CN100394999C - 多功能提取设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新的多功能提取设备，包括一具有顶盖(1)和底盖(22)的罐体(2)和设置在罐体(2)内的超声换能器(12)，其特征在于，还包括一圆形的涡轮底盘(13)，所述的涡轮底盘(13)上设置有过滤通道(13a)。此外，本发明的多功能提取设备还包括一微孔板式过滤器(3)和用于使液体回流的回流装置，所述的微孔板式过滤器上设置有过滤通道(3a)，所述的回流装置可以包括按顺序相连接的提取液收集通道(4)、提取液收集口(5)、泵(14)和提取液出口(21)。本发明克服了现有技术的不足，从多方面对现有技术进行改进，从而提供了一种提取效率高、适合工业化大批量生产的功能提取设备。

Description

多功能提取设备

技术领域

本发明涉及一种提取设备，尤其涉及一种多功能的提取设备，可以从固体或液体物料中提取所需的有效成分，适用于医药、食品、化工等行业，尤其适用于中药原料药有效成分的动态提取。

背景技术

传统的用于提取中药有效成分的提取设备一般是利用罐体中间的搅拌桨实现原料药与药液的混合，通过夹层通蒸汽实现加热，从而达到蒸煮提取有效成分的目的。这种设备在使用的过程中，由于蒸煮需要的时间较长，产生的泡沫多，提取效率不高；另外，由于传统的提取设备多为倒锥形罐体，即罐体直径上大下小，因此造成了排渣困难、过滤网易堵塞、不便清洗等一系列问题。

在改进的提取工艺中，利用超声波来加强提取效果、缩短提取时间已经成为一种公知的技术。实用新型专利02236892.2(授权公告号CN2551313Y)公开了一种超声波多功能提取设备，如图1所示，其在罐体内中心位置安装了一个长方体形状的浸入式超声波换能器12，从而实现了常温提取。但是该实用新型仍然存在许多有待改进的地方。其一、该实用新型的回流装置是通过从罐顶伸向罐内底部附近的提取液吸出管6、回流管线8以及提取液动态接管9实现的。虽然可以利用泵的作用将罐体内的液体通过提取液吸出管6泵出，并通过回流管线8，从提取液动态接管9返回罐体内，但是由于提取液吸出管口径的限制，回流的效率并不高，而且还容易发生管道被物料堵塞的问题。其二、罐体的形状仍然是倒锥形，且卸渣管的口径相对较小，使得物料易堆积在罐底，阻塞卸渣管11。其三，超声波换能器12用支架固定在罐体中心位置，振动效率不高。显然，这样的提取设备是不适合工业化大批量生产的。

另一中国专利00219080.X(授权公告号CN 2401245Y授权公告日2000.10.18)公开了一种螺旋式连续逆流超声波浸出设备，其主体为螺旋或旋桨推进式提取器，在其外壁上安装有超声波换能器以提高工作效率，从而提供了超声换能器的另外一种应用形式，但仍然没有解决其他两个问题。

上述两个专利所公开的装置存在的共同问题是：①回流形式及超声换能器的应用仍然没有显著地提高提取率；②传统的蒸汽加热装置热交换不充分；③罐体仍为倒锥形，排渣困难，过滤网易堵塞的情况没有得到改观。

所以，开发进一步提高提取率、增强热交换且排渣方便的提取设备非常必要。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种提取效率高、热交换充分且排渣方便的改良的提取设备，在罐体内的底部设置一个圆形平板状的涡轮底盘，所述的涡轮底盘位于罐体底部，固装在底盖上，其上设置有均匀分布的过滤通道。所述的过滤通道是在涡轮底盘上形成的上窄下宽的楔形空隙，与涡轮底盘的轴心线形成一定角度，能够使提取液在从提取液出口进入罐体、通过涡轮底盘上的过滤通道向上打入的时候，形成涡流或湍流。其原理在于，当提取液经过泵抽入提取液出口，从过滤通道较宽的下口进入、较窄的上口流出的时候，液体在楔形空隙里受到挤压而形成一定的压力，同时，楔形空隙(过滤通道)的开口方向又不与涡轮底盘的轴心线平行，使得提取液从过滤通道冲出的时候其喷射的方向也不是垂直向上，而是形成一定的倾斜角度。因此，从各个过滤通道向上喷射的提取液在罐体底部形成了由下向上的涡流或湍流，从而实现了对罐体内物料和液体的搅拌。涡轮底盘混合物料的效果显著优于传统的搅拌桨，同时又不占据罐体内的空间。因此，本发明的涡轮底盘不但有利于回流的提取液和物料充分混合，提高搅拌的效率；同时也节省了罐体内的空间。另外，从下至上的涡流或湍流还有冲渣的作用，使物料不能沉积于罐体而堵塞回流通道。

