KR100460538B1 - 농산물 선별기 - Google Patents

Abstract

마늘 또는 감자 등과 같이 가로부의 직경과 세로부의 직경이 현저하게 다르고, 모가 나 있는 등 비구형으로 이루어진 농산물을 크기별로 분류하는데 적합한 농산물 선별기를 개시한다. 이러한 농산물 선별기는 서로 쌍을 이루는 롤러들이 일정한 구간별로 직경이 다른 단차를 가지며 구간별로 직경이 다른 롤러들을 서로 나란하게 배치하고, 경사도 및 상기 롤러들의 폭을 조절할 수 있도록 구성한다. 이러한 본 발명의 구성을 통하여 양파, 사과, 배 등과 같이 비교적 구형에 가까운 농산물을 크기별로 선별할 수 있을 뿐만 아니라, 가로부의 직경 및 세로부의 직경이 다르거나 모가 나 있는 형태인 마늘 등과 같은 비구형의 농산물을 크기별로 효율적으로 선별할 수 있다. 또한, 본 발명은 농산물이 롤러를 따라 이동될 때 정렬된 상태를 유지하여 선별의 정확도를 더욱 높일 수 있다.

Description

농산물 선별기{Apparatus for sorting agricultural products}

본 발명은 농산물 선별기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마늘 또는 감자 등과 같이 가로부의 직경과 세로부의 직경이 현저하게 다르고, 모가 나 있는 등 비 구형 형상으로 이루어진 농산물을 크기별로 분류하는데 적합한 농산물 선별기에 관한 것이다.

일반적으로 농산물을 선별하기 위한 장치는, 대한민국 등록실용신안공보 등록번호 20-0189345호에 롤러를 이용하여 구형의 농산물을 크기별로 선별하는 기술이 개시되어 있다. 상기 공보에 개시된 기술은 서로 쌍을 이루는 복수의 롤러가 서로 반대 방향으로 회전하고, 농산물의 공급부에서 배출부로 갈수록 점점 롤러의 간격이 넓어지는 구조이다. 이러한 종래의 농산물 선별기는, 농산물이 공급되는 부분에서 롤러를 타고 이동하면서 작은 것부터 순차적으로 배출되어 크기별로 농산물을 선별하는 것이다. 그러나 이러한 구조는 양파, 사과, 배 등 구형 또는 구형에 가까운 농산물을 효율적으로 선별할 수 있는 기술적 특징을 가지고 있으나, 마늘 등과 같이 가로 직경 및 세로 직경이 현저하게 차이가 나거나, 모가 있는 농산물 등을 분류할 때 크기별로 잘 분류되지 않는 문제점을 가진다. 즉, 크기별로 농산물을 선별하기 위하여 롤러부에 투입된 농산물은 이동위치에 따라 정렬이 틀어지면서 작은 직경을 가지는 부분이 롤러들 사이로 배출되어 다른 크기의 농산물이 동일한 크기로 분류되는 등 선별의 효율성이 떨어지는 문제점을 가진다.

