KR101883766B1 - 아스피레이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기상 또는 액상의 추출 시료를 분석기 등 원하는 장소까지 용이하게 송출시킬 수 있도록 한 분리형 아스피레이터에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 석유화학제품의 시료 분석 설비 중 시료를 추출하는 샘플 프로브와 추출된 시료를 분석하는 분석기 사이에 장착되어, 샘플 프로브에서 추출된 시료를 일정한 속도 및 압력으로 분석기까지 원활하게 송출시킬 수 있도록 한 아스피레이터를 제공하고자 한 것이다.

Description

아스피레이터{ASPIRATOR}

본 발명은 아스피레이터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기상 또는 액상의 추출 시료를 분석기 등 원하는 장소까지 용이하게 송출시킬 수 있도록 한 분리형 아스피레이터에 관한 것이다.

일반적으로 석유화학분야에서 정제되는 석유는 천연적으로 산출된 원유(crude oil)와, 이를 증류 등의 방법을 통해 정제하여 얻어지는 다양한 석유제품(petroleum products)으로 크게 구분되고 있다.

상기 원유의 주성분은 증류에 의해 분리가능한 탄화수소이기 때문에 이들의 끓는점을 이용하여 원유에서 나프타, 등유, 경유 등을 분리하게 되고, 이 중에서 나프타 등은 석유화학공업의 기초원료인 에틸렌, 프로필렌, 부타디엔, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 제조원이 되며, 이러한 기초원료들은 플라스틱, 합성수지, 합성고무, 접착제 등의 다양한 제품으로 제조된다.

위와 같이 석유를 화학적으로 다양한 방법으로 정제하여 원하는 제품(예, 플라스틱 제품)까지 제조하는 여러 단계의 공정이 소요될 뿐만 아니라, 해당 제품의 품질 관리를 위하여 각 공정별로 기상 또는 액상의 시료를 추출하여 현재 시료 상태를 분석하는 과정이 수행되고 있다.

상기 시료를 추출 및 분석하기 위하여, 기상 또는 액상원료(예, 가스 또는 원유)이 흐르는 라인에 장착된 샘플 프로브를 이용하여 시료를 추출하는 단계와, 추출한 시료를 적정 온도로 냉각시킴과 함께 일정 압력으로 조절하는 단계와, 분석기에서 시료를 분석하는 단계 등 여러 단계 등이 소요된다.

이러한 석유화학제품의 시료 분석 공정에 있어서, 상기 샘플 프로브에서 추출된 시료가 분석기까지 원활하게 송출되지 않으면 분석기에서 시료에 대한 분석 과정이 원활하게 이루어지지 못하는 문제점이 있다.

이에, 상기 샘플 프로브에서 추출된 시료를 일정한 속도 및 압력으로 분석기까지 원활하게 송출시킬 수 있는 수단이 요구되고 있다.

대한민국 공개특허 공개번호 제10-2016-0018556호(2016.02.17) 대한민국 등록실용신안 등록번호 제20-0351901호(2004.05.20)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 석유화학제품의 시료 분석 설비 중 시료를 추출하는 샘플 프로브와, 추출된 시료를 분석하는 분석기 사이에 장착되어, 샘플 프로브에서 추출된 시료를 일정한 속도 및 압력으로 분석기까지 원활하게 송출시킬 수 있는 아스피레이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은: 일측에 분리형 에어공급블럭 장착을 위한 암나사홀과 시료유도홀이 연속적으로 형성되고, 상부에 시료유도홀과 연통되는 시료공급홀이 형성되며, 타측에 시료유도홀과 연통되는 시료토출용 노즐이 관통 형성된 메인블럭; 및 상기 시료유도홀 내에 삽입되어 시료유도홀의 내표면과 일정 틈새를 유지하며 배치되는 에어노즐체와, 상기 암나사홀에 체결되는 숫나사부가 형성된 결합체가 일체로 된 구조로 구비되되, 상기 에어노즐체와 결합체의 중심부에는 에어공급홀이 관통 형성되고, 상기 에어노즐체의 끝단부에는 상기 시료토출용 노즐과 일직선으로 마주보는 에어토출용 노즐이 형성된 분리형 에어공급블럭; 으로 구성된 것을 특징으로 하는 아스피레이터를 제공한다.

바람직하게는, 상기 메인블럭의 타측에는 시료토출용 노즐로부터 토출되는 시료 및 에어를 혼합 및 확산시키도록 점차 넓어지는 직경을 갖는 다단의 확관홀이 더 형성된 것을 특징으로 한다.

