[发明专利]一种内冷式高压均质阀

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。中国实用新型专利说明书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。该发明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。中国实用新型专利说明书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。该发明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。

发明内容

本发明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。

本发明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，本发明的优点是：采用本发明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。本发明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1为本发明实施例一的结构示意图；

图2为图1中A-A剖面示意图； 

图3为图1中高压液流F_i进入均质阀并流出的示意图；

图4为本发明实施例二的结构示意图；

图5为图4中B-B剖面示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。