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KR100836770B1 - 인-라인 믹서 - Google Patents

인-라인 믹서 Download PDF

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KR100836770B1
KR100836770B1 KR1020070069448A KR20070069448A KR100836770B1 KR 100836770 B1 KR100836770 B1 KR 100836770B1 KR 1020070069448 A KR1020070069448 A KR 1020070069448A KR 20070069448 A KR20070069448 A KR 20070069448A KR 100836770 B1 KR100836770 B1 KR 100836770B1
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KR
South Korea
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line mixer
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assembled
holes
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KR1020070069448A
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English (en)
Inventor
최상호
김병열
이재균
차상안
Original Assignee
지에스칼텍스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to KR1020070069448A priority Critical patent/KR100836770B1/ko
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    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/432—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction with means for dividing the material flow into separate sub-flows and for repositioning and recombining these sub-flows; Cross-mixing, e.g. conducting the outer layer of the material nearer to the axis of the tube or vice-versa
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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  • Structural Engineering (AREA)

Abstract

본 발명의 인-라인 믹서(10)는 동일한 직경을 갖는 원통형의 인-라인 믹서부재(11)로 이루어지며, 인-라인 믹서부재는 내용물이 주입되는 부재(11i)와 내용물이 빠져나가는 부재(11t) 그리고 이들 부재사이에 복수개의 부재(11n)로 이루어지며, 인-라인 믹서부재(11)가 모두 조립되면 그 내부에는 4개의 구멍이 서로 교차하면서 관통되는 구조를 갖는다. 인-라인 믹서(10)는 케이싱(2) 내부에 삽입되어 걸림턱(7)과 너트(8) 사이에서 고정되도록 조립된다. 인-라인 믹서(10)가 조립된 인-라인 믹서 유닛(1)은 각각 양쪽에 한 쌍의 내부 플랜지(4, 4')가 형성되고, 그 내부 플랜지는 각각 단부 케이싱(3, 3')에 형성된 한 쌍의 외부 플랜지(5, 5')와 조립된다. 단부 케이싱(3, 3')의 바깥쪽에는 각각 단부 플랜지(6, 6')가 형성되어 순환용 파이프 라인에 각각 조립된다.
Figure R1020070069448
인-라인 믹서, 반고체 내용물, 파이프 라인, 혼합공정

Description

인-라인 믹서{In-line Mixer}
제1도는 본 발명에 따른 인-라인 믹서 유닛(In-line mixer unit)의 개략적인 단면도이다.
제2도는 인-라인 믹서의 개략적인 분해사시도이다.
제3a-3e도는 인-라인 믹서의 한 단부부재를 나타낸 도면들이다.
제4a-4e도는 인-라인 믹서의 중간부재를 나타낸 도면들이다.
제5a-5e도는 인-라인 믹서의 다른 단부부재를 나타낸 도면들이다.
제6도는 본 발명에 따른 인-라인 믹서의 전체 부재의 내부를 관통하는 구멍들의 배열을 나타낸 도면이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명 *
1: 인-라인 믹서 유닛 2: 케이싱(casing)
3, 3': 단부 케이싱(end casing) 4, 4' : 내부 플랜지(inner-flange)
5, 5': 외부 플랜지(outer flange) 6, 6' : 단부 플랜지(end flange)
7: 걸림턱(annular lug) 8: 너트(nut)
10: 인-라인 믹서 11: 인-라인 믹서 부재(in-line mixer element)
12: 구멍(hole)
발명의 분야
본 발명은 반고체 상태의 내용물을 혼합하기 위한 인-라인 믹서에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 반고체 상태의 내용물을 혼합하기 위하여 내용물을 순환시키는 파이프의 한 위치에 설치하여 내용물을 균일하게 혼합하고 그리고 혼합공정 시간을 단축할 수 있는 인-라인 믹서에 관한 것이다.
발명의 배경
반고체 상태의 내용물을 혼합하기 위해서는 혼합용기 내에서 스터러(stirrer)와 같은 물리적인 장치를 이용하여 내용물을 혼합시키고, 보다 균일한 혼합을 위하여 순환 라인을 통하여 내용물을 순환시키고 있다. 예를 들어, 그리스(grease)를 제조하기 위해서는 반고체 상태의 그리스에 분말 또는 액상의 여러 가지 첨가제가 첨가되는데, 이들은 혼합용기 내에서 스터러를 이용하여 교반하면서, 내용물을 펌프로써 순환 파이프 라인을 따라 계속하여 순환시킨다.
