KR20180073842A

KR20180073842A - 펠릿가공장치

Info

Publication number: KR20180073842A
Application number: KR1020160177312A
Authority: KR
Inventors: 최병국
Original assignee: 최병국
Priority date: 2016-12-23
Filing date: 2016-12-23
Publication date: 2018-07-03
Also published as: KR101914932B1

Abstract

본 발명은 대량으로 투입되는 소재를 모두 수용할 수 있는 충분한 여유공간과 해당 소재를 성형부로 균일하게 분배하는 공급부와, 공급부 양측에 구비되고 소재가 수용된 성형부를 신속하게 가압하는 가압부를 포함하여 한 번의 가압작업으로 대량의 펠릿을 생산함은 물론, 펠릿의 형태를 일정하게 생산하여 품질이 향상되고, 소재를 펠릿으로 가공하는 일련의 과정이 자동화로 실시되는 펠릿가공장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메인프레임(10)과, 파쇄된 소재를 공급받는 공급부(100)와, 공급된 소재를 전달받아 가압하여 펠릿의 형태로 가공하는 가압부(200)와, 가공된 소재를 전달받아 외부로 배출하는 배출부(300)로 구성되고, 파쇄된 소재를 공급받는 호퍼(110), 호퍼와 연결 형성되어 소재의 공급량을 조절하는 볼 밸브(120), 볼 밸브 하방에 위치되어 공급된 소재를 저장하는 원료저장부(130), 원료저장부에 체결되어 저장된 소재를 가압부로 균등하게 분배하는 에어노즐부(140)를 포함하는 공급부(100);와, 공급부(100) 양측에 구분 배치되고, 원료저장부 하방으로의 위치 전환이 교번 실시되면서 에어노즐부에 의하여 분배 공급되는 소재를 공급받아 가압하는 가압부(200);와, 가압부의 하방에 위치하면서 가압이 완료된 소재를 인계받아 외부로 배출하는 배출부(300);로 구성된다.

Description

펠릿가공장치{Pellet processing device}

본 발명은 파쇄된 소재를 가압하여 펠릿의 형태로 가공하는 펠릿가공장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대량으로 투입되는 소재를 모두 수용할 수 있는 충분한 여유공간과 해당 소재를 성형부로 균일하게 분배하는 공급부와, 공급부 양측에 구비되고 소재가 수용된 성형부를 신속하게 가압하는 가압부를 포함하여 한 번의 가압작업으로 대량의 펠릿을 생산함은 물론, 펠릿의 형태를 일정하게 생산하여 품질이 향상되고, 소재를 펠릿으로 가공하는 일련의 과정이 자동화로 실시되는 펠릿가공장치에 관한 것이다.

최근 들어 석탄, 석유 가스 등과 같은 화석연료의 자원 고갈이 진행되고, 심지어 화석연료의 과도한 사용은 지구 온난화의 주범으로 인식되면서 화석연료를 대체할 수 있는 다양한 에너지자원의 개발이 요구되고 있다.

한편, 해당 분야의 전문가들에 의해 현재에는 화석연료를 대체할 수 있는 다양한 에너지자원이 개발되어 사용되고 있으며, 그 중 하나가 고형연료제품(SRF)으로써 버려진 폐기물을 분쇄한 뒤 가압하여 펠릿의 형태로 생산되는 신재생에너지가 있다.

일례로 대한민국등록특허 제10-1675871호 "고형원료압축장치"가 게재되어 있으며, 미세하게 분쇄된 폐기물을 가압할 수 있도록 장치의 구조를 단순화하고 자동화함으로써, 생산성을 향상시킴과 동시에 다양한 크기로 가변되는 성형구조물을 간편하게 교체하여 사용할 수 있도록 구성되어, 다양한 크기의 펠릿을 생산할 수 있도록 개발된 기술이다.

하지만, 위의 고형원료제품(SRF)은 가열시 환경오염물질 등이 다량 발생하였다. 이에 따라 임목 폐기물 또는 톱밥 등과 같이 버려진 목재를 수거하여 펠릿으로 가압하는 장치가 개발되었다.

일례로 대한민국등록특허 제10-1075312호 "목재 펠릿 제조장치 및 제조방법"이 게재되어 있으며, 위 종래기술은 목재의 건조와 분쇄를 하나의 공정에서 처리할 수 있도록 개발된 기술이다.

위와 같이 화석연료를 대체할 수 있는 다양한 방식의 에너지자원 제조장치가 개발되었으나, 해당 장치들은 기술력의 한계에 의해 펠릿의 대량 생산이 불가능하였음은 물론, 펠릿을 가공하는 과정에서 소재가 서로 응집되도록 접착부재의 첨가 또는 소재의 용융 등 불필요한 공정이 필수로 진행되어야만 했다. 때문에 단시간에 대량의 펠릿을 가공할 수 있는 장치와 불필요한 공정이 배제된 펠릿가공장치가 요구되고 있는 실정이다.

대한민국등록특허 제10-1675871호 "고형원료압축장치" 대한민국등록특허 제10-1075312호 "목재 펠릿 제조장치 및 제조방법"

본 발명은 위의 제반 문제점을 보다 적극적으로 해소하기 위하여 창출된 것으로, 소재를 대량으로 투입하여 가압하되, 단시간에 대량의 펠릿이 가공되도록 구성하는 것이 해결하고자 하는 과제이다.

