等濃度超細均化工藝及設備的製作方法

2023-11-02 08:52:42

專利名稱：等濃度超細均化工藝及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及超細粉碎、均化技術領域的一種等濃度超細粉碎均化工藝及設備，主要用於非金屬礦物加工、醫藥、化工、食品加工及化妝品等方面的超細粉碎、均化。
高壓均漿器的用途(應用領域)非常廣泛，其一是代替低檔次的球磨機的工作，用於固-液兩相或液-液兩相的分散和均化，主要用於食品加工醫藥、化工等行業，其二是用於非金屬礦物的剝片和超細粉碎，加工高附加值的非金屬礦物超細產品，主要用於造紙、橡膠、塑料、油漆、化妝品及航天工業等高檔次產品的填料或塗料。
目前已有的超細均化器產品和技術，包括德國AKW公司生產的高壓均化器、丹麥APVRASNNIEA/S企業生產的高壓均化器和中國礦業大學實用新型專利「超細均化器」和發明專利「超細均化器及其生產工藝」(專利號92218302.3、92107639.8)。德國AKW公司生產的高壓均化器，採用往復式活塞泵直接給礦漿提供壓力，從而給高壓均化器的活塞泵活塞和缸內壁的耐磨、耐壓及密封提出了很高的性能及材質要求，因此其產品不僅造價昂貴、而且存在壽命短、處理能量小及效率低等缺陷。另丹麥APVRANNIEA/S企業生產的高壓均化器，主要由高壓活塞泵直接抽吸漿料加壓，通過均化閥噴出突然減壓來實現超細均化，由於漿料要通過柱塞泵，因此柱塞泵在高壓下的磨損問題依然難以解決，仍存在產品成本高，使用壽命短等問題。實用新型專利「超細均化器」和發明專利「超細均化器及其生產工藝」是藉助高壓水作動力，採用高壓泵將清水注入一裝滿欲粉碎漿料的高壓罐，使被處理的非金屬礦物或其它固體、液體物質與高壓水在耐高壓容器內處於高壓狀態，然後使漿料從一噴咀噴射到擋靶上，實現漿料粉碎均化的目的，由於該項專利技術的高壓泵只給清水加壓，從而解決了漿料對泵的磨損問題，但由於傳遞壓力的介質水直接與漿料接觸，造成了水對漿料的稀釋和汙染。在高壓噴射超細粉碎均化工作中，漿料濃度是一個非常重要的參數，該參數直接影響粉碎的效率和質量，由於高壓清水對漿料的稀釋，不但降低了粉碎效率，增加了能耗，更不適合於重複粉碎，與此同時，由於水的汙染，還限制了該技術在食品加工、醫藥、化工等行業的應用。
本發明的目的是既解決現有高壓均化器存在結構複雜、設備材質與性能要求高、加工精度高，價格昂貴以及粉碎，均化效率低的缺陷，又解決專利技術中高壓水稀釋和汙染漿料的難題，為此提供一種被加工漿料不經過高壓泵即被加壓，又能防止加壓介質水對漿料稀釋和汙染，從而實現等濃度重複粉碎均化的裝置。
本發明的解決方案是藉助高壓水作動力，使被處理的漿料在高壓料罐內處於高壓狀態，高壓狀態的漿料通過噴咀高壓噴出，射在擋靶上，從而達到對處理漿料超細粉碎、均化的目的。高壓料罐殼體內有一與膠囊座一起壓制而成的封閉膠囊，將高壓料罐的內腔分成上、下兩個可相對互變大小的密封腔室，膠囊座通過鎖緊螺母固裝在殼體的上端板上，在它們之間裝有「O」型密封圈，上端板上裝有放氣螺釘，膠囊座通過螺紋與閥座連接，中間用「O」型密封圈密封，閥座中裝有菌形閥及閥復位彈簧，殼體的下端板採用螺紋與殼體連接，並用「O」型密封圈密封，下端板中間裝有漿料閥座，漿料閥座用鎖緊螺母固裝在下端板上，中間裝有「O」型密封圈，漿料閥座中間裝有菌形閥及復位彈簧，從而形成以高壓料罐下腔為主，低壓加料、高壓出料，噴射粉碎均化通道和以高壓料罐上腔為主，高壓進水，低壓排水通道，兩個通道彼此相互作用，相對封閉，實現等濃度超細均化。
本發明由於實現了壓力傳遞介質與被超細粉碎、均化處理漿料的完全隔離，與現有技術相比，具有其顯著的特點和應用效果①杜絕了壓力傳遞介質對被處理漿料的汙染，由此拓寬了該技術的使用領域，可廣泛應用於食品加工、醫藥、化工及化妝品等領域。②消除了壓力傳遞介質對被處理漿料的稀釋，由此超細均化器可以穩定在最佳濃度參數上運行，並且能在最佳點上實現多次重複粉碎，試驗證明，等濃度的重複粉碎、均化與現有專利技術相比，效率提高50％以上，能耗下降50％以上。③由於等濃度粉碎，使粉碎後的漿料定濃度不變，為下道分選、乾燥等工序提供定量參數，可間接提高產品質量和降低成本。④由於高壓系統為閉式系統，壓力傳遞介質可以循環使用，因此現有技術使用的清水壓力傳遞介質可以改用乳化液，將使高壓泵及高壓控制引流的元部件壽命顯著提高，從而降低生產成本。


