KR200331603Y1

KR200331603Y1 - 유체혼합용 분사노즐

Info

Publication number: KR200331603Y1
Application number: KR20-2003-0024127U
Authority: KR
Inventors: 곽인숙
Original assignee: 한국표준과학연구원; 곽인숙
Priority date: 2003-07-25
Filing date: 2003-07-25
Publication date: 2003-11-05

Abstract

본 고안은 유체혼합용 분사노즐에 관한 것이다.

본 고안은 노즐몸체의 내부로 유체공급 연결구를 통해 공급된 유체가 에어공급 연결구를 통해 공급되는 에어에 의해 분사되도록 구성된 유체혼합용 분사노즐에 있어서, 상기 노즐몸체의 전방과 에어캡 사이에는 분사부재를 삽입하되, 노즐몸체에 분사부재가 나사 결합으로 고정되도록 구성하고, 상기 에어캡이 고정된 노즐몸체의 후방에는 액체공급 조절부를 나사식으로 체결하여 고정하고, 상기 노즐몸체의 일측에는 고정너트에 나사 결합된 밸브를 갖는 패턴조절구가 고정되어져 액체가 일정한 두께로 뿌려질 수 있도록 함으로써, 식품의 소독, 금형의 표면에 이형제 도포, 냉각, 접착, 프레스 몰딩, 오일급유, 포장습도조절, 냄새제거, 분진제거, 페인팅, 코팅등을 균일하게 할 수 있는 효과가 있다.

Description

유체혼합용 분사노즐{Fluid mixture injection nozzle}

본 고안은 유체혼합용 분사노즐에 관한 것으로서, 특히 외부로 부터 액체 공급라인을 통해 노즐몸체의 내부로 액체가 공급되는 가운데 별도의 공압라인을 통해 노즐몸체의 내부로 공기가 공급되어 액체가 공기와 함께 미세하게 분사되도록 함으로써, 제품의 표면에 균일한 두께의 액체를 도포시켜 제품의 질을 높일 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 액체 또는 기체를 고속으로 자유공간에 분출시키기 위해 유로(流路) 끝에 다는 가는 관을 노즐(nozzle)이라고 하며, 이러한 노즐은 통상 노즐몸체와, 노즐몸체의 내부에 구비된 오리피스 및 노즐몸체로 유입되는 공기량을 조절하도록 구비된 제어밸브 그리고 오리피스의 중앙에 형성된 액체공급관 또는 액체공급부로 구성된다.

여기에서, 상기 노즐몸체는 원통형이나 다각형태를 갖는 것으로서, 그 양측은 유입구와 분사구가 대칭되도록 구비되어 있다.

또한, 노즐몸체의 내부는 오리피스가 형성되어 있으며, 오리피스의 일측에는 외부로 부터 액체를 공급받기 위한 액체공급관이 내설되어 있다.

그리고, 노즐몸체의 일측에는 외부로 부터 유입구를 통해 공급되는 공기량을 제어하는 디스크 형태의 제어밸브가 설치되어 있다.

이러한 구성을 갖는 노즐은 외부로 부터 공급되는 액체(페인트, 윤활제, 방청제, 접착제, 코팅액(이하, "액체"라 칭함))가 노즐몸체의 일측에 형성된 액체공급관을 통해 내부로 공급됨과 동시에 별도의 에어유닛을 통해 공기가 노즐몸체의 유입구로 공급된다.

다음, 노즐몸체의 유입구로 공급된 공기는 제어밸브를 통해 오리피스내를 통과하는 과정에서 액체공급관으로 부터 공급되거나 흘러나온 액체와 일정비율로 혼합되며, 공기와 혼합된 액체는 노즐몸체의 타측에 구비된 분사구를 통해 분사되고, 분사되는 액체에 따라 식품의 소독, 금형의 표면에 이형제 도포, 냉각, 접착, 프레스 몰딩, 오일급유, 포장습도조절, 냄새제거 분진제거, 페인팅, 코팅등 을 할 수 있게 된다.

