喷射破碎器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械设备领域，更具体地，涉及一种喷射破碎器。
【背景技术】
[0002]目前，在乙醇生产的液糖化过程通常都采用中低温的液化喷射器的生产工艺，其工艺过程和特点为:粉碎的淀粉质原料与拌料水进行混合，同时加入一定量的液化酶混合均匀后，醪液通过泵直接送入液化喷射器中与一次蒸汽瞬间混合加温，将醪液加热到液化温度后，送入后面的工序进行液化及糖化操作。其工艺特点主要是工艺操作简单，节能效果明显，设备占地面积较小，其中所采用的液化喷射器是实现该工艺的主要设备。
[0003]但是，通过长期的生产实践发现，该设备虽然能够有效的解决淀粉质原料与拌料水拌料后的醪液喷射液化及快速升温的问题，但该设备的结构及性能，仅适合于对淀粉质原料粉碎的颗粒度较小(一般淀粉原料的颗粒度为1.2mm以下)、其料水比为1:2.6左右的醪液的喷射液化操作；而对于粉碎的淀粉质原料颗粒度增大到3?3.5mm、其料水比为1:2左右的醪液进行液化喷射操作，醪液中的大颗粒淀粉将会堵塞喷射器的喷嘴，如果增大其喷嘴孔径，将会失去其对醪液的液化喷射作用及效果。为此，该液化喷射器已不适合提高原料粉碎颗粒度和料水比来制备高浓度糖化醪液的工艺。
[0004]采用提高原料粉碎颗粒度和料水比来制备高浓度糖化醪液的工艺，即制备出高浓度的糖化醪液，是实现浓醪乙醇发酵工艺技术的基础条件之一。通过制备出高可发酵性糖含量的糖化醪液，使其同样体积可代谢转化生产出更多的乙醇产品，对降低生产过程中的水耗、能耗和生产成本，减少废水处理负担，提高设备利用效率都非常有利。
[0005]但目前对于浓醪乙醇发酵研宄最多的为提高液化酶和糖化酶的活性、改善糖化酶的耐酸性能、提高发酵菌种的耐高糖和耐高乙醇浓度的性能、改进原料粉碎的颗粒度以及粉碎原料拌料过程中添加耐高温淀粉酶促进淀粉质原料预液化等方面，而且，提高粉碎原料拌料过程醪液浓度是前提，是基础。而提高粉碎原料拌料过程醪液浓度(如料水比提高到1:2.0或更高)的过程将会遇到醪液粘稠度增高、影响醪液输送等实际问题。为了解决上述问题，增大淀粉质原料粉碎的颗粒度，降低粉碎原料颗粒的吸水速度，可有效增加醪液中游离水的比例，是提高醪液流动性的一个有效途径，但采用目前应用的液化喷射将难于实现醪液中的大颗粒淀粉迅速破碎溶解并达到很好的液化效果，还没有类似的设备能够有效解决醪液中含有大颗粒淀粉质原料液化问题的报道。
【实用新型内容】
[0006]针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种喷射破碎器，以至少实现对颗粒度大于3mm的淀粉质原料醪液进行充分有效地破碎。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了一种喷射破碎器，包括壳体，还包括:分别围绕壳体外周壁设置的一级喷嘴和二级喷嘴；设置在一级喷嘴和二级喷嘴之间的、壳体的内周壁上的一级缩扩通道；以及设置在壳体底部的二级缩扩通道。
[0008]根据本实用新型，沿壳体顶部至其底部的方向，一级喷嘴和二级喷嘴分别设置在壳体的外周壁，其中，一级喷嘴具有第一蒸汽入口和醪液入口，二级喷嘴具有第二蒸汽入
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[0009]根据本实用新型，所有一级喷嘴均位于垂直于壳体的轴线的平面内，并且每个一级喷嘴的喷口均朝向上述轴线开设，所有二级喷嘴均相对于垂直于壳体的轴线的平面向壳体的底部倾斜，并且每个二级喷嘴的喷口朝向均与上述轴线交错设置。
