CN105094179B - 一种物料搅拌中的粘度自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种物料搅拌中的粘度自动调节装置，包括：安装于搅拌容器内壁用于实时检测物料粘度的粘度计、多个成分容纳装置、相应多个与成分容纳装置相连通的电动调节阀、相应多个控制电动调节阀的流量控制电路，以及一个微控制器，所述粘度计、多个所述流量控制电路分别连接于所述微控制器，每个所述流量控制电路连接于相对应的电动调节阀。采用本发明的技术方案，不需要人工添加物料，大大地减轻了工人的工作量，提高工作效率。

Description

一种物料搅拌中的粘度自动调节装置

技术领域

本发明涉及药品生产的技术领域，尤其涉及一种物料搅拌中的粘度自动调节装置。

背景技术

在药品的生产过程中，需要对化学原料药进行长时间搅拌。搅拌可使配方原料混合均匀，充分反应。但是在搅拌过程中，物料粘度不断上升，在粘度过高时需要加入溶剂进行稀释，以降低粘度，使搅拌可继续正常进行。如果在粘度过高时没有及时加入溶剂，药品会结成硬块，影响药品生产，严重时需要使用工具凿碎硬块才可继续生产。目前需要通过人工的方法加入溶剂进行稀释，耗费工人的工作量，降低生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种物料搅拌中的粘度自动调节装置，不需要人工添加，大大地减轻了工人的工作量，提高工作效率。

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

一种物料搅拌中的粘度自动调节装置包括：安装于搅拌容器内壁、用于实时检测物料粘度的粘度计、多个成分容纳装置、相应多个与成分容纳装置相连通的电动调节阀、相应多个控制电动调节阀的流量控制电路，以及一个微控制器，所述粘度计、多个所述流量控制电路分别连接于所述微控制器，每个所述流量控制电路连接于相对应的电动调节阀，其中，

所述流量控制电路包括：三极管、极性电容、第一限流电阻、第二限流电阻、分压电阻和采样电阻；其中，所述第一限流电阻一端用于连接直流电源，所述第一限流电阻另一端连接所述电动调节阀的线圈一端，所述电动调节阀的线圈另一端连接所述三极管的集电极，所述三极管的发射极接地；所述第一限流电阻另一端还连接所述极性电容的正极，所述极性电容的负极接地；所述第一限流电阻另一端还连接所述分压电阻一端，所述分压电阻另一端连接所述采样电阻一端，所述采样电阻另一端接地；所述微控制器的调节阀控制端连接所述第二限流电阻一端，所述第二限流电阻另一端连接所述三极管的基极；所述微控制器的模数转换输入端连接所述采样电阻一端；

在所述微控制器中预存有多个预设值；多个预设值是多年积累的生产数据，而非有限次实验可以得到的。

所述微控制器通过将所述粘度计实时获得的物料粘度与所述多个预设值相比较，采用流量控制电路控制所述电动调节阀将成分容纳装置中的成分加入到搅拌容器内的物料中，添加的剂量由多个预设值获得，从而实现对物料粘度的在线实时控制和调节。

作为优选，所述微控制器的多个预设值存有物料粘度随时间变化的标准值、粘度偏离阈值，需添加成分的比例和剂量；

所述微控制器通过将所述粘度计实时获得的物料粘度与所述多个预设值中相应时间的粘度标准值比较，当粘度偏离值达到粘度偏离阈值时，通过流量控制电路控制所述电动调节阀将成分容纳装置中的成分按照多个预设值中的相应的比例和数量加入到搅拌容器内的物料中。

作为优选，所述成分容纳装置为容水装置、第一成分容纳装置、第二成分容纳装置、……、第n成分容纳装置，所述容水装置、第一成分容纳装置、第二成分容纳装置、……、第n成分容纳装置分别连接于对应的电动调节阀，其中，n为物料组成成分的种类数。

作为优选，当物料粘度偏高时，所述微控制器控制与容水装置连接的电动调节阀打开，将定量的水加入到搅拌容器内的物料中；当物料粘度偏低时，所述微控制器分别控制与所述第一成分容纳装置、第二成分容纳装置、……、第n成分容纳装置连接电动调节阀打开，将按照一定量的各成分按比例分别加入到搅拌容器内的药品中。

