KR20220130509A - 정량 계량장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 분말이나 입상(粒狀)의 피계량물을 포장재에 정량 투입할 수 있도록 한 정량 계량장치에 관한 것으로서, 피계량물을 포장재로 공급하기 위한 공급부; 상기 공급부의 하측에 설치되고, 피계량물의 포장을 위한 포장재가 놓이게 되는 받침판; 상기 받침판의 하부에 설치되어 받침판에 작용하는 하중을 전기신호로 출력하는 로드셀; 상기 받침판에 놓인 포장재의 상측에 배치되도록 상기 공급부와 받침판의 사이에 설치되고, 상기 공급부에서 배출되는 피계량물을 받아 포장재로 안내하게 되는 계량호퍼; 및 상기 받침판에 설치되어 상기 계량호퍼를 지지하는 지지부;를 포함하여 이루어져, 상기 계량호퍼에 떨어진 피계량물의 중량이 상기 지지부를 통해 상기 받침판으로 전달되게 구성된 것을 특징으로 하는 정량 계량장치를 개시한다.

Description

정량 계량장치{Quantitative weighing device}

본 발명은 정량 계량장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분말이나 입상(粒狀)의 피계량물을 포장재에 정량 투입할 수 있도록 한 정량 계량장치에 관한 것이다.

정량 계량장치에 관한 기술로는 대한민국등록실용신안공보 제20-0352848호(2004.06.01. 등록) "로드 셀을 이용한 포장설비의 계량장치"가 제시되어 있다.

상기 선행기술은 "포대의 포장단위로 입자상의 물질을 포장하기 위해 내용물이 하측으로 향하도록 하기 위한 취출구가 마련된 호퍼와, 상기 호퍼의 상부 내측으로 내용물을 이송하기 위한 이송장치를 포함하여 설비되는 입자상 물질의 계량 및 포장설비에 있어서, 하부에 지면에 지지되기 위한 베이스가 형성되고, 상기 베이스로부터 소정높이 떨어진 위치에는 호퍼를 지지하기 위한 상부부재가 형성되는 프레임과; 포대의 상부 입구에 상기 호퍼의 취출구를 수용한 채로 상기 포대가 호퍼에 장착된 상태가 유지될 수 있도록 상기 호퍼의 하측에 형성되는 포대 클램프와; 상기한 호퍼의 측면에 돌출형성된 브라켓과 상기 호퍼를 지지하기 위한 프레임의 상부부재 사이에 개재되어, 상기 호퍼 및 포대에 걸리는 하중의 변화량을 감지하여 전기적 신호로 출력하기 위한 로드 셀과; 상기한 로드 셀에서 전달되는 신호의 변화에 따라서 상기 이송장치의 작동상태를 제어하기 위한 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징"으로 하는 것으로서, 사료나 비료 등과 같은 입자상의 물질을 일정중량이 담기는 포대의 포장단위로 포장하기 위한 생산 공정에서 계량 및 포장설비를 보다 간단하게 할 뿐만 아니라 계량 및 포장작업이 보다 간편하게 이루어질 수 있도록 한 계량장치에 관한 기술이다.

상기 선행기술에 의하면, 로드 셀에서 감지되는 중량이 목표포장중량에 이르렀을 경우 제어부에서 이송장치의 구동을 멈추게 하고, 이때 공중에 낙하 중인 내용물의 중량은 작업자가 경험칙에 의해서 목표포장중량을 설정할 때에 보정될 수 있도록 하고 있다.

그런데 상기와 같이 낙하 중인 내용물의 중량에 대한 보정을 작업자가 경험칙에 의해 설정하게 되면 그 정확성이 떨어질 수밖에 없으며, 특히 포대의 규격이나 포장될 내용물의 중량이 변경될 때마다 보정량을 다시 설정해야 함으로써 계량의 정확성이 더욱 떨어질 수밖에 없는 문제가 있다.

