KR20100002955U - 버섯배지상자 자동충진 및 접종장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 버섯상자재배에 있어 버섯배지상자 자동충진과 자동접종장치에 관한 것으로 상자공급, 배지의 충진, 종균 접종까지의 전과정을 자동화시킴으로써 작업의 일관성과 버섯재배의 경제성 제고를 목적으로 한다.

본 고안은 먼저 상자공급기에서 다량의 포개어진 상자를 낱개로 공급하면 상자이송밀대에 의하여 지속적으로 상자가 이송되면서 배지충진, 종균접종, 배지표면 고르기 작업까지 순차적으로 일시에 실행되는 구조이다.

본 고안은 종래 인력에 의존하여 수작업으로 이루어지던 것을 상자공급, 배지상자 담기, 종균접종, 배지표면 고르기 작업등을 자동장치에 의해 획일적이고 일괄적으로 수행함으로써 작업능률의 향상, 생산비 절감, 버섯재배규모의 확대 등을 통한 경제성을 제고할 수 있다.

버섯배지, 종균, 느타리버섯, 충진, 접종, 상자이송밀대

Description

버섯배지상자 자동충진 및 접종장치{omitted}

본 고안은 버섯배지의 자동 충진과 종균의 자동 접종장치에 관한 것이다. 본 고안은 특히 느타리버섯 상자재배에 관련된 것으로 상자공급, 배지 충진, 종균 접종과 마무리 작업까지 모두 자동화 시스템에 의하여 일관작업이 이루어질 수 있도록 하는데 목적이 있다.

1. 종래 느타리버섯 재배는 볏짚이나 폐면 등을 이용하여 재배하였는바 그 작업이 인력에 의존한 수작업으로 노동력이 많이 소요되고 작업능률과 생산성이 떨어져서 작업의 효율성제고와 경제성을 높이기 위한 기계자동화가 절실히 요구되었다.

2. 기계자동화의 한 방법으로 버섯병재배법이 보편화 되었으나 병재배는 병용기의 특성상 톱밥, 면실박 등 입자화된 값비싼 고운 배지만을 이용할 수 있어 상자재배처럼 배지재료의 다양화가 어렵고, 배지를 반드시 고온으로 살균을 하여야 하기 때문에 유류 등의 에너지 소비가 많을 뿐만 아니라, 기본적으로 갖춰야하는 설비가 많고 비싸기 때문에 전체적으로 생산비가 높아진다.

3. 그래서 대안으로 폐면, 면실박, 왕겨, 볏짚 등 농업부산물을 다양하게 배 지재료로 사용할 수 있으면서, 별도의 에너지 소비가 필요 없이 자연적인 발효원리를 이용해서 조성한 발효배지를 사용한 느타리버섯 상자재배법이 개발 되었으나 기계자동화를 하기에는 채용할 만한 마땅한 기술이나 기계가 없어 종래의 균상재배에서 발효배지를 수작업으로 상자에 담아 재배하는 수준으로 밖에 발전하지 못하여 상자재배법이 사장화되고 있어 값싸고 품질 좋은 느타리버섯 생산을 위한 기계개발이 절실히 요구된다.

본 고안은 버섯상자재배법에 있어 버섯배지상자 자동충친과 자동접종장치에 관한 것으로 상자공급, 배지의 충친, 종균 접종까지의 전과정을 자동화시킴으로써 작업의 일관성과 노동력 절감을 통한 버섯재배의 경제성 제고를 목적으로 한다.

본 고안은 포개어진 다량의 배지상자를 장착하여 지속적으로 상자를 공급하여 주는 상자자동공급기와 공급된 상자를 각 작업공정에 맞춰 이송시켜주는 상자이송밀대, 이송된 상자에 별도의 혼합기를 통하여 종균과 발효배지가 적절히 배합되어 공급된 배지를 상자에 담아주는 상자배지충진기, 배지가 충진되어 이송되어온 상자배지 표면에 종균을 접종하고 다져주는 작업을 하는 종균접종기 등으로 구성되어 일련의 상자배지충진 및 접종작업이 자동화 시스템에서 이루짐을 특징으로 한다.

