Дифференциально-струйный экстрактор Советский патент 1988 года по МПК B01D11/02 

4

СО со ю

1

Изобретение относится к устройствам для экстрагирования твердых веществ растворителями и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности для извлечения компонентов из измельченной твердой фазы жидкостью, в частности экстракции сахара из свекловичной крошки водой, экстракции масла из масличных семян и других процессов экстракции веществ из растительного сырья.

Цель изобретения - повышение производительности и надежности аппарата в работе.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый аппарат, вертикальный раз- на фиг. 2 - конструкция транспор- тируюп1.ей тарелки; на фиг. 3 - филь- грунмцая тарелка с патрубками вывода жид- Koii фазы из аппарата; на фиг. 4 - крепление 11И1 |к.ми1тс 1ей на гофриррванной поверхности iic pi икп. и.ных пластин; на фиг. 5 - конструкция боковой поверхности тарелок.

iiii; |):iT имеет вертикальньт корпус 1 uiiiir 1). li нижней части которого рас- .n;/hi-r |;; трубок 2 подачи твердой фазы I патрубгм, :j отвода экстракта, а в верх- iii-ii ч;к- ппатрубок 4 подвода жидIJI. : ,:1пековое устройство 5 отвода твер- .1011 iji;. ,i,i с направляющими поверхностями i). В корпусе вертикально установлены штоки 7, соединенные в верхней части с приводом возвратно-поступательного движения (не показан). На штоках закреплены транспортирующие дифференциально-струйные тарелки 8, фильтрующие тарелки 9 и вертикальные гофрированные пластины 10. Транспортирующие тарелки расположены выше патрубка ввода твердой фазы с шагом, высоты зоны действия пульсирующих lui сопл тарелок струй (например, при высоте зоны действия струй 50-100 мм шаг тарелок составляет 250- 300 мм), а фильтрующие тарелки установлены ниже 1;;грубка ввода твердой фазы, п|)и этом (;: транспортирующая тарелка .-i:i i iH .. : : 1:ад ними ниже патрубка BBo.i. i г iv ij,i : /. . Такой порядок расположения i;:pi/MK обеспечивает надежную и 11 101ив1).ипо.1ьную работу узла отбора экс- ;|1ак-1а и аппарата, так как поступающая i аппарат твердая фаза транспортируется 1,вер, а фильтрующие тарелки в нижней части аппарата работают в среде с малым (до 10%) содержанием твердой фазы. Фильтрующая тарелка 9 (фиг. 3) пред- 1тавляет собой плоский полый сетчатый ко- jio6, на фильтрующей плоскости которого установлены транспортирующие сопла 11 и кол.пектррные втулки 12 с патрубками. Последние попарно входят один в другой и в патрубок вывода жидкости через кор- ;ivc аппарата с зазором по месту сопря- i(. меньшим минимального размера час- . 1; орлой фаз:.; Например, для частиц ; .Ai. O.iv б. ibHie (i,5 мм, величина зазора

1443921

5

составляет 0,5 мм. По контуру тарелки, образующей с корпусом зазор 13, выполнена опорная рамка 14, имеющая на нижней стороне фаску 15. Верхний штуцер верхней фильтрующей тарелки закрыт за- глушкой (не показано), нижний штуцер нижней тарелки входит в штуцер корпуса, соединенней с патрубком 3 отвода экстракта. Такая конструкция обеспечивает отбор фильтра при невысоких требованиях к точ0 ности выполнения сопряжения втулок и отсутствие недолговечных эластичных элементов в узле отбора экстракта. Кроме того, штуцерами обеспечивается центрование тарелок относительно корпуса аппарата, что исключает трение колеблющихся тарелок о корпус и его износ.

Транспортирующая тарелка (фиг. 2) имеет плиту 16, на которой установлены открытые (транспортирующие) сопла 17, фильтрующее сито 18 и перфорация 19 с

0 размером отверстий, равным 1,5-2 средних размеров частиц твердой фазы. Отверстия имеют фаску на стороне, обращенной к фильтрующей сетке. Перфорация фильтрующего сита 18 имеет размер отверстий, меньший размера частиц твердой фазы, а на отверстиях с наружной стороны выполнена фаска. На вертикальных пластинах закреплены нагреватели 20.

