一种内冷式高压均质阀制造技术

本实用新型专利技术公开了一种内冷式高压均质阀，包括阀体、阀芯和冲击座组件，来自高压泵的高压液流通过冲击座组件进入阀体内腔，高压液流中的细胞在冲击座组件的缝隙中来回碰撞和离开冲击座组件时的突然卸压时而破碎，特点是：环绕阀体内腔设置有热交换装置；优点是破碎细胞时，由于对液流的冷却是在均质阀内部直接进行的，样品能在破碎后第一时间得到冷却，同时热量通过热交换装置迅速得到散发而不至于积聚，这样样品的温升低、持续时间也短，在高压下破碎后依然能够保持较高的细胞活性。本实用新型专利技术均质阀内部冷却方式比起现有技术中的在均质阀外部冷却的方式要直接、高效，同时降低了冷却所需的能量消耗。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种生物质样品破碎的设备，尤其是涉及一种内冷式高压均质阀。
技术介绍
在生物工程领域，常常需要对研究的生物质样品进行破碎，以提取细胞内有效物质，通常采用的是一种用高压破碎细胞的技术。这种技术是对腔体中的样品施加几十到一百多兆帕的高压，然后在均质阀内释压，由于压力的突然释放使得样品细胞破裂，达到细胞破碎或均质的目的。但是，采用这种传统技术对细胞进行均质的方法存在不足均质阀释 压时导致的压力能的突然释放，会使样品温度升高，且压力能变化越大，产生的温升越高。众所周知，流体压力能的高低与破碎样品的流量和施加的压强成正比，样品在高压破碎中会产生数十度的温升，如果样品在这种环境下逗留时间稍长(数秒)，就足以让样品失去大部分生物活性，降低提取效率。在超高压情况下(二百兆帕以上)这种问题尤其突出。为解决上述温升问题，业内采取了各种冷却技术。中国技术专利说明书CN2901290Y公开的一种超高压细胞破碎装置，通过将出液管连接在均质阀下方，并在出液管中段连接有出液冷却盘管。该专利技术使得流经出液管中段的样品降低了温度，但处在均质阀内和出液管中段之前的样品温度依然得不到冷却，仍然会损害细胞的活性。中国技术专利说明书CN2895428Y公开的超高压细胞破碎装置，通过将压力缸、高压泵、均质阀均置于循环水浴中进行冷却。该专利技术对样品的冷却效果取决于水域的温度和均质阀的热传导系数。事实上由于生物实验的要求，均质阀体往往采用导热效果不是很好的不锈钢等材料制作，还有，阀体内样品的高温通过阀体的体壁到水域传递的途径较长，冷却较慢，这些都影响了样品在第一时间得到冷却。此外，该专利将压力缸、高压泵等大量原本毋需冷却的部件在水浴中进行冷却，制冷所需的能耗也较大。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种能使被处理生物质样品活性高的内冷式高压均质阀。本技术解决上述技术问题所采用的技术方案为一种内冷式高压均质阀，包括阀体、阀芯和冲击座组件，所述的阀体一端与提供压力负载的施压器相连，所述的阀体另一端与高压泵出口相连，所述的阀体设置有与所述的高压泵出口相通的进料口，所述的冲击座组件设置在所述的进料口位置，所述的阀体设置有阀体内腔，所述的阀芯伸入到所述的阀体内腔内，来自高压泵的高压液流通过所述的冲击座组件进入所述的阀体内腔，环绕所述的阀体内腔设置有热交换装置。所述的热交换装置包括隔套、热管和散热器，所述的隔套设置在所述的阀芯外围，所述的阀体内腔位于所述的隔套和所述的阀芯之间，所述的散热器设置在所述的阀体外围，所述的散热器设置有容纳所述热管的空腔，所述的热管穿过所述的阀体嵌在所述的空腔内。所述的热管沿轴向由热端和冷端组成，在环绕所述阀体内腔的阀体上设置有轴向缺口，所述的热端环绕设置在所述的隔套外表面，所述的冷端穿过所述的轴向缺口嵌在所述的空腔内。所述的热管为轴向热管。所述的散热器为翅片式散热器。所述的冲击座组件具有环形薄壁，所述的热交换装置包括媒介通道，所述的媒介通道环绕设置在所述的环形薄壁外围，所述的媒介通道上设置有流入口和流出口，制冷媒介由所述的流入口流入，环绕流经所述的媒介通道后由所述的流出口流出。在所述的环形薄壁上沿轴向设置有隔断片，将所述的媒介通道沿轴向隔断。 所述的隔断片位于所述的流入口和所述的流出口之间的最短圆周上。在所述的媒介通道和所述的阀体内腔之间设置有密封圈，在所述的高压泵出口和所述的流入口之间设置有密封圈。与现有技术相比，本技术的优点是采用本技术内冷式高压均质阀破碎细胞时，由于对液流的冷却是在均质阀内部直接进行的，样品能在破碎后第一时间得到冷却，同时热量通过热交换装置迅速得到散发而不至于积聚，这样样品的温升低、持续时间也短，在高压下破碎后依然能够保持较高的细胞活性。