본 고안은 기존의 자동화 기계보다 값싸고 간편하고 능률적인 자동화기계를 보급함은 물론, 종래의 느타리버섯 상자재배가 인력에 의존하여 수작업으로 수행함으로써 능률이 떨어지고 생산성이 낮아서 우수한 느타리버섯을 생산하는 농법임에도 사양화되고 있는 현실에서 느타리버섯상자재배법을 되살리고, 나아가 버섯재배를 활성화시키고 관련 기술의 개발을 유도함으로써 버섯산업의 발전에 기여하리라 기대된다.

본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명을 하면 다음과 같다.

본 고안은 크게 상자공급기(도2), 상자배지충진기(도4,도5), 배지 표면에 종균접종을 해주는 종균접종기(도12,도13), 상자이송밀대부(도3)와 이들을 제어하는 콘트롤부(34)로 구성되어 있다.

먼저 상자공급기에서 포개어 설치된 상자를 하나씩 분리하여 상자이송 밀대부 위에 있는 상자 이송레일(2)에 떨궈주면, 상자이송 밀대부의 상자 이송밀대(7)가 레일 위의 상자를 다음 공정인 배지 상자 담기를 하는 상자배지충진기로 이송을 한다.

이송된 상자가 제 위치에 놓이면 상자배지충진기에 의하여 상자에 배지가 충진되고, 충진이 완료되면 상자이송 밀대가 다시 왕복운동을 하면서 배지가 충진된 상자를 다음 공정인 종균접종기 밑으로 이송이 되면서 동시에 상자배지충진기에는 새로운 상자가 이송되어 온다.

이 새로운 상자에 다시 배지가 충진되면 또 다시 상자이송밀대가 작동을 하 면서 종균접종장치와 상자배지충진기에 있는 상자, 그리고 새로 공급된 빈 상자까지 세 개의 상자를 동시에 밀어내게 되는데 이때 종균접종기 밑에 위치해 있던 상자가 이송되는 동시에 종균접종기가 구동하면서 상자배지 표면에 종균을 접종하게 된다. 다시 한번 상자이송밀대가 작동을 하면 이 때는 4개의 상자가 동시에 이송되면서 연동으로 작업이 이루어지는데 종균이 접종된 상자는 밀대에 의하여 이송되면서 종균접종기에 함께 부착된 배지 압착판(23)에 의하여 종균이 접종된 배지의 표면이 다져지고 고르게 되면서 전체 한 공정이 마무리 되는 원리이다.

이렇게 종균접종까지 마친 배지 상자는 배양대에 적재하여 배양실로 운반한다.

이상과 같은 각각의 공정은 콘트롤부(34)에서 조정되는 전기 신호에 의하여 자동적으로 콘트롤되는 공기압으로 동시에 연속적으로 작업이 이루어지기 때문에 작업이 빠르고 간편하며, 작업의 속도는 작업자의 능률에 맞춰 상자 이송속도를 조절함로써 얼마든지 변화시킬 수 있다.

1.상자 공급기

상자공급기(도2)는 도6에서와 같이 포개어진 상자(30)를 상자틀(1) 안에 장착하면 공정이 진행되면서 상자를 낱개로 공급시켜 주는 장치이다.

본 장치의 구성은 도2에서 볼 수 있는 바와 같이 포개진 상자를 담아둘 수 있는 상자틀(1), 장착된 상자를 일단정지 시키는 스톱퍼기능과 동시에 상자를 낱개로 분리해서 떨궈주는 역할을 하는 캠장치(4), 그리고 이 캠장치를 구동시켜주는 에어실린더(3)로 이루어진다.

스톱퍼와 상자분리기 역할을 하는 캠장치(4)는 상자틀 안에 포개어진 상자를 장착하면 도 6에서와 같이 캠(4)이 스톱퍼가 되어 상자가 대기 상태에 놓인다.

