KR100956084B1 - 고압 균질화기의 분사 밸브 및 분사 밸브 유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 고압 균질화기는, 미세 고형체(minute solid) 등으로 이루어진 재료를 포함하는 현탁액을 고압 상태에서 고속으로 소경의 오리피스를 통과시킴으로써 그 재료를 분열시킨다. 고압 균질화기의 분사 밸브는, 내부에 재료 도입 통로가 형성되어 있는 고정 부재와, 이 고정 부재의 축방향으로 고정 부재에 대향하여 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치된 가동 부재를 포함한다. 분사 밸브의 오리피스는, 재료 도입 통로의 소정의 단부를 향하는 고정 부재의 단부면과, 고정 부재에 대향하는 가동 부재의 단부에 배치된 가동 부재의 단부면 사이에 배치된 반경 방향의 미세 갭으로 이루어진다. 오리피스는 링형의 충돌 벽을 통하여 재료 처리 통로와 연통하고 있다.

Description

고압 균질화기의 분사 밸브 및 분사 밸브 유닛{INJECTION VALVE OF HIGH PRESSURE HOMOGENIZER AND INJECTION VALVE UNIT OF THE SAME}

본 출원은 일본 특허 출원 제2007-258749호를 기초로 하는 것으로, 이 일본 특허 출원의 내용은 본원 명세서에 참고로 인용된다.

본 발명은 고압 균질화기의 분사 밸브 및 분사 밸브 유닛에 관한 것이다. 이러한 균질화기는 식품, 화학 물품, 의약품, 각종 합성수지 등으로 이루어진 재료를 분열시키는 데 사용된다.

통상적으로, 예컨대 제지 산업 등에서 섬유질 셀룰로오스를 포함한 현탁액을 고압 상태에서 고압으로 소경의 오리피스를 통과시킴으로써 현탁액 중의 재료를 분열시키는 종래의 고압 균질화기가 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조).

[특허 문헌 1] 일본 특허 공고 공보 S60-19921

그러나 특허 문헌 1에 개시된 종래의 고압 균질화기를 이용한 방법은, 재료로서의 섬유질 셀룰로오스의 현탁액을 고압 상태로 밸브 시트와 밸브 요소의 사이에 형성된 소경의 오리피스를 통과시킴으로써 큰 압력 강하에 의해 재료를 분열시키는 것이다. 밸브는 피스톤을 구비한 실린더의 구동력에 의해 또는 내부 압력을 조절하는 스프링의 가압력에 의해 밸브 시트 상으로 가압된다. 따라서 오리피스의 미세 갭을 유지하기가 곤란하여, 재료를 분열시키는 공정의 정밀도가 양호하지 않다. 또한, 오리피스의 갭이 너무 협소하면, 현탁액 중의 재료가 오리피스 내에 쉽게 남게 되어 분열 공정에 영향을 끼친다. 이와 달리, 오리피스의 갭이 너무 넓으면, 분열 정밀도가 악화된다.

또한, 현탁액이 점성이 있을 때에는, 미세 갭을 갖는 오리피스가 쉽게 막혀서, 재료의 분열이 실현되지 않는다. 또한, 오리피스가 막혀 있으면, 고압 균질화기를 분해하여, 균질화기의 내부를 청소한 후에, 균질화기를 다시 조립할 필요가 있다. 따라서 균질화기의 메인터넌스가 용이하지 않다.

또한, 실린더의 구동력을 이용하여 밸브를 밸브 시트 상에 가압하는 균질화기에 있어서는, 실린더를 조금씩 제어하여 미세한 오리피스 갭을 형성하는 것이 어렵고, 이러한 균질화기는 연속 작업에는 적합하지 않다. 다른 한편으로, 스프링의 가압력을 이용하는 균질화기에 있어서는, 적절한 가압력을 갖는 스프링을 선택하는 것이 어려우며, 밸브가 완전히 개방되거나 완전히 폐쇄되지 않을 수도 있다. 따라서 처리 대상의 재료가 누설될 수도 있고, 고압을 발생시키기가 곤란할 수도 있다. 이에 따라, 분열 공정의 효율이 저하된다.

또한, 밸브를 구성하는 부품이 쉽게 손상되고, 이들 부품의 기계적 수명이 짧다. 따라서, 균질화기의 메인터넌스가 용이하지 않고 많은 비용이 소요된다.

따라서 본 발명의 목적은, 오리피스의 미세 갭을 용이하게 유지할 수 있고 재료가 누설되는 것을 방지할 수 있는 고압 균질화기의 분사 밸브 및 분사 밸브 유닛을 제공하는 것이다. 또한, 심지어 현탁액이 점성을 갖는 있는 경우라도, 본 발명은 오리피스가 막히지 않도록 하여, 분열 작업(segmentation)을 효율적이고 정확하게 실시하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명은, 그 구조가 간단하여 부품의 마모 및 손상을 감소시키고, 이에 따라 기계적 수명을 증대시키며, 부품의 교환을 용이하게 하는 것을 목적으로 한다.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면,

재료 도입 통로가 형성되어 있는 고정 부재와,

고정 부재의 축방향으로 그 고정 부재에 대향하여 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치된 가동 부재를 포함하는 고압 균질화기의 분사 밸브로서,

재료 도입 통로의 단부를 향하는 고정 부재의 단부면과, 고정 부재에 대향하는 가동 부재의 단부에 배치된 가동 부재의 단부면의 사이에 미세 갭으로 이루어진 분사 밸브의 오리피스가 형성되어 있고,

상기 오리피스는, 오리피스의 외주에 형성된 충돌 벽을 통하여 2차측에 배치된 재료 처리 통로와 연통하는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브가 제공된다.

바람직하게는, 상기 분사 밸브는,

부스터 기계 섹션의 압축 압력이 미리 결정한 압력으로 있는가를 검출하는 압력 센서와,

압력 센서에 의해 검출된 검출 신호에 따라 가동 부재를 정방향 또는 역방향으로 회전시키거나, 가동 부재를 스윙시키거나, 요동시키는 구동원으로서의 모터를 더 포함한다.

바람직하게는, 고정 부재와 가동 부재는 실린더 케이스 내에 수용되어 있고, 이 실린더 케이스의 일측에는 재료 도입 통로와 연통하는 재료 도입 포트가 배치되어 있으며, 타측에는 오리피스와 연통하는 재료 배출 포트가 배치되어 있다.

바람직하게는, 고정 부재는 실린더 케이스 내에 수용된 밸브 시트이다.

바람직하게는, 가동 부재는 롤러 베어링 부재를 매개로 실린더 케이스 내에 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 지지된 샤프트 밸브이며, 모터의 구동력에 의하여 그 타단에 배치된 회전 전달 부재를 매개로 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치되어 있다.

바람직하게는, 가동 부재의 팁(tip)은 상기 고정 부재의 소경의 수용 구멍 내로 느슨하게 삽입된다.

바람직하게는, 축선에 대하여 작은 경사각을 갖는 외주벽이 가동 부재의 팁 부분에 형성되어 있고, 그 팁 부분은 내주벽이 경사져 있는 소경의 수용 구멍 내로 느슨하게 삽입된다.

바람직하게는, 외주벽의 경사각은 축선에 대하여 1도 내지 20도이다.

바람직하게는, 오리피스의 갭의 폭은, 샤프트 밸브의 축방향으로 샤프트 밸브의 타단으로부터의 연장부에 배치된 실린더의 가압력에 의해 가동 부재를 고정 부재에 대하여 전방 또는 후방으로 약간 이동시킴으로써 조정된다.

바람직하게는, 팁은 초경합금으로 제조된 팁 부재이고, 장착 볼트의 팁을 가동 부재의 내부 축의 방향으로 가동 부재 내로 나사 결합함으로써 가동 부재에 탈착 가능하게 부착된다.

바람직하게는, 재료 도입 통로와 연통하는 재료 도입 포트는 실린더 케이스의 일측에 배치되어 있고, 재료 배출 포트는 오리피스의 후방에 배치되어 있으며, 가동 부재를 밸브 시트에 대하여 전방 또는 후방으로 이동시킴으로써 오리피스의 갭을 조정하는 방향 전환 통로가 실린더 케이스의 내부에 형성되어 있고, 실린더 케이스는 축방향으로 여러 개의 실린더 케이스 블록으로 분리되어 있으며, 실린더 케이스 블록들은 연결 부재를 통하여 축방향으로 서로 연결되어 있다.

바람직하게는, 실린더 케이스는,

오리피스가 형성되어 있는 내부 압력 조정 밸브를 설정하는 영역을 갖는 실린더 케이스 블록과,

동력(motivity)을 도입하기 위하여 모터의 구동력이 회전 전달 부품을 매개로 전달되는 영역을 갖는 다른 실린더 케이스 블록과,

압력을 가함으로써 가동 부재를 고정 부재로서의 밸브 시트를 향하여 이동시키는 전방향 압력 도입 통로와 압력을 가함으로써 가동 부재를 밸브 시트로부터 멀어지게 이동시키는 후방향 압력 도입 통로 중 어느 하나 또는 양자가 형성되어 있 는 방향 전환 통로를 갖는 다른 실린더 케이스 블록

을 축방향으로 적어도 연결함으로써 구성된다.

바람직하게는, 실린더 케이스 블록 중 하나의 일측 또는 양측으로부터 돌출하는 복수의 안내 로드가 베어링을 매개로 축방향으로 다른 실린더 케이스 블록들을 이동 가능하게 관통한다. 연결 부재에 의한 연결이 해제된 후에, 다른 실린더 케이스 블록들은 안내 로드에 의해 안내되어 서로 분리된다.

바람직하게는, 재료를 분산하거나, 유화시키거나, 무화시키는 통상의 시간에, 또는 재료의 셀을 파열시키는 통상의 시간에, 여러 개의 실린더 케이스 블록들은 연결 부재에 의해 연결되어 있고, 실린더 케이스 블록들이 상기 안내 로드에 의해 이동 가능하게 지지되어 있는 상태에서 그 폭방향으로 지지 로드의 실질적으로 중심의 설정 위치에 이동할 수 없게 배치되며, 상기 지지 로드는 부착 베이스의 좌우에 배치되어 있다. 또한, 실린더 케이스 블록과 연결 부재 중 어느 하나는 승강 실린더에 의해 다른 하나에 대하여 상승할 수 있게 지지되어 있다. 또한, 부품을 교환하거나 분사 밸브의 내부를 청소할 때에, 실린더 케이스 블록과 연결 부재 중 어느 하나는, 다른 실린더 케이스 블록에 대한 실린더 케이스 블록의 이동을 허용하는 높이로 승강 가능하게 상승한다.