进一步地，本发明的多功能提取设备还包括一微孔板式过滤器，取代了现有技术中的提取液吸出管。所述的微孔板式过滤器上具有过滤通道，可以使液体经由过滤通道大面积地渗出，提高回流的效率，减少罐体内的泡沫。微孔板式过滤器与罐体内壁之间形成了一个腔体，可以容纳从过滤通道渗出的液体。其中，所述的过滤通道可以通过普通的网筛式过滤装置实现，也可以用其他形状如小孔或条状缝隙等形式实现。

根据本发明的目的，本发明的提取设备还包括一与上述的微孔板式过滤器相连的提取液回流装置，包括提取液收集通道、提取液收集口、提取液出口和泵。其中，提取液收集通道是设置在罐体内靠近中部位置的环形通道，与微孔板式过滤器和罐体内壁之间的腔体相通，可以容纳从过滤器渗出的液体。提取液收集口是设置在提取液收集通道上通向罐体外的一个开孔，通过在罐体外的泵与设置在罐体底部的提取液出口相连，所述的提取液出口是设置在罐体底部的一个开孔。提取液从罐体内通过微孔板式过滤器渗入腔体，流经提取液收集通道从提取液收集口流向泵，通过泵的作用再从位于罐体底部的提取液出口打入罐体内，从而完成提取液在罐体内-外-内循环回流的过程。提取液的回流能够实现对物料的多次往复提取，有利于提高提取率。

进一步地，本发明的提取设备还可以通过改变罐体的形状进一步提高超声波振动的效率以及改善排渣，比如可以使罐体的形状为直径从上到下逐渐增大的塔形。与一般的倒锥形罐体相比，塔形结构的罐体不但更有利于超声波在其体内的传播，而且较大的下口使得堆积的物料更容易倾泻。

根据本发明的目的，本发明的提取设备还可以包括改进的蒸汽夹层。所述的蒸汽夹层是位于罐体内下半部的由双层夹板形成的一个空腔体，所述的双层夹板之间以焊接的方式用规则分布的焊点或焊缝固连，将双层夹板之间的空间间隔成多个螺旋状的蒸汽通道，使得蒸汽能够沿着螺旋通道反复循环，以充分提高蒸汽夹层的热交换性能。

进一步地，本发明的提取设备还可以通过组合超声换能器改善超声换能器的振动效果。所述的组合超声换能器包括一中空的腔体及置于腔体内的超声换能器单元；优选的，所述组合超声换能器包括一柱状的中空腔体，在该腔体内设置有至少两个超声换能器单元，所述的超声换能器单元固定在腔体的两端面内侧的相对应的位置上。其作用原理如下：超声换能器单元在柱状腔体内的两端振动，使腔体产生共振，从而产生以腔体为新的超声波振动源的立体环状的超声波。这种结构产生的超声波面积大，效率高，能够很好地解决单个超声换能器(单元)产生的振动波方向单一的问题，从而大大提高了超声振动的效果和效率。此外，所述的腔体内还可以含有液态介质，以进一步增强超声波的振动效果。

本发明的技术效果在于：首先，通过在罐体内壁安装微孔板式过滤器，取代了传统的管式的提取液吸出装置，极大地提高了回流效率，消除了蒸煮时易出现的泡沫，解决了回流管道易阻塞等问题。其次，在罐体内底部设置涡轮底盘代替传统的搅拌桨，使回流入罐内的提取液在罐体底部形成由下往上逆行的涡流或湍流，不但提高了搅拌的效率和提取液的回流效率，而且节省了罐体内的空间。此外，本发明还提供了一种直径从上至下逐渐增大的塔形结构的罐体，不但很好地解决了传统的倒锥形罐体排渣难的问题，而且有利于超声波在罐体内的扩散传播，帮助提高超声波的振动效果。而且，本发明提供的具有螺旋通道的蒸汽夹层大大提高了热交换的效率，充分利用了蒸汽热能。最后，本发明还对提取设备中的超声换能器进行了改进，利用空腔共振的原理，提供了一种组合超声换能器，大大提高了振动效率。简言之，本发明克服了现有技术的不足，从多方面对现有技术进行改进，从而提供了一种提取效率高、适合工业化大批量生产的功能提取设备。

