雙渦旋體渦旋乳化的方法和裝置制造方法
【專利摘要】一種雙渦旋體渦旋乳化方法和裝置，將不能混合到一起的兩種流體或多種流體（液體或氣體），比如油和水，同時流過一雙渦旋體渦旋生成裝置后作雙渦旋體向心渦旋運動后從下端排出，形成乳化液。該雙渦旋體渦旋生成裝置由一主體容器和螺旋狀的雙渦旋體渦旋管相互連接而成，主體容器圓周設有一個以上沿圓周分布的相同切向的進料口；雙渦旋體渦旋管的底端為小徑端作為出料口。流體從主體容器的切向進料口流入形成向心渦旋運動；隨后流過下方的雙渦旋體渦旋管形成雙渦旋體向心渦旋運動，并與真空零點能相干形成雙渦旋體向心渦旋內壓場，該場作用在流經雙渦旋體渦旋管的流體上，形成更好的雙渦旋體渦旋乳化液。
【專利說明】雙渦旋體渦旋乳化的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙渦旋體渦旋乳化的方法和裝置，用于將不能混合到一起的兩種或多種流體(比如油和水)混合到一起并形成乳化液。
【背景技術】
[0002]乳化技術是一項重要技術。乳化是一種液體以極微小液滴均勻地分散在互不相溶的另一種液體中的作用。乳化是液-液界面現象，兩種不相溶的液體，如油與水，在容器中分成兩層，密度小的油在上層，密度大的水在下層。若加入適當的表面活性劑在強烈的攪拌下，油被分散在水中，形成乳狀液，該過程叫乳化。現有的乳化技術設備主要有三種:乳化攪拌機、膠體磨和均質器。乳化機的類型及結構、性能等與乳狀液微粒的大小(分散性)及乳狀液的質量(穩定性)有很大的關系。如在化妝品廠廣泛使用的攪拌式乳化機，所制得的乳狀液其分散性差。微粒大且粗糙，穩定性也較差，也較易產生污染。膠體磨和均質器是比較好的乳化設備。但存在結構復雜等問題。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種雙渦旋體渦旋乳化的方法和裝置，以解決現有技術方法存在的乳化效果差，裝置結構復雜等問題。
[0004]本發明的技術方案是:
一種雙渦旋體渦旋乳化方法，其特征在于，將不能混合到一起的兩種流體或多種流體(液體或氣體)，比如油和水，同時流過一雙渦旋體渦旋生成裝置后作雙渦旋體向心渦旋運動后從下端排出，形成乳化液。
[0005]一種實施所述的雙渦旋體渦旋乳化方法的裝置，其特征在于，所述的雙渦旋體渦旋生成裝置包括:主體容器和螺旋狀的雙渦旋體渦旋管，主體容器的橫截面為圓形，在其圓周設有一個以上沿同一水平高度或不同水平高度的圓周分布的相同切向的側邊進料口 ；該雙渦旋體渦旋管由一單渦旋體渦旋管以渦旋方式繞制而成；單渦旋體渦旋管為上大下小，橫截面為圓形，軸向剖面的內壁的形狀包括:曲線、斜線、不同斜率的斜線連接、曲線與斜線連接、以及不同曲率的曲線連接而成；該雙渦旋體渦旋管的上端口直徑與主體容器的底端直徑相同并相互連接，雙渦旋體渦旋管的底端為小徑端作為出料口。
[0006]所述的主體容器的側邊進料口的切線方向與雙渦旋體渦旋管的繞制的旋向相同或相反。
[0007]所述的雙渦旋體渦旋管為密繞或疏繞。
[0008]所述的單渦旋體渦旋管的小徑端內徑為Imm-lOOmm，單渦旋體渦旋管的長度為10mm-3000mm ;主體容器的內徑為10mm-3000mm，高度為10mm-3000mm ;主體容器側邊進料口的直徑為lmm-1500mm ;每個側邊進料口內流體的流速為0.5L/min—300L/min ;各個側邊進料口的直徑和其內部流體的流速相同或不同。
