[发明专利]基于物联网的包煎式分离提取牛蒡苷元的方法

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1.基于物联网的包煎式分离提取牛蒡苷元的方法，该方法采用包煎式分离提取牛蒡苷元的系统，该系统包括龙门架（1）、设置于龙门架（1）横梁下方且从左往右顺次设置的输送及倒料装置（2）、废料收集槽（3）和翻料装置（4）；所述输送及倒料装置（2）包括进给油缸（5）、丝杆螺母副（6）、夹持机构（7）以及筒状布袋固紧机构，进给油缸（5）活塞杆的作用端上固设有活动块（8），活动块（8）的顶表面上固设有液压马达（9），液压马达（9）的输出轴上固设有法兰盘（10），丝杆螺母副（6）的机架（34）固设于法兰盘（10）上，夹持机构（7）设置于机架（34）的底部，筒状布袋固定机构包括支撑板（11）、方管（12）和筒状布袋（13），支撑板（11）焊接于丝杆螺母副（6）的螺母（36）上，方管（12）焊接于支撑板（11）上且贯穿支撑板（11）设置，筒状布袋（13）的顶部开口套设于方管（12）的下端部，筒状布袋（13）的顶部开口经锁紧机构固定于方管（12）上，筒状布袋（13）的底部固设有绳节（14）；

所述翻料装置（4）包括提取槽（15）、设置于提取槽（15）正下方的驱动单元，驱动单元的输出上安装有转盘（16），转盘（16）的顶部焊接有呈环形的凸轮（17），凸轮（17）与转盘（16）同轴设置，凸轮（17）的顶表面为波浪形状，提取槽（15）的槽底滑动安装有多根导向杆（18），导向杆（18）的一端延伸于提取槽（15）内，另一端旋转安装有轮子（19），轮子（19）支撑于凸轮（17）的顶表面上；

所述龙门架（1）的横梁上固设有支架（20），支架（20）的顶部固设有暂存罐（21）、升降油缸I（22）和升降油缸II（23），暂存罐（21）的底部连接有蝶阀（24），两个升降油缸的活塞杆均贯穿支架（20）的顶部设置，升降油缸I（22）活塞杆的作用端上固设有升降板I（25），升降板I（25）上焊接有出料管（26），出料管（26）的下端口设置于方管（12）的正上方，出料管（26）的上端口与蝶阀（24）之间连接有软管（27），升降板II（28）活塞杆的作用端上固设有升降板II（28），升降板II（28）上焊接有冲洗管（29），冲洗管（29）设置于提取槽（15）的正上方，冲洗管（29）下端部的柱面上开设有多个出液孔（60）；

