一种涡旋乳化方法及装置制造方法
【专利摘要】一种涡旋乳化方法及装置，将将不能混合到一起的两种流体或多种流体（液体或气体），比如油和水，同时流过一涡旋生成装置混合并作向心涡旋运动后排出，形成乳化液。涡旋生成装置包括：主体容器和涡旋管，主体容器的横截面为圆形，在其圆周设有切向的进料口；涡旋管的底端为出料口，涡旋管与主体容器组成漏斗形的结构。待乳化的流体与另一种液体（如水）从主体容器的侧边进料口流入并形成混合流体；然后该混合流体在涡旋管内做特殊的向心涡旋流动，并与真空零点能相干产生向心涡旋内压能量场，该涡旋内压能量场将待乳化的液体与另一种液体（如水）中原有的分子或分子团打开，并重新生成具有新的分子或分子团结构的乳化液。
【专利说明】 一种润旋乳化方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种涡旋乳化方法及装置，用于将不能混合到一起的两种或多种流体(比如油和水)混合到一起并形成乳化液。
【背景技术】
[0002]乳化技术是一项重要技术。乳化是一种液体以极微小液滴均匀地分散在互不相溶的另一种液体中的作用。乳化是液-液界面现象，两种不相溶的液体，如油与水，在容器中分成两层，密度小的油在上层，密度大的水在下层。若加入适当的表面活性剂在强烈的搅拌下，油被分散在水中，形成乳状液，该过程叫乳化。现有的乳化技术设备主要有三种:乳化搅拌机、胶体磨和均质器。乳化机的类型及结构、性能等与乳状液微粒的大小(分散性)及乳状液的质量(稳定性)有很大的关系。如在化妆品厂广泛使用的搅拌式乳化机，所制得的乳状液其分散性差。微粒大且粗糙，稳定性也较差，也较易产生污染。胶体磨和均质器是比较好的乳化设备。但存在结构复杂等问题。
[0003]
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种涡旋乳化方法及装置，以解决现有技术方法存在的乳化效果差，装置结构复杂等问题。
[0005]本发明的技术方案是:一种涡旋乳化方法，其特征在于，将不能混合到一起的两种流体或多种流体(液体或气体)，比如油和水，同时流过一涡旋生成装置混合并作向心涡旋运动后排出，形成乳化液。
[0006]一种实施所述的涡旋乳化方法的装置，其特征在于，所述的涡旋生成装置包括:主体容器和涡旋管，主体容器的横截面为圆形，在其圆周设有一个以上沿同一水平高度或不同水平高度的圆周分布的相同切向的侧边进料口 ；该涡旋管为上大下小，横截面为圆形，轴向剖面的内壁的形状包括:曲线、斜线、不同斜率的斜线连接、曲线与斜线连接、以及不同曲率的曲线连接而成；涡旋管的上端口直径与主体容器的底端直径相同并相互连接，涡旋管的底端为小径端作为出料口，涡旋管与主体容器组成漏斗形的结构。
[0007]所述的润旋管的小径端内径为Imm-1OOmm,润旋管的长度为10mm-3000mm ;主体容器的内径为10mm-3000mm，高度在10mm-3000mm ;每个主体容器侧边进料口的直径为lmm-1500mm ;每个侧边进料口中流体的流速为0.5L/min一300L/min ;各个侧边进料口的直径和其内部流体的流速相同或不同。
[0008]所述的涡旋生成装置的主体容器的上端安设有盖板。
[0009]在所述的盖板上设有一个以上辅助进料口 ；每个该辅助进料口的直径为lmm-1500mm ;每个辅助进料口中流体的流速为0.5L/min—300L/min ;各个辅助进料口的直径和其内部流体的流速相同或不同。
[0010]所述的曲线包括双曲线、抛物线、指数、对数等任意曲线； 所述的双曲线是方程y=-a/x表示的一段双曲线线段。
