WO2013141461A1 - 원 패스 타입 분산 및 유화 장치 - Google Patents

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WO2013141461A1
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fixed
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impeller
liquid
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이범섭
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주식회사 케이엔에스컴퍼니
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    • B01F23/471—Mixing liquids with liquids; Emulsifying involving high-viscosity liquids, e.g. asphalt using a very viscous liquid and a liquid of low viscosity

Definitions

  • the present invention relates to a one-pass type dispersing and emulsifying apparatus, and more particularly, to improve the efficiency of dispersion or emulsification of liquids, and to process not only low viscosity liquids but also high viscosity liquids having low fluidity. And a one-pass type dispersing and emulsifying apparatus for enabling to control the flow rate of the liquid to be treated as desired.
  • Such dispersing and emulsifying device should apply shear force to liquid to cause dispersion or emulsifying.
  • high pressure homogenizer it converts the pressure into jet and impinges or inverts the wall. In this way, the kinetic energy of the jet stream is converted into shear energy between the liquid and the liquid, thereby dispersing or emulsifying.
  • Conventional homogenizer type dispersing and emulsifying apparatus converts and uses jets, so that there is a pressure difference or velocity difference, and the air dissolved in the liquid or the air remaining in the system generates bubbles, causing coarse and large particles. Since the single pass does not achieve the desired dispersion or emulsification effect, the liquid is circulated several times, resulting in a large amount of time spent in dispersing or emulsifying, thereby reducing efficiency.
  • the conventional homogenizer type dispersing and emulsifying device is a self-suction method, that is, a type in which suction and discharge occur and circulate due to a difference in pressure due to rotation. It should be applied only to low viscosity materials with fluidity, which makes it difficult to apply to emulsification of high viscosity materials, and it causes cavitation and causes the flow rate of liquids to be dispersed or emulsified. Had a problem that is difficult to adjust.
  • the present invention is to improve the efficiency of dispersion or emulsification to the liquid, and to be able to process not only low-viscosity liquid, but also high-viscosity liquid with low fluidity.
  • the aim is to control the flow rate of the liquid to be treated as desired.
  • the inlet and the discharge port for discharging the liquid is provided on both sides, respectively, the chamber for providing a moving path of the liquid;
  • a shaft rotatably installed inside the chamber;
  • a motor installed to rotate the shaft;
  • a plurality of second blades formed on the inner surface of the chamber along the longitudinal direction of the shaft so as to be positioned around the rotary impeller, each of which extends toward the center portion and is formed at a plurality of intervals along the circumferential direction.
  • An emulsifying device is provided.
  • the ring may further include a frame to be installed in the shaft cover.
  • the chamber is installed such that the rotary impeller is arranged up and down by being installed vertically inside the shaft, and the fixed impeller is fixed to be stacked up and down on an inner circumferential surface thereof, and the inlet is formed at a lower end thereof,
  • the discharge port may be formed.
  • the chamber may include a stacking space in which the fixed impellers are stacked, and a cover for opening and closing the stacking space on one side of the stacking space may be bolted to support the fixed impeller.
  • the rotary impeller is slidingly coupled to one side of the shaft is stacked in multiple stages, it may be maintained by the spacer to space between each other.
  • the shaft, the cap for preventing the separation of the rotary impeller may be bolted to the end of one side.
  • the fixed impeller may be formed with a plurality of second blades along the inner circumferential surface of the ring member having a ring shape to be inserted into the inner surface of the chamber.
  • the fixed impeller may have a step between the second blade and the inner circumferential surface such that the end of the first blade overlapped with the second blade is adjacent to the inner circumferential surface.
  • the present invention can satisfy the required dispersion or emulsification due to its excellent concentration ability and efficiency by itself, only once passing the liquid water along the path.
  • the present invention concentrates only on high-speed dispersion for the liquids pushed by the pump installed in the front stage rather than its own suction force, it is possible to process not only low-viscosity liquids but also high-viscosity liquids with low fluidity.
  • the present invention can prevent the cavitation (cavitation) to adjust the flow rate of the liquid to be treated as desired.
  • the present invention can be used for multi-function (multi-function) to suit the application by using a variety of interchangeable impeller or by adding and removing.
  • the present invention can be rotated at a high speed while maintaining a precise clearance (Clearance) can perform a defoaming function through the treatment of the liquid having a bubble, it is possible to inject air into the liquid by injecting air as needed.