또한, 다수개의 성형공간 내부로 균일한 양의 소재가 수용될 수 있도록 구성하고자 하는 것이 다른 해결과제이다.

더불어, 일련의 작업과정이 신속하고 균일하게 실시되어야 함은 물론, 모든 작업이 자동화로 이루어지도록 구성하는 것이 해결과제이다.

위의 해결 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서 제안하는 펠릿가공장치의 구성은 다음과 같다.

본 발명의 펠릿가공장치는 파쇄된 소재를 공급받는 공급부(100)와, 공급된 소재를 전달받아 가압하여 펠릿의 형태로 가공하는 가압부(200)와, 가공된 소재를 전달받아 외부로 배출하는 배출부(300)로 구성되고, 위 공급부(100)는 파쇄된 소재를 투입받는 호퍼(110)와, 호퍼의 하단에 위치하며 투입된 소재의 유입량을 제어하는 볼 밸브(120)와, 볼 밸브와 체결되고 다수의 천공홀(131)을 구비하여 볼 밸브로부터 유입되는 소재를 가압부로 전달하는 원료저장부(130);와, 원료저장부 상면에 위치되고 공기압축기(Air compressor)로부터 제공되는 공기를 분사하여 볼 밸브 하방에 치중된 소재가 각 천공홀로 분산 공급되게 하는 적어도 하나 이상의 에어노즐부(140)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 위 원료저장부(130)는 내부 저면에 형성된 다수개의 천공홀(131)을 커버하도록 각 천공홀과 대응하는 유입홀(133c)이 구비된 분할판(132)을 더 포함하고, 위 분할판(132)은 볼 밸브(120)에서 제공되는 소재가 유입홀을 경유하여 천공홀로 진입되게 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 위 분할판(132)은 원료저장부(130) 저면과 볼트(134)로 체결하고, 원료저장부와 분할판 사이에 탄성부재(135)를 더 개재하여 원료저장부 저면으로부터 이격 배치되게 하되, 볼트 체결 정도에 따라 수직선상 높이가 조절되는 것에 특징이 있다.

또한, 위 원료저장부(130)는 내부의 각 측면에서 돌출 형성된 격벽(136)을 포함하고, 위 격벽은 일정 간격마다 적어도 하나 이상 배열된 것을 특징으로 한다.

또한, 위 펠릿가공장치는 메인프레임(10);과, 파쇄된 소재를 공급받는 호퍼(110), 호퍼와 연결 형성되어 소재의 공급량을 조절하는 볼 밸브(120), 볼 밸브 하방에 위치되어 공급된 소재를 저장하는 원료저장부(130), 원료저장부에 체결되어 저장된 소재를 가압부로 균등하게 분배하는 에어노즐부(140)를 포함하는 공급부(100);와, 공급부(100) 양측에 구분 배치되고, 원료저장부 하방으로의 위치 전환이 교번 실시되면서 에어노즐부에 의하여 분배 공급되는 소재를 공급받아 가압하는 가압부(200);와, 가압부의 하방에 위치하면서 가압이 완료된 소재를 인계받아 외부로 배출하는 배출부(300);로 구성되는 것을 특징으로 하는 펠릿가공장치.

또한, 위 가압부(200)는 공급부(100)의 양측에 배치되어 상하로 수직 이동하는 실린더로 구성된 가압수단(210)과, 원료저장부(130)의 하방에 배치되어 소재를 공급받아 가압수단으로 이동하여 가압수단에 의해 가압이 실시되는 금형부(220)로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 위 가압수단(210)은 공급부(100)를 기준으로 양측에 각각 제1가압수단(211)과 제2가압수단(212)이 구비되고, 위 금형부(220)는 원료저장부(130)의 하방에 배치되는 제1금형(221)과 제1가압수단 또는 제2가압수단의 하방에 배치되는 제2금형(222)으로 구비되되, 위 제1,2금형은 브라켓(223)으로 상호 결합되는 것에 특징이 있다.

또한, 위 금형부(220)는 메인플레이트(10) 상면에 설치된 메인레일(20)에 결합되어 실린더의 작동에 의해 가압수단(210)으로 이동하는 것을 특징으로 한다.

또한, 위 가압부(200)는 지지판(230)을 포함하고, 위 지지판(230)은 메인프레임(10)의 양단부로부터 외부영역으로 연장 설치된 보조레일(30)에 설치되어 측 방향으로 이동함으로써, 배출부(300)의 상면을 차폐하여 금형부(220)가 지지판의 상면으로 슬라이딩되는 것을 유도하고, 가압수단이 금형부를 가압할 때 금형부의 저면을 지지하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의하면, 공급부가 소재의 유입량을 조절하여 금형부로 제공하고, 소재를 제공받은 금형부는 공급부의 양측에 각각 구비된 가압수단으로 순차 이동시켜 제1가압수단과 제2가압수단이 제1금형과 제2금형을 교번으로 가압함으로써, 가압작업이 지속적으로 실시됨에 따라 대량의 펠릿을 단시간에 가공하여 생산성이 향상되는 효과가 있다.

