TWI686251B - 微粉成型裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於微粉成型裝置，其包括：一成型塔、一噴嘴、一加熱溫控組及一致冷溫控組。該成型塔設置一入料口、一出料口、至少一第一進氣口及至少一第二進氣口。該噴嘴設置於該成型塔之該入料口，用以將一高壓混合流體產生一高壓霧化流體至該成型空間。該加熱溫控組連接該至少一第一進氣口，該至少一第一進氣口導入一高溫氣體至該成型空間，以對該高壓霧化流體加熱形成液滴。該致冷溫控組連接該至少一第二進氣口，該至少一第二進氣口導入一低溫氣體至該成型空間，用以使液滴凝固成型。藉此，以提升該微細化粉體乾燥與微細固化效果，並有效避免產生堵塞情形。
Description
本發明關於一種微粉成型裝置。
習知微粉成型裝置常見之功能，主要可將氣體或液體原料予以乾燥並粉末化。舉例而言，習知微粉成型裝置可將一高壓壓力（例如：8～30Mpa）溶解之惰性氣體（如氮或二氧化碳等）夾帶一高黏度液體，經由一噴嘴噴出，再藉由後續處理以取得微細化之粉體。
然而，習知微粉成型裝置在經由該噴嘴噴出該高黏度液體之過程中，該高壓壓力所產生之高壓惰性氣體容易受到Joule-Thomson效應的影響，導致其氣體溫度降低，此時，由於溫度低於該高黏度液體之凝固點，造成該噴嘴可能形成堵塞情形，或受到二氧化碳乾冰成核影響，導致該高黏度液體之液滴無法微細化。整體而言，習知微粉成型裝置具有容易堵塞及不易微細化等問題，確有加以改善之必要。
本發明提供微粉成型裝置。在一實施例中，該微粉成型裝置包括：一成型塔、一噴嘴、一加熱溫控組及一致冷溫控組。該成型塔設置一入料口、一出料口、至少一第一進氣口及至少一第二進氣口，且該成型塔內部具有一成型空間。該噴嘴設置於該成型塔之該入料口，用以將一高壓混合流體產生一高壓霧化流體至該成型空間。該加熱溫控組具有至少一加熱管及至少一加熱器，該至少一加熱管設置於該成型塔之該至少一第一進氣口且連通該成型空間，該至少一加熱器連接該至少一加熱管，該至少一第一進氣口導入一高溫氣體至該成型空間，以對該高壓霧化流體加熱形成液滴。該致冷溫控組具有至少一致冷管及至少一致冷器，該至少一致冷管設置於該成型塔之該至少一第二進氣口且連通該成型空間，該至少一致冷器連接該至少一致冷管，該至少一第二進氣口導入一低溫氣體至該成型空間，用以使液滴凝固成型。
本發明微粉成型裝置可利用該加熱溫控組及該致冷溫控組形成兩段式控溫作用，該成形塔之上半段可進行加熱，使該高壓霧化流體具有流動性，以有效解決堵塞及乾冰凝結等問題，該成形塔之下半段可進行致冷，使成形液滴凝固並減少沾黏情形。藉此，可達到提升該微細化粉體乾燥與微細固化效果之功效，以及達到有效避免產生堵塞情形發生之功效。
圖1顯本發明一實施例微粉成型裝置之平面架構示意圖。配合參閱圖1，在一實施例中，本發明微粉成型裝置1包括一成型塔10、一噴嘴20、一加熱溫控組30及一致冷溫控組40。該微粉成型裝置1可用於將食品、化工、能源或醫療等原料，予以加工成型為微細化粉體，但不以上述原料為限。
圖2顯本發明一實施例微粉成型裝置之成型塔之前視剖視圖。配合參閱圖1及圖2，在一實施例中，該成型塔10具有一頂部11及一底部12，該頂部11及該底部12之間設置一側部13，該頂部11、該底部12及該側部13可共同構成該成型塔10，且該成型塔10內部具有一成型空間14。其中該成型塔10外觀形狀之選用係以適合進行微細化粉體成型作業為原則，本發明不加以限制其外觀形狀。
該成型塔10之該頂部11設置一入料口111，該底部12設置一出料口121，該側部13設置至少一第一進氣口131及至少一第二進氣口132，在該成型塔10之一垂直方向上，該第二進氣口132位於該第一進氣口131及該底部12之間。其中該出料口121可對應設置一集料筒15，用以收集本發明微粉成型裝置1所製成之微細化粉體，以提升集料便利性。