圖1是本發明實施例一的工藝流程圖。
圖2是本發明實施例二的工藝流程圖。
圖3是本發明的高壓料罐結構示意圖。
下面結合附圖對本發明進行詳細說明如圖1所示，來自低壓漿料泵的被處理漿料進入管路4，經三通5分流後分別穿過單向閥20、21，三通18、23與高壓料罐19、8的下腔相連通，三通23、18的另一通道經截止閥25、17分別與噴咀12、16連接，兩噴咀12、16前分別固定有擋靶13、15，從而形成了高壓料罐下腔的低壓加料、高壓出料、噴射粉碎系統通道。來自高壓泵的高壓水經管路2、三通3，分別經高壓管路6、1及截止閥7、22、三通9、24，進入兩高壓料罐8、19的上腔，三通9、24的另一通路、經過高壓管道、分別經截止閥10、26及低壓管路11、14與高壓泵水箱相連，從而形成了高壓料罐上腔的高壓進水，低壓排水引流通道。
如圖2所示，本發明實施例2是在實施例一的基礎上，由兩組多個高壓料罐8、27、28和19、29、30，按上、下腔分別並聯組成的多罐供料裝置，從而可減少加料頻率、提高效率、延長截止閥等的使用壽命。
如圖3所示，本發明所用的高壓料罐的殼體37用無縫鋼管制作，上端板36與殼體37焊接，殼體內裝有一與膠囊座33一起壓制而成的封閉膠囊39，將高壓料罐分成上腔38和下腔40，膠囊座33用鎖緊螺母32固裝在上端板36上，在它們之間裝有「O」型密封圈48，上端板36上還裝有一放氣螺釘34，用來在初裝漿料時排除下腔40的空氣，放氣螺釘34的密封由「O」型密封圈35完成。膠囊座33通過螺紋與閥座31連接，中間用「O」型密封圈47密封，閥座31中裝有菌形水閥46以及閥復位彈簧45，殼體的下端板42採用螺紋與殼體37連接，用「O」型密封圈41密封，下端板42中間裝有漿料閥座44，漿料閥座44用鎖緊螺母43固裝在下端板42上，中間裝有「O」型密封圈51，漿料閥座44中間裝有菌形閥50及復位彈簧49。
本發明的生產工藝過程是當高壓料罐19處在高壓工作狀態時，截止閥7、26關閉，22打開，此時關閉截止閥25，打開10，並開啟低壓漿料泵，低壓漿料經管路4、三通5分別進入單向閥21、20，由於高壓料罐19正處於高壓工作狀態，單向閥20被關閉，低壓漿料只能打開單向閥21，經三通23、漿料閥座44內通口進入高壓料罐8的下腔，隨著低壓漿料的不斷進入，膠囊39在漿料壓力和浮力雙重作用下，被向上壓縮，將高壓料罐8上腔的水經閥座內通道，三通9、截止閥10和管道11送回水箱，當下腔漿料充滿高壓料罐時，膠囊39，底部向上壓貼在菌形水閥46上，使該閥關閉，低壓送料系統壓力升高，此時關閉漿料泵，然後關閉排水截止閥10，高壓料罐8的下腔加料工作結束。當高壓料罐19的工作結束後，高壓系統切換到高壓料罐8工作，此時，系統卸載。接著打開截止閥7、25，關閉截止閥22，系統升壓，高壓水泵的壓力水經管路2、三通3、截止閥7，再經三通9及高壓料罐8的上口進入其上腔。在壓力水作用下，膠囊39被向外推到殼體側壁上，把高壓料罐8下腔的漿料經漿料閥座44內通道，三通23、截止閥25，從噴咀12高速噴射出去，打在擋靶13上，實現漿料的超細粉碎均化。當高壓料罐8的下腔內漿料擠出後，膠囊39的底部下壓菌形閥50，將其關閉，防止膠囊損壞。在高壓料罐8工作時，高壓料罐19可同時重複上述高壓料罐8的加料過程，從而形成兩個料罐交替使用，實現連續工作。反之，高壓料罐8上腔加料，下腔進加壓介質也可。
實施例二的生產工藝過程與實施例一相同，只是高壓料罐數量增加，容積增大，每次的工作時間和加料時間延長，減少開關閥的次數，提高了工效，同時也延長了使用壽命。
權利要求
