用于流体的高压、高剪切力处理的系统的制作方法

本申请要求享有2015年3月28日提交的美国临时专利申请号为62/139,706的权益，该专利申请已经通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明涉及多相流体的高剪切力处理，用于混合、尺寸缩减、乳化、即时加热等目的，通过使用超高压流体排放。上述过程通常被描述为均化作用，但是也可以用于减少特定相的尺寸缩减作用。

具体地，本发明涉及超高压流体剪切的应用，其中操作压强大于20,000psi并且其中流体从极端流体剪切中获益并在超高压排出过程中实现加热。更为具体的，本发明涉及一种用于利用模块化方法进行产品高剪切力处理的方法和系统，其中处理压强的初始形成是通过被处理的产品的独立流体完成的。特别是，本发明是一种新技术，用于允许一种高压源流体将压强转移至在隔离器中的产品上，并且在超过20,000psi的压强下通过阀门排出， 从而使得设备便于清洗、长的部件寿命并且适用于浓稠或者粘性产品。

背景技术：

给予高剪切力处理的压力排出是一种用于食品和其它的物质的常用处理方法，其中需要尺寸缩减、乳化、以及混合。例如，均质牛乳通常在3,000psi下进行处理。这通常通过使用正排量泵和排放喷嘴(通常称为均质阀门)来实现。泵用于在压力下使产品通过喷嘴。在喷嘴中，由于压力能量转化为流速流体经受高剪切应力。由于流体剪切应力、空穴作用以及随后的流体冲击，在这一位置上发生均质化。较高的压力通常产生较高的均质化效果。

正在进行的研究表明，在超高压(例如，由20,000psi至60,000psi)下的均质化可能产生显著的优势。这些优势与极端流体剪切应力的产生有关，其能够使多孔材料破裂，并且得到很大幅度的即时加热。例如，20℃的水在60,000psi下排出将即时增加该水的温度至120℃，由于压力势能转化为动能并且随后转化为热能。在均质阀门上超音速流体流动产生非常高的剪切应力。这些作用可能导致期望的热效应以及更大的尺寸缩减效果。Re效应可被用于实现快速热处理。剪切作用可你被用于实现纳米颗粒悬浮液的形成。

目前用于构建直接往复式泵型均质化器的方法由于在机械泵组件上的高压强而难于得到超高压。在泵中的每个气瓶会在每个循环期间在没有压力和极端压力之间进行交替。因此，对于在500rpm下进行泵操作，每小时操作将导致30,000压力循环。因此在60,000psi下进行上述操作是一个高难度的技术挑战。

在超高压下运行的大型往复活塞会在活塞和连接组件上要求巨大的力。例如，在60,000psi下，一种2”直径均化器活塞将需要188,000lbs的力用于移动。用于设计一种高压泵的最好的方法是通过减小活塞的直径来减小力。为了弥补最小活塞的减少的体积流量，将使用更高的泵旋转速度。但是，高的旋转速度和较小的直径将不适用于粘性产品。此外，较小尺寸的泵部件将由于较小的通道而使得设备的清洗更为困难。

但是，高压力泵已经被开发用于其它的工业用途，例如水射流切割和清洗。这些泵是用干净水进行的，因而阀门不会遭受粘性流体的影响。不可能的通过这些泵来加工产品例如食品。用复杂的有机材料清洗这些泵也由于小的内部通道而将是困难的。

因此，具有完成超高压流体剪切处理而不需要构建大规模常规均质化泵的需求。

技术实现要素：

本发明的一个方面涉及一种高流体剪切处理系统。在一个实施方案中，所述系统包括用于能够使第一流体在至少20,000psi压力下进行推进的超高压泵，以及用于有选择地载有以及排出(或者分配)第二流体的至少一个隔离器。每个隔离器包括定义了腔室的隔离壁，以及设置在腔室中并可在腔室第一端和腔室第二端之间移动的隔板。所述隔板与隔离壁啮合，从而进一步使腔室分为第一子腔室和第二子腔室，其二者彼此压力连通但是二者并不通过流体连通。第一子腔室入口阀门使超高压泵和第一子腔室流体连通。第一子腔室出口阀门与第一子腔室流体连通。第一止回阀与第二子腔室流体连通，从而使得流体进入的第二子腔室中。第二但相符与第二子腔室流体连通，从而使流体从第二子腔室排出。处理单元与第二止回阀流体连通。

