KR20160107171A - 적어도 2개의 액체의 혼합물을 균질화하기 위한 스태틱 믹서와, 이러한 믹서를 구비한 투여 디바이스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 특히 주 액체(L) 내로 보조 액체(L1)의 주입 후에 적어도 2개의 액체의 혼합물을 균질화하기 위한 스태틱 믹서(M)에 관한 것이며, 폐쇄된 컨테이너(1), 컨테이너의 제1 벽으로부터 시작하여 반대쪽 벽의 부근까지 연장하는 투입 덕트(3), 및 투입 덕트에 실질적으로 평행한 배출 덕트(4)를 포함하며, 각 덕트는 상기 컨테이너의 벽을 통하여 외부로의 연결을 위한 디바이스(3a, 4a)를 구비한다.

Description

적어도 2개의 액체의 혼합물을 균질화하기 위한 스태틱 믹서와, 이러한 믹서를 구비한 투여 디바이스{STATIC MIXER FOR HOMOGENISING A MIXTURE OF AT LEAST TWO LIQUIDS AND DOSING DEVICE PROVIDED WITH SUCH A MIXER}

본 발명은 특히 주 유체 내로 보조 유체의 주입 후에 적어도 2개의 액체의 혼합물을 균질화하기 위한 스태틱 믹서에 관한 것이다.

2개의 분리 위상에서 물과 보조 액체 제품의 혼합물의 유압 투여 펌프의 수단에 의한 주입은 특히 본 출원인 회사의 이름으로 출원된 FR 2 967 218로부터 공지되어 있다. 농업 환경에서 사용하는 경우에 보조 액체는 용액 중의 영양분으로 또는 동물용 약품으로 구성될 수 있다. 주 액체와 보조 액체의 혼합물이 가능한 균질한 것으로 되는 것은 중요하다. 당해 투여 펌프가 산업에서, 병원에서, 또는 보조 액체에 대해 규정된 투여에 따라서 균질한 액체 혼합물을 얻는 것을 필요하게 만드는 다른 분야에서 사용될 수 있기 때문에, 동일한 요구조건은 다른 분야에서 적용될 수 있다.

그러므로, 본 발명의 목적은 제조하는데 간단하고 경제적이며 혼합된 액체들의 양호한 균질화를 얻는 것을 가능하게 하는 스태틱 믹서를 제공하는 것이다.

본 발명에 따라서, 특히 주 액체 내로 보조 액체의 주입 후에 적어도 2개의 액체의 혼합물을 균질화하기 위한 스태틱 믹서에 있어서,

- 상부, 저부 및 측벽들을 포함하는 벽들에 의해 폐쇄된 컨테이너;

- 상기 컨테이너의 제1 벽으로부터 시작하여 반대쪽 벽의 부근까지 연장하는 투입 덕트; 및

- 상기 투입 덕트에 실질적으로 평행하고, 상기 제1 벽의 부근에서 시작하여 상기 반대쪽 벽까지 연장하는 배출 덕트를 포함하며,

각 덕트는 상기 컨테이너의 벽을 통하여 외부로의 연결을 위한 디바이스를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 벽은 상기 컨테이너의 상부에 의해 형성될 수 있으며, 상기 반대쪽 벽은 상기 저부에 의해 형성되며, 상기 투입 덕트는 상기 믹서가 작업 위치에 있을 때 상기 상부로부터 시작하여 상기 저부의 부근까지 연장하는 수직인데 반하여, 상기 배출 덕트는 상기 상부의 부근에서 시작하여 상기 저부까지 연장한다.

변형예에 따라서, 상기 투입 덕트뿐만 아니라 배출 덕트는 수평이다.

유익하게, 투입 덕트는 특히 상기 벽에 붙어 상기 컨테이너의 측벽의 부근에 배열된다.

