KR200467711Y1 - 고압균질혼합기용 호퍼 - Google Patents

Abstract

본 고안은 의약품, 화장품 또는 식품등을 제조하기 위해서 원료를 교반하거나 필터링 할 때 사용되는 도구로서 밀폐형으로 이루어진 고압균질혼합기용 호퍼에 관한 것이다. 특히, 호퍼몸체를 형성함에 있어서 외곽호퍼 내부에 내부호퍼가 별도로 마련되는 2중 챔버구조를 가져 교반되는 약액의 무리한 온도 상승을 차단하고, 호퍼몸체 하단에 형성된 볼밸브를 통해서 배출되는 약액의 흐름을 제어하며, 볼밸브 하단의 체결플렌지구조를 통해서 필터링 장치나 혼합기에 자유롭게 선택적으로 결합되어 사용될 수 있도록 한 고압균질혼합기용 호퍼에 관한 것이다.

Description

고압균질혼합기용 호퍼{HOPPER FOR HIGH PRESSURE HOMOGENIZERS}

본 고안은 의약품, 화장품 또는 식품등의 제조에 사용되는 고압균질혼합기용 호퍼에 관한 것으로서, 특히 무균공정이 필요하거나, 온도, 수분 또는 유기용매에 민감하며 공기중에 존재하는 산소에 의해 산화될 수 있는 난용성 의약품 생산에 적합한 고압균질혼합기용 호퍼에 관한 것이다.

액상의 의약품, 화장품 또는 식품등을 제조하는 때에는 내용물의 균질한 혼합을 위해서 균질혼합공정이 요구될 수 있으며, 이 때 고압균질혼합기가 사용될 수 있다. 고압균질혼합기는 호퍼와 고압균질혼합기 본체로 구성되는데, 호퍼는 약액을 일시적으로 저장하는 기능 및 이를 고압균질혼합기 본체로 공급하는 기능을 가지며, 고압균질혼합기 본체에서는 호퍼에서 공급된 약액이 고압으로 오리피스를 고속으로 통과하면서 압력의 급격한 저하에 따른 캐비테이션과 난류, 전단력으로 미세입자로 되고 약액의 성분이 균일하게 혼합되게 된다.

이와 같은 고압균질혼합기를 통과해서 균질화된 약액은, 균질화를 담보하기 위해서, 그 결과물을 다시 호퍼에 투입하여 균질화 공정을 여러 차례 반복할 수 있으며, 균질혼합공정이 완료된 후에는, 여과공정이나 충전공정등의 후속공정을 거쳐서 최종 제품으로 생산된다.

그런데, 약액의 종류에 따라서는, 균질화 공정에 있어서, 균질화 효과 뿐 아니라, 추가적으로 고려해야 할 사항이 있을 수 있는데, 예를 들면, 수분, 유기용매 및 온도에 민감한 난용성 약액을 주성분으로 하는 주사제를 제조하는 경우에는, 균질화 공정중에 온도를 일정하게 유지할 수 있는 수단, 수분 또는 외부공기와의 접촉을 차단할 수 있는 수단, 내부의 수분 또는 유기용매를 진공감압을 통해 제거할 수 있는 수단, 또한, 무균상태를 유지할 수 있도록 하는 수단, 즉, 약액의 외부노출시간을 단축할 수 있는 수단등이 요구된다. 또한, 균질화 공정에서 후속 공정으로 진행할 때에는 각각의 공정에서 사용하는 용기가 서로 다르기 때문에 용기를 변경해야 하는데, 이 경우, 필연적으로 약액의 손실이 있기 마련이므로, 이를 방지하기 위해서는, 균질화 공정에서 사용하는 용기를 그대로 후속 공정에서 사용할 수 있도록 구성하는 것이 바람직할 것이다.

그러나, 종래의 공정에 있어서는, 이와 같은 수단은 존재하지 않았으며, 특히, 고압균질혼합기용 호퍼의 구조를 변경함으로서 위와 같은 과제를 달성하고자 하는 시도는 행해진 바 없다.

구체적으로, 종래기술에 있어서 고압균질혼합기용 호퍼의 구조를 개시하는 선행문헌으로서는, 한국 특허출원 제10-1988-13275호에 개시된 "호퍼 시스템"을 들 수 있는데, 이를 도 1 및 도 2를 통해서 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 2에 개시된 호퍼 시스템은 유동성 물질을 호퍼 내에 저장하며 유동성 물질을 호퍼로부터 유동 상태로 방출시키도록 되어 있는 호퍼 시스템에 관한 것이다. 그 구성으로는 유동성 물질을 호퍼(3)내로 장입시키기 위한 상단부(19)의 입구(21)가 있고, 유동성 물질을 호퍼(3)으로부터 방출시키기 위한 하단부(23)의 출구(25)가 있으며, 깔때기 모양의 측면벽(7)이 있다.

