ЭКСТРАКТОР Российский патент 1995 года по МПК B01D11/00 

Изобретение относится к оборудованию для экстракции под давлением.

Известен экстрактор, содержащий емкость, выполненную с патрубком, шток с тарелкой, диаметром больше диаметра отверстия патрубка, на которой с возможностью взаимодействия с патрубком размещен упругий элемент, и привод перемещения штока.

Недостатком этого экстрактора является низкая надежность уплотнения затвора патрубка из-за возможности его разгерметизации при деформации упругого элемента за счет попадания твердых частиц между упругим элементом и торцовой поверхностью патрубка или при работе экстрактора под давлением выше атмосферного.

Предлагаемый экстрактор, содержащий емкость, выполненную по меньшей мере с одним патрубком, шток с тарелкой с диаметром больше диаметра отверстия патрубка, на которой с возможностью взаимодействия с патрубком размещен упругий элемент, снабжен установленной на штоке цилиндрической втулкой и установленной на патрубке накидной гайкой, в патрубке выполнена проточка с диаметром, равным диаметру тарелки, а упругий элемент расположен на штоке между тарелкой и втулкой.

Это позволяет исключить возможность попадания твердых частиц под упругий элемент или его разгерметизацию под действием давления в экстракторе за счет самоуплотнения затвора патрубка по боковой поверхности.

В предпочтительном варианте проточка в патрубке выполнена раззенкованной, а тарелка - с фаской по сопряженной с зенковкой поверхности. Это позволяет исключить набивание твердой фазы обрабатываемого сырья при верхнем расположении патрубка в затвор и упростить центровку затвора в патрубке.

Возможно выполнение упругого элемента с поверхностью, обеспечивающей образование зазора со стороны тарелки и/или втулки, ширина которого увеличивается к центру.

Такое выполнение упругого элемента увеличивает скорость самоуплотнения затвора и снижает потери среды под давлением.

Другим предпочтительным вариантом предусмотрено снабжение экстрактора закрепленной на емкости осью и рычагом, жестко связанным со штоком и шарнирно закрепленным на оси, желательно с установкой между рычагом и емкостью пружины.

Это снижает трудоемкость герметизации и разгерметизации экстрактора за счет облегчения центровки затвора в патрубке и компенсации его веса силой упругости пружины.

На чертеже представлен экстрактор, продольный разрез.

Экстрактор содержит емкость 1 с двумя патрубками 2 и 3, расположенными в верхней и нижней частях емкости 1 соответственно для загрузки сырья и выгрузки шрота. В каждом патрубке 2 и 3 выполнена проточка 4, причем в патрубке 2 проточка выполнена с зенковкой 5 для исключения зависания твердого материала при его использовании в качестве обрабатываемого сырья. В каждом патрубке 2 и 3 установлен шток 6 с тарелкой 7, упругим элементом 8 и цилиндрической втулкой 9. В верхнем патрубке 2 тарелка 7 выполнена с фаской 10 по сопрягаемой с зенковкой 5 поверхности. На каждом патpубке 2 и 3 смонтирована накидная гайка 11. Каждый шток 6 закреплен в рычаге 12 с помощью штифта 13, а рычаг 12 шарнирно установлен на оси 14, закрепленной на емкости 1, и подпружинен относительно емкости 1 пружиной 15, работающей на сжатие. В верхнем патрубке 2 показано выполнение упругого элемента 8 с поверхностью, образующей зазоры с поверхностями тарелки 7 и втулки 9, которые расширяются к центру за счет выполнения на упругом элементе 8 конических вогнутостей.

Экстрактор работает следующим образом.

