CN1112858A - 雾化器 - Google Patents

Abstract

一种将物质雾化成细颗粒的雾化器具有一雾化 组件和强制地将物质送至雾化组件的泵。雾化组件 包括：带内部空间的容器；将容器内部空间连通于外 界的入口；设在内部空间中的蜂窝件，它具有周面，多 个第一孔和一个第二孔，每个孔从周面向内连接于蜂 窝件内部；和连接于蜂窝件且伸出容器，使第二孔与 容器外部相连的一出口管。泵将物质通过入口送入 容器。多个雾化组件可串接使用。本雾化器可粉碎 固态物，制备弥散液，乳化液及破碎软性物质。

Description

本发明涉及一种将陶瓷材料，金属，药品，食品等领域中使用的各种物质雾化的雾化器，具体来说，涉及将上述物质破碎成超细颗粒的雾化器，超细颗粒可呈乳化，弥散，粉末等形式。

大家知道，当将一种物质粉碎成1微米左右，或毫微米水平的超细颗粒时，这种物质往往会呈出特殊的电学和化学性质。因此，已研制出各种用于将物质破碎成超细颗粒的碾磨装置。对于这种碾磨装置而言，已有人提出一种用于粉碎难于碾磨的陶瓷材料的粉碎机。这种碾磨装置是一种干式立碾磨机，具有一对辊。在这种碾磨装置中，待粉碎的物质落在一个转台上，借助转台形成的离心力在径向上散开。然后散开的物质在辊和转台之间碾压。粉碎操作是受控的和连续的，直至被粉碎的物质的粒度达到需要的水平，在此同时使用微计算机进行颗粒的粒度的检测和分选。

但是，由于上述普通的碾磨装置的关键零件也是一种碾磨件，因而安装这种碾磨装置需要在的空间，大型设施和繁复的结构工程。另外，由于这种碾磨装置制造成本高，因而其本身是昂贵的。另外，即使克服了上述严重问题，普通的碾磨装置的生产能力也不高。

因而，本发明的首要目的是提供一种新颖的，廉价的，生产能力高的雾化器，它没有碾磨件，安装简便，只需小型设施。

为了实现上述目的，按照本发明的将物质雾化成细颗粒的雾化器具有一雾化组件，该雾化组件具有：一个具有内部空间容器；将容器内部空间连通于外界的一个入口；一个蜂窝件，它设置在容器的内部空间中且具有一周面，多个第一孔和一个第二孔，每个第一孔和第二孔从周面向内面向钻成，以便在蜂窝件内部相互连接起来；以及一条出口管，它连接于蜂窝件并伸向容器外部，以便第二孔连通于容器的外部，以及一个将所述物质通过入口强制地送入容器的泵。

另外，按本发明的另一种雾化器包括：多个雾化器组件，每个雾化组件具有：一个具有内部空间的容器；将容器内部空间连通于外界的一个入口；一个蜂窜件，它设置在容器的内部空间中且具有一周面，多个第一孔和一个第二孔，每个第一孔和第二孔从周面向内钻成，以便在蜂窝件内部相互连接起来；以及一条出口管，它连接于蜂窝件并利向容器的外部，以便将第二孔连通于容器的外部，以及一个将所述物质通过入口强制地送入容器的泵。

另外，按照本发明的另一种雾化器包括：多个雾化组件，每个雾化组件具有：一个具有内部空间的容器；一个将容器的内部空间连通于容器外部的入口；一个蜂窝件，它设置在容器的内部空间中且具有一周面，多个第一孔和一个第二孔，每个第一孔和第二孔从周面向内钻成，以便在蜂窝件内部连接起来；以及一条出口管，它连接于蜂窝件且伸至容器的外部，以便将所述第二孔连通于容器的外部，用于将上述雾化组件串接起来的接合连接，将每两个相细的雾化组合的前一个出口管接合于后一个雾化组件的入口，以及一个泵，用于从串联的第一个雾化组件的入口强制地将所述物质送入相继的雾化组件。

另外，按照本发明的一种雾化组件，通过将一种物质强制地通过这种雾化组件，从而将所述物质雾化成细颗粒，这种雾化组件包括：一个具有内部空间的容器；一个将容器的内部空间连通于容器外部的入口；一蜂窝件，它设置在容器的内部空间中且具有一周面，多个第一孔和一个第二孔，每个第一孔和第二孔从周面向内钻成，从而在蜂窝件内部相互连接起来；以及一条出口，它连接于蜂窝件且伸至容器外部，用于将所述第二孔连通于容器的外部。

