CN108176520A - 三相碟式分离机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相碟式分离机，包括壳体、上方的杆部和下方的转鼓，在杆部内与进料口连通设置进料管，进料管的底部与转鼓固定连接，杆部上还设置有轻相出口和重相出口，所述重相出口的下方设置与之连通的重相向心泵。进料管与碟片架固定连接，保证进料管和转鼓同时转动，原料进入后在进料管内初步加速，在进入高速水平旋转转鼓的瞬间，较小的加速度产生较小的冲击力，可以保证生物制品中的细胞或其他活性物质不会被打散，保护细胞活性，进料管和碟片架中间的通道共同构成一个柔性进料系统。在轻相管和原有的进料管之间隔出笔直的轻相通道，轻相沿碟片壁向上爬升，进入光滑的轻相通道，轻相中的活性物质不会受到损坏，从而达到柔性出料的目的。
Description
技术领域
本发明涉及分离机设备领域，尤其是一种分离细胞或其他活性物质用的三相碟式分离机。
背景技术
三相碟式分离机是一种利用高速旋转产生的离心力，将二相不互溶的液体和一相固体同时分离的机械。现有的三相碟式分离机如图1所示，包括壳体17、上方的杆部和下方的转鼓，在转鼓内部设置碟片架6和与之平行的碟片组7，在转鼓底部设置渣相出口9，杆部从上往下依次设置有水平的进料口1、轻相出口11和重相出口3，在壳体17中心轴线上设有与进料口1联通的竖直的进料管2，轻相出口11和重相出口3分别通过轻相向心泵5和重相向心泵4与转鼓内部连通；实际工作时，原料通过进料管2进入转鼓，在离心力的作用下，通过碟片组7分层，固体渣相经底部的渣相出口9排出，重相经过重相向心泵4从重相出口3输出，轻相经过轻相向心泵5从轻相出口11输出，最终实现三相分离。但这种三相碟式分离机无法用于分离含有细胞或其他活性物质的生物制品，以分离血浆中的血红细胞为例，在分离过程中，血浆从进料口1流入进料管2，此时血浆只有竖直向下的加速度，当其进入高速水平旋转的转鼓体1时，会被瞬间抛至碟片架6内壁上，由于忽然获得横向的加速度因此受到巨大的横向冲击力，血浆中的血红细胞会被打散，活性成分被破坏，分离后的含有血红细胞的轻相在通过轻相向心泵5时会被轻相向心泵5的曲面叶轮切割、打碎，导致血红细胞的细胞膜被破坏，分离后的血红细胞产品质量不合格。另外，现有的分离机的轻相向心泵5和进料管2是固定在壳体17上不与转鼓同时转动的，所以轻相向心泵5与转鼓之间，进料管2与转鼓之间采用了迷宫密封23，当分离机的出口背压调高到一定数值时，物料容易从迷宫密封23处泄露。
发明内容
本申请人针对上述现有的三相碟式分离机应用于细胞或其他活性物质的分离的缺点，提供一种结构合理的三相碟式分离机，可以保护待分离物质中的活性成分不被破坏，防止物料从密封处泄露。
本发明所采用的技术方案如下：
一种三相碟式分离机，包括壳体、上方的杆部和下方的转鼓，在杆部内与进料口连通设置进料管，进料管的底部与转鼓固定连接，杆部上还设置有轻相出口和重相出口，所述重相出口的下方设置与之连通的重相向心泵。
作为上述技术方案的进一步改进：
在转鼓内设置碟片架，所述进料管的底部与碟片架的顶部固定连接，在进料管与碟片架的连接处设置密封圈。
在所述进料管外部设置与之同轴的轻相管。
进料管与轻相管之间的轻相通道与转鼓内部连通，轻相通道的上部与轻相出口连通。
所述轻相管与重相向心泵之间设置流道。
在轻相管与壳体之间设置环状的第三密封，第三密封位于轻相出口下方。
在所述进料管上方的外壁与壳体内壁之间，从上往下依次设置环状的第一密封和环状的第二密封，第二密封位于轻相出口上方。
在所述第一密封和第二密封之间设置环形腔。
在转鼓内部与碟片架平行，从上往下依次设置碟片压盖、若干碟片组，与重相向心泵连通的重相通道设置在碟片压盖和壳体内壁之间。
在转鼓底部设置与底部形状相配合的可上下移动的大活塞，在壳体上设置与大活塞配合的渣相出口。
本发明的有益效果如下：
