Центробежный экстрактор Советский патент 1987 года по МПК B01D11/04 

Изобретение касается аппаратов для жидкостной экстракции, в частности экстракторов, имеющих устройство для автоматической выгрузки осадка, и может найти применение в процессах сгущения и сепарации эмульсий и суспензий.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности в работе экстрактора.

На чертеже показан центробежный экстрактор.

Экстрактор включает корпус 1, смесительную камеру 2, приемные карманы 3, 4, 5 разделенных фаз и осадка, патрубки 6 ввода фаз, патрубки 7 вьшода фаз. В корпусе 1 размещены ротор 8 с корпусом трапециевидной формы, мешалка 9 и траспортирующее устройство 10. Нижний диск 11 делит ротор 8 на две части: верхнюю и нижнюю . В нижней части ротора 8 рас- полржены сепарационное устройство (крестовина) 12 и трубка 13 для вывода легкой фазы. В верхней част и корпуса ротора 8, имеющей максимальный -радиус, расположено отверстие 14, ;закрьшаемое клапаном 15, жестко связанным со штоком 16, другой конец которого жестко связан с поплавком- противовесом 17, установленным с зазором в стакане 18, закрепленном в корпусе ротора 8 и имеющим сопло 19. Стакан 18 размещен между нижним диском 11 и верхним диском 20, имеющим ограничитель 21, диаметрально противоположно клапану 15 в зоне тяжелой фазы. Для вывода тяжелой фазы установлена трубка 22. Диаметр диска 20 больще, чем диаметр диска 11. Радиус Гр перелива стакана 18 находится в следующих соотношениях с радиусами переливов легкбй фазы Гд и тяжелой фазы г-|-:Гд.1Г tr. Поплавок-противовес 17, связанный штоком 16 с клапаном 15, установленный в стакане 18, размещенном между дисками 11 и 20 в зоне тяжелой фазы диаметрально противоположно клапану 15, образует устройство, управляющее выгрузкой осадка.50 нижним диском 11 и корпусом ротора 8,

Экстрактор работает следующим образом.

С началом вращения ротора 8 при любом начальном положении поплавка- противовеса 17 под действием центробежной силы он перемещается к периферии до тех пор, пока клапан 13 не закроет отверстие 14, загерметизиро

вав корпус ротора 8, так как центр масс системы клапан 15 - шток 16 - противовес 17 сдвинут от оси вращения Б сторону противовеса М на величину, большую максимального перемещения клапана 15.

Исходные растворы поступают по входным патрубкам 6 в смесительную камеру 2, где перемешиваются мешалкой 9. Образовавшаяся эмульсия подается транспортирующим устройством 10 в ротор 8, где под действием центробежной силы в сепарационном устройстве 12 она расслаивается на два ци- линдрических слоя составных фаз, со- прикасаюпщхся по цилиндрической границе раздела фаз с радиусом, меньшим радиуса нижнего диска 11.

Легкая фаза, переливаясь через торец трубки 13, выводится по ней из ротора 8 в приемный карман 3 и по патрубку 7 выводится из аппарата. Тяжелая фаза перетекает в верхнюю часть ротора 8, заполняя пространство между дисками 11 и 20, переливается через торец трубки 22, выводится по ним из ротора 8 в приемный карман 5 и по патрубку 7 выводится из аппарата,

0 При исходных расходах обеих фаз через ротор 8 и отсутствии осадка уровень тяжелой фазы между дисками 11 и 20 не доходит до торца стакана 18. При этом развиваемая противове5 сом 17 максимальная центробежная сила превышает центробежную силу, действующую на клапан 15 и часть штока 16, и силу гидростатического давления, оказываемую на клапан 15 стол0 бом тяжелой фазы между дисками Ни 20, в результате чего клапан 15 продолжает закрьшать отверстие 14. Осадок под действием центробежной силы концентрируется относительно равно5 мерным слоем в цилиндрической части ротора 8. Слой осадка уменьшает проходное сечение тяжелой фазы между верхним диском 20 и корпусом ротора 8 в большей степени, чем между

0

5

что приводит к увеличению гидравлического сопротивления на перетоке тяжелой фазы. В результате уровень тяжелой фазы между дисками 11 и 20 55 и граница раздела фаз в сепарационном устройстве 12 начинают приближаться к оси вращения ротора 8 до тех пор, пока тяжелая фаза начнет переливаться в стакан 18. Уровень тяжелой фазы в стакане 18 будет расти до тех пор, пока не установится динамическое равновесие между потоком этой фазы, переливающейся через торец стакана 18, и потоком этой фазы, истекающей из сопла 19. Сечение сопла 19 настолько мало, что расход тяжелой фазы через него даже лри полностью заполненном стакане 18 гораздо меньше расхода тяжелой фазы через ротор 8.

При этом поплавок-противовес 17 частично погружен в тяжелую фазу и на него начинает действовать выталкивающая сила, направленная противоположно центробежной, которая увеличивается до максимального значения при полном погружении поплавка-прр- тивовеса 17.

В результате действия выталкивающей силы поплавок-противовес 17 перемещается к оси ротора 18 вплоть до ограничителя 21, клапан 15 открывает отверстие 14 и через него под

Редактор Н.Козлова Заказ 803/2

Составитель А.Миронов Техред Л..0лейник

Тираж 657 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушс сая наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

действием центробежной силы осадок выгружается из ротора 8 в приемный карман 4 и далее по патрубку 7 выводится из аппарата. В процессе выгрузки осадка толщина его слоя уменьшается, в результате чего прекращается поступление тяжелой фазы в стакан 18 и он опорожняется через сопло 19. По мере уменьшения вытал.кивающей силы постояннодействующая на поплавок-противовес 17 центробежная сила перемещает его обратно к периферии, что приводит к закрытию отверстия 14 клапаном 15. Таким образом, отверстие t4 будет открыто для выгрузки осадка в течение времени, не превьшающего времени опорожнения стакана 18 от тяжелой фазы. Тяжелая фаза, перетекающая в стакан

18, практически не содержит осадка, так как отбирается с минимального радиуса, что исключает возможность заклинивания поплавка-противовеса 17 и забивки сопла 19.

Корректор А.Зимокосов Подписное