CN203591902U - 一种高压喷射液化器 - Google Patents

Abstract

一种高压喷射液化器，包括汽腔、混合腔、针阀、针阀直杆、U型导流筒及安装在混合腔的外部侧壁上，用来调节U型导流筒沿轴向上下移动的导流筒调节组件；汽腔的内底面上设锥形喷口；在汽腔内，对应锥形喷口沿轴向设与其同轴的针阀；针阀直杆的下端固定连接针阀上端面；U型导流筒轴向设置在混合腔内；在汽腔顶部固装一固定件，固定件上设轴向的螺纹通孔；针阀直杆的顶端穿出固定件上的通孔，针阀直杆外壁与通孔螺纹配合；在针阀直杆的顶端设置用来调控针阀直杆轴向移动的升降调节部件。通过调节针阀外周面与锥形喷嘴内周面之间有效流通截面积，控制蒸汽输入量，来确保高压喷射液化器内部温度的恒定，实现淀粉液化反应的均匀性。

Description

一种高压喷射液化器

技术领域

本实用新型涉及一种在淀粉喷射液化过程中使用的一种喷射液化器，具体说是一种高压喷射液化器，属于热泵技术领域。

背景技术

目前，喷射器技术在国内的很多行业均已经得到广泛应用。作为利用流体来传递能量和质量的真空获得装置，其原理是使具有一定压力及流速的蒸汽流，流通通过对称均布成一定斜度的喷咀喷出，并聚合在一个焦点上。由于喷射蒸汽流速特别高，将压力能转变为动能，使吸气区压力降低产生真空。通过进料泵打入的淀粉乳被抽吸的气体攫走，经过和高压蒸汽的充分混合压缩，进行分子扩散来实现能量交换，其速度均衡。在经过阶梯状的扩散器后速度降低压力增高，从出料口喷出，完成整个工艺过程。

但是，现有的高压喷射液化气存在液化不均匀，从而对后续的糖化过滤等工艺过程的进行造成困难，最终降低收率。

实用新型内容

针对上述存在的液化不均匀，带来的后续工艺困难及收率低的问题，本实用新型的目的在于提供一种能够根据出料的温度，来控制调节蒸汽进量，能够对应地对物料进量进行调节，从而保证喷射器内温度的恒定，确保液化的均匀性。

为实现上述目的，本实用新型采用了一下的技术方案：

本实用新型公开了一种高压喷射液化器，包括蒸汽进管、汽腔、物料进管、混合腔、扩散管、针阀、针阀直杆、U型导流筒及安装在所述混合腔的外部侧壁上，用来调节所述U型导流筒沿轴向上下移动的导流筒调节组件；蒸汽进管安装在汽腔的侧面，物料进管安装在混合腔的侧面，且在所述蒸汽进管的对侧，汽腔与混合腔之间密封连接，汽腔位于混合腔的下方；汽腔的内底面上设置锥形喷口，该锥形喷口沿轴向向混合腔内部延伸，且该锥形喷口的大口端向上；在汽腔内，对应锥形喷口沿轴向设置与锥形喷口同轴的针阀，针阀的大端面向上；针阀直杆的下端，部分伸入汽腔内，且固定连接在针阀的上端面，与针阀同轴设置；U型导流筒轴向设置在混合腔内，且U型导流筒的上端与锥形喷口的下端之间有间隙；物料进管的一端，部分伸入混合腔内，且该端的端口靠近U型导流筒的上端，且该端内腔的最上端高于U型导流筒的上端，该端的端面与U型导流筒的侧壁之间有间隙；扩散管轴向密封连接在混合腔的底部，并与混合腔连通；在汽腔顶部的外壁上固定安装一固定件，固定件上设有轴向的螺纹通孔；针阀直杆的顶端穿出固定件上的通孔，针阀直杆外壁与通孔螺纹配合；在针阀直杆的顶端设置用来调控针阀直杆轴向移动的升降调节部件。

作为进一步优化，所述升降调节部件为手阀。通过转动手阀，使所述针阀直杆螺旋上升或者下降，最终实现对针阀的上下位置的调节。

作为进一步优化，所述升降调节部件包括固定在针阀直杆顶端的一个蒸汽控制模头，所述蒸汽控制模头通过引线连接一A/D转换器的输出端口，所述A/D转换器的输入端口通过引线连接一温度传感器的输出端，所述温度传感器的输入端通过引线连接至所述扩散管的输出端口。

