KR20220057950A

KR20220057950A - 탈기기능을 갖는 분체 포장장치 및 방법

Info

Publication number: KR20220057950A
Application number: KR1020200143112A
Authority: KR
Inventors: 이종현; 손대호; 천종화; 차순국; 신현갑; 한동훈
Original assignee: 주식회사 포스코아이씨티
Priority date: 2020-10-30
Filing date: 2020-10-30
Publication date: 2022-05-09
Also published as: KR102457693B1

Abstract

분체의 포장과 탈기가 단일 장치 내에서 수행되는 본 발명의 일 측면에 따른 탈기기능을 갖는 분체 포장장치는, 수용공간을 정의하는 상부 프레임, 하부 프레임, 및 측면 프레임을 포함하고, 상기 수용공간 내에 포장백이 배치되는 프레임 유닛; 상기 상부 프레임에 설치되어 상기 포장백을 승강시키는 승강유닛; 상기 하부 프레임에 설치되어 상기 포장백의 하부를 지지하는 지지유닛; 상기 상부 프레임에 설치되어 상기 포장백의 투입구가 체결되고, 분체투입모드로 동작시 상기 포장백의 투입구가 체결되면 상기 포장백 내로 분체를 투입하는 분체투입유닛; 및 상기 분체투입유닛에 연결되고, 상기 분체투입이 완료되면 탈기모드로 동작하여 상기 포장백 내에 잔존하는 공기를 흡입하여 상기 포장백 내의 공극을 제거하는 탈기유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

탈기기능을 갖는 분체 포장장치 및 방법{Apparatus and Method for Packing and Deaeration of Powder}

본 발명은 분체 포장에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 분체의 포장과 탈기를 자동으로 수행할 수 있는 장치에 관한 것이다.

일반적으로 미세한 분말 형태의 분체는 유통 및 보관 등의 용이성을 위하여 규격에 따른 일정량이 포장백에 충진되어 포장이 되며, 이러한 분체의 정량 포장은 대부분 자동화된 설비인 분체 포장 장치에 의해 이루어진다.

일반적인 분체 포장 장치는 포장백의 상단 투입구로 정해진 일정량만큼 분체를 투입하여 충진시키는 분체배출수단, 분체배출수단의 하측에 포장백을 고정하는 백고정수단, 포장백에 충진된 분체의 중량을 계량하는 로드셀, 분체가 정량 충진된 포장백을 이송하는 포장백 이송수단 등을 포함한다.

상술한 분체 포장 장치의 경우, 분체배출수단을 통해 포장백 내부로 분체가 낙하되면서 투입될 때, 낙하되는 충격으로 인해 분체가 비산하면서 다량의 분진이 발생하게 되고, 이러한 분진이 포장백의 외부로 비산되면서 분체의 정량손실을 초래할 뿐만 아니라, 비산된 분진이 대기중에 떠다니면서 작업환경을 크게 악화시키는 문제점이 있다.

또한, 일반적인 분체 포장 장치의 경우 분체 투입이 완료되면 포장백 내부의 잔존공기가 자연 배출되도록 하기 위해, 포장백을 별도의 공간으로 이동시킨 이후 장시간 동안 공기 중에 노출시켜야 하기 때문에, 잔존공기의 제거를 위한 포장백의 이동으로 인한 작업의 불편함이 증가하고 작업효율이 감소할 뿐만 아니라, 잔존공기 배출에 많은 시간이 요구되기 때문에 생산성 및 작업시간이 증가하게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 분체의 포장과 탈기가 단일 장치 내에서 수행되는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치 및 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 푸셔를 이용하여 포장백에 압력을 가함으로써 탈기성능을 향상시킬 수 있는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치 및 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 체커가 일체로 형성된 푸셔를 이용하여 탈기작업의 종료시점을 정확하게 결정할 수 있는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치 및 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 포장시 포장백의 중량을 감지하는 플레이트와 탈기시 포장백을 상하로 이동시키는 탈기 플레이트를 별개의 구성으로 분리 구성한 탈기기능을 갖는 분체 포장장치 및 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

