本實用新型屬于液體加壓處理裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種脈沖超高壓液體連續(xù)處理裝置。

背景技術(shù)：

食品超高壓處理技術(shù)興起于上世紀(jì)80年代，超高壓處理作為一種特殊的物理處理手段，在工業(yè)界早有廣泛應(yīng)用。通過超高壓處理，液體可以在低溫狀態(tài)下實現(xiàn)滅菌乃至流變性能改性的效果，能很好的保存液體的原始風(fēng)味和受熱易分解的營養(yǎng)物質(zhì)，故受到食品生物乃至醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域的重視。目前現(xiàn)有的食品超高壓處理裝置主要為兩種，一種是利用高壓泵結(jié)合變徑活塞放大壓力作用于流體實現(xiàn)超高壓力，另一種則是用超高壓泵不斷泵送液體食品入一個密閉容器直至達(dá)到額定壓力。但這兩種裝置都存在一個難以突破的技術(shù)難關(guān)，即不能實現(xiàn)連續(xù)的加壓處理，處理能力較低，且處理裝置生產(chǎn)成本昂貴，超高壓處理成本居高不下。

打樁機作為一種常見的建筑機械，已經(jīng)在工程領(lǐng)域應(yīng)用80余年，有非常成熟的設(shè)計生產(chǎn)實例。打樁機利用燃料在氣缸內(nèi)的爆燃推動活塞即擊錘上行，與此同時燃料爆燃產(chǎn)生的強壓力推動樁體下行，當(dāng)擊錘上行到最高點，擊發(fā)氣缸內(nèi)的油泵自動泵油，擊錘自由落體高速撞擊氣缸內(nèi)的樁體，燃料引燃發(fā)生爆燃，高壓氣體一邊推動樁體下行一邊推動擊錘上行直至開始下一個做功過程。打樁機結(jié)構(gòu)簡單，使用可靠，其能穩(wěn)定的產(chǎn)生過噸的沖擊力，這個特性可以作為脈沖超高壓的壓力來源，打樁機工作時對樁體產(chǎn)生的瞬間沖擊力經(jīng)過變徑活塞的放大可以對加壓的液體產(chǎn)生數(shù)百兆帕的壓力，且升壓過程迅速，壓力滅菌或改性效果優(yōu)于單純靜壓處理，查閱相關(guān)文獻(xiàn)，暫未發(fā)現(xiàn)有類似以打樁機為動力來源的脈沖超高壓液體連續(xù)處理裝置。

針對上述問題，故需要對其進(jìn)行改進(jìn)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供提供一種脈沖超高壓液體連續(xù)處理裝置，其能以以打樁機作為動力來源實現(xiàn)脈沖超高壓處理；通過彈簧、減震橡膠墊以及變徑活塞實現(xiàn)增大加壓壓力，延長加壓時間的效果；通過獨特設(shè)計的導(dǎo)桿、曲軸連桿及凸輪裝置實現(xiàn)液體進(jìn)出閥門的自動控制；通過獨特的散熱設(shè)計排除裝置工作過程中產(chǎn)生的高溫對處理液體的影響。

為了達(dá)到以上目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是：一種脈沖超高壓液體連續(xù)處理裝置，包括瞬間壓力產(chǎn)生裝置、沖擊力緩沖裝置、液體加壓處理腔裝置、閥門控制裝置及冷卻裝置；所述瞬間壓力產(chǎn)生裝置由至少一臺燃油打樁機組成；沖擊力緩沖裝置包括變徑活塞、減震橡膠墊、彈簧和圓筒；變徑活塞位于燃油打樁機下端；變徑活塞的大截面端部與燃油打樁機的壓擊錘相連接；變徑活塞的小截面端部套接有彈簧，彈簧位于圓筒內(nèi)；彈簧的一端固定于圓筒底部，另一端與變徑活塞相抵；減震橡膠墊位于圓筒頂部和變徑活塞之間；圓筒固定于液體加壓處理腔裝置上；液體加壓處理腔裝置通過閥門控制裝置控制物料進(jìn)出。