  • the present invention is capable of performing a multi-stage dispersion, such as more than eight stages of dispersion or emulsification treatment, which enables precise dispersion of multiple stages according to the use and use conditions, and has the effect of installing several equipments of the existing process. This saves time and money for maintenance.
  • FIG. 1 is a front view showing a one-pass type dispersion and emulsification apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a front sectional view showing a one-pass type dispersion and emulsification apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a front sectional view showing the main part of the one-pass type dispersion and emulsification apparatus according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 3.
  • FIG. 1 is a front view showing a one-pass type dispersion and emulsification apparatus according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a front sectional view showing a one-pass type dispersion and emulsification apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the one-pass type dispersing and emulsifying apparatus 100 is a chamber 110, a shaft 120, a motor 130, a rotary impeller 140 and a fixed impeller 150, which may be discharged by performing dispersion or emulsifying the supplied liquid.
  • liquids include sauces, mayonnaise, cosmetic creams, toothpastes, adhesives, pigments of ink or paint, film coating agents, various thickeners, foaming materials, secondary battery solutions, chemical waste treatment solutions of semiconductor wafers, environmentally friendly recycling solutions, and the like.
  • physically small particles may be made to facilitate chemical environmental treatment.
  • the one-pass type dispersion and emulsifying apparatus 100 may further include a frame 160 for the installation of the chamber 110 and the motor 130, the frame 160 is an example chamber
  • the shaft 110 of the motor 130 is fixed by the shaft cover 161 so as to face downward, and fixed by the fixing bracket 162 so that the motor 130 is positioned at the top of the shaft cover 161.
  • a coupling 132 (shown in FIG. 3) connecting the 131 and the shaft 120 protruding to the top of the chamber 110 is installed in the shaft cover 161.
  • the motor 130 or other components may be covered by the protective cover 163 or the like.
  • the chamber 110 is provided with an inlet 111 for injecting the liquid and an outlet 112 for discharging the liquid, respectively, to provide a moving path of the liquid inside.
  • the chamber 110 may be installed such that the rotary impeller 140 is vertically arranged by vertically installing the shaft 120 therein as in the present embodiment, and the fixed impeller 150 may have an inner circumferential surface. It may be fixed to be stacked up and down, the inlet 111 may be formed at the bottom, the discharge port 112 may be formed on the upper side.
  • the inlet 111 may be connected to the inlet line 10 for supplying the liquid material for dispersion or emulsification, and the discharge port 112 to the external storage of the liquid product after dispersion or emulsification in the chamber 110 Discharge lines (not shown) for supplying to a tank or the like may be connected.
  • the liquid inlet may be supplied to the inlet 111 by the pumping of the liquid water pump installed in the outside to maintain the discharge pressure of the liquid through the outlet 112.
  • the chamber 110 may include a stacking space 113 for stacking the fixed impeller 150 to be described later, and a cover for opening and closing the stacking space 113 at one side of the stacking space 113, for example, at a lower end thereof.
  • 114 may be coupled to the bolt 115 to support the fixed impeller 150. Therefore, it is possible to replace the fixed impeller 150 by the attachment and detachment of the cover 114.
  • the shaft 120 is rotatably installed inside the chamber 110, and may be connected to the shaft 131 of the motor 130 by the coupling 132 by being installed to penetrate the chamber 110 as in the present embodiment. have.
  • the shaft 120 may be installed in the chamber 110 or the frame 160 via a bearing so as to smoothly rotate from the chamber 110, and the shaft 120 may be installed with the chamber 110 to maintain the airtightness of the chamber 110.
  • O-rings and the like can be installed in the coupling portion.
  • the motor 130 is installed in the frame 160 to rotate the shaft 120, and operates by the operation of the control panel 170 (shown in FIG. 1) installed on the frame 160 or the outside thereof, thereby providing the shaft 120. It is to rotate the, it can be configured to enable the adjustment of the rotation speed by the operation of the control panel 170 (shown in Figure 1).
  • Rotating impeller 140 is fixed to the shaft 120 in a plurality of intervals along the longitudinal direction are installed in the movement path of the liquid, as shown in Figure 4, each extending toward the inner circumferential surface of the fixed impeller 150 A plurality of first blades 141 are formed at intervals along the circumferential direction.
