一種自動舂藥裝置的結構設計

牛南南 NIU Nan-nan；邱亞磊 QIU Ya-lei

（重慶醫(yī)藥高等?？茖W校，重慶 401331）

0 引言

制藥裝備行業(yè)屬于制藥行業(yè)的上游，與制藥行業(yè)水平息息相關。預測到2025年全國60歲以上的人口將會達到4.87億[1]。受人口老齡化加劇、消費升級等因素影響，國內(nèi)藥品需求迅速增長，醫(yī)藥行業(yè)蓬勃發(fā)展，制藥裝備行業(yè)也在穩(wěn)步進入新一輪的發(fā)展期。中藥行業(yè)近年來受到國家層面以及地方層面一系列利好政策的支持，市場需求持續(xù)增加。但是制藥設備的總體技術水平仍較為落后，自主創(chuàng)新能力較低，同時存在高耗能、低效率、自動化和智能化水平低等情況[2-4]。以舂藥搗藥裝置為例，舂藥時，將待搗碎物料如藥材放入到舂筒內(nèi)，再用舂棒不斷沖擊放在舂筒內(nèi)的藥材使得藥材搗碎。傳統(tǒng)人工搗藥過程中，工序較繁雜，搗藥后還需手動分離藥物與殘渣，需要花費大量人力資源與時間成本，舂藥搗藥裝置工作效率低，已不能滿足日益增長的市場需求。

針對上述情況，提出了一種自動舂藥裝置的優(yōu)化設計，提高舂藥效率，對于中藥加工行業(yè)具有重要意義。

1 自動舂藥裝置的設計方案及工作原理

1.1 設計方案

在人機工程學分析的基礎上，設計自動舂藥裝置的外觀、尺寸、形狀結構等細節(jié)。本文設計的自動舂藥裝置由舂棒、舂筒、藥品收集裝置、驅動裝置四部分組成，其結構組成如圖1所示。

圖1 舂藥裝置結構圖

本方案的優(yōu)點是：

①采用本方案時，通過在舂棒周向固定刮片，使得在舂藥時，所有刮片沿舂筒的投影將舂藥空隙基本遮蓋或完全遮蓋，進而使得飛濺的藥汁（或飛揚的藥粉）被刮片擋住，避免了藥汁（或藥粉）從舂筒飛出去的情況。

②因相鄰的刮片中存在至少一組刮片在舂棒高度上錯開，使得當需要向舂筒內(nèi)加入新的物料時，可以利用刮片之間錯開的空間將新加物料直接加入到舂筒內(nèi)，加入新物料時無需停止舂棒的舂藥動作，提高了搗藥效率。

③頂針與舂棒固定連接，能夠插入到舂筒的篩孔內(nèi)，對篩孔進行疏通，避免篩孔堵塞造成的藥物流通不順，及時收集搗細的藥物。

1.2 工作原理

采用本設計時，驅動器帶動舂棒不斷進行自動搗藥，搗藥過程中，舂棒周向設置的多個刮片因在舂筒的投影方向無間隙，而使得所有刮片沿舂筒的投影將舂藥空隙完全遮蓋，進而使得飛濺的藥汁被刮片擋住，避免了藥汁從舂筒飛出，也可以減少藥粉的溢出。被刮片阻擋的藥汁將順著舂棒再次流到舂筒內(nèi)，避免了藥汁的浪費；此外，在舂藥過程中，刮片與舂筒內(nèi)壁接觸，還能將飛濺到舂筒內(nèi)壁的藥汁（或飛揚到舂筒內(nèi)壁的藥粉）刮落至舂筒內(nèi)，有利于在搗藥后收集到更多的藥物。

此外，因相鄰刮片在舂棒高度上錯落設置，使得相鄰刮片之間留下供物料落入舂筒與舂棒之間的舂藥空隙的空間，方便在舂棒不停止舂藥的情況下進行新物料的加入，有利于提高舂藥的效率。

