CN110227379B - 一种半自动高压均质机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种半自动高压均质机，其包括底座、电机模块、高压均质泵头组件、安全阀模块，其中还包括人机交互触控屏和电控模块。本发明的半自动高压均质机，通过实时显示系统工作压力，实时显示系统工作温度，设备异常时有实时报警，确保了在大流量下设备系统的稳定性。

Description

一种半自动高压均质机

技术领域

本发明涉及加工设备领域，具体的说涉及一种半自动高压均质机。

背景技术

“均质”是指物料在设备中发生的颗粒细化和混合均匀的加工过程,高压均质机以曲轴带动柱塞做往复运动做为动力传递及物料输送机构,将物料输送至工作阀(均质阀)部分。要处理的物料在通过工作阀的过程中,在高压下产生强烈的高压剪切、空穴自爆 和高速撞击等作用,从而使液态物质或以液体为载体的固体颗粒得到超微粉碎、细化。

高压均质机作为液态物质或以液体为载体的固体颗粒均质细化和高压输送的专用设 备和关键设备,均质的效果影响产品的质量。

目前市场上现有中试型高压均质机无法对出料温度实时监控，加工的工艺过程参数 无法保存，设备异常没有安全有效的报警提示，对操作设备人员及设备本身没有高压安全保护，系统没有区分操作管理三级权限设置，无法保护热敏性物料的有效物质活性， 运行成本也高,不利于节能；

因此，需要研究开发一种新型的半自动高压均质机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半自动高压均质机，其包括底座、电机模块、高压均质泵头组件、安全阀模块，其中还包括人机交互触控屏和电控模块；

其中底座包括：机器底架、底脚支撑、脚轮；

电机模块包括：电机滑台、曲轴箱、电机马达、1/2 90°弯管、油封杆、柱塞连接头、曲轴、轴承端盖、油封板、曲轴箱后盖板、曲轴端带轮、齿形三角带、电机端带轮、、 油帽、柱塞夹锁、柱塞、柱塞导流套、电机散热风扇；

高压均质泵头组件包括：导向块螺杆、中间压力块螺杆、中间压力块、上压力块螺杆、、 进料块螺杆、上压力块、进料块、进出料阀体、压力变送器、进水管、出水管、不锈钢 抱箍、泵头冷却水进水口、泵头冷却水回流口、均质阀体、锁紧螺杆、均质阀座、均质 阀碰撞环、均质阀芯、均质阀冷却水进水口、均质阀冷却水出水口、碟簧套组件、温度传感器、手柄筒、手柄、手柄半月环、进料法兰、进料闷板、出料法兰、1/2卡式等径 长三通；(其中均质阀体可以通过均质阀冷却水进水口和均质阀冷却水出水口进行冷却 水循环，达到降低均质阀体的温度的作用。)

安全阀模块包括：安全阀上法兰、安全阀下法兰、泄流腔、衬板、安全阀弹簧筒、安全 阀阀帽；安全阀螺杆；

人机交互触控屏包括：触控屏、启动按钮、停止按钮、急停按钮、电源指示灯、报警蜂 鸣器、触控屏面板；

电控模块包括：主控开关、变频器、断路器、空气开关、缺相保护器、接触器、可编程序控制器(PLC)、模拟量模块、热电阻模块、电控柜、电控柜散热风扇。

其中，人机交换触摸屏的作用：是根据物料处理的要求，人为设置好运行参数，参数分为技术参数、报警参数，技术参数包括压力范围、物料输出温度范围，报警参数包 括压力操作区间范围、温度操作区间范围；

电控模块的作用是：通过接收人机交互触摸屏传递的信号，对电机模块发出相应的 指令要求，使电机模块运行。通过人机交互触摸屏与电控模块之间衔接运作，实现对运作参数的实时监控和反馈调控。