그러나, 이러한 노즐은 노즐몸체의 선단부에 분사구가 일방향으로 고정된 형태를 취하게 됨에 따라 액체를 분사시키는 과정에서 그 분사각도를 용이하게 조절할 수 없게 되는 문제점이 있었다.

또한, 노즐몸체의 오리피스내를 통과하는 공기량의 조절을 디스크 형태의 제어밸브를 통해 제어하는 과정에서 작업자가 요구하는 정확한 공기의 량을 제어하는데 어려움이 있었다.

그리고, 공기량의 제어가 정확하게 이루어지지 못함으로써, 노즐몸체의 분사구를 통해 분사되는 분사입자의 크기와 분포가 일정치 않아 제품의 불량이 발생하게 됨과 동시에 액체의 소비가 증가되는 또 다른 문제점이 있었다.

본 고안은 이와 같은 문제점을 해소하기 위해 창출한 것으로서, 제품의 표면에 액체가 일정한 두께를 가지며 뿌려질 수 있도록 함으로써, 식품의 소독, 금형의 표면에 이형제 도포, 냉각, 접착, 프레스 몰딩, 오일급유, 포장습도조절, 냄새제거 분진제거, 페인팅, 코팅을 균일하게 할 수 있는 유체혼합용 분사노즐을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 노즐몸체의 내부로 유체공급 연결구를 통해 공급된 유체가 에어공급 연결구를 통해 공급되는 에어에 의해 분사되도록 구성된 유체혼합용 분사노즐에 있어서, 상기 노즐몸체의 전방과 에어캡 사이에는 분사부재를 삽입하되, 노즐몸체에 분사부재가 나사 결합으로 고정되도록 구성하고, 상기 에어캡이 고정된 노즐몸체의 후방에는 액체공급 조절부를 나사식으로 체결하여 고정하고, 상기 노즐몸체의 일측에는 고정너트에 나사 결합된 밸브를 갖는 패턴조절구가 고정되어져 구성됨을 특징으로 하는 유체혼합용 분사노즐를 제공함에 그 목적이 달성된다.

도 1은 본 고안에 따른 유체혼합용 분사노즐의 구성을 도시한 사시도.

도 2는 본 고안에 따른 유체혼합용 분사노즐을 도시한 분해 사시도.

도 3a,b는 본 고안에 따른 유체혼합용 분사노즐의 작동 상태도.

도 4는 본 고안에 따른 유체혼합용 분사노즐의 정면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1:노즐몸체 2:유체공급 연결구

3:에어공급 연결구 4:에어캡

5:분사부재 6:액체공급 조절부

7:패턴조절구 8:제어용 에어공급 연결구

11:관통홀 12:실린더

13:제 2나사 14:제 2암나사

19:제 1유로 41:에어캡 몸체

42:고정너트 43,43':에어분사 가이드

44:스톱링 51:분사 몸체

52:제 3나사 53,53':공기통로

54:분사공 61:니들핀

62:로크너트 63:조절놉

64:스프링 71:고정너트

72:밸브 121:제 1나사

123:제 1암나사 411:액체분사공

412:제 1에어분사공 431:제 2에어 분사공

611:실링 612:피스톤

이하, 본 고안의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 유체혼합용 분사노즐(A)은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 노즐몸체(1)와, 유체공급 연결구(2)와, 에어공급 연결구(3)와, 에어캡(4)과, 분사부재(5)와, 액체공급조절부(6)와, 패턴조절구(7) 및 고정구(9)로 구성된다.

여기에서, 상기 노즐몸체(1)는 소정의 두께를 갖는 직사각형태로 형성된 것으로서, 전면에는 중공형태의 외주연부에 제 2나사(13)를 형성하여 상기 에어캡(4)을 나사식으로 체결하여 고정시키도록 형성되어 있고, 이와 대향되는 후면에는 중공형태의 외주연부에 제 1나사(121)를 형성하여 액체공급조절부(6)를 구성하는 조절놉(63)을 나사 결합하여 고정시키도록 형성되어 있다.

