專利名稱：一種超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓均質(zhì)加工技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥。
背景技術(shù)：
高壓均質(zhì)機(jī)主要由高壓往復(fù)泵和均質(zhì)閥組成，均質(zhì)閥是其核心部件。以高壓往復(fù)泵為動(dòng)力傳遞及物料輸送機(jī)構(gòu)，將物料輸送至均質(zhì)閥。要處理物料在通過(guò)均質(zhì)閥的過(guò)程中，在高壓下產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切、撞擊和空穴作用，從而使液態(tài)物質(zhì)或以液體為載體的固體顆粒得到超微細(xì)化。利用高壓均質(zhì)機(jī)可對(duì)液-固懸浮液中的固體顆粒進(jìn)行超細(xì)粉碎，獲得穩(wěn)定的分散體溶液，延長(zhǎng)保質(zhì)期；對(duì)液-液乳化液進(jìn)行油-水混合，獲得穩(wěn)定的油包水型或水包 油型乳化液；也可對(duì)微生物細(xì)胞壁進(jìn)行粉碎，以提取它的內(nèi)含物。高壓均質(zhì)機(jī)超細(xì)粉碎、均質(zhì)、乳化功能，無(wú)論是從理論上，還是實(shí)際加工的乳劑和分散體所獲得的細(xì)度、均勻度的質(zhì)量上，都是高速攪拌、高剪切均質(zhì)機(jī)、膠體磨、超聲波等均質(zhì)設(shè)備不能比擬的。故其廣泛應(yīng)用于食品飲料、化妝、化工、制藥和生物工程等行業(yè)。近年來(lái)，隨著高壓均質(zhì)加工技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，對(duì)高壓均質(zhì)加工技術(shù)的要求也越來(lái)越高。比如大腸桿菌、酵母菌等細(xì)胞壁的粉碎，納米級(jí)微粒的粉碎，維生素、膳食纖維等難以均質(zhì)的功能性成分的食品的開(kāi)發(fā)，高壓均質(zhì)殺菌技術(shù)的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的幾十MPa的高壓均質(zhì)機(jī)已不能滿足要求。高壓化則是實(shí)現(xiàn)上述要求的主要手段。目前，高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)壓力從幾十MPa發(fā)展到IOOMPa以上，最高可達(dá)400MPa，這種高壓均質(zhì)加工技術(shù)又被稱為超高壓均質(zhì)加工技術(shù)。然而，隨著壓力的不斷提高，其設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、能耗高等問(wèn)題也隨之變得更加嚴(yán)重，尤其是能耗問(wèn)題更為突出。高壓均質(zhì)機(jī)屬高功率機(jī)械設(shè)備，流量2噸的高壓均質(zhì)機(jī)耗能量為45kw，而同樣流量的膠體磨的耗能量只有7. 5kw, 一些特大型均質(zhì)機(jī)的能耗多則四、五百千瓦，而且隨著均質(zhì)壓力的不斷提高，這種能耗將急劇增長(zhǎng)，能源消耗矛盾十分突出。因此，研制高效節(jié)能型均質(zhì)機(jī)，是高壓均質(zhì)加工技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是提供一種超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥。本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，該超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥包括閥體、調(diào)壓裝置和超聲激振組件，所述的閥體的上側(cè)開(kāi)有進(jìn)液口，閥體的下側(cè)開(kāi)有出液口，閥體的中部設(shè)置有截面為圓形的內(nèi)腔，閥體的內(nèi)腔中安裝有閥套和閥座；閥座與閥體內(nèi)腔之間由密封圈二進(jìn)行密封；閥套的中部設(shè)置有截面為圓形的內(nèi)腔，該內(nèi)腔的兩端為敞口設(shè)置，閥套的一端為內(nèi)凹的圓錐槽，另一端的外周上設(shè)置有凸沿，閥套的內(nèi)腔與超聲激振組件連接；閥座的中部設(shè)置有截面為圓形的內(nèi)腔，該內(nèi)腔直徑與閥套的內(nèi)腔直徑相同，閥座的內(nèi)腔與閥體的出液口連通；閥座的內(nèi)腔一端為敞口，另一端為盲口 ；敞口一端的閥座為圓錐形，該圓錐形端部的錐度與閥套內(nèi)凹的圓錐槽的錐度相同，兩者配合形成錐形狹縫，該錐形狹縫與閥體的進(jìn)液口連通；盲口一端的閥座與調(diào)壓裝置連接。所述的超聲激振組件由超聲換能器、超聲變幅桿和超聲激振頭構(gòu)成，超聲變幅桿的一端連接超聲換能器，另一端連接超聲激振頭，超聲激振頭與閥套的內(nèi)腔滑動(dòng)連接。