KR20190047955A

KR20190047955A - 정량 공급 피더 장치

Info

Publication number: KR20190047955A
Application number: KR1020170142367A
Authority: KR
Inventors: 송창용
Original assignee: 송창용
Priority date: 2017-10-30
Filing date: 2017-10-30
Publication date: 2019-05-09

Abstract

정량 공급 피더 장치는 원재료가 투입되는 용기, 상기 용기의 내부에 설치되어 상기 투입된 원재료를 교반하고 하부공간으로 이동시키는 교반부 및 상기 하부공간에 설치되고, 회전축을 중심으로 회전하여 상기 하부공간으로 이동된 원재료를 배출구 방향으로 이송시키는 스크류 피더를 포함한다.

Description

정량 공급 피더 장치 {UNIFORMLY FEEDING APPARATUS}

본 발명은 정량 공급 피더 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정해진 양의 원재료가 자동으로 정확히 공급될 수 있도록 하면서도 그 공급이 원활히 이루어질 수 있도록 하는 정량 공급 피더 장치에 관한 것이다.

일반적으로 원료 공급 장치는 저장용기 내에 원료를 공급하고, 저장용기 내에 나선형의 날개를 가진 스크류 피더를 설치하여 스크류 피더를 회전시켜 저장용기내의 원료를 외부의 제조장치로 공급한다.

종래의 스크류 피더는 대한민국 공개특허 제10-2008-0084361호의 스크류 피더와 같이, 스크류 피더가 제자리 회전하면서 피이송물을 스크류 피더의 축 방향으로 밀어 내어 배출구를 통해 배출 이송토록 구성된다.

일반적으로 이러한 스크류 피더를 이용하여 원재료를 정량 공급하기 위해서는 원재료의 이송과정에서 원재료가 스크류 피더의 나사산을 따라 원활히 이송되어야 한다. 스크류 피더는 모터에 의해 일정한 회전수만큼 회전하여 그 회전수에 대응하는 양을 배출하도록 구성되어 있다. 그러나, 동일한 회전수에 대하여도 원재료가 이송과정에서 원활한 운동 상태를 유지하지 못한다면 정량 피딩이 이루어질 수 없다.

원재료가 이송 과정에서 불균일해지는 주된 원인은 스크류 피더의 나사산을 따라 상부로 이동하는 과정에서 상부에 다다르기 전에 중력에 의하여 낙하하거나 상부에 도달한 후 하부로 이동하는 과정에서 급격히 낙하하는데서 찾을 수 있다.

이처럼 원재료가 이송 과정에서 배출구에 도달하기 전에 낙하하는 것은 정량 피딩을 매우 어렵게 하는 원인이 되는 것이다.

대한민국 공개특허 제10-2008-0084361호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 투입된 원재료가 이송과정에서 배출구로 투하하기 직전까지 원활한 운동 상태를 유지하여 배출시 마다 동일한 양의 배출이 가능하도록 하는 정량 공급 피더 장치에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 정량 공급 피더 장치는 원재료가 투입되는 용기, 상기 용기의 내부에 설치되어 상기 투입된 원재료를 교반하고 하부공간으로 이동시키는 교반부 및 상기 하부공간에 설치되고, 회전축을 중심으로 회전하여 상기 하부공간으로 이동된 원재료를 배출구 방향으로 이송시키는 스크류 피더를 포함한다.

상기 스크류 피더는 상기 회전축을 중심으로 회전하는 이송관, 상기 회전축의 연장방향에 대하여 제1 경사각을 형성하며 상기 이송관의 외면에서 나선형으로 연장되는 제1 블레이드부 및 상기 회전축의 연장방향에 대하여 상기 제1 경사각과 다른 제2 경사각을 형성하며 상기 이송관의 외면에서 나선형으로 연장되는 제2 블레이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 용기의 내부에 설치되어 상기 교반되는 원재료를 가열하여 건조시키는 가열부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 교반부는 중심부 및 상기 중심부로부터 연장된 교반날개를 포함하고, 상기 가열부는 상기 교반날개의 하부에 고정 설치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 하부공간에 설치되고, 상기 교반부를 회전시키는 회전수단을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 회전수단은 상기 중심부의 중앙에 구비되어 상기 중심부와 함께 회전하는 교반축 및 상기 교반축에 회전력을 제공하는 회전모터를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 블레이드부는 하나의 연속되는 블레이드가 동일한 피치 간격을 가지며 상기 이송관의 외면에 형성되고, 상기 제2 블레이드부는 복수의 연속되는 블레이드들이 서로 동일한 피치 간격을 가지며 상기 이송관의 외면에 형성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 블레이드부의 피치 간격은 상기 제1 블레이드부의 피치 간격보다 작을 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 경사각은 상기 제1 경사각 보다 작을 수 있다.