[0011 ] 本发明的技术效果是:在不添加任何化学添加剂的情况下，通过涡旋乳化方法，可以将一种或多种油、脂、粉、药剂、等难溶于水、或难以乳化的物质与另一液体(比如水)混合，相溶，简单、快速、方便的制成乳化液。装置结构简单，容易实施。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本发明涡旋乳化方法的工作原理示意图；
图2是本发明涡旋乳化装置两种一体成型的总体的立体结构透视示意图；
图3是本发明的两种分段成型的涡旋乳化装置总体的平面结构透视示意图；
图4是图3中的两种侧边进料口方向的主体容器的立体结构示意图；
图5是本发明涡旋乳化装置中的主体容器的两种盖板的立体结构示意图；
图6是图3中对应的两种涡旋管的立体结构示意图；
图7是本发明的涡旋管的几种形状的实施例的示意图；
图8挠场滞后效应示意图；
图9是流体涡旋向内运动形成的涡旋内压场的二维俯视图；
图10是流体涡旋向内运动形成的涡旋内压场的三维图；
图11是本发明的流体经涡旋管的小径端涡旋流入，沿着主体容器的侧边进料口流出的不意图；
图12是流体涡旋向外运动形成的涡旋外压场的二维图；
图13是流体涡旋向外运动形成的涡旋外压场的三维图；
图14是本发明左旋涡旋应用的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0013]参见图1，本发明一种涡旋乳化方法，其特征在于，将一种或多种待乳化的物质流体，比如各种油、脂、膏、粉等，与另一流体(比如水)同时流过一涡旋生成装置后混合并作向心涡旋运动后排出，形成乳化液。
[0014]在图1中，待乳化的流体(如油)4沿着主体容器I的一个侧边进料口 11流入主体容器I ;同时，流体3 (如水)也沿着主体容器I的另一个侧边进料口 11流入主体容器I ;流体4与液体3同时在主体容器I内做涡旋流动(右旋)并混合；该混合流体然后涡旋流向涡旋管2 ；由于涡旋管2上大下小,流体在涡旋管2内作向心涡旋运动5 ;该向心涡旋运动5与真空零点能相干产生向心涡旋内压能量场6 ;该涡旋内压能量场6作用在涡旋流过涡旋管的混合流体上，使得油和水充分混合，并且使其中的各种分子结构发生变化，待乳化的液体(如油)分子与另一种液体(如水)分子被该涡旋内压能量场6压缩合成为具有新的分子或分子团结构的乳化液7，并从涡旋管2的下端(小径端)23流出。
[0015]如下图2-图6所示:本发明一种实施所述的涡旋乳化方法的装置，其特征在于，所述的涡旋生成装置包括主体容器I和涡旋管2，主体容器I为圆筒状，在其圆周设有一个以上相同切向的侧边进料口 11，两个以上的侧边进料口 11可以是沿圆周均布，也可以是其他分布方式。两个以上的侧边进料口 11可以在主体容器的同一水平高度圆周分布(如图2a所示)，也可以在不同水平高度圆周分布(如图2b所示)。不同水平高度的圆周分布对气相和液相混合有帮助，比如将液体从水平高度低一点的侧边进料口 11流入主体容器I,气体则从水平高度高一点的侧边进料口 11进入主体容器1，然后他们分别在主体容器I内作涡旋流动(液体在下方，气体在上方)，由于液体在下方涡旋流动，其产生的涡旋向下轴向吸力会将液体上方的气体涡旋吸下，在主体容器下方的涡旋管2内以涡旋方式与液体混合。
[0016]该涡旋管2为上大下小，横截面为圆形，轴向剖面的内壁的形状包括:曲线、斜线、不同斜率的斜线连接、曲线与斜线连接、以及不同曲率的曲线连接而成；涡旋管2的上端口21的直径与主体容器的底端直径相同并相互连接，涡旋管2的底端为小径端23作为出料口，涡旋管2与主体容器I组成漏斗形的结构。
[0017]可在主体容器I的上下两端设有法兰12，上端的法兰12用于与盖板或其他装置连接，下端的法兰12与涡旋管2的上端的法兰24连接。