또한, 상기 노즐몸체(1)의 상부에는 노즐몸체(1)를 임의 장소나 고정바 등에 고정시키는 고정구(9)가 구비되어 있고, 이러한 고정구(9)는 구멍(911)이 형성된 고정구 몸체(91)의 하부에 형성된 볼트(92)를 이용하여 노즐몸체(1)의 상부에 형성된 너트(15)에 체결 고정되도록 구비되어 있다.

그리고, 상기 고정구 몸체(91)의 상부에는 별도의 고정볼트(92)를 형성하여 구멍(911)을 통해 삽입된 미도시한 고정바에 고정구 몸체(91)를 고정시킬 수 있도록 구비되어 있다.

한편, 상기 노즐몸체(1)는 제어용 에어공급 연결구(8)가 고정되는 제 1암나사(123)에 실린더(12)와 연결되는 제 1유로(19)가 형성되어 있고, 상기 유체공급 연결구(2)와 연결되어 유체를 노즐몸체(1)의 제 2암나사(14)내로 공급하는 제 2유로(191)가 형성되어 있고, 상기 에어공급 연결구(3)와 연결되어 에어를 노즐몸체 (1)의 제 2암나사(14)와 구획링벽(18) 사이로 공급하는 제 3유로(192)가 형성되어있고, 상기 제 3유로(192)의 단부에 수직되게 연결되어지며 공기가 밸브(72)를 통해 제 2나사(13)와 구획링벽(18) 사이로 공급되는 제 4유로(193)가 일체로 형성되어 있다.

상기 유체공급 연결구(2)는 미도시한 탱크에 연결된 파이프와 노즐몸체(1)를 연결하여 유체를 공급하는 것으로서, 연결부재(21)와, 파이프 연결부재(22) 및 조임너트(23)로 구성된다.

상기 연결부재(21)는 중공의 외주연부에 나사산(211)이 형성되어 있으며, 그 중앙에 별도의 너트(212)를 형성하여 노즐몸체(1)의 하부 일측에 체결 고정되도록 구비되어 있다.

상기 파이프 연결부재(22)는 연결부재(21)의 단부에 연결되는 것으로서, 내부는 유체가 통과할 수 있는 중공형태로 형성되어 있고, 외면은 다수개의 요철링(221)의 형태를 갖도록 형성하여 탱크에 연결된 파이프를 용이하게 연결시키도록 구비되어 있다.

또한, 파이프 연결부재(22)의 상부는 테이퍼지도록 형성하여 조임너트(23)로 고정시키는 과정에서 자동으로 기밀이 유지되도록 구비되어 있다.

상기 조임너트(23)는 파이프 연결부재(22)를 연결부재(21)에 고정시키는 기능을 갖도록 구비되어 있다.

상기 에어공급 연결구(3)는 미도시한 에어탱크 또는 압축기로 부터 토출되는 공기를 노즐몸체(1)내로 공급하여 액체가 미세하게 분사되도록 하는 것으로서, 상기 유체공급 연결구(2)와 같이 연결부재(31)와, 파이프 연결부재(32) 및조임너트(23)로 구성되며, 유체공급 연결구(2)와 나란히 노즐몸체(1)의 하측에 고정되어 있다.

상기 에어캡(4)은 에어캡 몸체(41)와, 고정너트(42)와, 에어분사 가이드 (43)(43') 및 스톱링(44)으로 구성된다.

여기에서, 상기 에어캡 몸체(41)는 원추형태로 형성되어 노즐몸체(1)의 전방에 고정되는 것으로서, 그 내부는 후방이 개방된 형태를 취하도록 형성되어 있고, 이와 대향되는 전방은 폐쇄된 형태를 취하도록 형성되어 있다.

상기 폐쇄된 전방의 중앙에는 액체분사공(411)이 형성되어 있고, 이 액체분사공(411)의 양측으로 제 1에어분사공(412)이 일체로 형성되어 있다.

상기 고정너트(42)는 노즐몸체(1)의 전방으로 형성된 제 2나사(13)에 에어캡 몸체(41)를 고정시키는 것으로서, 고정너트(42)와 에어캡 몸체(41)는 그 내부에 구비된 스톱링(44)에 의해 회전은 가능하지만 상호 분리가 되지 않도록 구비되어 있다.