按照上述结构可以减小雾化器尺寸，降低雾化器的制造成本。另外，可以通过改变容器的容量以及将多个雾化组件组合起来的方式改变雾化器的生产能力。

现在对照附图详述本发明的的推荐实施例，使本发明的特征和优点更清楚，在以下附图中相同的件号代表相同或相似的零部件。

图1是按照本发明的雾化器的基本结构的示意图；

图2所示局部的剖视图表示装在按照本发明的雾化器中的雾化组件的第一实施例；

图3所示局部的剖视图表示装在按照本发明的雾化器中的雾化组件的第二实施例；

图4所示局部剖开的立体图表示按照本发明的雾化组件的第三实施例。

现对照附图描述按照本发明的雾化器的推荐实施例。

图1示意地表示按照本发明的雾化器的基本结构。雾化器1具有：一个具有接纳待雾化物持的入口的接纳组件3；一个输送接纳于接纳组件3的物质的泵组件5；一个从由泵组件5泵送的物质中除去空气的通气组件7；一个作为本发明关键的喷雾组件9；一个用于监测被雾化物质粒度的监测组件11；以及一根连接上述组件3，5，7，9和平共处1以形成一循环回路的连接管13。

在雾化器1的工作中，待雾化的物质从入口引入接纳组件团，使泵组件工作。该物质被泵组件增压并通过管13送至通气组件7，使该物质中所含的空气被除去，然后将该物质送至雾化组件9。该物质在雾化组件9被雾化，这一点下文将详述，然后送至监测组件11。在监测组件11处，被雾化的物质粒度被测量以决定物质的粒度是否足够地减小至需要的值。如果测出的粒度仍大于需要的值，那么，监测组件9工作，借助控制阀或类似装置将该物质送回到接纳组件，该物质通过上述雾化循环进步受到处理。如果测出的粒度达到预期值，该物质从监测组件的出口排出雾化器1。

泵组件5适用高压泵，按照待雾化的物质的种类，以及预期的雾化物质的粒度，泵送性性能可调至10至几千kg/cm²的需要值。最好使用污染轻或无污染的泵。

下面详述雾化组件9。图2表示按照本发明的雾化组件9的第一实施例。

雾化组件9的第一实施例包括单一的基本雾化组件15。基本雾化组件15具有一容器17和设在容器17中的一蜂窝件19。容器17具有一圆筒形件21，其底端封闭，其顶端敞开，以及一个向下旋入容器17顶端以紧密封密容器17的盖23。容器17还具有用于将待雾化物质引入基本雾化组件15的入口管25和一个用于从基本雾化组件15排出经过处理的物质的出口管27。入口管25通过焊接紧密地和固定地装在圆筒形件21的左侧（图2），出口管27也通过焊接装在右侧，出口管穿透圆筒形件21。另外出口管伸入容器17的内部空间。

蜂窝件19位于容器17的中心，因而受到容器17内部空间的包围。本实施例的蜂窝件19是一球体29，其上钻有许多在的圆孔31。每个孔31从球体29表面以径向伸至其球心O，因此，所有的孔31都会聚于球体29的球心O且相互连接起来。

向内穿入的出口管27具有一个阳螺纹端33，球体29的孔31中的一个孔31A形成一阴螺纹孔。阳螺纹端33紧密地旋入阴螺纹孔31A，使孔31A顺畅地连通于出口27的内孔37。按照上述结构，球体29在容器17中受到出口管27的牢固支承。

容器17和蜂窝件19是由硬材料如金属（铁），陶瓷等分别加工制造的。另外，容器17的内表面和蜂窝件19的表面涂覆保护涂层如陶瓷材料以增加上述表面的耐磨性和耐腐蚀性。

入口管25和出口管27连接于连接管13，使待雾化的物质通过管13进入及排出基本雾化组件15。

在雾化器1的工作中，待雾化的物质由泵组件5从入口管25送入容器17，以便充填容器17和蜂窝件19之间的内部空间。这里应注意的是，如果待雾化的物质是块状固体，在用雾化器1进行雾化处理之前最好将其粉碎成粗颗粒，并与液体载体混合，以便使待雾化的物质具有流动性。

