KR20230058310A - 멤브레인-기반 피스톤 펌프 및 멤브레인-기반 피스톤 펌프를 포함하는 균질화 장치 - Google Patents

Abstract

균질화 장치(100)에 사용하기 위한 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1)로, 상기 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1)는,
- 유체 제품(P1)을 위한 제품 측을 유압 유체(P2)를 위한 유압 측과 분리시키는 멤브레인 수단(2);
- 유압 유체(P2)에 작용하도록 작동하는 왕복 피스톤(3);
- 유압 유체(P2)를 보유하는 탱크(10)와 유압 측 사이에 선택적으로 유체 연통을 이루도록 구성된 밸브 수단(4)을 포함하고,
상기 밸브 수단(4)은,
- 상기 피스톤 펌프(1)의 작동 조건에서, 유압 측의 압력이 사전에 정의된 제2 임계 값 미만으로 떨어지는 것에 응답하여, 유압 측으로부터 사전에 정의된 제1 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체(P2)를 유압 측으로 배출하도록 구성된, 제1 밸브 장치(5, 6);
- 상기 피스톤 펌프(1)의 적어도 하나의 비-작동 조건에서, 유압 측으로부터 탱크(10)를 향해 사전에 정의된 제3 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체(P2)를 배출하도록 구성된, 제2 밸브 장치(7, 8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.

Description

멤브레인-기반 피스톤 펌프 및 멤브레인-기반 피스톤 펌프를 포함하는 균질화 장치

본 발명은 멤브레인-기반 피스톤 펌프 및 멤브레인-기반 피스톤 펌프를 포함하는 균질화 장치에 관한 것이다.

여기에 제안된 발명은 식품 산업, 특히 낙농 부문에서 사용된다. 본 발명은 또한 화학, 제약 또는 화장품 산업에서 사용될 수 있다.

가변적이기는 하지만, 현재 알려진 다양한 실시형태에서, 균질화 장치는 고압 펌프 및 다음을 위해 입자를 함유하는 유체 제품에 작용하는 균질화 밸브를 포함한다.

- 에멀젼의 경우, 제품을 안정화하고 유통 기한을 늘리기 위해, 입자를 분쇄하여 입자의 크기를 균일하게 하고, 입자의 평균 크기와 분포의 편차를 줄인다.

- 제약 분야의 경우, 활성 성분의 추출을 용이하게 하기 위해 세포막을 파괴한다.

- 화학 분야 및 셀룰로오스의 경우 입자의 구조를 변형시킨다.

이러한 맥락에서 펌핑 시스템에 관심이 집중된다.

멤브레인(또는 다이어프램) 펌프의 사용은, 유체를 균질화 하기 위해 유체에 맥동력을 전달하기 위하여 유연한 부재(정확하게는 "멤브레인" 또는 "다이어프램")를 사용하는 것으로 알려져 있고, 이는 유체 자체를 (오염된) 외부 환경으로부터 분리시킬 수 있다.

예를 들어, 문헌 US 2012/0011998호는 가요성 부재가 균질화 할 유체의 보관 챔버와 피스톤이 수용되어 있는, 오일을 포함하는 유압 챔버 사이에서 분리기 요소로 작용하는 멤브레인 펌프를 보여준다.

공지된 솔루션에서 멤브레인의 무결성은 50 바(bar)에 달하는 압력에서 세척액으로 시스템을 세척하는 동안 문제가 될 수 있다. 이것은 마모가 급속하게 진행되고 하고, 심지어 멤브레인을 파손시킬 수 있다.

본 발명의 기초가 되는 기술적 과제는, 전술한 종래 기술이 안고 있는 단점들을 극복하는, 멤브레인-기반 피스톤 펌프 및 그 멤브레인-기반 피스톤 펌프를 포함하는 균질화 장치를 제안하는 것이다.