1.一種用於非金屬礦物超細粉碎或其它固-液、液-液兩相物質超細均化的等濃度超細均化器，包括上、下兩個高壓料罐(8)、(9)，低壓漿料管(4)經過三通(5)後，一路經單向閥(21)、管路和三通(23)與高壓料罐(8)的下腔相連，三通(23)的另一通道與截止閥(25)、噴咀(12)相連，另一路經單向閥(20)、管路和三通(18)與高壓料罐(19)的下腔相連，三通(18)的另一通道與截止閥(17)、噴咀(16)相連，高壓進水管(2)經三通(3)後，一路經截止閥(7)、關路和三通(9)與高壓料罐(8)的上腔相連，另一路經截止閥(22)、管路和三通(24)與高壓料罐(19)的上腔相連，噴咀(12)、(16)前設置擋靶(13)、(15)，其特徵在於所述的高壓料罐(8)、(19)殼體內有一與膠囊座(33)一起壓制而成的封閉膠囊(39)，將高壓料罐(8)、(19)的內腔分成上、下兩個可相對互變大小的上腔(38)和下腔(40)，膠囊座(33)通過鎖緊螺母(32)固裝在殼體上端板(36)上，在它們之間裝有「O」型密封圈(48)，上端板(36)上裝有放氣螺釘(34)，膠囊座(33)通過螺紋與閥座(31)連接，中間用「O」型密封圈(47)密封，閥座(31)中裝有菌形閥(46)及閥復位彈簧(45)，殼體的下端板(42)採用螺紋與殼體(37)連接，並用「O」型密封圈(41)密封，下端板(42)中間裝有漿料閥座(44)，漿料閥座(44)用鎖緊螺母(43)固裝在下端板(42)上，中間裝有「O」型密封圈(51)，漿料閥座(44)中間裝有菌形閥(50)及復位彈簧(49)，從而形成以高壓料罐下腔(40)為主、低壓加料、高壓出料、噴射粉碎均化通道和以高壓料罐上腔(38)為主，高壓進水，低壓排水通道，兩個通道彼此相互作用，相對封閉，從而實現等濃度超細均化。
2.根據權利要求1所述的等濃度超細均化器，其特徵在於上、下兩料罐(8)、(19)分別是一個罐，或由一組並聯的料罐(8)、(27)、(28)和(19)、(29)、(30)組成。
3.一種用權利要求1和2所述的等濃度超細均化器進行超細均化的生產工藝，其特徵在於當高壓料罐(19)處在高壓工作狀態時，截止閥(7)、(26)關閉，(22)打開，此時關閉截止閥(25)，打開(10)，並開啟低壓漿料泵，低壓漿料經管路(4)、三通(5)分別進入單向閥(21)、(20)，由於高壓料罐(19)正處於高壓工作狀態，單向閥(20)被關閉，低壓漿料只能打開單向閥(21)，經三通(23)、漿料閥座(44)內通口進入高壓料罐(8)的下腔，隨著低壓漿料的不斷進入，膠囊(39)在漿料壓力和浮力雙重作用下，被向上壓縮，將高壓料罐(8)上腔的水經閥座內通道，三通(9)、截止閥(10)和管道(11)送回水箱，當下腔漿料充滿高壓料罐時，膠囊(39)底部向上壓貼在菌形水閥(46)上，使該閥關閉，低壓送料系統壓力升高，此時關閉漿料泵，然後關閉排水截止閥(10)，高壓料罐(8)的下腔加料工作結束，當高壓料罐(19)的工作結束後，高壓系統切換到高壓料罐(8)工作，此時，系統卸載。接著打開截止閥(7)、(25)，關閉截止閥(22)，系統升壓，高壓水泵的壓力水經管路(2)、三通(3)、截止閥(7)，再經三通(9)及高壓料罐(8)的上口進入其上腔。在壓力水作用下，膠囊(39)被向外推到殼體側壁上，把高壓料罐(8)下腔的漿料經漿料閥座(44)內通道，三通(23)、截止閥(25)，從噴咀(12)高速噴射出去，打在擋靶(13)上，實現漿料的超細粉碎均化。當高壓料罐(8)的下腔內漿料擠出後，膠囊(39)的底部下壓菌形閥(50)，將其關閉，防止膠囊損壞，在高壓料罐(8)工作時，高壓料罐(19)可同時重複上述高壓料罐(8)的加料過程，從而形成兩個料罐交替使用，實現連續工作。
全文摘要
本發明公開了一種用於非金屬礦物加工，醫藥、化工、食品加工及化妝品等方面的等濃度超細均化生產工藝及設備，通過固定在高壓料罐上口，位於其內腔的膠囊，把高壓料罐內腔分成大小可相對變化的兩個密閉腔，形成壓力傳遞介質與被超細均化漿料兩個完全隔離的通道，與現有技術相比，杜絕了壓力傳遞介質對漿料的汙染，消除了壓力傳遞介質對漿料的稀釋，從而實現了等濃度重複粉碎。
文檔編號B02C19/06GK1148520SQ9611703
公開日1997年4月30日 申請日期1996年7月23日 優先權日1996年7月23日
發明者劉林生 申請人:中國礦業大學