连续离心萃取装置的制作方法

本实用新型涉及一种应用在生化领域中，采取离心分离原理的低速离心装置，特别是涉及一种能实现连续离心萃取的装置。

背景技术：

在生物、化学等领域中，通过离心机产生的离心力来分离液体与固体颗粒或液体与液体的混合物中各个组分，是一种比较常见的萃取分离手段。使用离心力不仅可将乳浊液中两种密度不同、又互不相溶的液体分开，又可以排除湿固体中的液体。离心机分为高速离心机和低速离心机，其以旋转速度来区别。其中，低速离心机是实验室中最常用的用于分离提取生物大分子、沉淀物等用途的设备；主要应用于生化制品、科技研究、食品安全、医药卫生、血站、医院医药科技教育和生产部门分子生化、环卫等行业。

在离心机的使用过程中，首先需要将离心管内放置样品，然后将离心管依次放入离心机内的离心转子内再开始运行。以上方式对于小量分离适宜，如果需要进行大量的分离工作并且需要在分离过程中对分离萃取的化合物分离情况进行实时监测时，就无法满足工作的要求。

在色谱领域中，逆流色谱仪采用液液萃取的方式，通过行星式旋转产生的离心力的工作原理对样品中的化合物进行分离，其对于复杂化合物的分离有独到的优势。逆流色谱仪的分离部件多是采用内径0.8mm左右的多层螺旋管缠绕而成，当遇到浑浊度较高的样品时会出现堵塞管路的现象，由于逆流色谱采的离心力是行星式的，对于分离蛋白的溶剂体系容易产生乳化现象。

专利201520306980.8（一种离心式高速逆流色谱仪）提出了采用离心式的旋转方式实现逆流色谱分离的技术方案，采用离心方式进行分离萃取，能够减少某些溶剂体系的乳化现象，但是其仅是改变了逆流色谱仪的旋转方式，并且可以使用的分离部件类型较少，根据该技术方案中论述，其可以更换分离部件，但是在解决方案中未提到如何便捷性更换分离部件的方式和手段。

面对实验室不同状态的分离样品，如果能够在一种设备上通过更换配件来实现多样化的分离需要，并且能够实现连续的分离萃取，实现在线监测功能将大大提高实验室的工作效率和效果，同时降低人力成本和设备的投入。

技术实现要素：

本实用新型针对目前低速离心机无法进行连续离心萃取的缺陷，结合逆流色谱仪的分离优势，以及离心机的功能设计了一种可以进行连续萃取的离心装置，并且提出了一种可以快速更换离心部件的解决方案，实现了一机多用的功能。

该技术不仅可以单独放置离心管使用，同时通过安装分离部件可以实现逆流色谱的液液萃取的功能，集合了逆流色谱的优势，面对于某些浑浊度较高的样品的分离，通过更换较粗的离心分离部件安装其上，即可实现分离。不仅结构简单，而且易于维护，很适合生产和推广。

具体解决方案如下：一种连续离心萃取装置，它包括机箱和固定在机箱上的电机，在机箱的顶部设置有上部轴承法兰座，在上部轴承法兰座中设置有上部旋转轴，上部旋转轴相对于上部轴承法兰座自由枢转；在机箱的底部设置有下部轴承法兰座，在下部轴承法兰座中设置有下部旋转轴，下部旋转轴相对于下部轴承法兰座自由枢转；在电机的输出轴上固定设置有主动皮带轮，在下部旋转轴上固定安装被动皮带轮，传动皮带包绕在被动皮带轮和主动皮带轮上。电机通过传动皮带驱动下部旋转轴。在上部旋转轴和下部旋转轴之间设置有带解绕机构的旋转支架。

本方案的具体特点还有，带解绕机构的旋转支架包括在上部旋转轴的底部固定设置有上部齿轮箱，在上部齿轮箱的底部固定设置有上部旋转盘；在上部轴承法兰座的顶部设置有上部固定盘。在上部齿轮箱的内部设置有上部上齿轮，上部下齿轮，上部左齿轮，上部右齿轮，上部上齿轮，上部下齿轮，上部左齿轮和上部右齿轮围成正方形。上部左齿轮与上部下齿轮和上部上齿轮啮合；上部右齿轮与上部下齿轮和上部上齿轮啮合。