本发明的进料管与碟片架固定连接，可以保证进料管和转鼓同时转动，原料从竖直的进料口进入后在进料管内初步加速，在进入高速水平旋转的转鼓的瞬间，较小的加速度产生较小的冲击力，因而可以保证生物制品中的细胞或其他活性物质不会被打散，保护细胞活性，进料管和碟片架中间的通道共同构成一个柔性进料系统，从而达到柔性进料的目的。在轻相管和原有的进料管之间隔出笔直的轻相通道，其间不设置任何其他机构，轻相沿碟片壁向上爬升，进入光滑的轻相通道，最终从轻相出口排出，轻相中的活性物质因此不会受到损坏，从而达到柔性出料的目的。在进料口下方依次设置第一密封和第二密封，可以防止进料直接进入轻相通道，之间隔出的环形腔可以用于输入冷却水，帮助第一密封和第二密封降温，在流道的上部轻相出口下方设置第三密封，可以防止轻相从流道进入重相通道，流道可以用于输出帮助第三密封降温的冷却水。在进料管与碟片架的连接处设置密封圈，保证进料管内的液体可以全部进入转鼓。进料管和转鼓同时转动，并采用密封组将进料口通道、轻相出口通道、重相出口通道隔开，一方面无需使用迷宫密封，设备可以适用于更高的压力环境而不会泄露，另一方面设备内部可以自行形成一个连续密闭的流道，轻相从进到出保持一个满管状态，可以有效减少气泡的产生，提高分离效率。
附图说明
图1为现有的三相碟式分离机的中剖图。
图2为本发明的中剖图。
图3为图2中A部的放大图。
图4为图3中B部的放大图
图中：1、进料口；2、进料管；3、重相出口；4、重相向心泵；5、轻相向心泵；6、碟片架；7、碟片组；8、碟片压盖；9、渣相出口；10、流道；11、轻相出口；12、第一密封；13、第二密封；14、第三密封；15、轻相通道；16、重相通道；17、壳体；18、轻相管；19、环形腔；20、大活塞；21、沉渣腔；22、密封圈；23、迷宫密封。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图2所示，本发明所述的三相碟式分离机与现有的三相碟式分离机相似，包括壳体17、上方的杆部和下方的转鼓，杆部从上往下依次设置进料口1、轻相出口11和重相出口3，在转鼓内部从上往下依次平行设置伞形碟片压盖8、碟片组7和碟片架6；本发明改变原进料口1的进料方向为竖直进料，现有的进料管2与碟片架6之间设置迷宫密封23，因此存在有敞口的缝隙，为了防止进料管2内的液体回流至缝隙，进料管2必须向下延伸至转鼓内部，本发明改变进料管2的长度，进料管2的底部缩短至杆部与转鼓连接处，并与碟片架6顶部固定连接，在进料管2与碟片架6的连接处设置密封圈22，由于碟片架6中间通道的直径大于进料管2的直径，因此可以防止液体回流至杆部位置，保证进料管2内的液体可以全部进入转鼓，另一方面可以保证进料管2和转鼓同时转动，原料进入进料管2后一边往下流动一边进行初步的水平向加速，同时获得竖直向和水平圆周向的加速度，在随后进入高速水平旋转的转鼓内部的碟片架6中间的通道时，水平向的速度再次增加，但速度变化不大，较小的加速度产生较小的冲击力，因而可以保证生物制品中的细胞或其他活性物质不会被打散，保护细胞活性，进料管2和碟片架6中间的通道共同构成一个柔性进料系统，从而达到柔性进料的目的。本发明在碟片压盖8和壳体17内壁之间设置重相通道16，重相经重相通道16上部的重相向心泵4从重相出口3排出，如图2、图3所示，与现有设置的轻相向心泵5不同，本发明通过在进料管2外部设置与之同轴的轻相管18隔出一条竖直的轻相通道15，轻相通道15向下延伸至碟片架6与碟片压盖8之间，与转鼓内部连通，轻相通道15的上部与水平设置的轻相出口11连通。如图1所示，现有的三相碟式分离机的重相向心泵4和轻相向心泵5共用一个管壁，所以二者之间不存在流道，如图3、图4所示，改进后的轻相管18与重相向心泵4之间存在流道10，流道10用于输出帮助第三密封14降温的冷却水，在流道10的上部轻相出口11下方设置环状的第三密封14，隔绝轻相通道15与流道10，防止轻相从流道10进入重相通道16。由于轻相经轻相通道15直接竖直向上爬升，不会经过向心泵或其他结构，到达轻相出口11后直接排出，因此可以保证轻相不被打碎，保护其生物活性。在进料管2上方的外壁与壳体17内壁之间，从上往下依次设置环状的第一密封12和环状的第二密封13，两者之间形成环形腔19，由于进料口1的直径大于进料管2的直径，从进料口1进入的原料会流入进料管2外周进而流入轻相通道15，第一密封12的设置可以阻挡进料进入轻相通道15，第二密封13位于轻相出口11上方，可以阻止轻相进入环形腔19，环形腔19可以用于输入冷却水，帮助第一密封12和第二密封13冷却降温。密封组的结构加工精度高，因此可以提高动平衡精度，提高设备运行的稳定性。
