CN108931126A - 一种博落回真空冷冻干燥机 - Google Patents

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Abstract

一种博落回真空冷冻干燥机，包括环形冷冻腔(10)，环形冷冻腔(10)以其旋转轴线(o‑o)可旋转地、中心对称地设有至少n个插装臂(40)，插装臂(40)并排插装有多个博落回干燥箱(50)，n为大于等于2的偶数；所述插装臂(40)分别固定连接介质通道机构(30)，介质通道机构(30)选择性地连接旋转驱动机构(20)；还包括壳结构(60)，所述壳结构(60)包括干燥壳(61)，干燥壳(61)内固定内腔壳(62)；内腔壳(62)的筒形部(62.1)和干燥壳(61)之间的封闭腔体形成缓冲腔(11)；介质通道机构(30)内设有介质通道(80)，插装臂(40)设有加热介质均布机构(70),加热介质均布机构(70)连通介质通道(80)，介质通道(80)连通缓冲腔(11)。所述博落回真空冷冻干燥机，干燥箱物料的温度均匀性高，可完美实现自动连续装卸和干燥之间的切换，结构简单，效率高。

Description

一种博落回真空冷冻干燥机
技术领域
本发明涉及中草药加工的技术领域，具体涉及一种博落回微波真空冷冻干燥机。
背景技术
罂粟科植物博落回Macleaga cordata R(Wild).Brown为多年生草本,高1～2m,植株表面带有白色粉,茎叶折断后有黄色的汁液流出。茎圆柱形,中空,绿色,有时显红紫色。单叶互生,阔卵形,有不规则波齿裂片,叶面绿色光滑,叶背面白色,披有浓密的细毛。花白色,蒴果倒卵状、长椭圆形,扁平,红色,种子4～6粒。
博落回茎、叶、果实均含有生物碱。在植物体各个器官中这些生物碱的含量是不同的。实验结果表明,在同一生长时期、同一种植区域内,博落回植株地上部分各器官中生物碱的含量是果实>叶>茎。在浙江地区,7～11月份正是博落回植株结果的时节。在这一阶段,应采收博落回果实提取其生物碱。野生博落回植株各器官中生物碱含量均高于种植博落回植株。因此，开发较高药量的博落回生物碱产品必须野生采收并果实、叶、茎分类存放在不同的分类框中，送冷冻干燥机处理。
冻干一般分为预冻、升华、解析三个主要过程，干燥机完成升华和解析过程。真空冷冻干燥设备一次性投资大，一般24m2干燥面积的真空冷冻干燥机国际市场价格高达40万美元左右。现有的真空冷冻干燥机存在如下问题：
温度均匀性，造成冻干产品含水率不均匀，产品合格率受影响。温度均匀性主要是指搁板温度均匀性差，搁板与搁板之间的温差应做到±1℃。这与搁板结构、加热流体流程与分流有缺陷；实际做到温度均匀性的比较少。
因此，有必要设计一种微波真空冷冻干燥机，博落回物料共晶点以下水分全部解析，且能很好解决温度均匀性问题，实现博落回的真空冷冻干燥。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种博落回微波真空冷冻干燥机。
本发明的目的是这样实现的，一种博落回真空冷冻干燥机，包括环形冷冻腔(10)，环形冷冻腔以其旋转轴线可旋转地、中心对称地设有至少n个插装臂，插装臂并排插装有多个博落回干燥箱，n为大于等于2的偶数；
所述插装臂分别固定连接介质通道机构，介质通道机构通过第一主轴水平旋转支撑，介质通道机构选择性地连接旋转驱动机构；
还包括壳结构，所述壳结构包括干燥壳，干燥壳内固定内腔壳，干燥壳、内腔壳之间形成所述环形干燥腔；
内腔壳的筒形部同轴心地、密封地固定在干燥壳的内壁上，筒形部和干燥壳之间的封闭腔体形成缓冲腔；
