阅读说明：本技术 一种压片环境可控的压片装置及使用方法 (Tabletting device with controllable tabletting environment and use method ) 是由 范茁宁 刘福生 甘云丹 韦丁 蒋城露 华颖鑫 任月虹 张明建 刘其军 于 2019-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明涉及物理压片技术领域,具体涉及一种压片环境可控的压片装置及使用方法,包括基座、压片柱、压杆、抽真空装置和加热机构,所述基座、压片柱、压杆自下而上依次设置,所述压片柱内设置有压片通道,所述基座顶部设置有基台,所述基台上套设有第一柔性密封环,所述压杆包括限位部和设置在限位部底部的压片部,压片部上套设有第二柔性密封环。本发明利用加热机构对压片柱进行加热,通过真空泵对工作腔进行抽真空处理,使得工作腔处于负压、高温状态,让材料中的结晶水能够快速蒸发,并在真空泵的抽引下,将水蒸气排出,使得制得的压片材料致密,纯度也更高,而且压片的时间缩短,实现压片的高质量、高效率完成。(The invention relates to the technical field of physical tabletting, in particular to a tabletting device with a controllable tabletting environment and a using method thereof. According to the invention, the heating mechanism is used for heating the tabletting columns, the vacuum pump is used for vacuumizing the working cavity, so that the working cavity is in a negative-pressure and high-temperature state, the crystal water in the material can be rapidly evaporated, and the water vapor is discharged under the suction of the vacuum pump, so that the prepared tabletting material is compact and has higher purity, the tabletting time is shortened, and the high-quality and high-efficiency tabletting is realized.)

一种压片环境可控的压片装置及使用方法

技术领域

本发明涉及物理压片技术领域，具体涉及一种压片环境可控的压片装置及使用方法。

背景技术

压片，干法成型的一种，用压片机压成片状或环状。用于成型的原料粉末可以是完全干燥或有一定湿度。成型时粉末置于模子中，通常加入石墨等成型剂，以便于脱模和调节孔结构。该法的优点是能调节成型机压力，容易制得所需强度催化剂。颗粒形状规则，强度高，用于高压或高流速反应特别有利。压片时，粉末之间主要靠范德华力结合。有水存在时，毛细管压力也会增加黏结能力。成型压力不太大时，孔结构和比表面发生变化。压力太大时，除物理结构变化外，化学结构通常也改变，从而影响催化剂活性。

压片技术不仅仅在医学，生物学上有着非常重要的应用，并且在进行物理、化学、生物等领域的科学研究时，制作样品是必不可少的一个环节。目前普通的压片设备，如中国专利公开号CN103538797B公开的一种对片剂固定效果更好的压片器，包括压片膜，压片膜包括连接部和多个扇形片，所有的扇形片沿连接部的周向均匀布设，还包括连接轴，连接轴的下端设置有直径小于压片膜的伞形结构，伞形结构的开口背向连接轴，连接部的中心安装在伞形结构的中心处；在将压片膜的中心连接到伞形结构的中心后，压片膜就会被约束呈锥形，此时的压片膜自身就具有弹性和相应的收缩量；而连接轴本身刚性较强，这样避免压片膜翻转或者左右移动，这样就保证了压片膜的作用中心基本是固定的，无论瓶内的片剂堆上表面是否倾斜，压片膜仅会以自身变形去适应，而不会出现过大的倾斜。但是该压片器所压制加工出的压片，其透明度较差，纯度也较低，且压片的时间较长，与颗粒状原材料的单质密度相比，该压片器所压制出的压片的密度，减轻超过了5％。。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种压片环境可控的压片装置及其使用方法，在实际工作研究时，针对不同的材料，为达到预期的压片质量，需要控制压片环境，只有在预定的环境下，才能达到预期的压片效果。本发明提出的压片装置，利用加热机构对压片柱进行加热，通过真空泵对工作腔进行抽真空处理，使得工作腔处于负压、高温状态，让材料中的结晶水能够快速蒸发，并在真空泵的抽引下，将水蒸气排出，使得制得的压片材料致密，纯度也更高，而且压片的时间缩短，实现压片的高质量、高效率完成。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种压片环境可控的压片装置，包括基座、压片柱和压杆，其结构特点为：还包括抽真空装置和加热机构，所述基座、压片柱和压杆自下而上依次设置，在压片柱内设置有压片通道，在基座顶部设置有基台，在基台上套设有第一柔性密封环，在压杆上套设有第二柔性密封环，工作状态下，压杆和基台均插设入压片通道内；压杆的底面、压片通道和基台的顶面围合构成工作腔，所述抽真空装置用于对工作腔进行抽真空，所述加热机构用于对工作腔进行加热。