호퍼(3)의 측면벽(7)과 일치하는 깔때기 형상을 띠며 측면벽(7)을 밀접하게 덮고 있으며 공기에 대해서는 투과성이나 호퍼(3)내의 유동성 물질에 대해서는 일반적으로 불투과성이나 환상의 상단부(63) 및 하단부(68)를 갖는 막(5)이 있고, 압축공기를 호퍼(3)내로 도입하여 그 공기를 막(5)를 통해 호퍼(3)내에 보유된 유동성 물질 내로 통과되도록 함으로써 호퍼(3)으로부터 물질을 효과적으로 방출시키도록 물질을 유동화시키는 포오트(41)을 갖는 호퍼(3)와, 막(5)의 환상 상단부(63) 주위를 정위치에 고정시키고 막(5)의 구멍들을 통해 연장되는 체결기들을 사용함이 없이 막(5)의 환상 상단부(63) 주위를 호퍼(3)의 상단부에 대해 호퍼(3)의 측면벽(7)로부터 내측 반경 방향 위치에 고정하기 위한 호퍼(3)의 상단부(63)에 인접된 상부 환상 고정 조립체(9)가 있다. 또한 상기 막(5)의 환상 하단부(65) 주위를 정위치에 고정시키고 막(5)의 환상 하단부 내의 구멍들을 통해 연장되는 체결기들을 사용함이 없이 호퍼 하단부(23)에 대해 막의 하단부(65) 주위를 고정하기 위한 호퍼(3)의 하단부(23)에 인접된 하부 환상 고정 조립체(11)를 구비한다.

이 호퍼(3)는, 테이퍼진 측벽면(7)을 타고 하향하는 유동성 물질(본 고안의 약액과 유사)을 하단의 출구(25)로 배출시켜 필요한 기기나 장치로 공급한다. 이때 보다 용이하게 유동성 물질을 공급하기 위해서 종래의 고안은 막을 형성하고 호퍼(3)의 내부로 고압의 공기를 공급한다. 이 고압의 공기는 비록 젤 상태의 점도를 가진 유동성 물질이라도 고르게 유동될 수 있도록 배려한 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 호퍼(3)를 고압균질혼합기의 장치에 장착하는 경우, 다음과 같은 문제점이 존재한다.

첫째, 위 종래 호퍼에 있어서는, 균질혼합과정을 여러차례 행하는 경우, 약액의 온도가 상승하게 되는데, 이와 같은 온도의 상승을 방지할 수 있는 수단이 없고, 따라서, 온도에 민감한 약액의 경우 균질화 공정을 여러차례 행하는 경우 약액의 안정성에 문제가 발생할 우려가 있었다.

둘째, 위 종래 호퍼의 경우, 호퍼에 투입한 약액은 공기와 접촉하게 되므로 공기중에 존재하는 산소와 반응하여 산화반응이 일어나거나 수분에 의해서 약액의 안정성에 문제가 유발될 가능성이 있었다.

셋째, 위 종래 호퍼의 경우, 균질화 공정을 마친 약액이 후속 공정으로 진행하는 경우, 이를 별도의 용기에 투입하여야 하므로 공정간의 이동에 있어서 약액이 손실되는 것을 막을 수 없으며, 또한, 외부노출시간이 길어지기 때문에 약액이 변질될 우려가 있었고, 특히, 주사제와 같이 무균상태가 유지되어야 하는 경우에는 매우 적합하지 않았다.

즉, 무균상태가 요구되며, 또한 온도, 수분 또는 유기용매에 민감한 액상의 의약품, 식품 및 화장품을 균질화 함에 있어서, 종래 사용되던 호퍼는 적합하지 않다는 것을 알 수 있다. 이에, 본 고안은 이상의 문제점을 해결하려는 과제로 한다.

본 고안은 의약품, 화장품 또는 식품등을 제조할 때 사용되는 고압균질혼합기용 호퍼에 관한 것으로서, 호퍼를 밀폐형으로 구성하여 호퍼내부를 감압 또는 진공상태로 유지할 수 있도록 함으로서 약액의 외부노출을 방지할 수 있는 호퍼를 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.

또한, 호퍼몸체를 형성함에 있어서 외곽호퍼 내부에 내부호퍼가 별도로 마련되는 2중 챔버구조를 구비함으로서 약액의 온도상승을 차단할 수 있는 호퍼를 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.

또한, 호퍼몸체 하단에 형성된 볼밸브를 통해서 배출되는 약액의 흐름을 제어하며, 볼밸브 하단의 체결플렌지구조를 통해서 후속공정에 사용되는 장치와 자유롭게 결합됨으로서, 공정간의 약액의 이동시 약액의 손실을 막고 외부노출을 방지할 수 있는 호퍼를 제공하는 것을 해결하려는 과제로 한다.

본 고안에 따른 고압균질혼합기용 호퍼는, 커버(10)와 호퍼몸체(20)가 밀폐형으로 체결되는 호퍼로서, 상기 커버는, 약액을 상기 호퍼몸체(20) 내측으로 공급하는 니들밸브(76); 질소가스를 상기 호퍼몸체(20) 내측으로 공급하는 질소라인(15); 및 진공펌프와 연통되어 호퍼내부의 압력을 조절할 수 있는 진공밸브(16)를 포함하고, 상기 호퍼몸체(20)는 외곽호퍼(21)의 내측에 내부호퍼(22)를 가진 2중 챔버 구조를 가진 호퍼몸체이며, 그 하단에 배치된 볼밸브(30); 및 볼밸브(30)의 하단에 형성되는 체결 플렌지구조(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압균질혼합기용 호퍼이다.

