一种自刮式缓冲罐的制作方法

1.本发明涉及缓冲罐技术领域，尤其涉及一种自刮式缓冲罐。


背景技术：

2.缓冲罐主要用于各种系统中缓冲系统的压力波动，使系统工作更平稳，且为了保证往反应釜内稳定加料，经常会用到缓冲罐。通常药物生产制备过程中，采用泵将原料储存机构内存储的反应原料泵入缓冲罐体内，并经缓冲罐体的出料口进入反应釜中。
3.现有技术中，缓冲罐包括缓冲罐体，及设置在缓冲罐体上的进气阀、出气阀和压力控制装置，以及设置在缓冲罐体内的搅拌机构，压力控制装置一部分伸入缓冲罐体内，用于测量缓冲罐体内的气压值，并根据其测量的气压值控制进气阀或出气阀的动作，从而控制缓冲罐体内的气压的稳定，而搅拌机构使缓冲罐内反应物料混合的更加均匀，使得缓冲罐体的反应物料从缓冲罐体的出料口平稳出料。
4.然而搅拌机构的桨叶与缓冲罐的内壁存在间隙，且由于缓冲罐的密封性强，无法对罐壁进行有效清洗、检查，导致罐内药剂残留在内壁，长时间会产生结晶附着在罐体内壁，对罐体具有腐蚀性，影响罐体的使用寿命。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是：提供一种自刮式缓冲罐，以解决背景技术中的问题。
6.为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自刮式缓冲罐，包括：罐体，内设药液腔，包括进料口和出料口，及位于药液腔下方的回收口；驱动机构，包括伺服电机，及竖直伸入所述药液腔内的传动杆；搅拌机构，设置在所述药液腔内，用于对所述药液腔底部的残余药液进行搅拌，包括第一转轴，及设置在所述第一转轴的圆周方向上的搅拌桨，所述第一转轴套设在所述传动杆的外侧；升降机构，与所述第一转轴连接，用于驱动所述第一转轴沿轴向产生位移；其中，位于所述搅拌桨的外边缘设有刮板，所述刮板围绕第二转轴转动设置在所述搅拌桨上，所述传动杆带动所述搅拌桨围绕所述第一转轴转动，所述刮板围绕所述第二转轴朝着与所述搅拌桨转向相反的方向转动。
7.进一步地，所述搅拌桨沿圆周方向至少设置3个。
8.进一步地，所述刮板包括清刮端和搅拌端；在所述清刮端和所述搅拌端形成外导流面，所述外导流面与所述第二转轴处设置的转动架围成封闭腔体，而所述清刮端和所述搅拌端相对所述第二转轴具有不同的转动半径；所述清刮端的转动半径大于所述搅拌端的转动半径。
9.进一步地，所述外导流面呈平面结构；
当所述搅拌桨对所述罐体内壁进行清洁时，所述清刮端与所述罐体内壁接触，且所述搅拌端的延长线相切于所述搅拌桨的转动圆弧轨迹；当所述搅拌桨对所述罐体内残留药液进行搅拌时，所述清刮端相切与所述搅拌桨的转动圆弧轨迹，且所述搅拌端与所述罐体的内壁存在间隙。
10.进一步地，所述外导流面呈弧形结构，并朝向所述罐体内壁的方向凸起，且所述弧形结构自所述清刮端至所述搅拌端的外凸面的半径逐渐变小；当所述搅拌桨对所述罐体内壁进行清洁时，所述清刮端与所述罐体内壁接触，且所述搅拌端的延长线相切于所述搅拌桨的转动圆弧轨迹；当所述搅拌桨对所述罐体内残留药液进行搅拌时，所述清刮端相切于所述搅拌桨的转动圆弧轨迹，且所述搅拌端与所述罐体的内壁存在间隙。
11.进一步地，所述搅拌桨上设有用于限定所述刮板转动角度的限位结构；所述限位结构包括设置在所述刮板上的转动块，及设置在所述搅拌桨上的限位块；所述转动块和所述限位块为等半径同心设置的圆环结构；所述转动块内嵌在所述限位块的环形转槽内，且所述环形转槽的弧长大于所述转动块的弧长。
