CN109604240A - 一种博落回叶片洗净装置及洗净方法 - Google Patents

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Abstract

一种博落回叶片洗净装置，包括顺流机构(30)、贴壁下流机构(10)、超声阵列(20)和搅拌涮洗机构(50)，所述顺流机构利用水流引导博落回叶片沿树叶流道由上游流动到贴壁下流机构(10)中；所述贴壁下流机构(10)包括凸弧顶面(14)和斜坡(13)；超声阵列(20)垂直于斜坡设置，超声阵列(20)包括平行于斜坡设置的固定板(21)，固定板沿斜坡的长度和宽度阵列设有n行m列阶梯安装孔(22)，阶梯安装孔(22)中安装有超声振动器(23)；搅拌涮洗机构(50)设置在贴壁下流机构(10)的下游。所述博落回叶片洗净装置，树叶贴壁下流时配合超声振动，使得小径级颗粒物(PM2.5)实现高效洗脱，辅以水流冲唰清洗则大小径颗粒物均能高效洗脱，洗净自动化程度高。

Description

一种博落回叶片洗净装置及洗净方法
技术领域
本发明涉及博落回加工的技术领域，具体涉及一种博落回叶片洗净装置及洗净方法。
背景技术
罂粟科植物博落回为多年生草本,高1-2m,植株表面带有白色粉,单叶互生,阔卵形,有不规则波齿裂片,叶面绿色光滑,叶背面白色,披有浓密的细毛。博落回以全草入药,叶片入药前需洗净工序。然而，植物由于具有巨大的叶面积、复杂的叶面微结构或能分泌黏液而能对PM产生一定的吸滞作用，而传统的搅拌洗净装置已不太适用。
超声波清洗被称为“无刷清洗”，超声波在固体、液体中的衰减却很小,利用这一规律，超声波被利用水内部的空化效应产生的“真空气穴”使得需清洗物体表面的污染物快速脱离。超声波的无刷清洗正好对犄角旮旯和表面微结构都能洗到，凡是液体能浸到、声场存在的地方都有清洗作用，特别适用于清洗表面形状复杂的细致清洗。所以，表面微结构，如叶片、植物枝干等突起、沟槽、绒毛，尤其大气细颗粒物PM等，超声波对其清洗有很大的应用潜力；
然而，超声波清洗也有自身缺点：
1)不适于声吸收大的材料，如布料、橡胶以及粘度大的污物清洗效果差。
所以，对于博落回叶片，其在水中有如布料般柔软毫无支撑，超声对于这种柔软毫无支撑的水中叶片，清洗效果较差。
2)高能量大密度超声波用于中草药清洗会加速有效成分散失在洗净液中。
博落回属于中草药，高密度、高能量的超声波作用于博落回叶片，则会加速有效成分迅速溶解到水中，这是不利的。
所以，超声波用于博落回叶片的清洗，既有有利的一面，也有不利的一面，总的来说，利大于弊，但是要适度利用，不能高能量大密度地过度使用。
现有技术利用超声波清洗，一般是在清洗池外壁设置超声波发生器，比如内蒙古名族大学的杨恒山提出的CN107036869A，公开日：2017.8.11的发明专利，就是在主清洗室3侧壁外固定安装有超声发生器I6、超声发生器II8，将产生的超声波信号转化为高频机械振动并穿入主清洗室内。但是，即使有集成控制器有分别对超声发生器I和超声发生器II的频率和功率调节的功能，其清洗功能主要依靠超声波清洗，所以未清洗干净前是不能停止超声波作用的。
福建厦门申请人葛真的专利CN204861057U,20151216突破了传统振动喷淋式和滚筒式清洗方式，采用先在第一清洗池利用造浪器和气泵对输送带上经过的蔬菜进行涌浪和气泡作用，将表面污物脱离，然后在第二清洗池进行超声振动清洗，使得小附着物进一步脱离。但是，涌浪和气泡清洗效果是有限的，因此也影响了总的清洗效果。
由此总结现有技术中超声波清洗植物叶片的存在两大主要问题：