圖3顯本發明一實施微粉成型裝置對應加熱溫控組位置之俯視剖視圖。配合參閱圖1至圖3，在一實施例中，該成型塔10之該側部13可設置一渦流壁133，該渦流壁133相對位於該成型空間14。該渦流壁133設計為配合一氣體沿其壁面之切線方向進入後可形成漩渦之結構；如圖3所示之實施例的示意方向，該至少一第一進氣口131及該至少一第二進氣口132設置於該渦流壁133，且該成型塔10之該渦流壁133之截面形狀可為圓弧面，以供該氣體在沿著該圓弧面之切線方向進入時，可配合該渦流壁133之該圓弧面於該成型空間14形成漩渦。其中該渦流壁133之截面形狀不以上述為限，亦可設計為其他可配合沿切線方向進入之氣體以形成漩渦之結構。
圖4顯本發明一實施例微粉成型裝置之噴嘴之示意圖。配合參閱圖1及圖4，在一實施例中，該噴嘴20之一端設置於該成型塔10之該入料口111，該噴嘴20相對之另一端可連接一混合器21，例如：該混合器21可利用一高剪切力裝置，用以均勻混合如一高壓氣體或一高黏度液體等，以產生一高壓混合流體，該高壓混合流體再經由該噴嘴20噴入該成型塔10之該成型空間14，進而產生一高壓霧化流體於該成型空間14，以供進行後續微細化粉體之成型作業。
在一實施例中，該噴嘴20之外側可設置一外側套管22，該外側套管22與該噴嘴20之間形成一熱流空間23，且該外側套管22可設置一開孔221，該開孔221可連接一管路24，該管路24可設置一加熱模組25。藉此，該管路24可用以導入一氣體，例如：惰性氣體，再利用該加熱模組25進行加熱，以產生一熱氣體並導入該熱流空間23，該熱流空間23可藉由導入該熱氣體以提供熱交換作用，使該熱氣體可對該噴嘴20所產生之該高壓霧化流體進行乾燥，以減少乾冰產生情形，進而有效避免該噴嘴20產生阻塞情形。
再配合參閱圖1及圖3，在一實施例中，該加熱溫控組30具有至少一加熱管31及至少一加熱器32。該至少一加熱管31設置於該成型塔10之該至少一第一進氣口131，用以使該至少一加熱管31連通該成型空間14，該至少一加熱器32連接該至少一加熱管31，該加熱器32用以加熱通過該至少一加熱管31之氣體，例如：惰性氣體，以產生一高溫氣體並由該至少一第一進氣口131導入該成型空間14。如圖3所示之實施例中，該成型塔10係具有二第一進氣口131，該加熱溫控組30係以二加熱管31分別連接該些第一進氣口131，且該加熱溫控組30係以一加熱器32設置於其中一加熱管31；但不以上述為限，該第一進氣口131、該加熱管31及該加熱器32之設置數量可依實際作業需求適當增減。
圖5顯本發明一實施例微粉成型裝置對應致冷溫控組位置之俯視剖視圖。配合參閱圖1及圖5，在一實施例中，該致冷溫控組40具有至少一致冷管41及至少一致冷器42。該至少一致冷管41設置於該成型塔10之該至少一第二進氣口132，用以使該至少一致冷管41連通該成型空間14，該至少一致冷器42連接該至少一致冷管41，該致冷器42用以致冷通過該至少一致冷管41之氣體，例如：惰性氣體，以產生一低溫氣體並由該至少一第二進氣口132導入該成型空間14。如圖5所示之實施例中，該成型塔10係具有二第二進氣口132，該致冷溫控組40係以二致冷管41分別連接該些第二進氣口132，且該致冷溫控組40係以一致冷器42設置於其中一致冷管41；但不以上述為限，該第二進氣口132、該致冷管41及該致冷器42之設置數量可依實際作業需求適當增減。
配合參閱配合參閱圖1、圖2及圖4，利用本發明微粉成型裝置1進行微細化粉體之成型作業時，可準備如食品、化工、能源或醫療等原料，再經由該噴嘴20注入該成型塔10，該成型塔10之該成型空間14之壓力可設定為0～0.1Mpa，以順利進行後續微細化粉體之成型作業。舉例而言，可準備適當原料之一高壓氣體或一高黏度液體，其中該高黏度液體可利用一增壓泵浦加壓至8～30Mpa後與該高壓氣體混合，該高壓氣體可為預先混合之惰性氣體（如氮或二氧化碳等），或該高壓氣體可為超臨界二氧化碳，該高壓氣體及該高黏度液體亦可利用該混合器21均勻混合以產生一高壓混合流體，該高壓混合流體再經由該噴嘴20噴入該成型塔10之該成型空間14後，以產生一高壓霧化流體於該成型空間14。
