专利名称：等浓度超细均化工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及超细粉碎、均化技术领域的一种等浓度超细粉碎均化工艺及设备，主要用于非金属矿物加工、医药、化工、食品加工及化妆品等方面的超细粉碎、均化。
高压均浆器的用途(应用领域)非常广泛，其一是代替低档次的球磨机的工作，用于固-液两相或液-液两相的分散和均化，主要用于食品加工医药、化工等行业，其二是用于非金属矿物的剥片和超细粉碎，加工高附加值的非金属矿物超细产品，主要用于造纸、橡胶、塑料、油漆、化妆品及航天工业等高档次产品的填料或涂料。
目前已有的超细均化器产品和技术，包括德国AKW公司生产的高压均化器、丹麦APVRASNNIEA/S企业生产的高压均化器和中国矿业大学实用新型专利“超细均化器”和发明专利“超细均化器及其生产工艺”(专利号92218302.3、92107639.8)。德国AKW公司生产的高压均化器，采用往复式活塞泵直接给矿浆提供压力，从而给高压均化器的活塞泵活塞和缸内壁的耐磨、耐压及密封提出了很高的性能及材质要求，因此其产品不仅造价昂贵、而且存在寿命短、处理能量小及效率低等缺陷。另丹麦APVRANNIEA/S企业生产的高压均化器，主要由高压活塞泵直接抽吸浆料加压，通过均化阀喷出突然减压来实现超细均化，由于浆料要通过柱塞泵，因此柱塞泵在高压下的磨损问题依然难以解决，仍存在产品成本高，使用寿命短等问题。实用新型专利“超细均化器”和发明专利“超细均化器及其生产工艺”是借助高压水作动力，采用高压泵将清水注入一装满欲粉碎浆料的高压罐，使被处理的非金属矿物或其它固体、液体物质与高压水在耐高压容器内处于高压状态，然后使浆料从一喷咀喷射到挡靶上，实现浆料粉碎均化的目的，由于该项专利技术的高压泵只给清水加压，从而解决了浆料对泵的磨损问题，但由于传递压力的介质水直接与浆料接触，造成了水对浆料的稀释和污染。在高压喷射超细粉碎均化工作中，浆料浓度是一个非常重要的参数，该参数直接影响粉碎的效率和质量，由于高压清水对浆料的稀释，不但降低了粉碎效率，增加了能耗，更不适合于重复粉碎，与此同时，由于水的污染，还限制了该技术在食品加工、医药、化工等行业的应用。
本发明的目的是既解决现有高压均化器存在结构复杂、设备材质与性能要求高、加工精度高，价格昂贵以及粉碎，均化效率低的缺陷，又解决专利技术中高压水稀释和污染浆料的难题，为此提供一种被加工浆料不经过高压泵即被加压，又能防止加压介质水对浆料稀释和污染，从而实现等浓度重复粉碎均化的装置。
本发明的解决方案是借助高压水作动力，使被处理的浆料在高压料罐内处于高压状态，高压状态的浆料通过喷咀高压喷出，射在挡靶上，从而达到对处理浆料超细粉碎、均化的目的。高压料罐壳体内有一与胶囊座一起压制而成的封闭胶囊，将高压料罐的内腔分成上、下两个可相对互变大小的密封腔室，胶囊座通过锁紧螺母固装在壳体的上端板上，在它们之间装有“O”型密封圈，上端板上装有放气螺钉，胶囊座通过螺纹与阀座连接，中间用“O”型密封圈密封，阀座中装有菌形阀及阀复位弹簧，壳体的下端板采用螺纹与壳体连接，并用“O”型密封圈密封，下端板中间装有浆料阀座，浆料阀座用锁紧螺母固装在下端板上，中间装有“O”型密封圈，浆料阀座中间装有菌形阀及复位弹簧，从而形成以高压料罐下腔为主，低压加料、高压出料，喷射粉碎均化通道和以高压料罐上腔为主，高压进水，低压排水通道，两个通道彼此相互作用，相对封闭，实现等浓度超细均化。
本发明由于实现了压力传递介质与被超细粉碎、均化处理浆料的完全隔离，与现有技术相比，具有其显著的特点和应用效果①杜绝了压力传递介质对被处理浆料的污染，由此拓宽了该技术的使用领域，可广泛应用于食品加工、医药、化工及化妆品等领域。②消除了压力传递介质对被处理浆料的稀释，由此超细均化器可以稳定在最佳浓度参数上运行，并且能在最佳点上实现多次重复粉碎，试验证明，等浓度的重复粉碎、均化与现有专利技术相比，效率提高50％以上，能耗下降50％以上。③由于等浓度粉碎，使粉碎后的浆料定浓度不变，为下道分选、干燥等工序提供定量参数，可间接提高产品质量和降低成本。④由于高压系统为闭式系统，压力传递介质可以循环使用，因此现有技术使用的清水压力传递介质可以改用乳化液，将使高压泵及高压控制引流的元部件寿命显著提高，从而降低生产成本。