然后使该物质喷入除孔31A之外的孔31。在球心O附近，流过一个孔31B的每一个部分的该物质及液体载体冲击流过其它孔31B的其它部分，并冲击孔31的孔面。因此粗颗粒被其它颗粒，液体载体和孔31的孔面粉碎成细颗粒，从而使该物质雾化。然后，雾化后的物质通过出口管27从蜂窝件19和容器17排出。

从以上描述可清楚地看出，在上述结构中的所述的一个孔31A用作蜂窝件19的排出通路，其它孔31B用作引入通路。

在上述基本雾化组件的结构中，许多细的引入通路会聚在一点，却蜂窝件19的中心部分，其作用象一组指向一点且同时喷出物质的许多喷嘴，喷出的一部分物质与另一部分物质撞击，也就是说，峰窝件19的中心部分用作利用流动物质的动能进行雾化的场。

按照上述结构，从上述的描述可清楚看出，要形成本发明的基本雾化装置必须要有两条引入通路和一条排出通路，即，至少三个孔31。

在上述的基本雾化组件结构中，向孔31，特别是向球心O附近施加高压。但是，蜂窝件19的本体29是致密和整体的，因此，与统一的具有大径向厚度的喷嘴基本相同。因此，蜂窝件19是耐高压的。另外，蜂窝件19也承受来自外部的压力，因为它被由泵组件15加压的所述物质包围。因此，蜂窝件19内部压力与外部压力，相平衡。因此，蜂窝件19可以承受相当的压力。

在这个问题上，蜂窝件19呈球形是很重要的特征。当然，也可以使用其它形状的蜂窝件，但是，使用球体十分有利，因为球体是最耐压的形状。详细来说，由泵入容器17的物质作用的压力均匀地加载在蜂窝件19的球面上，因而可以防止蜂窝件在负载应力下破裂。换言之，对于按照本发明的蜂窝件来说，最好采用一种具有高度立体对称性的形状。其它可以采用的形状可以是正多面体如正十二面体，正十二面体，正八面体，正六面体等。但是球体是最适用的。同理，在蜂窝件上对称地设置孔31B是最有利的。当然，应该注意的是，本发明并不局限于上述推荐的情况，孔31可连接于稍许偏离球心O的一点上，即稍许非均匀地设置。

可以按照本发明雾化的物质并不局限于待粉碎的固体物质，也可以是液态物质或半固态物质。具体来说，进行雾化的物质可以是固态或液态物质，呈与另一种物质或媒体相混合的形式，例如弥散液体，浮状液，深胶，凝胶等。换言之，本发明也可以处理一种物质与液态媒体的混合物，从而使该物质弥散或乳化进该液态媒体。因此，按照本发明的雾化器可以用来制备弥散液或乳化液，用于破碎软性物质等。因此，在实际应用中，按照本发明的雾化器在各种工业领域有着广泛的应用，例如，牛奶乳化，乳糖的弥散，桃或其它水果细磨并弥散入饮料，酒的搅拌，金属和矿物的弥散和精磨药品，化学品和颜料的乳化，弥散和精磨等等。在这一方面，器17的容量，蜂窝件19的尺寸，以及孔的数目和直径大小要按照雾化的物质和要求雾化的程度适当加以变化。物质流动速率和泵送压力也要按照相似的方式加以调节。

当待雾化的物质改变成另一种物质时，在供送另一种物质之前需要清洗雾化组件。本发明中，清洗操作是将清洗液从出口管27至入口管25反向流动而进行的。通过这种清洗工作，将容器17和球体29的孔31中沉积物冲洗出来。如果必要，要将盖23取下以便从容器17中清除清洗液。因此，很容易就可以将雾化组件恢复至原来的状态。

另外，本发明与普通的碾磨机的不同之处在于：使用流体的动能来进行雾化操作，因而本发明的优点是可防止被粉碎的物质被污染。

在孔31的钻削加工中，如果为了钻孔31而将钻头垂直施加于球体29的外表面，而且如果这种加工重复进行，那么，钻成的孔31自然会在球体29的球心相连接。因此，钻削在球体29的球心相连接的孔是十分容易的。因此，本发明的结构的优点是可以减小雾化器尺寸，降低雾化器的成本。

图3所示雾化组件9的第二实施例具有另一种单一的基本雾化组件39。在该实施例中，容器41具有与第一实施例相同的蜂窝件。但是，区别在于容器51的结构，容器51由圆筒形件43和盖45构成。入口管47和出口管49的安装位置与第一实施例不同。具体来说，入口管47和出口管49穿透盖45。出口管49与第一实施例方式相同地旋入球体29。