또한, 본 발명은 탈기 플레이트에 진동발생부를 설치하여 탈기시 탈기 성능을 극대화시킬 수 있는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치 및 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 탈기기능을 갖는 분체 포장장치는, 상부 프레임, 하부 프레임, 및 측면 프레임을 포함하고, 상부 프레임, 하부 프레임, 및 측면 프레임에 의해 정의되는 수용공간 내에 포장백이 배치되는 프레임 유닛; 상기 상부 프레임에 설치되어 상기 포장백을 승강시키는 승강유닛; 상기 하부 프레임에 설치되어 상기 포장백의 하부를 지지하는 지지유닛; 상기 상부 프레임에 설치되어 상기 포장백의 투입구가 체결되고, 분체투입모드로 동작시 상기 포장백의 투입구가 체결되면 상기 포장백 내로 분체를 투입하는 분체투입유닛; 및 상기 분체투입유닛에 연결되고, 상기 분체투입이 완료되면 탈기모드로 동작하여 상기 포장백 내에 잔존하는 공기를 흡입하여 상기 포장백 내의 공극을 제거하는 탈기유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 탈기기능을 갖는 분체 포장방법은, 포장백이 분체투입배관에 체결되면 상기 포장백을 포장위치로 이동시키는 단계; 상기 포장백을 포장위치로 이동되면, 분체투입모드를 개시하여 분체투입밸브를 개방시키고 탈기밸브를 폐쇄시켜 포장백에 분체를 충진시키는 단계; 상기 포장백 내에 분체의 정량 충진이 완료되면, 탈기모드를 개시하여 상기 분체투입밸브를 폐쇄시키고 상기 탈기밸브를 개방시키는 단계; 상기 분체투입밸브에서 분기된 탈기배관의 일측에 연결된 블로워팬을 동작시켜 상기 포장백 내에 잔존하는 공기를 흡입하여 상기 포장백 내의 공극을 제거하는 탈기를 수행하는 단계; 및 상기 탈기가 완료되면 상기 포장백을 하강시켜 배출위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 분체투입배관에서 탈기배관을 분기시킴으로써 하나의 장치 내에서 분체포장 작업과 탈기작업을 모두 진행할 수 있어 작업공간을 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 분체포장 장치에서 탈기장치로 포장백을 이동시키기 위한 이송장치가 요구되지 않아 설치비용을 절약할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 탈기시 푸셔를 이용하여 포장백에 압력을 가할 수 있어 탈기성능을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 체커가 일체로 형성된 푸셔를 이용하여 탈기작업의 종료시점을 정확하게 판단할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 포장백의 중량을 감지하는 계량 플레이트와 탈기시 포장백을 상하로 이동시키는 탈기 플레이트를 별개의 구성으로 분리 구성함으로써 포장백의 중량을 감지하는 로드셀이 탈기 플레이트의 승강동작에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 탈기 플레이트에 진동발생부를 추가로 설치함으로써 탈기시 탈기 성능을 극대화시킬 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 밀봉 클램프를 이용하여 포장백을 분체투입배관에 밀봉 체결할 수 있어, 분체 포장 및 탈기 작업 진행시 발생되는 작업 환경 문제를 개선시킬 수 있다는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면 작업모드에 따라 푸셔의 위치를 변경시킬 수 있어, 작업자가 포장백을 밀봉 클램프에 설치하거나 탈기완료 이후 밀봉 클램프로부터 포장백을 탈거할 때 넓은 작업공간을 확보할 수 있어 작업자의 작업 용이성이 향상된다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈기기능을 갖는 분체 포장장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1에 도시된 탈기기능을 갖는 분체 포장장치의 일 예를 보여주는 정면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 승강유닛의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 지지유닛의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 푸셔가 측면 프레임이 장착된 예를 보여주는 도면이다.
도 5b는 본 발명에 따른 푸셔가 장착된 탈기기능을 갖는 분체 포장장치의 평면도이다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명의 핵심 구성과 관련이 없는 경우 및 본 발명의 기술분야에 공지된 구성과 기능에 대한 상세한 설명은 생략될 수 있다. 본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함할 수 있다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미할 수 있다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 구체적으로 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탈기기능을 갖는 분체 포장장치의 구성을 개략적으로 보여주는 블록도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 탈기기능을 갖는 분체 포장장치(100)는 프레임 유닛(110), 승강유닛(120), 지지유닛(130), 분체투입유닛(140), 탈기유닛(150), 및 제어유닛(160)을 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 탈기기능을 갖는 분체 포장장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이 푸셔(165), 체커(170), 이송유닛(200)을 더 포함할 수 있다.

프레임 유닛(110)은 그 내부에 형성된 수용공간에 포장백이 배치된다. 일 실시예에 있어서, 프레임 유닛(110)은 도 2에 도시된 바와 같이 상부 프레임(112), 하부 프레임(114), 및 측면 프레임(116)으로 구성될 수 있다. 이때, 상부 프레임(112)과 하부 프레임(114)은 사각형 형상으로 형성되어 지면과 평행한 방향으로 배치되고, 측면 프레임(116)은 상부 프레임(112)과 하부 프레임(114) 사이에 수직으로 배치되어 상부 프레임(112)과 하부 프레임(114)을 연결함으로써 프레임 유닛(110)이 대략적으로 육면체 형상이 되도록 할 수 있다.

이러한 예에 따르는 경우, 측면 프레임(116)은 상부 프레임(112)의 각 꼭지점들을 하부 프레임(114)의 각 꼭지점들과 연결시키는 복수개의 서브 측면 프레임들로 구성될 수 있다.

다시 도 1 및 도 2을 참조하면, 승강유닛(120)은 상부 프레임(112)에 설치되어, 프레임 유닛(110) 내부에 배치되는 포장백(180)을 상승 및 하강시킨다. 이때, 승강유닛(120)은 도 2에 도시된 바와 같이, 포장백(180)을 상하로 이동시키기 위해 포장백(180)에 형성된 고리(182)가 체결되는 복수개의 후크(122)를 포함한다.