介质通道机构内设有介质通道，插装臂设有加热介质均布机构,加热介质均布机构连通介质通道，介质通道连通缓冲腔，缓冲腔通加热介质源。
进一步地，介质通道机构包括介质转板和转臂轴，介质转板的旋转轴线一体设有第一主轴，至少n个转臂轴中心对称地设置在转板右侧，n个转臂轴一端中心对称地与第一主轴平行地固定连接介质转板，转臂轴另一端可旋转地连接插装臂。
进一步地，介质通道包括相互连通的主轴通道、介质转板通道和转臂轴通道，每个通道均包括入通道和出通道。
进一步地，插装臂包括一体连接的转接部、平举部和倒U环形罩部，倒U环形罩部一体连接在平举部)的上方，平举部和倒U环形罩部的两端通过转接部可旋转地连接转臂轴。
进一步地，平举部上平行间隔设有两条凸筋，博落回干燥箱底部平行间隔设有两个同一深度和宽度的插装槽，插装槽外侧设有位于同一平面的抵接平面，凸筋插装在插装槽中时，抵接面(53)距离平举部上表面的长度为叉车臂进入间隙。
进一步地，加热介质均布机构包括倒U形罩部内腔和平举部内腔，倒U形罩部内腔和平举部内腔左端并联连通共通腔，倒U形罩部内腔右端通过连通部连通平举部内腔。
进一步地，所述旋转驱动机构包括同轴设置的太阳齿轮、外齿圈，太阳齿轮、外齿圈之间旋转啮合有至少n个行星齿轮，n为大于等于2的偶数，太阳齿轮固定连接第二主轴，行星架板可旋转地设置在第二主轴上，至少n个转轴中心对称地设置在行星架板上，n个转轴一端中心对称地与第二主轴平行地固定连接行星架板，转轴中段可旋转地穿设在对应行星齿轮的轴孔中，转轴另一端通过快接机构可选择地连接介质通道机构。
转轴可旋转地设有第一快接块，介质转板左侧对应转臂轴轴线位置可旋转快地设有至少n个第二快接块，在连接位置，所述第一快接块与第二快接块对接形成互锁结构的旋转体，使得旋转驱动机构带动行星架板缓慢转动时，快接机构使得转轴与转臂轴轴线位置保持一致。
进一步地，所述旋转驱动机构固定连接第一移动装置，第一移动装置直线左右移动使得旋转驱动机构在连接位置和闲置位置之间切换；在连接位置，旋转驱动机构可旋转地连接介质通道机构。
进一步地，还包括与环形干燥腔选择性地连接冷阱，所述冷阱包括与干燥壳等外径的冷阱壳，冷阱壳左侧连接抽真空系统，右侧设有间隔壁；冷阱固定连接第二移动装置，第二移动装置左右移动使得冷阱在连接位置和闲置位置之间切换。在连接位置，冷阱间隔壁毗邻环形干燥腔地与干燥壳密封性固定连接。
所述博落回真空冷冻干燥机，为了解决“博落回物料共晶点以下,水分全部解析”和“能很好解决温度均匀性问题”的技术难题，通过以下技术手段：
1)连续装/卸
旋转驱动机构通过行星齿轮机构实现主轴转动带动太阳齿轮主动转动，齿圈不动，行星架被动缓慢转动；固定间距的多个行星齿轮绕太阳轮转动，作为行星架的转板具有固定多个转臂轴间距的功能，转板和转臂轴一起绕主轴转动；每根工作位置的插装臂插装满多个并排的博落回干燥箱后，启动旋转驱动机构，使得转板带动介质通道机构转动一固定角度，使得下一根插装臂正好位于工作位置，可继续装卸直到所有插装臂都装满为止。
2)加热介质均布机构、介质通道和缓冲腔
加热介质均布机构，使得加热介质均匀布置在博落回干燥箱周围，而介质通道和缓冲腔负责压与加热介质源形成力下循环，持续为干燥箱内产品提供解析热。介质通道的主轴通道是旋转的，将主轴通道的自由端密封地、旋转地设置在缓冲腔中，替代了旋转接头实现了介质源如何密封接入转轴。
3)可选择性连接的旋转驱动机构和冷阱