其中所述的电机马达、电机滑台、曲轴箱分别通过螺栓与机器底架连接；

电机马达上安装有电机端带轮，通过齿形三角带和安装在曲轴上的曲轴端带轮连接；

曲轴和连杆连接，油封杆通过柱塞夹锁和柱塞连接；

高压均质泵头组件的中间压力块通过中间压力块螺杆连接在曲轴箱前端；

上压力块和进料块分别通过上压力块螺杆和进料块螺杆和中压力块上下连接；

安全阀模块的安全阀下法兰和上压力块的一端连接，上压力块的另一端和均质阀体、 碟簧套组件通过锁紧螺杆连接；

高压均质泵头组件的压力变送器连接上压力块，通过温度传感器和均质阀体上的出 料口连接。

人机交换触摸屏与电控模块之间通过电路连接，电控模块与电机之间也是通过电路 连接；电机与泵头组件之间：电机提供动力通过曲轴运动带动柱塞进行物料的推送，进入均质阀体进行物料均质处理；处理完的物料直接从均质阀体的出料口输出，完成均质 过程。

使用本发明的高压均质机处理物料时，先根据物料处理的要求，通过人机交换触摸 屏人为设置好运行参数；参数设置好后，信号传送到电控模块，电控模块输出指令到电机模块，实行电机运转；电机启动后，带动活塞运转，启动高压均质泵头组件进行物料处理。

物料处理过程中，人机交换触摸屏对实时的工作压力值进行跟踪监测，一旦压力值 出现上下浮动不稳定时，人机交换触控屏可以提供警报，这时可以人为分析出现状况的原因以得到及时的修整。另外，人机交换触摸屏对物料输出温度也有实时监测，如果温 度超出设定值，也会提供警报。这样就实现了高压均质机半自动化的运作。

本发明提供的半自动高压均质机，通过配置人机交互触控屏、大功率的电机和变频 控制系统，对于设备操作人员、设备本身及物料都起到了相应的保护作用，通过不同的阀组件实现了流量从100—300L/H的组合，能够满足中试科研及小规模生产客户的需求,可广泛应用于食品、乳品、饮料、制药、生物技术和精细化工等领域的科研、技术开发和生产。

本发明有如下的有益效果：

设备配有触控屏控制，自动化和安全性更高，主要体现在：实时显示系统工作压力， 实时显示系统工作温度，可设置工作设备工作压力的上下限值，可设置出料温度最大值， 可储存并调用加工工艺数据，设备异常时有实时报警，设置有三级密码操作权限，设备运行时间记录，高强度机身，温控的均质阀组件等，并确保了在大流量下设备系统的稳定性。

本发明的半自动高压均质机处理效率为100～300升/小时,能够满足人机交互状态 下的中试和小生产的需求,有效保障操作人员和设备安全，可广泛应用于制药、生物、食品及精细化工领域中。

附图说明

图1是半自动高压均质机的立体结构图。

图2是图1所示的半自动高压均质机的正视图。

图3是图1所示的半自动高压均质机的左视图。

图4是图1所示的半自动高压均质机的右视图。

图5是图1所示的半自动高压均质机的俯视图。

其中：

1为机器底架、2为底脚支撑、3和4为脚轮、5为电机滑台、6为曲轴箱、7为电机 马达、8、1/2 90°弯管、12为油封杆、13、柱塞连接头、19为曲轴、22和23为轴承 端盖、25为油封板、26为曲轴箱后盖板、27为曲轴端带轮、29为齿形三角带、28为电 机端带轮、、31为油帽、33为柱塞夹锁、34为柱塞、39为柱塞导流套、40为导向块螺 杆、55为中间压力块螺杆、56为中间压力块、57为上压力块螺杆、、58为进料块螺杆、 59为上压力块、60为进料块、61为进出料阀体、70为压力变送器、72为进水管、73、出水管、74、不锈钢抱箍、160为泵头冷却水进水口、161为泵头冷却水回流口；84为 均质阀体、85为锁紧螺杆、90为均质阀座、91为均质阀碰撞环、92为均质阀芯、94 为均质阀冷却水进水口、95为均质阀冷却水出水口、97为碟簧套组件、100为温度传感 器、105、手柄筒、106为手柄、107为手柄半月环、66为进料法兰、68为进料闷板、 109为出料法兰、114、1/2卡式等径长三通；119为安全阀上法兰、120为安全阀下法兰、、124为泄流腔、127为衬板、133为安全阀弹簧筒、134为安全阀阀帽；121为安 全阀螺杆；140为触控屏、141为启动按钮、142为停止按钮、143为急停按钮、144为 电源指示灯、145为报警蜂鸣器；146为主控开关、147为变频器、148为断路器、149 为空气开关、150为缺相保护器、151为接触器、152为可编程序控制器、153为模拟量 模块、154为热电阻模块、155为电控柜、156为电控柜内散热风扇、157为电机散热风 扇、158为操控面板。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人 员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1、一种半自动高压均质机，其包括底座、电机模块、高压均质泵头组件、 安全阀模块，其中还包括人机交互触控屏和电控模块：

