CN104203383A - 一次通过式分散乳化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种一次通过式分散乳化装置，包括：腔体，通过在该腔体的两侧设置用于输入液体材料的入口和用于排出液体材料的出口，为所述腔体中的液体材料提供移动路径；轴，该轴能够旋转地设置在腔体中；马达，该马达设置为驱动所述轴旋转；多个旋转叶轮，该多个旋转叶轮沿所述轴的长度方向以预定间隔固定并且设置在所述液体材料的所述移动路径上，并且，所述多个旋转叶轮具有多个第一叶片，该多个第一叶片朝向所述旋转叶轮的边缘延伸并且沿着所述旋转叶轮的圆周方向以预定间隔形成；以及多个固定叶轮，该多个固定叶轮沿着所述轴的长度方向设置在所述腔体的内侧以围绕所述旋转叶轮配置，并且，所述多个固定叶轮具有对个第二叶片，该多个第二叶片朝向所述固定叶轮的中心延伸，以预定间隔沿着所述固定叶轮的圆周方向形成，所述多个第二叶片设置在所述旋转叶轮之间，并且，通过所述第一叶片旋转时所述第二叶片的相对旋转在所述液体材料通过所述腔体时产生剪切力。本发明强化了液体材料的分散乳化效果，能够对低粘度液体和低流动性高粘度液体进行处理，并且可以有选择地调整待处理的液体材料的流速。

Description

一次通过式分散乳化装置
相关申请的交叉引用
本申请为2012年11月13日递交的申请号为PCT/KR2012/009542的国际申请根据371条进入国家阶段的申请，其全部内容通过引用合并于此。
技术领域
本发明涉及一种一次通过式(one-pass type)分散乳化装置，更具体地，涉及一种能够以很好的分散乳化效率处理低粘度液体和低流动性高粘度液体，并按要求对需要处理的液体的流量进行控制的分散乳化装置。
背景技术
一般而言，在细微颗粒的分散和乳化过程中，细微性和均一性很重要，会对基础材料工业(包括食品杂货、化妆品、油墨、颜料、粘合剂、涂料、精细化学品、新纳米材料和高科技电子材料)领域中最终产品的质量产生影响。为此，已经开发并使用了各种类型的分散乳化装置。
在分散乳化装置中，对液体施加剪切力以在液体中引起分散和乳化，其中，在使用高压式均质器的情况下，压力被转换为射流以与壁碰撞或反转，以使得射流的动能转换为液体之间的剪切能，由此引起分散和乳化。
在传统的均质器式分散乳化装置中，由于转换和使用了射流，在液体之间产生了压力差和粘度差，结果是液体中溶解的空气或系统中残留的空气会产生气泡，由此产生粗大的颗粒。此外，由于不能使液体通过一次就获得所需的分散乳化效果，需要将液体循环若干次，因此分散和乳化要花很多时间，降低效率。
此外，传统的均质器式分散乳化装置是自吸式的，也就是说，通过液体旋转产生的压力差来吸入和排出液体，其中自吸式只应用于具有流动性的低粘度材料，因为液体需要能够移动，因此难以使用自吸式来乳化高粘度材料。同时，自吸式会产生气穴，因此很难控制将要分散或乳化的液体的流量。
发明内容
技术问题
本发明旨在解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种一次通过式分散乳化装置，该一次通过式分散乳化装置能够以很好的分散乳化效率对低粘度液体和低流动性高粘度液体进行处理，并按要求对需要处理的液体的流量进行控制。
通过下面对优选实施方式的描述，可以更好地理解本发明的其它目的。
技术方案
为解决现有技术中的问题，本发明的一个目的是提供一种一次通过式分散乳化装置，该装置能够以很好的分散乳化效率对低粘度液体和低流动性高粘度液体进行处理，并按要求对需要处理的液体的流量进行控制。
根据本发明的一次通过式分散乳化装置可以包括：腔体，在该腔体的两侧设置有用于输入液体的入口和用于排出液体的出口，以为所述腔体中的液体提供移动路径；轴，该轴能够旋转地设置在所述腔体中；马达，该马达设置为用于驱动所述轴旋转；多个旋转叶轮，该多个旋转叶轮沿长度方向以预定间隔固定于所述轴并且设置在在所述液体的所述移动路径上，在每个旋转叶轮中，沿着所述轴的长度方向以预定间隔形成有朝着固定叶轮的内圆周面延伸的多个第一叶片；以及多个固定叶轮，该多个固定叶轮沿着所述轴的长度方向设置在所述腔体的内表面上以围绕所述旋转叶轮配置，其中，在每个固定叶轮上朝着固定叶轮的中心延伸并以预定间隔沿着圆周方向形成有多个第二叶片，所述第二叶片设置在所述旋转叶轮之间，并且其中，通过所述第一叶片旋转时所述第二叶片的相对旋转产生对通过所述腔体的液体的剪切力。