또한 본 고안 고압균질혼합기용 호퍼에 따른, 커버(10)와 호퍼몸체(20)는, 원형의 커버(10)의 최 외곽 외주면에 형성되는 플렌지부(11); 수직방향으로 선 원통형의 호퍼몸체(20)의 상단에서 직각방향으로 지름을 확대한 대응플렌지부(23); 및 상기 플렌지부(11)와 대응플렌지부(23)가 겹쳐진 상태에서 패킹이 내장된 삽입홈(51)에 끼워지도록 단면이 "ㄷ"자로 형성된 클램프체인(52)과, 상기 클램프체인(52)이 다수의 링크(53)를 통해서 연결되고, 상기 클램프체인(52) 양단부를 체결하는 클램프부(54);가 형성된 링크클램프(50)를 통해서 일체로 결합되어 공기의 유입을 차단하고 링크클램프(50)의 클램프부(54)는, 일측단의 클램프체인(52) 끝단인 "ㄷ"자 결합부(55)에 힌지(56) 고정된 스크류바(57); 스크류바(57)의 끝단에 스크류 결합되는 조임손잡이(58); 클램프체인(52)의 타측 끝단에 형성된 "ㄷ"자의 고정플렌지(59);로 이루어져, 상기 조임손잡이(58)를 회전시키면, 상기 조임손잡이(58)가 결합부(55)와 고정플렌지(59)의 간격을 조이며 커버(10)와 호퍼몸체(20)를 견고히 밀폐시키며 : 커버(10)에는, 그 중심부 상단에 감압시 회전축으로부터 리킹(leaking)을 최소화 해주는 연결부(61)와 연결부에 고정된 교반날개(62)로 이루어진 교반기(60)를 설치하여, 호퍼몸체(20) 내측의 약액을 교반시킬 수 있도록 한다.

또한 본 고안 고압균질혼합기용 호퍼에 따른, 볼밸브(30)는, 호퍼몸체(20)의 하단에 체결하되 수직방향으로 형성된 배기공(31)과 원형의 회동공간을 가진 배출블럭(33); 회동공간에 삽입되고 수직의 관통공(34)이 형성된 볼(35); 상기 볼(35)의 관통공(34)에서 직각의 방향에 체결된 회전샤프트(36); 상기 회전샤프트(36)가 고정된 볼(35)의 타측에서 배출블럭(33)에 내장되는 베어링(37)에 끼워진 볼샤프트(36-1); 및 상기 회전샤프트(36)가 고정되어 배출블럭(33)의 외부로 노출되게 체결된 콕스위치(38);를 포함하여 구성되어 콕스위치(38)를 개방하면, 배기공(31)과 관통공(34)을 타고 약액을 하단으로 배출할 수 있도록 하며 : 체결플렌지구조(40)는, 볼트나 스크류로 체결되는 플렌지부(41)를 형성하여 고압균질혼합기, 충전기, 필터링 장치에 선택적으로 체결될 수 있도록 한다.

본 고안에 따른 고압균질혼합기용 호퍼는, 고압균질혼합기를 운용시 약액이 순환할 때 마찰에 의해서 발생하는 열에 의해서 약액의 온도가 상승하는 것을 방지할 수 있으며, 밀폐형으로 구성되어 있으므로 공기중의 산소 또는 수분과 약액이 접촉하는 것을 방지하며 또한 내부의 공기, 수분 또는 유기용매를 제거함으로서 약액의 안정성을 담보할 수 있고, 혼합용기의 변경없이 하나의 호퍼를 사용하여 후속공정에 이용가능하므로 약액의 손실 및 외부노출시간의 감소에 따른 공정에 적합한 이점이 있다.

도 1은 종래 호퍼 시스템의 전체적인 모습을 도시한 정면도,
도 2는 종래 호퍼 시스템의 내부 모습을 도시한 측 단면도,
도 3은 본 고안의 호퍼를 전체적으로 도시한 단면도,
도 4는 본 고안의 호퍼를 상부에서 도시한 평면도,
도 5는 본 고안의 커버와 커버몸체를 밀폐형으로 결합시키는 링크클램프를 도시한 도면,
도 6은 본 고안의 커버와 호퍼몸체가 링크클램프를 통해서 체결된 모습을 확대하여 도시한 도면,
도 7은 본 고안의 볼밸브 부위를 확대하여 도시한 도면,
도 8은 본 고안의 호퍼를 저면에서 도시한 저면사시도,
도 9는 본 고안의 호퍼몸체에서 냉매가 이동하는 모습을 도시한 도면이다.

본 고안은 의약품, 화장품 또는 식품등의 제조공정중 균질화 공정에 사용하는 고압균질혼합기용 호퍼에 관한 것이다. 본 고안의 구성과 그 작용을 도시된 도 3 내지 도 9을 통해서 상세히 설명한다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 본 고안은 커버(10)와 호퍼몸체(20)를 밀폐형으로 체결하되, 외곽호퍼(21)의 내측에 내부호퍼(22)를 가진 2중 챔버 구조를 가진 호퍼몸체(20)가 있고, 상기 호퍼몸체(20)의 하단으로 결합된 볼밸브(30)가 있으며, 볼밸브(30)의 하단에 형성되는 체결 플렌지구조(40)가 있다.

본 고안은 크게 2중 챔버 구조의 호퍼몸체(20), 볼밸브(30), 체결플렌지구조(40)를 통해서 하나의 호퍼로 제작된다. 호퍼몸체(20)는 외곽호퍼(21)와 내부호퍼(22)로 이루어져서 상기 외곽호퍼(21)와 내부호퍼(22)의 사이에는 냉매공간(A)을 형성하고, 내부호퍼(22)의 내부는 고압균질혼합기 본체로 공급되는 약액을 일시적으로 저장하는 공간으로 활용된다. 본 고안에서 내부호퍼(22)와 외곽호퍼(21)의 2중 챔버 구조를 실시한 이유는 고압균질혼합기 운용시 약액이 1회 순환할 때마다 마찰열이 발생하여 호퍼내부에 존재하는 약액의 온도가 올라가게 되는데, 이를 조절하기 위함이다. 고압균질혼합기 운용시 약액의 온도가 상승하는 것은, 예를 들면, 물의 경우 1회 순환시 약 3℃가 상승하며, 고점도 물질의 경우, 점도에 따라 차이가 있으나 약 10℃이상 상승하는 경우도 있다. 이에 따라, 상승된 약액의 온도를 하강시키기 위해서 2중 챔버 구조를 취하는 것이며, 또한, 보다 견고함을 부여하여 내구성을 향상시키기 위한 배려도 하였다.