특히 본 발명의 목적은 세척 공정이나 유지보수 공정 중에도 멤브레인의 무결성이 유지되는 멤브레인-기반 피스톤 펌프를 제안하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 멤브레인-기반 피스톤 펌프 및 콤팩트하고 모듈식인 멤브레인-기반 피스톤 펌프를 포함하는 균질화 장치를 제안하는 것이다.

기재된 기술적 과제와 구체화 된 목적들은, 균질화 장치에 사용하기 위한 멤브레인-기반 피스톤 펌프로, 상기 멤브레인-기반 피스톤 펌프는,

- 유체 제품을 위한 제품 측을 유압 유체를 위한 유압 측과 분리시키는 멤브레인 수단;

- 유압 유체에 작용하도록 작동하는 왕복 피스톤;

- 유압 유체를 보유하는 탱크와 유압 측 사이에 선택적으로 유체 연통을 이루도록 구성된 밸브 수단을 포함하고,

상기 밸브 수단은,

- 상기 피스톤 펌프의 작동 조건에서, 유압 측의 압력이 사전에 정의된 제2 임계 값 미만으로 떨어지는 것에 응답하여, 유압 측으로부터 사전에 정의된 제1 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체를 유압 측으로 배출하도록 구성된, 제1 밸브 장치;

- 상기 피스톤 펌프의 적어도 하나의 비-작동 조건에서, 유압 측으로부터 탱크를 향해 사전에 정의된 제3 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체를 배출하도록 구성된, 제2 밸브 장치를 포함하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프에 의해 달성된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 비-작동 조건이 유지보수 조건이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 비-작동 조건이 세정 조건이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 사전에 정의된 제1 임계 값이 50 바 내지 450 바 사이에 포함되고, 사전에 정의된 제3 임계 값은 5 바 내지 50 바 사이에 포함된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 밸브 장치는 제1 과압 밸브와 캐비테이션 방지 밸브를 포함한다.

특히, 피스톤 펌프의 작동 조건에서, 제1 과압 밸브가,

- 유압 측으로부터 탱크를 향해 유압 유체를 배출할 수 있도록 사전에 정의된 제1 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체에 응답하여 개방 위치로;

- 사전에 정의된 제1 임계 값보다 작은 압력을 갖는 유압 유체에 응답하여 폐쇄 위치로 구성될 수 있다.

피스톤 펌프의 작동 조건에서, 캐비테이션 방지 밸브가,

- 유압 측의 유압 유체가 사전에 정의된 제2 임계 값 아래로 떨어지는 것에 응답하여 개방 위치로;

- 유압 측의 유압 유체가 사전에 정의된 제2 임계 값보다 크게 되는 것에 응답하여 폐쇄 위치로 구성될 수 있다.

일 실시형태에 따르면, 제2 밸브 장치는 제2 과압 밸브를 포함하되, 제2 과압 밸브는 피스톤 펌프의 적어도 하나의 비-작동 조건에서,

- 유압 측으로부터 탱크를 향해 유압 유체를 배출할 수 있도록 사전에 정의된 제3 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체에 응답하여 개방 위치로;

- 사전에 정의된 제3 임계 값보다 작은 압력을 갖는 유압 유체에 응답하여 폐쇄 위치로 구성될 수 있다.

바람직하기로는, 제2 밸브 장치는 체크 밸브를 포함하되, 상기 체크 밸브는 상기 피스톤 펌프의 작동 조건에서, 유압 측으로부터 탱크를 향해 유압 유체가 유동하는 것을 방지하도록 구성된다. 제2 과압 밸브는 탱크와 상기 체크 밸브 사이에 개재되어 있다.

