CN113967440A - 一种恒压式纳米均质机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种恒压式纳米均质机，应用在高压均质机技术领域，解决了高压均质机在工作时很不稳定，且流量受限制，现有的阀座、阀芯的耐磨性差，造成均质效果较差，提高产品成本的问题，稳压装置包括曲轴、驱动件和柱塞泵组，曲轴上设置有三个曲拐，三个曲拐沿顺时针方向依次设置且相互夹角均为120°，柱塞泵组包括连杆、滑动活塞杆和柱塞密封套筒，滑动活塞杆的一端与连杆的一端固定连接，滑动活塞杆的另一端密封滑动连接在柱塞密封套筒内，每个连杆的另一端分别对应的曲拐固定连接，驱动件带动曲轴，使与曲轴上连杆往复运动，从而带动滑动活塞杆在柱塞密封套筒内往复运动；具有均质机工作时内部压力较为平衡，提升了物料粉碎细化的效果。

Description

一种恒压式纳米均质机

技术领域

本发明应用在高压均质机技术领域，特别是涉及一种恒压式纳米均质机。

背景技术

高压均质机也称“高压流体纳米均质机”，它可以使悬浊液状态的物料在超高压（最高可达60000psi）作用下，高速流过具有特殊内部结构的容腔（高压均质腔），使物料发生物理、化学、结构性质等一系列变化，最终达到均质的效果。

现有的高压均质机为单箱体与单模块结构，即一个压力模块，单轴电机带动一个曲轴箱体和一皮带传送，单模块的最大问题是在无压力和最高压力间有脉冲，特别是在超高压下脉冲非常大，高压均质机在工作时内部压力很不稳定，且流量受限制，除此之外，现有的均质阀中的阀座、阀芯与物料接触面在1000bar以上的高压下工作时，耐磨性差，在实际大型生产应用中均质阀磨损后压力释放距离变大，造成均质效果较差，产品均一性差、物料的浪费和提高产品成本。

发明内容

本发明目的是要提供一种恒压式纳米均质机，解决了在超高压下脉冲非常大，高压均质机在工作时很不稳定，且流量受限制，除此之外，现有的均质阀中的阀座、阀芯与物料接触面在1000bar以上的高压下工作时，耐磨性差，在实际大型生产应用中均质阀磨损后压力释放距离变大，造成均质效果较差，产品均一性差、物料的浪费和提高产品成本的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种恒压式纳米均质机，包括进出料装置、稳压装置、均质阀以及对均质阀进行调压的调压装置，所述进出料装置包括进料组件和出料组件，所述稳压装置用于将所述进料组件中的物料输送至出料组件内；

所述稳压装置包括曲轴、带动所述曲轴运动的驱动件和柱塞泵组，所述曲轴上设置有三个曲拐，三个所述曲拐沿顺时针方向依次设置且相互夹角均为120°，所述柱塞泵组包括连杆、滑动活塞杆和柱塞密封套筒，所述滑动活塞杆的一端与所述连杆的一端固定连接，所述滑动活塞杆的另一端密封滑动连接在所述柱塞密封套筒内，所述柱塞泵组的数量为三个，每个所述柱塞泵组中的连杆的另一端分别与所述曲轴上对应的曲拐固定连接，工作时，所述驱动件带动曲轴，使与所述曲轴上连杆往复运动，从而带动与所述连杆固定连接的所述滑动活塞杆在所述柱塞密封套筒内往复运动。

进一步地，所述进料组件包括带有进料通道的进料板和设置在所述进料板上端面的三个进料阀，三个所述进料阀的进料口均与所述进料板内的进料通道连通。

进一步地，所述出料组件包括带有出料通道的出料板和设置在所述出料板下端面的三个出料阀，三个所述出料阀的出料口均与所述出料板内的出料通道连通，所述出料阀设置在所述进料阀的上方且与所述进料阀一一对应设置，所述进料阀和所述出料阀之间设置有连通件。

进一步地，所述连通件包括进出料模块，所述进出料模块内设置有人字形通道，所述人字形通道的主通道设置在所述进出料模块的侧面且与所述柱塞密封套筒连通，所述人字形通道两分通道均为单向通道，其中一个分通道的进料口与所述进料阀的出料口连通，其中另一个分通道的出料口与所述出料阀的进料口连通。

进一步地，所述均质阀包括阀体、设置在所述阀体内的阀座和阀芯，所述阀体的进料口与所述出料板的出料口连通，所述阀座的出料口设置成倒喇叭状，所述阀座与所述阀芯的相对面均设置有耐磨层，所述耐磨层采用金刚石材质，所述阀芯的外圆面与所述阀座的内壁单侧距离为0.25mm~0.35mm。

