CN116550436B - 磨筒组件和无氧破壁设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种磨筒组件和无氧破壁设备，磨筒组件包括：磨筒(11)，所述磨筒(11)用于容纳物料；料盒(12)，所述料盒(12)连接于所述磨筒(11)；膜(13)，所述膜(13)在自然状态下位于所述磨筒(11)和所述料盒(12)之间，所述膜(13)为弹性膜；以及气压调节设备，所述气压调节设备至少设置于所述膜(13)的一侧，所述气压调节设备能够使所述膜(13)的两侧形成气压差，使所述膜(13)能够变形而覆盖在所述料盒(12)的内壁。

Description

磨筒组件和无氧破壁设备

技术领域

本申请属于研磨机械设备领域，特别涉及一种磨筒组件和无氧破壁设备。

背景技术

第一代振动研磨技术(1th Generation Vibration Grinding Technology,1G)：20世纪50年代被研制，具有大直径、大容量、低振幅的特征。

第二代振动研磨技术(2nd Vibration Grinding Generation Technology,2G)：20世纪60～70年代被研制，磨筒直径不超过500mm，总容积不超过2800L，适合于多行业多用途。

第三代振动研磨技术(3rd Generation Vibration Grinding Technology,3G)：20世纪90年代由中国自主研制，是专为中药制粉设计制造的振动研磨机，广泛适用于中药材。

现有的粉破壁技术存在两大缺点。

第一是金属混入。现有技术磨筒使用的普通不锈钢材料(sus304或1Cr18Ni9Ti)，根据测试，在研磨后的灵芝孢子粉成品中，铬的混入量在120～250ppm，镍的混入在70～120ppm。灵芝孢子粉中含有多肽类成分，这是一种比较理想的抗氧化剂及自由基清除剂。破壁过程中的混入金属会引起螯合作用，并易于引起促氧化反应，使多肽趋于失效。

第二是氧化。

破壁后的灵芝孢子粉具有极强的生物活性，破壁、制剂及保存过程中的氧化对灵芝孢子粉的影响极大。灵芝孢子粉内含有的不饱和脂肪酸、三萜类成分及多肽类成分，这些成分的还原性极强(极易被氧化)。

在现有技术中，灵芝孢子在破壁的过程中第一次被氧化，在充分全流态化的运动过程中，灵芝孢子表面携带的氧气和磨筒腔体中的氧气使灵芝孢子粉中的有效成分在极短的时间内与氧气充分接触迅速被氧化。破壁完成后物料排出进行包装时，灵芝孢子粉再一次接触空气中的氧气，此时的灵芝孢子粉已经破壁，虽然没有流态化过程，但氧化反应速度也很快。而且包装之后，包装物内含有的氧气会随着时间推移使氧化更为完全。虽然可以在产品包装时可以加入丁基羟基茴香醚(BHA)、2-6-二叔丁基对甲酚(BHT)、维生素E(VE)、维生素C(VC)、茶多酚等抗氧化剂，但并没有从根本上解决灵芝孢子粉氧化的问题。

另外，吸附在料盒的内部上的灵芝孢子粉在积累到足够厚度时，最外层可以自行脱落，但是底层的部分难以自然脱落。而且还会有较多未破壁的原料与破壁的孢子粉吸附一起，造成成品的破壁率降低。一般而言，常规处理方法是在破壁过程中停机，打开料盒用毛刷清扫，然后开机工作一段时间又会继续附着，多次清扫费时费力，对于已破壁孢子粉可能过度研磨，浪费产能。清扫的粉尘飞扬也会造成环境污染，以及对物料的污染，对产品质量影响较大。

发明内容

本申请旨在提出一种磨筒组件和无氧破壁设备，解决现有技术的至少一个缺陷。

本申请的实施方式提出一种磨筒组件，所述磨筒组件包括：

磨筒，所述磨筒用于容纳物料；

料盒，所述料盒连接于所述磨筒；

膜，所述膜在自然状态下位于所述磨筒和所述料盒之间，所述膜为弹性膜；以及

气压调节设备，所述气压调节设备至少设置于所述膜的一侧，所述气压调节设备能够使所述膜的两侧形成气压差，使所述膜能够变形而覆盖在所述料盒的内壁。

在至少一个可能的实施方式中，在所述磨筒组件排料时，所述气压调节设备使所述膜的磨筒所在侧的气压大于所述膜的料盒所在侧的气压。

在至少一个可能的实施方式中，所述气压调节设备包括抽真空装置，所述抽真空装置位于所述膜的料盒所在侧，和/或

所述气压调节设备包括增压装置，所述增压装置设置于所述膜的磨筒所在侧。

本申请的实施方式又提出一种磨筒组件，所述磨筒组件包括：

磨筒，所述磨筒用于容纳物料；

料盒，所述料盒连接于所述磨筒；以及

膜，所述膜覆盖在所述料盒的内壁，所述膜部分地连接于所述料盒的内壁，在所述磨筒组件振动时，所述膜能够相对于所述料盒抖动或颤动。

在至少一个可能的实施方式中，所述膜为柔性膜。

在至少一个可能的实施方式中，所述膜为刚性的金属片，所述金属片连接有超声波发生器。

在至少一个可能的实施方式中，所述金属片设置有加强筋，所述加强筋位于所述金属片和所述料盒之间的空隙，所述超声波发生器连接于所述加强筋。

在至少一个可能的实施方式中，所述磨筒组件还包括阻挡部，所述阻挡部在所述膜的磨筒所在侧设置于所述磨筒或所述料盒，所述阻挡部包括一个或多个孔或通道，从而允许被研磨物料通过而从所述磨筒到达所述料盒，并且阻止所述磨筒内的研磨介质撞击所述膜。