특히, 상기 에어토출용 노즐은 1.0φ로 형성되고, 상기 시료토출용 노즐은 2.0φ로 형성되며, 상기 에어토출용 노즐과 시료토출용 노즐 간의 간격은 1.0 ~ 2.0mm로 유지되는 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 시료를 추출하는 샘플 프로브와 추출된 시료를 분석하는 분석기 사이에 아스피레이터를 장착하여, 샘플 프로브에서 추출된 시료를 아스피레이터의 에어토출압에 의하여 일정한 속도 및 압력으로 분석기까지 원활하게 송출시킬 수 있고, 그에 따라 분석기의 시료 분석 과정이 정상적으로 이루어질 수 있다.

둘째, 에어토출용 노즐 및 시료토출용 노즐 등에 이물질이 쌓여 정상적인 시료 송출이 이루어지지 않는 경우, 아스피레이터를 구성하는 메인블럭으로부터 에어공급블럭을 분리하여 에어토출용 노즐 및 시료토출용 노즐 등을 포함한 내부 공간을 깨끗하게 청소할 수 있고, 그에 따라 아스피레이터의 재활용이 가능하고 내구 수명을 크게 연장시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 아스피레이터의 분리 상태를 도시한 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 아스피레이터의 결합 상태를 도시한 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 아스피레이터를 샘플 프로브와 분석기 사이 라인에 연결시킨 예를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 아스피레이터의 작동 상태를 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 아스피레이터의 분리 상태를 도시한 단면도이고, 도 2는 그 결합 상태를 나타낸다.

도 1 및 도 2에서 보듯이, 본 발명의 아스피레이터는 크게 메인블럭(100)과, 이 메인블럭(100)에 탈거 가능하게 체결되는 분리형 에어공급블럭(200)으로 나누어진다.

상기 메인블럭(100)은 직사각 블럭 형상으로서, 일측부에는 분리형 에어공급블럭(200)의 체결을 위한 암나사홀(101)과 시료유도홀(102)이 연속적으로 형성된다.

즉, 상기 메인블럭(100)의 일측면에 암나사홀(102)이 먼저 가공되고, 연이어 암나사홀(102) 보다 작은 직경을 갖는 시료유도홀(102)이 가공된다.

또한, 상기 메인블럭(100)의 상부에는 샘플 프로브(20)에서 추출된 시료(예, 석유화학 정제설비의 각 공정을 흐르는 기상 또는 액상 물질)가 공급되는 시료공급홀(103)이 형성된다.

이때, 상기 시료공급홀(103)은 시료유도홀(102)의 내경부까지 관통 형성됨에 따라, 시료공급홀(103)과 시료유도홀(102)은 서로 연통되는 상태가 된다.

또한, 상기 메인블럭(100)의 타측부에는 다단의 확관홀(105)과 시료토출용 노즐(104)이 연속적으로 관통 형성된다.

즉, 상기 메인블럭(100)의 타측면에 에어 및 시료 토출방향을 기준으로 점차 넓어지는 직경을 갖는 다단의 확관홀(105)이 먼저 가공되고, 연이어 시료유도홀(102)의 끝 공간과 연통되는 시료토출용 노즐(104)이 가공된다.

이때, 상기 시료토출용 노즐(104)은 에어압에 의하여 시료를 분석기쪽 방향으로 토출시키는 역할을 하고, 상기 확관홀(105)은 시료 및 에어가 혼합 및 확산되면서 분석기로 흐르도록 유도하는 역할을 한다.

한편, 상기 분리형 에어공급블럭(200)은 메인블럭(100)의 암나사홀(101)에 탈거 가능하게 체결되어 에어를 분사시키는 역할을 하는 것으로서, 에어를 토출시키는 에어노즐체(210)와 암나사홀(101)에 기밀 가능하게 체결되는 결합체(220)가 일체로 형성된 구조로 구비된다.

보다 상세하게는, 상기 분리형 에어공급블럭(200)은 메인블럭(100)의 시료유도홀(102) 내에 삽입되어 시료유도홀(102)의 내표면과 일정 틈새를 유지하며 배치되는 에어노즐체(210)와, 메인블럭(100)의 암나사홀(101)에 체결되는 숫나사부(221)가 외경면에 형성된 결합체(220)가 일체로 된 구조로 구비된다.