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 양파, 사과, 배 등과 같이 비교적 구형에 가까운 농산물 뿐 만 아니라 가로부의 직경 및 세로부의 직경이 다르거나 모가 나 있는 형태로 이루어지는 마늘 등과 같은 비구형의 농산물을 크기별로 효율적으로 선별할 수 있는 농산물 선별기를 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 농산물이 롤러를 따라 이동될 때 정렬된 상태를 유지하여 선별의 정확도를 높일 수 있는 농산물 선별기를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 내부에 공간이 제공되며 골격을 이루도록 다수의 프레임으로 결합되는 케이스; 경사도 조절이 가능하도록 상기 케이스의 내부 공간에 결합되는 제1 지지부재; 상기 제1 지지부재에 대하여 상대적으로 수평 이동 가능하게 상기 제1 지지부재의 상부에 배치되는 제2 지지부재; 상기 제1 지지부재에 배치되어 구동력을 발생시키는 구동원; 상기 구동원의 구동력을 전달하며, 상기 제1 지지부재에 배치되는 동력전달수단; 상기 제1 지지부재에 회전 가능하게 결합되며, 상기 동력전달수단에 의하여 회전하고, 일정한 구간별로 단차가 구비되어 다른 직경을 가지는 하나 이상의 제1 롤러; 상기 제2 지지부재에 회전 가능하게 결합되며, 상기 동력전달수단에 의하여 상기 제1 롤러와 서로 반대 방향으로 회전하고, 상기 제1 롤러에 대하여 평행한 축 상에 일정한 거리가 띄워져 배치되며, 상기 제1 롤러와 동일한 형상을 가지는 하나 이상의 제2 롤러; 상기 케이스와 상기 제1 지지부재 사이에 배치되어 상기 제1 지지부재의 경사도를 조절하는경사도 조절수단; 상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재 사이에 배치되어 상기 제2 지지부재를 제1 지지부재에 대하여 상대적으로 수평 이동시켜 상기 제1, 2 롤러의 간격을 조절하는 롤러 간격 조절수단을 포함하는 농산물 선별기를 제공한다.

이러한 본 발명은 가로부와 세로부의 직경이 다른 마늘 등을 선별할 때, 구동원에 의하여 서로 반대방향으로 회전하고 있는 제1, 2 롤러의 위쪽으로 투입시키면 상기 제1, 2 롤러의 경사뿐만 아니라 롤러와 농산물의 마찰력에 의해 마늘 등의 농산물이 제1, 2 롤러를 따라 배출부 측으로 이동한다. 이때 최초의 제1, 2 롤러 구간은 롤러 사이의 간격보다 작은 농산물을 배출하는 역할과 농산물을 일정한 자세로 정렬하는 역할을 동시에 하며, 단차로 구분되고 직경이 다른 제1, 2 롤러의 두 번째 구간에서 상기 제1, 2 롤러의 간격보다 작은 농산물은 아래로 배출된다. 계속해서 단차로 구분되고 직경이 다른 제1, 2 롤러의 세 번째 구간에서 상기 제1, 2 롤러의 간격보다 작은 농산물이 아래로 배출된다. 이러한 과정을 거치면서 농산물은 작은 것부터 큰 것까지 크기 별로 선별이 이루어진다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 선별기를 도시한 부분 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 선별기의 동력 전달과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 선별기의 주요부분인 롤러의 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 선별기의 경사도 조절 구조를 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 본 발명에 따른 선별기의 분리 구간 폭을 조절하기 위한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 실시예를 설명하기 위한 도면으로, 선별기를 도시하고 있다. 상기 선별기는 프레임이 서로 결합되어 틀을 이루는 케이스(1)에 제1, 2 지지부재(3, 5) 및 상기 제1, 2 지지부재(3, 5)에 각각 결합되는 제1, 2 롤러(7, 9) 들을 도시하고 있다. 상기 케이스(1)는 프레임으로 틀을 이루며 내부에 공간이 제공된다.

그리고 상기 제1 지지부재(3)는 선별할 농산물을 공급하는 부분에서 배출되는 부분으로 경사지게 결합되며, 특히, 경사도를 조절할 수 있는 구조로 상기 케이스(1) 내부에 결합된다. 이를 좀더 상세하게 설명하면 케이스(1)의 공급부 측의 중간부에 가로 바(11, bar)를 결합하고, 상기 가로 바(11)에 회전 가능하게 제1 힌지 브라켓(13)을 결합한다. 상기 제1 힌지 브라켓(13)은 양측에 두 개가 배치되는 것이 바람직하다(도 2에 도시하고 있음). 그리고 상기 제1 힌지 브라켓(13)은 상기 제1 지지부재(3)의 일측(농산물 공급부 측)에 결합된다. 또한 상기 제1지지부재(3)는 상기 제1 힌지 브라켓(13)이 결합되어 있는 반대측(농산물 배출부 측)에는 두 개의 제2 힌지 브라켓(15)이 결합된다. 그리고 상기 제2 힌지 브라켓(15)에 회전 가능하도록 두 개의 제3 힌지 브라켓(17)이 결합된다. 상기 제3 힌지 브라켓(17)은 세로 바(19, bar)를 따라 상, 하로 이동할 수 있도록 가로로 배치되는 이송 바(21, bar)에 결합된다.