本技术均质阀内部冷却方式比起现有技术中的在均质阀外部冷却的方式要直接、高效，同时降低了冷却所需的能量消耗。附图说明图I为本技术实施例一的结构示意图；图2为图I中A-A首I]面不意图；图3为图I中闻压液流Fi进入均质阀并流出的不意图；图4为本技术实施例二的结构示意图；图5为图4中B-B首I]面不意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本技术作进一步详细描述。实施例一如图所示，一种用于细胞破碎的内冷式高压均质阀，包括阀体I、阀芯2和冲击座组件3，阀体I 一端与提供压力负载的施压器4相连，阀体I另一端与高压泵出口5相连，阀体I设置有与高压泵出口 5相通的进料口 6，冲击座组件3设置在进料口 6位置，阀体I设置有阀体内腔7，阀芯2伸入到阀体内腔7内，环绕阀体内腔7设置有主要由隔套8、热管9和翅片式散热器10构成的热交换装置，隔套8设置在阀芯2外围，阀体内腔7位于隔套8和阀芯2之间，翅片式散热器10设置在阀体I外围，翅片式散热器10设置有容纳热管的空腔101，在环绕阀体内腔7的阀体I上设置有轴向缺口 71，热管9沿轴向由热端91和冷端92组成，热端91环绕设置在隔套8外表面，冷端92穿过轴向缺口 71嵌在空腔101内，来自高压泵的高压液流Fi通过冲击座组件3在第一时间进入阀体内腔7，并在阀体内腔7内得到充分冷却，冷却后的液流F。经出液口流出阀体I。本实施例一内冷式均质阀适用于小、微量样品高压破碎。冲击座组件3是承受高压液流Fi的载体，液流Fi中的细胞在冲击座组件3缝隙中来回碰撞和离开冲击座组件3时的突然卸压时而破碎，同时高压液流Fi的内能在离开冲击座组件3后释放而产生热量。本实施例一内冷式均质阀的工作过程为来自高压泵出口 5的高压液流Fi进入冲击座组件3，液流在冲击座组件3缝隙中来回多次碰撞后，沿着阀芯2的锥面形成发散状的液面，直接碰撞到隔套8内孔的壁面上；液面在碰撞的同时，把热量传递给了隔套8和热管9使液流得到充分的冷却；热管9的热端91环绕设置在隔套8外表面，冷端92穿过轴向缺口 71缠绕在空腔101内；热量通过热管9被迅速的传递到翅片式散热器10并通过翅片式散热器10的翅片向空气中散热；冷却后的液流F。，经出液口流出阀体I。众所周知，热管的导热性为有色金属的几百倍，在各种热管中采用轴向热管时导热性更好；除了翅片式散热器，还可以采用其他种类的散热器。由于液流在均质阀内部直接给予冷却，同时热量通过热交换装置迅速地得到散发 而不至于积聚，这样样品的温升低、持续时间也短，因此被破碎的细胞生物活性大大提高。实施例二 如图所示，它的结构同实施例一，不同之处仅在于热交换方式不同，采用了经制冷的媒介直接冷却的方法。冲击座组件3具有环形薄壁41，热交换装置包括媒介通道61，媒介通道61环绕设置在环形薄壁41外围，媒介通道61上设置有流入口 Fu和流出口匕。，环形薄壁41上沿轴向可以设置隔断片72，将媒介通道61沿轴向隔断，当隔断片72位于流入口 Fu和流出口 &之间的最短圆周上时冷却效果更好，制冷媒介由Fu流入，环绕流经媒介通道61后由Flo流出，在媒介通道61和阀体内腔7之间设置有密封圈12，在高压泵出口 5和流入口 Fu之间设置有密封圈13，密封圈12和13起到隔离制冷媒介和样品的作用。本实施例二内冷式均质阀内高压液流所产生的热量，由制冷媒介带出，由于制冷媒介可以根据散热量的需要任意配置，使均质阀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内冷式高压均质阀，包括阀体、阀芯和冲击座组件，所述的阀体一端与提供压力负载的施压器相连，所述的阀体另一端与高压泵出口相连，所述的阀体设置有与所述的高压泵出口相通的进料口，所述的冲击座组件设置在所述的进料口位置，所述的阀体设置有阀体内腔，所述的阀芯伸入到所述的阀体内腔内，来自高压泵的高压液流通过所述的冲击座组件进入所述的阀体内腔，其特征在于：环绕所述的阀体内腔设置有热交换装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周芳，康海龙，
申请(专利权)人：宁波新芝生物科技股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：