[0018]主体容器I的侧边进料口 11的方向分为右旋(图4a所示，与图1和图2所示相同)和左旋(图4b所示)。
[0019]如图5所示，主体容器I的顶端设有盖板13，盖板13上可以不设辅助进料口(如图5a所示)，或设有一个以上沿主体容器I的中心轴对称分布或其他分布方式的辅助进料口15 (图5b所示)。每个辅助进料口 15的直径为lmm-1500mm;每一辅助进料口 15中流体的流速为0.5L/min — 300L/min。各个辅助进料口 15的直径和经过的流体流速相同或不同。盖板13上的辅助进料口 15的开设和其流通的流体及其流速设置以不影响主体容器I侧边进料口 11的流体在主体容器I和下方的涡旋管2内形成向心涡旋流动为准，比如辅助进料口 15以向主体容器I中输入气体为主，因为气体从盖板13上的辅助进料口 15流入不会对从主体容器侧边进料口 11流入的流体在主体容器I及下方涡旋管2内形成向心涡旋流动产生很大的影响。盖板13其周边的固定孔14与主体容器I上端的法兰12通过螺钉相互连接(未图示)。
[0020]图3和图6的a图是涡旋管2的顶端直接通过法兰24与主体容器I下端的法兰12连接；图3和图6的b图的涡旋管2的顶端设有一段与主体容器I相同直径的过渡体25，再通过法兰24与主体容器I下端的法兰12连接，在功能上两者没有区别。
[0021]另外，主体容器I与涡旋管2也可一体成型，省去主体容器I下段的法兰12和涡旋管上端的法兰24。如图1和图2所示。
[0022]参见图7，本发明的涡旋管2的内径是一段上大下小的管子，其横截面为圆形，轴向剖面的内壁的形状包括:曲线(如b图)、斜线(如d图)、不同斜率的斜线连接(c图)、曲线与斜线连接(a图为上部斜线，下部曲线；e图相反)、以及不同曲率的曲线(未图示)连接而成。斜线部分就是圆锥筒体，曲线包括双曲线、剖物线、指数、对数等任意曲线及其组合。
[0023]其中效果最好的涡旋管2的轴向剖面的内壁形状曲线为一段双曲线；具体为该双曲线涡旋管由一段双曲线y=_a/x的线段绕y轴旋转360度成形；其中a为一常数，根据需要选取a和X的数值来确定该双曲线涡旋管的长度、上端(大径端)和下端(小径端)的内径。
[0024]该实施例的主体容器I的内径为10mm-3000mm,高度在10mm-3000mm ;所述的润旋管2的小径端(出料口 23)内径为Imm-1OOmm,润旋管2的长度为10mm-3000mm ;每个主体容器I侧边进料口 11的直径为lmm-1500mm ;每一侧边进料口 11内流体的流速为0.5L/min—300L/min ;各个侧边进料口 11的直径和其内部流体的流速相同或不同。[0025]本发明在使用时，在主体容器I的各个侧边进料口 11和各个盖板13上的辅助进料口 15均连接具有一定压力(满足待乳化的流体与另一种流体(如水)的流速都为0.5L/min一300L/min)的原料连接。比如待乳化的流体4与另一种流体(如水)3分别沿着主体容器I的两个侧边进料口 11流入，待乳化的流体与另一种流体(如水)在主体容器I内做向心涡旋流动，充分混合形成待乳化的流体与另一种流体(如水)的混合流体。然后该混合流体以涡旋流动方式经过涡旋管2，最后在小径端出料口 23涡旋流出。由于混合流体在涡旋管2内做特殊的向心涡旋流动5，使得其与真空零点能相干产生向心涡旋内压能量场6，该涡旋内压能量场6将待乳化的流体与另一种流体(如水)中原有的分子或分子团打开，并重新生成具有新的分子或分子团结构的乳化液7。