호퍼몸체(20)의 내측에 수용된 약액은 온도, 수분 또는 유기용매에 매우 민감한 약물일 수 있는데, 이와 같은 약물은 수분, 유기용매 또는 온도에 의해서 영향을 받으며 공기중에 존재하는 산소에 의해서 산화되어 안정성에 심각한 문제를 발생시키는 경우도 있다. 또한, 고점도를 가지는 약액인 경우, 위에서 설명한 바와 같이, 균질혼합공정을 여러차례 수행함으로 인해서 약액의 온도가 상승되어 안정성에 문제가 발생할 우려 또한 존재한다. 따라서, 이를 해결하기 위해서는, 호퍼몸체(20)의 내부에 존재하는 약액이 공기와 접촉하지 않도록 할 필요성이 있으며, 또한, 온도의 상승을 막는 수단 또한 필요하게 된다. 이에, 본 고안에서는, 전술된 것처럼 호퍼몸체(20)와 그 상부를 덮는 커버(10)를 형성함에 있어서 완벽하게 체결되는 밀폐형 구조를 달성하였다. 이 밀폐형 구조는 호퍼에 충진된 약액이 외부 공기 또는 수분과 접촉하는 것을 막고, 또한, 호퍼몸체(20)내부의 압력을 감압상태로 유지함으로서 내부의 공기, 수분 또는 유기용매를 제거하거나 또는 질소가스로 충진할 수 있도록 함으로서, 약액의 안정성 향상에 기여한다. 또한 이렇게 밀폐형으로 형성된 본 고안의 호퍼몸체(20)는 2중 챔버 구조를 갖추어 약액의 온도의 상승을 제어할 수 있도록 한다. 후술하겠지만 본 고안의 호퍼는 커버(10)의 상단에 교반을 위한 교반기(60)도 장착된다. 호퍼에서 어느 정도 교반된 약액은 호퍼 하단의 고압균질혼합기로 제공되어 고압균질혼한공정을 거침으로서 우수한 균질화 효과를 달성하게 된다.

또한, 본 고안의 호퍼몸체(20)는, 그 내부호퍼(22)의 하단부분이 평평하지 않고 고압균질혼합기로 공급하는 원료 약액의 배출구를 중심으로 경사를 이룰 수 있고, 원활한 약액의 공급에 도움을 줄 수 있다.

밀폐구조 속에서 안정된 상태로 유지되는 약액은 하향하여 하단의 볼밸브(30)를 거쳐 고압균질혼합기로 이송된다. 볼밸브(30)는 볼을 이용하여 지나가는 약액의 량을 제어할 수도 있으며, 또한, 완전히 차단한 후에는, 호퍼를 고압균질혼합기의 본체로부터 탈거하여 후속공정에 사용되는 장치, 예를 들면, 여과기 또는 충전기등에 연결할 수 있다. 종래의 호퍼에 있어서는, 고압균질혼합기의 호퍼는, 다른 후속공정에 사용되는 여과기 또는 충전기등과는 호환이 이루어지지 않았기 때문에, 균질화 공정이 완료된 약액을 별도의 용기에 담아서 다시 여과기나 충전기에 투입해야 했고, 이로 인해서, 약액의 손실 및 이송하는 과정중의 외부노출에 따라 공기와의 접촉을 통해서 산화될 우려도 있으며, 이물질이 포함될 우려도 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 고안에서는, 호퍼를 밀폐형 구조로 함과 동시에 볼밸브(30)의 하단에 체결플렌지구조(40)를 적용하여 타 장치와 체결가능하도록 하였다. 보다 구체적으로는, 대응되는 장치 즉, 고압균질혼합기나 여과기 또는 충전기등에 대응되는 플렌지구조를 갖추고, 본 고안의 체결플렌지구조(40)를 연결한 상태에서 원터치 방식 또는 볼트나 스크류로 조이는 과정을 통해서 일체화시킨다. 위해서 설명한 바와 같이, 본 고안의 호퍼는 도시된 것처럼 볼밸브(30)를 통해서 호퍼의 하단으로 배출되는 약액을 일정량으로 유지시킬 수도 있지만, 완벽하게 차단할 수도 있고, 따라서, 약액이 하단으로 이동하는 것을 차단하고, 타 기계로 호퍼 자체를 탈거하여 연결할 수 있도록 한 것이다. 이 체결플렌지구조(40)는 다양한 형태로 제작이 가능한데, 원터치 방식으로 클램프를 이용하여 체결하거나, 볼트나 스크류 또는 구조적인 끼움구조를 통해서 달성이 가능하다. 본 고안은 이러한 모든 결합구조를 체결플렌지구조(40)에 포함시킨다.

이하, 본 고안의 보다 구체적인 실시예를 도시된 도면과 함께 상세히 살펴본다.

