KR20160044438A - 서보 제어 구조의 균질기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서보 제어 구조의 균질기에 관한 것이고, 구체적으로 서보 모터에 의하여 작동되는 서보 제어 구조의 균질기에 관한 것이다. 서보 제어 구조의 균질기(10)는 동력 전달 방향이 결정되는 회전 방향의 제어가 가능한 서보 구동 모듈(11); 서보 구동 유닛(11)의 양쪽에 연결된 플런저 모듈(12a, 12b); 처리되어야 할 원료가 투입되는 원료 투입 모듈(13); 플런저 유닛(12a, 12b)에서 가해지는 압력을 이용하여 원료 투입 모듈(13)에서 투입된 원료를 처리하는 처리 모듈(14); 및 상기 처리 모듈(14)에 연결된 열 교환기 모듈(15);을 포함하고, 상기 원료 투입 모듈(13)은 상기 플런저 유닛(12a, 12b)의 각각에 연결되고, 상기 플런저 유닛(12a, 12b)은 하나의 가압 라인(PL)을 통하여 상기 처리 모듈(14)에 연결된다.

Description

서보 제어 구조의 균질기{A Servo Control Type of Homogenizer}

본 발명은 서보 제어 구조의 균질기에 관한 것이고, 구체적으로 서보 모터에 의하여 작동되는 서보 제어 구조의 균질기에 관한 것이다.

균질기(Homogenizer)는 일정 크기의 입자 또는 부유물을 미세하게 분쇄하여 안정된 상태로 만들기 위한 것으로 잉크 조성물, 의약품, 염료, 계면활성제, 실리콘, 화장품, 수지 또는 식품 공업을 비롯하여 다양한 산업 분야에 적용되고 있다. 일반적으로 균질기는 분산질을 포함하는 분산매를 예를 들어 다이아몬드와 같은 소재로 이루어진 밀링 유닛을 통과시키면서 캐비테이션, 전단력 또는 난류를 이용하여 입자를 분쇄시키게 된다.

균질기와 관련된 선행기술로 특허등록번호 제1073382호 ‘원료의 고형화 방지 기능을 갖는 고압 균질화 장치’가 있다. 상기 선행기술은 압력을 가하여 균질화 대상물을 균질화가 된 원료로 만드는 고압 균질화 장치에 있어서, 균질화 대상물이 공급되는 균질화 대상물 공급 라인; 균질화 대상물을 가압하기 위한 압력을 발생시키는 고압 펌프; 고압 펌프에 의해 발생된 압력으로 균질화 대상물이 고압으로 경유하면서 균질화가 이루어지는 인터액션 챔버; 균질화 대상물이 균질화 대상물 공급 라인으로 공급되거나 공급되지 못하도록 할 수 있는 균질화 대상물 공급 제어용 밸브; 균질화 대상물이나 균질화된 원료의 경화를 방지하는 세척액이 담겨 있으며, 세척액이 균질화 대상물 공급 라인으로 유동될 수 있도록 설치되어 있는 세척액 저장 탱크; 어느 한쪽은 상기 균질화 대상물 공급 라인의 끝부분에 연결되고 다른 한쪽은 상기 세척액 저장 탱크에 연결되어 있는 세척액 순환 라인; 상기 세척액 저장 탱크의 세척액이 균질화 대상물 공급 라인을 경유하여 세척액 순환 라인으로 공급되거나 공급되지 못하도록 할 수 있는 세척액 공급 제어용 밸브; 및 상기 세척액 순환 라인을 통해 세척액 저장 탱크로 공급되도록 할 수 있는 세척액 순환 제어용 밸브를 포함하는 원료의 고형화 방지 기능을 갖는 고압 균질화 장치에 대하여 개시한다.