일 실시예에서, 상기 용기의 하단에 형성되어 상기 원재료가 상기 하부공간으로 유입되는 개구부를 더 포함하고, 상기 스크류 피더는 상기 개구부와 일렬로 위치할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 스크류 피더를 커버하는 커버부를 더 포함할 수 있다.

본 실시예들에 의하면, 원재료가 스크류 피더의 제1 및 제2 블레이드부들을 따라 이동하는 과정에서, 제2 블레이드부를 상대적으로 제1 블레이드보다 회전축의 연장방향에 대하여 작은 경사각을 갖도록 형성하고,

따라, 원재료가 제2 블레이드부를 따라 상부로 이동하는 도중 상부에 다다르기 전에 중력에 의하여 낙하하거나 상부에 도달한 후 하부로 이동하는 과정에서 급격히 낙하하는 것을 방지할 수 있어, 원재료가 이송과정에서 배출구로 투하하기 직전까지 원활한 운동 상태를 유지하여 배출시 마다 동일한 양의 배출이 가능하도록 할 수 있다.

또한, 원재료를 하부공간으로 이동시키는 개구부가 교반부의 하부에 위치함에 따라, 원재료가 교반부에 의해 교반되면서 자연스럽게 연속적으로 하부로 이동될 수 있다.

또한, 스크류 피더가 개구부의 하부에서 개구부와 일렬로 위치하여 형성됨에 따라, 개구부를 통과하여 하부로 이동하는 원재료가 즉시 스크류 피더로 유입될 수 있으며 이에 따라 원재료가 스크류 피더를 따라 신속하게 이송될 수 있다.

나아가, 커버부를 형성함으로써 원재료가 제1 및 제2 블레이드부를 따라 이동하는 도중 낙하되더라도 외측으로 이탈되지 않고 상기 제1 및 제2 블레이드부들에 접촉하면서 이송되도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 정량 공급 피더 장치를 도시한 모식도이다.
도 2는 도 1의 정량 공급 피더 장치를 상부에서 관측한 평면도이다.
도 3은 도 1의 정량 공급 피더 장치에서 스크류 피더를 도시한 모식도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3의 스크류 피더의 제1 및 제2 블레이드부들을 각각 회전축의 수직인 방향(즉, A-A'선, 및 B-B'선)으로 절단한 상태를 도시한 모식도들이다.
도 5는 도 3의 스크류 피더를 커버하는 커버부를 도시한 모식도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 정량 공급 피더 장치를 도시한 모식도이고, 도 2는 도 1의 정량 공급 피더 장치를 상부에서 관측한 평면도이고, 도 3은 도 1의 정량 공급 피더 장치에서 스크류 피더를 도시한 모식도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3의 스크류 피더의 제1 및 제2 블레이드부들을 각각 회전축의 수직인 방향(즉, A-A'선, 및 B-B'선)으로 절단한 상태를 도시한 모식도들이고, 도 5는 도 3의 스크류 피더를 커버하는 커버부를 도시한 모식도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 정량 공급 피더 장치(10)는, 용기(100), 교반부(200), 회전수단(300), 가열부(400) 및 스크류 피더(500)를 포함한다.

상기 용기(100)는 원재료가 투입되는 것으로, 상기 투입되는 원재료를 수용하는 수용공간(110)을 구비하고, 상기 수용공간(110)의 하부에는 상기 수용공간(110)과 연결된 상태를 이루면서 상기 원재료가 하부로 이동되는 하부공간(120)이 형성된다.

