CN1329935A - 物质的微粒化装置 - Google Patents

Abstract

在具有机体的微粒化装置中,机体包括一个具有与圆筒的轴向垂直的入口和指向轴向的出口的圆筒,和一个从所述出口的相对侧操作的沿轴向移动的内圆筒,在内圆筒中形成大量的多组孔,沿轴向操作和移动内圆筒,使多组中的一组具有相同直径的孔暴露于与所述入口连接的室。

Description

物质的微粒化装置

本发明涉及一种使在多种领域如食品、化学制品和药品处理的物质微粒化的装置，更具体地说，涉及一种将乳化的、分散的、搅拌的、或轧碎的物质均匀微粒化为具有特定直径的微米或亚微米尺寸的装置，因此获得具有稳定粒子分布的微粒化物质。

作为本发明人研究的一种相关的物质的微粒化装置，APV-型高林(Gorlin)均化器是公知的。此装置应用作为一个实施例的图1所示的原理。即在图1中，阀2与阀座1相对，其间有一细小间隙，在高压下从间隙径向向外注射原料，使原料撞到冲击环3的内径壁，所以原料中的物质被微粒化并均化，然后从机体4中取出产物。现有装置应用上述原理，在数个107帕(Pa)的原料加工压力下，获得所希望的原料加工量(10吨/小时)。

作为本发明人研究的另一种相关的物质的微粒化装置，具有含有一定孔径或小洞(小孔)的细管的产生器(装置机体)使加压原料微粒化的装置成为公知(例如，见本发明人递交的日本专利申请号3002432)。

但是，在前一种现有装置中，虽然有优点，即因为其碰撞原理的特性，即使粒子直径在某范围内变化，所述装置仍可以使物质微粒化，但还是有微粒化加工效率低的缺点。在后一种现有装置中，因为其孔流特性，所以微粒化加工效率高，但当粒子尺寸变化时，产生器必须被更换。

所以，本发明人认真研究关于后一种现有装置，结果本发明人开发了物质的微粒化装置，其保持优异微粒化效率的优点并克服了粒子尺寸变化时，产生器必须被更换的缺点，以及可以广泛应用于多种领域的作为多产生器的装置功能。

根据本发明的权利要求1，提供了一种用于加压供应到原料供应口的原料并将加压的原料输送到装置机体的物质的微粒化装置，在装置机体内，装置机体使原料中的物质微粒化并取出，其中机体包括一个具有与圆筒的轴方向垂直的入口和指向轴方向的出口的圆筒，和一个通过从出口的相对侧操作沿轴方向移动的内圆筒，内圆筒内形成大量的多组孔，按轴方向操作和移动内圆筒，使多组中的一组具有相同直径的孔暴露于和入口连接的室。

在权利要求1的物质的微粒化装置中，根据本发明的权利要求2，多组孔按直径顺序沿轴向排列。

在权利要求1的物质的微粒化装置中，根据本发明的权利要求3，内圆筒的外周缘靠着圆筒的内周缘，内圆筒相对于圆筒滑动。

在权利要求1的物质的微粒化装置中，根据本发明的权利要求4，多个孔在同一圆周上彼此相对。

在权利要求1的物质的微粒化装置中，根据本发明的权利要求5，与入口连接的室是加压室，在加压室内进行高压微粒化加工。

在权利要求1的物质的微粒化装置中，根据本发明的权利要求6，圆筒的内径部分提供有在圆筒的整个内径上形成的多个凹槽，防泄压元件装配到凹槽内。

本发明的操作如下。形成带有直径分别为小、中、大的三组孔的内圆筒。当供应到入口的加压原料通过暴露于室的(加压室)直径大的一组孔时，根据孔的尺寸，原料内的物质微粒化为粗糙粒子尺寸，并且物质通过内圆筒的通道流入出口。接着，如果内圆筒和外圆筒之一相对移动，以致直径比上述孔小的中直径的孔暴露，物质微粒化为中粒子尺寸。如果圆筒进一步移动，以致直径小的孔暴露，物质微粒化为最小粒子尺寸(超细)。也就是与孔的直径成比例地有效地微粒化物质(如使用声波振动频率，则成反比)。在此处，直径大的孔的数目可能会减少，直径小的孔的数目可能会增加。三组孔的数目可以相同或不同，孔的数目没有限制。这是因为当物质微粒化为大、中或小尺寸时，速度与孔的直径成反比，所以加工量几乎相等。