旋转驱动机构与介质通道机构的可选择性连接，冷阱与干燥壳实现可选择性连接，使得博落回真空冷冻干燥机有装/卸状态和干燥状态，装卸状态时，旋转驱动机构实现了连续装卸，冷阱可除冰或清洗；干燥状态时，状态好的冷阱参与干燥捕水，实现了中间间隔有装卸状态的间歇干燥，实现了连续预冻机到真空冷冻干燥机的完美对接。
总之，上述三方面的改进，使得干燥机在装/卸状态和干燥状态切换，装卸状态，又有旋转驱动机构对接，实现空插装臂旋转固定角度进入工作位置，装满的插装臂转出工作位置；在干燥状态，冷阱与干燥壳对接，协同加热介质均布机构完成解析捕水同步功能。因此，上述三方面共同作用达到解决问题的目的。
所述博落回真空冷冻干燥机，干燥箱物料的温度均匀性高，可完美实现自动连续装卸和干燥之间的切换，结构简单，效率高。
附图说明
图1为本发明一种博落回真空冷冻干燥机的主剖视图(旋转驱动机构位于连接位置)。
图2为本发明一种博落回真空冷冻干燥机的图1的A-A剖视图。
图3为本发明一种博落回真空冷冻干燥机的主剖视图(旋转驱动机构位于闲置位置)。
图4为本发明一种博落回真空冷冻干燥机的主剖视图(冷阱位于连接位置)。
图5为本发明一种博落回真空冷冻干燥机的主剖视图(冷阱位于闲置位置)。
图6为本发明一种博落回真空冷冻干燥机的介质通道的主剖视图。
上述图中的附图标记：
1冷阱，2冷阱壳，3间隔壁，4干燥腔/冷阱腔抽风机
10环形干燥腔，11缓冲腔，12加热介质返回腔，13加热介质进入腔,14开合部
20旋转驱动机构，21太阳齿轮，22外齿圈，23行星齿轮，24第二主轴，25行星架板，26转轴，27驱动壳，28第一移动装置，29轨道
30介质通道机构，31介质转板，32转臂轴，33姿态控制杆，34第一主轴
40插装臂，41转接部，42平举部，43倒U形罩部，42.1凸筋
50博落回干燥箱，51插装槽，52抵接平面
60壳结构，61干燥壳，61.1右密封盖，62内腔壳，62.1筒形部，63分隔壁
70加热介质均布机构，71倒U形罩部内腔，72平举部内腔，73连通部，74共通腔，75第一转接腔，76第二转接腔
80介质通道，81主轴通道，82介质转板通道，83转臂轴通道
82.1介质转板入通道，82.2介质转板出通道，83.1转臂轴入通道，83.2转臂轴出通道
90快接机构，91第一快接块，92第二快接块
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1所示，一种博落回真空冷冻干燥机，包括环形干燥腔10和冷阱1，冷阱1与环形干燥腔10选择性地连接，环形干燥腔10以其旋转轴线o-o可旋转地、中心对称地设有至少n个插装臂40，插装臂40插装有多个并排的博落回干燥箱50，n为大于等于2的偶数；所述插装臂40分别固定连接介质通道机构30，介质通道机构30通过第一主轴34水平旋转支撑，介质通道机构30选择性地连接旋转驱动机构20；
所述旋转驱动机构20包括同轴设置的太阳齿轮21、外齿圈22，太阳齿轮21、外齿圈22之间旋转啮合有至少n个行星齿轮23，n为大于等于2的偶数，太阳齿轮21固定连接第二主轴24。行星架板25可旋转地设置在第二主轴24上，至少n个转轴26中心对称地设置在行星架板25上，n个转轴26一端中心对称地、与第二主轴24平行地固定连接行星架板25，转轴26中段可旋转地穿设在对应行星齿轮23的轴孔中，转轴26另一端可旋转地设有第一快接块91。外齿圈22一体成型于驱动壳27内壁，第二主轴24旋转支撑在驱动壳27的旋转轴线o-o上。驱动壳27固定连接在第一移动装置28上，第一移动装置28可在轨道29上左右移动，使得旋转驱动机构20在连接位置和闲置位置之间切换；在连接位置，旋转驱动机构20可旋转地连接介质通道机构30。
