CN116221434B - 一种均质阀及均质设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及均质阀技术领域，尤其指一种均质阀及均质设备，包括：阀座，包括第一流道、与第一流道相通的接触面；阀芯，包括多个同心相套的均质环，且相邻的均质环的高度不同，相套的均质环的下表面形环环相扣且交错起伏的均质面；阀芯与阀座配合，均质面与接触面之间的间隙形成第二流道，第一流道与第二流道相通，且第一流道与第二流道的中心轴共轴；沿第二流道的半径方向，第二流道的高度差交替变化；高黏物料通过第一流道喷入第二流道，且由第二流道的中心向四周扩散。本发明的阀芯、阀座构成不断变化的流道截面增加均质乳化过程中液体的湍动、撞击过程，实现高黏物料的均质乳化；同时通过模块化的接触块设计，实现易磨损部件的快速低成本的更换。

Description

一种均质阀及均质设备

技术领域

本发明涉及均质阀技术领域，尤其是指一种均质阀及均质设备。

背景技术

均质阀用于物料的均质化，目的是使悬浮液(或乳化液)体系中的分散物微粒化、均匀化。作为均质阀的核心结构阀芯与阀座构成的流道是实现物料均质乳化的主要场所，传统的平直或者W型的流道对于较低粘度的物料分散具有较好的效果，但是随着物料黏度的增加，均质所需的均质压力大为提高，压力的提高会引起物料流速的提高，待均质的高黏物料会以较快的速度通过均质阀，使得待均质的高黏物料难以充分在均质阀内完成均质，这不利于高黏物料的均质乳化，同时高黏物料在均质阀内的流速的提高，也会导致物料对均质阀的内部结构产生更大的冲击，提高了阀芯结构磨损的概率。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中的缺陷，发明了一种新型均质阀及均质设备，通过不断变化的流道截面增加均质乳化过程中液体的湍动、撞击过程，实现高黏物料的均质乳化，同时通过模块化的接触块设计，实现易磨损部件的快速低成本的更换。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种均质阀，包括：

阀座，包括第一流道、与所述第一流道相通的接触面，所述接触面为平面；

阀芯，包括多个同心相套的均质环，且相邻的所述均质环的高度不同，所述均质环的下表面为平面，相套的所述均质环的下表面形成环环相扣且交错起伏的均质面；

其中，所述均质环包括用于形成均质面的接触环、用于安装所述接触环的安装座；所述安装座的下表面设有燕尾槽，所述接触环的上表面设有燕尾榫，所述接触环与所述安装座通过所述燕尾槽、燕尾榫可拆卸地榫接；

所述阀芯与所述阀座配合，所述均质面与所述接触面之间的间隙形成第二流道，所述第一流道与所述第二流道相通，且所述第一流道与第二流道的中心轴共轴；沿所述第二流道的半径方向，所述第二流道的高度差交替变化；高黏物料通过所述第一流道喷入所述第二流道，且由所述第二流道的中心向四周扩散。

作为本发明的一种优选方式，在多个同心相套的均质环中，间隔设置的所述均质环的高度相同。

作为本发明的一种优选方式，相邻的所述均质环的安装座的高度不同。

作为本发明的一种优选方式，所述接触环包括若干接触块，弧形的所述接触块拼接成所述接触环。

作为本发明的一种优选方式，所述接触块的两端均设有凹凸榫槽结构，相邻的所述接触块通过所述凹凸榫槽结构可拆卸地连接，组成所述接触环。

作为本发明的一种优选方式，所述凹凸榫槽结构在所述接触块的一侧为凹槽结构，在所述接触块的另一侧为凸榫结构，所述凸榫结构与所述凹槽结构插入匹配。

作为本发明的一种优选方式，所述阀座的接触面边缘设有凸台，所述凸台的上缘与所述阀芯的边缘形成出料间隙，高黏物料自所述出料间隙释出。

作为本发明的一种优选方式，所述出料间隙的宽度小于所述第二流道的宽度。

一种均质设备，包括上述任一项所述的一种均质阀。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本发明所述的均质阀及均质设备，在工作时，高黏物料通过阀座的第一流道喷射进入第二流道，产生了初步的撞击。当高黏物料由第二流道的中心向四周流动时，第二流道扩缩变化的截面使得高黏物料在较低的压力下产生强烈的湍动，实现物料的均质乳化，同时变化的流道截面提高了流体与壁面的碰撞频率和碰撞效果，进一步提升了高黏物料的均质乳化效果。同时模块化的均质环使得物料接触面一旦出现局部磨损，可以在较低的成本下实现材料的快速替换。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明均质阀的结构示意图。

