Центробежный экстрактор

Центробежный экстрактор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. саид-ву с (22) Заявлено 0%1079 (21) 2825366/23-26 (51)M. КЛ. с присоединением заявки йо (23) Приоритет

В 01 0 11/04 т осударственныя комктет

СССР оо делам изобретенмй н открытки (53) УДК 66.061.5 (088.8) Опубликовано 300781, Бюллетень Йо 28

Дата опубликования описания 30.07.81!

A.Н.Филимонов,:И.И.Поникаров, Ю.A.Äóëàòîâ и Р.Г.Баширов с. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Казанский химико-технологический институт им. С.М.Кирова (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ BKCTPAKTOP

9;,„(Qт )х в; м

15 где В

9 =or е

Изобретение относится к устройствам для осуществления процесса экстракции в системе жидкость-жидкость и может быть применено в различных отраслях прожлаленности.

Известен центробежный экстрактор, содержащий корпус, ротор с насадкой и устройства ввода и вывода фаэ.

Ротор аппарата сфсрмован из отдельного куска металла с просверленными в нем радиальными каналами, в которые вставляются определенные устройства смесительных камер, выполненных по двум вариантам: сочетанием глухих цилиндрических перегородок и вращающихся колонок, состоящий из цанги, ряда плоских дисков, насаживающихся на цангу попарно через установленные втулки. Попарно расположенные диски дают возможность регулировать величину перфорации путем сдвига их на некоторый угол; в дру.гом варианте перфорированные контактные диски колонки могут быть заменены насадкой типа кольца Рашига и др Е1 . . Основной недостаток известного устройства — низкая производитель2 ность и недостаточная эффективность массообмена.

Цель изобретения - интенсификация процесса за счет повышения степени массообмена. указаиная цель достигается тем, что размещенная в роторе центробежного экстрактора насадка выполнена в виде винтообразных элементов с переменным углом подъема винтовой линии, которьвт определяется по формуле

- угол наклона винтовой линии, определяемый по формуле — показатель степени, характеризующий влияние угла 8 и радиуса В, а также физические свойства жидкостей и технологических параметров на скорость движения капель дисперсной фазы; — шаг винтовой линии

850109

10 15

25

0 — диаметр винтообразного элемента;

i — индекс, указывающий местоположение рассматриваемой точки относительно оси ротора.

На фиг. 1 изображен экстрактор, продольный разрез; на фиг. 2 — сечение A-А на фиг. 1; на фиг. 3 — геометрические параметры винтообразных элементов; на фиг. 4-16 — различные варианты профилей винтообразных элементов; на фиг. 17-22 — варианты профилей сечений каналов, образованных винтообразными элементами. При этом на фиг. 3 с — шаг винтовой линии; Ь= †„ -е)сos9 — ширина каналов ! ь винтовой линии для многоканального винтообразного:элемента; е — толщина гребня винтовой нарезки; n — число заходов; R — радиус аппарата; с ., углы; 0 — диаметр винтового насадочного элемента.

Центробежный экстрактор состоит из ротора 1, верхнего диска 2 с ка- . налами 3 и 4 для сбора проконтактировавших жидкостей соответственно для тяжелой и легкой фазы.

В камеры введены не связанные с ними неподвижные трубки 5 и 6 для отвода жидкостей. Сверху по оси ротора 1 коаксиально расположены неподвижные патрубки 7 и 8 для ввода жидкостей. Патрубок 7 вплотную подходит к нижнему диску 9 ротора, образующего радиальные каналы 10 с нижней частью корпуса ротора для подвода легкой фазы в контактную зону аппарата. Подвод тяжелой фазы производится из диспергирующего устройства 11. Рабочее пространство ротора заполнено насадкой из винтообразных элементов 12, образующих каналы 13. Отделение тяжелой фазы от уносимой ее легкой фазы осуществляется в сепарационной зоне 14, выполненной в виде каналов, размещенных под некоторым углом к радиусу аппарата, а отделение легкой фазы осуществляется в сепарационных зонах

15 и 16, ротор помещен в корпусе аппарата 17.