12.进一步地，位于所述罐体的内部横截面处设有溢流层，所述溢流层的外边缘固定在所述罐体的内壁上，内边缘套设在所述第一转轴上，且在所述溢流层上设有若干溢流孔；所述溢流层位于药液层上方，所述搅拌桨沿轴向滑动至所述溢流层与所述药液层之间时，若干所述溢流孔沿轴向的投影范围在所述搅拌桨的搅拌截面范围内。
13.进一步地，所述溢流层采用耐腐蚀橡胶材质；当所述溢流层上方加入的药液过量时，所述内边缘沿所述第一转轴的轴线向下滑动，若干所述溢流孔流通截面在所述内边缘至所述外边缘的径向方向上逐渐变大。
14.进一步地，所述升降机构包括固定支座和线性驱动件；所述固定支座包括顶板和底板，且所述顶板和所述底板通过多个支撑柱固定，位于所述顶板和所述底板之间设有与所述第一转轴连接的滑移板；所述伺服电机设置在所述顶板上，所述传动杆依次穿过所述顶板、所述滑移板和所述第一转轴进入所述药液腔内；所述第一转轴上套设有法兰盘，所述法兰盘位于所述滑移板和所述底板之间，且位于轴段的一端依次穿过底板和罐体的顶盖；所述线性驱动件设置在所述滑移板与所述法兰盘之间；其中，所述法兰盘位于轴段处套设有平面推力球轴承，所述升降机构驱动所述滑移板沿轴线往复直线运动，使所述法兰盘与所述底板对所述平面推力球轴承进行夹紧。
15.进一步地，所述法兰盘与所述罐体的顶盖接触的轴段处设有密封结构结构；且所述法兰盘与所述第一转轴的外圆柱面接触的内孔设有密封结构结构。
16.本发明的有益效果为：本发明中升降机构和驱动机构同步动作，使搅拌机构在升降过程中同步转动，对罐体内残留的药液进行全方位搅拌，避免药液在罐体内壁死角处产生结晶，并通过刮板的设置，避免了罐体内壁药剂的残留，降低了结晶对罐体内壁防腐层的损伤，延长了罐体的使用寿命。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例中自刮式缓冲罐的结构示意图；图2为本发明实施例中搅拌机构的结构示意图；图3为图2的a处局部放大图；图4为本发明实施例中刮板清刮状态时的一种结构示意图；图5为本发明实施例中刮板搅拌状态时的一种结构示意图；图6为本发明实施例中刮板清刮状态时的另一种结构示意图；图7为本发明实施例中刮板搅拌状态时的另一种结构示意图；图8为本发明实施例中限位结构的结构示意图；图9为本发明实施例中溢流层处于平面状态的结构示意图；图10为本发明实施例中搅拌桨和溢流层在罐体内的位置示意图；图11为本发明实施例中溢流层向下凹陷的结构示意图；图12为本发明实施例中溢流层处于凹陷状态时溢流孔的结构示意图；图13为本发明实施例中升降机构与驱动机构的仰视轴测图；图14为本发明实施例中升降机构与驱动机构的俯视轴测图；图15为本发明实施例中升降机构的结构示意图。
19.附图标记：10、罐体；11、进料口；12、出料口；13、回收口；14、溢流层；141、溢流孔；20、驱动机构；21、伺服电机；22、传动杆；30、搅拌机构；31、第一转轴；32、搅拌桨；33、刮板；331、清刮端；332、搅拌端；34、第二转轴；35、限位结构；351、转动块；352、限位块；40、升降机构；41、固定支座；411、顶板；412、底板；413、支撑柱；42、线性驱动件；43、滑移板；44、法兰盘；45、平面推力球轴承；46、密封结构。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
21.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.如图1至图15所示的自刮式缓冲罐，包括：罐体10、驱动机构20、搅拌机构30和升降机构40；罐体10内设药液腔，包括进料口11和出料口12，及位于药液腔下方的回收口13；驱
