CN115702292A - 高压均化器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于带有颗粒的可流动物质的高压均化器(1)，高压均化器(1)具有高压室(2)和在其流动下游的均化单元(3)，以及与均化单元(3)相关联的柱塞泵(4)，均化单元(3)使待均化的流体在流体的涡流下膨胀，待均化的流体先前在高压室(2)中达到大于500巴的压力，柱塞泵(4)的柱塞(5)对高压室(2)加压，其中，高压均化器(1)具有围绕柱塞轴(6)的、用于冷却柱塞(5)的低压室(7)，该低压室(7)的工作压力P_N≤25巴，其中，低压室(7)和高压室(2)通过被柱塞(5)穿透的密封件(8)彼此分离，密封件(8)为节流间隙，其在柱塞轴(6)和不接触柱塞轴(6)的衬套(9)之间形成，并且节流间隙的长度(L)与径向环形间隙高度(S)之比适用S/L≤0.0015。

Description

高压均化器

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于带有颗粒的可流动物质的高压均化器。

背景技术

在均化时，悬浮物的颗粒尽可能均匀分布，即均质分布。为此，均化器中待均化的流体在压力下通过均化单元泵送。在均化单元中，湍流与目标剪切力以及空化(Kavitation)一起产生，以分离待均化的流体中团聚的颗粒。

为了将流体泵入均化单元，通常使用所谓的柱塞泵(Plungerpumpen)。柱塞泵是容积式泵，其中活塞杆(即所谓的柱塞)本身代表活塞。活塞未到达气缸壁。因此，活塞的外表面和气缸壁之间不需要密封。而对于柱塞泵，(通常情况下在工作空间的入口处)需要工作空间和柱塞之间的密封。

当前技术

为了保护柱塞泵在操作中不过热，要为柱塞提供冷却是已知的。对此研究已经表明，待均质化的流体可用于冷却柱塞。

为此，柱塞可被引导通过冷却室。由于柱塞主要在操作期间位于工作空间内的区域中被加热，因此冷却室应与泵的工作空间相邻。由此确保了靠近发热区的柱塞的冷却。建议将待均化的流体用作冷却剂。在此，流体在进入柱塞泵的工作空间之前被泵送通过冷却室。在此，流体围绕柱塞流动，从而冷却柱塞。从冷却室出发，流体最终被传送到工作空间。

由于要在工作空间中产生高压，因此工作空间相对环境(还有冷却室)的充分密封是必要的。为此通常使用与柱塞接触的密封件。由于柱塞的移动，密封件在此会磨损，尤其在泵送含有固体颗粒的流体时。此外，这种密封件的组装通常很复杂，因为它们通常必须在预载荷下安装，以使密封件和围绕密封件的壳体的相对运动最小化。

发明内容

本发明所基于的问题

鉴于此，本发明的目的是提供一种高压均化器，利用该高压均化器可以减少位于工作空间和冷却室之间的密封件的磨损。

根据本发明的解决方案

根据本发明，该问题通过针对高压均化器的独立权利要求的特征得以解决。

因此，可以利用高压均化器来解决这个问题，该高压均化器用于带有固体颗粒(本文中有时缩写为“颗粒”)的可流动物质，其具有至少一个高压室和在该高压室下游的至少一个均化单元。均化单元用于使待均化的流体膨胀，该流体通常具有20mPas(毫帕秒)或更高的粘度，并且在流体完全或基本上完全涡流的情况下，该流体先前已在至少一个高压室中达到大于500巴的压力。因此设计了均化单元。

高压均化器还具有分配给均化单元的柱塞泵，其至少一个柱塞对高压室加压。在此，高压均化器具有围绕柱塞轴的低压室，用于冷却柱塞。低压室的工作压力为P_N≤25bar(巴)。低压室和高压室在此通过被柱塞穿透的密封件彼此分离。根据本发明的高压均化器的特征在于，被柱塞穿透的密封件是节流间隙(Dosselspalt)，该节流间隙形成在柱塞轴和不接触(或由于缺乏明显的缺点，基本上不接触)柱塞轴的优选刚性的衬套之间。对于节流间隙的长度L和径向环形间隙高度S适用S/L≤0.0015。在此情况下，术语长度L在此指的是所谓的圆柱形长度。其涉及如下长度，即在该长度上(除了不可避免的形状公差外)环形间隙为圆柱形，从而不包括形成倒棱或半径的、间隙的输入和输出区域。