그리고 상기 이송 바(21)에는 이송 브라켓(23)이 결합된다. 상기 이송 브라켓(23)은 나사구멍(도시생략)을 구비하고 있으며, 상기 나사구멍에 대응하여 동일 축을 이루는 구멍(도시생략)을 구비한 고정 브라켓(25)이 케이스(1)에 결합된다. 그리고 상기 이송 브라켓(23)의 나사구멍 및 상기 고정 브라켓(25)의 구멍에 경사조절부재(27)가 결합된다. 상기 경사조절부재(27)는 외주에 나사산이 형성되어 회전에 따라 상기 이송 브라켓(23)과 상기 고정 브라켓(25)의 간격을 조절할 수 있다. 다시말하면, 상기 이송 브라켓(23)의 나사구멍에는 나사산이 제공되고, 상기 고정 브라켓(25)의 구멍에는 상기 경사조절부재(27)가 자유 회전할 수 있도록 결합될 수 있다.

상기 제2 지지부재(5)는 상기 제1, 2 롤러(7, 9)들이 배치되는 길이 방향에 대하여 직각 방향으로 수평 이동할 수 있도록 상기 제1 지지부재(3)의 상부에 배치된다. 즉, 상기 제2 지지부재(5)는 상기 제1, 2 롤러(7, 9)들이 배치되는 방향에 대하여 직각 방향으로 수평으로 미끄럼 이동할 수 있도록 통상의 가이드부재(도시생략, 예를 들면 엘엠가이드 등)에 의하여 상기 제1 지지부재(3)에 올려지게 된다.

그리고 상기 제2 지지부재(5)는, 도 5에 도시하고 있는 바와 같이, 일측(롤러 축에 평행한 면)에 나사구멍(도시생략)이 제공된 또 다른 이송 브라켓(29)이 결합된다. 그리고 상기 나사 구멍과 동일축에 구멍(도시생략)을 구비한 또 다른 고정 브라켓(31)이 제1 지지부재(3)에 결합된다. 상기 이송 브라켓(29)의 나사 구멍에 나사 결합되며, 상기 고정 브라켓(31)의 구멍에 자유 회전 가능하도록 거리조절부재(33)가 결합된다. 즉, 상기 거리조절부재(33)는 상기 나사구멍에 결합되는 부분의 외주에는 나사산(33a)이 제공되며 상기 구멍에 결합되는 부분은 자유 회전 가능하도록 구성된다. 한편, 상기 거리조절부재(33)는 선단에 핸들(35)이 결합되어 상기 거리조절부재(33)를 회전시킬 수 있는 구조를 가질 수 있다. 물론, 본 발명에서는 상기 거리조절부재(33)가 핸들(35)로 회전하는 예를 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 육각 또는 사각 머리가 제공되어 렌치 등의 공구를 사용하여 회전시킬 수 있는 구조도 가능하다. 상술한 경사조절부재(27) 역시 상기 거리조절부재(33)와 동일 또는 유사한 구조로 회전이 가능한 구조를 가질 수 있다.

그리고 3개의 쌍을 가지는 상기 제1 롤러(7) 및 제2 롤러(9)의 형상 및 결합구조에 대하여 상세하게 설명한다.