[0010]根据本实用新型，一级喷嘴为等间距且两两对称地围绕壳体外周壁设置的至少2个喷嘴，二级喷嘴为等间距且两两对称地围绕壳体外周壁设置的至少2个喷嘴。
[0011]根据本实用新型，一级缩扩通道具有连续的第一收缩段、第一直段和第一扩散段；二级缩扩通道具有连续的第二收缩段、第二直段和第二扩散段，其中，沿壳体顶部至其底部的方向，第一收缩段和第二收缩段均朝向壳体的轴线倾斜，第一直段和第二直段均与壳体的轴线平行，第一扩散段和第二扩散段均逐渐远离壳体的轴线张开。
[0012]根据本实用新型，壳体顶部设置有用于封装壳体的上封头，上封头与壳体之间通过设备法兰相互连接。
[0013]根据本实用新型，在上封头表面、第一收缩段和第二扩散段外表面上均设置有压力计和温度计，其中，所有压力计和温度计均通过控制器分别与一级喷嘴和二级喷嘴电连接。
[0014]根据本实用新型，在壳体的侧壁设置有彼此间隔开的至少2个取样口。
[0015]根据本实用新型，壳体的侧壁还设置有液位计和视镜，其中，液位计与一级喷嘴通过控制器电连接。
[0016]根据本实用新型，在壳体的内周壁和第一扩散段的外周壁之间设置有隔板，上封头表面还设置有备用口，壳体的侧壁还设置有支座，其中，壳体为通过隔板分隔开的两段式结构，该两段式结构壳体在隔板处通过法兰相互连接。
[0017]本实用新型的有益技术效果在于:
[0018]在本实用新型的喷射破碎器中，诸如淀粉质原料的物料料液首先由一级喷嘴喷入壳体内部，在一级喷嘴喷射的过程中物料相互撞击进行一级破碎。经过一级破碎后的物料料液会在壳体内部形成撞击流和回流，从而使得物料进一步破碎细化，然后物料会流入一级缩扩通道中。在该通道中物料经历由流速降低、压力提高到流速增加、压力释放的流体力学过程，即，在该通道中经历一级膨胀破碎。与以上类似地，物料在随后的二级喷嘴和二级缩扩通道中经历与以上类似的破碎过程。因此，本实用新型的喷射破碎器能够对大颗粒(例如颗粒度大于3mm)的淀粉质原料醪液进行充分有效地破碎。
[0019]进一步，一级喷嘴具有第一蒸汽入口和醪液入口，混合蒸汽后的高压醪液在一级喷嘴中会经过离心破碎和扩张破碎，从而雾化破碎，使得醪液中的淀粉质颗粒进行初步破碎。而二级喷嘴具有第二蒸汽入口，蒸汽通过二级喷嘴喷射壳体会对醪液进行加温，并使得醪液克服流动阻力实现醪液的稳定流场和流动，以保持平稳液面。因此，上述结构可以更进一步地实现原料醪液充分有效破碎。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的喷射破碎器的结构示意图；
[0021]图2是图1中喷射破碎器A-A处的截面图；
[0022]图3是图1中喷射破碎器B-B处的截面图。
【具体实施方式】
[0023]现参照附图对本实用新型的喷射破碎器进行描述。
[0024]如图1所示，是本实用新型喷射破碎器的结构示意图，其包括壳体5、一级喷嘴6、二级喷嘴3、一级缩扩通道19和二级缩扩通道23。其中，一级喷嘴6和二级喷嘴3分别围绕壳体5的外周壁设置，并且均朝向壳体5内部喷射，一级缩扩通道19设置在壳体5的内周壁上，并且其安装位置位于一级喷嘴6和二级喷嘴3之间，而二级缩扩通道23设置在壳体5的底部，即，二级缩扩通道23形成为壳体5的底端。