作为进一步优化，所述针阀的外周面的锥角为15度至80度。 

作为进一步优化，所述针阀外周面与所述锥形喷口内周面之间的间隙调整范围为0mm至0.8mm。 

作为进一步优化，所述锥形喷口的锥角为15度至80度。 

作为更进一步优化，所述针阀外周面与所述锥形喷口内周面之间的间隙调整范围为0.5mm。

本实用新型的有益效果是：其通过扩大或缩小针阀外周面与锥形喷嘴内周面之间的间隙，来控制蒸汽在喷嘴出口的有效流通截面积，在增加高压蒸汽动能的同时，还控制了高压蒸汽的单位输入量；高速流动的蒸汽与淀粉料液进行混合，一方面能够冲散淀粉料液中的蛋白类不溶物，形成絮凝沉淀，减轻后续糖化、过滤等工艺的负担；另一方面还促进了淀粉酶对支链淀粉的切割，提高糖化的收率；此外，因为在实际生产中，淀粉料液的初始温度存在不一致或者单位时间射入混合腔内的淀粉料液量也存在不同，所以通过对高压蒸汽的单位输入量的调节控制，能够确保高压喷射液化器内部温度的恒定，实现淀粉液化反应的均匀性。

附图说明

图1为本实用新型的实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例二的结构示意图；

图中：1蒸汽进管，2物料进管，3针阀，4针阀直杆，5混合腔，6 U型导流筒，7导流筒调节组件，8扩散管，9蒸汽控制模头，10 A/D转换器，11温度传感器。

具体实施方式

为便于理解本实用新型的技术内容，下面结合附图对本实用新型的技术方案作进一步说明。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“顶”、“底”“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1和与2所示，一种高压喷射液化器，包括蒸汽进管1、汽腔、物料进管2、混合腔5、针阀3、针阀直杆4、U型导流筒6、导流筒调节组件7及扩散管8。

所述蒸汽进管1安装在所述汽腔的侧面，所述物料进管2安装在所述混合腔5的侧面，且在所述蒸汽进管1的对侧，所述汽腔与所述混合腔5之间密封连接，所述汽腔位于所述混合腔5的下方，最好确保所述汽腔与所述混合腔5同轴设置。

所述汽腔的下端面设置一锥形喷口，该锥形喷口沿轴向向所述混合腔5内延伸，所述锥形喷口的大口端向上。通过该锥形喷口，所述汽腔与所述混合腔5相互连通。

在所述汽腔内，对应所述锥形喷口沿轴向设置与锥形喷口同轴的针阀3，所述针阀3的大端面向上。

针阀3的外周面（为锥形曲面）与所述锥形喷口的内周面之间形成一自上向下逐渐缩小的锥形环状通道，当高压蒸汽由汽腔经由该锥形环状通道时，其流速（动能）得以提高，而且湍流特性也同时得到提高。高速流动的蒸汽将经物料进管2射入的淀粉料液充分吹散，使料液与蒸汽充分接触。高速流动的蒸汽能够冲散淀粉料液中的蛋白等不溶物，形成絮凝沉淀，减轻了后续糖化、过滤等工艺的负担。同时，蒸汽高速湍流流动，能够促进淀粉料液的分散，增加淀粉酶对支链淀粉的切割，提高糖化的收率。

所述针阀直杆4的下端，部分伸入所述汽腔内，且固定连接在所述针阀3的上端面，与所述针阀3同轴设置。

所述U型导流筒6轴向设置在所述混合腔5内，最好与混合腔5同轴。所述U型导流筒6的上端与所述锥形喷口的下端之间有间隙。

所述物料进管2的一端部分伸入所述混合腔5内，且该端的端口靠近所述U型导流筒6的上端，且该端内腔的最上端高于所述U型导流筒6的上端，同时，该端的端面与所述U型导流筒6的侧壁之间有间隙。

使所述物料进管2伸入所述混合腔5内的一端的端口内腔的最上端，高于所述U型导流筒6的上端，目的是为了实现顺利进料，并且使进料与蒸汽混合。

所述导流筒调节组件7安装在所述混合腔5的侧壁上，并且通过一连杆伸入混合腔内5与所述U型导流筒6的外壁固定连接，在所述混合腔5的侧壁上设置有轴向滑槽，所述滑槽的内壁与所述连杆的部分外壁密封配合，通过调节所述导流筒调节组件7的调节部分，能够使所述连杆沿所述滑槽上下移动，进而带动所述U型导流筒6上下移动，从而实现对淀粉料液进量的调节控制。当所述U型导流筒6调节至最高处时，所述物料进管2伸入所述混合腔5内的一端的端口内腔的最上端仍然高于所述U型导流筒6的最上端，且所述U型导流筒6的最上端距离所述锥形喷口的下端口仍有一定的间隙。

