KR101073380B1 - 플런져와 가압동력발생수단의 분리, 결합이 용이한 고압 균질화장치 - Google Patents

플런져와 가압동력발생수단의 분리, 결합이 용이한 고압 균질화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 플런져와 가압동력발생수단의 분리, 결합이 용이한 고압 균질화장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 고압 균질화장치는, 가압동력발생수단과 플런져를 일체화되게 연결하거나 연결이 해제되도록 할 수 있는 동력전달연결구를 갖되 상기 동력전달연결구는, 전, 후진되는 피스톤에 어느 한쪽이 연결되어 고정되고 다른 한쪽은 플런져를 향해 연장되어 있으며, 측면에는 제1걸림홈이 형성되어 있는 피스톤연결체; 어느 한쪽은 상기 플런져에 연결되어 고정되고 다른 한쪽은 상기 피스톤을 향해 연장되어 있으며, 상기 피스톤연결체가 삽입되는 연결체삽입홀이 중앙부에 형성되어 있고, 측면 상부에서 하부로 연장 형성되어 있되 연결체삽입홀의 측면이 외부에 노출되는 깊이로 형성되어 있어 연결체삽입홀에 삽입된 피스톤연결체의 제1걸림홈과 일치되어 소통될 수 있는 제2걸림홈을 갖는 플런져연결체; 피스톤연결체의 제1걸림홈과 플런져연결체의 제2걸림홈이 일치된 상태에서 제2걸림홈에 삽입되어 제2걸림홈과 제1걸림홈에 걸리는 부분을 갖는 상태로 플런져연결체에 안치되거나 고정됨으로써 피스톤연결체와 플런져연결체가 일체화되도록 하는 고정쇠를 갖는다.
본 발명의 고압 균질화장치는, 가압동력발생수단과 플런져의 분리, 결합이 용이하고, 견고한 결합상태를 오랫동안 유지할 수 있는 특징이 있다.

Description

플런져와 가압동력발생수단의 분리, 결합이 용이한 고압 균질화장치{HIGH PRESSURE HOMOGENIZING APPARATUS}
본 발명은 생명공학, 제약, 식품, 섬유, 도료, 화장품 등의 생산분야에서 원료에 압력을 가해 원료가 균질화되도록 하는 고압 균질화장치에 관한 것이다.
각종 산업분야에서 원료의 입자 크기가 동일한 수준이 되도록 하거나 2종류 이상의 물질을 고르게 혼합하기 위한 목적 등으로 균질화장치를 사용하고 있다.
구체적인 예로 설명하면, 특정 수용액에 특정 성분이 콜로이드 상태로 고르게 분포되어 있도록 하기 위해 균질화장치를 사용한다.
상기와 같은 균질화장치는 다양한 방식으로 구현되는데 그 중 압력을 가해 균질화를 유도하는 고압 균질화장치가 있다.
고압 균질화장치의 선행기술로는 한국 특허등록 제10-0920786호(2009. 10. 08. 공고)가 있다.
일반적으로 고압 균질화장치는, 균질화 대상물(통상 '유체'임)을 초고압으로 가압한 상태에서 미세 오리피스 모듈을 통과시켜 압력의 급격한 저하에 따른 초음파 유속을 이용한다.
즉, 오리피스를 통과하면서 유체 내의 입자에 충격, 캐비테이션(Cavitation), 난류 및 전단력이 작용하여 유체 등의 원료가 미립화, 유화, 분산, 리포좀 등의 과정이 이루어지도록 하는 것이다.
상기와 같은 원리를 이용하는 고압 균질화장치는, 기존의 호모믹서, 초음파, 볼밀 등을 이용하는 타 기술에 비해 효율이 우수한 특징이 있다.
특히, 균질화가 제품의 품질 및 불량에 미치는 영향이 커지면서 고압 균질화 공정은 전기/전자 재료, 생명공학, 제약, 식품, 섬유, 도료, 화장품 산업 등에 이르기 까지 광범위한 분야에서 요구되고 있다.
