超高壓均質(zhì)納米的制造方法
【專利摘要】一種超高壓均質(zhì)納米機(jī)是一種以機(jī)械能產(chǎn)生的超高壓力，在底座架上，由電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)動(dòng)減速機(jī)聯(lián)動(dòng)曲軸，使連桿推動(dòng)三個(gè)以上的活塞柱，在均質(zhì)泵內(nèi)作高頻率(185次/分以上)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。均質(zhì)泵由中間泵體塊，下部進(jìn)料塊、上部均質(zhì)塊，在各塊的平面間用單向閥套，以管道相通連接組成。這種結(jié)構(gòu)分散了應(yīng)力的集中，增強(qiáng)了泵體的耐高壓力的能力。單向閥套中設(shè)有閥座、閥球、限程板?；钊谥虚g泵體塊的活塞缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使液料從下部進(jìn)料塊的進(jìn)料口，經(jīng)管道，由進(jìn)料單向閥套，送料單向閥套，輸入上部均質(zhì)塊的密封管道，其一頭設(shè)有壓力表，另一頭開一小口連接二個(gè)上下串聯(lián)的工作閥塊。其上方的工作閥塊中間設(shè)有出料口，工作閥塊內(nèi)設(shè)有工作閥座、工作閥柱、沖擊擋圈。工作閥塊的另一頭連接壓力調(diào)節(jié)器，工作時(shí)調(diào)節(jié)壓力所用。工作閥塊與工作閥座的接觸平面間裝有平衡密封墊圈，工作閥柱與壓力調(diào)節(jié)器頂桿之間，裝有保護(hù)墊圈。
【專利說明】超高壓均質(zhì)納米機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于一種研發(fā)生產(chǎn)型機(jī)械，具體是一種把固體的物質(zhì)顆粒分散于液體中進(jìn)行超高壓細(xì)化破碎至亞微米、納米的處理機(jī)械，同時(shí)也能用于細(xì)胞破壁的機(jī)械設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)等科研生產(chǎn)中，有許多的物料、產(chǎn)品需要進(jìn)行超細(xì)化粉碎，使其成為亞微米、納米的顆粒結(jié)構(gòu)。例如:打印機(jī)用的油墨，噴碼機(jī)用的噴墨，鈦白粉的超細(xì)納米產(chǎn)品，蛋白質(zhì)的超細(xì)分散。有些物質(zhì)則需要經(jīng)過細(xì)胞破壁后提取有益成分。如:雨生紅球藻須經(jīng)細(xì)胞破壁后提取抗氧化物一蝦青素。靈芝胞子破壁后更容易使人體吸收等。植物、藻類、菌類的細(xì)胞破壁，提取其有效成分。有些產(chǎn)品為了拓展其應(yīng)用領(lǐng)域，增加其性能，需要亞微米、納米化結(jié)構(gòu)。如微晶纖維素濕法破碎成0.2微米以下則具有與水的氫鍵形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，具有弱凝膠性而成為膠體微晶纖維素，應(yīng)用于食品行業(yè)，作為中性蛋白飲料的最佳選擇的穩(wěn)定劑和制藥行業(yè)中的液體藥物的乳化劑、懸濁劑。亞微米、納米的破碎機(jī)械應(yīng)用與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科技的進(jìn)步密切相關(guān)，與人們的日常生活也密切相關(guān)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的基礎(chǔ)理論是根據(jù)伯努利定律(理想液體作穩(wěn)定流動(dòng)時(shí)的能量守恒定律)在密封管道內(nèi)流動(dòng)的理想液體具有三種能量，壓力能，動(dòng)能和勢(shì)能，他們可以互相轉(zhuǎn)變，并且液體在管道的任一處，這三種能量的總和是一定的。本發(fā)明根據(jù)這一定律，采用在底座架上安裝電動(dòng)機(jī)并直接聯(lián)動(dòng)減速機(jī)，以齒輪恒定無損耗傳動(dòng)曲軸使連桿推動(dòng)活塞柱在均質(zhì)泵的中間泵體塊的活塞缸內(nèi)作穩(wěn)定的高頻率往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在下部進(jìn)料塊中吸入液料，向上部均質(zhì)塊的密封的管道內(nèi)不斷輸入穩(wěn)定流動(dòng)的液體，以獲得超高壓能量。本發(fā)明采用的均質(zhì)泵，是以中間泵體塊，下部進(jìn)料塊，上部均質(zhì)塊，并在各塊間用單向閥套，以管道相通連接的分體組合的方式來組成，這種結(jié)構(gòu)，分散了應(yīng)力的集中，保護(hù)泵體，增加了均質(zhì)泵對(duì)超高壓能的耐受性。