进一步的，所述压杆包括限位部和压片部，限位部和压片部连成一体，限位部的直径大于压片部的直径，并大于压片通道的内径；第二柔性密封环套设在压片部下半部且靠近底面的外圆周上，工作状态下，压片部的部分或全部均***压片通道内。

具体的，上述压片装置，所述抽真空装置包括真空泵和真空管，在压片柱的侧壁上开设有与工作腔相通的抽气孔，所述抽气孔开设在工作腔下部靠近底面的圆周上；所述真空管的一端通过抽气孔与工作腔连通，真空管的另一端与真空泵连通；真空管上设置有控制阀，在真空泵上设置有显示仪表。在实际工作过程中，在对物料进行压片时，通过控制真空泵工作，对工作腔进行抽真空，使得工作腔内压力降低，在负压状态下，物料更易被压缩成片，同时，压制成片的物料也更加紧密，此外，还有效缩短了物料压制成片的时间，提供了压片效率。在对工作腔抽真空的过程中，可以通过显示仪表查看工作腔的真空度，及时了解工作腔的真空度变化，然后根据压片需求对真空度及时作出调整，让物料在最佳的环境下进行压片，以达到预期的压片效果，提高压片效率和压片质量。

作为优选的方案，基座与基台一体成型，第一柔性密封环套设在基台的上半部分靠近顶面的圆周上。

作为更优选的方案，还包括有显示模块；在压片柱的侧壁上还开设有测温孔，所述测温孔与工作腔连通，在测温孔处设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测工作腔内的温度，温度传感器与显示模块电连接。在工作过程中，通过温度传感器和加热机构配合，控制电阻丝工作，对工作腔进行加热，同时利用温度传感器检测工作腔的温度，然后根据压片需要的温度值，控制调节器工作，调整通入电阻丝的电压，从而调整电阻丝的加热功率，使得工作腔的温度快速达到预定值，让物料在预定的环境中进行压片，以达到预期的压片效果，提高压片效率和压片质量。

进一步地，所述温度传感器为热电偶。

进一步的，上述压片装置，所述加热机构包括电阻丝和调节器，所述电阻丝缠绕压片柱设置，所述调节器用于调节通入电阻丝的电压和电流。通过将电阻丝设置为缠绕压片柱，通过调节器控制通入电阻丝的电流和电压，在压片过程中，需要对工作腔进行加热时，控制电阻丝工作，对压片柱进行加热，热量通过压片柱传递至工作腔，从而实现对工作腔的加热，同时利用温度传感器检测工作腔的温度，然后根据压片需要的温度值，控制调节器工作，调整通入电阻丝的电压，从而调整电阻丝的加热功率，使得工作腔的温度快速达到预定值，让物料在预定的环境中进行压片，以达到预期的压片效果，提高压片效率和压片质量。

优选的，还包括压力传感器，所述压力传感器设置在基座的底部，或者设置在基台的顶面，所述压力传感器与显示模块电连接。

具体的，上述压片装置，还包括驱动装置，所述驱动装置用于推动压杆向基座移动。在工作过程中，基座和压片柱固定不动，驱动装置推动压杆的压片部在压片通道内向基台移动，通过挤压工作腔内的物料，实现对物料的压片。

进一步地，所述驱动装置为千斤顶。

更优选的，所述基座、压片柱和压杆均采用金属材料制成；基座、基台、压片柱、限位部和压片部分别均为圆柱形；基台的直径与压片部的直径相同，且均不大于压片通道的直径；所述第一柔性密封环和第二柔性密封环的外径均大于压片通道的内径。

更进一步地，所述压片通道与基台的直径之差为0～0.02mm。

进一步地，所述测温孔通过密封胶封口或通过密封胶填充。通过密封胶对测温孔进行封口或通过密封胶对测温孔进行填充，使得工作腔保持密闭环境，方便真空泵工作时，对工作腔进行抽真空处理，保证设备的密闭性，从而辅助提高压片质量和压片效率。