介质通道机构30包括介质转板31和转臂轴32，介质转板31的旋转轴线一体设有第一主轴34，至少n个转臂轴32中心对称地设置在转板31右侧，n个转臂轴32一端中心对称地与第一主轴34平行地固定连接介质转板31，转臂轴32另一端可旋转地连接插装臂40，相邻的插装臂40之间设有姿态控制杆33。
旋转驱动机构20位于连接位置时，旋转驱动机构20通过快接机构90互锁连接介质转板31。介质转板31左侧对应转臂轴32轴线位置可旋转快地设有至少n个第二快接块92，转轴26可旋转地设有第一快接块91，在连接位置，所述第一快接块91与第二快接块92的凸块和凹槽形成互锁结构的旋转体，完成旋转驱动机构20可旋转地连接介质通道机构30，使得旋转驱动机构20带动行星架板25缓慢转动时，快接机构90使得转轴26与转臂轴32轴线位置保持一致。
博落回干燥箱50底板下部平行间隔设有两个同一深度和宽度的插装槽51，插装槽51外侧设有位于同一平面的抵接平面52。抵接平面52设有多个蒸汽逸出通孔。
插装臂40包括一体连接的转接部41、平举部42和倒U形罩部43，倒U形罩部43一体连接在平举部42的上方间隔高度，该间隔高度大于博落回干燥箱50的高度3-5mm；平举部42和倒U形罩部43的两端通过转接部41固定连接；平举部42上平行间隔设有两条凸筋42.1，凸筋42.1插装在博落回干燥箱50的插装槽51中时，博落回干燥箱50的抵接面52距离平举部42上表面的长度为叉车臂进入间隙H。
每一对相邻的插装臂40之间设有姿态控制杆33，所述姿态控制杆33通过中间长度调节机构34调整姿态控制杆33的长度，以控制插装臂40的平举部42和其上的凸筋43在绕主轴转动时始终保持水平向上。
还包括壳结构60，所述壳结构60包括干燥壳61，干燥壳61内固定内腔壳62，干燥壳61、内腔壳62之间形成所述环形干燥腔10。
内腔壳62的筒形部62.1同轴心地、密封地固定在干燥壳61的内壁上，筒形部62.1和干燥壳61之间形成的腔体形成缓冲腔11，缓冲腔11内设有一个分隔壁63，分隔壁63将其分为加热介质返回腔12和加热介质进入腔13。
介质通道机构30内设有介质通道80，介质通道80包括相互连通的主轴通道81、介质转板通道82和转臂轴通道83，每个通道均包括入通道和出通道。介质转板31以第二主轴24为对称轴对应转臂轴中心对称地分别设有至少n个介质转板入通道82.1和至少n个介质转板出通道82.2，介质转板入通道82.1和介质转板出通道82.2中心线所在平面沿主轴轴线方向间隔一定距离。第一主轴34设有主轴入通道81.1，主轴入通道外套设有主轴出通道81.2，主轴入通道81.1旋转设置在加热介质进入腔13中，主轴出通道81.2旋转设置在加热介质返回腔12中。转臂轴32设有转臂轴入通道83.1，转臂轴入通道83.1内设有转臂轴出通道83.2。
插装臂40中设有加热介质均布机构70，所述加热介质均布机构70连通介质通道80，介质通道连通缓冲箱63，缓冲箱63连通加热介质源。加热介质均布机构70包括倒U形罩部内腔71和平举部内腔72，倒U形罩部内腔71和平举部内腔72左端并联连通共通腔74，倒U形罩部内腔71右端通过连通部74连通平举部内腔72。转臂轴入通道83.1通过第一转接腔75连通共通腔74，转臂轴出通道83.2通过第二转接腔76连通平举部内腔72。第一转接腔75和第二转接腔76分别设置在转接部41中。