进一步地，所述调压装置包括气液增压气缸、连接杆和支撑件，所述支撑件包括支撑套管和设置在支撑套管一端的法兰盘，所述连接杆的一端与所述阀芯远离阀座的一端固定连接，所述气液增压气缸的伸缩端穿过支撑套管与所述连接杆的另一端固定连接，所述法兰盘与气液增加气缸通过螺栓固定连接，所述支撑套管的另一端与所述阀体固定连接。

进一步地，所述进出料模块与所述人字形通道的主通道相同的侧面设置有导向块，所述导向块上分别设置有供所述柱塞密封套筒穿过的通孔，所述导向块与所述进出料模块通过导向块连杆固定连接。

进一步地，所述驱动件包括驱动电机和与所述曲轴固定连接的同步带轮，所述驱动电机的转动轴与所述同步带轮通过皮带连接。

进一步地，所述出料板的上端面设置有检测出料通道内部的压力的高压测试表。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的一种恒压式纳米均质机，驱动电机带动同步带轮和曲轴以稳定的转速转动，使与曲轴连接的连杆往复运动，从而带动与连杆固定连接的滑动活塞杆在柱塞密封套内往复运动，由于曲轴上设置有三个曲拐，三个曲拐沿顺时针方向依次设置且相互夹角均为120°，当驱动电机启动带动同步带轮和曲轴运动时，曲轴带动连杆依次进行往复运动，使三个滑动活塞杆在对应的柱塞密封套内依次进行往复运动，从而将物料依次且连续的输送至均质阀中，这样设置不仅可使曲轴的设计更简单、传动更平稳，而且保证均质机在均质物料时其内部的压力较为平衡；

进一步的，阀座的出料口设置成倒喇叭状，且阀芯的外圆面与阀座的内壁单侧距离为0.25mm~0.35mm，本发明中阀芯的外圆面与阀座的内壁单侧距离为0.3mm，降低了物料的压力释放距离，增加瞬时剪切力，从而使得物料在较快的速度下与阀芯发生碰撞，提升了物料粉碎细化的效果。在阀座与阀芯的相对面均设置有耐磨层，耐磨层采用金刚石材质，物料在均质的过程中受到较强的冲击力，阀座和阀芯与物料接触面容易发生磨损，而采用具有较好的耐磨性的金刚石材质，可以保证了设备的使用寿命，及物料破碎的稳定性和重现性；

进一步的，通过气液增压气缸调节均质阀中的均质压力时，气液增压气缸既有气动加压便利性，同时油缸的复合结构又减少了气压抖动的弊端，且通过气液增压气缸调节阀芯与阀座之间的距离时，调节精度较高，从而能使均质阀中具有较高的均质压力，且压力较为稳定。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是本发明实施例中的整体结构示意图；

图2是本发明实施例中的进出料装置与均质阀连接示意图；

图3是本发明实施例中的进出料装置与均质阀连接剖视图；

图4是本发明实施例中的连通件剖视图；

图5是本发明实施例中的均质阀与调压装置结构剖视图。

其中，附图标记说明如下：

1、进出料装置；11、进料组件；111、进料板；112、进料通道；113、进料阀；12、出料组件；121、出料板；122、出料通道；123、出料阀；2、稳压装置；21、曲轴；211、曲拐；22、驱动件；221、驱动电机；222、同步带轮；23、柱塞泵组； 231、连杆；232、滑动活塞杆；233、柱塞密封套筒；3、均质阀；31、阀体；32、阀座；33、阀芯；4、调压装置；41、气液增压气缸；42、连接杆；43、支撑件；431、支撑套管；432、法兰盘；5、连通件；51、进出料模块；52、人字形通道；6、导向块；7、高压测试表。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明防护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参考图1和图2，为本发明提供的一种恒压式纳米均质机，包括进出料装置1、稳压装置2、均质阀3以及对均质阀3进行调压的调压装置4，进出料装置1包括进料组件11和出料组件12，稳压装置2用于将进料组件11中的物料输送至出料组件12内；