이때, 상기 분리형 에어공급블럭(200)의 에어노즐체(210)와 결합체(220)의 중심부에는 에어공급수단(30)으로부터 공급되는 에어가 진입하는 에어공급홀(230)이 관통 형성되고, 특히 상기 에어노즐체(210)의 끝단부에는 메인블럭(100)의 시료토출용 노즐(104)과 일직선으로 마주보는 에어토출용 노즐(240)이 형성된다.

따라서, 첨부한 도 2에 도시된 바와 같이 상기 분리형 에어공급블럭(200)의 에어노즐체(210)를 메인블럭(100)의 시료유도홀(102) 내로 삽입시키는 동시에 결합체(220)의 숫나사부(221)를 메인블럭(100)의 암나사홀(101)에 오링과 함께 나사 체결함으로써, 메인블럭(100)에 대한 분리형 에어공급블럭(200)의 조립이 이루어진다.

첨부한 도 3을 참조하면, 상기와 같이 메인블럭(100)에 분리형 에어공급블럭(200)이 조립된 본 발명의 아스피레이터는 석유화학제품의 시료 분석 설비 중 시료를 추출하는 샘플 프로브(20)와, 추출된 시료를 분석하는 분석기(10)를 연결하는 라인 상에 커넥터(40)를 매개로 장착되어, 샘플 프로브(20)에서 추출된 시료를 에어공급수단(30, 예를 들어 공기블로워 또는 컴프레서)에서 공급되는 에어압을 이용하여 일정한 속도 및 압력으로 분석기(10)까지 원활하게 송출시키는 작동을 하게 된다.

여기서, 상기한 구성으로 이루어진 본 발명의 아스피레이터에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 아스피레이터의 작동 상태를 나탄낸다.

먼저, 상기 샘플 프로브(20)에서 석유화학제품의 시료 분석 설비 중 원하는 위치에서 기상 또는 액상의 시료를 추출하게 되고, 추출된 시료는 메인블럭(100)의 시료공급홀(103)로 공급된 후 시료유도홀(102)로 들어가게 된다.

이와 함께, 상기 에어공급수단(30)으로부터 분리형 에어공급블럭(200)의 에어노즐체(210)와 결합체(220)의 중심부에 형성된 에어공급홀(230)로 고압의 에어가 공급된다.

이어서, 상기 에어공급홀(230)로 진입된 에어는 에어토출용 노즐(240)을 통해 분사되는 바, 이때의 에어 분사압력에 의하여 시료유도홀(102)로 들어온 시료가 메인블럭(100)의 시료토출용 노즐(104)로 순간적으로 빨려들어가서 확관홀(105)로 토출된다.

좀 더 상세하게는, 마치 제트펌프와 같은 원리와 같이 상기 에어토출용 노즐(240)을 통하여 분사되는 에어의 고속 및 고압에 의하여 시료유도홀(102)로 들어오는 시료 즉, 시료유도홀(102)의 내경과 에어노즐체(210)의 외경 사이틈새로 들어온 시료가 시료토출용 노즐(104)로 에어와 함께 빨려들어가는 흡입이 이루어진 후 확관홀(105)로 토출된다.

이때, 상기 에어토출용 노즐(240)과 시료토출용 노즐(104) 간의 간격(거리)를 1.0 ~ 2.0mm로 유지되도록 하는 것이 바람직하며, 그 이유는 1.0 mm 미만이면 시료가 에어압력에도 불구하고 시료토출용 노즐(104)쪽으로 원활하게 흡입되지 않게 되고, 2.0mm를 초과하면 에어가 시료유도홀(102)의 역방향으로 역류하여 시료 흡입을 위한 압력을 제대로 형성하지 못하기 때문이다.

더욱 바람직하게는, 상기 에어토출용 노즐(240)은 1.0φ로 형성하고, 상기 시료토출용 노즐(104)은 2.0φ로 형성하는 것이 좋으며, 그 이유는 상기 에어토출용 노즐(240)가 1.0φ 미만이고 시료토출용 노즐(104)이 2.0φ 미만이면 시료토출용 노즐(104)을 통해 확관홀(105)로 토출되는 시료량이 매우 적어 분석기의 분석이 정확하게 이루어지지 않게 되고, 상기 에어토출용 노즐(240)가 1.0φ를 초과하고 시료토출용 노즐(104)도 2.0φ를 초과하면 시료를 토출시키기 위한 에어량이 과다하게 소모되어 경제성이 떨어질 뿐만 아니라 분석기를 향하는 시료에 에어량이 과다하게 혼합되어 시료 분석의 정밀도가 떨어지기 때문이다.

