CN110813115B - 一种用于高压均质机的均质阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于高压均质机的均质阀，包括阀座、阀体、冲击环，在阀座内设置用于对流体加压增速的一级增速流道，阀体设置在一级增速流道的出液口处，阀体前端与阀座组成二级增速流道，二级增速流道对一级增速流道流出的流体进行再次增速，冲击环套在阀体的前端。可以在同等压力条件下获得更高撞击破碎的速度，进而减少均质次数，从而可以有效解决待处理流体对温度、压力的受限问题，进一步提高装备的处理效率和产品质量与稳定性，使高压均质机适应更广泛的生产需求。
Description
技术领域
本发明涉及的是高压均质机领域，尤其是一种用于高压均质机的均质阀。
背景技术
在纳米乳剂、维生素、药品、牛奶、饮料、化妆品等的生产过程中，很多都需要进行破碎、分散、乳化等技术处理，这个过程需要在外力的作用下把大颗粒、聚集微团、有明显的相界面的流体等处理到理想粒子直径，或者使其可以相互均匀混合，这种处理过程可以有效提高产品的品质以及稳定性。
高压均质机是常用于实现这种功能的一种设备，它通过外部电机运转首先给流体加压，在高压作用下通过机械结构的辅助实现了对流体的处理过程，实现此功能的主要结构就是高压均质阀，所有的破碎均发生在此，均质阀导致了剪切破碎、撞击破碎，空化破碎三个处理过程，因此高压均质阀结构至关重要。
高压均质机的运行环境是在高压下，因此压力越高，对装备材料的要求就越高，可能存在的危险性就会越大，而且这种高压高功耗的结构会使工业生产对能源造成大量浪费，既不环保，也不利于生产效益。高压对于很多产品存在很大的局限性，较多产品是有压力限制的，过高的压力会破坏营养物质或者药品的结构，此外，高压均质过程，压力越大，循环次数越多，带来的温度变化越明显，药品、饮料等较多产品的生产过程是有严格的温度管控的。另外目前高压均质机的均质阀只能实现一种间距通道，对于各种不同流体的处理只能以同一通道处理，这种局限性很大的限制了均质机的处理性能。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种用于高压均质机的均质阀，可以在同等压力条件下获得更高撞击破碎的速度，进而减少均质次数，从而可以有效解决待处理流体对温度、压力的受限问题，进一步提高装备的处理效率和产品质量与稳定性，使高压均质机适应更广泛的生产需求。
本发明的是通过如下方案来实现的：一种用于高压均质机的均质阀，包括阀座、阀体、冲击环，在阀座内设置用于对流体加压增速的一级增速流道，阀体设置在一级增速流道的出液口处，阀体前端与阀座组成二级增速流道，二级增速流道对一级增速流道流出的流体进行再次增速，冲击环套在阀体的前端。有一级增速流道可以对流体进行初步的加速，然后流体进入二级增速流道获得第二次加速；冲击环用于提供撞击功能，从二级增速流道流出的流体撞击到冲击环上，实现破碎、混合。阀座、阀杆、冲击环同轴设置，保证整个装置的稳定性，也便于安装。
所述的阀体包括阀杆、导轨，导轨套装在阀杆上，导轨下端设置橡胶垫片，橡胶垫片下方设置有用于压紧橡胶垫片的弹簧，弹簧套装在阀杆上。阀杆前端与阀座组成二级增速流道，弹簧的一端通过固定板固定在阀杆上，弹簧的另一端通过橡胶垫片固定在导轨上，橡胶垫片用于密封，在弹簧的压力下，橡胶垫片不会移动，起到更好的密封作用弹簧套装在阀杆上，这样在使用过程中弹簧不会发生偏移。
导轨与阀杆通过螺纹连接，导轨远离橡胶垫片的一端设置螺母，螺母和导轨之间设置垫片，导轨与阀杆之间通过螺纹连接，导轨与使用的设备固定，可以调节阀杆的位置，改变二级增速流道的间距，螺母用于紧箍导轨和阀杆，避免使用时导轨与阀杆发生相对移动。
