Устройство для экстракции веществ Советский патент 1992 года по МПК B01D11/02 

флектором 14 волн закреплен на боковой стенке корпуса 1 тангенциально и направлен в корпус навстречу вращению винтовой поверхности перемешивающего шнека 9. Твердые вещества перемещают шнеками 10, 9 и 11 сверху вниз в корпусе 1, а жидкий растворитель подают через патрубок 6 навстречу подаче твердых веществ. Электроды 15 подключают к источнику 16 высоковольтных электрических импульсов и

осуществляют искровые разряды в рефлекторе 14. Ударные гидроакустические волны разрядов отражаются от параболитической рефлекторной поверхности рефлектора 14 и через патрубок 6 направляются тангенциально в корпус 1. Отражаясь от боковой стенки корпуса 1, волны циркулируют в зоне экстракции навстречу подаче твердых веществ и повышают производительность экстракции и массообмен. 2 ил

Изобретение относится к перерабатывающим отраслям промышленности и может быть использовано в технологиях экстракции веществ жидкими растворителями. Целью изобретения является увеличение производительности и КПД устройства за счет обеспечения циркуляции пучков волн. Цель достигается тем, что устройство содержит осесимметричный корпус 1 с расположенными по его концам загрузочным и разгрузочным узлами 2 и 3 с патрубками 4, 5, 6 и 7 для подачи и отвода твердых веществ, растворителя и раствора соответственно, а также размещенный соосно в корпусе ротор 8 с перемешивающим и подающими шнеками 9, 10 и 11 соответственно, соединенные с приводом, и перфорированную перегородку 12, причем на торце патрубка 6 установлены соосно коллектор 13 для подачи растворителя и рефлектор 14 волн, в котором размещены электроды 15 с межэлектродным зазором в фокусе рефлектора, и соединены с источником 16 высоковольтных электрических импульсов. Патрубок 6 для подачи растворителя с реЁ VI СО ю Ьь о Фаг(

Изобретение относится к перерабатывающим отраслям промышленности и может быть использовано в технологиях экстракции веществ жидкими растворителями.

Известна установка для массообмена в условиях высоковольтных разрядов в жидкости, содержащая осесимметричный корпус с загрузочным и разгрузочным узлами, патрубками для подачи твердых веществ, растворителя и отвода раствора и твердых веществ, размещенные в корпусе средства для перемещения веществ, соединенные с приводом, а также электроды, установленные с межэлектродным зазором и соединенные с источником высоковольтных импульсов тока, причем электроды отделены от зоны массообмена перегородкой с осевым отверстием в центре корпуса.

Недостатком известной установки является малая производительность и низкий КПД.

Это обусловлено тем, что электроды отделены от зоны экстракции перегородкой с осевым отверстием в центре корпуса. При этом на экстракцию в зоне массообмена воздействует малая доля энергии ударных волн разрядов, проходящих через отверстие, а большая доля энергии волн рассеивается.

Цель изобретения увеличение производительности и КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено параболическим рефлектором волн, который установлен на торце патрубка для подачи растворителя, направленного в корпус тангенциально, а электроды размещены в рефлекторе волн.

На фиг, 1 изображена схема устройства для экстракции веществ, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1 с расположенными по его концам загрузочным и разгрузочным узлами 2 и 3, с патрубками 4 и 5 для подачи и отвода твердых веществ,

патрубками 6 и 7 для подачи растворителя и отвода раствора соответственно, а также размещенный соосно в корпусе ротор 8 с перемешивающим шнеком 9 и расположенными в узлах 2 и 3 подающими шнеками 10

и 11 соответственно, соединенный с приводом (не показан). В корпусе 1 дополнительно установлена перфорированная перегородка 12, отделяющая патрубок 7 для отвода раствора.