일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 승강유닛(120)은 복수개의 후크(122)의 상하이동을 시간적 및 위치적으로 동기화시키기 위해 복수개의 후크(122)를 구동모터(미도시)를 이용하여 승강시킬 수 있다.

일 예로, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 승강유닛(120)은 양단에 2개의 후크(122)가 기어결합 되는 제1 및 제2 회전봉(124, 126), 양단에 제1 및 제2 회전봉(124, 126)이 기어결합 되는 제3 회전봉(128), 및 제3 회전봉(128)을 회전시키는 구동모터(129)를 포함한다. 이러한 예에 따르는 경우, 구동모터(129)에 의해 제3 회전봉(128)이 회전하게 되면, 제3 회전봉(128)에 기어 결합된 제1 및 제2 회전봉(124, 126)이 회전하게 되며, 제1 및 제2 회전봉(124, 126)의 회전에 의해 제1 및 제2 회전봉(124, 126)에 기어 결합된 복수개의 후크(122)들이 상승 또는 하강하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 승강유닛(120)이 복수개의 후크(122)를 구동모터(미도시)를 이용하여 승강시킬 수 있기 때문에, 복수개의 후크(122)의 높이를 동조시킬 수 있어 복수개의 후크(122)의 높이 차이로 인해 포장백(180)이 기울어지는 현상을 미연에 방지할 수 있게 된다. 또한, 포장백(180)이 기울어지는 현상이 방지되기 때문에 포장백(180) 내부의 분체가 외부로 쏟아질 가능성도 미연에 방지할 수 있게 된다.

상술한 바와 같은 승강유닛(120)은 포장백(180) 내부에 분체를 충진시키는 분체투입모드로 동작시 복수개의 후크(122)를 이용하여 포장백(180)을 미리 정해진 위치로 상승시킴으로써 포장백(180) 내부에 분체가 충진되도록 한다. 또한, 승강유닛(120)는 분체 충진이 완료되면 탈기모드로 동작하여, 복수개의 후크를(122)를 이용하여 포장백(180)을 상승 및 하강시키는 동작을 반복하여 수행한다. 탈기모드 동작시 승강유닛(120)이 포장백(180)을 상하로 이동시키는 이유는 포장백(180)의 상하 이동을 통해 포장백(180)에 진동을 가함으로써 포장백(180) 내부에 잔존하는 공기의 탈기가 용이하게 진행될 수 있도록 하기 위함이다.

승강유닛(120)은 포장백(180)의 탈기가 완료되면, 복수개의 후크(122)를 하강시킴으로써 포장백(180)을 포장백(180)의 배출위치로 하강시킨다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 지지유닛(130)은 하부 프레임(114)에 설치되어 포장백(180)의 하부를 지지한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 지지유닛(130)은 도 4에 도시된 바와 같이, 계량 플레이트(410) 및 탈기 플레이트(420)로 구성될 수 있다.

먼저, 계량 플레이트(410)는 분체투입모드 진행시 그 상부면에 포장백(180)이 안착됨으로써 포장백(180)을 지지한다. 계량 플레이트(410)에는 포장백의 중량을 측정하기 위한 적어도 하나의 제1 로드셀(412)이 실장된다. 일 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이 계량 플레이트(410)가 사각형 형상으로 형성되는 경우, 제1 로드셀(412)은 계량 플레이트(410)의 각 꼭지점에 대응되는 영역에 각각 설치될 수 있다.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 지지유닛(130)은 계량 플레이트(410)를 승강시키기 위한 계량 플레이트 구동부를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 계량 플레이트 구동부는 압축공기를 이용하여 계량 플레이트(410)를 승강시키는 에어 실린더로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예에 따르는 경우 에어실린더는 계량 플레이트(410)의 꼭지점에 대응되는 부분에 설치될 수 있다. 이러한, 계량 플레이트 구동부는 분체투입모드시 계량 플레이트(410)를 상승시키고, 분체투입모드 종료시 계량 플레이트(410)를 하강시킨다.

탈기 플레이트(420)는 탈기모드 진행시 상하로 이동함으로써 그 상부면에 안착된 포장백(180)에 진동을 발생시킨다. 본 발명에 따르면, 탈기모드 진행시 탈기 플레이트(420)의 승강동작에 의해 포장백(180)에 진동이 발생함으로써 포장백(180) 내부의 잔존공기를 제거하는 탈기작업을 가속화시킬 수 있게 된다.

일 실시예에 있어서, 탈기 플레이트(420)는 도 4에 도시된 바와 같이, 계량 플레이트(410)의 외주면을 감싸는 링 형상으로 형성되어, 그 내부에 계량 플레이트(410)가 수용될 수 있다. 즉, 본 발명에서는 탈기 플레이트(420)와 계량 플레이트(410)를 분리하여 형성한다.