所述的一级增速流道的进液口宽度大于出液口宽度，这样流体流动时，实现了加速效果，一级增速流道的横截面为锥形或者梯形。
在一级增速流道和二级增速流道之间设置喇叭状的过渡区，可以为流体提供过渡，避免此处流体方向急变，减少能量损耗。
二级增速流道为喇叭状，二级增速流道靠近一级增速流道的直径为a，二级增速流道远离一级增速流道的直径为b，a＜b，这样具有一定的锥度，实现进一步增速效果。
所述冲击环固定在阀座上，在冲击环和阀座的固定处设置弧形的导流块，这样避免流体在冲击环和阀座固定处沉积，便于流体流动。
所述冲击环通过螺栓固定在阀座上，在阀座上设置多个螺孔，这样可以调节冲击环的位置，实现出口流道间距的调整。冲击环内侧设置微织构流道。可以减缓涡流的形成，减缓涡流效果有益于对于产品的均质处理。
本方案的有益效果，本发明的新结构高压均质阀的优点为：
1.本发明的高压均质阀具有二级增速结构和多处导流结构，可以使处理流体获得更高的速度，同时还可以有效减少能源消耗。
2.高压增速结构可以使该发明在同压力下比其他同类产品获得更高速，进而可以在极限压力下获得超出其他设备的效果，从而实现更高的产品处理要求，并且可以使得处理产品在减少均质循环次数、低压条件下实现，进而有效解决了很多产品对于压力敏感、温度敏感的问题。
3.可调节限位阀杆结构，通过精密机械结构的控制，可以在适度的范围内调节入口流道的间距，更好的完成对于不同产品的适应性。
4.冲击环可调节，有效的实现了出口流道间距的微调。
5.出口流道上具有微织构流道，该结构可以减缓涡流的形成，涡流会致使被处理后的微团、粒子重新聚合，所以减缓涡流效果有益于对于产品的均质处理。
6.阀杆下端的弹簧可以给予橡胶垫片一定的预紧力，使橡胶垫片时刻保持紧密贴合密封状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，附图只示出了那些对理解本发明很重要的细节且省略了本领域技术人员所公知的均质阀在均质机中的设置，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中均质阀的结构示意图。
图2为阀体的结构示意图。
图3为微织构流道的结构示意图。
图中，1为阀座，2为冲击环，3为阀体，4为螺栓，5为一级增速流道，6为过渡区，7为螺孔，8为导流块，9为二级增速流道，10为阀杆，11为导轨，12为螺纹，13为导轨固定螺栓，14为弹簧，15为橡胶垫片，16为螺母，17为垫片，18为固定板，19为微织构流道。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将运用具体的实施例及附图，对本发明保护的技术方案进行清楚、完整地描述，使用便于描述的空间相对性术语，例如“在…下”、“下方”、“下部”、“以上”、“上方”、“前端”、“后端”等来描述如图中所示的一个元件或特征与另一个元件或特征的关系。应当理解，空间相对性术语意在包括图中所示取向之外的使用或工作中的器件不同取向。
通过附图可以看出，本方案的用于高压均质机的均质阀，包括阀座1、阀体3、冲击环2，所述的阀座1、阀杆10、冲击环2同轴设置。在阀座1内设置用于对流体加压增速的一级增速流道5，阀体3设置在一级增速流道5的出液口处，一级增速流道5的进液口宽度大于一级增速流道5的出液口宽度。阀体3前端与阀座1组成二级增速流道9，二级增速流道9对一级增速流道5流出的流体进行再次增速，冲击环2套在阀体3的前端。