干燥壳61设有右密封盖61.1，右密封盖61.1密封地固定在干燥壳61的右端；右密封盖61.1顶部可开合地设有开合部14，开合部14上旋90度位于开位置，然后开合部14下旋90度位于关位置；在关位置，开合部14密封地连接所述右密封盖61.1；在开位置，可对插装臂40进行插装博落回干燥箱50的工作。
干燥壳61左端选择性地连接冷阱1。所述冷阱1包括与干燥壳等外径的冷阱壳2，冷阱壳2包括间隔壁3，间隔壁3设有干燥腔/冷阱腔抽风机4，冷阱壳2内壁旋转设有冷凝剂盘管，冷阱壳连接真空系统，真空系统可将环形干燥腔10和冷阱迅速抽到工作真空，维持机组整个升华过程的工作真空度。冷阱1安装在第二移动装置3上，第二移动装置3在导轨上移动使得冷阱1在连接位置和闲置位置之间切换。在连接位置，冷阱1间隔壁2.1毗邻环形干燥腔密封地与干燥壳61固定连接。冷阱1批次最大捕水量为20～60kg。
博落回真空冷冻干燥机的工作过程为：
1)预冻插装
开合部14位于开位置，旋转驱动机构20位于连接位置，即旋转驱动机构20可旋转地连接介质通道机构30，插装臂40的插装工作位置位于90度位置，插装工作位置的插装臂40可通过自动装卸机将预冻机构出来的博落回干燥箱50插装到该插装臂40上；当该插装臂40插满后，启动旋转驱动机构20带动介质通道机构30转动，使得下一个空的插装臂40转动到90度位置的插装工作位置，启动自动装卸机将博落回干燥箱50继续从预冻机搬运并插装到该插装臂40上，直到所有插装臂40装满。第一移动装置28左移，旋转驱动机构20断开与介质通道机构30的连接，位于闲置位置；关左密封盖61.1和开合部16并完成与干燥壳61的密封紧固连接。
2)解析干燥
第二移动装置3右移，冷阱1位于连接位置，冷阱1间隔壁2.1毗邻环形干燥腔密封地与干燥壳61固定连接。启动制冷系统和干燥腔/冷阱腔抽风机2.2，环形干燥腔10内的常温空气与冷阱壳1不断对流，使得干燥腔10和冷阱温度降低并保持低温环境，直到冷阱温度降到-35℃左右，启动真空泵抽真空。当真空度达到工作真空，启动介质循环泵，加热介质不断地从缓冲腔通过介质通道在加热介质均布机构70循环，为博落回干燥箱50内的博落回预冻品提供升华热。
完成解析干燥后，再进行连续卸货，通过自动装卸机将插装臂并排插装的多个干燥箱连续卸到干燥箱储藏室，等待下一步工序。
所述博落回真空冷冻干燥机，干燥箱物料的温度均匀性高，可完美实现自动连续装卸和干燥之间的切换，结构简单，效率高。

Claims (10)

1.一种博落回真空冷冻干燥机，其特征在于，
包括环形冷冻腔(10)，环形冷冻腔(10)以其旋转轴线(o-o)可旋转地、中心对称地设有至少n个插装臂(40)，插装臂(40)并排插装有多个博落回干燥箱(50)，n为大于等于2的偶数；
所述插装臂(40)分别固定连接介质通道机构(30)，介质通道机构(30)通过第一主轴(34)水平旋转支撑，介质通道机构(30)选择性地连接旋转驱动机构(20)；
还包括壳结构(60)，所述壳结构(60)包括干燥壳(61)，干燥壳(61)内固定内腔壳(62)，干燥壳(61)、内腔壳(62)之间形成所述环形干燥腔(10)；
内腔壳(62)的筒形部(62.1)同轴心地、密封地固定在干燥壳(61)的内壁上，筒形部(62.1)和干燥壳(61)之间的封闭腔体形成缓冲腔(11)；
介质通道机构(30)内设有介质通道(80)，插装臂(40)设有加热介质均布机构(70),加热介质均布机构(70)连通介质通道(80)，介质通道(80)连通缓冲腔(11)，缓冲腔(11)连通加热介质源。
