萃取罐阀门自动控制系统及设置有该系统的萃取罐的制作方法

本实用新型涉及萃取罐阀门自动控制系统及设置有该提供的萃取罐。

背景技术：

亚临界萃取是利用亚临界流体作为萃取剂，在密闭、无氧、低压的压力容器内，依据有机物相似相溶的原理，通过萃取物料与萃取剂在浸泡过程中的分子扩散过程将固体物料中的脂溶性成分转移到液态的萃取剂中，并通过减压蒸发的过程将萃取剂与目的产物分离最终得到目的产物的一种新型萃取与分离技术。最初，这项技术主要应用于植物油脂的萃取(详见专利文献1)。

近年来，亚临界萃取技术已经有了很大的发展。目前亚临界萃取技术的主要应用领域有：1、以大豆、花生、核桃、小麦胚芽、葡萄籽、杏仁、牡丹籽、亚麻籽等为代表的植物油提取领域；2、以万寿菊叶黄素、辣椒红色素为代表的植物色素提取领域；3、以玫瑰、十香菜、沉香、檀香、茴香、大蒜等为代表的植物精油提取领域；4、灵芝孢子油、微生物油提取领域；5、烟草提取尼古丁及焦油前体物、提取烟草致香物质领域；6、原羊毛脱除羊毛脂领域；7、以茶叶、烟叶、中草药为代表的脱除农药残留领域；8、以五味子、南瓜子、艾草等为代表的中草药有效成分提取领域；9、以黄粉虫、蚕蛹为代表的昆虫类脂质的脱除；10、以鲟鱼、鱿鱼为代表的鱼虾类油脂成分的脱除领域等。在上述各领域中，应用的亚临界溶剂主要有丙烷、丁烷、异丁烷、二甲醚、R134a、液氨等。目前，关于物料的萃取所用的萃取罐，有使用单台萃取罐的工艺，也有使用2到8台萃取罐组成的罐组协同工作以提高工作效率并实现逆流萃取的工艺。每台萃取罐上设有多个进出口，例如进料口、出料口、抽真空口、进溶剂口、出萃取液口、出溶剂气口、压力平衡口、加热热媒进口、热媒出口等。当前普遍使用手动阀门人工控制这些进出口阀门的开和关。

专利文献列表

专利文献1专利号为CN90108660.6的中国专利《液化石油气浸出油脂工艺》

技术实现要素：

然而，靠人力扳动阀门手柄劳动强度大且操作频繁，存在误操作的问题。一旦错误地打开或关闭阀门，轻则影响系统正常运行，重则损坏设备，甚至酿成重大安全事故。例如，在萃取罐进料口阀门打开并正在进行装料的情况下，如果打开了进溶剂口阀门，会造成大量易燃易爆的溶剂通过打开的进料口排向大气，瞬间气化，体积膨胀250倍，酿成重大事故。再如，正在萃取状态的萃取罐里装有大量的溶剂和物料，罐内压力高达0.5MPa，如果此时人为误操作打开了进料口阀门或出料口阀门，整罐溶剂和物料会瞬间排出，溶剂气化膨胀，车间立即充满易燃易爆的溶剂气体，操作人员没有时间撤离，造成人员财产的重大损失。此外，当多台萃取罐组成罐组时，工艺将变得更加复杂。每台罐处于不同的工艺状态，有的在装料、有的在萃取、有的在出萃取液、有的在脱除料中溶剂、有的在抽真空、有的在空罐等待，而每台罐外观结构又相同，稍有疏忽就会出现误操作。例如，当工作人员误把打开3号罐某阀门的动作用到4号罐上，就会发生事故。

鉴于以上问题，本实用新型期望提供一种萃取罐阀门自动控制系统及设置有该系统的萃取罐。该系统采用气动阀门或电动阀门，配合电接点压力表，通过电路的互锁，断开不具备打开条件的阀门的电路。这样，即使出现人工误操作，系统也无法执行错误的指令，确保了安全，也降低了人工开关阀门的劳动强度。