본 발명에서 탈기 플레이트(420)와 계량 플레이트(410)를 분리하여 형성하는 이유는, 계량 플레이트(410)와 탈기 플레이트(420)가 일체로 형성되는 경우 탈기모드에서 탈기 플레이트(420)가 상하로 이동할 때 계량 플레이트(410)에 형성된 제1 로드셀(412)에 충격이 가해지게 되어 제1 로드셀(410)에 고장이 발생할 수 있기 때문이다.

따라서, 본 발명에서는 탈기 플레이트(420)와 계량 플레이트(410)를 분리하여 형성함으로써 탈기 플레이트(420)의 승강동작에 의해 제1 로드셀(410)에 충격이 가해지는 것을 미연에 방지할 수 있어 제1 로드셀(410)의 고장 발생을 예방할 수 있다.

한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 본 발명에 따른 지지유닛(130)은 탈기 플레이트(420)를 승강시키기 위한 탈기 플레이트 구동부를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 탈기 플레이트 구동부는 압축공기를 이용하여 탈기 플레이트(420)를 승강시키는 에어실린더로 구현될 수 있으며, 이러한 실시예에 따르는 경우 에어 실린더는 탈기 플레이트(420)의 꼭지점에 대응되는 부분에 설치될 수 있다. 탈기 플레이트 구동부는 분체투입모드가 종료되고 탈기모드가 개시되면 탈기 플레이트(420)의 상승 및 하강동작을 반복함으로써 포장백(180)에 진동이 발생되도록 하고, 탈기모드가 종료되면 승강동작이 정지되도록 한다.

한편, 본 발명에 따른 지지유닛(130)은 탈기 플레이트(420)의 일 면에 설치되어 포장백(180)의 하면에 진동을 발생시키는 하나 이상의 진동발생부(422)를 더 포함할 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 탈기모드 진행시 탈기 플레이트(420)에 설치된 진동발생부(422)가 추가적인 진동을 발생시킴으로써 탈기효과를 극대화시킬 수 있게 된다.

상술한 실시예에 있어서는 지지유닛(130)은 계량 플레이트 구동부 및 탈기 플레이트 구동부를 각각 포함하는 것으로 설명하였지만, 다른 실시예에 있어서 지지유닛(130)은 하나의 구동부를 이용하여 계량 플레이트와 탈기 플레이트의 승강동작을 순차 제어할 수도 있을 것이다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 분체투입유닛(140)은 상부 프레임(112)에 설치되어 포장백(180)의 투입구(184)가 체결되고, 분체투입모드로 동작시 포장백(180)의 투입구(184)가 체결되면 포장백(180) 내로 분체를 투입한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 분체투입유닛(140)은 도 2에 도시된 바와 같이, 호퍼(142), 분체투입배관(144), 분체투입밸브(146), 및 밀봉클램프(148)를 포함할 수 있다.

호퍼(142)에는 포장백(180)내에 충진될 분체가 수용된다.

분체투입배관(144)은 호퍼(142)에서 제공되는 분체를 포장백(180)으로 투입시킨다. 구체적으로, 분체투입모드시 분체투입밸브(146)의 개방에 따라 호퍼(142)에서 제공되는 분체가 분체투입배관(144)을 통해 포장백(180) 내에 충진되고, 포장백(180)내로 분체가 정량 투입되어 분체투입밸브(146)가 폐쇄되면 분체투입배관(144)을 통한 분체투입이 종료된다.

특히, 본 발명에 따른 분체투입배관(144)에는 탈기동작의 수행을 위한 탈기배관(152)이 분기되어 있다. 즉, 본 발명에서는 분체투입배관(144)에 분체투입배관(144)으로부터 분기되는 탈기배관(152)을 추가로 형성함으로써 분체의 포장과 탈기가 단일 장치에서 수행될 수 있다. 이와 같이, 본 발명에 따르면 분체투입배관(144)에 분체투입배관(144)으로부터 분기되는 탈기배관(152)을 추가로 형성하여 분체의 포장과 탈기가 단일 장치에서 수행될 수 있기 때문에, 하나의 위치에서 분체의 포장작업과 탈기작업을 모두 진행할 수 있어 작업공간을 절약할 수 있고, 탈기를 위해 포장백을 탈기장치로 이동시키기 위한 벨트 컨베이어 등의 장치가 불필요하므로 설치비용을 절약할 수 있게 된다.

분체투입밸브(146)는 호퍼(142)에서 포장백(180)으로 충진될 분체의 양을 조절한다. 분체투입밸브(146)는 호퍼(142)의 하부에 배치될 수 있다. 구체적으로, 분체투입밸브(146)는 분체의 투입시 완전히 개방되어 호퍼(142)에 수용된 분체들이 분체투입배관(144)를 통해 포장백(180)내에 충진되도록 하고, 분체투입 종료시 폐쇄되어 호퍼(142)에 수용된 분체들이 분체투입배관(144)를 통해 포장백(180)내에 충진되는 것을 차단함으로써, 포장백(180) 내에 정량의 분체가 충진될 수 있도록 한다.

