CN110052221A - 一种能够连续产生超高压液态的双变螺纹螺杆 - Google Patents

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Abstract

一种能够连续产生超高压液态的双变螺纹螺杆,由连体密封结构、离合连接器、螺杆中心轴、动力联动轴、螺杆大C螺纹、螺杆小C螺纹制作成双变螺纹螺杆,液料在双变螺纹螺杆的旋转推动下到达螺杆小C螺纹端,液料在螺杆大C螺纹端与螺杆小C螺纹端容积比变化下,进入承压腔的最高液态压力可达700Mpa,连续流工况下液料中的植物细胞被爆破萃取,经过预处理增压的浆料连续通过加长特制的双变螺纹螺杆及稳压室,完成加压保压和变速泄压流程,进入承压腔的爆破压力生产工况连续不间断。

Description

一种能够连续产生超高压液态的双变螺纹螺杆
技术领域:
本螺杆应用于超高压连续萃取分离工艺装置配套,可同步完成杀菌均质等工艺,具体说是一种能够连续产生超高压液态的双变螺纹螺杆,适用于中草药植物细胞爆破萃取深加工的大健康产业,属于生物工程应用技术创新领域。
技术背景:
超高压液态应用技术是21世纪国际十大尖端课题之一,是生物工程、中草药植提、食品饮料、等行业的工业工艺革命,伴随着供求关系的逐渐完善及技术转化为产品的需要,为满足中国科技发展目标的实现要求、打破了超高压设备装置进口价格昂贵、在中国国内的应用瓶颈,当压力超过2000MPa时液体的可压缩性可达30﹪左右,因此增压器的活塞行程应考虑液体压缩量的补偿,增压器缸体应按超高压容器设计和处理,增压器的密封主要取决于超高压柱塞端的结构,这对加工装配、调整、维修虽然较为有利,但是由于测试装置增压器尚无定型产品,一般都是作为系统或装置中的专用部件单独设计和制造,超高压增压器的输出总是超高压液体介质,但超高压增压器的低压源部分可以是液体介质,也可以是压缩空气,当低压液压源为压缩空气时即为气液泵,其最高压力只能够达528MPa,对大于600Mpa工作压力的连续生产系统工艺目前还是个空白。
发明内容:
根据上述的不足及创新趋势需要,得出目前超高液压系统装备都只是利用压强的方式来作为工艺设计,双变螺纹螺杆配置用于40MPa~700MPa超高压连续萃取分离工艺装置,也可同步完成杀菌,均质等工艺,经过预处理增压的浆料,连续通过加长特制的左旋螺杆和右旋螺杆及稳压室,完成加压,保压和变速泄压流程,双变螺纹螺杆密封设计核心技术采用3D打印,螺杆加工的工艺技术难度斜切面精度数据,达到该精度采用的方式,变径间距数据及大小双C螺纹变径比的计算,尤其是螺杆的变径变距设计,连续增压原理是:两端头不同直径,螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹的直径越来越小,螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹螺纹间距从左到右越来越小,利用螺杆大C螺纹大面积端头在旋转中将液料挤压螺杆小C螺纹端面推送至保压室内,螺杆上下母线是椭圆线或者渐开线,增压螺杆上下母线也可以采用三角形直线设计,三角形直线设计缺点是动力耗能大,增压原理:大头螺纹大面积液料在旋转下,通过逐渐减小的螺纹面积推送挤压进保压室增压,径向增压,压缩比30,单纯靠变径不够,所以用变径变节螺旋节距(简称双变螺杆)来实现,是在帕斯卡原理下创新的一种变形设计,装置用于超高压连续萃取分离工艺装置配套,可同步完成杀菌均质等工艺,具体说是一种能够连续产生超高压液态的双变螺纹螺杆,适用于中草药植物细胞爆破萃取深加工的大健康产业,属于生物工程应用技术创新领域。
技术方案:
