高压均化器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于带有颗粒的可流动物质的高压均化器(1)，高压均化器(1)具有高压室(2)和在其流动下游的均化单元(3)，以及与均化单元(3)相关联的柱塞泵(4)，均化单元(3)使待均化的流体在流体的涡流下膨胀，待均化的流体先前在高压室(2)中达到大于500巴的压力，柱塞泵(4)的柱塞(5)对高压室(2)加压，其中，高压均化器(1)具有围绕柱塞轴(6)的、用于冷却柱塞(5)的低压室(7)，该低压室(7)的工作压力P

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高压均化器


[0001]本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于带有颗粒的可流动物质的高压均化器。

技术介绍

[0002]在均化时，悬浮物的颗粒尽可能均匀分布，即均质分布。为此，均化器中待均化的流体在压力下通过均化单元泵送。在均化单元中，湍流与目标剪切力以及空化(Kavitation)一起产生，以分离待均化的流体中团聚的颗粒。
[0003]为了将流体泵入均化单元，通常使用所谓的柱塞泵(Plungerpumpen)。柱塞泵是容积式泵，其中活塞杆(即所谓的柱塞)本身代表活塞。活塞未到达气缸壁。因此，活塞的外表面和气缸壁之间不需要密封。而对于柱塞泵，(通常情况下在工作空间的入口处)需要工作空间和柱塞之间的密封。
[0004]当前技术
[0005]为了保护柱塞泵在操作中不过热，要为柱塞提供冷却是已知的。对此研究已经表明，待均质化的流体可用于冷却柱塞。
[0006]为此，柱塞可被引导通过冷却室。由于柱塞主要在操作期间位于工作空间内的区域中被加热，因此冷却室应与泵的工作空间相邻。由此确保了靠近发热区的柱塞的冷却。建议将待均化的流体用作冷却剂。在此，流体在进入柱塞泵的工作空间之前被泵送通过冷却室。在此，流体围绕柱塞流动，从而冷却柱塞。从冷却室出发，流体最终被传送到工作空间。
[0007]由于要在工作空间中产生高压，因此工作空间相对环境(还有冷却室)的充分密封是必要的。为此通常使用与柱塞接触的密封件。由于柱塞的移动，密封件在此会磨损，尤其在泵送含有固体颗粒的流体时。此外，这种密封件的组装通常很复杂，因为它们通常必须在预载荷下安装，以使密封件和围绕密封件的壳体的相对运动最小化。