일 실시예에 있어서, 분체투입밸브(146)는 로터리밸브로 구현될 수 있다.

밀봉 클램프(148)는 포장백(180)의 내부 비닐백(미도시)을 분체투입배관(144)에 체결시킨다. 구체적으로, 포장을 위해 포장백(180)이 프레임 유닛(110)의 내부에 배치되면, 밀봉 클램프(148)가 벌어짐으로써 작업자가 밀봉 클램프(148) 하부에서 상부로 포장백(180)의 투입구를 통과시키게 되고, 이후 포장백(180)의 체결을 위해 밀봉 클램프(148)가 조여짐으로써 포장백(180)의 투입구가 분체투입배관(144)에 밀폐되도록 체결된다.

일 실시예에 있어서, 밀봉 클램프(148)는 압축공기를 이용하여 구동되는 에어실린더로 구현될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 분체투입유닛(140)이 밀봉 클램프(148)를 포함함으로써, 분체 충진시 분진의 외부 유출을 방지하여 작업장 환경을 깨끗하게 유지할 수 있고, 분진으로 인한 폐결핵, 진폐증, 폐암등의 산업재해로부터 작업자를 보호할 수 있다. 또한, 탈기시 외부공기가 포장백(180)과 탈기 배관(152)으로 유입되지 않도록 할 수 있어 포장백(180) 내에 잔존하는 공기의 탈기효과를 극대화시킬 수 있게 된다.

다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 탈기유닛(150)은 분체투입유닛(140)에 연결되고, 분체투입이 완료되면 탈기모드로 동작하여 포장백(180) 내에 잔존하는 공기를 흡입함으로써 포장백(180) 내의 공극을 제거한다. 이를 위해, 본 발명에 따른 탈기유닛(150)은 도 2에 도시된 바와 같이, 탈기배관(152), 탈기밸브(154), 및 블러워팬(156)을 포함할 수 있다.

탈기배관(152)은 분체투입배관(144)에서 분기되어 형성되고, 탈기모드시 탈기배관(152)을 통해 포장백(180) 내의 공기가 배출된다.

탈기밸브(154)는 분체투입모드로 동작시 폐쇄되어 분체투입배관(144)을 통해 투입되는 분체가 탈기배관(154)을 통해 외부로 유출되는 것을 방지한다. 또한, 탈기모드로 동작시 탈기밸브(154)는 개방됨으로써 분체투입배관(144)과 탈기배관(154)이 연통되도록 함으로써 포장백(150)으로부터 흡입된 공기가 외부로 유출될 수 있도록 한다.

일 실시예에 있어서, 탈기밸브(154)와 분체투입밸브(146)는 서로 상보적으로 동작할 수 있다. 구체적으로, 분체투입모드시 분체투입밸브(146)는 개방되고 탈기밸브(154)는 폐쇄되어 호퍼(142)로부터 투입되는 분체가 포장백(180)내에만 충진될 수 있도록 한다. 또한, 탈기모드시 분체투입밸브(146)는 폐쇄되고 탈기밸브(154)는 개방되어 포장백(180)으로부터 흡입된 공기가 외부로 유출될 수 있도록 한다.

블로워팬(156)은 탈기모드시 그 동작을 개시하여 포장백(180)내의 공기와 분체 입자 공극에 존재하는 공기를 흡입함으로써 포장백(180)을 압축하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 탈기배관(152)을 분체투입배관(144)에 직접연결하고 탈기배관(152)에 연결된 블러워팬(156)을 이용하여 포장백(180)내의 공기를 흡입할 수 있기 때문에, 분체 포장 작업 및 탈기작업을 하나의 장치로 수행할 수 있음은 물론, 분체 포장장치(100)에 연결이 용이하여 기존의 분체 포장장치에도 손쉽게 적용할 수 있다는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 탈기유닛(150)은 그 구조가 간단하여 분체 포장장치(100)의 크기 증가를 최소화할 수 있다는 효과도 있다.

다시 도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 탈기기능을 갖는 분체 포장장치 (100)는 적어도 하나의 푸셔(Pusher, 165)를 더 포함할 수 있다. 적어도 하나의 푸셔(165)는 탈기모드시 포장백(180)의 측면에 압력을 가함으로써 탈기를 가속화시키는 역할을 수행한다.

본 발명에 따른 푸셔(165)를 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 푸셔가 측면 프레임이 장착된 예를 보여주는 도면이고, 도 5b는 본 발명에 따른 푸셔가 장착된 탈기기능을 갖는 분체 포장장치의 평면도이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 푸셔(165)는 측면 프레임(116)을 구성하는 복수개의 서브 측면 프레임들(500)에 회동 가능하도록 설치될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 푸셔(165)는 도 5a에 도시된 바와 같이 분체투입모드시에는 복수개의 서브 측면 프레임(500) 상에 서브 측면 프레임(500)의 길이방향으로 배치되는 제1 위치(P1)에 위치한다. 또한, 탈기모드시에는 푸셔(165)는 복수개의 서브 측면 프레임(500) 상에 서브 측면 프레임(500)의 길이방향과 수직한 방향으로 배치되는 제2 위치(P2)에 위치한다.