[0009]所述的雙渦旋體渦旋生成裝置的主體容器上端安設有蓋板。[0010]在所述的蓋板上設有一個以上輔助進料口 ；該輔助進料口的直徑為lmm-1500mm;每個輔助進料口中流體的流速為0.5L/min—300L/min ;各個輔助進料口的直徑和其內部流體的流速相同或不同。
[0011]所述的單渦旋體渦旋管的曲線包括雙曲線、拋物線、指數、對數等任意曲線； 所述的雙曲線是方程y=-a/x表示的一段雙曲線線段。
[0012]本發明的技術效果是:
在不添加任何化學添加劑的情況下，通過雙渦旋體渦旋乳化方法，可以將一種或多種油、脂、粉、藥劑、等難溶于水、或難以乳化的物質與另一液體(比如水)混合，相溶，簡單、快速、方便的制成乳化液。裝置結構簡單，容易實施。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的一個實施例總體結構以及工作原理示意圖；
圖2是本發明的雙渦旋體渦旋管密繞的四種結構示意圖；
圖3是本發明的雙渦旋體渦旋管疏繞的四種結構示意圖；
圖4是本發明兩種雙渦旋體渦旋生成裝置中的雙渦旋體渦旋管處于其原型單渦旋體渦旋管狀態的形狀的示意圖；
圖5是本發明雙渦旋體渦旋生成裝置中的主體容器的三種立體結構示意圖；
圖6是本發明雙渦旋體渦旋生成裝置中的主體容器蓋板的兩種立體結構示意圖；
圖7是圖4中的兩種對應的單渦旋體渦旋管的立體結構示意圖；
圖8是本發明幾種雙渦旋體渦旋管的原型(單渦旋體渦旋管)的形狀的示意圖；
圖9撓場滯后效應不意圖；
圖10是流體單渦旋體渦旋向內運動形成的渦旋內壓場的二維俯視圖；
圖11是流體單渦旋體渦旋向內運動形成的渦旋內壓場的三維圖；
圖12是流體在雙渦旋體渦旋管內作雙渦旋體向心渦旋運動形成的雙渦旋體向心渦旋內壓場的示意圖。
【具體實施方式】
[0014]參見圖1-圖3，本發明一種雙渦旋體渦旋乳化的方法，其特征在于，將將一種或多種待乳化的物質流體，比如各種油、脂、膏、粉等，與另一流體(比如水)流過一雙渦旋體渦旋生成裝置后作雙渦旋體向心渦旋運動后從下端排出，形成乳化液8。
[0015]所述的雙渦旋體渦旋生成裝置包括:主體容器I和雙渦旋體渦旋管2。
[0016]主體容器I的橫截面為圓形，在其圓周設有一個以上相同切向的側邊進料口 11，兩個或兩個以上的進料口 11可以是沿圓周均布，也可以是其他分布方式。兩個以上的側邊進料口 11可以在主體容器I的同一水平高度圓周分布(如圖5a和5b所示)，也可以在不同水平高度圓周分布(如圖5c所示)。不同水平高度的圓周分布對氣體和液體混合有幫助，比如將液體從水平高度低一點的側邊進料口 11流入主體容器I，氣體則從水平高度高一點的側邊進料口 11進入主體容器1，然后他們分別都在主體容器I內作渦旋流動(液體在下方，氣體在上方)，由于液體是在下方渦旋流動，其產生的渦旋向下軸向吸力會將液體上方的氣體渦旋吸下，在主體容器I下方的雙渦旋體渦旋管2內以雙渦旋體渦旋方式與液體混合。[0017]在主體容器I的上下兩端設有法蘭12，上端的法蘭12用于與蓋板或其他裝置連接，下端的法蘭12與渦旋管2的上端的法蘭24連接。
[0018]主體容器I的側邊進料口 11的方向分為右旋(圖5a所示，與圖1、圖2b、圖2d、圖3b、圖3d和圖5c所示相同)和左旋(圖5b所示，與圖2a、圖2c、圖3a和圖3c所示相同)。