彈簧套在變徑活塞細(xì)直徑端，并一端固定在圓筒內(nèi)，圓筒上端墊有合適內(nèi)徑的減震橡膠墊，圓筒固定在加壓腔外側(cè)上端，壓力作用在變徑活塞上，在彈簧的彈力反作用力下，活塞按一定速度下行，直至碰到減震橡膠墊，變徑活塞運動停止，在彈簧的彈力作用下上行。

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，液體加壓處理腔外壁安裝有冷卻裝置；所述液體加壓處理腔裝置包括加壓腔和至少三個密封環(huán)，密封環(huán)安裝在變徑活塞小截面端最外端位置；加壓腔一端連接變徑活塞，滑動密封；另一端為半封閉結(jié)構(gòu)，留有兩個控制物料進(jìn)出的出料針閥和進(jìn)料針閥；圓筒固定于加壓腔的外側(cè)上端。

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述密封環(huán)間隔安裝，相鄰密封環(huán)之間的間距相同。

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述閥門控制裝置包括導(dǎo)桿、連桿、飛輪、滾珠、大凸輪、小凸輪、提桿、出料針閥和進(jìn)料針閥；導(dǎo)桿固定連接于變徑活塞的左右端，與變徑活塞運動方向平行，導(dǎo)桿隨變徑活塞在豎直方向上下移動；左右兩側(cè)的導(dǎo)桿下端依次連接有連桿和飛輪；左右兩側(cè)的飛輪分別共軸安裝有大凸輪和小凸輪，并且飛輪帶動大凸輪和小凸輪旋轉(zhuǎn)，提桿靠近大凸輪和小凸輪位置安裝有滾珠；大凸輪和小凸輪分別頂住安裝在提桿上的滾珠帶動提桿上下運動，用于控制出料針閥和進(jìn)料針閥的開啟和關(guān)閉。

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述大凸輪逆時針旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)0°～180°，大凸輪頂起提桿開啟進(jìn)料針閥，旋轉(zhuǎn)至180°～360°，提桿回落關(guān)閉進(jìn)料針閥。

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述大凸輪由大凸出部和大圓弧部組成；大凸出部位置的圓弧半徑大于大圓弧部位置的圓弧半徑的25％以上，且大凸出部的圓弧占整體大凸輪圓弧角度的一半。

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述小凸輪由小凸出部和小圓弧部組成；小凸出部位置的圓弧半徑大于小圓弧部位置的圓弧半徑15％。且小凸出部位置的圓弧占整體小凸輪圓弧角度的7/12，即210°，而小圓弧部位置的圓弧占整體小凸輪圓弧角度的5/12，即150°。

作為本實用新型的一種優(yōu)選方案，所述冷卻裝置包括纏繞于加壓腔外壁的冷凝管。

本實用新型的有益效果是：本實用新型創(chuàng)造性的以打樁機作為脈沖沖擊力來源，具有技術(shù)成熟、成本低廉、使用方便等優(yōu)勢；通過獨特的變徑活塞加彈簧加減震墊圈設(shè)計，將打樁機擊錘產(chǎn)生的瞬間沖擊力放大若干倍，并通過彈簧和減震墊圈設(shè)計避免了變徑活塞與處理腔體的碰撞，避免裝置損壞，同時由于彈簧的存在，即可以延長壓力上升時間避免升壓過快造成裝置損傷又可以借助彈簧的彈力推動變徑活塞上行，準(zhǔn)備下一次加壓，進(jìn)而促使脈沖超高壓處理的連續(xù)進(jìn)行。

本實用新型獨特設(shè)計的曲軸連桿結(jié)合凸輪和針閥設(shè)計，可以很好的控制待處理液體進(jìn)出處理腔與脈沖超高壓處理過程銜接，通過導(dǎo)桿飛輪和連桿，將變徑活塞的直線運動轉(zhuǎn)換為凸輪的旋轉(zhuǎn)運動，凸輪帶動提桿進(jìn)而控制進(jìn)料針閥和出料針閥的開啟和關(guān)閉，從而實現(xiàn)裝置的自動連續(xù)進(jìn)出樣。