在至少一个可能的实施方式中，所述膜的朝向所述磨筒的内表面设置有不沾涂层。

在至少一个可能的实施方式中，所述磨筒的内部设置有研磨介质，所述磨筒的内胆和所述研磨介质使用氧化锆陶瓷制成。

本申请的实施方式再提出一种磨筒组件，所述磨筒组件包括：

磨筒，所述磨筒用于容纳物料；

料盒，所述料盒连接于所述磨筒；以及

气嘴，所述气嘴设置于所述料盒，所述气嘴能够沿所述料盒的内壁喷气。

在至少一个可能的实施方式中，所述料盒的每一个内壁至少设置有一个所述气嘴，所述气嘴是气动流化器。

本申请的实施方式再提出一种无氧破壁设备，所述无氧破壁设备包括上述技术方案中任一项所述的磨筒组件。

在至少一个可能的实施方式中，所述无氧破壁设备还包括：

振动机构，所述振动机构包括电机和激振器，所述电机的输出轴连接于所述激振器，所述激振器通过连接件连接于所述磨筒，所述振动机构能够驱动所述磨筒振动；

弹簧，所述激振器通过所述弹簧连接于支撑点；

料仓，所述料仓通过进料管道连接于所述料盒，所述料盒连接有排料管道，所述排料管道连接真空吸送装置和/或所述料仓连接气体吹送模块，所述气体吹送模块能够向所述料盒吹送功能性气体。

在至少一个可能的实施方式中，所述气体吹送模块包括气体输送装置和真空站，所述气体输送装置通过第一气管连接于所述料仓，所述气体输送装置通过第二气管连接于所述料盒，所述真空站通过真空管连接于所述料仓，所述第一气管、所述第二气管和所述真空管均设置有阀门。

在至少一个可能的实施方式中，所述料盒内设置有过滤器，所述过滤器与所述真空吸送装置通过真空吸送装置管道相连，所述真空吸送装置管道设置有阀门。

在至少一个可能的实施方式中，所述功能性气体包括惰性气体和/或还原性气体。

在至少一个可能的实施方式中，所述料盒连接有三通阀，所述三通阀通过所述进料管道连接于所述料仓，所述三通阀还连接所述排料管道，所述进料管道设置有阀门。

通过采用上述技术方案，本申请的无氧破壁设备可以获得以下有益效果中的至少一个。

(1)防止物料附着于料盒的内壁，提高破壁率。

(2)在研磨中避免物料接触空气，防止物料氧化。

(3)避免摩擦产生的金属碎屑混入物料中，使产品的品质较高。

附图说明

图1示出了根据本申请的第一实施方式的无氧破壁设备的结构示意图。

图2A和2B示出了根据本申请的第一实施方式的无氧破壁设备的磨筒组件的结构示意图。

图3和图4示出了根据本申请的第一实施方式的无氧破壁设备的磨筒组件的内部结构示意图。

图5示出了根据本申请的另一实施方式的无氧破壁设备的磨筒组件的内部结构示意图。

图6A示出了未破壁的灵芝孢子放大一千倍的显微图像。

图6B示出了未破壁的灵芝孢子放大五千倍的显微图像。

图7A示出了破壁后的灵芝孢子粉放大一千倍的显微图像。

图7B示出了破壁后的灵芝孢子粉放大五千倍的显微图像。

图8示出了根据本申请的第一实施方式的无氧破壁设备的物料输送示意图。

图9示出了根据本申请的第二实施方式的无氧破壁设备的物料输送示意图。

图10示出了根据本申请的第三实施方式的无氧破壁设备的物料输送示意图。

附图标记说明

100底板101底座200顶板300收料容器

S1洁净区S2机械区

1磨筒组件11磨筒12料盒13膜14连接件

2振动机构21电机22激振器

3 弹簧

4 配重部

5 隔板

61进料管道62排料管道63过滤器

7料仓

8真空吸送装置81真空吸送装置管道

9气体吹送模块91气体输送装置92真空站93第一气管94第二气管95真空管96第三气管

具体实施方式

为了更加清楚地阐述本申请的上述目的、特征和优点，在该部分结合附图详细说明本申请的具体实施方式。除了在本部分描述的各个实施方式以外，本申请还能够通过其他不同的方式来实施，在不违背本申请精神的情况下，本领域技术人员可以做相应的改进、变形和替换，因此本申请不受该部分公开的具体实施例的限制。本申请的保护范围应以权利要求为准。

(第一实施方式)

如图1至图8所示，本申请的实施方式提出一种无氧破壁设备，其包括磨筒组件1、振动机构2、弹簧3、配重部4、隔板5、料仓7和气体吹送模块9。

本申请的无氧破壁设备可以用于孢子类的物料破壁研磨，例如无氧破壁设备可以破壁获得灵芝孢子粉、马勃粉、松花粉等，后文中以灵芝孢子粉为例进行说明，然而无氧破壁设备的用途不限于此。

