Центробежный экстрактор Советский патент 1985 года по МПК B01D11/04 

сд

САЭ СО U СО

Изобретение относится к аппаратам для проведения процессов жидкостной экстракции, в особенности к центробежным экстракторам, в частности к экстракторам, имеющим устройства для регулировки радиусов перелива фаз, и может найти применение в радиохимической, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен центробежный экстрактор, содержащий камеру смешения, перемешивающее устройство, ротор и устройства для сбора и вывода разделенных фаз из ротора. Регулирование границы раздела фаз в роторе достигается путем увеличения диаметра слива тяжелой фазы с помощью сменных насадок или путем уменьшения сопротивления на выходе тяжелой фазы. При увеличении диаметра слива тяжелой фазы (или уменьшении сопротивления) граница раздела фаз смещается к периферии, при уменьшении - к центру 1.

Недостатком этого экстрактора является то, что при изменении его режима работы требуется разборка экстрактора для замены сменных насадок, что приводит к вынужденным простоям и увеличению эксплуатационных затрат.

Наиболее близким к изобретению является центробежный экстрактор, который содержит привод с валом, камеру смешения, камеру разделения, ротор, карманы сбора фаз и устройство для вывода тяжелой фазы с кольцевым каналом и переливным порогом над ним, снабженное цилиндрической заслонкой, установленной на роторе под переливным порогом с возможностью перемещения вдоль оси ротора. Перемещение заслонки изменяет гидравлическое сопротивление на выходе тяжелой фазы, что дает возможность регулировать границу раздела фаз 2.

Недостатком известного экстрактора является то, что при увеличении гидравлического сопротивления на выходе тяжелой фазы уменьшается ее пропускная способность, а значит, снижается и суммарная производительность экстрактора. Кроме того, положение границы раздела фаз, регулируемое изменением гидравлического сопротивления на выходе тяжелой фазы, не подлежит теоретихческому расчету, а определяется только экспериментальным путем, так как зависит от характеристики растворов (плотности, вязкости) и производительности.

Целью изобретения является повышение пропускной способности экстрактора путем изменения диаметра переливного порога тяжелой фазы.

Цель достигается тем, что центробежный экстрактор, включающий привод с валом, камеру смешения, ротор, карманы сбора фаз, устройство для вывода фаз с переливными порогами и заслонку, установленную ниже переливного порога тяжелой фазы с возможностью перемешения вдоль оси ротора, снабжен штоком, расположенным внутри вала, который выполнен полым, и дополнительной заслонкой, размещенной на штоке выше переливного порога тяжелой фазы, при этом в - заслонках выполнены отверстия кольцевой формы, наружные диаметры которых н диаметр переливного порога тяжелой фазы находятся в следуюш,ем соотношении:

di с1з d-j)

где di -наружный диаметр отверстия заслонки, размещенной ниже переливного порога тяжелой фазы; d-z- диаметр переливного порога тяжелой фазы (наружный); cij - наружный диаметр отверстия за5слонки, размещенной выше переливного порога тяжелой фазы. Конструкция центробежного экстрактора с подвижным в осевом направлении штоком позволяет регулировать диаметр перелива тяжелой фазы и устанавливать три ди апазона (di, di, dj) в зависимости от плотностей перерабатываемых растворов. Это позволяет исключить полную разборку ротора, его добалансировку при переналадке на другие режимы н дополнительную отмывку, 5 что,в свою очередь, облегчит эксплуатацию, сокращает время переналадки и увеличивает производительность.

На фиг. 1 показан центробежный эжектор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Экстрактор включает привод, содержащий электродвигатель 1, муфту 2, промежуточную опору 3, через которую проходит вал 4, выполненный полым, камеру 5 смешения с лопастной мешалкой 6, ротор 7 с лопастным транспортирующим устройством 8, карманы 9 и 10 для сбора соответственно легкой и тяжелой фаз.