本實用新型獨特設(shè)計的兩個大小凸輪，大凸輪用于控制變徑活塞上升時物料的進(jìn)入，在該過程需要常開啟，且保證較大的開啟幅度有利于液體進(jìn)樣完全，而特殊角度小凸輪設(shè)計則著重與加壓瞬間控制出樣針閥關(guān)閉，使得液體承受較大的壓力，隨著變徑活塞的下行，小凸輪略微頂起頂桿，針閥略微打開，使得流體在較大壓力下通過針閥以強化壓力處理效果。壓力處理瞬間，由于升壓速度較快，處理流體容易產(chǎn)生明顯的熱效應(yīng)，進(jìn)而影響壓力處理效果，本裝置獨特設(shè)計的冷卻裝置，用低溫流體降低處理腔溫度以克服上述熱效應(yīng)。

本實用新型使用打樁機脈沖沖擊力來源，通過減緩沖擊力設(shè)計和自動閥門控制裝置，以及散熱設(shè)計，能夠以較低成本，產(chǎn)生連續(xù)脈沖超高壓，加壓壓力和加壓時間均可以調(diào)節(jié)，有較廣闊的使用前景。

附圖說明

圖1為根據(jù)本實用新型脈沖超高壓液體連續(xù)處理裝置實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為根據(jù)本實用新型脈沖超高壓液體連續(xù)處理裝置實施例的使用狀態(tài)圖。

圖3為根據(jù)本實用新型的沖擊力緩沖裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為根據(jù)本實用新型的液體加壓處理腔結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為根據(jù)本實用新型的閥門控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為根據(jù)本實用新型的大小凸輪結(jié)構(gòu)詳細(xì)示意圖

圖7為根據(jù)本實用新型的冷凝裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中附圖標(biāo)記：燃油打樁機1，變徑活塞2，減震橡膠墊3，彈簧4，圓筒5，導(dǎo)桿6，加壓腔7，密封環(huán)8，連桿9，飛輪10，滾珠11，大凸輪12，大凸出部12-1，大圓弧部12-2，小凸輪13，小凸出部13-1，小圓弧部13-2，提桿14，出料針閥15，進(jìn)料針閥16，冷凝管17。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型實施例作詳細(xì)說明。

實施例：如圖1-2所示，本實施例公開了一種脈沖超高壓液體連續(xù)處理裝置，包括瞬間壓力產(chǎn)生裝置、沖擊力緩沖裝置、液體加壓處理腔裝置、閥門控制裝置及冷卻裝置；瞬間壓力產(chǎn)生裝置由至少一臺燃油打樁機1組成；燃油打樁機1安裝在脈沖超高壓液體連續(xù)處理裝置的最上端，其工作產(chǎn)生瞬間沖擊力，作為瞬間壓力產(chǎn)生裝置，壓力通過連接燃油打樁機1和加壓腔7的沖擊力緩沖裝置放大并緩沖，沖擊力作用于液體加壓處理腔內(nèi)的液體上，安裝在連接加壓腔7的進(jìn)出料管道上的閥門控制裝置自動控制物料進(jìn)出實現(xiàn)連續(xù)工作，而冷卻裝置安裝在加壓強外壁，防止過熱對處理液體的影響；以燃油打樁機1作為脈沖沖擊力來源，具有技術(shù)成熟、成本低廉、使用方便等優(yōu)勢。

如圖3所示，沖擊力緩沖裝置包括變徑活塞2、減震橡膠墊3、彈簧4和圓筒5；變徑活塞2位于燃油打樁機1下端；變徑活塞2的大截面端部與燃油打樁機1的壓擊錘相連接；變徑活塞2小截面端穿過彈簧3，深入到加壓腔7上端，彈簧4位于圓筒5內(nèi)；彈簧4的一端固定于圓筒5底部，另一端與變徑活塞2相抵；減震橡膠墊3位于圓筒5頂部和變徑活塞2之間；當(dāng)變徑活塞2豎直方向移動時彈簧起到了緩沖和加壓完成后促使變徑活塞2回到加壓前初始位置的作用。墊在圓筒頂部和變徑活塞之間的減震橡膠墊在變徑活塞移動到最低端，與圓筒5碰撞時起到緩沖作用，防止裝置損壞；圓筒5固定于液體加壓處理腔裝置上；液體加壓處理腔裝置通過閥門控制裝置控制物料進(jìn)出。

