[發明專利]一種超聲強化高壓均質閥

無效

• 申請號: 201210412851.8
• 申請日: 2012-10-25
• 公開（公告）號: CN102872736A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 潘維鋒;蘇樹朋;韓立英
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: B01F5/08
• 分類號: B01F5/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及高壓均質加工技術領域，具體地說是一種超聲強化高壓均質閥。

背景技術

高壓均質機主要由高壓往復泵和均質閥組成，均質閥是其核心部件。以高壓往復泵為動力傳遞及物料輸送機構，將物料輸送至均質閥。要處理物料在通過均質閥的過程中，在高壓下產生強烈的剪切、撞擊和空穴作用，從而使液態物質或以液體為載體的固體顆粒得到超微細化。利用高壓均質機可對液-固懸浮液中的固體顆粒進行超細粉碎，獲得穩定的分散體溶液，延長保質期；對液-液乳化液進行油-水混合，獲得穩定的油包水型或水包油型乳化液；也可對微生物細胞壁進行粉碎，以提取它的內含物。

高壓均質機超細粉碎、均質、乳化功能，無論是從理論上，還是實際加工的乳劑和分散體所獲得的細度、均勻度的質量上，都是高速攪拌、高剪切均質機、膠體磨、超聲波等均質設備不能比擬的。故其廣泛應用于食品飲料、化妝、化工、制藥和生物工程等行業。

近年來，隨著高壓均質加工技術應用領域的不斷擴大，對高壓均質加工技術的要求也越來越高。比如大腸桿菌、酵母菌等細胞壁的粉碎，納米級微粒的粉碎，維生素、膳食纖維等難以均質的功能性成分的食品的開發，高壓均質殺菌技術的出現，傳統的幾十MPa的高壓均質機已不能滿足要求。高壓化則是實現上述要求的主要手段。目前，高壓均質機均質壓力從幾十MPa發展到100MPa以上，最高可達400MPa，這種高壓均質加工技術又被稱為超高壓均質加工技術。

然而，隨著壓力的不斷提高，其設備結構復雜、成本高、能耗高等問題也隨之變得更加嚴重，尤其是能耗問題更為突出。高壓均質機屬高功率機械設備，流量2噸的高壓均質機耗能量為45kw，而同樣流量的膠體磨的耗能量只有7.5kw，一些特大型均質機的能耗多則四、五百千瓦，而且隨著均質壓力的不斷提高，這種能耗將急劇增長，能源消耗矛盾十分突出。因此，研制高效節能型均質機，是高壓均質加工技術研究開發的一個重要課題。

發明內容

本發明的技術任務是提供一種超聲強化高壓均質閥。

本發明的技術任務是按以下方式實現的，該超聲強化高壓均質閥包括閥體、調壓裝置和超聲激振組件，所述的閥體的上側開有進液口，閥體的下側開有出液口，閥體的中部設置有截面為圓形的內腔，閥體的內腔中安裝有閥套和閥座；閥座與閥體內腔之間由密封圈二進行密封；

閥套的中部設置有截面為圓形的內腔，該內腔的兩端為敞口設置，閥套的一端為內凹的圓錐槽，另一端的外周上設置有凸沿，閥套的內腔與超聲激振組件連接；

閥座的中部設置有截面為圓形的內腔，該內腔直徑與閥套的內腔直徑相同，閥座的內腔與閥體的出液口連通；閥座的內腔一端為敞口，另一端為盲口；敞口一端的閥座為圓錐形，該圓錐形端部的錐度與閥套內凹的圓錐槽的錐度相同，兩者配合形成錐形狹縫，該錐形狹縫與閥體的進液口連通；盲口一端的閥座與調壓裝置連接。

所述的超聲激振組件由超聲換能器、超聲變幅桿和超聲激振頭構成，超聲變幅桿的一端連接超聲換能器，另一端連接超聲激振頭，超聲激振頭與閥套的內腔滑動連接。

所述的超聲激振頭與閥套的內腔之間由密封圈一進行密封。

所述的調壓裝置由密封套筒、頂桿、高壓彈簧、套筒、平面軸承、調壓螺帽和蓋形螺母構成，密封套筒的中部設置有直徑與閥體內腔直徑相同的內腔，密封套筒的一端通過螺栓與閥體連接在一起，另一端內部設置有套筒，外部設置有調壓螺帽；密封套筒的內腔中設置有與閥座緊密接觸的頂桿，套筒與頂桿之間設置有高壓彈簧，套筒與調壓螺帽之間設置有平面軸承，調壓螺帽的外側設置有與頂桿尾端連接的蓋形螺母。

所述的閥套有凸沿一端的內側與閥體之間設置有密封墊圈，有凸沿一端的外側與安裝在閥體上的壓蓋緊密接觸。

本發明的一種超聲強化高壓均質閥和現有技術相比，具有以下優點：

1、與常規高壓均質加工時高壓料液沿徑向向外流過狹縫不同，超聲強化高壓均質加工時其高壓料液沿徑向向內流過狹縫，其截流面積逐漸減小，從而強化聚流作用，使得從狹縫噴射出的料液流速更高。

2、常規高壓均質加工時高速料液沖擊靜態沖擊環，而超聲強化高壓均質加工時高速料液與超聲激振頭相撞，其沖擊破碎效果更強。

3、超聲強化高壓均質加工時不僅有靜壓力突降突升引起的水力空化效應，而且還具有超聲激振頭高頻振動引起的超聲空化效應，其空穴爆炸引起的破碎作用較常規高壓均質加工更強。

附圖說明

附圖1為一種超聲強化高壓均質閥的結構示意圖；