  • the rotary impeller 140 may be coupled to rotate together with the shaft 120 by slidingly coupled to one side of the shaft 120, for example, a lower portion thereof, and stacked in multiple stages, thereby maintaining a space therebetween by the spacer 143.
  • the spacer 143 may be formed separately from the rotary impeller 140 or may be formed to be integral with the rotary impeller 140.
  • the rotary impeller 140 has a coupling part 142 (shown in FIG. 4) in which a plurality of first blades 141 are formed on the outer circumferential surface of the rotary impeller 140 to allow the sliding coupling with the shaft 120.
  • the hole into which the 120 is inserted may have a cross-sectional shape so as not to run away from the shaft 120, or as another example, the shaft 120 may be fixed by a pin, and as another example, a separate ring bracket may be used. It may be fixed to the shaft 120.
  • the shaft 120 may be coupled and fixed in various ways, including a screw coupling to the end of one side, for example, a lower end of the cap 121 to prevent the separation of the rotary impeller 140.
  • Fixed impeller 150 is provided in a plurality along the longitudinal direction of the shaft 120 on the inner surface of the chamber 110 to be located around the rotary impeller 140, as shown in Figure 4, each of the fixed impeller
  • the second blade 151 is formed between the rotary impeller 140, which extends toward the center of the center and is formed in plurality at intervals along the circumferential direction, and the first blade 141 rotates when the second blade 141 is rotated.
  • the relative rotation with the blade 151 causes the shear force to be generated in the liquid material passing through the chamber 110.
  • the fixed impeller 150 may be formed with a plurality of second blades 151 along the inner circumferential surface of the ring member 152 having a ring shape to be inserted into the inner surface of the chamber 110, and the second blade 151 may be formed. It may be formed to maintain a distance from the first blade 141 about 2mm, between the second blade 151 and the inner peripheral surface so that the end of the first blade 141 superimposed on the second blade 151 is adjacent to the inner peripheral surface Step 153 may be formed. Therefore, it is possible to increase the generation of the shear force on the liquid between the fixed impeller 150 and the rotary impeller 140.
  • the liquid introduced into the inlet 111 is the second blade.
  • the first blade 141 of the rotating impeller 140 While passing through the stage formed by the space between the 151 in multiple stages, the first blade 141 of the rotating impeller 140 to rotate to receive the shear force to be dispersed or emulsified.
  • the relative rotation of the first blade 141 and the second blade 151 disperses or emulsifies the liquids that pass through them intensively and efficiently, and further results in particle reduction.
  • a single pass along the inner path satisfies the necessary dispersion or emulsification, and the liquid matter which has been dispersed or emulsified is discharged to the discharge port 112 side.
  • the present invention intensively performs only high-speed dispersion for the liquid material supplied by the pump installed in the front stage rather than the suction force, it is possible to process not only low viscosity liquids but also high viscosity liquids with low fluidity.
  • cavitation it is possible not only to adjust the flow rate of the liquid that needs to be treated, but also to use the multi-function that is suitable for the purpose by variously replacing or adding or removing the impellers 140 and 150. Become.
  • the present invention can be rotated at a high speed while maintaining a precise clearance (Clearance) to perform the degassing function through the treatment of the liquid with bubbles, it is possible to inject air into the liquid by injecting air as needed
  • multi-stage dispersion for example, 8 or more steps can be carried out by dispersing or emulsifying, so that precise multi-stage dispersion is possible depending on the purpose and conditions of use. Having the effect of installing large equipment can save time and money in maintenance and repair.

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Abstract

본 발명은 액상물이 투입되기 위한 투입구와 액상물을 토출시키기 위한 토출구가 양측에 각각 마련됨으로써 내측에 액상물의 이동경로를 제공하는 챔버; 챔버의 내측에 회전 가능하게 설치되는 샤프트; 샤프트를 회전시키도록 설치되는 모터; 샤프트에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 고정되어 액상물의 이동경로에 설치되고, 각각은 가장자리를 향하여 연장되는 제 1 블레이드가 원주방향을 따라 간격을 두고서 다수로 형성되는 회전임펠러; 및 회전임펠러의 주위에 위치하도록 챔버의 내측면에 샤프트의 길이방향을 따라 다수로 마련되고, 각각은 중심부를 향하여 연장됨과 아울러 원주방향을 따라 간격을 두고서 다수로 형성되는 제 2 블레이드가 회전임펠러의 사이에 설치되며, 제 1 블레이드가 회전시 제 2 블레이드와의 상대적인 회전에 의해 챔버를 통과하는 액상물에 전단력을 발생시키도록 하는 고정임펠러를 포함하도록 한 원 패스 타입 분산 및 유화 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 액상물에 대한 분산이나 유화의 효율이 우수하도록 하고, 저점도의 액상물은 물론 유동성이 낮은 고점도의 액상물에 대해서도 처리가 가능하도록 하며, 처리가 필요한 액상물의 유량을 원하는대로 조절할 수 있다.