공정이 시작되어 상자이송밀대(7)가 일회 왕복하여 상자공급기 밑에 있는 상자를 이송시키면 캠축을 작동시키는 에어실린더(3)의 피스톤이 순간적으로 일회 왕복운동을 하면서 상자를 분리해서 떨궈 놓는다. 이때 캠(4)은 1/4바퀴를 왕복운동을 한다.

먼저 실린더(3) 피스톤이 전진하면 캠이 1/4바퀴 회전하면서 도8 에서와 같이 상자는 캠에 파인 홈 간격만큼 내려앉아 캠 안턱에 걸리게 되고, 다시 실린더(3) 피스톤이 후진복동하면 도 9에서와 같이 캠도 같이 후진복동하게 되는데 이때 맨 밑의 상자는 캠에 의한 제동(stopping)이 풀리는 동시에 밑에서 두 번째 상자의 턱이 캠에 걸려서 멈춰있게 되고 밑의 상자는 상자 자중과 캠의 이격작용으로 분리가 되어 상자이송 레일(2) 위에 떨어져서 상자는 이송 대기상태에 놓인다.

2. 상자이송 밀대부

상자이송 밀대부는 도3 에서 보이는 바와 같이 긴 막대모양으로 생긴 이송밀대(7)가 에어실린더(8)의 작동에 의해 각 공정을 수행하기 위하여 작업대 레일(2)위에 놓인 상자를 일시에 다음 공정으로 옮겨주는 역할을 하는 기구이다.

상자이송 밀대부의 구성은 에어실린더(8)의 왕복운동에 따라 상자걸쇠(10)를 돌출입시키는 작동을 하는 상자걸쇠부(9)를 내장한 사각의 긴 파이프로 이루어진 이송밀대( 7)와 이 밀대를 전, 후진 왕복운동을 시켜주는 에어실린더( 8), 그리고 뒤에 설명될 종균접종기를 구동시켜줄 동력을 만드는 체인구동장치( 15,16,17,18) 로 이루어진다.

이송 밀대(7)의 구조는 도10, 도11 에서와 같이 사각파이프 내에 상자걸쇠부(9)가 설치되어 있어 에어실린더(8)의 피스톤 왕복운동에 따라 상자걸쇠부(9)에 부착된 4개의 상자걸쇠(10)를 돌출과 삽입할 수 있는 구조를 갖추고 있으면서 밀대 전체는 에어실린더(8 ) 피스톤의 왕복운동에 의하여 지지대(19)에 고정되어 있는 슬라딩로드(12)를 따라서 왕복운동을 하게 되는 구조이다.

도10을 가지고 더 설명을 하면,

이송밀대(7)가 상자 이송작업을 하려면 먼저 에어실린더 (8)피스톤로드(11)가 신장운동을 하면서 이송밀대(7)를 후진시키게 된다. 이때 밀대 전체가 후진하기에 앞서 밀대 내부에 설치된 상자걸쇠부(9)가 이송밀대(7) 전체보다 마찰계수가 적기 때문에 먼저 후진되면서 설정된 간격만큼만 돌출되었던 상자걸쇠(10)를 삽입시키게 되어 이송밀대 전체가 후진하면서도 상자 이송레일에 놓인 상자들에 상자걸쇠가 걸리지 않게 되는 것이다.

이송밀대의 후진이 완료되고 에어실린더(8) 피스톤로드가 수축운동으로 바뀌어 이송밀대(8)가 전진하기 시작하면 도면11에서와 같이 밀대 전체가 전진하기에 앞서 상자걸쇠부(9)가 먼저 전진하면서 상자걸쇠(10)를 돌출시켜 상자 하단부가 상자걸쇠에 충분히 걸리게 되고 그 상태에서 상자이송밀대는 상자를 밀어서 이송하게 된다.

도3에서 보이는 체인구동장치(15,16,17,18)는 이송밀대(7) 외부 측면에 부착된 기어체인(33)이 본체에 부착된 래칫기어＜ratchet gear＞(16)와 벨트풀리(18)를 구동시켜서 여기에 V벨트로 연결된 종균접종기의 벨트풀리(24)를 작동시키는 역할을 한다.

여기서 래칫기어를 채용한 것은 이송밀대(7)의 전진운동시만 종균접종기가 작동되도록 하기 위함이다.