动机构20包括伺服电机21，及竖直伸入药液腔内的传动杆22；搅拌机构30设置在药液腔内，包括第一转轴31及设置在第一转轴31的圆周方向上的搅拌桨32，第一转轴31套设在传动杆22的外侧，用于对药液腔底部的残余药液进行搅拌；升降机构40与第一转轴31连接，用于驱动第一转轴31沿轴向产生位移；其中，位于搅拌桨32的外边缘设有刮板33，刮板33围绕第二转轴34转动设置在搅拌桨32上，传动杆22带动搅拌桨32围绕第一转轴31转动，刮板33围绕第二转轴34朝着与搅拌桨32转向相反的方向转动。
24.搅拌机构30对罐体10内壁进行清洁时，升降机构40驱动搅拌机构30移动至所需高度，驱动机构20通过传动杆22的周向限位带动第一转轴31同步转动，在搅拌桨32围绕第一转轴31转动时，刮板33受液体阻力影响，使刮板33围绕第二转轴34转动，刮板33的转动方向与搅拌桨32的转动方向相反，刮板33转动至设定角度，并与罐体10内壁接触，此时刮板33不再转动，而搅拌桨32继续带动刮板33转动，对内壁上的残留药液进行清刮，此外，为了提高清刮的效率，本发明中升降机构40和驱动机构20可同步动作，使搅拌机构30在升降过程中同步转动，对罐体10内残留的药液进行全方位搅拌，避免药液在罐体10内壁死角处产生结晶，并通过刮板33的设置，避免了罐体10内壁药剂的残留，降低了结晶对罐体10内壁防腐层的损伤，延长了罐体10的使用寿命。
25.刮板33在对罐体10内壁进行清刮过程中，其刮板33与内壁的接触会影响第一转轴31相对传动杆22的转动精度，容易导致搅拌机构30的第一转轴31出现径向跳动现象，对内壁造成一定损伤，影响罐体10的使用寿命，并存在罐体10泄漏的风险，优选地，本发明中搅拌桨32沿圆周方向至少设置3个，通过将搅拌桨32沿圆周方向设置3个，使刮板33在与内壁接触时采用3点定心，保证了搅拌桨32在转动过程中始终围绕传动杆22的轴线转动，提高了刮液的稳定性。
26.在驱动机构20和升降机构40同步作用下，搅拌桨32端部的刮板33对内壁形成螺旋清刮轨迹，而为了保证药液均匀性，其搅拌桨32需要具有一定转动速度，而当搅拌桨32转动速度过快时，其搅拌桨32与刮板33形成的搅拌截面受液体的阻力增大，导致刮板33与内壁接触产生的周向力，使刮板33容易对罐体10内壁造成挤伤，甚至出现搅拌桨32脱离的情况，如图4所示，本发明的刮板33包括清刮端331和搅拌端332，在清刮端331和搅拌端332形成外导流面，外导流面与第二转轴34处设置的转动架围成封闭腔体，当搅拌桨32在对药液进行搅拌的过程中，使外导流面与内壁抵接具有缓冲作用，减少了对罐体10内壁的硬性挤压，另外，封闭腔体内的药液，在搅拌桨32搅拌药液时对刮板33的反向转动起到缓冲效果，减缓了刮板33围绕第二转轴34的转动速度，从而减少了刮板33与搅拌桨32位于转动连接处的受力，保证了连接的可靠性，并且清刮端331和搅拌端332相对第二转轴34具有不同的转动半径，具体地，清刮端331的转动半径大于搅拌端332的转动半径，使搅拌桨32在正常搅拌状态时，刮板33的搅拌端332工作，刮板33与罐体10内壁不接触，从而在罐体10内壁与刮板33之间留有环形流动间隙，减少了搅拌截面，从而减轻了搅拌桨32和刮板33的承载力，而当需要对内壁进行清刮时，刮板33的清刮端331工作，其与内壁接触，此时搅拌桨32的转动方向与搅拌时搅拌桨32的转动方向相反，且清刮时搅拌桨32的转动速度小于或等于搅拌时搅拌桨32的转动速度，通过对刮板33上清刮端331和搅拌端332的设置，能够改变搅拌桨32的搅拌截面，使搅拌桨32在不改变转动速度情况下，实现对罐体10内壁清刮和药液搅拌，从而提高