상기와 같은 혼합 공정을 거쳐야 하는 내용물들은 그리스를 비롯하여 마요네 즈, 크림, 고추장, 토마토 케찹, 윤활유, 기타 반고체 상태의 의약품 등 매우 다양하다. 이러한 반고체 상태의 내용물은 일반적으로 소량의 첨가제가 첨가되며, 그 첨가제는 분말 또는 액상이기 때문에 내용물에 균일하게 혼합하기가 매우 어려운 실정이다. 따라서 이러한 첨가제들을 그 내용물과 균일하게 혼합하기 위해서는 혼합용기 내에서 물리적인 장치를 이용하여 교반시키면서 순환 펌프에 의하여 내용물을 반복적으로 순환 파이프 라인을 따라 이동시킴으로써 그 목적을 달성할 수 있다.
본 발명자는 반고체 상태의 내용물을 혼합시키는 종래의 공정에서 혼합 공정 시간을 단축시킬 수 있고 또한 내용물을 보다 균일하게 혼합할 수 있는 본 발명의 인-라인 믹서를 개발하기에 이른 것이다. 본 발명의 인-라인 믹서는 종래의 혼합공정에서 내용물을 순환시키기 위한 순환 파이프 라인의 어느 한 위치에 적절히 설치함으로써 그 목적을 달성할 수 있다.
미국특허 제4,164,375호에는 튜브 안에서 펌프에 의하여 압송되는 복수의 유체를 혼합하기 위한 인-라인 믹서를 개시하고 있다. 또한 미국특허 제4,729,664호에도 파이프 라인 내부에 설치함으로써 파이프 라인을 따라 이송되는 유체를 혼합하기 위한 인-라인 믹서를 개시하고 있다. 그러나 이들 어떤 것도 본 발명과 같이 반고체 상태의 내용물을 혼합하기 위한 인-라인 믹서가 아니며, 또한 본 발명과 같은 구조를 갖는 것도 아니다.
본 발명의 목적은 그리스와 같은 반고체 상태의 내용물을 균일하게 혼합하기 위한 인-라인 믹서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 종래의 혼합공정에서 내용물을 순환시키기 위한 순환 파이프 라인의 어느 한 부위를 절단하고 그 절단된 부위에 설치할 수 있는 인-라인 믹서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 혼합공정 시간을 단축시킴으로써 내용물을 순환시키기 위한 에너지를 절감하고, 궁극적으로 생산 비용을 절감할 수 있는 인-라인 믹서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그리스, 윤활유, 마요네즈, 의약품, 크림, 고추장, 토마토 케찹 등과 같은 반고체 상태의 내용물의 혼합공정에 적용될 수 있는 인-라인 믹서를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 모두 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 내용을 하기에 상세히 설명한다.
본 발명의 인-라인 믹서(10)는 동일한 직경을 갖는 원통형의 인-라인 믹서부재(11)로 이루어지며, 인-라인 믹서부재는 내용물이 주입되는 부재(11i)와 내용물이 빠져나가는 부재(11t) 그리고 이들 부재사이에 복수개의 부재(11n)로 이루어지며, 인-라인 믹서부재(11)가 모두 조립되면 그 내부에는 4개의 구멍이 서로 교차하 면서 관통되는 구조를 갖는다.
인-라인 믹서(10)는 케이싱(2) 내부에 삽입되어 걸림턱(7)과 너트(8) 사이에서 고정되도록 조립된다. 인-라인 믹서(10)가 조립된 인-라인 믹서 유닛(1)은 각각 양쪽에 한 쌍의 내부 플랜지(4, 4')가 형성되고, 그 내부 플랜지는 각각 단부 케이싱(3, 3')에 형성된 한 쌍의 외부 플랜지(5, 5')와 조립된다. 단부 케이싱(3, 3')의 바깥쪽에는 각각 단부 플랜지(6, 6')가 형성되어 순환용 파이프 라인에 각각 조립된다.
제1도는 본 발명에 따른 인-라인 믹서(10)가 케이싱(2) 내부에 삽입되어 조립된 인-라인 믹서 유닛(1)의 개략적인 단면도이다. 복수개의 인-라인 믹서부재(11)로 이루어진 인-라인 믹서(10)는 케이싱(1)이 내부에 고정되도록 조립된다. 제2도는 인-라인 믹서(10)가 복수개의 인-라인 믹서부재(11i, 11n, 11t)로 이루어진 것을 나타내는 개략적인 분해사시도이다.
