CN103230694A

CN103230694A - 用于花草汁液提取的固液分离一体机

Info

Publication number: CN103230694A
Application number: CN2013101692560A
Authority: CN
Inventors: 邓飞; 张付祥
Original assignee: Hebei University of Science and Technology
Current assignee: Hebei University of Science and Technology
Priority date: 2013-05-10
Filing date: 2013-05-10
Publication date: 2013-08-07
Anticipated expiration: 2033-05-10
Also published as: CN103230694B

Abstract

用于花草汁液提取的固液分离一体机，其左侧为固液混合物分离机构，具有支座（1）支撑整台机器，外壳（2）是空心圆锥形状，外壳（2）的下端的波浪形左侧谷底安装一个固形物排出管（21），在波浪形的右侧谷底安装一个出液管（20），密封挡板（7）安装在外壳（2）内侧波浪形峰顶和转鼓（9）之间，和转鼓（9）通过密封环（8）连接，转鼓（9）在密封挡板（7）内部旋转；转鼓（9）固定在外壳（2）的内部，转鼓电机（3）固定在支座（1）的左侧高台上，转鼓电机轴（4）穿过外壳（2）的左端面板和转鼓（9）的左侧板固定联接，带动转鼓（9）转动，设备的右侧是绞碎机构。本发明的一体机保证分离率，提高生产率。

Description

用于花草汁液提取的固液分离一体机

技术领域

本发明涉及一种机械装置，具体涉及用于花草汁液提取的固液分离一体机。

背景技术

很多鲜花、叶片或鲜草中富含各种人类生活需要的成分，例如可以从果树鲜花中提取香料用于绿色化妆品制造，从一些木本植物或草本植物的叶片、叶颈或果实中提取药物成分用于药品制造，并且绝大多数植物在经过提炼后剩余的残渣可用作动物饲料，因此这个行业是一个完全绿色的制造行业。制造提炼的第一步一般都是首先将它们的汁液分离出来，然后再进行深加工，花草汁液一般属于易挥发成分，要求采摘后迅速进行汁液提取，否则经过较长的储运时间后，提取率会很低；花草汁液在提取过程中所使用的设备最好是能够不间断工作的全封闭设备，甚至是易于运输到采摘场地的机动设备，以防止原植物在采摘后有效成分损耗过大，从而提高提取率。

目前市场上没有专门用于花草汁液提取的设备，在生产时均用普通工业绞碎机和离心机代替，具有以下几个缺点：首先，绞碎和分离是由两台机器分两个工序完成，生产过程不连贯，损耗大、效率低；其次，目前离心机工作方式一般是间断式的，固液混合物进入离心机后，经过固液分离后，要停机用螺旋桨将残渣运出并对转鼓壁进行清理，因此设备笨重、效率低；再次，工业用搅碎机和离心机的体积庞大，不适合移动式生产，需要将原料运到固定的厂区进行加工，原材料运输时间比较长，损耗大；最后，生产过程密闭性差，有益物质挥发较多。

发明内容

基于以上原因，本发明提出一种用于花草汁液提取的固液分离一体机，本发明的整体空间结构左侧为固液混合物分离机构，支座1是一个整体支撑机构，负责支撑整台机器，外壳2是空心圆锥形状，外壳2的左侧圆锥形上有一个波浪形变形，在外壳2的下端的波浪形左侧谷底安装一个固形物排出管21，在波浪形的右侧谷底安装一个出液管20，密封挡板7安装在外壳2内侧波浪形峰顶和转鼓9之间，和转鼓9通过密封环8连接，转鼓9在密封挡板7内部旋转；转鼓9固定在外壳2的内部，转鼓电机3固定在支座1的左侧高台上，转鼓轴4穿过外壳2的左端面板和转鼓9的左侧板固定联接，带动转鼓9转动，密封轴承5负责支撑转鼓轴4和外壳2的左侧板，既起到支撑转鼓轴4的作用，又起到密封作用，外壳2的右端面板被输料管15穿过，它们之间通过密封滑动轴承17支撑和联接，输料管15通过密封滚动轴承19和转鼓9右端面板联接，转鼓9既可以围绕输料管15旋转，同时输料管15可以将固液混合物输送入转鼓9内部；设备的右侧是绞碎机构，绞碎机构上端是绞碎壳体10，绞碎壳体10的上端为喇叭口形状，待加工的花草叶片等原材料从此处放入，绞碎壳体10中间部分为空心圆柱形状，圆柱内部上侧为粗铰刀11，粗铰刀11下侧为粗筛网12，粗筛网12下侧为细铰刀13，细铰刀13下侧为细筛网14，细筛网14下端的绞碎壳体10联接输料管15，输料管15为L型形状，另一端和外壳2及转鼓9的右端面联接，两把铰刀联接在穿过两个筛网和输料管15的铰刀轴16上，铰刀轴16的下端和铰刀电机18联接，铰刀电机18固定在支架1右侧高台上。