进一步地，所述测温孔和抽气孔位于同一水平面。

进一步地，所述测温孔靠近基台，且测温孔设置在基台上方。在进行压片的过程中，由于基座上的基台和压片柱保持不动，只需要向压杆向下施加向下的压力，就能够对工作腔内的物料进行压片，而为保证工作腔的真空度和温度被实时掌控和了解，将测温孔和抽气孔设置于同一水平面，并将测温孔靠近基台，且测温孔设置在基台上方，使得测温孔和抽气孔时刻与工作腔连通，不会随着压片的进行而中断，实现实时监控、调整工作腔的真空度和温度，提高压片控制的便捷性。

上述压片装置的使用方法，包括如下步骤：

步聚S1：将压片柱的压片通道套在基座的基台上，套上后，基台与压片通道密封配合；

步聚S2：启动电阻丝，调节调节器，将工作腔的温度升温至预设温度；

步聚S3：将待压片的物料放置在工作腔内；

步聚S4：向压杆施加压力，让压片部在压片通道内朝向基台移动，当压片部进入压片通道后，开启真空泵对压片通道内抽真空；

步聚S5：通过显示模块查看工作腔内的温度和负压值，在温度和负压值均达到设定值时，继续向压杆施加压力，让压片部在工作腔内将物料压制成型；

步聚S6：压片部在工作腔内完成对物料的压片后，将压杆向上抽离出压片通道；

步聚S7：将压片柱的压片通道从基座的基台上抽出，从压片通道中取出压制成型的压片。

进一步地，在压片过程中，工作腔内真空度保持恒定。

本发明采用上述技术方案的有益效果是：本发明提出的一种压片环境可控的压片装置及其使用方法，利用加热机构对压片柱进行加热，通过真空泵对工作腔进行抽真空处理，使得工作腔处于负压、高温状态，让材料中的结晶水能够快速蒸发，并在真空泵的抽引下，将水蒸气排出，使得制得的压片材料致密，纯度也更高，而且压片的时间缩短，实现压片的高质量、高效率完成。

附图说明

图1为本发明压片装置的结构示意图；

图2为本发明压片柱的剖视图；

图中，1-基座，2-压片柱，3-压杆，4-压片通道，5-基台，6-第一柔性密封环，7-限位部，8-压片部，9-第二柔性密封环，10-工作腔，11-真空泵，12-真空管，13-电阻丝，14-调节器，15-测温孔，16-抽气孔，17-显示模块。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

如图1和图2所示，一种压片环境可控的压片装置，包括基座1、压片柱2、压杆3、抽真空装置和加热机构，所述基座1、压片柱2、压杆3自下而上依次设置，所述压片柱2内设置有压片通道4，所述基座1顶部设置有基台5，在本实施方式中，基座1与基台5一体成型。所述基台5上套设有第一柔性密封环6，且第一柔性密封环6套设在基台5的上半部分靠近顶面的圆周上；工作状态下，基台5插设在压片通道4内；所述压杆3包括限位部7和设置在限位部7底部的压片部8，限位部7和压片部8连成一体，限位部7的外径大于压片部8的直径，并大于压片通道4的内径；所述压片部8上套设有第二柔性密封环9，且第二柔性密封环9套设在压片部8的下半部分靠近底面的圆周上；工作状态下，压杆3的压片部8的部分或全部插设入压片通道4内；且压片部8底面、压片通道4和基台5的顶面围合构成工作腔10，所述抽真空装置用于对工作腔10进行抽真空处理，所述加热机构用于对工作腔10进行加热。第一柔性密封环6和第二柔性密封环9均采用能耐高温的橡胶材料制成，能耐受压片过程中工作腔10内的环境温度。

抽真空装置包括真空泵11和真空管12，在压片柱2的侧壁上开设有与工作腔10相通的抽气孔16，所述抽气孔16开设在工作腔10下部靠近底面的圆周上；所述真空管12的一端通过抽气孔16与工作腔10连通，真空管12的另一端与真空泵11连通。

在本实施式中，还设置有显示模块17和压力传感器(图中未示出)，具体地，在基座1的底部设置有压力传感器，即压力传感器设置在基座1的底部与放置该压片装置的工作台面之间；当然压力传感器也可以设置在基台5的顶部，当压力传感器设置在基台5顶部时，需要在基台5及基座1上钻设压力传感器的线缆穿孔。利用压力传感器检测物料在压片过程中所受压力大小，并将压力传感器与显示模块17进行电连接，在显示模块17上显示工作过程中的压力值，然后根据检测到的压力，针对性的调节作用于压杆3上的压力，实现压片压力的精确调节。