[문헌 1] 대한민국등록실용신안공보 제20-0352848호(2004.06.01. 등록)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 포장재의 규격이나 포장될 내용물의 중량이 변경되더라도 낙하 중인 피계량물에 대한 보정량이 일정하게 유지되도록 함으로써 분말이나 입상(粒狀)의 피계량물을 포장재에 정량 투입할 수 있도록 한 정량 계량장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 실시예에 의한 정량 계량장치는, 피계량물을 포장재로 공급하기 위한 공급부; 상기 공급부의 하측에 설치되고, 피계량물의 포장을 위한 포장재가 놓이게 되는 받침판; 상기 받침판의 하부에 설치되어 받침판에 작용하는 하중을 전기신호로 출력하는 로드셀; 상기 받침판에 놓인 포장재의 상측에 배치되도록 상기 공급부와 받침판의 사이에 설치되고, 상기 공급부에서 배출되는 피계량물을 받아 포장재로 안내하게 되는 계량호퍼; 및 상기 받침판에 설치되어 상기 계량호퍼를 지지하는 지지부;를 포함하여 이루어져, 상기 계량호퍼에 떨어진 피계량물의 중량이 상기 지지부를 통해 상기 받침판으로 전달되게 구성된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 지지부는, 상기 받침판의 상부에 상하 연장되게 설치된 수직대; 상기 수직대에 상하 이동 가능하게 설치된 연결부재; 및 일단이 상기 연결부재에 측방 이동 가능하게 설치되고, 타단이 상기 계량호퍼에 결합된 수평대;를 포함한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 공급부는, 피계량물이 저장되는 공급호퍼와, 상기 공급호퍼의 배출구를 개폐하는 개폐부를 포함하여 이루어지고, 상기 개폐부는, 상기 공급호퍼의 하단에 회전 가능하게 결합되어 평상시 공급호퍼의 배출구를 폐쇄하고 회전시 공급호퍼의 배출구를 개방하게 되는 개폐부재와, 상기 개폐부재를 회전시키기 위한 구동부를 포함하여 이루어지며, 상기 로드셀과 상기 구동부에 연결되어 로드셀에서 출력된 전기신호에 따라 구동부의 작동을 제어하게 되는 제어부를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에 의한 정량 계량장치는, 공급부에서 배출되는 피계량물이 계량호퍼에 도달한 상태에서 그 중량이 계측됨으로써 포장재의 규격이나 포장될 내용물의 중량이 변경되더라도 낙하 중인 피계량물에 대한 보정량이 일정하게 유지될 수 있으며, 이에 따라 포장재에 더욱 정확한 양의 피계량물을 투입할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 정량 계량장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 정량 계량장치의 정면도.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 정량 계량장치의 측면도.
도 4는 도 3에서 개폐부재가 회전된 상태를 도시한 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 의한 정량 계량장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 의한 정량 계량장치의 정면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 정량 계량장치의 측면도이고, 도 4는 도 3에서 개폐부재가 회전된 상태를 도시한 도면이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 정량 계량장치는 공급부(100), 받침판(200), 로드셀(300), 계량호퍼(400), 지지부(500) 및 제어부(600)를 포함하여 이루어진다.

상기 공급부(100)는 분말이나 입상(粒狀)의 피계량물을 포장용기, 포장백, 포대 등의 포장재(10)로 공급하기 위한 것이다.

상기 공급부(100)는, 피계량물이 저장되는 공급호퍼(110)와, 상기 공급호퍼(110)의 배출구를 개폐하는 개폐부(120)를 포함하여 이루어질 수 있다.

여기서 상기 공급호퍼(110)는 상부가 넓고 하부가 좁은 통 형상으로 이루어진다. 상기 공급호퍼(110)의 외측에는 공급호퍼(110)를 프레임 등에 고정하기 위한 브래킷유닛(130)이 설치된다.

상기 개폐부(120)는, 상기 공급호퍼(110)의 하단에 회전 가능하게 결합된 개폐부재(121)와, 상기 개폐부재(121)를 회전시키기 위한 구동부(122)를 포함하여 이루어진다.

상기 개폐부재(121)는 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공급호퍼(110)의 하단 양측에 각각 배치되고 상단부가 공급호퍼(110)에 회전 가능하게 결합된 두 측판(121a)과, 상기 두 측판(121a)의 하단부를 연결하는 하판(121b)과, 상기 두 측판(121a)의 일측 하부를 연결하는 스토퍼(121c)를 포함하여 이루어진다. 상기 두 측판(121a)의 타측 사이는 트여있다.

이에 따라 상기 개폐부재(121)는 평상시 도 3에 도시된 바와 같이 상기 하판(121b)이 상기 공급호퍼(110)의 배출구를 막아 폐쇄하게 되고, 회전시 도 4에 도시된 바와 같이 하판(121b)이 공급호퍼(110)의 배출구에서 비켜나 배출구를 개방하게 된다. 이때 상기 스토퍼(121c)는 상기 구동부(122)의 작동에 의해 상기 개폐부재(121)가 상기 공급호퍼(110)의 배출구를 폐쇄하도록 배치되었을 때에 공급호퍼(110)의 하단 측면과 접하여 개폐부재(121)의 하판(121b)이 배출구의 하측에서 벗어나는 것을 방지하게 된다.