제1도에 도시된 바와 같이, 인-라인 믹서부재의 외부 직경은 케이싱(2)의 내부직경과 동일해야 한다. 제1도에 도시된 인-라인 믹서 유닛(1)은 종래의 반고체 상태의 내용물을 순환하기 위한 순환 파이프 라인의 적절한 한 위치를 절단하고, 그 절단된 위치에 설치된다.
케이싱(2)의 내부 한 단부에는 걸림턱(7)이 형성되어 인-라인 믹서부재(11t)가 이 걸림턱(7)에 의하여 고정된다. 차례로 복수개의 인-라인 믹서부재(11n)를 삽입하고, 마지막으로 인-라인 믹서부재(11i)를 삽입시킨다. 인-라인 믹서부재(11)가 모두 케이싱(2) 내부에 삽입되면 너트(80로써 고정시킨다. 너트(8)가 조립되도록 케이싱(2)의 내부에 나사산이 형성되고, 이 너트에 의하여 인-라인 믹서부재(11)를 케이싱 내부에 고정되도록 조립하는 것은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.
인-라인 믹서 유닛(1)의 단부에는 한 쌍의 내부 플랜지(4, 4')가 형성되고, 그 내부 플랜지는 각각 단부 케이싱(3, 3')에 형성된 한 쌍의 외부 플랜지(5, 5')가 조립된다. 단부 케이싱(3, 3')의 바깥쪽에는 각각 단부 플랜지(6, 6')가 형성되어 내용물 순환용 파이프 라인에 각각 조립된다.
제2도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 인-라인 믹서(10)는 반고체 상태의 내용물이 주입되는 부재(11i)와 내용물이 빠져나가는 부재(11t), 그리고 이들 부재 사이에 복수개의 부재(11n)로 이루어진다. 부재(11i)와 부재(11t) 사이에 삽입되는 부재(11n)는 통상 3∼8개 정도가 바람직하며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
제3a-3e도는 내용물이 빠져나가는 부재(11t)를 나타낸 도면으로, 제3a도는 부재(11t)의 사시도이고, 제3b도는 좌측면도이고, 제3c도는 우측면도이고, 제3d도는 평면도이고, 제3e도는 정면도이다. 제3a-3e도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 부재(11t)에는 4개의 구멍(12a, 12b, 12c, 12d)이 형성되고, 이 구멍을 통하여 내용물이 이송된다.
제3e도에서 보는 바와 같이, 걸림턱(7)과 접촉하는 부재(11t)의 표면은 평면을 이루지만, 인접하는 부재(11n)와 접촉하는 부재(11t)의 표면은 그 정면도가 "
Figure 112007050403665-pat00001
" 자형을 이룬다. 이 "
Figure 112007050403665-pat00002
" 자형의 홈으로 부재(11n)가 인접하여 고정 된다. 인접하는 부재(11n)와 접촉하는 부재(11t)의 표면이 "
Figure 112007050403665-pat00003
" 자형을 이루는 이유는 부재들(11t, 11n, 11i)이 회전하지 않도록 하기 위한 것이다. 만일 부재들(11t, 11n, 11i)의 어느 하나가 회전한다면, 구멍들(12a, 12b, 12c, 12d)은 서로 어긋나서 일치하지 않게 되고, 나아가 내용물은 이송될 수 없다.
제4a-4e도는 부재(11i)와 부재(11t) 사이에 위치하는 한 부재(11n)를 나타낸 도면으로, 제4a도는 부재(11n)의 사시도이고, 제4b도는 좌측면도이고, 제4c도는 우측면도이고, 제4d도는 평면도이고, 제4e도는 정면도이다. 4개의 구멍들(12a, 12b, 12c, 12d)은 인-라인 믹서의 축방향을 기준으로 각각 서로 다른 방향으로 형성되고, 그 결과 이들은 3 위치에서 서로 교차하게 된다. 구멍(12a)과 구멍(12c)을 통하여 이송되는 내용물이 교차하면서 서로 혼합되고, 구멍(12c)과 구멍(12b)을 통하여 이송되는 내용물이 교차하면서 서로 혼합되며, 구멍(12a)과 구멍(12d)을 통하여 이송되는 내용물이 교차하면서 서로 혼합된다.