根据本发明的实施例具有许多优点。

在均化单元中流体的完全或基本上完全的膨胀导致流体中积聚的固体颗粒彼此分离，并基本上均匀地分布在流体中。

这里用于为均化单元进行供给的柱塞泵的优点恰恰在于其在泵送至均化单元的流体流中产生脉动(Pulsation)，这有助于进一步改善均化效果。在此，柱塞泵可包括仅一个从动柱塞或多个从动柱塞，优选地具有偏移的死点(Totpunkt)。在某些情况下，后者的优点是脉动的频率增加，并且为此其强度临界振幅减小。

配备多个柱塞的柱塞泵的优点在于，待均化的流体可以不是突然地而是连续地被供应给均化单元。为此，柱塞仅需被驱动为，使得其分别达到在时间上与其他柱塞有偏移的下死点。

由于至少一个柱塞的柱塞轴伸出穿过柱塞泵的低压室，因此其被待均化的流体环流。在此，这减少了泵送过程中不可避免的柱塞的加热，从而提高了泵的效率。

高压室和低压室之间的密封件至少基本上(优选地甚至完全)无接触地工作。

由于不可避免的泄漏流(Leckagestrom)，密封件润滑良好。根据流体的粘度，泄漏至少作为拖曳泄漏(Schleppleckage)发生，但通常作为差压驱动的间隙泄漏发生。泄漏流在此是无害的，因为来自高压室的泄漏流被收集在低压室中，并最终可被再次供应到高压室。

本发明克服了以下偏见，即具有非常小的间隙高度的间隙密封不可能用于密封负载有颗粒的流体，因为可以预期在这里所讨论的压力差的情况下，在短时间后会发生由与流体一起进入间隙的固体颗粒的积聚所引起的问题。

令人惊讶的是，在本文所讨论的间隙设计表明，间隙中通常不会出现固体颗粒的有害积聚。通过柱塞在密封件中的振荡式运动会使得密封间隙保持充分打开。

也可以使用术语“分散器”来代替术语“高压均化器”。

术语“柱塞”是指由活塞杆形成的活塞。

术语“高压室”是指柱塞泵的工作空间。

术语“冷却室”是指柱塞泵的低压室。

术语“无接触地工作的密封”在此是指高压密封件的衬套与柱塞的外表面的接触。在此不排除高压密封件与柱塞泵的其他组成部件的接触。

术语“流体下游的均化单元”描述了待均化的流体从高压室流向均化单元。

优选的设计可能性

有一系列的可能性来设计本发明，使得其有效性或可用性进一步改善。

因此，特别优选的是，在不包括端面侧的倒棱或倒圆的情况下计算的节流间隙的圆柱形长度L至少为柱塞直径的2/3。理想情况下，圆柱形长度至少对应于柱塞的整个直径。

通过这种间隙长度确保了对泄漏流的流速的节流。由此不仅确保不会有太大的泄漏体积流入低压室，而且还防止了例如在泄漏进入低压室时发泡的问题。

在另一个优选的实施方式中，节流间隙的环形间隙高度最大为0.03mm。为了更详细地说明这一点，在本发明特别优选的实施方式中，使得衬套(考虑到其公差)应具有20mm+0.009mm的净内径，并且柱塞(考虑到其公差)应具有20mmm-0.02mm的最大外径，但目前这不是强制性的。

对这种间隙高度的研究得出了关于泵的效率的良好结果。

理想情况下，衬套在其面向高压室的一侧上的端面经由倒棱过渡到衬套的内表面。倒棱优选地实施为，相对于柱塞的纵向轴线测量的倒棱角度约为或正好为30°或小于30°的平倒棱(Flachfase)。对于柱塞在操作中移出其中心位置的情况下，这种平倒棱防止或减少了活塞对衬套壁的硬冲击。