在某些实施方案中，操作单元是均质阀。

在某些实施方案中，其中具有至少两个隔离器，并且所述隔离器被配置，用于当第一个隔离器填满后，第二个隔离器开始排出。

在某些实施方案中，第一近距离传感器检测隔离器与腔室的第一端的距离，并且第二近距离传感器检测隔离器与腔室的第二端的距离。

在某些实施方案中，其中具有超过一个高压泵，从而产生到隔离器的连续流动状态的第一流体。

在某些实施方案中，其具有与第一止回阀流体连通的低压输送泵，并且被配置用于将第二流体推进到第一止回阀。

在某些实施方案中，歧管压力传感器是与歧管流体连通，歧管与第二止回阀流体连通。

在某些实施方案中，泵压力传感器是与超高压泵流体连通。

在某些实施方案中，温度控制区域是位于处理单元的下游。

在某些实施方案中，可控压力排出阀与每个隔离器的第二出口流体连通，并且位于处理单元的下游。

在某些实施方案中，通气口与至少一个隔离器的第二子腔室流体连通，并且被配置从而容许在系统的适当运行时清洗。

在某些实施方案中，所述系统包括一个处理器，至少一个与处理器连通的用于测量排出压力的排出压力传感器，以及一个与处理器连通的控制器。控制器被配置用于使压力排出阀节流从而减少在隔离器之间的切换处理过程期间的流体，从而维持一种更为恒定的排出压力(或者恒定排出压力)。

在某些实施方案中，所述泵是能够在至少20,000psi下的曲柄轴驱动定容式排量水泵。

在某些实施方案中，所述泵是能够在至少20,000psi的恒压操作下的液压增压泵。

在某些实施方案中，所述隔离器、歧管和压力排出阀能够通过绝缘和/或辅助加热保持在一个预设的温度下。

在某些实施方案中，最终产品可以一种无菌的方式被填充到在收集区域上的容器中。

在某些实施方案中，所述第一流体是清洁的水。

在某些实施方案中，每个隔离器被放置在清洁室环境中。

在某些实施方案中，隔离器和泵是能够被重新配置的单独的模块。

在本发明的另一方面，提供了一种高压隔离器。所述隔离器具有一种定义腔室的隔离壁。所述隔离器具有放置在腔室中并且在腔室的第一端和腔室的第二端之间可移动的隔板。所述隔板与隔离壁啮合从而进一步将腔室分为第一子腔室和第二子腔室，二者是彼此压力联通而不是彼此流体连通。

在某些实施方案中，第一子腔室具有第一入口以及第一出口，并且所述第一入口和所述第一出口被垂直地将一个设置于另一个之上，并且是在腔室的外边缘上。所述第二子腔室具有第二入口和第二出口。所述第二入口和所述第二出口被垂直地将一个设置于另一个之上，并且是在腔室的外边缘上。

在某些实施方案中，隔离器被包含在一种绝缘护套中和/或设置有加热和/或设置有冷却，用于提供温度控制。

在某些实施方案中，所述隔离器包含一种用于搅拌产品的结构，以便在离开隔离器之前使多项混合物维持在悬浮液中。

在本发明的另一方面，提供了一种用于流体高压、高剪切力处理的方法。使用者提供至少一个隔离器用于选择性的包含并分发第二流体。每个隔离器具有一种定义腔室的隔离壁，以及设置在腔室中并且在腔室的第一端与腔室的第二端之间可移动的隔板。所述隔板与隔离壁啮合从而进一步将腔室分为第一子腔室和第二子腔室，二者是彼此压力联通而不是彼此流体连通。使用者提供与第二子腔室流体连通的第一止回阀。第一止回阀被配置容许第二流体进入到第二子腔室。使用者提供了与第二子腔室流体连通的第二止回阀。所述第二止回阀被配置用于从第二子腔室排出流体。使用者提供了一种与第二止回阀流体连通的处理单元。然后，第一流体在至少20,000psi下交替地引导至第一子腔室，并且第二流体被引导至第二子腔室。所述第一流体引导至第一子腔室导致第二流体从第二子腔室中排出，通过第二止回阀，并且通过处理阀。

在某些实施方案中，所述处理单元是一种均质阀。

在某些实施方案中，在其处于歧管中时，第二流体的温度被控制。

在某些实施方案中，具有至少两个隔离器。

在某些实施方案中，两个隔离器排出异相的第二流体从而提供通过歧管的第二流体的连续流。

在某些实施方案中，所述隔离器的位置是相对于每个相应隔离器的腔室的第一端和腔室的第二端进行检测，并且所述隔离器被控制为异相的。

在某些实施方案中，第二流体在其通过处理单元之后被收集。

在某些实施方案中，排出阀被设置在处理单元的下游，并且所述排出阀是被控制的。

在某些实施方案中，在第二流体通过压力排出阀之后，冷却第二流体。

附图说明

附图概述没有打算按比例来绘制。在这些图中，用于具体说明的每一个相同的或类似的部件都用同一数字进行标记。为了清楚期间，在每幅图中，并不是每个部件都被标记。在附图中：