제4e도에서 보는 바와 같이, 구멍들(12a, 12b, 12c, 12d)은 모두 동일한 평면상에 형성된다. 1개의 부재(11n)가 조립되는 경우에는, 제4d도에 도시된 바와 같이, 3곳에서의 혼합효과를 나타낸다. 2개의 부재(11n)가 조립되면 6곳에서의 혼합효과를 가져오고, 3개의 부재(11n)가 조립되면 9곳에서의 혼합효과를 가져온다.
제4e도에서 보는 바와 같이, 부재(11n)의 정면도는"
Figure 112007050403665-pat00004
"자형을 이루어서 서로 인접하는 부재들과 조립되었을 때 회전되지 않도록 한다.
제5a-5e도는 내용물이 주입되는 부재(11i)를 나타낸 도면으로, 제5a도는 부 재(11i)의 사시도이고, 제5b도는 좌측면도이고, 제5c도는 우측면도이고, 제5d도는 평면도이고, 제5e도는 정면도이고, 제5e도에서 보는 바와 같이, 너트(8)와 접촉하는 부재(11i)의 표면은 평면을 이루지만, 인접하는 부재(11n)와 접촉하는 부재(11i)의 표면은 그 정면도가 "
Figure 112007050403665-pat00005
"자형을 이룬다. 이"
Figure 112007050403665-pat00006
"자형의 홈으로 부재(11n)가 인접하여 고정된다. 인접하는 부재(11n)와 접촉하는 부재(11i)의 표면이 "
Figure 112007050403665-pat00007
"자형을 이루는 이유는 부재들(11t, 11n, 11i)이 회전하지 않도록 하기 위한 것이다.
제3a-3e도에 도시된 부재(11t)와 제5a-5e도에 도시된 부재(11i)에는 구멍들(12a, 12b, 12c, 12d)이 서로 방향만을 다르게 유지하며, 이들 부재(11t, 11i) 내부에서는 내용물이 서로 혼합되지 않는다. 내용물이 혼합될 수 있는 서로 교차되는 구멍을 형성하는 것은 부재(11t)와 부재(11i) 사이에 위치하는 부재(11n)의 내부이다. 제4a-4e도에 도시된 바와 같이, 부재(11n)의 내부에는 4개의 구멍들(12a, 12b, 12c, 12d)이 서로 교차하여 3곳에서의 교차지점이 형성된다.
제6도는 본 발명에 따른 인-라인 믹서의 전체 부재의 내부를 관통하는 구멍들(12a, 12b, 12c, 12d)의 배열을 나타낸 도면이다. 4개의 구멍이 형성된 부재(11i)를 통하여 내용물이 주입되면, 부재(111)의 영역에서는 3곳에서의 교차지점(X1a, X1b, X1c)이 형성되고, 이 교차지점에서 내용물이 1차로 혼합된다. 부재(112)의 영역에서는 3곳에서의 교차지점(X2a, X2b, X2c)이 형성되고, 이 교차지점에서 내용물이 다시 혼합된다.
부재(113)의 영역에서는 3곳에서의 교차지점(X3a, X3b, X3c)이 형성되고, 이 교차지점에서 내용물이 또 다시 혼합된다. 상기와 같은 많은 교차지점을 지나면서 내용물을 반복적으로 혼합하기 때문에 짧은 공정시간 중에 보다 균일한 혼합효과를 가져올 수 있다.
인-라인 믹서(10)의 내부에 형성되는 구멍(11)의 수는 4개를 예시하였지만, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 구체예에 있어서, 4개의 구멍들(12a, 12b, 12c, 12d)은 그들의 단면적이 동일하거나 또는 동일하지 않을 수도 있다. 예를 들어 두개의 구멍(12b, 12d)의 단면적을 나머지 다른 구멍(12a, 12c)의 단면적보다 크게 하거나 또는 작게 할 수 있다. 그러나 구멍들(12a, 12b, 12c, 12d)의 전체 단면적의 합은 순환용 파이프 라인의 단면적과 동일하게 하여야 한다.
본 발명의 인-라인 믹서 부재(11)는 알루미늄, 두랄루민, 또는 합성수지 등으로 제조될 수 있다. 본 발명의 인-라인 믹서는 반고체 상태의 모든 내용물을 균일하게 혼합하기 위한 모든 장치에 적용될 수 있다. 특히 소량의 첨가제를 반고체 상태의 내용물에 첨가하는 경우 그 첨가제를 균일하게 혼합하기 위하여 본 발명의 인-라인 믹서가 효과적으로 사용될 수 있다.