頂針與舂棒固定連接，能夠插入到舂筒的篩孔內(nèi)，對篩孔進行疏通，避免篩孔堵塞造成的藥物流通不順，及時收集搗細的藥物。

2 舂藥裝置的機構設計

2.1 舂棒刮藥裝置

通過在舂棒周向固定刮片，使得在舂藥時，舂棒周向設置的多個刮片因在舂筒的投影方向無間隙，而使得所有刮片沿舂筒的投影將舂藥空隙基本遮蓋或完全遮蓋，進而使得飛濺的藥汁（或飛揚的藥粉）被刮片擋住，避免了藥汁（或藥粉）從舂筒飛出去的情況，而被刮片阻擋的藥汁將順著舂棒再次流到舂筒內(nèi)，避免了現(xiàn)有技術中藥汁因遺留在蓋體上而帶來的藥汁的浪費，且也無需增設蓋體，進而省去了單獨清洗蓋體的時間；此外，在舂藥過程中，若刮片與舂筒內(nèi)壁接觸，還能將飛濺在舂筒內(nèi)壁的藥汁（或飛揚到舂筒內(nèi)壁的藥粉）刮落至舂筒內(nèi)，有利于在搗藥后收集到更多的藥物。裝置如圖2所示。

圖2 舂棒刮藥裝置

2.2 篩孔疏通裝置

多個頂針固定連接在連接架上，連接架與舂棒可拆卸連接，即頂針通過連接架與舂棒固定連接。搗藥產(chǎn)生的藥汁或者藥粉能夠沿著篩孔下落至收集器內(nèi)進行收集，而未搗碎的物料則繼續(xù)被舂棒搗碎，避免已搗好的物料留在舂筒內(nèi)占用空間，降低舂藥效率。在搗藥過程中，部分物料可能會堵塞篩孔，在舂棒的帶動下，頂針同步升降，進而使得舂棒在上升時，帶動同步上升的頂針對篩孔進行疏通，避免篩孔被堵塞。（見圖3）

篩孔內(nèi)豎向滑動連接有頂出塊，頂針上固定連接有推動凸緣，推動凸緣能夠推動頂出塊向上移動，頂出塊上開設螺旋形的出料槽，中部開有落料通道，頂針能夠套在落料通道內(nèi)。當頂針隨著舂棒向上移動時，頂針先將堵塞在頂出塊上的物料疏通，接著，頂針繼續(xù)向上移動，使得推盤推動頂出塊從篩孔伸出，頂出塊因尺寸相比頂針較大，進而將頂出塊上方的物料向上頂起，使得堆積的物料得到松散，尤其部分原本無法與舂棒底部和舂筒底部接觸的位于中間層的難以被搗碎的物料將被頂著向上移動到堆有物料的頂部，進而使得在舂棒再次搗藥時能快速被搗碎，進一步提高了搗藥的效率。（見圖4）

頂出塊上開設的螺旋形的出料槽，相當于篩分孔，在頂出塊位于篩孔內(nèi)時，除了頂出塊中部的落料通道能夠供搗碎的物料排出外，出料槽也能供物料排出，使排出物料的篩分孔更多，進而加快搗碎好的物料的及時排出。

2.3 驅動裝置

結合圖5，對驅動裝置進行了改進，通過偏心手柄帶動大齒輪轉動，進而通過輪齒嚙合帶動小齒輪加速轉動，與小齒輪同軸連接的主動輪也隨即轉動，進而通過連接柄12帶動舂棒做往復升降運動，實現(xiàn)舂藥工作。

圖5 手動驅動整套裝置

結合圖6和圖7，可以通過人工腳踏踏板19，使得踏板帶動主動輪17轉動，進而帶動從動輪16轉動，從動輪16通過復合從動輪13帶動舂棒2不斷做上下的往復舂藥動作；本方案通過腳踏的方式代替圖5手搖的方式，將人工的雙手騰出，方便雙手對搗藥情況進行實時控制。

3 結論

本文設計的自動舂藥裝置，能夠高效地開展舂藥工作，操作方便，安全可靠，可被廣泛用于普通家庭、藥房、醫(yī)院等場所，在制藥設備市場具有較大的競爭力和良好的推廣價值。同時對同類型的中草藥設備的結構設計與研究也具有一定的參考價值。