图2是本发明均质阀的截面示意图。

图3是本发明均质阀的阀芯结构爆炸示意图。

图4是本发明均质阀的阀芯基座的A面结构示意图。

图5是本发明均质阀的阀芯基座的B面结构示意图。

图6是本发明均质阀的安装座结构示意图。

图7是本发明均质阀的中心柱、弹簧导柱、安装座装配结构爆炸示意图。

图8是本发明均质阀的安装块装配示意图。

图9是本发明均质阀的接触环示意图。

图10是本发明均质阀的接触块示意图。

图11是本发明均质阀的接触块连接示意图。

图12是本发明均质阀的接触块装配示意图。

图13是本发明均质阀的紧固环示意图。

图14是本发明均质阀的阀座截面示意图。

说明书附图标记说明：

1、阀芯；101、基座；102、接触环；120、接触块；121、燕尾榫；122、凹凸榫槽结构；103、安装座；131、密封圈安装槽；132、燕尾槽；104、中心柱；105、紧固环；151、卡扣；152、密封圈槽；106、弹簧导柱；107、密封圈；111、同心圆槽；112、卡口；113、通孔；114、安装孔；115、螺钉；116、双头螺栓；108、第二流道；109、均质环；2、阀座；201、第一流道；202、接触面；203、凸台。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例一

参照图1~图13所示，一种均质阀的实施例，参照图1~图2所示所述均质阀由阀芯1与阀座2两部分组成。

参考图2所示，所述阀座2包括第一流道201、与所述第一流道201相通的接触面202。所述接触面202为平面，所述第一流道201贯通所述阀座2，且所述第一流道201在所述接触面202形成一个开口。所述第一流道201为待均质的高黏物料的进料口，所述高黏物料自所述第一流道201进入，且穿过所述第一流道201与所述接触面202接触。

参考图3所示，包括多个同心相套的均质环109，且相邻的所述均质环109的高度不同，所述均质环109的下表面为平面，相套的所述均质环109的下表面形成环环相扣且交错起伏的均质面，该均质面呈凹凸状。

具体的，多个所述均质环109呈圆环状，且直径不同，所述均质环109依次同心套设，且相邻的所述均质环109互相紧贴，形成阀芯1。当所述均质环109组装时，由于多个所述均质环109的高度不同，则所述均质环109组成的所述阀芯1的至少一个侧面为凹凸不平的面，该凹凸不平的侧面为阀芯1的均质面。参考附图2、12所示，由所述均质环109构成的所述均质面，由中心向外不断交错起伏。

参考图2所示，所述阀芯1与所述阀座2配合，所述均质面与所述接触面202之间的间隙形成第二流道108，所述第一流道201与所述第二流道108相通，且所述第一流道201与第二流道108的中心轴共轴。所述阀芯1与所述阀座2配合时，所述阀芯1的均质面与所述阀座2的接触面202相对，且所述阀芯1与所述阀座2以存在一定间隙的方式合拢。所述阀芯1与所述阀座2之间的间隙形成第二流道108。所述阀芯1的凹凸的均质面，与所述阀座2的接触面202，共同形成截面呈扩缩变化的第二流道108。

高度不同的所述均质环109让所述均质面形成同心的凹凸不平的均质结构，沿所述第二流道108的半径方向，所述第二流道108的高度差交替变化。高黏物料通过所述第一流道喷入所述第二流道，且由所述第二流道的中心向四周扩散。具体的，在均质时，高黏物料自所述第一流道201喷入所述第二流道108的中心，且由所述第二流道108的中心沿所述第二流道108的半径方向向四周扩散，在扩散过程中，高黏物料通过截面不断扩缩变化的第二流道108时，会不断撞击由均质环109构成的凹凸不平的均质面，进而产生强烈的湍动，实现高黏物料的均质乳化。