该系统还包括循环泵（30）、设置于提取槽（15）侧壁上的抽液管（31），所述循环泵（30）的一端口经管道I（32）与抽液管（31）连接，另一端经管道II（33）与冲洗管（29）的上端口连接；所述丝杆螺母副（6）包括机架（34）、丝杆（35）和螺母（36），所述丝杆（35）垂向设置，丝杆（35）两端均旋转安装于机架（34）内，螺母（36）螺纹连接于丝杆（35）上，机架（34）的顶部顺次固设有减速器I（37）和电机I（38），电机I（38）的输出轴与减速器I（37）的输入轴经联轴器连接，减速器I（37）的输出轴与丝杆（35）的顶端经联轴器连接，螺母（36）滑动安装于机架（34）的右侧壁上，所述机架（34）的右侧壁上固设有垂向设置的导轨（39），所述螺母（36）上焊接有滑块（40），滑块（40）滑动安装于导轨（39）上；所述夹持机构（7）和锁紧机构，所述夹持机构（7）包括立板（41）和水平油缸（42），立板（41）固设于机架（34）的底表面上，水平油缸（42）固设于立板（41）的左端面上，水平油缸（42）的活塞杆贯穿立板（41）设置，且延伸端上焊接有开口朝右设置的槽钢（43），槽钢（43）的前后外壁上均固设有夹持油缸（44），两个夹持油缸（44）的活塞杆均伸入于槽钢（43）的凹槽内，且延伸端上均固设有夹板（45）；所述锁紧机构包括开设于方管（12）左右外侧壁上的卡槽（46）、固设于支撑板（11）底表面上的两个锁紧油缸（47），两个锁紧油缸（47）分别设置于方管（12）的左右侧，两个锁紧油缸（47）活塞杆的作用端上固设有压块（48），压块（48）将筒状布袋（13）上端部的材料压入于卡槽（46）内，以实现筒状布袋（13）的固定；所述进给油缸（5）固定安装于工作台（49）的台面上，工作台（49）的右端面上安装有限位开关I（50），所述提取槽（15）的左侧外壁上安装有限位开关II（51）；所述活动块（8）的左右端面上分别固设有触头I（52）和触头II（53），触头I（52）与限位开关I（50）相对立设置，触头II（53）与限位开关II（51）相对立设置，触头II（53）设置于夹持机构（7）的下方；所述提取槽（15）的底表面上固设有多个与导向杆（18）相对应的导向套（54），导向杆（18）滑动安装于导向套（54）内，导向杆（18）与提取槽（15）之间设置有动密封件（55）；所述循环泵（30）固设于龙门架（1）的横梁上，所述提取槽（15）的侧壁上设置有出液阀（56），提取槽（15）的外部缠绕有加热电缆（57）；所述驱动单元包括电机II（58）和减速器II（59），电机II（58）和减速器II（59）均安装于地面上，电机II（58）的输出轴与减速器II（59）的输入轴经联轴器连接，减速器II（59）的输出轴垂向设置，所述转盘（16）安装于减速器II（59）的输出轴上；该系统还包括控制器，所述控制器与电机I（38）、电机II（58）、进给油缸（5）的电磁阀、水平油缸（42）的电磁阀、夹持油缸（44）的电磁阀、升降油缸I（22）的电磁阀、液压马达（9）、锁紧油缸（47）的电磁阀以及升降油缸I（22）的电磁阀通过物联网连接，控制器与限位开关I（50）、限位开关II（51）、出液阀（56）和蝶阀（24）经信号线连接，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1、工人向提取槽（15）内预先注入一定量的水；工人预先向暂存罐（21）内填装待提取的炒牛蒡子颗粒；工人将加热电缆（57）的接头连接在电源，加热电缆（57）对提取槽（15）内的水加热；

S2、装料工序，控制升降油缸I（22）的活塞杆向下伸出，活塞杆带动升降板I（25）向下运动，升降板I（25）带动出料管（26）同步向下运动，出料管（26）向下贯穿方管（12）且伸入到筒状布袋（13）的内腔中，当活塞杆完全伸出后，控制蝶阀（24）的阀芯打开，位于暂存罐（21）内部的炒牛蒡子颗粒在自身重力下顺次穿过蝶阀（24）、软管（27）、出料管（26）、出料管（26）的末端口进入到筒状布袋（13）的内腔中，一段时间后，控制蝶阀（24）的阀芯关闭，从而实现了向筒状布袋（13）内填装炒牛蒡子颗粒；

S3、筒状布袋的输送工序，先控制升降油缸I（22）的活塞杆向上缩回，升降油缸I（22）带动出料管（26）向上运动，当出料管（26）从筒状布袋（13）内提取后，控制进给油缸（5）的活塞杆向右伸出，活塞杆带动活动块（8）、触头I（52）、触头II（53）、丝杆螺母副（6）以及筒状布袋（13）同步向右运动，当触头II（53）触碰到限位开关II（51）后，限位开关II（51）发出电信号给控制器，控制器控制进给油缸（5）关闭，从而最终实现了筒状布袋的输送，此时筒状布袋（13）刚好被运输到提取槽（15）的正上方，且方管（12）刚好处于冲洗管（29）下端口的正下方；