附图1是用于本发明的实施方案的流体高压、高剪切力处理的系统的示意图；

附图2是本发明的实施方案的隔离器的入口阀和出口阀的示意图；

附图3是本发明的实施方案的位于隔离器的隔离壁的内表面附近的具有出口的隔离器的示意图；

附图4是附图1的系统的局部示意图，其中产品被推进到第一隔离器中并且从第二隔离期中排出；并且

附图5是附图1的系统的局部示意图，其中产品被从第一隔离器排出并且推进到第二隔离器中；

附图6是用于流体的高压、高剪切力处理的系统的示范性实施方案的部件的框图；并且

附图7是根据本发明所述的用于流体的高压、高剪切力处理的方法的一个实施方案的框图。

具体实施方式

本发明通常涉及多项流体的高剪切力处理，用于混合、尺寸缩减、乳化、即时加热等等的目的，通过超高压流体排放的应用。 特别的，在下文中所描述的本发明的实施方案针对一种隔离器，其容许第一流体位于高压下从而导致第二流体在一种均质化(或者其它的过程)系统中被处理，而并不需要使第一流体直接接触第二流体。

本发明所述的方法和系统还可用于处理食品和生物制品根据乳剂、悬浮液，并且其中细胞破坏和颗粒尺寸缩减是期望的。

一个或多个压力源无关的隔离器被用于使压力从高压流体中转移至用于被均质化(或者被其它的方式处理)的产品，例如从高性能工业泵得到加压的清洁水。隔离器是一种通过可移动的活塞(隔板)分离的恒定内部直径柱形。典型的隔离器直径为3”与6”之间，但是也可以使用更大或者更小的直径。在隔离器其中一侧的压力通过浮动活塞被转移到隔离器的另一侧。由于在隔离器活塞两侧上的压力几乎一样，因此在活塞运动期间几乎没有摩擦，并且在隔离器活塞上的密封件不受高度磨损的影响。

这一系结合商业超高压力泵、隔离器和阀门应用，从而能够在超高工作压力(20,000psi到60,000psi)下完成产品的均质化。

隔离器防止了源水和产品的混合，但是容许压力转移至产品。在另一实施方案中，隔离器能够被设计为可压缩的波纹管或者囊袋，而没有移动活塞。在所有的情况下，隔离器的一次是与 泵流体连通，所述泵是提供高压水的来源，同时隔离器的另一侧与产品流体和外部均质阀流体连通。隔离器的两侧是彼此压力相互连通的。阀门是可调节的，从而控制来自隔离器的流体流速，使得在排出期间维持限定的压力差。所述阀门将通过打开或者关闭进行自调节，从而在不同的流速下维持恒定的压力。

该系统的工作如下：产品通过低压传输泵例如一种隔膜式泵的方式被传输到隔离器。所述产品通过止回阀流到隔离器中。一旦隔离器被充满，来自高压泵的加压水(或者其它的流体)通过阀门容许进入到隔离器的另一侧。压力通过在隔离器中的隔离活塞的运动被传输到产品。加压产品经由第二止回阀离开第一隔离器，并且通过控制排出阀进行排出。然后收集产品。当第一隔离器几乎是空的时，近距离传感器停止高压水流到第一隔离器中，并且容许水流到第二隔离器中。然后，来自第二隔离器的产品流向控制的排出阀。在一个隔离器排出的同时，另一个隔离器被重新填充。重新填充通过打开在隔离器的水侧上的排出阀进行，容许水侧排出以及新产品进入到产品侧。

现在参考所述附图所示，并且更为具体地是参考附图1-5，用200表示根据本发明实施方案所述的用于流体高压、高剪切工程的系统。如图所示，系统200包括两个隔离器24和52。隔离器24具有隔离壁81，其定义了腔室89。腔室89被隔板(隔离 活塞)22细分为两个子腔室26和28。由于在腔室89中的隔板22的移动，子腔室26和28的各自体积是可变的，并且彼此成反比。隔离器52具有隔离壁91，其限定了腔室99。腔室99被隔板(隔离活塞)50分为两个子腔室56和58。由于在腔室99中的隔板50的移动，子腔室56和58的各自体积是可变的，并且彼此成反比。

隔离器24和52被配置用于异相地操作，从而当一个隔离器(例如隔离器24)用第二流体正在填充时，另一个隔离器(例如隔离器52)正在排出(或者分发)第二流体。隔离器的操作在下文中更详细地进行描述。

系统200的组件部分地包括，一个或多个与两个(或多个)隔离器24，52流体连通的变容真空泵30。如附图1所示，变容真空泵30能够在至少20,000psi的压力下推进第一流体。在某些实施方案中，变容真空泵30能够在60,000psi的压力下推进第一流体。在另一些实施方案中，变容真空泵30能够在20,000psi至60,000psi范围内的压力下推进第一流体，包括上述范围的两个端点。泵30可以设置在单室内，从而维持产品区域清洁和无噪声的。如上述讨论的，其它的变容真空泵30可依据系统3200的配置进行提供。