[0004]本發(fā)明的超高壓均質(zhì)納米機(jī)是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0005]超高壓均質(zhì)納米機(jī)設(shè)有底座架，外殼，其特征是所述的底座架上安裝電動(dòng)機(jī)并直接聯(lián)動(dòng)減速機(jī)，以齒輪傳動(dòng)的方式使曲軸箱中的曲軸帶動(dòng)連桿，活塞箱中的三個(gè)以上的連桿，活塞柱經(jīng)冷卻水箱以高頻率(180-325次/分)速度穩(wěn)定的在均質(zhì)泵的中間泵體塊的活塞缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述的均質(zhì)泵中間泵體塊用螺絲固定在冷卻水箱的正前面?zhèn)取?br> [0006]所述的均質(zhì)泵，其特征是以中間泵體塊，下部進(jìn)料塊，上部均質(zhì)塊各塊之間用單向閥套，以管道相通連接各分體組合而成。中間泵體塊設(shè)有活塞缸并上下相通。下部進(jìn)料塊，一頭設(shè)有進(jìn)料口與橫向的進(jìn)料管道相通，向上開有對(duì)應(yīng)的管口通過單向閥套，管道相通，用螺絲固定在中間泵體塊的下方。上部均質(zhì)塊設(shè)有橫向的密閉管道，聯(lián)通對(duì)應(yīng)向下的管口，通過單向閥套，管道相通，用螺絲固定在中間泵體塊的上方。上部均質(zhì)塊的一頭連接壓力表或壓力顯示器，另一頭開設(shè)一小口用螺絲連接上下串聯(lián)的二個(gè)工作閥塊。
[0007]所述的單向閥套是圓柱型管道，上下相通，內(nèi)裝有單向閥座，閥球(珠)，限程板，保證液料只輸入到上部均質(zhì)快的密閉的管道中，而不會(huì)回流到下部進(jìn)料塊中，限程板限制閥球的跳動(dòng)高度，保證單向閥套正確運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述的工作閥塊，其特征是閥塊內(nèi)裝有工作閥座，工作閥柱，沖擊擋圈。上方的工作閥塊設(shè)有一出料口。工作閥塊連接壓力調(diào)節(jié)器，調(diào)節(jié)工作閥座與工作閥柱間的縫隙來調(diào)節(jié)工作時(shí)所需要的壓力。工作閥塊和工作閥座的接觸面設(shè)有植物纖維制成的密封墊圈，工作閥柱與壓力調(diào)節(jié)器頂桿間設(shè)有保護(hù)性墊圈。
[0009]壓力調(diào)節(jié)器，有螺旋型人工手柄壓力調(diào)節(jié)器和油壓式壓力調(diào)節(jié)器。螺旋型人工手柄壓力調(diào)節(jié)器，其特征是，由外螺紋內(nèi)套固定連接塊，內(nèi)螺紋外套可動(dòng)操作手柄，壓力彈簧，調(diào)壓頂桿及防脫螺母組成。
[0010]本發(fā)明超高壓均質(zhì)納米機(jī)的均質(zhì)泵內(nèi)的管道直徑是根據(jù)其機(jī)型的工作流量(m3/h)計(jì)算而定。上部均質(zhì)塊一頭所開的一小口直徑與工作閥座的中心孔的直徑是根據(jù)其機(jī)型的超高壓力的要求，經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算而確定，以保證超高壓均質(zhì)納米機(jī)的工作壓力的穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
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[0011]圖1:超高壓均質(zhì)納米機(jī)的機(jī)構(gòu)示意圖
[0012]圖2:超高壓均質(zhì)納米機(jī)的均質(zhì)泵結(jié)構(gòu)示意圖
[0013]圖3:超高壓均質(zhì)納米機(jī)的工作閥塊結(jié)構(gòu)示意圖
[0014]圖4:超高壓均質(zhì)納米機(jī)的單向閥套結(jié)構(gòu)示意圖