1)如何尽量减少甚至真正避免有效成分的散失。中草药博落回叶片，与水接触面积大，如果清洗利用了超声却流失了有效成分，则得不偿失。
2)超声对于水中柔软叶片清洗作用有限。在水中柔软叶片如同布料，弹性大，超声作用在其上，振动能量易被吸收，清洗效果是差的。
上述两大主要缺陷，已成为超声清洗植物柔软叶片领域的难以突破的难题，制约着行业技术的发展。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种博落回自动超声叶片洗净分选装置及博落回洗净工艺。
本发明的目的是这样实现的，一种博落回叶片洗净装置，包括
贴壁下流机构，所述贴壁下流机构包括充满清洗液的清洗池,清洗池一侧壁顶部通过凸弧顶面连接斜坡，使得清洗液连续经由凸弧顶面从斜坡下流；
超声阵列，超声阵列垂直于斜坡设置，超声阵列包括平行于斜坡设置的固定板，固定板沿斜坡的长度和宽度阵列设有n行m列阶梯安装孔，阶梯安装孔中安装有超声振动器；
顺流机构，顺流机构设置在清洗池中，所述顺流机构沿宽度方向间隔设有多个树叶流道，所述顺流机构利用水流引导博落回叶片沿树叶流道由上游流动到贴壁下流机构中；
搅拌涮洗机构，搅拌涮洗机构设置在贴壁下流机构的下游，搅拌涮洗机构包括连接斜坡底部的涮洗池和设置在涮洗池下方的沉淀聚砂子结构，涮洗池中可旋转驱动地设有搅拌叶片。
进一步地，还包括进料机构，所述进料机构包括进料输送带，在进料输送带上方设有均匀布料器，所述均匀布料器包括料斗，料斗底部设有与输送带相同宽度的斜缝，料斗底板设有振动器。
进一步地，输送带上沿输送方向间隔设有多行竖直间隔带，竖直间隔带间隔宽度为树叶流动宽度。
进一步地，所述超声振动器包括超声换能器、变幅杆和导波头，导波头为长方形平板状，导波头正对所述树叶流道，与斜坡平行设置且浸入水面下。
进一步地，清洗池设有入水管，涮洗池下游设有回水池，回水池设有回水管，所述回水管经回水泵连接入水管。
进一步地，顺利机构包括挡水板,挡水板于清洗池内壁水密封地设置在水面下3-5mm处，挡水板沿清水池宽度方向间隔树叶流动宽度设有多排顺流板，顺流板之间的空间为树叶流道，挡水板在上游侧沿清水池宽度方向对应每个树叶流道设有一个通水孔。
进一步地，沉淀聚砂子结构包括V形侧壁，V形侧壁分别固定有导砂板，导砂板上间隔设有沉砂孔，导砂板和V形侧壁之间的空间为沉砂室，V形侧壁底部设有半圆弧形聚砂凹槽，聚砂凹槽中设有排砂螺旋。
进一步地，斜坡与水平面的斜坡夹角为10-20度。
进一步地，导波头前侧壁设有导流圆弧板。
一种所述博落回叶片洗净装置的连续洗净工艺，包括如下步骤：
1)加料，启动进料机构均匀布料器能大概使树叶均匀分布在进料输送带上进料输送带运转将博落回树叶飘落到清水池中；
2)顺流，在通水孔水流的推动下，同时又有顺流机构的多排顺流板的限制，树叶在清水池中逐渐沿多个树叶流道向下游流动；
3)贴壁下流同时超声振动清洗，树叶沿树叶流道进入贴壁下流机构，导波头垂直于斜坡表面发出超声波，超声波冲击贴壁下流经过的博落回叶片；
4)涮洗洗净，超声清洗后，在树叶随流进入涮洗池中，在涮洗池中，搅拌叶片搅动水流，一定时间后停止搅拌，启动排叶轮将博落回叶片排入回水池中；
5)排砂，启动排砂螺旋，打开排砂阀，洗净液夹杂泥沙从沉淀聚砂子结构下部的排砂口流出，直到砂比较少时，关闭排砂口；循环进行步骤1)或者放出所有洗净液。
所述博落回叶片洗净装置，树叶贴壁下流时配合超声振动，使得小径级颗粒物(PM2.5)实现高效洗脱，辅以水流冲唰清洗则大小径颗粒物均能高效洗脱，洗净自动化程度高，提高了洗净效率。
附图说明
图1为本发明一种博落回叶片洗净装置的主剖视图。
图2为本发明一种博落回叶片洗净装置的局部俯视图。