配合參閱圖1至圖5，上述該成型空間14之該高壓霧化流體，可先經過該至少一第一進氣口131之區段，該至少一第一進氣口131導入該高溫氣體至該成型空間14，且該高溫氣體可沿該渦流壁133之壁面的切線方向進入該成型空間14，再配合該渦流壁133形成旋渦（如圖3所示），以提供一循環擾流作用，該高溫氣體可對該噴嘴20噴入之該高壓霧化流體進行加熱以形成液滴。
在一實施例中，當該噴嘴20設置該外側套管22、該熱流空間23、該管路24及該加熱模組25時，可進一步利用導入該熱流空間23之該熱氣體提供快速熱交換作用，用以同時進行乾燥作業，同時可避免該噴嘴20產生阻塞情形。
該高壓霧化流體於該成型空間14中，經過該至少一第一進氣口131之區段後，再經過該至少一第二進氣口132之區段，該至少一第二進氣口132導入該低溫氣體至該成型空間14，且該低溫氣體可沿該渦流壁133之壁面的切線方向進入該成型空間14，再配合該渦流壁133形成旋渦（如圖5所示），同樣可提供一循環擾流作用，該低溫氣體可進一步進行冷卻，使上述該高溫氣體對該高壓霧化流體進行加熱形成液滴後，確保該液滴凝固以減少其沾黏情形。因此，利用該加熱溫控組30及該致冷溫控組40之加熱及冷卻等熱交換作用後，即可獲得一微細化粉體，該微細化粉體經由該成型塔10之該出料口121導出，可利用該集料筒15予以收集，以完成微細化粉體之成型作業。
再配合參閱圖1及圖2，在一實施例中，本發明微粉成型裝置1可另包括一包覆材輸送組50。該包覆材輸送組50具有一儲存槽51、一輸送管路52及一流體化床53（Fluidized Bed）。該儲存槽51用以儲存一包覆材，該包覆材主要選自可包覆該微細化粉體以作為殼層之材質；該輸送管路52係連通設置於該儲存槽51及該成型塔10的該成型空間14之間；該流體化床53連接該輸送管路52，用以將該儲存槽51之該包覆材分散輸送，並可藉由一包覆材噴嘴（未繪示）微細霧化該包覆材，以配合該輸送管路52將該包覆材輸送至該成型空間14，用以沾黏該高壓霧化流體經由該高溫氣體加熱所形成之液滴，進而可在後續該微細化粉體之表面形成一殼層材質。
在一實施例中，本發明微粉成型裝置1可另包括一收集組60。該收集組60具有一收集管路61、一旋風分離器62、一收集槽63、一回收管路64及一抽風機65。該收集管路61一端連通該成型塔10之該成型空間14，另一端連接該旋風分離器62，該收集槽63連接該旋風分離器62，該回收管路64係連通設置於該收集槽63及該包覆材輸送組50的該儲存槽51之間，該抽風機65連接該旋風分離器62。藉此，該收集組60之該收集管路61可用以回收該成型空間14殘留之該高壓霧化流體及該包覆材，再利用該旋風分離器62予以分離，以供將回收後之該包覆材收集至該收集槽63，並經由該回收管路64回收至該包覆材輸送組50之該儲存槽51，被分離之氣體則可利用該抽風機65抽送至外界空間，以達到包覆材回收再使用及提高包覆效率等諸多功效。
如上所述，本發明微粉成型裝置1可利用該加熱溫控組30及該致冷溫控組40之加熱及冷卻等熱交換作用於該成形塔10內形成兩段式控溫作用。其中該成形塔10之上半段可進行加熱，使該高黏度液體具有流動性，可有效解決堵塞及乾冰凝結等問題；該成形塔10之下半段可進行致冷，使成形液滴凝固並減少沾黏情形。因此，藉由該加熱溫控組30及該致冷溫控組40於該成形塔10內所提供之擾流循環作用及分段控溫等功能，可達到提升該微細化粉體乾燥與微細固化效果之功效，以及可達到有效避免產生堵塞情形發生之功效。
上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效，而非限制本發明。習於此技術之人士對上述實施例所做之修改及變化仍不違背本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。
1:微粉成型裝置
10:成型塔
11:頂部