상기 제1 롤러(7)들은 일정한 간격을 두고 각각의 롤러 축이 평행하게 제1 지지부재(3)의 상단에 회전 가능하게 결합된다(도 4에 도시하고 있음). 즉, 베어링 등에 의하여 회전축을 지지할 수 있는 통상의 구조를 가질 수 있다. 그리고 상기 제2 롤러(9)들은 상기 제1 롤러(7)들의 일측 및 사이에 동일한 간격으로 반대 방향으로 회전 가능하게 상기 제2 지지부재(5)의 하단에 결합된다. 상기 제1, 2 롤러(7, 9)들은 각각 서로 쌍을 이루며 롤러들이 이루는 축과 서로 평행하게 배치된다. 그리고, 도 3에 도시하고 있는 바와 같이, 상기 제1, 2 롤러(7, 9)들은 농산물이 공급되는 공급부측(도 3에서 S1 측에 해당하고, S4 측은 배출부측으로 설명함)을 기준으로 동일한 롤러 직경을 가지는 제1 분리 및 정렬구간(S1)을 가지며, 상기 제1 분리 및 정렬구간(S1)의 롤러 직경보다 더 작은 직경을 가지는 제2 분리구간(S2)을 가지며, 상기 제2 분리구간(S2)의 롤러 직경보다 더 작은 직경을 가지는 제3 분리구간(S3)을 가지며, 상기 제3 분리구간(S3)의 롤러 직경보다 더 작은 직경을 가지는 제4 분리구간(S4)을 가진다. 상기 제1, 2 롤러(7, 9)들은 일정한 구간별로 직경이 다르도록 단차를 가지는 것이다. 물론 상기 제1, 2, 3, 4 분리구간(S1, S2, S3, S4)은 일 예를 설명하기 위한 것이며, 그 수는 적거나 많아도 관계없다. 즉, 상기 각각의 분리구간(S1, S2, S3, S4)에서는 제1, 2 롤러(7, 9) 사이의 거리가 L1, L2, L3, L4를 가지며, 거리의 크기는 L1에서 L4로 갈수록 단계적으로 크게 배치되는 것이다.

한편, 상기 제1, 2 롤러(7, 9)에는, 도 1 및 도 2에 도시하고 있는 바와 같이, 각각 서로 반대 방향으로 회전할 수 있도록 일측에 스프로켓(71, 91)들이 동일 축에 결합된다. 상기 스프로켓(71, 91)들은 두 개씩 직렬로 배치되는 상태로 결합될 수 있다. 상기 제1, 2 롤러(7, 9)들은 서로 반대 방향으로 회전하게 되는데, 이러한 동력 전달 구조는 다음과 같다. 상기 제1 지지부재(3)의 일측에 모터(101, 도 1에 도시하고 있음) 등으로 이루어지는 구동원이 배치된다. 상기 구동원은 케이스(1)의 일측에 결합되는 컨트롤 박스(103)에 제공된 컨트롤러(도시생략)와 전기적으로 연결되어 제어가 가능하게 된다.

상기 모터(101)의 구동축(도시생략)에 구동 스프라켓(105)이 결합되고, 제1 지지부재(3)에 아이들 스프라켓(107, 109, 111)이 자유 회전 가능하게 결합된다. 그리고 체인(113)에 의하여 구동 스프라켓(105), 아이들 스프라켓(107, 109) 그리고 제 1, 2 롤러(7, 9)들에 제공된 스프라켓(71, 91)에 순차적으로 결합된다. 이때 상기 스프라켓(71, 91)에는 서로 회전 방향이 반대가 되도록 상, 하 방향으로 반복하여 상기 체인(113)을 연결하여 동력전달이 이루어지도록 한다. 그리고 또 다른 아이들 기어(111) 및 상기 동일 회전이 필요한 스프라켓(91)을 또 다른 체인(115)으로 연결한다. 이것은 하나의 체인(113)으로 연결할 수 있지만, 설계에 따라 다양한 수의 체인으로 동력전달이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

또 한편으로, 상기 공급부측에는 호퍼 또는 가이더(151) 등을 설치하여 상기 제1, 2 롤러(7, 9) 측으로 원활하게 선별될 농산물을 투입할 수 있도록 구성하는 것도 가능하다. 그리고 상기 제1, 2 롤러(7, 9)들을 통하여 선별되는 농산물이 분류될 수 있도록 상기 제1, 2 롤러(7, 9)들의 하측에는 선별 수납함(153)을 설치하는 것이 가능하다.