所述导流筒调节组件7的具体结构并不限于上述形式，可以在现有技术中，选取能够实现上述结构的导流筒调节组件7功能的任何相关结构。所述导流筒调节组件7无论为何种具体结构，其在与混合腔5连接时，均要采取相应的密封连接措施。

所述扩散管8轴向密封连接在所述混合腔5的底部，并与混合腔5连通，和现有技术一样，所述扩散管8的内腔为阶梯状。

在所述针阀直杆4的外周壁上设置外螺纹。

在所述汽腔顶部的外壁上通过法兰固定安装有一固定件，所述固定件上设置轴向的螺纹通孔。

所述针阀直杆4的顶端穿出所述固定件上的通孔，并在针阀直杆的顶端端部设置一升降调节部件，所述升降调节部件用来调控所述针阀直杆4的轴向移动。

针阀直杆4通过轴向的位移，来扩大或缩小针阀3外周面（锥形面）与所述的锥形喷嘴的内周面之间的间距，从而控制蒸汽在喷嘴出口的有效流通截面积，进而调节高压驱动蒸汽流动速度及单位摄入量，改变引射系数。

所述针阀3锥形周面的锥角为15度至80度；同样，所述锥形喷口的锥角也可以为15度至80度，其中所述针阀3的锥角与所述锥形喷口的锥角可以完全一致，也可以相差一定的角度值，但是二者的锥度最多不能超过1度。

所述针阀3外周面与所述锥形喷口内周面之间的间隙调整范围为0mm至0.8mm，优选0.5mm，以保证高压蒸汽在喷出的瞬间呈中空的膜状，确保其与物料之间的混合均匀性。

实施例一

所述升降调节部件可以是一手阀（手阀的具体结构没有画出）。通过转动该手阀，使所述针阀直杆4螺旋上升或者下降，从而带动所述针阀3上升或者下降，从而调节了针阀3外周面与汽腔下端的喷口的周面之间的间隙的大小，起到调节蒸汽流速及流量的作用。

对所述针阀3上升或者下降的调节，是以所述扩散管8的输出端口的出料温度来作为参考的。当出料温度高时（此时往往是物料进料温度较高或者物料摄入量较大），使针阀3下降，即使针阀3外周面与锥形喷口内周面之间的间隙减小，从而减小了高压蒸汽的进入量，增大射流速度；当出料温度低时（此时往往是物料进料温度较低或者物料摄入量较小），使针阀3上升，即使针阀外周面与锥形喷口内周面之间的间隙增大，从而增加了高压蒸汽的进入量，减缓射流速度；也就是说，无论进料温度是否一致，本实用新型均能够根据出料温度，对高压蒸汽的进入量即引射系数进行相适应的调节，最终确保淀粉在整个液化过程中的液化的均匀性。

在实际操作中，对针阀3的上升或者下降的调节，是根据料液的进入量及初始温度这两个因素的共同作用结果来确定的。而所述扩散管8的输出端口的出料温度作为最终参考。当料液的进入量确定时，可以主要考虑料液的初始温度，来调节针阀的位置。反之，则主要考虑料液的进入量。调节的目的是使所述扩散管8的输出端口的出料温度基本恒定（其反映出高压喷射液化器内部液化反应的温度的恒定）。

实施例二

如图2所示，作为对本实用新型的另一种优化，所述升降调节部件还可以为固定在所述针阀直杆4上端的一蒸汽控制模头9，所述蒸汽控制模头9通过引线连接一A/D转换器10的输出端口，所述A/D转换器10的输入端口通过引线连接一温度传感器11的输出端，所述温度传感器11的输入端通过引线连接至所述扩散管8的输出端口。

所述温度传感器11用来测量在扩散管8的出口的物料的出料温度的波动变化情况，温度信号用引线传导至A/D转换器10，经信号转换后传导至蒸汽控制模头9，所述蒸汽控制模头9根据输入的信号，控制针阀直杆4沿轴向上下运动，最终实现通过针阀直杆4上的针阀3（针阀的外形为锥形头）来调节锥形喷嘴出口的有效流通截面积，从而控制高压驱动蒸汽的通过量，达到稳定的混合蒸汽压力。