作为优选，所述微控制器根据所述电动调节阀的反馈信号计算添加量，并将所述添加量发送到物料成分记录终端。

作为优选，所述微处理器根据所调用的所述多个预设值中的数据项，记录各成分的添加量，并将所述添加量发送到物料成分记录终端。

作为优选，所述粘度计为旋转式粘度计。

作为优选，所述电动调节阀为用于控制液体或粉末状固体流量的电动调节阀。

作为优选，所述物料为药品。

本发明的技术方案采用微控制器通过将所述粘度计实时获得的物料粘度与预存多个预设值中相应时间的粘度标准值比较，当粘度偏离值达到粘度偏离阈值时，通过流量控制电路控制所述电动调节阀DC将成分容纳装置中的成分按照多个预设值中的相应的比例和数量加入到搅拌容器内的物料中，实现对物料粘度的在线实时控制，不需要人工添加，大大地减轻了工人的工作量，提高工作效率。同时通过反馈的添加剂剂量，可以在保证药品生产中粘度符合工艺标准的情况下，检测药品其他指标是否符合标准。

附图说明

图1为本发明实施例物料搅拌中的粘度自动调节装置的结构原理图；

图2为流量控制电路的结构示意图；

图3为本发明实施例左西孟旦中间体配置过程中等温粘度-时间变化曲线；

图4为本发明实施例左西孟旦中间体配置过程中变温粘度-时间变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例的物料搅拌中的粘度自动调节装置作进一步详细描述。

如图1所示，本发明实施例提供一种物料搅拌中的粘度自动调节装置，包括：安装于搅拌容器内壁、用于实时检测物料粘度的粘度计2、多个成分容纳装置3、相应多个与成分容纳装置3相连通的电动调节阀DC、相应多个控制电动调节阀DC的流量控制电路1，以及一个微控制器U1，所述粘度计2、多个所述流量控制电路1分别连接于所述微控制器U1，每个所述流量控制电路1连接于相对应的电动调节阀DC，其中，

所述流量控制电路1包括：三极管Q1、极性电容C1、限流电阻R1、限流电阻R4、分压电阻R2和采样电阻R3；其中，所述限流电阻R1一端用于连接直流电源VCC，所述限流电阻R1另一端连接所述电动调节阀DC的线圈一端，所述电动调节阀DC的线圈另一端连接所述三极管Q1的集电极，所述三极管Q1的发射极接地；所述限流电阻R1另一端还连接所述极性电容C1的正极，所述极性电容C1的负极接地；所述限流电阻R1另一端还连接所述分压电阻R2一端，所述分压电阻R2另一端连接所述采样电阻R3一端，所述采样电阻R3另一端接地；所述微控制器U1的调节阀控制端连接所述限流电阻R4一端，所述限流电阻R4另一端连接所述三极管Q1的基极；所述微控制器U1的模数转换输入端连接所述采样电阻R3一端；

在所述微控制器U1中预存有多个预设值；

所述微控制器U1通过将所述粘度计2实时获得的物料粘度与所述多个预设值相比较，采用流量控制电路1控制所述电动调节阀DC将成分容纳装置3中的成分加入到搅拌容器内的物料中，添加的剂量由多个预设值获得，从而实现对物料粘度的在线实时控制和调节。

在所述流量控制电路1中，直流电源VCC的选择，根据调节阀DC电压参数选择，一般为DC36V或者DC24V或者DC12V或者DC9V；三极管Q1关断时，二极管D1具有续流作用，防止调节阀DC断电时产生的高压反电动势损坏电路器件；三极管Q1用于控制调节阀DC导通与关闭，三极管Q1的参数，根据调节阀DC驱动电流规格要求选择。

在所述流量控制电路1中，所述限流电阻R1另一端连接所述极性电容C1的正极，所述极性电容C1的负极接地。限流电阻R1为极性电容C1所需限流电阻；极性电容C1的电容耐压参数，根据直流电源VCC选择，电容容值的选择，根据调节阀DC驱动电流规格要求选择。

在所述流量控制电路1中，所述限流电阻R1另一端连接所述分压电阻R2一端，所述分压电阻R2另一端连接所述采样电阻R3一端，所述采样电阻R3另一端接地。分压电阻R2和采样电阻R3组成分压采样电路，分压电阻R2和采样电阻R3的阻值大小，根据直流电源VCC及微处理器U1的模数转换输入端所允许的电压输入范围选择。

所述微控制器U1的多个预设值存有物料粘度随时间变化的标准值、粘度偏离阈值，需添加成分的比例和剂量；

所述微控制器U1通过将所述粘度计2实时获得的物料粘度与所述多个预设值中相应时间的粘度标准值比较，当粘度偏离值达到粘度偏离阈值时，通过流量控制电路1控制所述电动调节阀DC将成分容纳装置3中的成分按照多个预设值中的相应的比例和数量加入到搅拌容器内的物料中。

所述成分容纳装置3为容水装置、第一成分容纳装置、第二成分容纳装置、……、第n成分容纳装置，所述容水装置、第一成分容纳装置、第二成分容纳装置、……、第n成分容纳装置分别连接于对应的电动调节阀DC，其中，n为物料组成成分的种类数。

