Экстрактор-центрифуга Российский патент 2024 года по МПК B01D11/04 B01D11/02 

Изобретение относится к области концентрирования микрокомпонентов и экстракции в аналитических лабораториях различных ведомств (медицины, химии, санитарно-эпидемиологической службы, МЧС) при определении содержания загрязнения в объектах окружающей среды и может быть использована в промышленности для экстракции и концентрирования веществ в различных технологических процессах.

Аналогом является экстрактор-центрифуга (Патент RU №145985, МПК B01D 11/04; B04B 1/14, 27.09.2014, Бюл. № 27), содержащий неподвижный корпус с крышкой, ротор с приводом и крышкой, расположенные соосно ротору, экстракционную емкость с буртиком и сборник экстракта, снабжен коническим стаканом, установленным соосно с зазором между экстракционной емкостью и сборником экстракта, экстракционная емкость выполнена с втулкой с пазами для слива экстракта, крышка ротора изготовлена в виде кольцевой камеры, снабженной отсосной трубкой, соединенной со штуцером, подвижно закрепленным на крышке корпуса.

Недостатком является сложность конструкции и обработка только твердых проб.

Прототипом является экстрактор-центрифуга, содержащий ротор с прижимным кольцом, внутри ротора с приводом вставлена мешалка с виброприводом, сборник экстракта, прижимное кольцо выполнено с отверстиями на цилиндрической поверхности, сборник экстракта закреплен на крышке, экстрактор-центрифуга снабжен неподвижным корпусом с крышкой, на которой подвижно закреплена отсосная трубка, ротор выполнен с лабиринтным устройством, образованным прижимным кольцом и кольцевыми канавками буртика ротора (Патент RU №122035, МПК B01D 11/04; B04B 1/14, 27.09.2014, Бюл. № 27).

Недостатком прототипа является обработка только твердой пробы.

Задачей изобретения является расширение диапазона обрабатываемых жидких и твердых смесей, улучшение массообменных процессов за счет создания возможности обработки смесей различными способами перемешивания на одном устройстве без доработки.

Техническим результатом изобретения является расширение диапазона обрабатываемых жидких и твердых смесей, сокращение сортамента используемых перемешивающих устройств и получение возможности обработки смесей различными способами перемешивания на одном устройстве без доработки.

Технический результат заявленного изобретения достигается за счет того, что экстрактор-центрифуга содержит подвижный корпус с крышкой, ротор с прижимным кольцом, внутри ротора с приводом вставленна сменная мешалка, прижимное кольцо выполнено с отверстиями на цилиндрической поверхности, сборник экстракта закреплен на крышке, на которой подвижно установлена отсосная трубка, лабиринтное устройство, образованное прижимным кольцом и кольцевыми канавками буртика ротора, отличается тем, что кольцевая камера снабжена второй отсосной трубкой, ротор имеет перегородку с радиальным пазом, устройство выполнено со сменными мешалками.

Преимуществом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность осуществления различных способов перемешивания обрабатываемых смесей без существенного изменения конструкции прототипа.

Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания реализации заявленного технического решения с использованием чертежа, на котором показано:

Фиг. 1 - принципиальная схема экстрактора-центрифуги; на виде А - схема лабиринтного устройства.

На фигуре (Фиг. 1) цифрами обозначены следующие позиции: 1 - подвижный корпус, 2 - крышка, 3 - ротор, 4 - прижимное кольцо, 5 - кольцевая камера, 6 - сменная мешалка, 7 - привод мешалки, 8 - привод ротора, 9 и 10 - отсосные трубки, 11 - кольцевые каналы, 12 - буртик ротора, 13 - сборник экстракта, 14 - радиальный паз, 15 - перегородка.

Экстрактор-центрифуга (Фиг. 1) состоит из подвижного корпуса 1, крышки 2, ротора 3, прижимного кольца 4, кольцевой камеры 5, сменной мешалки 6, привода мешалки 7 и ротора 8, отсосных трубок 9 и 10, кольцевых каналов 11 на буртике ротора 12 и снабжен сборником экстракта 13, радиальным пазом 14 на перегородке 15.