由泵30产生的流体压力通过压力传感器32进行检测。高压截流阀10设置于泵30和隔离器24水侧之间。排气阀12设置在隔离器24的相同一侧。高压截流阀43设置在泵30个隔离器52的水侧之间。排气阀42设置在隔离器52的相同一侧。

在操作时，泵30通过分别选择的打开和关闭截流阀10和43与两个隔离器24和52的其中之一选择性地流体连通。泵30在60,000psi下交替地为隔离器24和52提供加压的水。当加压的水提供至隔离器24时，隔离活塞22的移动使包含在子腔室28中的产品加压至与在子腔室26中的压强相同的压强。当加压的水提供至隔离器52时，隔离活塞50的移动使包含在子腔室58中的产品加压至与在子腔室56中的压强相同的压强。自始至终，水(或者其它的第一流体)和产品(或者其它的第二流体)是压力连通的，但是彼此并不流体连通。压力连通意味着在应对隔离器的子腔室的相对压力的变化时隔离活塞可以在隔离器内自由地移动。

产品通过止回阀14从隔离器24流出到共同的歧管100中。产品通过止回阀44从隔离器52流出到共同的歧管100中。在歧管100中的压力通过压力传感器36进行检测，并且被用于控制均质阀70。排出的产品从歧管100流至排出阀80，并且之后流至下游部分。

当隔离器24的子腔室28接近空的时，有临近的传感器18进行检测，泵30被切换用于通过关闭高压截流阀10并且打开高压截流阀43来填充第二隔离器52的子腔室56。此时，第一隔离器24的子腔室28用产品重新填充。当隔离器52的子腔室58接近空的时，有临近的传感器46进行检测，泵30被切换用于通过关闭高压截流阀43并且打开高压截流阀10进而填充第二隔离器24的子腔室26。此时，第二隔离器52的子腔室58用产品重新填充。

重新填充是通过使用抵押传输泵34进行提供的。传输泵34是与入口止回阀16流体连通，所述入口止回阀16仅容许产品流至隔离器24中。通过打开排气阀12，水侧(子腔室26)可以被排放，并且产品能够进入到隔离器24的子腔室28。类似地，传输泵34是与入口止回阀48流体连接，所述入口止回阀48仅容许产品流至隔离器52中。通过打开排气阀42，水侧(子腔室56)可以被排放，并且产品能够进入到隔离器52的子腔室58。

排出的产品将在下游部分流到温度控制区域72。在这个区域内典型的温度将足以实现目标热暴露。例如，临近121℃附近的温度能够被用来使在食品内的细菌孢子的热破坏。这能够用于在收集区域90内的收集之前，保持一种高温度或者在冷却区域82 内经历冷却至一种低温。如果一种两步解压过程是期望的，那么可以使用一种可选的排出阀80。

正如在上文所描述的，本发明的系统200的示例性实施方案包括高压泵30，其作为第一流体的来源，以及低压泵34，其作为第二流体的来源。在某些实施方案中，高压泵30能够与作为第一流体来源的蓄水池流体连通。在另一个实施方案中，高压泵30能够包括蓄水池，其作为第一流体的来源。高压泵30推进第一流体沿着在附图1中的箭头A所指向的流体导管流向隔离器24和52。

在某些实施方案中，低压泵34能够与作为第二流体来源的蓄水池流体连通。在另一个实施方案中，低压泵34能够包括蓄水池，其作为第二流体的来源。低压泵34推进第二流体沿着在附图1中的箭头B所指向的流体导管流向隔离器24和52。

附图2和附图3显示隔离器24，排除了隔离器52。附图4和附图5显示的是隔离器24和隔离器52二者。示例性的实施方案包括两个隔离器24和52，用于选择性地包含且分发第二流体。

如上文所提到的，隔离器24具有定义腔室89的隔离壁81。腔室89进一步通过位于腔室89内的隔板(隔离活塞)22进行分化，并且所述隔板(隔离活塞)22在腔室89的第一端83和腔室 89的第二端85之间是可移动的。隔板33与隔离壁81啮合，从而将腔室89分为第一子腔室26和第二子腔室28，并且从而形成了在第一子腔室26个第二子腔室28之间的密封。

第一子腔室26是通过腔室的第一端83、隔离器24的内表面102、以及隔离活塞22的第一表面106进行限定。第二子腔室28是通过腔室的第二端85、隔离器24的内表面102以及隔离活塞22的第二表面108进行定义。