图3为本发明一种博落回叶片洗净装置的放大图I。
上述图中的附图标记：
10贴壁下流机构,11清洗池,12入水管,13斜坡,14凸弧顶面，16回水管，17回水泵，18回水池
20超声阵列，21固定板，22阶梯安装孔，23超声振动器，24超声换能器，25变幅杆,26导波头，27导流圆弧板
30顺流机构，31挡水板，32通水孔,33顺流板，34树叶流道
40进料机构，41进料输送带，42竖直间隔带，43均匀布料器,44料斗,45斜缝，46振动器
50搅拌涮洗机构，51涮洗池，52沉淀聚砂子结构，53搅拌轴，54排叶轮,55搅拌叶片
52.1V形侧壁,52.2导砂板，52.3沉砂孔,52.4沉砂室,52.5聚砂凹槽,52.6排砂螺旋
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一
如图1所示，一种博落回叶片洗净装置，包括贴壁下流机构10，贴壁下流机构10包括长方形清洗池11,清洗池11上游侧设有入水管12，下游侧壁设有斜坡13，斜坡13顶部设有凸弧顶面14，斜坡13底部连接涮洗池51，涮洗池51下游设有回水池18，回水池18设有回水管16，所述回水管16经回水泵17连接入水管12。斜坡13与水平面夹角为10-20度。
所述斜坡13正对位置上方设有超声阵列20，所述超声阵列20包括固定板21，固定板21固定在清洗池左右两侧壁顶部；固定板21上设有n行m列排布的阶梯安装孔22，安装孔中安装有超声振动器23，所述超声振动器23包括超声换能器24、变幅杆25和导波头26。导波头26为长方形平板状，所述导波头26浸入水面下。导波头26与斜坡13平行设置，距离斜坡13为超声作用距离H。导波头26前侧壁设有导流圆弧板27，导流圆弧板27正对斜坡13的水流方向设置。超声阵列20的导波头阵列与斜坡13之间的区域为超声作用区域。
还包括顺流机构30，所述顺流机构30设置在清洗池11中。顺利机构30包括挡水板31，挡水板31于清洗池内壁水密封地设置在水面下3-5mm处，挡水板31四周水密封地固定在清洗池的内壁；挡水板31在上游侧沿清水池宽度方向间隔设置有多个通水孔32，挡水板31沿清水池宽度方向间隔树叶流动宽度W设有多排顺流板33，顺流板之间的空间为树叶流道34，则树叶流道34的宽度为树叶流动宽度W。顺流板33沿清水池长度方向间隔多个设置，顺流板33横截面为梭形；每个树叶流道34内对应设有一个通水孔32。导波头26沿斜坡宽度方向的宽度为树叶流动宽度W,导波头26布置为：每行m个导波头，每个导波头正对设置在相应的树叶流道的正上方。
还包括设置在贴壁下流机构10下游的搅拌涮洗机构50，搅拌涮洗机构50包括涮洗池51和设置在涮洗池下方的沉淀聚砂子结构52，沉淀聚砂子结构52包括V形侧壁52.1，V形侧壁52.1分别固定有导砂板52.2，导砂板52.2为高光洁度不锈钢板，导砂板上间隔设有沉砂孔52.3，导砂板52.2和V形侧壁52.1之间的空间为沉砂室52.4，V形侧壁52.1底部设有半圆弧形聚砂凹槽52.5，聚砂凹槽52.5中设有排砂螺旋52.6。涮洗池51上方设有搅拌叶片52，搅拌叶片55固定在搅拌轴53上，搅拌轴53通过联轴器连接搅拌电机53主轴；在超声振动作用后，搅拌叶片55搅动回水池中的水，对超声振动后的叶片进行涮洗洗净工序，被振动松动的吸附灰尘被水流涮洗到回水池中。大颗粒的砂粒通过沉淀聚砂子结构52聚砂并一定时间后排出。涮洗池51相邻回水池一侧设有排叶轮54。