상기 배출 덕트는 특히 상기 투입 덕트에 붙어 상기 투입 덕트의 부근에 배열될 수 있거나, 또는 상기 투입 덕트로부터 편심될 수 있다.

본 발명에 따른 믹서는 상기 투입 덕트로부터 상기 배출 덕트로 가기 위하여 상기 혼합물의 와류 유동을 유도하고, 이는 높은 균질화의 효과를 일으킨다.

하부 부분에서, 상기 투입 덕트는 부분적으로 개방된 횡단면을 가질 수 있으며, 이러한 단면의 개방 부분은 상기 컨테이너의 벽에 의해 실질적으로 폐쇄된다.

상기 컨테이너는 계란형, 특히 타원형인 수평 단면을 가질 수 있으며, 상기 투입 덕트는 상기 단면의 큰 축의 단부 부근에 위치되는데 반하여, 상기 배출 덕트는 상기 단면의 중앙의 측부에서 실질적으로 상기 투입 덕트에 붙어 위치된다. 상기 컨테이너의 수평 단면은 또한 원형일 수 있다. 유익하게, 상기 투입 덕트와 상기 배출 덕트의 평행축들의 평면은 상기 믹서의 수평 단면의 큰 축을 수용한다.

상기 컨테이너의 상부 및 저부는 상기 믹서에 있는 유체의 유동을 지원하고 압력에 대한 양호한 저항을 보장하기 위하여 만곡될 수 있다.

바람직하게, 상기 컨테이너는 비교적 평탄하고, 상기 투입 덕트 및 상기 배출 덕트의 축들의 평면에 직교하는 방향에 따른 두께를 가지며, 상기 컨테이너의 폭에 대한 상기 두께의 비는 0.3 내지 0.7이다.

컨테이너가 계란형, 특히 타원형 단면을 가지는 경우에, 상기 컨테이너의 두께는 단면의 작은 축에 대응하는데 반하여, 상기 폭은 큰 축에 대응한다.

믹서는 단일 펌프와 결합될 수 있다. 변형예에 따라서, 믹서는 2개의 동일한 절반 부분들로 제조될 수 있으며, 절반 부분들은 수미식(head-to-tail)으로 조정되고 조립된다.

본 발명은 덕트에서 순환하는 주 유체의 유동 내로 보조 액체의 도입을 위한 투여 디바이스에 관한 것이고, 투여 디바이스는 컨테이너로부터 보조 액체를 수집하기 위하여 왕복 운동을 갖는 차동 피스톤을 구비한 투여 펌프를 포함하며, 이러한 펌프는 상기 펌프가 구동되는 것을 보장하는 주 액체의 유동의 수령을 위한 제1 투입구(input), 보조 액체의 수집을 위한 제2 투입구, 및 상기 보조 액체와 상기 주 액체의 혼합을 위한 배출구(output)를 포함하며, 이러한 투여 디바이스는 상기 펌프의 배출구에 배열된 상기된 바와 같은 믹서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

투여 디바이스는 주 액체 덕트 내부에 설치된 유동 분할기(flow divider)를 포함할 수 있으며, 상기 투여 펌프는 상기 유동 분할기에 평행하게 연결되고, 상기 펌프의 제1 투입구는 제1 파이프에 의해 상기 유동 분할기의 투입구에 연결되는데 반하여, 상기 펌프의 배출구는 제2 파이프에 의해 상기 유동 분할기의 목부에 연결되며, 상기 믹서는 상기 펌프의 배출구와 상기 유동 분할기의 목부에 대한 연결부 사이에서 상기 제2 파이프에 배열된다.

상기 투여 디바이스는 상기 유동 분할기의 목부의 가변적인 교축(variable throttling)을 위한 수단을 포함할 수 있다.

상기 컨테이너의 체적은 이러한 믹서가 함께 사용되는 상기 투여 디바이스에 적합하다. 상기 컨테이너의 체적은 유익하게 상기 투여 펌프의 용량의 3배 이상이다.