技术实现思路

[0008]本专利技术所基于的问题
[0009]鉴于此，本专利技术的目的是提供一种高压均化器，利用该高压均化器可以减少位于工作空间和冷却室之间的密封件的磨损。
[0010]根据本专利技术的解决方案
[0011]根据本专利技术，该问题通过针对高压均化器的独立权利要求的特征得以解决。
[0012]因此，可以利用高压均化器来解决这个问题，该高压均化器用于带有固体颗粒(本文中有时缩写为“颗粒”)的可流动物质，其具有至少一个高压室和在该高压室下游的至少一个均化单元。均化单元用于使待均化的流体膨胀，该流体通常具有20mPas(毫帕秒)或更高的粘度，并且在流体完全或基本上完全涡流的情况下，该流体先前已在至少一个高压室中达到大于500巴的压力。因此设计了均化单元。
[0013]高压均化器还具有分配给均化单元的柱塞泵，其至少一个柱塞对高压室加压。在
此，高压均化器具有围绕柱塞轴的低压室，用于冷却柱塞。低压室的工作压力为P
N
≤25bar(巴)。低压室和高压室在此通过被柱塞穿透的密封件彼此分离。根据本专利技术的高压均化器的特征在于，被柱塞穿透的密封件是节流间隙(Dosselspalt)，该节流间隙形成在柱塞轴和不接触(或由于缺乏明显的缺点，基本上不接触)柱塞轴的优选刚性的衬套之间。对于节流间隙的长度L和径向环形间隙高度S适用S/L≤0.0015。在此情况下，术语长度L在此指的是所谓的圆柱形长度。其涉及如下长度，即在该长度上(除了不可避免的形状公差外)环形间隙为圆柱形，从而不包括形成倒棱或半径的、间隙的输入和输出区域。
[0014]根据本专利技术的实施例具有许多优点。
[0015]在均化单元中流体的完全或基本上完全的膨胀导致流体中积聚的固体颗粒彼此分离，并基本上均匀地分布在流体中。
[0016]这里用于为均化单元进行供给的柱塞泵的优点恰恰在于其在泵送至均化单元的流体流中产生脉动(Pulsation)，这有助于进一步改善均化效果。在此，柱塞泵可包括仅一个从动柱塞或多个从动柱塞，优选地具有偏移的死点(Totpunkt)。在某些情况下，后者的优点是脉动的频率增加，并且为此其强度临界振幅减小。
[0017]配备多个柱塞的柱塞泵的优点在于，待均化的流体可以不是突然地而是连续地被供应给均化单元。为此，柱塞仅需被驱动为，使得其分别达到在时间上与其他柱塞有偏移的下死点。
[0018]由于至少一个柱塞的柱塞轴伸出穿过柱塞泵的低压室，因此其被待均化的流体环流。在此，这减少了泵送过程中不可避免的柱塞的加热，从而提高了泵的效率。
[0019]高压室和低压室之间的密封件至少基本上(优选地甚至完全)无接触地工作。
[0020]由于不可避免的泄漏流(Leckagestrom)，密封件润滑良好。根据流体的粘度，泄漏至少作为拖曳泄漏(Schleppleckage)发生，但通常作为差压驱动的间隙泄漏发生。泄漏流在此是无害的，因为来自高压室的泄漏流被收集在低压室中，并最终可被再次供应到高压室。
[0021]本专利技术克服了以下偏见，即具有非常小的间隙高度的间隙密封不可能用于密封负载有颗粒的流体，因为可以预期在这里所讨论的压力差的情况下，在短时间后会发生由与流体一起进入间隙的固体颗粒的积聚所引起的问题。
[0022]令人惊讶的是，在本文所讨论的间隙设计表明，间隙中通常不会出现固体颗粒的有害积聚。通过柱塞在密封件中的振荡式运动会使得密封间隙保持充分打开。
[0023]也可以使用术语“分散器”来代替术语“高压均化器”。
[0024]术语“柱塞”是指由活塞杆形成的活塞。
[0025]术语“高压室”是指柱塞泵的工作空间。
[0026]术语“冷却室”是指柱塞泵的低压室。
[0027]术语“无接触地工作的密封”在此是指高压密封件的衬套与柱塞的外表面的接触。在此不排除高压密封件与柱塞泵的其他组成部件的接触。
[0028]术语“流体下游的均化单元”描述了待均化的流体从高压室流向均化单元。
[0029]优选的设计可能性
[0030]有一系列的可能性来设计本专利技术，使得其有效性或可用性进一步改善。
[0031]因此，特别优选的是，在不包括端面侧的倒棱或倒圆的情况下计算的节流间隙的
圆柱形长度L至少为柱塞直径的2/3。理想情况下，圆柱形长度至少对应于柱塞的整个直径。
[0032]通过这种间隙长度确保了对泄漏流的流速的节流。由此不仅确保不会有太大的泄漏体积流入低压室，而且还防止了例如在泄漏进入低压室时发泡的问题。
[0033]在另一个优选的实施方式中，节流间隙的环形间隙高度最大为0.03mm。为了更详细地说明这一点，在本专利技术特别优选的实施方式中，使得衬套(考虑到其公差)应具有20mm+0.009mm的净内径，并且柱塞(考虑到其公差)应具有20mmm
‑
0.02mm的最大外径，但目前这不是强制性的。
[0034]对这种间隙高度的研究得出了关于泵的效率的良好结果。
[0035]理想情况下，衬套在其面向高压室的一侧上的端面经由倒棱过渡到衬套的内表面。倒棱优选地实施为，相对于柱塞的纵向轴线测量的倒棱角度约为或正好为30
°
或小于30
°
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于带有颗粒的可流动物质的高压均化器(1)，所述高压均化器(1)具有高压室(2)和在所述高压室(2)的流动下游的均化单元(3)，以及与所述均化单元(3)相关联的柱塞泵(4)，其中所述均化单元(3)使待均化的流体在流体的涡流下膨胀，所述待均化的流体先前在所述高压室(2)中达到大于500巴的压力，所述柱塞泵(4)的柱塞(5)对所述高压室(2)加压，其中，所述高压均化器(1)具有围绕柱塞轴(6)的低压室(7)，用于冷却所述柱塞(5)，所述低压室(7)的工作压力P
N
≤25巴，其中，所述低压室(7)和所述高压室(2)通过被所述柱塞(5)穿透的密封件(8)彼此分离，其特征在于，所述密封件(8)是节流间隙，所述节流间隙在所述柱塞轴(6)和不接触所述柱塞轴(6)的衬套(9)之间形成，并且对于所述节流间隙的长度(L)和径向环形间隙高度(S)而言，适用S/L≤0.0015。2.根据权利要求1所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述节流间隙的圆柱形长度(L)至少为所述柱塞(5)的直径的2/3，并且理想情况下至少对应于所述柱塞(5)的整个直径。3.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述节流间隙的环形间隙高度(S)最大为0.03mm。4.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)在其面向所述高压室(2)的一侧上的端面经由倒棱(41)过渡到所述衬套(9)的内表面，并且所述倒棱(41)优选实施为具有30
°
的或更小的倒棱角度(α2)的平倒棱。5.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)在其面向所述高压室(2)的一侧上的端面经由倒棱(41)过渡到所述衬套(9)的内表面，并且所述倒棱(41)在其面向所述高压室(2)的一侧上由第一较陡的倒棱部分(FA1)组成，所述第一较陡的倒棱部分(FA1)优选地包括与所述衬套(9)的纵向轴线呈大约45
°
的倒棱角(α1)，在面向密封间隙的一侧上具有较平的倒棱角(α2)的第二倒棱部分(FA2)与所述第一较陡的倒棱部分(FA1)连接，所述第二倒棱部分(FA2)优选具有30
°
或更小的倒棱角(α2)。6.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)和所述柱塞(5)由具有不同热膨胀系数的材料组成。7.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述柱塞(5)由陶瓷材料组成。8.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的高压均化器(1)，其特征在于，所述衬套(9)的材料比所述柱塞(5)的材料更软。9.根据前述权利要求中任一项所述的用于流体物质的...

【专利技术属性】
技术研发人员：U，
申请(专利权)人：耐驰精细研磨技术有限公司，
类型：发明
国别省市：