바람직하게는, 연결 부재는, 실린더 케이스 블록으로부터 분리된 지지 로드를 매개로 그 폭방향으로 실린더 케이스 블록의 상부 또는 하부에 링크된 브릿지 링크에 부착되어 있다. 또한, 브릿지 링크의 폭방향의 일측은 스핀들을 매개로 부착 베이스에 피벗 가능하게 장착되고, 브릿지 링크의 폭방향의 타측은 승강 실린더 의 실린더 로드에 결합되어 있다. 또한, 부품을 교환하거나 분사 밸브의 내부를 청소할 때에, 연결 부재는, 설정 위치에 위치한 실린더 케이스 블록이 승강 실린더의 구동으로 인하여 설정 위치로부터 수평으로 이동할 수 있도록 하는 이동 허용 높이에서 스핀들의 주위에 경사지게 장착되어 있다.

바람직하게는, 연결 부재는 실린더 케이스 블록에 나사 결합되어 분리 가능하게 일체화되는 복수의 볼트이다.

바람직하게는, 연결 부재는, 이동 허용 위치로부터 설정 위치로 부착 베이스 상으로 하향 이동한 실린더 케이스 블록들을 결합하거나, 또는 연결 부재가 고정된 실린더 케이스 블록에 대하여 이동 허용 위치로부터 설정 위치로 낙하하는 낙하 위치에 실린더 케이싱 블록을 클립 고정하는 클리핑 실린더(clipping cylinder)이다.

바람직하게는, 가동 부재는, 실린더 케이스에 형성된 전방향 압력 도입 통로로부터 압력을 수용하도록 가동 부재의 실질적으로 중앙에서 외주 상에 형성된 제1 스필부(spill part)와, 전방향 압력 도입 통로로부터의 압력과 후방향 압력 도입 통로로부터의 압력 모두를 수용하도록 가동 부재의 이면측에서 외주에 형성된 제2 스필부를 구비한다.

바람직하게는, 회전 전달 부품은, 모터 샤프트에 장착된 구동 기어를 포함하는 기어이거나, 가동 샤프트 상에 장착된 구동 풀리와, 가동 부재의 외주에 형성된 수동 풀리(passive pulley)와, 구동 풀리 및 수동 풀리의 둘레에 감겨 있는 동력 전달 벨트로 구성된다.

바람직하게는, 오리피스는 0.01 mm 미만의 갭을 갖는다.

바람직하게는, 오리피스의 내부 압력이 고압으로 조정된다.

바람직하게는, 모터는 가동 부재로서의 샤프트 밸브에 토크를 가하기 위하여 10회전/분 내지 100회전/분의 범위로 회전한다. 롤러 베어링 부재는 볼 베어링, 스러스트 베어링, 롤러 베어링, 표면에 오일이 있는 다공질 부분을 갖는 포금 베어링(gunmetal bearing) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어진다.

본 발명의 다른 양태에 따르면,

실린더 케이스에 재료 도입 통로를 갖는 고정 부재와,

고정 부재의 축방향으로 그 고정 부재에 대향하여 정방향 및 역방향으로 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치된 가동 부재를 포함하는 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛으로서,

재료 도입 통로의 단부를 향하는 고정 부재의 단부면과, 상기 고정 부재에 대향하는 가동 부재의 단부에 배치된 가동 부재의 단부면의 사이에 미세 갭으로 이루어진 분사 밸브의 오리피스가 형성되어 있고,

오리피스는, 외주에 형성된 충돌 벽을 통하여 2차측에 배치된 재료 처리 통로와 연통하는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛이 제공된다.

바람직하게는, 초경합금으로 제조되고, 장착 볼트의 팁을 팁 부재의 내부로 나사 결합함으로써 가동 부재에 탈착 가능하게 부착되는 팁 부재를 더 포함하며, 장착 볼트는 가동 부재의 내부 축의 방향으로 가동 부재 내로 삽입된다.

바람직하게는, 가동 부재는 롤러 베어링 부재를 매개로 실린더 케이스 내에 지지된 샤프트 밸브이며, 모터의 구동력에 의하여 그 타단에 배치된 회전 전달 부 재를 매개로 정방향 및 역방향으로 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치되어 있다.

바람직하게는, 축선에 대하여 작은 경사각을 갖는 외주벽이 가동 부재의 팁 부분 또는 팁 부재에 형성되어 있고, 그 팁 부분 또는 팁 부재는 내주벽이 경사져 있는, 고정 부재의 소경의 수용 구멍 내로 느슨하게 삽입된다.

바람직하게는, 외주벽의 경사각은 축선에 대하여 1도 내지 20도이다

바람직하게는, 실린더 케이스는 축방향으로 여러 개의 실린더 케이스 블록으로 분리되어 있고, 실린더 케이스 블록들은 연결 부재를 통하여 축방향으로 서로 연결되어 있으며, 상기 실린더 케이스 블록 중 하나의 일측 또는 양측으로부터 돌출하는 복수의 안내 로드가 베어링을 매개로 축방향으로 다른 실린더 케이스 블록들을 이동 가능하게 관통한다. 연결 부재에 의한 연결이 해제된 후에, 다른 실린더 케이스 블록들은 안내 로드에 의해 안내되어 서로 분리된다

바람직하게는, 연결 부재는 실린더 케이스 블록에 나사 결합되어 분리 가능하게 일체화되는 복수의 볼트이다.

바람직하게는, 연결 부재는, 여러 개의 실린더 케이스 블록이 베이스까지 하향 이동한 낙하 위치에서 실린더 케이스 블록들을 결합하는 클리핑 실린더이다.

본 발명의 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면을 참고로 하는 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명확하게 될 것이다.

본 발명에 따르면, 오리피스의 미세 갭을 용이하게 유지할 수 있고 재료가 누설되는 것을 방지할 수 있는 고압 균질화기의 분사 밸브 및 분사 밸브 유닛을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 현탁액이 점성을 갖는 있는 경우라도, 오리피스가 막히지 않도록 하여, 분열 작업을 효율적이고 정확하게 실시할 수 있다. 아울러, 본 발명에 따르면, 그 구조가 간단하여 부품의 마모 및 손상을 감소시키고, 이에 따라 기계적 수명을 증대시키며, 부품의 교환을 용이하게 할 수 있다.

도면을 참고로 하여, 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 실시예를 설명하기로 한다.

고압 균질화기는 현탁액(2)을 고압 균질화용의 기계 섹션(1)에 형성된 소경의 오리피스(3)로 고압 상태에서 고속으로 통과시킴으로써 재료(G)를 분산시키거나, 유화시키거나, 분열시키거나, 또는 그 재료의 박막을 파괴시킨다. 여기서, 현탁액(2)은 미세 고화물, 섬유질 셀룰로오스, 셀 등으로 이루어진 재료를 포함한다.

제1 실시예

본 발명의 제1 실시예에 따르면, 고압 균질화기의 분사 밸브는

내부에 재료 도입 통로(4)가 형성되어 있는 고정 부재(5)와,

가동 부재(6)의 축방향으로 고정 부재(5)에 대향하여 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치된 가동 부재(6)를 포함하며,

상기 분사 밸브의 오리피스(3)는, 재료 도입 통로(4)의 단부를 향하는 고정 부재(5)의 단부면(5a)과 상기 고정 부재(5)에 대향하는 가동 부재(6)의 단부에 배치된 가동 부재(6)의 단부면(6a) 사이에 형성된 미세 갭(K)으로 이루어지고,

상기 오리피스(3)는, 오리피스(3)의 외주에 형성된 충돌 벽(7)을 통하여 2차측에 배치된 재료 처리 통로(8)와 연통한다.

제1 실시예에서는, 고정 부재(5)로서 밸브 시트(VS)가 사용되고 있다.

토마토 소스, 오일, 버터나 요거트와 같은 유제품, 냉음료, 과일 주스 드링크, 스프 및 유아 식품을 포함한 식품 분야에서는, 각종 혼합제와 같은 고형물, 섬유질 셀룰로오스, 반제품 또는 완제품으로서 현탁액(2)에 포함된 카세인을 예로서 들 수 있다. 또한, 화학 제품이나 화장품 또는 기타 산업 제품의 분야에서는, 반제품 또는 완제품으로서 현탁액(2)이나 유화된 액체에 포함되는 각종 안료의 고형물, 자성 분말, 미네랄, 카본 분말 등을 예로 들 수 있다. 또한, 약품 분야에서는, 반제품 또는 완제품으로서 현탁액(2)이나 유화된 액체에 포함되는 미네랄의 고형체, 천연 약물 등을 예로 들 수 있다. 또한, 유리 산업의 분야에서는, 액상 유리에 포함되는 안료의 미세 고형물, 미네랄 등을 들 수 있다. 또한, 합성수지 산업의 분야에서는, 액상의 열가소성 수지에 포함되는 안료, 카본, 미네랄, 가소제, 보강 섬유 또는 세라믹과 같은 미네랄 재료를 예로 들 수 있다. 또한, 제지 산업의 분야에서는, 제조 공정 중에 현탁액(2)에 포함되는 섬유질 셀룰로오스의 고형물을 예로 들 수 있다. 또한, 병리학 조사 연구에 있어서는, 현탁액(2)에 포함되는 대장균 박테리아 또는 이스트와 같은 균류나, 미생물 세포를 예로 들 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에서, 오리피스(3)는, 오리피스(3)의 외주에 형성된 충돌 벽(7)을 매개로 2차측에 배치된 재료 처리 통로(8)와 연통한다. 또한, 오리피스는 0.01 mm 미만의 갭(K)을 갖는다. 고정 부재(5)의 단부 면(5a)과 가동 부재(6)의 단부면(6a) 사이에 0.01 mm 미만의 미세 갭(K)의 오리피스(3)를 형성하는 이유는, 재료가 원치 않게 누설되는 것을 방지하고 재료(G)를 고정밀도로 분열시킬 수 있기 때문이다.

또한, 오리피스(3)의 내부 압력은 70 MPa 내지 350 MPa와 같은 고압 또는 350 MPa를 넘는 고압으로 조정된다. 이에 따라, 오리피스(3)로부터 고압 상태로 재료(G)를 빠르게 배출함으로써, 재료(G)는 큰 압력차로 인하여 고정밀도로 분열된다.