상기된 것을 제외하고, 본 발명은 첨부된 도면과 관련하여 설명되지만 제한하지 않는 방식인 실시예를 이후에 참조하여 명확히 설명되는 특정 수의 다른 배열로 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 믹서의 정면도;
도 2는 본 발명에 따른 투여 펌프와 믹서를 구비한 투여 디바이스의 작은 척도의 수직 단면도;
도 3은 도 4에 대하여 아래로부터의 도면;
도 4는 믹서의 위로부터의 정면도;
도 5는 일측에 놓인 위로부터 본 사시도;
도 6은 도 3 및 도 4에서 위로부터의 도면에 대해 180°만큼 회전된 믹서의 아래로부터의 수직 단면도;
도 7은 도 6에 대한 평면도;
도 8은 도 6에 대해 좌측으로부터의 측면도;
도 9는 믹서가 고정되는 펌프의 수직 단면도; 및
도 10은 도 9의 펌프와 믹서의 정면도.

도면, 특히 도 1을 참조하여, 적어도 2개의 액체의 혼합물을 균질화하기 위한 스태틱 믹서(M)가 도시된다. 믹서(M)는 상부(1a), 저부(1b) 및 측벽들을 구비한 폐쇄 컨테이너(1)를 포함한다.

관련된 측벽들과 함께, 상부(1a)와 저부(1b)는 도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이 외피(shell)의 형태를 하며, 그 오목 형상부(concavity)는 서로를 향해 대면하고, 바람직하게 용접 또는 나사 결합에 의해 적도면(P)에 따라서 조립된다. 컨테이너(1)는 유익하게 플라스틱 재료로 만들어진다. 상부(1a)는 지지부 상에 컨테이너의 최적의 고정을 위한 구멍을 구비한 2개의 수직 돌기(2)를 포함한다.

믹서(M)는, 믹서(M)가 작업 위치에 있을 때 수직인 투입 덕트(3)를 포함한다. 덕트(3)는 도 2에 도시된 바와 같이 상부(1a)로부터 시작하여 컨테이너의 저부의 부근까지 연장한다. 덕트(3)의 하부 개방 단부와 저부(1b) 벽 사이의 평균 거리는 바람직하게 20 mm 미만이다. 덕트(3)는 나사 연결 배관(3a)을 형성하기 위하여 상부(1a)를 통과한다.

믹서(M)는, 투입 덕트(3)에 실질적으로 평행하고 아래에서 시작하여 상부(1a)의 부근에서 저부(1b)까지 연장하는 배출 덕트(4)를 추가적으로 포함한다. 덕트(3)의 개방 상단부와 상부 벽(1a) 사이의 평균 거리는 바람직하게 20 mm 미만이다. 덕트(4)는 저부에서 개방되고, 신속 연결 디바이스를 수용하기 위하여 환형 그루브들을 유익하게 구비한 배출 배관(4a)을 형성하기 위하여 저부(1b)를 통과한다. 환형 그루브들은 나사 연결편 상의 고정을 보장하는 회전 너트를 보유하기 위하여 밀봉구와 클립의 자리를 잡는 것을 각각 허용한다.

변형예로서, 투입 및 배출 덕트들은 제1 측벽과 반대쪽 벽 사이에서 수평일 수 있다.

상부(1a)와 저부(1b)는 하부 부분에서 덕트(3)로부터 나오는 액체의 유동이 컨테이너의 반대쪽 영역을 항한 유동을 유도하는 저부(1b)의 만곡면(5)에 만나도록 만곡된다(도 6). 투입 덕트(3)로부터 떨어져 있는 상부(1a)의 오목면(6)(도 2)은 배출 덕트(4)를 향한 유동을 지향하게 한다.

컨테이너(1)는 바람직하게 도 3 및 도 7로부터 알 수 있는 바와 같이 작은 축(7)과 큰 축(8)을 갖는 계란형, 바람직하게 타원형인 수평 단면을 가진다. 그러나, 수평 단면을 원형일 수 있다.