균질기와 관련된 다른 선행기술로 실용신안등록번호 제0453473호 ‘고압력 호모게나이저’가 있다. 상기 선행기술은 혼합된 유체를 저장하기 위한 탱크, 상기 탱크에 저장된 유체를 고압으로 순환시키기 위한 고압축 펌프, 상기 고압축 펌프에 의한 압력으로 유체를 분사 경로로 통과시켜 나노 사이즈로 자른 후 유화되도록 하는 분사 모듈과 상기 분사 모듈을 통과한 유체를 냉각시키기 위한 열 교환기가 고-압력 관으로 연결 구성되는 고-압력 호모게나이저에 있어서, 탱크와 분사모듈이 연결 관으로 연결되고, 분지기에 의하여 분지된 제1 연결 관과 제2 연결 관이 분사 모듈 전후의 제1 배출 관과 제2 배출 관 중간에 연결 설치되며, 연결 관 중간에 고-압축 펌프가 연결되고, 제1 배출 관과 열 교환기가 연결되며, 제1 연결 관과 제2 연결 관이 연결된 제1 배출 관과 제2 배출 관의 연결 부분 좌우 및 제1 연결 관과 제2 연결 관 중간에 고압 밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 고-압력 균질기에 대하여 개시한다.

상기 선행기술은 고압을 형성하는 구조가 복잡하고, 예를 들어 압축 펌프와 같은 장치에 의하여 일정 수준의 오차 범위 내에서 미리 결정된 압력에 도달하는 것이 어렵다는 문제점을 가진다. 또한 장치 전체의 자동 제어가 어렵다는 단점을 가진다.

본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행기술1: 특허등록번호 10-1073382((주)일신오토클레이브, 2011년10월13일 공개) 원료의 고형화 방지 기능을 갖는 고압 균질화 장치 선행기술2: 실용신안등록번호 20-0453473(최인수, 2011년05월09일 공개) 고압력 호모게나이저

본 발명의 목적은 간단한 구조를 가지면서 자동 제어가 가능하고 압력 조절이 용이한 서보 제어 구조의 균질기를 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 서보 제어 구조의 균질기는 동력 전달 방향이 결정되는 회전 방향의 제어가 가능한 서보 구동 모듈; 서보 구동 모듈의 양쪽에 연결된 플런저 모듈; 처리되어야 할 원료가 투입되는 원료 투입 모듈; 플런저 유닛에서 가해지는 압력을 이용하여 원료 투입 모듈에서 투입된 원료를 처리하는 처리 모듈; 및 상기 처리 모듈에 연결된 열 교환기 모듈을 포함하고, 상기 원료 투입 모듈은 상기 플런저 유닛의 각각에 연결되고, 상기 플런저 유닛은 하나의 가압 라인을 통하여 상기 처리 모듈에 연결된다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 서보 구동 모듈은 속도 및 위치 제어가 가능한 서보 모터가 된다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 원료 투입 모듈 및 처리 모듈에 설치된 탐지 유닛 및 탐지 유닛으로 전송된 정보로 기초하여 서보 구동 모듈의 작동 압력을 제어하는 제어 모듈을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 플런저 모듈은 제1 피스톤 및 제1 피스톤에 비하여 상대적으로 작은 단면 직경을 가지는 제2 피스톤으로 이루어지고, 제2 피스톤의 이동 거리에 의하여 처리 모듈의 압력이 제어된다.

본 발명에 따른 균질기는 압력의 정밀 제어가 가능하도록 하면서 구조가 간단하여 설계 및 작동이 용이하다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 균질기는 양쪽 방향으로 압력을 가하는 것에 의하여 균질 효율 및 성능이 향상되도록 하면서 정해진 압력 수준의 유지가 용이하다는 이점을 가진다. 본 발명에 따른 균질기는 프로그램에 의한 작동 제어가 가능하도록 한다는 장점을 가진다. 추가로 일반적 균질기에 사용되는 유압시스템은 소음, 진동, 분진을 발생시키는 단점이 있으나 본 발명에 따른 균질기에서 서보 구동 모듈을 사용하는 것에 의하여 이와 같은 환경 문제의 발생이 방지될 수 있다. 더욱이 공지의 유압 시스템에 비하여 동력 전달 구조가 단순화되어 에너지 효율이 향상되고 유압 오일이 사용되지 않는 것에 의하여 친환경성을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 균질기의 전체 구조의 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 균질기에 적용되는 서보 구동 모듈 및 플런저 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 균질기에 적용되는 플런저 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 균질기에 적용되는 처리 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 균질기에 적용되는 서보 구동 모듈의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 균질기의 전체 구조의 실시 예를 개략적으로 도시한 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 균질기(10)는 동력 전달 방향이 결정되는 회전 방향의 제어가 가능한 서보 구동 모듈(11); 서보 구동 유닛(11)의 양쪽에 연결된 플런저 모듈(12a, 12b); 처리되어야 할 원료가 투입되는 원료 투입 모듈(13); 플런저 유닛(12a, 12b)에서 가해지는 압력을 이용하여 원료 투입 모듈(13)에서 투입된 원료를 처리하는 처리 모듈(14); 및 상기 처리 모듈(14)에 연결된 열 교환기 모듈(15);을 포함하고, 상기 원료 투입 모듈(13)은 상기 플런저 유닛(12a, 12b)의 각각에 연결되고, 상기 플런저 유닛(12a, 12b)은 하나의 가압 라인(PL)을 통하여 상기 처리 모듈(14)에 연결된다.