图1是本发明实施例一的工艺流程图。
图2是本发明实施例二的工艺流程图。
图3是本发明的高压料罐结构示意图。
下面结合附图对本发明进行详细说明如图1所示，来自低压浆料泵的被处理浆料进入管路4，经三通5分流后分别穿过单向阀20、21，三通18、23与高压料罐19、8的下腔相连通，三通23、18的另一通道经截止阀25、17分别与喷咀12、16连接，两喷咀12、16前分别固定有挡靶13、15，从而形成了高压料罐下腔的低压加料、高压出料、喷射粉碎系统通道。来自高压泵的高压水经管路2、三通3，分别经高压管路6、1及截止阀7、22、三通9、24，进入两高压料罐8、19的上腔，三通9、24的另一通路、经过高压管道、分别经截止阀10、26及低压管路11、14与高压泵水箱相连，从而形成了高压料罐上腔的高压进水，低压排水引流通道。
如图2所示，本发明实施例2是在实施例一的基础上，由两组多个高压料罐8、27、28和19、29、30，按上、下腔分别并联组成的多罐供料装置，从而可减少加料频率、提高效率、延长截止阀等的使用寿命。
如图3所示，本发明所用的高压料罐的壳体37用无缝钢管制作，上端板36与壳体37焊接，壳体内装有一与胶囊座33一起压制而成的封闭胶囊39，将高压料罐分成上腔38和下腔40，胶囊座33用锁紧螺母32固装在上端板36上，在它们之间装有“O”型密封圈48，上端板36上还装有一放气螺钉34，用来在初装浆料时排除下腔40的空气，放气螺钉34的密封由“O”型密封圈35完成。胶囊座33通过螺纹与阀座31连接，中间用“O”型密封圈47密封，阀座31中装有菌形水阀46以及阀复位弹簧45，壳体的下端板42采用螺纹与壳体37连接，用“O”型密封圈41密封，下端板42中间装有浆料阀座44，浆料阀座44用锁紧螺母43固装在下端板42上，中间装有“O”型密封圈51，浆料阀座44中间装有菌形阀50及复位弹簧49。
本发明的生产工艺过程是当高压料罐19处在高压工作状态时，截止阀7、26关闭，22打开，此时关闭截止阀25，打开10，并开启低压浆料泵，低压浆料经管路4、三通5分别进入单向阀21、20，由于高压料罐19正处于高压工作状态，单向阀20被关闭，低压浆料只能打开单向阀21，经三通23、浆料阀座44内通口进入高压料罐8的下腔，随着低压浆料的不断进入，胶囊39在浆料压力和浮力双重作用下，被向上压缩，将高压料罐8上腔的水经阀座内通道，三通9、截止阀10和管道11送回水箱，当下腔浆料充满高压料罐时，胶囊39，底部向上压贴在菌形水阀46上，使该阀关闭，低压送料系统压力升高，此时关闭浆料泵，然后关闭排水截止阀10，高压料罐8的下腔加料工作结束。当高压料罐19的工作结束后，高压系统切换到高压料罐8工作，此时，系统卸载。接着打开截止阀7、25，关闭截止阀22，系统升压，高压水泵的压力水经管路2、三通3、截止阀7，再经三通9及高压料罐8的上口进入其上腔。在压力水作用下，胶囊39被向外推到壳体侧壁上，把高压料罐8下腔的浆料经浆料阀座44内通道，三通23、截止阀25，从喷咀12高速喷射出去，打在挡靶13上，实现浆料的超细粉碎均化。当高压料罐8的下腔内浆料挤出后，胶囊39的底部下压菌形阀50，将其关闭，防止胶囊损坏。在高压料罐8工作时，高压料罐19可同时重复上述高压料罐8的加料过程，从而形成两个料罐交替使用，实现连续工作。反之，高压料罐8上腔加料，下腔进加压介质也可。
实施例二的生产工艺过程与实施例一相同，只是高压料罐数量增加，容积增大，每次的工作时间和加料时间延长，减少开关阀的次数，提高了工效，同时也延长了使用寿命。
权利要求