이를 위해, 하나 이상의 푸셔(165)는 해당 푸셔(165)가 설치된 서브 측면 프레임(500) 상에 제1 위치(P1)에서 제2 위치(P2)로 또는 제2 위치(P2)에서 제1 위치(P1)로 회동 가능하도록 설치된다.

본 발명에 따른 푸셔(165)가 분체투입모드시에 제1 위치(P1)에 위치하는 이유는 작업자가 포장백(180)을 밀봉 클램프(148)에 설치하거나 탈기완료 이후 밀봉 클램프(148)로부터 포장백(180)을 탈거할 때 넓은 작업공간을 확보함으로써 작업자의 작업이 용이하도록 돕기 위한 것이다.

한편, 상술한 바와 같은 푸셔(165)는 탈기모드시 제2 위치(P2)로 회동한 이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 포장백(180)의 측면을 향하는 제1 방향(D1) 및 제1 방향(D1)과 반대되는 제2 방향(D2)으로 반복 이동함으로써 포장백(180)에 압력을 가하여 탈기가 가속화될 수 있도록 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 푸셔(165)는 에어 액츄에이터로 구현될 수 있다. 이러한 예에 따르는 경우, 압축공기에 의해 푸셔(165)의 피스톤(167)이 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 반복 이동함에 의해 포장백(180)의 측면에 압력을 가할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 하나 이상의 푸셔(165) 중 어느 하나는 제2 로드셀 (172)를 포함함으로써 탈기모드의 종료여부를 확인하기 위한 체커(170)로 동작할 수 있다. 이때, 제2 로드셀(172)은 체커(170)에 포함된 피스톤에 장착될 수 있다.

이러한 실시예에 따르는 경우 체커(170)는 푸셔(165)와 동일하게 탈기모드시 제1 방향(D1)으로 이동하여 포장백(180)의 측면에 압력을 가함으로써 제2 로드셀(172)에 의해 측정되는 값을 기초로 탈기모드의 종료를 결정하게 된다. 예컨대, 포장백(180)은 탈기가 진행될수록 분체가 뭉치게 되어 돌처럼 단단하게 되므로 제2 로드셀(172)에 의해 측정된 값이 증가하게 되므로, 체커(170)는 제2 로드셀(172)에 의해 측정된 값이 임계치를 초과하는 경우 탈기모드의 종료를 결정할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 이송유닛(200)은 탈기가 완료된 포장백(180)을 프레임 유닛(110)으로부터 외부로 반출한다. 이때, 이송유닛(200)은 벨트 컨베이어로 구현될 수 있다.

일 실시예에 있어서, 이송유닛(200)은 탈기가 완료된 포장백의 중량을 측정하는 적어도 하나의 제3 로드셀(미도시)을 더 포함할 수 있다. 본 발명에서 이송유닛(200)이 제3 로드셀을 이용하여 탈기가 완료된 포장백의 중량을 측정하는 이유는 탈기 완료 이후 오차를 검증하기 위한 것이다.

이러한 실시예에 따르는 경우 이송유닛(200)은 벨트 컨베이어가 시작되는 위치 이전의 지점에 적어도 하나의 제3 로드셀을 배치함으로써 탈기가 완료된 포장백(180)의 중량을 측정할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면 제어유닛(160)은 탈기기능을 포함하는 분체 포장장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 특히, 본 발명에 따른 제어유닛(160)은 탈기기능을 포함하는 분체 포장장치(100)를 분체투입모드 및 탈기모드 중 어느 하나의 모드로 동작시킬 수 있다.

구체적으로, 제어유닛(160)은 작업자에 의해 포장백(180)이 밀봉 클램프(148)에 장착되면 분체투입모드를 개시한다. 제어유닛(160)은 분체투입모드의 개시에 따라 밀봉 클램프(148)를 조임으로써 포장백(180)이 분체투입배관(144)에 밀봉 체결되도록 한 후, 승강유닛(120)을 이용하여 포장백(180)을 상승시키고, 지지유닛(130)의 계량 플레이트(410)를 상승시켜서, 포장백(180)을 포장위치에 위치시킨다. 이후, 제어유닛(160)은 분체투입밸브(146)를 개방시키고 탈기밸브(154)를 폐쇄시킴으로써 호퍼(142) 내의 분체가 포장백(180)에 충진되도록 한다.

이후, 제어유닛(160)은 계량 플레이트(410)에 구비된 제1 로드셀(412)에 의해 측정된 포장백(180)의 중량을 확인하여 분체가 정량 충진된 것으로 판단되면 분체투입모드를 종료시키고 탈기모드를 개시한다.