已证明安装弯曲的倒棱是特别有利的。这种倒棱包括其面向高压室的一侧的第一较陡的部分，该部分与衬套的纵向轴线成大约45°的角度。具有较平的倒棱角度的第二倒棱部分在面向密封间隙的一侧上与该第一部分连接，倒棱角度优选约为或正好为30°或小于30°。以这种方式设计的倒棱使固体颗粒尽可能远离密封间隙。

理想情况下，衬套在其面向柱塞驱动的一侧上的端面(也)经由倒棱过渡到衬套的内表面。该倒棱通常设计成比其在高压室的一侧上的倒棱更陡。

由于在柱塞和衬套之间形成的间隙高度非常小，因此在安装柱塞时有损坏衬套的风险。将柱塞插入衬套的衬套端面上的半径、斜坡或倒棱降低了损坏的风险。

正是通过平倒棱，进一步减少了泄漏的暂时形成，因为一旦柱塞移动到高压室的更深处，其相反的拖曳效果有利于高压室。

作为倒棱的替代，可以在衬套的相关位置处设置半径r。

“面向柱塞驱动的一侧”在此是指朝向驱动活塞的一侧。

优选地，衬套和柱塞由具有不同热膨胀系数的材料组成。

在此，理想情况下，热膨胀系数彼此之间的差异大于仅微小的差异。例如，如果柱塞由陶瓷组成，并且衬套由钢组成，这将导致密封间隙的自我调节。在摩擦比不利的情况下(例如由于过量的颗粒进入间隙而导致)，在间隙中产生摩擦热。通过与衬套和柱塞的不同热膨胀系数相关联的摩擦热，在此密封间隙趋于变大。这会导致间隙再次被冲出，从而抵消与摩擦相关的潜在损坏风险。

在另一个优选的实施方式中，柱塞由陶瓷材料组成。

这是有利的，因为陶瓷材料具有高的耐磨性、耐热性和耐压性。

在此，柱塞优选由固体陶瓷制成。

在另一个优选的实施方式中，衬套由轴承合金(Lagermetall)组成。

通过这种方式，防止了柱塞的外表面和衬套的内表面之间偶尔发生的直接摩擦接触(例如，在启动过程中或在流体脉动的影响下)导致损坏。

特别有利的是，可以选择衬套和柱塞的组合，使得其可以基本上或至少部分地补偿不同的工艺温度。这可以根据以下示例来解释：如果工艺温度升高，那么待均化的流体将以更高的温度等待处理。其趋于变得较稀薄。则在衬套和柱塞之间非常窄的密封间隙中，可能会出现润滑问题，甚至可能会出现腐蚀。如果密封间隙现在通过衬套和柱塞的不同材料配对以改变其间隙高度从而使得润滑改善，则会抵消这种情况。

在某些情况下，如果衬套被设计和安装为，使得其在温度升高时膨胀超过柱塞，则是一个不错的选择。在此，膨胀以密封间隙的高度增加的方式发生。相反，在其他的应用情况中，可能有用的是将用于衬套和柱塞的材料配对，使得密封间隙随着温度升高而变小。

如上所述，由此保护密封间隙免受由于颗粒在密封间隙中积聚而造成的损坏。

理想情况下，衬套的纵向轴线与在衬套中前后移动的柱塞轴的纵向轴线通常平行地或优选同轴地对齐。

由此确保了在衬套和柱塞轴的外表面之间的密封间隙的均匀的间隙高度。

有利的是，借助自身的仅与其对应的驱动活塞来驱动每个柱塞，该驱动活塞又由曲轴驱动。在此驱动活塞经由连杆轴承(Hublager)与曲轴连接，其中，连杆轴承围绕曲轴的旋转轴线以不同的角度布置。因此，驱动活塞起到连杆(Pleuel)的作用。

