本發(fā)明涉及密封，特別是一種帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代工業(yè)領域，特別是化工、食品加工和制藥等行業(yè)中，高壓均質(zhì)技術(shù)因其獨特的優(yōu)勢而得到了廣泛應用。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)物料在極短時間內(nèi)達到極高的壓力和剪切力，從而顯著提高產(chǎn)品的均勻性和穩(wěn)定性，具有重要的工業(yè)價值。

2、高壓均質(zhì)技術(shù)是流體物料調(diào)質(zhì)和改質(zhì)的一種技術(shù)，主要的兩個部件是高壓泵和均質(zhì)閥，其基本原理是把物料經(jīng)過加壓后，通過微米級孔道后形成超音速流速，在互容腔內(nèi)發(fā)生劇烈的對射，在剪切力，沖擊和空化的任意作用下達到減小粒徑，改善物料流動性，乳化性，穩(wěn)定性，均一性和透明性等作用。與超聲波、旋轉(zhuǎn)式和高壓沖擊均質(zhì)技術(shù)相比，高壓對撞均質(zhì)技術(shù)在效率上具有明顯優(yōu)勢。

3、在物料制備過程中，柱塞泵的性能直接決定了設備能否產(chǎn)生足夠的壓力來實現(xiàn)物料的均質(zhì)化、細化和分散功能，因為它能夠產(chǎn)生超強壓力，并維持穩(wěn)定的流量。盡管如此，密封結(jié)構(gòu)的設計也對設備的內(nèi)部壓力、設備的穩(wěn)定性和安全性產(chǎn)生了直接影響，進而影響到整個均質(zhì)過程的效果。隨著工作壓力的不斷提升，傳統(tǒng)的密封結(jié)構(gòu)已難以滿足日益嚴苛的工業(yè)需求，特別是在超高壓環(huán)境下，容易出現(xiàn)泄漏或失效的問題，限制了高壓均質(zhì)技術(shù)的發(fā)展和應用，密封性能的穩(wěn)定性和可靠性成為了制約該技術(shù)進一步發(fā)展的瓶頸。

4、目前的高壓均質(zhì)設備大多采用固定式的密封結(jié)構(gòu)，如o型圈、墊片等，這些密封方式雖然在一定程度上能夠滿足低壓或中壓下的密封需求，但在面對高壓環(huán)境時，存在明顯的局限性。傳統(tǒng)密封所存在的缺陷：在高壓條件下，傳統(tǒng)密封容易發(fā)生變形、擠出甚至損壞，導致密封失效；長時間處于高壓狀態(tài)下，密封材料可能會在持續(xù)應力作用下緩慢變形，導致初始壓緊力下降，進而影響密封效果；高壓環(huán)境往往伴隨著高溫，這會加速密封材料的老化、硬化或軟化，密封材料會出現(xiàn)老化、磨損等問題，降低其密封性能；在高壓應用中，確保密封件正確安裝且均勻受力非常重要，傳統(tǒng)密封對安裝精度要求高，任何微小的偏差都可能導致密封不嚴；在極端高壓下，即使微小的缺陷或不當安裝也可能成為泄露的路徑，因為高壓會加劇泄漏點的擴散速度。因此，設計一種能夠在超高壓環(huán)境下保持穩(wěn)定密封的結(jié)構(gòu)成為亟待解決的問題。

5、為了克服上述問題，開發(fā)出自緊式密封結(jié)構(gòu)已成為密封技術(shù)的研究熱點。自緊式密封利用內(nèi)部壓力的變化自動調(diào)整密封壓力，以適應不同的工作壓力條件，從而提高了密封的可靠性和適應性。例如，c型環(huán)、v型環(huán)以及金屬波紋管等自緊式密封元件，在高壓環(huán)境下能夠提供更為穩(wěn)定和持久的密封效果，較傳統(tǒng)密封方案具有顯著優(yōu)勢。