[0019]主體容器I的內徑為10mm-3000mm,高度為10mm-3000mm ;主體容器I的側邊進料口 11的直徑為1_-1500_ ;每個主體容器I側邊進料口 11內流體的流速為0.5L/min—300L/min ;各個側邊進料口 11的直徑和其內部流體的流速相同或不同。
[0020]如圖6所示，主體容器I的頂端設有蓋板13，蓋板13其周邊的固定孔14與主體容器I上端的法蘭12通過螺釘相互連接(未圖示)。
[0021]蓋板13上可以不設輔助進料口(如圖6a所示)，或設有一個以上沿主體容器I的中心軸對稱分布或其他分布方式的輔助進料口 15 (圖6b所示)。輔助進料口 15的直徑為lmm-1500mm ;每個輔助進料口 15中流體的流速為0.5L/min—300L/min ;各個輔助進料口15的直徑和其內部流體的流速相同或不同。
[0022]本發明在使用時，在主體容器I的各個側邊進料口 11和各個蓋板13上的輔助進料口 15均連接具有一定壓力以滿足各自流體的流速都為0.5L/min—300L/min的原料連接。
[0023]蓋板13上的輔助進料口 15的開設和其流通的流體及其流速設置以不影響主體容器側邊進料口 11內部的流體在主體容器I和下方的雙渦旋體渦旋管2內形成向心渦旋流動為準，比如輔助進料口 15以向主體容器I中輸入氣體(比如空氣、氧氣和二氧化碳等)為主，因為氣體從蓋板上的輔助進料口 15流入不會對從主體容器側邊進料口 11流入的流體(比如水)在主體容器I及下方雙渦旋體渦旋管2內形成雙渦旋體向心渦旋流動產生很大的影響。
[0024]圖4和圖7的a圖是雙渦旋體渦旋管2的原型(單渦旋體渦旋管2 ')的頂端直接通過法蘭24與主體容器I下端的法蘭12連接；圖4和圖7的b圖的雙渦旋體渦旋管2的原型(單渦旋體渦旋管2 ')的頂端設有一段與主體容器I相同直徑的過渡體25，再通過法蘭24與主體容器I下端的法蘭12連接，在功能上兩者沒有區別。
[0025]另外，主體容器I與雙渦旋體渦旋管2也可一體成型，省去主體容器I下段的法蘭12和雙渦旋體渦旋管2上端的法蘭24。如圖1、圖2和圖3所示。
[0026]該雙渦旋體渦旋管2由一(軸線為直線的)單渦旋體渦旋管2 '(如圖4和圖7中的單渦旋體渦旋管2所示)以渦旋方式(旋渦狀螺旋)繞制而成(如圖1、圖2和圖3所示)。該雙渦旋體渦旋管2的上端口 21 (即單渦旋體渦旋管2 y的上端口)直徑與主體容器I的底端直徑相同并相互連接，雙渦旋體渦旋管2的底端(即單渦旋體渦旋管的下端口)為小徑端22作為出料口(如圖4所示)。
[0027]參見圖8，所述的單渦旋體渦旋管2 y為上大下小，橫截面為圓形，軸向剖面的內壁的形狀包括:曲線(如b圖)、斜線(如d圖)、不同斜率的斜線連接(c圖)、曲線與斜線連接(a圖為上部斜線，下部曲線；e圖相反)、以及不同曲率的曲線(未圖示)連接而成。斜線部分就是圓錐筒體，曲線包括雙曲線、剖物線、指數、對數等任意曲線及其組合。實際的單渦旋體渦旋管2 '的長度與直徑的比例比圖示的要大，以滿足繞制雙渦旋體渦旋管2的要求。
[0028]單渦旋體渦旋管2 '中活化效果最好的軸向剖面的內壁形狀曲線為一段雙曲線；具體為該雙曲線渦旋管由一段雙曲線y=-a/x的線段繞I軸旋轉360度成形；其中a為一常數，根據需要選取a和χ的數值來確定該單渦旋體渦旋管2 y的長度，以及上端(大徑端)和下端(小徑端)22端口的內徑。
[0029]所述的單渦旋體渦旋管2 '的小徑端22內徑為Imm-lOOmm，單渦旋體渦旋管2 '的長度為10mm-3000mm。
