될 수 있는 단순한 기계적-공압 시스템이 개발되었다.
도면을 참조하여 예시적인 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.
펠릿 밀(1)에서, 프레싱되는 재료는 공급 호퍼(2)를 통해 계량 장치로 이송되며, 상기 계량 장치는 소정량의 재료를 혼합기(4)로 전달한다. 수증기 및 첨가물들이 혼합기(4)에 첨가될 수 있다. 이어서, 상기 재료는 유지 탱크(4')내에서 특정 시간동안 머무르게 된다. 이러한 방식으로 혼합되고 준비된 재료는 채널(5)내로 유입되고, 상기 채널은 상기 재료를 몰드 덮개(6)로 전달하며, 상기 재료는 상기 몰드 덮개로부터 스트리핑용 삽(shovel)(7)을 가로질러 몰드(매트릭스)(8)내로 유입되며, 상기 몰드내에서는 프레스 롤러(9)를 사용하여 상기 재료를 몰드(8)의 방사상 관통구(10)를 통해 압착(press)한다. 펠릿들은 채널(16)을 통해 제거된다.
몰드(8)는 회전가능한 몰드 캐리어(11)에 고정된 링(12)에 의해, 그리고 가압 링(13)에 의해 유지된다. 필요한 경우, 몰드 캐리어(11)는 홀(14)내에 삽입된 레버에 의해 수동으로 회전될 수 있다. 그러나, 일반적으로는 구동 휘일(15)을 통해 구동된다.
가압 링(13)과 몰드(8) 사이의 몰드(8) 둘레부상에는 클램핑 단편(17)들이 분포되고, 상기 단편들은 안내 부재내로 연장하며 일측이 원뿔 형상을 갖는다. 이 경우, 3-4개의 가동(moveable) 클램핑 단편들로도 충분할 수 있다. 안내 부재는 나사(18) 및 스프링 패킷(packet)으로 구성되며, 상기 스프링 패킷은 가압 링(13)을 통과하고 클램핑 단편(17)에 나사체결된다. 가압 링(13)은 나사(18)에 압력을 가하는데 사용된다.
뒤틀림 방지용 안전장치가 몰드(8)에 제공된다. 가압 링(13)과 클램핑 단편(17)의 나사(18) 간의 평면형 접촉면으로 인해, 클램핑 단편(17)은 몰드(8)상에 가압되어, 몰드를 센터링시키고 견고하게 클램핑하게 된다.
링(12)의 방향에서 볼 때 가압 링(13)의 뒤쪽에는 에어 쿠션(21) 형태의 유체 부재가 위치되며, 상기 유체 부재는 가압 링(13)이 충진(filling) 중에/충진 후에 축방향으로 이동할 수 있게 한다. 그러한 반발(repulsion) 메카니즘은 완전히 대칭적이며, 그에 따라 단순한 구조를 가능하게 하고 불균형을 피할 수 있게 한다.
또한, 연속적인 이동들이 반대방향으로 일어날 수 있다.
본 발명의 이러한 실시예로부터 얻어지는 이점들은 위생상의 개선 뿐만 아니라 보다 효율적인 몰드 교체를 포함한다. 또한, 가동 부재들의 개체수가 감소된다.
프레스 롤러(9)는 프로세싱 공간(30)내의 기계 장치에 의해 조정되며, 그러한 기계 장치는 덮개를 제거한 후에 접근할 수 있으며, 또한 수동으로 작동될 수도 있다. 프레스 롤러 조절 장치는 메인 샤프트(33)에 고정되는 베이스(31)로 구성되며, 중심에 힌지식으로 연결되고 요크(yoke)를 구비하는 두 쌍의 레버 아암(32)을 구비한다. 상기 레버 아암(32)의 양 단부들은 프레스 롤러(9)의 캠(34)들에 힌지식으로 연결된다. 스핀들(35)은 레버 쌍들을 안내하고 이동시키는데 사용될 수 있으며, 그에 따라 캠(34)들을 통해 프레스 롤러(9)들을 조절할 수 있다. 조절 메카니즘에는 약간의 부하(load)만이 가해지며, 가능한 조절 경로(path)가 크기 때문에 캠(34)을 약간만 조절하여도 된다. 힘을 제한하기 위한 측정 시스템이 제공된다.
