專利名稱：內射流真空均質乳化裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種內射流真空均質乳化裝置，屬于生產膏霜類化裝品及藥物軟膏的專用機械。
目前，國外化裝品及藥物軟膏乳化機械大多為間歇式真空均質乳化機，如日本MIZUHO公司生產的VTU型真空攪拌裝置及瑞士FRAMY公司生產的VME型真空乳化機等。其基本原理是在一只真空乳化罐內放置一只低速刮壁攪拌器、一只高速攪拌器及一只高速均質器。三者轉軸套在一起形成三軸合一的三重式結構，結構十分復雜，造價昂貴，動力消耗大。乳化產品的分散相平均顆粒直徑只能達到2-3微米，其中直徑相等顆粒的比例低于80%。
國內自產的乳化機主要有兩種一種是上述國外乳化機的仿制品，其技術水平低于國外同類產品，造價亦相當昂貴。另一種是本實用新型發明人徐永北研制的PME半連續式乳化機，它是先將油相原料及水相原料分別加熱至95℃-100℃后放入預乳化罐攪拌預乳化，再經流量計進入壓力泵吸口，同時香精被加壓后也經流量計進入壓力泵吸口，兩者經壓力泵加壓后打入乳化冷卻器中邊乳化邊冷卻，一次完成乳化作業。其缺點是乳化力不能調節，不適用于高粘度物料的乳化，而且無法在低溫下添加熱敏性藥劑。
本發明的目的是提供一種新型的內射流真空均質乳化裝置，即突破了國外常規的三重式攪拌乳化原理，同時又能克服國內PME半連續式乳化機存在的上述缺陷。
為實現上述目的，本實用新型由油相原料加熱攪拌罐、水相原料加熱攪拌罐、真空乳化罐、低速刮壁攪拌器、內射流化乳化反應器、增速均質器、真空泵、升舉機構、翻倒機構、電機、減速機及變速電機等部分構成。它用內射流乳化反應器和增速均質器取代國外真空乳化機中常用的高速攪抖器和高速均質器。其增速均質器位于真空乳化罐內底部中央，上端與內射流乳化反應器相連，兩者內部相通，形成一個內循環的強乳化系統。增速均質器轉子的轉軸與真空乳化罐外的變速電機相連。低速刮壁攪拌器也位于真空乳化罐內，其轉軸穿出罐蓋與同電機相連的減速機相連。這樣，在增速均質器、內射流乳化反應器及低速刮壁攪拌器的共同作用下，可使真空乳化罐內的全部乳化物料實現乳化、均質、傳熱均一化。
本實用新型的優點是(1).乳化產品的分散相顆粒平均直徑可縮小至1-2微米，其中直徑相等顆粒的比例大于90%;(2).乳化力可根據不同乳化制品的要求進行調節;(3).可根據香精和藥劑的不同要求，在適宜的溫度下將其添加到乳化制品中，尤其是不影響熱敏性藥劑的添加;(4).設備造價低，動力消耗只有國外同類產品的1/3-1/4。
下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳述

圖1是本實用新型內射流真空乳化裝置的構成示意圖。
圖2是本實用新型的增速均質器的結構示意圖。
圖3是圖2沿A-A的剖視圖。
圖4是本實用新型的內射流乳化反應器的結構示意圖。
圖5是內射流乳化反應器的邊孔分流板的示意圖。
圖6是增速均質器與內射流乳化反應器的連接示意圖。
如圖1所示，增速均質器3被固定在真空乳化罐1內底部中央，其上端與內射流乳化反應器4相連，下部與罐體外的變速電機7相連。低速刮壁攪拌器2呈框形，其邊緣固定有刮板25，其轉軸穿出罐蓋11與由按裝在橫梁13中央的電機5帶動的減速機6相連。橫梁13的兩端分別固定在位于真空乳化罐1左右兩側的油缸14的活塞頭上，它與油缸14、貯油箱15、油泵16、回油閥17一起構成升舉機構。真空乳化罐1罐體外有一層與之連為一體的冷卻夾套22，進水閥23位于其左側下方，出水閥24位于其右側上方。整個真空乳化罐1通過罐體冷卻套22的兩根轉軸21a、21b安放在機架上，其中轉軸21b與翻倒機構10相連。當乳化完畢后，開動油泵16，油缸14中的活塞升起，頂起橫梁13，即可將罐蓋11及低速刮壁攪拌器2一并舉起，再啟動翻倒機構10，就可將真空乳化罐1內的成品倒出。當回油閥17被打開后，油缸14中的油被橫梁13、罐蓋11等的重力壓回貯油箱15中，罐蓋11及低速刮壁攪拌器2即可回到原來的位置。