通過獨特的變徑活塞2、彈簧4和減震橡膠墊3的設(shè)計，將燃油打樁機1擊錘產(chǎn)生的瞬間沖擊力放大若干倍，并通過彈簧4和減震橡膠墊3設(shè)計避免了變徑活塞2與處理腔體的碰撞，避免裝置損壞，同時由于彈簧4的存在，即可以延長壓力上升時間避免升壓過快造成裝置損傷又可以借助彈簧4的彈力推動變徑活塞2上行，準(zhǔn)備下一次加壓，進(jìn)而促使脈沖超高壓處理的連續(xù)進(jìn)行。

如圖4所示，所述液體加壓處理腔裝置包括加壓腔7和至少三個密封環(huán)8，密封環(huán)8安裝在變徑活塞2小截面端最外端位置；密封環(huán)8間隔安裝，相鄰密封環(huán)8之間的間距相同；當(dāng)變徑活塞2上下移動時，密封環(huán)8的作用是確保一定潤滑效果的前提下保證加壓腔7的密封性，防止加壓過程液體溢出。加壓腔7一端連接變徑活塞2，滑動密封；另一端為半封閉結(jié)構(gòu)，留有兩個控制物料進(jìn)出的出料針閥15和進(jìn)料針閥16；圓筒5固定于加壓腔7的外側(cè)上端。

如圖5所示，為閥門控制裝置結(jié)構(gòu)工作例，壓力作用下變徑活塞2沿豎直方向帶動導(dǎo)桿6向下運動，連桿9一端與導(dǎo)桿6活動連接，另一端與飛輪10活動連接，該設(shè)計可以將導(dǎo)桿6的直線運動轉(zhuǎn)化為飛輪10的旋轉(zhuǎn)運動；飛輪10分別共軸安裝大凸輪12和小凸輪13，提桿14呈倒“L”形狀，提桿14上端靠近大凸輪12和小凸輪13的位置安裝有滾珠11，以減少提桿14與大凸輪12和小凸輪13之間的摩擦力，當(dāng)飛輪10帶動大凸輪12運動到凸點與滾珠11接觸位置時，提桿14向上運動帶動連接的進(jìn)料針閥16閥芯上移，進(jìn)而打開進(jìn)料針閥16，當(dāng)大凸輪12運動到非凸點與滾珠11接觸位置時，提桿14向下回落帶動連接的進(jìn)料針閥16閥芯下移進(jìn)而關(guān)閉進(jìn)料針閥16；同理：當(dāng)飛輪10帶動小凸輪13旋轉(zhuǎn)時，滾珠11接觸到小凸輪13凸出位置時，提桿14向上運動帶動連接的出料針閥15閥芯上移，進(jìn)而打開出料針閥15，而當(dāng)滾珠11接觸到小凸輪13非凸出位置時，提桿14向下回落帶動連接的出料針閥15閥芯下移，進(jìn)而關(guān)閉出料針閥15。

本實用新型獨特設(shè)計的曲軸連桿9結(jié)合大凸輪12、小凸輪13、出料針閥15和進(jìn)料針閥16設(shè)計，可以很好的控制待處理液體進(jìn)出處理腔與脈沖超高壓處理過程銜接，通過導(dǎo)桿6、飛輪10和連桿9之間的連接關(guān)系，將變徑活塞2的直線運動轉(zhuǎn)換為大凸輪12和小凸輪13的旋轉(zhuǎn)運動，大凸輪12和小凸輪13帶動提桿14進(jìn)而控制進(jìn)料針閥16和出料針閥15的開啟和關(guān)閉，從而實現(xiàn)裝置的自動連續(xù)進(jìn)出樣。

如圖6所示，為大小凸輪結(jié)構(gòu)詳細(xì)示意圖，圖6左邊為大凸輪12結(jié)構(gòu)示意圖，大凸輪12由大凸出部12-1和大圓弧部12-2組成；大凸出部12-1位置的圓弧半徑大于大圓弧部12-2位置的圓弧半徑的25％以上，且大凸出部12-1的圓弧占整體大凸輪12圓弧角度的一半。從初始位置逆時針旋轉(zhuǎn)，大凸出部12-1位置的圓弧角度為0°到180°，大圓弧部12-2位置的圓弧角度為180°到360°；該設(shè)計可以保證整個大凸輪12從初始位置開始逆時針旋轉(zhuǎn)過程中，旋轉(zhuǎn)0°到180°過程中大凸輪12頂起提桿14開啟進(jìn)料針閥16，旋轉(zhuǎn)180°到360°過程中，頂桿14回落關(guān)閉進(jìn)料針閥16。大凸輪12的大凸出部12-1位置的圓弧半徑大于未凸出位置25％以上左右，可以保證大凸輪12轉(zhuǎn)到大凸出部12-1位置頂起提桿14的高度更高，更大幅度開啟進(jìn)料針閥16，滿足快速進(jìn)料的要求。