다음으로, 상기 시료토출용 노즐(104)을 통하여 에어와 함께 확관홀(105)로 토출된 시료는 분석기(10)로 일정 압력 및 속도로 공급됨으로써, 분석기(10)에서 시료에 대한 분석을 용이하게 실시할 수 있게 된다.

이와 같이, 시료를 추출하는 샘플 프로브(20)와 추출된 시료를 분석하는 분석기(10) 사이에 메인블럭(100)과 분리형 에어공급블럭(200)이 조립된 아스피레이터를 장착하여, 샘플 프로브(20)에서 추출된 시료를 아스피레이터의 에어토출압에 의하여 일정한 속도 및 압력으로 분석기(10)까지 원활하게 송출시킬 수 있고, 그에 따라 분석기의 시료 분석 과정이 항상 정상적으로 이루어질 수 있다.

한편, 상기와 같은 시료 분석 과정에서 분석값이 예상치보다 비정상으로 분석되는 경우에는 메인블럭(100)과 분리형 에어공급블럭(200)의 내부에 이물질이 끼이거나 쌓인 것으로 볼 수 있다.

또는, 압력계를 통해 시료 압력 또는 에어 압력이 기준치보다 떨어진 것으로 확인되는 경우에도 에어토출용 노즐 및 시료토출용 노즐 등에 이물질이 쌓여 정상적인 시료 송출이 이루어지지 않는 것으로 볼 수 있다.

이에, 상기 메인블럭(100)의 암나사홀(101)로부터 분리형 에어공급블럭(200)의 숫나사부(221)를 탈거하여, 메인블럭(100)으로부터 분리형 에어공급블럭(200)을 분리한 다음, 에어토출용 노즐(240) 및 시료토출용 노즐(104) 등을 포함한 내부 공간을 깨끗하게 청소해줌으로써, 다시 원활한 시료 송출이 가능해질 수 있고, 그에 따라 아스피레이터의 내구 수명을 크게 연장시킬 수 있다.

한편, 커넥터(40)는 금속재질로 이루어질 수 있으며, 이 금속재질의 커넥터(40)에는 금속 표면의 부식현상을 방지하기 위해 부식방지도포층이 도포될 수 있다.

본 발명에 따른 부식방지도포층의 도포재료는 토일트리아졸 20중량%, 벤즈이미다졸 15중량%, 트리옥틸아민 10중량%, 하프늄 15중량%, 산화알루미늄40중량%로 구성되며, 코팅두께는 8㎛로 구성된다.

토일트리아졸, 벤즈이미자졸 및 트리옥틸아민은 부식방지 및 변색방지 등의 역할을 한다.

하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.

산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.

상기 구성 성분의 비율 및 코팅두께를 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.

또한 에어공급홀(230)에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물이 도포된 오염방지도포층이 형성될 수 있다.

상기 오염 방지 도포용 조성물은 알카놀아마이드 및 암포프로피오네이트가1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 알카놀아마이드 및 암포프로피오네이트의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.

상기 알카놀아마이드 및 암포프로피오네이트는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포후 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.

상기 알카놀아마이드 및 암포프로피오네이트는 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기쉽다.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000

Å이다. 상기 도포막의 두께가 500 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 알카놀아마이드 0.1 몰 및 암포프로피오네이트 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.

그리고, 분석기(10)의 둘레에는 호흡기계 질환치료 등의 기능을 가진 방향제 물질이 코팅될 수 있으며, 이에 따라 사용자의 피로회복, 건강증진 등에 효과를 나타낸다.

상기 방향제 물질에는 기능성 오일이 혼합될 수 있으며, 그 혼합비율은 방향제 95~97중량%에 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 기능성 오일은 탄저린 오일(Tangerine oil) 50중량%, 팔미토레익산 오일(Palmitoleic acid oil) 50중량%로 이루어진다.

여기서 기능성 오일은 방향제에 대해 3~5중량%가 혼합되는 것이 바람직하다. 기능성 오일의 혼합비율이 3중량% 미만이면, 그 효과가 미미하며, 기능성 오일의 혼합비율이 3~5중량%를 초과하면 그 기능이 크게 향상되지 않는 반면에 제조 단가는 크게 증가된다.