Description

원 패스 타입 분산 및 유화 장치
본 발명은 원 패스 타입 분산 및 유화 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액상물에 대한 분산이나 유화의 효율이 우수하도록 하고, 저점도의 액상물은 물론 유동성이 낮은 고점도의 액상물에 대해서도 처리가 가능하도록 하며, 처리가 필요한 액상물의 유량을 원하는대로 조절할 수 있도록 하기 위한 원 패스 타입 분산 및 유화 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 식품, 화장품, 잉크, 페인트, 접착제, 코팅제, 정밀화학 및 나노 신소재와 첨단 전자재료에 이르기까지 기초 소재산업은 정밀한 파티클(Particle) 분산과 유화 등 세밀성과 균일성이 완제품의 품질에 영향을 미치게 될 정도로 중요하다. 이를 위해 여러 가지 형식의 분산 및 유화 장치가 개발되어 사용되고 있다.
이러한 분산 및 유화 장치는 전단력을 액상물에 가하여 분산(Dispersion)이나 유화(Emulsifying)가 일어나도록 하여야 하는데, 고압식 호모게나이저(Homogenizer)인 경우, 압력을 제트류로 변환하여 벽에 충돌시키거나 반전시킴으로써 액상물와 액상물 사이에서 제트류의 운동 에너지를 전단 에너지로 변환시키도록 하여 분산이나 유화를 행한다.
종래의 호모게나이저 타입의 분산 및 유화 장치는 제트류를 변환하여 사용함으로써 압력차나 속도차가 존재하여 액상물 안에 용해되어 있는 공기나 계 안에 잔류했던 공기가 버블(bubbe)을 발생시켜서 거칠고 큰 입자가 발생하도록 하고, 단일 패스로는 원하는 분산이나 유화 효과를 얻지 못하기 때문에 액상물을 여러 번에 걸쳐서 순환시키게 되며, 이로 인해 분산이나 유화에 많은 시간이 소요되어 효율성을 저하시키는 문제점을 가지고 있었다.
또한, 종래의 호모게나이저 타입의 분산 및 유화 장치는 자흡(Self-suction) 방식 즉, 회전에 따른 압력의 차이로 인해 흡입과 배출이 일어나 순환하는 타입이며, 이런 자흡 방식은 이동이 가능한 상태가 되어야 하므로 유동성을 갖는 저점도(Low viscosity) 물질에만 적용할 수 있고, 이로 인해 고점도(High viscosity) 물질의 유화에 적용하는 것이 어려우며, 공동현상(Cavitation)을 유발하여 분산이나 유화의 대상인 액상물의 유량 조절이 어렵게 되는 문제점을 가지고 있었다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 액상물에 대한 분산이나 유화의 효율이 우수하도록 하고, 저점도의 액상물은 물론 유동성이 낮은 고점도의 액상물에 대해서도 처리가 가능하도록 하며, 처리가 필요한 액상물의 유량을 원하는대로 조절할 수 있도록 하는데 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 따르면, 액상물이 투입되기 위한 투입구와 액상물을 토출시키기 위한 토출구가 양측에 각각 마련됨으로써 내측에 액상물의 이동경로를 제공하는 챔버; 상기 챔버의 내측에 회전 가능하게 설치되는 샤프트; 상기 샤프트를 회전시키도록 설치되는 모터; 상기 샤프트에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 고정되어 액상물의 이동경로에 설치되고, 각각은 가장자리를 향하여 연장되는 제 1 블레이드가 원주방향을 따라 간격을 두고서 다수로 형성되는 회전임펠러; 및 상기 회전임펠러의 주위에 위치하도록 상기 챔버의 내측면에 상기 샤프트의 길이방향을 따라 다수로 마련되고, 각각은 중심부를 향하여 연장됨과 아울러 원주방향을 따라 간격을 두고서 다수로 형성되는 제 2 블레이드가 상기 회전임펠러의 사이에 설치되며, 상기 제 1 블레이드가 회전시 상기 제 2 블레이드와의 상대적인 회전에 의해 상기 챔버를 통과하는 액상물에 전단력을 발생시키도록 하는 고정임펠러를 포함하는 원 패스 타입 분산 및 유화 장치가 제공된다.