在另一个优选的实施方式中，柱塞经由万向接头联轴器与驱动其的驱动活塞连接。

由此能够在驱动活塞和柱塞相对于彼此可同时旋转时将驱动活塞的运动传递到柱塞。通过驱动活塞相对于柱塞的旋转，柱塞仅被施加轴向力，并且保持不受沿衬套方向径向作用的力影响。因此，柱塞的运动保持笔直并且基本上平行于衬套的纵向轴线。

理想情况下，柱塞的驱动侧的端面或驱动活塞的其上传递驱动压力的端面是凸形弯曲的。通过柱塞和驱动活塞的相互面对的端面的弯曲，这些端面可以彼此抵靠，而不会阻碍驱动活塞相对于柱塞的旋转。

附图说明

图1示出了根据本发明的高压均化器的示意图；

图2示出了柱塞泵部分的等轴视图(无高压室)；

图3示出了图2的部分放大图；

图4示出了柱塞泵的俯视图(已拆下高压室)；

图5示出了柱塞泵的第一实施例的截面图A；

图6示出了柱塞泵的第一实施例的截面图B；

图7示出了根据图5和图6的第一实施例的局部剖视图；

图8示出了柱塞泵的第二实施例的截面图A，该柱塞泵具有径向可移动地保持的衬套；

图8a和8b示出了具有圆柱形外圆周表面的衬套的、在原则上的可移动性的图示；

图8c和8d示出了具有球形外圆周表面的衬套的、在原则上的可移动性的图示；

图9示出了柱塞泵的第三实施例的截面图A；

图10示出了柱塞泵的第四和第五实施例的截面图A；

图11示出了根据本发明的衬套的详细视图。

具体实施方式

下面根据图1-10解释高压均化器的工作原理。

高压均化器1的基本工作原理可以从图1中的示意图中清楚地看到。

待均化的流体首先位于产品储存容器28中。从那里借助于输送泵29经由管线16首先输送到低压室7中，然后输送到高压室2中。

在高压室2中，通过柱塞5的穿透产生过压。该过压导致入口阀30关闭而出口阀31打开。随后，柱塞5被再次拉出高压室2，但仅限于柱塞5的端面23仍在高压室2内。在此，在高压室中产生低压。这种低压导致出口阀31关闭并且入口阀30打开，从而使得流体可以再次流入到高压室2。

高压室2由位于壳体18中的密封件8相对于环境和低压室7密封。密封件8在此被布置成围绕柱塞5。与密封件8的净内部横截面相比，尺寸不足量(Untermaβ)优选为0.015mm至0.03mm，理想情况下约为0.02mm。这导致径向间隙高度S从0.075mm至0.015mm。这最好在沿柱塞纵向轴线的密封间隙长度L上找到，该密封间隙长度L对应于柱塞直径的至少2/3。根据本发明，在此比例适用S/L≤0.0015mm。

柱塞5以其柱塞轴6被引导穿过壳体17和位于其中的低压室7。因此，待均化的流体在低压室7中环流柱塞轴6，从而冷却柱塞轴6。在此，经由低压密封组件25相对于环境对低压室7进行密封。

理想情况下，多个柱塞5串联连接。在此，各个柱塞5分别被理想地驱控，使得它们不会同时到达它们的下死点，而是有时间偏移地到达。

这种柱塞泵4如在图2和图3中所示。高压室2或形成高压室2的壳体32在此未示出。

为了清楚起见，柱塞泵4的各个组成部件仅基于柱塞5和柱塞泵4的相关联元件设置参考标记。

柱塞泵4的每个柱塞5由驱动活塞12驱动。驱动活塞12和柱塞5在此经由径向柔性的联轴器以这里未详细说明的万向接头13的形式彼此连接。

柱塞5突出穿过壳体盖26、围绕或形成低压室7的壳体17以及围绕高压密封件8的壳体18。围绕高压密封件8的壳体18连接形成高压室2的壳体部件32，壳体部件32虽然在图2中未示出，但在图1中示出。

为了将各个壳体部件彼此连接，设置用于紧固螺钉的钻孔21。为了将壳体部件32精确地定位在壳体部件18上，两个或多个装配销20还分别安装在壳体部件18上。

各个低压室7经由连接管线19彼此连接。因此，待均化的流体经由入口16被运输到低压室7中的一个，并从那里经由连接管线19流过其他低压室7。流体最终经由出口16从最后的低压室7排出。从那里，流体流过未示出的管线进入同样未示出的高压室2。