또한, 고정 부재(5)와 가동 부재(6)는 실린더 케이스(11) 내에 수용되며, 재료 도입 통로(4)와 연통하는 재료 도입 포트(9)가 실린더 케이스 일측에 배치되고, 오리피스(3)와 연통하는 재료 배출 포트(10)가 실린더 케이스의 타측에 배치된다. 본 발명의 제1 실시예에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브에 연결된 부스터 기계 섹션(도시 생략)으로부터 고압 상태로 펌핑된 현탁액(2)이 재료 도입 포트(9)에 공급된다.

또한, 가동 부재(6)는 실질적으로 실린더로 형성된 샤프트 밸브(12)이다. 샤프트 밸브(12)의 팁에 원뿔대(12a)가 형성된다. 샤프트 밸브(12)의 팁 측에 대경부(12b)가 형성되어 있다. 이 샤프트 밸브(12)는 롤러 베어링 부재(13)를 매개로 실린더 케이스(11)에 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 지지되고, 모터(M)의 구동력에 의해 그 타단에 배치된 회전 전달 부재(14)를 매개로 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치되어 있다. 팁 부재(12c)가 샤프트 밸브(12)의 팁에 끼워진다. 가동 부재(6)의 단부면(6a)은 팁 부재(12c)의 전 방에 형성되어 있다. 소경의 수용 구멍(11a)이 실린더 케이스(11)에 형성되고, 재료 처리 통로(8)와 연통하여 원뿔대(12a)를 이동 가능하고 회전 가능하게 수용한다. 대경의 수용 구멍(11b)이 실린더 케이스(11)에 형성되고, 소경의 수용 구멍(11a)과 연통한다. 샤프트 밸브(12)의 대경부(12b)는 대경의 수용 구멍(11b)에 이동 가능하고 회전 가능하게 수용된다. 또한, 제1 실시예에 따르면, 모터(M)는 샤프트 밸브(12)를 정방향 및 역방향으로 회전 가능하게 구동한다. 그러나, 모터(M)는 샤프트 밸브(12)를 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 구동할 수도 있다. 또한, 본 발명에 따른 모터(MI)의 타입에는 제한이 없다.

팁 부재(12c)는 금속, 서멧 등으로 제조된다. 현탁액(2)이 하드 미네랄, 고형체, 카본 등을 포함하는 때에, 팁 부재(12c)는 초경합금으로 제조되는 것이 바람직하다. 초경합금은 Wc-Co 합금, WC-TiC-Co 합금, WC-TiC-Ta(Nb)C-Co 합금 등으로 제조될 수 있고, 이들 합금은 Fe, Co, Ni와 같은 철족 금속의 접합재와 함께 주기율표의 2a족, 3a족, 4a족 금속, 예컨대 Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W의 탄화물 입자를 소결함으로써 제조된다. 또한, 팁 부재(12c)는 Ti(CN), Al₂O₃와 같은 세라믹으로 초경합금을 덮어서 제조될 수 있다. 또한, 팁 부재(12c)는 TiC-Ni 초경합금으로 제조될 수도 있다. 아울러, 충돌 벽(7)은 전술한 초경합금 중 하나로 제조될 수 있다.

플랜지를 갖는 실질적으로 링 형상의 스토퍼(15)가 형성된다. 샤프트 밸브(12)는, 상측에서 스토퍼(15)의 외주에 형성된 수형 나사부(15a)를 그 후측에서 실린더 케이스(11)의 대경의 수용 구멍(11b)의 내주에 형성된 암형 나사부(11c)에 나사 결합함으로써 실린더 케이스(11)의 내부에 회전 가능하게 부착된다. 정지 플레이트(16)가 보스 보드(15A; boss board)를 매개로 스토퍼(15)와 오버랩되고, 복수의 볼트(V1)에 의해 스토퍼(15)에 분리 가능하게 부착된다.

또한, 제1 실시예에 따르면, 모터(M)는 가동 부재로서의 샤프트 밸브(12)에 회전력이 전달되도록 10 내지 100 회전/분의 범위로 정방향으로 또는 역방향으로 회전한다. 따라서, 현탁액(2)이 점성이 있는 경우라도, 오리피스(3)는 재료(G)로 막히지 않고, 재료(G)는 고정밀도로 효율적으로 분열된다.

회전 전달 부재(14)는 구동 샤프트로서의 모터(M)의 모터 샤프트(17), 모터 샤프트(17)에 장착된 풀리(18), 수용측으로서 샤프트 밸브(12)의 타단에 장착된 풀리(19) 및 풀리(18, 19)의 둘레에 감긴 벨트(20)로 구성된다.

또한, 제1 실시예에 따르면, 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)를 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 지지하는 롤러 베어링 부재(13)는, 샤프트 밸브(12)의 실질적으로 중앙의 외주를 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 지지하는 스러스트 베어링(13A)과, 전후측에서 샤프트 밸브(12)의 외주를 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 지지하는 볼 베어링(13B)으로 구성된다. 그러나 도시된 롤러 베어링 부재(13)는 단지 예시적인 것이다. 롤러 베어링 부재(13)는 롤러 베어링, 표면에 오일이 있는 다공질 부분을 갖는 포금 베어링 또는, 이들의 조합일 수 있다.

샤프트 밸브(12)의 축방향(I)으로 샤프트 밸브(12)의 타단으로부터의 연장부 에 실린더(30)가 배치되어 있다. 이 실린더(30)는 축방향(I)으로 샤프트 밸브(12)를 가압하도록 배치된다. 이에 따라, 오리피스(3)의 갭(K)은 고정 부재(5)의 단부면(5a)에 대하여 축방향(I)으로 샤프트 밸브(12)의 가동 부재(6)의 단부면(6a)을 접근시키거나 제거함으로써 조정된다.

본 발명의 제1 실시예는 전술한 바와 같이 구성된다. 고압 균질화기는 미세 고형물, 섬유질 셀룰로오스, 셀 등으로 이루어진 재료(G)를 포함하는 현탁액(2)을 고압 균질화용 기계 섹션(1)에 형성된 소경의 오리피스(3)로 고압 상태로 고속으로 통과시킴으로써 재료(G)를 분산시키거나, 유화시키거나, 분열시키거나, 또는 그 재료의 박막을 파괴시킨다. 고압 균질화기의 분사 밸브는, 내부에 재료 도입 통로(4)가 형성되어 있는 고정 부재(5)와, 가동 부재(6)의 축방향(I)으로 상기 고정 부재(5)에 대향하여 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치된 가동 부재(6)를 포함한다. 분사 밸브의 오리피스(3)는, 재료 도입 통로(4)의 단부를 향하는 고정 부재(5)의 단부면(5a)과 상기 고정 부재(5)에 대향한 가동 부재(6)의 단부에 배치된 가동 부재(6)의 단부면(6a) 사이에서 반경 방향(R)으로, 예컨대 0.01 mm 미만인 미세 갭(K)으로 이루어진다. 따라서 오리피스(3)로부터 고압 상태로 빠르게 배출된 재료(G)는 큰 압력차에 의해 분산되고, 오리피스(3)의 외주에 형성된 링형 충돌 벽(7)과 충돌함으로써 분열된다.

또한, 오리피스(3)가 고정 부재(5)의 단부면(5a)과 고정 부재(5)에 대향한 가동 부재(6)의 단부에 배치된 가동 부재(6)의 단부면(6a) 사이에 형성된, 예컨대 0.01 mm 미만의 미세 갭(K)으로 이루어지기 때문에, 재료(G)의 원치 않는 누설이 방지되고, 재료(G)가 고정밀도로 분열되거나 처리된다.

또한, 오리피스(3)가 고정 부재(5)의 단부면(5a)과 고정 부재(5)에 대향한 가동 부재(6)의 단부에 배치된 가동 부재(6)의 단부면(6a) 사이에 형성된, 예컨대 0.01 mm 미만의 미세 갭(K)으로 이루어지기 때문에, 오리피스(3)의 내부 압력은 70 MPa 내지 350 MPa와 같은 고압 또는 350 MPa를 넘는 고압으로 조정된다. 이에 따라, 오리피스(3)로부터 고압으로 재료(G)를 빠르게 배출함으로써, 재료(G)는 큰 압력차에 의해 고정밀도로 분열되고 처리된다.

또한, 샤프트 밸브(12)가 실린더 케이스(11)에 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 지지되어 있기 때문에, 이 샤프트 밸브(12)는 모터(M)의 구동력에 기인하여 타단에 배치된 회전 전달 부재(14)를 매개로 10 내지 100 회전/분의 범위로 정방향 및 역방향으로 회전한다. 이에 따라, 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)는 모터(M)의 구동력으로 인하여 회전하여, 현탁액(2)이 점성이 있는 경우라도 현탁액(2)을 교반 및 유동화시키기 때문에, 오리피스(3)가 재료(G)로 막히지 않고, 배출 압력이 높게 유지되며, 재료(G)가 고정밀도로 효율적으로 분열된다. 부수적으로, 도 1에 도시된 바와 같은 제1 실시예에서는, 모터(M)가 샤프트 밸브(12)를 정방향 또는 역방향으로 회전시킨다. 그러나 이는 단지 예시적인 것이고, 본 발명이 이것으로 한정되는 것은 아니다. 모터(M)는 샤프트 밸브(12)를 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 구동할 수도 있다.

또한, 오리피스(3)의 갭(K)을 유지하면서 오리피스(3)를 실린더 케이스(11) 내에 마련함으로써 분사 밸브를 분사 밸브 유닛으로서 일체화하면, 그러한 유닛은 창고에서 운반 및 보관하는 데에 유용하다. 또한, 분사 밸브가 고장나거나 열화된 때에, 분사 밸브를 교환하기가 용이해진다.

또한, 오리피스(3)가 재료 도입 통로(4)의 단부를 향하는 고정 부재(5)의 단부면(5a)과 상기 고정 부재(5)에 대향한 가동 부재(6)의 단부에 배치된 가동 부재(6)의 단부면(6a) 사이에 있는, 예컨대 0.01 mm 미만인 미세 갭(K)으로 이루어지므로, 오리피스(3)는, 오리피스(3)의 외주에 형성된 충돌 벽(7)을 매개로 2차측에 배치된 재료 처리 통로(8)와 연통한다. 따라서 오리피스(3)가 고정밀도로 형성된다.

제2 실시예

도 3은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제2 실시예를 도시한다. 제2 실시예에 따르면, 복수의 볼 베어링(13'B), 예컨대 4개의 볼 베어링(13'B)이 실린더 케이스(11) 내에서 샤프트 밸브(12)를 회전 가능하게 지지한다. 3개의 볼 베어링(13'B)은 동일 방향으로 배치되고, 다른 볼 베어링(13'B)은 상이한 방향으로 배치되어 고압하에서의 밀봉 성능을 증가시킨다. 이러한 특징을 제외한 다른 구조 및 효과는 제1 실시예와 동일하다.