Аппарат работает следующим образом. Твердая фаза подается в аппарат через патрубок 2 (йапример лопастным насосом) на нижнюю транспортирующую тарелку, которая имеет боковую коническую поверхность 21 и фаску 22, перемещается вверх транспортирующими тарелками, вытесняется верхней тарелкой выше уровня жидкости, попадает с помощью направляющих плоскостей 6 под выгрузочный шнек 5 и выводится из аппарата. Жидкость поступает через патрубок 4, движется сверху вниз нротивоточно твердой фазе, интенсивно перемешиваясь с частица.ми в зонах колебаний

0 тарелок, фильтруется через рыхлые слои твердой фазы в межтарелочных пространствах, очищается от твердой фазы на ситах фильтрующих тарелок и выводится через коллекторные втулки 12 и патрубок 3 из аппарата.

. Дифференциально-струйный принцип противоточного транспортирования фаз в аппарате состоит в следующем.

Взвесь твердой фазы в жидкости, созданная в зоне колебаний тарелок пульсиQ рующими из сопл струями, попадает в транспортирующие сопла 17 тарелок и вследствие насосного эффекта сопла (при движении тарелки вниз транспортирующее сопло 17 пропускает меньшее количество среды, чем при движении тарелки вверх вследст5 вие разности гидравлических сопротивлений прохождению среды в прямом и обратном нанравле;:иях) транспортируется снч.чу тарелки наверх, чынося наверх тарелки твер0

5

10

дую фазу. В то же время отверстия перфорации 19 тарелки, закрытые сверху фильтрующим ситом 18, обеспечивают насосный эффект в противоположном направлении при помощи фасок на отверстиях перфорации тарелок и сетки со стороны подхода жидкости к тарелке. При этом фильтрующее сито тарелки имеет отверстия, меньшие размеров твердой фазы и пропускает только жидкость, в результате твердая фаза накапливается над тарелкой, поступая из-под нее, т. е. осуществляется транспортирование твердой фазы вверх по аппарату. Транспортирующая способность тарелки (т. е. производительность аппарата) как по жидкости, так и по твердой фазе опреде- 15 ляется величиной насосного эффекта, создаваемого соплами и отверстиями перфорации. Выполнение фасок на отверстиях фильтрующего сита 18 транспортирующих тарелок приводит к созданию насосного эффекта самим фильтрующим ситом. Выполнение под 20 ситом на тарелке перфорации 19 с размером отверстий, равным 1,5-2 средних размера частиц твердой фазы, и устройство фасок на перфорации обеспечивает насосный эффект при транспортировании жидкости вследствие того, что при ходе вверх тарелки жидкость свободно проходит через отверстия перфорации тарелок, так как их гидравлическое сопротивление меньще и некоторое количество частиц, скопивщихся между

25

ное увеличение транспортирующей спосо ности тарелок, а следовательно, и прои водительности аппарата.

Испытания модели предлагаемого апп рата при экстракции сахара из свеклови ной крощки водой показали высокую надеж ность работы конструкции при различны величинах подачи и отбора фаз. При выс те корпуса в 1,5 раза меньшей по сравн нию с прототипом получено при тех ж качественных показателях процесса бол чем двухкратное увеличение производител ности.