转鼓9的左端面为圆形，刚性材料制作，左端面中心和转鼓电机3固定联接，右端面为椭圆形，如图5所示，椭圆形的中心和输料管15联接，整个转鼓9以转鼓轴4和输料管15为中心旋转；转鼓9由D—D剖面处的椭圆形截面渐变到C—C剖面处的圆形截面，是半径逐渐变大的不规则对称锥形结构；从C—C剖面处到B—B剖面处，均为圆形截面，是半径逐渐变大的规则锥形结构；由B—B剖面到A—A剖面，是圆形截面，空心圆柱形状；CD段的转鼓截面如图7所示，由转鼓外壳9-1、高频弹性材料9-2、弹性材料固定网9-3、震动球固定网9-4、震动球9-5、滤网9-6组成，弹性材料固定网9-3将高频弹性材料9-2按点阵状固定，震动球固定物9-4将震动球9-5按点阵状固定；在BC段和密封挡板7到B段，如图6所示，由转鼓外壳9-1、滤网9-6组成，从A处到密封挡板7处，由转鼓外壳9-1组成，此处转鼓外壳9-1相对较厚；在A处到密封挡板7处，安装有出料管6，如图2所示，均匀安装在转鼓外壁上，出料管6的外口形状为弧形粗头形状，以增加转鼓9旋转时出料管6的伯努利效应。

本发明的一体机主要进行了以下创新：

首先，通过对花草类固液混合物进行研究发现，此类混合物的粘性较小，因此设计了一种锥形和圆柱形相结合的转鼓，当固液混合物在转鼓锥形区域高速旋转时，汁液被甩出转鼓的同时，固形物能够自动沿着转鼓锥角向转鼓圆柱端移动，而在转鼓圆柱端，针对不同特性的固液混合物，可以通过控制固液混合物的进料速度来间接控制固液混合物在转鼓圆柱区域的离心工作时间，从而能够保证分离率；

其次，由于固液混合物刚流入转鼓时粘度最大，为了避免此处转鼓滤网被堵塞，本发明创新设计了一种椭圆形转鼓内壁高频振动结构，使滤网不易被固形物堵塞，因此省去了普通离心机的转鼓清淤机构；

再次，为了保证生产过程的密闭性，创造性的将伯努利原理用于固形物残渣输出的设计，省去了笨重的螺旋桨出料机构；最后，在保证小型化的前提下将搅碎机构和离心机构进行一体化设计，既可提高生产效率，而且还可以将设备迅速运输到需要的工作地点快速投入现场工作，保证最佳的生产状态。