상기 챔버가 하방을 향하도록 샤프트커버에 의해 고정되고, 상기 모터가 상기 샤프트커버의 상단에 위치하도록 고정브라켓에 의해 고정됨으로써, 상기 모터의 축과 상기 챔버의 상단으로 돌출되는 상기 샤프트를 연결시키는 커플링이 상기 샤프트커버 내에 설치되도록 하는 프레임을 더 포함할 수 있다.
*상기 챔버는, 내측에 상기 샤프트가 수직되게 설치됨으로써 상기 회전임펠러가 상하로 배열되도록 설치되고, 상기 고정임펠러가 내주면에 상하로 적층되도록 고정되며, 하단에 상기 투입구가 형성되고, 상단 측부에 상기 토출구가 형성될 수 있다.
상기 챔버는, 상기 고정임펠러가 적층되기 위한 적층공간이 형성되고, 상기 적층공간의 일측에 상기 적층공간을 개폐시키기 위한 커버가 상기 고정임펠러를 지지하도록 볼트로 결합될 수 있다.
상기 회전임펠러는, 상기 샤프트의 일측에 슬라이딩 결합되어 다단으로 적층되되, 스페이서에 의해 서로 간의 간격을 유지하게 될 수 있다.
상기 샤프트는, 상기 회전임펠러의 이탈을 방지하기 위한 캡이 일측의 끝단에 볼트로 고정될 수 있다.
상기 고정임펠러는, 상기 챔버의 내측면에 삽입되도록 링형태를 가지는 링부재의 내주면을 따라 상기 제 2 블레이드가 다수로 형성될 수 있다.
상기 고정임펠러는, 상기 제 2 블레이드에 포개지는 상기 제 1 블레이드의 끝단이 내주면에 인접하도록 상기 제 2 블레이드와 내주면 사이에 단턱이 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 원 패스 타입 분산 및 유화 장치에 의하면, 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 본 발명은 액상물을 경로를 따라 1회 통과하는 그 자체만으로도 뛰어난 집중 능력과 효율성으로 인해 필요한 분산이나 유화를 만족시킬 수 있다.
둘째, 본 발명은 자체 흡입력이 아닌 전단에 설치된 펌프에 의해 밀려오는 액상물에 대하여 고속 분산만을 집중적으로 수행하기 때문에 저점도의 액상물은 물론 유동성이 낮은 고점도의 액상물에 대해서도 처리가 가능하다.
셋째, 본 발명은 공동현상(Cavitation)을 방지하여 처리가 필요한 액상물의 유량을 원하는 대로 조절할 수 있다.
넷째, 본 발명은 임펠러를 다양하게 교환해서 사용하거나 추가 및 제거함으로써 용도에 맞도록 다목적(Multi-function) 사용이 가능하다.
다섯째, 본 발명은 정밀한 간극(Clearance)을 유지하면서 고속 회전이 가능하여 기포를 가진 액상물의 처리를 통한 탈포 기능을 수행할 수 있고, 필요에 따라 공기를 주입하여 액상물에 기포 투입이 가능하다.