在上齿轮箱上固定安装上部上齿轮轴轴承，上部下齿轮轴轴承，上部左齿轮轴轴承，上部右齿轮轴轴承。在上部上齿轮轴轴承的内圈中固定上部上齿轮轴，上部上齿轮固定在上部上齿轮轴上。上部上齿轮轴穿过中空的上部旋转轴后与上部固定盘固定连接。在上部下齿轮轴轴承的内圈中固定上部下齿轮轴，在上部下齿轮轴上固定上部下齿轮。在上部左齿轮轴轴承的内圈中固定上部左齿轮轴，在上部左齿轮轴上固定上部左齿轮。在上部右齿轮轴轴承的内圈中设置有上部右齿轮轴，在上部右齿轮轴上设置上部右齿轮。

在下部旋转轴的顶部固定安装有下部齿轮箱，在下部齿轮箱的顶部固定设置有下部旋转盘；上部旋转盘和下部旋转盘通过若干个支撑柱固定连接在一起。上部旋转轴、上部齿轮箱、上部旋转盘、支撑柱、下部旋转盘、下部齿轮箱、下部旋转轴同心固定安装组成旋转支架。旋转支架通过在上部轴承法兰座、下部轴承法兰座内安装轴承安装于机箱之内。

在下部齿轮箱的内部设置有下部上齿轮，下部下齿轮，下部左齿轮和下部右齿轮，下部上齿轮，下部下齿轮，下部左齿轮和下部右齿轮围成正方形，下部左齿轮与下部下齿轮和下部上齿轮啮合；下部右齿轮与下部下齿轮与下部上齿轮啮合。

在下部齿轮箱之内固定安装下部上齿轮轴轴承、下部下齿轮轴轴承、下部左齿轮轴轴承和下部右齿轮轴轴承。在下部上齿轮轴轴承的内圈固定设置有下部上齿轮轴，在下部上齿轮轴上设置有下部上齿轮。在下部下齿轮轴轴承的内圈中固定设置有下部下齿轮轴，在下部下齿轮轴上固定设置有下部下齿轮。在下部左齿轮轴轴承的内圈中固定设置有下部左齿轮轴，在下部左齿轮轴是固定设置有下部左齿轮。在下部右齿轮轴轴承的内圈中固定设置有下部右齿轮轴，在下部右齿轮轴上固定设置有下部右齿轮。下部下齿轮轴穿过中空的下部旋转轴、下部轴承法兰座后与下部固定盘固定连接于机箱之上。

在下部旋转盘上设置有旋转法兰盘套管、在旋转法兰盘套管的顶部同心设置有旋转法兰盘，旋转法兰盘中间有通孔和旋转法兰盘套管连通,在旋转法兰盘上固定设置若干旋转法兰盘固定螺栓。下部上齿轮轴穿过下部旋转盘和旋转法兰盘与旋转法兰盘套管固定连接。由旋转法兰盘套管、旋转法兰盘、旋转法兰盘固定螺栓组成的旋转法兰盘组件同心安装于旋转支架之内并与下部上齿轮固定连接。

左侧导向管,右侧导向管对称分布于旋转支架两侧；其中左侧导向管依次穿过全部具有中空结构的旋转法兰盘套管、下部上齿轮轴，下部上齿轮,下部左齿轮、下部左齿轮轴、下部左齿轮轴轴承、下部齿轮箱、下部导向管固定法兰、下部旋转盘、支撑柱、上部旋转盘、上部齿轮箱、上部左齿轮轴、上部左齿轮轴轴承、上部左齿轮、上部上齿轮、上部上齿轮轴、上部上齿轮轴轴承、上部旋转轴、上部轴承法兰座、上部固定盘至机箱外。右侧导向管依次穿过全部具有中空结构的上部下齿轮轴、上部下齿轮轴轴承、上部下齿轮、上部右齿轮、上部右齿轮轴、上部右齿轮轴轴承、上部齿轮箱、上部导向管固定法兰、上部旋转盘、支撑柱、下部旋转盘、下部齿轮箱、下部右齿轮轴、下部右齿轮轴轴承、下部右齿轮、下部下齿轮、下部下齿轮轴、下部下齿轮轴轴承、下部旋转轴、下部轴承法兰座、下部固定盘至机箱外；其中所有齿轮以及齿轮轴中间有通孔。