제어유닛(160)은 탈기모드가 개시되면 분체투입밸브(146)를 폐쇄시키고 탈기밸브(154)를 개방시키며 블로워팬(156)을 가동시킴으로써 포장백(180) 내의 공기가 외부로 유출될 수 있도록 한다. 이와 동시에, 제어유닛(160)은 탈기를 가속화시키기 위해 승강유닛(120)을 이용하여 포장백(180)를 반복적으로 상하로 이동시키고, 지지유닛(130)의 계량 플레이트(410)를 하강시킨 이후 탈기 플레이트(420)를 반복적으로 상하로 이동시킨다. 또한, 제어유닛(160)은 적어도 하나의 푸셔(165) 및 체커(170)를 제1 위치(P1)에서 제2 위치(P2)로 이동시킨 이후, 푸셔(165) 및 체커(170)를 제1 방향(D1) 및 제2 방향(D2)으로 이동시킨다. 이후, 제어유닛(160)은 체커(170)에 구비된 제2 로드셀(172)에 의해 측정된 값이 임계치 이상인 경우 탈기가 완료된 것으로 판단하고 탈기모드를 종료시킨다.

탈기모드가 종료에 따라, 제어유닛(160)은 승강유닛(120)을 이용하여 포장백(180)을 하강시켜 포장백(180)을 배출위치로 이동시키고, 푸셔(165) 및 체커(170)를 제1 위치(P1)로 이동시키며, 탈기 플레이트(420)를 디폴트 위치로 하강시키게 된다.

이후, 제어유닛(160)은 밀봉 클램프(148)를 개방시켜 작업자가 분체투입배관(144)으로부터 포장백(180)을 분리시킬 수 있도록 하고, 작업자에 의해 포장백(180)이 분체투입배관(144) 및 후크(122)로부터 분리된 후, 포장백(180)이 이송유닛(200)에 의해 반출됨으로써 작업이 종료된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 탈기기능을 갖는 분체 포장장치 110: 프레임 유닛
120: 승강유닛 130: 지지유닛
140: 분체투입유닛 150: 탈기유닛
160: 제어유닛 165: 푸셔
170: 체커 180: 포장백
200: 이송유닛