Работает устройство следующим образом:

1. Обработка твердых проб. Работа выполняется согласно инструкции по работе устройства. Для данного варианта выбирают способ перемешивания (согласно рекомендациям, изложенным в инструкции), соответствующий перемешивающий элемент присоединяют к электроприводу мешалки 7. Ротор 3 заполняют пробой, закрывают перегородкой 15, крышку 2 со сменной мешалкой 7 и отсосными трубками устанавливают на корпус 1, затем отсосную трубку 10 фиксируют в рабочее положение - на рециркуляцию жидкой фазы (растворитель), отсосная трубка 9 находится в нерабочем положении. Включают привод мешалки 7. Происходит интенсивный процесс экстрагирования твердой пробы органическим растворителем. По истечении заданного времени отключают мешалку 7 и включают привод ротора 8. Под действием центробежных сил смесь расслаивается. Твердая проба фракционно размещается и прижимается к внутренней поверхности ротора 3. Растворитель образует жидкостное кольцо на внутренней поверхности ротора, на бо́льшем диаметре. Далее через радиальный паз 14 перегородки 15 и кольцевые канавки 11, образованные буртиком ротора 12 и прижимным кольцом 4, сливается в кольцевую камеру 5, оттуда отбирается отсосной трубкой 9, выводится из устройства и переливается в сборник экстракта 13. В случае необходимости для более полного извлечения микропримеси после выполнения режима перемешивания твердофазной смеси производят дополнительную обработку пробы способом рециркулирования растворителя. Для этого сначала отключают мешалку 6. Отсосную трубку 10 устанавливают на режим рециркуляции и включают привод ротора 3. Под действием центробежных сил смесь расслаивается: твердая фаза размещается по внутренней поверхности, растворитель образует внутреннее кольцо и через радиальный паз 14 и кольцевые канавки 11 сливается в кольцевую камеру 5, откуда отсосной трубкой 10 направляет растворитель во внутреннюю полость ротора 3, откуда растворитель, проходя по поверхности твердой пробы, направляется снова в радиальный паз 14 и кольцевые канавки 11, попадает в кольцевую камеру 5, и процесс повторяется. По окончанию промывки отсосную трубку 10 отводят, а отсосную трубку 9 устанавливают на отбор растворителя. Далее, аналогично, растворитель (экстракт) поступает в сборник экстракта 13.

2. Обработка жидких смесей. Основной режим перемешивания жидких смесей - рециркуляция фаз. Жидкую смесь заливают во внутреннюю полость ротора 3 через центральное отверстие перегородки 15, закрывают крышкой 2, включают привод 8 ротора 3. Под действием центробежных сил жидкая смесь расслаивается. Тяжелая фаза образует кольцо на внутренней поверхности ротора 3, легкая фаза - внутреннее кольцо. Одновременно происходит вывод смеси из ротора через радиальный паз 14 и кольцевые канавки 11 в кольцевую камеру 5. Отсосной трубкой 10 смесь направляется во внутреннюю полость ротора 3, и процесс повторяется. Рециркуляция жидких фаз осуществляется по заданному времени, затем отключают отсосную трубку 10, а отсосную трубку 9 устанавливают на вывод из аппарата в сборник экстракта 13. В ряде случаев для легкотекучих органических растворителей обработка жидких смесей может производиться аналогично обработке твердых фаз. Только вывод жидких смесей осуществляется поочередно из кольцевых слоев, образованных в кольцевой камере 5.

По окончании обработки проб отключают приводы мешалки 7 и ротора 8, экстракт отправляют на последующие операции по концентрированию. Снимают крышку, промывают контактные поверхности устройства, и аппарат готов к работе.

Соответственно, предлагаемое техническое решение направлено на улучшение массообменных процессов при обработке смесей, уменьшение сортамента используемых перемешивающих устройств, экстракторов, центрифуг за счет простых технических решений, не требующих значительных материальных затрат.

Изобретение относится к устройству для концентрирования микрокомпонентов и экстракции в аналитических лабораториях или в промышленности для экстракции и концентрирования веществ в различных технологических процессах. Изобретение касается экстрактора-центрифуги, содержащего подвижный корпус с крышкой, ротор с прижимным кольцом, выполненным с отверстиями на цилиндрической поверхности, внутри ротора с приводом вставлена мешалка, сборник экстракта закреплен на крышке, на которой подвижно установлена отсосная трубка, при этом устройство выполнено со сменными мешалками, кольцевая камера дополнительно снабжена второй отсосной трубкой, ротор имеет перегородку с радиальным пазом в виде лабиринта, образованного прижимным кольцом и кольцевыми канавками буртика ротора. Технический результат - расширение диапазона обрабатываемых жидких и твердых смесей, сокращение сортамента используемых перемешивающих устройств и получение возможности обработки смесей различными способами перемешивания на одном устройстве без доработки. 1 ил.

Экстрактор-центрифуга, предназначенный для обработки жидких и твердых смесей, содержащий подвижный корпус с крышкой, ротор с прижимным кольцом, выполненным с отверстиями на цилиндрической поверхности, внутри ротора с приводом вставлена мешалка, сборник экстракта закреплен на крышке, на которой подвижно установлена отсосная трубка, отличается тем, что устройство выполнено со сменными мешалками, кольцевая камера дополнительно снабжена второй отсосной трубкой, ротор имеет перегородку с радиальным пазом в виде лабиринта, образованного прижимным кольцом и кольцевыми канавками буртика ротора.