상기 구동부(122)는 상기 개폐부재(121)에 연결된 공압실린더로 이루어져 로드의 작동에 의해 개폐부재(121)를 회전시킬 수 있게 구성된다. 상기 구동부(122)는 공압실린더 외에 모터와 같이 상기 개폐부재(121)를 회전시킬 수 있는 다양한 작동장치가 적용될 수 있다.

상기 받침판(200)은 사각 판 형상으로 이루어져 상기 공급부(100)의 하측에 설치된다. 상기 받침판(200)에는 피계량물의 포장을 위한 포장재(10)가 놓이게 된다.

상기 로드셀(300)은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 받침판(200)의 하부에 설치되어 받침판(200)에 작용하는 하중을 전기신호로 출력한다.

상기 계량호퍼(400)는 상부가 넓고 하부가 좁은 통 형상으로 이루어지며, 상기 받침판(200)에 놓인 포장재(10)의 상측에 배치되도록 상기 공급부(100)와 받침판(200)의 사이에 설치된다.

상기 계량호퍼(400)는 상기 공급부(100)에서 배출되는 피계량물이 계량호퍼(400)의 배출구 중심을 벗어나게 배치됨으로써, 공급부(100)에서 배출되는 피계량물이 계량호퍼(400)의 내측에 접촉된 후 배출될 수 있게 배치된다.

이에 따라 상기 계량호퍼(400)는 상기 공급부(100)에서 배출되는 피계량물을 받아낸 후 상기 받침판(200)에 놓인 포장재(10)로 안내하게 된다.

상기 지지부(500)는 상기 받침판(200)에 설치되어 상기 계량호퍼(400)를 지지하는 것으로서, 상기 받침판(200)의 상부에 상하 연장되게 설치된 수직대(510)와, 상기 수직대(510)에 상하 이동 가능하게 설치된 연결부재(520)와, 일단이 상기 연결부재(520)에 측방 이동 가능하게 설치되고 타단이 상기 계량호퍼(400)에 결합된 수평대(530)를 포함하여 이루어진다.

이에 따라 상기 지지부(500)는 상기 계량호퍼(400)를 상하좌우로 변위 가능하게 지지하게 된다. 또한, 상기 지지부(500)는 상기 연결부재(520)가 상기 수직대(510)에 회전 가능하게 결합되게 함으로써, 상기 계량호퍼(400)가 수직대(510)를 중심으로 회전 가능한 구조를 갖도록 계량호퍼(400)를 지지할 수 있다.

상기 제어부(600)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 로드셀(300)과 상기 구동부(122)에 연결되는 것으로서, 로드셀(300)에서 출력된 전기신호에 따라 구동부(122)의 작동을 제어하게 된다.

상기 제어부(600)에서 구동부(122)를 작동시켜 공급호퍼(110)의 낙하부 하단의 개폐부(120)를 닫는 타이밍에서 실제 로드셀(300)에 측정된 중량은 피계량물의 낙하하는 시간으로 인해 실제 원하는 중량보다 낮은 값으로 측정되므로 제어부(600)는 이의 보정을 위해 (+)의 보정값으로 보정하도록 프로그램 처리하는데, 본 발명에서는 상기 개폐부재(121)로부터 계량호퍼(400)까지의 낙하 거리로 단축된 중량을 측정하게 되므로 제어부(600)에서의 (+)의 보정값을 종래에 비해 낮게 할 수 있다.

즉, 낙하높이를 작게 할수록 중력가속도(진공에서의 중력가속도 9.8m/sec²), 입자 질량 등에 의한 공기저항 요소는 낙하시간이 짧을수록 더욱 작게 작용하게 되므로 이러한 변수적 요인들로 인한 상기 제어부(600)의 보정값 오차는 sec² 인 제곱근에 공기저항 변수가 미치는 2제곱근 값 이상으로 현저히 작아지게 되므로, 계량호퍼(400)를 통하지 않고 개폐부(120)에서 직접 받침판(200)으로 낙하시켜 정량 계량하던 종래에 비해 정량 계량이 매우 정밀하게 되는 것이다.

