CN1261292A - 均匀器阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种均匀器阀(1),包括一加压的可移动的阀锥(5)、一阀座(6)和环绕该阀锥(5)及阀座(6)的一阀壳(2),所述阀锥(5)和阀座(6)如此设置,从而在它们之间出现一节流结构,其构成高度为h的一均匀化缝隙(7)。阀锥(5)和阀座(6)两者最好都是旋转对称的,这意味着均匀化缝隙(7)是径向的。通过延伸均匀化缝隙(7)的整个长度,将获得一低的缝隙高度h。由于均匀化缝隙(7)沿径向节流结构同心地设置而获得了较长的缝隙长度,其中至少为2个并且最好为3个同心的缝隙(7)。均匀化阀被用于翻新改进已有的均匀器并且被特别产生用来获得对液体的有效的均匀化,该液体是在低压下处理的,并且具有极大的流量,例如巴氏灭菌过的牛奶。

Description

均匀器阀
本发明涉及一均匀器阀，包括一加压的可移动的阀锥、一阀座和环绕阀锥与阀座的一阀壳，该阀锥与阀座如此设置，以至于在它们之间出现一节流作用，其构成一均匀化缝隙。
均匀化是已长期使用的一种工业处理方法，并且其用来在诸如牛奶的一油脂性乳状液中将最大的油脂球分裂成较小的油脂球和通过这种方式来使油脂乳状液稳定。对于例如牛奶来说，这意味着可防止乳剂沉淀，并且现今消费的大部分牛奶都是被均匀化的。
均匀化通常用一机械方法来进行，从而油脂性乳状液在高输入压力下以高速被迫使通过一非常紧密的缝隙，由于以高速产生紊流并且气泡在液体中爆破，因此乳状液中的油脂球在缝隙处被分裂。该过程在一非常短的时间周期内进行并且在该时间周期内所发生的是油脂性乳状液在通道上的速度增大而压力降低，其结果是液体将沸腾。
一均匀器基本上包括产生高压的一大活塞泵和一反压装置，其中在该反压装置处产生适当的均匀化。反压装置、即均匀器阀又包括一加压的具有弹性的阀锥、一阀座、一磨损环和环绕该阀锥及阀座的一阀壳。所述阀锥和阀座通常是旋转对称的并且如此设置，从而在这两个部件之间出现一径向节流作用，其构成一均匀化缝隙。缝隙的高度、宽度和长度决定进行均匀化的容积。为了获得一有效的均匀化，该容积应当是尽可能微小的。当要被均匀化的液体的压力较高时，就降低缝隙的高度，与此同时一较大的流量则意味着缝隙高度的增大。
首先在巴氏灭菌过的牛奶的均匀化中，与UHT处理过的牛奶相比，一般采用低压，同时以增大流量。这进而意味着均匀器阀需要被制造得较大，从而降低缝隙高度，以在该较低的压力和增大的流量下获得一完全的均匀化。但是，已证明扩大已有的工作良好的均匀器阀的尺寸在实际上并不能总会满意地工作。获得的加压表面越大，则出现的力也就越大，因而均匀器阀就必须更大。与此同时，这样的一均匀器阀的成本因几种因素而增大了。
解决上述问题的另一方法是平行地连接许多均匀化缝隙，通过这种方式可获得缝隙长度的延长，从而降低缝隙高度。带有平行连接的均匀化缝隙的这种类型的均匀器阀却具有一实际上相当于固定的缝隙高度。其还具有以不均匀和不可控制的方式磨损的缺陷，这消极地影响均匀化结果。
瑞典专利申请SE9600792-7示出了如何延长缝隙长度的一进一步的解决方案，其中沿径向节流结构给均匀化缝隙赋予了波浪形型式。
本发明的一目的是实现一种均匀化阀，其均匀化缝隙的高度较低，但当压力和流量改变时该高度可以变化。
本发明的另一目的是设计一阀座，其可用于翻新改进已有的标准型的均匀器阀，但具有一显著较长的缝隙长度，因而可用于更大的流量，而不会带来一较大均匀器阀的高成本。
本发明的再一目的是均匀器阀允许有效地清洗，并且另外满足食品处理方面极高的要求。
根据本发明已达到了这些和其它的目的，其中以导言方式所描述类型的均匀器阀已被赋予了如下特征：均匀化缝隙是沿节流结构同心地设置的。