如图3和图4所示，磨筒组件1包括磨筒11、料盒12、膜13和气压调节设备，料盒12连接于磨筒11，膜13在自然状态下位于磨筒11和料盒12之间，膜13使磨筒11内的物料不会接触到料盒12的内壁，避免了物料粘附在料盒12的内壁。膜13为弹性膜，弹性膜可以被拉伸而变形。气压调节设备至少设置于膜13的一侧，使膜13的两侧能够形成气压差，进而使膜13变形。

磨筒11可以绕其自身的轴线转动，从而在研磨状态和排料状态之间转换，例如磨筒11可以转动180度。如图2A，在研磨状态时，磨筒11可以位于料盒12的下方；如图2B，在排料状态时，磨筒11可以转动180度，磨筒11位于料盒12的上方。

如图3所示，在无氧破壁设备进行研磨时，气压调节设备可以使膜13的磨筒所在侧的气压和料盒所在侧的气压大致相等，膜13可以处于自然状态，膜13位于磨筒11和料盒12之间。此时膜13是平整的，没有被拉伸，膜13表面积相较于料盒12的内壁面积较小，因此物料较少的附着在膜13上。附着在膜13上的灵芝孢子粉容易在后述的研磨介质的高速自转、相互碰撞以及物料的相互作用下脱落，附着的物料较少相当于提高了破壁率。

如图4所示，在无氧破壁设备进料或者排料时，气压调节设备可以使膜13的磨筒所在侧的气压大于料盒所在侧的气压，从而使膜13向料盒12变形凸出，膜13覆盖在料盒12的内壁，磨筒11和料盒12空间连通。在无氧破壁设备进料时，膜13的两侧的气压也可以大致相同。

气压调节设备可以包括抽真空装置，抽真空装置可以设置于膜13的料盒所在侧，抽真空装置可以将膜13的料盒所在侧的气体排出料盒12。

气压调节设备可以包括增压装置，增压装置可以设置于膜13的磨筒11所在侧，料盒12设置有排气孔，增压装置可以使磨筒11的气压增大，膜13向料盒12变形凸出，通过排气孔将料盒12中的气体排出。

进一步的，通过气压调节设备可以调节膜13两侧的气压差，从而通过改变膜13的形状，使附着于膜13表面的物料容易脱落。更进一步的，可以通过气压调节设备使膜13两侧的气压差波动，膜13产生抖动，从而使附着于膜13表面的物料更容易脱落。

如图5所示，在另一种可能的实施方式中，膜13可以覆盖在料盒12的内壁，膜13可以部分地连接于料盒12的内壁。在磨筒组件1振动时，膜13可以相对于料盒12抖动或颤动，从而使吸附在膜13上的灵芝孢子粉脱落。例如膜13可以挂在料盒12的内壁，或者通过若干固定点连接于料盒12的内壁。

进一步的，膜13的与灵芝孢子粉接触的内表面可以设置不沾涂层，例如不沾涂层可以是四氟乙烯，不沾涂层可以减少灵芝孢子粉附着于膜13的内表面。

膜13可以为例如塑料的柔性膜，也可以为例如金属片的刚性膜。

金属片可以连接超声波发生器，金属片可以受到超声波发生器的激发而产生振动，使附着于料盒的灵芝孢子粉脱落。金属片既可以随着研磨组件共振也可以在超声波发生器的激发下振动。

超声波发生器的振动频率可以在两万至十万赫兹，例如20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz、80KHz、100KHz。

金属片设置有加强筋，加强筋可以位于金属片和料盒之间的空隙，加强筋可以提高金属片的强度和刚度，以改善金属片在振动条件下的使用寿命。超声波发生器可以连接于加强筋。金属片可以通过折弯的方式形成类似加强筋的结构。

金属片的厚度可以小于1毫米，优选的，金属片的厚度可以小于0.8毫米，优选的，金属片的厚度可以小于0.5毫米，优选的，金属片的厚度可以小于0.3毫米。金属片的硬度可以在HRC26以上，优化的金属片的硬度不小于HRC38，优化的金属片的硬度不小于HRC46，优化的金属片的硬度不小于HRC53。

金属片具有良好的导电性，从而能够避免产生静电，不易吸附灵芝孢子粉。金属片也可以采用刚性、弹性俱佳的电木板替代，电木板可以设置金属丝从而避免产生静电。

在又一种可能的实施方式中，料盒设置有可以向料盒内吹气的气嘴，例如料盒的每一个内壁可以至少设置有一个气嘴，这些气嘴既可以独立控制分别工作，也可以整体控制一起工作。气嘴可以向料盒的内壁吹气，从而使附着于料盒的灵芝孢子粉脱落。气嘴可以是气动流化器，气动流化器可以将压缩空气沿料盒的内壁向四周喷出，通过空气压力的不断变化，气动流化器还可以产生振动。通过吹气和振动的结合来减少灵芝孢子粉在料盒内附着的问题。由于灵芝孢子含有不饱和油脂，破壁后的灵芝孢子粉会产生较强的吸附能力，并且灵芝孢子粉非常细容易吸附在磨筒11的内壁。如图6A和图6B所示，未破壁的灵芝孢子在显微镜放大下呈现出完整的颗粒状，是彼此分离的。如图7A和图7B所示，破壁后的灵芝孢子粉的组织结构内部的物质被挤出并吸附在组织碎片的表面，由孢子碎片组成团聚体，使粒子的粘性增大，容易附着在料盒的壁面上，导致在排料时容易将附着的未经破壁的物料作为成品收集，造成成品破壁率较低。

