Вибрационный экстрактор Советский патент 1984 года по МПК B01D11/04 

Изобретение относится к конструк циям вибрационных массообменных аппаратов для проведения процессов жидкостной экстракции и может испол зоваться также для систем жидкостьтвердое тело и жидкость - газ, а также для сорбционных процессов. Известны экстракторы, содержащи вертикальный цилиндрический корпус штуцеры ввода и вывода взаимодействующих фаз и приводной механизм, выполненный в виде электромеханичес кого или электромагнитного устройства ij . В экстракторах с электромеханиче кими приводами практически невозмож но изменять частоту и амплитуду виб радий на ходу, что является существенным недостатком аппаратов такой конструкции. К недостаткам экстракторов с электромагнитным приводом следует отнести малую величину ампл туды (2-4 мм), сложность устройств для изменения частоты колебаний в широких пределах (0,5-100 Гц) и зависимость мощностных характеристик привода от габаритов аппарата. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является экстрактор ,с насадкой, которая приводится в колебательное движение с помощью гидравлического привода, помещенного внутри корпуса аппарата 2 . Недостатками такой конструкции являются сложность обслуживания и трудности регулирования интенсивное ти вибраций, что не позволяет устаг навливать оптимальные гидродинамические режимы для изменившихся технологических условий. Цель изобретения - увеличение пр изводительности и эффективности за счет обеспечения работы экстрактора в резонансном режиме. Поставленная цель достигается тем, что вибрационный экстрактор, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами ввода и вывода реагентов размещенную в корпусе вибрационную насадку и соединенный с ней через кулисно-рычажный механизм гидравлический привод для сообщения насадке возвратно-поступательного движения с регулируемой частотой, дополнительно снабжен демпфирующим устройством, которое посредством тяг соединено с вибрационной насадкойи кулисно-рыгчажным механизмом. На чертеже показан вибрационный экстрактор, общий вид. Экстрактор состоит из корпуса 1 в рабочей части которого находится насадка 2. Для подачи тяжелой фазы служит штуцер 3, для легкой - штуц 4. Вывод тяжелой и легкой фаз прои водится через штуцеры 5 и б. Насад ка 2 соединена посредством тяги 7 и демпферного устройства 8 через шарнир с кулисой 9, средняя опора 10 которой выполнена с возможностью перемещения вдоль кулисы. Шток 11 гидродвигателя 12 также шарнирно соединен с кулисойj Насос 13 с злектродвигателем 14, резервуаром 15, манометром 16 и вентилем 17 образует гидросистему. Экстрактор работает следующим образом. При подаче фаз (реагентов) через входные штуцеры 3 и 4 в колонне возникает процесс массопередачи вещества из одной фазы в другую. Для интенсификации массообмена насадка приводится в движение гидравлическим двигателем 12, масло в который нагнетается шестеренчатым насосом 13 с электродвигателем 14 из масляного резервуара 15. На линии насос - двигатель создается давление до 120 ати, которое контролируется манометром 16. Шток гидродвигателя 12, совершая возвратно-поступательные движения, передает их через кулису 9 пружинному демпферу 8. Демпфер состоит из цилиндра, внутри которого находятся пружины и поршень. Первоначальное сжатие пружин регулируется специальной гайкой. Движение штока гидродвигателя передается Через кулису, тягу поршень и пружины на цилиндрический корпус демпфера. Последний жестко связан с насадкой 2. Регулировка амплитуды колебаний насадки производится с помощью винтовой пары, перемещающей среднюю опору 10 кулисы 9. При этом величит на двойной амплитуды может быть установлена любой в промежутке 1 45 мм.: Частота вибраций зависит от давления масла в системе. Регулировка давления осуществляется при помощи вентиля 17, установленного на перепускной линии гидросистемы. При изменении давления от О до 90 ати частота вибраций изменяется от О до 80 Гц. Амплитуда и частота колебаний задаются исходя из требований оптимальности технологического режима и независимо от масштабов экстрактора, так как гидропривод является высокопотенциальным механизмом. С помощью демпфера работа экстрактора настраивается таким образом, что вынужденные колебания насадки, создаваемые вибратором, становятся близким к ее собственным. В этом случае наступает резонансный режим, требующий минимальных затрат энертгии для поддержания амплитудночастотных характеристик. Экстрактор с гидравлическим, вибропроводом позволяет на ходу плавно изменять частоту и амплитуду вибраций в широком диапазоне, причем каждый из этих параметров можно изменять независимо друг от друга. При этом значительно расширяютс пределы регулирования интенсивности вибраций, что дает возможность настраивать экстракторы на оптимальный режим работы независимо от конс рукции насадки и технологических условий, при которых протекает процесс. Испытания экстрактора показали высокую надежность приводного механизма и простоту его обслуживания. Производительность экстрактора при достижении оптимальных условий вибраций повышается на 27-30%, а его эффективность резко возрастает за счет снижения высоты единиц переноса на 50-55%. Применение демпферного устройства позволяет сократить энергозатраты в 1,5-2 раза при работе аппарата в резонансном режиме. Использование высокопотенциального гидравлического привода предопределяет«. инвариантность устройства отяосигтельно масштабов аппарата. Аппарат Может найти широкое применение в крупнотоннажных производствах, в 1соторых интенаивность массообмена осуществляется за счет подвода внешней энергии в виде вибраций. Внедрение аппарата в хин ическую и медицинскую промышленность, в гидрометаллургию и на производствах нефтехимии даст значительный эконсмический эффект за счет повышения эффективности, снижения энергозатрат, роста производительности и сокращения расходов на обслуживание приводных механизмов.

ВИБРАЦИОННЫЙ ЭКСТРАКТОР, содержащий цилиндрический корпус со штуцерами для ввода и вывода реагентов, размещенную в корпусе вибрационную насадку и соединенный с ней через кулисно-рычажный механизм гидравлический привод для сообщения насадке возвратно-поступательного движения с регулируемой частотой, от-личающийся тем, что, с,целью увеличения производительности и эффективности за счет обеспечения работы зкстрактора в резонансном режиме, он дополнительно снабжен демпфирукмдим устройством, которое посредством тяг соединено с вибрационной насадкой и кулисно- i рычажным механизмом. (Л « 4 4 00