当物料粘度偏高时，所述微控制器U1控制与容水装置连接的电动调节阀DC打开，将定量的水加入到搅拌容器内的物料中；当物料粘度偏低时，所述微控制器U1分别控制与所述第一成分容纳装置、第二成分容纳装置、……、第n成分容纳装置连接电动调节阀DC打开，将按照一定量的各成分按比例分别加入到搅拌容器内的药品中。

所述微控制器U1根据所述电动调节阀DC的反馈信号计算添加量，并将所述添加量发送到物料成分记录终端；或者所述微处理器U1根据所调用的所述多个预设值中的数据项，记录各成分的添加量，并将所述添加量发送到物料成分记录终端；其目的为在保证药品生产中粘度符合工艺标准的情况下，检测药品其他指标是否符合标准。

作为优选，所述粘度计2为旋转式粘度计。

作为优选，所述电动调节阀DC为用于控制液体或粉末状固体流量的电动调节阀。

作为优选，上述所述物料为药品。

实施例1

以左西孟旦中间体的制备为例，所述左西孟旦中间体由蒸馏水、锌粉、3-(4乙酰氨基苯甲酰基)-丁烯酸作为原料，放入反应容器，进行搅拌促进其化学反应。其中，各成分原料的量如下：蒸馏水为1000ml，锌粉为82.82g，3-(4乙酰氨基苯甲酰基)-丁烯酸为125g。

所述左西孟旦中间体搅拌反应过程中其等温粘度-时间变化曲线如图3所示，其中在各成分原料刚刚开始进行搅拌时(温度为10°)，粘度值为4.2，当搅拌进行到20分钟时，粘度值为4.3，粘度值存在上升趋势，代表着反应进行的程度，当搅拌进行到100分钟时，粘度值为4.5，粘度值变化趋于平稳，代表着反应进行得比较充分。

当实际生产过程中，受原料、人员等因素的影响，并非按指定比例添加原料一定会得到相应的理想粘度，有时甚至会粘度过大导致机器受损。因此需要在搅拌过程中对粘度进行控制，当物料粘度偏离等温粘度-时间变化曲线一定量时，对其按比例添加相应的原料，其对应的添加剂量的多个预设值如下；其中，在搅拌过程中的物料粘度偏离度是一定的，当某个反应时间点，若实测粘度相对于标准粘度偏小(如-0.42)或偏大(如+0.42)时，则按比例添加相应的添加剂原料。

实施例2

以左西孟旦中间体的制备为例，所述左西孟旦中间体由蒸馏水、锌粉、3-(4乙酰氨基苯甲酰基)-丁烯酸作为原料，放入反应容器，进行搅拌促进其化学反应。其中，各成分原料的量如下：蒸馏水为1000ml，锌粉为82.82g，3-(4乙酰氨基苯甲酰基)-丁烯酸为125g。

在左西孟旦制备过程中，常常会对搅拌装置的温度进行控制，以加快反应的进行，因此对于温度也在变化的搅拌过程来讲，粘度变化遵循变温粘度-时间变化曲线，如图4所示，其中在各成分原料刚刚开始进行搅拌时(温度为10°)，粘度值为4.2，当搅拌进行到20分钟时(温度为15°)，粘度值为4.0，存在下降趋势，当搅拌进行到50分钟时(温度为25°)，粘度值为3.7，其为最小值，当搅拌进行到65分钟时(温度为27°)，粘度值为3.8，存在上升趋势，当搅拌进行到85分钟时(温度为28°)，粘度值为3.84，存在上升趋势，当搅拌进行到100分钟时(温度为30°)，粘度值为3.9，粘度值变化趋于平稳，代表着反应进行得比较充分。

当实际生产过程中，受原料、人员等因素的影响，并非按指定比例添加原料一定会得到相应的理想粘度，有时甚至会粘度过大导致机器受损。因此需要在搅拌过程中对粘度进行控制，当物料粘度偏离等温粘度-时间变化曲线一定量时，对其按比例添加相应的原料，其对应的添加剂量的多个预设值如下；其中，在搅拌过程中的物料粘度偏离度是一定的，当某个反应时间点，若实测粘度相对于标准粘度偏小(如-0.54)或偏大(如+0.54)时，则按比例添加相应的添加剂原料。