제3 실시예

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제3 실시예를 도시한다. 제3 실시예에 따르면, 분사 밸브는 재료 도입 포트(9)에 연결된 부스터 기계 섹션(도시 생략)의 재료(G)의 압축 압력을 검출하는 압력 센서(50)와, 압력 센서(50)의 검출 신호를 기초로 가동 부재(6)를 회전시키는 모터(M)를 구비한다. 부수적으로, 도 4에 도시된 압력 센서(50)의 위치는 단지 설명의 편의를 위한 것이다.

또한, 제3 실시예에 따르면, 가동 부재(6)에는 축선(X)에 대하여 작은 각도(θ)로 기울어진 외주벽(51a)을 갖는 팁 부분(51)이 형성되어 있다. 팁 부분(51)은 경사진 내벽(52)을 갖는 소경의 수용 구멍(11a) 내로 느슨하게 삽입된다. 가동 부재(6)의 날카로운 첨단을 갖는 팁 부분(51)의 외주벽(51a)의 경사각(θ)은 축선(X)에 대하여 1도 내지 20도이다. 이에 따라, 가동 부재로서의 샤프트 밸브(12)를 고정 부재로서의 밸브 시트(VS)에 장착된 경사진 내벽(52)을 갖는 소경의 수용 구멍(11a) 내로 전후로 약간 이동시킴으로써 소경의 수용 구멍(11a)의 경사진 내벽(52)과 샤프트 밸브(12)의 팁 부재(12c)의 외주벽(51a) 사이에 작은 갭으로서의 오리피스(3)가 용이하고 확실하게 형성된다. 즉, 경사각(θ)이 20도를 초과하면, 소경의 수용 구멍(11a) 내로 삽입되는 팁 부재(12c)의 삽입 길이가 길어지지만, 소경의 수용 구멍(11a)과 팁 부재(12c)를 정밀하게 가공하는 데 소요되는 노동 시간이 증가한다. 또한, 경사각(θ)이 1도 미만이면, 노동 시간이 단축되고, 소경의 수용 구멍(11a)과 팁 부재(12c)의 제작이 용이해진다. 또한, 그러한 경우에는, 삽입 길이가 짧고, 작은 갭으로서의 오리피스(3)가 용이하게 마련된다.

또한, 제3 실시예에 따르면, 팁 부분(51)은 금속, 서멧 또는 초경합금으로 제조된 팁 부재(12c)이며, 장착 볼트(53)의 팁(53a)을 가동 부재(6)에 축방향(X)으로 나사 결합함으로써 가동 부재(6)에 분리 가능하게 부착된다. 이에 따라, 팁 부재(12c)는 장착 볼트(53)를 느슨하게 해제함으로써 용이하게 교체된다. 따라서 팁 부재(12c)가 용이하게 유지된다.

또한, 제3 실시예에 따르면, 플랜지(11d)를 갖는 실린더 케이스(11)가 사용된다. 이 실린더 케이스(11)는 실린더 수용 케이스(30A)에 마주한다. 플랜지(11d)와 실린더 수용 케이스(30A)에 형성된 플랜지(30A1)는 복수의 볼트(V2) 및 너트(N)에 의해 결합된다. 따라서, 실린더 케이스(11)와 실린더 수용 케이스(30A)는 분리 가능하게 접합된다.

제3 실시예에 따르면, 압력 센서(50)가 부스터 기계 섹션(도시 생략)의 재료(G)의 압축 압력을 특정의 압력값으로서 검출하면, 구동원으로서의 모터(M)가 회전한다. 모터(M)의 구동력은, 풀리(18), 풀리(19) 및 벨트(20)와 같은 회전 전달 부재(14)를 매개로 가동 부재로서의 샤프트 밸브(12)를 10 내지 100 회전/분의 범위로 정방향으로 또는 역방향으로 회전시킨다. 따라서 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)가 모터(M)의 구동력에 의해 회전하여, 현탁액(2)이 점성이 있는 경우라도 현탁액(2)을 교반 및 유동화시키기 때문에, 오리피스(3)는 재료(G)로 막히지 않고, 배출 압력이 높게 유지되며, 재료(G)가 고정밀도로 효율적으로 처리되거나 분열된다.

또한, 축선(X)에 대하여 작은 각도(θ), 예컨대 1도 내지 20도로 경사진 외주벽(51a)을 갖는 팁 부분(51)은, 실린더(30)의 가압력에 의해 전후로 이동 가능하게 경사진 내벽(52)을 갖는 소경의 수용 구멍(11a) 내로 삽입된다. 따라서 0.01 mm 미만의 미세 갭(K)을 갖는 오리피스(3)는 고정 부재(5)의 경사진 내벽(52)과 가동 부재(6)의 날카로운 외주벽(51a) 사이에 용이하게 유지된다. 따라서, 오리피 스(3)의 내부 압력은 70 MPa 내지 350 MPa와 같은 고압 또는 350 MPa을 넘는 고압으로 조정된다. 이에 따라, 오리피스(3)로부터 고압 상태로 재료(G)를 빠르게 배출함으로써, 재료(G)는 큰 압력차에 의해 처리되고, 고정밀도로 분열된다.

또한, 제3 실시예에 따르면, 오리피스(3)가 재료(G)로 막힌 때에는, 실린더(30)의 가압력에 의하여 샤프트 밸브(12)를 전후로 약간 이동시킴으로써, 오리피스(3)의 갭(K)의 폭이 변경되어 막힌 재료(G)를 용이하게 분출한다.

또한, 제3 실시예에 따르면, 팁 부분(51)은 금속, 서멧, 또는 초경합금으로 제조된 팁 부재(12c)이며, 축방향(X)으로 장착 볼트(53)의 팁(53a)을 가동 부재(6) 내로 나사 결합함으로써 가동 부재(6)에 분리 가능하게 부착된다. 따라서 재료(G)가 미세 탄화물 고형체인 경우라도, 재료(G)는 팁 부재(12c)아 충돌하여, 재료(G)가 오리피스(3)로부터 빠르게 배출될 때에 분쇄된다. 그 후, 재료(G)는 반경 방향(R)으로 미세 갭(K)을 갖는 오리피스(3)로부터 확실하게 배출되고, 충돌 벽(7)에 충돌하여 더욱 분열된다.

팁 부재(12c)가 마모되는 때에는, 장착 볼트(53)의 나사를 해제함으로써, 새로운 팁 부재(12c)로 교체한다. 이에 따라, 0.01 mm 미만의 미세 갭(K)의 오리피스(3)가 용이하게 유지된다.

또한, 제3 실시예에 따르면, 분사 밸브가 분사 밸브 유닛으로 일체화되면, 마모된 샤프트 밸브(12), 팁 부재(12c) 등을 교체하는 노동 시간을 줄일 수 있다.

제4 실시예

도 6은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제4 실시예를 도시한 다. 제4 실시예에 따르면, 팁 부재(12c)는 소경의 수용 구멍(11a) 내로 느슨하게 삽입되는 소경의 팁 부분(51A)과, 단부면(5a)에 대향하는 대경의 링형 쇼울더부(51B)로 구성된다. 이에 따라, 팁 부재(12c)의 마모 및 열화를 감소시킴으로써, 팁 부재(12c)의 기계적 수명을 제3 실시예의 경우보다 증가시킬 수 있다.

제5 실시예

도 7은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제5 실시예를 도시한다. 제5 실시예에 따르면, 제3 실시예에서와 마찬가지로, 축선(X)에 대하여 작은 각도(θ)로 경사진 외주벽(51a)에 팁 부분(51)로서의 팁 부재(12c)가 형성되어 있다. 제5 실시예에 따르면, 제1 실시예에서와 마찬가지로, 고정 부재(5)의 단부면(5a)과 가동 부재(6)의 단부면(6a) 사이에는, 오리피스(3)의 반경 방향(R)으로 예컨대 0.01 mm 미만의 미세 갭(K)이 형성되어 있다.

제6 실시예

도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제6 실시예를 도시한다. 제6 실시예에 따르면, 재료 도입 통로(4)에 연통하는 재료 도입 포트(9)가 실린더 케이스(11)의 일측에 형성되어 있다. 가동 부재(6)를 밸브 시트(VS)에 대하여 전후로 이동시킴으로써 오리피스(3)의 갭(K)을 조정하는 방향 전환 통로(80)가 실린더 케이스(11)의 내측에 형성되어 있다. 복수의 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 연결 부재(82)를 매개로 하여 축방향(I)으로 일체로 연결될 수 있게 설치되어 있다.

또한, 실린더 케이스(11)는, 오리피스(3)가 형성되어 있는 내부 압력 조정 밸브 설정 영역(N1)을 갖는 실린더 케이스 블록(81B), 회전 전달 부재(14)를 매개로 모터(M)의 구동력을 도입하도록 동력 도입 영역(N2)을 갖는 실린더 케이스 블록(81C), 밸브 시트(VS)에 대하여 가동 부재(6)를 전방으로 이동시키는 전방향 압력 도입 통로(83a, 83b) 및/또는 밸브 시트(VS)에 대하여 가동 부재(6)를 후방으로 이동시키는 후방향 압력 도입 통로(83c)로 구성된 방향 전환 통로(80)가 있는 다른 실린더 케이스 블록(81D, 81E)을 축방향(I)으로 적어도 연결한다.

또한, 복수의 안내 로드(84; 도 11에는 2개의 안내 로드가 있음)가 실린더 케이스 블록 중 임의의 하나, 예컨대 실린더 케이스 블록(81E)의 일측 또는 양측으로부터 돌출하고, 축방향(I)으로 베어링(85)을 매개로 다른 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D)을 이동 가능하게 관통한다. 따라서 도 11에 있어서는, 연결 부재(82)로서의 볼트(90)로부터 해제됨으로써, 다른 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D)은 안내 로드(84)를 따라 이동 가능하게 서로 분리되어 있다.

또한, 제6 실시예에 따르면, 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)는 용이하게 분리되고, 가공되고, 이동되는 전방 절반부(12A)와 후방 절반부(12B)로 구성된 실질적으로 실린더 형상으로 형성된다. 또한, 샤프트 밸브(12)는 스러스트 베어링(13A)과 롤러 베어링(13B)을 매개로 실린더 케이스(11)의 내부에 회전 가능하게 지지되어 있다. 또한, 샤프트 밸브(12)는 모터(M)의 구동력에 의하여 샤프트 밸브(12)의 실질적으로 중심에 장착된 회전 전달 부재(14)를 매개로 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 설치되어 있다.