아울러, 제어부(600)의 프로그래밍 시에도 종전에 비해 설정하는 보정값도 작아지게 됨으로써 이에 따라 전술한 중력가속도, 공기저항과 같은 변수에 의해서 작용하게 되는 미세 오차값 마져도 더욱 작아지게 되므로, 정량 계량의 정밀성은 더욱 높아지게 되는 것이다. 이와 같이 본 발명은 계량호퍼(400)와 받침판(200)의 높이 간격을 크게 하여도 되므로 큰 높이의 포장재(10, 용기)를 사용하는 정량 계량도 오차의 영향을 받지 않고 정밀하게 할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에서 도면에서와 같이 1개의 수직대(510)로 도시하였으나 계량호퍼(400)와 받침판(200) 사이의 공간 구조 등에 의한 필요성에 따라 복수개의 수직대(510)를 일직선 또는 곡선으로 연결하거나, 복수개의 수직대(510)와 수평대(530)를 'ㄷ' 형상 등 다양한 구조로 연결하여 사용하는 것도 본 발명의 기술사상에 포함된다고 할 것이다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 정량 계량장치에 의하면, 상기 공급부(100)에서 배출되어 상기 계량호퍼(400)에 떨어진 피계량물의 중량이 상기 지지부(500)를 통해 상기 받침판(200)으로 전달됨으로써 공급부(100)에서 배출된 피계량물의 중량이 계량호퍼(400)에 도달한 시점에서 계측됨으로써 낙하 중인 피계량물로 인한 계량 오차를 현저히 줄일 수 있다.

또한, 포장재(10)의 규격이나 포장될 내용물의 중량이 변경되더라도 낙하 중인 피계량물에 대한 보정량이 일정하게 유지될 수 있으며, 이에 따라 포장재(10)에 더욱 정확한 양의 피계량물을 투입할 수 있어 계량의 정확도가 더욱 향상될 수 있다.

이상에서 본 발명을 설명함에 있어 한정된 실시예 및 도면을 참조하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다는 점은 통상의 기술자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 특허청구범위의 기재 및 그 균등 범위에 의해 정해져야 한다.

100 : 공급부 110 : 공급호퍼
120 : 개폐부 121 : 개폐부재
122 : 구동부 130 : 브래킷유닛
200 : 받침판 300 : 로드셀
400 : 계량호퍼 500 : 지지부
510 : 수직대 520 : 연결부재
530 : 수평대 600 : 제어부

Claims (3)

1. 피계량물을 포장재(10)로 공급하기 위한 공급부(100);
   상기 공급부(100)의 하측에 설치되고, 피계량물의 포장을 위한 포장재(10)가 놓이게 되는 받침판(200);
   상기 받침판(200)의 하부에 설치되어 받침판(200)에 작용하는 하중을 전기신호로 출력하는 로드셀(300);
   상기 받침판(200)에 놓인 포장재(10)의 상측에 배치되도록 상기 공급부(100)와 받침판(200)의 사이에 설치되고, 상기 공급부(100)에서 배출되는 피계량물을 받아 포장재(10)로 안내하게 되는 계량호퍼(400); 및
   상기 받침판(200)에 설치되어 상기 계량호퍼(400)를 지지하는 지지부(500);를 포함하여 이루어져,
   상기 계량호퍼(400)에 떨어진 피계량물의 중량이 상기 지지부(500)를 통해 상기 받침판(200)으로 전달되어 상기 로드셀(300)에서 상기 포장재(10)의 중량에 부가되어 측정되도록 구성된 것을 특징으로 하는 정량 계량장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 지지부(500)는,
   상기 받침판(200)의 상부에 상하 연장되게 설치된 수직대(510);
   상기 수직대(510)에 상하 이동 가능하게 설치된 연결부재(520); 및
   일단이 상기 연결부재(520)에 측방 이동 가능하게 설치되고, 타단이 상기 계량호퍼(400)에 결합된 수평대(530);를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정량 계량장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 공급부(100)는, 피계량물이 저장되는 공급호퍼(110)와, 상기 공급호퍼(110)의 배출구를 개폐하는 개폐부(120)를 포함하여 이루어지고,
   상기 개폐부(120)는, 상기 공급호퍼(110)의 하단에 회전 가능하게 결합되어 평상시 공급호퍼(110)의 배출구를 폐쇄하고 회전시 공급호퍼(110)의 배출구를 개방하게 되는 개폐부재(121)와, 상기 개폐부재(121)를 회전시키기 위한 구동부(122)를 포함하여 이루어지며,
   상기 로드셀(300)과 상기 구동부(122)에 연결되어 로드셀(300)에서 출력된 전기신호에 따라 구동부(122)의 작동을 제어하게 되는 제어부(600)를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 정량 계량장치.
   

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