일 실시형태에 따르면, 멤브레인-기반 피스톤 펌프는,

- 유체 제품을 위한 제품 챔버와 멤브레인 수단을 수용하는 멤브레인 바디로, 상기 제품 챔버는 제품 측에서 획득되는, 멤브레인 바디;

- 유압 유체를 위한 유압 챔버를 수용하는 펌프 바디로, 피스톤이 유압 챔버 내에 부분적으로 수용되어 있으며 그 안에서 슬라이드 가능하게 장착된, 펌프 바디;

- 멤브레인 바디와 펌프 바디 사이에 개재되어 있는 파이프로, 상기 파이프는 멤브레인 바디의 유압 측에 출현하는 제1 단부 및 유압 챔버 내에 출현하는 제2 단부를 구비하고, 상기 밸브 수단은 유압 챔버와 탱크 사이 및/또는 파이프와 탱크 사이에 선택적인 유체 연통을 설정하도록 구성되어 있는 파이프를 추가로 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 멤브레인-기반 피스톤 펌프는,

- 멤브레인 수단을 수용하는 단일 바디, 제품 측에서 획득된 유체 제품을 위한 제품 챔버, 유압 측에서 획득된 유압 유체를 위한 유압 챔버, 유압 챔버 내에 부분적으로 수용되고 그 안에서 슬라이드 가능하게 장착된 피스톤을 추가로 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 멤브레인-기반 피스톤 펌프는 제1 밸브 장치 및 제2 밸브 장치 모두를 수용하는 밸브 바디를 추가로 포함한다.

일 실시형태에 따르면, 멤브레인-기반 피스톤 펌프는 제1 밸브 장치를 수용하는 제1 밸브 바디 및 제2 밸브 장치를 수용하는 제2 밸브 바디를 추가로 포함한다.

본 발명의 추가 특징 및 이점은 첨부된 도면에 도시된 바와 같이 멤브레인-기반 피스톤 펌프 및 멤브레인-기반 피스톤 펌프를 포함하는 균질화 장치의 바람직하지만 배타적이지 않은 실시형태의 비제한적인 설명으로부터 더욱 완전하게 드러날 것이다.
- 도 1은 본 발명에 따른 멤브레인-기반 피스톤 펌프의 유압 회로를 도시한다.
- 도 2는 도 1의 멤브레인-기반 피스톤 펌프의 단면 및 그 부품의 분포를 도시한다.
- 도 3은 멤브레인-기반 피스톤 펌프의 일부(밸브 바디)를 도시한다.
- 도 4는 도 3의 밸브 바디를 도시한다.
- 도 5는 본 발명에 따른 균질화 장치를 도시한다.
- 도 6은 도 5의 균질화 장치의 멤브레인-기반 피스톤 펌프를 도시한다.

도면을 참조하면, 도면부호 1은 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1)를 나타내며, 이는 아래의 개시에서 간단히 "피스톤 펌프"로도 지칭된다.

피스톤 펌프(1)는 유체 제품(P1)에 대한 제품 측을 유압 유체(P2)(즉, 오일)에 대한 유압 측으로부터 분리하는 멤브레인 수단(2)을 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 멤브레인 수단(2)은 단일 층을 포함한다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 멤브레인 수단(2)은 서비스 유체를 포함하는 중간 챔버를 한정하는 방식으로 상호 이격된 2개의 층을 포함한다.

멤브레인 수단의 층은 바람직하게는 중합체 재료, 즉 PTFE로 제조된다.

피스톤 펌프(1)는 유압 유체(P2) 상에서 작동 가능하게 작동하는 왕복 피스톤(3)을 더 포함한다.

피스톤 펌프(1)는 또한 유압 측과 유압 유체(P2)를 수용하는 탱크(10) 사이에 선택적 유체 연통을 설정하도록 구성된 밸브 수단(4)을 포함한다.

피스톤 펌프(1)는 이하에서 설명되는 바와 같이 작동 조건에서 그리고 적어도 비-작동 조건에서 작동될 수 있다.

밸브 수단(4)은, 피스톤 펌프(1)의 작동 조건에서, 사전에 정의된 제1 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체(P2)를 유압 측으로부터 탱크(10)를 향하여 배출하고, 유압 측(4)의 압력이 사전에 정의된 제2 임계 값 아래로 떨어지는 것에 응답하여 유압 유체(P2)를 탱크(10)로부터 유압 측으로 끌어오도록 구성된 제1 밸브 장치(5, 6)를 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 사전에 정의된 제1 임계 값은, 제품 측에서 (균질화 될) 유체 제품의 압력을 상쇄(counter-balance)하기 위해 50 바 내지 450 바 사이에 포함된다.