参考图2所示，沿所述第二流道108的半径方向，相邻的所述均质环109的高度不同，以形成凹凸不平的均质面。

作为优选，间隔设置的所述均质环109的高度可设置为相同。当间隔设置的所述均质环109的高度相同时，所述均质面可实现有规律的凹凸，所述第二流道108的截面可实现有规律的扩缩，便于控制均质乳化的效果。

参考图2~图13所示，所述均质环109包括接触环102、用于安装所述接触环102的安装座103。所述安装座103的直径与所述接触环102相同，且与所述接触环102一一对应，所述接触环102安装于直径相同的安装座103。所述接触环102构成所述均质面，所述高黏物料与所述接触环102接触。所述接触环102与所述安装座103可拆卸地安装，当所述接触环102出现磨损，可将磨损的接触环102拆卸并替换。

为了便于快速拆装，所述安装座103与所述接触环102可采用榫卯连接。具体的，参考图8~图9所示，所述安装座103的下表面设有燕尾槽132，所述接触环102的上表面设有与所述燕尾槽132配合的燕尾榫121，所述接触环102与所述安装座103通过所述燕尾槽132、燕尾榫121榫卯连接。当所述燕尾榫121插入所述燕尾槽132中时，所述接触环102与所述安装座103榫卯连接完成。

所述燕尾槽132设于所述安装座103的下表面，且贯通所述安装座103，所述燕尾槽132的底面宽度大于所述燕尾槽132的开口的宽度。所述燕尾榫121突出地设于所述接触环102上表面，所述燕尾榫121的顶端的宽度大于所述燕尾榫121的底端的宽度。当所述燕尾榫121自所述燕尾槽132的侧方插入所述燕尾槽132时，所述燕尾榫121的顶端与所述燕尾槽132的底面接触，所述燕尾榫121的底端与所述燕尾槽132的开口接触。榫卯连接好的所述接触环102与所述安装座103只能沿插接方向分离。所述插接方向与所述安装座103的直径方向平行。

所述安装座103上设置有若干燕尾槽132，与所述安装座103连接的所述接触环102上设有与所述安装座103对应数量的燕尾榫121。

参考图9所示，所述接触环102由若干接触块120组成，所述接触块120为圆环的一部分，呈弧形，若干块接触块120拼接成呈圆环状的接触环102。若所述接触环102有磨损，则可将磨损处的所述接触块120替换即可，进一步降低替换的成本。

参考图9~图10所示，为了实现所述接触块120的快速拆装，所述接触块120之间可采用榫卯连接，具体的，所述接触块120的两端均设有凹凸榫槽结构122，相邻的所述接触块120通过所述凹凸榫槽结构122连接，组成所述接触环102。

所述凹凸榫槽结构122在所述接触块120的一侧为凹槽结构，在所述接触块120的另一侧为凸榫结构，所述凸榫结构与所述凹槽结构插入匹配。相邻的所述接触块120通过所述凹凸榫槽结构122连接，例如，参考附图11所示，依次连接的接触块120A、接触块120B、接触块120C，所述接触块120A的凸榫结构插入所述接触块120B的凹槽结构中，所述接触块120B的凸榫结构插入所述接触块120C的凹槽结构中。

所述凹槽结构沿所述接触环102的直径方向贯通所述接触块120，所述凸榫结构与所述凹槽结构匹配。所述接触块120的凹凸榫槽结构122的插入方向与所述接触块120所拼成的接触环102的直径方向平行。

为了能够实现所述接触块120与所述安装座103的稳定连接，每个所述接触块120设有一个燕尾榫121，相应的，所述安装座103根据安装在其上的接触块120的数量，设置相应数量的燕尾槽132。