Устройство для вывода легкой фазы сос0 тоит из кольцевой перегородки 11 и радиальных каналов 12. В устройство для вывода тяжелой фазы входит кольцевая перегородка 13, радиальные каналы 14, заслонки 15 и 16 с отверстиями кольцевой формы, установленные на нижнем конце штока 17, расположенного в полом валу 4 промежуточной опоры 3, по обе стороны от порога перелива тяжелой фазы (d) у кольцевой перегородки 13. Шток 17 в верхней части имеет резьбовую нарезку 18, а вал 4 оканчивается гайкой 19, связанной с ним неразъемным соединением, что дает возможность штоку 17 перемещаться вдоль оси ротора 7 и занимать одно из трех фиксированных положений. Гайка 20 выполняет роль контргайки. На фланце опоры 3 установлен стакан 21. Шток 17, перемещаясь вдоль оси ротора 7, занимает три положения, что соответствует трем значениям диаметров перелива тяжелой фазы:

в среднем положении dz (максимальный) в крайнем верхнем da (средний), в крайнем нижнем d (минимальный). Диаметры перелива тяжелой фазы и внутренние диаметры заслонок 15 и 16 находятся в следующем соотношении: d ds diИзменение диаметра перелива тяжелой фазы дает, возможность ступенчатого регулирования положения границы раздела фаз в роторе 7 в зависимости от свойств разделяемых растворов и производительности.

Три значения диаметров перелива тяжелой фазы обеспечивают необходимое положение границы раздела фазы в роторе 7 на различных производительностях и при различных физических свойствах перерабатываемых растворов.

Экстрактор работает следующим образом.

Перед пуском аппарата в работу штоком 17 устанавливается определенный диаметр переливного порога тяжелой фазы, соответствующего заданному режиму работы экстрактора и физическим свойствам фаз. Для этого снимается стакан 21 с электродвигателем 1 и верхней полумуфтой 2 в сборе, раскрепляется контргайка 20 и шток 17 перемещается вдоль оси ротора 7 в положение, соответствующее нужному значению диаметра перелива тяжелой фазы: минимальному, максимальному или среднему. После закрепления гайки 20 и установки стакана 21 с электродвигателем 1 и верхней полумуфтой 2 в сборе экстрактор готов к работе.

Операция съема привода и установки штока 17 в нужное положение в случае необходимости (например, для радиохимического производства) может выполняться дистанционно.

После запуска электродвигателя I в камеру 5 смешения подаются легкая и тяжелая фазы, где происходит их интенсивное перемешивание лопастной мешалкой 6. Образовавшаяся эмульсия лопастным транспортирующим устройством 8 подается в ротор 7, где в межтарельчатых пространствах происходит расслаивание фаз. Легкая фаза переливается через кольцевую перегородку 11 и по каналам 12 выводится в карман 9

5 сбора легкой фазы, откуда самотеком выводится из аппарата. Тяжелая фаза переливается через кольцевую перегородку 13 или заслонки 15 и 16, установленные в соответствии с заданием, и по каналам 14 выводится в карман 10 сбора тяжелой фазы из аппарата.

Использование данной конструкции по сравнению с известной позволяет быстро, без разборки аппарата перейти к работе на другом режиме, сокращая при этом эксплуатационные затраты, время непроизводительного простоя экстракторов и обеспечивая повышение производительности. Когда это необходимо (по условиям техпроцесса), данная конструкция позволяет менять режим работы дистанционно и исключать предварительную отмывку аппарата и связанные с ней расход промывной воды и затраты на ее очистку перед сбросом в окружающую среду.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР, включающий привод с валом, камеру смешения, ротор, карманы сбора фаз, устройство для вывода фаз с переливными порогами и заслонку, установленную ниже переливного порога тяжелой фазы с возможностью перемещения вдоль оси ротора, отличающийся тем, что, с целью повыщения пропускной способности экстрактора путем изменения диаметра переливного порога тяжелой фазы, экстрактор снабжен штоком, расположенным внутри вала, который выполнен полым, и дополнительной заслонкой, размещенной на штоке выше переливного порога тяжелой фазы, при этом в заслонках выполнены отверстия кольцевой формы, наружные диаметры которых и диаметр переливного порога тяжелой фазы находятся в следующем соотношении: dg/-с з ctj, где cli - наружный диаметр отверстия заслонки, размещенной ниже переливного порога тяжелой фазы; «2- диаметр переливного порога тяжелой фазы (наружный); Ъ- наружный диаметр отверстия слонки, размещенной выще пере. ливного порога тяжелой фазы.