一种能够连续产生超高压液态的双变螺纹螺杆,由连体密封结构、离合连接器、螺杆中心轴、动力联动轴、螺杆大C螺纹、螺杆小C螺纹制作成的双变螺纹螺杆,其特征是:双变螺纹螺杆两端直径不相等,螺杆大C螺纹端直径大于螺杆小C螺纹端直径n,在螺杆小C螺纹的端面圆周,由车床切削出凸形连体密封结构,离合连接器销健插接固定在螺杆中心轴的端头上,动力联动轴与离合连接器螺栓连接;
双变螺纹螺杆的螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹之间的螺纹变径及螺纹与螺纹之间变距,根据工艺流量要求设定螺杆小C螺纹端面直径为N,以螺杆小C螺纹设定的直径数据为基准进行车床切削,以螺杆中心轴为中心螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹端的上下母线为椭圆线或者渐开线,螺杆中心轴上螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹的直径越来越小,螺纹间距从左到右越来越小,通过逐渐减小的螺纹面积推送挤压进入系统保压室增压。
所述的双变螺纹螺杆是螺纹与螺纹之间的直径变化,螺纹与螺纹之间的螺距变化,从螺杆大C螺纹到达螺杆小C螺纹端之间的每个螺纹间隔螺距不等,液料在双变螺纹螺杆A的旋转推动下,在螺杆大C螺纹到达螺杆小C螺纹端的径变下形成压力变化增压,随着螺杆大C螺纹端与螺杆小C螺纹端之间的螺纹逐步变径变螺距,增压过程是:两端头不同直径,螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹的直径越来越小、螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹螺纹间距从左到右越来越小,利用螺杆大C螺纹大面积端头在旋转中将液料挤压螺杆小C螺纹端面推送至保压室内,在转速增压下压力达400MPa~700MPa螺纹与螺纹之间容积比变化促使液压自增强。
双变螺纹螺杆A两端直径不相等,螺杆大C螺纹端直径大于螺杆小C螺纹端直径n,在螺杆小C螺纹的端面圆周,由车床切削出凸形连体密封结构,离合连接器销健插接固定在螺杆中心轴的端头上,动力联动轴与离合连接器螺栓连接,双变螺纹螺杆的螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹之间的螺纹变径及螺纹与螺纹之间变距,根据工艺流量要求设定螺杆小C螺纹端面直径为N,以螺杆小C螺纹设定的直径数据为基准进行车床切削。
所述的以螺杆中心轴为中心螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹端的上下母线为椭圆线或者渐开线,螺杆中心轴上螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹的直径越来越小,螺纹间距从左到右越来越小,通过逐渐减小的螺纹面积推送挤压进入系统保压室增压,最高液态压力可达700Mpa。
所述的双变螺纹螺杆A两端直径不相等,螺杆大C螺纹端直径大于螺杆小C螺纹端直径n,在螺杆小C螺纹的端面圆周,由车床切削出凸形连体密封结构,离合连接器销健插接固定在螺杆中心轴的端头上,动力联动轴与离合连接器螺栓连接;双变螺纹螺杆A的螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹之间的螺纹变径及螺纹与螺纹之间变距,根据工艺流量要求设定螺杆小C螺纹端面直径为N,以螺杆小C螺纹设定的直径数据为基准进行车床切削,以螺杆中心轴为中心螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹端的上下母线为椭圆线或者渐开线,螺杆中心轴上螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹的直径越来越小,螺纹间距从左到右越来越小,通过逐渐减小的螺纹面积推送挤压进入系统保压室增压。