일반적으로 고압 균질화 공정은, 플런져 작동으로 발생한 고압의 유체가 챔버에 있는 작은 틈새 또는 노즐을 고속으로 통과하면서 압력의 급격한 저하에 따른 고속의 유속을 이용한다.
고압펌프를 통해 원료가 고압으로 가압되고, 가압된 원료는 고압 원료라인을 통해 인터액션 챔버에 공급되고, 인터액션 챔버의 내부를 통과하면서 입자가 작아지는 균질화 및 고른 혼합이 이루어지는 균질화 등이 이루어지는 것이다.
일반적으로 균질화된 원료는 균질화 과정에서 열을 받기 때문에 열교환기를 경유하면서 냉각된다.
고압 균질화장치는 균질화하려는 대상을 가압하기 위한 동력을 발생시키는 가압동력발생수단(1) 및 가압동력발생수단(1)에 의한 동력을 전달받아 인터액션 챔버 방향으로 전, 후진되면서 압력을 발생시키는 플런져(2, Plunger)를 가지고 있다.
상기와 같은 가압동력발생수단과 플런져가 연결된 상태로 구동이 이루어지지만 고압 균질화장치의 수리 및 세척 등을 위해서는 가압동력발생수단과 플런져가 분리될 필요성이 있다.
즉, 분리, 결합이 가능해야 하는 것이다.
그런데 종래에는 도 1과 같이 가압동력발생수단 및 플런져에 나선결합이 이루어지는 별도의 동력전달연결구(3)를 사용해서 가압동력발생수단과 플런져를 연결하고 있었다.
이로 인하여 풀림현상의 발생에 의한 유격 발생으로 균질화를 위한 압력이 균일하지 못한 현상이 발생되고, 경우에 따라서는 연결상태가 분리되는 문제점이 있었다.
또, 주변의 구조물로 인해 가압동력발생수단과 플런져의 연결을 위한 작업이 불편하고, 분리나 결합(연결)을 위한 작업이 신속하게 이루어지지 못하는 문제점도 있었다.
한국 특허등록 제10-0920786호(2009. 10. 08. 공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하려는 것으로서, 더욱 상세하게는 가압동력발생수단과 플런져의 분리, 결합이 용이하고, 견고한 결합상태를 오랫동안 유지할 수 있는 구조의 고압 균질화장치를 제공하려는데 목적이 있다.
본 발명에서는 가압동력발생수단에 고정된 피스톤연결체가 플런져에 고정된 프런져연결체의 내측 공간인 연결체삽입홀에 삽입되도록 하고, 이와 같은 삽입상태일 때 피스톤연결체와 연결체삽입홀에 각각 형성된 제1걸림홈과 제2걸림홈이 일치되도록 하며, 일치된 제1걸림홈과 제2걸림홈에 삽입되어 걸리는 고정쇠에 의해 가압동력발생수단과 피스톤연결체가 연결되도록 한다.
또, 고정쇠를 이탈시키면 가압동력발생수단과 피스톤연결체의 분리가 이루어질 수 있도록 한다.
이러한 본 발명의 고압 균질화장치는, 균질화하려는 대상을 가압하기 위한 동력을 발생시키는 가압동력발생수단을 갖는다.
또, 가압동력발생수단에 의한 동력을 전달받아 전, 후진되면서 압력을 발생시키는 플런져(Plunger)를 갖는다.
또, 가압동력발생수단과 플런져를 일체화되게 연결하거나 연결이 해제되도록 할 수 있는 동력전달연결구를 갖는다.
상기 동력전달연결구는, 가압동력발생수단 중 동력에 의해 전, 후진되는 피스톤에 어느 한쪽이 연결되어 고정되고 다른 한쪽은 플런져를 향해 연장되어 있으며, 측면에는 상부에서 하부로 연장된 제1걸림홈이 형성되어 있는 피스톤연결체를 갖는다.
또, 어느 한쪽은 상기 플런져에 연결되어 고정되고 다른 한쪽은 상기 피스톤을 향해 연장되어 있으며, 상기 피스톤연결체가 삽입되는 연결체삽입홀이 중앙부에 형성되어 있고, 측면 상부에서 하부로 연장 형성되어 있되 연결체삽입홀의 측면이 외부에 노출되는 깊이로 형성되어 있어 연결체삽입홀에 삽입된 피스톤연결체의 제1걸림홈과 일치되어 소통될 수 있는 제2걸림홈을 갖는 플런져연결체를 갖는다.
