一种中药药材自动倒料抹平除尘装置的应用

罗康福 赵海金 郭欢欢 黄磊

摘要：为降低劳动强度，提高自动化作业生产效率，研究和开发了能够实现药材在倒料过程中自动抹平除尘的装置，现对其整体结构、各组件功能、应用注意事项进行介绍。

关键词：药材自动抹平;提取篮;扬尘;除尘系统

0    引言

在中药生产过程中需要将前处理工序加工合格的药材放置到提取篮内再进行下一步工序。常规方法是采用翻转倒料的方式，加工合格的药材放置在饮片桶内通过自动投料翻转机倒入提取篮，倒料过程中容易出现药材在一侧堆积成堆和部分品种药材易扬尘的情况。一侧堆积成堆问题通常采用人工将提取篮内的药材抹平来处理，人工方式抹平药材工时长、体力消耗大，无形中加大了工人的工作量，且倒料过程中产生的粉尘对人身心健康有较大影响。为降低劳动强度，提高自动化作业生产效率，研究和开发了能够实现药材在倒料过程中自动抹平除尘的装置。

1    药材自动抹平除尘装置整体结构

药材自动抹平除尘装置整体结构如图1所示，其主要由投料口、下料分布器、接料吸尘罩、密封圈、提取篮旋转机构等组成。电控部分主要包括电控柜、PLC自控系统等，采用PLC全程自动控制，无需人工干预。

1.1    药材倒料抹平装置的工作原理

（1）投料工艺流程：药材通过自动投料翻转机从投料口投出，经分布器将药材初步分开，提取篮旋转机构开始工作，通过安装在下料分布器上的刮板（不同物料采用不同形式的刮板）将药材抹平。

（2）除尘工艺流程：药材开始投料后，吸尘设备开始工作，通过设置在投料口和接料吸尘罩四周的吸尘接口吸取投料过程中产生的扬尘，密封圈用于防止粉尘跑到吸尘罩外。

1.2    除尘系统的选用

以江中药业现场设备选用为例，投料除尘系统主要处理6个投料工位自动投料过程中所产生的粉尘。现场6个投料口每次只有一个在工作，所以除尘风量只供一个投料口使用。通过获取6个投料口中某个投料口工作的信号，控制风管系统中开启或关断各个投料口除尘风管内气流的风阀，从而保证整个除尘系统能正常高效地工作。风阀的开启或关闭采用气动方式。

药材自动投料过程中会在投料口周围或提取篮底部产生扬尘。投料口周围产生的扬尘，通过在投料口四周设置吸尘口外接除尘设备进行控制。提取篮底部产生的扬尘，通过吸尘罩底部格栅吸收，密封圈对吸尘罩和提取篮旋转机构的接缝处进行密封，防止底部扬尘四处飞扬。

现场除尘风量设计为16 000 m3/h，侧吸风除尘风量设计为10 000 m3/h，底吸风除尘风量设计为6 000 m3/h。

风机情况如表1所示。

除尘器情况如表2所示。

2    药材自动倒料抹平除尘装置各组件功能

投料口如图2所示。

投料口将自动投料翻转机在药材倒料过程中产生的扬尘集中控制在相对密封的空间内，通过外接的除尘设备将投料口产生的扬尘抽至除尘器中集中处理。

下料分布器、接料吸尘罩、密封圈如图3所示。下料分布器将下落的药材分布在提取篮四周，减少某个位置药材集中出现堆积的情况，通过提取篮旋转机构让提取篮旋转配合安装在下料分布器内部的刮板将药材抹平，密封圈将提取篮在旋转过程中产生的扬尘进行隔离。

3    药材自动倒料抹平装置在应用中的注意事项

江中药业在药材自动倒料抹平装置运行一年多的时间里总结了许多经验，以后同类装置在设计时应加以注意。

3.1    安装

由于整体设备较大且需要与地基进行固定，建议采用现场组装方式，材料加工成型后现场安装，在安装咬口缝、铆钉缝、法兰翻边四角等接缝处时先贴上密封条后紧固，对于无法贴密封条位置采用密封胶补充，以加强投料口密封效果。贴密封条前应清除表面尘土和油污，如果密封效果不好，容易造成漏风，吸尘效果较差。

3.2    药材抹平

在设计过程中药材抹平需要考虑到投料口下料角度、投料速度、刮板设计、提取篮旋转速度、药材特性等因素，不同的药材存在不同的方法，其中投料速度、旋转角度等物理量可通过PLC存储不同的参数再通过现场调试达到最佳使用效果。投料口下料角度、刮板设计等机械结构需要在设计时进行实验，确认不同药材特性采取何种设计方式，以减少在使用过程中修改机械结构的情况。

以江中药业药材自动倒料抹平除尘装置为例，在使用过程中经常有药材残留在投料口，不能滑下下料口。经多次测试发现，投料口斜坡与水平面斜度大于55°时药材均能滑下下料口，投料口没有遗留药材，以后在设计时优先考虑斜坡角度大于55°。

自动投料翻转机将饮片桶内药材倒入投料口需控制投料速度，不宜过快，过快容易造成药材瞬间倾倒，容易堆积在一侧，造成抹平困难。经测试，当饮片桶与水平面大于30°时药材会快速从饮片桶内倒出，容易造成提取篮一侧堆料，此时需停3 s让药材缓冲一下，而后缓慢旋转将剩余药材倒出，整个投料总时间控制在20 s左右，兼顾投料效率与效果。

刮板设计时需根据不同药材特性进行，例如炒麦芽、山楂等单体成固体状态，个体之间不会相互成团，成块刮板设计成类似钉耙结构，容易将药材抹平。

提取篮旋转机构转动速度在1～2圈/min，容易将药材抹平，转动速度太快会导致动能较大，从而造成刮板快速变形，影响使用。

3.3    装置清洁

为确保人员安全，禁止人员进入投料口清潔设备，在清洁设备时，将提取篮旋转机构升至接料吸尘罩内，然后使用工业吸尘器对投料口周围进行清洁，可快速将粉尘抽走，确保粉尘不会被吹出设备，弥散在空气中。

4    结语

药材自动抹平装置具有结构简单、自动化程度高、易于复制推广等特点，能够解决药材采用翻转倒料方式转移容易出现堆料和扬尘的问题，并且结构便于维护维修，安全可靠，易于操作，可有效缩短工时，降低劳动强度，对中药生产实现自动化具有积极的意义。

收稿日期：2019-12-04

作者简介：罗康福（1990—），男，江西南昌人，助理工程师，从事制药设备工程技改工作。