2.如权利要求1所述博落回真空冷冻干燥机，其特征在于，介质通道机构(30)包括介质转板(31)和转臂轴(32)，介质转板(31)的旋转轴线一体设有第一主轴(33)，至少n个转臂轴(32)中心对称地设置在转板(31)右侧，n个转臂轴(32)一端中心对称地与第一主轴平行地固定连接介质转板(31)，转臂轴(32)另一端可旋转地连接插装臂(40)。
3.如权利要求2所述博落回真空冷冻干燥机，其特征在于，介质通道(80)包括相互连通的主轴通道(81)、介质转板通道(82)和转臂轴通道(83)，每个通道均包括入通道和出通道。
4.如权利要求2所述博落回真空冷冻干燥机，其特征在于，插装臂(40)包括一体连接的转接部(41)、平举部(42)和倒U形罩部(43)，倒U形罩部(43)一体连接在平举部(42)的上方，平举部(42)和倒U形罩部(43)的两端通过转接部(41)可旋转地连接转臂轴(32)。
5.如权利要求4所述博落回真空冷冻干燥机，其特征在于，平举部(42)上平行间隔设有两条凸筋(42.1)，博落回干燥箱(50)底部平行间隔设有两个同一深度和宽度的插装槽(53)，插装槽(53)外侧设有位于同一平面的抵接平面(54)，凸筋(42.1)插装在插装槽(53)中时，抵接面(53)距离平举部(42)上表面的长度为叉车臂进入间隙(H)。
6.如权利要求5所述博落回真空冷冻干燥机，其特征在于，加热介质均布机构(70)包括倒U形罩部内腔(71)和平举部内腔(72)，倒U形罩部内腔(71)和平举部内腔(72)左端并联连通共通腔(74)，倒U形罩部内腔(71)右端通过连通部(74)连通平举部内腔(72)。
7.如权利要求1所述博落回真空冷冻干燥机，其特征在于，所述旋转驱动机构(20)包括同轴设置的太阳齿轮(21)、外齿圈(22)，太阳齿轮(21)、外齿圈(22)之间旋转啮合有至少n个行星齿轮(23)，n为大于等于2的偶数，太阳齿轮(21)固定连接第二主轴(24)，行星架板(25)可旋转地设置在第二主轴(24)上，至少n个转轴(26)中心对称地设置在行星架板(25)上，n个转轴(26)一端中心对称地与第二主轴平行地固定连接行星架板(25)，转轴(26)中段可旋转地穿设在对应行星齿轮(23)的轴孔中，转轴(26)另一端通过快接机构(90)可选择地连接介质通道机构(30)。
8.如权利要求7所述博落回真空冷冻干燥机，其特征在于，转轴(26)可旋转地设有第一快接块(91)，介质转板(31)左侧对应转臂轴(32)轴线位置可旋转快地设有至少n个第二快接块(92)，在连接位置，所述第一快接块(91)与第二快接块(92)对接形成互锁结构的旋转体，使得旋转驱动机构(20)带动行星架板(25)缓慢转动时，快接机构(90)使得转轴(26)与转臂轴(32)轴线位置保持一致。
9.如权利要求8所述博落回真空冷冻干燥机，其特征在于，所述旋转驱动机构(20)固定连接第一移动装置(28)，第一移动装置(28)直线左右移动使得旋转驱动机构(20)在连接位置和闲置位置之间切换；在连接位置，旋转驱动机构(20)可旋转地连接介质通道机构(30)。
10.如权利要求4所述博落回真空冷冻干燥机，其特征在于，还包括与环形干燥腔(10)选择性地连接冷阱(1)，所述冷阱(1)包括与干燥壳等外径的冷阱壳(2)，冷阱壳(2)左侧连接抽真空系统，右侧设有间隔壁(3)；冷阱(1)固定连接第二移动装置(5)，第二移动装置(5)左右移动使得冷阱(1)在连接位置和闲置位置之间切换，在连接位置，冷阱(1)间隔壁毗邻环形干燥腔地与干燥壳(61)密封性固定连接。
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