롤러 조절기의 구동부는 제품 영역의 외부에 위치되며, 메인 샤프트(33)를 통해 조절 메카니즘에 작용한다.
선택된 롤러 조절기는 높은 동력전달(transmission) 비율을 실현하도록 사용될 수 있고, 그에 따라 약한 구동 출력만을 필요로 하며, 상기 동력 전달 비율의 예를 들면 1:20000 이고, 구동 출력의 예를 들면 약 100W 이다.
펠릿 작업 프레스는 윤활 장치를 구비하며, 윤활 장치는 중앙 윤활 시스템(전기 그리스 펌프)을 필요로 하지 않을 뿐만 아니라 종래의 수동적으로 윤활되는 펠릿 작업 프레스에서와 같은 매일마다의 수동 윤활작업 없이도 작동될 수 있게 한다.
한편, 프레스 롤러(9)는 상업적으로 이용가능한 영구적 윤활 방식의 베어링을 구비한다. 이러한 베어링들은 마모를 이유로 롤러 플랜지(36)를 최초로 교체하여야 할 때 다시 윤활처리 된다. 한편, 그리스가 베어링을 통해 매우 느리게 유동할 수 있도록, 그리고 롤러 플랜지(36)의 수명에 대략적으로 대응하는 긴 윤활 간격을 가능하게 하여 정상적인 유지보수 작업 계획 중에 윤활될 수 있도록, 롤러 유지 샤프트(메인 샤프트; 33)의 베어링(37)들이 그리스 저장부(45)를 구비한다.
하나의 변형 실시예에서, 그리스는 롤러 조정기까지 공급될 수 있다. 메인 샤프트(33)내의 통(tub)에 의해 저장부 및 필요한 적소에 연결될 수 있다.
메인 샤프트(33)상에 배치된 구동 휘일(15)은 상기 메인 샤프트(33)에 평행하게 배치된 두개의 고속 모터(40)로부터의 풀리에 의해 구동된다.
오버드라이브(overdrive)(41)는 수직 샤프트(42)를 초기 구동시키기 위해 사용되며, 메인 샤프트(33)에 대한 오버드라이브는 V-벨트(폴리(poly)-V)(43)에 의해 이루어진다. 바람직하게, 둘 이상의 V-벨트(43)가 제공된다.
모터(40)들은 고무 스프링 부재(49)에 의해 미끄러짐 없이(slip-free) 조절될 수 있다. 3개의 고무 스프링 부재는 기계적 진동과 관련하여 모터들을 펠릿 작업 프레스의 베이스 프레임으로부터 분리시키고 그 진동을 감쇠시키는 작용을 한다. 이러한 고무 스프링 부재들에 의해, 후속하여 응력을 가하지 않고도, 그리고 벨트 길이가 긴 경우에도, 벨트(41)는 예비-응력(pre-stressed) 상태가 되며, 일정 예비-응력을 유지하게 된다.
따라서, 상이한 몰드 속도를 설정할 수 있게 하는 단순한 2-단계의 구동이 달성된다. 약 1,500 R-1 의 출력 속도를 몰드의 약 200-250 R-1 로 문제 없이 줄일 수 있다. 수직 샤프트(42)상의 디스크를 교체하는 것 만으로도, 각 제품에 맞춰 속도를 효율적으로 변화시키고 조절할 수 있다.
