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摘 要

超临界流体萃取技术是利用处于临界压力和临界温度以上的流体具有极强的溶解能力而发展起来的新型化工分离技术。其萃取和分离一体化、过程简单、易于控制、萃取效率高，因此广泛地应用于纯天然产品、热敏性物质以及中草药的提取。超临界流体萃取技术的工业化应用关键在于设备。超临界高压萃取设备开关频繁、操作压力高，缺乏设计经验和有效的设计方法，密封元件无法反复使用，工业化发展受到了制约。

本文通过研究超临界流体高压萃取设备快开密封结构形式，改进了密封结构和密封材料，提出了一种超临界高压萃取釜快开密封结构——无楔入作用的卡箍快开密封结构。该结构主要由顶盖、筒体端部、C 形密封环和卡箍组成。参照日本工业协会标准 JIS B 8284-1993 和中国行业标准 HG 20582-1998，给出了该卡箍快开密封结构的理论设计方法和公式，并用该设计方法设计了一台5L 高压萃取釜。

关键词：超临界流体 萃取釜 快开

Development of a Quick-opening Seal Construction for Supercritical Fluid High-pressure Extraction Equipment

ABSTRACT

Supercritical fluid extraction is a newly developed chemical separation technology using the special high resolving capacity over critical pressure and critical temperature. It combines both extraction and separation. High efficiency is obtained By simple process, which is easily under control. So it has been wildly used in the extraction of pure raw products, temperature-sensitive materials and Chinese traditional medicine. The key point of industrial use for supercritical fluid extraction is equipment．Supercritical high-pressure equipment is frequently switched and the operating pressure is hi．Design experience and effective method is insufficient and seal component’s be used repetitively, which restrict industrial development．

By studying quick-opening structures for supercritical fluid high-pressure extraction equipment，seal structure and material are changed and a structure is put forward—non-wedging quick-opening clamping band seal structure, which is composed of top cap, cylinder end, C seal gasket and clamping bands．Based 011 Japanese indusial association standard／IS B 8284-1993 and Chinese professional standard HG 20582-1998.the theory design method and formulas of this structure are put forward．By this method．a 5L high-pressure extraction kettle is designed．

Keywords：Supercritical fluid，Extraction kettle，Quick-opening

目 录

超临界高压萃取设备快开密封结构的研制 I

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2研究现状 1

1.3本文研究主要内容 3

第二章 超临界高压萃取设备快开密封结构的设计 5

2．1概况 5

2.2结构改进 5

l、快开密封结构的改进 5

2、密封材料的改进 6

2.3萃取釜卡箍快开密封结构的设计 7

2.3.1卡箍快开密封结构 7

2.3.2本结构与传统卡箍快开高压自紧密封结构的区别 8

笫三章5L超临界高压萃取釜的设汁 9

3.1 5L超临界高压萃取釜设计参数 9

3.2釜体强度校核 9

3.2.1简体强度校核 9

3.2.2封头强度校核 9

3.3 5L超临界高压萃取釜设计结果 10

第四章 5L超临界高压萃取釜卡箍快开密封结构的有限元分析 12

4.1 有限元分析 12

4.2 5L萃取釜卡箍快开密封结构的有限元分析 13

4.2.1 卡箍快开密封结构模型 14

4.2.2分析结果 17

4.3密封性能评定 19

第五章 5 L超临界高压萃取釜试验研究 20

5.1 5L萃取釜 20

5.2实验内容 21

5.3实验结果 21

第六章 结论与展望 23

6.1 结论 23

6.2展望 23

参考文献 25

致谢 27

第一章 绪论

1.1研究背景

超临界流体苯取技术(Supercritical Fluid Extraction，简称SCFE)是近年来圈际上迅速发展起来的一种利用处于临界压力和临界温度以上的流体具有特异增强的溶解能力而发展出来的先进船、采取物理方式的、绿色环傈的新型化工分离技术。在有些文献中，又称之为压力流体萃取、超临界气体萃取、临界溶剂萃取等。超临界流体萃取技术具有传质速率快、穿透能力强、萃取效率高、操作温度低、产品纯度好、过程能耗低和无毒、无三废、无易燃易爆危险等诸多传统分离技术不可比拟的优势，使得常规使用的液一液萃取过程面临挑战。日前超临界流体技术已不再限于分离方面，它已经深入到分析化学、材料制造、化学反应等各方面，超临界流体技术正展现出广阔的应用前景。

1.2研究现状

早在100年之前，J．B．Hannay就发现无机盐在高压乙醇或乙醚中溶解度异常增加的现象。1879年Hanny和Hogarth首次发表了“超临界流体能够溶解低蒸汽压的周体物质”一文。自此以后，随着新的超临界流体不断微发现，对超临界流体的研究也越来越受到关注。

1943年，出现最早的超临界流体从石油中脱沥青。

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