Формула изобретения

. Дифференциально-струйный экстра тор, включающий вертикальный корпус патрубками ввода твердой фазы и вывод экстракта в нижней части, патрубком ввод экстракта и лотком вывода твердой фаз верхней части, установленные вертикально корпусе и соединенные с приводом возвра но-поступательного движения щтоки с укре ленными на них дифференциально-струйны ми тарелками, имеющими отверстия в вид направленных сужением вверх сопл и выпу лые фильтрующие сетки, расположенные р дом с соплами на верхних плоскостях т релок, а под сетками на тарелке - отвер тия размером больше 1,5 средних размер частиц твердой фазы, имеющие на верхне

фильтрующим ситом и тарелкой в предыду- 30 кромке фаску, отличающийся тем, что,

щем полупериоде колебания, легко выводится из этой полости, не препятствуя движению жидкости через отверстия перфорации тарелки. При ходе тарелки вниз гидравлическое сопротивление отверстий перфорации больше. Кроме того, в отверстия стремится попасть из слоя под тарелкой больщее количество частиц, чем в предыдущем периоде, что приводит к забиванию отверстий перфорации 19 тарелок в этот период (частицы срабатывают как обратный клапан) и резкому снижению количества жидкости, поступающей снизу вверх через транспортирующие сопла, тем самым увеличивая количество проходящей твердой фазы. В целом такая конструкция обеспечивает существен35

40

целью повышения производительности и н дежности работы аппарата, он снабжен ра положенными между тарелками гофрирова ными перфорированными пластинами, соед ненными со штоками, и нагревательным элементами, закрепленными на поверхност гофрированных пластин.

2.Экстрактор по п. 1, отличающийся те что отверстия фильтрующих сеток имеют н верхних кромках фаску.

3.Экстрактор по п. 1, отличающийся те что боковая поверхность тарелок выполнен конической с увеличением диаметра верхней поверхности тарелки и с фаской н нижней кромке.

0

0

5

ное увеличение транспортирующей способности тарелок, а следовательно, и производительности аппарата.

Испытания модели предлагаемого аппарата при экстракции сахара из свекловичной крощки водой показали высокую надежность работы конструкции при различных величинах подачи и отбора фаз. При высоте корпуса в 1,5 раза меньшей по сравнению с прототипом получено при тех же качественных показателях процесса более чем двухкратное увеличение производительности.

Формула изобретения

. Дифференциально-струйный экстрактор, включающий вертикальный корпус с патрубками ввода твердой фазы и вывода экстракта в нижней части, патрубком ввода экстракта и лотком вывода твердой фазы верхней части, установленные вертикально в корпусе и соединенные с приводом возвратно-поступательного движения щтоки с укрепленными на них дифференциально-струйными тарелками, имеющими отверстия в виде направленных сужением вверх сопл и выпуклые фильтрующие сетки, расположенные рядом с соплами на верхних плоскостях тарелок, а под сетками на тарелке - отверстия размером больше 1,5 средних размера частиц твердой фазы, имеющие на верхней

5

0

целью повышения производительности и надежности работы аппарата, он снабжен расположенными между тарелками гофрированными перфорированными пластинами, соединенными со штоками, и нагревательными элементами, закрепленными на поверхности гофрированных пластин.

2.Экстрактор по п. 1, отличающийся тем, что отверстия фильтрующих сеток имеют на верхних кромках фаску.

3.Экстрактор по п. 1, отличающийся тем, что боковая поверхность тарелок выполнена конической с увеличением диаметра к верхней поверхности тарелки и с фаской на нижней кромке.

Изобретение относится к устройствам для экстрагирования ценных компонентов из твердых дисперсных материалов в химической, пищевой и других отраслях промыш/(npi/6odl/ 3Oj6/yff/77/ O - C/77y/Jff/7 /JitMOZO d( ленности. Цель изобретения - повышение производительности и надежности работы дифференциально-струйных экстракторов. Экстрактор содержит вертикальный корпус 1 с горизонтальными дифференциально-струйными тарелками 8, соединенными с приводом возвратно-поступательного движения. В межтарелочных пространствах аппарата на пути выброса струй из цопл тарелок установлены вертикальные гофрированные пластины 10 с перфорацией, соединенные с приводом тарелок. Пластины обеспечивают движение жидкости в слое твердой фазы при спрессовывании последнего. Перфорация сеток дифференциально-струйных тарелок снабжена фасками, что позволяет повысить производительность аппарата. 2 з.п.ф-лы, 5 ил. ff/77/ O - d( 55 (Л

фиг. г

Физ.З

fiocumeflb

энерго

20

20

73