상기 에어분사 가이드(43)(43')는 제 1에어분사공(412)으로 부터 분사되는 에어에 의해 액체가 확산되는 가운데 이를 더욱 미세하게 확산시키는 기능을 갖는 것으로서, 소정의 두께와 높이를 갖도록 에어캡 몸체(41)의 외측에 일체로 형성되어 있고, 상기 에어분사 가이드(43)(43')의 내측에는 에어캡 몸체(41)의 내부와 연결되는 제 2에어 분사공(431)이 형성되어 있다.

상기 분사부재(5)는 유체공급 연결구(2)를 통해 노즐몸체(1)로 공급된 유체가 액체분사공(411)을 통해 전방으로 분사되는 가운데 에어공급 연결구(3)를 통해노즐몸체(1)로 공급된 에어가 제 1에어분사공(412)과 제 2에어분사공(431)으로 분사되도록 구비하여 액체의 분사를 미세하게 할 수 있도록 구비되어 있다.

이를 위해, 상기 분사부재(5)는 원통형의 분사 몸체(51)로 구성하되, 상기 분사 몸체(51)는 후방에 노즐몸체(1)의 제 2암나사(14)에 결합되는 제 3나사(52)를 형성하고, 그 전방은 깔대기 형태로 구비되어 있다.

또한, 분사 몸체(51)의 외주연부에는 다수개의 공기통로(53)(53')가 형성되어 있고, 상기 분사 몸체(51)의 내부는 관통된 형태로서, 그 전방에는 액체분사공(411)에 삽입이 가능하도록 좁은 유로를 갖는 분사공(54)이 일체로 구비되어 있다.

상기 액체공급조절부(6)는 피스톤(612)과, 니들핀(61)과, 로크너트(62)와, 조절놉(63), 스프링(64) 및 제어용 에어공급 연결구(8)로 구성된다.

여기에서, 상기 피스톤(612)의 전방에는 소정의 직경과 길이를 갖는 니들핀(61)이 고정되어 있으며, 피스톤(612)의 외주연부에는 실링(611)이 구비되어 노즐몸체(1)의 실린더(12)에 기밀유지가 된 상태로 삽입되도록 형성되어 있다.

이때, 상기 니들핀(61)은 실린더(12)의 중앙에 연결된 관통홀(11)에 삽입되도록 구비되어 있으며, 상기 관통홀(11)에는 니들핀(61)의 기밀유지를 위해 별도의 삽입공(161)이 형성된 고정링 부재(16)를 이용하여 다른 실링(17)이 개재되도록 구비되어 있다.

상기 고정링 부재(16)는 그 외주연부에 나사산을 형성하여 관통홀(11)의 일측에 나사 결합되도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 로크너트(62)는 실린더(12)의 외주연부에 형성된 제 1나사(121)에 결합되는 것으로서 조절놉(64)의 이동을 제한하도록 형성되어 있다.

상기 스프링(64)은 유체의 점도나 점성에 따라 니들핀(61)의 작동력을 조절하는 것으로서, 상기 조절놉(64)과 피스톤(612) 사이에 끼워지도록 구비되어 있다.

상기 제어용 에어공급 연결구(8)는 니들핀(61)의 단부에 구비된 피스톤(612)을 전후방으로 이동시켜 분사공(54)을 통해 분사되는 액체의 량을 조절하는 것으로서, 미도시한 압축기로 부터 일정한 압력을 갖는 압축공기가 공급되도록 구비되어 있다.

이를 위해, 실린더(12)에 연결된 제 1유로(19)를 갖는 제 1암나사(123)를 노즐몸체(1)의 일측에 일체로 형성하고, 상기 제 1암나사(123)에는 유체공급 연결구(2)와 동일한 형태를 갖는 연결부재(81)와, 파이프 연결부재(82) 및 조임너트(83)가 연결되도록 구비되어 있다.