本申请的无氧破壁设备的磨筒组件1，可以避免灵芝孢子粉吸附在料盒12上，提高破壁率。

进一步的，磨筒11的外周可以套设有冷却水套，向冷却水套通入冷却水可以对磨筒11进行冷却，降低温度对氧化的影响，减少灵芝孢子粉的反应活性，抑制氧化，降低油性成分的附着力。

如图1所示，振动机构2包括电机21和激振器22，电机21可以设置于底板100上的底座101或底板100。电机21的输出轴可以例如通过挠性联轴器23软连接于激振器22。激振器22可以包括偏心轮，激振器22通过偏心轮的旋转激发振动。振动机构2的振型可以为椭圆形或圆形，与振动机构2的振动轨迹垂直的轴线和电机21的输出轴平行。

配重部4可以连接于激振器22，配重部4和磨筒11位于激振器22的朝向相反的两侧，配重部4可以使激振器22的两侧的部件质量保持平衡。在图1中，磨筒11位于激振器22的左侧，配重部4位于激振器22的右侧。

配重部4的质量可以与磨筒组件1的振动质量相近，磨筒组件1的振动质量包括磨筒组件的质量、被研磨物料的质量以及后述研磨介质的质量，例如配重部4的质量与磨筒组件1的振动质量可以相差小于20％。

激振器22可以通过弹簧3连接于支撑点，弹簧3的一端可以连接于支撑点，弹簧3的另一端可以连接于激振器22和/或配重部4。支撑点可以位于底板100上的底座101或者位于底板100。弹簧3可以是螺旋弹簧、板簧等，弹簧3可以为压缩弹簧。

在磨筒11的轴向上，激振器22的主轴位于磨筒11的轴向投影范围内。

磨筒11可以通过连接件14连接于激振器22，连接件14可以位于激振器22的轴向上的端部，电机21的输出轴和磨筒11的中心轴线平行。隔板5可以设置有通孔，连接件14可以穿过隔板5的通孔。在进行研磨时，磨筒11是封闭的，可以避免空气接触磨筒内的物料，减少物料被氧化的几率。

磨筒11和振动机构2被隔板5分隔开，隔板5的一侧(图1的左侧)为洁净区S1，隔板5的另一侧(图1的右侧)为机械区S2。磨筒11位于洁净区S1，振动机构2、弹簧3和配重部4均位于机械区S2。隔板5可以沿竖直方向延伸，在使用场地中，隔板5可以从空间的底板100延伸至顶板200。

在其他可能的实施方式中，位于洁净区S1的部件(包括磨筒11)和/或位于机械区S2的部件(包括振动机构2、弹簧3和配重部4)也可以用罩子封闭起来，罩子的一部分壁板相当于隔板5。

连接件14的外周可以设置有密封件，密封件可以使连接件14和隔板5之间密封。

密封件可以由软质材料制成，例如密封件可以包括硅胶板，硅胶板设置有通孔，连接件14穿过硅胶板的通孔，该通孔和连接件14可以过盈配合，密封件使洁净区S1和机械区S2隔开。例如在振动机构2维修时，密封件可以将振动机构2和洁净区S1的物料隔离，避免交叉污染，降低事故风险。

在其他可能的实施方式中，密封件可以包括气囊，气囊可以为环形，连接件可以穿过气囊的中空部分。

在一种可能的实施方式中，磨筒11可以连接有套筒，套筒套设于连接件，套筒可以位于激振器22的外壳内部，套筒能够转动地连接于激振器22的外壳。套筒可以通过传动机构连接翻转电机，通过翻转电机驱动套筒可以使磨筒11转动，从而在研磨状态和排料状态之间切换。

磨筒11中设置有研磨介质，研磨介质可以为棒状，研磨过程中，物料可以和研磨介质撞击、研磨。

棒状的研磨介质的直径与高度可以相同，棒状的研磨介质的直径可以为8mm～31mm，进一步优化的直径可以为9～16mm、13～22mm、17～26mm或21～31mm。

另一种棒状的研磨介质的长度可以大于直径，棒状的研磨介质的直径可以为8mm～38mm，进一步优化的直径可以为9～16mm、13～22mm、17～26mm或21～31mm。

与物料接触的研磨介质和磨筒11的内胆的洛氏硬度不低于31HRC，优化的硬度不低于45HRC，优化的硬度不低于50HRC，优化的硬度不低于60HRC，优化的硬度不低于87HRC。

磨筒11的内胆和研磨介质可以采用包括但不限于陶瓷材质、硬质合金材质、耐磨钢材等制成。

进一步的，磨筒11的内胆和研磨介质可以使用氧化锆陶瓷制成，氧化锆陶瓷摩擦后不易产生碎屑，可以避免摩擦产生的碎屑混入物料中，避免金属混入所带来的产品品质降低问题。氧化锆陶瓷可以包括氧化锆、增韧氧化锆、氧化钇增韧氧化锆(TZP)、氧化铝增韧氧化锆等。

氧化锆陶瓷耐磨、硬度高、抗冲击强度高、抗弯强度高、比重小，摩擦系数低。氧化锆材料在医学上被称之为生物惰性陶瓷，其化学性能稳定，生物相溶性好，分子中的键力较强，具有亲水性，能与细胞等生物组织表现出良好的亲和性。而且都具有较高的机械强度，耐磨性以及化学稳定性，具有良好的生物相溶性，没有异物反应。