从螺杆大C螺纹到达螺杆小C螺纹端之间的每个螺纹间隔螺距不等,所述的双变螺纹螺杆是螺纹与螺纹之间的直径变化,螺纹与螺纹之间的螺距变化,液料在双变螺纹螺杆A的旋转推动下,在螺杆大C螺纹到达螺杆小C螺纹端的径变下形成压力变化增压,随着螺杆大C螺纹端与螺杆小C螺纹端之间的螺纹逐步变径变螺距,增压过程是:两端头不同直径,螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹的直径越来越小、螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹螺纹间距从左到右越来越小,利用螺杆大C螺纹大面积端头在旋转中将液料挤压螺杆小C螺纹端面推送至保压室内,在转速下螺纹与螺纹之间容积比变化增压促使液压自增强。
有益效果:
本装置用于40MPa~700MPa超高压连续萃取分离工艺,液料在双变螺纹螺杆的旋转推动容积比变化下,进入承压腔的最高液态压力可达700Mpa,连续流工况下液料中的植物细胞被爆破萃取,经过预处理增压的浆料连续通过加长特制的双变螺纹螺杆及稳压室,完成加压保压和变速泄压流程,进入承压腔的爆破压力连续生产工况不间断。
附图说明
图1是:双变螺纹螺杆示意图;
图解:连体密封结构a1、离合连接器a2、螺杆中心轴a3、动力联动轴a4、螺杆大C螺纹a5、螺杆小C螺纹a6、双变螺纹螺杆A。
具体实施方式:
一种能够连续产生超高压液态的双变螺纹螺杆,由连体密封结构a1、离合连接器a2、螺杆中心轴a3、动力联动轴a4、螺杆大C螺纹a5、螺杆小C螺纹a6制作成的双变螺纹螺杆A,其特征是:双变螺纹螺杆A两端直径不相等,螺杆大C螺纹a5端直径大于螺杆小C螺纹a6端直径n,在螺杆小C螺纹a6的端面圆周,由车床切削出凸形连体密封结构a1,离合连接器a2销健插接固定在螺杆中心轴a3的端头上,动力联动轴a4与离合连接器a2螺栓连接;
双变螺纹螺杆A的螺杆大C螺纹a5至螺杆小C螺纹a6之间的螺纹变径及螺纹与螺纹之间变距,根据工艺流量要求设定螺杆小C螺纹a6端面直径为N,以螺杆小C螺纹a6设定的直径数据为基准进行车床切削,以螺杆中心轴a3为中心螺杆大C螺纹a5至螺杆小C螺纹a6端的上下母线为椭圆线或者渐开线,螺杆中心轴a3上螺杆大C螺纹a5至螺杆小C螺纹a6的直径越来越小,螺纹间距从左到右越来越小,通过逐渐减小的螺纹面积推送挤压进入系统保压室增压。
由于双变螺纹螺杆A两端直径不相等,从螺杆大C螺纹到达螺杆小C螺纹端之间的每个螺纹间隔螺距不等,使双变螺纹螺杆是螺纹与螺纹之间的直径变化,螺纹与螺纹之间的螺距变化,液料在双变螺纹螺杆A的旋转推动下,在螺杆大C螺纹到达螺杆小C螺纹端的径变下形成压力变化增压,随着螺杆大C螺纹端与螺杆小C螺纹端之间的螺纹逐步变径变螺距,增压过程是:两端头不同直径,螺杆大C螺纹a5至螺杆小C螺纹a6的直径越来越小、螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹螺纹间距从左到右越来越小,利用螺杆大C螺纹大面积端头在旋转中将液料挤压螺杆小C螺纹端面推送至保压室内,在转速增压下压力达400MPa~700MPa螺纹与螺纹之间容积比变化促使液压自增强。
螺杆大C螺纹a5端直径大于螺杆小C螺纹a6端直径n,在螺杆小C螺纹a6的端面圆周,由车床切削出凸形连体密封结构a1,离合连接器a2销健插接固定在螺杆中心轴a3的端头上,动力联动轴a4与离合连接器a2螺栓连接;