根据本实用新型，提供了一种萃取罐阀门自动控制系统，所述系统包括：多个换向电磁阀，所述多个换向电磁阀是与所述萃取罐的多个阀门一一对应地设置的，所述换向电磁阀进行换向操作以使所述阀门打开或关闭；多个控制继电器，各所述控制继电器是与各所述换向电磁阀一一对应地设置的，各所述控制继电器设置有线圈、第一常开触点、第二常开触点、常闭触点、常开控制按钮和常闭控制按钮；压力表，其具有下限触点和上限触点，当所述萃取罐内的压力值在第一阈值以下时，所述下限触点接通。所述多个控制继电器中的至少一部分被分成第一阀门控制组和第二阀门控制组。各所述控制继电器的所述线圈、所述常开控制按钮和所述常闭控制按钮串联连接，且所述第一常开触点与所述常开控制按钮并联连接，由此形成各所述控制继电器的串联子电路。此外，在所述系统的工作电路中，各所述控制继电器的所述第二常开触点分别与对应的所述换向电磁阀串联连接，并且串联连接的所述第二常开触点和所述换向电磁阀再并联连接至工作电源的正负极。并且，在所述系统的控制电路中，所述第一阀门控制组的各所述控制继电器的所述串联子电路并联连接形成第一并联子电路，所述第一并联子电路的下端连接至控制电源负极，所述第一并联子电路的上端通过串联连接的所述下限触点、所述第二阀门控制组的各所述控制继电器的各所述常闭触点连接至控制电源正极；并且，所述第二阀门控制组的各所述控制继电器的所述串联子电路并联连接形成第二并联子电路，所述第二并联子电路的下端连接至所述控制电源负极，所述第二并联子电路的上端通过串联连接的所述第一阀门控制组的各所述控制继电器的各所述常闭触点连接至所述控制电源正极。

如上所述，根据本实用新型的萃取罐阀门自动控制系统，一方面，当第一阀门控制组中的任一换向电磁阀被打开时，第二阀门控制组中的换向电磁阀均无法被打开。另一方面，当罐内压力大于第一阈值或者第二阀门控制组中的任一换向电磁阀被打开时，第一阀门控制组中的换向电磁阀均无法被打开。因此，实现了针对相应的两组阀门的自动互锁控制。

根据本实用新型的用于萃取罐的阀门自动控制系统，由于实现了电接点压力表和气动或电动阀门的自动互锁控制，能够防止人工误操作引发的安全事故。此外，由于采用气动或电动阀门代替了手动阀门，所以能够减轻操作人员的劳动强度。另外，由于阀门的控制箱被安装在萃取罐附近，所以具有线路短、投资小、可靠性高、维修方便的优点。

附图说明

下面，将参照附图进一步对本实用新型的具体实施方式进行说明。其中，

图1是萃取罐阀门位置示意图；

图2是根据本实用新型的萃取罐阀门自动控制系统的工作电路图；

图3是根据本实用新型的萃取罐阀门自动控制系统的具有互锁结构的控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图与优选实施例对本实用新型的技术方案进行说明。

本实用新型的阀门自动控制系统适用于亚临界萃取罐及罐组的进出口阀门。萃取罐罐体可以设置有多个进出口阀门以及与各个阀门对应的换向电磁阀、控制继电器、阀门信号返回器、阀门状态指示灯、控制按钮以及相应的配线。附图1是根据本实用新型的亚临界萃取罐的阀门位置的示意图。如图1中所示，萃取罐罐体10例如可以设置有8个阀门，其中阀门1为进料阀，阀门2为出料阀，阀门3为抽真空阀，阀门4为进溶剂阀，阀门5为出萃取液阀，阀门6为出溶剂气阀，阀门7为压力平衡阀，阀门8为加热热媒进口阀。各阀门可以采用商售的气动球阀、气动蝶阀或电动阀门，阀体本身带有换向电磁阀。例如，当各阀门是气动球阀或气动蝶阀的情况下，在接通压缩空气后，换向电磁阀通电气动阀门随即打开，并触动阀门上标配的信号返回器发出打开状态信号；当换向电磁阀断电时气动阀门关闭，并触动阀门上标配的信号返回器发出关闭状态信号。阀门上的信号返回器还连接阀门状态指示灯。例如，以红灯指示阀门处于关闭状态，以绿灯指示阀门处于打开状态。萃取罐罐体10还设置有电接点压力表9，电接点压力表9设置有下限触点和上限触点。下限触点和上限触点根据罐内的压力而接通和断开。例如，当罐内压力在压力下限(例如，0MPa)以下时，下限触点接通；当罐内压力超过压力下限时，下限触点断开；上限触点只有在罐内压力超过上限时接通。上限触点例如可连接至压力报警器，当罐内压力超过上限时，上限触点接通，报警器打开发出声光报警。

在如图1所示的设置有8个进出口阀门的萃取罐的情况下，为了实现亚临界萃取罐的安全操作，必须实现如下控制功能：当进料阀1、出料阀2、抽真空阀3中的任一个阀门被打开时，必须确保进溶剂阀4、出萃取液阀5、出溶剂气阀6、压力平衡阀7均无法被打开；当萃取罐内压力大于0MPa或者当进溶剂阀4、出萃取液阀5、出溶剂气阀6、压力平衡阀7中的任一个阀门被打开时，必须确保进料阀1、出料阀2、抽真空阀3均无法被打开。也即是说，根据本实用新型的阀门自动控制系统能够实现萃取罐及罐组中多个阀门的分组互锁控制。下面将参照附图2和3对此进行详细说明。