磨筒组件1还包括阻挡部，阻挡部在膜13的磨筒所在侧设置于磨筒11或料盒12，阻挡部可以包括一个或多个孔或通道，从而阻挡部允许被研磨物料通过而从磨筒11到达料盒12，并且阻止磨筒11内的研磨介质撞击膜13。

下面介绍本申请的无氧破壁设备的破壁研磨机理。

粉碎的作用力方式可以分成非压缩粉碎和压缩粉碎两类。

非压缩粉碎施予到物料的瞬时粉碎作用力为单向。根据动量定理公式FΔt＝mΔv，要实现足够的冲量，除了速度的变化量之外，质量也同等重要。以气流粉碎为例，由于物料的质量过小，产生的冲击能量极为有限，粉碎效果不佳。以植物为主的中药材(或饮片)中的植物纤维为弹性体，高速气流产生的物料对撞或冲击易于产生粒子高速旋转下的反弹，其能量以高速运动形式体现，难以转化为粒子细化后的表面能，因此粉碎效率低下。在转子粉碎中，物料与粉碎设备的转子之间摩擦，由于植物纤维导热性差，热容低，摩擦力大，加之该设备的冷却面积过小，为非接触性冷却，势必造成物料温升过高。

压缩粉碎是物料在粉碎过程中，同时受到双向(对向)作用力形成挤压。这种方式对于具备比重小、柔软、有韧性及退让性的植物纤维更为有效。

本申请的无氧破壁设备，能够以剪切压缩粉碎方式向中药材或饮片原料施加作用力，中药材或饮片原料受到加速度冲击力P和剪切力L的共同作用，从而在双向复合力的作用下被压缩撕裂破碎，该粉碎作用力的大小不受物料质量的影响。采用该方式粉碎纤维性物料时，由于物料受到强烈的压缩撕裂作用力，组织结构及纤维易于被破坏。在外部激振力的作用下，研磨介质做时而散开、时而聚合的抛掷运动。研磨介质做同向自转运动，研磨介质群整体做公转运动。内层和外层的研磨介质不断交换位置，每两个研磨介质之间不断冲撞、挤压、剪切物料，使物料被挤破剪断。颗粒由大到小不断被破碎。在破碎过程中，较大颗粒先受力，先被破碎。在植物纤维所受的动量计算公式FΔt＝mΔv中，m相当于研磨介质的重量，Δv和Δt与振动频率相关，F相当于研磨介质正压力与剪切力的合力。

无氧破壁设备可以通过调整宏观受力时间(研磨时间)来调整概率受力次数(包括成品均匀度)。无氧破壁设备可以通过调整宏观受力大小来调整微观受力状态，即通过调整磨筒11的振动加速度与振动频率来调整研磨介质的冲击速度。

本申请的无氧破壁设备可以使物料在磨筒11中呈流态化运动状态，该运动状态可以实现较大颗粒先受力，被优先破碎，以实现高效率粉碎。植物细胞群组成的颗粒，无论是由大细胞组成的颗粒，还是由小细胞群组成的颗粒，只要其整体尺寸相似，其受挤压、冲击的机会大概率是均等的。即在植物纤维的粉碎过程中，不论大细胞群还是小细胞群，只要其整体尺寸相似其被粉碎的机率是相同的。

遵循中医药传承创新的准则，一味中药就是一个小复方，处于不同生长期的植物组织含有的成分也会有差异。本申请的技术方案可以在粉碎或研磨的过程中全成分无渣，不会因为药材的粉碎难度特性差异而进行选择性粉碎。因此本发明生产工艺过程中，不会因为粒度分级而产生药渣，仅由于物料残留等情况出现的少量物料损失，原则上该损失的物料成分与成品相近或相同，尽量避免了由于药渣出现的成分偏析。

虽然上述粉碎研磨机理以药物举例，然而本申请的无氧破壁设备不限于应用在医药行业，无氧破壁设备可以广泛用于粉体行业，例如可以用于研磨电子材料、颜料、粘合剂、食品、化工材料等等。

如图8所示，料盒12可以连接进料管道61和排料管道62，进料管道61和排料管道62连通到膜13的磨筒所在侧。由于磨筒组件1悬置于隔板5的一侧，在料盒12上容易设置管道，磨筒组件1在研磨状态和排料状态切换时，管道不易缠绕以及和其他部件干涉。

如图8所示，料盒12和料仓7通过进料管道61连接，进料管道61设置有阀门A。料盒12和收料容器300通过排料管道62连接，排料管道62设置有阀门E。

气体吹送模块9包括气体输送装置91和真空站92。

气体输送装置91通过第一气管93连接于料仓7，第一气管93设置有阀门C。气体输送装置91通过第二气管94连接于料盒12，第二气管94设置有阀门D。真空站92通过真空管95连接于料仓7，真空管95设置有阀门B。

在向磨筒11进料前先进行气体置换，料仓7开盖加料后密闭，阀门A、阀门B开启，阀门C、阀门D、阀门E关闭，开启真空站92使料仓7、料盒12和磨筒11形成真空状态而后关闭阀门B，开启阀门C，使功能性气体，例如惰性气体填充料仓7、料盒12和磨筒11。如有必要，上述流程可重复进行多次，以完成环境气体置换，从而保护即将通入的被研磨物料(例如灵芝孢子)，避免灵芝孢子粉接触空气而被氧化。