일 실시형태에 따르면, 제2 임계 값은 제1 임계 값과 일치한다.

밸브 수단(4)은, 또한 피스톤 펌프(1)의 적어도 하나의 비-작동 상태에서, 유압 측(4)으로부터 사전에 정의된 제3 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체(P2)를 탱크(10)를 향해 배출하도록 구성된 제2 밸브 장치(7, 8)를 또한 포함한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 사전에 정의된 제3 임계 값은 5 바 내지 50 바 사이에 포함된다.

제1 밸브 장치(5, 6)는 제1 과압 밸브(5) 및 캐비테이션 방지 밸브(6)를 포함한다.

피스톤 펌프(1)의 작동 조건에서, 제1 과압 밸브(5)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

유압 유체(P2) 측에서 탱크(10)를 향해 유압 유체(P2)를 배출하기 위해 사전에 정의된 제1 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체(P2)에 응답하는, 개방 위치;

사전에 정의된 제1 임계 값 미만의 압력을 갖는 유압 유체(P2)에 응답하는, 폐쇄 위치.

피스톤 펌프(1)의 작동 조건에서, 캐비테이션 방지 밸브(6)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

- 유압 측의 유압 유체(P2)가 사전에 정의된 제2 임계 값 아래로 떨어지는 것에 응답하는, 개방 위치;

- 유압 측의 유압 유체(P2)가 사전에 정의된 제2 임계 값을 초과하는 것에 대해 응답하는, 폐쇄 위치. 특히, 작동 조건 동안, 제1 과압 밸브(5)와 캐비테이션 방지 밸브(6)는, 하나만 개방될 수 있는 방식으로, 즉 둘 다 동시에 개방될 수 없도록 제어된다.

피스톤 펌프(1)의 비-작동 조건에서, 제1 과압 밸브(5) 및 캐비테이션 방지 밸브(6)는 유압 측의 압력이 제2 임계 값보다 낮고 제3 임계 값보다 낮기 때문에 폐쇄 위치로 구성될 수 있다.

제2 밸브 장치(7, 8)는 제2 과압 밸브(7)와 체크 밸브(8)를 포함한다.

제2 과압 밸브(7)는 탱크(10)와 체크 밸브(8) 사이에 개재된다.

피스톤 펌프(1)의 비-작동 상태에서, 제2 과압 밸브(7)는 다음과 같이 구성될 수 있다.

유압 측으로부터 탱크(10)를 향하여 유압 유체(P2)를 배출하기 위해 사전에 정의된 제3 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체(P2)에 응답하는, 개방 위치;

사전에 정의된 제3 임계 값 미만의 압력을 갖는 유압 유체(P2)에 응답하는, 폐쇄 위치.

피스톤 펌프(1)의 작동 조건에서, 체크 밸브(8)는 유압 측으로부터 탱크(10)를 향한 유압 유체(P2)의 유동을 방지하도록 구성된다.

도 2의 실시형태에 따르면, 피스톤 펌프(1)는 멤브레인 바디(9) 및 펌프 바디(12)를 포함한다.

멤브레인 바디(9)는 멤브레인 수단(2) 및 유체 제품(P1)을 위한 제품 챔버(11)를 수용한다. 제품 챔버(11)는 제품 측에서 얻어진다.

펌프 바디(12)는 유압 유체(P2)를 위한 유압 챔버(13)를 수용한다.

피스톤(3)은 유압 챔버(13)에 부분적으로 수용되고, 그 내부에서 슬라이딩 가능하게 장착된다.

멤브레인 바디(9)와 펌프 바디(12)는 파이프(14)에 의해 연결된다.