본 발명에 따른 균질기(10)는 식용품, 분유, 마가린 또는 마요네즈와 같은 식품 분야, 잉크, 비누, 연료오일, 비타민, 치약, 페인트 또는 향수와 같은 화학분야, 의약품, 염료, 실리콘, 수지 또는 반도체 분야에 적용될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 균질기(10)에 적용되는 압력은 500 내지 80,000 psi가 될 수 있지만 적용되는 제품에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 분쇄가 되어야 할 원료는 예를 들어 다이아몬드 소재로 만들어지는 나노 셀로 형성된 균질 유닛을 통과하면서 캐비테이션, 난류 또는 전단력에 의하여 정해진 크기로 분쇄가 될 수 있다. 원료의 종류에 따라 적절한 나노 셀 및 균질 유닛에 적용되는 압력이 결정될 수 있다. 본 발명에 따른 균질기(10)는 다양한 제품의 균질 또는 분산에 적용될 수 있고 다양한 형태의 나노 셀 또는 균질 유닛을 포함할 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 균질기(10)는 적용되는 제품, 압력 또는 균질 유닛의 구조에 의하여 제한되지 않는다.

서보 구동 모듈(11)은 예를 들어 서보 모터와 같이 회전 속도 및 위치 제어가 가능한 구동 유닛이 될 수 있다. 서보 구동 모듈(11)은 미리 결정된 압력 값에 도달하도록 제어될 수 있는 구동 유닛이 될 수 있고 미리 결정된 압력 값은 제품의 종류에 따라 제어 유닛에 의하여 또는 수동으로 미리 결정될 수 있다. 서보 구동 모듈(11)은 가압 라인(PL) 또는 처리 모듈(14)에 설치된 탐지 유닛으로부터 전달되는 피드백 신호에 기초하여 작동될 수 있다. 본 발명에 따른 서보 구동 모듈(11)은 회전 속도 및 위치 제어가 가능하면서 방향 제어가 가능한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어 서보 구동 모듈(11)은 서보 모터와 같은 것이 될 수 있고 펄스 폭 변조(PWM) 방식으로 출력이 제어될 수 있다.

서보 구동 모듈(11)의 양쪽으로 플런저 모듈(12a, 12b)이 연결될 수 있다. 플런저 모듈(12a, 12b)은 서보 구동 모듈(11)에 연결되어 피스톤과 같은 기능을 가지면서 처리 모듈(14)에서 요구되는 압력을 발생시키는 기능을 가진다. 플런저 모듈(12a, 12b)은 압력을 조절하거나 또는 압력을 상승시키는 기능을 가질 수 있다. 제어 모듈(17)은 플런저 모듈(12a, 12b)의 이동 거리 또는 이동 속도를 제어하는 것에 의하여 처리 모듈(14)에 가해지는 압력을 조절할 수 있다. 플런저 모듈(12a, 12b)은 서보 구동 모듈(11)의 양쪽에 연결될 수 있고 서보 구동 모듈(11)은 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시킬 수 있다. 서보 구동 모듈(11)은 각각의 플런저 모듈(12a, 12b)을 왕복 운동을 시키는 것에 의하여 효율적으로 압력이 전달되도록 한다. 서보 구동 모듈(11)은 다양한 기어 또는 스크루와 같은 장치를 통하여 플런저 모듈(12a, 12b)의 왕복 운동을 유도할 수 있다.