为了将柱塞5与驱动活塞连接，而柱塞不会由于驱动活塞相对于衬套的力效应而倾斜，其中柱塞与衬套形成间隙密封，则在理想情况下使用径向柔性的联轴器，如已简要提及的。更多细节将在稍后示出。

在图4中，柱塞泵4的布置以底面图示出。该视图示出了切割线A-A和D-D如何穿过柱塞泵4。

A-A截面的截面图在图5中示出。在此，示意性地示出了高压室2。

用于密封高压室2的高压密封件8由两个平密封件22和第一衬套9组成。平密封件22中的一个直接邻接高压室2，而第二平密封件22邻接壳体17。然而，平密封件仅是用于衬套9和24的次密封件。围绕柱塞轴6的衬套9布置并轴向保持在两个平密封件22之间。

在该实施例中，衬套9直接刚性地固定在周围的壳体中。在某些情况下，进行安装，使得衬套在径向向内的方向上以一压力预张紧，所述压力与随后在密封间隙中冲击并在径向向外的方向上作用的压力有相同的数量级。

在衬套9和柱塞轴6的外表面之间形成在图5中无法识别的径向密封间隙。通过该密封间隙，位于高压室2中的少量待均化的流体可以沿低压室7的方向漏出。由于在密封间隙高度和密封间隙长度之间的比率，密封间隙中的压力连续下降到低压室7的压力，这通常导致3bar范围内的过压。在大多数情况下，此处发现的过压不超过6bar。密封间隙高度和密封间隙长度之间的比率被选择为使得泄漏量减小，而在此又大得足够防止可能进入密封间隙的、流体所携带的颗粒的摩擦问题。

衬套9在其面向驱动活塞12的端面10上具有斜面40或倒棱或半径，端面经由该倒棱或半径过渡到内表面。由此防止其在操作过程中与柱塞发生类似冲击的接触时端面的边缘剥落。互补地，柱塞5可以设置有倒棱41。

低压室7位于壳体17中，待均化的流体流过低压室7并在被送入高压室2之前冷却柱塞5。低压室7由低压密封组件25相对于环境密封。

图5还示出了合适的径向柔性联轴器的基本技术观点。

如所见的，柱塞5和驱动活塞12均由未标记的连接件保持。两个连接件F1和F2通常使柱塞5和驱动活塞12彼此具有限定的枢转能力。如所见的，该连接将驱动活塞12的回程运动传递到柱塞5。

柱塞5或驱动活塞12的端面之一被实施为凸形。优选地，该凸形端面是驱动活塞的端面。其通常由较软的材料制成。

以这样的方式，驱动活塞12可以在柱塞5上“滚动”一定量。因此，由驱动活塞12执行的任何旋转运动或横向运动都不会传递到柱塞5，从而使得密封间隙保持尽可能不受干扰。如图5所示，当衬套9径向基本固定地安装在围绕其的壳体部件18中时，这一点尤为重要。

换言之，当将柱塞5移动到高压室2中时所需的压力从驱动活塞12传递到柱塞5。为了确保柱塞5的纵向轴线和衬套9的纵向轴线在泵送过程中始终同轴，安装了前面提到的径向柔性的联轴器。还应注意，在到达柱塞5的下死点之后，应再次沿驱动活塞12的方向移动柱塞5的拉力也从驱动活塞12经由径向柔性的联接器13传递到柱塞5。

根据在图6中示出的B-B截面可以看到，低压室7如何经由连接管线19彼此连接。

根据在图7中示出的D-D截面可以看到，壳体盖26如何借助固定螺钉27固定到围绕低压室7的壳体部件17上。

图8示出了本发明的第二实施例。

第一实施例的前述内容在这里按照意义上适用，除非通过下文所述的差异明确地指示另外的内容。

这里与第一实施例的第一个不同之处在于，参与形成密封间隙的衬套9是浮动安装的。为此目的，在其外圆周上至少部分地(更好全部地)设置由可压缩性更好的材料制成的轴承套42，理想情况下轴承套由软弹性体或橡胶制成。轴承套42的径向壁厚通常小于(通常至少以因数2小于)衬套9的径向壁厚度。在所有这些情况下，衬套9的外护套也可以是球形的，而不是理想的圆柱形。这有助于衬套9在轴承套42变形时的旋转运动。