其中底座包括：机器底架1、底脚支撑2、脚轮3和4；

电机模块包括：电机滑台5、曲轴箱6、电机马达7、1/2 90°弯管8、油封杆12、 柱塞连接头13、曲轴19、轴承端盖22和23、油封板25、曲轴箱后盖板26、曲轴端带 轮27、齿形三角带29、电机端带轮28、油帽31、柱塞夹锁33、柱塞34、柱塞导流套 39；电机散热风扇157

高压均质泵头组件包括：导向块螺杆40、中间压力块螺杆55、中间压力块56、上 压力块螺杆57、进料块螺杆58、上压力块59、进料块60、进出料阀体61、压力变送器70、进水管72、出水管73、不锈钢抱箍74、泵头冷却水进水口160、泵头冷却水回流 口161、均质阀体84、锁紧螺杆85、均质阀座90、均质阀碰撞环91、均质阀芯92、均 质阀冷却水进水口94、均质阀冷却水出水口95、碟簧套组件97、温度传感器100、手 柄筒105、手柄106、手柄半月环107、进料法兰66、进料闷板68、出料法兰109、1/2 卡式等径长三通114；

安全阀模块包括：安全阀上法兰119、安全阀下法兰120、泄流腔124、衬板127、 安全阀弹簧筒133、安全阀阀帽134、安全阀螺杆121；

人机交互触摸屏包括：触控屏140、启动按钮141、停止按钮142、急停按钮143、 电源指示灯144、报警蜂鸣器145、操控面板158；

电控模块包括：主控开关146、变频器147、断路器148、空气开关149、缺相保护 器150、接触器151、PLC152、模拟量模块153、热电阻模块154、电控柜155、电控柜内散热风扇156。

其中所述的电机马达7、电机滑台5、曲轴箱6分别通过螺栓与机器底架1连接；

电机马达7上安装有电机端带轮28，通过齿形三角带29和安装在曲轴19上的曲轴端带轮27连接；

高压均质泵头组件的中间压力块56通过中间压力块螺杆55连接在曲轴箱6前端；

上压力块59和进料块60分别通过上压力块螺杆57和中压力块56上下连接；

安全阀模块中的安全阀下法兰120通过安全阀螺杆121和上压力块59的一端连接，均质阀体84、碟簧套组件97和上压力块59的另一端连接；

电控模块通过变频器147连接上压力块59，通过温度传感器100和均质阀体84的出料口连接。

电器控制部分：人机交换触控屏的电路分为电源部分和信号接收部分，其中电源部 分与主控开关146、变频器147、断路器148通过电路连接，信号接收部分和PLC152、 模拟量模块153、热电阻模块154通过电路连接。变频器147与电机马达7之间也是通 过电路连接。

电机马达7与高压均质泵头组件之间：电机马达7提供动力通过曲轴19运动带动柱塞34进行物料的推送，进入均质阀体84进行物料均质处理；处理完的物料直接从均质 阀体84的出料口输出，完成均质过程。

使用上述高压均质机处理物料时，先根据物料处理的要求，通过人机交换触摸屏人 为设置好运行参数；参数设置好后，信号传送到电控模块，电控模块输出指令到电机模块，实行电机运转；电机启动后，带动活塞运转，启动高压均质泵头组件进行物料处理。