6、盡管現(xiàn)有的自緊式密封技術(shù)已經(jīng)在一定程度上解決了高壓均質(zhì)設備的密封問題，但仍存在一些不足之處，如密封結(jié)構(gòu)的復雜性、成本較高、以及對特定工況的適應性有限等。因此，開發(fā)一種新型的、具有多種密封結(jié)構(gòu)組合且能自動調(diào)整密封壓力以適應不同工作壓力的自緊式密封結(jié)構(gòu)，對于提升高壓均質(zhì)裝置的性能、降低維護成本、提高生產(chǎn)效率具有重要意義。本發(fā)明正是基于這一需求而提出的，旨在通過創(chuàng)新的密封解決方案，結(jié)合布里奇曼自緊式密封結(jié)構(gòu)和其他精選自緊式密封元件，形成一種高效、穩(wěn)定且易于維護的高壓均質(zhì)裝置密封系統(tǒng)，以提升設備性能、提高工作效率和降低維護成本。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出了本發(fā)明。

2、因此，本發(fā)明所要解決的問題在于傳統(tǒng)的密封結(jié)構(gòu)在超高壓環(huán)境下，容易出現(xiàn)泄漏或失效。

3、為解決上述技術(shù)問題，第一方面，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置，其包括，套設于進料柱與缸體內(nèi)壁之間的至少一個第一密封環(huán)；套設于出料柱與所述缸體內(nèi)壁之間的至少一個第二密封環(huán)，所述出料柱與所述缸體滑動配合；所述進料柱置于所述缸體內(nèi)，所述出料柱部分置于所述缸體內(nèi)。所述第二密封環(huán)或兩側(cè)均設置有第二防擠出環(huán)且均與所述出料柱滑動配合。

4、作為本發(fā)明所述帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置的一種優(yōu)選方案，其中：還包括與所述進料柱固定連接的進料頭，所述進料頭的內(nèi)部還設置有進料口，所述進料口與所述進料柱內(nèi)部的進料通道連通，所述進料口的軸向截面積大于所述進料通道的軸向截面積。

5、作為本發(fā)明所述帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述出料柱的端部設置有均質(zhì)頭，所述均質(zhì)頭置于所述缸體內(nèi)，所述出料柱的內(nèi)部設置有排出通道，所述均質(zhì)頭頭內(nèi)設置有對撞空心柱容納通道，所述排出通道與所述對撞空心柱容納通道連通且二者軸向垂直。

6、作為本發(fā)明所述帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置的一種優(yōu)選方案，其中：置于所述對撞空心柱容納通道內(nèi)的對撞空心柱，所述對撞空心柱內(nèi)部設置有互相軸向垂直的射流通道和連接通道，所述連接通道與所述排出通道同軸。

7、作為本發(fā)明所述帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一密封環(huán)具有密封部，以及分別設置于所述密封部兩側(cè)的臺面和凹槽，所述密封部與所述缸體內(nèi)壁接觸，所述臺面用于放置第一防擠出環(huán)，所述凹槽用于放置o型圈。

8、作為本發(fā)明所述帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述第二密封環(huán)與其兩側(cè)的所述第二防擠出環(huán)尺寸相同。

9、作為本發(fā)明所述帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一密封環(huán)和所述第二密封環(huán)的材質(zhì)為聚乙烯。

10、作為本發(fā)明所述帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述第一防擠出環(huán)的材質(zhì)為聚醚醚酮，所述第二防擠出環(huán)的材質(zhì)為銅。

11、作為本發(fā)明所述帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置的一種優(yōu)選方案，其中：所述進料柱與所述均質(zhì)頭在所述缸體內(nèi)形成物料容納腔。

12、第二方面，本發(fā)明還提供一種高壓均質(zhì)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括上述的帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置。

13、本發(fā)明有益效果為：當設備內(nèi)部壓力增大時，密封結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)壓力自動調(diào)節(jié)密封效果，確保密封性能不受外部條件變化的影響；密封部件采用多重結(jié)構(gòu)設計，包括o型圈、密封環(huán)、和防擠出環(huán)等，可以有效避免因密封不足導致的泄漏問題；自緊式密封結(jié)構(gòu)能夠根據(jù)設備內(nèi)部的壓力變化自動調(diào)整密封力量，保證高壓工作下的密封性能，從而保證均質(zhì)裝置在各種工況下的穩(wěn)定運行，特別是在出料端密封部件采用布里奇曼密封的設計后，根據(jù)布里奇曼密封理論中的壓力系數(shù)，密封壓力與密封頭的大小頭尺寸密切相關，通過調(diào)整這些尺寸，可以有效地改變密封壓力，從而適應不同的工作條件的需求。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于能夠承受更高的壓力環(huán)境，為高壓應用提供了可靠的解決方案；由于自緊式密封結(jié)構(gòu)的設計簡潔、耐用，且密封部件的安裝和拆卸方便，能夠顯著減少維護和更換頻率，提高設備的使用壽命；通過有效的密封措施，確保高壓物料的安全輸送和均質(zhì)處理，避免了泄漏對設備和人員造成的潛在危險，提升了設備的安全性和可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置，其特征在于：包括，

