Пленочная ректификационная колонка

Пленочная ректификационная колонка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

В. И. Пячин, А. В. 9афрановский, 9. Г. НикиФоров и Д. И. Орлов

1 (72) Авторы нзобретеняя

Самостоятельное конструкторско-технол по проектированию приборов и аппарато иэ, стекла (713 Заяввтель (54) ПЛЕНОЧНАЯ РЕКГИФИКАЦИОННАЯ КОЛОНКА

ИзоЬретение относится к лаборатор ному оборудованию и может быть использовано в лабораториях научноисследовательских институтов, опытных производств и предприятий химической, нефтехимической, химико-фармацевтической, пищевой, лесотехнической и других отраслей народного хозяйства.

Известны пленочные ректификацион-, ные колонки, содержащие вертикальный стеклянный корпус с цилиндрическим рабочим каналом, спираль, установленную соосно в рабочем канале, и средства для сообщения спирали вращательного движения. Спираль выполнена из закрученной ленты (1).

Недостатком известной колонки яв- ляются вибрация спирали при ее вращении и плохое распределение пленки жидкости на стенках рабочего канала вследствие того, что закрученная лента при вращении касается стенок канала только в нескольких точках.

Цель изобретения - уменьшение ви. брации спирали и более равномерное распределение жидкостной пленки на стенках рабочего канала.

Цель достигается тем, что в пленочной ректификационной колонке, содержащей вертикальный стеклянный корпус с цилиндрическим рабочим ка" налом, проволочную спираль, установленную соосно в рабочем канале с зазором, и средство для сообщения спирапи вращательного движения, проволочная спираль выполнена таким образом, что ее витки имеют форму тре-!

% угольников вписанных с зазор™ В поперечное сечение рабочего канала, а направление навивки спирали от ее верхнего конца к нижнему совпадает с выбранным направлением ее вращения °

Кроме того, толщина проволоки, из которой изготовлена спираль, составляет 0,04-010 от диаметра рабочего канала, а зазор на сторону межФормула изобретения

SS з 912 ду спиралью и стенкой рабочего канала составляет 0,01-0,10 от диаметра рабочего канала.

Такое исполнение проволочной спирали обеспечивает ее меньшую жесткость и большее число точек контакта ее витков со стенками рабочего канала, так как при вращении такой спирали поперечные размеры ее витков несколько увеличиваются, а зазор между витками спирали и стенками канала уменьшается вследствие частичного разворачивания спирали под действием сил трения спирали о стенку рабочего канала. При этом проволочная спираль более плотно прилегает к стенкам рабочего канала, обеспечивая лучшее перемешивание пленки и уменьшение вибрации спирали.

На Фиг. 1 изображена пленочная ректификационная колонка, продольный разрез; на Фиг. 2 "- разрез А-А на

Фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на Фиг. 1.

Пленочная ректификационная колонка содержит вертикальный стеклянный корпус 1 с цилиндрическим рабочим каналом диаметром 8 мм, проволочную спираль 2, установленную соосно в рабочем канале. Корпус 1 колонки снабжен наружной вакуумированной рубашкой 3. Средства для сообщения спирали 2 вращательного движения выполнены в виде магнитной муфты 4 и электродвигателя 5, обеспечивающего вращение спирали 2 по часовой стрелке. Между магнитной муфтой 4 и корпусом 1 колонки расположен холодильник-конденсатор б с устройством для отбора дистиллята 7.

С корпусом 1 колонки сообщен куб 8 для исходной смеси, снабженной обо. гревом.

Проволочная спираль 2 выполнена из нихромовой проволоки толщиной

0 1 g мме Каждый Виток спирали выпол нен в виде треугольника, вписанного с зазором 0,3 мм (на сторону) в поперечное сечение рабочего канала корпуса 1 колонки. Вершины 9 треугольных витков предназначены для центрирования проволочной спирали 2 в корпусе 1, а также для перемешивания пленки жидкости, покрывающей стенки рабочего канала. Направление навивки проволочной спирали.2 по мере продвижения ее от верхнего конца к нижнему (фиг. 3) совпадает с направлением движения часовой стрелки, т.е. с выбранным направле5 !

О

26

ЗФ

33

45 нием вращения самой спирали 2 при работе колонки.

Укаэанные размеры проволочной спирали 2 даны только в порядке примера. Опыт показывает, что поставленные цели лучше всего достигаются в том случае, если толщина проволоки составляет 0,04-0,10, а ширина зазо- ра на сторону между спиралью и стенкой рабочего канала 0,01-0,10 диаметра канала, так как при этом обеспечивается необходимая степень гибкости спирали.

Пленочная ректификационная колонка работает следующим образом.

Пары исходной смеси при нагреве куба 8 поднимаются в рабочем канале корпуса 1 колонки, контактируя с пленкой жидкости, стекающей по стенкам рабочего канала. В холодильникеконденсаторе 6 пары конденсируются и флегма возвращается в колонку. В рабочем канале проволочная спираль

2, приводимая во вращение электродвигателем 5 через магнитную.муфту 4, распределяет Флегму по стенкам рабочего канала в виде турбулизованной пленки. Под действием сил вязкостного трения, действующих на проволочную спираль 2 со стороны пленки жидкости, соседние витки спирали 2, поворачиваясь на небольшой угол относительно друг друга, увеличиваются в поперечных размерах. При этом вершины 9 треугольных витков глубже входят в пленку и плотнее прижимаются к стенкам рабочего канала. Вибрация спирали исчезает, а перемешивание пленки улучшается.

Блягодаря уменьшению вибрации вращающейся спирали обеспечивается возможность работы ректификационной .колонки также и при повышенных скоростях вращения спирали (до 3000"

3500 об/мин), мто приводит к увеличению разделительной способности колонки эа счет более интенсивного перемешивания пленки жидкости и паров чем в известных колонках аналогичного типа, в которых скорость вращения спирали (ротора) не превышает 1000 - 2000 об/мин.

1,Пленочная ректификационная колонка, содержащая вертикальный стеклянный корпус с цилиндрическим рабочим кан алом, проволочную спираль, установленную соосно в рабочем канале с зазором, и средство для сообщения спирали вращательного движения, о т л и ч-а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения вибрации спирали и более равномерного распределения пленки жидкости на стенках канала, спираль выполнена иэ проволоки таким образом, что витки спирали имеют форму треугольников.

2. Колонка по и. 1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что спираль

12187 6 выполнена иэ проволоки, отношение толщины которой к диаметру рабочего канала составляет 0,04-0,10, а величина зазора между спиралью и стенкой

5 рабочего канала составляет

0,01-0,10 от диаметра канала.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СЯА И 2712520, кл. 202-153, опублик. 1955 (прототип).