또한, 가동 부재(6)의 팁 부재(12c)는 소경의 팁 부분(51A)과, 그 후측에서 소경의 팁 부분(51A)의 외주에 형성된 대경의 링형 쇼울더부(51B)로 구성되어 있다. 소경의 팁 부분(51A)은, 고정 부재(5)의 내주에 형성된 경사진 내벽(52)을 갖는 원추 형상의 소경의 수용 구멍(11a') 내로 전후로 이동 가능하게 느슨하게 삽입된다.

실린더 케이스(11)에 형성된 전방향 압력 도입 통로(83b)로부터 공급되는 압력을 수용하도록 가동 부재(6)의 실질적으로 중심에서 내주에 제1 스필부(86; spill part)가 형성되어 있다. 전방향 압력 도입 통로(83a) 및 후방향 압력 도입 통로(83c) 양자로부터 공급되는 압력을 수용하도록 가동 부재(6)의 후측에서 외주에 제2 스필부(87)가 형성되어 있다.

소경의 팁 부분(51A)은, 장착 볼트(53)의 팁(53a)을 가동 부재(6)에 축방향(X)으로 나사 결합함으로써 가동 부재(6)의 팁에 분리 가능하게 부착된다. 또한, 소경의 팁 부분(51A)은 초경합금으로 제조된 팁 부재(12c)로 구성된다.

또한, 제6 실시예에 따르면, 회전 전달 부재(14)는 모터 샤프트(17)에 장착된 구동 기어(89A)를 포함한 기어로 구성된다. 즉, 도 8 및 도 10에 도시된 바와 같이, 제6 실시예의 회전 전달 부재(14)는 모터 샤프트(17)에 장착된 구동 기어(89A)와, 구동 기어(89A)와 맞물리는 중간 기어(89B)와, 중간 기어(89B)와 맞물리는 대경의 수용 기어(89C)로 구성된다.

또한, 연결 부재(82)는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E) 내로 나사 결합되어 이들과 분리 가능하게 일체화되는 복수의 볼트(90)이다.

제6 실시예에 따르면, 가동 부재(6)의 후방측에서 외주에 형성된 스토퍼(91) 는 실린더 케이스 블록(81D)의 전방측에 형성된 수용 리세스(92)에 수용된다. 실린더 케이스 블록(81C)의 후방벽과 만나는 스토퍼(91)에 의해 가동 부재(6)의 전방 이동이 정지된다. 또한, 로킹 스텝(93; locking step)에 의해 스토퍼(91)의 대경의 로킹부(91a)를 로킹함으로써 가동 부재(6)의 후방 이동이 정지된다.

또한, 제6 실시예에 따르면, 흡수 공정의 각 사이클에서 재료 도입 포트(9)를 매개로 하여 재료(G)를 포함한 소정량의 현탁액(2)이 흡수된다. 그 후, 재료(G)는 부스터 기계 섹션(도시 생략)에 의해 고압으로 압축된다. 그 후, 재료(G)는 고압하에서 고속으로 고압 균질화용 기계 섹션(1)에 장착된 오리피스(3)를 통과하여, 균질화되거나 또는 분열되어 분산되거나, 유화되거나, 무화되고, 또는 재료(G)의 셀이 분열된다.

부수적으로, 제6 실시예에 따르면, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 소경의 팁 부분(51A)이 가동 부재(6) 상에 형성되고, 원추 형상의 소경의 수용 구멍(11a')에 대하여 전후로 이동할 수 있다. 따라서 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)는, 제1 스필부(86)와 제2 스필부(87)의 후방벽이 전방향 압력 도입 통로(83a, 83b)를 매개로 공급되는 오일 압력과 같은 압력을 수용할 때에 고정 부재(5)로서의 밸브 시트(VS)에 대하여 전방으로 이동한다. 또한, 제2 스필부(87)의 전방벽이 실린더 케이스 블록(81D)에 형성된 후방향 압력 도입 통로(83c)를 매개로 공급된 압력을 수용할 때에, 샤프트 밸브(12)는 밸브 시트(VS)에 대하여 후방으로 이동한다. 이에 따라, 미세한 오리피스(3)의 갭(K)의 폭이 조정된다.

따라서 실린더 케이스(11)는 내부에 재료 도입 통로(4)를 갖는 고정 부재(5) 와, 고정 부재(5)의 축방향으로 그 고정 부재(5)에 대향하게 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치된 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)를 포함한다. 또한, 예컨대 0.01 mm 미만의 미세 갭(K)을 갖는 오리피스(3)는 재료 도입 통로(4)의 단부를 향하는 고정 부재(5)의 단부면(5a)과 고정 부재(5)에 대향하는 가동 부재(6)의 단부에 배치된 가동 부재(6)의 단부면(6a) 사이에 형성되어 있다. 따라서 재료(G)를 포함한 현탁액(2)은 재료 도입 포트(9)를 매개로 고압 균질화용 기계 섹션(1)으로 안내되고, 부스터 기계 섹션(도시 생략)에 의해 고압으로 압축되고, 오리피스(3)를 통하여 빠르게 배출된다. 이에 따라, 재료(G)는 큰 압력 차이에 기인하여 분산되고, 초경합금으로 제조된 팁 부재(12c)와 충돌한 후에, 오리피스(3)의 외주와 원추형의 소경의 수용 구멍(11a')의 내주에 형성된 링형의 충돌 벽(7)과 다시 충돌한다. 이에 따라, 재료(G)가 효율적으로 분열되거나 균질화된다.

또한, 전술한 바와 같이, 전방향 압력 도입 통로(83a, 83b)가 실린더 케이스(11)의 실린더 케이스 블록(81E, 81C)의 내부에 형성되어 있고, 후방향 압력 도입 통로(83c)가 실린더 케이스 블록(81E)의 내부에 형성되어 있다. 따라서, 실린더 케이스(11)의 내부는 상당히 가스 기밀하게 된다. 따라서 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)를 전후로 이동시키거나 샤프트 밸브(12)를 정지시키는 반응이 신속하게 되고, 샤프트 밸브(12)가 고정밀도로 미세하게 제어된다.

이 때에, 가동 부재(6)는 오리피스(3)를 통한 재료(G)의 배출로 인하여 고압에 대항하여 전방 또는 후방으로 이동하므로, 오리피스(3)의 갭(K)이 정확하게 유 지된다. 따라서 오리피스(3)는 재료(G)로 막히지 않고, 고압 균질화기는 연속적으로 동작할 수 있다. 또한, 오리피스(3)의 갭(K)은 재료(G)의 사이즈 또는 경도에 대응하여 미세하게 조정될 수 있다. 따라서 재료(G)가 오리피스(3)를 통하여 원치 않게 누설되는 것이 방지되고, 재료(G)는 고정밀도로 고압으로 효율적으로 균질화되거나 분열된다.

또한, 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)가 롤러 베어링 부재(13)를 매개로 실린더 케이스(11) 내에서 정방향으로 또는 역방향으로 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 지지되어 있다. 따라서 센서(도시 생략)에 의하여 부스터 기계 섹션(도시 생략)에서의 재료(G)의 압축 압력이 소정의 값이라는 것을 검출한 때에, 구동원으로서의 모터(M)는 압력 센서의 검출 신호에 따라 구동 및 회전한다. 따라서 샤프트 밸브(12)는 반경 방향(R)과 축방향(I) 중 어느 방향으로의 이탈도 없이 그 타단에 배치된 회전 전달 부재(14)로서의 구동 기어(89A), 중간 기어(89B) 및 수용 기어(89C)를 매개로 10 내지 100 회전/분의 범위로 회전한다. 이에 따라, 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)가 모터(M)의 구동력에 기인하여 회전하여, 현탁액(2)이 점성이 있는 경우라도, 현탁액(2)을 교반 및 유동화시키기 때문에, 오리피스(3)는 재료(G)로 막히지 않고, 배출 압력이 높게 유지되며, 재료(G)는 고정밀도로 효율적으로 균질화되거나 분열된다.

부수적으로, 팁 부재(12c)가 오리피스(3)를 통하여 배출된 현탁액(2)에 포함된 경질 재료(G)와의 충돌에 의해 마모될 때에, 마모된 팁 부재(12c)는 장착 볼트(53)로부터 분리되어, 장착 볼트(53)를 나사 해제함으로써 새로운 팁 부재(12c) 로 교체된다.

또한, 제6 실시예에 따르면, 실린더 케이스(11)는 실린더 케이스 블록(81A), 오리피스(3)가 형성되어 있는 내부 압력 조정 밸브 설정 영역(N1)을 갖는 실린더 케이스 블록(81B), 모터(M)의 구동력이 회전 전달 부재(14)를 매개로 도입되는 동력 도입 영역(N2)을 갖는 실린더 케이스 블록(81C), 고정 부재(5)로서의 밸브 시트(VS)에 대하여 가동 부재(6)를 전방으로 이동시키도록 전방향 압력 도입 통로(83a, 83b)가 형성되어 있는 실린더 케이스 블록(81D), 밸브 시트(VS)에 대하여 가동 부재(6)를 후방으로 이동시키도록 후방향 압력 도입 통로(83c)가 형성되어 있는 실린더 케이스 블록(81E)으로 구성된다. 이들 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 축방향(I)으로 연결 부재(82)로서의 볼트(90)에 의해 연결되어 있다. 따라서 현탁액(2)이 점성이 있고 오리피스(3)가 재료(G)로 막힌 경우에는, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)의 연결이 해제되고, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 축방향으로 평형 안내 로드(84; balanced guiding rods)를 따라 이동하여, 서로 분리된다(도 9 참조).

이 때에, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 베어링(85)을 매개로 축방향(I)으로 평형 안내 로드(84)를 따라 이동하기 때문에, 심지어 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 무거운 경우라도, 단지 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)을 약간 가압하는 것만으로, 이들 실린더 케이스 블록은 용이하고 원활하게 이동한다. 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 서로 분리된 후에는, 마모된 샤프트 밸브(12), 마모된 구동 기어(89A), 마모된 중 간 기어(89B) 또는 마모된 수용 기어(89C)를 새것으로 용이하게 교체하기 위한 공간이 생성된다. 또한, 오리피스(3)가 재료(G)로 막힌 때에, 오리피스(3)를 청소하기가 용이하다.