На торце патрубка 6 установлены коллектор 13 для подачи растворителя и рефлектор 14 волн, в котором размещены электроды 15 с межэлектродным зазором в фокусе рефлектора 14, и соединены с источником 16 высоковольтных электрических импульсов. Патрубок 6 с рефлектором 14 волн закреплен на боковой стенке корпуса 1 тангенциально и направлен в корпус навстречу вращению винтовой поверхности

перемешивающего шнека 9,

Пример. Корпус 1 изготовлен из

нержавеющей стали в виде цилиндрической

обечайки диаметром 6 10 м, высотой 1 м.

На верхнем конце корпуса 1 закреплен

загрузочный узел 2 в виде конической крышки высотой 3 м, в узкой вершине которой закреплен соосно патрубок 4 диаметром 2 м, длиной 3 м. На нижнем конце корпуса 1 закреплен

разгрузочный узел 3 в виде конического днища высотой конуса 6 м, в узкой вершине которого закреплен соосно патрубок 5 диаметром 10 м с задвижкой на внешнем торце для отвода твердых веществ.

В корпусе 1 соосно установлен ротор 8, выполненный в виде вала вращения, на котором в средней части закреплен переме,-l

шивающий шнек 9, а по концам в узлах 2 и 3 на роторе 8 закреплены подающие шнеки Юи 11.

Перемешивающий шнек 9 диаметром 5,7 м, высотой 9 м с шагом 3 10-1 м выполнен из перфорированной листовой стали, закреплен на роторе 8 и расположен коаксиально в полости корпуса 1 между нижним торцом патрубка 4 загрузочного узла 2 и разгрузочным узлом 3.

Подающий шнек 10 диаметром 1,9 10 м, высотой 3 м с шагом винтовой образующей 5 м выполнен из листовой стали, закреплен на роторе 8 и расположен коаксиально в полости патрубка 4 загрузочного узла 2.

4 Подающий шнек 11 выполнен из листовой стали в виде конической винтовой поверхности диаметром 5,7 м в широкой части, диаметром 10 м в узкой части конуса, высотой 6 м с переменным шагом винтовой образующей от до 5 м, закреплен на роторе 8 и расположен коаси- ально в полости разгрузочного узла 3.

Ротор 8 установлен в подшипниках и соединен с приводом вращения.

Перфорированная перегородка 12 изготовлена из листовой нержавеющей стали в виде цилиндрического колпака с перфорированным днищем диаметром 5,8 мг высотой 5 м и перфорационными отверстиями диаметром 3 10 м. Перфорированная перегородка 12 установлена коаксиально в верхней части корпуса 1 и надета днищем на нижнем торце патрубка 4.

Патрубок 7 для отвода раствора диаметром 5 м установлен в верхней части на боковой стенке корпуса 1, и отделен от его полости перфорированной перегородкой 12.

Патрубок б для подачи растворителя диаметром 6 10 м закреплен тангенциально на нижней части боковой стенки корпуса 1 и направлен в полость корпуса навстречу вращению винтовой поверхности шнека 9.

Коллектор 13 для подачи растворителя выполнен из листовой стали в виде цилиндрического барабана диаметром 1,2 10 м, высотой 6 м, закреплен соосно на внешнем торце патрубка 6 и соединен с системой подачи растворителя (воды).

Рефлектор 14 волн выполнен в виде стального колпака с открытой полостью в форме параболоида вращения диаметром 5 м в широкой части, закреплен широким основанием на торцовой стенке коллектора 13 соосно с патрубком 6 и направлен открытой полостью в патрубок.

Электроды 15 выполнены в виде двух стержней из тугоплавкой стали, закреплены в рефлекторе 14 волн с межэлектродным зазором 5 10 м, расположенным в фокусе 5 рефлектора волн, и соединены с высоковольтным источником 16 электрических импульсов.

Один из электродов 15 закреплен в вершине рефлектора 14 волн в электрическом

10 изоляторе и соединен с высоковольтным полюсом источника 16 электрических импульсов через блок коммутации. Второй из электродов 15 закреплен в рефлекторе 14 волн с заземлением и соединен с заземлен15 ным полюсом источника 16 электрических импульсов.