所述一次通过式分散乳化装置还可以包括框架，该框架固定于轴盖以使所述腔体朝下并固定于固定托架，从而使得所述马达设置在所述轴盖的顶部，以在所述轴盖内设置连接件，该连接件用于连接所述马达的轴和突出于所述腔体的顶部的轴。
所述轴可以竖直设置在所述腔体中，以使得所述旋转叶轮沿上下方向设置，所述固定叶轮固定为在内圆周面上沿上下方向堆叠，所述入口设置在所述腔体的底部，所述出口设置在所述腔体的顶侧。
在所述腔体中可以形成有用于堆叠所述固定叶轮的堆叠空间，用于打开/关闭所述堆叠空间的盖子通过螺栓连接于所述堆叠空间的一侧以支撑所述固定叶轮。
多个旋转叶轮可以滑动连接于所述轴的一侧以堆叠为多级(multi-steps)并通过间隔件保持预定间隔。
用于防止所述旋转叶轮偏离的帽盖可以通过螺栓固定于所述轴的远端。
在所述固定叶轮中，所述多个第二叶片可以沿着用于嵌入到所述腔体的内表面上的环形件的内圆周面形成，所述环形件具有环形形状。
在所述第二叶片和所述环形件的内圆周面之间可以形成台阶(step)，以使得重叠在所述第二叶片上的所述第一叶片的所述远端邻近于所述内圆周面。
有益效果
本发明的一次通过式分散乳化装置具有如下效果：
第一，归功于优秀的强化性能和效率，能够沿着路径仅通过一次就能够实现液体的分散或乳化。
第二，由于对通过设置在所述腔体前方的泵推动的液体而非通过自吸作用推动的液体进行强化高速分散，可以对低粘度液体和低流动性高粘度液体进行处理。
第三，可以防止气穴，以根据需要对要处理的液体的流量进行控制。
第四，能够灵活地更换、使用或者增加或拆掉所述叶轮，由此本发明的分散乳化装置能够多功能地使用。
第五，所述一次通过式分散乳化装置能够高速旋转，同时保持精确的间隙，以在处理具有气泡的液体的过程中实现变形功能，并且如果需要，可以通过向液体中注入空气而向液体中输入气泡。
第六，能够实现液体的多级(例如8级或更多级)分散或乳化，由此能够根据液体的用途和使用条件实现多级精确分散，并且本发明的一次通过式分散乳化装置可以具有设置多个传统处理装置的效果，因此节省成本和维护所花时间。
附图说明
参考附图，通过对优选实施方式的描述可以更清楚地理解本发明的上述目的、其它特征和优点，其中：
图1为示出根据本发明的具体实施方式的一次通过式分散乳化装置的前视图；
图2为示出根据本发明的具体实施方式的一次通过式分散乳化装置的前剖视图；
图3为示出根据本发明的具体实施方式的一次通过式分散乳化装置的主要部件的前剖视图；以及
图4为沿图3中的A-A’线剖切的剖视图，示出了一次通过式分散乳化装置。
具体实施方式
根据本发明的原理的实施方式可以不同地变化并具有不同类型，因此，用附图对具体实施方式进行显示，并在说明书中对具体实施方式进行描述。但是，根据本发明的原理的实施方式并不局限于具体公开的类型，反之，应当理解的是，根据本发明的原理的实施方式包括落入本发明的精神和范围内的所有修改实施方式，等价实施方式或替换实施方式。
在下文中，对本发明的各种实施方式将做出详细的附图标记，在附图中显示了各种实施方式的例子，并在下面对这些例子进行描述。在附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
图1为示出根据本发明的具体实施方式的一次通过式分散乳化装置的前视图，图2为示出根据本发明的具体实施方式的一次通过式分散乳化装置的前剖视图。
如图1和图2所示，根据本发明的一个实施方式的一次通过式分散乳化装置100可以包括腔体110、轴120、马达130、旋转叶轮140和固定叶轮150，在该分散乳化装置中，将所提供的液体分散或乳化，然后排出。在这里，液体可以包括调味汁或蛋黄酱、美容霜、牙膏、粘结剂、油墨或颜料、薄膜涂料、各种增粘剂、泡沫剂、蓄电池溶液、用于对来自半导体晶片的废物进行处理的化学溶液和环保回收溶液等。在这里，就环保回收溶液而言，在溶液中物理地产生细小颗粒，以用于通过本发明的一次通过式分散乳化装置100进行简单的化学环境处理。
