[发明专利]一种超高压射流对撞H型均质头及均质方法

说明书

一种超高压射流对撞H型均质头及均质方法，其特征是：所述的均质头包括两条高压进料通道（1），高压进料通道（1）的进口端与300~400MPa高压泵的输出端相连，两条高压进料通道（1）的末端通过对撞管（2）相连通，对撞管（2）的管径是高压进料通道（1）的管径的1/30~1/100，高压进料通道（1）中的介质为含＜10%微米级固体原料的固液混合体，其压力为300~400MPa；在对撞管（2）的中间连接有两条导流管（3），两条高压进料通道（1）的固液混合液在对撞管（2）中以800~1000m/s的速度对撞后，在超音速的冲击力作用下，其中的微米级颗粒物料由于相互对撞而破碎达到纳米级。本发明均质效果好，生产效率高，可获得纳米级均质效果。

技术领域

本发明涉及一种均质（破碎）技术，尤其是一种能实现纳米级均质的均质头技术，具体地说是一种超高压射流对撞H型均质头及均质方法。

背景技术

目前，均质技术被广泛应用在新能源、食品、化工、生物制药等行业中。其基本原理是以超高压射流束为驱动力将混合在液体中的物料输送到均质头，在通过均质头的过程中产生强烈的剪切、撞击和空爆作用，从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到破碎而超微细化。作为均质化设备关键的一是高压泵，二是均质头。目前市场上的均质机用超高压泵和均质头的运行压力多在100~300MPa，使用流量多在0.1~2L/min范围，系统功率多在10kW以下，主要用于试验室场合；部分功率较大的也用于食品加工行业，其运行压力在100MPa以下。而随着诸多材料纳米化加工的市场需求，现有的均质机压力、流量、功率等均难以满足市场使用要求，必须加以改进。

发明内容

本发明的目的是现有的均质机用均质头流量、压力、功率无法满足纳米化加工需要的问题，设计一种超高压射流对撞H型均质头，同时发明一个相应的均质方法。

本发明的技术方案之一是：

一种超高压射流对撞H型均质头，其特征是：它包括两条高压进料通道1，高压进料通道1的进口端与300~400MPa及以上的高压泵的输出端相连，两条高压进料通道1的出口端通过对撞管2相连通，对撞管2的管径是高压进料通道1管径的1/30~1/100，高压进料通道1中的介质为含＜10%微米级固体原料的固液混合体，其压力为300~400MPa；在对撞管2的中间连接有两条导流管3，两条高压进料通道1的固液混合液在对撞管2中以800~1000m/s的速度对撞，在超音速的冲击力作用下，其中的微米级颗粒物料由于相互对撞而破碎达到纳米级，然后再分别从另外两条相交（垂直或不垂直）的导流管3流向各自相连的卸压管4进入回收装置中作进一步处理或返回到高压发生器再进入高压进料通道1中作进一步的处理。

所述的导流管3位于对撞管2轴线中间位置处且垂直相连。

所述的高压进料通道1、卸压管4和对撞管2、导流管3呈H形空间布置。

本发明的技术方案之二是：

一种基于超高压射流对撞H型均质头的均质方法，其特征是：先将原材料加工材料为微米级颗粒，一般为10微米以下固液比为10%以内的固液混合液经高压泵加压到300~400MPa的超高压，然后在超高压作用下将固液混合液送入两条高压进料通道1，进入高压进料通道1后的固液混合液在超高压的作用下从高压进料通道1的末端的小孔进入对撞管2中，小孔与高压进料通道的变径比达30～100倍，固液混合液流在对撞管中加速而形成射流束，其射流速度由压力和通径控制可达800～1000m/s,而且是分别从相对的方向呈两束超音速射流束相对流动而形成对撞，在这个超音速的射流束对撞造成固液混合液中的微颗粒因对撞产生的冲击、剪切、空爆而破碎，这两束对撞后的射流束混合后又转向90°，再分开向导流管3向大通径的卸压管4中流出并逐步卸压而降低流速，从而完成超高压射流对撞（破碎）均质。

本发明的有益效果：