高压均质机工作原理及特点.doc

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1、高压均质机工作原理及特点高压均质机以高压往复泵为动力传递及物料输送机构，将物料输送至工作阀(一级均质阀及二级乳化阀)部分。要处理物料在通过工作阀的过程中，在高压下产生强烈的剪切、撞击和空穴作用，从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微细化。     工作阀原理示意图及颗粒细化原理简介： 图1:物料被输送至工作阀进口(尚未通过工作阀) 图2:物料源源不断地通过一级均质阀和二级乳化阀    如图1所示，物料在尚未通过工作阀时，一级均质阀和二级乳化阀的阀芯和阀座在力F1和F2的作用下均紧密地贴合在一起。物料在通过工作阀时(如

2、图2)，阀芯和阀座都被物料强制地挤开一 条狭缝，同时分别产生压力P1和P2以平衡力F1和F2。物料在通过一级均质阀(序号1、2、3)时，压力从P1突降至P2，也就随着这压力能的突然释放，在阀芯、阀座和冲击环这三者组成的狭小区域内产生类似爆炸效应的强烈的空穴作用，同时伴随着物料通过阀芯和阀座间的狭缝产生的剪切作用以及与冲击环撞击产生的高速撞击作用，如此强烈地综合作用，从而使颗粒得到超微细化。一般来说，P2的压力(即乳化压力)调得很低，二级乳化阀的作用主要是使已经细化的颗粒分布得更加均匀一些。据美国Gaulin公司的资料介绍，绝

3、大部分情况下，单单使用一级均质阀即可获得理想的效果。    主要优缺点：     相对于离心式分散乳化设备(如胶体磨、高剪切混合乳化机等)），高压均质机的特点是1)）细化作用更为强烈。这是因为工作阀的阀芯和阀座之间在初始位是紧密贴合的，只是在工作时被料液强制挤出了一条狭缝；而离心式乳化设备的转定子之间为满足高速旋转并且不产生过多的热量，必然有较大的间隙(相对均质阀而言)；同时，由于均质机的传动机构是容积式往复泵，所以从理论上说，均质压力可以无限地提高，而压力越高，细化效果就越好。2)均质机的细化作用主要是利用了物料间的相互作

4、用，所以物料的发热量较小，因而能保持物料的性能基本不变。3)均质机能定量输送物料，因为它依靠往复泵送料。4)均质机耗能较大5)均质机的易损使较多，维护工作量较大，特别在压力很高的情况下6)均质机不适合于粘度很高的情况高压均质机由电机、柱塞泵、乳化阀、冲击环、料罐等组成。固液二相原料经柱塞泵吸入加至高压，从乳化阀以高速雾状喷至冲击环，完成乳化均质过程。传统的理论有剪切论、气爆论、乳化论及碰撞论。剪切论：流体在管道内流动，中心流速最快，管壁附近流速最慢，存在速度差形成流体剪切。气爆论：原料中混入的气体经高压柱塞泵加至高压，体积被

5、大大压缩，当从乳化阀喷出时，压力急剧释放，气体体积急剧膨胀产生气爆，可将固体份粉碎，促进固液二相混合。乳化论：高压流体经乳化阀流道冲击混合。碰撞论：高压流体从乳化阀以雾状高速喷射至冲击环，固体份被粉碎，促进固液二相混合。四大理论各有侧重，互为补充。只要能使固体份细化，提高其比表面积及表面能，就可达到理想的均质效果。设计中要注意的几点问题：1.压力、流量与电机功率的关系。2.柱塞泵的耐磨性及密封。3.乳化阀、冲击环的耐磨性。4.结构模块化设计。产 品 分 类 及 选 用      高压均质机的分类：     按结构型式分为立式

6、整体型均质机和卧式组合型均质机。前者一般适用于中小型设备(功率在45kw以下)；后者适用于大型设备(功率在45kw以上)。目前国内大多数厂家生产的都是立式整体型均质机。这种型式结构紧凑，外形美观占地面积小。但对大型设备而言，稳定性就成了主要的问题。所谓卧式组合型均质机指的是电机、减速箱、曲轴箱、润滑站等相对独立成块，并分布在同一水平面上，通过皮带(轮)、联轴器、油管等连成一体。整机重心低、运转平稳、检修方便。1995年5月为给世界上最著名的化工企业之一德国BASF公司配套高质量的大吨位均质机，我们研制了国内第一台大型卧式均质

7、机。在此基础上通过几年的实践，该产品形成十几个规格的系列，最大功率达150kw(对应流量20t/h，压力22Mpa)。经上海科技情况所计算机联机检索证明为国内首创，技术水准接近国际先进水平。    按柱塞每分钟的往复次数分为普通型均质机和低速型均质机。美国Gaulin公司将柱塞每分钟往复次数在150次以下划为低速型，在150次以上的称为普通型。均质机曲轴的 转速(即同比决定柱塞的往复频率)是决定整机性能的最关键的因素之一。在材质、加工精度、结构等相同的情况下，在一定范围内转速越低，则各磨擦副(如轴与瓦、柱塞与密封等)在单位时

8、间内的磨损度、泵体内各受力零件(如阀芯、阀座等)在同等时间内的损坏程度均大幅度降低，且设备运转的稳定性也大大提高。所以该系列特别适合于长时间使用的场合。我厂在1995年率先开发的LS系列低速高速能均质机以优异的性能迅速在全国得到推广，截至1999年已有国内外400多家用户选用。     按