상기 패턴조절구(7)는 에어공급 연결구(2)를 통해 공급되는 에어를 에어캡 (4)에 형성된 제 1에어분사공(412)과 제 2에어분사공(431)을 통해 분사시키는 가운데 제 2에어분사공(431)으로 분사되기 위해 공급되는 에어량을 조절하여 여러가지의 분사패턴이 형성되도록 구비되어 있다.

이를 위해, 상기 패턴조절구(7)는 상기 노즐몸체(1)의 일측으로 고정너트 (71)에 나사 결합된 밸브(72)로 구성하되, 상기 밸브(72)가 에어공급 연결구(3)로 부터 노즐몸체(1)로 공급되는 제 4유로(193)의 일부를 차단하거나 그 단면적을 조절할 수 있도록 구비되어 있다.

이와 같이 구성된 유체혼합용 분사노즐(A)을 이용하여 액체를 분사시키는 과정은 다음과 같다.

먼저, 노즐몸체(1)의 하단에 고정된 유체공급 연결구(2)를 통해 분사되어질 유체가 공급되면, 유체는 노즐몸체(1)의 내부에 형성된 제 2유로(191)를 통해 제 2암나사(14)가 형성된 내부로 이동하게 된다.

다음, 제 2암나사(14)의 내부로 유입된 유체는 분사부재(5)의 내부를 경유한 후 그 단부에 형성된 분사공(54)을 통해 전방으로 분사되려고 하나, 이때 액체공급 조절부(6)의 스프링(64)의 탄성력에 의해 니들핀(61)이 전방으로 전진하여 분사공(54)을 막고 있는 상태가 됨에 따라 액체가 외부로 분사되는 것이 방지된다.

이와 동시에 에어공급 연결구(3)를 통해 에어가 노즐몸체(1)로 공급되면, 공급된 에어는 제 3유로(192)를 통해 제 2암나사(14)의 외측과 구획링벽(18) 사이로 이동하게 되며, 그 사이로 이동된 에어는 분사부재(5)의 외주연부에 형성된 다수개의 공기통로(53)(53')를 통해 전방으로 다시 이동하게 된다.

다음, 분사부재(5)의 전방으로 이동된 에어는 에어캡(4)의 전방에 형성된 제 1에어분사공(412)을 통해 에어캡(4)의 전방측으로 분사되면서 그 상태를 유지하게 된다.

또한, 제 3유로(192)의 단부에 패턴조절구(7)의 밸브(72)가 삽입되는 제 4유로(193)가 연결된 상태로 형성되어 있음으로써, 상기 밸브(72)를 통과한 공기는 다시 제 4유로(193)를 통해 제 2나사(13)와 구획링벽(18) 사이로 이동하게 되며, 제 2나사(13)와 구획링벽(18) 사이로 이동된 에어는 에어캡(4)의 에어분사가이드(43)(43')에 형성된 제 2에어분사공(431)을 통해 전방으로 분사되는 상태를 유지하게 된다.

이때, 패턴조절구(7)의 밸브(72)를 열거나 닫을 경우, 제 2에어분사공(431)을 통해 전방으로 분사되는 공기압 또는 공기량을 조절함으로써, 분사되어지는 액체의 농도 및 분포도를 조절할 수 있게 된다.

이러한 상태에서 미도시한 제어밸브 등을 조작하여 제어용 에어공급 연결구(8)를 통해 고압의 공기가 노즐몸체(1)의 내부로 공급됨과 동시에 고압의 공기는 제 1유로(19)를 따라 실린더(12)로 유입된다.

실린더(12)내로 유입된 공기가 팽창이 되면서 피스톤(612)을 조절놉(63)의 방향으로 밀게됨과 동시에 피스톤(612)에 연결된 니들핀(61)이 연동되면서 폐쇄시키고 있던 분사공(54)이 개방이 된다. 이때, 공기압에 의해 스프링(64)은 압축된 상태를 취하게 된다.