본 발명의 실시예에서는 제1, 2 롤러(7, 9)가 3개의 쌍으로 배치되는 구조에 대하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것으로 아니며 설계상 또는 작업의 특성상 그 수를 달리 할 수 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 구조에 의하여 마늘 등 비 구형으로 이루어지는 농산물을 선별하는 과정을 설명하면 다음과 같다.

구동원인 모터(101)를 회전시키면 체인(113, 115)에 의하여 스프라켓(71,91)에 회전 동력이 전달되고, 서로 쌍을 이루는 상기 제1, 2 롤러(7, 9)들은 서로 반대 방향으로 회전한다. 즉, 상기 제1, 2 롤러(7, 9)들이 서로 마주하는 부분에서 외측 방향으로 회전하게 되는 것이다. 물론, 회전 속도 등은 컨트롤러에 의하여 제어될 수 있다. 이렇게 쌍을 이루는 상기 제1, 2 롤러(7, 9) 들이 회전할 때 상기 호퍼 또는 가이드(151)에 크기별로 선별해야 할 농산물을 투입하면, 상기 농산물(이하, 마늘을 예로 설명함)은 경사진 상기 제1, 2 롤러(7, 9)의 제1 분리 및 정렬구간(S1)으로 이동한다. 이때 마늘은 상기 제1, 2 롤러(7, 9)가 경사져 있으므로 마늘의 자중과 롤러의 마찰력에 의하여 이동하게 되는 것이다. 이때 마늘은 제1 분리 및 정렬구간(S1)을 지나면서 흐트러짐이 없이 순서대로 동일한 자세로 정렬되면서 상기 제1 분리 및 정렬구간(S1)을 통과하게 된다. 이 때 이 구간에서의 두 롤러 사이의 간격(L1)보다 작은 마늘은 아래로 배출된다. 이것은 제1, 2 롤러(7, 9)가 평행하게 배치되어 동일한 속도로 회전하면서 이동하기 때문에 제1 분리 및 정렬구간(S1)에서 올려져 있는 상태 그대로 흐트러짐이 없이 이동하게 되는 것이다. 이러한 상태에서 제2 분리 구간(S2)을 지나면서 마늘의 직경이 거리 L2보다 작은 것들은 하부로 빠져나가게 된다. 물론 하부에는 선별 수납함(153)이 있어 각 구간에서 분리된 것만 모아지게 된다. 계속해서 제2 분리구간(S2)을 지나친 마늘은 제2 분리구간(S2)보다 폭이 더 큰 제3 분리구간(S3)을 지나면서 L3보다 직경이 작은 것들은 하부로 빠져 나간다. 이와 같은 과정을 수행하면서 마늘은 크기별로 선별이 이루어진다. 특히, 제1 분리 및 정렬구간을 지나는 동안 비 대칭 또는 비구형으로 이루어지는 마늘이 상기 제1, 2 롤러(7, 9)에 올려진 상태로 정렬된 상태를 유지하면서통과되므로 선별의 정밀도를 더욱 높일 수 있는 것이다.

이러한 본 발명은 기존의 구형에 가까운 농산물 뿐 만 아니라 비구형에 속하는 농산물도 쉽게 크기별로 선별할 수 있어 선별의 효율이 매우 높은 장점이 있다.

이와 같이 본 발명은 양파, 사과, 배 등과 같이 비교적 구형에 가까운 농산물을 크기별로 선별할 수 있을 뿐만 아니라, 가로부의 직경 및 세로부의 직경이 다르거나 모가 나 있는 형태로 이루어지는 마늘 등과 같은 비구형의 농산물을 크기별로 효율적으로 선별할 수 있다.