투입 덕트(3)는 컨테이너의 벽의 부근에, 바람직하게 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 단면의 큰 축(8)의 단부에 위치된다. 하부 부분(3b)은, 컨테이너의 벽을 향해 개방되고 벨트를 형성하는 저부(1b)의 영역에 지지될 수 있는 "U"자 형태를 하는 횡단면을 가질 수 있다. 변형예로서, 투입 덕트의 하부 부분은 원통형 파이프의 형태를 가질 수 있다.

배출 덕트(4)는 실질적으로 투입 덕트(3)에 붙어 위치된다. 덕트(3 및 4)들의 기하학적 축들은 컨테이너의 수평 단면의 큰 축(8)을 수용하는 수직 평면에 위치된다. 변형예로서, 배출 덕트는 투입 덕트로부터 편심, 즉 분리될 수 있다.

컨테이너(1)는 비교적 평탄하고, 즉 덕트(3 및 4)의 기하학적 축들의 평면에 직교하는 방향으로 그 두께는 그 폭과 비교하여 비교적 작다. 컨테이너(1)의 두께는 단면의 작은 축(7)의 치수에 실질적으로 대응하는 반면에, 폭은 큰 축(8)의 치수에 실질적으로 대응한다. 그 폭에 대한 컨테이너의 두께의 비는 유익하게 0.3 내지 0.7이다.

컨테이너(1)의 체적은 바람직하게 믹서(M)를 위해 설계되는 왕복 운동을 갖는 피스톤을 구비한 투여 펌프의 용량의 적어도 3배와 같다. 믹서(M)를 위한 1.5 L의 체적은 0.5 L의 용량을 갖는 3㎥/h 펌프를 위한 가능한 값의 예이다.

상부(1a) 및 저부(1b)는 별개로 몰딩되고, 그런 다음 하부 절반부(1b) 상에 상부 절반부(1a)를 배열하는 것에 의해 조립되어서, 투입 덕트(3)는 배출 덕트(4)와 저부(1b)의 인접한 벽 사이에 있다. 적도면(P)에 따른 조립은 임의의 적절한 연결 수단, 특히 용접 또는 접착에 의해 보장된다.

믹서(M)는 그런 다음 덕트(3 및 4)들의 기하학적 축들이 수직인 위치에 설치되고, 투입 배관(3a)은 상부 부분에 있는 반면에, 배출 배관(4a)은 하부 부분에 있다. 투입 배관(3a)은 적어도 2개의 액체의 혼합물이 순환하여 더욱 균질하게 만들어져야만 하는 흡기 덕트에 연결된다. 액체의 유동은 저부 벽으로부터 대체로 20 mm 미만의 감소된 거리에서 덕트(3)의 하부 부분으로 개방한다. 액체의 유동이 저부 벽의 오목면(5)을 만날 때, 컨테이너(1)의 반대쪽 단부의 방향으로 짧은 궤적을 그리며, 이러한 덕트를 통해 유출되기 위하여 배출 덕트(4)의 상단부를 향해 다시 상승하여 와류를 만든다. 덕트(4)의 상단부는 상부(1a)의 상부벽으로부터 짧은 거리에 위치되고, 이러한 거리는 특히 20 mm 미만이다.

충분한 체적으로 덕트(3)의 하단부로부터 덕트(4)의 상단부로 액체의 유동의 통행을 위하여 믹서(M)에서 생성된 와류는 혼합물을 균질하게 하는 것을 가능하게 한다.

도 2는 덕트(C)에서 순환하는 주 액체(L)의 유동 내로 보조 액체(L1)의 도입을 위한 투여 디바이스(D)를 도시한다. 보조 액체(L1)는 탱크(R)에 수용되고, 탱크로부터 왕복 직선 운동을 갖는 차동 피스톤(10)을 구비한 투여 펌프(9)에 의해 취해진다. 이러한 형태의 투여 펌프는 특히 EP0255791로부터 공지되어 있다.