또, 연결체삽입홀에 삽입된 피스톤연결체의 제1걸림홈과 플런져연결체의 제2걸림홈이 일치된 상태에서 제2걸림홈에 삽입되어 제2걸림홈과 제1걸림홈에 걸리는 부분을 갖는 상태로 플런져연결체에 안치되거나 고정됨으로써 피스톤연결체와 플런져연결체가 일체화되도록 하는 고정쇠를 갖는다.
본 발명의 고압 균질화장치는, 가압동력발생수단에 고정된 피스톤연결체가 플런져에 고정된 프런져연결체의 연결체삽입홀에 삽입되고, 이와 같은 삽입상태일 때 피스톤연결체와 연결체삽입홀에 각각 형성된 제1걸림홈과 제2걸림홈이 일치되며, 일치된 제1걸림홈과 제2걸림홈에 걸리는 고정쇠에 의해 가압동력발생수단과 피스톤연결체가 연결된다.
따라서 가압동력발생수단과 플런져의 분리, 결합이 용이하고, 견고한 결합상태를 오랫동안 유지할 수 있는 특징이 있다.
도 1은 종래기술을 설명하기 위한 도면으로서, 가압동력발생수단 및 플런져에 나선결합이 이루어지는 별도의 연결구를 사용해서 가압동력발생수단과 플런져를 연결하고 있는 상태의 개략도
도 2는 본 발명의 구성요소인 플런져와 가압동력발생수단의 분리, 결합을 위한 구조를 설명하기 위한 구성요소들의 개략적 분해 사시도
도 3은 도 2의 구성요소들에 의해 가압동력발생수단과 플런져가 결합된 상태의 단면 개략도
도 4는 도 3의 A-A 단면도
이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.
그러나 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일 예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 균질화하려는 대상물이 고압으로 가압되면서 오리피스 등을 통과하여 균질화가 이루어지도록 하는 고압 균질화장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 고압 균질화장치는 통상의 균질화장치와 같이, 균질화하려는 대상을 가압하기 위한 동력을 발생시키는 가압동력발생수단(10)을 갖는다.
또, 가압동력발생수단(10)에 의한 동력을 전달받아 전, 후진되면서 압력을 발생시키는 플런져(20, Plunger)를 갖는다.
상기와 같은 가압동력발생수단(10)이나 플런져(20)는 공지의 다양한 형태로 구현하거나 이를 변형시킨 형태로 구현할 수 있다.
그런데 본 발명은 가압동력발생수단(10)과 플런져(20)의 분리, 결합이 용이하고, 견고한 결합상태를 오랫동안 유지할 수 있는 구조의 고압 균질화장치를 제공하려는 목적을 갖는다.
본 출원의 발명자는 가압동력발생수단(10)에 고정된 물체의 홈과 플런져(20)에 고정된 물체의 홈을 일치시킨 후 고정쇠를 일치된 홈에 삽입하는 구조를 안출하였다.
구체적으로 설명하면, 본 발명의 고압 균질화장치는, 가압동력발생수단(10)과 플런져(20)를 일체화되게 연결하거나 연결이 해제되도록 할 수 있는 동력전달연결구(30)를 갖는다.
상기 동력전달연결구(30)는 피스톤연결체(31), 플런져연결체(32), 고정쇠(33)로 이루어져 있다.
상기 피스톤연결체(31)는, 가압동력발생수단(10) 중 동력에 의해 전, 후진되는 피스톤(11)에 어느 한쪽이 연결되어 고정되고 다른 한쪽은 플런져(20)를 향해 연장되어 있다.
또, 측면에는 상부에서 하부로 연장된 제1걸림홈(31a)이 형성되어 있다.
상기 플런져연결체(32)는, 어느 한쪽이 플런져(20)에 연결되어 고정되고 다른 한쪽은 상기 피스톤(11)을 향해 연장되어 있다.