实施例2：

使用实施例1的高压均质机，对猴头菌多糖提取水溶液(对猴头菌进行常规的水提醇沉制备得到，水提温度80-100℃)进行均质化，通过人工交换触控屏设定压力范围为500-800Bar、物料温度范围为：0-30℃；指令输出到电控模块后，指示电机开始运作， 物料进入均质阀体进行均质化处理，得到的物料粒径在10-100纳米(用粒度仪进行检 测)之间，粒径均匀；出料温度控制在40℃以下(现有技术中，出料温度往往在55℃ 左右)，物料粘度低于0.2Pa.s。

使用均质机处理过的猴头菌多糖(浓度为50μg/mL)，进行体外刺激巨噬细胞释放NO的活性测定(测定方法参考CN106478829A)，处理前刺激巨噬细胞产生NO的量为 30-60μmoL/5.0×105cells，处理后没有显著变化。说明使用实施例1的高压均质机进 行均质处理，可以最大程度的保护热敏性物料的有效物质活性。

实施例3均质处理5微米左右氧化锌颗粒

通过人工交换触控屏将压力设定1500-1600bar，设定出料温度低于52℃；应用实施 例1的均质机进行处理后，氧化锌颗粒的粒径达到200-300纳米之间，出料温度为51℃。

处理前的氧化锌颗粒在加入去离子水时会产生团聚，而均质处理后的氧化锌颗粒加 入去离子水能达到有效分散，使氧化锌颗粒的应用更加广泛。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定 实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响 本发明的实质内容。

Claims (1)

1.一种半自动高压均质机，其包括底座、电机模块、高压均质泵头组件、安全阀模块，其特征在于还包括人机交互触控屏和电控模块；

其中底座包括：机器底架、底脚支撑、脚轮；

电机模块包括：电机滑台、曲轴箱、电机马达、1/2 90°弯管、油封杆、柱塞连接头、曲轴、轴承端盖、油封板、曲轴箱后盖板、曲轴端带轮、齿形三角带、电机端带轮、油帽、柱塞夹锁、柱塞、柱塞导流套、电机散热风扇；

高压均质泵头组件包括：导向块螺杆、中间压力块螺杆、中间压力块、上压力块螺杆、进料块螺杆、上压力块、进料块、进出料阀体、压力变送器、进水管、出水管、不锈钢抱箍、泵头冷却水进水口、泵头冷却水回流口、均质阀体、锁紧螺杆、均质阀座、均质阀碰撞环、均质阀芯、均质阀冷却水进水口、均质阀冷却水出水口、碟簧套组件、温度传感器、手柄筒、手柄、手柄半月环、进料法兰、进料闷板、出料法兰、1/2卡式等径长三通；

安全阀模块包括：安全阀上法兰、安全阀下法兰、泄流腔、衬板、安全阀弹簧筒、安全阀阀帽；安全阀螺杆；

人机交互触控屏包括：触控屏、启动按钮、停止按钮、急停按钮、电源指示灯、报警蜂鸣器、触控屏面板；

电控模块包括：主控开关、变频器、断路器、空气开关、缺相保护器、接触器、PLC、模拟量模块、热电阻模块、电控柜、电控柜散热风扇；

其中所述的电机马达、电机滑台、曲轴箱分别通过螺栓与机器底架连接；

电机马达上安装有电机端带轮，通过齿形三角带和安装在曲轴上的曲轴端带轮连接；

曲轴和连杆连接，油封杆通过柱塞夹锁和柱塞连接；

高压均质泵头组件的中间压力块通过中间压力块螺杆连接在曲轴箱前端；

上压力块和进料块分别通过上压力块螺杆和进料块螺杆和中压力块上下连接；

安全阀模块的安全阀下法兰和上压力块的一端连接，上压力块的另一端和均质阀体、碟簧套组件通过锁紧螺杆连接；

高压均质泵头组件的压力变送器连接上压力块，通过温度传感器和均质阀体上的出料口连接；

人机交换触摸屏与电控模块之间通过电路连接，电控模块与电机之间也是通过电路连接。