双变螺纹螺杆A的螺杆大C螺纹a5至螺杆小C螺纹a6之间的螺纹变径及螺纹与螺纹之间变距,根据工艺流量要求设定螺杆小C螺纹a6端面直径为N,以螺杆小C螺纹a6设定的直径数据为基准进行车床切削,以螺杆中心轴a3为中心螺杆大C螺纹a5至螺杆小C螺纹a6端的上下母线为椭圆线或者渐开线,螺杆中心轴a3上螺杆大C螺纹a5至螺杆小C螺纹a6的直径越来越小,螺纹间距从左到右越来越小,通过逐渐减小的螺纹面积推送挤压进入系统保压室增压。
双变螺纹螺杆A两端直径不相等,从螺杆大C螺纹到达螺杆小C螺纹端之间的每个螺纹间隔螺距不等,所述的双变螺纹螺杆是螺纹与螺纹之间的直径变化,螺纹与螺纹之间的螺距变化,液料在双变螺纹螺杆A的旋转推动下,在螺杆大C螺纹到达螺杆小C螺纹端的径变下形成压力变化增压,随着螺杆大C螺纹端与螺杆小C螺纹端之间的螺纹逐步变径变螺距,增压过程是:两端头不同直径,螺杆大C螺纹a5至螺杆小C螺纹a6的直径越来越小、螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹螺纹间距从左到右越来越小,利用螺杆大C螺纹大面积端头在旋转中将液料挤压螺杆小C螺纹端面推送至保压室内,在转速增压下压力达400MPa~700MPa螺纹与螺纹之间容积比变化促使液压自增强。
最后需要说明的是:本设计形成的一种700MPa连续式超高压萃取分离装置,在本行业的普通技术人员都能够在公开的技术内容中理解及复制,本设计还将有进一步的更新改进,上述实施例和说明书中描述的只是说明本设计的原理,在不脱离本设计精神和范围的前提下,本设计还可有各种变化和改进,这些变化和改进都应落入要求保护的本设计范围内,本设计要求保护范围由所附的权利要求书附图及其等效物界。

Claims (2)

1.一种能够连续产生超高压液态的双变螺纹螺杆,由连体密封结构、离合连接器、螺杆中心轴、动力联动轴、螺杆大C螺纹、螺杆小C螺纹制作成的双变螺纹螺杆,其特征是:双变螺纹螺杆两端直径不相等,螺杆大C螺纹端直径大于螺杆小C螺纹端直径n,在螺杆小C螺纹的端面圆周,由车床切削出凸形连体密封结构,离合连接器销健插接固定在螺杆中心轴的端头上,动力联动轴与离合连接器螺栓连接;
双变螺纹螺杆的螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹之间的螺纹变径及螺纹与螺纹之间变距,根据工艺流量要求设定螺杆小C螺纹端面直径为N,以螺杆小C螺纹设定的直径数据为基准进行车床切削,以螺杆中心轴为中心螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹端的上下母线为椭圆线或者渐开线,螺杆中心轴上螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹的直径越来越小,螺纹间距从左到右越来越小,通过逐渐减小的螺纹面积推送挤压进入系统保压室增压。
2.根据权利要求所述的一种能够连续产生超高压液态的双变螺纹螺杆,其特征在于:所述的双变螺纹螺杆是螺纹与螺纹之间的直径变化,螺纹与螺纹之间的螺距变化,从螺杆大C螺纹到达螺杆小C螺纹端之间的每个螺纹间隔螺距不等,液料在双变螺纹螺杆A的旋转推动下,在螺杆大C螺纹到达螺杆小C螺纹端的径变下形成压力变化增压,随着螺杆大C螺纹端与螺杆小C螺纹端之间的螺纹逐步变径变螺距,增压过程是:两端头不同直径,螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹的直径越来越小、螺杆大C螺纹至螺杆小C螺纹螺纹间距从左到右越来越小,利用螺杆大C螺纹大面积端头在旋转中将液料挤压螺杆小C螺纹端面推送至保压室内,在转速增压下压力达400MPa~700MPa螺纹与螺纹之间容积比变化促使液压自增强。
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