为了密封地啮合隔离器24的内表面102，隔板22具有固定在其外周上的O-型圈104。因为通过隔离活塞22提供的密封，所以第一子腔室26和第二子腔室28是相互压力连通的，但是并不相互流体连通。因此，工作流体(例如清洁水)能够被引导至第一子腔室(或者隔离器的水侧)26中，同时可流动的产品能够被引导至第二子腔室(或者隔离器的可流动产品侧)28中。

第一子腔室26具有第一入口11和第一出口13。第二子腔室28具有第二入口17和第二出口15。

类似地，隔离器52具有定义腔室99的隔离壁91。腔室91进一步通过隔板(隔离活塞)50进行细分，所述隔离活塞被设置在腔室99内并且在腔室的第一端93和腔室99的第二端95之间是可运动的。隔板50与隔离壁91啮合，从而将腔室99分为第 一子腔室56和第二子腔室58，并且从而在第一子腔室56和第二子腔室58之间形成密封。

第一子腔室56是通过腔室的第一端93、隔离器52的内表面112以及隔离活塞50的第一表面116进行定义。第二子腔室58是通过腔室的第二端95、隔离器52的内表面112以及隔离活塞50的第二表面118进行定义。

为了密封地啮合隔离器52的内表面112，隔板50具有固定在其外周上的O-型圈114。因为通过隔离活塞50提供的密封，所以第一子腔室56和第二子腔室58是相互压力连通的，但是并不相互流体连通。因此，工作流体(例如清洁水)能够被引导至第一子腔室(或者隔离器的水侧)56中，同时可流动的产品能够被引导至第二子腔室(或者隔离器的可流动产品侧)58中。

第一子腔室56具有第一入口71和第一出口73。第二子腔室58具有第二入口77和第二出口75。

如在附图4和附图5中所示，隔离器24和52在本发明的系统操作期间是异相的。具体的，两个隔离器24和52优选的是180°的异相，从而再第一隔离活塞22的第一表面106和隔离器24的第一端83之间的距离等同于(或者至少大约等同于)在第二隔 离活塞50的第二表面118和第二活塞54的第二端95之间的距离。

另一个实施方案可包括超过两个隔离器。当其具有超过两个隔离器时，第二流体从各自的隔离器中的排出可以适当地定时。例如，当其中具有三个隔离器时，所述隔离器是120°异相的，并且当其中具有四个隔离器时，所述隔离器是90°异相的。

在隔离器24中，第一子腔室入口阀10选择性地在泵30之间与第一入口11流体连通，并且第一子腔室出口阀(排气阀)12选择性地与第一出口13流体连通。在隔离器52中，第一子腔室入口阀43选择性地在泵30之间与第一入口71流体连通，并且第一子腔室出口阀(排气阀)42选择性地与第一出口73流体连通。

来自高压泵30的第一流体流向隔离器24是通过隔离器24的入口阀10来控制的。来自高压泵30的第一流体流向隔离器52是通过隔离器52的入口阀43来控制的。当隔离器24的入口阀10打开时，隔离器52的入口阀43关闭。相反的，当隔离器52的入口阀43打开时，隔离器24的入口阀10关闭。

第二流体流向隔离器24是通过止回阀进行控制的，并且与隔离器24流体连通。第一止回阀16是与第二入口17流体连通， 第一止回阀16被配置容许第二流体通过第二入口17进入第二子腔室28，而不是排出。第二止回阀14是与第二出口15流体连通，并且被配置容许第二流体通过第二出口15离开第二子腔室28，而不是进入。

低压输送泵34是与第一止回阀16流体连通，并且被配置用于推进第二流体到第一止回阀16。

类似地，第二流体的流动是通过与隔离器52流体连通的止回阀进行控制。第一止回阀48是与第二入口77流体连通，第一止回阀48被配置用于容许第二流体通过第二入口77进入第二子腔室58，而不是离开。第二止回阀44是与第二出口75流体连通，并且被配置用于容许第二流体通过第二出口75离开第二子腔室58，而不是进入。

低压传输泵34是与第二止回阀48流体连通，并且被配置用于推进第二流体到第一止回阀48。

在低压泵34中的压力(通常为10到50psi)低于在高压泵30中的压力。

附图4显示了在排出过程中的隔离器24，以及在吸入过程中的隔离器52，针对第二流体。在吸入过程中，第一流体是通过第一出口73排出第一子腔室56的，并且第二流体是通过低压泵34 经由第二入口77泵入到第二子腔室58。在排出过程期间，由于隔离活塞为了响应高压泵30提供的第一流体的压力进行移动，因此第二流体从第二子腔室28中推出。

第二流体流出隔离器24的第二出口15，并且沿着箭头C1通过导管通向歧管100，所述歧管100通过第二止回阀14与第二出口流体连通。第二止回阀容许第二流体从第二子腔室28流到歧管100。

第二流体流出隔离器52的第二出口75，并且沿着箭头C2通过导管通向歧管100，所述歧管100通过第二止回阀44与第二出口流体连通。第二止回阀容许第二流体从第二子腔室54流到歧管100。

