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一种溶剂萃取装置及溶剂萃取方法与流程
时间:2024-03-31 18:45 点击次数:127

  1.本发明涉及粉末注射成型技术领域,特别涉及一种溶剂萃取装置及溶剂萃取方法。

  2.在现有技术中,金属粉末注射成型工艺过程是:首先将固体金属粉末与石蜡类粘结剂(蜡基体系)或者有机物类粘结剂(塑基体系)均匀混炼,经制粒后在加热塑化状态下用注射成形机注入模腔内固化成形,然后用化学或热分解的方法将成形坯中的粘结剂脱除,最后经烧结致密化得到最终产品。其中,溶剂脱蜡设备是金属粉末注射成型技术中针对蜡基体系产品所需要用到一种萃取脱蜡的设备,原理是将注射成型的产品浸泡在一定温度的有机溶剂里,使产品中的蜡类物质得以分解并脱除,也就是,有机溶剂萃取的过程。

  3.现有的溶剂脱蜡设备所使用的溶剂一般都是三氯乙烯或者是正溴丙烷,这两种溶剂都有毒性,对人体和环境都造成了危害。另外,这两种溶剂的沸点较低并且易燃,因此对设备使用环境的防燃防爆要求会很高。

  4.现有的溶剂脱蜡设备也会用到一些高沸点不易燃、不易爆的油类溶剂作为萃取溶剂。但是由于这些溶剂的沸点较高,无法有效的将溶剂和蜡类物质彻底分离之后回收。另外,由于溶剂的沸点高,导致脱蜡完的产品很难在设备里面进行晾干,产品表面和设备内部会产量较多的溶剂,需要将产品拿到设备外部之后用热风将其吹干,这样会使溶剂被快速的消耗,不能有效的将这些溶剂进行回收利用。

  5.因此,亟需一种能够实现溶剂有效循环回收且能够进行产品干燥的溶剂萃取装置及溶剂萃取方法,来实现溶剂与蜡类物质分离之后能够有效的回收,节能环保,安全可靠。

  6.本发明的目的在于解决现有技术中溶剂与蜡类物质分离之后无法有效回收利用的技术问题。

  7.为解决上述技术问题,本发明的实施例公开了一种溶剂萃取装置,包括:机架;萃取部,设于机架上,用于在封闭状态下萃取产品中的待萃取物;溶剂供给部,设于机架上,与萃取部连通,用于供给和存储溶剂;烘干部,设于机架上,与萃取部连通,用于在萃取完成后烘干产品和萃取部内的气体;蒸馏部,设于机架上,与萃取部连通,用于在萃取完成后蒸馏回收溶剂。

  8.采用上述技术方案,通过设置烘干部和蒸馏部,不仅能够烘干萃取部内的产品和使得溶剂气化,而且能够使得溶剂与蜡类物质彻底分离,并且能够有效地回收分离后的溶剂,实现溶剂的循环利用,降低了生产成本,节能环保,安全可靠。

  9.根据本发明的另一具体实施方式,萃取部包括:萃取箱,设于机架上,用于容纳溶剂和进行萃取作业;升降部,设于机架上部,用于升降萃取箱的盖板和产品;工装部,设于升降部上,用于放置产品,其中,

  10.工装部和盖板能够在升降部的带动下做升降运动,使得萃取箱能够在封闭状态下进行作业,并能够在作业完成后将盖板和工装部一同从萃取箱取出。

  11.根据本发明的另一具体实施方式,萃取箱为双层结构,两层之间设有导热部和发热部,发热部能够通过导热部将热量传递至萃取箱内,加热溶剂。

  12.根据本发明的另一具体实施方式,溶剂供给部为箱式结构,溶剂供给部的上部设有加液口和回液口,加液口用于加入溶剂,回液口与蒸馏部和烘干部连通,用于将蒸馏部和烘干部回收的溶剂回流入溶剂供给部;溶剂供给部的下部设有出液口和卸液口,卸液口用于卸载溶剂供给部内的溶剂,出液口与萃取部连通,用于为萃取部供给溶剂。