下部导向管固定法兰固定安装于下部齿轮箱上；上部导向管固定法兰安装于上部齿轮箱上。

当在旋转法兰盘组件上安装分离部件时，可实现连续萃取。需要将分离部件的两端引出两根管，分离部件的上部引出管穿过右侧导向管并通过右侧导向管引出至机箱外，分离部件的下部引出管穿过左侧导向管并通过左侧导向管引出至机箱外。

根据以上叙述，本实用新型的有益效果是：由旋转法兰盘套管、旋转法兰盘、旋转法兰盘固定螺栓组成的旋转法兰盘组件在其之上，可通过旋转法兰盘固定螺栓安装各种分离部件；旋转法兰盘之上留有空隙或孔可供分离部件引出管引出。为了实现能够连续离心萃取，设置了两个导向管，保证了安装于旋转法兰盘组件之上的分离部件的引出管的解绕，在机箱外部可以通过引出管进行样品的输入和输出，通过对输出的溶剂进行监测，可实现连续萃取的工作目的。同时通过拆卸安装在旋转法兰盘组件之上的旋转法兰盘固定螺栓可以做到更换分离部件的工作需要。并且可以直接将离心管放置于旋转法兰盘固定螺栓孔内，实现低速离心机的功能。一种连续离心萃取装置不仅可以满足离心机的功能，同时也可在其之上放置各种不同的离心部件，同时可以在其之上实现离心式逆流色谱的功能。具有广阔的应用前景和推广意义。

附图说明

图1是连续离心萃取装置的整体示意图。图2是连续离心萃取装置安装分离部件后的示意图。图3是连续离心萃取装置的整体剖面图。图4是连续离心萃取装置的旋转法兰盘结构示意图。图5是分离部件的示意图。

图中：1-机箱；2-电机；3-主动皮带轮；4-传动皮带；5-被动皮带轮；6-上部轴承法兰座；7-下部轴承法兰座；8-上部旋转轴；9-下部旋转轴；10-上部齿轮箱；11-下部齿轮箱；12-上部左齿轮；13-上部下齿轮；14-下部左齿轮；15-下部右齿轮；16-上部上齿轮；17-下部下齿轮；18-旋转法兰盘套管；19-旋转法兰盘；20-旋转法兰盘固定螺栓；21-下部上齿轮；22-上部右齿轮；23-上部旋转盘；24-支撑柱；25-下部旋转盘；26-下部导向管固定法兰；27-左侧导向管；28-右侧导向管；29-下部固定盘；30-上部固定盘；31-分离部件；32-上部导向管固定法兰；33-上部上齿轮轴；34-上部右齿轮轴；35-上部下齿轮轴；36-上部左齿轮轴；37-下部上齿轮轴；38-下部右齿轮轴；39-下部下齿轮轴；40-下部左齿轮轴；41-上部上齿轮轴轴承；42-上部右齿轮轴轴承；43-上部下齿轮轴轴承；44-上部左齿轮轴轴承；45-下部上齿轮轴轴承；46-下部右齿轮轴轴承；47-下部下齿轮轴轴承；48-下部左齿轮轴轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方案进行说明：

如图1-3所示，一种连续离心萃取装置，它包括机箱1和固定在机箱1上的电机2，在机箱1的顶部设置有上部轴承法兰座6，在上部轴承法兰座6中设置有上部旋转轴8，上部旋转轴8相对于上部轴承法兰座6自由枢转；在机箱1的底部设置有下部轴承法兰座7，在下部轴承法兰座7中设置有下部旋转轴9，下部旋转轴9相对于下部轴承法兰座7自由枢转；在电机2的输出轴上固定设置有主动皮带轮3，在下部旋转轴9上固定安装被动皮带轮5，传动皮带4包绕在被动皮带轮5和主动皮带轮3上。电机2通过传动皮带4驱动下部旋转轴9。

在上部旋转轴8的底部固定设置有上部齿轮箱10，在上部齿轮箱10的底部固定设置有上部旋转盘23；在上部轴承法兰座6的顶部设置有上部固定盘30。

在上部齿轮箱10的内部设置有上部上齿轮16，上部下齿轮13，上部左齿轮12，上部右齿轮22，上部上齿轮16，上部下齿轮13，上部左齿轮12和上部右齿轮22围成正方形。上部左齿轮12与上部下齿轮13和上部上齿轮16啮合；上部右齿轮22与上部下齿轮13和上部上齿轮16啮合。