또, 피스톤연결체(31)가 삽입되는 연결체삽입홀(32a)이 중앙부에 형성되어 있다.
또, 측면 상부에서 하부로 연장 형성되어 있되 연결체삽입홀(32a)의 측면이 외부에 노출되는 깊이로 형성되어 연결체삽입홀(32a)에 삽입된 피스톤연결체(31)의 제1걸림홈(31a)과 일치되어 소통될 수 있는 제2걸림홈(32b)을 갖는다.
또, 고정쇠(33)는 연결체삽입홀(32a)에 삽입된 동력전달연결구(30)의 제1걸림홈(31a)과 플런져연결체(32)의 제2걸림홈(32b)이 일치된 상태에서 제2걸림홈(32b)에 삽입되어 제2걸림홈(32b)과 제1걸림홈(31a)에 걸리는 부분을 갖는 상태로 플런져연결체(32)에 안치되거나 고정됨으로써 피스톤연결체(31)와 플런져연결체(32)가 일체화된 상태로 결합되도록 한다.
첨부된 도면에서와 같이 피스톤연결체(31)나 연결체삽입홀(32a)이 원통형의 것일 때 피스톤연결체(31)의 외경과 연결체삽입홀(32a)의 내경 사이에는 0.5mm ∼ 1mm 정도의 틈새가 발생될 수 있도록 하여 피스톤연결체(31)의 삽입이 원활하면서도 본 발명의 목적 달성 효과도 얻을 수 있도록 할 수 있다.
전술한 본 발명의 구조에서는 플런져연결체(32)를 피스톤연결체(31) 방향으로 이동시켜 피스톤연결체(31)가 연결체삽입홀(32a)로 삽입되어 제1걸림홈(31a)과 제2걸림홈(32b)을 일치시킨 후 고정쇠(33)를 플런져연결체(32)의 외측에 고정하되 고정쇠(33)가 제1걸림홈(31a)과 제2걸림홈(32b)이 모두 걸리도록 하면서 고정하면 가압동력발생수단(10)의 동력을 플런져(20)가 전달받아 플런져(20)의 전, 후진이 이루어질 수 있는 상태가 된다.
반대로 고정쇠(33)를 제거하면 피스톤연결체(31)와 플런져연결체(32)가 분리될 수 있는 상태가 되며, 플런져연결체(32)를 피스톤연결체(31)의 반대 방향으로 이동시켜 피스톤연결체(31)와 플런져연결체(32) 사이의 간격을 넓혀 놓으면서 분리시켜 놓을 수 있다.
본 발명의 구성요소인 제1걸림홈(31a)은 도 4와 같이 피스톤연결체(31)의 좌, 우 측면에 형성되어 있도록 할 수 있다.
또, 제2걸림홈(32b)은 플런져연결체(32)의 좌, 우 측면에 형성되어 있도록 할 수 있다.
이러한 경우 고정쇠(33)는 오목한 홈(33a)을 갖되 오목한 홈(33a)의 좌, 우측면이 플런져연결체(32)의 제2걸림홈(32b)에 삽입되고 오목한 홈(33a)의 상부면은 플런져연결체(32)의 상부면에 접촉되도록 안치되는 형상으로 구현한다.(도 4 참조)
첨부된 도면에서는 고정쇠(33)가 'n'형상으로 이루어져 있어 플런져연결체(32)의 상부면에 고정쇠(33)를 내려놓는 형태가 되면 고정쇠(33)가 제1걸림홈(31a)과 제2걸림홈(32b)에 걸리도록 할 수 있다.
본 발명의 구성요소인 플런져연결체(32)는 전, 후진 운동을 할때 플런져연결체(32)의 전진 거리를 제한하기 위한 스위치(40)에 접촉되거나 센서에 감지되는 부분을 갖도록 할 수 있다.
즉, 플런져(20)의 전, 후진 거리를 설정해 놓기 위한 스위치(40)에 플런져연결체(32)가 접촉되면서 플런져(20)의 전진 거리나 후진 거리가 제한되도록 하는 것이다.