结合的第二流体沿着附图1中所述的箭头D流过歧管100。

在一个示例性实施方案中，均质阀或者其它的处理单元70被设置在隔离器24和52的下游，并且是与歧管100流体连通。均质阀70可以从本领域内所公知的均质阀中进行选择，并且当流体穿过均质阀时用于在流体上形成高流体剪切力。在另一个实施方案中，可以用另一个处理单元来代替均质阀。

在一个示例性实施方案中，其中具有两个隔离器24和52。两个隔离器24和52被配置，从而当隔离器中的第一个(例如隔 离器24)正在填充时，第二个隔离器(例如隔离器52)正在排出。

另外参照附图6，高压气体关闭阀10的操作是通过控制器640进行控制，针对与隔离器活塞22相关的位置信息进行应答。附图2显示了近距离传感器18和20能够在隔离器的端部进行提供。传感器能够在一个隔离器或者更多的隔离器中给出。当隔离器24的隔离活塞22临近腔室的第一端83时，近距离传感器20发送给控制器640一个信号，从而导致控制器打开高压气体关闭阀10从而容许高压泵30将第一流体通过第一入口11移动到第一子腔室26中。当近距离传感器18检测到隔离活塞22临近第二子腔室28的第二端85时，近距离传感器18发送给控制器640一个信号，从而导致控制器关闭高压气体关闭阀10从而阻止第一流体通过第一入口11推进到第一子腔室26中。

类似地，高压气体关闭阀43的操作是通过控制器640进行控制，针对与隔离器活塞50相关的位置信息进行应答。附图2显示了近距离传感器46和40能够给予到在隔离器52的端部。传感器能够在一个隔离器或者更多的隔离器中进行提供。当隔离器52的隔离活塞50临近腔室的第一端93时，近距离传感器40发送给控制器640一个信号，从而导致控制器打开高压气体关闭阀43从而容许高压泵30将第一流体通过第一入口71移动到第 一子腔室56中。当近距离传感器46检测到隔离活塞50临近第二子腔室58的第二端95时，近距离传感器46发送给控制器640一个信号，从而导致控制器关闭高压气体关闭阀43进而阻止第一流体通过第一入口71推进到第一子腔室56中。

在某些实施方案中，高压泵30可以是用于产生连续流动状态的多个泵。

为了检测第二流体流过歧管100的压力，某些实施方案包括一种与歧管流体连通的歧管压力传感器36。

在某些实施方案中，系统进一步包括一种与超高压泵流体连通的泵压力传感器32，用于检测高压泵30的压力。

在某些实施方案中，系统200进一步包括在均质阀或其它的处理单元70的下游的温度控制区域72。

在某些实施方案中，系统200进一步包括一种可控的压力排出阀80，其经由歧管100与每个隔离器的第二出口流体连通。所述可控的压力排出阀80是在均质阀72或者其它的处理单元的下游。

系统能够在适当地位置进行清洁。在某些实施方案中，其具有一个排气阀(清洁口)60，其是通过出口止回阀14与第一隔 离器24的第二出口15流体连通，与第二隔离器52的第二出口75流体连通，并且与歧管100流体连通。这个排气阀60容许歧管100在系统的适当操作位置进行冲洗清洁。

在某些实施方案中，被配置用于测量排出压力的传感器36是与歧管100流体连通。传感器36是与在服务器620上的处理器相连。控制器640与处理器连通，并且被配置用于使排出阀80节流从而减少在隔离器24和52之间的转换过程期间的流体，进而维持一种更为恒定的排出压力。

在某些实施方案中，每个高压泵30是一种曲柄轴驱动的定容式排量水泵，具有至少20,000psi。

在某些实施方案中，每个高压泵是一种液压增压泵，其具有至少20,000psi的恒定压力操作。

在某些实施方案中，隔离器24、隔离器52、歧管100和排出阀80能够通过绝缘和/或辅助加热维持在一种预选的温度下。

在某些实施方案中，第二流体能够通过系统200处理成最终产品，其能够以一种无菌的方式填充到在收集区域90上的容器中。

在某些实施方案中，隔离器24和25中的每一个被设置在清洁室环境中。在这种情况下，高压泵30和低压传输泵34并不需要被设置在在清洁室环境中。例如，隔离器24和52可以被设置在清洁室环境中，同时高压泵30和低压传输泵34可以被设置在另外的室中。

本发明所述的系统被配置为易于清洁的。在隔离器24中，如上文所述的，第一流体被限制在隔离器的第一侧26，并且第二流体被限制在隔离器的第二侧28。第一流体和第二流体并不直接接触。因此，不需要考虑第一流体污染第二流体的问题。但是，可能需要定期清洁隔离器24的内部腔室。