在转鼓底部设置固体渣相的排出机构，包括转鼓内底部的可上下移动的大活塞20和壳体17上的渣相出口9，大活塞20向上移动时，大活塞20的上端与转鼓的内壁一起形成凹陷的沉渣腔21，正好堵住渣相出口9，离心机转动时固体沉渣堆积在沉渣腔21内，大活塞20向下移动时，转鼓内部即可与渣相出口9连通，固体沉渣通过高速旋转的离心力从渣相出口9排出。
本发明工作时，待分离的原料（如血液）从竖直的进料口1进入进料管2，第一密封12使得物料不会进入轻相通道15，进料管2与壳体17同时转动，原料向下流动时同时获得水平向的初步加速，由于进料管2的直径比较小，产生的离心力小，血液不会被打散，在获得一定的速度后再进入碟片架6中间的通道，最后进入高速旋转的鼓体，进入鼓体的瞬间获得较小的加速度，因此受到的水平向的冲击力较小，进料管2和碟片架6中间的通道共同构成一个柔性进料系统，可以保护进料物质的生物活性，从而达到柔性进料的目的。在强大的离心力的作用下，原料（混合液）经过一组碟片组7的分离，比重较大的液体（血球）被抛至重相通道16，进而向上流入重向向心泵4，由重向向心泵4将告诉旋转的动能转化为向上的势能，最终从重相出口3排出，比重较小的液体（血浆）沿碟片壁向内向上运动，汇聚至轻相通道15内，依靠离心力继续向上运动爬升，最终经轻相出口11排出，由于轻相通道15是用轻相管18和原有的进料管2隔出的笔直的通道，其间未设置任何其他机构，因此轻相中的活性物质也不会被破碎损坏，从而达到柔性出料的目的。设备内部可以自行形成一个连续密闭的流道，使得轻相从进入到出去一直保持一个满管状态，无需使用迷宫密封23，可以应用于高压环境而不会泄露，满管状态也可以有效减少气泡的产生，提高分离效率。固体沉渣则堆积在沉渣腔21，可以根据需要调整大活塞20的上下运动，定期将固体沉渣从鼓体排出。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，在不违背本发明精神的情况下，本发明可以作任何形式的修改。例如，所述进料管2的底部不一定要与碟片架6的顶部固定连接，可以和转鼓内的任何机构或直接与转鼓壳体17连接，只要保证可以与转鼓同时转动即可。
Claims (10)
1.一种三相碟式分离机，其特征在于：包括壳体（17）、上方的杆部和下方的转鼓，在杆部内与进料口（1）连通设置进料管（2），进料管（2）的底部与转鼓固定连接，杆部上还设置有轻相出口（11）和重相出口（3），所述重相出口（3）的下方设置与之连通的重相向心泵（4）。
2.按照权利要求1所述的三相碟式分离机，其特征在于：在转鼓内设置碟片架（6），所述进料管（2）的底部与碟片架（6）的顶部固定连接，在进料管（2）与碟片架（6）的连接处设置密封圈（22）。
3.按照权利要求1所述的三相碟式分离机，其特征在于：在所述进料管（2）外部设置与之同轴的轻相管（18）。
4.按照权利要求3所述的三相碟式分离机，其特征在于：进料管（2）与轻相管（18）之间的轻相通道（15）与转鼓内部连通，轻相通道（15）的上部与轻相出口（11）连通。
5.按照权利要求3所述的三相碟式分离机，其特征在于：所述轻相管（18）与重相向心泵（4）之间设置流道（10）。
6.按照权利要求3所述的装置，其特征在于：在轻相管（18）与壳体（17）之间设置环状的第三密封（14），第三密封（14）位于轻相出口（11）下方。
7.按照权利要求1所述的三相碟式分离机，其特征在于：在所述进料管（2）上方的外壁与壳体（17）内壁之间，从上往下依次设置环状的第一密封（12）和环状的第二密封（13），第二密封（13）位于轻相出口（11）上方。
8.按照权利要求7所述的三相碟式分离机，其特征在于：在所述第一密封（12）和第二密封（13）之间设置环形腔（19）。
9.按照权利要求1所述的三相碟式分离机，其特征在于：在转鼓内部与碟片架（6）平行，从上往下依次设置碟片压盖（8）、若干碟片组（7），与重相向心泵（4）连通的重相通道（16）设置在碟片压盖（8）和壳体（17）内壁之间。
10.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：在转鼓底部设置与底部形状相配合的可上下移动的大活塞（20），在壳体（17）上设置与大活塞（20）配合的渣相出口（9）。
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