파이프(14)는 멤브레인 바디(9)의 유압 측으로 나오는 제1 단부(14a) 및 유압 챔버(13)에서 나오는 제2 단부(14b)를 갖는다.

밸브 수단(4)은 유압 챔버(13)와 탱크(10) 사이 및/또는 파이프(14)와 탱크(10) 사이에 선택적 유체 연통을 설정하도록 구성된다.

이 실시형태에서, 멤브레인 바디(9)는 펌프 바디(12)에 원격으로 연결된다.

다른 실시형태(도시되지 않음)에 따르면, 피스톤 펌프(1)는 멤브레인 수단(2)을 수용하는 단일 바디, 제품 측에서 얻어진 유체 제품(P1)을 위한 제품 챔버(11) 및 유압 측에서 얻어진 유압 유체(P2)를 위한 유압 챔버(13)를 포함한다.

피스톤(3)은 유압 챔버(13)에 부분적으로 수용되고, 그 내부에 슬라이딩 가능하게 장착된다.

피스톤 펌프(1)는 피스톤 펌프(1)의 작동을 시작하기 전에 탱크(10)와 유압 챔버(13) 사이의 선택적 유체 소통을 허용하도록 구성된 추가 밸브(18)를 포함한다.

이 밸브(18)는 체크 밸브 또는 수동으로 작동되는 밸브 또는 제어 수단을 통해 작동되는 게이트 밸브일 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 실시형태에 따르면, 피스톤 펌프(1)는 제1 밸브 장치(5, 6) 및 제2 밸브 장치(7, 8) 모두를 수용하는 밸브 바디(15)를 포함한다.

특히, 제1 과압 밸브(5) 및 캐비테이션 방지 밸브(6)는 탱크(10)로부터 유압 챔버(13)(또는 파이프(14))로 연장되는 제1 채널(16)을 따라 위치된다.

체크 밸브(8)는 탱크(10)와 유압 챔버(13)(또는 파이프(14)) 사이의 연통을 확립하기 위해 제2 채널(17)을 따라 위치된다. 제2 채널(17)은 제1 채널(16)과 구별(분리)된다.

다른 실시형태(도시되지 않음)에 따르면, 피스톤 펌프(1)는 제1 밸브 장치(5, 6)를 수용하는 제1 밸브 바디 및 제2 밸브 장치(7, 8)를 수용하는 제2 밸브 바디를 포함한다. 제1 밸브 바디 및 제2 밸브 바디는 이에 따라 근접하게 장착할 수 있는 즉 함께 패킹될 수 있는 별개의 바디이다.

이하에서, 본 발명에 따른 멤브레인-기반 피스톤 펌프의 기능을 설명한다.

피스톤 펌프(1)는, 제품 챔버(11)가 균질화 될 제품 유체(P1)로 채워진 상태로 작동 조건에 있다.

피스톤 펌프(1)의 작동 조건 동안, 제1 과압 밸브(5)는 유압 챔버(또는 파이프(4)) 내의 유압 유체(P2)의 압력 값에 따라 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 구성될 수 있다.

특히, 유압 유체(P2)의 압력 값이 미리 정의된 제1 임계 값 아래로 유지될 때까지, 제1 과압 밸브(5)는 개입하지 않는데, 이는 제1 과압 밸브(5)가 폐쇄 위치에서 유지된다는 것을 의미한다.

유압 챔버(13)(또는 파이프(4))의 유압 유체(P2)의 압력 값이 미리 정의된 제1 임계 값 위로 상승하자마자, 제1 과압 밸브(5)는 유압 챔버(13)(또는 파이프(14))와 탱크(10) 사이에 유체 연통을 설정하기 위해 개방 위치로 이동하며, 이에 따라 유압 챔버(13)(또는 파이프(14))로부터 탱크(10)를 향해 유압 유체(P2)가 배출된다.