同理，圖6右邊為小凸輪13結(jié)構(gòu)示意圖，小凸輪13由小凸出部13-1和小圓弧部13-2組成；小凸出部13-1位置的圓弧半徑大于小圓弧部13-2位置的圓弧半徑15％。且小凸出部13-1位置的圓弧占整體小凸輪13圓弧角度的7/12，即210°，而小圓弧部13-2位置的圓弧占整體小凸輪13圓弧角度的5/12，即150°。

小圓弧部13-2位置角度分別為從初始位置逆時針旋轉(zhuǎn)0°到30°及180°到360°。該設(shè)計可以保證整個小凸輪13逆時針旋轉(zhuǎn)過程中，從初始位置開始逆時針旋轉(zhuǎn)0°到30°滾珠11接觸小凸輪未凸出部分，提桿14下移，關(guān)閉出料針閥15，保證加壓腔7內(nèi)維持高壓狀態(tài)。從30°到180°過程中滾珠11開始接觸小凸輪13的小凸出部13-1，才開始帶動提桿14上移，開啟出料針閥15。小凸輪13逆時針旋轉(zhuǎn)180°到390°過程滾珠11接觸小凸輪13的小圓弧部13-2，提桿14下移，關(guān)閉出料針閥15。小凸輪13的小凸出部13-1位置的圓弧半徑僅大于小圓弧部13-2位置圓弧半徑的15％，該設(shè)計可以保證小凸輪13旋轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)到小凸出部13-1位置與滾珠11接觸時提桿14上升較低高度，出料針閥15開啟幅度更小，降低物料流出速度，確保加壓腔7內(nèi)維持一個適宜的壓力。

大凸輪12和小凸輪13的凸出位置和未凸出半徑比例可根據(jù)實際需求調(diào)整，本文僅舉一個例子；小凸輪13凸出區(qū)域和未凸出區(qū)域角度劃分也根據(jù)實際需要適當(dāng)增大或減小，本文僅以一個角度為示例。

本實用新型獨特設(shè)計的大凸輪12和小凸輪13，大凸輪12用于控制變徑活塞2上升時物料的進(jìn)入，在該過程需要常開啟，且保證較大的開啟幅度有利于液體進(jìn)樣完全，而特殊角度小凸輪13設(shè)計則著重與加壓瞬間控制出料針閥15關(guān)閉，使得液體承受較大的壓力，隨著變徑活塞2的下行，小凸輪13略微頂起提桿14，出料針閥15略微打開，使得流體在較大壓力下通過針閥以強化壓力處理效果。壓力處理瞬間，由于升壓速度較快，處理流體容易產(chǎn)生明顯的熱效應(yīng)，進(jìn)而影響壓力處理效果，本裝置獨特設(shè)計的冷卻裝置，用低溫流體降低處理腔溫度以克服上述熱效應(yīng)。

如圖7所示，為冷凝裝置工作例，冷凝管17纏繞在加壓腔7外壁，裝置工作時，冷凝液體在冷凝管17中流動，帶走加壓處理過程對加壓腔內(nèi)液體產(chǎn)生的熱量。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)；因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。

盡管本文較多地使用了圖中附圖標(biāo)記：燃油打樁機1，變徑活塞2，減震橡膠墊3，彈簧4，圓筒5，導(dǎo)桿6，加壓腔7，密封環(huán)8，連桿9，飛輪10，滾珠11，大凸輪12，大凸出部12-1，大圓弧部12-2，小凸輪13，小凸出部13-1，小圓弧部13-2，提桿14，出料針閥15，進(jìn)料針閥16，冷凝管17等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本實用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實用新型精神相違背的。