新型提取罐的结构设计与控制.doc

新型提取罐的结构设计与控制摘 要：传统提取罐普遍存在缺陷，已经难以满足现代化生产的需求，也不能满足新版GMP要求。针对这些缺陷，设计出一种新型的提取罐，新的提取罐在结构上采用了高传热效率的蜂窝夹套，倒锥形式的筒身，密封性能优异的O型圈，带有自锁功能的锁钩，设有底部加热和过滤的大直径排渣门，解决了传统提取罐结构上的缺陷。在控制逻辑上，实现了现场和远程均能控制，且能采用中央控制室全自动控制的方式，使得操作简单易懂，不需要任何操作技能，从而解决了传统提取罐必须由熟练工人操作的缺点。关键词：提取罐；蜂窝夹套；筒身；O型圈；锁钩；排渣门提取是中草药生产中重要步骤之一，提取罐是提取工艺的核心设备。传统的提取罐筒身主要有正锥形、直筒形、斜锥形和蘑菇形，排渣门采用转臂式结构。传统的提取罐普遍存在如下缺点：(1)密封得不到保证，尤其是在停气时，排渣门处的密封易泄漏；(2)容积小，转臂式结构从工作原理上就决定了排渣门直径不易过大（一般不超过800 mm）；(3)药渣容易搭桥，不易排渣，需要人工辅助，降低生产效率；(4)排渣门过滤面积小，或者无过滤装置，出液和强制循环时容易形成堵塞；(5)排渣门底部无加热，提取罐工作时，心部温度与周边温差大，提取的物料质量不稳定；(6)操作不灵活，转臂式排渣门开或关要求工人有较高操作技巧，不能实现自动化。新版GMP对制药设备提出了更高的要求，传统的提取罐已难以满足新版GMP的规定。同时，现代化生产要求生产线能实现数字化全自动控制，而传统提取罐无法实现。鉴于此，本文提出了一种新型提取罐的设计，以攻克传统提取罐的缺陷，满足新版GMP对制药设备的规定，实现全自动控制。筒身采用倒锥形结构，即：上端小，下端大，锥度可以设置为25，视药材粗细长短而定。一般药材粗而长，松散状况的，锥度选取较大角度。对于细而碎的药材，锥度选取较小角度。筒身锥体下端大，上端小，排渣门打开后，药渣因自重往下掉，没有阻碍。因此，倒锥形式的筒身便宜排渣，解决了传统提取罐排渣慢，药渣容易搭桥的问题。1.3.2 大气缸排渣门的开合是由大气缸伸缩来执行的，采用两个参数完全一样的气缸。气缸杆同时伸出，排渣门打开；气缸杆同时缩回，排渣门闭合。类似人的双手同时端起或放下某些物品。气缸为双作用强力型，气缸可以选用费斯托公司生产的DNG-直径-行程-PPV-A，气缸支耳选用LNG型与LSN型配合，气缸杆上配SGS型关节轴承。关于气缸及配件的选型，也可选择其他厂家生产的同种功能的产品。排渣门法兰上设置支承轴，气缸拉动排渣门运动，是靠关节轴承把力传递给支承轴来实现的。采用双气缸开合排渣门的优点是：直接拉动排渣门的气缸，比起转轴式提取罐的气缸，双气缸侧的力臂大，根据杆杆原理，需要双气缸提供的力小。因此，双气缸可以开合较大直径的排渣门，排渣门直径越大，提取罐的容积就越大。比如排渣门直径为1.8 m，提取罐容积可以达到10 m以上，这是转轴式提取罐无法达到的。2.2.3 关闭排渣门摁住按钮IS2，控制气流通过IS2进入主控阀IY1，推动阀芯右移，并维持阀芯处于右侧，使气源通过主控阀后与大气缸活塞杆侧连通，气缸杆缩回，拉动排渣门向上关闭。当排渣门关闭大为后，触碰到机械阀IF1和IF2，使之闭合。控制气流通过机械阀IF1和IF2后，一部分气流进入优先气动控制阀IY2，推动阀芯左移，并保持阀芯处于左侧，使得气源与锁钩气缸无活塞杆侧连通，拖动活塞使锁钩锁紧排渣门。当锁钩锁紧后，安装在锁钩上的机械阀IP1IP6断开气流，气动阀IY5在弹簧推动下复位。从机械阀IF1和IF2出来的另一部分控制气流通过IY5后进入到主控阀IY1左侧，维持主控阀阀芯处于右侧。此时送开关盖按钮后，底盖还原到初始状态。从上面的控制逻辑可以看出，在排渣门开启（或关闭）的过程中，松开按钮IS2（或IS3），主控阀阀芯立即复位到中间位置，截止了气源的流动，保持大气缸侧的压力不变，此时排渣门在重力和大气缸活塞杆拉力下，处于平衡状态，也即：排渣门暂停动作。无论排渣门处于开启或者关闭状态，若由于外界原因，停电停气了，排渣门任然处于之前的状态，不执行任何动作。尤其是提取罐内有物料时，此时排渣门处于关闭状态，即使长时间停电停气，排渣门都不会开启，也不会泄露，因为锁钩始终处于锁紧状态。如果将开关门按钮IS1和IS2改为电磁阀，即可实现远程自动控制，从而实现提取罐的自动控制。3 结语（1）倒锥形式的筒身，便于排渣，便于设计大直径的排渣门；（2）夹钳式排渣门结构，密封有保障，生产安全。排渣门底部设置过滤网和加热夹套，药液提取彻底，质量稳定；（3）控制逻辑实现了自动化控制，满足现代化生