3.상자배지 충진기

상자배지 충진기(도4,도5)는 별도의 배합기에서 발효된 버섯배지와 혼합용 종균을 배합하여 배지이송용 콘베어(21)를 통하여 충진기 호퍼(33)에 채워지면 충진기 호퍼(33) 좌 우에 설치된 상부개폐기(18A),(18B)와 하부개폐기(19A),(19B)의 작동에 의하여 상자에 배지를 담는 장치이다.

상자배지 충진기는 배지를 담는 호퍼와 호퍼 상, 하, 좌, 우에 설치되어 있는 에어실린더(16A),(16B),(17A),(17B)에 의하여 개폐작동을 해주는 4개의 플레이트형 개폐기(18A,18B,19A,19B)와 배지이송용 콘베어(21)로 부터 호퍼에 담기는 배지의 양을 제어해주는 센서(20)로 이루어진다.

특히, 도4에서 보이는 바와 같이 맞물리는 개폐기의 플레이트사이에 상하로 틈을 둬서 거칠은 배지재료에서도 작업이 용이하도록 하였다.

먼저 작업에 들어가면 좌우에 설치된 개폐기중에 상부의 좌우 개폐기(18A,18B)는 열리고 하부의 좌우 개폐기(19A,19B)는 닫힌 상태에서 콘베어(21)를 통하여 배지가 이송되어 호퍼에 채워진다.

이어서 상자이송 밀대(7)가 후진했다 전진할 때 상부 개폐기(18A,18B)가 닫히면서 동시에 상자(30)를 상자공급기로부터 이송하여 충진기 밑에 놓으면 하부 개 폐기(19A,19B)가 열리고 하부 개폐기와 상부 개폐기 사이에 채워져 있던 배지가 쏟아져서 상자에 담긴다.

배지 충진이 끝나면 하부 개폐기가 닫히고 뒤이어서 상자 이송밀대가 후진을 하는 동시에 상부 개폐기가 열려서 다음 충진 작업을 위하여 배지가 호퍼 내에 채워진다. 후진한 상자 이송밀대가 다시 전진하면 상자들을 밀어서 다음 작업을 할 상자를 이송하게 되며 동시에 충진장치 호퍼의 상부 개폐기도 함께 닫히게 된다.

이와 같이 배지는 콘베어(21)에 의하여 호퍼 상단에 설치된 센서(20)의 제어를 받으면서 호퍼에 채워지고 상자가 공급되면서 작업은 연속적으로 이루어진다.

4.종균접종기

상자배지 충진기에서 배지가 채워진 상자가 이송되어 오면 도12와 같이 종균접종기에서는 배지 표면에 종균접종이 이루어진다.

종균접종기는 도12에서 보이는 것과 같이 분쇄한 종균을 배지 표면에 뿌려주는 종균접종부와 종균이 뿌려진 배지 표면을 다져주고 고르게 해주는 배지 압착판(23)으로 이루어진다.

종균접종부는 분쇄한 종균을 담아두는 호퍼(31)와 접종 종균량을 조절해주는 조절구(25), 종균을 뿌려주는 콘베어(22)로 이루어지는데 이 콘베어 장치는 종균접종기 벨트풀리(24)와 체인구동장치의 벨트풀리(18)사이에 V벨트로 연결된 체인구동장치의 동력에 의하여 작동한다.

종균이 접종된 상자는 다시 상자이송 밀대에 의하여 배지 압착판(23)을 통과하면서 종균접종한 배지표면이 고르게 다져진다.

배지 압착판(23)은 도12 에서 보이는 바와 같이 종균접종부를 구동시키는 동력에 의하여 돌아가는 고무롤러(26), (28)에 두꺼운 고무판(23)을 회전시키면서 고무판 자중으로 배지를 눌러줌과 동시에 고무판과 배지표면의 진행속도상의 차이를 둬서 그를 이용하여 배지 표면을 고르는 원리이다.

