一种用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置和收集系统 |
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| 申请号 | CN202210098050.2 | 申请日 | 2022-01-27 | 公开(公告)号 | CN114618184B | 公开(公告)日 | 2024-04-16 |
| 申请人 | 江西南昌济生制药有限责任公司; | 发明人 | 罗小荣; 冯凌鹏; 周友华; 赵海金; 王桂华; 王谷洪; 刘协斌; 郭灵燕; 刘金萍; 陈茂文; 蔡昭英; 曾一心; | ||||
| 摘要 | 本 发明 的 实施例 提供了一种用于低含油量 植物 挥发 油的 蒸汽 冷凝装置和收集系统，涉及挥发油收集设备领域。该蒸汽冷凝装置包括外筒、锥形内筒和螺旋导流板，锥形内筒的直径沿着底部到顶部逐渐缩小，锥形内筒安装于外筒内，螺旋导流板螺旋安装于锥形内筒的外表面，外筒的顶部开设有 冷却 水 出口，外筒的底部开设有冷却水进口和油水混合物出口，锥形内筒的底部设置有蒸汽分布盘，锥形内筒的顶部设置有蒸汽溢出管，蒸汽溢出管内设置有阻挡器，阻挡器和蒸汽溢出管之间具有供蒸汽排出的溢出间隙。本 申请 可以有效减缓蒸汽的流速，减少了蒸汽中挥发油沾壁的情况，挥发油依靠重 力 及冲刷即可使沾壁的挥发油掉落，从而提高了挥发油的收集量。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置，其特征在于，其包括外筒、锥形内筒和螺旋导流板，锥形内筒的直径沿着底部到顶部逐渐缩小，所述锥形内筒安装于所述外筒内，所述螺旋导流板螺旋安装于所述锥形内筒的外表面，所述外筒的顶部开设有冷却水出口，所述外筒的底部开设有冷却水进口和油水混合物出口，所述锥形内筒的底部设置有蒸汽分布盘，所述锥形内筒的顶部设置有蒸汽溢出管，所述蒸汽溢出管内设置有阻挡器，所述阻挡器和所述蒸汽溢出管之间具有供蒸汽排出的溢出间隙； |
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| 说明书全文 | 一种用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置和收集系统技术领域[0001] 本发明涉及挥发油收集设备领域，具体而言，涉及一种用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置和收集系统。 背景技术[0002] 植物挥发油类又称精油，是一类具有挥发性可随水蒸气蒸馏出来的油状液体的总称，是中药制剂生产过程中重要的中间体。 [0003] 目前，挥发油的收集工艺，主要采用水蒸气蒸馏法，该方案因其技术原理成熟，设备结构简单、成本低，环境友好而被广泛应用于挥发油收集。传统的挥发油收集装置在含油量较高的植物收集挥发油过程中能达到令人满意的效果。然而，在部分含油量较低的植物挥发油收集过程中，传统的收集装置存在冷凝器内挥发油易沾壁，造成挥发油收集总量偏低影响产品质量。这一问题常常困扰着企业，阻碍行业发展，也是中药生产过程中共性的问题。 [0004] 因此，解决低含量植物挥发油收集及提高产品品质是目前需要解决的技术问题。 [0005] 鉴于此，特提出本申请。 发明内容[0006] 本发明的目的包括，提供了一种用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置和收集系统，其能够将低含量植物挥发油充分收集。 [0007] 本发明的实施例可以这样实现： [0008] 第一方面，本发明提供一种用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置，其包括外筒、锥形内筒和螺旋导流板，锥形内筒的直径沿着底部到顶部逐渐缩小，所述锥形内筒安装于所述外筒内，所述螺旋导流板螺旋安装于所述锥形内筒的外表面，所述外筒的顶部开设有冷却水出口，所述外筒的底部开设有冷却水进口和油水混合物出口，所述锥形内筒的底部设置有蒸汽分布盘，所述锥形内筒的顶部设置有蒸汽溢出管，所述蒸汽溢出管内设置有阻挡器，所述阻挡器和所述蒸汽溢出管之间具有供蒸汽排出的溢出间隙。 [0009] 在可选的实施方式中，所述阻挡器包括间隙形成部、第一尖端和第二尖端，所述第一尖端和所述第二尖端分别连接至所述间隙形成部的两端。 [0010] 在可选的实施方式中，所述蒸汽溢出管为直管，所述间隙形成部固定于所述蒸汽溢出管内。 [0011] 在可选的实施方式中，所述蒸汽溢出管为倒锥形管，所述蒸汽溢出管沿着所述锥形内筒的顶部到底部的方向直径逐渐缩小，所述蒸汽溢出管的最小直径大于所述间隙形成部的直径，所述阻挡器活动卡设于所述蒸汽溢出管内。 [0012] 在可选的实施方式中，所述阻挡器还包括固定片，所述外筒的顶部设置有圆盘，所述圆盘位于所述蒸汽溢出管的顶部，所述间隙形成部伸出于所述蒸汽溢出管，所述固定片的一端与所述蒸汽溢出管的顶部连接，另一端与所述圆盘通过螺栓连接； [0013] 优选地，所述固定片与所述螺栓的顶部之间设置有第一弹力件，所述固定片与底部的所述圆盘之间设置有第二弹力件，所述螺栓依次穿过所述第一弹力件、所述固定片以及所述第二弹力件并固定至所述圆盘上； [0015] 在可选的实施方式中，所述蒸汽分布盘包括进气管、分布总管和分布气嘴，所述分布总管为环状管，所述分布总管与所述进气管连通，所述分布气嘴为多个且均匀分布连通于所述分布总管。 [0016] 在可选的实施方式中，所述分布气嘴包括水平部、竖直部和倾斜部，所述竖直部的两端分别与所述水平部和所述倾斜部连通，所述水平部与所述分布总管连通，所述倾斜部朝向所述锥形内筒的轴线向下倾斜。 [0017] 第二方面，本发明提供一种用于低含油量植物挥发油的收集系统，其包括如前述实施方式任一项所述的用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置。 [0018] 在可选的实施方式中，所述用于低含油量植物挥发油的收集系统还包括提取罐、尾气冷凝装置、冷却器和收油装置；所述尾气冷凝装置设置有尾气进口和冷凝液出口；所述冷却器设置有油水混合物进口、芳香水出口、挥发油出口和重水出口； [0019] 所述提取罐与所述蒸汽分布盘连通，所述尾气进口与所述蒸汽溢出管连通，所述油水混合物进口同时与所述油水混合物出口以及所述冷凝液出口连通，所述收油装置与所述挥发油出口连通，所述芳香水出口与所述提取罐连通。 [0020] 在可选的实施方式中，所述用于低含油量植物挥发油的收集系统还包括控制系统，所述控制系统包括多个温度传感器和多个流量控制器，所述冷却水出口、所述油水混合物出口和所述芳香水出口均设置有所述温度传感器，所述蒸汽分布盘和所述冷却水出口的管线处均设置有所述流量控制器。 [0021] 在可选的实施方式中，所述油水混合物进口、所述芳香水出口、所述挥发油出口以及所述收油装置的出料口处的管线上均设置有目视镜。 [0022] 本发明实施例的有益效果包括，例如： [0023] 本发明实施例提供的一种用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置，其通过设置锥形内筒，可以有效减少了蒸汽中挥发油沾壁的情况。 [0024] 含有挥发油的蒸汽通过蒸汽分布盘后接触锥型内筒壁快速冷却后凝结成含油水滴。含油水滴中具有挥发油且其相较于蒸汽凝结水滴重，依靠重力作用及实时蒸汽反复冲刷可使沾壁的挥发油快速掉落，从而提高了挥发油的收集量。同时，阻挡器的设置可以减缓蒸汽的流速，使蒸汽在锥形内筒内快速冷凝成水，减少蒸汽进入后续尾气冷凝器的量，从而有效减少蒸汽在管式的尾气冷凝器中沾壁的情况。蒸汽分布盘可以使蒸汽均匀喷出，避免蒸汽无规律流动。 [0026] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 [0027] 图1为本申请提供的用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置的透视图； [0028] 图2为本申请提供的用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置在第一视角下的爆炸图； [0029] 图3为本申请提供的用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置在第二视角下的爆炸图； [0030] 图4为本申请提供的用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置的阻挡器和圆盘配合时的侧视图； [0031] 图5为本申请提供的用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置的阻挡器和圆盘配合时的立体结构图； [0032] 图6为图5中A处的局部放大图； [0033] 图7为本申请提供的用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置的蒸汽分布盘的结构示意图； [0034] 图8为本申请提供的用于低含油量植物挥发油的收集系统示意图。 [0035] 图标：100‑用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置；110‑外筒；111‑冷却水进口；112‑冷却水出口；113‑油水混合物出口；114‑圆盘；120‑锥形内筒；121‑蒸汽分布盘；122‑蒸汽溢出管；123‑阻挡器；1231‑间隙形成部；1232‑第一尖端；1233‑第二尖端；1234‑固定片；1235‑螺栓；1236‑第一弹力件；1237‑第二弹力件；124‑溢出间隙；126‑进气管；127‑分布总管；128‑分布气嘴；1281‑水平部；1282‑竖直部；1283‑倾斜部；130‑螺旋导流板；140‑上封盖；150‑下封盖； [0036] 200‑用于低含油量植物挥发油的收集系统；210‑提取罐；220‑尾气冷凝装置；221‑尾气进口；222‑冷凝液出口；230‑冷却器；231‑油水混合物进口；232‑芳香水出口；233‑挥发油出口；234‑重油出口；240‑收油装置；250‑目视镜。 具体实施方式[0037] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。 [0038] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0039] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0040] 在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 [0041] 此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0042] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。 [0043] 第一实施例 [0044] 请参考图1、图2和图3，本实施例提供了一种用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置100，其包括外筒110、锥形内筒120、螺旋导流板130、上封盖140及下封盖150。 [0045] 本申请中，外筒110为中空的圆筒结构，锥形内筒120安装于外筒110内，螺旋导流板130螺旋安装于锥形内筒120的外表面，外筒110的顶部开设有冷却水出口112，外筒110的底部开设有冷却水进口111和油水混合物出口113，外筒110上下分别由上封盖140及下封盖150封闭，锥形内筒120的底部设置有蒸汽分布盘121，锥形内筒120的顶部设置有蒸汽溢出管122，蒸汽溢出管122内设置有阻挡器123，阻挡器123和蒸汽溢出管122之间具有供蒸汽排出的溢出间隙124。 [0046] 冷却水从外筒110的底部进入，随着螺旋导流板130螺旋上升，并从外筒110顶部的冷却水出口112排出，本申请中，通过设置螺旋导流板130，使得冷却水成螺旋状流动与锥形内筒120外壁充分接触，提高冷却效果。从提取罐210中排出的混合有挥发油的蒸汽从蒸汽分布盘121进汽口进入锥形内筒120，蒸汽分布盘121安装于下封盖150内部，蒸汽在锥形内筒120内冷凝后，形成油水混合物从油水混合物出口113排出，部分未冷凝的蒸汽从蒸汽溢出管122经上封盖140出汽口排出。本申请中，通过设置锥形内筒120，锥形内筒120的直径沿着底部到顶部逐渐缩小，使得蒸汽在锥形内筒120内运动过程中，不断与锥形内筒120的侧壁接触冷凝形成油水混合物掉落在下封盖150内并通过油水混合物出口113流出。同时锥形内筒120的设置相较于直筒内筒而言，因蒸汽流动容易呈现“烟囱效应”，直筒内筒容易使蒸汽快速从直筒溢出，造成带有挥发油的水蒸气逃逸。本申请中，采用锥形内筒120与水平呈现约50°斜角，蒸汽先与内筒斜面壁接触使得蒸汽改变运动方向并更广泛的与内筒壁接触从而快速冷凝。