부품을 교체한 후에 또는 오리피스(3)를 청소한 후에, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 평형 안내 로드(84)를 따라 축방향(I)으로 뒤로 이동하여 볼트(90)에 의해 서로 연결된다. 이에 따라, 고압 균질화기의 부품이 용이하게 교체되며, 고압 균질화기의 메인터넌스가 용이하다.

제7 실시예

도 12 내지 도 17은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제7 실시예를 도시한다. 제7 실시예에 따르면, 재료 도입 통로(4)와 연통하는 재료 도입 포트(9)가 실린더 케이스(11)의 일측에 배치되어 있고, 재료 배출 포트(10)가 오리피스(3)의 후방에 배치되어 있으며, 가동 부재(6)를 밸브 시트(VS)에 대하여 전방 또는 후방으로 이동시킴으로써 오리피스(3)의 갭(K)을 조정하는 방향 전환 통로(80)가 실린더 케이스(11)의 내부에 형성되어 있고, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 연결 부재(82)를 통하여 축방향(I)으로 서로 연결된다.

또한, 실린더 케이스(11)는, 오리피스(3)가 형성되어 있는 내부 압력 조정 밸브 설정 영역(N1)을 갖는 실린더 케이스 블록(81B), 회전 전달 부재(14)를 매개로 모터(M)의 구동력이 도입되는 동력 도입 영역(N2)을 갖는 실린더 케이스 블록(81C), 가동 부재(6)를 고정 부재(5)로서의 밸브 시트(VS)에 대하여 전방으로 이동시키도록 전방향 압력 도입 통로(83a, 83b)와 가동 부재(6)를 밸브 시트(VS)에 대하여 후방으로 이동시키도록 후방향 압력 도입 통로(83c)로 구성된 방향 전환 통로(80)를 갖는 실린더 케이스 블록(81C, 81D, 81E)을 축방향(I)으로 적어도 연결한다.

또한, 복수의 안내 로드(84; 도 14에는 2개의 안내 로드가 도시)가 실린더 케이스 블록 중 임의의 하나, 예컨대 실린더 케이스 블록(81E)의 일측 또는 양측으로부터 돌출하고, 축방향(I)으로 베어링(85)을 매개로 다른 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D)을 이동 가능하게 관통한다. 따라서 예컨대 도 12, 도 13 및 도 17에 있어서는, 연결 부재(82)로부터 해제됨으로써, 다른 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D)은 안내 로드(84)를 따라 이동 가능하게 서로 분리된다.

그러나 제7 실시예에 따르면, 여러 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 안내 로드(84)에 의해 이동 가능하게 지지되는 중에, 재료(G)가 분열되고, 분산되고, 유화되고, 분무화되거나, 또는 재료의 셀이 분열되는 통상의 시간에, 여러 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 부착 베이스(100)의 좌우에 배치된 지지 로드(101)의 폭방향(W)으로 실질적으로 중심에서 설정 위치(S)에 연결 부재(82)에 의해 이동할 수 없게 연결되어 있다. 또한, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)과 연결 부재(82) 중 어느 하나, 제7 실시예에 있어서는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 승강 실린더(102)에 의하여 연결 부재(82)에 대하여 승강 가능하게 지지되어 있다. 부품을 교체하거나 분사 밸브의 내부를 청소하는 메인터넌스 기간에, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)과 연결 부재(82) 중 어느 하나, 제7 실시예에 있어서는 실린더 케이스 블 록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은, 안내 로드(84)가 측방향(H, L)으로 이동할 수 있게 하는 이동 허용 높이(h)로, 승강 실린더(102)에 의하여 연결 부재(82)에 대하여 상향 이동한다.

또한, 제7 실시예에 따르면, 연결 부재(82)는 부착 베이스(100) 상의 설정 위치(S; 도 12 참조)로 하향 이동한 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)을 결합하는 클리핑 실린더(103)이다. 클리핑 실린더(103)의 실린더 로드(103a)의 외주에는 제1 스필부(103b)와 제2 스필부(103c)가 형성되어 있다. 클리핑 실린더(103)에 대향하는 지지 로드(101)의 일단에 스토퍼(103d)가 형성되어 있다. 스토퍼(103d)와 클리핑 실린더(103)는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)을 설정 위치(S)에 클립 고정하여 연결하도록 함께 작용한다. 부수적으로, 제7 실시예에 따르면, 단지 우측의 클리핑 실린더(103)만이 도 12, 도 13, 도 15, 도 16 및 도 17에 도시되어 있다. 그러나 클리핑 실린더(103)는 서로 대향하게 우측 및 좌측에 배치되어 있다. 실린더 로드(103a)는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)을 가압하여 이들을 클립 고정한다. 두 클리핑 실린더로 인하여, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)을 가압하는 실린더 로드(103a)를 신속하고 확실하게 클립 고정하고 해제할 수 있다.

또한, 제7 실시예에 따르면, 재료 도입 포트(9)를 개폐하는 실린더(104)가 재료(G)의 공급 속도를 제어하는 데 사용된다. 실질적으로 말발굽 형상을 갖는 스페이서(105A, 105B)가 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)의 양단에 형성된 불필요한 갭 내로 분리 가능하게 삽입되어 고압 균질화용 기계 섹션(1)을 클 리핑 실린더(103)의 클립 고정력에 의하여 위치 결정할 수 있다.

또한 제7 실시예에 따르면, 도 12에 도시된 바와 같이, 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)는, 제1 스필부(86)와 제2 스필부(87)의 후방벽이 전방향 압력 도입 통로(83a, 83b)를 통하여 공급되는 오일 압력과 같은 오일을 수용할 때에 고정 부재(5)로서의 밸브 시트(VS)에 대하여 전방으로 이동한다. 또한, 제2 스필부(87)의 전방벽이 실린더 케이스 블록(81D)에 형성된 후방향 압력 도입 통로(83c)를 통하여 공급된 압력을 수용할 때에, 샤프트 밸브(12)는 밸브 시트(VS)에 대하여 후방으로 이동한다. 이에 따라, 미세한 오리피스(3)의 갭(K)의 폭이 조정된다.

따라서 실린더 케이스(11)는 내부에 재료 도입 통로(4)를 갖는 고정 부재(5)와, 고정 부재(5)의 축방향으로 고정 부재(5)에 대향하게 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치된 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)를 구비한다. 또한, 예컨대 0.01 mm 미만의 미세 갭(K)을 갖는 오리피스(3)가 재료 도입 통로(4)의 단부를 향하는 고정 부재(5)의 단부면(5a)과 고정 부재(5)에 대향하는 가동 부재(6)의 단부면에 배치된 가동 부재(6)의 단부면(6a) 사이에 형성되어 있다. 따라서 재료(G)를 포함한 현탁액(2)은 재료 도입 포트(9)를 통하여 고압 균질화용 기계 섹션(1) 내로 안내되고, 부스터 기계 섹션(도시 생략)에 의해 고압으로 압축되며, 오리피스(3)를 통하여 빠르게 배출된다. 이에 따라, 재료(G)는 큰 압력차에 기인하여 분산되고, 초경합금으로 제조된 팁 부재(12c)와 충돌한 후에, 오리피스(3)의 외주 및 원추형의 소경의 수용 구멍(11a')의 내주에 형성된 링형의 충돌 벽(7)과 다시 충돌한다. 따라서 재료(G)는 효과적으로 분열되고 균질화된다.

또한, 전방향 압력 도입 통로(83a, 83b)는 실린더 케이스(11)의 실린더 케이스 블록(81E, 81C)의 내부에 형성되어 있고, 후방향 압력 도입 통로(83c)는 실린더 케이스 블록(81E)의 내부에 형성되어 있다. 이에 따라 실린더 케이스(11)의 내부는 상당히 기밀하게 된다. 따라서 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)를 전방 및 후방으로 이동시키거나 샤프트 밸브(12)를 정지시키는 반응이 신속하게 되며, 샤프트 밸브(12)는 고정밀도로 미세하게 제어된다.

이 때에, 가동 부재(6)는 오리피스(3)를 통한 재료(G)의 배출에 기인한 고압에 대항하여 전방 또는 후방으로 이동하여, 오리피스(3)의 갭(K)이 정확하게 유지된다. 따라서 오리피스(3)는 재료(G)로 막히지 않고, 고압 균질화기를 연속적으로 동작시킬 수 있다. 또한, 오리피스(3)의 갭(K)은 재료의 경도 또는 사이즈에 따라서 미세하게 조정될 수 있다. 따라서, 오리피스(3)를 통한 재료(G)의 원치 않는 누설이 방지되고, 재료(G)는 고정밀도로 고압으로 효과적으로 균질화되거나 분열된다.

또한, 도시 생략한 센서에 의해 부스터 기계 섹션(도시 생략)에서의 재료(G)의 압축 압력이 소정의 값이라는 것을 검출한 때에, 구동원으로서의 모터(M)가 구동되고 압력 센서의 검출 신호에 따라 회전한다. 따라서 샤프트 밸브(12)는 그 타단에 배치된 회전 전달 부재(14)로서의 구동 기어(89A), 중간 기어(89B) 및 수용 기어(89C)를 통하여 반경 방향(R) 및 축방향(I) 양쪽으로 이탈하지 않으면서 10 내지 100 회전/분의 범위로 회전한다. 이에 따라, 가동 부재(6)로서의 샤프트 밸브(12)가 모터(M)의 구동력에 기인하여 회전하고, 현탁액(2)이 점성이 있는 경우라 도, 현탁액(2)을 교반 및 유동화시키기 때문에, 오리피스(3)는 재료(G)로 막히지 않고, 배출 압력이 높게 유지되며, 재료(G)는 고정밀도로 효율적으로 균질화되거나 분열된다.

또한, 제7 실시예에 따르면, 실린더 케이스(11)는 실린더 케이스 블록(81A), 오리피스(3)가 형성된 내부 압력 조정 밸브 설정 영역(N1)을 갖는 실린더 케이스 블록(81B), 모터(M)의 구동력이 회전 전달 부재(14)를 통하여 도입되는 동력 도입 영역(N2)을 갖는 실린더 케이스 블록(81C), 가동 부재(6)를 고정 부재(5)로서의 밸브 시트(VS)에 대하여 전방으로 이동시키도록 전방향 압력 도입 통로(83a, 83b)가 형성되어 있는 실린더 케이스 블록(81E, 81C)과, 가동 부재(6)를 밸브 시트(VS)에 대하여 후방으로 이동시키도록 후방향 압력 도입 통로(83c)가 형성되어 있는 실린더 케이스 블록(81E)으로 구성된다. 이들 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 축방향(I)으로 클리핑 실린더(103)의 클리핑 힘에 의해 연결되어 있다. 따라서 현탁액(2)이 점성이 있고 오리피스(3)가 재료(G)로 막힌 경우에는, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)의 연결이 해제된다. 그 후, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 승강 실린더(102)를 구동함으로써 부착 베이스(100)의 정지 위치(S)에 대하여 높이 h로 상향 이동한다. 그 후, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 서로 분리되도록 측방향(H)으로 평형 안내 로드(84)를 따라 수동으로 이동한다(도 17 참조).

