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1、10申请公布号CN102317628A43申请公布日20120111CN102317628ACN102317628A21申请号201080007313X22申请日201002160900233820090224SEF04B43/067200601A01J11/1620060171申请人利乐拉瓦尔集团及财务有限公司地址瑞士普利72发明人克莱丝戈伦约翰逊尼尔斯温德斯坦74专利代理机构上海胜康律师事务所31263代理人齐云娜夏烨54发明名称用于均质器或高压泵的隔膜泵头57摘要本公开涉及用于均质器或高压泵的隔膜泵头1。该隔膜泵头至少包括一封于泵壳2内的泵头1，所述隔膜泵头1进一步包括带有产品入口20和。
2、出口7的产品室3，以及设置活塞9运作于其中的液压室4，并且所述产品室3和所述液压室4被双层隔膜5分割开来，所述隔膜5与所述活塞9的长度方向成1575定位。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2011081086PCT申请的申请数据PCT/SE2010/0000342010021687PCT申请的公布数据WO2010/098707EN2010090251INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书4页附图2页CN102317635A1/1页21用于均质器或高压泵的隔膜泵头1，包括至少一封于泵壳2内的泵头1，所述隔膜泵头1进一步包括带有产品入口20和出口7的。
3、产品室3，以及设置活塞9运作于其中的液压室4，并且所述产品室3和所述液压室4被双层隔膜5分割开来，其特征在于隔膜5与活塞9的长度方向成1575定位。2根据权利要求1所述的隔膜泵头1，其特征在于所述隔膜5与所述活塞9的长度方向成45定位。3根据权利要求1所述的隔膜泵头1，其特征在于若干泵壳2形成泵座18，所述泵座18通过系杆19联合。4根据权利要求1所述的隔膜泵头1，其特征在于所述隔膜5由热塑性材料制成。5根据权利要求4所述的隔膜泵头1，其特征在于所述隔膜5由聚四氟乙烯制成。6根据权利要求1所述的隔膜泵头1，其特征在于所述隔膜5由金属制成。权利要求书CN102317628ACN102317635。
4、A1/4页3用于均质器或高压泵的隔膜泵头技术领域0001本发明涉及一种用于均质器或高压泵的隔膜泵头，其至少包括一个封于ENCLOSE泵壳内的泵头；该隔膜泵头进一步包括产品室，该产品室带有供产品进出的入口和出口，还包括其内安置有活塞以便操控的液压室，该产品室与该液压室通过双层隔膜隔开。背景技术0002均质化是一种已经使用了相当时间的工业处理方法，其目的是，将脂肪乳例如牛奶中最大的脂肪球分裂成较小的脂肪球，通过这样的方式使脂肪乳状态稳定。因此，以牛奶为例，均质化意味着阻止了乳脂的凝结，而今天更大部分消费牛奶都是均质化了的。0003均质化通常由机械处理发生，结果是脂肪乳在高输入压力下被迫以高速通过非。
5、常狭窄的间隙，随后尤其因为湍流而导致脂肪乳的脂肪球破裂，湍流在脂肪乳以极高的速度离开间隙时会发生。液体的高速度在间隙之后形成低静压，所以空穴气泡会产生。当空穴气泡内爆时，就会产生极其高而短暂的压力脉冲，由此产生脂肪球细胞膜破裂所需的巨大力量。0004现有市场上可获取的均质器本质上由活塞泵和背压装置组成，其中活塞泵产生均质化所需的高压，而均质化实际上发生在背压装置里。该活塞泵为常见的机械结构，其将驱动马达的旋转运动转化为线性运动，而该活塞泵的活塞又由该线性运动驱动控制。0005活塞泵的活塞上提供有对抗机器里所产生高压的活塞密封圈。因为在食品环境中，不可能去润滑该密封圈，从而造成例如部分产品渗漏，。
6、所以，该密封圈的服务寿命变得让人不能接受的短；除了卫生方面的缺点外，这将导致较多产品损失。另外，为了使密封圈起作用，它们还必须由一种相对较软的材料组成，尽管它们要与周围机械构造中的钢铁承受相同压力，这也是它们服务寿命短的促成因素。0006此外，现有均质器所用活塞泵显示有锻造泵座BLOCK，锻造泵座的制造费用极其昂贵。0007隔膜泵由液压驱动，也就是隔膜泵具有隔膜，该隔膜由惯用的活塞泵抽取的液压流体驱动，这样的隔膜泵不会遇到像活塞泵一样的密封难题。这是因为抽取液压流体的活塞上的活塞密封圈能允许有小的、受控的液压流体的渗漏，液压流体的渗漏润滑了密封圈和活塞，既然液压流体通过双层隔膜的方式与产品隔开。
