[发明专利]具有反向流动的均质化工艺和设备

说明书

技术领域

本发明的目的是利用反向流动的均质工艺和设备。

背景技术

在EP0810025A1中引用的现有技术认为是最接近的已知技术。

实际上，本发明涉及用于使流体微粉化的装置的领域，特别是呈液态的含有颗粒的可流动材料、凝聚物或纤维，即，基本上液态且不溶解但遭受为固体或在任何情况下都具有不同密度的部分的形成的产品。

均质/微粉设备(在下文中，术语均质化和微粉化及其它形式应当用作同义词)通常包含具有入口和出口的泵和均质阀，该泵可能是高压可变流量泵，其中所述入口连接到所述泵的递送件以便接收加压的流体，所述出口在低压下用于均质的流体。

要实现的微粉化实质上在于所述颗粒的分解，为了最小化其尺寸并致使尺寸均匀的目的。

为了实现这个目的，流体通过减小尺寸的受迫通道从第一高压腔室(连接到泵的递送件)进入第二微粉化腔室(连接到阀出口)。

该通道由牢固地受限于(并且由此固定到)阀体并且流体穿过其中的通道头部和由可相对于所述通道头部轴向地运动的冲击头界定。具体地，所述通道存在于界定在冲击头和较小通道头部之间界定的间隙。

第一腔室中高压下的流体压在冲击头的表面上，在冲击头的表面上压施加力趋向于使通道变宽。推杆作用于冲击头，并且它沿轴向方向将力施加在冲击头上，以便抵抗流体的压力。

以这种方式，通过合适地管理推杆的动作，使通道的宽度维持在基本上恒定并且可以在任何情况下进行调整的期望值是可能的。该力应当基于均质设备的操作流速和压力水平来确定。

因此，当流体通过所述受迫通道从第一腔室流向第二腔室时，流体经历压力的下降，同时根据能量守恒方程，流体还加速。该加速导致流体的颗粒的分解。此外，冲击环已经知晓布置在第二腔室中，以便拦截加速的流体；以这种方式，流体以高速撞击在冲击环上，并且这构成了对颗粒的分解的进一步贡献。冲击环还保护了冲击发生所在的腔室免受磨损。

一般来说，我们想要最优化在均质化过程中使用的能量，即，应用于流体的能量相当，我们想要以上述方式获得流体的均质化的最可能的结果或结果相同，我们想要减少使用的能量(压力)。

在上面描述的现有技术中，产品实质上流过趋向于变宽的环形室(参考现有技术的图1和2)，并且均质效果通过当产品从中心通道向前流出环形室时该产品遭遇的增加的切削力来提供。

然而，很多能量无益地浪费在均质化和微粉化步骤中并转变为热，这是高压均质设备的本质低效的原因。

EP0850683A1公开了一种细颗粒生产装置，其中，根据在其中公开的第三实施例，预先处理单元已经添加在高压泵与所述细颗粒生产装置之间。所述第三实施例需要与主要装置或第一实施例(具有固定几何形状和恒定剪切速率的系统，所述系统完全不同于本发明的目的)集成在一起或相关联，它并不能用作独立装置。

发明内容

本发明的目的是限制在上面阐述的缺点，并实现使减少能量浪费并且由此使它们更有效率成为可能的改善的均质化-微粉化工艺和设备。

另一目的是借助于“独立”装置来实现，所述“独立”装置能够产生颗粒减小，而不需要在上游或下游的辅助设备。

附图说明

所述目的通过构成本发明的目的的均质化-微粉化工艺和设备来实现，并且所述均质化-微粉化过程和设备按照在下文中阐述的权利要求的内容来表征。

具体地，产品的正常流动是相反的，即，现有技术的出口在本发明中是产品入口，而现有技术的入口现在是出口。

此外，所述设备为独立类型，具有两级(由偏转塞组成)，所述两级具有共有的协作元件，并且第二级旨在产生背压。

偏转塞与它们共用的相互作用元件一起操作，在第一级之内产生剪切速率和背压的增加。

根据在附图中纯粹以非限制性示例的方式图示的优选实施例的以下描述，这个及其他特征将会变得更显而易见，其中：

-图1和2分别以纵截面和以横截面示出了现有技术的均质阀，且包括了产品流线；

-图3图形地图示了现有技术的阀的剪切速率(切削力)的曲线；

-图3A、3B和3C图示了根据三个不同的实施例图形的构成本发明的目的的均质设备的剪切速率(切削力)的曲线；

-图4以纵截面图示了根据本发明的均质阀；

-图5A、5B、5C和5D以沿线A-A的横截面、沿线B-B的横截面、沿线C-C的横截面沿和线D-D的横截面相应地图示了在图4中出现的阀，；

-图6、7和8是图4和5的放大示图，其包括了流线；