또한, 금형부에 형성된 다수개의 수용홀 중 소재가 특정 수용홀에 치중되는 현상을 억제함은 물론, 수용홀의 좁은 내부공간으로 소재가 과도하게 유입되지 않고 최소 1회 이상 분할 투입이 유도되는 분할판과, 원료저장부의 내부공간으로 압축된 공기가 분사되어 분할판 상면에 치중된 소재를 다수개의 유입홀로 균일하게 진입을 유도하는 에어노즐부를 포함함으로써, 펠릿 당 소재의 함량이 균일해지고, 이에 따라 펠릿의 외관이 일관적으로 가공이 실시되어 제품의 품질이 향상되는 다른 효과가 있다.

또한, 원료저장부의 내부 각 측면에 설치된 다수의 격벽에 의해 에어노즐부에서 공급되는 공기가 소용돌이치지 않고, 격벽을 타고 경유하면서 분할판 곳곳으로 원활하게 이동함으로써, 소재가 특정 유입홀로만 과도하게 치중하지 않고 각각의 유입홀에 균일하게 진입하는 또 다른 효과가 있다.

더불어, 위 분할판은 원료저장부의 저면을 탄성부재를 포함하여 결합함으로써, 이격 높이가 조절되면서 호퍼와 볼밸브로부터 투입되는 소재의 낙하로 인해 분할판에 가압이 발생하고, 해당 가압력은 탄성부재의 탄성력에 의해 진동현상으로 가변되어 분할판 상면에 적층 수용된 소재가 진동에 의해 서로 뭉치지 않고 유입홀로 원활하게 진입되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 펠릿가공장치의 사시도.
도 2는 도 1의 정면도.
도 3은 메인프레임과 배출부의 결합관계를 나타낸 분해 사시도.
도 4는 메인프레임에 호퍼와 지지판의 결합관계를 나타낸 분해 사시도.
도 5는 금형부의 사시도.
도 6은 메인프레임과 금형부의 결합관계를 나타낸 사시도.
도 7은 메인프레임에 원료저장부와 볼 밸브의 결합관계를 나타낸 사시도.
도 8은 메인프레임과 원료저장부 및 금형부의 배치관계를 나타낸 사시도.
도 9는 원료저장부의 분해 사시도.
도 10은 분할판의 사시도.
도 11은 원료저장부의 내부 사시도.
도 12는 볼밸브와 원료저장부의 단면도.
도 13은 메인프레임과 가압수단의 결합관계를 나타낸 분해 사시도.
도 14는 공급부를 통해 소재가 투입되는 것을 나타낸 사용상태도.
도 15는 에어노즐부가 제공하는 공기를 통해 소재가 원료저장부 상에서 균일하게 분배되는 것을 나타낸 사용상태도.
도 16은 지지판의 사용상태도.
도 17은 원료저장부가 승강한 후, 제1금형이 가압수단으로 이동하고 제2금형이 공급부로 이동되는 것을 나타낸 사용상태도.
도 18은 제1금형에 가압이 실시되면서 제2금형은 소재가 공급되는 것을 나타낸 사용상태도.
도 19는 지지판이 후퇴하여 제1금형에 가압된 소재가 배출부로 배출되는 것을 나타낸 사용상태도.
도 20은 제2금형이 가압수단으로 이동하여 가압이 실시되고, 제1금형은 공급부로 이동하여 소재를 공급받는 것을 나타낸 사용상태도.
도 21은 또 다른 실시 예에 의하여 구성되는 원료저장부의 단면도.

이하, 첨부도면을 참고하여 본 발명의 구성 및 이로 인한 작용, 효과에 대해 일괄적으로 기술하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

본 발명은 파쇄된 소재를 가압하여 펠릿의 형태로 가공하는 펠릿가공장치에 관한 것이다.

무엇보다 대량으로 투입되는 소재를 모두 수용할 수 있는 충분한 여유공간과 해당 소재를 성형부로 균일하게 배분하는 공급부와, 공급부 양측에 구비되고 소재가 수용된 성형부를 신속하게 가압하는 가압부를 포함하여 한 번의 가압작업으로 대량의 펠릿을 생산함은 물론, 펠릿의 형태를 일정하게 생산하여 품질이 향상되고, 소재를 펠릿으로 가공하는 일련의 과정이 자동화로 실시되는 펠릿가공장치에 관한 것임을 주지한다.

도 1 또는 도 2와 같이 본 발명의 바람직한 실시 예에 의한 펠릿가공장치(1)는 지면에 설치되어 장치의 모든 구성품과 결합되는 메인프레임(10);과, 메인프레임의 중간영역에 배치되어 파쇄된 소재를 공급받는 공급부(100);와, 공급부(100) 양측에 구분 배치되고, 원료저장부 하방으로의 위치 전환이 교번 실시되면서 에어노즐부에 의하여 분배 공급되는 소재를 공급받아 가압하는 가압부(200);와, 가압부의 하방에 위치하면서 가압이 완료된 소재를 인계받아 외부로 배출하는 배출부(300);로 구성된다.

도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이 메인프레임(10)은 양단에 중심부 방향으로 일정 영역이 함몰되고, 함몰된 영역에 탈거 가능한 저장박스(40)를 설치한다.

위 저장박스(40)는 성형이 완료된 펠릿이 저장되고, 작업자에 의해 배출되는 박스이다.