参考图1、图2和图3，稳压装置2包括曲轴21、带动曲轴21运动的驱动件22和柱塞泵组23，驱动件22包括驱动电机221和与曲轴21固定连接的同步带轮222，驱动电机221的转动轴与同步带轮222通过皮带连接，曲轴21上设置有三个曲拐211，三个曲拐211沿顺时针方向依次设置且相互夹角均为120°，柱塞泵组23包括连杆231、滑动活塞杆232和柱塞密封套筒233，滑动活塞杆232的一端与连杆231的一端固定连接，滑动活塞杆232的另一端密封滑动连接在柱塞密封套筒233内，柱塞泵组23的数量为三个，每个柱塞泵组23中的连杆231的另一端分别与曲轴21上对应的曲拐211固定连接，工作时，驱动电机221带动同步带轮222和曲轴21以稳定的转速转动，使与曲轴21连接的连杆231往复运动，从而带动与连杆231固定连接的滑动活塞杆232在柱塞密封套筒233内往复运动，由于曲轴21上设置有三个曲拐211，三个曲拐211沿顺时针方向依次设置且相互夹角均为120°，当驱动电机221启动带动同步带轮222和曲轴21运动时，曲轴21带动连杆231依次进行往复运动，使三个滑动活塞杆232在对应的柱塞密封套筒233内依次进行往复运动，从而将进入到进料组件11中的物料依次且连续的输送至均质阀3中，这样设置不仅可使曲轴21的设计更简单、传动更平稳，而且保证均质机在均质物料时其内部的压力较为平衡。

参考图2、图3和图4，进料组件11包括带有进料通道112的进料板111和设置在进料板111上端面的三个进料阀113，三个进料阀113的进料口均与进料板111内的进料通道112连通。出料组件12包括带有出料通道122的出料板121和设置在出料板121下端面的三个出料阀123，三个出料阀123的出料口均与出料板121内的出料通道122连通，出料阀123设置在进料阀113的上方且与进料阀113一一对应设置，进料阀113和出料阀123之间设置有连通件5，连通件5包括进出料模块51，进出料模块51内设置有人字形通道52，人字形通道52的主通道设置在进出料模块51的侧面且与柱塞密封套筒233连通，人字形通道52两分通道均为单向通道（即物料从进料阀113流向出料阀123），其中一个分通道的进料口与进料阀113的出料口连通，其中另一个分通道的出料口与出料阀123的进料口连通；当滑动活塞杆232在柱塞密封套筒233内进行运动时，由于柱塞密封套筒233内的容积变大压力减少，物料由于外压的作用下将进料阀113打开并通过连通件5内与进料阀113连通的分通道进入到柱塞密封套筒233内；当滑动活塞杆232反向运动时，柱塞密封套筒233内容积减小压力增大，在较大压力作用下将柱塞密封套筒233内的物料通过连通件5另一分通道进入到出料阀123内，此时物料将出料阀123顶开进入到出料板121内的出料通道122内，并流向均质阀3中进行均质处理，通过连通件5将进料阀113与出料阀123连通，在输送物料时物料不易回流。

参考图1和图3，进出料模块51与人字形通道52的主通道相同的侧面设置有导向块6，导向块6上分别设置有供柱塞密封套筒233穿过的通孔，导向块6与进出料模块51通过导向块连杆固定连接，通过导向块6起到导向和支撑的作用，使柱塞泵组23在工作时较为牢固稳定。

进一步地，参考图3和图5，均质阀3包括阀体31、设置在阀体31内的阀座32和阀芯33，阀体31的进料口与出料板121的出料口连通，阀座32的出料口设置成倒喇叭状，且阀芯33的外圆面与阀座32的内壁单侧距离为0.25mm~0.35mm，本发明中阀芯33的外圆面与阀座32的内壁单侧距离为0.3mm，降低了物料的压力释放距离，增加瞬时剪切力，从而使得物料在较快的速度下与阀芯33发生碰撞，提升了物料粉碎细化的效果。进一步的，在阀座32与阀芯33的相对面均设置有耐磨层，耐磨层采用金刚石材质，物料在均质的过程中受到较强的冲击力，阀座32和阀芯33与物料接触面容易发生磨损，而采用具有较好的耐磨性的金刚石材质，可以保证了设备的使用寿命，及物料破碎的稳定性和重现性。

进一步地，参考图3和图5，调压装置4包括气液增压气缸41、连接杆42和支撑件43，支撑件43包括支撑套管431和设置在支撑套管431一端的法兰盘432，连接杆42的一端与阀芯33远离阀座32的一端固定连接，气液增压气缸41的伸缩端穿过支撑套管431与连接杆42的另一端固定连接，法兰盘432与气液增加气缸41通过螺栓固定连接，支撑套管431的另一端与阀体41固定连接，支撑件43起到支撑和连接的作用，在调节阀芯33与阀座32之间的距离时，通过气液增压气缸41调节均质阀的均质压力时，气液增压气缸41既有气动加压便利性，同时油缸的复合结构又减少了气压抖动的弊端，且通过气液增压气缸41调节阀芯33与阀座32之间的距离时，调节精度较高，从而能使均质阀中具有较高的均质压力，且压力较为稳定。

进一步地，参考图1，出料板121的上端面设置有检测出料通道内部的压力的高压测试表7，操作人员在对均质阀3进行调压时，通过查看高压测试表7便于操作人员调节均质阀3的压力。