이 때에, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 베어링(85)을 매개로 축방향(I)으로 평형 안내 로드(84)를 따라 이동하기 때문에, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 무거운 경우라도, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)을 약하게 가압하는 것만으로, 이들 실린더 케이스 블록은 용이하고 원활하게 이동한다. 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 서로에 대해 분리된 후에, 마모된 샤프트 밸브(12), 마모된 구동 기어(89A), 마모된 중간 기어(89B) 또는 마모된 수용 기어(89C)를 새로운 것으로 용이하게 교체하기 위한 공간이 발생한다. 또한, 오리피스(3)가 재료(G)로 막힌 때에, 오리피스(3)를 청소하기가 용이하게 된다. 높이(h)와, 실린더 케이스 블록들(81A, 81B, 81C, 81D, 81E) 사이의 갭은 부품을 용이하게 교체하고 오리피스(3)를 청소할 수 있도록 결정된다.

부품을 교체하거나 오리피스(3)를 청소한 후에, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 평형 안내 로드(84)를 따라 측방향(H, L)으로 뒤로 이동한다. 그 후, 실린더 로드(102a)를 후퇴시키도록 승강 실린더(102)를 구동함으로써, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 부착 베이스(100)의 설정 위치(S)로 하향 이동한다. 그 후, 연결 부재(82)로서의 클리핑 실린더(103)와 스토퍼(103d)는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)을 측방향(H, L)으로 클립 고정한다(도 12 참조). 이에 따라, 고압 균질화기의 부품이 용이하게 교체되고, 고압 균질화기의 메인터넌스가 용이하게 된다.

제8 실시예

도 18은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제8 실시예를 도시한다. 이전의 제7 실시예에 따르면, 여러 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 안내 로드(84)에 의해 이동 가능하게 지지되는 중에, 재료(G)가 균질화되 고, 분산되고, 유화되고, 분무화되거나, 또는 재료의 셀이 분열되는 통상의 기간에, 여러 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 부착 베이스(100)의 좌우에 배치된 지지 로드(101)의 폭방향(W)으로 실질적으로 중심의 설정 위치(S)에서 연결 부재(82)에 의해 이동할 수 없게 연결된다. 또한, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)과 연결 부재(82) 중 어느 하나, 제7 실시예에서는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 승강 실린더(102)에 의하여 연결 부재(82)에 대하여 승강 가능하게 지지되어 있다. 부품을 교체하거나 분사 밸브의 내부를 청소하는 메인터넌스 중에, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)과 연결 부재(82) 중 어느 하나, 제7 실시예에서는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은, 안내 로드(84)가 측방향(H, L)으로 이동할 수 있게 하는 이동 허용 높이(h)로, 승강 실린더(102)에 의하여 연결 부재(82)에 대하여 상향 이동한다. 제8 실시예에 따르면, 제7 실시예와는 달리, 부품을 교체하거나 분사 밸브의 내부를 청소하는 메인터넌스 중에, 승강 실린더(102)는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 측방향(H, L)으로 이동할 수 있게 하는 이동 허용 높이(h)로 연결 부재(82)로서의 클리핑 실린더(103)와 스토퍼(103d)를 상향 또는 하향으로 이동시킨다. 또한, 제7 실시예에 따르면, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 무겁고 상향 또는 하향으로 이동시키기 곤란하다. 이와 달리, 제8 실시예에 따르면, 연결 부재(82)는 가볍고, 상향 또는 하향으로 이동시키기 용이하다. 따라서 제8 실시예에 있어서의 승강 실린더(102)의 출력은 제7 실시예의 경우보다 작을 수 있으며, 제8 실시예에 있어서의 승강 실린더(102)는 제7 실시예의 경우보 다 작을 수 있다.

제9 실시예

도 19 및 도 20은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제9 실시예를 도시한다. 제9 실시예에 따르면, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)으로부터 분리된 연결 부재(82)는 지지 로드(101)를 매개로 폭방향(W)으로 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E) 위에 장착된 크로스 링크(110; cross-link)에 부착되어 있다. 폭방향(W)으로 크로스 링크(110)의 일측은 회전 지지 샤프트(104)의 둘레에서 피벗 가능하게 아암(100A)을 매개로 부착 베이스(100) 상에 장착된다. 폭방향(W)으로 크로스 링크(110)의 타단은 승강 실린더(102)의 실린더 로드(102a)에 결합되어 있다. 부품을 교체하거나 실린더 케이스(11)의 내부를 청소하는 메인터넌스 중에는, 승강 실린더(102)를 구동함으로써, 연결 부재(82)는, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 설정 위치(S)로부터 측방향(H, L)으로 이동할 수 있게 하는 이동 허용 높이(h)로 회전 지지 샤프트(104)의 둘레에서 경사져 있다.

승강 실린더(102)가 구동되면, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E) 위의 크로스 링크(110)는 도 20에 도시된 시계 방향으로 승강 실린더(102)의 둘레에서 회전하여 상향으로 이동한다. 이에 따라, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 승강 실린더(102)를 중심으로 회전하여 상향 이동하기 때문에, 안내 로드(84)의 안내에 의해 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)을 측방향(H, L)으로 이동시킬 수 있도록 하는 이동 허용 높이(h)가 효과적으로 확보된 다. 따라서 안내 로드(84)의 안내에 따라 실린더 케이스(11)를 제거하거나 연결함으로써, 실린더 케이스(11)의 부품을 보다 작고 협소한 공간 내에서 확실하고 용이하게 교체할 수 있다. 또한, 고압 균질화기를 용이하게 분해하고, 조립하여, 적절한 갭(K)을 갖는 오리피스(3)를 형성하도록 청소할 수 있다.

또한, 제9 실시예에 따르면, 승강 실린더(102)를 구동함으로써, 승강 실린더(102)를 갖는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 승강 실린더(102)를 중심으로 시계 방향으로 회전하여, 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)이 측방향(H, L)으로 이동할 수 있게 하는 이동 허용 높이(h)로 상향 이동된다. 그러나 본 발명이 이로 한정되는 것은 아니다. 크로스 링크(110)를 갖는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)은 반시계 방향으로 회전하여, 이동 허용 높이(h)로 상향 이동할 수도 있다. 또한, 제9 실시예에 따르면, 크로스 링크(110)는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E) 위에 장착되어 있다. 그러나 크로스 링크(110)는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E) 아래에 장착될 수도 있다. 또한, 승강 실린더(102)는 실린더 케이스 블록(81A, 81B, 81C, 81D, 81E)의 상측에 장착될 수도 있다.

또한, 제1, 제2, 제3, 제4, 제5, 제6, 제7, 제8 및 제9 실시예에 따르면, 모터(M)는 오리피스(3)가 재료(G)로 막히는 것을 방지하도록 회전 전달 부재(14)를 통하여 샤프트 밸브(12)를 정방향으로 또는 역방향으로 회전시킨다. 그러나 이는 단지 하나의 예시적인 경우이다. 본 발명에 따르면, 모터는, 샤프트 밸브(12)가 재료(G)로 막히는 것을 방지하기 위하여 샤프트 밸브(12)를 스윙시키거나 요동시킬 수도 있다.

첨부 도면을 참고로 하여, 본 발명을 전적으로 예시적으로 설명하였지만, 다양한 변경 및 수정이 당업자에게 명백하다는 것을 이해해야 한다. 따라서 그러한 변경 및 수정이 이하에서 한정하는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않는 한은 이들은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제1 실시예를 도시하는 단면도이다.

도 2는 제1 실시예의 부분 확대 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제2 실시예를 도시하는 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제3 실시예를 도시하는 단면도이다.

도 5는 제3 실시예의 확대 단면도이다.

도 6은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제4 실시예를 도시하는 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제5 실시예를 도시하는 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제6 실시예를 도시하는 단면도이다.

도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브에 있어서의 실린더 케이스의 분리된 실린더 케이스 블록을 도시하는 단면도이다.

도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브에 있어서의 오리피스를 도시하는 확대 단면도이다.

도 11은 본 발명의 제6 실시예에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브를 도시하 는 측면도이다.

도 12는 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제7 실시예를 도시하는 정면도이다.

도 13은 제7 실시예의 평면도이다.

도 14는 제7 실시예의 확대 측면도이다.

도 15는 제7 실시예의 단면도이다.

도 16은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 상승한 분사 밸브를 도시하는 평면도이다.

도 17은 측방향으로 분리된 고압 균질화기의 분사 밸브를 도시하는 평면도이다.

도 18은 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제8 실시예를 도시하는 정면도이다.

도 19는 본 발명에 따른 고압 균질화기의 분사 밸브의 제9 실시예를 도시하는 정면도이다.

도 20은 제9 실시예의 측면도이다.