本发明的优选实施例则被进一步赋予了从属权利要求中的区别特征。
下面结合附图更详细地描述本发明的一优选实施例，其中：
图1表示根据本发明的装置的一局部剖视侧视图；
图2表示图1中A所标示的部分的一局部剖视的放大详图；
图3表示阀锥的一部分的一俯视平面图；和
图4表示阀座的一俯视平面图。
附图仅仅示出了理解本发明所必要的那些细节，并且省去了均匀器阀在均匀器中的设置，因为这对本领域的普通技术人员来说是周知的。
图1中所示的根据本发明的一均匀器阀1大体上包括一阀壳2，其带有用于要被均匀化的液体的一入口3和一出口4；还包括一阀锥(valve cone)5和一阀座6。阀锥5和阀座6如此设置，以至于在它们之间出现一节流结构、即一均匀化缝隙7。
在优选实施例中，阀座6是旋转对称的并且具有用于要被均匀化的液体的一中央贯通的流体通道8，其构成均匀器阀1的入口3的一延伸部分。从一中央平面9处，阀座6被设计成其在该中央平面9的两侧是对等的，因而可以在阀壳中被翻转使用，这意味着阀座6具有双倍的使用寿命。在朝向阀座6圆周的最外侧该阀座6设有一轴环10，该轴环用作与传统的均匀器阀中的磨损环同样的功能，因而取代该部件(磨损环)。
在轴环10内，阀座6具有2～5个升高部分11。这些升高部分11构成对均匀化缝隙7的一边界限定(bounding definition)。如图4所示，升高部分11绕贯通的流体通道8同心地设置，并且在优选实施例中其数量是三个。升高部分11如此地设置，以至于最靠近轴环10的升高部分11a被设置在阀座的一部分12上，其中该部分12与轴环10完全邻接。升高部分11b和11c设置在与部分12相邻的一部分13上，该部分13与部分12仅通过狭窄的中间互连桥14相连。因此在部分12和13之间可获得用于要被均匀化液体之一部分的通道15。
在优选实施例中并且如图2所详细地示出，升高部分11可以被设计有一微小的上部平面，该平面相对于环绕表面成一定的角度。或者，升高部分11可以被设计有一较宽的上部平面和相对于环绕表面为笔直的边界限定。
同样是旋转对称的阀锥5通常用一液压或气动活塞26来加压，但更简单的是，也可用经一弹簧起作用的一调节螺钉来加压。阀锥5同样是可移动的，例如通过缸内的油来移动，以吸收在要被均匀化的液体中出现的快速流动变化。为处理通常出现在活塞泵中的流动变化，需要这种弹性(elasticity)。
阀锥5设置在阀壳2内，从而在阀锥5与阀座6的升高部分11之间产生同心地设置的高度为h的均匀化缝隙7。阀锥5的面向阀座6的那侧构成均匀化缝隙7的第二边界限定。均匀化缝隙7的高度h可以随着压力和流动的变化而变化，其中阀锥5移近或移离阀座6。在优选实施例中，阀座6具有3个同心地设置的均匀化缝隙7。
在优选实施例中，阀锥5被如此设计，从而其面向阀座6的下部分包括一独立的单元16，该单元被固定在阀锥5的一中央部分17上。该单元16例如如图1所示，可以通过一螺钉18固定。从一中央平面19处，该单元16被如此设计，从而其在该中央平面19的两侧是对等的，因而可以被翻转使用，这意味着阀锥5的单元16具有双倍的使用寿命。
如图3所示，阀锥5的单元16被如此设计，从而其具有一完整的中央部分20和同心地环绕该部分20的一部分21，并且该部分21仅通过狭窄的中间互连桥22而与中央部分20相连。在这些部分20和21之间，因而产生用于已经被均匀化的液体的通道23。
要被均匀化的通常是牛奶的液体被输入均匀器内，在此其被加压到大约10～25Mpa。牛奶通常具有0.5～3.5％的油脂含量并且是在55～80℃的温度下。