기능성 오일 중 탄저린 오일(Tangerine oil)은 주 화학성분으로는 citronellol, linalool, cit al 등을 들 수 있으며 방부, 진경, 진정작용 등을 하여 스트레스 완화 등에 좋은 효과가 있다.

팔미토레익산 오일(Palmitoleic acid oil) 오일은 항산화작용을 하며 건조하거나 노화된 피부에 좋으며 세포 재생, 살균, 피부 염증 치료 등에 작용효과가 우수하다.

이러한 기능성 오일이 분석기(10)의 둘레에 코팅되므로, 사용자의 피로회복, 건강증진 등에 기여하는 역할을 한다.

10 : 분석기
20 : 샘플 프로브
30 : 에어공급수단
40 : 커넥터
100 : 메인블럭
101 : 암나사홀
102 : 시료유도홀
103 : 시료공급홀
104 : 시료토출용 노즐
105 : 확관홀
200 : 분리형 에어공급블럭
210 : 에어노즐체
220 : 결합체
221 : 숫나사부
230 : 에어공급홀
240 : 에어토출용 노즐

Claims (3)

1. 일측에 분리형 에어공급블럭(200)의 체결을 위한 암나사홀(101)과 시료유도홀(102)이 연속적으로 형성되고, 상부에 시료유도홀(102)과 연통되는 시료공급홀(103)이 형성되며, 타측에 시료유도홀(102)과 연통되는 시료토출용 노즐(104)이 관통 형성된 메인블럭(100); 및
   상기 시료유도홀(102) 내에 삽입되어 시료유도홀(102)의 내표면과 일정 틈새를 유지하며 배치되는 에어노즐체(210)와, 상기 암나사홀(101)에 체결되는 숫나사부(221)가 형성된 결합체(220)가 일체로 된 구조로 구비되되, 상기 에어노즐체(210)와 결합체(220)의 중심부에는 에어공급홀(230)이 관통 형성되고, 상기 에어노즐체(210)의 끝단부에는 상기 시료토출용 노즐(104)과 일직선으로 마주보는 에어토출용 노즐(240)이 형성된 분리형 에어공급블럭(200)으로 구성되고;
   상기 메인블럭(100)의 타측에는 시료토출용 노즐(104)로부터 토출되는 시료 및 에어를 혼합 및 확산시키도록 점차 넓어지는 직경을 갖는 다단의 확관홀(105)이 더 형성되며;
   상기 에어토출용 노즐(240)은 1.0φ로 형성되고, 상기 시료토출용 노즐(104)은 2.0φ로 형성되며, 상기 에어토출용 노즐(240)과 시료토출용 노즐(104) 간의 간격은 1.0 ~ 2.0mm로 유지되고;
   메인블럭(100)에 연결되고 석유화학제품의 시료 분석 설비 중 시료를 추출하는 샘플 프로브(20)와, 메인블럭(100)에 연결되고 추출된 시료를 분석하는 분석기(10)와, 분석기(10) 및 메인블럭(100) 사이의 라인 상에 장착되는 커넥터(40)와, 메인블럭(100)에 연결되고 에어압을 이용하여서 샘플 프로브(20)에서 추출된 시료를 일정한 속도 및 압력으로 분석기(10)까지 송출시키는 에어공급수단(30)이 구비되며;
   금속재질의 커넥터(40)에는 부식방지도포층이 도포되되, 상기 부식방지도포층의 도포재료는 토일트리아졸 20중량%, 벤즈이미다졸 15중량%, 트리옥틸아민 10중량%, 하프늄 15중량%, 산화알루미늄40중량%로 구성되며, 코팅두께는 8㎛로 구성되고;
   에어공급홀(230)에는 오염 방지도포용 조성물이 도포된 오염방지도포층이 형성되되, 상기 오염 방지 도포용 조성물은 알카놀아마이드 및 암포프로피오네이트가1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있으며;
   분석기(10)의 둘레에는 기능성 오일이 혼합된 방향제 물질이 코팅되되, 상기 방향제 물질 및 상기 기능성 오일의 혼합비율은 상기 방향제 물질 95~97중량%에 상기 기능성 오일 3~5중량%가 혼합되며, 상기 기능성 오일은 탄저린 오일(Tangerine oil) 50중량%, 팔미토레익산 오일(Palmitoleic acid oil) 50중량%로 이루어진 것을 특징으로 하는 아스피레이터.
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