Claims (31)

1. 고압 균질화기의 분사 밸브로서,

   재료 도입 통로가 형성되어 있는 고정 부재와,

   상기 고정 부재의 축방향으로 그 고정 부재에 대향하여 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치된 가동 부재를 포함하며,

   상기 재료 도입 통로의 단부를 향하는 고정 부재의 단부면과, 상기 고정 부재에 대향하는 가동 부재의 단부에 배치된 가동 부재의 단부면의 사이에 미세 갭으로 이루어진 분사 밸브의 오리피스가 형성되어 있고,

   상기 오리피스는, 오리피스의 외주에 형성된 충돌 벽을 통하여 2차측에 배치된 재료 처리 통로와 연통하는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
2. 제1항에 있어서,

   부스터 기계 섹션의 압축 압력이 미리 결정한 압력으로 있는가를 검출하는 압력 센서와,

   상기 압력 센서에 의해 검출된 검출 신호에 따라 가동 부재를 정방향 또는 역방향으로 회전시키거나, 가동 부재를 스윙시키거나, 요동시키는 구동원으로서의 모터를 더 포함하는 고압 균질화기의 분사 밸브.
3. 제1항에 있어서, 상기 고정 부재와 가동 부재는 실린더 케이스 내에 수용되 어 있고, 이 실린더 케이스의 일측에는 재료 도입 통로와 연통하는 재료 도입 포트가 배치되어 있으며, 타측에는 오리피스와 연통하는 재료 배출 포트가 배치되어 있는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
4. 제3항에 있어서, 상기 고정 부재는 실린더 케이스 내에 수용된 밸브 시트인 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
5. 제3항에 있어서, 상기 가동 부재는 롤러 베어링 부재를 매개로 실린더 케이스 내에 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 지지된 샤프트 밸브이며, 모터의 구동력에 의하여 그 타단에 배치된 회전 전달 부재를 매개로 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치되어 있는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
6. 제1항에 있어서, 상기 가동 부재의 팁(tip)은 상기 고정 부재의 소경의 수용 구멍 내로 느슨하게 삽입되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
7. 제6항에 있어서, 축선에 대하여 작은 경사각을 갖는 외주벽이 가동 부재의 팁 부분에 형성되어 있고, 그 팁 부분은 내주벽이 경사져 있는 소경의 수용 구멍 내로 느슨하게 삽입되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
8. 제7항에 있어서, 상기 외주벽의 경사각은 축선에 대하여 1도 내지 20도인 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
9. 제5항에 있어서, 상기 오리피스의 갭의 폭은, 샤프트 밸브의 축방향으로 샤프트 밸브의 타단으로부터의 연장부에 배치된 실린더의 가압력에 의해 가동 부재를 고정 부재에 대하여 전방 또는 후방으로 약간 이동시킴으로써 조정되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
10. 제6항에 있어서, 상기 팁은 초경합금으로 제조된 팁 부재이고, 장착 볼트의 팁을 가동 부재의 내부 축의 방향으로 가동 부재 내로 나사 결합함으로써 가동 부재에 탈착 가능하게 부착되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
11. 제4항에 있어서, 상기 재료 도입 통로와 연통하는 상기 재료 도입 포트는 실린더 케이스의 일측에 배치되어 있고, 상기 재료 배출 포트는 오리피스의 후방에 배치되어 있으며, 가동 부재를 밸브 시트에 대하여 전방 또는 후방으로 이동시킴으로써 오리피스의 갭을 조정하는 방향 전환 통로가 실린더 케이스의 내부에 형성되어 있고, 실린더 케이스는 축방향으로 여러 개의 실린더 케이스 블록으로 분리되어 있으며, 실린더 케이스 블록들은 연결 부재를 통하여 축방향으로 서로 연결되어 있는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
12. 제11항에 있어서, 상기 실린더 케이스는,

    오리피스가 형성되어 있는 내부 압력 조정 밸브를 설정하는 영역을 갖는 실린더 케이스 블록과,

    동력(motivity)을 도입하기 위하여 모터의 구동력이 회전 전달 부품을 매개로 전달되는 영역을 갖는 다른 실린더 케이스 블록과,

    압력을 가함으로써 가동 부재를 고정 부재로서의 밸브 시트를 향하여 이동시키는 전방향 압력 도입 통로와 압력을 가함으로써 가동 부재를 밸브 시트로부터 멀어지게 이동시키는 후방향 압력 도입 통로 중 어느 하나 또는 양자가 형성되어 있는 방향 전환 통로를 갖는 다른 실린더 케이스 블록

    을 축방향으로 적어도 연결함으로써 구성되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
13. 제11항에 있어서, 실린더 케이스 블록 중 하나의 일측 또는 양측으로부터 돌출하는 복수의 안내 로드가 베어링을 매개로 축방향으로 다른 실린더 케이스 블록들을 이동 가능하게 관통하며, 연결 부재에 의한 연결이 해제된 후에, 다른 실린더 케이스 블록들은 안내 로드에 의해 안내되어 서로 분리되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
14. 제13항에 있어서, 재료를 분산하거나, 유화시키거나, 무화시키는 통상의 시간에, 또는 재료의 셀을 파열시키는 통상의 시간에, 여러 개의 실린더 케이스 블록 들은 연결 부재에 의해 연결되어 있고, 실린더 케이스 블록들이 상기 안내 로드에 의해 이동 가능하게 지지되어 있는 상태에서 그 폭방향으로 지지 로드의 실질적으로 중심의 설정 위치에 이동할 수 없게 배치되며, 상기 지지 로드는 부착 베이스의 좌우에 배치되어 있으며,

    실린더 케이스 블록과 연결 부재 중 어느 하나는 승강 실린더에 의해 다른 하나에 대하여 상승할 수 있게 지지되고,

    부품을 교환하거나 분사 밸브의 내부를 청소할 때에, 실린더 케이스 블록과 연결 부재 중 어느 하나는, 다른 실린더 케이스 블록에 대한 실린더 케이스 블록의 이동을 허용하는 높이로 승강 가능하게 상승하는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
15. 제14항에 있어서, 상기 연결 부재는, 실린더 케이스 블록으로부터 분리된 지지 로드를 매개로 그 폭방향으로 실린더 케이스 블록의 상부 또는 하부에 링크된 브릿지 링크에 부착되어 있고,

    상기 브릿지 링크의 폭방향의 일측은 스핀들을 매개로 부착 베이스에 피벗 가능하게 장착되고, 브릿지 링크의 폭방향의 타측은 승강 실린더의 실린더 로드에 결합되어 있으며,

    부품을 교환하거나 분사 밸브의 내부를 청소할 때에, 연결 부재는, 설정 위치에 위치한 실린더 케이스 블록이 승강 실린더의 구동으로 인하여 설정 위치로부터 수평으로 이동할 수 있도록 하는 이동 허용 높이에서 스핀들의 주위에 경사지게 장착되어 있는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
16. 제11항에 있어서, 상기 연결 부재는 실린더 케이스 블록에 나사 결합되어 분리 가능하게 일체화되는 복수의 볼트인 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
17. 제11항에 있어서, 상기 연결 부재는, 이동 허용 위치로부터 설정 위치로 부착 베이스 상으로 하향 이동한 실린더 케이스 블록들을 결합하거나, 또는 연결 부재가 고정된 실린더 케이스 블록에 대하여 이동 허용 위치로부터 설정 위치로 낙하하는 낙하 위치에 실린더 케이싱 블록을 클립 고정하는 클리핑 실린더(clipping cylinder)인 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
18. 제12항에 있어서, 상기 가동 부재는, 실린더 케이스에 형성된 전방향 압력 도입 통로로부터 압력을 수용하도록 가동 부재의 실질적으로 중앙에서 외주 상에 형성된 제1 스필부(spill part)와, 전방향 압력 도입 통로로부터의 압력과 후방향 압력 도입 통로로부터의 압력 모두를 수용하도록 가동 부재의 이면측에서 외주에 형성된 제2 스필부를 구비하는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
19. 제12항에 있어서, 상기 회전 전달 부품은, 모터 샤프트에 장착된 구동 기어를 포함하는 기어이거나, 가동 샤프트 상에 장착된 구동 풀리와, 가동 부재의 외주에 형성된 수동 풀리(passive pulley)와, 구동 풀리 및 수동 풀리의 둘레에 감겨 있는 동력 전달 벨트로 구성되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
20. 제1항에 있어서, 상기 오리피스는 0.01 mm 미만의 갭을 갖는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
21. 제1항에 있어서, 상기 오리피스의 내부 압력이 고압으로 조정되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
22. 제2항에 있어서, 상기 모터는 가동 부재로서의 샤프트 밸브에 토크를 가하기 위하여 10회전/분 내지 100회전/분의 범위로 회전하는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
23. 제5항에 있어서, 상기 롤러 베어링 부재는 볼 베어링, 스러스트 베어링, 롤러 베어링, 표면에 오일이 있는 다공질 부분을 갖는 포금 베어링(gunmetal bearing) 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브.
24. 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛으로서,

    실린더 케이스에 재료 도입 통로를 갖는 고정 부재와,

    상기 고정 부재의 축방향으로 그 고정 부재에 대향하여 정방향 및 역방향으로 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치된 가동 부재를 포함하 며,

    상기 재료 도입 통로의 단부를 향하는 고정 부재의 단부면과, 상기 고정 부재에 대향하는 가동 부재의 단부에 배치된 가동 부재의 단부면의 사이에 미세 갭으로 이루어진 분사 밸브의 오리피스가 형성되어 있고,

    상기 오리피스는, 외주에 형성된 충돌 벽을 통하여 2차측에 배치된 재료 처리 통로와 연통하는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛.
25. 제24항에 있어서,

    초경합금으로 제조되고, 장착 볼트의 팁을 팁 부재의 내부로 나사 결합함으로써 가동 부재에 탈착 가능하게 부착되는 팁 부재를 더 포함하며,

    상기 장착 볼트는 가동 부재의 내부 축의 방향으로 가동 부재 내로 삽입되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛.
26. 제24항에 있어서, 상기 가동 부재는 롤러 베어링 부재를 매개로 실린더 케이스 내에 지지된 샤프트 밸브이며, 모터의 구동력에 의하여 그 타단에 배치된 회전 전달 부재를 매개로 정방향 및 역방향으로 회전 가능하게, 스윙 가능하게 또는 요동 가능하게 배치되어 있는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛.
27. 제25항에 있어서, 축선에 대하여 작은 경사각을 갖는 외주벽이 가동 부재의 팁 부분 또는 팁 부재에 형성되어 있고, 그 팁 부분 또는 팁 부재는 내주벽이 경사 져 있는, 고정 부재의 소경의 수용 구멍 내로 느슨하게 삽입되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛.
28. 제27항에 있어서, 상기 외주벽의 경사각은 축선에 대하여 1도 내지 20도인 것인 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛.
29. 제24항에 있어서, 상기 실린더 케이스는 축방향으로 여러 개의 실린더 케이스 블록으로 분리되어 있고, 실린더 케이스 블록들은 연결 부재를 통하여 축방향으로 서로 연결되어 있으며,

    상기 실린더 케이스 블록 중 하나의 일측 또는 양측으로부터 돌출하는 복수의 안내 로드가 베어링을 매개로 축방향으로 다른 실린더 케이스 블록들을 이동 가능하게 관통하며, 연결 부재에 의한 연결이 해제된 후에, 다른 실린더 케이스 블록들은 안내 로드에 의해 안내되어 서로 분리되는 것인 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛.
30. 제29항에 있어서, 상기 연결 부재는 실린더 케이스 블록에 나사 결합되어 분리 가능하게 일체화되는 복수의 볼트인 것인 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛.
31. 제29항에 있어서, 상기 연결 부재는, 여러 개의 실린더 케이스 블록이 베이스까지 하향 이동한 낙하 위치에서 실린더 케이스 블록들을 결합하는 클리핑 실린 더인 것인 고압 균질화기의 분사 밸브 유닛.

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