仍見圖1，油相原料加熱攪拌罐8和水相原料加熱攪拌罐9分別用于加熱熔化油相原料和水相原料。兩種原料經加熱熔化后均通過罐蓋11上的過濾器18進入真空乳化罐1中。真空泵12通過破真空閥20與罐蓋11上的另一個過濾器19相連。這樣，開動真空泵12，即可將罐內空氣抽出。當乳化完畢需要破真空時，只需停掉真空泵12，打開破真空閥20，空氣便可進入真空乳化罐1內。
如圖2所示，增速均質器3由定子26、轉子27、沖擊齒28等三部分構成。定子26為一中空的圓柱體，轉子27位于其內。沖擊齒28由螺絲等距離的固定在定子26的內壁上，與轉子27相對。轉子26的齒數可在20-100之間，其轉軸伸出真空乳化罐1外與變速電機7相連。沖擊齒28的齒數則在20-40之間。進料口30和出料口31均位于增速均質器3的定子26與內射流乳化反應器4相連接的一面，兩者之間由擋板32隔開，以防止出料口31內的物料回流到進料口30。擋板32與定子26的內壁連為一體，并與轉子27相對，兩者之間的距離在0.05-1毫米之間，為了便于進料，進料口30外焊有一根金屬短管41。
如圖4所示，內射流乳化反應器4由殼體33、出料帽34和若干級反應單元組成。除最后一級外，每級反應單元均是由一個邊孔分流板35、一個螺旋體36、一個中空分流管37依次連接而成。而最后一級反應單元則是由一個邊孔分流板35和一個中空分流板39組成。在一個內射流乳化反應器4內可有6-99級反應單元，其數量按需要而定。
如圖5所示，邊孔分流板35是由一塊金屬圓板在其周邊等距離的切開四塊，然后彎曲被切開部分，使之與圓板本身成直角而制成的。這樣，在邊孔分流板的周邊上就等距離的形成4個流道。
中空分流管37呈“帽狀”，由一塊中間有一圓孔的金屬圓板和一根金屬圓管焊接而成，參見圖4。它與邊孔分流板35周邊上的四個彎曲部分焊接，這樣，兩者之間就形成一個空腔，螺旋體36即位于其內。它的一端與邊孔分流板35相焊接，另一端插入中空分流37內。中空分流管37的管壁上還沿同一圓周等距離的開有四個分流孔39，中孔分流板38則是一塊中部有一圓孔的金屬圓板。
內射流乳化反應器4的殼體33主體部分為一金屬圓管，其進料一端的直徑相對于主體部分較小，與增速均質器3的出料口31相適應。其靠近出料帽34一端管壁上還沿同一圓周等距離的開了四個出料孔40。出料帽罩在內射流乳化反應器出料的一端，與殼體33焊為一體。
如圖6所示，內射流乳化反應器4進料的一端焊接在增速均質器3的出料口31上，兩者內部相通，形成一個內循環的強乳化系統。增速均質器3的轉子27以750-3500轉/分的速度快速旋轉，使進料口30處呈負壓狀態，將被乳化物料吸入并迅速提高其流速。在1/50秒內，被乳化物料的流速可由0急增至18米/秒。高速流動的流體隨著轉子27的旋轉向出料口31沖去，其間遇到沖擊齒28，便產生強大的撞擊力和剪切力，使乳液中分散相的顆粒急速破碎。同時，由于液體的粘性滯流性質使之與轉子27葉片間產生速度差，這樣又產生了新的剪切力，使分散相顆粒的直徑進一步減小。
