背景技术:
1、乳液(emulsion)是两种或更多种互不相溶的液体的混合物。两种液体的乳液包括分散相和连续相,分散相(例如,油水乳液中的水)分布在连续相中(例如,油水乳液中的油)。两相之间的边界称为界面。乳液的稳定性是指乳液随时间推移抵抗其分散相与连续相分层的能力。
2、由燃油和水的乳液制成的乳化燃料在一些应用中可用于提供环境效益,例如减少乳液动力引擎的烟灰排放,以及减少一氧化二氮气体(nox)的排放。
技术实现思路
1、本
技术实现要素:
旨在以简化形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于帮助确定所要求保护的主题的范围。
2、描述了一种用于流体的混合器。该混合器包括壳体。该壳体包括入口和出口,其中该壳体还包括第一部分和第二部分,该第一部分具有恒定半径为r1的基本上呈圆柱形的内部形状,并且该第二部分具有半径在r1和r2之间变化的基本上呈锥台的内部形状,其中r1<r2。轴体刚性地固定在该壳体内,并且包括第一部分和第二部分,该第一部分具有半径在r1和r2之间变化的基本上呈锥台的形状,其中r1<r2,并且该第二部分具有半径为r2的基本上呈圆柱形的形状。该轴体的该第一部分的至少一部分安置在该壳体的该第一部分内,并且该轴体的该第二部分的至少一部分安置在该壳体的该第二部分内。
3、第一方面提供了一种利用水力空化的用于一种或多种流体的混合器,所述混合器包括:壳体(housing),所述壳体包括至少一个流体入口和至少一个流体出口,其中,所述壳体还包括第一部分和第二部分,所述第一部分具有恒定半径为r1的大体(substantially)呈圆柱的内部形状,并且,所述第二部分具有在r1和r2之间的变化半径的大体呈锥台的内部形状,其中r1<r2;和,轴体(spindle),所述轴体刚性地固定在所述壳体内,其中,所述轴体包括第一部分和第二部分,所述第一部分具有在r1和r2之间的变化半径的大体呈锥台的形状,其中r1<r2,并且,所述第二部分具有半径为r2的大体呈圆柱的形状;其中,所述轴体的所述第一部分的至少一部分安置(housed)在所述壳体的所述第一部分内,并且所述轴体的所述第二部分的至少一部分安置在所述壳体的所述第二部分内。
4、所述壳体的所述第一部分和所述轴体的所述第二部分可以共用共同的纵向轴线(axis)。
5、所述入口可以与所述壳体的所述第一部分流体连通。
6、所述出口可以与所述壳体的所述第二部分流体连通。
7、该r2的值可以小于r1。
8、该r1的值可以为5mm。
9、该r2的值可以为10.5mm。
10、该r1的值可以为11.8mm。
11、所述轴体的所述第一部分沿所述纵向轴线的长度可以为39mm。
12、所述轴体的所述第二部分沿所述纵向轴线的长度可以为55mm。
13、所述壳体的长度可以在150mm至200mm之间。
14、该壳体和该轴体的总重量可以小于15kg。
15、第二方面提供了一种包括如本文所述的多个混合器的设备。
16、第三方面提供了一种利用水力空化来混合流体的方法,所述方法包括以下步骤:经由入口,将流体输入到壳体的第一部分,其包括轴体的第一部分,其中,所述壳体的所述第一部分具有恒定半径为r1的大体呈圆柱的内部形状,并且,所述轴体的所述第一部分具有在r1和r2之间的变化半径的大体呈锥台的形状,其中r1<r2;使所述轴体的所述第一部分周围的所述流体加速;经由水力空化过程来混合至少一部分所述流体;将所混合的(亦即,混合后的)流体传递到所述壳体的第二部分,其包括所述轴体的第二部分,其中,所述壳体的所述第二部分具有在r1和r2之间的变化半径的大体呈锥台的内部形状,其中r1<r2,并且,所述轴体的所述第二部分具有半径为r2的大体呈圆柱的形状;使所混合的流体减速;经由出口,输出所混合的流体。
17、所述流体可以包括以下各项中的一项或多项:燃油(fuel oil);柴油(diesel);喷气燃料(jet fuel);润滑油(lubricating oil);油脂(grease);乳脂(cream)。
18、所述流体可以包括第一流体和第二流体,其中所混合的流体是乳液,并且其中经由水力空化过程来混合至少一部分所述流体包括:经由所述水力空化过程对所述第一流体和所述第二流体的至少一部分进行乳化以形成乳液。
19、所述第一流体可以是以下各项中的一项:燃油;柴油;喷气燃料;润滑油;油脂;或乳脂。
20、所述第二流体可以是水。
21、所述流体可以以1巴(bar)至20巴的压力输入。
22、所混合的流体可以以6巴至8巴之间的压力输出。
23、所述流体可以被加速到其被输入时的速度的45倍至55倍之间,可选地加速到其被输入时的速度的50倍。