  13.根据本发明的另一具体实施方式,溶剂供给部上设有液位传感器,用于监测溶剂供给部内液位的高度。

  14.根据本发明的另一具体实施方式,烘干部包括烘干循环管道、冷却组件、动力组件和加热组件,冷却组件、动力组件和加热组件沿气流流动方向依次设于烘干循环管道上,其中,烘干循环管道一端设有进气口,进气口与萃取部的出气口连通,烘干循环管道另一端设有热气出口,热气出口与萃取部的热气入口连通。

  15.根据本发明的另一具体实施方式,烘干循环管道上设有抽真空口,用于在萃取部内抽线.根据本发明的另一具体实施方式,蒸馏部包括蒸馏箱、蒸馏冷凝组件和油水分离器,其中,蒸馏箱上部设有收液口,当萃取作业完毕后,主动力部将萃取部内的混合溶剂通过收液口抽入到蒸馏箱内,蒸馏箱与油水分离器通过蒸馏管道连通,蒸馏冷凝组件设于蒸馏管道上,用于冷凝在蒸馏箱内被气化的溶剂,并使之液化流入油水分离器内,油水分离器的下部设有下液口,下液口与溶剂供给部的回液口连通,能够将油水分离器内部的溶剂释放至溶剂供给部内。

  17.根据本发明的另一具体实施方式,机架上还设有控制柜,控制柜用于控制整个装置的有序运行。

  20.升降部向下运动,将放置有产品的工装部放入萃取箱,并通过盖板将萃取箱封闭;

  21.进入萃取阶段,主动力部将溶剂供给部内的溶剂供入萃取箱,使得萃取箱内的溶剂液位增高至设定位置,关闭主动力部及与萃取箱连通的管路;

  22.萃取箱内的发热部开始工作,发热部通过导热部将热量传持续递至萃取箱内,加热溶剂,使得萃取箱内能够持续进行保温萃取作业,萃取作业完成后,关闭发热部;

  23.进入烘干阶段,主动力部将萃取箱内溶剂混合气体供入烘干部,烘干部用于对溶剂混合气体进行烘干和加热,烘干和加热后的气体进入萃取箱内对萃取完成的产品进行烘干和加热,烘干完成后,关闭主动力部及与烘干部连通的管路;

  24.进入蒸馏阶段,蒸馏部启动,将萃取箱内的溶剂混合气体抽取至蒸馏箱,在蒸馏箱内蒸馏成液态的溶剂混合液体通过蒸馏管道进入油水分离器,油水分离器将溶剂与水分分离,并将分离出的溶剂输送回溶剂供给部内,蒸馏完成后,关闭蒸馏箱及蒸馏部与萃取箱连通的管路;

  25.打开透气阀,使得萃取箱内气压恢复,升降部打开萃取箱的盖板,并将放置在工装

  27.图2示出了本发明实施例提供的一种溶剂萃取装置中萃取箱的立体结构示意图;

  28.图3示出了本发明实施例提供的一种溶剂萃取装置中萃取箱另一视角立体结构示意图;

  29.图4示出了本发明实施例提供的一种溶剂萃取装置中萃取部的局部结构示意图;

  30.图5示出了本发明实施例提供的一种溶剂萃取装置中溶剂供给部的立体结构示意图;

  31.图6示出了本发明实施例提供的一种溶剂萃取装置中烘干部的立体结构示意图;

  32.图7示出了本发明实施例提供的一种溶剂萃取装置中蒸馏部的立体结构示意图;

  34.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍,但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反,结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解,以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外,为了避免混乱或模糊本发明的重点,有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

  35.应注意的是,在本说明书中,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。

  36.在本实施例的描述中,需要说明的是,术语“上”、“下”、“内”、“底”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。

  37.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。

  38.在本实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实施例中的具体含义。

  39.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。

  40.如图1至图7所示,本发明的实施例提供了一种溶剂萃取装置00,包括:机架01;萃取部1,设于机架01上,用于在封闭状态下萃取产品中的待萃取物;溶剂供给部2,设于机架

  01上,与萃取部1连通,用于供给和存储溶剂;烘干部3,设于机架01上,与萃取部1连通,用于在萃取完成后烘干产品和萃取部1内的气体;蒸馏部4,设于机架01上,与萃取部1连通,用于在萃取完成后蒸馏回收溶剂。

