Устройство для экстрагирования Российский патент 2023 года по МПК B01D11/02 

Устройство относится к лабораторному оборудованию и может применяться для экстракции труднорастворимых веществ из твердых материалов, в частности, при подготовке образцов горных пород для петрофизических исследований.

Известно устройство, называемое аппарат Сокслета, предназначенное для экстракции труднорастворимых твердых веществ из твердых материалов, содержащее экстрактор, обратный холодильник, плоскодонную колбу и колбонагреватель (Физика и гидравлика нефтяного пласта / А. М. Пирвердян. - М.: Недра, 1982. - е. 3-4.).

Недостатком известного технического решения является отсутствие активного перемешивания экстрагента, что приводит к увеличению времени экстрагирования.

Известно устройство, называемое универсальный экстрактор «Илис», включающее экстракционную емкость, сообщенную с обратным холодильником и испарителем, паропровод, приемную и переливную трубки, при этом экстрактор снабжен трехходовым краном, который расположен на стыке переливной трубки и отводной трубки-байпас, сообщающим паропровод со средней частью экстракционной емкости через переливную трубку, отсекая при этом от нее отводную трубку-байпас, и с донной частью экстракционной емкости через отводную трубку-байпас и переливную трубку, отсекая при этом вход в среднюю часть экстракционной емкости (RU 2211073 С2, МПК B01D 11/02, опубл. 15.03.1986, бюл. №10).

Недостатками известного технического решения являются сложность конструкции экстрактора, обусловленная наличием ряда дополнительных элементов (таких как приемная труба с воронкой и дистрибьютором, трехходовой кран и др.), и отсутствие активного перемешивания экстрагента, что приводит к увеличению времени экстрагирования.

Известно устройство, именуемое лабораторным экстрактором, состоящим из экстракционной камеры, конденсатора, паропровода, сифонной трубки, цилиндрического стакана со шлифами и отверстиями в стенках и дне (SU 1323123 А1, МПК B01D 11/02, опубл. 15.07.1987, бюл. №26).

Недостатком данного технического решения является низкая производительность экстрагирования, обусловленная отсутствием активного перемешивания экстрагента.

Известно устройство для экстрагирования нефте- и битумонасыщенных пород, включающее вертикальный экстрактор с днищем и рубашкой, испаритель, паропровод и сифонную трубку, конденсатор, нагреватель, паровой обтекатель и сливной патрубок с запорным вентилем (SU №1761177 А1, МПК B01D 11/02, опубл. 15.09.1992, бюл. №34).

Недостатком данного технического решения является отсутствие активного перемешивания экстрагента, что приводит к увеличению времени экстрагирования.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является устройство для экстрагирования, содержащее колбонагреватель, колбу, экстракционную камеру, внутри которой размещен на подставке керн, с трубкой для паров растворителя и сифонной трубкой, обратный холодильник и штатив (CN 211328237 U, МПК B01D 11/02, опубл. 25.08.2020).

Недостатком данного технического решения является нерациональное использование объема экстракционной камеры и отсутствие активного перемешивания экстрагента, что приводит к увеличению времени экстрагирования.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение производительности экстрагирования образцов горных пород (кернов) и сокращение времени экстракции.

Технический результат заявляемого устройства заключается в активном перемешивании экстрагента (экстрагирующего растворителя).

Технический результат достигается тем, что согласно известному устройству, включающему колбонагреватель, колбу, экстракционную камеру с трубкой для паров растворителя и сифонной трубкой, обратный холодильник, штатив, в предлагаемом устройстве экстракционная камера выполнена с плоским дном и установлена на магнитной мешалке с нагревательным элементом, а внутри экстракционной камеры размещены подставка под керн и стержень перемешивающий.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами:

на фиг.1 изображен общий вид устройства для экстрагирования; на фиг.2 изображена подставка под керн.

Устройство состоит из колбонагревателя 1, колбы 2 для экстрагирующего растворителя, экстракционной камеры с плоским дном 3, трубки для паров растворителя 4, сифонной трубки 5, обратного холодильника 6, подставки под керн 7, стержня перемешивающего 8 и магнитной мешалки с нагревательным элементом 9, штатива 10.