装置的实用性。
27.缓冲罐的罐体10的内壁设置防腐蚀层，为了避免在清刮过程中，刮板33对内壁上防腐蚀层造成损坏，刮板33的清刮端331处包覆橡胶层，橡胶层采用耐腐蚀性材质，减少了对内壁防腐蚀层的损坏，延长了罐体10的寿命。
28.本发明优选实施例中，刮板33的外导流面能够采用任意结构形式，具体地，如图4-5所示，外导流面呈平面结构，当搅拌桨32对罐体10内壁进行清洁时，清刮端331与罐体10内壁接触，且搅拌端332的延长线相切于搅拌桨32的转动圆弧轨迹；当搅拌桨32对罐体10内残留药液进行搅拌时，清刮端331相切于搅拌桨32的转动圆弧轨迹，且搅拌端332与罐体10内部存在间隙。
29.由于刮板33的内壁呈圆弧形状，为了避免刮板33在清刮与搅拌功能切换过程中对内壁造成刮伤或出现卡死现象，优选地，如图6-7所示，外导流面呈弧形结构，并朝向罐体10内壁的方向凸起，且弧形结构自清刮端331至搅拌端332的外凸面的半径逐渐变小；具体地，当搅拌桨32对罐体10内壁进行清洁时，清刮端331与罐体10内壁接触，且搅拌端332的延长线相切于搅拌桨32的转动圆弧轨迹；当搅拌桨32对罐体10内残留药液进行搅拌时，清刮端331相切于搅拌桨32的转动圆弧轨迹，且搅拌端332与罐体10的内壁存在间隙。弧形结构的刮板33在清刮与搅拌的切换过程中，凸起状的外导流面与内壁形成的环形流动间隙呈逐渐增大趋势，使部分药液分布在流动间隙中，减轻了搅拌桨32的转动负载，保证了药液搅拌的均匀性。
30.作为上述实施例的优选，如图8所示，搅拌桨32上设有用于限定刮板33转动角度的限位结构35；限位结构35包括设置在刮板33上的转动块351，及设置在搅拌桨32上的限位块352；转动块351和限位块352为等半径同心设置的圆环结构；转动块351内嵌在限位块352的环形转槽内，且环形转槽的弧长大于转动块351的弧长。转动块351的圆心角小于环形转槽的圆心角，使转动块351能够围绕限位块352的圆心在环形转槽内转动，而环形转槽包括位于清刮端331一侧的第一介面和位于搅拌端332一侧的第二介面，当转动块351抵接环形转槽的第一介面时，搅拌端332处于工作状态，而当转动块351抵接在环形转槽的第二介面时，清刮端331处于工作状态，搅拌端332与清刮端331工作状态的切换是通过传动杆22的转动方向的切换来完成，其刮板33借助于传动杆22在转动时与药液的相对阻力来切换搅拌端332与清刮端331。
31.当缓冲罐处于停机状态时，对药液腔内残留的药液进行清理，搅拌桨32与刮板33通过不同的转动方向实现对药液腔内药液的搅拌，及对罐体10内壁的清刮，而当缓冲罐正常工作状态下，药液通过进料口11进入药液腔内，并通过搅拌桨32进行搅拌，提高药液均匀性，再通过出液口进入反应釜，其过程中药液一直处于流动状态，不会产生结晶。
32.而当药液进入药液腔内的流量不受控制时，过量药液的加入，会增加搅拌桨32的搅拌负载，且药液一直处于流动状态下，难以保证出料口12处药液的均匀性，作为上述实施例优选，如图9-12所示，位于罐体10的内部横截面处设有溢流层14，溢流层14的外边缘固定在罐体10的内壁上，内边缘套设在第一转轴31上，且在溢流层14上设有若干溢流孔141；溢流层14位于药液层上方，搅拌桨32沿轴向滑动至溢流层14与药液层之间时，若干溢流孔141沿轴向的投影范围在搅拌桨32的搅拌截面范围内。通过溢流层14的设置，对药液起到一定的节流缓冲作用，溢流层14上若干溢流孔141便于控制药液的加入量，并通过搅拌桨32将经
