一种全自动管式离心机的进液装置的制作方法

本发明属于管式离心机，具体涉及一种全自动管式离心机的进液装置。

背景技术：

1、本发明前期公开了一种具有自动进料、离心、沉淀分离、cip清洗及sip灭菌功能的管式离心机(cn 109985733 a)。与传统的管式离心机进料方式不同，其主要特点为，转筒只有底部有一个开口，一根进液管从转筒底部经该开口竖直深入顶部进行喷液进料。当物料接触筒壁的时候，受摩擦力的作用，料液随筒壁一起加速旋转，并在离心力的作用下，紧紧贴于筒壁高速旋转，并被压缩成环状的柱形，而圆环的内部，形成柱状空腔，随着进液的不断累积，圆环内环的直径逐渐缩小，直至小于转筒的底部的中心开口，从而使多余的液体从底部开口处迸出，此时转筒内部的柱状空腔其直径则等于底部的开口直径。

2、随着转筒顶部继续进料，新进入的料液将在气液交界面处与筒内液体接触并在摩擦力的作用下加速旋转，由于其角速度不会高于气液交界面内部的液体，且回转直径小于气液交界面内的液体，故这些新进入筒内的液体只能在气液交界面表面因离心力而被压缩并快速向下扩散成膜，而膜中的固形物因为密度较大，则可以穿过气液交界面进入转筒内部被其捕获，而清液则只能沿气液交界面继续向下扩散至转筒底部出口排出。随着物料的连续加入，转筒中沉淀逐渐增加，直至沉淀到达气液交界面处，近一步的进料将导致离心分离的失效。

3、由此可以看出，当转鼓的长度不能进一步增长(提高液体在筒内的保留时间)，底部的开口直径不能进一步增大(回转半径增加，提高进入气液交界面液体的离心力)的条件下，进一步提高离心效率则为本发明所要解决的首要问题。

4、由于目前在气液交界面上被加速旋转的液体，其动力完全来自与筒内液体与之接触时产生的摩擦力，并且筒内液体旋转的唯一动力来源为转筒壁对其产生的摩擦力，故在整个连续进料离心的过程中，筒内柱状环形液体内，其角速度将随外环指向内环逐渐降低。而对于低粘度的液体，或是当进液量较大的时候，这一现象尤为的严重。如此则大大的降低了该设备的离心效率。

5、若能够使气液交界面处液体不至于损失更多的角速度，或者可以不依赖于液体本身的摩擦力对连续流入的原液进行加速，则可有望大幅度的提高离心效率。

6、为降低筒内液体角速度的损失或尽快的对喷射进入的液体角速度进行加速，传统的管式离心机，目前主要采用两种设计：

7、第一种为在贯穿整个转筒在喷嘴前方，放置一个三叶板，将其前方转筒平均分成3个空腔，三叶板随着转鼓一起转动，强制性的迫使筒内环形液柱及气液交界面上向上扩散的液膜保持与转筒相同的角速度；

8、第二种为在喷液口侧面附近设置三叶板，将喷射的液体直接射向挡板，同时被挡板瞬时强制加速至与转筒角速度相同。

9、另外还有一种不太常见的设计，既为在喷口前部同心放置一个圆盘，该圆盘与转鼓连接，并且其直径大于气液交界面贴近转鼓壁，那么喷射的液体则只能通过转鼓壁处进一步向圆盘后半部分扩散，而在扩散的过程中，这部分液体会反向压缩圆盘后半部分液体向中心收缩，由于动能守恒，故气液交界面处的液体角速度会增大。

10、这三种设计方案各有利弊，第一种方案加速效率较高，且对生物活性制品较为温和，但是获取沉淀的过程中，需要人工拆除三叶板后从筒壁上将沉淀刮出，该结构十分不利于自动化实现转筒的卸料及清洁；第二种方案由于叶板未经预加速便直接与制品碰撞，故需要制品承受较大的剪切，该方案对生物制品并不温和；第三种设计虽然理论上避免了上述两种方案的缺陷，但是其本身并未大规模应用，其主要问题既为，由于该设计在离心初始部位显著的增加了离心效率，导致过多的沉淀集中于转筒前部，当沉淀堆积至气液交界面，则可造成清液中有沉淀流失，故其单次离心处理量较其它方案为少，并且其底部为加强强制搅拌效果，增加了径向隔板，而该隔板在进液的过程中亦会对喷射的物料造成严重的剪切，故不利于以收集活细胞为目的的制品分离，同时该结构存在明显不利于清洗的“死区”亦不利于自动化实现转筒的卸料及清洁，例如挡盘底部物料的处理。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提出一种全自动管式离心机的进液装置，实现在保证进液效果的前提下，可以实现离心效率的提高，同时对活体生物材料不造成剪切破坏。

2、一种全自动管式离心机的进液装置，包括进液管，进料管的上端延伸至接近转鼓转桶顶部，所述进液管的顶端设有喷液装置，转鼓转桶顶部端盖处设有沿着端盖中心轴均布的多个翅片，翅片的侧端固定在转鼓转桶侧壁上，翅片的底部通过挡环连接，挡环套设在进液管上，翅片围绕在喷液装置的外侧。