펌프(9)는 펌프가 구동되는 것을 보장하는 주 액체의 유동을 수용하기 위한 제1 투입구(11), 탱크(R)에 침지된 파이프(13)의 수단에 의해 보조 액체(L1)를 수집하기 위한 제2 투입구(12), 및 보조 액체와 주 액체의 혼합을 위한 배출구(14)를 포함한다.

믹서(M)는 그 덕트(3, 4)들이 수직이도록 배열되며, 투입구 연결 배관(3a)은 파이프(15), 특히 가요성 파이프에 의해 펌프(9)의 배출구(14)에 연결된다. 믹서의 배출 배관(4a)은 덕트(C)에 연결된다.

도 2에 도시된 특정 예에서, 벤튜리를 포함하는 유동 분할기(V)는 덕트(C)에 삽입되고, 펌프(9)는 유동 분할기에 평행하게 연결된다. 펌프의 제1 투입구(11)는 제1 배관(16)에 의해 유동 분할기의 투입구에 연결되는데 반하여, 펌프의 배출구(14)는 파이프(15)에 의해 믹서(M)에 연결되며, 믹서의 배출구(4a)는 파이프(C)의 부분을 구성하는 유동 분할기의 목부에 연결된다.

도 2의 배열에 따라서, 주 유동 유체의 단지 부분만이 펌프(9)를 통과한다. 도 2의 투여 디바이스(D)는 유동 분할기의 목부의 가변적인 교축을 위한 수단(17)을 또한 포함할 수 있다.

가능한 진공을 파괴할 수 있는 플랩 밸브(18, flap valve)는 유익하게 믹서의 배출 배관(4a)에 유동 분할기(V)의 연결을 위한 오리피스에 제공된다.

투입 배관(3a)의 지름은 적어도 펌프의 배출구(14)의 지름과 동일하다.

믹서(M)의 컨테이너의 체적은 펌프(9)의 용량의 적어도 3배와 같다. 용량은 차동 피스톤(10)의 외향 및 복귀 과정 동안 변위되는 체적에 대응한다.

변형예에 따라서, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 믹서(M)는 2개의 동일한 절반부(1a)들로 제조될 수 있으며, 절반부들은 수직 조립 평면(Q)에 따라서 회전되고 조립된다. 믹서는 동일한 ¾ 나사 투입구 및 배출구를 포함한다. 투입구는 연결부(J)에 의해 펌프(9)의 배출구에 연결된다. 도 9의 예에 따라서, 덕트(3 및 4)들은 수평이고 편심된다.

본 발명에 따른 믹서는 제조가 간단하고 경제적인 한편, 특히 주 액체의 5% 미만인 비교적 작은 투여량의 보조 액체를 갖는 적어도 2개의 액체의 균질한 혼합을 얻는 것을 가능하게 한다.

Claims (14)