液体经入口3被输入，并且如图2中的箭头所示，当液体到达阀座6时，液体被部分地分配到贯通的流动通道8内、部分地分配到通道15内。然后，液体通过三个均匀化缝隙7中的一个，在此进行均匀化，此后液体本身部分地被分配到通道23内、部分地被分配到形成在阀锥5与阀座6的轴环10之间的一通道24内。由于液体总是力图跟随最简单的路径，因此经三个均匀化缝隙7将获得一相对均匀的液体分配。在均匀化后，液体经出口4流出均匀器阀1。
缝隙高度h通常为50～200μm。在通道内，在液体流速增大的同时，具有一非常快速的压力降，压力可降低到0Mpa，其结果是液体开始沸腾。当液体离开缝隙7时，其速度降低并且压力再次升高。液体停止沸腾并且液体内的气泡破裂。整个过程发生在几分之一秒的间隔内，并且在高速引起紊流和气穴的猛烈过程中，液体中的油脂颗粒将被分裂成较小的颗粒或小球。
通过在三个均匀化缝隙7之间获得一均匀的流体分配，并且液体还以直角通过缝隙7，将获得对增大的缝隙长度的一极其有效的利用，并且带有根据本发明的一均匀器阀1的一均匀器可以处理为传统均匀器阀大致3倍大的流体。为了在传统的均匀器阀中处理同样量的流体，则与重量和容积相关的尺寸将需要被扩大大约9倍，而这种均匀器阀的成本将为10倍以上。
假如阀座6和阀锥5的单元16分别具有相对于阀壳2和部分17的卫生的密封25，则可获得一卫生的均匀器阀1，其满足食品工业的需要并且可以用传统的设备来清洗。
由上述描述显然本发明实现了这样的一均匀器阀1，其可用于翻新改进已有的均匀器，而且可以处理为一相应的传统均匀器阀大约3倍大的流体。

Claims (10)

1.一种均匀器阀(1)，包括一加压的可移动的阀锥(5)、一阀座(6)和环绕该阀锥(5)及阀座(6)的一阀壳(2)，所述阀锥(5)和阀座(6)如此设置，从而在它们之间出现一节流结构，该节流结构构成一均匀化缝隙(7)，其特征是：该均匀化缝隙(7)沿节流结构同心地设置。
2.如权利要求1的均匀化阀(1)，其特征是：阀锥(5)和阀座(6)是旋转对称的。
3.如前述任一权利要求的均匀化阀(1)，其特征是：均匀化缝隙(7)是径向地设置的。
4.如权利要求3的均匀化阀(1)，其特征是：均匀化缝隙(7)包括至少两个并且最好是三个同心的缝隙(7)。
5.如前述任一权利要求的均匀化阀(1)，其特征是：阀座(6)包括一轴环(10)，与轴环(10)邻接的一部分(12)和通过狭窄的中间互连桥(14)而与部分(12)连接的一部分(13)，以在所述的部分(12)和部分(13)之间形成通道(15)。
6.如权利要求5的均匀化阀(1)，其特征是：阀座(6)的部分(12，13)具有如此设置的升高部分(11)，以至于一个升高部分(11a)设置于部分(12)上，而两个升高部分(11b，11c)则设置于部分(13)上，所述的升高部分(11)构成均匀化缝隙(7)的一边界限定。
7.如前述任一权利要求的均匀化阀(1)，其特征是：从一中央平面(9)处，阀座(6)被如此设计，以至于其在该中央平面(9)的两侧是对等的。
8.如前述任一权利要求的均匀化阀(1)，其特征是：阀锥(5)包括一中央部分(17)和一单元(16)，所述的单元(16)由螺钉(18)固定在中央部分(17)的一端上，该端面向阀座(6)。
9.如权利要求8的均匀化阀(1)，其特征是：阀锥(5)的单元(16)包括一中央部分(20)和同心地环绕该中央部分的一部分(21)，该部分(21)由狭窄的中间互连桥(22)与中央部分(20)相连，以形成位于部分(20)和(21)之间的通道(24)。
10.如权利要求8或9之任一的均匀化阀(1)，其特征是：从中央平面(19)起，阀锥(5)的单元(16)被设计成在该中央平面(19)的两侧对等。
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