한편, 위 메인프레임(10)은 상면에 다수의 레일이 배치되며 메인프레임의 양측에 길이방향으로 메인레일(20)이 설치되고, 위 메인레일은 금형부가 외부로 이탈하지 않고 정확한 위치로 이동되도록 유도하는 한 쌍의 LM레일(21)과, LM레일의 바깥쪽에 동일한 방향으로 설치되어 금형부가 이동할 수 있는 동력을 제공하는 금형실린더(22)로 구성된다. 또한, 도면에서는 위 금형실린더(22)를 로드레스실린더로 도시하였으나, 해당 실린더에 한정하지 않고 다양한 종류의 실린더나 그 외의 다른 동력원으로 대체될 수 있다.

위 메인프레임(10)은 저장박스(40)가 설치된 영역에 보조레일(30)이 설치되고, 위 보조레일을 통해 수평방향으로 이동 가능한 지지판(230)이 결합되어 저장박스의 상면을 개폐 유도하되, 위 보조레일(30)은 지지판(230)이 메인프레임(10)에 설치된 저장박스(40)의 상면에서 완벽하게 개폐가 이루어질 수 있도록 지지판의 넓이에 대응하는 거리만큼 메인프레임의 외부영역으로 연장 설치된다.

한편, 메인프레임(10)의 중심부에는 공급부(100)가 설치되도록 육면체의 보조프레임(50)이 입설되며, 위 공급부(100)는 호퍼(110), 볼 밸브(120), 원료저장부(130), 에어노즐부(140)로 구성되고, 위 호퍼는 메인프레임의 상부에 위치될 수 있도록 보조프레임의 상면과 고정결합되어 메인프레임과 일체형으로 구성된다.

도 5는 금형부(220)를 도시한 것으로, 위 금형부는 제1금형(221)과 제2금형(222) 그리고 제1금형과 제2금형을 상호 체결하여 일체형으로 구성하는 브라켓(223)을 포함한다.

위 제1,2금형(221,222)은 도면에 도시된 바와 같이 정육면체의 블록으로 구성되며, 양측면에 LM블록(23)과 실린더로드(24)를 구비하여 메인프레임의 LM레일(21) 및 금형실린더와 결합함으로써, 메인프레임 상에서 자유롭게 수평으로의 이동이 실시된다.

위 제1,2금형(221,222)은 상면에 적어도 하나 이상의 수용홀(221a)이 형성되며, 위 수용홀은 상하 내통되게 구비되어 원료저장부(130)가 배분한 소재를 각각의 수용홀로 저장한다.

도 6에 도시된 바와 같이 금형부(220)는 메인프레임(10)에 설치된 메인레일(20)에 결합되어 금형실린더(22)에 의해 양측으로 위치 가변된다. 예컨대 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면 제1금형(221)의 최초 위치는 공급부(100)의 하방에 위치하고, 제2금형(222)은 공급부의 양측 중 어느 일측에 위치하여 금형부가 좌측 또는 우측으로 이동시 제2금형은 공급부의 하방으로 이동하고 제1금형은 양측 중 어느 일측으로 이동하여 가압작업이 실시된다.

도 7 또는 도 8에 도시된 바와 같이 원료저장부(130)는 호퍼(110) 하방에 위치하고, 원료저장부의 양측면에 실린더를 부착하여 보조프레임(50)에 결합된다. 보조프레임(50)과 실린더로 결합된 원료저장부(130)는 실린더의 작동으로 상하 이동한다.

위에도 언급하였듯이 공급부(100)는 호퍼(110), 볼 밸브(120), 원료저장부(130), 에어노즐부(140)로 구성되며, 특히 호퍼(110)와 볼 밸브(120) 사이에는 보조호퍼(111)가 더 구비된다. 위 보조호퍼(111)는 상하가 내통된 원기둥의 형태로 저면에는 볼 밸브의 상면과 결합되고, 상면에는 깔대기 형태로 구성되어 호퍼의 투입을 원활하게 유도하는 한편, 호퍼(110) 저부가 보조호퍼의 내부공간으로 삽입되어 원료저장부(130)의 상하 이동시 보조호퍼(111)가 호퍼(110)의 저부를 커버한 상태로 슬라이딩 이동한다.

위 호퍼(110)는 대량의 소재를 투입받기 위해 일정 넓이를 갖는 사각틀의 상면을 갖고, 저부의 중심측 방향으로 갈수록 사각틀이 점차 협소해지면서 깔대기 형상으로 구성된다. 특히, 위 호퍼(110)는 저부에 진동장치가 설치되어 호퍼에 진동을 가함으로써, 호퍼 내부로 투입된 소재가 보조호퍼로 원활하게 이동되도록 유도한다.

위 보조호퍼(111)는 저면이 볼 밸브(120)와 결합되고, 호퍼에서 투입된 소재를 볼 밸브로 안내하는 역할을 수행한다. 특히, 보조호퍼(111)는 도면에 도시된 바와 같이 보조호퍼의 상면이 호퍼(110)의 저면을 지지하면서 호퍼에서 유입되는 소재가 외부로 이탈되지 않고 볼 밸브로 온전하게 안내되도록 호퍼의 저면과 대응하는 깔대기 형상을 포함한다.