轴承套42可以是采用套筒形式的分立部件或一个或多个环或者是现场固化的灌封块或现场硫化的橡胶体。

这种轴承套42允许衬套9在操作期间径向平移或枢转一定量。由此其可以调节柱塞5，使得从密封质量或密封件寿命的角度来看，密封间隙的几何形状被优化。

确保次密封件的弹性密封环22也有助于这种枢转能力，弹性密封环22抵靠衬套9的端面。与刚性的止动环或插入盘不同，弹性密封环不会将端面夹在彼此之间，从而防止衬套9发生可能的旋转运动。

图8a和图8b根据具有圆柱形外圆周表面的衬套示出，可如何通过衬套9的枢转来调节密封间隙，图8c和图8d根据具有球形外圆周表面的衬套示出，衬套的旋转是如何进行的。

回到图8可以看到，与至此所述的内容无关的第二个区别在于，驱动活塞12和柱塞5在这里不是经由径向柔性的联轴器(如之前图5所示)彼此连接，而是经由刚性的联轴器连接。其原因在于，在这种情况下不必阻止驱动活塞可能的倾斜运动远离柱塞5。这种必要性并不存在，因为在该实施例中，衬套9由于其柔性支承而具有适应柱塞5的当前位置的可能性，再次参见图8。由此也可以防止从驱动活塞传递干扰的横向力，该横向力损害间隙几何形状的形成。

图9示出了本发明的第三实施例。

第一实施例的前述内容在这里按照意义上适用，除非通过下文所述的差异明确地指示另外的内容。在这里，通常情况下与第一实施例的唯一区别在于，衬套9现在形成为多个部分。衬套9现在大约由几个——理想情况下三个，最好是至少四个到八个——彼此直接相继并且彼此直接接触地安装的环Ri1到Ri5组成。这些环在该实施例中固定地安装在围绕高压密封件的壳体部分18中。将其分成单独的环大大方便了维护工作期间的安装和拆卸。

在一些应用情况下非常有利的是，实现在相邻环Ri1至Ri5之间的、有明显变化的阶梯式的间隙高度。例如可以设想的是，直接面向高压室2的第一环具有比所有后续的或一部分后续的环更小的密封间隙高度。通过这种方式，可以选择至少防止颗粒过度渗透到实际装配在其剩余长度上的具有更大间隙高度的密封间隙中。

该解决方案的另一个选择是，所述第一环Ri1实现了牺牲功能：因为它具有最小的密封间隙高度，所以其可以破坏进入的颗粒。而该第一环本身在此也经历了有所提高的磨料磨损。然而，由此降低了被破碎/预粉碎的颗粒所引起的在其他环Ri2至Ri5或Rin处的磨损，这些其他的环形成了密封间隙高度较大的、紧接着在泄漏流下游的密封间隙。

通常，所述环Ri1至Rin在其圆周方向上是连续不断的。然而，在某些情况下，特别有利的是将这些环分段，即通过多个拱形部段来构建，这在本文中没有单独图示。可以实施这样的分段，使得可以更换形成衬套的组成部件，而无需为此拆卸柱塞。

图10示出了本发明的第四实施例，同时也是第五实施例。

关于第一至第三实施例的前述内容在这里按照意义上适用，因为这些实施例在技术上和功能上可看作是第二和第三实施例的组合。

图10的经由中间纵向轴线示出的半部表示第四实施例。衬套9在这里同样由多个部分形成，并且优选由所示数量的环Ri1至Rin组成。然而，每个环现在都在其外圆周表面上弹性地安装，如上文在第二实施例的上下文中所述，使得例如通过用弹性体块进行外部灌封或硫化在现场形成的橡胶环或推入形成为分立部件的共同弹性体套筒。