7、。这样的密封构思给予了几乎无限长的活塞密封服务寿命。0008隔膜泵头不能正常地应用到均质器上，因为为了与既存活塞的冲程容积相一致，隔膜的直径必须极其大，结果是带有隔膜泵头的活塞泵需要比惯常活塞机构活塞间中心距离大很多的活塞间中心距离。0009隔膜泵头中的隔膜两边压强相等，因为其中隔膜两边承受相同的压强，隔膜将该泵头分成产品室和液压室。结果是，该隔膜两边不会有压强差，而通常活塞密封圈则承受不同压强。因此，该隔膜能够由本来不能承受产生的高压的材料制成，其结果是隔膜泵头能承说明书CN102317628ACN102317635A2/4页4受比惯用活塞泵可能遇到的压强远远较高的压强。0010美国专利6,。
8、174,144描述了一种使用隔膜活塞泵来均质化的装置。该专利中，其平行设置了若干泵头以形成液压室和产品室，其中一个产品室与一个液压室相互独立地由隔膜分割开来。活塞在每个各自的液压室中运动，同时将隔膜调向，使他们与活塞平行。在该实施方式中，如果要给隔膜活塞冲程容积所需直径空间的话，泵座将会远远更大且远远更昂贵。这是因为泵座的横截面必须与隔膜的直径一样大，还要加上固定隔膜所需的空间。相似地，该实施方式将导致隔膜相对不利的高压密封和相对大的流量损失。发明内容0011本发明的一个目的是获取用于均质化、享有所有隔膜泵的优点、同时隔膜泵座的尺寸不太大的隔膜泵头。0012本发明的进一步的目的是将泵座制造变得。
9、远远更简单，并且因此远远更经济。0013本发明的又一个目的是实现更有利的隔膜高压密封。0014本发明还有的一个目的是让活塞与膜之间的流量损失降到最低。0015本发明的还有的一个目的是在惯用活塞泵上安装隔膜泵头，并保持活塞间的中心距。0016根据本发明，这些或其他的目的已经实现了，既然介绍中所描述的这种隔膜泵头类型已经给出了技术特征，该技术特征为所述隔膜与所述活塞的长度方向成1575定位。0017本发明的优选实施方式进一步具有所附从属权利要求所述的技术特征。附图说明0018下面将参考附图详细描述本发明的一种优选实施方式，附图中0019图1示出了隔膜泵头的结构概略图。0020图2示出了本发明泵座的。
10、部分截面俯视图。0021图3示出了本发明泵座的部分截面侧视图。0022附图只给出了理解本发明必要的部分和细节，均质器中泵座的定位对本领域的技术人员是已知的，故不再示出。具体实施方式0023图1示出了隔膜泵头1，如其大体上所显示的那样。隔膜泵头1包括泵壳2，泵壳2里有产品室3和液压室4，产品室3和液压室4通过隔膜5分割开来。0024产品室3与产品入口20连接，产品入口20带有阀6。产品室3也与产品出口7连接，产品出口7带有阀8。0025活塞9在液压室4中动作，液压室4中填充有液压流体，优选填充油。活塞9与泵壳2通过密封件10密封连接，密封件10承受得起高压且不断地被液压流体润滑。液压流体过量的流。
11、体经由管道11通向液压流体容器12，在必要时液压容器12通过管道13和止回阀14给液压室4补充液压流体。0026隔膜5通常由热塑性材料制成，例如PTFE聚四氟乙烯或其他经证明能与食品说明书CN102317628ACN102317635A3/4页5一同使用的材料，这样的隔膜5的正常服务寿命是8000小时。因为隔膜5由液压支承且压强平衡，即在其两边的压强是一样的，故其不会承受极端的力量和压力。因为隔膜5用于食品生产设备，所以需使用双层隔膜5。隔膜5两层之间是真空，真空的一端与止回阀15连接，另一端与毛细管16连接，毛细管16进而与压力传感器17连接。如果隔膜5双层之一破裂或断裂发生泄漏，毛细管16。
12、中的压强将会升高，压力传感器17将发出警报以提示隔膜5是有缺陷的。0027因为材料工程技术的原因，隔膜5只能移动约其直径十分之一的距离，由此导致隔膜5的直径决定了泵头1的冲程容积，即活塞9的位移。因为均质化过程需要特定的冲程容积，所以隔膜直径有必要象常规活塞泵一样给活塞9相同的冲程长度。0028为了提供给既有均质器中的隔膜泵头1空间，从图2可以明显地看到，隔膜5与活塞9的长度方向成1575定位。较优地，隔膜5与活塞9的长度方向成45定位，通过将隔膜5定位为与活塞9的长度方向成1575且较优地成45，泵壳2的尺寸将降到最小。例如，在一个对应的泵壳2中，相比如果隔膜5与活塞9的长度方向成90定位，。
