[发明专利]一种丝网填料剪切乳化机

说明书

本发明公开了一种丝网填料剪切乳化机，包括：混合腔室，包括相通的湍动混合区和剪切破碎区、供单组分流体通向湍动混合区的进料管路和供混合流体从剪切破碎区排出的出料管路；搅拌元件，在动力机构驱动下，在湍动混合区内使流体混合并为流体提供轴流动力；剪切破碎元件，包括在动力机构作用下旋转、以对剪切破碎区内的流体进行一次剪切乳化的丝网填料床，以及设置在剪切破碎区外侧的、对流体进行二次剪切乳化的动静态剪切环。这种丝网填料剪切乳化机综合利用混合机理及分散机理，通过合理的机械结构设计，实现了混合及分散的一体化集成，降低了设备数量，提高了生产效率，可以完成相变乳液的高效混合及分散，实现相变乳液的规模化制备。

技术领域

本发明涉及乳液加工设备技术领域，具体涉及一种丝网填料剪切乳化机。

背景技术

乳液是一种由两种或两种以上互不相溶的液体经混合、乳化后形成的分散体系。乳液体系在化工生产中有着重要的地位，日化产品生产、药物载体设计、相变乳液制备等都与乳液体系的尺寸和稳定性相关。

相变乳液是一种高效的冷却介质，其原理是将特定温度范围内高相变潜热的物质破碎为相变微粒分布在连续介质中形成稳定的分散系。由于相变微粒具有较高的相变潜热，因此相变乳液的热携带能力相对于单相液体大幅提升。

相变乳液的工业化生产需要高效的混合及剪切分散设备。液滴及微粒的破碎机理包括剪切破碎、拉伸破碎、湍动破碎、真空破碎、撞击破碎等，合理设计设备结构可以综合利用多种破碎机理，实现高效混合、分散。现有相变乳液的分散主要通过传统的剪切乳化机进行处理，主要利用剪切头转子与定子间狭窄缝隙内的高剪切力破碎液滴。这种设备虽然剪切作用强，但处理效率较低，制备小粒径分布的样品需要剪切处理的时间较长，难以满足相变乳液大规模连续化制备过程中高效混合、分散制备以及相变乳液在冷却系统应用中在线循环分散的要求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中剪切乳化设备在制备小粒径分布的样品时、剪切处理的耗时较长，难以满足相变乳液大规模连续化制备要求的技术问题，从而提供一种丝网填料剪切乳化机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种丝网填料剪切乳化机，包括：

混合腔室，包括相通的湍动混合区和剪切破碎区、至少两个供流体通向所述湍动混合区的进料管路和至少一个供混合流体从所述剪切破碎区排出的出料管路；

搅拌元件，在动力机构驱动下，在所述湍动混合区内形成湍动区域以使流体混合并为流体提供轴流动力；

剪切破碎元件，包括在所述动力机构作用下旋转、以对所述剪切破碎区内混合后的流体进行一次剪切乳化的丝网填料床，以及设置在所述剪切破碎区外侧的、对流体进行二次剪切乳化的动静态剪切环。

进一步地，所述丝网填料床由孔隙率90％－95％的细丝网构建而成。

进一步地，所述细丝网的直径为0.1－0.5mm。

进一步地，所述动静态剪切环包括：

静态环，包括若干周向间隔的静环剪切部件，相邻两所述静环剪切部件之间具有静环间隙；

动态环，绕其轴线方向活动设置在所述静态环的内周，包括若干周向间隔的动环剪切部件，相邻两所述动环剪切部件之间具有动环间隙；所述动态环与所述静态环之间具有环间缝隙。

进一步地，所述环间缝隙的大小为0.3－1.0mm。

进一步地，所述丝网填料床和所述搅拌单元均连接在所述动力机构的输出轴上。

进一步地，所述搅拌单元在所述动力机构作用下的旋转方向与所述湍动混合区内混合流体的旋流方向相反。

进一步地，所述搅拌元件为轴流叶轮，所述轴流叶轮的叶轮上设有孔洞。