1.一种用于非金属矿物超细粉碎或其它固-液、液-液两相物质超细均化的等浓度超细均化器，包括上、下两个高压料罐(8)、(9)，低压浆料管(4)经过三通(5)后，一路经单向阀(21)、管路和三通(23)与高压料罐(8)的下腔相连，三通(23)的另一通道与截止阀(25)、喷咀(12)相连，另一路经单向阀(20)、管路和三通(18)与高压料罐(19)的下腔相连，三通(18)的另一通道与截止阀(17)、喷咀(16)相连，高压进水管(2)经三通(3)后，一路经截止阀(7)、关路和三通(9)与高压料罐(8)的上腔相连，另一路经截止阀(22)、管路和三通(24)与高压料罐(19)的上腔相连，喷咀(12)、(16)前设置挡靶(13)、(15)，其特征在于所述的高压料罐(8)、(19)壳体内有一与胶囊座(33)一起压制而成的封闭胶囊(39)，将高压料罐(8)、(19)的内腔分成上、下两个可相对互变大小的上腔(38)和下腔(40)，胶囊座(33)通过锁紧螺母(32)固装在壳体上端板(36)上，在它们之间装有“O”型密封圈(48)，上端板(36)上装有放气螺钉(34)，胶囊座(33)通过螺纹与阀座(31)连接，中间用“O”型密封圈(47)密封，阀座(31)中装有菌形阀(46)及阀复位弹簧(45)，壳体的下端板(42)采用螺纹与壳体(37)连接，并用“O”型密封圈(41)密封，下端板(42)中间装有浆料阀座(44)，浆料阀座(44)用锁紧螺母(43)固装在下端板(42)上，中间装有“O”型密封圈(51)，浆料阀座(44)中间装有菌形阀(50)及复位弹簧(49)，从而形成以高压料罐下腔(40)为主、低压加料、高压出料、喷射粉碎均化通道和以高压料罐上腔(38)为主，高压进水，低压排水通道，两个通道彼此相互作用，相对封闭，从而实现等浓度超细均化。
2.根据权利要求1所述的等浓度超细均化器，其特征在于上、下两料罐(8)、(19)分别是一个罐，或由一组并联的料罐(8)、(27)、(28)和(19)、(29)、(30)组成。
3.一种用权利要求1和2所述的等浓度超细均化器进行超细均化的生产工艺，其特征在于当高压料罐(19)处在高压工作状态时，截止阀(7)、(26)关闭，(22)打开，此时关闭截止阀(25)，打开(10)，并开启低压浆料泵，低压浆料经管路(4)、三通(5)分别进入单向阀(21)、(20)，由于高压料罐(19)正处于高压工作状态，单向阀(20)被关闭，低压浆料只能打开单向阀(21)，经三通(23)、浆料阀座(44)内通口进入高压料罐(8)的下腔，随着低压浆料的不断进入，胶囊(39)在浆料压力和浮力双重作用下，被向上压缩，将高压料罐(8)上腔的水经阀座内通道，三通(9)、截止阀(10)和管道(11)送回水箱，当下腔浆料充满高压料罐时，胶囊(39)底部向上压贴在菌形水阀(46)上，使该阀关闭，低压送料系统压力升高，此时关闭浆料泵，然后关闭排水截止阀(10)，高压料罐(8)的下腔加料工作结束，当高压料罐(19)的工作结束后，高压系统切换到高压料罐(8)工作，此时，系统卸载。接着打开截止阀(7)、(25)，关闭截止阀(22)，系统升压，高压水泵的压力水经管路(2)、三通(3)、截止阀(7)，再经三通(9)及高压料罐(8)的上口进入其上腔。在压力水作用下，胶囊(39)被向外推到壳体侧壁上，把高压料罐(8)下腔的浆料经浆料阀座(44)内通道，三通(23)、截止阀(25)，从喷咀(12)高速喷射出去，打在挡靶(13)上，实现浆料的超细粉碎均化。当高压料罐(8)的下腔内浆料挤出后，胶囊(39)的底部下压菌形阀(50)，将其关闭，防止胶囊损坏，在高压料罐(8)工作时，高压料罐(19)可同时重复上述高压料罐(8)的加料过程，从而形成两个料罐交替使用，实现连续工作。
全文摘要
本发明公开了一种用于非金属矿物加工，医药、化工、食品加工及化妆品等方面的等浓度超细均化生产工艺及设备，通过固定在高压料罐上口，位于其内腔的胶囊，把高压料罐内腔分成大小可相对变化的两个密闭腔，形成压力传递介质与被超细均化浆料两个完全隔离的通道，与现有技术相比，杜绝了压力传递介质对浆料的污染，消除了压力传递介质对浆料的稀释，从而实现了等浓度重复粉碎。
文档编号B02C19/06GK1148520SQ9611703
公开日1997年4月30日 申请日期1996年7月23日 优先权日1996年7月23日
发明者刘林生 申请人:中国矿业大学