[0030]所述的主體容器I的側邊進料口 11的切線方向與雙渦旋體渦旋管2的旋向相同或相反，如圖2所示，其中(a)圖是側邊進料口 11為逆時針(俯視，下同)的主體容器I和螺旋方向為順時針的雙渦旋體渦旋管2的組合；(b)圖是側邊進料口 11為順時針的主體容器I和螺旋方向為順時針雙渦旋體渦旋管2的組合(即圖1) ;(c)圖是側邊進料口 11為逆時針的主體容器I和螺旋方向為逆時針的雙渦旋體渦旋管2的組合；(d)圖是側邊進料口 11為順時針的主體容器I和螺旋方向為逆時針的雙渦旋體渦旋管2的組合。
[0031]所述的雙渦旋體渦旋管2可以為密繞(如圖2所示)或疏繞(如圖3所示)，兩者的主體容器I的結構相同。
[0032]本發明雙渦旋體渦旋乳化裝置的工作原理說明如下:
如圖1所示，待乳化的流體(如油)4沿著主體容器I的一個側邊進料口 11流入主體容器I ;同時，另一種液體(如水)3也沿著主體容器I的另一個側邊進料口 11流入主體容器
I;流體4與3同時在主體容器I內做渦旋流動5 (右旋)并混合；該混合流體然后渦旋流向雙渦旋體渦旋管2 ;在雙渦旋體渦旋管2中，由于雙渦旋體渦旋管2的內徑上大下小(即其原型單渦旋體渦旋管2 '的內徑上大下小，如圖8所示)，該混合流體首先繞著雙渦旋體渦旋管2的中心軸(即其原型單體渦旋管2 y的中心軸)作向心渦旋運動；另外，由于雙渦旋體渦旋管2是由其原型單渦旋體渦旋管2 y繞一中心軸(雙渦旋體渦旋管2的繞制中心軸，其可與主體容器I的中心軸相同)渦旋繞制而成，即其中心軸線(單體渦旋管2 '的中心軸線)又變為一繞雙渦旋體渦旋管2的繞制中心軸的渦旋曲線(如圖12所示的雙渦旋體渦旋管2的中心軸)，所以流體整體又繞著這個雙渦旋體渦旋管2的繞制中心軸作向心渦旋運動，從而混合流體形成雙渦旋體向心渦旋運動6 (如圖1和12所示);該雙渦旋體向心渦旋運動6與真空零點能相干產生雙渦旋體向心渦旋內壓能量場7 ;該雙渦旋體向心渦旋內壓能量場7比普通單渦旋體螺旋管I'(如圖8所示)產生的單渦旋體向心渦旋內壓場的能量密度還大，效果還好，這是由于雙渦旋體向心渦旋內壓場是由許多單渦旋體向心內壓場渦旋疊加而成(如圖12所示)。該雙渦旋體向心渦旋內壓場7作用在流經雙渦旋體渦旋管2的流體上，將待乳化的液體4 (如油)與另一種液體3 (如水)中原有的分子或分子團打開，形成更好的雙渦旋體渦旋乳化液8 ;最后乳化液8由雙渦旋體渦旋管2的下端出料口 22排出。
[0033]另外，本發明也可是兩種或多種不能混合到一起的流體(液體或氣體)分別從一個或多個主體容器I的側邊進料口 11和一個或多個蓋板13上的輔助進料口 15流入主體容器；然后這些流體在主體容器I內作向心渦旋流動5 ;并且再在下方的雙渦旋體渦旋管2內作雙渦旋體向心渦旋流動6，然后該雙渦旋體向心渦旋流動6與真空零點能相干產生雙渦旋體向心渦旋內壓能量場7 ;該雙渦旋體向心渦旋內壓能量場7作用在這些流體上使其充分混合，并且將水和待乳化的流體中原有的分子或分子團打開，并重新生成具有新的分子或分子團結構的乳化液8 ;最后新的乳化液8從小徑端出料口 23渦旋流出。
[0034]如果只有一個主體容器I的側邊進料口 11，這些流體先初步混合形成初步混合流體，再沿著主體容器的側邊進料口 11流入主體容器1，并在主體容器I內作向心渦旋流動
5;另外，輔助進料口 15多以通氣體為主，因為這樣不會對主體容器I和下方的雙渦旋體渦旋管2內的雙渦旋體渦旋運動造成太大影響。