도1 -본 고안의 전체 구성도

도2 -상자공급기 구성도

도3 -상자이송밀대부 구성도

도4 -상자배지 충진기 구성도

도5 -상자배지 충진기 평면도

도6 -상자공급기 측면 구성도

도7 -상자공급기 캠 작동 설명도(스톱퍼)

도8 -상자공급기 캠 작동 설명도

도9 -상자공급기 캠 작동 설명도(상자 분리기)

도10 -상자이송밀대의 상자걸쇠부 설명도(밀대 후진시)

도11 -상자이송밀대의 상자걸쇠부 설명도(밀대 전진시)

도12 -종균접종기 구성도(전면)

도13 _종균접종기 구성도(후면)

＊도면 주요 부분에 대한 부호의 설명＊

1 :상자공급기의 상자틀

2 :상자이송레일

3 :상자공급기 에어 실린더

4 :캠

5 :캠축

6 :챔축암

7 :상자이송 밀대

8 :상자이송밀대부 에어실린더

9 :상자걸쇠부

10:상자걸쇠

11:에어실린더 로드

12:상자이송밀대부 슬라이딩 로드

13:상자이송밀대 슬라이더

14:컨넥터

15:기어 체인

16:래칫기어

16A:에어실린더

17:기어체인 텐션

18:V벨트 풀리

18A:상부 개폐기 플레이트

19:상자이송밀대부 지지대

19A:하부 개폐기 플레이트

20:배지제어 센서

21:배지 이송용 콘베어

22:종균접종용 콘베어

23:상자배지진압용 압착판

24:V벨트 풀리

25:종균 조절구

26:고무 롤러

27:콘베어 벨트용 롤러

28:고무 롤러

29:분쇄한 버섯종균

30:배지 상자

31:종균 호퍼

32:기어체인

33:배지 호퍼

34:콘트롤부

Claims (6)

1. 버섯상자공급기, 상자배지 충진기, 배지 압착판이 부착된 종균접종기, 상자이송밀대부 등으로 구성되어 버섯상자의 자동공급과 배지의 상자충진 및 표면접종이 자동으로 일관되게 이루어짐을 특징으로 하는 버섯배지 상자 자동충진 접종장치.
2. 제1항에 있어서, 버섯상자공급기에서 상자공급시 스톱퍼와 상자분리장치 역할을 동시에 하는 캠장치(4)를 활용함을 특징으로 하는 버섯배지 상자 자동충진 접종장치.
3. 제1항에 있어서, 상자배지 충진기에서 배지호퍼 상단과 하단에 각각 2쌍의 플레이트형 개폐기를 설치하여 항상 일정량의 배지를 고르게 상자에 충진할 수 있으며, 특히 맞물리는 개폐기 플레이트 사이에 상하로 틈을 줘서 거칠은 배지에서도 작업이 용이하도록 한 것을 특징으로 하는 버섯배지 상자 자동충진 접종장치.
4. 제1항에 있어서, 종균접종기의 구동을 상자이송밀대부의 체인기어구동장치 동력을 이용하되, 접종부의 종균살포용 콘베어(22)를 구동시키는 방식으로 종균을 살포하고, 동시에 체인구동장치 동력으로 작동되는 배지 압착판(23)을 설치하여 표면에 종균이 접종된 배지를 다지고 고를 수 있도록 고안됨을 특징으로 하는 버섯배 지 상자 자동충진 접종장치.
5. 제1항에 있어서, 배지상자를 이송함에 있어 에어실린더 작동에 따라 전후진 왕복운동하는 이송밀대(7)를 채용하고, 밀대내부에는 에어실린더의 전진과 후진 작동에 따라 돌출입이 이루어지는 상자걸쇠부(10)를 설치하여 이송밀대 전진시에만 상자가 상자걸쇠에 걸리도록 고안됨을 특징으로 하는 버섯배지 상자 자동충진 접종장치.
6. 제5항에 있어서, 상자이송밀대부에 체인(15)과 래칫기어(16)를 이용한 체인기어구동장치를 설치하여 거기서 얻어지는 편동동력으로 종균접종기를 작동시킬 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 버섯배지 상자 자동충진 접종장치.

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