본 고안의 커버(10)와 호퍼몸체(20)는, 원형의 커버(10)의 최 외곽 외주면에 형성되는 플렌지부(11)와, 수직방향으로 선 원통형의 호퍼몸체(20)의 상단에서 직각방향으로 지름을 확대한 대응플렌지부(23)와, 상기 플렌지부(11)와 대응플렌지부(23)가 겹쳐진 상태에서 패킹이 내장된 삽입홈(51)에 끼워지도록 단면이 "ㄷ"자로 형성된 클램프체인(52)과, 상기 클램프체인(52)이 다수의 링크(53)를 통해서 연결되고, 상기 클램프체인(52) 양단부를 체결하는 클램프부(54)로 이루어진 링크클램프(50)를 가진다.

상기 링크클램프(50)가 상기 커버(10)와 호퍼몸체(20)를 일체화시켜 밀폐구조를 형성하는 것이다. 그 밀폐의 구조를 살펴보면 도시된 도 5와 6에서처럼, 커버(10)의 외곽부와 호퍼몸체(20)에서 수평방향으로 돌출되는 플렌지부(11)와 대응플렌지부(23)를 링크클램프(50)가 결합시키는 방식이다. 커버(10)의 외곽부는 가공되어 자체적으로 플렌지부(11)가 될 수 있도록 하고, 상기 커버(10)가 호퍼몸체(20)에 덮이게 되면, 상기 플렌지부(11)와 대응플렌지부(23)가 서로 겹칠 수 있는 형태이다. 바로 상기 플렌지부(11)가 대응플렌지부(23)가 겹치게 되면, 상기 링크클램프(50)를 끼우게 되는데, 상기 링크클램프(50)는 다수의 클램프체인(52)이 링크(53)로 결합된 구조이다. 도면에서 실시된 클램프체인(52)은 3개가 링크(53)로 결합된 실시예인데, 링크(53)에 의해서 자유롭게 절곡될 수 있다. 클램프체인(52)은 그 단면이 "ㄷ"자로 이루어진 삽입홈(51)을 가지고 있다. 이 삽입홈(51)에 대응되는 패킹이 끼워진 상태에서 상기 커버(10)의 플렌지부(11)와 호퍼몸체(20)의 대응플렌지부(23)를 끼우게 되면 패킹이 플렌지부(11)와 대응플렌지부(23) 사이로 빠져나가거나 새어 들어오는 공기의 흐름을 차단한다. 플렌지부(11)와 대응플렌지부(23)를 상하 방향에서 링크클램프(50)가 가압하여 완벽한 밀폐를 형성한다.

이 작용을 더욱 확실하게 하기 위해서 본 고안에서는 상기 링크클램프(50)에 별도의 클램프부(11)를 형성한다. 즉, 본 고안에 따른 상기 링크클램프(50)의 클램프부(54)는, 일측단의 클램프체인(52) 끝단인 "ㄷ"자 결합부(55)에 힌지(56) 고정된 스크류바(57)가 있고, 스크류바(57)의 끝단에 스크류 결합되는 조임손잡이(58)가 있으며, 클램프체인(52)의 타측 끝단에 형성된 "ㄷ"자의 고정플렌지(59)가 있다. 따라서 상기 조임손잡이(58)를 회전시키면, 상기 조임손잡이(58)가 결합부(55)와 고정플렌지(59)의 간격을 조이며 커버(10)와 호퍼몸체(20)를 견고히 밀폐시킨다.

클램프부(11)는 전술된 클램프체인(52)의 끝단에 "ㄷ"자의 결합부(55)를 형성하고, 이 결합부(55)의 간격에 끼워진 스크류바(57)를 힌지(56)로 체결시킨다. 이 스크류바(57)의 끝단에는 도시된 조임손잡이(58)가 있다. 따라서 상기 조임손잡이(58)는 회전을 통해서 스크류바(57)를 타고 전진과 후진을 할 수 있다. 상기 클램프체인(52)의 타단에도 "ㄷ"자 단면의 고정플렌지(59)가 형성되어 있기에 상기 스크류바(57)는 고정플렌지(59)에 끼워질 수 있는 형태이다. 조임손잡이(58)를 풀면 상기 조임손잡이(58)는 스크류바(57)의 후방으로 후퇴를 하고, 조임손잡이(58)을 조이면 스크류바(57)를 타고 전진한다. 상기 플렌지부(11)와 대응플렌지부(23)에 본 고안의 링크클램프(50)를 끼우고, 상기 조임손잡이(58)를 풀어 스크류바(57)가 상기 "ㄷ"자 단면의 고정플렌지(59)에 끼일 수 있도록 한 후, 상기 조임손잡이(58)를 조이게 되면 상기 조임손잡이(58)는 스크류바(57)를 타고 전진하며 고정플렌지(59)를 밀어주게 된다. 이때 상기 스크류바(57)의 끝단은 힌지(56)를 통해서 타측의 클램프체인(52)의 결합부(55)에 체결된 상태이기에 결합부(55)와 고정플렌지(59)는 그 간격을 좁힌다. 이 과정에서 상기 플렌지부(11)와 대응플렌지부(23)는 서로 간격이 밀착되고, 그 외곽부분을 둘러싸는 패킹에 의해서 견고한 밀폐작용이 달성된다.

또한, 본 고안은 전술한 것처럼 호퍼에 교반수단, 내부에 이물질이 들어가지 않도록 하는 수단, 산화를 방지하는 수단을 기능적으로 추가하였다. 이하 이에 대해서 설명한다.