因此，本发明的装置使用一个装置机体可以加工具有不同粒子尺寸的物质，该装置可广泛应用于多种领域，并具有所谓的多产生器功能。如与现有的APV-型装置比较，就加工效率而言，本发明的装置提高30-50％。而且，还有一大优点，即该装置可以容易地生产。

在权利要求1的物质的微粒化装置中，根据本发明的权利要求7，内圆筒进一步配有圆筒通道，通过所希望的温度的水流过通道来调整微粒化加工时的温度。

根据本发明的权利要求7，通过调整微粒化加工时的温度进行所希望的微粒化加工是可能的。

此外，根据本发明的权利要求8，提供了一种物质微粒化系统，其具有一个用于加压供应到原料供应口的原料、将加压原料输送到装置机体并微粒化原料内的物质、然后取出微粒化物质的机体，和将微粒化物质返回到原料供应口的通道，其中该机体包括一个具有与圆筒的轴向垂直的入口和导向轴向的出口的圆筒，和一个从出口的相对侧操作的沿轴向移动的内圆筒，内圆筒内形成大量的多组孔，在轴方向操作和移动内圆筒，使多组中的一组具有相同直径的孔暴露于和入口连接的室，从机体中取出的微粒化物质通过通道返回到原料供应口，通过在其轴向操作和移动内圆筒，新暴露的一组孔使微粒化物质进一步微粒化。

根据本发明的权利要求8，可以增加加工周期数，以实现超细微粒化及有效地加工均匀化物质。从加工效率看，优选在初始周期使用大孔组，下一个周期使用中孔组，最后一个周期使用小孔组。其原因是如果企图开始进行超细微粒化物质，因粗糙粒子混合，所以有易于产生簇状物，从而堵塞孔的不利可能性。其次，当泵使原料流过孔或小洞时，因为声波振动频率与孔的直径成反比，如果直径大，频率低。也就是说，对较大粒子最好使用长波长的大波，相反如果孔的直径小，最好使用高频，即小粒子优选使用小波。采用上述方法，微粒化加工和均匀加工效率最优异。

图1是现有装置原理的示意图；

图2是表示包括本发明装置机体的整个系统图；

图3是本发明第一个实施例的装置机体的垂直截面图；

图4是图3中沿着IV-IV线的截面图；和

图5是包括本发明第二个实施例的装置机体的系统垂直截面图。

参考图2-4说明本发明的第一个实施例。在图2中，当原料供应到原料供应口10时，高压泵(压力为106-107Pa的活塞泵)加压原料，然后将其输送到本发明的装置机体(产生器)12。在产生器12内，原料微粒化，并通过实线X表示的通道被输送到接收容器13。当原料通过一些循环通道微粒化时，原料通过点划线(chain)表示的通道返回到原料供应口10并进一步被微粒化。

在图3中，机体12包括一个硬质不锈圆筒(外圆筒)16和可滑动地并可移动地装配入圆筒16的超硬陶瓷内圆筒17。圆筒16包括一个与圆筒16的轴向垂直成直角的入口14和在轴向的出口15。内圆筒17有大量通入其通道24的孔18。孔18中，每一个孔径为0.8mm的四个大孔18a按轴向排列成四行，构成组A。每一个孔径为0.5mm的六个中孔18b在大孔18a的左侧排列，构成组B。每一个孔径为0.2mm的七个小孔18c在中孔18b的左侧排列，构成组C。组A、组B、组C按此顺序排列。在图3中，组B的孔18b暴露于和入口14(见图4)相通的室(加压室，即高压加工室)19。组A和组C可暴露于室19。通过下述过程实现：旋转手柄23，以便沿着图3所示的螺钉20向左移动手柄23，使手柄23与和圆筒16构成整体的盖21分离，旋转与和内圆筒17构成整体的螺钉20，以便沿着螺钉，相对盖21移动手柄23到最初位置，固定手柄23，设置后者到正常位置。元件22代表外圆筒16的内径部分，即借助于装配到在轴方向形成的四个凹槽的O型环，防止高压外泄的防泄压元件。此处，在手柄23设置为正常位置的阶段，暴露于室19的组A、B和C的所有孔18a、18b和18c同样都在沿轴向的相邻O型环22之间。