[0035]本發明所依據的科學原理說明如下:
1、真空零點能:
現代科學認為真空并不意味著一無所有，真空是由正電子和負電子旋轉波包組成的系統，這種過程的動態能量可以作為工業能源、未來星際航行能源以及家庭生活等諸多領域的能源。量子真空是一個非常活躍的空間，它充滿時隱時現的粒子和在零點線值上漲落的能量場。而與這種現象伴生的能量，被稱為零點能，也就是說，即使在絕對零度，這種真空活性仍然保持著。早在1891年，科學家特斯拉(Nikola Tesla)在一次演講中就提到:幾個世紀之后，也許我們可以從宇宙中的任意一點提取能量來驅動我們的機械。用今天的科學語言解釋，這種能源就是真空零點能，或稱空間能、自由能等。
[0036]關于零點能的設想來自量子力學的一個著名概念:海森堡測不準原理。該原理指出:不可能同時以較高的精確度得知一個粒子的位置和動量。因此，當溫度降到絕對零度時粒子必定仍然在振動；否則，如果粒子完全停下來，那它的動量和位置就可以同時精確的測知，而這是違反測不準原理的。這種粒子在絕對零度時的振動(零點振動)所具有的能量就是零點能。狄拉克從量子場論對真空態進行了生動的描述，把真空比喻為起伏不定的能量之海。
[0037]真空零點能與物質相互作用有許多效應，并可以通過幾種方式表現出來。一種方式是蘭姆移位，即受激原子發出的光的頻率的輕微改變；另一種形式是電子和光學儀器中可記錄到的一類特殊的不可避免的電平噪聲。但是影響最大也最為明顯的要算卡西米爾效應。1948年，荷蘭物理學家卡西米爾在理論上計算出兩塊靠得足夠近的金屬板之間將會有輕微的相互吸引。原因在于金屬板之間的微小距離只允許真空能量中高頻電磁成分存在，其它那些較大成分則被金屬板擋在外面，因而內外存在著壓力差，正是這樣的力使得金屬板相互靠攏。這也被稱為靜態卡西米爾效應。爾后，許多物理學家對其進行了實驗上的驗證。華盛頓大學Lamoreaux在他的學生DevSen協助下,對卡西米爾效應進行了精確的測量。該測量結果與卡西米爾對這一特殊板間距及幾何構形所預測的力相差不超過5%。Lamoreaux在他的實驗中，采用鍍金石英表面作為他的金屬板。另外一塊板固定在一個靈敏扭擺的端部。如果該板向著另外一塊板移動，則擺就會發生扭轉。一臺激光器可以以0.01微米的精度測量扭擺的扭轉。向一組壓電組件施加的一股電流使卡西米爾板移動；而另一電子反饋系統則抵消這一移動，使扭擺保持靜止。零點能效應就表現為保持擺的位置所需的電流量的變化。Mohideen等人在加州理工學院作的實驗中，在0.1到0.9Mm的范圍內，用原子力顯微鏡對卡西米爾力進行的測量結果，與理論值相差不到1%。《Science》雜志曾載文“The Subtle Pull of Emptiness” (Vol.275，10 Jan.1997)稱:這是一個讓所有教科書都要改寫的實驗。關于卡西米爾效應的實驗結果證明，真空中確實存在零點能。
[0038]傳統的觀念認為物理真空是一個能量最小的系統，不能從這樣一個系統中取出能量。但應該看到的是，物理真空是一個具有強烈波動的動態系統，它可能是一種能源。許多有獨特見解的科學家很早就開始注意到利用卡西米爾效應作為替代的能源。休斯公司研究室的R.Forword在1984年就提出了利用帶電荷薄膜導體內聚現象從真空中提取電能[Phys.Rev.B60, 14,740(1984)]。近年來，各種科學雜志和新聞媒體紛紛報道關于真空零點能的研究，尤其在精確測量卡西米爾效應之后，人們更加關注如何向真空索取能量來解除人類所面臨的環境惡化、能源枯竭、臭氧層減少等嚴重問題。