본 고안에서 실시된 상기 커버(10)에는, 그 중심부 상단에 감압시 회전축의 리킹(leaking)을 최소화 해주는 연결부(61)와 연결부에 고정된 교반날개(62)로 이루어진 교반기(60)를 설치하여, 호퍼몸체(20) 내측의 약액을 교반시킬 수 있도록 한다.

구체적으로, 커버(10)의 상단에 감압시 회전축의 리킹(leaking)을 최소화 해주는 연결부(61)를 고정하고, 축을 하향시켜 그 끝단에 교반날개(62)를 장착하는 것이다. 커버(10) 중심부분의 연결부(61)에 회전축을 고정시켜 회전축 상단에 모터를 체결하면 연결부(61)를 관통하고 내려온 축이 회전을 하고, 그 끝단에 체결된 교반날개(62)가 회전하여 호퍼몸체(20)의 내측에 수용된 약액을 혼합시킬 수 있다.

또한 본 고안에서는 상기 커버(10)의 일측에, 질소라인(15)을 형성하여, 호퍼몸체(20) 내측으로 질소를 공급할 수 있다.

본 고안은 그 커버(10)와 호퍼몸체(20)의 결합을 밀폐형 체결구조로 형성하였기에 외부에서 침투될 수 있는 공기의 유입을 차단하였고, 호퍼몸체의 내부를 감압상태로 유지할 수 있고, 밀폐된 환경에서 외부의 이물질이나 공기의 유입은 차단되어 있다. 본 고안에서는 여기에 질소가스를 투입함으로서, 호퍼내부에서 "-" 공압이 형성되는 것을 방지함과 동시에 약액의 안정화에 기여한다. 구체적으로는, 커버에 설치되는 질소라인(15)을 통해서 질소가스를 공급할 수 있다.

또한, 본 고안에서는 커버(10)의 일측에 니들밸브(76)를 설치하여, 필요한 약액을 호퍼몸체(20) 내측으로 공급할 수 있도록 한다.

도시된 것처럼 이 니들밸브(76)는 밀폐형 호퍼의 내측에 계속적인 약액을 공급할 수 있다. 밸브를 개방하여 약액을 공급하면, 호퍼 하단의 볼밸브(30)를 통해서 약액을 고압균질혼합기 본체로 이송한다. 고압균질혼합기 본체에서 균질화 작업이 완료된 약액이 순환을 거쳐서 다시 니들밸브를 통해서 공급됨으로서, 여러차례의 균질환 공정이 행해질 수 있음은 물론이며, 계속적인 공급과 배출이 자동으로 이루어질 수 있고, 공급량과 배출량을 일정하게 유지시킴으로서, 호퍼 내부의 부피 변화를 최적화하여 항상 일정한 양의 약액만이 충진된 상태를 유지시킬 수도 있다.

이 과정에서 교반기는 교반을 계속할 수 있고, 배출을 향상시키고, 그에 따라 니들밸브(76)에서 주입되는 약액의 충진액도 증가시킬 수 있다. 혹시 발생될 부피변화가 의도된 것보다 크다면 질소라인(15)을 통해서 질소를 공급하고 이를 제어하는 방식으로 본 고안의 호퍼는 유기적으로 작동된다.

한편 본 고안에서 이미 전술된 것처럼, 호퍼몸체(20)는 2중 챔버 구조를 갖추고 있다. 따라서 외부의 열이나 온도가 내부로 전달되기 어렵다. 내부의 온도도 외부로 전달되기 어려운 구조를 갖는다. 이러한 2중 챔버구조를 본 고안에서는 더욱 활용하여, 보다 안정된 약액을 얻고자 냉매를 충진시킨다.

즉, 호퍼몸체(20)를 이루는 외곽호퍼(21)에는, 외곽호퍼(21)의 하단과 연통하는 밸브(71)가 형성된 유입라인(72)을 형성하고 상단에는 배출라인(73)을 형성하여 외곽호터(21)와 내부호퍼(22) 사이 냉매공간(A)에 냉매를 공급하여 내부호퍼(22)에서 전도된 열을 뺏어 교반시 약액의 온도 상승을 제어할 수 있도록 하였다.

외곽호퍼(21)와 내부호퍼(22)의 사이는 냉매공간(A)을 형성하고, 상기 냉매공간(A)에 냉매를 충진시키는 것이다. 고압균질혼합 과정을 거쳐서 호퍼로 투입된 약액은, 그 점도에 따라서, 온도가 상승할 수 있는데, 이와 같은 온도변화는 약액의 안정성에 영향을 미칠 수 있으므로, 상기 냉매에 의해서 온도가 흡수되어 외부로 배출되게 된다. 즉, 외곽호퍼(21)의 하단부분에 밸브(71)가 체결된 유입라인(72)을 통해서 저온의 냉매가 공급되고 외곽호퍼 상단의 배출라인으로 가온된 냉매가 나간다. 즉, 이 밸브(71)를 개방하면 유입라인(72)을 통해서 저온의 냉매가 흘러 외곽호퍼(21)의 내측 냉매공간(A)으로 유입된다. 유입된 냉매는 약액이 지닌 열을 흡수하며, 온도가 높아진 냉매는 외곽호퍼(21)의 상단에 형성된 배출라인(73)으로 통해서 빠져나간다. 이러한 과정을 통해서 내부호퍼(22) 내부에 존재하는 약액의 온도를 제어할 수 있다.

본 고안은 이 냉매와 2중 챔버구조를 통해서 온도의 상승으로 발생될 수 있는 약액의 안정성 문제를 해결한다.