이를 위한 플런져(20)의 형상은 스위치의 형상 및 위치에 따라 다양한 형상으로 구현할 수 있다.(첨부된 도면은 고정쇠(33)의 상부가 스위치(40)에 접촉될 수 있는 구조이다.)
또, 상기 센서의 종류에 다라 다양한 형상으로 구현할 수 있다.
1. 가압동력발생수단 2. 플런져
3. 동력전달연결구
10. 가압동력발생수단 11. 피스톤
20. 플런져 30. 동력전달연결구
31. 피스톤연결체 31a. 제1걸림홈
32. 플런져연결체 32a. 연결체삽입홀
32b. 제2걸림홈 33. 고정쇠
33a. 오목한 홈 40. 스위치

Claims (3)

  1. 균질화하려는 대상을 가압하기 위한 동력을 발생시키는 가압동력발생수단(10)을 가지며, 가압동력발생수단(10)에 의한 동력을 전달받아 전, 후진되면서 압력을 발생시키는 플런져(20)(Plunger)를 갖는 고압 균질화장치에 있어서,
    상기 가압동력발생수단(10)과 플런져(20)를 일체화되게 연결하거나 연결이 해제되도록 할 수 있는 동력전달연결구(30)를 갖되 상기 동력전달연결구(30)는,
    상기 가압동력발생수단(10) 중 동력에 의해 전, 후진되는 피스톤(11)에 어느 한쪽이 연결되어 고정되고 다른 한쪽은 플런져(20)를 향해 연장되어 있으며, 측면에는 상부에서 하부로 연장된 제1걸림홈(31a)이 형성되어 있는 피스톤연결체(31);
    어느 한쪽은 상기 플런져(20)에 연결되어 고정되고 다른 한쪽은 상기 피스톤(11)을 향해 연장되어 있으며, 상기 피스톤연결체(31)가 삽입되는 연결체삽입홀(32a)이 중앙부에 형성되어 있고, 측면 상부에서 하부로 연장 형성되어 있되 연결체삽입홀(32a)의 측면이 외부에 노출되는 깊이로 형성되어 있어 연결체삽입홀(32a)에 삽입된 피스톤연결체(31)의 제1걸림홈(31a)과 일치되어 소통될 수 있는 제2걸림홈(32b)을 갖는 플런져연결체(32);
    상기 연결체삽입홀(32a)에 삽입된 동력전달연결구(30)의 제1걸림홈(31a)과 플런져연결체(32)의 제2걸림홈(32b)이 일치된 상태에서 제2걸림홈(32b)에 삽입되어 제2걸림홈(32b)과 제1걸림홈(31a)에 걸리는 부분을 갖는 상태로 플런져연결체(32)에 안치되거나 고정됨으로써 피스톤연결체(31)와 플런져연결체(32)가 일체화되도록 하는 고정쇠(33);를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는, 플런져와 가압동력발생수단의 분리, 결합이 용이한 고압 균질화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1걸림홈(31a)은 피스톤연결체(31)의 좌, 우 측면에 형성되어 있고,
    상기 제2걸림홈(32b)은 플런져연결체(32)의 좌, 우 측면에 형성되어 있으며,
    상기 고정쇠(33)는 오목한 홈(33a)을 갖되 오목한 홈(33a)의 좌, 우측면이 플런져연결체(32)의 제2걸림홈(32b)에 삽입되고 오목한 홈(33a)의 상부면은 플런져연결체(32)의 상부면에 접촉되도록 안치되는 형상인 것을 특징으로 하는, 플런져와 가압동력발생수단의 분리, 결합이 용이한 고압 균질화장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 플런져연결체(32)는 전, 후진 운동을 할때 플런져연결체(32)의 전진 거리를 제한하기 위한 스위치(40)에 접촉되거나 센서에 감지되는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는, 플런져와 가압동력발생수단의 분리, 결합이 용이한 고압 균질화 장치.
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KR102539383B1 (ko) * 2022-12-22 2023-06-07 (주)일신오토클레이브 플런저형 고압 분산기

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KR102539383B1 (ko) * 2022-12-22 2023-06-07 (주)일신오토클레이브 플런저형 고압 분산기

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