[0026]另外，本发明也可是主体容器I只有一个侧边进料口 11。待乳化的流体与另一种流体(如水)先初步混合形成初步混合流体,再沿着主体容器I的侧边进料口 11流入主体容器1，并在主体容器I内作涡旋流动；然后该混合流体以涡旋流动方式经过涡旋管2，最后在小径端出料口 23涡旋流出。由于混合流体在涡旋管2内做特殊的向心涡旋流动，使得其与真空零点能相干产生向心涡旋内压能量场，该涡旋内压能量场将水和待乳化的流体中原有的分子或分子团打开，并重新生成具有新的分子或分子团结构的乳化液。
[0027]本发明也可以是由将多种流体(多种液体、一种或多种液体与一种或多种气体、多种气体)同时沿着主体容器I的一个或多个侧边进料口 11和一个或多个盖板13上的辅助进料口 15 (辅助进料口 15多以通气体为主，因为这样不会对主体容器I和下方的双涡旋体涡旋管2内的双涡旋体涡旋运动造成太大影响)以一定的流速流入主体容器I进行混合，混合流体并作向心涡旋流动流过涡旋管2，该向心涡旋运动与真空零点能相干产生向心涡旋内压能量场；该涡旋内压能量场作用在涡旋流过涡旋管2的混合流体上，该涡旋内压能量场将水和待乳化的流体中原有的分子或分子团打开，并重新生成具有新的分子或分子团结构的乳化液，并从涡旋管的下端(小径端)23流出。
[0028]本发明所依据的科学原理说明如下:
1、真空零点能:
现代科学认为真空并不意味着一无所有，真空是由正电子和负电子旋转波包组成的系统，这种过程的动态能量可以作为工业能源、未来星际航行能源以及家庭生活等诸多领域的能源。量子真空是一个非常活跃的空间，它充满时隐时现的粒子和在零点线值上涨落的能量场。而与这种现象伴生的能量，被称为零点能，也就是说，即使在绝对零度，这种真空活性仍然保持着。早在1891年，科学家特斯拉(Nikola Tesla)在一次演讲中就提到:几个世纪之后，也许我们可以从宇宙中的任意一点提取能量来驱动我们的机械。用今天的科学语言解释，这种能源就是真空零点能，或称空间能、自由能等。
[0029]关于零点能的设想来自量子力学的一个著名概念:海森堡测不准原理。该原理指出:不可能同时以较高的精确度得知一个粒子的位置和动量。因此，当温度降到绝对零度时粒子必定仍然在振动；否则，如果粒子完全停下来，那它的动量和位置就可以同时精确的测知，而这是违反测不准原理的。这种粒子在绝对零度时的振动(零点振动)所具有的能量就是零点能。狄拉克从量子场论对真空态进行了生动的描述，把真空比喻为起伏不定的能量之海。
[0030]真空零点能与物质相互作用有许多效应，并可以通过几种方式表现出来。一种方式是兰姆移位，即受激原子发出的光的频率的轻微改变；另一种形式是电子和光学仪器中可记录到的一类特殊的不可避免的电平噪声。但是影响最大也最为明显的要算卡西米尔效应。1948年，荷兰物理学家卡西米尔在理论上计算出两块靠得足够近的金属板之间将会有轻微的相互吸引。原因在于金属板之间的微小距离只允许真空能量中高频电磁成分存在，其它那些较大成分则被金属板挡在外面，因而内外存在着压力差，正是这样的力使得金属板相互靠拢。这也被称为静态卡西米尔效应。尔后，许多物理学家对其进行了实验上的验证。华盛顿大学Lamoreaux在他的学生DevSen协助下,对卡西米尔效应进行了精确的测量。该测量结果与卡西米尔对这一特殊板间距及几何构形所预测的力相差不超过5%。Lamoreaux在他的实验中，采用镀金石英表面作为他的金属板。另外一块板固定在一个灵敏扭摆的端部。如果该板向着另外一块板移动，则摆就会发生扭转。一台激光器可以以0.01微米的精度测量扭摆的扭转。向一组压电组件施加的一股电流使卡西米尔板移动；而另一电子反馈系统则抵消这一移动，使扭摆保持静止。零点能效应就表现为保持摆的位置所需的电流量的变化。Mohideen等人在加州理工学院作的实验中，在0.1到0.9Mm的范围内，用原子力显微镜对卡西米尔力进行的测量结果，与理论值相差不到1%。《Science》杂志曾载文“The Subtle Pull of Emptiness” (Vol.275，10 Jan.1997)称:这是一个让所有教科书都要改写的实验。关于卡西米尔效应的实验结果证明，真空中确实存在零点能。
