專利名稱：用于噴射研磨的不平衡濕度控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在噴射研磨操作中制造微粉化材料的改進的方法。更具體地說， 本發(fā)明涉及在受控的溫度、壓力和相對濕度下，使用增濕的氣體流，以在噴射研磨操作中獲 得最大的不平衡水分含量，而不產(chǎn)生自發(fā)的水凝結(jié)激波。
背景技術(shù)：
噴射研磨是廣泛使用的技術(shù)，尤其可用于通過微粉化工藝制造細顆粒的制藥工業(yè) 中。許多不同的研磨技術(shù)經(jīng)過多年的發(fā)展導(dǎo)致在20世紀(jì)30年代至40年代之間出現(xiàn)了第 一個噴射磨機。在二戰(zhàn)后的年代里，噴射研磨技術(shù)被用于各種用途，包括殺蟲劑和顏料。噴 射研磨的最初的原理是通過文丘里管系統(tǒng)由加壓的空氣或氮氣將粉末顆粒沿切向送入平 坦的圓柱形研磨室中。所述顆粒通過許多圍繞該室的周邊設(shè)置的噴嘴，在所述研磨室內(nèi)以 螺旋移動的方式加速。微粉化作用通過進入的顆粒與那些業(yè)已加速進入螺旋通道中的顆粒之間的碰撞 而發(fā)生。在離心力保留住在研磨室周邊的較大顆粒的同時，較小顆粒從該室的中心與廢氣 一同離開。粒度分布通過調(diào)節(jié)許多參數(shù)來控制，其中兩個主要的參數(shù)是壓力和進料速率。在噴射研磨操作中，具有約6-12巴(barg)氮氣供給壓力的超音速噴嘴夾雜含有 要研磨的材料的進料氣。實際的研磨操作在接近大氣壓力下在噴嘴的下游處發(fā)生，并具有 以毫秒計的持續(xù)時間。噴射研磨操作的最終出口溫度通常為較暖和的溫度(約室溫)。艮口， 氣體在約室溫下引入磨中，并在約室溫下離開磨。其間，隨著氣體離開超音速噴嘴(較低 的壓力和溫度)以及隨后由噴射研磨操作中釋放的能量溫暖化，氣體將產(chǎn)生顯著的溫度變 化。據(jù)認為有利的是用增濕的氣體(通常是空氣或氮氣)實施微粉化工藝，以產(chǎn)生在 尺寸、穩(wěn)定性和其它有價值的性能方面最好的顆粒。還認為有利的是將在微粉化工藝過程 中存在的水蒸氣的量最大化，而不產(chǎn)生液體凝結(jié)。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了一種方法，用于將 參與微粉化工藝的氣體流中存在的非凝結(jié)水的量最大化。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一個實施方式中，公開了一種用于在噴射研磨工藝中研磨顆粒的方 法，該方法包括以不產(chǎn)生水凝結(jié)激波的量將水蒸氣引入所述工藝中。在本發(fā)明的另一個實施方式中，公開了一種用于在噴射研磨工藝中研磨顆粒的方 法，該方法包括將水以水蒸氣的形式引入所述工藝中而不產(chǎn)生水凝結(jié)。在本發(fā)明的另一個實施方式中，公開了一種用于在噴射研磨工藝中研磨顆粒的方法，該方法包括在保持水蒸氣高于威爾遜(Wilson)點的條件下將水蒸氣引入所述工藝中。另外，本發(fā)明公開了一種用于將水蒸氣引入噴射研磨工藝中的方法，該方法包括 控制所述水蒸氣的溫度、壓力和相對濕度，使得所述水蒸氣的溫度高于其威爾遜點。在本發(fā)明的另一個實施方式中，公開了一種噴射研磨的方法，該方法包括將高于 威爾遜點的水蒸氣引入噴射研磨系統(tǒng)中。
在本發(fā)明的方法中，通過一根或多根縮放管供給增濕氣體流，來將水蒸氣引入噴 射研磨操作中。所述水蒸氣對噴射研磨工藝的作用將改善最終形成的噴射研磨的顆粒。理 想的是將噴射研磨系統(tǒng)中存在的水蒸氣的量最大化，同時避免水蒸氣的凝結(jié)。該凝結(jié)會顯 著地減少微粉化過程中存在的水蒸氣的量，而該量被認為對于優(yōu)化顆粒性能是關(guān)鍵的。本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，可通過調(diào)節(jié)供給所述噴射研磨工藝的高壓氣體流的溫 度、壓力和相對濕度，以得到在微粉化工藝中達到的這一最大水蒸氣含量。進行這些調(diào)節(jié)以 確保在微粉化工藝過程中所述水蒸氣保持高于其威爾遜點，使得水保持在蒸汽態(tài)，并且不 在噴射研磨工藝中凝結(jié)出來。
具體實施例方式本發(fā)明的發(fā)明人開發(fā)了一種將進入噴射研磨系統(tǒng)的不可凝結(jié)的水的量最大化的方法。恰在超音速噴嘴的下游的水/蒸汽/氮氣流的溫度(噴射磨機渦流區(qū)的上游發(fā) 生微粉化和大量能量的釋放)將是明顯降低的溫度。在理想的等熵的噴嘴中，溫度會下降 100°C以上。例如，在10巴(bara)和20°C下，氮氣等熵膨脹到1巴會導(dǎo)致_122°C的溫度。 實踐中，噴嘴并非是理想的，在一些噴嘴中可能夾雜要微粉化的材料，這會明顯降低溫度的 下降量。然而，溫度會低至足以在平衡熱力學(xué)條件下凝結(jié)水蒸氣。但是，該方法足夠快，使 得必需要考慮不平衡熱力學(xué)。僅考慮進口氣流的水蒸氣部分(例如，使用水蒸氣分壓)，則 水蒸氣可被冷卻到低于其凝結(jié)溫度約30-50°C，而不會自發(fā)地發(fā)生凝結(jié)。這就是所謂的威爾 遜點，可參閱例如Moore和Sieverding編輯的“渦輪和分離器中的兩相蒸汽流(Two-Phase Steam Flow in Turbines and Separators)，，(第 151-153 頁)。在低于威爾遜點的快速溫度下降時(其取決于局部壓力、組成和膨脹速率)，會自 發(fā)地發(fā)生冷凝。該自發(fā)的冷凝用術(shù)語“凝結(jié)激波”表示。平衡凝結(jié)(即使沒有凝結(jié)激波) 最終也會發(fā)生，但是會經(jīng)過較長一段時間(以比用數(shù)毫秒計的噴射磨機中的一般停留時間 大得多的時間單位測定)。