특히, 제1 채널(16)을 통해 유압 챔버(13)(또는 파이프(14))(4)로부터 탱크(10)로 일정량의 유압 유체(P2)가, 유압 챔버(13)(또는 파이프(14)) 내의 유압 유체(P2)의 압력 값이 제1 임계 값으로 낮아질 때까지 토출된다.

피스톤 펌프(1)의 작동 조건 동안, 캐비테이션 방지 밸브(6)는, 유압 챔버(13)(또는 파이프(14))의 유압 유체(P2)의 압력 값에 따라 개방 위치 또는 폐쇄 위치로 구성될 수 있다.

특히, 유압 챔버(13)(또는 파이프(14))의 유압 유체(P2)의 압력 값이 미리 정의된 제2 임계 값보다 큰 값으로 유지될 때까지, 캐비테이션 방지 밸브(6)는 개입하지 않는다. 이는 폐쇄 위치에 유지되어 있다는 것을 의미한다.

유압 챔버(13)(또는 파이프(14))의 유압 유체(P2)의 압력 값이 미리 정의된 제2 임계 값 아래로 떨어지면, 캐비테이션 방지 밸브(6)가 개방 위치로 이동하여 유압 챔버(13)(또는 파이프(14))와 탱크(10) 사이에 유체 연통이 형성되어, 탱크(10)로부터 유압 챔버(13)(또는 파이프(14))로 더 많은 유압 유체(P2)를 끌어들일 수 있게 한다.

특히, 유압 챔버(13) 내(또는 파이프(14) 내)의 유압 유체(P2)의 압력 값이 제2 임계 값이 될 때까지 제1 채널(16)을 통해 유압 챔버(13)에서 탱크(10)까지 일정량의 유압 유체(P2)가 채워진다. 예를 들어, 누출이 있는 경우, 미리 정의된 제2임계 값 아래로 압력 밸브가 떨어질 수 있다.

피스톤 펌프(1)가 작동 조건일 때, 체크 밸브(8)가 닫혀서 제2 채널(17)을 따라 탱크(10)와 유압 챔버(13)의 유체 연통이 차단된다.

따라서, 제2 과압 밸브(7)는 개입하지 않는다. 이는 폐쇄 위치에서 유지된다는 것을 의미한다.

피스톤 펌프(1)를 청소해야 할 때, 작동하지 않는 조건(예를 들어, 청소 조건)에서 작동한다.

피스톤 펌프(1)는 CIP 사이클 동안 세정 조건에 있으며, 여기서 제품 챔버(11)는 세정 유체로 채워진다.

본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 비-작동 조건이 유지보수 조건(maintenance condition)이다. 피스톤 펌프(1)가 비-작동 조건에 있을 때, 제1 과압 밸브(5) 및 캐비테이션 방지 밸브(6)는 폐쇄 위치에 구성된다.

제2 채널(17)에서, 체크 밸브(8)는 열려 있는데, 이는 유압 챔버(13)와 탱크(10) 사이의 유체 소통을 허용한다는 것을 의미한다.

제2 과압 밸브(7)는 유압 챔버(13)(또는 파이프(14)) 내의 유압 유체(P2)의 압력 값에 따라 개방 위치 또는 폐쇄 위치에서 구성 가능하다.

특히, 유압 챔버(13)(또는 파이프(14)) 내의 유압 유체(P2)의 압력 값이 사전에 정의된 제3 임계 값 미만으로 유지될 때까지, 제2 과압 밸브(7)는 폐쇄 위치에 유지된다.

유압 챔버(13)(또는 파이프(14)) 내의 유압 유체(P2)의 압력 값이 사전에 정의된 제3 임계 값보다 높게 상승하자마자, 제2 과압 밸브(7)는 제2 유압 챔버(13)(또는 파이프(14)) 및 탱크(10) 사이에 유체 연통을 설정하기 위해 개방 위치로 이동하며, 이에 따라 유압 챔버(13)(또는 파이프(14))로부터 탱크(10)를 향한 유압 유체(P2)의 배출을 허용한다.