또한, 본 고안의 커버(10)의 일측에는 펌프와 연통된 진공밸브(16)를 형성하여 내측의 공기, 수분 또는 유기용매를 제거할 수 있도록 한다. 본 고안의 호퍼는 밀폐구조이다. 이는 공기 또는 수분과의 접촉을 통해서 발생될 수 있는 약액의 안정성 문제를 해결하기 위한 것이다. 즉, 본 고안에서는 커버(10)를 관통하는 진공밸브(16)를 형성하여 내측의 공기를 빼주는 기능을 수행한다. 진공밸브(76)와 연통된 펌프의 힘을 이용하여 호퍼 내부에 존재하는 공기를 흡입할 수 있으며, 이를 통해서 호퍼 내부의 약액이 공기중에 존재하는 산소 또는 수분과 접촉하는 것을 근원적으로 차단할 수 있으며, 내부에 존재하는 공기, 수분 또는 유기용매도 제거할 수 있다.

이하, 본 고안의 볼밸브(30)를 설명한다. 이 볼밸브(30)는 하단으로 빼주는 약액의 량을 제어할 수 있으며, 또는, 이를 완전히 차단할 수 있다. 그 상세한 구성요소를 도 3과 7을 통해서 상세히 설명한다. 도시된 것처럼, 볼밸브(30)는, 호퍼몸체(20)의 하단에 체결하되 수직방향으로 형성된 배기공(31)과 원형의 회동공간을 가진 배출블럭(33)이 있고, 회동공간에 삽입되고 수직의 관통공(34)이 형성된 볼(35)이 있으며, 상기 볼(35)의 관통공(34)에서 직각의 방향에 체결된 회전샤프트(36)가 있다. 또한 상기 회전샤프트(36)가 고정된 볼(35)의 타측에서 배출블럭(33)에 내장되는 베어링(37)에 끼워진 볼샤프트(36-1)이 있고, 상기 회전샤프트(36)가 고정되어 배출블럭(33)의 외부로 노출되게 체결된 콕스위치(38)가 있다.

따라서 이들이 결합하여 상기 콕스위치(38)를 개방하면, 배기공(31)과 관통공(34)을 타고 약액을 하단으로 배출할 수 있도록 한다.

본 고안의 볼밸브(30)는 호퍼몸체(20)의 하단에 체결된 배출블럭(33)의 내측에 볼을 내장시키고 이 볼을 회전시키는 형태로 개방을 유도한다. 즉, 배출블럭(33)의 내부는 수직 방향으로 형성되는 배기공(31)이 있고, 그 중심부분에 원형의 공간부인 회동공간을 갖춘다. 바로 이 회동공간에 본 고안의 볼(35)이 끼워진다. 이 볼(35)은 상기 배기공(31)에 대응되는 관통공(34)이 있어서, 상기 배기공(31)과 관통공(34)이 일치하면 그 만큼의 연통이 이루어져 하단으로 약액을 흘려 보낼 수 있다. 관통공(34)은 상기 볼(35)에 일체로 결합된 회전샤프트(36)의 회전에 따라서 회전하게 되며, 상기 회전샤프트(36)의 끝단은 도시된 콕스위치(38)가 형성되어 있기에 사실상 이 콕스위치(38)를 회전시키는 작용이 회전샤프트(36)를 회전시키고, 끝단에 체결된 볼(35)을 회전시키게 된다. 이 회전은 그 회전각도에 따라서 볼(35)의 관통공(34)이 배기공(31)에 맞게 되는 현상을 발생시켜 배기공(31)의 개방과 폐쇄를 제어한다.

그리고 상기 볼(35)이 용이하게 회전하기 위해서 상기 회전샤프트(36)가 결합된 볼의 타측에는 별도의 샤프트(36-1)가 돌출되고, 그 샤프트(36-1)는 배출블럭(33)에 끼워진 베어링(37)에 삽입되어 볼(35)이 보다 용이하고, 정확한 회전운동을 할 수 있도록 한다.

마지막으로 본 고안의 체결플렌지구조(40)에 대해서 설명한다. 체결플렌지구조는 기본적으로 호퍼몸체와 고압균질혼합기 본체를 서로 연결하게 하는 구조이지만, 본 고안에 있어서의 체결플렌지구조는 볼트나 스크류로 체결되는 플렌지부를 형성하여 고압균질혼합기 뿐만 아니라 여과기 또는 충전기등의 후속공정에서 사용가능한 장치와 체결될 수 있도록 구성한다. 본 고안의 배출블럭(33)의 하단은 패킹이 내장된 별도의 플렌지부(41)를 형성한다. 이 플렌지부(41)는 본 고안의 호퍼몸체와 결합되어 사용될 수 있는 후속공정의 장치, 예를들면, 여과기 또는 충전기에 형성된 플렌지부와 대응된다. 예를들면, 플렌지부간을 서로 면접시키고 클램프를 체결하는 방식으로 기타 장치와 체결될 수 있다.

특히, 체결플렌지구조(40)는 본 고안의 상기 볼밸브(30)와 함께 유기적으로 결합되어 사용가능한데, 예를들면, 본 고안의 호퍼를 고압균질혼합기에 장착하여 사용하다가, 여과공정으로 이송해야 하는 때에는, 볼밸브(30)을 완전히 차단한 후, 약액이 들어있는 호퍼를 그대로 여과기로 옮긴다. 여과기에 형성된 별도의 플렌지부(41)에 본 고안 호퍼의 플렌지부(41)를 연결하고 다시 결합시키는 것이다. 이 방식은, 호퍼 내측의 약액을 빼내어 운반하는 과정에서 발생되는 손실분이 절감되고, 운반중에 발생될 수 있는 공기 또는 수분과의 접촉을 차단할 수 있다는 점에서 유리하다.