以这样的方式，每个环至少在很大程度上可以独立于其他环移动。因此，可以实现密封间隙几何形状的特别好的自调节。

图10的中间纵向轴线LA下方的半部表示第五实施例。这里的特殊之处在于，每个环都有一个仅分配给它的轴承套。如果存在必要的凹槽，则轴承套例如可以实施为O形环、x形环或其他标准部件。在此，有关的环在其轴承套两侧相对于壳体有通道。以这种方式，可以实现特别高的移动性和衬套9的自调节性。

图11最后示出了衬套9的详细视图。这里可以清楚地看到倾斜的倒棱。如所见的，这种安装在高压侧的、面向高压室的一侧的倒棱由第一个较陡的部分FA1组成。该部分包括与衬套的纵向轴线成45°或约45°的倒棱角α1。在面向密封间隙的一侧上，具有较平的倒棱角α2的第二倒棱部分FA2与该第一部分连接。第二倒棱部分优选为窄的，使得没有或只有减少数量的固体颗粒可以穿透这里。这减少了具有固体颗粒的环形间隙的负荷。

这种倒棱也可以设置在低压侧。

其它

无论之前指定的要求如何，作为一个选项要求保护按照独立权利要求(必要时也结合一个或多个从属权利要求)的高压均化器，其不具有围绕至少一个柱塞轴的低压室。

此外，要求保护对使用本公开中描述的高压均化器借助具有环形间隙密封的柱塞泵执行的方法也是一个选项。

附图标记列表

1 高压均化机

2 高压室

3 均化单元

4 柱塞泵

5 柱塞

6 柱塞轴

7 低压室

8 高压密封件

9 衬套

10 衬套的驱动侧端面

11 衬套的内表面

12 驱动活塞

13 万向接头联轴器

14 柱塞的驱动侧端面

15 驱动活塞的柱塞侧端面

16 低压室/管线的入口/出口

17 围绕低压室的壳体部分

18 围绕高压密封件的壳体部分

19 低压室之间的连接管线

20 装配销

21 用于紧固螺钉的钻孔

22 平密封件

23 高压室中柱塞的端面

24 固定衬套

25 低压密封组件

26 壳体盖

27 壳体盖上的固定螺钉

28 产品储存容器

29 输送泵

30 入口阀

31 出口阀

32 围绕高压室的壳体部件(示意性)

33 产品容器

34 万向接头联轴器的形成旋转轴的螺钉

35 柱塞侧的联轴器部件

36 插入物联轴器

37 驱动活塞侧的联轴器部件

38 用于施加夹紧力的万向接头联轴器的螺钉

39 万向接头联轴器中的接收开口

40 衬套的斜面

41 倒棱

42 轴承套

L 长度

S 节流间隙的环形间隙高度

A-A 切割线

B-B 切割线

D-D 切割线

r 半径

LA 中间纵向轴线

Ri1-Rin 环

αl 倒棱角

α2 倒棱角

FA1 第一倒棱部分

FA2 第二倒棱部分

B 波纹管

F1 连接

F2 连接

Claims (17)

1.一种用于带有颗粒的可流动物质的高压均化器(1)，所述高压均化器(1)具有高压室(2)和在所述高压室(2)的流动下游的均化单元(3)，以及与所述均化单元(3)相关联的柱塞泵(4)，其中所述均化单元(3)使待均化的流体在流体的涡流下膨胀，所述待均化的流体先前在所述高压室(2)中达到大于500巴的压力，所述柱塞泵(4)的柱塞(5)对所述高压室(2)加压，其中，所述高压均化器(1)具有围绕柱塞轴(6)的低压室(7)，用于冷却所述柱塞(5)，所述低压室(7)的工作压力P_N≤25巴，其中，所述低压室(7)和所述高压室(2)通过被所述柱塞(5)穿透的密封件(8)彼此分离，其特征在于，所述密封件(8)是节流间隙，所述节流间隙在所述柱塞轴(6)和不接触所述柱塞轴(6)的衬套(9)之间形成，并且对于所述节流间隙的长度(L)和径向环形间隙高度(S)而言，适用S/L≤0.0015。