24、输入该流体与输出所混合的流体之间所用的时间(即,流体从该入口到该出口通过该混合器所用的时间)可以小于0.01秒。
25、在输出的该流体是乳液的情况下,该乳液可以包含该第二流体的颗粒,其中该第二流体的该颗粒直径约为1微米至3微米。
26、在输入两种流体的情况下,对该第二流体的该加速可以使至少一部分该第二流体蒸发。
27、在输出的该流体是乳液的情况下,该乳液可以保持稳定状态超过12个月。
28、另一方面提供了一种利用水力空化来乳化两种或更多种流体的方法,该方法包括以下步骤:经由入口将第一流体和第二流体输入到壳体的第一部分,该壳体包括轴体的第一部分,其中该壳体的该第一部分具有恒定半径为r1的基本上呈圆柱形的内部形状,并且该轴体的该第一部分具有半径在r1和r2之间变化的基本上呈锥台的形状,其中r1<r2;使该轴体的该第一部分周围的该第一流体和该第二流体加速;经由水力空化工艺来乳化该第一流体和该第二流体的至少一部分以形成乳液;将该乳液传递到该壳体的第二部分,该壳体包括该轴体的第二部分,其中该壳体的该第二部分具有半径在r1和r2之间变化的基本上呈锥台的内部形状,其中r1<r2,并且该轴体的该第二部分具有半径为r2的基本上呈圆柱形的形状;使该乳液减速;经由出口输出该乳液。
29、对技术人员来说显而易见的是,优选特征可以适当地组合,并且可以与本发明的任何方面组合。
1.一种利用水力空化的用于一种或多种流体的混合器,所述混合器包括:
2.根据权利要求1所述的混合器,其中所述壳体的所述第一部分和所述轴体的所述第二部分共用共同的纵向轴线。
3.根据前述任一项权利要求所述的混合器,其中所述入口与所述壳体的所述第一部分流体连通。
4.根据前述任一项权利要求所述的混合器,其中所述出口与所述壳体的所述第二部分流体连通。
5.根据前述任一项权利要求所述的混合器,其中r2<r1。
6.根据前述任一项权利要求所述的混合器,其中r1为5mm。
7.根据前述任一项权利要求所述的混合器,其中r2为10.5mm。
8.根据前述任一项权利要求所述的混合器,其中r1为11.8mm。
9.根据前述任一项权利要求所述的混合器,其中所述轴体的所述第一部分沿所述纵向轴线的长度为39mm。
10.根据前述任一项权利要求所述的混合器,其中所述轴体的所述第二部分沿所述纵向轴线的长度为55mm。
11.根据前述任一项权利要求所述的混合器,其中所述壳体的长度在150mm至200mm之间。
12.根据前述任一项权利要求所述的混合器,其中所述壳体的重量和所述轴体的重量合计小于15kg。
13.一种设备,所述设备包括前述任一项权利要求所述的多个混合器。
14.一种利用水力空化来混合流体的方法,所述方法包括以下步骤:
15.根据权利要求14所述的方法,其中所述流体包括以下各项中的一项或多项:燃油;柴油;喷气燃料;润滑油;油脂;乳脂。
16.根据权利要求14所述的方法,其中所述流体包括第一流体和第二流体,其中所混合的流体是乳液,并且其中经由水力空化过程来混合至少一部分所述流体包括:经由所述水力空化过程对所述第一流体和所述第二流体的至少一部分进行乳化以形成乳液。
17.根据权利要求16所述的方法,其中所述第一流体是以下各项中的一项:燃油;柴油;喷气燃料;润滑油;油脂;或乳脂。
18.根据权利要求16或17所述的方法,其中所述第二流体是水。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法,其中所述流体以1巴至20巴的压力输入。
20.根据权利要求14至19中任一项所述的方法,其中所混合的流体以6巴至8巴之间的压力输出。
21.根据权利要求14至20中任一项所述的方法,其中所述流体被加速到其被输入时的速度的45倍至55倍之间,可选地加速到其被输入时的速度的50倍。
22.根据权利要求14至21中任一项所述的方法,其中输入所述流体与输出所混合的流体之间所用的时间小于0.01秒。
23.根据权利要求16至18中任一项所述的、或从属于权利要求16至18中任一项时权利要求19至22中任一项所述的方法,其中所述乳液包含所述第二流体的颗粒,其中所述第二流体的所述颗粒直径约为1微米至3微米。
24.根据权利要求16至18和23中任一项所述的、或从属于权利要求16至18中任一项时权利要求19至22中任一项所述的方法,其中对所述第二流体的所述加速使至少一部分所述第二流体蒸发。
25.根据权利要求16至18、23和24中任一项所述的、或从属于权利要求16至18中任一项时权利要求19至22中任一项所述的方法,其中所述乳液保持稳定状态超过12个月。