综上所述：工作时，驱动电机221带动同步带轮222和曲轴21以稳定的转速转动，使与曲轴21连接的连杆231往复运动，从而带动与连杆231固定连接的滑动活塞杆232在柱塞密封套筒233内往复运动，由于曲轴21上设置有三个曲拐211，三个曲拐211沿顺时针方向依次设置且相互夹角均为120°，当驱动电机221启动带动同步带轮222和曲轴21运动时，曲轴21带动连杆231依次进行往复运动，使三个滑动活塞杆232在对应的柱塞密封套筒233内依次进行往复运动，从而将进入到进料组件11中的物料依次且连续的输送至均质阀3中，这样设置不仅可使曲轴21的设计更简单、传动更平稳，而且保证均质机在均质物料时其内部的压力较为平衡。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的防护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的防护范围之内。

Claims (9)

1.一种恒压式纳米均质机，包括进出料装置、稳压装置、均质阀以及对均质阀进行调压的调压装置，所述进出料装置包括进料组件和出料组件，所述稳压装置用于将所述进料组件中的物料输送至出料组件内；

其特征在于，所述稳压装置包括曲轴、带动所述曲轴运动的驱动件和柱塞泵组，所述曲轴上设置有三个曲拐，三个所述曲拐沿顺时针方向依次设置且相互夹角均为120°，所述柱塞泵组包括连杆、滑动活塞杆和柱塞密封套筒，所述滑动活塞杆的一端与所述连杆的一端固定连接，所述滑动活塞杆的另一端密封滑动连接在所述柱塞密封套筒内，所述柱塞泵组的数量为三个，每个所述柱塞泵组中的连杆的另一端分别与所述曲轴上对应的曲拐固定连接，工作时，所述驱动件带动曲轴，使与所述曲轴上连杆往复运动，从而带动与所述连杆固定连接的所述滑动活塞杆在所述柱塞密封套筒内往复运动。

2.根据权利要求1所述的恒压式纳米均质机，其特征在于，所述进料组件包括带有进料通道的进料板和设置在所述进料板上端面的三个进料阀，三个所述进料阀的进料口均与所述进料板内的进料通道连通。

3.根据权利要求2所述的恒压式纳米均质机，其特征在于，所述出料组件包括带有出料通道的出料板和设置在所述出料板下端面的三个出料阀，三个所述出料阀的出料口均与所述出料板内的出料通道连通，所述出料阀设置在所述进料阀的上方且与所述进料阀一一对应设置，所述进料阀和所述出料阀之间设置有连通件。

4.根据权利要求3所述的恒压式纳米均质机，其特征在于，所述连通件包括进出料模块，所述进出料模块内设置有人字形通道，所述人字形通道的主通道设置在所述进出料模块的侧面且与所述柱塞密封套筒连通，所述人字形通道两分通道均为单向通道，其中一个分通道的进料口与所述进料阀的出料口连通，其中另一个分通道的出料口与所述出料阀的进料口连通。

5.根据权利要求4所述的恒压式纳米均质机，其特征在于，所述均质阀包括阀体、设置在所述阀体内的阀座和阀芯，所述阀体的进料口与所述出料板的出料口连通，所述阀座的出料口设置成倒喇叭状，所述阀座与所述阀芯的相对面均设置有耐磨层，所述耐磨层采用金刚石材质，所述阀芯的外圆面与所述阀座的内壁单侧距离为0.25mm~0.35mm。

6.根据权利要求5所述的恒压式纳米均质机，其特征在于，所述调压装置包括气液增压气缸、连接杆和支撑件，所述支撑件包括支撑套管和设置在支撑套管一端的法兰盘，所述连接杆的一端与所述阀芯远离阀座的一端固定连接，所述气液增压气缸的伸缩端穿过支撑套管与所述连接杆的另一端固定连接，所述法兰盘与气液增加气缸通过螺栓固定连接，所述支撑套管的另一端与所述阀体固定连接。

7.根据权利要求6所述的恒压式纳米均质机，其特征在于，所述进出料模块与所述人字形通道的主通道相同的侧面设置有导向块，所述导向块上分别设置有供所述柱塞密封套筒穿过的通孔，所述导向块与所述进出料模块通过导向块连杆固定连接。

8.根据权利要求7所述的恒压式纳米均质机，其特征在于，所述驱动件包括驱动电机和与所述曲轴固定连接的同步带轮，所述驱动电机的转动轴与所述同步带轮通过皮带连接。

9.根据权利要求1或8所述的恒压式纳米均质机，其特征在于，所述出料板的上端面设置有检测出料通道内部的压力的高压测试表。

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