[0025]更进一步，沿壳体5顶部至其底部方向，一级喷嘴6和二级喷嘴3分别设置在壳体5的外周壁，也就是说，一级喷嘴6的位置要高于二级喷嘴3的位置。此外，一级喷嘴6具有第一蒸汽入口 14和醪液入口 15，而二级喷嘴3具有第二蒸汽入口 21。在本实用新型的具体使用中，通过一级喷嘴6可以使得料液+蒸汽的机械、蒸汽雾化过程，即，将高压醪液流体送入一级喷嘴6在高速离心力和突然减压扩张力的作用下，使得醪液中的大颗粒(例如颗粒度大于3mm)淀粉得到离心破碎和突然扩张破碎，从而实现流体中液体的雾化破碎，即，实现淀粉颗粒的初步破碎。而蒸汽由第一蒸汽入口 14通入可以强化对淀粉颗粒的破碎作用。
[0026]结合图1至图3，在优选的实施例中，所有一级喷嘴6均位于垂直于壳体5的轴线的平面内，并且每个一级喷嘴6的喷口均朝向壳体5的轴线开设。具体来说，在图2所示的实施例中，所有一级喷嘴6均位于同一平面内，S卩，所有一级喷嘴6均垂直于壳体5的侧壁安装，并且多个一级喷嘴6设置成两两彼此相对的结构，且所有一级喷嘴6的喷射方向都朝向截面图的中心处，也就是朝向壳体5的轴线喷射。通过这种结构使得由一级喷嘴6喷出的物料会相互之间发生撞击，即，醪液会在到达设备中心的途中相遇，并在设备中心区域形成撞击区，使雾化的小液滴与淀粉颗粒之间、淀粉颗粒相互之间在撞击区实现撞击破碎、摩擦破碎。
[0027]如图3所示，是图1中B-B处的截面图。对于二级喷嘴3来说，所有二级喷嘴3均相对于垂直于壳体5的轴线的平面向壳体5的底部倾斜。换句话说，二级喷嘴3的喷射方向并非直接朝向壳体5的轴线方向喷射，而是相对于一级喷嘴6的喷射方向向壳体5的底部倾斜，即，在图1中二级喷嘴斜向下喷射。此外，二级喷嘴3的设置结构也与一级喷嘴6不同。与图2相比，图3的截面图中每个二级喷嘴3的喷口朝向均与壳体5的轴线交错设置，换句话说，每个二级喷嘴3的喷口朝向与壳体5的中心相错开，并且所有二级喷嘴3之间相对于壳体5的轴线两两对称地围绕壳体5的轴线设置。也就是说，二级喷嘴3与一级喷嘴6相类似地均是相对于壳体5的轴线两两对称地设置，但是一级喷嘴6的喷射方向是直接朝向壳体5的轴线喷射，而二级喷嘴3的喷射方向与壳体5的轴线相错开。换句话说，在图3所示截面图中，所有二级喷嘴3的喷射方向的延长线，均与经过二级喷嘴3与壳体5中心的连线之间存在夹角并且对应于每个二级喷嘴3的夹角的角度相等，S卩，二级喷嘴3的安装方向并非垂直于壳体5，而是形成如图3所示的叶轮状结构，并且每个二级喷嘴3的倾斜方向均是相同的。
[0028]通过设置在二级喷嘴3上的第二蒸汽入口 21向醪液喷射蒸汽，可以实现对醪液的加温，同时克服流动阻力实现醪液稳定的流场和流动、保持一级破碎形成的平稳液面。
[0029]结合图2与图3所示，在优选的实施例中，一级喷嘴6为等间距且两两对称地围绕壳体5外周壁设置的至少2个喷嘴，而二级喷嘴3为等间距且两两对称地围绕壳体5外周壁设置的至少2个喷嘴。在图2和图3所示实施例中，一级喷嘴6可选的为4个喷嘴，二级喷嘴3可选的为4个喷嘴，当然应当理解，一级喷嘴6和二级喷嘴3的数量均可以根据具体使用情况而定，本实用新型并不局限于此。
[0030]再次参照图1，在优选的实施例中，一级缩扩通道19具有连续的第一收缩段191、第一直段192和第一扩散段193，而二级缩扩通道23具有连续的第二收缩段231、第二直段232和第二扩散段233。具体地，沿壳体5顶部至其底部的方向，第一收缩段191和第二收缩段231均朝向壳体5的轴线倾斜，即，第一收缩段191和第二收缩