각각의 플런저 모듈(12a, 12b)은 제1 가압 라인(PL1) 및 제2 가압 라인(PL2)을 통하여 처리 모듈(14)로 연결되는 가압 라인(PL)에 연결될 수 있다. 구체적으로 제1 가압 라인(PL1)은 가압 라인(PL)의 한쪽과 연결되고, 제2 가압 라인(PL2)은 가압 라인(PL)의 중간 부분에 연결되고 그리고 가압 라인(PL)의 다른 끝은 처리 모듈(14)에 연결될 수 있다. 그리고 제1 가압 라인(PL1) 및 제2 가압 라인(PL2)에 연결 작동 밸브(RV1, RV2)가 배치될 수 있다. 연결 작동 밸브(RV1, RV2)는 플런저 모듈(12a, 12b)의 작동과 관련되어 작동될 수 있다. 구체적으로 제1 플런저 모듈(12a)이 가압되는 상태에서 제1 연결 작동 밸브(RV1)가 열리고 제2 연결 작동 밸브(RV2)는 닫힌다. 그리고 제2 플런저 모듈(12b)이 가압되는 상태에서 이와 반대로 된다. 연결 작동 밸브(RV1, RV2)는 예를 들어 체크 밸브와 유사한 구조를 가지거나 또는 전자 제어 밸브와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 균질기(10)에서 원료는 다양한 방법으로 투입될 수 있다. 예를 들어 도 1에 도시된 것처럼, 투입 펌프가 설치된 원료 투입 모듈(13)이 설치되고 그리고 제1 공급 라인(SL1)과 제2 공급 라인(SL2)이 각각 제1 가압 라인(PL1) 및 제2 가압 라인(PL2)에 연결될 수 있다. 그리고 제1 공급 라인(SL1) 및 제2 공급 라인(SL2)에 각각 투입 조절 밸브(CV1, CV2)가 배치될 수 있다. 그리고 투입 펌프의 작동은 제어 모듈(17)에 의하여 제어될 수 있다. 투입 조절 밸브(CV1, CV2)는 연결 작동 밸브(RV1, RV2)와 유사한 방법으로 작동될 수 있다. 제어 모듈(17)은 서보 구동 모듈(11)의 작동 상태를 고려하여 투입 모듈(13)의 작동을 제어하면서 이와 동시에 투입 조절 밸브(CV1, CV2) 및 연결 작동 밸브(RV1, RV2)의 개폐 여부를 결정할 수 있다. 또한 처리 모듈(14)에 설치된 탐지 유닛으로부터 전달되는 정보에 따라 투입 속도를 조절할 수 있다. 원료는 예를 들어 원료 공급 탱크(13a)와 같은 저장 유닛으로부터 공급 라인(SL)을 통하여 투입 모듈(13)로 공급될 수 있다. 그리고 투입 모듈(13)에서 가압 라인(PL)으로 원료 공급은 제어 모듈(17)에 의하여 제어될 수 있다.

제어 모듈(17)은 서보 구동 모듈(11)과 전송 라인(EL)에 의하여 연결될 수 있고 그리고 제어 유닛(17)에 대한 필요한 입력을 작동 모듈(17a)을 통하여 이루어질 수 있다.

제어 유닛(17)은 처리 모듈(14)에 설치된 예를 들어 압력계와 같은 탐지 유닛으로부터 전달되는 정보에 기초하여 균질기(10) 전체의 작동을 제어할 수 있다.

처리 모듈(14)은 예를 들어 다이아몬드와 같은 소재로 만들어진 나노 셀 또는 균질 유닛을 포함할 수 있고 가압 라인(PL)을 통하여 이송된 원료를 분쇄 및 분산시킬 수 있다. 처리 모듈(14)은 이 분야에서 공지된 임의의 구조를 가질 수 있고 본 발명은 처리 모듈(14)의 구조에 의하여 제한되지 않는다. 처리 모듈(14)에 압력 측정 유닛과 같은 탐지 유닛이 설치되어 분쇄 압력이 측정될 수 있다. 그리고 측정된 압력은 제어 모듈(14)로 전송될 수 있다. 처리 모듈(14)에서 분쇄된 원료는 열 교환 모듈(15)로 이송되어 분산 또는 유화 상태로 만들어질 수 있다. 열 교환 모듈(15)의 내부에 순환 유닛 및 열 교환 유닛이 설치될 수 있고 또한 온도 측정 유닛과 같은 탐지 유닛이 설치될 수 있다. 그리고 측정된 온도와 같은 데이터는 제어 모듈(17)로 전달될 수 있다. 투입 모듈(13), 처리 모듈(14) 및 열 교환 모듈(15)은 각각 탐지 라인(DL1, DL2, DL3)을 통하여 제어 모듈(17)과 데이터 통신을 할 수 있다. 필요한 위치에 다양한 파라미터의 측정을 위한 탐지 유닛이 설치되어 제어 모듈(17)과 연결될 수 있다.