惰性气体可以包括但不限于氮气、二氧化碳、氩气等的一种或多种的组合。功能性气体也可以采用还原性气体，还原性气体可以包括但不限于氢气、一氧化碳、一氧化氮等中的一种或多种的组合。惰性气体和还原性气体也可以组合使用。

向磨筒11进料时，开启阀门A、阀门B，其他阀门关闭，使料仓7、料盒12和磨筒11形成真空状态，然后关闭阀门B、开启阀门C，将料仓7的物料吹送到磨筒11，这个步骤可以根据需要重复多次，直至物料转移到磨筒11。

收料容器300可以是袋子，开始排料前袋子是瘪的。开始进行排料，阀门D、阀门E开启，阀门A、阀门B、阀门C关闭，磨筒11翻转到排料状态，开启电机21，使磨筒11内物料振动落入料盒12，开启气体输送装置91，通过第二气管94吹送，将研磨后的物料经排料管道62送至收料容器300。在上述破壁研磨和收集成品的过程中，灵芝孢子粉不接触空气，避免灵芝孢子粉被氧化。

上述真空可以指真空度为-10～-80KPa，优选的，真空度可以为-10～-60KPa或者真空度可以为不大于-90KPa。

灵芝孢子粉在破壁后的进一步包装中，例如胶囊填充、铝箔包装的过程中，可以通过功能性气体(例如氮气)进行保护，防止灵芝孢子粉氧化，包装中的具体保护手段可以使用现有技术的方案实现。

无氧破壁设备破壁研磨完毕后，磨筒组件1内尚存有物料(尾料)，可以通过适当延长排料时间，加速物料清空。排料过程可以通过正压、负压或两者的组合。然后可以用溶剂冲洗，将溶剂通过连接料盒12的管道将磨筒11和/或料盒12内的尾料冲洗、携带、排出。该过程可以通过振动机构2振动与磨筒11的翻转的组合帮助研磨介质产生运动，溶剂在研磨介质与研磨介质之间，研磨介质与筒壁之间进行良好的洗脱，以实现尾料剥离、冲刷以及随溶剂排出磨筒11。对磨筒11清洗时还可以使通过气压调节设备使膜13变形，帮助附着在膜13上的物料洗脱。

清洗过程也可以按照原位清洗(CIP，cleaning in place)的常规清洗模式，包括但不限于热水、酸水、碱水、冷水顺序组合使用。

上述清洗(清扫)完成后，可以选择进行原位消毒(SIP，sanitize in place)，可以从进料管道61或专用管道向磨筒11通入蒸汽，蒸汽温度及用量满足灭菌条件即可。

消毒过程中可以选择采用磨筒11翻转的方式来改善灭菌均匀状态，具体灭菌温度与时间，以实际生产验证为准。

进一步的，如果需要磨筒11内部干燥，可以采用包括但不限于热风干燥、磨筒水套加热、抽真空方式，顺序与组合使用。干燥前可以先加热去除水分，例如使用水套进行加热，加热方式可以是热水、蒸汽或导热油等方式。还可以将磨筒11以及研磨介质加热，可以采用抽真空和/或通入热风的方式实现。当磨筒11内部和研磨介质的温度高于其真空度所对应的水的蒸发温度时，即可快速干燥。

本申请的无氧破壁设备的有益效果包括以下几项。

(1)防止物料附着于料盒12的内壁，提高破壁率。

(2)在研磨中避免物料接触空气，防止物料氧化。

(3)避免摩擦产生的金属碎屑混入物料中，使产品的品质较高。

(第二实施方式)

本申请第二实施方式的无氧破壁设备和第一实施方式的无氧破壁设备结构相近，使用相同的附图标号表示相同或相似的部件，并且省略相应描述。

本申请的实施方式提出一种无氧破壁设备，其包括磨筒组件1、振动机构2、弹簧3、配重部4、隔板5、料仓7、真空吸送装置8和气体吹送模块9。

如图9所示，料盒12和料仓7通过进料管道61连接，进料管道61设置有阀门A。料盒12和收料容器300通过排料管道62连接，排料管道62设置有阀门E。料盒12的内部可以设置有过滤器63(例如滤袋)，过滤器63与真空吸送装置8通过真空吸送装置管道81相连，过滤器63可以避免料盒12中的物料通过真空吸送装置管道81吸入真空吸送装置8。真空吸送装置管道81可以设置有阀门F。真空吸送装置8的落料口连接收料容器300或物料处理设备(例如振动筛)。

气体吹送模块9包括气体输送装置91和真空站92。

气体输送装置91通过第一气管93连接于料仓7，第一气管93设置有阀门C。气体输送装置91通过第二气管94连接于料盒12，第二气管94设置有阀门D。真空站92通过真空管95连接于料仓7，真空管95设置有阀门B。

向磨筒11进料时，阀门A、阀门C、阀门F开启，阀门B、阀门E关闭，真空吸送装置8通过真空吸送装置管道81使料盒12形成真空，在气体输送装置91作用下可以将待加工的物料通过进料管道61送至料盒12，过滤器63避免待加工的物料吸入真空吸送装置8。在料盒12位于磨筒11上方时，进行研磨。研磨完成后，电机停止，磨筒11翻转使料盒12位于磨筒11的下方。