根据本实用新型的阀门自动控制系统包括换向电磁阀、控制继电器、压力表等。图2是根据本实用新型的萃取罐阀门自动控制系统的工作电路图。如图2中所示，F1是图1中进料阀1的换向电磁阀，F2是图1中出料阀2的换向电磁阀，F3是图1中抽真空阀3的换向电磁阀，F4是图1中进溶剂阀4的换向电磁阀，F5是图1中出萃取液阀5的换向电磁阀，F6是图1中出溶剂气阀6的换向电磁阀，F7是图1中压力平衡阀7的换向电磁阀，F8是加热热媒进口阀8的换向电磁阀。根据本实用新型的阀门自动控制系统利用控制继电器来控制上述各个换向电池阀的接通和断开。控制继电器包括线圈、多个常开触点、多个常闭触点和多个控制按钮。图2中J1-2、J2-2、J3-2、J4-2、J5-2、J6-2、J7-2、J8-2是与上述各个换向电磁阀F1至F8对应的控制继电器的常开触点。具体地，如图2所示，在控制系统的工作回路中，换向电磁阀F1与J1-2串联，换向电磁阀F2与J2-2串联，换向电磁阀F3与J3-2串联，换向电磁阀F4与J4-2串联，换向电磁阀F5与J5-2串联，换向电磁阀F6与J6-2串联，换向电磁阀F7与J7-2串联，换向电磁阀F8与J8-2串联，并且这8条串联线路并联地连接至工作电源正负极。

图3是根据本实用新型的萃取罐阀门自动控制系统的具有互锁结构的控制电路图。如图3所示，在控制系统的控制回路中，J1、J2、J3、J4、J5、J6、J7、J8是与换向电磁阀F1至F8对应的控制继电器的线圈。附图3中J1-1、J2-1、J3-1、J4-1、J5-1、J6-1、J7-1、J8-1是与换向电磁阀F1至F8对应的控制继电器的常开触点。J1-3、J2-3、J3-3是与换向电磁阀F1至F3对应的控制继电器的的常闭触点。J4-3、J5-3、J6-3、J7-3是与换向电磁阀F4至F7对应的控制继电器的常闭触点。控制继电器的上述常开触点和常闭触点的接通和断开受对应的线圈的通电状态的控制，这在本领域内是公知的。AN1-1和AN1-2是继电器线圈J1的常开控制按钮和常闭控制按钮，AN2-1和AN2-2是继电器线圈J2的常开控制按钮和常闭控制按钮，……，AN8-1和AN8-2是继电器线圈J8的常开控制按钮和常闭控制按钮。常开触点J1-1、J2-1、……、J8-1分别与常开控制按钮AN1-1、AN2-1、……、AN8-1并联连接。图3中P是电接点压力表9的下限触点，当压力表9指示压力为0MPa以下时该下限触点接通，当压力表9指示压力大于0MPa时该下限触点断开。

为了实现进料阀1、出料阀2、抽真空阀3与进溶剂阀4、出萃取液阀5、出溶剂气阀6、压力平衡阀7的分组互锁自动控制，如图3所示，继电器线圈J1和其控制按钮AN1-1、AN1-2串联，继电器线圈J2和其控制按钮AN2-1、AN2-2串联，继电器线圈J3和其控制按钮AN3-1、AN3-2串联，这三条串联线路并联，并联电路的下端连接控制电源负极，上端通过串联的下限触点P以及常闭触点J4-3、J5-3、J6-3、J7-3连接至控制电源的正极。继电器线圈J4和其控制按钮AN4-1、AN4-2串联，继电器线圈J5和其控制按钮AN5-1、AN5-2串联，继电器线圈J6和其控制按钮AN6-1、AN6-2串联，继电器线圈J7和其起动控制AN7-1、AN7-2串联，这四条串联线路并联，并联电路的下端连接至控制电源负极，上端通过串联的J1-3、J2-3、J3-3连接至控制电源的正极。