还包括进料机构40，所述进料机构40包括进料输送带41，输送带41上沿输送方向间隔设有多行竖直间隔带42，竖直间隔带42间隔宽度为树叶流动宽度W，进料机构40设置在清水池左侧上方。间隔板42正对顺流机构30的顺流板33。在进料输送带41上方设有均匀布料器43，所述均匀布料器43包括料斗44，料斗底部设有与输送带相同宽度的斜缝45，料斗底板设有振动器46，树叶在振动器46的作用下将树叶从斜缝45中抖落在进料输送带41上。振动器46优选为加交流电的陶瓷压电片，压电片通过引线连接交流电源。
所述博落回树叶洗净装置的工作过程如下：
1)加料，启动进料机构40，进料输送带41运转将均布在进料输送带上的博落回树叶飘落到清水池中,均匀布料器43能大概使树叶均匀分布在各个竖直间隔带之间，因此，进料输送带41也能大致地将树叶均匀地飘落在清水池中；
2)顺流，在通水孔水流的推动下，同时又有顺流机构30的多排顺流板33的限制，树叶在清水池中逐渐沿多个树叶流道34向下游流动；因此，顺流是树叶由散乱逐渐过渡到沿树叶流道流动的过程，该过程主要在清水池中完成；
3)超声振动清洗，树叶沿树叶流道34进入贴壁下流机构10，树叶在通水孔水流带动下向下游流动，由于水流贴在斜坡13向下流，从而树叶也是紧贴斜坡表面向下流动。超声阵列20的导波头26垂直于斜坡表面发出超声波，超声波冲击树叶，但是树叶有斜坡支撑，超声波可有效作用于树叶表面的微孔结构，从而对微孔结构进行清洗；
4)涮洗洗净，超声清洗后，在树叶随流进入涮洗池51中，在涮洗池51中，搅拌叶片搅动水流，一定时间后停止搅拌，启动排叶轮将叶片排入回水池中；涮洗洗净对叶片有涮洗作用。同时，沉淀聚砂子结构52对清洗液有洁净作用；
5)排砂，启动排砂螺旋，打开排砂阀，洗净液夹杂泥沙从沉淀聚砂子结构52下部的排砂口流出，直到砂比较少时，关闭排砂口；循环进行步骤1)或者放出所有洗净液。
原理说明：
本发明的博落回叶片洗净装置，通过以下技术手段解决“超声洗净和有效成分不散失”的技术难题：
(1)树叶贴壁下流下的超声作用
一方面，贴壁下流机构10保证博落回树叶在规定时间通过斜坡的超声作用区域，超声作用时间限制在较短的有限时间内，避免了超声作用而使树叶有效成分散失在洗净液中。
另一方面，叶片沿斜坡贴壁下流，下表面受到斜坡支撑，大面积的上下表面暴露在超声波作用下，叶片表面微结构中的小径级颗粒物(PM2.5)容易在超声作用下被空化作用脱离洗净；
(2)超声作用和搅拌清洗协同完成自动高效的洗净
树叶在超声作用下，部分尘埃脱离，但也有绝大部分是半脱离的，或者小颗粒物的洗脱率大于大颗粒物的洗脱率，辅以搅拌水流冲唰作用，树叶表面尘埃和微结构中松动的尘埃会进一步被水流冲唰清洗而脱离，大颗粒物洗脱率进一步提高，先行的超声振动对后期的搅拌冲洗有辅助作用，二者在小颗粒物和大颗粒物洗脱方面协同作用而达到自动高效洗净的目的，清洗效果优于单一水洗法或单一超声洗净法。
所述博落回叶片洗净装置，树叶贴壁下流时配合超声振动，使得小径级颗粒物(PM2.5)实现高效洗脱，辅以水流冲唰清洗则大小径颗粒物均能高效洗脱，洗净自动化程度高，提高了洗净效率。

Claims (10)

1.一种博落回叶片洗净装置，其特征在于，包括
贴壁下流机构(10)，所述贴壁下流机构(10)包括充满清洗液的清洗池(11),清洗池一侧壁顶部通过凸弧顶面(14)连接斜坡(13)，使得清洗液连续经由凸弧顶面从斜坡下流；
超声阵列(20)，超声阵列(20)垂直于斜坡设置，超声阵列(20)包括平行于斜坡设置的固定板(21)，固定板沿斜坡的长度和宽度阵列设有n行m列阶梯安装孔(22)，阶梯安装孔(22)中安装有超声振动器(23)；
顺流机构(30)，顺流机构(30)设置在清洗池(11)中，所述顺流机构(30)沿宽度方向间隔设有多个树叶流道(34)，所述顺流机构利用水流引导博落回叶片沿树叶流道由上游流动到贴壁下流机构(10)中；