여섯째, 본 발명은 다단계, 예컨대 8단계 이상의 분산이나 유화 처리를 수행할 수 있도록 하여 용도 및 사용조건에 따라 다단계의 정밀 분산이 가능하고, 기존 공정의 여러 대 장비를 설치하는 효과를 가짐으로써 유지 및 보수에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원 패스 타입 분산 및 유화 장치를 도시한 정면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 패스 타입 분산 및 유화 장치를 도시한 정단면도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 원 패스 타입 분산 및 유화 장치의 요부를 도시한 정단면도이고,
도 4는 도 3의 A-A'선에 따른 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원 패스 타입 분산 및 유화 장치를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원 패스 타입 분산 및 유화 장치를 도시한 정단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 원 패스 타입 분산 및 유화 장치(100)는 챔버(110)와, 샤프트(120)와, 모터(130)와, 회전임펠러(140)와, 고정임펠러(150)를 포함할 수 있으며, 공급되는 액상물에 대한 분산(Dispersion)이나 유화(Emulsifying)를 수행하여 토출되도록 한다. 여기서, 액상물로는 소스나 마요네즈, 화장품 크림, 치약, 접착제, 잉크나 페인트의 안료, 필름코팅제, 각종 증점제, 발포재, 2차 전지 용액, 반도체웨이퍼의 화학적 폐처리 용액, 친환경 리사이클링 용액 등이 포함될 수 있고, 여기서, 친환경 리사이클링 용액의 경우 본 발명에 따른 원 패스 타입 분산 및 유화 장치(100)에 의해서, 물리적으로 작은 입자를 만들어 화학적 환경처리가 용이하도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 원 패스 타입 분산 및 유화 장치(100)는 챔버(110)와 모터(130) 등의 설치를 위하여 프레임(160)을 더 포함할 수 있는데, 프레임(160)은 일례로 챔버(110)가 하방을 향하도록 샤프트커버(161)에 의해 고정되고, 모터(130)가 샤프트커버(161)의 상단에 위치하도록 고정브라켓(162)에 의해 고정됨으로써, 모터(130)의 축(131)과 챔버(110)의 상단으로 돌출되는 샤프트(120)를 연결시키는 커플링(132; 도 3에 도시)이 샤프트커버(161) 내에 설치되도록 한다. 또한, 모터(130)나 기타 구성부품들이 보호커버(163) 등에 의해 덮어질 수도 있다.
챔버(110)는 액상물이 투입되기 위한 투입구(111)와 액상물을 토출시키기 위한 토출구(112)가 양측에 각각 마련됨으로써 내측에 액상물의 이동경로를 제공하도록 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(110)는 본 실시예에서처럼 내측에 샤프트(120)가 수직되게 설치됨으로써 회전임펠러(140)가 상하로 배열되도록 설치될 수 있고, 고정임펠러(150)가 내주면에 상하로 적층되도록 고정될 수 있으며, 하단에 투입구(111)가 형성될 수 있고, 상단 측부에 토출구(112)가 형성될 수 있다. 여기서, 투입구(111)에는 분산이나 유화를 위한 액상물이 공급되기 위한 투입라인(10)이 연결될 수 있고, 토출구(112)에는 챔버(110) 내에서 분산이나 유화를 거친 액상물을 외부의 저장탱크 등으로 공급하기 위한 토출라인(미도시)이 연결될 수 있다. 또한, 투입구(111)에는 외부에 설치된 액상물용 펌프의 펌핑에 의해 액상물이 투입라인(10)을 통해서 공급됨으로써 토출구(112)를 통한 액상물의 토출압을 유지하도록 할 수 있다.
챔버(110)는 후술하게 될 고정임펠러(150)가 적층되기 위한 적층공간(113)이 형성될 수 있고, 적층공간(113)의 일측, 예컨대 하단에 적층공간(113)을 개폐시키기 위한 커버(114)가 고정임펠러(150)를 지지하도록 볼트(115)로 결합될 수 있다. 따라서, 커버(114)의 착탈에 의해 고정임펠러(150)의 교체 등을 가능하도록 한다.
샤프트(120)는 챔버(110)의 내측에 회전 가능하게 설치되는데, 본 실시예에서처럼 챔버(110)를 관통하도록 설치됨으로써 커플링(132)에 의해 모터(130)의 축(131)에 연결될 수 있다. 여기서, 샤프트(120)는 챔버(110)로부터 원활하게 회전하도록 챔버(110)나 프레임(160)에 베어링을 매개로 하여 설치될 수 있고, 챔버(110)의 기밀을 유지하도록 챔버(110)와의 결합부위에 오링 등이 설치될 수 있다.
모터(130)는 샤프트(120)를 회전시키도록 프레임(160)에 설치되고, 프레임(160) 또는 그 외부에 설치된 제어패널(170; 도 1에 도시)의 조작에 의해 동작함으로써 샤프트(120)를 회전시키도록 하며, 제어패널(170; 도 1에 도시)의 조작에 의해 회전속도의 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.
회전임펠러(140)는 샤프트(120)에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 고정되어 액상물의 이동경로에 설치되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각은 고정임펠러(150)의 내주면을 향하여 연장되는 제 1 블레이드(141)가 원주방향을 따라 간격을 두고서 다수로 형성된다.