10; 커버 11; 플렌지부
15; 질소라인 76; 니들밸브
20; 호퍼몸체 21; 외곽호퍼
22; 내부호퍼 23; 대응플렌지부
30; 볼밸브 31; 배기공
33; 배출블럭 34; 관통공
35; 볼 36; 회전샤프트
37; 베어링 38; 콕스위치
40; 체결플렌지구조 41; 플렌지부
50; 링크클램프 51; 삽입홈
52; 클램프체인 53; 링크
54; 클램프부 55; 결합부
56; 힌지 57; 스크류바
58; 조임손잡이 59; 고정플렌지

Claims (8)

1. 커버(10)와 호퍼몸체(20)가 밀폐형으로 체결되는 고압균질혼합기용 호퍼로서,
   상기 커버는,
   약액을 상기 호퍼몸체(20) 내측으로 공급하는 니들밸브(76); 질소가스를 상기 호퍼몸체(20) 내측으로 공급하는 질소라인(15); 및 진공펌프와 연통되어 호퍼내부의 압력을 조절할 수 있는 진공밸브(16)를 포함하고,
   상기 호퍼몸체는,
   상기 호퍼몸체(20)의 하단에 배치된 볼밸브(30); 및 볼밸브(30)의 하단에 형성되는 체결 플렌지구조(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 고압균질혼합기용 호퍼.
2. 제 1항에 있어서, 상기 호퍼몸체(20)는 외곽호퍼(21)의 내측에 내부호퍼(22)를 가진 2중 챔버 구조를 가진 호퍼몸체인 것을 특징으로 하는 고압균질혼합기용 호퍼.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   커버(10)와 호퍼몸체(20)는,
   원형 커버(10)의 최외곽 외주면에 형성되는 플렌지부(11);
   수직방향으로 선 원통형의 호퍼몸체(20)의 상단에서 직각방향으로 지름을 확대한 대응플렌지부(23); 및
   상기 플렌지부(11)와 대응플렌지부(23)가 겹쳐진 상태에서 패킹이 내장된 삽입홈(51)에 끼워지도록 단면이 "ㄷ"자로 형성된 클램프체인(52)과, 상기 클램프체인(52)이 다수의 링크(53)를 통해서 연결되고, 상기 클램프체인(52) 양단부를 체결하는 클램프부(54);가 형성된 링크클램프(50)를 통해서 일체로 결합되어 공기의 유입을 차단한 것을 특징으로 하는 고압균질혼합기용 호퍼.
4. 제1 항 또는 제 2항에 있어서,
   링크클램프(50)의 클램프부(54)는,
   일측단의 클램프체인(52) 끝단인 "ㄷ"자 결합부(55)에 힌지(56) 고정된 스크류바(57);
   스크류바(57)의 끝단에 스크류 결합되는 조임손잡이(58);
   클램프체인(52)의 타측 끝단에 형성된 "ㄷ"자의 고정플렌지(59);로 이루어져, 상기 조임손잡이(58)를 회전시키면, 상기 조임손잡이(58)가 결합부(55)와 고정플렌지(59)의 간격을 조이며 커버(10)와 호퍼몸체(20)를 견고히 밀폐시키는 것을 특징으로 하는 고압균질혼합기용 호퍼.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   커버(10)에는,
   그 중심부 상단에 감압시 회전축의 리킹(leaking)을 최소화 해주는 연결부(61)와 연결부에 고정된 교반날개(62)로 이루어진 교반기(60)를 설치하여, 호퍼몸체(20) 내측의 약액을 교반시킬 수 있도록 한 고압균질혼합기용 호퍼.
6. 제 2항에 있어서,
   호퍼몸체(20)를 이루는 외곽호퍼(21)에는, 외곽호퍼(21)의 하단과 연통하는 밸브(71)가 형성된 유입라인(72)을 형성하고 상단에는 배출라인(73)을 형성하여 외곽호퍼(21)와 내부호퍼(22) 사이 냉매공간(A)에 냉매를 공급하여 내부호퍼(22)에 존재하는 약액의 온도 상승을 제어할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 고압균질혼합기용 호퍼.
7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   볼밸브(30)는,
   호퍼몸체(20)의 하단에 체결하되 수직방향으로 형성된 배기공(31)과 원형의 회동공간을 가진 배출블럭(33);
   회동공간에 삽입되고 수직의 관통공(34)이 형성된 볼(35);
   상기 볼(35)의 관통공(34)에서 직각의 방향에 체결된 회전샤프트(36);
   상기 회전샤프트(36)가 고정된 볼(35)의 타측에서 배출블럭(33)에 내장되는 베어링(37)에 끼워진 볼샤프트(36-1); 및
   상기 회전샤프트(36)가 고정되어 배출블럭(33)의 외부로 노출되게 체결된 콕스위치(38);를 포함하여 구성되어 콕스위치(38)를 개방하면, 배기공(31)과 관통공(34)을 타고 약액을 하단으로 배출할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 고압균질혼합기용 호퍼.
8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   체결플렌지구조(40)는,
   볼트나 스크류로 체결되는 플렌지부(41)를 형성하여 고압균질혼합기, 충전기, 필터링 장치에 호환가능하게 체결될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 고압균질혼합기용 호퍼.

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