상기 교반부(200)는 도시된 바와 같이 상기 용기(100)의 하단부에 회전가능하게 설치되어 후술하는 회전수단(300)에 의해 회전하는 것으로, 중심부(210) 및 상기 중심부로부터 외측으로 연장된 교반날개(220)를 포함한다.

상기 교반날개(220)는 상기 원재료를 교반함으로써 상기 원재료들이 서로 엉키는 것을 방지할 뿐만 아니라 상기 원재료를 용이하게 배출하여 상기 하부공간(120)으로 공급될 수 있게 하는 것이다.

상기 원재료는 상기 회전수단(300)의 회전력에 의해 회전하는 상기 교반날개(220)에 의해 교반되어 상기 하부공간(120)으로 이동한다.

이 경우, 상기 원재료의 상기 하부공간(120)으로의 이동은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 용기(100)의 하단에 형성된 개구부(121)를 통해 수행된다. 상기 개구부(121)가 상기 교반부(200)의 하부에 위치함에 따라, 상기 원재료가 상기 교반부(200에 의해 교반되면서 자연스럽게 연속적으로 하부로 이동하게 된다.

한편, 상기 스크류 피더(500)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 개구부(121)의 하부에서 상기 개구부(121)와 일렬로 위치하여 형성된다. 이와 같이 상기 스크류 피더(500)가 상기 개구부(121)와 일렬로 형성됨에 따라, 상기 개구부(121)를 통과하여 하부로 이동하는 상기 원재료가 즉시 상기 스크류 피더(500)로 유입되어 신속하게 이송되게 된다.

나아가, 상기 개구부(121)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 용기(100)의 하단 일 측부에 위치할 수 있다. 그리하여, 상기 교반날개(220)가 회전하여 원재료가 이동되는 위치에 상기 개구부(121)가 형성됨으로써, 상기 교반날개(220)의 회전에 따라 균일하게 상기 원재료가 상기 개구부(121)를 통해 하부로 이동하게 된다.

상기 가열부(400)는 도시된 바와 같이 상기 용기(100)의 하단부에 설치되며 열기를 제공함으로써 상기 원재료를 건조시키는 구성요소이다. 상기 원재료가 습기에 의해 뭉침현상이 발생하는 것을 방지하여 상기 원재료를 건조된 상태로 공급하는 것이 바람직하다.

상기 가열부(400)는 예컨대 전원에 의해 작동하면서 열기를 제공하도록 구성될 수 있다.

상기 가열부(400)는 상기 용기(100)의 하단부에서 상기 교반부(200)의 하측, 즉 상기 교반날개(220)의 하부에 고정 설치된다. 그리하여, 상기 가열부(400)는 상기 교반부가(200) 회전하여 상기 원재료를 교반하는 동안 상기 원재료를 용이하게 가열할 수 있다.

한편, 상기 교반부(200)에 회전력을 제공하는 상기 회전수단(300)은 상기 하부공간(120)에 설치되고, 상기 중심부와 결합하여 회전하는 교반축(310) 및 상기 교반축(310)에 회전력을 제공하는 회전모터(320)를 포함하여 구성된다.

나아가, 상기 회전수단(300)은 별도의 속도제어기(미도시)를 더 포함하여 상기 회전모터의 속도를 제어할 수 있다. 상기 속도제어기는 상기 회전모터(320)의 회전속도를 고속으로 제어하여 상기 원재료의 교반을 빠르게 진행할 수도 있고, 상기 회전모터(320)의 회전속도를 저속으로 제어함으로써 상기 원재료의 교반 속도를 늦출 수도 있다.

상기 원재료는 상기 교반부(200)에 의해 교반되어 상기 하부공간(120)으로 이동한 상기 원재료는 상기 하부공간(120)에 설치된 상기 스크류 피더(500)에 의해 이송된다.

상기 스크류 피더(500)는 상기 원재료를 배출구(50) 측으로 이송하는 기능을 수행하는 것으로, 회전축(510)을 중심으로 회전가능하게 설치되며, 이송관(520) 및 상기 이송관(520)의 외면에 길이방향으로 나선형상으로 연장되는 제1 블레이드부(530) 및 제2 블레이드부(540)를 포함한다.