  41.也就是说,溶剂萃取装置00主要由机架01、萃取部1、溶剂供给部2、烘干部3和蒸馏部4组成,其中,萃取部1、溶剂供给部2、烘干部3和蒸馏部4均设置在机架01上,溶剂供给部2、烘干部3和蒸馏部4均与萃取部1连通,萃取部1是本装置的核心部分,能够萃取产品中的待萃取物。机架01上还设有控制柜03,控制柜03用于控制整个装置的有序运行。

  42.同时,为了能够实现溶剂的有效循环回收,在本实施例中,还在机架01上设置了烘干部3和蒸馏部4,其中,烘干部3能够在萃取完成后烘干产品和萃取部1内的气体,使得萃取部1内的溶剂保持气化状态,蒸馏部4用于在萃取完成后蒸馏回收萃取部1内的溶剂。

  43.采用上述技术方案,通过设置烘干部3和蒸馏部4,不仅能够烘干萃取部1内的产品和使得溶剂气化,而且能够使得溶剂与蜡类物质彻底分离,并且能够有效地回收分离后的溶剂,实现溶剂的循环利用,降低了生产成本,节能环保,安全可靠。

  44.具体的,参见图2至图4所示,在本实施例中,萃取部1包括:萃取箱10,设于机架01上,用于容纳溶剂和进行萃取作业;升降部11,设于机架01上部,用于升降萃取箱10的盖板和产品;工装部12,设于升降部11上,用于放置产品。

  45.也即,萃取部1主要由萃取箱10、升降部11和工装部12组成,其中,萃取箱10上设有盖板13,盖板13与升降部11的下端连接,工装部12设置在盖板13的内侧,工装部12和盖板13能够在升降部11的带动下做升降运动,使得萃取箱10能够在封闭状态下进行作业,并能够在作业完成后将盖板13和工装部12一同从萃取箱10取出。

  46.具体的,参见图4并结合图1所示,在本实施例中,升降部11为升降油缸,设置在机架01的上部,升降部11的活塞杆110下端与盖板13相连。为了使得升降部在运行过程中更加顺畅,盖板13的四个角上设置有四个直线带动盖板13做升降运动,避免出现晃动和卡死的情况。工装部12包括放置有料板的金属框架,产品放置在料板上,能够在升降部11的带动下做升降运动。在其他实施例中,工装部和升降部还可以为其他结构,本发明对此不做限定,可以根据实际需要进行合理的设置和选择,只要能够实现对应的功能即可。

  47.进一步地,参见图2和图3并结合图1所示,在本实施例中,萃取箱10为双层结构,两层之间设有导热部和发热部,发热部能够通过导热部将热量传递至萃取箱10内,加热溶剂。

  48.具体的,参见图2和图3并结合图1所示,在本实施例中,导热部为导热油,加热部为热电偶加热棒。萃取箱10采用双层结构,两层之间的空间通过油液入口100灌入导热油,加热部100设置在萃取箱10的底部,用于加热导热油,再通过导热油间接加热萃取箱10的溶剂。萃取箱10的底部还设有卸油口109,当导热油导热效果减低时,通过卸油口109将导热油进行泄放和更换。

  49.进一步地,萃取箱10的上部设有进液口103,进液口103通过管路与溶剂供给部2连通,进液口103与溶剂供给部2之间的管路上设有自吸泵(图中未示),自吸泵能够将溶剂供给部2内的溶剂通过进液口103输入到萃取箱10内。当萃取箱10内部溶剂的液位上升触发液位传感器102时,自吸泵关闭,进入萃取程序。

  50.同时,萃取箱10还设有溶剂循环回路(图中未示),溶剂循环回路的溶剂循环泵分

  别与溶剂循环出口105和溶剂循环进口104连接。当装置进入到萃取程序时,溶剂循环泵运行,使得萃取箱10内的溶剂呈现上下循环的状态,保证萃取箱10内的溶剂温度均匀,使得产品的萃取速率均匀。

