[发明专利]流体撞击腔

说明书

技术领域

本发明涉及流体撞击腔。

背景技术

在生物、食品、化妆品、医药等领域，有时需要通过物理机械法得到非常细小的物料颗粒，物理机械法主要有固相法、液相法、气相法和超声波等方式。固相法主要是通过固态研磨作用得到非常细小的物料颗粒，气相法主要是通过高速气流撞击作用，超声波主要通过调频振动作用得到非常细小的物料颗粒，而液相法是将物料配成悬浊液，利用高压阀式均质机和微射流均质机进行液相撞击得到非常细小的物料颗粒。但上述方法通常得到物料颗粒还不够细小，或者对于质地非常坚固的物料破碎效果不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种流体撞击腔，用于得到非常细小的物料颗粒。

本发明的技术方案为：

流体撞击腔，包括管体和管体内的孔道；其中：管体内的孔道是由依次前后连接的进料管、谐振管、缓冲管、分流管、撞击管、射流管、变流管和出料管组成；进料管和出料管分别与外界相通；谐振管直径大于进料管和缓冲管的直径；缓冲管与撞击管之间设置有堵块，堵块上下对称开有细小的槽管形成分流管；射流管的直径小于变流管和出料管的直径。

流体撞击腔，其中：谐振管为单一的一元结构。

流体撞击腔，其中：谐振管为平行串联的二元结构。

流体撞击腔，其中：变流管由突变管、缩流管组成；射流管与突变管连接，突变管与缩流管连接，缩流管与出料管连接；突变管的直径大于射流管和缩流管的直径；缩流管的直径小于出料管的直径。

流体撞击腔，其中：变流管由扩流管组成；扩流管的直径大于射流管的直径；扩流管的直径小于出料管的直径。

工作原理：

先将初步破碎的物料悬浮于液体溶液中，依靠现有高压设备产生高速液流。高速液流经过谐振管产生谐振，液流喷射速度进一步提高，两股高速液流在缓冲管内稍做缓冲，又急速的被压迫进入直径细小的分流管中形成两股高速液流并在撞击管中剧烈碰撞。工作过程中产生高速剪切作用、气穴作用、振动振荡作用、涡旋作用、膨化作用、瞬时温升和瞬时压降等一系列作用，从而将悬浮液中的物料颗粒进一步破碎。

悬浊液在高压泵作用下进入流体撞击腔的进料管，在流体撞击腔中有圆柱形空腔作为谐振管(helmholtz)，这有利于产生自振脉冲射流，流体的扰动频度与腔室固有频率相匹配对，激励流体共振，产生大幅值、高频率的波动压力。流体被分成两股高速液流后，由于其强大的纵向速度差造成巨大的剪切作用。当两股相同的高速流体正面相撞，流体猛然失去原来流动方向上的速度，产生巨大的撞击能量。流体中的固体颗粒之间强烈相撞。同时，由于流场相撞产生巨大的压力降，在撞击区会形成强烈的涡旋作用。流体出现强烈横向方向的撞击和摩擦，流体中的颗粒经垂直撞击后又经历横向撞击和摩擦。随着均质机柱塞泵输出功率增加，流体获得越大的动量进行撞击。除垂直方向和横向方向的作用外，其它各个方向的涡旋作用都有程度不同的撞击与摩擦。流体相撞后产生巨大的压力降，当压力低于液体的蒸气压时出现气穴现象。当随着气穴作用的时间和强度的增大，气蚀产生的威力也是不容置疑的，那它巨大能量则更多转嫁在周围流场中，从而对流场产生比高压阀式均质机阀芯中流场更大的破坏作用。

本发明的优点在于：采用进料管、谐振管、缓冲管、分流管、撞击管、射流管、变流管和出料管的结构，特别是谐振管、细小的双股分流管等结构，让高速液流剧烈碰撞。工作过程中产生高速剪切作用、气穴作用、振动振荡作用、涡旋作用、膨化作用、瞬时温升和瞬时压降等一系列作用，从而将悬浮液中的物料颗粒进一步破碎得到细小颗粒。

附图说明

图1为本发明二元主腔结构示意图；

图2为本发明一元主腔结构示意图；

图3为本发明二元副腔结构示意图；

图4为本发明一元副腔结构示意图；

图5：未经处理的黑灵芝孢子粉形貌；

图6：经一元副腔单独处理1次的黑灵芝孢子粉形貌；

图7：经二元主腔处理2次的黑灵芝孢子粉形貌；

图8：经一元副腔在前、二元主腔在后处理2次的黑灵芝孢子粉形貌；

图9：经常规的阀式高压均质机处理3次的黑灵芝孢子粉形貌。

附图标记：进料管1、谐振管2、缓冲管3、分流管4、撞击管5、射流管6、突变管7、缩流管8、出料管9、扩流管10。

具体实施方式

实施例1