[0015]圖5:超高壓均質(zhì)納米機(jī)的螺旋型人工手柄壓力調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)示意圖
[0016]圖6:超高壓均質(zhì)納米機(jī)的單向閥座、閥球(珠)、工作閥座、工作閥柱、沖擊擋圈的陶瓷元件構(gòu)件示意圖。
[0017]圖7:實(shí)施例，所加工的亞微米、納米微晶纖維素的電子顯微鏡效果圖。

【具體實(shí)施方式】
:
[0018]實(shí)施例
[0019]按所述的技術(shù)方案，制造一臺(tái)三柱式超高壓均質(zhì)納米機(jī):1、活塞柱的頻率200次/分；2、液料流量1200kg/h ;3、工作壓力150MPa ;4、最高壓力160MPa ;5、電動(dòng)機(jī)功率75kw/h。
[0020]實(shí)施例，結(jié)合附圖進(jìn)一步說明制造結(jié)構(gòu)。
[0021]超高壓均質(zhì)納米機(jī)設(shè)有底座架，外殼。底座架(12)安裝電動(dòng)機(jī)(I)，直接聯(lián)動(dòng)曲軸箱(3)中的曲軸，使得連桿箱⑷中的三根連桿推動(dòng)三根陶瓷活塞柱(6)，經(jīng)冷卻水箱(5)，在均質(zhì)泵(7)的缸體內(nèi)作穩(wěn)定的高頻率往復(fù)運(yùn)動(dòng)。均質(zhì)泵的一頭連接工作閥塊(8)和壓力調(diào)節(jié)器(9)，另一頭設(shè)有壓力表(10)，底座架上還裝有潤(rùn)滑系統(tǒng)的油箱和油泵(11)。如圖1結(jié)構(gòu)示意。
[0022]均質(zhì)泵:由中間泵體塊(I)設(shè)有活塞缸體(8)與上下管道相通，用螺絲固定在冷卻水箱的正前方側(cè)。下部進(jìn)料塊(2)設(shè)有進(jìn)料口(9)與橫向的進(jìn)料管道相連，并設(shè)有相對(duì)應(yīng)的向上管口，用螺絲經(jīng)單向閥套(4)固定在中間塊的下方。上部均質(zhì)塊(3)設(shè)有橫向的密閉管道，并設(shè)有相對(duì)應(yīng)的向下管口，一頭連接壓力表(7)，另一頭開一小口連接串聯(lián)的上下二個(gè)工作閥塊(5)，其中上方的工作閥塊設(shè)有出料口(10)，工作閥塊連接壓力調(diào)節(jié)器(6)，同樣用螺絲經(jīng)單向閥套(4)固定在中間泵體塊的上方，如圖2結(jié)構(gòu)示意。
[0023]工作閥塊:在工作閥塊(5)內(nèi)裝有陶瓷工作閥座⑴，陶瓷工作閥柱⑵，陶瓷沖擊擋圈(3)，工作閥座(I)與工作閥塊(5)的接觸面間裝有植物纖維制成的平衡密封墊(6)，在工作閥柱(2)與壓力調(diào)節(jié)器頂桿(4)之間設(shè)有保護(hù)墊圈(7)，以保護(hù)工作閥的正常工作，如圖3結(jié)構(gòu)示意。
[0024]單向閥套結(jié)構(gòu):單向閥套⑷是圓柱型的管道，內(nèi)安裝有陶瓷單向閥座(1)，陶瓷閥球(2)，限程板(3)，以保證液料只進(jìn)不出，輸入上部均質(zhì)塊的密閉管道，如圖4結(jié)構(gòu)示意。
[0025]螺旋型人工手柄壓力調(diào)節(jié)器:由內(nèi)螺紋外套操作手柄(I)，外螺紋內(nèi)套固定塊
(2)，壓力彈簧(3)，調(diào)節(jié)頂桿(4)，防脫落螺帽(5)組成，擰動(dòng)手柄利用頂桿進(jìn)退，變動(dòng)工作閥座和工作閥柱的縫隙，來調(diào)節(jié)超高壓均質(zhì)納米機(jī)的工作壓力，如圖5所示。
[0026]超高壓均質(zhì)納米機(jī)所用的陶瓷活塞柱(I)，陶瓷閥球(2)，陶瓷單向閥座(3)，陶瓷工作閥座(4)，陶瓷工作閥柱(5)，陶瓷沖擊擋圈(6)，結(jié)構(gòu)如圖6所示。
[0027]由上述方法制造的超高壓均質(zhì)納米機(jī)，用于生產(chǎn)亞微米、納米的微晶纖維素，原料是已解聚的纖維素，為能得到細(xì)度較為統(tǒng)一的產(chǎn)品，采用二遍加工處理。超高壓均質(zhì)納米機(jī)，工作時(shí)壓力150MPa，連續(xù)工作8小時(shí)，所得到的亞微米、納米微晶纖維素符合產(chǎn)品要求，與水氫鍵形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。電子顯微鏡檢測(cè)為該產(chǎn)品具有團(tuán)聚狀結(jié)構(gòu):其顆粒直徑約150納米至50納米，如圖7所示。