  51.另外,萃取箱10上还设有出气口107和热气入口106,烘干部3分别与出气口107和热气入口106连接,用于在萃取作业完毕后,对萃取箱10内部以及产品上残留的溶剂进行烘干回收。同时,萃取箱10上还设置有压力变送器(图中未示)和主出液口108,压力变送器能够检测萃取箱10内的真空度,当进行烘干作业时,需要对烘干部的管路以及萃取箱10内进行抽真空,从而降低溶剂的沸点,使残留的溶剂更容易被烘干气化。主出液口108与蒸馏部4连通,在萃取作业完毕后,萃取箱10内的混合溶剂能够通过主出液口108进入蒸馏部4内。

  52.进一步地,参见图5并结合图1所示,在本实施例中,溶剂供给部2为箱式结构,溶剂供给部2的上部设有加液口20和回液口21,加液口20用于加入溶剂,回液口21与蒸馏部4和烘干部3连通,用于将蒸馏部4和烘干部3回收的溶剂回流入溶剂供给部2;溶剂供给部2的下部设有出液口22和卸液口(图中未示),卸液口用于卸载溶剂供给部2内的溶剂,出液口22与萃取部1的进液口103连通,两者之间设有自吸泵(图中未示),通过自吸泵能够将溶剂供给部2内的溶剂供入萃取部1的萃取箱10内。

  53.进一步地,参见图5所示,溶剂供给部2上设有液位传感器,用于监测溶剂供给部2内液位的高度。具体的,液位传感器包括高液位传感器24和低液位传感器23,高液位传感器24能够监控溶剂供给部2内部的溶剂储量上限,低液位传感器23能够监控溶剂供给部2内部的溶剂储量下限,通过高液位传感器24和低液位传感器23组合能够准确可靠的监控溶剂供给部2内部的溶剂储量。

  54.进一步地,参见图6并结合图1至图5所示,在本实施例中,烘干部3包括烘干循环管道30、冷却组件31、动力组件32和加热组件33,冷却组件31、动力组件32和加热组件33沿气流流动方向依次设于烘干循环管道30上,其中,烘干循环管道30一端设有进气口34,进气口34与萃取部1的出气口107连通,烘干循环管道30另一端设有热气出口35,热气出口35与萃取部1的热气入口106连通。

  55.具体的,在本实施例中,冷却组件31为冷凝塔,动力组件32为离心风机,加热组件33为加热套管。其中,烘干循环管道30的进气口34设置在冷却组件31的左侧,萃取部1的出气口107与进气口34连通,萃取部1内的混合气体能够通过进气口34进入烘干循环管道30内。冷却组件31内部设置有冷却管道,冷却管道内通入循环冷却水,冷却水能够使得进入烘干循环管道30内的混合气体中气态溶剂液化。在其他实施例中,冷却组件、动力组件和加热组件也可以为其他结构和类型,本发明对此不做限定,可以根据实际需要进行合理的设置和选择,只要能够实现对应的功能即可。

  56.具体的,参见图6所示,烘干循环管道30上还设有烘干回液口36,烘干回液口36设置在冷却组件31的右侧,与溶剂供给部2的回液口21连通,当烘干作业结束后,通过烘干回液口36,能够将冷凝捕捉下来的溶剂输送至溶剂供给部2存储,使得混合气体中的气态溶剂得到回收再利用,避免气态溶剂的挥发浪费,节省了成本,同时,也避免了气态溶剂造成的安全问题。

  57.具体的,参见图6所示,动力组件32用于带动整个内部空间的气流流动,使得冷却后的气体在经过加热组件33加热后通过热气出口35和萃取部1的热气入口106回到萃取部1

  内,形成一个气体烘干的循环。加热组件33用于加热气流循环中经过冷却的气体,使萃取箱10内始终保持高温状态,以便萃取箱10内的溶剂气化。另外,烘干循环管道30的最上部还设置一处抽线内保持真空状态,降低装置内部溶剂的沸点,使之更容易气化,最终达到烘干回收的目的。