위 볼 밸브(120)는 저면이 원료저장부(130)의 상면과 내통되게 체결되고, 보조호퍼(111)에서 제공된 소재의 유입량을 조절하면서 원료저장부의 내부공간으로 흐름을 유도하는 역할을 수행한다. 위 볼 밸브(120)는 소재의 유입량을 조절할 수 있도록 밸브 몸체의 개폐 부분에 구멍이 뚫린 공 모양의 밸브가 구비되며, 위 밸브를 회전시킴에 따라 구멍의 차폐 여부가 결정된다. 위 밸브의 회전 반경으로부터 구멍의 차폐 크기가 가변되고 이로부터 소재의 유입량이 조절된다.

도 9와 같이 원료저장부(130)는 상면이 볼 밸브(120)의 저면과 상하 내통되게 결합되어 볼 밸브에서 유입된 소재를 내부공간으로 모두 수용하고, 수용된 소재를 원료저장부 저부에 구비된 금형부(220)로 안내한다.

특히, 원료저장부(130)는 내부공간의 일부 영역에 치중된 소재를 저면 곳곳으로 분산시켜 금형부에 형성된 다수의 수용홀(221a)에 균일하게 배분하는 역할을 수행하며, 원료저장부(130)의 저면에는 금형부(220)의 수용홀(221a)과 대응하는 위치에 천공홀(131)이 구비되고, 볼 밸브(120)에서 유입된 소재가 천공홀을 통해 수용홀로 이동되게 구성한다. 특히, 위 천공홀(131)은 수용홀(221a)의 지름에 비해 약 30% 작게 형성하여 소재가 외부로 이탈하지 않고 수용홀로 온전하게 진입되게 유도함은 물론, 소재가 넓은 곳에서 좁은 곳으로 다시 좁은 곳에서 넓은 곳으로 이동하면서 베르누이 원리에 따라 통과 속도가 빨라지면서 소재의 장입이 더욱 수월하게 실시된다.

예컨대 도면에서는 원료저장부(130)를 육면체의 형태로 도시하였으나, 이에 한정하지는 않으며, 작업자의 설계 변경에 따라 원통형 또는 다양한 형태의 다면체로 대체 가능하다.

한편, 원료저장부(130)의 내부 저면에는 분할판(132)이 설치되되, 원료저장부와 분할판 사이 간에는 탄성부재(135)가 개재되어 일정 높이가 이격된 상태로 설치되며, 위 분할판(132)은 상면에서부터 볼트(134)가 삽입되어 탄성부재를 관통하면서 원료저장부와 체결된다.

예컨대 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하면 위 분할판(132)은 볼 밸브(120)로부터 투입된 소재가 원료저장부(130)의 천공홀(131)을 비롯해 금형부(220)의 수용홀(221a)로 원활하게 진입할 수 있도록 특별한 형태를 갖는다.

먼저, 분할판(132)은 원료저장부(130)의 저면과 대응하는 형태와 천공홀(131)이 형성된 영역만큼 절개된 영역을 갖는 사각틀의 플레이트로 구성되며, 각 사면에는 원료저장부의 격벽(136)이 간섭되지 않도록 격벽과 대응되는 위치마다 격벽홈(137)이 형성된다.

위 분할판(132)은 중심부의 절개된 영역에 원료저장부(130)의 천공홀(131)과 대응하는 위치마다 원형판의 차단부(133a)가 배치되어 소재가 천공홀에 직접적으로 투입되지 않고 차단부에 가로막혀 차단부의 측면을 경유하여 천공홀로 인입되도록 유도한다. 위 차단부(133a)는 볼 밸브(120)로부터 낙하하는 소재가 천공홀(131)과 수용홀(221a)에 수직으로 과도하게 진입하고, 이에 따라 소재가 서로 뒤엉키면서 수용홀에 소재가 완전 인입되기 이전에 수용홀의 상면을 차단하는 하는 요인을 해소하는 역할을 수행한다.

한편, 위 차단부(133a)는 각 차단부를 서로 연결하는 이음부(133b)가 더 구비됨에 따라 차단부의 각 외주면에는 자연스럽게 최소 하나 이상의 유입홀(133c)이 구비되며, 본 발명의 도 10에 도시된 바와 같이 바람직한 실시 예에 의하면 하나의 차단부에 4개의 유입홀이 구비되는 것이 가장 바람직하다.

위 분할판(132)은 탄성부재(135)와 볼트(134)의 결합에 의해 원료저장부의 저면과 일정 높이만큼 이격 배치되되, 호퍼(110)와 볼 밸브(120)로부터 투입되는 소재의 낙하로 인해 분할판에 가압이 발생하고, 해당 가압력은 탄성부재의 탄성력에 의해 진동현상으로 가변되어 분할판 상면에 적층 수용된 소재가 서로 뭉치지 않고 유입홀로 원활하게 진입될 수 있다.

위 원료저장부(130)는 상면에 공기압축기(Air compressor)로부터 제공되는 공기를 분사하여 볼 밸브 하방에 치중된 소재가 각 천공홀로 분산 공급되게 유도하는 적어도 하나 이상의 에어노즐부(140)가 설치된다.