또한, 본 발명은 농산물이 롤러를 따라 이동될 때 정렬된 상태를 유지하여 선별의 정확도를 더욱 높일 수 있다.

Claims (3)

1. 내부에 공간이 제공되며 골격을 이루도록 다수의 프레임으로 결합되는 케이스;

   경사도 조절이 가능하도록 상기 케이스의 내부 공간에 결합되는 제1 지지부재;

   상기 제1 지지부재에 대하여 상대적으로 수평 이동 가능하게 상기 제1 지지부재의 상부에 배치되는 제2 지지부재;

   상기 제1 지지부재에 배치되어 구동력을 발생시키는 구동원;

   상기 구동원의 구동력을 전달하며, 상기 제1 지지부재에 배치되는 동력전달수단;

   상기 제1 지지부재에 회전 가능하게 결합되며, 상기 동력전달수단에 의하여 회전하고, 일정한 구간별로 단차가 구비되어 다른 직경을 가지는 하나 이상의 제1 롤러;

   상기 제2 지지부재에 회전 가능하게 결합되며, 상기 동력전달수단에 의하여 상기 제1 롤러와 서로 반대 방향으로 회전하고, 상기 제1 롤러에 대하여 평행한 축 상에 일정한 거리가 띄워져 배치되며, 상기 제1 롤러와 동일한 형상을 가지는 하나 이상의 제2 롤러;

   상기 케이스와 상기 제1 지지부재 사이에 배치되어 상기 제1 지지부재의 경사도를 조절하는 경사도 조절수단;

   상기 제1 지지부재와 상기 제2 지지부재 사이에 배치되어 상기 제2 지지부재를 제1 지지부재에 대하여 상대적으로 수평 이동시켜 상기 제1, 2 롤러의 간격을 조절하는 롤러 간격 조절수단;

   을 포함하는 농산물 선별기.
2. 제1항에 있어서, 상기 경사도 조절수단은

   상기 케이스에 힌지 결합되도록 상기 제1 지지부재의 일단에 결합되는 제1 힌지 브라켓;

   상기 제1 지지부재의 타단에 결합되는 제2 힌지 브라켓;

   상기 제2 힌지 브라켓과 힌지 결합되는 제3 힌지 브라켓;

   상기 제3 힌지 브라켓이 결합되며, 상기 케이스를 따라 상하 이동하는 이동 바;

   상기 이동 바에 결합되며, 나사 구멍이 제공된 이송 브라켓;

   상기 케이스에 결합되며, 상기 이송 브라켓의 나사 구멍과 동일축 상에 배치되도록 구멍을 구비한 고정 브라켓;

   상기 이송 브라켓의 나사구멍에 나사결합되고, 상기 고정 브라켓 구멍에 자유 회전 가능하게 결합되어 회전에 의하여 상기 이송 브라켓과 상기 고정 브라켓의 간격을 조절할 수 있도록 외주의 일부에 나사산이 제공된 경사조절부재;

   를 포함하는 농산물 선별기.
3. 제1항에 있어서, 상기 롤러 간격 조절수단은

   상기 제1 지지부재 일측에 결합되며 나사 구멍이 제공된 또 다른 고정 브라켓;

   상기 제2 지지부재의 일측에 결합되며 상기 고정 브라켓에 제공된 나사 구멍과 동일축 상에 위치하도록 구멍이 제공되는 또 다른 이송 브라켓;

   상기 이송 브라켓의 나사 구멍에 나사결합되고, 상기 고정 브라켓의 구멍에 자유 회전 가능하게 배치되어 회전에 의하여 상기 이송 브라켓과 상기 고정 브라켓의 간격을 조절할 수 있도록 외주 일부에 나사산이 제공된 거리조절부재;

   를 포함하는 농산물 선별기.