附图说明

图1是本发明用于花草汁液提取的固液分离一体机整体结构图；

图2是本发明用于花草汁液提取的固液分离一体机的出料管处的A—A剖视图；

图3是本发明用于花草汁液提取的固液分离一体机的转鼓的B—B剖视图；

图4是本发明用于花草汁液提取的固液分离一体机的转鼓的C—C剖视图；

图5是本发明用于花草汁液提取的固液分离一体机的转鼓的D—D剖视图；

图6是本发明用于花草汁液提取的固液分离一体机的转鼓的E处的局部结构放大图；

图7是本发明用于花草汁液提取的固液分离一体机的转鼓的F处的局部结构放大图；

图8是本发明用于花草汁液提取的固液分离一体机的转鼓的F处的震动球固定网9-4的G—G剖视图。

具体实施例

基于以上目的，本发明主要包括：支座1、外壳2、转鼓电机3、转鼓轴4、密封轴承5、出料管6、密封挡板7、密封环8、转鼓9、绞碎壳体10、粗铰刀11、粗筛网12、细铰刀13、细筛网14、输料管15、铰刀轴16、密封滑动轴承17、铰刀电机18、密封滚动轴承19、出液管20、固形物排出管21；其中转鼓9包括转鼓外壳9-1、高频弹性材料9-2、弹性材料固定网9-3、震动球固定网9-4、震动球9-5、滤网9-6。

具体空间结构如图1—图8所示：图1为整体结构图、图2为出料管6处的A—A剖视图、图3为转鼓9上B—B剖视图、图4为转鼓9上C—C剖视图、图5为转鼓9上D—D剖视图、图6为转鼓9上E处局部结构放大图、图7为转鼓9上F处局部结构放大图、图8为转鼓9上F处震动球固定网9-4的G—G剖视图。

本发明的整体空间结构左侧为固液混合物分离机构，支座1是一个整体支撑机构，负责支撑整台机器，外壳2是空心圆锥形状，外壳2的左侧圆锥形上有一个波浪形变形，在外壳2的下端的波浪形左侧谷底安装一个固形物排出管21，在波浪形的右侧谷底安装一个出液管20，密封挡板7安装在外壳2内侧波浪形峰顶和转鼓9之间，和转鼓9通过密封环8连接，转鼓9在密封挡板7内部旋转；转鼓9固定在外壳2的内部，转鼓电机3固定在支座1的左侧高台上，转鼓轴4穿过外壳2的左端面板和转鼓9的左侧板固定联接，带动转鼓9转动，密封轴承5负责支撑转鼓轴4和外壳2的左侧板，既起到支撑转鼓轴4的作用，又起到密封作用，外壳2的右端面板被输料管15穿过，它们之间通过密封滑动轴承17支撑和联接，输料管15通过密封滚动轴承19和转鼓9右端面板联接，转鼓9既可以围绕输料管15旋转，同时输料管15可以将固液混合物输送入转鼓9内部；设备的右侧是绞碎机构，绞碎机构上端是绞碎壳体10，绞碎壳体10的上端为喇叭口形状，待加工的花草叶片等原材料从此处放入，绞碎壳体10中间部分为空心圆柱形状，圆柱内部上侧为粗铰刀11，粗铰刀11下侧为粗筛网12，粗筛网12下侧为细铰刀13，细铰刀13下侧为细筛网14，细筛网14下端的绞碎壳体10联接输料管15，输料管15为L型形状，另一端和外壳2及转鼓9的右端面联接，两把铰刀联接在穿过两个筛网和输料管15的铰刀轴16上，铰刀轴16的下端和铰刀电机18联接，铰刀电机18固定在支架1右侧高台上。

转鼓9的的左端面为圆形，刚性材料制作，左端面中心和转鼓电机3固定联接，右端面为椭圆形，如图5所示，椭圆形的中心和输料管15联接，整个转鼓9以转鼓轴4和输料管15为中心旋转；转鼓9由D—D剖面处的椭圆形截面渐变到C—C剖面处的圆形截面，是半径逐渐变大的不规则对称锥形结构；从C-—C剖面处到B—B剖面处，均为圆形截面，是半径逐渐变大的规则锥形结构；由B—B剖面到A—A剖面，是圆形截面，空心圆柱形状；CD段的转鼓截面如图7所示，由转鼓外壳9-1、高频弹性材料9-2、弹性材料固定网9-3、震动球固定网9-4、震动球9-5、滤网9-6组成，弹性材料固定网9-3将高频弹性材料9-2按点阵状固定，震动球固定物9-4将震动球9-5按点阵状固定；在BC段和密封挡板7到B段，如图6所示，由转鼓外壳9-1、滤网9-6组成，从A处到密封挡板7处，由转鼓外壳9-1组成，此处转鼓外壳9-1相对较厚；在A处到密封挡板7处，安装有出料管6，如图2所示，均匀安装在转鼓9外壁上，出料管6的外口形状为弧形粗头形状，以增加转鼓9旋转时出料管6的伯努利效应。