为了容易清洁所述隔离器，入口11和17以及出口13和15被设置在隔离器24的内径的远端，并且设置在隔离器24的两端的垂直平面上。

在隔离器52内，如上文所述的，第一流体被限制到隔离器的第一侧56，并且第二流体被限制在隔离器的第二侧58。第一流体和第二流体并不直接接触。因此，不需要考虑第一流体污染第二流体的问题。但是，可能需要定期清洁隔离器52的内部腔室。

为了容易清洁所述隔离器，入口71和77以及出口73和75被设置在隔离器52的内径的远端，并且设置在隔离器52的两端的垂直平面上。

附图3-5的横断面视图显示了，针对隔离器24的位于入口11垂直上方的出口13，以及位于出口15垂直上方的入口17。附图3-5的横断面视图显示了，对于隔离器52的位于入口71垂直上方的出口73，以及位于出口75垂直上方的入口77。由于入口17在针对出口15的相对位置，所以隔离器被配置用于容许清洁流体被推进通过止回阀16通过隔离器24的内部空间89的第二子腔室28，并且从止回阀14清除出去。类似地，由于入口77在针对出口75的相对位置，所以隔离器52被配置用于允许清洁流体被推进通过止回阀48穿过隔离器52的内部空间99的第二子腔室58，并且从止回阀44清除出去。

在某些实施方案中，为了进一步清洁系统，清洁流体的来源和清洁流体泵是与第一止回阀16和第一止回阀48流体连通的。歧管清洁口60能够被打开，并且清洁流体泵能够活动从而允许大体积的清洁流体通过隔离器进行冲刷。此外，隔离活塞能够通过使阀门10、12、42、43活动用于辅助隔离器清洁。

附图6显示了根据本发明所述的系统600的一个实施方案，其中近距离传感器18和20以及压力传感器32和36连接到控制 器640上，其与高压气体关闭阀10、43流体连通。近距离传感器18和20以及压力传感器32和36通过网络610连接到服务器620上，其可以是有线的也可以是无线的。服务器620包括处理器和存储组件，其被配置用于接收来自传感器的数据并且用于处理来自传感器的数据。服务器620是通过网络610与控制器640连通，并且通过网络610向控制器640传送指令。控制器640被配置用于接收指令，并且用于传送信号，其以一种交替的方式一起(例如，完全关闭第一流体流向隔离器)或者单独驱使高压气体关闭阀10、43。通用计算机630同时通过网络610连接到服务器610以及控制器640上并且允许使用者连接控制器640和服务器620。控制器640还与排出阀80连接用于开启/关闭它，并且与加热器或者冷却单元670连通。也可能是其它的实施方案。另外也可以将第二隔离器52的近距离传感器40和46与服务器进行连接。

在本发明的另一个方面，如附图2所示，隔离器24是单独提供。在本发明的另一个实施方案中，所提供的隔离器24不具有阀门10、12、14、16。

在某些实施方案中，隔离器24和52的每个都包含在一种隔热夹套中和/或装备有一种加热装置和/或装备有一种冷却装置，用于提供隔离器的温度控制。

在某些实施方案中，隔离器24和52的每个含有一种搅拌器用于搅拌第二流体(可流动的产品)，其中第二流体是一种多项混合物。在离开隔离器之间，所述搅拌器维持保持在悬浮液中的多项混合物。

隔离器24和53以及泵30在系统200中时独立模块，并且所述系统能够用不同尺寸的隔离器24和52以及笔筒尺寸的均质阀(或者其它的处理单元70)进行重新配置，以适应在样品特性或者预期应用方面的急剧变化。模块化方法针对工业环境有用，其可为客户处理不同的产品(例如收费处理器)。

本发明的另一个方面包括一种流体的告诫且处理的方法。方法300的示例性实施例如附图7所示。

在方框310中，使用者提供如图所示且在这里描述的系统200。具体的，使用者提供了两个隔离器24和52，用于选择性地包含并分发第二流体用于对通过将第一流体应用于隔离活塞22的压力进行应答。第一隔离器是这里所公开的隔离器24的实施方案，例如在下文中所进一步详述的实施方案。使用者还提供了与第二入口17流体连通的第一止回阀16。第一止回阀16被配置从而允许第二流体通过第二入口17进入第二子腔室28。使用者还提供了与第二出口15流体连通的第二止回阀14。第二止回阀14被配置用于允许第二流体通过第二出口15离开第二子腔室28 (用于从第二子腔室排出)。使用者还提供了通过第二止回阀14与第二出口15流体连通的歧管100。此外，使用者提供了一种处理单元70，与歧管100流体连通。

