[發明專利]具有反向流動的均質化工藝和設備

有效

• 申請號: 201380067017.2
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN104884153A
• 公開（公告）日: 2015-09-02
• 發明（設計）人: A·里奇
• 申請（專利權）人: GEA機械設備意大利股份公司
• 主分類號: B01F5/06
• 分類號: B01F5/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 浦易文

技術領域

本發明的目的是利用反向流動的均質工藝和設備。

背景技術

在EP0810025A1中引用的現有技術認為是最接近的已知技術。

實際上，本發明涉及用于使流體微粉化的裝置的領域，特別是呈液態的含有顆粒的可流動材料、凝聚物或纖維，即，基本上液態且不溶解但遭受為固體或在任何情況下都具有不同密度的部分的形成的產品。

均質/微粉設備(在下文中，術語均質化和微粉化及其它形式應當用作同義詞)通常包含具有入口和出口的泵和均質閥，該泵可能是高壓可變流量泵，其中所述入口連接到所述泵的遞送件以便接收加壓的流體，所述出口在低壓下用于均質的流體。

要實現的微粉化實質上在于所述顆粒的分解，為了最小化其尺寸并致使尺寸均勻的目的。

為了實現這個目的，流體通過減小尺寸的受迫通道從第一高壓腔室(連接到泵的遞送件)進入第二微粉化腔室(連接到閥出口)。

該通道由牢固地受限于(并且由此固定到)閥體并且流體穿過其中的通道頭部和由可相對于所述通道頭部軸向地運動的沖擊頭界定。具體地，所述通道存在于界定在沖擊頭和較小通道頭部之間界定的間隙。

第一腔室中高壓下的流體壓在沖擊頭的表面上，在沖擊頭的表面上壓施加力趨向于使通道變寬。推桿作用于沖擊頭，并且它沿軸向方向將力施加在沖擊頭上，以便抵抗流體的壓力。

以這種方式，通過合適地管理推桿的動作，使通道的寬度維持在基本上恒定并且可以在任何情況下進行調整的期望值是可能的。該力應當基于均質設備的操作流速和壓力水平來確定。

因此，當流體通過所述受迫通道從第一腔室流向第二腔室時，流體經歷壓力的下降，同時根據能量守恒方程，流體還加速。該加速導致流體的顆粒的分解。此外，沖擊環已經知曉布置在第二腔室中，以便攔截加速的流體；以這種方式，流體以高速撞擊在沖擊環上，并且這構成了對顆粒的分解的進一步貢獻。沖擊環還保護了沖擊發生所在的腔室免受磨損。

一般來說，我們想要最優化在均質化過程中使用的能量，即，應用于流體的能量相當，我們想要以上述方式獲得流體的均質化的最可能的結果或結果相同，我們想要減少使用的能量(壓力)。

在上面描述的現有技術中，產品實質上流過趨向于變寬的環形室(參考現有技術的圖1和2)，并且均質效果通過當產品從中心通道向前流出環形室時該產品遭遇的增加的切削力來提供。

然而，很多能量無益地浪費在均質化和微粉化步驟中并轉變為熱，這是高壓均質設備的本質低效的原因。

EP0850683A1公開了一種細顆粒生產裝置，其中，根據在其中公開的第三實施例，預先處理單元已經添加在高壓泵與所述細顆粒生產裝置之間。所述第三實施例需要與主要裝置或第一實施例(具有固定幾何形狀和恒定剪切速率的系統，所述系統完全不同于本發明的目的)集成在一起或相關聯，它并不能用作獨立裝置。

發明內容

本發明的目的是限制在上面闡述的缺點，并實現使減少能量浪費并且由此使它們更有效率成為可能的改善的均質化-微粉化工藝和設備。

另一目的是借助于“獨立”裝置來實現，所述“獨立”裝置能夠產生顆粒減小，而不需要在上游或下游的輔助設備。

附圖說明

所述目的通過構成本發明的目的的均質化-微粉化工藝和設備來實現，并且所述均質化-微粉化過程和設備按照在下文中闡述的權利要求的內容來表征。

具體地，產品的正常流動是相反的，即，現有技術的出口在本發明中是產品入口，而現有技術的入口現在是出口。

此外，所述設備為獨立類型，具有兩級(由偏轉塞組成)，所述兩級具有共有的協作元件，并且第二級旨在產生背壓。

偏轉塞與它們共用的相互作用元件一起操作，在第一級之內產生剪切速率和背壓的增加。

根據在附圖中純粹以非限制性示例的方式圖示的優選實施例的以下描述，這個及其他特征將會變得更顯而易見，其中：

-圖1和2分別以縱截面和以橫截面示出了現有技術的均質閥，且包括了產品流線；

-圖3圖形地圖示了現有技術的閥的剪切速率(切削力)的曲線；

-圖3A、3B和3C圖示了根據三個不同的實施例圖形的構成本發明的目的的均質設備的剪切速率(切削力)的曲線；

-圖4以縱截面圖示了根據本發明的均質閥；

-圖5A、5B、5C和5D以沿線A-A的橫截面、沿線B-B的橫截面、沿線C-C的橫截面沿和線D-D的橫截面相應地圖示了在圖4中出現的閥，；

-圖6、7和8是圖4和5的放大示圖，其包括了流線；