具体工作过程：

当转鼓电机3和铰刀电机18工作时，转鼓9和两把铰刀分别高速转动，要处理的花草叶片等原材料被送入绞碎壳体10内，首先被粗铰刀11绞碎，当碎物直径低于粗筛网12的孔径时，碎物流入细铰刀13工作的壳体区域内，被细铰刀13绞碎成粥状固液混合物，达到规定的细度时，通过细筛网14流入输料管15，通过输料管15流入转鼓9内部；双层铰刀和粗细筛网14的设计结构，可以保证连续进料过程中绞碎效果，从而提高绞碎的效率；固液混合物流入转鼓9的左端后，由于转鼓9高速转动的离心作用，固液混合物中的部分液体逐步被甩过滤网9-6，通过转鼓外壳9-1流入到外壳2和转鼓9之间的空腔内，靠重力作用从出液管20流出并被收集，剩余在转鼓9内部的的混合物汁液含量逐渐减少，并且受锥形转鼓锥形斜壁的作用力的影响，会逐渐向左端移动并且在移动过程中持续将其中剩余的液体甩出转鼓9，当混合物运动到B处时，锥形斜壁的作用力影响消失，此处由于转鼓9的直径最大，因此离心作用最大，可以进一步将剩余混合物中的液体甩出转鼓9；由于输料管15的进料过程是连续的，在B处会逐渐形成混合物的堆积现象，后面进入输料管15的混合物会逐渐堆积到锥形斜壁上，对左面的混合物有一个向左的推力，并且由于在转鼓9的左端安装两组有一定高度的出料管6，当转鼓9高速旋转时，出料管6的外端口的转速虽然和内孔口转速一致，但是线速度不一样，外端口的线速度要大于内孔口的线速度，并且在出料管6的外端口设计为粗头圆弧形状，因此外端口的空气流速要远大于内孔口的空气流速，根据伯努利原理，出料口9的外端口处气压要低于内孔口处气压，会对转鼓9内的剩余固形物残渣有一个吸力，这样，转鼓9内的剩余固形物残渣在吸力和右侧推力的作用下，会逐渐移动到出料口9的内孔口处并被甩出转鼓9，受重力作用从固形物排出管21排出。设计AB段为空心圆柱状的目的是由于花草的品种不同，固液混合物的粘度也不同，为了保证分离率，进行分离的时间因此不同，因此针对不同的固液混合物，可以通过控制输料管15内固液混合物的流入速度，来控制在B处混合物的堆积情况，从而控制对固形物向左的推力，以此达到控制混合物在B处到密封挡板7处圆柱内壁的离心工作时间的目的，密封挡板7的作用是为了分隔外壳2和转鼓9之间被甩出的残渣和分离的汁液。

为了防止有些粘性较大的固液混合物堵塞滤网9-6，从转鼓D处至C处，转鼓9截面形状是从椭圆逐渐变化为圆形，当转鼓9高速转动时，由于椭圆长轴和短轴的长度差，根据向心力原理，在椭圆区域的每一个截面，转鼓9旋转一圈，向心力不是恒定的，会随着旋转直径的不同而发生周期性变化，因此椭圆区域的转鼓外壳9-1设计成刚性不变形材料，而震动球9-5和高频弹性材料9-2紧密接触，并且随着向心力的不同而发生弹性变形，因此当转鼓9高速转动时，震动球9-5受到周期性变化的向心力作用以及高频弹性材料9-2弹性变形力的作用，因此发生高频振动，高频振动传递给滤网9-6，滤网9-6的高频振动和锥形斜壁的向左分力都作用在固液混合物上，使固液混合物不易附着在滤网9-6上，再由于花草汁液的粘度相对偏小，因此本机构不用再安装转鼓清淤装置；在转鼓C处左端，设计为圆形截面，是由于固液混合物从D处运动到C处后，绝大部分液体已经被分离，因此剩余混合物基本没有粘度，不会再发生滤网堵塞，因此为了减轻设备重量和复杂程度，不再设计成高频振动机构。