同时，根据本发明的一次通过式分散乳化装置100还可以包括用于安装腔体110和马达130等的框架160，其中，框架160固定于轴盖161以使腔体110的方向朝下，并固定于固定托架162以使马达130设置在轴盖161的顶部，由此在轴盖161内设置连接件132(图3中示出)，连接件132用于连接马达130的轴131和朝腔体110的顶部突出的轴120。此外，马达130和其它部件可以覆盖有保护盖163。
腔体110的两侧设置有用于输入液体的入口111和用于排出液体的出口112，从而为腔体中的液体提供移动路径。
如图3所示，轴120竖直地设置在本实施方式中描述的腔体110中，使得旋转叶轮140可以沿上下方向设置，固定叶轮150可以沿上下方向堆叠在内圆周面上，入口111形成在底部，出口112可以形成在腔体的顶侧。在这里，用于输入待分散和乳化的液体的输入管10可以连接于入口111，用于将腔体110中已分散乳化的液体提供给外侧的存储罐的排出管(未显示)可以连接于出口112。此外，借助设置在外侧的泵对液体的抽吸力通过输入管10将液体提供给入口111，由此可以保持通过出口112的排出压力。
同时，可以在腔体110中形成有用于堆叠固定叶轮150的堆叠空间113，将在后面描述，可以用于打开/关闭堆叠空间113的盖子114通过螺栓115连接于堆叠空间113的一侧，即堆叠空间113的底部，以支撑固定叶轮150。由此，可以通过拆开盖子114来更换固定叶轮150。
轴120能够旋转地安装在腔体110内，其中，在本实施方式中，轴120可以安装为穿过腔体110，以通过连接件132连接于马达130的轴131。在这里，轴120可以通过轴承安装在腔体110或框架160中，以相对于腔体110平滑地旋转，在腔体110的连接部分可以设置密封圈以保持腔体110的气密性。
马达130可以设置在框架160上以使轴120旋转，并且可以通过设置在框架160或其外部上的操作控制面板170(图1中示出)来运行以使轴120旋转。在这里，可以通过操作控制面板170(图1中示出)来控制马达的旋转速度。
多个旋转叶轮140沿长度方向以预定间隔固定于轴120，以设置在液体的移动路径上，如图4中所示，在各个旋转叶轮140中，沿着圆周方向以预定间隔形成有朝着固定叶轮150的内圆周面延伸的多个第一叶片141。
多个旋转叶轮140滑动连接于轴120的一侧，即轴的底部，以与轴120一起旋转，并进一步堆叠为多级，同时通过间隔件143保持预定间隔。在这里，间隔件143可以独立于旋转叶轮设置，或者可以与旋转叶轮140构成整体。
旋转叶轮140可以具有连接部分142(图4中显示)，在连接部分142的外表面上形成有多个第一叶片141以与轴120滑动连接，其中连接部分142的孔-轴120插入到该孔中-可以具有用于防止轴120从孔松脱的截面形状，或者可以通过销将轴120固定至旋转叶轮，或者可以用单独的环形托架将旋转叶轮固定至轴120。在这里，可以利用各种方式，例如螺纹连接，将用于防止旋转叶轮偏离的帽盖121连接至轴120的一端，例如轴120的底部。
多个固定叶轮150可以沿着轴120的长度方向设置在腔体110的内表面上以围绕旋转叶轮140配置，如图4所示，旋转叶轮140之间设置有多个第二叶片151，多个第二叶片151朝着固定叶轮150的中心延伸并以预定间隔沿着圆周方向设置。在这里，通过第一叶片141旋转时第二叶片151的相对旋转产生对通过腔体110的液体的剪切力。
在固定叶轮150中，多个第二叶片151可以沿着用于嵌入到腔体110的内表面上的环形件152的内圆周面形成，环形件152具有环形形状，第二叶片151可以以大约2mm的间隔与第一叶片141隔开，在第二叶片151和环形件的内圆周面之间可以形成台阶153，由此重叠在第二叶片151上的第一叶片141的远端邻近于内圆周面。由此，可以在固定叶轮150和旋转叶轮140之间逐渐增大地产生剪切力。
下面将会描述根据本发明的一次通过式分散乳化装置的操作。