2.如權(quán)利要求1所述的帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置，其特征在于：還包括與所述進料柱(1)固定連接的進料頭(11)，所述進料頭(11)的內(nèi)部還設置有進料口(111)，所述進料口(111)與所述進料柱(1)內(nèi)部的進料通道(112)連通，所述進料口(111)的軸向截面積大于所述進料通道(112)的軸向截面積。

3.如權(quán)利要求2所述的帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置，其特征在于：所述出料柱(4)的端部設置有均質(zhì)頭(41)，所述均質(zhì)頭(41)置于所述缸體(2)內(nèi)，所述出料柱(4)的內(nèi)部設置有排出通道(42)，所述均質(zhì)頭(41)頭內(nèi)設置有對撞空心柱容納通道(411)，所述排出通道(42)與所述對撞空心柱容納通道(411)連通且二者軸向垂直。

4.如權(quán)利要求3所述的帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置，其特征在于：置于所述對撞空心柱容納通道(411)內(nèi)的對撞空心柱(7)，所述對撞空心柱(7)內(nèi)部設置有互相軸向垂直的射流通道(71)和連接通道(72)，所述連接通道(72)與所述排出通道(42)同軸。

5.如權(quán)利要求4所述的帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置，其特征在于：所述第一密封環(huán)(3)具有密封部(31)，以及分別設置于所述密封部(31)兩側(cè)的臺面(32)和凹槽(33)，所述密封部(31)與所述缸體(2)內(nèi)壁接觸，所述臺面(32)用于放置第一防擠出環(huán)(8)，所述凹槽(33)用于放置o型圈(9)。

6.如權(quán)利要求5所述的帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置，其特征在于：所述第二密封環(huán)(5)與其兩側(cè)的所述第二防擠出環(huán)(6)尺寸相同。

7.如權(quán)利要求6所述的帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置，其特征在于：所述第一密封環(huán)(3)和所述第二密封環(huán)(5)的材質(zhì)為聚乙烯。

8.如權(quán)利要求7所述的帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置，其特征在于：所述第一防擠出環(huán)(8)的材質(zhì)為聚醚醚酮，所述第二防擠出環(huán)(6)的材質(zhì)為銅。

9.如權(quán)利要求8所述的帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置，其特征在于：所述進料柱(1)與所述均質(zhì)頭(41)在所述缸體(2)內(nèi)形成物料容納腔(m)。

10.一種高壓均質(zhì)系統(tǒng)，其特征在于：包括如權(quán)利要求1～9任一所述的帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置及系統(tǒng)，涉及密封技術(shù)領域，帶自緊式密封結(jié)構(gòu)的高壓均質(zhì)裝置包括套設于進料柱與缸體內(nèi)壁之間的至少一個第一密封環(huán)；套設于出料柱與所述缸體內(nèi)壁之間的至少一個第二密封環(huán)，所述出料柱與所述缸體滑動配合；所述進料柱置于所述缸體內(nèi)，所述出料柱部分置于所述缸體內(nèi)。所述第二密封環(huán)或兩側(cè)均設置有第二防擠出環(huán)且均與所述出料柱滑動配合。本發(fā)明自緊式密封結(jié)構(gòu)的設計簡潔、耐用，且密封部件的安裝和拆卸方便，能夠顯著減少維護和更換頻率，提高設備的使用壽命；通過有效的密封措施，確保高壓物料的安全輸送和均質(zhì)處理，避免了泄漏對設備和人員造成的潛在危險，提升了設備的安全性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：李光霽,歐陽小林
受保護的技術(shù)使用者：上海應用技術(shù)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15