상기 제1 및 제2 블레이드부들(530, 540)은 상기 원재료의 진행 방향에 대하여 경사지게 돌출 형성되고, 상기 회전축(510)의 회전 방향과 동일한 방향으로 회전한다.

상기 제1 및 상기 제2 블레이드부들(530, 540)은 각각 외측방향으로 회전되는 동시에 상기 원재료가 이송방향으로 회전되도록 하는 것이다. 이에 따라, 상기 하부공간(120)으로 이동한 상기 원재료는 상기 이송관(520)이 회전하면 상기 제1 및 제2 블레이드부들(530, 540)의 경사를 따라 이동한다.

상기 원재료가 상기 스크류 피더(500)의 일단에서 타단(상기 배출구 측)까지 연속적으로 이송되도록 상기 제1 및 제2 블레이드부들(530, 540)은 연속적으로 형성되고, 상기 제2 블레이드부(540)는 상기 배출구(50) 직전에 대응되는 지점까지 형성되는 것이 바람직하다.

이에 따라, 상기 원재료는 상기 제1 블레이드부(530)를 통과하면서 상기 제2 블레이드부(540)로 이송되게 된다.

보다 구체적으로 도 3을 참조하면, 상기 제1 블레이드부(530)는 상기 스크류 피더(500)의 상기 회전축(510)의 연장방향(X 방향)에 대하여 제1 경사각(610)을 형성하고, 상기 제2 블레이드부(540)는 상기 회전축(510)의 연장방향(X 방향)에 대하여 상기 제1 경사각(610) 보다 작은 제2 경사각(620)을 형성한다.

그리하여, 상기 원재료가 상기 제2 블레이드부(540)를 따라 이동할 때 상기 제1 블레이드부(520)를 따라 이동할 때보다 속도가 저하된다.

나아가, 상기 제1 블레이드부(530) 간의 피치 간격 및 상기 제2 블레이드부(540) 간의 피치 간격은 일정하게 형성된다. 이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 제2 블레이드부(540) 간의 피치 간격이 상기 제1 블레이드부(530) 간의 피치 간격보다 작게 형성된다.

또한, 도시된 바와 같이, 상기 제1 블레이드부(530)는 상기 회전축(510)을 따라 하나의 블레이드(531)가 연속되어 나선형으로 형성되고, 상기 제2 블레이드부(540)는 상기 회전축(510)을 따라 복수의 블레이드들(예를 들어, 제1 내지 제5블레이드들(541, 542, 543, 544, 545))이 연속되어 나선형으로 형성된다. 이 경우, 상기 제2 블레이드부(540)가 포함하는 블레이드들의 개수는 다양하게 변경될 수 있다.

이에 따라, 상기 제1 및 제2 블레이드부들(530, 540) 각각을 상기 회전축(510)의 수직인 방향으로 절단하는 경우, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이 상기 제1 블레이드부(530)는 하나의 블레이드만 절단되지만, 상기 제2 블레이드부(540)는 복수의 블레이드들이 절단되는 차이가 있다.

한편, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제2 블레이드부(540)는 상기 제1 블레이드부(530) 보다 완만하게 형성되어 상기 회전축(510)의 연장방향(X 방향)에 대하여 상기 제1 블레이드부(530)보다 작은 각을 형성한다. 상기 제2 블레이드부(540)를 상기와 같이 상기 회전축(510)의 연장방향(X 방향)에 대하여 상대적으로 작은 경사각을 갖도록 형성하면 상기 원재료가 상기 제2 블레이드부(540)를 통과할 때의 시간이 상기 제1 블레이드부(530)를 통과할 때의 시간보다 늘어난다.

그러나, 상기 제2 블레이드부(540)를 상기와 같이 형성한 것은, 상기 원재료가 상기 제2 블레이드부(540)를 따라 이동할 때 상기 원재료를 낙하시키는 중력의 영향을 최소화하기 위함이다. 즉, 상기 원재료가 상기 제2 블레이드부(540)를 따라 하부에서 상부로 이동하는 도중에 중력에 의해 낙하되는 것을 방지하고, 상기 원재료가 상부에서 하부로 이동하는 도중에는 하부로 급격히 떨어지는 것을 방지할 수 있다.