При загрузке сырья в емкость 1 на верхнем патрубке 2 отворачивают гайку 11, при этом пружина 15, характеристики которой рассчитаны из условия, что ее деформация под весом подвижных частей затвора патрубка 2, включающих шток 6, тарелку 7, упругий элемент 8, втулку 9, накидную гайку 11, рычаг 12 и штифт 13, соответствует положению рычага 12 на оси 14, при котором тарелка 7 установлена заподлицо или несколько выше края патрубка 2, выводит все элементы затвора из патрубка 2. После этого затвор отводят рычагом 12 из створа патрубка 2, поворачивая его относительно оси 14, и загружают в емкость 1 сырье, например почки гвоздики. Далее поворотом рычага 12 на оси 14 совмещают затвор с проточкой 4 патрубка 2, мускульным усилием опускают рычаг 12, вводя тарелку 7 в проточку 4 патрубка 2 и заворачивают на нем гайку 11. Центровка тарелки 7 в проточке 4 облегчена наличием фаски 10 на тарелке 7. Сырье ссыпается по патрубку 2 в емкость 1 без зависания в проточке 4 за счет наличия зенковки 5, исключающей набивание сырья в затвор. Затем в емкость 1 подают по соответствующей магистрали (не показана) экстрагент, например жидкую двуокись углерода или двуокись углерода в сверхкритическом состоянии. Это приводит к созданию давления на поверхность тарелки 7 по кругу, площадь которого равна площади поперечного сечения проточки 4 и противодавления с обратной стороны тарелки 7 за счет просачивания экстрагента в ходовой зазор затвора той же удельной величины, но на площади кольца, внешний диаметр которого равен диаметру поперечного сечения проточки 4, а внутренний - диаметру штока 6, что приводит к перемещению под действием разности давления штока 6 с тарелкой 7 упругим элементом 8 и втулкой 9 в сторону накидной гайки 11. Гайка 11 стопорит перемещение втулки 9 при контакте с ней, поэтому дальнейшее перемещение тарелки 7 приводит к деформации упругого элемента 8, перекрывающего при сжатии ходовые зазоры между втулкой 9, тарелкой 7 и проточкой 4 патрубка 2, полностью герметизируя затвор. Форма упругого элемента 8 патрубка 2 обеспечивает первоочередное перекрытие периферийных частей затвора за счет первоочередной деформации периферийных частей упругого элемента 8, ускоряя герметизацию затвора и снижая утечки среды под давлением.

По завершении экстракции, слива мисцеллы (в случае использования жидкого экстрагента) и сброса давления в емкости 1 для удаления шрота открывают затвор патрубка 3, для чего отворачивают гайку 11. Это приводит к сжатию упругого элемента 15 и отходу рычага 12 в положение, при котором тарелка 7 находится заподлицо или несколько ниже края патрубка 3. Рычагом 12 при его повороте на оси 14 затвор отводят из створа патрубка 3, выгружают шрот, затвор вводят в створ патрубка 3 обратным перемещением рычага 12, мускульным усилием вводят в проточку 4 тарелку 7 и заворачивают гайку 11. Герметизация затвора нижнего патрубка 3 происходит аналогично при подаче в емкость 1 экстрагента под давлением выше атмосферного.

Таким образом, предлагаемый экстрактор обладает повышенной надежностью герметизации затворов патрубков при работе под давлением выше атмосферного за счет исключения возможности набивания в затвор твердой фазы экстрагируемого сырья и самоуплотнения затвора при повышенном давлении в емкости экстрактора.

Изобретение относится к оборудованию для экстракции под давлением. Экстрактор содержит емкость, выполненную по меньшей мере с одним патрубком, в котором имеется проточка для размещения закрепленной на штоке тарелки, за которой на штоке установлен с возможностью контакта с патрубком упругий элемент, размещена цилиндрическая втулка, а также накидная гайка, устанавливаемая на патрубке для стопорения подвижных элементов затвора. Экстрактор обладает повышенной надежностью герметизации при работе под давлением выше атмосферного. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. ЭКСТРАКТОР, содержащий емкость, выполненную по меньшей мере с одним патрубком, шток с тарелкой, выполненной диаметром больше диаметра отверстия патрубка, на которой с возможностью взаимодействия с патрубком размещен упругий элемент, отличающийся тем, что он снабжен установленной на штоке цилиндрической втулкой и установленной на патрубке накидной гайкой, в патрубке выполнена проточка диаметром, равным диаметру тарелки, а упругий элемент расположен на штоке между тарелкой и втулкой. 2. Экстрактор по п.1, отличающийся тем, что проточка в патрубке выполнена раззенкованной, а тарелка выполнена с фаской по сопряженной с зенковкой поверхности. 3. Экстрактор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен с поверхностью, обеспечивающей образование зазора со стороны тарелки и/или втулки, ширина которого плавно увеличивается к центру. 4. Экстрактор, по пп.1-3, отличающийся тем, что он снабжен закрепленной на емкости осью и рычагом, жестко связанным со штоком и шарнирно закрепленным на оси. 5. Экстрактор, по п.4, отличающийся тем, что между рычагом и емкостью установлена пружина.