S4、筒状布袋的下放，控制电机I（38）启动，电机I（38）输出的转矩经减速器I（37）减速后带动丝杆（35）转动，螺母（36）沿着丝杆（35）向下做直线运动，螺母（36）带动支撑板（11）向下运动，支撑板（11）带动方管（12）、锁紧机构和筒状布袋（13）同步向下运动，当螺母（36）运动到下极限位置时，控制电机I（38）关闭，从而实现了筒状布袋的下放，此时筒状布袋（13）的底表面坐落在导向杆（18）的顶表面上，筒状布袋（13）浸入到水面下方，且水透过筒状布袋（13）上的网孔进入到布袋内，水将炒牛蒡子颗粒中的牛蒡子苷元提取出来，形成的提取液分布在筒状布袋（13）内；

S5、冲洗管的下放，控制升降油缸II（23）的活塞杆向下伸出，活塞杆带动升降板II（28）向下运动，升降板II（28）带动冲洗管（29）向下运动，冲洗管（29）贯穿方管（12）、筒状布袋（13）的上端口且插入到炒牛蒡子层内，从而实现了冲洗管的下放；

S6、控制循环泵（30）启动，循环泵（30）将提取槽（15）内的水抽出，抽出的水顺次经抽液管（31）、管道II（33）、循环泵（30）、管道I（32）、冲洗管（29）上端口进入到冲洗管（29）内，最后从出液孔（60）喷出并射入到炒牛蒡子层内；控制电机II（58）启动，电机II（58）的转矩经减速器II（59）减速后带动转盘（16）转动，转盘（16）带动凸轮（17）同步转动，凸轮（17）驱动位于波谷内的轮子（19）向上运动，进而驱动相连的导向杆（18）向上运动，导向杆（18）将筒状布袋（13）的底部顶起，从而使炒牛蒡子颗粒层中的炒牛蒡子颗粒疏松；

S7、筒状布袋上绳节的夹持，分离提取后，先关闭循环泵（30），再控制升降油缸II（23）的活塞杆向上缩回，活塞杆带动冲洗管（29）向上运动，当升降油缸II（23）的活塞杆完全缩回后，工人控制电机I（38）反转，电机I（38）带动丝杆（35）反转，螺母（36）沿着丝杆（35）向上做直线运动，螺母带动筒状布袋（13）向上同步运动，当螺母（36）复位后，工人关闭电机I（38），并控制水平油缸（42）的活塞杆向右伸出，活塞杆带动槽钢（43）和夹板（45）同步向右运动，当水平油缸（42）活塞杆完全伸出后，筒状布袋（13）底部的绳节（14）刚好处于两个夹板（45）之间，最后控制夹持油缸（44）的活塞杆伸出，活塞杆带动夹板（45）运动，两个夹板（45）将绳节（14）夹持固定住；

S8、废炒牛蒡子颗粒的倾倒，控制进给油缸（5）的活塞杆向左缩回，活塞杆带动活动块（8）、触头I（52）、触头II（53）、丝杆螺母副（6）以及筒状布袋（13）同步向左运动，当触头I（52）碰触到限位开关I（50）后，限位开关I（50）发出电信号给控制器，控制器控制进给油缸（5）关闭，同时控制液压马达（9）启动，液压马达（9）输出的转矩带动法兰盘（10）旋转，法兰盘（10）带动机架（34）旋转，进而使丝杆螺母副（6）和筒状布袋（13）同步旋转，当筒状布袋（13）旋转180度后，控制器控制液压马达（9）关闭，此时筒状布袋（13）处于倒立状态，即筒状布袋（13）的开口刚好处于废料收集槽（3）的正上方，最后控制水平油缸（42）的活塞杆做往复伸缩运动，进而驱动绳节（14）左右往复摆动，绳节（14）驱动筒状布袋（13）做左右往复摆动，在摆动下，位于筒状布袋（13）内的废炒牛蒡子颗粒向下掉落，掉落下来的废炒牛蒡子掉落于废料收集槽（3）内收集，从而最终实现了废炒牛蒡子颗粒的倾倒；

S9、倾倒掉废料后，控制液压马达（9）复位，复位后，整个系统处于装料工位，随后控制水平油缸（42）的活塞杆缩回，当活塞杆复位后，重复步骤S2~S8的操作，即可利用第二批炒牛蒡子颗粒分离提取牛蒡子苷元；

S10、打开出液阀（56），即可将提取槽（15）内的提取液排放到下一个浓缩工位中。