附图说明

图1表示现有的超声波提取设备；

图2是本发明的超声波提取设备的优选实施例的结构示意图；

图3是涡轮底盘的优选实施例的结构示意图；

图4是图5的横端面剖视的局部放大图；

图5是微孔板式过滤器的实施例之一的结构示意图；

图6是微孔板式过滤器的又一实施例的结构示意图；

图7是蒸汽夹层的实施例之一的结构示意图；

图8是蒸汽夹层的又一实施例的结构示意图；

图9是组合超声换能器的结构示意图；

图中，相同的标号表示相同的部件，其中：

1-顶盖              2-罐体              3-微孔板式过滤器    3a-过滤通道

4-提取液收集通道    5-提取液收集口      6-提取液吸出管      7-腔体

8-回流管线          9-提取液动态接管    10-蒸汽夹层         11-卸渣管

12-超声换能器       12a-空腔            12b-超声换能单元    13-涡轮底盘

13a-过滤通道        14-离心泵           15-蒸汽盒           16-观察镜

17-投料口           18-刚性管           19-超声波发生器     20-开盖气缸

21-提取液出口       22-底盖

具体实施方式

以下通过优选的实施例对本发明进行详细的描述，但不构成对本发明的限制。

如图2所示，该设备的主体为塔形结构的罐体2，罐体2的顶部具有顶盖1、底部具有底盖22，从而形成一个密封的整体。顶盖1上设置有观察镜16和用于投放物料和液体的投料口17。用于搅拌物料的浸入式组合超声换能器12通过经由顶盖1上的孔伸入罐内的中空的刚性管18悬吊在罐体2内，其下端靠近但不接触罐体2的底部，上端则没入混合液中。刚性管18以焊接的方式固定在顶盖1上，连接导线(图中未画出)从刚性管中穿过，一头连接组合式超声换能器12，另一头连接罐体外的超声波发生器19。

如图2所示，罐体2通体分为三层，最外层为外壳，中间为钢板夹层，最里层为内壁。其中，最里层的内壁的上半部即微孔板式过滤器3，下半部是组成蒸汽夹层10的内壁。在罐体2靠近中部的位置设置有环形的提取液收集通道4，将罐体2的中间钢板夹层和内壁之间的空隙从中隔开为不相通的两个部分，上部的腔体7可以容纳从微孔板式过滤器渗出的液体，下部的空隙可以容纳从罐体外通入的蒸汽(蒸汽的出入口图中未给出)。提取液收集通道4与腔体7相通，提取液收集通道4上还设置有通向罐体2外的提取液收集口5，提取液收集口5又通过软管和罐体外的离心泵14相连，离心泵14的另一头则与设置在罐体2底部的提取液出口21相连。底盖22的底部设置有蒸汽盒15，用于容纳从底部的管道(图中未给出)通入的蒸汽。罐体2的底部还设置有涡轮底盘13，涡轮底盘13为一圆形的平板，通过螺钉固定在底盖上，如图5所示，涡轮底盘上具有过滤通道13a。罐体2外安装有开盖汽缸20，可以把底盖22连同固定在其上的涡轮底盘13一同打开，将罐体内的物料或渣很方便地排出。

如图3所示，为本发明的涡轮底盘13的一个优选实施例，在圆形的板式涡轮底盘上放射状地分布着许多过滤通道13a。如图4所示，为纵向截取涡轮底盘13的部分剖视图，从图中可以看出，过滤通道13a是在涡轮底盘上纵向形成的上口窄、下口宽的楔形空隙，使得液体在从较宽的下口进入、从较窄的上口出来的时候，由于在楔形空间中受到挤压而形成了一定的压力，同时，由于楔形空隙与涡轮底盘13的轴心线形成一定的角度，因此液体向上涌出的时候并非垂直向上，而是与垂直平面成一定的角度喷出。如此，从众多过滤通道(楔形空隙)向上喷出的提取液就能够形成持续向上冲的涡流或湍流。

如图5所示，为本发明优选实施例之一的微孔板式过滤器3，微孔板式过滤器3上均匀分布着竖条状的过滤通道3a，其竖条状的缝隙便于罐内的液体通过，可以有效地提高提取液的渗出效率，同时对固体颗粒起到一定的过滤作用。