对针阀3的上升或者下降的调节，是根据料液的进入量及初始温度这两个因素的共同作用结果，来确定的。当料液的单位进入量确定时，主要考虑料液的初始温度，调节针阀3的位置。反之，则主要考虑料液的进入量。但是，在现实操作中，料液在单位时间内的进入量及进入时的初始温度，都处在一个动态波动范围内，所以在实施例一种的人工手动调节，只能够在一定程度上减小因为料液在单位时间内的进入量及进入时的初始温度的不同，导致的高压喷射液化器内部温度的波动幅度，并不能实现恒温控制。而在本实施例中，是将料液的出口温度作为控制参考，进行调节的。不仅降低了参数的获取难度，而且实现自动、实时控制，最大程度地降低了高压喷射液化器内部温度的波动幅度，基本实现恒温控制。

上述结构的升降调节部件能够实现对针阀位置的实时、自动调节，减少劳动力使用量及劳动强度，进一步保证了喷射液化器内温度的恒定，实现淀粉液化反应的均匀、稳定。

总之，本实用新型通过对U型导流筒6上下位置的调整，来控制物料的输入量，直接或者间接根据物料的输入量和/或物料的输入初始温度，通过对针阀3上下位置的调整，改变高压蒸汽的引射系数，最终实现该高压喷射液化器内温度的恒定，来确保淀粉液化反应的均匀、稳定。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (9)

1.一种高压喷射液化器，包括蒸汽进管、汽腔、物料进管、混合腔和扩散管，其特征是：还包括针阀、针阀直杆、U型导流筒及安装在所述混合腔的外部侧壁上，用来调节所述U型导流筒沿轴向上下移动的导流筒调节组件；蒸汽进管安装在汽腔的侧面，物料进管安装在混合腔的侧面，且在所述蒸汽进管的对侧，汽腔与混合腔之间密封连接，汽腔位于混合腔的下方；汽腔的内底面上设置锥形喷口，该锥形喷口沿轴向向混合腔内部延伸，且该锥形喷口的大口端向上；在汽腔内，对应锥形喷口沿轴向设置与锥形喷口同轴的针阀，针阀的大端面向上；针阀直杆的下端，部分伸入汽腔内，且固定连接在针阀的上端面，与针阀同轴设置；U型导流筒轴向设置在混合腔内，且U型导流筒的上端与锥形喷口的下端之间有间隙；物料进管的一端，部分伸入混合腔内，且该端的端口靠近U型导流筒的上端，且该端内腔的最上端高于U型导流筒的上端，该端的端面与U型导流筒的侧壁之间有间隙；扩散管轴向密封连接在混合腔的底部，并与混合腔连通；在汽腔顶部的外壁上固定安装一固定件，固定件上设有轴向的螺纹通孔；针阀直杆的顶端穿出固定件上的通孔，针阀直杆外壁与通孔螺纹配合；在针阀直杆的顶端设置用来调控针阀直杆轴向移动的升降调节部件。

2.根据权利要求1所述的一种高压喷射液化器，其特征是：所述升降调节部件为手阀。

3.根据权利要求1所述的一种高压喷射液化器，其特征是：所述升降调节部件包括固定在针阀直杆顶端的一个蒸汽控制模头，所述蒸汽控制模头通过引线连接一A/D转换器的输出端口，所述A/D转换器的输入端口通过引线连接一温度传感器的输出端，所述温度传感器的输入端通过引线连接至所述扩散管的输出端口。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种高压喷射液化器，其特征是：所述针阀的外周面的锥角为15度至80度。

5.根据权利要求4所述的一种高压喷射液化器，其特征是：所述针阀外周面与所述锥形喷口内周面之间的间隙调整范围为0mm至0.8mm。

6.根据权利要求1或2或3所述的一种高压喷射液化器，其特征是：所述锥形喷口的锥角为15度至80度。

7.根据权利要求6所述的一种高压喷射液化器，其特征是：所述针阀外周面与所述锥形喷口内周面之间的间隙调整范围为0mm至0.8mm。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种高压喷射液化器，其特征是：所述针阀外周面与所述锥形喷口内周面之间的间隙调整范围为0mm至0.8mm 。

9.根据权利要求8所述的一种高压喷射液化器，其特征是：所述针阀外周面与所述锥形喷口内周面之间的间隙调整范围为0.5mm。

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