Claims

수용공간을 정의하는 상부 프레임, 하부 프레임, 및 측면 프레임을 포함하고, 상기 수용공간 내에 포장백이 배치되는 프레임 유닛;
상기 상부 프레임에 설치되어 상기 포장백을 승강시키는 승강유닛;
상기 하부 프레임에 설치되어 상기 포장백의 하부를 지지하는 지지유닛;
상기 상부 프레임에 설치되어 상기 포장백의 투입구가 체결되고, 분체투입모드로 동작시 상기 포장백의 투입구가 체결되면 상기 포장백 내로 분체를 투입하는 분체투입유닛; 및
상기 분체투입유닛에 연결되고, 상기 분체투입이 완료되면 탈기모드로 동작하여 상기 포장백 내에 잔존하는 공기를 흡입하여 상기 포장백 내의 공극을 제거하는 탈기유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치.
제1항에 있어서,
상기 측면 프레임에 설치되고, 상기 탈기모드로 동작시 상기 포장백의 측면을 향하는 제1 방향 및 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 반복 이동하여 상기 포장백에 압력을 가하여 탈기를 가속화시키는 하나 이상의 푸셔를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치.
제2항에 있어서,
상기 측면 프레임은, 지면과 평행한 방향으로 각각 배치되는 상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임 사이에서 상기 상부 프레임 및 상기 하부 프레임을 연결하는 복수개 서브 측면 프레임들로 구성되고,
상기 하나 이상의 푸셔는 상기 각 서브 측면 프레임에 회동 가능하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치.
제3항에 있어서,
상기 하나 이상의 푸셔는 상기 탈기모드가 개시되면 제1 위치로부터 제2 위치로 회동하고, 상기 탈기모드가 종료되면 상기 제2 위치에서 상기 제1 위치로 복귀하며,
상기 제1 위치는 상기 하나 이상의 푸셔가 각 서브 측면 프레임의 길이 방향인 제3 방향으로 배치되는 위치이고, 상기 제2 위치는 상기 하나 이상의 푸셔가 상기 제3 방향에 수직하는 제4 방향으로 배치되는 위치인 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치.
제2항에 있어서,
상기 하나 이상의 푸셔 중 어느 하나는 제1 로드셀을 이용하여 상기 탈기모드의 종료여부를 체크하는 체커로 동작하고,
상기 체커는 상기 제1 방향으로 이동시 상기 포장백의 측면에 압력을 가함으로써 상기 제1 로드셀에 의해 측정되는 값을 기초로 상기 탈기모드의 종료여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치.
제1항에 있어서,
상기 지지유닛은,
상기 포장백이 안착되고, 상기 포장백의 중량을 측정하는 적어도 하나의 제2 로드셀이 실장되며, 상기 분체투입모드로 동작시 상기 포장백의 상승을 위해 상승하고 상기 분체투입모드의 종료시 상기 포장백의 하강을 위해 하강하는 계량 플레이트; 및
상기 계량 플레이트를 상승 및 하강시키는 계량 플레이트 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치.
제6항에 있어서,
상기 지지유닛은,
상기 계량 플레이트의 외주면을 감싸는 링 형상으로 형성되어 내부에 상기 계량 플레이트를 수용하고, 상기 탈기모드로 동작시 상기 포장백을 상하로 이동시켜 상기 탈기를 가속화시키는 탈기 플레이트; 및
상기 탈기 플레이트를 상승 및 하강시키는 탈기 플레이트 구동부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치.
제7항에 있어서,
상기 탈기 플레이트의 일 면에 장착되어 상기 포장백의 하면에 진동을 발생시키는 진동발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치.
제1항에 있어서,
상기 탈기유닛은,
상기 분체투입유닛에 포함된 분체투입관으로부터 분기되고, 상기 탈기모드로 동작시 상기 포장백 내의 공기가 배출되는 탈기배관;
상기 분체투입모드로 동작시 폐쇠되어 상기 분체투입관과 상기 탈기배관의 연결을 차단하고, 상기 탈기모드로 동작시 개방되어 상기 분체투입관과 상기 탈기배관을 연통시키는 탈기밸브; 및
상기 탈기모드로 동작시 상기 포장백 내의 공기를 흡입하는 블루워팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치.
제1항에 있어서,
탈기가 완료된 포장백을 상기 프레임 유닛으로부터 외부로 반출하는 이송유닛을 더 포함하고,
상기 이송유닛은 상기 탈기가 완료된 포장백의 중량을 측정하는 적어도 하나의 제3 로드셀을 포함하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장장치.
포장백이 분체투입배관에 체결되면 상기 포장백을 포장위치로 이동시키는 단계;
상기 포장백을 포장위치로 이동되면, 분체투입모드를 개시하여 분체투입밸브를 개방시키고 탈기밸브를 폐쇄시켜 포장백에 분체를 충진시키는 단계;
상기 포장백 내에 분체의 정량 충진이 완료되면, 탈기모드를 개시하여 상기 분체투입밸브를 폐쇄시키고 상기 탈기밸브를 개방시키는 단계;
상기 분체투입밸브에서 분기된 탈기배관의 일측에 연결된 블로워팬을 동작시켜 상기 포장백 내에 잔존하는 공기를 흡입하여 상기 포장백 내의 공극을 제거하는 탈기를 수행하는 단계; 및
상기 탈기가 완료되면 상기 포장백을 하강시켜 배출위치로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장 방법.
제11항에 있어서,
상기 탈기를 수행하는 단계에서, 상기 포장백이 배치되는 수용공간을 정의하는 복수개의 서브 측면 프레임에 설치된 하나 이상의 푸셔를 상기 포장백의 측면을 향하는 제1 방향 및 상기 제1 방향과 반대되는 제2 방향으로 반복 이동하여 상기 포장백에 압력을 가하여 탈기를 가속화시키는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장 방법.
제12항에 있어서,
상기 하나 이상의 푸셔는, 상기 탈기모드가 개시되면 제1 위치로부터 제2 위치로 회동하고, 상기 탈기모드가 종료되면 상기 제2 위치에서 상기 제1 위치로 복귀하며,
상기 제1 위치는 상기 하나 이상의 푸셔가 각 서브 측면 프레임의 길이 방향으로 배치되는 위치이고, 상기 제2 위치는 상기 하나 이상의 푸셔가 상기 서브 측면 프레임의 길이 방향에 수직하는 방향으로 배치되는 위치인 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장 방법.
제12항에 있어서,
상기 하나 이상의 푸셔 중 어느 하나는 제1 로드셀을 이용하여 상기 탈기모드의 종료여부를 체크하는 체커로 동작하고,
상기 체커는 상기 제1 방향으로 이동시 상기 포장백의 측면에 압력을 가함으로써 상기 제1 로드셀에 의해 측정되는 값을 기초로 상기 탈기모드의 종료여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장 방법.
제11항에 있어서,
상기 포장백은 상기 분체투입모드가 수행되는 동안 상기 포장백의 중량을 측정하는 적어도 하나의 제2 로드셀이 실장된 계량 플레이트와 상기 탈기모드가 수행되는 동안 상기 포장백을 상승 및 하강시키는 탈기 플레이트로 구성된 지지유닛에 의해 지지되고,
상기 계량 플레이트는 상기 분체투입모드가 개시되면 상기 포장백을 상기 포장위치로 상승시키기 위해 상승하고, 상기 탈기모드가 개시되면 디플트 위치로 복귀하며,
상기 탈기 플레이트는 상기 탈기모드가 수행되는 동안 상승 및 하강 동작을 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 탈기기능을 갖는 분체 포장 방법.