阀体3是可以限位调节的一个结构，它包括阀杆10和导轨11等构成，阀杆10与阀座1构成二级增速流道9，二级增速流道9为喇叭状，二级增速流道9靠近一级增速流道5的直径为a，二级增速流道9远离一级增速流道5的直径为b，a＜b。一级增速流道5和二级增速流道9之间设置喇叭状的过渡区6。导轨11通过多个导轨固定螺栓13与主设备进行固定，阀杆10从导轨11中心穿过，两者通过螺纹螺孔连接，可以在一定范围内通过螺纹转动改变阀杆10的空间位置，进而可以改变二级增速流道9的间距，以满足不同产品的处理尺寸，阀杆10靠近阀座1一端为弧形面，利于流体流动。为了给阀杆10提供更好安全与密封保证，阀杆10下端设有弹簧14和密封橡胶垫片15，在阀杆10上设置用于固定弹簧下端的固定板18，固定板远离冲击环，这样便于流体流出。弹簧14一直处于被压紧收缩状态，从而可以将密封橡胶垫片15从始至终一直预紧在阀杆10和导轨11的贴合处，可以做到进一步的密封效果。导轨的上端是螺母16和垫片17，该结构可以对阀杆10进行再次固定，保证阀杆10在高压下的稳定性。
所述冲击环2固定在阀座1上，在冲击环2和阀座1的固定处设置弧形的导流块8。所述冲击环2通过螺栓4固定在阀座1上，在阀座1上设置多个螺孔7。冲击环2内侧设置微织构流道19。
工作时，当加压流体流入一级增速流道5，通过一级增速流道5结构的影响下，流经流体得到初次加压增速。与传统均质结构不同过渡区6可以为流体提供有效的缓冲过渡，传统结构会在此处形成流动方向的急变，造成流速下降明显，摩擦剧烈，易产生过热影响。流经过渡区6的流体进入二级增速流道9，与一级增速流道5原理相似，通过二级增速流道9结构的影响下，流体得到再次次增速。导流块8可以为流体提供有效的缓冲过渡的同时可以削弱该处易发生涡流的现象。流体在通过多次增速的影响下，在流体沿程阻力、局部损失的影响下，流体会产生中心与外层速度不同的现象，这为流体混合破碎提供了有效的剪切效应。如果流体在30Mpa下经过多次增速结构的影响下，会产生300m/s左右的流速，然后猛烈的撞击到冲击环2上，撞击破碎的现象是均质机提供破碎、混合的最主要的过程。流道还会因为流速与压力的变化关系产生负压膨胀破碎，流速越大，负压膨胀破碎效果越明显。
为了更好的满足流道的适用性，冲击环2与阀座1连接使用的螺栓4处设有多个螺孔7，可以在一定范围内根据需求调整出口流道的间距。此外根据研究过程中发现，出口流道容易产生涡流，致使产品粒子形成再聚合现象，微织构流道19可以有效克服涡流再聚合影响。
上述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
Claims (6)
1.一种用于高压均质机的均质阀，其特征是：
包括阀座、阀体、冲击环，
在阀座内设置用于对流体加压增速的一级增速流道，阀体设置在一级增速流道的出液口处，阀体前端与阀座组成二级增速流道，二级增速流道对一级增速流道流出的流体进行再次增速，冲击环套在阀体的前端，所述的一级增速流道的进液口宽度大于出液口宽度，所述冲击环固定在阀座上，在冲击环和阀座的固定处设置弧形的导流块；
所述的阀体包括阀杆、导轨，导轨套装在阀杆上，导轨下端设置橡胶垫片，橡胶垫片下方设置有用于压紧橡胶垫片的弹簧，弹簧套装在阀杆上；
导轨与阀杆通过螺纹连接，导轨远离橡胶垫片的一端设置螺母，螺母和导轨之间设置垫片。
2.根据权利要求1所述的用于高压均质机的均质阀，其特征是：
一级增速流道和二级增速流道之间设置喇叭状的过渡区。
3.根据权利要求2所述的用于高压均质机的均质阀，其特征是：
二级增速流道为喇叭状，二级增速流道靠近一级增速流道的直径为a，二级增速流道远离一级增速流道的直径为b，a＜b。
4.根据权利要求1所述的用于高压均质机的均质阀，其特征是：
所述冲击环通过螺栓固定在阀座上，在阀座上设置多个螺孔。
5.根据权利要求1或4所述的用于高压均质机的均质阀，其特征是：
冲击环内侧设置微织构流道。
6.根据权利要求1所述的用于高压均质机的均质阀，其特征是：
所述的阀座、阀杆、冲击环同轴设置。
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