이에 따라 상기 원재료는 상기 제2 블레이드부(540)에 의하여 이송되면서 균일화되어 상대적으로 동일한 양의 원재료가 배출되게 된다.

한편, 도 5를 참조하면, 상기 원재료가 상기 제1 및 제 2 블레이드부들(530, 540)에 의해 이송되는 과정 중에 외측으로 이탈하지 않도록 커버부(700)를 설치하여 구성할 수 있다. 상기 커버부(700)는 상기 원재료가 낙하되더라도 외측으로 이탈되지 않고 상기 제1 및 제2 블레이드부들(530, 540)에 접촉하면서 이송될 수 있도록 하는 것이다.

예컨대, 본 실시예에서 상기 커버부(700)는 도시된 바와 같이 상기 스크류 피더(500)의 외면을 감싸는 형상으로 형성될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100 : 용기 200 : 교반부
210 : 중앙부 220 : 교반날개
300 : 회전수단 310 : 교반축
320 : 회전모터 400 : 가열부
500 : 스크류 피더 510 : 회전축
520 : 이송관 530 : 제1 블레이드부
540 : 제2 블레이드부 700 : 커버부

Claims

원재료가 투입되는 용기;
상기 용기의 내부에 설치되어 상기 투입된 원재료를 교반하고 하부공간으로 이동시키는 교반부; 및
상기 하부공간에 설치되고, 회전축을 중심으로 회전하여 상기 하부공간으로 이동된 원재료를 배출구 방향으로 이송시키는 스크류 피더를 포함하며,
상기 스크류 피더는,
상기 회전축을 중심으로 회전하는 이송관;
상기 회전축의 연장방향에 대하여 제1 경사각을 형성하며 상기 이송관의 외면에서 나선형으로 연장되는 제1 블레이드부; 및
상기 회전축의 연장방향에 대하여 상기 제1 경사각과 다른 제2 경사각을 형성하며 상기 이송관의 외면에서 나선형으로 연장되는 제2 블레이드부를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 공급 피더 장치.
제1항에 있어서,
상기 용기의 내부에 설치되어 상기 교반되는 원재료를 가열하여 건조시키는 가열부를 더 포함하는 정량 공급 피더 장치.
제2항에 있어서,
상기 교반부는 중심부 및 상기 중심부로부터 연장된 교반날개를 포함하고,
상기 가열부는 상기 교반날개의 하부에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 정량 공급 피더 장치.
제1항에 있어서,
상기 하부공간에 설치되고, 상기 교반부를 회전시키는 회전수단을 더 포함하는 정량 공급 피더 장치.
제4항에 있어서, 상기 회전수단은,
상기 중심부의 중앙에 구비되어 상기 중심부와 함께 회전하는 교반축; 및
상기 교반축에 회전력을 제공하는 회전모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 정량 공급 피더 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 블레이드부는 하나의 연속되는 블레이드가 동일한 피치 간격을 가지며 상기 이송관의 외면에 형성되고,
상기 제2 블레이드부는 복수의 연속되는 블레이드들이 서로 동일한 피치 간격을 가지며 상기 이송관의 외면에 형성되는 것을 특징으로 하는 정량 공급 피더 장치.
제6항에 있어서,
상기 제2 블레이드부의 피치 간격은 상기 제1 블레이드부의 피치 간격보다 작은 것을 특징으로 하는 정량 공급 피더 장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 경사각은 상기 제1 경사각 보다 작은 것을 특징으로 하는 정량 공급 피더 장치.
제1항에 있어서,
상기 용기의 하단에 형성되어 상기 원재료가 상기 하부공간으로 유입되는 개구부를 더 포함하고,
상기 스크류 피더는 상기 개구부와 일렬로 위치하는 것을 특징으로 하는 정량 공급 피더 장치.
제1항에 있어서,
상기 스크류 피더를 커버하는 커버부를 더 포함하는 정량 공급 피더 장치.