在雾化组件9的第二实施例中，在将球体29放入圆筒形件43之前就可以将球体29连接于盖45上的出口管49。因此，基本雾化组件39的装配工作更为方便。另外，这种基本雾化组件39可用来改成复合结构，这将在雾化组件9的第三实施例中详述。

图4表示雾化组件9的第三实施例。如图所示，雾化组件9的第三实施例具有一复式雾化组件50，在复式雾化组件50中装入多个基本雾化组件39a，……39x，39y，39z，在底部53上形成许多圆孔55，每个圆孔55用作图3中的容器41的空间，这些圆孔平行于罐51的纵轴线。在每个圆孔55中，与第二实施例相同的设有蜂窝件19，一入口管47和一出口管49的盖45分别向下旋接下基本雾化组件39a，……39x，39y，39z。因此，每个基本雾化组件39a，……39x，39y，39z基本与第二实施例相同，图3和4清楚地表明这种情况。

用于将待雾化的物质送入复式雾化组件50的输入管57连接于从第一基本雾化组件39a的盖23伸出的入口管47。另外，在每两个相继的基本雾化组件39中，前一个雾化组件的出口管以一接合管59接合于后一个雾化组件的入口管47，从而将基本雾化组件39a，……39x，39y，39z串接起来。最后一个基本雾化组件39z的出口管49连接于一用于复式雾化组件50回收经过处理的物质输出管61。输入管57和输出管61穿过罐51的盖部63。

另外，为了热控制，复式雾化组件50还具有在盖部63和罐51的底部53之间的一个腔室69，输入管65和输出管67通过罐51的盖部63引和腔室69，以便使流体通过腔室69循环。流体可以是普通的加热介质或冷却剂，例如水，有机或无机液体介质等等。循环流体保持一个预定的温度，以便借助流体和在接合管59流动的物质之间的热传递来控制物质的温度。

按照上述结构，从输入管57将物质送入第一基本雾化组件39a。物质流过第一雾化组件39a的蜂窝件19，然后以和第一和第二实施例中相同的方式被雾化。然后物质流入接合管59，同时其温度受到腔室69中流体的调节。在其后的各组件39中重复进行类似的雾化工作，最好经处理后的物质从输出管61排出。

在上述结构中，可以改变基本雾化组件39a，……39x，39y，39z，使蜂窝件19的孔的直径按照基本雾化组件39的顺序一点一点地减小，这样就可以改进复式雾化组件50的雾化率。

一般来说，当一种物质受到高压时会产生热量从而提高本身的温度。在本发明中，如果用适当的冷却剂施加于热控制的流体，就可能冷却受处理的物质，将温度保持于一个恒定的值。其结果就可以防止物质的品质变劣。在实施热控制的另一个实施中，可以对被处理的物质进行流动控制。如果待雾化的物质具有高粘度如蜡等，由于低的可流动性而引起的强阻力，物质很难流过雾化器。然而，如果适当加热物质使其粘度降低，那么，物质的可流动性就可以提高，从而使较低的泵送能量就可以容易地进行雾化操作。

在第一和第二实施例中，也可以将基本雾化组件放入一个容器中，该容不得器盛有液体介质，以便在基本雾化组件中以和第三实施例相同的方式对物质进行热控制。但是，在第一和第二实施例中，也可以通过调节包围基本雾化组件的空气的方法来控制温度。

按照本发明的雾化器的雾化性能优于普通的碾磨装置。具体来说，本发明的雾化器可以将固态物质如矿物等破碎成0.1至0.4μm的颗粒，而普通碾磨装置碾磨相同的矿物，所得到的粒度大约是0.8μm。另外，本发明雾化器的生产能力可达每小时150千克（或者每分钟850ml），而普通碾磨装置的生产能力大约为每小时10千克（或每分钟250ml）。

本发明显然并不局限于上述实施例，可对其进行多种改变而并不超出本发明的范围。

Claims (20)