参考图2所示，为了实现相邻的所述均质环109的高度不同，相邻的所述均质环109的安装座103的高度不同，所述接触环102安装于高度不同的安装座103上，即可实现相邻的均质环109的高度不同。同样的，为了实现间隔设置的均质环109的高度相同，间隔的所述均质环109的安装座103的高度相同，所述接触环102安装于高度相同的安装座103上，即可实现间隔的均质环109的高度相同。

为了实现相邻的所述均质环109的高度不同，也可将相邻的所述接触环102的高度设置为不同，不同高度的接触环102安装于高度相同或不同的安装座103上，即可实现相邻的均质环109的高度不同。同样的，为了实现间隔设置的均质环109的高度相同，间隔的所述均质环109的接触环102的高度相同，所述接触环102安装于高度相同的安装座103上，即可实现间隔的均质环109的高度相同。

参考图7所示，所述阀芯1还包括基座101，所述基座101用于与所述均质环109连接。同心套设的若干所述均质环109安装于所述基座101的一侧面。为了提高连接的稳定性，所述均质环109与所述基座101采用螺钉115连接。

参考图4~图5所示，所述基座101安装所述均质环109的一侧面，为了便于所述均质环109的安装定位，所在所述基座101的均质环109安装面可设有若干同心的同心圆槽111，所述均质环109的安装座103对应安装于所述同心圆槽111中，为了保证相邻的所述安装座103能够紧贴，所述安装座103对应所述同心圆槽111设置有缺口，当所述安装座103安装于所述同心圆槽111中时，所述安装座103上的缺口能够与所述同心圆槽111的槽壁吻合。

参考图12~图13所示，所述阀芯1还包括紧固环105，所述紧固环105为圆柱筒结构，所述紧固环105的下端设有一定数量的L型的卡扣151，且四周设有密封圈槽152。所述紧固环105套设于所述均质环109的外周，用于禁锢所述均质环109，避免相邻的均质环109分离以及均质环109的结构分离。

具体的，所述阀芯1为组合式结构，由所述基座101、4个流道接触块120、4组接触块120、安装座103、中心柱104、紧固环105、弹簧导柱106以及4个密封圈107组成。参照图4~图5所示，基座101为圆盘结构，基座101一端面开有4个同心圆槽111，四周设有4个矩形的卡口112，基座101中心开有通孔113，还设有与通孔113同轴的弹簧导柱106的安装孔114。

所述安装座103为4个内外径分别相等的圆筒结构，内侧开有密封圈安装槽131，所述安装座103的接触块安装面，布设有一定数量的燕尾槽132，相邻安装座103高度不同，间隔的安装座103高度相同。中心柱104和弹簧导柱106均为圆柱结构，且所述中心柱104与弹簧导柱106的一端设有安装螺纹孔，所述中心柱104的另一端面镀有耐磨涂层氮化钛，所述镀有耐磨涂层氮化钛的端面与高黏物料接触。中心柱104和弹簧导柱106通过双头螺栓116安装在基座101两端，内外径分别依次相等的一系列安装座103之间安有密封圈107，所述密封圈107设置于所述密封圈安装槽131内。所述安装座103通过螺钉115安装在所述基座101的同心圆槽111内，形成如图8所示的从圆心向外的起伏的接触块安装面。

参考图9所示，所述阀芯1中的接触环102由若干接触块120构成，所述接触块120为若干直径不同的圆弧结构，相同直径的接触块120首尾相接组成一个接触环102。根据所述接触环102的直径不同，所述接触环102可由由3个或3个以上的接触块组成。所述接触块120的材质为硬质合金。其中，参考图10所示，所述接触块120的上下端面的其一设有燕尾榫121，另一端面为光滑面，所述接触块120的光滑面与高黏物料接触。作为所述接触块120的其中一种连接方式，所述接触块120的两侧的周向端面分别设有凹凸榫槽结构122，若干直径相同的接触块120通过凹凸榫槽结构122构成圆环状的接触环102，并通过燕尾榫槽结构安装在安装座103上，形成如图11所示的从圆心向外的起伏的均质面。