회전임펠러(140)는 샤프트(120)의 일측, 예컨대 하부에 슬라이딩 결합됨으로써 샤프트(120)와 함께 회전하도록 결합되어 다단으로 적층되되, 스페이서(143)에 의해 서로 간의 간격을 유지하게 될 수 있다. 여기서, 스페이서(143)는 회전임펠러(140)와는 별개로 이루어지거나, 회전임펠러(140)와 일체를 이루도록 형성될 수 있다.
회전임펠러(140)는 샤프트(120)와의 슬라이딩 결합을 위하여 제 1 블레이드(141)가 외주면에 다수로 형성되는 결합부(142; 도 4에 도시)를 가지되, 이러한 결합부(142)는 샤프트(120)가 삽입되는 홀이 샤프트(120)로부터 겉돌지 않기 위한 단면 형상을 가지거나, 다른 예로서 핀에 의해 샤프트(120)가 고정될 수 있고, 또 다른 예로서 별도의 링브라켓 등을 이용하여 샤프트(120)에 고정될 수도 있다. 여기서, 샤프트(120)는 회전임펠러(140)의 이탈을 방지하기 위한 캡(121)이 일측의 끝단, 예컨대 하단에 나사 결합을 비롯하여 다양한 방식에 의해 결합되어 고정될 수 있다.
고정임펠러(150)는 회전임펠러(140)의 주위에 위치하도록 챔버(110)의 내측면에 샤프트(120)의 길이방향을 따라 다수로 마련되고, 도 4에 도시된 바와 같이, 각각은 고정임펠러(150)의 중심을 향하여 연장됨과 아울러 원주방향을 따라 간격을 두고서 다수로 형성되는 제 2 블레이드(151)가 회전임펠러(140)의 사이에 설치되며, 제 1 블레이드(141)가 회전시 제 2 블레이드(151)와의 상대적인 회전에 의해 챔버(110)를 통과하는 액상물에 전단력을 발생시키도록 한다.
고정임펠러(150)는 챔버(110)의 내측면에 삽입되도록 링형태를 가지는 링부재(152)의 내주면을 따라 제 2 블레이드(151)가 다수로 형성될 수 있고, 제 2 블레이드(151)가 제 1 블레이드(141)와의 간격을 2mm 정도 유지하도록 형성될 수 있으며, 제 2 블레이드(151)에 포개지는 제 1 블레이드(141)의 끝단이 내주면에 인접하도록 제 2 블레이드(151)와 내주면 사이에 단턱(153)이 형성될 수 있다. 따라서, 고정임펠러(150)와 회전임펠러(140)간의 액상물에 대한 전단력의 발생을 증가시킬 수 있다.
이와 같은 본 발명에 따른 원 패스 타입 분산 및 유화 장치의 작용을 설명하기로 한다.
투입구(111)의 전단에 펌프를 설치하고, 모터(130)의 구동과 함께 펌프의 펌핑력을 이용하여 액상물을 투입구(111)로 투입하면, 투입구(111)로 투입된 액상물이 제 2 블레이드(151)간의 간격에 의해 형성된 공간을 통해 다단으로 통과하면서, 회전하는 회전임펠러(140)의 제 1 블레이드(141)에 의해 전단력을 받아 분산 내지 유화되도록 한다. 이와 같이, 제 1 블레이드(141)와 제 2 블레이드(151)의 상대적인 회전에 의해 이들을 통과하는 액상물이 집중적이면서도 고효율적으로 분산이나 유화되고, 나아가서 파티클 감소를 가져오는데, 이러한 액상물은 챔버(110) 내측 경로를 따라 1회 통과하는 그 자체 만으로도 필요한 분산이나 유화를 만족시키며, 분산이나 유화를 마친 액상물은 토출구(112)측으로 토출된다.
또한, 본 발명은 자체 흡입력이 아닌 전단에 설치된 펌프에 의해 공급되는 액상물에 대하여 고속 분산만을 집중적으로 수행하기 때문에 저점도의 액상물은 물론 유동성이 낮은 고점도의 액상물에 대해서도 처리가 가능하고, 공동현상(Cavitation)을 방지하여 처리가 필요한 액상물의 유량을 원하는 대로 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 임펠러(140,150)를 다양하게 교환해서 사용하거나 추가 및 제거함으로써 용도에 맞는 다목적(Multi-function) 사용이 가능해진다.