본 발명은 따른 서보 구동 모듈(11)은 압력 조절이 용이하면서 이와 동시에 미리 결정된 압력에 빠르게 도달하면서 요동 범위가 작아지도록 한다.

도 2는 본 발명에 따른 균질기에 적용되는 서보 구동 모듈(11) 및 플런저 모듈(12)의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 서보 구동 모듈(11)은 실린더 형상의 작동 유닛(21), 작동 유닛(21)의 양쪽에 결합된 플레이트 형상의 균형 유닛(24a, 24b)으로 이루어질 수 있다. 그리고 플런저 모듈(12a, 12b)은 균형 유닛(24a, 24b)을 관통하여 작동 유닛(21)과 연결된 제1 피스톤 (22a, 22b), 및 제1 피스톤(22a, 22b)에 일체로 연결된 제2 피스톤(221) 및 제2 피스톤(221)의 작동에 의하여 필요한 압력을 발생시키는 가압 유닛(26a, 26b)으로 이루어질 수 있다. 가압 유닛(26a, 26b)의 한쪽 끝에 균형 유닛(24a, 24b)와 동일 또는 유사한 형상을 가지는 고정 유닛(23a. 23b)이 배치될 수 있고 균형 유닛(24a, 24b)과 고정 유닛(23a, 23b)은 고정 부재(25)에 의하여 연결될 수 있다.

작동 유닛(21)의 내부에 설치된 예를 들어 서보 모터와 같은 구동 장치에 의하여 제1 피스톤(22a, 22b) 및 제2 피스톤(221)이 왕복 운동을 하게 되고 그에 따라 가압 유닛(26a, 26b)에서 원료의 처리에 요구되는 압력이 발생하게 된다. 제1 피스톤(22a, 22b)과 제2 피스톤(221)은 서로 다른 직경을 가진 실린더 형상이 될 수 있고 이로 인하여 제2 피스톤(221)의 이동 거리가 제한될 수 있다. 위에서 설명된 것처럼, 제2 피스톤(221)의 왕복 이동 거리 및 주기에 의하여 압력이 제어될 수 있다. 작동 유닛(21)에 설치된 서보 모터는 정역 회전이 가능하고 서보 모터의 정역 회전에 따라 제2 피스톤(221)이 왕복 운동을 하게 된다.

도 3은 본 발명에 따른 균질기에 적용되는 플런저 유닛(12)의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3을 참조하면, 제1 피스톤(22a)에 기준 영역(222)이 형성되어 플런저 모듈의 이동이 탐지될 수 있다. 기준 영역(222)에 적절한 속도 측정 유닛과 같은 탐지 유닛이 설치되어 제2 피스톤(222)의 이동 거리 및 이동 속도가 탐지될 수 있다. 가압 유닛(26a)은 매니폴드와 같은 커넥터 유닛(33)에 체결 유닛(32)에 의하여 연결될 수 있고 제1 공급 라인(SL1) 및 제1 가압 라인(PL1)이 커넥터 유닛(33)에 연결될 수 있다. 커넥터 유닛(33)의 내부에 밸브 유닛이 설치되어 가압 유닛(26a), 제1 공급 라인(SL1) 및 제1 가압 라인(PL1)을 서로 연결시키거나 단절시킬 수 있다. 균형 유닛(24a)과 고정 유닛(23a)에 의하여 제1 피스톤(22a) 및 제2 피스톤(221)의 왕복 운동이 안정적으로 이루어질 수 있고 제2 피스톤(221)의 직경이 상대적으로 작아지도록 하는 것에 의하여 동력 전달이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하면서 제2 피스톤(221)의 이동 거리에 의하여 압력 제어가 용이하게 이루어지도록 한다.