13、隔膜5可能拥有大约30的直径。根据本发明隔膜5被布置的方式总体上不会影响机器的尺寸。因为隔膜5在其活动方向上有物理活动限制，所以导致通常必须加大其直径以获取螺丝联接所需的额外空间。0029既然隔膜5与活塞9的长度方向定位成1575且较优地成45，能使隔膜5获得更好的高压密封，与隔膜5相关的这样的流动角将会是远远更有利的。此外，由于该有利的流动角，在活塞9和隔膜5之间的流量损失变小，这减少了均质器的总体能量消耗。0030泵座18由均质器所包括的一定数量的泵壳2组成，图2中示出了三个泵壳联合形成泵座18。每个泵壳2都被相邻的泵壳2支撑，这使泵壳2比常规活塞泵或隔膜泵中使用的那些泵壳小变为可能。只有。
14、泵座18最外面的两个部分需要加固。按照本发明将泵壳2联合在一起，就能避免为在加压时不会产生泄漏，每个泵壳2必须足够牢固的要求。0031本发明允许通过系杆19将泵座18联合在一起，在该联合体中系杆19具有足够的弹性性能，同时这样的联合占据更小的空间。通过定位隔膜5与活塞9的长度方向成1575且优选地成45，当加压隔膜5时，约少30的力作用到系杆19，系杆19将泵座18联合在一起。这些系杆19与曲柄机构中固定泵座的系杆未图示共同作用，该未图示的系杆将泵座固定在隔膜5的密封表面上并将之密封。作用在系杆19上低30的力带来更低的材料消耗，也使得系杆19和泵座18的尺寸更小。0032本发明使减少系杆19。
15、或连接螺栓的数量成为可能，由此导致泵座18外面的尺寸比惯用的循环隔膜泵头1小很多，为了紧固惯用的隔膜泵头1需要大量的螺栓以及与螺栓相关的循环紧固区域。本发明也让使用系杆19代替螺栓来联接泵座18成为可能。通过这样的方法，也能获得联合体所需的弹性性能。既然本发明使得必需的螺栓或系杆19数量变少，也将会有空间以在泵座18中整合必需的液压流体管道。0033当隔膜泵中的活塞9向后移动时，液压室4的空间增加，这进而导致隔膜5和活塞9一样向同样的方向移动，产品入口20上的阀6被打开，产品被吸进产品室3中。当隔膜泵中的活塞9向前移动，液压室4的空间减少，这进而导致隔膜5和活塞9一样向同样的方向移动，产品出口。
16、7上的阀8被打开，产品通过产品出口7离开产品室3。0034因为双层隔膜5导致产品与液压流体密封地隔开且相互独立，所以今后不再需要说明书CN102317628ACN102317635A4/4页6制造特定的无菌均质器。同在无菌均质器中一样，活塞9没有部分与产品接触。活塞9不需要灭菌，均质器总的灭菌时间能够降低。因此，无菌均质器的蒸汽消耗最小化。0035现有均质器中的隔膜泵多数通常设有水冷活塞9，用水不断将其冲洗，目的是为了冷却和润滑，由此增加密封件10的服务寿命。通过用隔膜泵取代惯用的活塞泵，消除了水冷的需要并可以根本上减少均质器的水消耗。0036因为按照本发明的隔膜泵头1设有双层隔膜5，所以隔膜。
17、5两层同时有问题的可能性是不存在的，结果是万一警报指示隔膜5出现问题的话，也没必要停止生产，而且在正常的生产停止期间可以替换隔膜5。当然了，按照常规做法，应该在给定的预设时间后更换隔膜5。0037惯常均质器大多通常在250BAR的压强下运作，相比之下带有隔膜泵头1的均质器能够在远远较高的压强下运作，如果隔膜5是由金属制作时尤其如此。因此将来可能制造能够在比现有技术高相当多的压强下运作的均质器。0038如前述描述很明显地，本发明实现了享有隔膜泵所有优点的均质器隔膜泵头并可将之改装到既有均质器中。因为隔膜与活塞的长度方向成角度关系，故而会获得比既有隔膜泵中的泵座更小的泵座。此外，泵座更容易制造，从而更经济，同时在制造中对环境的影响更小。根据本发明的隔膜泵头进一步展示了优良的隔膜高压密封性并减少流量损失，这些都总体上降低了均质器的能量损耗。说明书CN102317628ACN102317635A1/2页7图1说明书附图CN102317628ACN102317635A2/2页8图2图3说明书附图CN102317628A。