开始进行排料，阀门D、阀门E开启，阀门B、阀门C、阀门F关闭，磨筒11翻转到排料状态，开启电机21，使磨筒11内物料振动落入料盒12，开启气体输送装置91通过第二气管94吹送研磨后的物料，和/或开启真空吸送装置8使研磨后的物料经排料管道62送至收料容器300。

在另一种实施方式中，在向磨筒11进料前可以先进行气体置换，料仓7开盖加料后密闭，阀门A、阀门B开启，阀门C、阀门D、阀门E、阀门F关闭，开启真空站92使料仓7、料盒12和磨筒11形成真空状态而后关闭阀门B，开启阀门C，使功能性气体，例如惰性气体填充料仓7、料盒12和磨筒11。如有必要，上述流程可重复进行多次，以完成环境气体置换，从而保护即将通入的被研磨物料(例如灵芝孢子)，避免灵芝孢子粉接触空气而被氧化。

向磨筒11进料时，开启阀门A、阀门B，使料仓7、料盒12和磨筒11形成真空状态，然后关闭阀门B、开启阀门C，通过功能性气体将料仓7的物料吹送到磨筒11，这个步骤可以根据需要重复多次，直至物料转移到磨筒11。

开始进行排料，阀门D、阀门E开启，阀门A、阀门B、阀门C、阀门F关闭，磨筒11翻转到排料状态，开启电机21，使磨筒11内物料振动落入料盒12，开启气体输送装置91通过第二气管94吹送研磨后的物料，和/或开启真空吸送装置8成研磨后的物料经排料管道62送至收料容器300。

(第三实施方式)

本申请第三实施方式的无氧破壁设备和第一实施方式的无氧破壁设备结构相近，使用相同的附图标号表示相同或相似的部件，并且省略相应描述。

如图10所示，本申请的实施方式提出一种无氧破壁设备，其包括磨筒组件1、振动机构2、弹簧3、配重部4、隔板5、料仓7和气体吹送模块9。

料盒12连接有三通阀G，三通阀G通过进料管道61连接料仓7，进料管道61设置有阀门A。三通阀G通过排料管道62连接收料容器300。三通阀G可以使料盒12和料仓7连通，或者使料盒12和收料容器300连通。

气体吹送模块9包括气体输送装置91和真空站92。

气体输送装置91通过第一气管93连接于料仓7，第一气管93设置有阀门C。气体输送装置91通过第二气管94连接于进料管道61，第二气管94设置有阀门D。气体输送装置91通过第三气管96连接于料盒12，第三气管96设置有阀门E。真空站92通过真空管95连接于料仓7，真空管95设置有阀门B。

在向磨筒11进料前可以先进行气体置换，料仓7开盖加料后密闭，阀门A、阀门B开启，阀门C、阀门D、阀门E关闭，三通阀G可以使料盒12和料仓7连通，开启真空站92使料仓7、料盒12和磨筒11形成真空状态而后关闭阀门B，开启阀门C，使功能性气体，例如惰性气体填充料仓7、料盒12和磨筒11。如有必要，上述流程可重复进行多次，以完成环境气体置换，从而保护即将通入的被研磨物料(例如灵芝孢子)，避免灵芝孢子粉接触空气而被氧化。

向磨筒11进料时，开启阀门A、阀门B，三通阀G可以使料盒12和料仓7连通，使料仓7、料盒12和磨筒11形成真空状态，然后关闭阀门B、开启阀门C，通过功能性气体将料仓7的物料吹送到磨筒11，这个步骤可以根据需要重复多次，直至物料转移到磨筒11。

进料过程中可选的进行吹扫管道，开启阀门A、阀门B，三通阀G可以使料盒12和料仓7连通，使料仓7、料盒12和磨筒11形成真空状态，然后开启阀门D，关闭阀门B，通过功能性气体吹扫进料管道61。三通阀G可以使料盒12和收料容器300连通吹扫排料管道62，避免物料堵塞相应的管道。

开始进行排料，阀门E开启，阀门A、阀门B、阀门C、阀门关闭，三通阀G可以使料盒12和收料容器300连通，开启电机21，使磨筒11内物料振动落入料盒12，开启气体输送装置91，通过第三气管96吹送，将研磨后的物料经排料管道62送至收料容器300。这可以是间歇排料的过程。

在其他可能的实施方式中，也可以进行连续地进料和排料，阀门A、阀门C打开，三通阀G可以使料盒12和料仓7连通，开启气体输送装置91将料仓7的物料吹送到磨筒11。阀门E打开，三通阀G可以使料盒12和收料容器300连通，开启气体输送装置91将料盒12的物料吹送到收料容器300。

应当理解，上述实施方式、实施例或示例的至少部分方面或特征可以适当地组合。

可以理解，在本申请中，未特别限定部件或构件的数量时，其数量可以是一个或多个，这里的多个是指两个或更多个。对于附图中示出和/或说明书描述了部件或构件的数量为例如两个、三个、四个等的具体数量的情况，该具体数量通常是示例性的而非限制性的，可以将其理解为多个，即两个或更多个，但是，这不意味着本申请排除了一个的情况。

在本申请中，除非另有明确的说明或限定，“安装”、“装配”、“组装”、“相连”、“连接”、“联接”、“连结”、“抵接”、“连通”、“相通”、“导通”、“固定”、“紧固”等术语应做广义理解，例如，其可以是直接或间接的。例如，关于连接，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的说明或限定。例如，关于连通/导通等，可以是直接连通/导通，也可以是经由中间媒介间接连通/导通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的说明或限定，一个构件设置在/安装在/位于/容纳在/置于另一构件之中、之内、内部等可以是如下两种情形中的任一情形：该一个构件的一部分或大部分位于该另一个构件内；以及该一个构件被完全容纳在该另一个构件内。