특히, 유압 챔버(13)(또는 파이프(14)) 내의 유압 유체(P2)의 압력 값이 제3 임계 값 아래로 될 때까지 일정량의 유압 유체(P2)가 제2 채널(17)에 의해 유압 챔버(13)(또는 파이프(14))로부터 탱크(10)로 토출된다.

비-작동 조건이 세정 조건인 경우, 제2 과압 밸브(7)는 제품 챔버(11) 내의 세정 유체의 압력과 균형을 이루도록(15 바 내지 50 바 사이에 구성됨) 작동된다.

도 5에는,

- 복수의 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1)(위에서 설명됨);

- 멤브레인-기반 피스톤 펌프의 하류에 배열된 균질화 밸브;

- 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1)의 피스톤(3)을 왕복하도록 구성된 작동 수단을 포함하는 균질화 장치(100)가 예시되어 있다:

도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 복수의 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1)는 하나가 다른 것 옆에 배열되고, 대응하는 파이프(14)가 번들을 형성한다.

본 발명에 따른 멤브레인-기반 피스톤 펌프 및 멤브레인-기반 피스톤 펌프를 포함하는 균질화 장치의 특징 및 장점은 장점과 마찬가지로 명백하다.

제품 측에서 세정 유체의 압력을 상쇄하기 위해, 유압 측으로부터 유압 유체를 배출할 수 있는 제2 밸브 장치 덕분에, 세척 또는 유지보수 조업 중에 멤브레인에 가해지는 응력이 제어 상태로 유지된다.

특히, 멤브레인 수단을 파손하거나 손상시킬 수 있는 압력 값에 도달하는 것을 방지하게 한다. 멤브레인 수단이 파손되거나 손상되면, 장치를 정지시키고 상기 수단을 교체해야 한다.

또한, 밸브 장치가 동일한 밸브 바디에 수용될 수 있기 때문에, 피스톤 펌프가 콤팩트해진다.

이는 또한 콤팩트하고 모듈형 균질화 장치가 되게 한다.

Claims (14)