Колба 2 установлена в колбонагреватель 1. Экстракционная камера выполнена с плоским дном 3 соединена с колбой 2 посредством трубки для паров растворителя 4 и сифонной трубкой 5. Внутри экстракционной камеры с плоским дном 3 помещены подставка под керн 7 и стержень перемешивающий 8. Сверху на экстракционную камеру с плоским дном 3 установлен обратный холодильник 6. Экстракционная камера с плоским дном 3 установлена на магнитной мешалке с нагревательным элементом 9. Корпус экстракционной камеры с плоским дном 3 и трубка для паров растворителя 4 снаружи теплоизолированы для поддержания высокой температуры растворителя в экстракционной камере с плоским дном 3. В собранном виде устройство для экстрагирования устанавливается и крепится на штативе 10.

Устройство работает следующим образом.

В экстракционную камеру с плоским дном 3 помещают образцы горных пород - экстрагируемые керны. В колбу 2 наливают экстрагент -экстрагирующий растворитель (хлороформ, четыреххлористый углеводород, спиртобензольная смесь в равном соотношении, толуол). Пары экстрагирующего растворителя, полученные путем нагрева экстрагирующего растворителя в колбе 2 колбонагревателем 1, поступают по трубке для паров растворителя 4 в экстракционную камеру с плоским дном 3, поднимаются в обратный холодильник 6, где конденсируются, и образовавшийся чистый экстрагирующий растворитель попадает в экстракционную камеру с плоским дном 3, в которой находятся образцы горных пород - экстрагируемые керны.

Размещенный на дне экстракционной камеры с плоским дном 3 стержень перемешивающий 8 приводится во вращение с помощью магнитной мешалки с нагревательным элементом 9, обеспечивая активное перемешивание экстрагирующего растворителя внутри экстракционной камеры с плоским дном 3, этим обеспечивается повышение производительности процесса экстрагирования и, соответственно, уменьшение времени на экстрагирование кернов. Использование режима нагрева магнитной мешалки с нагревательным элементом 9 позволяет подогревать экстрагирующий растворитель, находящийся внутри экстракционной камеры с плоским дном 3, чем достигается дополнительное увеличение производительности экстрагирования за счет высокой температуры экстрагирующего растворителя.

Когда уровень экстрагирующего растворителя достигнет верхнего уровня (перегиба) сифонной трубки 5, экстрагирующий растворитель из экстракционной камеры с плоским дном 3 перетекает в колбу 2 и цикл повторяется.

Использование предложенного устройства позволит увеличить производительность экстрагирования образцов горных пород и сокращение времени экстракции.

Применение магнитной мешалки, содержащей в своем составе нагревательный элемент, позволяет увеличить производительность экстрагирования за счет перемешивания и дополнительного нагрева экстрагирующего растворителя, находящегося внутри экстракционной камеры с плоским дном.

Устройство относится к лабораторному оборудованию и может применяться для экстракции труднорастворимых веществ из твердых материалов. Устройство для экстрагирования содержит колбонагреватель, колбу, экстракционную камеру, внутри которой размещена подставка под керн, с трубкой для паров растворителя и сифонной трубкой, обратный холодильник, штатив. Экстракционная камера выполнена с плоским дном и установлена на магнитной мешалке с нагревательным элементом, внутри экстракционной камеры размещен стержень перемешивающий. Техническим результатом является обеспечение активного перемешивания экстрагента. 2 ил.

Устройство для экстрагирования, содержащее колбонагреватель, колбу, экстракционную камеру, внутри которой размещена подставка под керн, с трубкой для паров растворителя и сифонной трубкой, обратный холодильник, штатив, отличающееся тем, что экстракционная камера выполнена с плоским дном и установлена на магнитной мешалке с нагревательным элементом, внутри экстракционной камеры размещен стержень перемешивающий, а подставка под керн выполнена так, как изображено на фиг.2.