1. 특히 주 액체 내로 보조 액체의 주입 후에, 적어도 2개의 액체의 혼합물을 균질화하기 위한 스태틱 믹서에 있어서,
   - 상부(1a), 저부(1b) 및 측벽들을 포함하는 벽들에 의해 폐쇄된 컨테이너(1);
   - 상기 컨테이너의 제1 벽으로부터 시작하여 반대쪽 벽의 부근까지 연장하는 투입 덕트(3); 및
   - 상기 투입 덕트에 실질적으로 평행하고, 상기 제1 벽의 부근에서 시작하여 상기 반대쪽 벽까지 연장하는 배출 덕트(4)를 포함하며,
   각 덕트는 상기 컨테이너의 벽을 통하여 외부로의 연결을 위한 디바이스(3a, 4a)를 구비하는 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 벽은 상기 컨테이너의 상부(1a)에 의해 형성되며, 상기 반대쪽 벽은 상기 저부(1b)에 의해 형성되며, 상기 투입 덕트(3)는 상기 믹서가 작업 위치에 있을 때 상기 상부로부터 시작하여 상기 저부의 부근까지 연장하는 수직인데 반하여, 상기 배출 덕트(4)는 상기 상부의 부근에서 시작하여 상기 저부까지 연장하는 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서.
3. 제1항에 있어서, 상기 투입 덕트뿐만 아니라 배출 덕트는 수평인 것을 특징으로 스태틱 믹서.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 투입 덕트(3)는 특히 상기 벽에 붙어 상기 컨테이너(1)의 벽의 부근에 배열되는 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 배출 덕트(4)는 특히 상기 투입 덕트에 붙어 상기 투입 덕트(3)의 부근에 배열되는 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서.
6. 제2항에 있어서, 상기 하부 부분에서, 상기 투입 덕트(3)는 부분적으로 개방된 횡단면(3b)을 가지며, 이러한 단면의 개방 부분은 상기 컨테이너의 벽에 의해 실질적으로 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨테이너(1)는 계란형, 특히 타원형인 수평 단면을 가지며, 상기 투입 덕트(3)는 상기 단면의 큰 축(8)의 단부 부근에 위치되는데 반하여, 상기 배출 덕트(4)는 상기 단면의 중앙의 측부에서 실질적으로 상기 투입 덕트에 붙어 위치되는 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서.
8. 제7항에 있어서, 상기 투입 덕트(3)와 상기 배출 덕트(4)의 평행축들의 평면은 상기 믹서의 수평 단면의 큰 축(8)을 수용하는 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨테이너의 저부(1b) 및 상부(1a)는 만곡되는 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 컨테이너는 비교적 평탄하고, 상기 투입 덕트 및 상기 배출 덕트의 축들의 평면에 직교하는 방향에 따른 두께를 가지며, 상기 컨테이너의 폭에 대한 상기 두께의 비는 0.3 내지 0.7인 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 2개의 동일한 절반 부분들로 제조되고, 상기 절반 부분들은 수미식(head-to-tail)으로 조정되고 조립되는 것을 특징으로 하는 스태틱 믹서.
12. 컨테이너로부터 보조 액체를 수집하기 위하여 왕복 운동을 갖는 차동 피스톤을 구비한 투여 펌프(9)를 포함하며, 상기 펌프는, 상기 펌프가 구동되는 것을 보장하는 주 액체의 유동의 수령을 위한 제1 투입구(11), 상기 보조 액체의 수집을 위한 제2 투입구(12), 및 상기 보조 액체와 상기 주 액체의 혼합을 위한 배출구(14)를 포함하는, 덕트(C)에서 순환하는 상기 주 유체(L)의 유동 내로 상기 보조 액체(L1)의 도입을 위한 투여 디바이스(D)에 있어서,
    상기 펌프의 배출구(14)에 배열된 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 믹서(M)를 포함하는 것을 특징으로 것을 투여 디바이스.
13. 제12항에 있어서, 상기 주 액체 덕트(C) 내부에 설치된 유동 분할기(V)를 포함하며, 상기 투여 펌프(9)는 상기 유동 분할기에 평행하게 연결되고, 상기 펌프의 제1 투입구(11)는 제1 파이프(16)에 의해 상기 유동 분할기의 투입구에 연결되는데 반하여, 상기 펌프의 배출구(14)는 제2 파이프(15)에 의해 상기 유동 분할기의 목부에 연결되며, 상기 믹서(M)는 상기 펌프의 배출구와 상기 유동 분할기의 목부에 대한 연결부 사이에서 상기 제2 파이프(15) 상에 배열되는 것을 특징으로 하는 투여 디바이스.
14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 컨테이너(1)의 체적은 상기 투여 펌프(9)의 용량의 3배 이상인 것을 특징으로 하는 투여 디바이스.

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