具体地，所述基座1、压片柱2、压杆3分别为金属材质。优选地，所述基座1、压片柱2、压杆3分别为钢材。

具体地，所述基座1、基台5、压片柱2、限位部7、压片部8分别为圆柱形。优选地，所述基台5的直径与压片部8的直径相同，且基台5的直径不大于压片通道4的直径。

具体地，所述压片通道4与基台5的直径之差为0～0.02mm。优选地，所述第一柔性密封环6和第二柔性密封环9的外径大于压片通道4的直径。

在实际工作过程中，在对物料进行压片时，通过控制真空泵11工作，对工作腔10进行抽真空，使得工作腔10内压力降低，在负压状态下，物料更易被压缩成片，同时，压制成片的物料也更加紧密，此外，在负压状态下进行压片还有效缩短了物料压制成片的时间，提高了压片效率。

具体地，所述真空管12上设置有控制阀，图中未示出。

具体地，在真空泵11上还设置有显示仪表，在对工作腔10抽真空的过程中，可以通过显示仪表查看工作腔10的真空度，及时了解工作腔10的真空度变化，然后根据压片需求对真空度及时作出调整，让物料在最佳的环境下进行压片，以达到预期的压片效果，提高压片效率和压片质量。

具体地，所述加热机构包括电阻丝13和调节器14，所述电阻丝13缠绕压片柱2设置，所述调节器14用于控制通入电阻丝13的电压和电流。通过将电阻丝13设置为缠绕压片柱2，通过调节器14控制通入电阻丝13的电压和电流，在压片过程中，需要对工作腔10进行加热时，控制电阻丝13工作，对压片柱2进行加热，热量通过压片柱2传递至工作腔10，从而实现对工作腔10的加热，同时利用温度传感器检测工作腔10的温度，然后根据压片需要的温度值，控制调节器14工作，调整通入电阻丝13的电压和电流，从而调整电阻丝13的加热功率，使得工作腔10的温度快速调整到预定值，让物料在预定的环境中进行压片，以达到预期的压片效果，提高压片效率和压片质量。

具体地，所述压片柱2的侧壁上设置有测温孔15，所述测温孔15与工作腔10连通，测温孔处设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测工作腔10的温度，温度传感器与显示模块17电连接。在工作过程中，通过温度传感器和加热机构配合，控制电阻丝13工作，对工作腔10进行加热，同时利用温度传感器检测工作腔10的温度，然后根据压片需要的温度值，控制调节器14工作，调整通入电阻丝13的电压和电流，从而调整电阻丝13的加热功率，使得工作腔10的温度快速达到预定值，让物料在预定的环境中进行压片，以达到预期的压片效果，提高压片效率和压片质量。

具体地，所述温度传感器为热电偶。

具体地，所述测温孔15通过密封胶封口或通过密封胶填充。通过密封胶对测温孔15进行封口或通过密封胶对测温孔15进行填充，使得工作腔10保持密闭环境，方便真空泵11工作时，对工作腔10进行抽真空处理，保证工作腔10的密闭性，从而辅助提高压片质量和压片效率。

具体地，所述测温孔15和抽气孔16位于同一水平面，且测温孔15和抽气孔16分别位于工作腔10的两侧，即测温孔15也开设在工作腔10下部靠近底面的圆周上。

具体地，所述测温孔15靠近基台5，且测温孔15设置在基台5上方。在进行压片的过程中，由于基座1上的基台5和压片柱2保持不动，只需要向压杆3施加向下的压力，就能够对工作腔10内的物料进行压片，而为保证工作腔10的真空度和温度被实时掌控和了解，将测温孔15和抽气孔16设置于同一水平面，并将测温孔15靠近基台5，且让测温孔15设置在基台5上方，使得测温孔15和抽气孔16时刻与工作腔10连通，不会随着压片的进行而中断，实现实时监控、调整工作腔10的真空度和温度，提高压片控制的便捷性。

具体地，所述压片装置还包括显示模块17，所述显示模块17与温度传感器连接。优选地，所述压力传感器与显示模块17连接。在进行压片的过程中，利用设置在测温孔15处的温度传感器检测工作腔10内的温度，利用压力传感器检测物料所受到的压力，并将温度传感器和压力传感器检测到的数据传递至显示模块17进行显示，让使用者及时了解工作腔10的温度、物料受到的压片压力，然后控制调节器14和驱动装置工作，根据使用需求调整工作腔10的温度和物料受到的压片压力，让压片的整个过程在可控的条件下完成。通过真空泵11上设置的显示仪表，使用者可以知悉工作腔10的真空度，然后根据使用需求，及时调整真空泵11的工作状态，从而改变工作腔10的真空度，实现定制化压片。当然，也可以将真空泵11上设置的显示仪表更换为真空度传感器，并将该真空度传感器与显示模块17电连接，这样即通过显示模块17查看工作腔10的真空度，其有益效果与设置显示仪表类似。