한편, 도 11과 같이 원료저장부(130)는 내부의 각 측면에서 돌출형성된 격벽(134)을 포함한다. 위 격벽(136)은 각 측면에 일정 간격마다 적어도 하나 이상 배열되며, 에어노즐부(140)가 분사한 공기가 원료저장부(130)의 내부공간 곳곳에서 소용돌이치는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

예컨대, 분할판(132)의 각 측면에는 격벽(136)과 대응하는 위치마다 격벽홈(137)이 더 형성되고, 분할판이 원료저장부의 내부공간상에서 이격 조절이 실시될 때, 격벽을 타고 상하 슬라이드 이동된다.

도 13과 같이, 공급부(100)의 양측에는 가압부(200)가 구비되고, 위 가압부는 공급부의 양측에 상하로 수직 이동하는 실린더를 포함한 가압수단(210)과, 원료저장부(130)의 하방에 배치되어 소재를 공급받아 가압수단으로 이동하여 가압수단에 의해 가압이 실시되는 금형부(220)로 구성된다.

위 가압수단(210)은 공급부(100)를 기준으로 좌측에 제1가압수단(211)이 배치되고, 우측에 제2가압수단(212)이 구비된다. 위 제1,2가압수단(211,212)은 상하로 수직이동을 유도하는 가압실린더와, 실린더로드에 결합된 가압판과, 가압판 저면에 금형부의 수용홀(221a)과 대응하는 가압블록으로 구성된다.

한편, 공급부의 양측에는 보조프레임(50)과 연장형성되는 가압프레임(60)이 더 설치되고, 위 가압프레임에 위 제1,2가압수단(211,212)이 설치되며, 위 제1,2금형(221,222)이 메인프레임(10)의 메인레일 상에서 수평 이동할 때, 제1가압수단 또는 제2가압수단의 하방에 정차하여 제1,2가압수단(211,212)이 해당 위치에 정차한 제1,2금형의 수용부를 가압한다.

위 원료저장부(130)의 저면과 금형부의 상면에는 각 테두리 영역에 진공패킹이 구비되고, 원료저장부의 진공패킹과 금형부의 진공패킹이 상호 취합되어 2중 구조의 진공패킹을 유도함으로써, 에어노즐부(140)가 제공하는 공기가 원료저장부의 외부로 유출되지 않고, 원료저장부의 내부공간에서 유동하도록 도모한다.

도 14 내지 20은 본 발명의 바람직한 실시 예에 의하여 제공되는 펠릿가공장치(1)의 작업과정을 단계별로 구분하여 도시한 사용상태도이다.

설명에 앞서 본 발명의 실시 예에 의한 펠릿가공장치의 제1금형(221)은 원료저장부(130) 하방에 위치하고, 제2금형(222)은 제2가압수단(212) 하방에 위치한 상태가 가장 바람직한 초기 위치이지만, 상황에 따라 제1금형은 제1가압수단(211) 하방에 위치하고, 제2금형은 원료저장부의 하방에 위치할 수 있으므로 초기 위치에 한정하지는 않는다.

도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 펠릿가공장치(1)는 먼저 대량으로 파쇄된 소재를 호퍼(110) 입구로 투입한다. 특히, 호퍼(110)의 외면에 부착된 진공장치가 호퍼의 외면을 지속적으로 강타하여 호퍼를 진동상태로 만듦으로써, 소재가 서로 엉키거나 뭉치지 않고, 장치의 내부공간으로 원활하게 투입되도록 유도한다.

도 15와 같이 호퍼(110)에서 진입된 소재는 볼 밸브(120)를 통하여 원료저장부(130)로 이동되는데, 이때 볼 밸브의 조작으로 소재가 원료저장부로 유입되는 양이 조절된다. 한편, 볼 밸브(120)가 설치된 위치상 원료저장부(130)에 축적되는 소재는 볼 밸브의 하단에 집중적으로 치중되는데, 위와 같이 치중된 소재를 원료저장부의 곳곳으로 균일하게 분배하기 위해 에어노즐부(140)가 설치된다.

위 에어노즐부(140)는 원료저장부(130)의 상면에 상호 내통되게 설치되고, 외부로부터 압축된 공기를 원료저장부의 내부공간으로 분사하여 원료저장부의 일부 영역에 치중된 소재를 금형부로 균일하게 분배한다.

도 16과 같이 원료저장부(130)가 금형부(220)로 소재를 분배하는 사이 메인프레임(10)의 양단부에 설치된 지지판(230)이 가압수단(210)의 하방으로 이동한다.

도 17과 같이 지지판(230)이 가압수단(210) 하방으로 위치 이동되는 사이 원료저장부(130)는 보조프레임(50)에 부착된 실린더의 작동에 의해 승강함으로써, 제1금형(221)의 상면으로부터 일정 높이만큼 이격된다. 위 원료저장부(130)가 승강하고 소재 분배가 완료된 제1금형(221)은 제1가압수단(211)의 하방으로 이동하고, 제1금형과 일체로 결합된 제2금형(222)은 제1금형의 이동에 의해 원료저장부 하방으로 위치 이동하여 제1금형이 실시하던 소재의 분배작업이 대체된다.

이때 메인프레임(10) 양단부에 설치된 지지판(230)이 저장박스(40)의 상부를 차폐하기 때문에 수용홀(221a)에 소재가 분배된 제1금형(221)이 제1가압수단(211)으로 이동할 때 수용홀에 분배된 소재가 저장박스로 유실되는 것을 방지한다.