또한, 본 발명은 정밀한 간극(Clearance)을 유지하면서 고속 회전이 가능하여 기포를 가진 액상물의 처리를 통한 탈포 기능을 수행할 수 있고, 필요에 따라 공기를 주입하여 액상물에 기포의 투입이 가능하며, 회전임펠러(140)와 고정임펠러(150)의 적층에 의해 다단계, 예컨대 8단계 이상의 분산이나 유화 처리를 수행할 수 있도록 하여 용도 및 사용조건에 따라 다단계의 정밀 분산이 가능하고, 기존 공정의 여러 대 장비를 설치하는 효과를 가짐으로써 유지 및 보수에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (8)

  1. 액상물이 투입되기 위한 투입구와 액상물을 토출시키기 위한 토출구가 양측에 각각 마련됨으로써 내측에 액상물의 이동경로를 제공하는 챔버;
    상기 챔버의 내측에 회전 가능하게 설치되는 샤프트;
    상기 샤프트를 회전시키도록 설치되는 모터;
    상기 샤프트에 길이방향을 따라 간격을 두고서 다수로 고정되어 액상물의 이동경로에 설치되는 것으로서, 각각은 고정임펠러의 내주면을 향하여 연장되는 제 1 블레이드가 원주방향을 따라 간격을 두고서 다수로 형성되는 회전임펠러; 및
    상기 회전임펠러의 주위에 위치하도록 상기 챔버의 내측면에 상기 샤프트의 길이방향을 따라 다수로 마련되는 것으로서, 각각은 고정임펠러의 중심을 향하여 연장됨과 아울러 원주방향을 따라 간격을 두고서 다수로 형성되는 제 2 블레이드가 상기 회전임펠러의 사이에 설치되며, 상기 제 1 블레이드가 회전시 상기 제 2 블레이드와의 상대적인 회전에 의해 상기 챔버를 통과하는 액상물에 전단력을 발생시키도록 하는 고정임펠러를 포함하는 것을 특징으로 하는 원 패스 타입 분산 및 유화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버가 하방을 향하도록 샤프트커버에 의해 고정되고, 상기 모터가 상기 샤프트커버의 상단에 위치하도록 고정브라켓에 의해 고정됨으로써, 상기 모터의 축과 상기 챔버의 상단으로 돌출되는 상기 샤프트를 연결시키는 커플링이 상기 샤프트커버 내에 설치되도록 하는 프레임을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 원 패스 타입 분산 및 유화 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 챔버는,
    내측에 상기 샤프트가 수직되게 설치됨으로써 상기 회전임펠러가 상하로 배열되도록 설치되고, 상기 고정임펠러가 내주면에 상하로 적층되도록 고정되며, 하단에 상기 투입구가 형성되고, 상단 측부에 상기 토출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 원 패스 타입 분산 및 유화 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 챔버는,
    상기 고정임펠러가 적층되기 위한 적층공간이 형성되고, 상기 적층공간의 일측에 상기 적층공간을 개폐시키기 위한 커버가 상기 고정임펠러를 지지하도록 볼트로 결합되는 것을 특징으로 하는 원 패스 타입 분산 및 유화 장치.
  5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 회전임펠러는,
    상기 샤프트의 일측에 슬라이딩 결합되어 다단으로 적층되되, 스페이서에 의해 서로 간의 간격을 유지하게 되는 것을 특징으로 하는 원 패스 타입 분산 및 유화 장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 샤프트는,
    상기 회전임펠러의 이탈을 방지하기 위한 캡이 일측의 끝단에 볼트로 고정되는 것을 특징으로 하는 원 패스 타입 분산 및 유화 장치.
  7. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 고정임펠러는,
    상기 챔버의 내측면에 삽입되도록 링형태를 가지는 링부재의 내주면을 따라 상기 제 2 블레이드가 다수로 형성되는 것을 특징으로 하는 원 패스 타입 분산 및 유화 장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 고정임펠러는,
    상기 제 2 블레이드에 포개지는 상기 제 1 블레이드의 끝단이 내주면에 인접하도록 상기 제 2 블레이드와 내주면 사이에 단턱이 형성되는 것을 특징으로 하는 원 패스 타입 분산 및 유화 장치.
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