플런저 모듈은 다양한 구조로 형성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

플런저 모듈에 의하여 발생된 압력은 처리 모듈(14)로 전달될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 균질기에 적용되는 처리 모듈(14)의 실시 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 처리 모듈(14)은 적어도 하나의 나노 셀과 같은 균질 유닛(41a, 41b), 서로 다른 균질 유닛(41a, 41b)을 연결하는 유동 제어 유닛(42), 가압 라인(PL)과 균질 유닛(41a, 41b)을 연결하기 위한 유동 라인(NL) 및 역류 라인(RL)을 포함할 수 있다. 또한 처리 모듈(14)에 압력계와 같은 탐지 유닛(43)이 설치될 수 있고 가압 라인(PL)과 유동 라인(NL) 및 역류 라인(RL)을 유동 제어 밸브(BV1, BV2)에 의하여 연결될 수 있다. 또한 균질 유닛(41a, 41b)은 유동 조절 커넥터(44a, 44b)에 의하여 유동 라인(NL) 및 역류 라인(RL)과 연결될 수 있다.

균질 유닛(41a, 41b)은 다수 개가 될 수 있고 서로 다른 균질 유닛(41a, 41b)은 병렬로 연결되거나 또는 직렬로 연결될 수 있다. 그리고 유동 제어 유닛(42)은 순 방향 흐름 및 역 방향 흐름에 따라 개폐가 제어되는 개폐 제어 밸브를 포함할 수 있다. 가압 라인(PL)을 통하여 이송된 원료는 유동 제어 밸브(BV1, BV2)를 경유하여 유동 라인(NL)을 통하여 균질 유닛(41a, 41b)에서 처리되어 열 교환 라인(HL)을 통하여 열 교환 모듈로 이송될 수 있다. 원료의 처리 과정에서 예를 들어 균질 유닛(41a, 41b) 내부의 막힘으로 인하여 압력 이상이 발생될 수 있다. 이와 같은 경우 제어 모듈은 원료가 역류 라인(RL)을 통하여 흐르도록 할 수 있다. 이와 같은 경우 가압 라인(PL)을 통하여 이송된 원료는 역류 라인(RL)을 경유하여 균질 유닛(41b, 41a)의 역방향으로 유동되어 역류 배출 라인(46)을 통하여 배출될 수 있다. 이후 다시 원료는 순 방향으로 흐르면서 균질 유닛(41a, 41b)에 의하여 처리되어 열 교환 모듈로 이송될 수 있다. 이와 같은 순 방향 및 역 방향 흐름의 과정에서 유동 제어 밸브(BV1, BV2), 유동 조절 커넥터(44a, 44b) 및 유동 제어 유닛(42)의 개폐가 제어 유닛에 의하여 적절하게 조절될 수 있다.

다양한 구조를 가지는 처리 모듈(14)이 본 발명에 따른 균질기에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 균질기에서 처리 모듈(14)의 압력은 서보 구동 모듈에 의하여 이루어질 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 균질기에 적용되는 서보 구동 유닛의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

도 5를 참조하면, 서보 구동 모듈은 서보 모터와 같은 구동 유닛(51), 회전 축(511), 회전 축(511)에 연결된 동력 전달 유닛(53), 동력 전달 유닛(53)로부터 전달된 동력은 방향을 변환시키는 변환 유닛(52) 및 변환 유닛(52)과 제1 피스톤(22a, 22b)을 연결시키는 동력 전달 부재(521)를 포함할 수 있다.

구동 유닛(51)의 회전 축(511) 또는 구동 유닛(51)의 내부에 위치 탐지 유닛(512)의 설치되어 구동 유닛(51)의 회전 속도 및 회전각이 탐지되어 제어 모듈(17)로 전달될 수 있다. 동력 전달 유닛(53)은 예를 들어 기어와 같은 장치가 될 수 있고 변환 유닛(52)은 스크루와 같은 장치가 될 수 있다. 구동 유닛(51)의 회전 운동은 동력 전달 유닛(53)을 통하여 변환 유닛(52)으로 전달되면서 직선 운동으로 변환될 수 있다. 동력 전달 부재(521)는 제2 피스톤(221)과 유사한 구조를 가질 수 있고 변환 유닛(52)의 직선 운동을 제1 피스톤(22a, 22b)으로 전달하는 기능을 가질 수 있고 제1 피스톤(22a, 22b)과 일체로 만들어질 수 있다.