도 18과 같이 보조프레임(50)에 부착된 실린더에 의해 승강했던 원료저장부(130)가 다시 하강하면서 원료저장부(130)의 하방으로 이동된 제2금형(222)과 진공상태로 적층되고, 다시 호퍼(110)로 소재를 투입하여 보조호퍼(111)와 볼 밸브(120) 그리고 원료저장부(130)를 거쳐 제2금형으로 소재를 분배한다. 제2금형(222)에 소재가 분배되는 사이 제1가압수단(211)의 하방으로 이동된 제1금형(221)은 제1가압수단의 가압실린더가 하강하면서 수용홀(221a)에 분배된 소재를 가압하여 펠릿으로 성형한다.

한편, 메인프레임(10) 양단부에 설치된 지지판(230)이 저장박스(40)의 상부를 차폐하여 제1금형(221)의 수용홀(221a)에 분배된 소재가 저장박스로 유실되는 것을 방지하면서, 가압수단(210)이 수용홀을 가압할 때 수용홀의 저면을 지탱하는 역할까지 도모한다.

도 19와 같이 제1금형(221)의 가압작업이 완료되면 지지판(230)은 메인프레임의 양측 외부영역으로 원위치되고, 제1금형의 저면을 지탱하던 지지판이 개폐됨과 동시에 수용홀(221a)에 위치하던 펠릿들이 저장박스(40)로 쏟아진다. 한편, 위 가압수단(210)은 수용홀(221a)에 위치한 펠릿들이 저장박스(40)로 완벽하게 탈거되도록 수용홀의 저부까지 관통 가압되고, 이에 따라 펠릿이 완벽하게 배출되면 가압실린더의 작동으로 가압수단이 다시 상승하여 원위치한다.

도 20과 같이 제1금형(221)의 가압작업과 제2금형(222)의 소재 분배가 모두 완료되면 다시 원료저장부(130)가 승강하여 제2금형과 일정높이 이격된다. 원료저장부(130)가 이격되면 지지판(230)이 가압수단의 하방으로 이동하면서 저장박스(40)의 상면을 차폐하고, 지지판의 이동이 완료되면 제2금형은 제2가압수단(212)으로 이동하여 가압작업이 실시된다. 위 제2금형(222)이 제2가압수단(212)에 의해 가압작업이 실시될 때 제1금형(221)은 원료저장부(130)의 하방으로 이동하고, 원료저장부는 다시 제1금형 상면으로 하강하여 진공상태를 형성하고 소재를 분배한다.

위와 같이 도 14에서 20의 작업을 재실시하는 무한 자동화 작업이 실행된다.

예컨대, 도 21은 원료저장부(130)의 형태를 변형한 것으로 또 다른 실시 예에 의한 것이다.

도 21의 원료저장부(130)는 상면이 점차 협소해지는 형태로도 구성되는데, 이와 같은 형태는 에어노즐부(140)로부터 분사되는 공기가 해당 영역을 경유하여 원료저장부(130)의 내부공간 곳곳에 더욱 원활하게 유동할 수 있는 구조이다.

위와 같은 구성으로 이루어지는 펠릿가공장치는 공급부가 소재의 유입량을 조절하여 금형부로 제공하고, 소재를 제공받은 금형부는 공급부의 양측에 각각 구비된 가압수단으로 순차 이동시켜 제1가압수단과 제2가압수단이 제1금형과 제2금형을 교번으로 가압함으로써, 가압작업이 지속적으로 실시됨에 따라 대량의 펠릿을 단시간에 가공하여 생산성이 향상되고, 금형부에 형성된 다수개의 수용홀 중 소재가 특정 수용홀에 치중되는 현상을 억제함은 물론, 수용홀의 좁은 내부공간으로 소재가 과도하게 유입되지 않고 최소 1회 이상 분할 투입이 유도되는 분할판과, 원료저장부의 내부공간으로 압축된 공기가 분사되어 분할판 상면에 치중된 소재를 다수개의 유입홀로 균일하게 진입을 유도하는 에어노즐부를 포함함으로써, 펠릿 당 소재의 함량이 균일해지고, 이에 따라 펠릿의 외관이 일관적으로 가공이 실시되어 제품의 품질이 향상된다.

또한, 원료저장부의 내부 각 측면에 설치된 다수의 격벽에 의해 에어노즐부에서 공급되는 공기가 소용돌이치지 않고, 격벽을 타고 경유하면서 분할판 곳곳으로 원활하게 이동함으로써, 소재가 특정 유입홀로만 과도하게 치중하지 않고 각각의 유입홀에 균일하게 진입함은 물론, 위 분할판은 원료저장부의 저면을 탄성부재를 포함하여 결합함으로써, 이격 높이가 조절되면서 호퍼와 볼밸브로부터 투입되는 소재의 낙하로 인해 분할판에 가압이 발생하고, 해당 가압력은 탄성부재의 탄성력에 의해 진동현상으로 가변되어 분할판 상면에 적층 수용된 소재가 진동에 의해 서로 뭉치지 않고 유입홀로 원활하게 진입될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 명확히 하여야 할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10. 메인프레임 20. 메인레일
21. LM레일 22. 금형실린더
23. LM블록 24. 실린더로드
30. 보조레일 40. 저장박스
50. 보조프레임 60. 가압프레임
100. 공급부 110. 호퍼
111. 보조호퍼 120. 볼 밸브
130. 원료저장부 131. 천공홀
132. 분할판 133a. 차단부
133b. 이음부 133c. 유입홀
134. 볼트 135. 탄성부재
136. 격벽 137. 격벽홈
200. 가압부 210. 가압수단
211. 제1가압수단 212. 제2가압수단
220. 금형부 221. 제1금형
221a. 수용홀 222. 제2금형
223. 브라켓 230. 지지판
300. 배출부 1. 펠릿가공장치