Аппарат работает следующим образом.

Тяжелая (дисперсная) фаза через межтрубное пространство патрубков 7 и 8 поступает в диспергирующее устройство 11, откуда под действием центробежной силы выбрасывается в виде капель в контактную зону àïïàрата, состоящую из радиально расположенных винтообразных элементов 1 .

Далее капли под действием центробежной силы движутся по каналам 13 винтообразных элементов 12 от центра к периферии ротора.

Достигнув главной поверхности уровня раздела фаз, находящегося . вблизи уровня подвода легкой фазы в

S5 контактную зону аппарата, капли дисперсной фазы коалесцируют и далее в виде сплошного потока поступают в сепарационную зону для нее. Достигнув периферии ротора, тяжелая фаза поступает в канал 3 и по трубке б выводится из аппарата.

Легкая фаза по неподвижному патрубку 7 и радиальным каналам 10 поступает в контактную зону аппарата вблизи главного уровня раздела фаз и движется по каналам 13 винтообразных элементов 12 противотоком к дисперсной фазе от периферии к центру.

Далее, пройдя зону сепарации 15 и 16 для легкой фазы, поступает в канал 4, откуда по трубке 5 выводится из аппарата.

Постоянство скорости движения ка-! пель дисперсной фазы по радиусу аппарата обеспечивается тем, что винтообразные элементы выполнены с переменным углом подъема винтовой линии, который определяется по формуле, Постоянство скорости движения капель дисперсной фазы по радиусу обеспечивает постоянство удерживающей способности, что ведет к интенсификации процесса за счет повышения степени массообмена.

С учетом физических свойств контактируемых жидкостей, а также технологических параметров предлагаемая конструкция винтообразных элементов позволяет в широких пределах варьировать конструктивные параметры последних.

На фиг. 4, 5 и 10 приведены винтообразные элементы. д-= = О (фиг.4,5,10) д.ф О, pú ф О (фиг.б и 7)

d- О, !ъ ф О (фиг 8 и 9) (фиг.4,6,8 и 10) сопят (фиг.5,7,9,14-16).

При этом поверхность NN и NN могут быть выполнены прямолинейными в случае нулевой кривизны поверхности ММ !

NN (фиг.4-10); криволинейными в случае переменной кривизны поверхностей ММ и ИИ (фиг.11,12,14 15); либо в сочетании прямолинейных с криволинейными (фиг.13,16).

Профиль канала может иметь различную форму: треугольную (фиг.17), ромбическую (фиг.18), эллиптическую (фиг. 19 и 20), в виде окружности (фиг.21), в виде многогранника (фиг.22).

Использование предлагаемого изобретения позволит повысить производительность и интенсифицировать процесс массообмена.

850109

Формула изобретения

Центробежный экстрактор, включающий корпус с расположенным в нем ротором, в котором размещена насадка и устройство для ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет повышения степени масообмена, насадка выполнена в виде винтообразных элементов с переменным углом подь- О ема винтовой линии, который определяется по формуле где и - угол наклона винтовой линии, определяемый по формуле

9„= array „ и х — показатель степени, характеризующий влияние угла и радиуса R, а также физические свойства жидкостей и технологических параметров на скорость движения капель дисперсной фазы;

t — шаг винтовой линии;

D — диаметр винтообразного элемента; — индекс, указывающий местоположение рассматриваемой точки относительно оси ротора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3116246, кл. 23-273, 1963 (прототип).

850109

pye. ff

И

Ф

Ф м о о о о O

О oî о оо оо о оо о o oo

ОО p po о оо о о ф Оо 00 p oo о op oe q юо ОО оо о и

850109 о 1 с

o o ео о о о о ооо о

0 о о р е о

o e в о (Рцс. Zf

o o>

<о

o o

@O +0 оО рО б О

Составитель И.Ненашева

Техред T,Ìàòî÷êà Корректор М.Коста

Редактор И.Ковальчук

Заказ 6175/4 Тираж 706 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

И

pl еО©

OO

y< o о оо

O ю о

О ро р ОО 0

О о ф

oc o !

o e

o oO