如图6所示，为本发明的微孔板式过滤器3的另一个优选实施例，微孔板式过滤器3上均匀分布着网格状的过滤通道3a，也有利于提取液大面积地渗出，同时起到对固体颗粒起到一定的过滤作用。

在本发明的又一实施例中，微孔板式过滤器3的过滤通道3a比涡轮底盘13的过滤通道13a较小，因此即使罐体内有能够通过微孔板式过滤器3的固体颗粒物进入回流装置，也不会在回流之后堵塞回流通道。

如图7所示，为本发明的蒸汽夹层10的一个优选实施例，蒸汽夹层10是由罐体2的内壁和中间钢板夹层的下半部共同组成的。内壁和夹层之间用焊点固定连接，焊点的分布形状如图7所示，通入的蒸汽从焊点之间的空隙通过，从而形成有规律的循环。

如图8所示，为本发明的蒸汽夹层10的又一个优选实施例，蒸汽夹层10仍然是由罐体2的内壁和中间夹层的下半部分共同组成。内壁和夹层之间用焊缝固定连接，焊接现的分布形状如图8所示，焊接条将内壁和夹层之间的空间分隔成相对独立的螺旋状通道，能够使通入的蒸汽按照一定的方向沿螺旋通道循环。

如图9所示，为本发明的一个优选实施例的组合式超声换能器12，包括一个柱状的空腔12a、一对超声换能单元12b，所述的超声换能单元12b以焊接的形式固定在空腔12a两端的内侧。在空腔12a的腔体内装有煤油。

以上对通过实施例对本发明作出了详细的描述，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明实质和范围的情况下，可以进行修改和变形。比如，微孔板式过滤器上的过滤通道可以是其他形状如类似圆形的孔；又比如，涡轮底盘上的过滤通道也可以是其他诸如长条形的斜孔等；又比如，还可以其他方式在蒸汽夹层上设置蒸汽通道，或者在超声换能器的空腔内装入其他液体介质，也能达到同样的目的。

Claims (9)

1.一种多功能提取设备，包括一具有顶盖(1)和底盖(22)的罐体(2)和设置在罐体(2)内的超声换能器(12)，其特征在于，还包括一圆形平板状的涡轮底盘(13)，所述的涡轮底盘(13)位于罐体(2)底部，固装在底盖(22)上；该涡轮底盘(13)上设置有过滤通道(13a)，所述的过滤通道(13a)是在涡轮底盘(13)上形成的上窄下宽的楔形空隙，与涡轮底盘(13)的轴心线形成一定角度。

2.如权利要求1所述的多功能提取设备，其特征在于，还包括套设在罐体(2)内的微孔板式过滤器(3)和用于使液体回流的回流装置，所述的回流装置与微孔板式过滤器(3)相连。

3.如权利要求2所述的多功能提取设备，其特征在于，所述的回流装置包括按顺序相连接的提取液收集通道(4)、提取液收集口(5)、泵(14)和提取液出口(21)，其中，提取液收集通道(4)还和所述的微孔板式过滤器(3)相连，而提取液出口(21)设置在罐体(2)的底部。

4.如权利要求2所述的多功能提取设备，其特征在于，所述微孔板式过滤器上具有过滤通道(3a)，所述的的过滤通道(3a)是条状的微小缝隙，或是圆孔状或方格状的微孔。

5.如权利要求4所述的多功能提取设备，其特征在于，所述微孔板式过滤器(3)上的过滤通道(3a)比涡轮底盘(13)上的过滤通道(13a)小。

6.如权利要求1所述的多功能提取设备，其特征在于，所述的罐体(2)的形状为从上至下直径逐渐增大的塔形。

7.如权利要求1所述的多功能提取设备，其特征在于，还包括一套设在所述的罐体(2)内的蒸汽夹层(10)，所述的蒸汽夹层(10)的两层夹板之间具有螺旋状的蒸汽通道。

8.如权利要求7所述的多功能提取设备，其特征在于，所述的蒸汽通道是由连接两层夹板的焊点或焊缝构成的。

9.如权利要求1所述的超声波提取设备，其特征在于，所述的超声换能器(12)为组合超声换能器，包括一柱状的空腔(12a)和固定在空腔(12a)内的超声换能单元(12b)。

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