所述的超聲激振頭與閥套的內(nèi)腔之間由密封圈一進(jìn)行密封。所述的調(diào)壓裝置由密封套筒、頂桿、高壓彈簧、套筒、平面軸承、調(diào)壓螺帽和蓋形螺母構(gòu)成，密封套筒的中部設(shè)置有直徑與閥體內(nèi)腔直徑相同的內(nèi)腔，密封套筒的一端通過(guò)螺栓與閥體連接在一起，另一端內(nèi)部設(shè)置有套筒，外部設(shè)置有調(diào)壓螺帽；密封套筒的內(nèi)腔中設(shè)置有與閥座緊密接觸的頂桿，套筒與頂桿之間設(shè)置有高壓彈簧，套筒與調(diào)壓螺帽之間設(shè)置有平面軸承，調(diào)壓螺帽的外側(cè)設(shè)置有與頂桿尾端連接的蓋形螺母。所述的閥套有凸沿一端的內(nèi)側(cè)與閥體之間設(shè)置有密封墊圈，有凸沿一端的外側(cè)與安裝在閥體上的壓蓋緊密接觸。
本發(fā)明的一種超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)I、與常規(guī)高壓均質(zhì)加工時(shí)高壓料液沿徑向向外流過(guò)狹縫不同，超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)加工時(shí)其高壓料液沿徑向向內(nèi)流過(guò)狹縫，其截流面積逐漸減小，從而強(qiáng)化聚流作用，使得從狹縫噴射出的料液流速更高。2、常規(guī)高壓均質(zhì)加工時(shí)高速料液沖擊靜態(tài)沖擊環(huán)，而超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)加工時(shí)高速料液與超聲激振頭相撞，其沖擊破碎效果更強(qiáng)。3、超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)加工時(shí)不僅有靜壓力突降突升引起的水力空化效應(yīng)，而且還具有超聲激振頭高頻振動(dòng)引起的超聲空化效應(yīng)，其空穴爆炸引起的破碎作用較常規(guī)高壓均質(zhì)加工更強(qiáng)。


附圖I為一種超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、超聲換能器，2、超聲變幅桿，3、超聲激振頭，4、壓蓋，5、閥套，6、密封墊圈，
7、密封圈一，8、閥體，9、密封圈二，10、閥座，11、密封套筒，12、頂桿，13、高壓彈簧，14、套筒，15、平面軸承，16、調(diào)壓螺帽，17、蓋形螺母，18、進(jìn)液口，19、出液口，20、錐形狹縫。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖I所示，該超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥包括閥體8、調(diào)壓裝置和超聲激振組件，閥體8的上側(cè)開(kāi)有進(jìn)液口 18，閥體8的下側(cè)開(kāi)有出液口 19，閥體8的中部設(shè)置有截面為圓形的內(nèi)腔，閥體8的內(nèi)腔中安裝有閥套5和閥座10 ;閥座10與閥體8內(nèi)腔之間由密封圈二 9進(jìn)行密封；閥套5的中部設(shè)置有截面為圓形的內(nèi)腔，該內(nèi)腔的兩端為敞口設(shè)置，閥套的一端為內(nèi)凹的圓錐槽，另一端的外周上設(shè)置有凸沿，凸沿一端的內(nèi)側(cè)與閥體8之間設(shè)置有密封墊圈6，凸沿一端的外側(cè)與安裝在閥體8上的壓蓋4緊密接觸，閥套5的內(nèi)腔與超聲激振組件連接；閥座10的中部設(shè)置有截面為圓形的內(nèi)腔，該內(nèi)腔直徑與閥套5的內(nèi)腔直徑相同，閥座10的內(nèi)腔與閥體8的出液口 19連通；閥座10的內(nèi)腔一端為敞口，另一端為盲口；敞口一端的閥座10為圓錐形，該圓錐形端部的錐度與閥套5內(nèi)凹的圓錐槽的錐度相同，兩者配合形成錐形狹縫20，該錐形狹縫20與閥體8的進(jìn)液口 18連通；盲口一端的閥座10與調(diào)壓裝置連接。超聲激振組件由超聲換能器I、超聲變幅桿2和超聲激振頭3構(gòu)成，超聲變幅桿2的一端連接超聲換能器1，另一端連接超聲激振頭3，超聲激振頭3與閥套5的內(nèi)腔滑動(dòng)連接，超聲激振頭3與閥套5的內(nèi)腔之間由密封圈一 7進(jìn)行密封。調(diào)壓裝置由密封套筒11、頂桿12、高壓彈簧13、套筒14、平面軸承15、調(diào)壓螺帽16和蓋形螺母17構(gòu)成，密封套筒11的中部設(shè)置有直徑與閥體8內(nèi)腔直徑相同的內(nèi)腔，密封套筒11的一端通過(guò)螺栓與閥體8連接在一起，另一端內(nèi)部設(shè)置有套筒14，外部設(shè)置有調(diào)壓螺帽16 ;密封套筒11的內(nèi)腔中設(shè)置有與閥座10緊密接觸的頂桿12，套筒14與頂桿12之間設(shè)置有高壓彈簧13，套筒14與調(diào)壓螺帽16之間設(shè)置有平面軸承15，調(diào)壓螺帽16的外側(cè)設(shè)置有與頂桿12尾端連接的蓋形螺母17。