3、所述翅片沿着转桶顶部端盖中轴线顺时针设有0～15°偏转角。

4、所述翅片的数量不少于3个。

5、所述翅片为单翅片，翅片位于气液交界面液体侧，当物料为脆弱型物料时，选择该翅片，所述脆弱性物料为直径10-100um的不带细胞壁的动物细胞悬液。

6、所述翅片包括翅片上部分和翅片下部分，翅片上部分和翅片下部分固定连接，翅片上部分和翅片下部分连接处构成折角，所述翅片上部分位于气液交界面液体侧，翅片下部分从气液交界面处向气体侧伸出；当物料为难分离物料或通用型物料时，选择该翅片，难分离物料为直径<0.5um的固相物或与溶液的相对密度在1.01～1.07之间的悬液；通用型物料为直径10-100um的带细胞壁的细胞悬液、真核生物中的真菌悬液、直径0.5-10um原核生物中的细菌悬液。

7、当使用通用型物料时，折角面向喷液装置一侧为钝角；当使用难分离物料时，折角面向喷液装置一侧为直角。

8、所述挡环外环最小距离气液交界面气体侧1mm，外环最大距离转鼓侧壁1mm。

9、所述喷淋装置为可旋转的喷射球，喷射球为腔体结构，喷射球与喷液管连通，喷射球的侧面开口，喷射球在喷射的过程中依靠开口处水的反冲力进行旋转，喷射球的旋转方向与转鼓运动方向一致，喷淋的液体均布于翅片上。

10、本发明的有益效果：

11、1.本发明的翅片实现了在保证进液效率的前提下，对于进液后的液体加速过程，使其可以部分的不依赖于液体摩擦力对其进行加速，降低液体摩擦力传递对其造成的角速度损失。

12、2.本发明的单翅片对于活体生物材料，例如动物细胞及微生物，为保证其生物活性，避免激烈的剪切造成细胞破碎。

13、3.本发明的喷射球的设置使附着在翅片上的沉淀能够在离心后实现彻底的重悬，实现有效的清洗，保证该离心机原有的自卸料功能。

技术特征：

1.一种全自动管式离心机的进液装置，包括进液管，所述进液管的顶端设有喷液装置，其特征在于，转鼓转桶顶部端盖处设有沿着端盖中心轴均布的多个翅片，翅片的侧端固定在转鼓转桶侧壁上，翅片的底部通过挡环连接，挡环套设在进液管上，翅片围绕在喷液装置的外侧。

2.根据权利要求1所述的一种全自动管式离心机的进液装置，其特征在于，所述翅片沿着转桶顶部端盖中轴线顺时针设有0～15°偏转角。

3.根据权利要求1所述的一种全自动管式离心机的进液装置，其特征在于，所述翅片的数量不少于3个。

4.根据权利要求1所述的一种全自动管式离心机的进液装置，其特征在于，所述翅片为单翅片，翅片位于气液交界面液体侧。

5.根据权利要求1所述的一种全自动管式离心机的进液装置，其特征在于，所述翅片包括翅片上部分和翅片下部分，翅片上部分和翅片下部分固定连接，翅片上部分和翅片下部分连接处构成折角，所述翅片上部分位于气液交界面液体侧，翅片下部分从气液交界面处向气体侧伸出。

6.根据权利要求5所述的一种全自动管式离心机的进液装置，其特征在于，折角面向喷液装置一侧为钝角，折角面向喷液装置一侧为直角。

7.根据权利要求1所述的一种全自动管式离心机的进液装置，其特征在于，所述挡环外环最小距离气液交界面气体侧1mm，外环最大距离转鼓侧壁1mm。

8.根据权利要求1所述的一种全自动管式离心机的进液装置，其特征在于，所述喷淋装置为可旋转的喷射球，喷射球为腔体结构，喷射球与喷液管连通，喷射球的侧面开口，喷射球在喷射的过程中依靠开口处水的反冲力进行旋转，喷射球的旋转方向与转鼓运动方向一致，喷射球喷淋的液体均布于翅片上。

技术总结本发明属于管式离心机技术领域，具体涉及一种全自动管式离心机的进液装置，包括进液管，进料管的上端延伸至接近转鼓转桶顶部，所述进液管的顶端设有喷液装置，转鼓转桶顶部端盖处设有沿着端盖中心轴均布的多个翅片，翅片的侧端固定在转鼓转桶侧壁上，翅片的底部通过挡环连接构，挡环套设在进液管上，翅片围绕在喷液装置的外侧，根据进液管进入物料的不同，翅片为单翅片或翅片包括翅片上部分和翅片下部分，当物料为脆弱型物料时，翅片为单翅片，当物料为难分离物料或通用型物料时，翅片包括翅片上部分和翅片下部分，本发明实现在保证进液效果的前提下，可以实现离心效率的提高，同时对活体生物材料不造成剪切破坏。技术研发人员：李野,王晓磊受保护的技术使用者：辽宁贝克瑞生物科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23