2.根据权利要求1所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述节流间隙的圆柱形长度(L)至少为所述柱塞(5)的直径的2/3，并且理想情况下至少对应于所述柱塞(5)的整个直径。

3.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述节流间隙的环形间隙高度(S)最大为0.03mm。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)在其面向所述高压室(2)的一侧上的端面经由倒棱(41)过渡到所述衬套(9)的内表面，并且所述倒棱(41)优选实施为具有30°的或更小的倒棱角度(α2)的平倒棱。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)在其面向所述高压室(2)的一侧上的端面经由倒棱(41)过渡到所述衬套(9)的内表面，并且所述倒棱(41)在其面向所述高压室(2)的一侧上由第一较陡的倒棱部分(FA1)组成，所述第一较陡的倒棱部分(FA1)优选地包括与所述衬套(9)的纵向轴线呈大约45°的倒棱角(α1)，在面向密封间隙的一侧上具有较平的倒棱角(α2)的第二倒棱部分(FA2)与所述第一较陡的倒棱部分(FA1)连接，所述第二倒棱部分(FA2)优选具有30°或更小的倒棱角(α2)。

6.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)和所述柱塞(5)由具有不同热膨胀系数的材料组成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述柱塞(5)由陶瓷材料组成。

8.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)的材料比所述柱塞(5)的材料更软。

9.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，引导所述柱塞(5)使得所述衬套(9)的纵向轴线与在所述衬套(9)中来回移动的柱塞轴(9)的纵向轴线一致平行地或优选同轴地对齐，其中，所述柱塞(5)同时是驱动活塞(12)，或者其中，所述驱动活塞(12)和所述柱塞(5)以在其连接区域中固定在壳体上的方式进行引导。

10.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)在径向方向上基本上刚性地保持在围绕所述衬套(9)的壳体部分中，并且所述柱塞(5)经由径向柔性的联轴器与驱动所述柱塞(5)的驱动活塞(12)连接，所述径向柔性的联轴器防止旋转运动从所述驱动活塞(12)传递到所述柱塞(5)。

11.根据前述权利要求1至9中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)以在径向方向上可稍移动的方式被保持在围绕所述衬套(9)的壳体部分中，并且所述柱塞(5)在径向方向上刚性地与驱动所述衬套(9)的驱动活塞(12)连接。

12.根据权利要求10所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述柱塞(5)的驱动侧端面(14)或所述驱动活塞(12)的、其上传递驱动压力的端面(15)是凸形弯曲的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)被构造成多件式的，并且由多个，理想情况下三个，最好是至少四个到八个彼此直接相继并且彼此直接接触地安装的环组成。

14.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，直接参与形成密封间隙的衬套(9)作为整体被浮动地安装，优选地在其外圆周上至少部分地，更好全部地，设置由可压缩性更好的材料制成的轴承套(42)，理想情况下所述轴承套(42)由软弹性体或橡胶制成，或者形成所述衬套(9)的环被分别浮动地安装，优选地其中在其外圆周上至少部分地，更好全部地，设置由可压缩性更好的材料制成的轴承套(42)。

15.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)的外护套是球形的而不是理想圆柱形的。

16.根据权利要求5或与权利要求5结合的前述权利要求中任一项所述的高压均化器(1)的用途，使得所述衬套(9)和所述柱塞(5)的材料与待均化的流体相匹配，特别是与所述流体的温度相关的粘度和/或与由所述流体所带有的颗粒相匹配，使得由在密封间隙区域中的温度变化引起的密封间隙的间隙高度(S)的变化趋于更进一步以相同的符号抵消温度变化。

17.根据权利要求14所述的高压均化器(1)作为高压均化器系统的一部分的用途，所述高压均化器系统由这样的高压均化器(1)组成，并且一组由不同材料构成的衬套(9)使用户能够借助其在常规运行中准备高压均化器(1)，使得间隙高度(S)的热变化行为可以与应在下一批或活动中被均化的流体相适应。

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