虽使用上述实施方式对本申请进行了详细说明，但对于本领域技术人员来说，本申请显然并不限于在本说明书中说明的实施方式。本申请能够在不脱离由权利要求书所确定的本申请的主旨以及范围的前提下加以修改并作为变更实施方式加以实施。因此，本说明书中的记载以示例说明为目的，对于本申请并不具有任何限制性的含义。

Claims (13)

1.一种磨筒组件，其特征在于，所述磨筒组件(1)包括：

磨筒(11)，所述磨筒(11)用于容纳物料；

料盒(12)，所述料盒(12)连接于所述磨筒(11)；

膜(13)，所述膜(13)在自然状态下位于所述磨筒(11)和所述料盒(12)之间，所述膜(13)为弹性膜；以及

气压调节设备，所述气压调节设备至少设置于所述膜(13)的一侧，所述气压调节设备能够使所述膜(13)的两侧形成气压差，使所述膜(13)能够变形而覆盖在所述料盒(12)的内壁，

在所述磨筒组件(1)排料时，所述气压调节设备使所述膜(13)的磨筒所在侧的气压大于所述膜(13)的料盒所在侧的气压。

2.根据权利要求1所述的磨筒组件，其特征在于，所述气压调节设备包括抽真空装置，所述抽真空装置位于所述膜(13)的料盒所在侧，和/或

所述气压调节设备包括增压装置，所述增压装置设置于所述膜(13)的磨筒所在侧。

3.一种磨筒组件，其特征在于，所述磨筒组件(1)包括：

磨筒(11)，所述磨筒(11)用于容纳物料；

料盒(12)，所述料盒(12)连接于所述磨筒(11)；以及

膜(13)，所述膜(13)覆盖在所述料盒(12)的内壁，所述膜(13)部分地连接于所述料盒(12)的内壁，在所述磨筒组件(1)振动时，所述膜(13)能够相对于所述料盒(12)抖动或颤动。

4.根据权利要求3所述的磨筒组件，其特征在于，所述膜(13)为柔性膜。

5.根据权利要求3所述的磨筒组件，其特征在于，所述膜(13)为刚性的金属片，所述金属片连接有超声波发生器。

6.根据权利要求5所述的磨筒组件，其特征在于，所述金属片设置有加强筋，所述加强筋位于所述金属片和所述料盒之间的空隙，所述超声波发生器连接于所述加强筋。

7.根据权利要求1或3所述的磨筒组件，其特征在于，所述磨筒组件还包括阻挡部，所述阻挡部在所述膜(13)的磨筒所在侧设置于所述磨筒(11)或所述料盒(12)，所述阻挡部包括一个或多个孔或通道，从而允许被研磨物料通过而从所述磨筒(11)到达所述料盒(12)，并且阻止所述磨筒(11)内的研磨介质撞击所述膜(13)。

8.根据权利要求1或3所述的磨筒组件，其特征在于，所述膜(13)的朝向所述磨筒(11)的内表面设置有不沾涂层。

9.根据权利要求1或3所述的磨筒组件，其特征在于，所述磨筒(11)的内部设置有研磨介质，所述磨筒(11)的内胆和所述研磨介质使用氧化锆陶瓷制成。

10.一种无氧破壁设备，其特征在于，所述无氧破壁设备包括权利要求1至9中任一项所述的磨筒组件(1)，

所述无氧破壁设备还包括：

振动机构(2)，所述振动机构(2)包括电机(21)和激振器(22)，所述电机(21)的输出轴连接于所述激振器(22)，所述激振器(22)通过连接件(14)连接于所述磨筒(11)，所述振动机构(2)能够驱动所述磨筒(11)振动；

弹簧(3)，所述激振器(22)通过所述弹簧(3)连接于支撑点；

料仓(7)，所述料仓(7)通过进料管道(61)连接于所述料盒(12)，所述料盒(12)连接有排料管道(62)，所述排料管道(62)连接真空吸送装置(8)和/或所述料仓(7)连接气体吹送模块(9)，所述气体吹送模块(9)能够向所述料盒(12)吹送功能性气体，

所述功能性气体包括惰性气体和/或还原性气体。

11.根据权利要求10所述的无氧破壁设备，其特征在于，所述气体吹送模块(9)包括气体输送装置(91)和真空站(92)，所述气体输送装置(91)通过第一气管(93)连接于所述料仓(7)，所述气体输送装置(91)通过第二气管(94)连接于所述料盒(12)，所述真空站(92)通过真空管(95)连接于所述料仓(7)，所述第一气管(93)、所述第二气管(94)和所述真空管(95)均设置有阀门。

12.根据权利要求11所述的无氧破壁设备，其特征在于，所述料盒(12)内设置有过滤器(63)，所述过滤器(63)与所述真空吸送装置(8)通过真空吸送装置管道(81)相连，所述真空吸送装置管道(81)设置有阀门(F)。

13.根据权利要求10所述的无氧破壁设备，其特征在于，所述料盒(12)连接有三通阀(G)，所述三通阀(G)通过所述进料管道(61)连接于所述料仓(7)，所述三通阀(G)还连接所述排料管道(62)，所述进料管道(61)设置有阀门。