此时，内壁上沾壁的挥发油受到来自于蒸汽冲刷及不断冷凝的水珠汇集，含油的水珠在重力作用下垂直掉落，减少挥发油沾壁的因素。同时通过蒸汽溢出管122内设置的阻挡器123的设置可以进一步减缓蒸汽的流速，减少锥形内筒120内蒸汽逃逸，减少蒸汽进入后续尾气冷凝器的量，从而有效减少蒸汽在管式的尾气冷凝器中沾壁的问题，提高了挥发油的收集量。 [0047] 具体来说，请结合参阅图1和图4，本申请中，阻挡器123包括间隙形成部1231、第一尖端1232和第二尖端1233，第一尖端1232和第二尖端1233分别连接至间隙形成部1231的两端。间隙形成部1231大致为圆柱形，而第一尖端1232和第二尖端1233成圆锥状结构，第一尖端1232位于间隙形成部1231的底部，其可以插设于锥形内筒120的上部，第一尖端1232的设置可以实现对蒸汽进行分流，从而改变直接向上的蒸汽的流向，使其尽可能的停留在锥形内筒120内进行冷凝，而未冷凝的蒸汽从溢出间隙124中排出。第二尖端1233位于间隙形成部1231的顶部，其伸出于蒸汽溢出管122的顶部，其可以保证使溢流出来的蒸汽的流通通道变大，此时蒸汽的流动速度进一步减慢，有利于这部分溢出蒸汽再次被冷凝成液体，而在蒸汽溢出管122中被冷凝的液体能够顺着第二尖端1233向下掉落，不会堆积在蒸汽溢出管122内。 [0048] 进一步地，本申请中，蒸汽溢出管122的形状可以是直管或是倒锥形管，本申请示出了一种典型非限制性示例，请参阅图5和图6，当蒸汽溢出管122为倒锥形管，蒸汽溢出管122沿着锥形内筒120的顶部到底部的方向直径逐渐缩小，蒸汽溢出管122的最小直径略大于间隙形成部1231的直径，阻挡器123还包括固定片1234，外筒110的顶部设置有圆盘114，圆盘114位于蒸汽溢出管122的顶部，间隙形成部1231伸出于蒸汽溢出管122，间隙形成部 1231通过固定片1234与圆盘114连接；具体来说，固定片1234成垂直结构形成L形，固定片 1234的一端与蒸汽溢出管122的顶部连接，另一端与圆盘114通过螺栓1235连接，固定片 1234采用双弹簧结构，双弹簧结构包括第一弹力件1236和第二弹力件1237，第一弹力件 1236设置于螺栓1235与固定片1234之间，第二弹力件1237设置于固定片1234底部与圆盘 114之间，第一弹力件1236、固定片1234、第二弹力件1237、圆盘114通过螺栓1235固定，圆盘 114上设置有三套固成且呈120°排列的固定片1234用于固定阻挡器123使之稳定工作；优选地，第一弹力件1236和第二弹力件1237为波形弹簧。波形弹簧采用不锈钢材质，利用波形弹性可以实现良好的减振作用，使得阻挡器123运行稳定。同时可通过扭力板手调节固定螺栓，用以调整阻挡器123与蒸汽溢出管122的溢出间隙124空间。同时通过波形弹簧的可伸缩性，在锥形内筒120内的蒸汽压力过大时可自动向上移动，扩大溢出间隙124空间实现自动泄压。 [0049] 此外，请结合参阅图1和图7，本申请的蒸汽分布盘121可以使蒸汽有规律的分布，具体来说，蒸汽分布盘121包括进气管126、分布总管127和分布气嘴128，分布总管127为环状管，分布总管127与进气管126连通，分布气嘴128为多个且均匀分布连通于分布总管127。含有挥发油的蒸汽从进气管126进入，并流入环形的分布总管127内，经由分布气嘴128喷入锥形内筒120内。本申请中，分布气嘴128包括水平部1281、竖直部1282和倾斜部1283，竖直部1282的两端分别与水平部1281和倾斜部1283连通，水平部1281与分布总管127连通，倾斜部1283朝向锥形内筒120的轴线向下倾斜。本申请通过将倾斜部1283倾斜设置，优选地，倾斜部1283呈120°斜喷，可以使蒸汽朝下进行喷出，由于蒸汽自身的运动方向使始终向上的，向下喷出可以减缓蒸汽流速，从而在锥形内筒120内的流速降低冷凝时间增加。同时当外筒 110底部的油水混合物出口113处堆积有油水混合物时，蒸汽向下喷出还可以先进入油水混合物中再溢出，使得蒸汽可以快速降温冷凝，同时特定角度喷出还可以避免蒸汽无规律流动。 [0050] 本申请提供的用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置100的工作原理是：含有挥发油的蒸汽从蒸汽分布盘121进入锥形内筒120内，冷却水从冷却水入口进入外筒110和锥形内筒120之间的区域，并随着螺旋导流板130逐步上升，最终从冷却水出口112排出，冷却水通过热传递实现对锥形内筒120内的蒸汽进行冷凝，冷凝的油水混合物直接落至外筒110的底部，蒸汽自下而上运动，当运动到阻挡器123时，阻挡器123可以阻挡蒸汽继续运动，并对蒸汽进行分流，使蒸汽从狭小的溢出间隙124中排出，阻挡器123的设置有利于降低蒸汽的流速，使蒸汽在锥形内筒120内快速冷凝成水，同时锥形内筒120的设置，可以有效减少了蒸汽中挥发油沾壁的情况，挥发油依靠重力及冲刷即可使沾壁的挥发油掉落，从而提高了挥发油的收集量。 [0051] 第二实施例 [0052] 请参阅图8，本实施例提供了用于低含油量植物挥发油的收集系统200，其包括第一实施例中的用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置100、提取罐210、尾气冷凝装置220、冷却器230、收油装置240和控制系统(图未示)。 [0053] 提取罐210用于对含有低含油量的植物原料进行提取，其具体结构可参阅现有的提取罐210，本申请不对其具体结构进行限定。 [0054] 尾气冷凝装置220用于对从蒸汽冷凝装置中溢出的部分蒸汽进行再次冷凝，该尾气冷凝装置220设置有尾气进口221和冷凝液出口222，应理解，尾气冷凝装置220还常规设置有冷却介质的进出口。 [0055] 冷却器230用于对油水混合物进行充分冷却和收集静置，使得油水混合进行分层，以便实现挥发油的收集。该冷却器230设置有油水混合物进口231、芳香水出口232、挥发油出口233和重油出口234。 [0056] 收油装置240用于对冷却器230上层的油进行收集。 [0057] 本申请中，提取罐210与蒸汽分布盘121连通，尾气进口221与蒸汽溢出管122连通，油水混合物进口231同时与油水混合物出口113以及冷凝液出口222连通，收油装置240与挥发油出口233连通，芳香水出口232与提取罐210连通。油水混合物进口231、芳香水出口232、挥发油出口233以及收油装置240的出料口处的管线上均设置有目视镜250。目视镜250的设置可以便于操作人员及时了解管线内是否还具有未收集的挥发油，以便判断是否还需要继续进行收集。 [0058] 控制系统包括多个温度传感器和多个流量控制器，图8中T即表示温度传感器，V流量控制器，表示多个温度传感器和多个流量控制器可以实现对整个系统温度和流量的控制，实现实时调整和精准控制。具体来说，冷却水出口112、油水混合物出口113和芳香水出口232均设置有温度传感器，蒸汽分布盘121和冷却水出口112的管线处均设置有流量控制器。应理解，在其他需要测定温度或流量的管线上也可以设置温度传感器和流量控制器，本申请中对温度传感器和流量控制器的个数不作限制。 [0059] 本申请提供的用于低含油量植物挥发油的收集系统200可以实现对低含油量植物中挥发油的提取和收集，在冷凝过程中通过用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置100的结构设计可以减小挥发油的沾壁情况，提高挥发油的收集量，同时利用控制系统对关键参数进行控制，保证了产品质量，在提高产品质量的同时减少浪费，整体结构简单布置紧凑工作可靠。 [0060] 综上所述，本发明实施例提供了一种用于低含油量植物挥发油的蒸汽冷凝装置100，其通过设置锥形内筒120，可以有效减少了蒸汽中挥发油沾壁的情况，挥发油依靠重力及冲刷即可使沾壁的挥发油掉落，从而提高了挥发油的收集量。同时，而阻挡器123的设置可以减缓蒸汽的流速，使蒸汽在锥形内筒120内快速冷凝成水，减少蒸汽进入后续尾气冷凝器的量，从而有效减少蒸汽在管式的尾气冷凝器中沾壁的情况。蒸汽分布盘121可以使蒸汽均匀向下喷出，避免蒸汽无规律流动，并有效延长蒸汽在锥形内筒120内的延长时间。本申请提供的用于低含油量植物挥发油的收集系统200可以实现对低含油量植物中挥发油的提取和收集，同时利用控制系统对关键参数进行控制，保证了产品质量，在提高产品质量的同时减少浪费，整体结构简单布置紧凑工作可靠。 [0061] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。 |
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