在上齿轮箱10上固定安装上部上齿轮轴轴承41，上部下齿轮轴轴承43，上部左齿轮轴轴承44，上部右齿轮轴轴承42。在上部上齿轮轴轴承41的内圈中固定上部上齿轮轴33，上部上齿轮16固定在上部上齿轮轴33上。上部上齿轮轴33穿过中空的上部旋转轴（8）后与上部固定盘（30）固定连接。在上部下齿轮轴轴承43的内圈中固定上部下齿轮轴35，在上部下齿轮轴35上固定上部下齿轮13。在上部左齿轮轴轴承44的内圈中固定上部左齿轮轴36，在上部左齿轮轴36上固定上部左齿轮12。在上部右齿轮轴轴承42的内圈中设置有上部右齿轮轴34，在上部右齿轮轴34上设置上部右齿轮22。

在下部旋转轴9的顶部固定安装有下部齿轮箱11，在下部齿轮箱11的顶部固定设置有下部旋转盘25；上部旋转盘23和下部旋转盘25通过若干个支撑柱24固定连接在一起。上部旋转轴8、上部齿轮箱10、上部旋转盘23、支撑柱24、下部旋转盘25、下部齿轮箱11、下部旋转轴9同心固定安装组成旋转支架。旋转支架通过在上部轴承法兰座6、下部轴承法兰座7内安装轴承安装于机箱1之内。

在下部齿轮箱11的内部设置有下部上齿轮21，下部下齿轮17，下部左齿轮14和下部右齿轮15，下部上齿轮21，下部下齿轮17，下部左齿轮14和下部右齿轮15围成正方形，下部左齿轮14与下部下齿轮17和下部上齿轮21啮合；下部右齿轮15与下部下齿轮17与下部上齿轮21啮合。

在下部齿轮箱11之内固定安装下部上齿轮轴轴承45、下部下齿轮轴轴承47、下部左齿轮轴轴承48和下部右齿轮轴轴承46。在下部上齿轮轴轴承45的内圈固定设置有下部上齿轮轴37，在下部上齿轮轴37上设置有下部上齿轮21。在下部下齿轮轴轴承47的内圈中固定设置有下部下齿轮轴39，在下部下齿轮轴39上固定设置有下部下齿轮17。在下部左齿轮轴轴承48的内圈中固定设置有下部左齿轮轴40，在下部左齿轮轴40是固定设置有下部左齿轮14。在下部右齿轮轴轴承46的内圈中固定设置有下部右齿轮轴38，在下部右齿轮轴38上固定设置有下部右齿轮15。下部下齿轮轴39穿过中空的下部旋转轴9、下部轴承法兰座7后与下部固定盘29固定连接于机箱1之上。

如图1所示，在下部旋转盘25上设置有旋转法兰盘套管18、在旋转法兰盘套管18的顶部同心设置有旋转法兰盘19，旋转法兰盘19中间有通孔和旋转法兰盘套管18连通,在旋转法兰盘19上固定设置若干旋转法兰盘固定螺栓20。下部上齿轮轴37穿过下部旋转盘25和旋转法兰盘19与旋转法兰盘套管18固定连接。如图4所示，由旋转法兰盘套管18、旋转法兰盘19、旋转法兰盘固定螺栓20组成的旋转法兰盘组件同心安装于旋转支架之内并与下部上齿轮21固定连接。

如图3所示，左侧导向管27,右侧导向管28对称分布于旋转支架两侧；其中左侧导向管27依次穿过全部具有中空结构的旋转法兰盘套管18、下部上齿轮轴37，下部上齿轮21,下部左齿轮14、下部左齿轮轴40、下部左齿轮轴轴承48、下部齿轮箱11、下部导向管固定法兰26、下部旋转盘25、支撑柱24、上部旋转盘23、上部齿轮箱10、上部左齿轮轴36、上部左齿轮轴轴承44、上部左齿轮12、上部上齿轮16、上部上齿轮轴33、上部上齿轮轴轴承41、上部旋转轴8、上部轴承法兰座6、上部固定盘30至机箱1外。右侧导向管28依次穿过全部具有中空结构的上部下齿轮轴35、上部下齿轮轴轴承43、上部下齿轮13、上部右齿轮22、上部右齿轮轴34、上部右齿轮轴轴承42、上部齿轮箱10、上部导向管固定法兰32、上部旋转盘23、支撑柱24、下部旋转盘25、下部齿轮箱11、下部右齿轮轴38、下部右齿轮轴轴承46、下部右齿轮15、下部下齿轮17、下部下齿轮轴39、下部下齿轮轴轴承47、下部旋转轴9、下部轴承法兰座7、下部固定盘29至机箱1外；其中所有齿轮以及齿轮轴中间有通孔。