本发明的技术方案利用物料粘度随时间变化的特性，采用所述微控制器U1通过将所述粘度计2实时获得的物料粘度与预存多个预设值中相应时间的粘度标准值比较，当粘度偏离值达到粘度偏离阈值时，通过流量控制电路1控制所述电动调节阀DC将成分容纳装置3中的成分按照多个预设值中的相应的比例和数量加入到搅拌容器内的物料中，实现对物料粘度的在线实时控制，不需要人工添加，大大地减轻了工人的工作量，提高工作效率，防止仪器因物料粘度过大受损。同时通过反馈的添加剂剂量，可以在保证药品生产中粘度符合工艺标准的情况下，检测药品其他指标是否符合标准。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种物料搅拌中的粘度自动调节装置，其特征在于，包括：安装于搅拌容器内壁用于实时检测物料粘度的粘度计(2)、多个成分容纳装置(3)、相应多个与成分容纳装置(3)相连通的电动调节阀(DC)、相应多个控制电动调节阀(DC)的流量控制电路(1)，以及一个微控制器(U1)，所述粘度计(2)、多个所述流量控制电路(1)分别连接于所述微控制器(U1)，每个所述流量控制电路(1)连接于相对应的电动调节阀(DC)，其中，

所述流量控制电路(1)包括：三极管(Q1)、极性电容(C1)、第一限流电阻(R1)、第二限流电阻(R4)、分压电阻(R2)和采样电阻(R3)；其中，所述第一限流电阻(R1)一端用于连接直流电源(VCC)，所述第一限流电阻(R1)另一端连接所述电动调节阀(DC)的线圈一端，所述电动调节阀(DC)的线圈另一端连接所述三极管(Q1)的集电极，所述三极管(Q1)的发射极接地；所述第一限流电阻(R1)另一端还连接所述极性电容(C1)的正极，所述极性电容(C1)的负极接地；所述第一限流电阻(R1)另一端还连接所述分压电阻(R2)一端，所述分压电阻(R2)另一端连接所述采样电阻(R3)一端，所述采样电阻(R3)另一端接地；所述微控制器(U1)的调节阀控制端连接所述第二限流电阻(R4)一端，所述第二限流电阻(R4)另一端连接所述三极管(Q1)的基极；所述微控制器(U1)的模数转换输入端连接所述采样电阻(R3)一端；

在所述微控制器(U1)中预存有多个预设值；

所述微控制器(U1)通过将所述粘度计(2)实时获得的物料粘度与所述多个预设值相比较，采用流量控制电路(1)控制所述电动调节阀(DC)将成分容纳装置(3)中的成分加入到搅拌容器内的物料中，添加的剂量由多个预设值获得，从而实现对物料粘度的在线实时控制和调节。

2.如权利要求1所述的粘度自动调节装置，其特征在于，所述微控制器(U1)的多个预设值存有物料粘度随时间变化的标准值、粘度偏离阈值，需添加成分的比例和剂量；

所述微控制器(U1)通过将所述粘度计(2)实时获得的物料粘度与所述多个预设值中相应时间的粘度标准值比较，当粘度偏离值达到粘度偏离阈值时，通过流量控制电路(1)控制所述电动调节阀(DC)将成分容纳装置(3)中的成分按照多个预设值中的相应的比例和数量加入到搅拌容器内的物料中。

3.如权利要求1所述的粘度自动调节装置，其特征在于，所述成分容纳装置(3)为容水装置、第一成分容纳装置、第二成分容纳装置、……、第n成分容纳装置，所述容水装置、第一成分容纳装置、第二成分容纳装置、……、第n成分容纳装置分别连接于对应的电动调节阀(DC)，其中，n为物料组成成分的种类数。

4.如权利要求3所述的粘度自动调节装置，其特征在于，当物料粘度偏高时，所述微控制器(U1)控制与容水装置连接的电动调节阀(DC)打开，将定量的水加入到搅拌容器内的物料中；当物料粘度偏低时，所述微控制器(U1)分别控制与所述第一成分容纳装置、第二成分容纳装置、……、第n成分容纳装置连接电动调节阀(DC)打开，将按照一定量的各成分按比例分别加入到搅拌容器内的物料中。

5.如权利要求2所述的粘度自动调节装置，其特征在于，所述微控制器(U1)根据所述电动调节阀(DC)的反馈信号计算添加量，并将所述添加量发送到物料成分记录终端。

6.如权利要求2所述的粘度自动调节装置，其特征在于，所述微处理器(U1)根据所调用的所述多个预设值中的数据项，记录各成分的添加量，并将所述添加量发送到物料成分记录终端。

7.如权利要求1所述的粘度自动调节装置，其特征在于，所述粘度计(2)为旋转式粘度计。

8.如权利要求1所述的粘度自动调节装置，其特征在于，所述电动调节阀(DC)为用于控制液体或粉末状固体流量的电动调节阀。

9.如权利要求1-8中任一项所述的粘度自动调节装置，其特征在于，所述物料为药品。