由以上工作过程可知，本设备在工作时是连续的，不需要清淤装置和残渣输出装置，并且是全封闭生产，因此设备整体小巧，工作可靠，分离效率高。

Claims

1.用于花草汁液提取的固液分离一体机，其左侧为固液混合物分离机构，支座（1）支撑整台机器，外壳（2）是空心圆锥形状，外壳（2）的左侧圆锥形上有一个波浪形变形，在外壳（2）的下端的波浪形左侧谷底安装一个固形物排出管（21），在波浪形的右侧谷底安装一个出液管（20），密封挡板（7）安装在外壳（2）内侧波浪形峰顶和转鼓（9）之间，和转鼓（9）通过密封环（8）连接，转鼓（9）在密封挡板（7）内部旋转；转鼓（9）固定在外壳（2）的内部，转鼓电机（3）固定在支座（1）的左侧高台上，转鼓轴（4）穿过外壳（2）的左端面板和转鼓（9）的左侧板固定联接，带动转鼓（9）转动，密封轴承（5）负责支撑转鼓轴（4）和外壳（2）的左侧板，既起到支撑转鼓轴（4）的作用，又起到密封作用，外壳（2）的右端面板被输料管（15）穿过，它们之间通过密封滑动轴承（17）支撑和联接，输料管（15）通过密封滚动轴承（19）和转鼓（9）右端面板联接，转鼓（9）既可以围绕输料管（15）旋转，同时输料管（15）可以将固液混合物输送入转鼓（9）内部；设备的右侧是绞碎机构，绞碎机构上端是绞碎壳体（10），绞碎壳体（10）的上端为喇叭口形状，待加工的花草叶片等原材料从此处放入，绞碎壳体（10）中间部分为空心圆柱形状，圆柱内部上侧为粗铰刀（11），粗铰刀（11）下侧为粗筛网（12），粗筛网（12）下侧为细铰刀（13），细铰刀（13）下侧为细筛网（14），细筛网（14）下端的绞碎壳体（10）联接输料管（15），输料管（15）为L型形状，另一端和外壳（2）及转鼓（9）的右端面联接，两把铰刀联接在穿过两个筛网和输料管（15）的铰刀轴（16）上，铰刀轴（16）的下端和铰刀电机（18）联接，铰刀电机（18）固定在支架（1）右侧高台上。

2.根据权利要求1所述的用于花草汁液提取的固液分离一体机，其特征在于，转鼓（9）的左端面为圆形，刚性材料制作，左端面中心和转鼓电机（3）固定联接，右端面为椭圆形，椭圆形的中心和输料管（15）联接，整个转鼓（9）以转鼓轴（4）和输料管（15）为中心旋转；转鼓（9）由D—D剖面处的椭圆形截面渐变到C—C剖面处的圆形截面，是半径逐渐变大的不规则对称锥形结构；从C-—C剖面处到B—B剖面处，均为圆形截面，是半径逐渐变大的规则锥形结构；由B—B剖面到A—A剖面，是圆形截面，空心圆柱形状；CD段的转鼓截面由转鼓外壳（9-1）、高频弹性材料（9-2）、弹性材料固定网（9-3）、震动球固定网（9-4）、震动球（9-5）、滤网（9-6）组成，弹性材料固定网（9-3）将高频弹性材料（9-2）按点阵状固定，震动球固定物（9-4）将震动球（9-5）按点阵状固定；在BC段和密封挡板（7）到B段，由转鼓外壳（9-1）、滤网（9-6）组成，从A处到密封挡板（7）处，由转鼓外壳（9-1）组成，在A处到密封挡板（7）处，安装有出料管（6），均匀安装在转鼓（9）外壁上，出料管（6）的外口形状为弧形粗头形状，以增加转鼓（9）旋转时出料管（6）的伯努利效应。