  58.进一步地,参见图7并结合图1至图5所示,在本实施例中,蒸馏部4包括蒸馏箱40、蒸馏冷凝组件42和油水分离器41,其中,蒸馏箱40上部设有收液口400,当萃取作业完毕后,主动力部02将萃取部1内的混合溶剂通过收液口400抽入到蒸馏箱40内,蒸馏箱40与油水分离器41通过蒸馏管道401连通,蒸馏冷凝组件42设于蒸馏管道401上,用于冷凝在蒸馏箱40内被气化的溶剂,并使之液化流入油水分离器41内,油水分离器41的下部设有下液口43,下液口43与溶剂供给部2的回液口21连通,能够将油水分离器41内部的溶剂释放至溶剂供给部2内。

  59.具体的,参见图7所示,蒸馏箱40的作用是收集萃取箱10内的混合溶剂并加热搅拌,在抽真空的条件下,混合溶剂中的有机溶剂被迅速气化。蒸馏箱40的上部开设有收液口400,收液口400与萃取箱10下部的主出液口108连通。当翠区作业完毕后,主动力部02能够将萃取箱10内的混合溶剂通过主出液口108和收液口400抽入到蒸馏箱40内。蒸馏冷凝组件42的作用是冷凝在蒸馏箱40内被气化的溶剂,使气化的溶剂液化,液化后的溶剂能够流入至油水分离器41内。

  60.具体的,油水分离器31能够将被液化下来的溶剂和水分分离,由于水的密度大于溶剂的密度,因此水会下降到油水分离器31的底部,而不会被释放至溶剂供给部2内。当油水分离器41里的液态溶剂触发油水分离器41上的液位传感器(图中未示)时,油水分离器41内部的液态溶剂通过下液口43被释放至溶剂供给部2内,下液口43与溶剂供给部2的回液口21连接。

  61.需要说明的是,上述各实施例中管路、管道以及液压系统中涉及的各种控制元件,如各种控制阀等,属于本领域内的常规技术手段,本文并未进行详细描述,本领域内的技术人员在面对本文阐述的技术方案时,能够在不付出创造性劳动的情况下,得到各控制元件的类型和安装信息,因此,本文对此不再赘述。

  62.综上所述,采用上述技术方案,通过设置烘干部3和蒸馏部4,不仅能够烘干萃取部1内的产品和使得溶剂气化,而且能够使得溶剂与蜡类物质彻底分离,并且能够有效地回收分离后的溶剂,实现溶剂的循环利用,降低了生产成本,节能环保,安全可靠。

  63.参见图8所示,本发明的实施例还公开了一种溶剂萃取方法,包括如下步骤:

  64.s1:通过升降部11打开萃取箱10的盖板,并将产品放入工装部12;

  65.s2:升降部11向下运动,将放置有产品的工装部12放入萃取箱10,并通过盖板将萃取箱10封闭;

  66.s3:进入萃取阶段,主动力部将溶剂供给部2内的溶剂供入萃取箱10,使得萃取箱10内的溶剂液位增高至设定位置,关闭主动力部及与萃取箱10连通的管路;

  67.萃取箱10内的发热部开始工作,发热部通过导热部将热量传持续递至萃取箱10内,加热溶剂,使得萃取箱10内能够持续进行保温萃取作业,萃取作业完成后,关闭发热部;

  68.s4:进入烘干阶段,主动力部将萃取箱10内溶剂混合气体供入烘干部3,烘干部3用于对溶剂混合气体进行烘干和加热,烘干和加热后的气体进入萃取箱10内对萃取完成的产

  69.s5:进入蒸馏阶段,蒸馏部4启动,将萃取箱10内的溶剂混合气体抽取至蒸馏箱,在蒸馏箱内蒸馏成液态的溶剂混合液体通过蒸馏管道进入油水分离器,油水分离器将溶剂与水分分离,并将分离出的溶剂输送回溶剂供给部2内,蒸馏完成后,关闭蒸馏箱及蒸馏部4与萃取箱10连通的管路;

  70.s6:打开透气阀,使得萃取箱10内气压恢复,升降部11打开萃取箱10的盖板,并将放置在工装部12上且完成萃取的产品一同取出。

  71.虽然通过参照本发明的某些优选实施方式,已经对本发明进行了图示和描述,但本领域的普通技术人员应该明白,以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变,包括做出若干简单推演或替换,而不偏离本发明的精神和范围。

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