[0039]真空中存在電磁零點能，并可以認為零點能起源于宇宙邊界條件，或是由組成物質的帶電粒子的量子漲落運動產生的。零點能推動粒子運動，粒子運動產生零點能，形成了自生宇宙反饋模式，宇宙的所有物質對真空都是開放的，零點能的漲落可以看作是具有隨機狀態的經典電磁輻射模式的集合。宇宙電磁漲落的能譜密度分布為:
【權利要求】
1.一種雙渦旋體渦旋乳化方法，其特征在于，將不能混合到一起的兩種流體或多種流體，同時流過一雙渦旋體渦旋生成裝置后作雙渦旋體向心渦旋運動后從下端排出，形成乳化液。
2.一種實施權利要求1所述的雙渦旋體渦旋乳化方法的裝置，其特征在于，所述的雙渦旋體渦旋生成裝置包括:主體容器和螺旋狀的雙渦旋體渦旋管，主體容器的橫截面為圓形，在其圓周設有一個以上沿同一水平高度或不同水平高度的圓周分布的相同切向的側邊進料口 ；該雙渦旋體渦旋管由一單渦旋體渦旋管以渦旋方式繞制而成；單渦旋體渦旋管為上大下小，橫截面為圓形，軸向剖面的內壁的形狀包括:曲線、斜線、不同斜率的斜線連接、曲線與斜線連接、以及不同曲率的曲線連接而成；該雙渦旋體渦旋管的上端口直徑與主體容器的底端直徑相同并相互連接，雙渦旋體渦旋管的底端為小徑端作為出料口。
3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的主體容器的側邊進料口的切線方向與雙渦旋體渦旋管的繞制的旋向相同或相反。
4.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的雙渦旋體渦旋管為密繞或疏繞。
5.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的單渦旋體渦旋管的小徑端內徑為Imm-1OOmm,單潤旋體潤旋管的長度為10mm-3000mm ;主體容器的內徑為10mm-3000mm,高度為10mm-3000mm ;主體容器側邊進料口的直徑為lmm-1500mm ;每個側邊進料口內流體的流速為0.5L/min—300L/min ;各個側邊進料口的直徑和其內部流體的流速相同或不同。
6.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的雙渦旋體渦旋生成裝置的主體容器上端安設有蓋板。
7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，在所述的蓋板上設有一個以上輔助進料口 ；該輔助進料口的直徑為lmm-1500mm ;每個輔助進料口中流體的流速為0.5L/min—300L/min;各個輔助進料口的直徑和其內部流體的流速相同或不同。
8.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述的單渦旋體渦旋管的曲線包括雙曲線、拋物線、指數、對數等任意曲線。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述的雙曲線是方程
【文檔編號】B01F3/08GK103537211SQ201310470429
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】彭偉明 申請人:彭偉明