Claims

파쇄된 소재를 공급받는 공급부(100)와, 공급된 소재를 전달받아 가압하여 펠릿의 형태로 가공하는 가압부(200)와, 가공된 소재를 전달받아 외부로 배출하는 배출부(300)로 구성되는 펠릿가공장치에 있어서,
위 공급부(100)는 파쇄된 소재를 투입받는 호퍼(110)와, 호퍼의 하단에 위치하며 투입된 소재의 유입량을 제어하는 볼 밸브(120)와, 볼 밸브와 체결되고 다수의 천공홀(131)을 구비하여 볼 밸브로부터 유입되는 소재를 가압부로 전달하는 원료저장부(130);와, 원료저장부 상면에 위치되고 공기압축기(Air compressor)로부터 제공되는 공기를 분사하여 볼 밸브 하방에 치중된 소재가 각 천공홀로 분산 공급되게 하는 적어도 하나 이상의 에어노즐부(140)로 구성되는 것을 특징으로 하는 펠릿가공장치.
제1항에 있어서,
위 원료저장부(130)는 내부 저면에 형성된 다수개의 천공홀(131)을 커버하도록 각 천공홀과 대응하는 유입홀(133c)이 구비된 분할판(132)을 더 포함하고,
위 분할판(132)은 볼 밸브(120)에서 제공되는 소재가 유입홀을 경유하여 천공홀로 진입되게 하는 것을 특징으로 하는 펠릿가공장치.
제2항에 있어서,
위 분할판(132)은 원료저장부(130) 저면과 볼트(134)로 체결하고, 원료저장부와 분할판 사이에 탄성부재(135)를 더 개재하여 원료저장부 저면으로부터 이격 배치되게 하되, 볼트 체결 정도에 따라 수직선상 높이가 조절되는 것에 특징이 있는 펠릿가공장치.
제1항에 있어서,
위 원료저장부(130)는 내부의 각 측면에서 돌출 형성된 격벽(136)을 포함하고, 위 격벽은 일정 간격마다 적어도 하나 이상 배열된 것을 특징으로 하는 펠릿가공장치.
메인프레임(10);
파쇄된 소재를 공급받는 호퍼(110), 호퍼와 연결 형성되어 소재의 공급량을 조절하는 볼 밸브(120), 볼 밸브 하방에 위치되어 공급된 소재를 저장하는 원료저장부(130), 원료저장부에 체결되어 저장된 소재를 가압부로 균등하게 분배하는 에어노즐부(140)를 포함하는 공급부(100);
공급부(100) 양측에 구분 배치되고, 원료저장부 하방으로의 위치 전환이 교번 실시되면서 에어노즐부에 의하여 분배 공급되는 소재를 공급받아 가압하는 가압부(200);
가압부의 하방에 위치하면서 가압이 완료된 소재를 인계받아 외부로 배출하는 배출부(300);
로 구성되는 것을 특징으로 하는 펠릿가공장치.
제5항에 있어서,
위 가압부(200)는 공급부(100)의 양측에 배치되어 상하로 수직 이동하는 실린더로 구성된 가압수단(210)과, 원료저장부(130)의 하방에 배치되어 소재를 공급받아 가압수단으로 이동하여 가압수단에 의해 가압이 실시되는 금형부(220)로 구성되는 것을 특징으로 하는 펠릿가공장치.
제6항에 있어서,
위 가압수단(210)은 공급부(100)를 기준으로 양측에 각각 제1가압수단(211)과 제2가압수단(212)이 구비되고, 위 금형부(220)는 원료저장부(130)의 하방에 배치되는 제1금형(221)과 제1가압수단 또는 제2가압수단의 하방에 배치되는 제2금형(222)으로 구비되되, 위 제1,2금형은 브라켓(223)으로 상호 결합되는 것에 특징이 있는 펠릿가공장치.
제6항에 있어서,
위 금형부(220)는 메인플레이트(10) 상면에 설치된 메인레일(20)에 결합되어 실린더의 작동에 의해 가압수단(210)으로 이동하는 것을 특징으로 하는 펠릿가공장치.
제5항에 있어서,
위 가압부(200)는 지지판(230)을 포함하고, 위 지지판(230)은 메인프레임(10)의 양단부로부터 외부영역으로 연장 설치된 보조레일(30)에 설치되어 측 방향으로 이동함으로써, 배출부(300)의 상면을 차폐하여 금형부(220)가 지지판의 상면으로 슬라이딩되는 것을 유도하고, 가압수단이 금형부를 가압할 때 금형부의 저면을 지지하는 것을 특징으로 하는 펠릿가공장치.