当利用设置在入口111前方并由马达130驱动的泵的抽吸力将液体输入到入口111中时，液体通过接收旋转叶轮140的第一叶片141的剪切力而被分散或乳化，当输入到入口111中的液体通过由第二叶片151之间的间隔形成的空间时，旋转叶轮140作为多个级旋转。同样地，通过第一叶片141和第二叶片151的液体被分散或乳化，并且通过第一叶片141和第二叶片151的相对旋转被进一步强化且高效地减小为微粒。也就是说，只要沿着形成在腔体110内部的路径通过一次，就可以使液体足够分散或乳化。分散或乳化后的液体朝向出口112排出。
根据本发明的一次通过式分散乳化装置，由于对通过设置在腔体前方的泵而非通过自吸作用提供的液体进行强化高速分散，可以对低粘度液体和低流动性高粘度液体进行处理，并且，可以防止气穴，以根据需要对待处理的液体的流量进行控制。此外，能够灵活地更换、使用或增加或拆除叶轮140、150，由此本发明的分散乳化装置能够多功能地使用。
实用性
此外，根据本发明的一次通过式分散乳化装置，其能够高速旋转的同时保持精确的间隙，以在处理具有气泡的液体的过程中实现变形功能，并且如果需要，可以通过向液体中注入空气而向液体中输入气泡。此外，通过堆叠旋转叶轮140和固定叶轮150能够实现液体的多级(例如8级或更多级)分散或乳化，由此能够根据液体的用途和使用条件实现多级精确分散。
同时，本发明的一次通过式分散乳化装置可以具有设置多个传统处理装置的效果，因此节省成本和维护所花时间。
虽然根据图中显示的具体实施方式对本发明进行了描述，但这些具体实施方式仅用于说明，本发明并不受这些实施方式的限制。应该理解的是，本领域技术人员能够在不脱离本发明的精神和范围的情况下对实施方式做出各种等价修改或变型。

Claims (8)

1.一种一次通过式分散乳化装置，包括：
腔体，在该腔体的两侧设置有用于输入液体的入口和用于排出液体的出口，以为所述腔体中的液体提供移动路径；
轴，该能够旋转地设置在所述腔体中；
马达，该马达设置为用于驱动所述轴旋转；
多个旋转叶轮，该多个旋转叶轮沿长度方向以预定间隔固定于所述轴并且设置在所述液体的所述移动路径上，在每个所述旋转叶轮中，沿着所述轴的长度方向以预定间隔形成有朝着固定叶轮的内圆周面延伸的多个第一叶片；以及
多个固定叶轮，该多个固定叶轮沿着所述轴的长度方向设置在所述腔体的内表面上以围绕所述旋转叶轮配置，其中，在每个所述固定叶轮上，朝着所述固定叶轮的中心延伸并以预定间隔沿着圆周方向形成有多个第二叶片，所述第二叶片设置在所述旋转叶轮之间，并且其中，通过所述第一叶片旋转时所述第二叶片的相对旋转产生对通过所述腔体的液体的剪切力。
2.根据权利要求1所述的一次通过式分散乳化装置，其中，还包括框架，该框架固定于轴盖以使所述腔体朝下并固定于固定托架，从而使得所述马达设置在所述轴盖的顶部，以在所述轴盖内设置连接件，该连接件用于连接所述马达的轴和突出于所述腔体的顶部的轴。
3.根据权利要求1所述的一次通过式分散乳化装置，其中，所述轴竖直设置在所述腔体中，以使得所述旋转叶轮沿上下方向设置，所述固定叶轮固定为在内圆周面上沿上下方向堆叠，所述入口设置在所述腔体的底部，所述出口设置在所述腔体的顶侧。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的一次通过式分散乳化装置，其中，在所述腔体中形成有用于堆叠所述固定叶轮的堆叠空间，并且用于打开/关闭所述堆叠空间的盖子通过螺栓连接于所述堆叠空间的一侧以支撑所述固定叶轮。
5.根据权利要求1或3所述的一次通过式分散乳化装置，其中，所述多个旋转叶轮滑动连接于所述轴的一侧以堆叠为多级并通过间隔件保持预定间隔。
6.根据权利要求5所述的一次通过式分散乳化装置，其中，用于防止所述旋转叶轮偏离的帽盖通过螺栓固定于所述轴的远端。
7.根据权利要求1或3所述的一次通过式分散乳化装置，其中，在所述固定叶轮中，所述多个第二叶片沿着用于嵌入到所述腔体的内表面上的环形件的内圆周面形成，所述环形件具有环形形状。
8.根据权利要求7所述的一次通过式分散乳化装置，其中，在所述第二叶片和所述环形件的内圆周面之间形成台阶，以使得重叠在所述第二叶片上的所述第一叶片的远端邻近于所述内圆周面。
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