具體操作條件的威爾遜點的位置是基于經(jīng)驗分析和半理論分析。 但是，其與平衡濕度的量有關(guān)，該量可在凝結(jié)激波的下游產(chǎn)生(平衡濕度定義為在絕熱平 衡工藝中產(chǎn)生的假設(shè)濕度)，約為3%濕度。其相當(dāng)于在與本發(fā)明相關(guān)的低壓下約30-50°C 的低溫冷卻。對該工藝的這一理解的有利的利用是供給噴射磨機以增濕的氣體，該氣體通 常是處于溫度、壓力和相對濕度的組合的條件下的氮氣，由此使得在一個或多個噴嘴下游 (但是是中心噴射研磨渦流區(qū)的上游)的最大溫度下降處，增濕的氣體流被暖熱至高于其 與操作條件相關(guān)的威爾遜點。這確保了在整個噴射研磨操作中存在最大量的水蒸氣，但是 沒有凝結(jié)(液體水)形成。如果發(fā)生凝結(jié)激波，則存在的水蒸氣的量會顯著地下降，并且用 增濕的氣體流進行微粉化的有利特點會明顯地減少。有利的是這一點可以通過進入的水蒸氣(相對濕度控制)以及進口溫度(其可升高或降低在噴嘴下游達到的最低溫度)和進入 的壓力(其也可改變在噴嘴下游達到的最低溫度)的組合來達到。一種用于制造穩(wěn)定的增 濕的氣流的有利的方法示于提交于2009年2月12日的待審申請61/152，023，該申請作為 整體在本文中引用作為參考。 雖然本發(fā)明已經(jīng)參照具體實施方式
進行了描述，但是顯而易見的是，本發(fā)明許多 其它形式和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。本發(fā)明所附的權(quán)利要求書一般應(yīng) 理解為覆蓋所有這些顯而易見的形式和改變，這些形式和改變落入本發(fā)明的精神和范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
一種用于在噴射研磨工藝中研磨顆粒的方法，該方法包括將水引入所述工藝中，引入的水的量超過平衡條件中允許的限度，而不產(chǎn)生水凝結(jié)激波。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水冷卻至低于其凝結(jié)溫度約30-50°C。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水通過縮放管引入所述噴射研磨工藝中。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水保持在蒸汽狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述工藝的平衡濕度小于約3%濕度。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水與非凝結(jié)氣體一同送入。
7.一種用于在噴射研磨工藝中研磨顆粒的方法，該方法包括將水作為水蒸氣引入所 述工藝中，引入的水的量超過平衡條件中允許的限度，而不產(chǎn)生水凝結(jié)物。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述水冷卻至低于其凝結(jié)溫度約30-50°C。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述水通過縮放管引入所述噴射研磨工藝中。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述水保持在蒸汽狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述工藝的平衡濕度小于約3%濕度。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述水與非凝結(jié)氣體一同送入。
13.一種用于在噴射研磨工藝中研磨顆粒的方法，該方法包括在保持水蒸氣高于其 威爾遜點的條件下，將水蒸氣引入所述工藝中，引入的水蒸氣的量超過平衡條件中允許的 限度。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述水冷卻至低于其凝結(jié)溫度約 30-50 O。
15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述水通過縮放管引入所述噴射研磨工 藝中。
16.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述水保持在蒸氣狀態(tài)。
17.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述工藝的平衡濕度小于約3%濕度。
18.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述水與非凝結(jié)氣體一同送入。
19.一種用于將水蒸氣引入噴射研磨工藝中的方法，該方法包括控制所述水蒸氣的 溫度、壓力和相對濕度，使得所述水蒸氣的溫度高于其威爾遜點。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于噴射研磨的不平衡濕度控制，提供了一種用于在噴射研磨工藝中研磨顆粒的方法，該方法包括將水引入所述工藝中，引入的水的量超過平衡條件中允許的限度，而不產(chǎn)生水凝結(jié)激波。本發(fā)明提供了一種用于噴射研磨顆粒的方法，其中將水蒸氣加入噴射研磨系統(tǒng)中。保持并調(diào)節(jié)水蒸氣的溫度、壓力和相對濕度，以確保微粉化過程中存在的水蒸氣大于平衡條件下允許的限度，但是保持高于其威爾遜點。
文檔編號B24B37/00GK101823229SQ20101012818
公開日2010年9月8日 申請日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月12日
發(fā)明者R·C·李 申請人:琳德股份公司