过溢流层14的药液打散为小体积物料，提高了药液的均匀性。
33.本发明中优选实施例中，当出料口12的药液流量需要增加时，进料口11处的药液流量随之增加，而为了保证溢流层14处溢流孔141的流量满足缓冲罐内部的流量平衡，需要控制溢流层14处药液流量，优选地，如图11-12所示，溢流层14采用耐腐蚀橡胶材质，内边缘沿第一转轴31的轴线向下滑动，若干溢流孔141流通截面在内边缘至外边缘的径向方向上逐渐变大，增大了溢流孔141的流通截面，使溢流层14的药液流量根据出料口12的药液流量的变化而发生改变，保证了缓冲罐的进料口11和出料口12的流量平衡，避免了药液过量堆积在溢流层14上方，而导致药液供应不足的问题，有效地保证了生产的正常进行，提高了生产效率。
34.本发明优选实施例中，如图13-15所示，升降机构40包括固定支座41和线性驱动件42；固定支座41包括顶板411和底板412，且顶板411和底板412通过多个支撑柱413固定，位于顶板411和底板412之间设有与第一转轴31连接的滑移板43；伺服电机21设置在顶板411上，传动杆22依次穿过顶板411、滑移板43和第一转轴31进入药液腔内；第一转轴31上套设有法兰盘44，法兰盘44位于滑移板43和底板412之间，且位于轴段的一端依次穿过底板412和罐体10的顶盖；线性驱动件42设置在滑移板43与法兰盘44之间；其中，法兰盘44位于轴段处套设有平面推力球轴承45，升降机构40驱动滑移板43沿轴线往复直线运动，使法兰盘44与底板412对平面推力球轴承45进行夹紧。
35.第一转轴31套设在传动杆22外侧，并通过键槽或花键等结构实现第一转轴31与传动杆22的同步转动，而第一转轴31通过滑移板43与升降机构40连接，滑移板43位于多个支撑柱413围成的空间内，滑移板43的外边缘与支撑柱413不接触，升降机构40一端固定在滑移板43上，另一端固定在法兰盘44的盘面上，并保证升降机构40的驱动方向平行于传动杆22的转动轴线，升降机构40在对搅拌机构30顶推时，法兰盘44在反作用力作用下，对平面推力球轴承45进行夹紧，使搅拌机构30在升降过程中能够实现同步转动，保证了搅拌机构30转动可实施性，提高了罐体10内壁的清刮效率，本发明中线性驱动件42可以采用机械结构驱动、电驱动、气动驱动或液压驱动等形式，实现滑移板43带动第一转轴31沿着靠近或远离法兰盘44方向产生轴向位移。
36.缓冲罐在工作过程中，主要起到缓冲系统的压力波动，使系统工作更平稳，从而保证往反应釜内稳定加料，因此，法兰盘44与罐体10的顶盖接触的轴段处设有密封结构46；且法兰盘44与第一转轴31的外圆柱面接触的内孔设有密封结构46，密封结构46为cks耐高温旋转斯特密封圈和y型密封圈的组合，实现法兰盘44与罐体10和第一转轴31在径向和轴向的密封，且法兰盘44与第一转轴31的接触内孔设有耐磨环，以支持第一转轴31旋转时不损坏密封结构，延长了密封结构46使用寿命，此外密封结构46也可采用现有技术中其他结构，例如机械密封：采用静环、动环加横向密封的结构，即动环随轴转动，通过在动静环横向接触面上进行碳化硅等耐磨处理，达到横向密封效果；填料密封：采用静环、动环加轴向密封的机构，即在静环内部加装填料，以塞满搅拌轴与静环的间隙，达到密封效果。
37.本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。