【權(quán)利要求】
1.一種超高壓均質(zhì)納米機(jī)，設(shè)有底座架(12)外殼，其特征在于:所述底座架上設(shè)有電動(dòng)機(jī)⑴直接聯(lián)動(dòng)減速機(jī)(2)，通過曲軸箱(3)中的曲軸，使連桿箱⑷的連桿，活塞柱(6)經(jīng)過冷卻水箱(5)在均質(zhì)泵(7)的缸體內(nèi)作平穩(wěn)的高頻率往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述均質(zhì)泵固定在冷卻水箱的正側(cè)面。均質(zhì)泵的一頭開一小口與工作閥塊(8)連接，另一頭連接壓力表(10)，工作閥塊一側(cè)連接壓力調(diào)節(jié)器(9)組成。底座架上還設(shè)有機(jī)械潤(rùn)滑系統(tǒng)的油箱和油泵(11)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓均質(zhì)納米機(jī)，其特征是:電動(dòng)機(jī)直接聯(lián)動(dòng)減速機(jī)以恒定轉(zhuǎn)速的齒輪傳動(dòng)曲軸，使三個(gè)以上的連桿，活塞柱在均質(zhì)泵的缸體內(nèi)作平穩(wěn)的高頻率往復(fù)運(yùn)動(dòng)，其頻率在185次/分至325次/分以至更高?；钊鶠槟湍サ奶沾稍?，表面做鏡面光滑處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓均質(zhì)納米機(jī)，其特征是:所述的均質(zhì)泵是由中間泵體塊，下部進(jìn)料塊，上部均質(zhì)快，各塊之間由單向閥套，以分體式管道聯(lián)通結(jié)合而組成。所述中間泵體塊設(shè)有活塞柱運(yùn)動(dòng)的缸體，上下聯(lián)通管道，連接單向閥套，并用螺絲固定在冷卻水箱正側(cè)面。所述的下部進(jìn)料塊一頭設(shè)有進(jìn)料口接橫向進(jìn)料管道聯(lián)通向上一面的管道口連接單向閥套，并用螺絲固定在中間泵體塊的下方。所述上部均質(zhì)塊設(shè)有橫向的密封管道，聯(lián)通向下方的管道口連接單向閥套，并用螺絲固定在中間泵體塊的上方，其一頭連接壓力表或壓力顯視器，另一頭開設(shè)一小口連接工作閥塊。所述的單向閥套是圓柱形管道(或其他型式的管道)內(nèi)裝有單向閥座，閥球(珠)限程板組成。單向閥座，閥球?yàn)樘沾稍?，表面做精磨鏡面處理，單向閥座與閥球?yàn)橥那蚧∶婷芊?，限程板為不銹鋼材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓均質(zhì)納米機(jī)，其特征是所述的工作閥塊內(nèi)設(shè)有工作閥座，工作閥柱，沖擊擋圈，工作閥座與工作閥塊的接觸平面裝有平衡密封墊圈。其墊圈是用植物纖維制成，工作閥柱與壓力調(diào)節(jié)器頂桿間裝有保護(hù)墊圈，厚度為2-3mm。 工作閥座，工作閥柱(圓柱型)，沖擊擋圈為耐磨的陶瓷元件，表面做精磨鏡面處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓均質(zhì)納米機(jī)，其特征是所述的壓力調(diào)節(jié)器為螺旋型人工手柄壓力調(diào)節(jié)器，由內(nèi)螺紋外套操作手柄，外螺紋內(nèi)套固定連接塊，壓力彈簧，調(diào)節(jié)頂桿和防脫螺母組成，或用油壓式壓力調(diào)節(jié)器。壓力調(diào)節(jié)器是通過調(diào)節(jié)工作閥座和工作閥柱間的縫隙來調(diào)動(dòng)工作壓力。所述的超高壓均質(zhì)納米機(jī)的工作壓力在110-200MPa以上或更高，工作時(shí)間為連續(xù)工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述，采用本發(fā)明用于所述超高壓均質(zhì)納米機(jī)以外的其他細(xì)化破碎(粉碎)和細(xì)胞破壁的機(jī)械。
【文檔編號(hào)】B01F13/06GK104437201SQ201410695937
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月26日
【發(fā)明者】王天黎, 王 琦 申請(qǐng)人:王天黎