工作過(guò)程首先來(lái)自高壓泵的高壓液料從進(jìn)液口 18進(jìn)入閥體8，沿徑向向內(nèi)高速流過(guò)閥座10和閥套5之間細(xì)小的錐形狹縫20，一方面通過(guò)細(xì)小的錐形狹縫20使得料液受到強(qiáng)烈的剪切作用，另一方面液料流出錐形狹縫20時(shí)產(chǎn)生極大壓力降，瞬間失壓、膨脹、爆炸，產(chǎn)生強(qiáng)烈空穴效應(yīng)，達(dá)到初次破碎的目的，料液流出錐形狹縫20后又形成高速射流與超聲激振頭3相撞，產(chǎn)生強(qiáng)烈的高速撞擊作用，而且料液還受到超聲激振頭3端部的超聲振動(dòng)而引起超聲空化效應(yīng)，使料液顆粒得到進(jìn)一步的超微細(xì)化，最后超微細(xì)化的料液從閥體8出液口 19排出。
權(quán)利要求
1.一種超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥，包括閥體、調(diào)壓裝置和超聲激振組件，其特征在于所述的閥體的上側(cè)開(kāi)有進(jìn)液口，閥體的下側(cè)開(kāi)有出液口，閥體的中部設(shè)置有截面為圓形的內(nèi)腔，閥體的內(nèi)腔中安裝有閥套和閥座；閥座與閥體內(nèi)腔之間由密封圈二進(jìn)行密封； 閥套的中部設(shè)置有截面為圓形的內(nèi)腔，該內(nèi)腔的兩端為敞口設(shè)置，閥套的一端為內(nèi)凹的圓錐槽，另一端的外周上設(shè)置有凸沿，閥套的內(nèi)腔與超聲激振組件連接； 閥座的中部設(shè)置有截面為圓形的內(nèi)腔，該內(nèi)腔直徑與閥套的內(nèi)腔直徑相同，閥座的內(nèi)腔與閥體的出液口連通；閥座的內(nèi)腔一端為敞口，另一端為盲口；敞口一端的閥座為圓錐形，該圓錐形端部的錐度與閥套內(nèi)凹的圓錐槽的錐度相同，兩者配合形成錐形狹縫，該錐形狹縫與閥體的進(jìn)液口連通；盲口一端的閥座與調(diào)壓裝置連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥，其特征在于所述的超聲激振組件由超聲換能器、超聲變幅桿和超聲激振頭構(gòu)成，超聲變幅桿的一端連接超聲換能器，另一端連接超聲激振頭，超聲激振頭與閥套的內(nèi)腔滑動(dòng)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥，其特征在于所述的超聲激振頭與閥套的內(nèi)腔之間由密封圈一進(jìn)行密封。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥，其特征在于所述的調(diào)壓裝置由密封套筒、頂桿、高壓彈簧、套筒、平面軸承、調(diào)壓螺帽和蓋形螺母構(gòu)成，密封套筒的中部設(shè)置有直徑與閥體內(nèi)腔直徑相同的內(nèi)腔，密封套筒的一端通過(guò)螺栓與閥體連接在一起，另一端內(nèi)部設(shè)置有套筒，外部設(shè)置有調(diào)壓螺帽；密封套筒的內(nèi)腔中設(shè)置有與閥座緊密接觸的頂桿，套筒與頂桿之間設(shè)置有高壓彈簧，套筒與調(diào)壓螺帽之間設(shè)置有平面軸承，調(diào)壓螺帽的外側(cè)設(shè)置有與頂桿尾端連接的蓋形螺母。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥，其特征在于所述的閥套有凸沿一端的內(nèi)側(cè)與閥體之間設(shè)置有密封墊圈，有凸沿一端的外側(cè)與安裝在閥體上的壓蓋緊密接觸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥，屬于高壓均質(zhì)加工技術(shù)領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)是由閥體、調(diào)壓裝置和超聲激振組件，所述的閥體的上側(cè)開(kāi)有進(jìn)液口，閥體的下側(cè)開(kāi)有出液口，閥體的中部設(shè)置有截面為圓形的內(nèi)腔，閥體的內(nèi)腔中安裝有閥套和閥座。本發(fā)明的一種超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)閥和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1)有效的強(qiáng)化了聚流作用，使得料液流速更高；2、高速料液與超聲激振頭相撞，其沖擊破碎效果更強(qiáng)；3、超聲強(qiáng)化高壓均質(zhì)加工時(shí)不僅有靜壓力突降突升引起的水力空化效應(yīng)，而且還具有超聲激振頭高頻振動(dòng)引起的超聲空化效應(yīng)，其空穴爆炸引起的破碎作用較常規(guī)高壓均質(zhì)加工更強(qiáng)。
文檔編號(hào)B01F5/08GK102872736SQ20121041285
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者潘維鋒, 蘇樹(shù)朋, 韓立英 申請(qǐng)人:山東師范大學(xué)