1、将物质雾化成细颗粒的雾化器，具有：

一雾化组件，它包括：

一个具有内部空间的容器；

将所述容器的内部空间连通于容器外部的一入口；

一蜂窝件，它设置在所述容器的内部空间中并具有一个周面，

多个第一孔和一个第二孔，每个第一孔和第二孔是从所述周面向内钻成的，以便在蜂窝件的内部相互连接起来；以及

一个出口管，它连接于所述蜂窝件，并延伸出所述容器，以便使第二孔与容器的外部相连通，以及

一个泵，用于将所述物质强制地通过所述入口送入所述容器。

2、如权利要求1所述的雾化器，其特征在于：所述蜂窝件具有主体对称形状，它可以从下述一组形状中选择：球体，正二十面体，正十二面体，正八面体和正六面体。

3、如权利要求1所述的雾化器，其特征在于：所述蜂窝件基本呈球形。

4、如权利要求1所述的雾化器，其特征在于：所述第一孔和第二孔在蜂窝件中是对称设置的。

5、如权利要求4所述的雾化器，其特征在于：每个所述第一孔和第二孔是在径向上钻削的，所述第一孔和所述第二孔相连于所述蜂窝件的中心。

6、如权利要求1所述的雾化器，其特征在于：每个所述第一孔和第二孔是圆孔。

7、如权利要求1所述的雾化顺，其特征在于：所述容器具有一个圆筒形状本体，它在顶部是敞形的，由一个盖封闭圆筒形本体的顶部，所述入口和出口管穿过所述盖。

8、如权利要求1所述的雾化器，其特征在于：所述雾化器还具有一个热控制器，用于控制所述物质的温度，使温度保持在预定的值。

9、如权利要求1所述的雾化器，其特征在于：由所述雾化器处理的所述物质呈粗固态颗粒状。

10、如权利要求1所述的雾化器，其特征在于：由于所述雾化器处理的所述物质呈分散状，乳状，溶胶，凝胶或半固态。

11、如权利要求1所述的雾化器，其特征在于：所述雾化器还具有：

一个监组件，用于监测用于雾化组件处理的所述物质的粒度，以便当经过处理的物质的粒度大于预期的值时，将所述物质反送回所述雾化组件。

12、将物质雾化成细颗粒的雾化器，具有：

多个雾化组件，每个雾化组件具有：

具有内部空间一个容器；

用于将所述容器的内部空间连通于容器外部的一入口；

一个蜂窝件，它设置在所述容器的内部空间中，并且具有一周面，多个第一孔和一个第二每二孔，每个所述第二孔和第二孔从所述周面向内钻成，以便在蜂窝件内相互连接起来，以及

一个出口管，它连接于蜂窝件且伸至所述容器的外部，以便将所述第二孔与容器外部相连通；

一接合连接，用于将每两个相继的雾化组件的前一个雾化组件的出口管连接于后一个雾化组件的入口，以便将雾化组件串接起来，以及

一个泵，用于将所述物质从串接的第一个雾化组件的入口强制地送入相继的雾化组件。

13、如权利要求12所述的雾化器，其特征在于：还具有一个热控制器，用于控制所述物质的温度，使所述温度保持在预定的值。

14、如权利要求13所述的雾化器，其特征于：所述热控制器布置在所述接合管上。

15、如权利要求12所述的雾化器，其特征在于：还具有一个带有底部的罐，所述多个雾化组件的所述容器整体地在所述罐的底部上形成。

16、如权利要求15所述的雾化器，其特征在于：每个所述容器的内部空间呈顶部敞开的筒形，一个盖封闭每个所述圆筒形内部空间的顶部，每个雾化组件的入口出出口管穿过所述盖。

17、如权利要求12所述的雾化器，其特征在于：所述蜂窝件基本呈球形。

18、如权利要求17所述的雾化器，其特征在于：每个所述第一孔和第二孔是在径向上钻成的，所述第一孔和第二孔在所述蜂窝件的中心相连。

19、将物质雾化成细颗粒的雾化组件，使所述物质强制地通过雾化组件，它具有：

具有内部空间的一个容器；

将所述容器的内部空间连通于容器外部的一入口；

一个蜂窝件，它设置在所述容器的内部空间中，并且具有一周面，多个第一孔和一个第二孔，每个第一孔和第二孔从所述周面向内钻成，以便在蜂窝件内部相互连接起来；以及

一根出口管，它连接于所述蜂窝件并连通于所述容器的外部，以便使所述第二孔连通于所述容器的外部。

20、如权利要求19所述的雾化组件，其特征在于：所述蜂窝件基本呈球形，每个所述第一孔和第二孔是在径向上钻成的，所述第一孔和第二孔的蜂窝件的中心相连接。

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