따라서, 개방된 분사공(54)을 통해 유체가 전방으로 분사되며, 이때 제 1에어분사공(412)과 제 2에어분사공(431)에서 공기가 분사되고 있는 상태가 됨에 따라 전방으로 유체가 확산되면서 넓게 분사됨으로써, 상품의 표면에 페인팅이나 소독 및 접착제 등을 균일한 두께를 갖도록 도포할 수 있게 된다.

이 같은 상태에서 미도시한 제어밸브를 조작하여 제어용 에어공급 연결구(8)를 통해 공급되는 고압의 공기를 차단함과 동시에 압축되어 있던 스프링(64)의 탄성력이 다시 복원됨에 따라 분사부재(5)에 열려 있던 분사공(54)을 니들핀(61)이 다시 폐쇄시켜 액체의 분사를 중지시키게 된다.

이와 같이 본 고안은 액체가 공기와 함께 일정한 두께를 가지며 제품의 표면을 고르게 뿌려질 수 있도록 함으로써, 식품의 소독, 금형의 표면에 이형제 도포, 냉각, 접착, 프레스 몰딩, 오일급유, 포장습도조절, 냄새제거 분진제거, 페인팅, 코팅 등 을 균일하게 할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims

노즐몸체(1)의 내부로 유체공급 연결구(2)를 통해 공급된 유체가 에어공급연결구(3)을 통해 공급되는 에어에 의해 분사되도록 구성된 유체혼합용 분사노즐 (A)에 있어서,

상기 노즐몸체(1)의 전방과 에어캡(4) 사이에는 분사부재(5)를 삽입하되, 노즐몸체(1)에 분사부재(5)가 나사 결합으로 고정되도록 구성하고, 상기 에어캡(4)이 고정된 노즐몸체(1)의 후방에는 액체공급 조절부(6)를 나사식으로 체결하여 고정하고, 상기 노즐몸체(1)의 일측에는 고정너트(71)에 나사 결합된 밸브(72)를 갖는 패턴조절구(7)가 고정되어져 구성됨을 특징으로 하는 유체혼합용 분사노즐.
제 1항에 있어서,

상기 액체공급 조절부(6)는 실링(611)을 갖는 피스톤(612)에 고정된 니들핀(61)이 노즐몸체(1)에 형성된 관통홀(11)을 갖는 실린더(12)에 삽입되도록 구성하고, 상기 실린더(12)의 외주연부에는 제 1나사(121)를 형성하여 로크너트 (62)와 조절놉(63)을 나사 결합하여 고정하되, 조절놉(63)과 피스톤(612) 사이에 스프링(64)을 끼워 구성하고, 상기 노즐몸체(1)의 일측에는 실린더(12)에 연결된 제 1유로(19)를 갖는 제 1암나사(123)를 형성하여 제어용 에어공급 연결구(8)가 고정되도록 구성됨을 특징으로 하는 유체혼합용 분사노즐.
제 1항에 있어서,

상기 에어캡(4)은 내부의 후방이 개방된 형태를 취하며, 폐쇄된 전방에는 액체분사공(411)과 제 1에어분사공(412)이 형성된 원추형태를 갖는 에어캡 몸체(41)를 구비하고, 상기 에어캡 몸체(41)를 노즐몸체(1)의 전방으로 형성된 제 2나사(13)에 고정시키는 고정너트(42)로 구성하되, 상기 에어캡 몸체(41)의 외측에는 제 2에어분사공(431)을 갖는 복수개의 에어분사 가이드(43)(43')를 형성하고, 상기 에어캡 몸체(41)와 고정너트(42)는 스톱링(44)에 의해 결합되도록 구성됨을 특징으로 하는 유체혼합용 분사노즐.
제 1항에 있어서,

상기 분사부재(5)는 노즐몸체(1)의 제 2암나사(14)에 결합되는 제 3나사(52)를 후방에 형성한 원통형으로 전방은 깔대기 형태로 구비되어 있고, 외주연부에는 다수개의 공기통로(53)(53')를 형성한 분사 몸체(51)로 형성하되, 상기 분사 몸체(51)는 내부가 관통된 형태로 전방에 액체분사공(54)이 일체로 형성되어져 구성됨을 특징으로 하는 유체혼합용 분사노즐.