1. 균질화 장치(100)에 사용하기 위한 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1)로, 상기 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1)는,
   - 유체 제품(P1)을 위한 제품 측을 유압 유체(P2)를 위한 유압 측과 분리시키는 멤브레인 수단(2);
   - 유압 유체(P2)에 작용하도록 작동하는 왕복 피스톤(3);
   - 유압 유체(P2)를 보유하는 탱크(10)와 유압 측 사이에 선택적으로 유체 연통을 이루도록 구성된 밸브 수단(4)을 포함하고,
   상기 밸브 수단(4)은,
   - 상기 피스톤 펌프(1)의 작동 조건에서, 유압 측의 압력이 사전에 정의된 제2 임계 값 미만으로 떨어지는 것에 응답하여, 유압 측으로부터 사전에 정의된 제1 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체(P2)를 유압 측으로 배출하도록 구성된, 제1 밸브 장치(5, 6);
   - 상기 피스톤 펌프(1)의 적어도 하나의 비-작동 조건에서, 유압 측으로부터 탱크(10)를 향해 사전에 정의된 제3 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체(P2)를 배출하도록 구성된, 제2 밸브 장치(7, 8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
2. 제1항에 있어서, 비-작동 조건이 유지보수 조건인 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
3. 제1항에 있어서, 비-작동 조건이 세정 조건인 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
4. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 사전에 정의된 제1 임계 값이 50 바 내지 450 바 사이에 포함되고, 사전에 정의된 제3 임계 값은 5 바 내지 50 바 사이에 포함되는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
5. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 제1 밸브 장치(5, 6)는 제1 과압 밸브(5)와 캐비테이션 방지 밸브(6)를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
6. 제5항에 있어서, 피스톤 펌프(1)의 작동 조건에서, 제1 과압 밸브(5)가,
   - 유압 측으로부터 탱크(10)를 향해 유압 유체(P2)를 배출할 수 있도록 사전에 정의된 제1 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체(P2)에 응답하여 개방 위치로;
   - 사전에 정의된 제1 임계 값보다 작은 압력을 갖는 유압 유체(P2)에 응답하여 폐쇄 위치로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
7. 제5항 또는 제6항에 있어서, 피스톤 펌프(1)의 작동 조건에서, 캐비테이션 방지 밸브(6)가,
   - 유압 측의 유압 유체(P2)가 사전에 정의된 제2 임계 값 아래로 떨어지는 것에 응답하여 개방 위치로;
   - 유압 측의 유압 유체(P2)가 사전에 정의된 제2 임계 값보다 크게 되는 것에 응답하여 폐쇄 위치로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
8. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 제2 밸브 장치(7, 8)는 제2 과압 밸브(7)를 포함하되, 제2 과압 밸브(7)는 피스톤 펌프(1)의 적어도 하나의 비-작동 조건에서,
   - 유압 측으로부터 탱크(10)를 향해 유압 유체(P2)를 배출할 수 있도록 사전에 정의된 제3 임계 값보다 큰 압력을 갖는 유압 유체(P2)에 응답하여 개방 위치로;
   - 사전에 정의된 제3 임계 값보다 작은 압력을 갖는 유압 유체(P2)에 응답하여 폐쇄 위치로 구성될 수 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
9. 제8항에 있어서, 제2 밸브 장치(7, 8)는 체크 밸브(8)를 포함하되, 상기 체크 밸브는 상기 피스톤 펌프(1)의 작동 조건에서, 유압 측으로부터 탱크(10)를 향해 유압 유체(P2)가 유동하는 것을 방지하도록 구성되고, 제2 과압 밸브(7)는 탱크(10)와 상기 체크 밸브(8) 사이에 개재되어 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
10. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 유체 제품(P1)을 위한 제품 챔버(11)와 멤브레인 수단(2)을 수용하는 멤브레인 바디(9)로, 상기 제품 챔버(11)는 제품 측에서 획득되는, 멤브레인 바디(9);
    - 유압 유체(P2)를 위한 유압 챔버(13)를 수용하는 펌프 바디(12)로, 피스톤(3)이 유압 챔버(13) 내에 부분적으로 수용되어 있으며 그 안에서 슬라이드 가능하게 장착된, 펌프 바디(12);
    - 멤브레인 바디(9)와 펌프 바디(12) 사이에 개재되어 있는 파이프(14)로, 상기 파이프(14)는 멤브레인 바디(9)의 유압 측에 출현하는 제1 단부(14a) 및 유압 챔버(13) 내에 출현하는 제2 단부(14b)를 구비하고, 상기 밸브 수단(4)은 유압 챔버(13)와 탱크(10) 사이 및/또는 파이프(14)와 탱크(10) 사이에 선택적인 유체 연통을 설정하도록 구성되어 있는 파이프(14);를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
11. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서,
    - 멤브레인 수단(2)을 수용하는 단일 바디, 제품 측에서 획득된 유체 제품(P1)을 위한 제품 챔버(11), 유압 측에서 획득된 유압 유체(P2)를 위한 유압 챔버(13), 유압 챔버 내에 부분적으로 수용되고 그 안에서 슬라이드 가능하게 장착된 피스톤(3)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
12. 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 있어서, 제1 밸브 장치(5, 6) 및 제2 밸브 장치(7, 8) 모두를 수용하는 밸브 바디(15)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 밸브 장치(5, 6)를 수용하는 제1 밸브 바디 및 제2 밸브 장치(7, 8)를 수용하는 제2 밸브 바디를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인-기반 피스톤 펌프.
14. - 선행하는 청구항들 중 어느 한 항에 따른 복수의 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1);
    - 상기 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1)의 하류에 배치되는 균질화 밸브;
    - 멤브레인-기반 피스톤 펌프(1)의 피스톤(3)을 왕복시키도록 구성된 작동 수단을 포함하는, 균질화 장치(100).

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