12:底部
13:側部
14:成型空間
15:集料筒
20:噴嘴
21:混合器
22:外側套管
23:熱流空間
24:管路
25:加熱模組
30:加熱溫控組
31:加熱管
32:加熱器
40:致冷溫控組
41:致冷管
42:致冷器
50:包覆材輸送組
51:儲存槽
52:輸送管路
53:流體化床
60:收集組
61:收集管路
62:旋風分離器
63:收集槽
64:回收管路
65:抽風機
111:入料口
121:出料口
131:第一進氣口
132:第二進氣口
133:渦流壁
221:開孔
圖1顯示本發明一實施例微粉成型裝置之平面架構示意圖；
圖2顯示本發明一實施例微粉成型裝置之成型塔之前視剖視圖；
圖3顯示本發明一實施例微粉成型裝置對應加熱溫控組位置之俯視剖視圖；
圖4顯示本發明一實施例微粉成型裝置之噴嘴之示意圖；及
圖5顯示本發明一實施例微粉成型裝置對應致冷溫控組位置之俯視剖視圖。
1:微粉成型裝置
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111:入料口
121:出料口
131:第一進氣口
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Claims (7)
- 一種微粉成型裝置，包括：一成型塔，設置一入料口、一出料口、至少一第一進氣口及至少一第二進氣口，且該成型塔內部具有一成型空間，該成型塔具有一頂部及一底部，該頂部及該底部之間設置一側部，該側部設置一渦流壁，該渦流壁相對位於該成型空間；一噴嘴，設置於該成型塔之該入料口，用以將一高壓混合流體產生一高壓霧化流體至該成型空間；一加熱溫控組，具有至少一加熱管及至少一加熱器，該至少一加熱管設置於該成型塔之該至少一第一進氣口，且連通該成型空間，該至少一加熱器連接該至少一加熱管，該至少一第一進氣口導入一高溫氣體至該成型空間，該至少一第一進氣口設置於該渦流壁，該高溫氣體由該至少一第一進氣口導入，且沿該渦流壁之壁面之切線方向進入，以形成漩渦，以對該高壓霧化流體加熱形成液滴；及一致冷溫控組，具有至少一致冷管及至少一致冷器，該至少一致冷管設置於該成型塔之該至少一第二進氣口，且連通該成型空間，該至少一致冷器連接該至少一致冷管，該至少一第二進氣口導入一低溫氣體至該成型空間，該至少一第二進氣口設置於該渦流壁，該低溫氣體由該至少一第二進氣口導入，且沿該渦流壁之壁面之切線方向進入，以形成漩渦，用以使液滴凝固成型。
- 如請求項1之微粉成型裝置，其中該入料口設置於該頂部，該出料口設置於該底部，該第一進氣口及該第二進氣口設置於該側部，該第二進氣口位於該第一進氣口及該底部之間。
- 如請求項1之微粉成型裝置，其中該成型塔之該渦流壁之截面形狀為圓弧面。
- 如請求項1之微粉成型裝置，其中該噴嘴之外側設置一外側套管，該外側套管與該噴嘴之間形成一熱流空間，且該外側套管設置一開孔，該開孔連接一管路，該管路設置一加熱模組。
- 如請求項1之微粉成型裝置，其中另包括一包覆材輸送組，該包覆材輸送組具有一儲存槽、一輸送管路及一流體化床，該輸送管路係連通設置於該儲存槽及該成型塔的該成型空間之間，該流體化床連接該輸送管路。
- 如請求項5之微粉成型裝置，其中另包括一收集組，該收集組具有一收集管路、一旋風分離器、一收集槽、一回收管路及一抽風機，該收集管路一端連通該成型塔之該成型空間，另一端連接該旋風分離器，該收集槽連接該旋風分離器，該回收管路係連通設置於該收集槽及該包覆材輸送組的該儲存槽之間，該抽風機連接該旋風分離器。
- 如請求項1之微粉成型裝置，其中該噴嘴之另一端連接一混合器，用以將一高壓氣體及一高黏度液體混合為該高壓混合流體。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW202021689A (zh) | 2020-06-16 |
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