В качестве источника 16 электрических импульсов использован трансформатор напряжением V 10 В мощностью W 10 Вт

20 с выпрямителем тока и конденсатором емкостью 0,1 мкФ, который соединен с электродами 15 посредством высоковольтного переключателя, обеспечивающего 10 подключений в секунду электродов к конденса25 тору на время tp с искрового разряда конденсатора.

Экстракцию веществ осуществляют следующим образом.

Твердые вещества в виде измельченной

30 массы, например пульпу свеклы, содержащую до 18% сухих веществ, через патрубок 4 узла 2 подают в корпус 1 посредством шнека 10 с расходом 1 л/с (3600 л/ч).

В качестве растворителя через коллек35 тор 13 и патрубок 6 в корпус 1 подают пресную воду с расходом 0,83 л/с (3000 л/ч).

Посредством привода (не показан) вращают ротор 8 с перемешивающим и подающими шнеками 9 - 11 со скоростью 50

40 об/мин. При этом твердые вещества проходят в корпусе 1 сверху вниз и отводятся через разгрузочный узел 3 и патрубок 5, а жидкость проходит в корпусе снизу вверх, экстрагирует вещества и отводится в виде

45 раствора через патрубок 7.

Высоковольтный электрод 15 посредством блока коммутации подключают к конденсатору источника 16 электрических импульсов с частотой п 10 подключений в

50 секунду на время tp с искрового разряда конденсатора через межэлектродный зазор, находящийся в воде, подаваемой через коллектор 13 и патрубок 6,

При каждом искровом разряде конден55 сатора в межэлектродном зазоре выделяется энергия Qp V 1р tp 10 ,,3 г, - х., Q

4

ю5 ю

-з

103 Дж, мощностью Wp --Е 10 Вт в

т р

разряде Искровой разряд в воде возбуждает ударную волну мощностью WB 0,8 Wp 8 -10 Вт, с энергией QB 8 10 Дж в волне.

Ударная волна разряда отражается от параболической поверхности рефлектора 14 и в виде пучка гидроакустических волн, направляется через коллектор 13 и патрубок 6 в корпус 1 тангенциально и навстречу вращению шнека 9. Многократно отражаясь от боковой стенки корпуса 1 и от винтовой поверхности шнека 9у гидроакустические волны со скоростью звука распространяются в корпусе по хордам его боковой стенки согласно с подачей воды и навстречу подаче твердых веществ шнеком 9.

Искровые разряды в рефлекторе 14 волн повторяют с частотой десять разрядов в секунду. При этом пучки гидроакустических волн воздействуют на растворитель и частицы свеклы переменным давлением и амплитудными колебаниями среды, что интенсифицирует процесс экстрагирования веществ из частиц свеклы и увеличивает насыщение раствора веществами.

Насыщенный раствор отводят через перфорацию перегородки 12 и патрубок 7 в объеме до 4000 л/ч, Нерастворенные частицы продукта, перемешиваясь с растворителем, перемещаются шнеком 9 в узел 3, где прессуются подающим шнеком 11 и выдавливаются через патрубок 5 в объеме 2600 л/ч.

Щиг.1

Удельная производительность устройства увеличена за счет направления волн рефлектором в зону экстракции и многократного отражения их боковой- стенкой

корпуса. При этом обеспечено воздействие на среду направленными пучками гидроакустических волн разрядов во всем объеме корпуса 1.

КПД устройства повышен за счет полного использования энергии волн в процессе экстракции, что обеспечивается рефлектором волн.

Формула изобретения

Устройство для экстракции веществ, содержащее осесимметричный корпусе загрузочным и разгрузочным узлами, патрубками для подачи твердых веществ, растворителя и отвода раствора и твердых веществ, размещенные в корпусе средства для перемешивания, соединенные с приводом, а также электроды, установленные с межэлектродным зазором и соединенные с источником импульсов тока, отличающееся тем,

что, с целью увеличения производительности и КПД устройства путем обеспечения циркуляции пучков волн, устройство снабжено параболическим рефлектором волн, который установлен на торце патрубка для

подачи растворителя, направленного тангенциально по отношению к корпусу, а электроды размещены в рефлекторе волн.