下部导向管固定法兰26固定安装于下部齿轮箱11上；上部导向管固定法兰32安装于上部齿轮箱10上。

如图2所示，当在旋转法兰盘组件上安装分离部件31时，可实现连续萃取。如图5所示，需要将分离部件31的两端引出两根管，分离部件31的上部引出管穿过右侧导向管28并通过右侧导向管28引出至机箱1外，分离部件31的下部引出管穿过左侧导向管27并通过左侧导向管27引出至机箱1外。

左侧导向管内的下部引出管解绕方式、右侧导向管内的上部引出管解绕方式以及装置的运行过程为:

以已安装分离部件为例，将分离部件的上部引出管通过右侧导向管28引出至机箱1外，下部引出管通过左侧导向管27引出至机箱1外。

当电机2旋转，依次带动主动皮带轮3、传动皮带4、被动皮带轮5转动，由于被动皮带轮5与下部旋转轴9同心固定安装所以驱动整个旋转支架的旋转。当旋转支架旋转时，安装于旋转法兰盘组件之上的分离部件31同向同速旋转。

对于上部齿轮箱10而言，由于上部上齿轮轴33相对于旋转支架是静止的，当旋转支架旋转时，固定安装于上部上齿轮轴33之上的上部上齿轮16与上部左齿轮13、上部右齿轮22直接啮合，间接驱动上部下齿轮13以及同轴固定安装的上部下齿轮轴35的转动。

对于下部齿轮箱11而言，由于下部下齿轮轴39相对于旋转支架是静止的，当旋转支架旋转时，固定安装于下部下齿轮轴39之上的下部下齿轮17与下部左齿轮14、下部右齿轮15直接啮合，间接驱动下部上齿轮21以及同轴固定安装的下部上齿轮轴37的转动。

当旋转支架旋转时，旋转法兰盘之上的分离部件31上的上部、下部引出管，分别通过左侧导向管和右侧导向管引出至机箱外；其中上部引出管穿过上部下齿轮轴35后穿过右侧导向管28引出至机箱外，由于旋转支架之内的旋转法兰盘之上的分离部件31和旋转支架旋转方向相同，而上部齿轮箱10内的上部右齿轮22反向啮合，穿过其之内的分离部件31的上部引出管完成解绕，分离部件31的下部引出管解绕原理相同。

连续离心萃取装置的分离部件的安装、拆卸过程如下：

如图2所示，将旋转法兰盘组件上的旋转法兰盘固定螺栓20拆下，将分离部件31同心水平安装于旋转法兰盘组件之上后，将旋转法兰盘固定螺栓20穿过分离部件31和旋转法兰盘组件后，使用螺母锁紧。

如图3所示的将分离部件31上的上部引出管穿过右侧导向管28引出机箱1外，将分离部件31的下部引出管穿过旋转法兰盘组件和左侧导向管27后引出机箱1外。

分离部件31安装至旋转支架内之后，即可开始运行。运行时，电机2通过主动皮带轮3、传动皮带4、被动皮带轮5驱动旋转支架转动，由于上部上齿轮16、和下部下齿轮17相对于旋转支架是静止不动的，旋转支架的运动驱动上部齿轮箱10、下部齿轮箱11内的齿轮相互啮合，实现旋转法兰盘的转动和上部引出管和下部引出管的解绕。

拆卸时，将旋转法兰盘组件上的旋转法兰盘固定螺栓20之上的螺母拆除即可拿下分离部件。将旋转法兰盘固定螺栓20从旋转法兰盘组件上的旋转法兰盘拆下，安装上离心管即可实现离心机的功能。