[0031]传统的观念认为物理真空是一个能量最小的系统，不能从这样一个系统中取出能量。但应该看到的是，物理真空是一个具有强烈波动的动态系统，它可能是一种能源。许多有独特见解的科学家很早就开始注意到利用卡西米尔效应作为替代的能源。休斯公司研究室的R.Forword在1984年就提出了利用带电荷薄膜导体内聚现象从真空中提取电能[Phys.Rev.B60, 14,740(1984)]。近年来，各种科学杂志和新闻媒体纷纷报道关于真空零点能的研究，尤其在精确测量卡西米尔效应之后，人们更加关注如何向真空索取能量来解除人类所面临的环境恶化、能源枯竭、臭氧层减少等严重问题。
[0032]真空中存在电磁零点能，并可以认为零点能起源于宇宙边界条件，或是由组成物质的带电粒子的量子涨落运动产生的。零点能推动粒子运动，粒子运动产生零点能，形成了自生宇宙反馈模式，宇宙的所有物质对真空都是开放的，零点能的涨落可以看作是具有随机状态的经典电磁辐射模式的集合。宇宙电磁涨落的能谱密度分布为:
【权利要求】
1.一种涡旋乳化方法，其特征在于，将不能混合到一起的两种流体或多种 包括液体或气体的流体，同时流过一涡旋生成装置混合并作向心涡旋运动后排出，形成乳化液。
2.一种实施权利要求1所述的涡旋乳化方法的装置，其特征在于，所述的 涡旋生成装置包括:主体容器和涡旋管，主体容器的横截面为圆形，在其圆周设有一个以上沿同一水平高度或不同水平高度的圆周分布的相同切向的侧边进料口 ；该涡旋管为上大下小，横截面为圆形，轴向剖面的内壁的形状包括:曲线、斜线、不同斜率的斜线连接、曲线与斜线连接、以及不同曲率的曲线连接而成；涡旋管的上端口直径与主体容器的底端直径相同并相互连接，涡旋管的底端为小径端作为出料口，涡旋管与主体容器组成漏斗形的结构。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的涡旋管的小 径端内径为Imm-1OOmm,润旋管的长度为10mm-3000mm ;主体容器的内径为10mm-3000mm,高度在10mm-3000mni ;每个主体容器侧边进料口的直径为lmm-1500mm ;每个侧边进料口中流体的流速为0.5L/min—300L/min ;各个侧边进料口的直径和其内部流体的流速相同或不同。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的涡旋生成装置的主体 容器的上端安设有盖板。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，在所述的盖板上设有一个以上辅助进料口 ；每个该辅助进料口的直径为lmm-1500mm ;每个辅助进料口中流体的流速为0.5L/min—300L/min ;各个辅助进料口的直径和其内部流体的流速相同或不同。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述的曲线包括双曲线、抛物线、指数、对数等任意曲线。
7.根据权利6要求所述的装置，其特征在于，所述的双曲线是方程y=_a/x表示的一段双曲线线段。
【文档编号】B01F5/00GK103537210SQ201310469205
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月10日 优先权日:2013年10月10日
【发明者】彭伟明 申请人:彭伟明