搅拌涮洗机构(50)，搅拌涮洗机构(50)设置在贴壁下流机构(10)的下游，搅拌涮洗机构(50)包括连接斜坡底部的涮洗池(51)和设置在涮洗池下方的沉淀聚砂子结构(52)，涮洗池(51)中可旋转驱动地设有搅拌叶片。
2.如权利要求1所述博落回叶片洗净装置，其特征在于，还包括进料机构(40)，所述进料机构(40)包括进料输送带(41)，在进料输送带(41)上方设有均匀布料器(43)，所述均匀布料器(43)包括料斗(44)，料斗底部设有与输送带相同宽度的斜缝(45)，料斗底板设有振动器(46)。
3.如权利要求2所述博落回叶片洗净装置，其特征在于，输送带(41)上沿输送方向间隔设有多行竖直间隔带(42)，竖直间隔带(42)间隔宽度为树叶流动宽度(W)。
4.如权利要求3所述博落回叶片洗净装置，其特征在于，所述超声振动器(23)包括超声换能器(24)、变幅杆(25)和导波头(26)，导波头(26)为长方形平板状，导波头(26)正对所述树叶流道，与斜坡(13)平行设置且浸入水面下。
5.如权利要求4所述博落回叶片洗净装置，其特征在于，清洗池(11)设有入水管(12)，涮洗池(51)下游设有回水池(18)，回水池(18)设有回水管(16)，所述回水管(16)经回水泵(17)连接入水管(12)。
6.如权利要求1所述博落回叶片洗净装置，其特征在于，顺利机构(30)包括挡水板(31),挡水板(31)于清洗池内壁水密封地设置在水面下3-5mm处，挡水板(31)沿清水池宽度方向间隔树叶流动宽度(W)设有多排顺流板(33)，顺流板之间的空间为树叶流道(34)，挡水板(31)在上游侧沿清水池宽度方向对应每个树叶流道(34)设有一个通水孔(32)。
7.如权利要求1所述博落回叶片洗净装置，其特征在于，沉淀聚砂子结构(52)包括V形侧壁(52.1)，V形侧壁(52.1)分别固定有导砂板(52.2)，导砂板上间隔设有沉砂孔(52.3)，导砂板(52.2)和V形侧壁(52.1)之间的空间为沉砂室(52.4)，V形侧壁(52.1)底部设有半圆弧形聚砂凹槽(52.5)，聚砂凹槽(52.5)中设有排砂螺旋(52.6)。
8.如权利要求1所述博落回叶片洗净装置，其特征在于，斜坡(13)与水平面的斜坡夹角(α)为10-20度。
9.如权利要求7所述博落回叶片洗净装置，其特征在于，导波头(26)前侧壁设有导流圆弧板(27)。
10.如权利要求1-9任一所述博落回叶片洗净装置的连续洗净工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)加料，启动进料机构(40)，均匀布料器(43)能大概使树叶均匀分布在进料输送带上进料输送带(41)运转将博落回树叶飘落到清水池中；
2)顺流，在通水孔水流的推动下，同时又有顺流机构(30)的多排顺流板(33)的限制，树叶在清水池中逐渐沿多个树叶流道(34)向下游流动；
3)贴壁下流同时超声振动清洗，树叶沿树叶流道(34)进入贴壁下流机构(10)，导波头(26)垂直于斜坡表面发出超声波，超声波冲击贴壁下流经过的博落回叶片；
4)涮洗洗净，超声清洗后，在树叶随流进入涮洗池51中，在涮洗池51中，搅拌叶片搅动水流，一定时间后停止搅拌，启动排叶轮将博落回叶片排入回水池(18)中；
5)排砂，启动排砂螺旋，打开排砂阀，洗净液夹杂泥沙从沉淀聚砂子结构(52)下部的排砂口流出，直到砂比较少时，关闭排砂口；循环进行步骤1)或者放出所有洗净液。
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