优选地，所述显示模块17为显示屏。

具体地，所述压片装置还包括驱动装置，所述驱动装置用于推动压杆3向基座1移动。在工作过程中，基座1和压片柱2固定不动，驱动装置推动压杆3的压片部8在压片通道4内向基台5移动，通过挤压工作腔10内的物料，实现对物料的压片。

具体地，所述驱动装置为千斤顶。

上述压片装置的使用方法，将待压片的物料放置在工作腔10内，然后向压杆3施加压力，让压片部8在压片通道4内朝向基台5移动，同时控制加热机构对压片柱2加热，使得工作腔10升温，控制抽真空装置工作对工作腔10抽真空，使得物料在加热和负压状态下进行压片。物料压制成型后，向上提起压片柱2，使压片柱2与基台5分离，然后用一细杆将压制成型后的压片从压片通道4内捅出，即可取出压制成型的压片。

具体地，在压片过程中，工作腔10内的真空度保持恒定。

具体地，在进行压片前，控制控制加热机构工作，对压片柱2进行预热。

使用本实施方式的压片装置，进行压片的操作方法，包括如下步骤：

步聚S1：将压片柱2的压片通道4套在基座1的基台5上，套上后，基台5与压片通道4密封配合；

步聚S2：启动电阻丝13，调节调节器14，将工作腔10的温度升温至预设温度；

步聚S3：将待压片的物料放置在工作腔10内；

步聚S4：向压杆3施加压力，让压片部8在压片通道4内朝向基台5移动，当压片部8进入压片通道4后，开启真空泵11对压片通道4内抽真空；

步聚S5：通过显示模块17查看工作腔10内的温度和负压值，在温度和负压值均达到设定值时，继续向压杆3施加压力，让压片部8在工作腔10内对物料进行压制成型；

步聚S6：压片部8在工作腔10内完成对物料的压片保持时间后，将压杆3向上抽离出压片通道4；

步聚S7：将压片柱2的压片通道4从基座1的基台5上抽出，从压片通道4中取出压制成型的压片。

试验例

将硝酸铵材料进行压片，一般的硝酸铵里含有结晶水，单纯的施加压力压出来的硝酸铵是接近色且透明度很差的样品，而在通过本申请压片装置进行压片处理时，首先将压杆3中从压片柱2中抽离，然后将硝酸铵材料放置在压片柱2的压片通道4内，然后再将压杆3的压片部8***压片通道4内，控制加热机构和真空泵12工作，利用加热机构对压片柱2进行加热，热量通过压片柱2传递至工作腔10，实现对工作腔10的加热，并将工作腔10的温度加热至100℃，利用真空泵11对工作腔10进行抽真空处理，一方面使得工作腔10内压力降低，在负压状态下，物料更易被压缩成片，而且压制成片的物料也更加紧密，另一方面，在工作腔10处于负压状态时，利用压片部8向基台5移动，减小压杆3的移动阻力，在工作腔10的温度和真空度达到预定值后，保持工作腔10内温度和压力恒定，然后控制驱动装置工作，利用驱动装置推动压杆3的压片部8在压片通道4内向基台移动，通过挤压工作腔内的物料，实现对物料的压片，压片过程中控制压力为20MPa，在该工作压力下，同时由于工作腔10处于负压、高温状态，使得硝酸铵材料中的结晶水能够快速蒸发，并在真空泵的抽引下，将水蒸气排出，使得制得的硝酸铵片材质致密，密度达到1.69g/cm³，而常态下颗粒状硝酸铵的单质密度为1.72g/cm³，与原料相比，其密度相差约1.7％，且透明度好，纯度高，而且压片的时间短，实现压片的高质量、高效率完成。另外，采用相同的方法对硫进行压片处理，压片过程中控制压力为20MPa，工作腔的温度为40℃，压制得到的硫片材密度为2.03g/cm³，常态下颗粒状的硫的单质密度为2.07g/cm³，且连续压制十片以上，密度相差不超过2％，得到的硫片材密度非常稳定，同时表面非常光滑，透明度有了明显的提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。