도면 부호
1 펠릿 밀
2 공급 호퍼
3 계량 장치
4 혼합기
4' 유지 탱크
5 채널
6 몰드 덮개
7 스트리핑 삽
8 몰드
9 프레스 롤러
10 관통구
11 몰드 캐리어
12 링
13 가압 링
14 홀
15 구동 휘일
16 채널
17 클램핑 단편
18 나사
21 부재/에어 쿠션
30 프로세싱 공간
31 베이스
32 레버 아암
33 메인 샤프트
34 캠
35 스핀들
36 롤러 플랜지
37 메인 샤프트 베어링
40 모터
41 오버드라이브
42 수직 샤프트
43 V-벨트
44 고무 스프링 부재
45 그리스 저장부
46 분배 부재

Claims (18)

  1. 방사상 관통구(10)를 가지는 중공(中空)의 원통형 몰드(8)를 구비한 펠릿 밀로서, 상기 몰드의 내측 둘레면은 롤링 오프될 수 있도록 편심적으로 배치되 하나 이상의 프레스 롤러(9)를 수용하며, 상기 몰드(8)는 몰드 캐리어(11)상에 위치되고 본질적으로 강제결합식으로(non-positively) 분리되거나 고정될 수 있는, 펠릿 밀에 있어서,
    클램핑 단편(17)들은 상기 몰드(8)와 상기 몰드 캐리어(11)의 가압 링(13) 사이에 배치되며, 상기 가압 링(13)과 상기 클램핑 단편(17)들의 조절 부재들 사이에는 편평한 접촉면이 형성되며, 상기 클램핑 단편(17)들은 안내 부재들내에 수용되는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  2. 제 1 항에 있어서, 각각의 상기 안내 부재는 하나 이상의 스프링 패킷을 갖는 나사(18)를 구비하는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 안내부재들은 클램핑 단편(17)들과 연결되는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가압 링(13)의 뒤쪽에 유체 부재가 배치되는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 10 항 또는 제 11 항 중 하나에 따른 유체 부재(21)가 상기 가압 링(13)의 뒤쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  6. 캐리어 유닛으로부터 원통형 부분을 분리하기 위한 클램핑 장치로서, 상기 원통형 부분은 축방향을 따라 분리될 수 있게 또는 본질적으로 강제결합식으로 고정되는, 클램핑 장치에 있어서,
    클램핑 단편(17)들이 상기 캐리어 유닛의 가압 링(13)과 상기 원통형 부분 사이에 배치되며, 상기 클램핑 단편(17)들과 상기 가압 링(13) 사이에는 원뿔형 접촉면이 형성되며, 상기 클램핑 단편(17)들은 축방향으로 이동될 수 있게 안내 부재들 내에 수용되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 원통형 부분은 중공의 원통형 몰드인 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 상기 안내 부재들은 클램핑 단편(17)들과 연결되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 가요성의 유체 부재가 상기 가압 링(13)의 뒤쪽에서 링(12)과의 갭내에 배치되는 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 유체 부재는 공기 쿠션(21)인 것을 특징으로 하는 클램핑 장치.
  11. 하나 이상의 조절가능한 프레스 롤러(9)가 내측면상에서 연장하는 중공의 원통형 몰드(8)를 구비한 펠릿 밀에 있어서,
    베이스(31)가 상기 몰드(8)의 메인 샤프트(33)와 함께 회전될 수 있도록 상기 메인 샤프트(33)에 고정되며, 상기 베이스에는 요크를 구비하는 두 쌍의 레버 아암(32)이 중심에 힌지식으로 연결되고, 상기 레버 아암의 양 단부들은 프레스 롤러(9)의 캠(34)들에 힌지식으로 또는 피봇식으로 연결되며, 상기 레버 아암의 쌍들은 캠(34)들에 연시 힌지식으로 연결된 부재에 각각 연결되고 상기 베이스(31)상에서 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 부재들은 스핀들에 의해 이동될 수 있는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  13. 몰드(8)의 구동 휘일(15)을 구비한 펠릿 밀로서, 상기 구동 휘일(15)은 피동 메인 샤프트(33)상에 장착되는, 펠릿 밀에 있어서,
    상기 구동 휘일(15)은 평행하게 배치된 수직 샤프트(42)를 가지는 V-벨트(43)에 의해 연결되며, 상기 V-벨트(43)는 다시 다른 V-벨트(41)에 의해 구동부에 연결되는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 벨트 구동부는 하나 이상의 V-벨트(43)를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  15. 제 13 항 또는 제 14 항에 있어서, 상기 구동부는 두개의 평행하게 배치된 모터(40)들을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  16. 제 16 항에 있어서, 상기 모터(40)들은 조절가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  17. 제 11 항에 있어서, 롤러 유지 샤프트의 하나 이상의 메인 베어링이 그리스 저장부(45)를 구비하는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
  18. 제 18 항에 있어서, 분배 부재(46)가 상기 몰드 캐리어(11)상에 제공되는 것을 특징으로 하는 펠릿 밀.
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