由增速均質器3來的高速流體沖入內射流化反應器4后就分成4路從邊孔分流板35的流道流向中空分流管37的中央，在螺旋體36的作用下，流體發生旋轉運動，并分4路從中空分流管37的分流孔39射向下級反應單元，此時高速流體已被切割了16次。依此類推，當流體經過5級反應單元后，被切割的次數已達1048576次。加之流體在這里不斷產生高速碰撞和局部爆發作用，進一步增加了乳化強度。被乳化物料沖出內射流乳化反應器4后，經過低速刮壁攪拌器2的攪拌，又可再次進入增速均質器3的進料口30，這樣，就形成一個循環往復的乳化過程，可使被乳化物料分散相平均顆粒直徑減小到1-2微米。
在乳化過程中，控制增速均質器3的轉子27的轉速和乳化作業時間，即可有效地改變本實用新型乳化力的強弱。這樣，本實用新型就可運用于不同乳化產品的生產。
權利要求
1.內射流真空均質乳化裝置，包括油相原料加熱攪拌罐、水相原料加熱攪拌罐、真空乳化罐、低速刮壁攪拌器、真空泵、升舉機構、翻倒機構、電機、減速機和變速電機等部分，其特征在于它還包括一個增速均質器3和一個內射流乳化反應器4；增速均質器3位于真空乳化罐1內底部中央，其上端與內射流乳化反應器4相連，兩者內部相通，其下端則與變速電機7相連；低速刮壁攪拌器2的轉軸穿出罐蓋11與減速機6相連。
2.如權利要求1所述內射流真空均質乳化裝置，其特征在于增速均質器3由定子26、轉子27、沖擊齒28等三部分構成，定子26為一中空的圓柱體，轉子27位于其內，其轉軸伸出定子26外，沖擊齒28等距離的分布在定子26的內壁上，與轉子27相對。
3.如權利要求2所述內射流真空均質乳化裝置，其特征在于均質增速器3的轉子27的齒數在20-100之間，沖擊齒28的齒數在20-40之間。
4.如權利要求2或3所述內射流真空均質乳化裝置，其特征在于增速均質器3的定子26上開有進料口30和出料口31，兩者之間由位于定子26內壁上的擋板32隔開，擋板32與轉子27相對，兩者之間的距離在0.05-1毫米之間。
5.如權利要求1所述內射流真空均質乳化裝置，其特征在于內射流乳化反應器4由殼體33、出料帽34和若干級反應單元組成，反應單元的級數根據需要在6-99之間。
6.如權利要求5所述內射流真空均質乳化裝置，其特征在于內射流乳化反應器4的殼體33為一金屬圓管，其進料一端的直徑相應于殼體33主體部分較小，與增速均質器3的出料口31相適應，其靠近出料帽34的管壁上還沿同一圓周開有4個出料孔40。
7.如權利要求5所述內射流真空均質乳化裝置，其特征在于內射流乳化反應器4的最后一級反應單元由邊孔分流板35和中空分流板38組成，而其余各級反應單元均是由邊孔分流板35、螺旋體36、中空分流管37依次連接而成，螺旋體36一端焊接在邊孔分流板35上，另一端插入中空分流管37內。
8.如權利要求7所述內射流真空均質乳化裝置，其特征在于邊孔分流板35沿其周邊等距離的有4小塊折成與板體本身成90°，這樣在邊孔分流板35的周邊上就形成4個流道。
9.如權利要求7所述內射流真空均質乳化裝置，其特征在于中空分流管37呈“帽狀”，由一塊中部有一圓孔的金屬圓板和一根金屬短管焊接而成，其管壁上沿同一圓周等距離的開有四個分流孔39，而中孔分流板38是一塊中部有一圓孔的金屬圓板。
全文摘要
本發明涉及一種內射流真空均質乳化裝置，可將被乳化物料的分散相顆粒平均直徑縮小到1—2微米。其增速均質器位于真空乳化罐底部中央，上端與內射流乳化反應器相連，兩者內部相通。增速均質器轉子的轉軸下端與變速電機相連，低速刮壁攪拌器的轉軸穿出真空乳化罐罐蓋與減速機相連。在增速均質器、內射流乳化反應器和低速刮壁攪拌器的共同作用下，可使真空乳化罐內的全部被乳化物料實現乳化、均質、傳熱均一化。
文檔編號B01F3/08GK1063236SQ9210725
公開日1992年8月5日 申請日期1992年1月2日 優先權日1992年1月2日
發明者徐永兆, 梁國珠, 徐 明 申請人:南京市日用化學工業研究所