例如，在图4中，因为八个孔18b在圆周上彼此相对，当从加压室19流入孔18b的高速流在中心通道24彼此正面碰撞时，由碰撞引起的能量为一个孔流速能量的八倍，获得了优异的微粒化加工效率。在这种情况下，最好选择中心通道24的内径的最佳值。即如果内径太小，由于阻力，不能获得高速流，如果内径太大，由于分散和扩散，不能获得很好的碰撞效果。

在这个实施例中，在很多情况下，可以容易地同轴机械形成内圆筒和外圆筒。而且，多组孔形成与凹槽形成不同，孔通过圆筒壁，这是极其容易的，就生产而言这是优点。

而且，如图5所示，在第二个实施例中，内圆筒17配有冷却水(热水)通道25。微粒化加工时，如果使用温度调整设备26，当应该避免产生热时(药品、食品等类似的物质)，可以冷却装置；当在高温进行微粒化时(在试验的基础上，粘度大或应当使晶体结构变形时)，可以加热用于晶体结构的装置。在任何情况下，可以获得优异的微粒化加工性能。图5中，螺杆20可以与内圆筒17整体形成。但是如果螺杆20形成为分离长管27，旋转该管27并将其固定在内圆筒17的基座17a，可以容易地形成螺杆20。

Claims (8)

1.一种用于加压供应到原料供应口的原料并将加压的原料输送到一个装置机体的物质的微粒化装置，在装置机体内，所述原料中的物质被装置机体微粒化并被取出，其中

所述机体包括一个具有与圆筒的轴向垂直的入口和指向所述轴向的出口的圆筒，和一个从所述出口的相对侧操作的沿轴向移动的内圆筒，在所述内圆筒中形成大量的多组孔，通过按所述轴向操作和移动所述内圆筒，使多组中的一组具有相同直径的孔暴露于与所述入口连接的室。

2.根据权利要求1所述的物质的微粒化装置，其中所述多组孔按直径顺序沿所述轴向排列。

3.根据权利要求1所述的物质的微粒化装置，其中所述内圆筒的外周缘靠着所述圆筒的内周缘，所述内圆筒相对所述圆筒滑动。

4.根据权利要求1所述的物质的微粒化装置，其中所述多个孔在同一圆周上彼此相对。

5.根据权利要求1所述的物质的微粒化装置，其中与所述入口连接的所述室是加压室，在这个加压室内进行高压微粒化加工。

6.根据权利要求1所述的物质的微粒化装置，其中所述圆筒的内径部分提供有在所述圆筒的整个内径上形成的多个凹槽，防泄压元件装入所述凹槽内。

7.根据权利要求1所述的物质的微粒化装置，其中所述内圆筒进一步装配有所述圆筒的通道，由所需温度的流水通过所述通道来调节微粒化加工时的温度。

8.一种物质微粒化系统，其具有用于加压供应到原料供应口的原料并将加压原料输送到装置机体，使所述原料中的物质微粒化并将其取出的机体，和使微粒化物质返回到所述原料供应口的通道，其中

所述机体包括一个具有与圆筒的轴向垂直的入口和指向所述轴向的出口的圆筒，和一个从所述出口的相对侧操作的轴向移动的内圆筒，在所述内圆筒中形成大量的多组孔，沿所述轴向操作和移动所述内圆筒，使多组中的一组具有相同直径的孔暴露于和所述入口连接的室，

从所述机体中取出的所述微粒化物质通过所述通道返回到所述原料供应口，沿其轴向操作和移动所述内圆筒，新暴露的一组孔进一步微粒化所述微粒化物质。

Images