제어 모듈(17)에 미리 결정된 압력이 저장될 수 있고 제어 유닛(17)은 위치 탐지 유닛(512)으로부터 전달된 위치에 기초하여 구동 유닛(51)의 회전 속도 및 회전각을 결정할 수 있다. 그리고 제어 모듈(17)의 작동 명령에 따라 구동 유닛(51)이 작동하면 변환 유닛(52)이 왕복 운동을 하게 된다. 제어 모듈(17)은 처리 모듈로부터 전달된 압력에 기초하여 구동 유닛(51)의 작동 조건을 결정하게 된다. 그리고 미리 결정된 압력에 도달하게 되면 구동 유닛(51)을 작동을 조절하여 일정 수준의 압력이 유지되도록 한다. 이와 같은 과정은 예를 들어 프로그래밍 논리 제어 방식으로 이루어질 수 있고 이에 따라 균질기 전체 작동의 자동화가 가능하도록 한다.

다양한 작동 구조가 본 발명에 따른 균질기에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 균질기는 압력의 정밀 제어가 가능하도록 하면서 구조가 간단하여 설계 및 작동이 용이하다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 균질기는 양쪽 방향으로 압력을 가하는 것에 의하여 균질 효율이 향상되도록 하면서 정해진 압력 수준의 유지가 용이하다는 이점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 균질기는 프로그램에 의한 작동 제어가 가능하도록 한다는 장점을 가진다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 균질기 11: 서보 구동 모듈
12a, 12b: 플런저 모듈 13: 원료 투입 모듈
14: 처리 모듈 15: 열 교환기 모듈
17: 제어 모듈 21: 작동 유닛
22a, 22b: 제1 피스톤 23a, 23b: 고정 유닛
24a, 24b: 균형 유닛 25: 고정 부재
26a, 26b: 가압 유닛 32 체결 유닛
33: 커넥터 유닛 41a, 41b: 균질 유닛
42: 유동 제어 유닛 43: 탐지 유닛
44a, 44b: 유동 조절 커넥터 46: 역류 배출 라인
51: 구동 유닛 52: 변환 유닛
53: 동력 전달 유닛
221: 제2 피스톤 222: 기준 영역
511: 회전 축 512: 탐지 유닛
521: 동력 전달 부재

Claims (1)

1. 동력 전달 방향이 결정되는 회전 방향의 제어가 가능한 서보 구동 모듈(11);
   서보 구동 모듈(11)의 양쪽에 연결되어 서보 구동 모듈(11)의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 한 쌍의 플런저 모듈(12a, 12b);
   처리되어야 할 원료가 투입되는 원료 투입 모듈(13);
   플런저 유닛(12a, 12b)에서 가해지는 압력을 이용하여 원료 투입 모듈(13)에서 투입된 원료를 처리하는 처리 모듈(14); 및
   처리 모듈(14)에 연결된 열 교환기 모듈(15);을 포함하고,
   상기 서보 구동 모듈(11)은 속도 및 위치 제어가 가능한 서보 모터가 내부에 배치된 작동 유닛(21) 및 작동 유닛(21)의 양쪽에 결합된 균형 유닛(24, 24b)을 포함하고, 각각의 플런저 모듈(12a, 12b)은 균형 유닛(24,24b)을 관통하여 작동 유닛(21)과 연결된 제1 피스톤(22a, 22b), 제1 피스톤에 비하여 상대적으로 작은 단면 직경을 가지는 제2 피스톤(221) 및 제2 피스톤(221)의 작동에 의하여 압력이 발생되는 가압 유닛(26a, 26b)로 이루어지고; 원료 투입 모듈(13)은 한 쌍의 플런저 유닛(12a, 12b)의 각각에 연결되고, 각각의 플런저 모듈(12a, 12b)은 제1 가압 라인(PL1)과 제2 가압 라인(PL2)을 통하여 처리 모듈(14)과 연결된 가압 라인(PL)과 연결되고; 그리고 제2 피스톤(221)이 왕복 이동 거리 및 주기에 의하여 처리 모듈(14)의 압력이 제어되는 것을 특징으로 하는 서보 제어 구조의 균질기.

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