参考图12~图13所示，所述阀芯1的接触环102和安装座103通过紧固环105进行径向固定，并通过L型的卡扣151与基座101卡口112固定，具体的，将紧固环105套于接触环102与安装座103的外周后，旋转所述紧固环105，将所述紧固环105的L型的卡扣151的自由端插入所述基座101的卡口112中，完成所述紧固环105的安装。

参考图14所示，所述阀座2为T型圆盘，内部设有所述第一流道201，所述第一流道201的至少一部分的截面为抛物线形状，即所述第一流道201的一部分为抛物线渐缩结构，所述第一流道201与所述接触面202相通的开口位于所述第一流道201的顶端，即位于抛物线的顶端。所述第一流道201的进料口的口径大于所述第一流道201出料口的口径，即所述第一流道201的最小出口位于所述阀座2的接触面202，高黏物料通过所述第一流道201喷射进入所述第二流道108内。

参考图2、14所示，所述阀座2的接触面202边缘设有凸台203，所述凸台203相对所述接触面202突起，所述凸台203的上缘与所述阀芯1的边缘形成出料间隙，高黏物料自所述出料间隙释出。为了进一步提升均质效果，使得高黏物料能够在出料前进行最后一次撞击，所述出料间隙的宽度小于所述第二流道108的宽度，高黏物料穿过所述第二流道108自所述出料间隙释出。

实施例二

本实施例提供一种均质设备，包括实施例一所述的均质阀，因此实施例一具有的优点本实施例也全部具有，在此不再赘述。与上述实施例不同的是，安装有所述均质阀的均质设备能够更好的实现对高黏物料的均质乳化。

本发明通过所述阀芯的均质面与所述阀座的接触面构成截面扩缩变化的第二流道，即均质流道，高黏物料通过设于所述阀座的第一流道喷射进入所述均质流道，在所述第二流道内，高黏物料通过不断变化的所述第二流道的截面增加均质乳化过程中液体的湍动、撞击，实现高黏物料的均质乳化。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种均质阀，其特征在于，包括：

阀座，包括第一流道、与所述第一流道相通的接触面，所述接触面为平面；

阀芯，包括多个同心相套的均质环，且相邻的所述均质环的高度不同，所述均质环的下表面为平面，相套的所述均质环的下表面形成环环相扣且交错起伏的均质面；

其中，所述均质环包括用于形成均质面的接触环、用于安装所述接触环的安装座；所述安装座的下表面设有燕尾槽，所述接触环的上表面设有燕尾榫，所述接触环与所述安装座通过所述燕尾槽、燕尾榫可拆卸地榫接；所述接触环包括若干接触块，弧形的所述接触块拼接成所述接触环；所述接触块的两端均设有凹凸榫槽结构，相邻的所述接触块通过所述凹凸榫槽结构可拆卸地连接，组成所述接触环；所述凹凸榫槽结构在所述接触块的一侧为凹槽结构，在所述接触块的另一侧为凸榫结构，所述凸榫结构与所述凹槽结构插入匹配；

所述阀芯与所述阀座配合，所述均质面与所述接触面之间的间隙形成第二流道，所述第一流道与所述第二流道相通，且所述第一流道与第二流道的中心轴共轴；沿所述第二流道的半径方向，所述第二流道的高度差交替变化；高黏物料通过所述第一流道喷入所述第二流道，且由所述第二流道的中心向四周扩散。

2.根据权利要求1所述的一种均质阀，其特征在于，在多个同心相套的均质环中，间隔设置的所述均质环的高度相同。

3.根据权利要求1所述的一种均质阀，其特征在于，相邻的所述均质环的安装座的高度不同。

4.根据权利要求1所述的一种均质阀，其特征在于，所述阀座的接触面边缘设有凸台，所述凸台的上缘与所述阀芯的边缘形成出料间隙，高黏物料自所述出料间隙释出。

5.根据权利要求4所述一种均质阀，其特征在于，所述出料间隙的宽度小于所述第二流道的宽度。

6.一种均质设备，其特征在于，包括权利要求1~5任一项所述的一种均质阀。