在方框320中，系统被控制用于将在至少20,000psi的压力下的第一流体引导至隔离器24的第一子腔室26中，并且用于将第二流体引导至隔离器的第二子腔室28中。第一流体引导至第一子腔室26使得第二流体从第二子腔室28排出通过第二出口15，通过第二止回阀14，通过歧管100并且通过处理单元70。这些部件可以如上文附图1所示的以及所描述的进行连接。

在方框330中，所述方法检测隔离器24的隔离活塞22(隔板)相对于隔离器的腔室的第一端的位置以及相对于隔离器的腔室的第二段的位置。如在上述中所述的系统200，两个近距离传感器18和20可以使用，第一传感器20被用于检测隔离活塞相对于隔离器的第一端83的位置，并且第二传感器18被用于检测隔离活塞相对于隔离器24的第二段85的位置。这些传感器可包括在一个或多个隔离器之中。

有可能提供两个隔离器24和52或者两个以上的隔离器。在方框310中，使用者除了上述方框310所讨论的隔离器24之外提供了第二隔离器52。具体地，使用者提供至少一个隔离器52，用于选择性地包含并分发第二流体用于应答第一流体作用于隔 离活塞50上的压力。隔离器52是一种隔离器实施方案，例如在上文所进一步详述的那样。使用者还提供了与第二入口77流体俩你同的第二止回阀48.第一止回阀48被配置用于允许第二流体通过第二入口77进入到第二子腔室58中。使用者还提供了与第二出口75流体连接的第二止回阀44.第二止回阀44被配置用于允许第二流体通过第二出口75离开第二子腔室58。使用者还使歧管100通过第二止回阀44连接到第二出口75。

除了第一隔离器24的操作之外，在方框320中，系统被控制用于交替地将在至少20,000psi压力下的第一流体引导至隔离器52的第一子腔室56中，以及将第二流体引导至隔离器的第二子腔室58中。第一流体引导至第一子腔室56使得第二流体从第二子腔室28排出通过第二出口75，通过第二止回阀44，通过歧管100并且通过处理单元70。这些部件可以如上文附图1所示的以及所描述的进行连接。第一流体交替填充到隔离器24和52是按照上文附图4和5中的异相描述进行。

在方框330中，所述方法检测隔离器52的隔离活塞50(隔板)相对于隔离器的腔室的第一端的位置以及相对于隔离器的腔室的第二端的位置。如在上述中所述的系统200，可以使用两个近距离传感器40和46，第一传感器40被用于检测隔离活塞相对于隔离器的第一端93的位置，并且第二传感器46被用于检测隔 离活塞相对于隔离器52的第二端95的位置。这些传感器可包括在一个或多个隔离器之中。

在方框340中，两个隔离器24和53被控制为异相。也就是说，第一流体首先被泵送至第一隔离器24中，然后第一截流阀10被关闭从而阻止第一流体进入到第一隔离器24中，并且第二截流阀43被打开从而允许第二流体被泵送到第二隔离器52中。第一截流阀10和第二截流阀43的交替的关闭和打开使得各自的隔离器的隔离活塞异相移动。隔离活塞22和50的异相移动促进第二流体连续流过歧管100。

在方框320、330和340中的步骤可以在一些实施方案中同时执行。

所述方法可以包括至少两个隔离器，其是异相的。所述方法可包括其它的隔离器，其是异相的，如上文与本发明的系统相关所讨论的。

在方框350中，控制器640控制第二流体的问题，当其在歧管中时，在其通过控制加热器或者冷却单元670离开隔离器之后。

在方框360中，压力排出阀80设置在均质阀或者其它的处理单元70的下游，并且在方框370中，压力排出阀80是通过控制器640被控制从而减少在隔离器(当阀门10和43被缓慢开启 和关闭)之间切换过程期间通过歧管100的流体，并且用于维持第二流体的恒定排出压力。

在方框380中，第二流体在其通过压力排出阀80之后进行冷却。

在方框390中，第二流体在其通过均质阀或其它的处理单元70之后进行收集，并且在方框380的冷却步骤之后进行。例如，第二流体可以被引导至在收集区域90上的单独的容器中，例如瓶子等。

在发明的另一个实施方案中，仅设置有一个隔离器24。

具体实施方案不限于以下介绍中所描述或附图所示的组件的结构和布置的细节。并且，本发明中所使用的措辞和术语是用于说明的目的，并且不应当被视为限制。“包括(including)”、“包括(comprising)”或者“具有(having)”、“包含(containing)”、“涉及(involving)”及其变化形式的应用，意指包括其后所列项及其等同物，也包括附加的项及其等同物。

这样，再次已经描述了至少一个实施方案的若干方面，应当理解，本领域的急速人员将容易地想到各种改变、修改和改进。这些变体、修改和改进旨在作为本公开的一部分，并且旨在属于 本公开的精神和范围之内。因此，前面的描述和附图知识用于举例说明。