参照图2和图3的电路图可知，当罐内压力为0MPa以下且进溶剂阀4、出萃取液阀5、出溶剂气阀6、压力平衡阀7均关闭时，下限触点P以及常闭触点J4-3、J5-3、J6-3和J7-3均闭合接通。在此情况下，人工按下控制按钮AN1-1使其闭合，线圈J1通电，使得常开触点J1-1和J1-2闭合，常闭触点J1-3断开。由于J1-2闭合，换向电磁阀F1通电换向，进料阀1打开。随后松开AN1-1，由于J1-1闭合，线圈J1仍保持通电并使J1-2仍保持闭合，所以进料阀1仍保持打开状态。在进料阀1处于打开状态下时，由于J1-3断开，所以即便此时误操作按下控制按钮AN4-1、AN5-1、AN6-1和AN7-1中的任一者，线圈J4、J5、J6和J7均不会通电，所以不会使相应的常开触点J4-2、J5-2、J6-2、J7-2闭合，确保了进溶剂阀4、出萃取液阀5、出溶剂气阀6、压力平衡阀7被锁定在关闭状态。

当人工按下控制按钮AN1-2使其断开时，线圈J1断电，使得常开触点J1-1和J1-2恢复断开，常闭触点J1-3恢复闭合。因此，换向电磁阀F1断电换向，进料阀1关闭。此时由于J1-3恢复闭合，控制按钮AN4-1、AN5-1、AN6-1和AN7-1能够被接通，因而解除了对进溶剂阀4、出萃取液阀5、出溶剂气阀6、压力平衡阀7关闭状态的锁定。针对出料阀阀2、抽真空阀阀3能够进行类似的控制和操作。

再次参照图2和图3的电路图可知，当罐内压力大于0MPa时，下限触点P断开。此时，即便误操作按下控制按钮AN1-1、AN2-1和AN3-1中的任一者，线圈J1、J2和J3均不会通电，所以不会使常开触点J1-2、J2-2和J3-2闭合，确保了进料阀1、出料阀2、抽真空阀3被锁定在关闭状态。此外，在进料阀1、出料阀2、抽真空阀3均关闭的情况下，常闭触点J1-3、J2-3和J3-3均闭合接通。在此情况下，人工按下控制按钮AN4-1使其闭合，线圈J4通电，使常开触点J4-1和J4-2闭合，常闭触点J4-3断开。由于J4-2闭合，换向电磁阀F4通电换向，进溶剂阀4打开。随后松开AN4-1，由于J4-1闭合，线圈J4仍保持通电并使J4-2仍保持闭合，所以进溶剂阀4仍保持打开状态。在进溶剂阀4处于打开状态下时，由于J4-3断开，所以即便此时误操作按下控制按钮AN1-1、AN2-1和AN3-1中的任一者，线圈J1、J2和J3均不会通电，所以不会使相应的常开触点J1-2、J2-2、J3-2闭合，确保了进料阀1、出料阀2、抽真空阀3被锁定在关闭状态。此外，当进溶剂阀4打开后，亚临界溶剂进入萃取罐，萃取罐内压力值升高至大于0MPa，下限触点P断开，也确保了进料阀1、出料阀2、抽真空阀3被锁定在关闭状态。

当人工按下控制按钮AN4-2使其断开时，线圈J4断电，使得常开触点J4-1和J4-2恢复断开，常闭触点J4-3恢复闭合。因此，换向电磁阀F4断电换向，进溶剂阀4关闭。此时由于J4-3恢复闭合，控制按钮AN1-1、AN2-1和AN3-1能够被接通，因而解除了对进料阀1、出料阀2、抽真空阀3关闭状态的锁定。针对出萃取液阀5、出溶剂气阀6、压力平衡阀7能够进行类似的控制和操作。

气动阀门的信号返回器的开和关触点除了连接至阀门状态指示灯之外，也可以接入上述具有互锁结构的控制电路。这样，只有当一组阀门的气动执行动作到位时，才能解除对另一组阀门的锁定。

另外，在本实施例中，每台萃取罐上设置有8套气动阀门。因而，设置有大量的布线。如果萃取工艺中使用多个萃取罐组成的罐组，线路将更加繁杂。所以，根据本实用新型的自动控制系统还设置有现场防爆控制箱。一个萃取罐或多个萃取罐的控制继电器及指示灯等均被安装在位于萃取罐附近的防爆控制箱中。与将控制箱设置在远处的控制室或配电室中相比，设置位于萃取罐附近的现场控制箱具有线路短、投资小、可靠性高、维修方便等优点。

应当理解的是，上述控制线路及电气元件均安装在易燃易爆的环境中，因而均符合相关的防爆电气规范要求。上述控制电源和工作电源可以根据需要任意选择。例如，可以交流电或直流电，电压可以在6V到380V的范围内。

上面已参考附图对本实用新型的优选实施例进行了说明，当然，本实用新型不限于上述示例。例如，萃取罐的进出口阀门的数量、设置位置以及一同进行开闭的阀门的组合方式可以根据具体的生产工艺而改变。

本领域技术人员可在本实用新型所附的权利要求的范围内获得各种改变和修改，且应当理解的是，这些改变和修改将自然被包括在本实用新型的技术范围内。