본 발명의 인-라인 믹서를 윤활유 제조공정에 적용해 본 결과 동일한 정도의 혼합상태를 나타내기 위하여 종래의 경우에는 40분 정도의 혼합시간이 소요되었다면, 본 발명의 믹서를 설치한 경우에는 10분 정도의 혼합시간이 소요되었다. 이와 같이 혼합공정 시간이 단축되는 것은 본 발명의 믹서가 탁월한 혼합효과를 가져다주기 때문이다.
본 발명은 그리스, 윤활유, 마요네즈, 의약품, 크림, 고추장, 토마토 케찹등과 같은 반고체 상태의 내용물을 균일하게 혼합하기 위한 인-라인 믹서로서, 특히 소량의 첨가제를 반고체 상태의 내용물에 첨가하는 경우 그 첨가제를 균일하게 혼합하기 위하여 효과적으로 사용되는 인-라인 믹서를 제공하는 효과를 가진다. 본 발명의 인-라인 믹서는 종래의 혼합공정에서 내용물을 순환시키기 위한 순환 파이프 라인의 어느 한 부위를 절단하고 그 절단된 부위에 간편히 설치할 수 있다. 또한 본 발명은 탁월한 혼합효과로 인하여 혼합공정 시간을 단축시킴으로써 내용물을 순환시키기 위한 에너지를 절감하고, 궁극적으로 생산 비용을 절감할 수 있으며, 부재의 조립 개수에 따라 혼합정도를 조절할 수 있는 인-라인 믹서를 제공하는 효과도 가진다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (8)

  1. 내용물이 주입되는 부재(11i), 혼합된 내용물이 빠져나가는 부재(11t), 및 이들 부재(11i, 11t) 사이에 위치하는 복수개의 부재(11n)로 구성되고, 상기 부재(11i, 11t)에는 4개의 구멍(12a, 12b, 12c, 12d)이 서로 교차하지 않도록 형성되고, 상기 부재(11n)에는 4개의 구멍이 서로 교차하여 하나의 부재(11n)에 3개의 교차지점이 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 라인의 내부에 설치되는 인-라인 믹서.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부재(11t)의 한 측면은 평면을 이루고, 상기 부재(11n)와 인접하는 다른 측면은 오목한 "
    Figure 112007050403665-pat00008
    "자형을 이루며, 상기 부재(11i)의 한 측면은 평면을 이루고, 상기부재(11n)와 인접하는 다른 측면은 볼록한 "
    Figure 112007050403665-pat00009
    "자형을 이루며, 상기 부재(11n)는 상기 부재(11t)와 부재(11i) 사이에 밀착되어 조립되도록 "
    Figure 112007050403665-pat00010
    "자형을 이루는 것을 특징으로 하는 파이프 라인의 내부에 설치되는 인-라인 믹서.
  3. 제1항에 있어서, 상기 부재(11n)는 3∼8개로 이루어지는 것을 특징으로 하는 파이프 라인의 내부에 설치되는 인-라인 믹서.
  4. 제1항에 있어서, 상기 두개의 구멍(12b, 12d)의 단면적은 나머지 다른 구멍(12a, 12c)의 단면적보다 더 크거나 또는 더 작은 것을 특징으로 하는 파이프 라인의 내부에 설치되는 인-라인 믹서.
  5. 제1항에 있어서, 상기 부재(11t, 11i, 11n)는 두랄루민, 알루미늄, 및 합성수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 파이프 라인의 내부에 설치되는 인-라인 믹서.
  6. 제1항에 있어서, 상기 부재(11n)에 형성된 구멍들(12a, 12b, 12c, 12d)은 하나의 평면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 파이프 라인의 내부에 설치되는 인-라인 믹서.
  7. 제1항에 있어서, 상기 내용물은 반고체 상태인 것을 특징으로 하는 파이프 라인의 내부에 설치되는 인-라인 믹서.
  8. 상기 제1항 내지 제7항의 어느 하나의 인-라인 믹서(10)가 케이싱(2) 내부에 삽입되어 걸림턱(7)과 너트(8) 사이에서 고정되도록 조립되고, 케이싱(2)의 양 단부에는 한 쌍의 내부 플랜지(4, 4')가 형성되고, 그 내부 플랜지는 각각 단부 케이싱(3, 3')에 형성된 한 쌍의 외부 플랜지(5, 5')와 조립되고, 단부 케이싱(3, 3')의 바깥쪽에는 각각 단부 플랜지(6, 6')가 형성되는 것을 특징으로 하는 내용물 순환용 파이프 라인의 어느 한 위치에 설치되는 인-라인 믹서 유닛(1).
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