Роторно-дисковый экстрактор Советский патент 1980 года по МПК B01D11/04 

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к роторнодисковым массообменным аппаратам для проведения экстракции в системе «жидкость-жидкость, применяемых в различных областях химической, нефтехимической, фар мацевтической и других отраслях промышленности. Известны роторно-дисковые экстракторы, в, которых диспергируюшие диски закреплены на вращающемся валу, проходящем по оси экстрактора, и чередуются с неподвижными горизонтальными кольцевыми перегородками, расположенными, на равном расстоянии по высоте колонны 1. Недостаток известных конструкций ротор но-дисковых экстракторов - ухудшение эффективности работы аппарата при обработке систем с малым межфазовым натяжением, происходящее в результате снижёния предела захлебывания колонны. Наиболее близкий по технической сущности - роторно-дисковый экстрактор, представляющий собой вертикальный цилиндрический корпус, секционированный статорными кольцами, и установленный аксиально корпусу вал с диспергирующими дисками. Диспергирующие диски и неподвижные кольцевые перегородки чередуются между собой 2. Недостатками такой конструкции является наблюдаемое при обработке легкоэмульгируемых систем или систем с малой разницей плотностей легкой и тяжелой фаз снижение пропускной способности, происходящее вследствие накапливания мелкодисперсной эмульсии по мере движения дисперсной фазы вдоль аппарата, а также повышенный в этом случае унос фаз. Цель изобретения - устранение указанных недостатков и интенсификация процесса массопередачи. Цель достигается тем, что верхняя и нижняя части вала снабжены втулками, жестко соединенными с сепараторами соответствующих ШарикоподшИпникбв: На фиг. 1 показан экстрактор, общий вид; на фиг. 2 - вид механизма преобразования скорости вращения, разрез. Экстрактор состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 со статорными кольцами 2, аксиального вала 3, на котором закреплены диспергирующие диски 4, верхней 5 и нижней 6 сепарационных зон. Вал 3 крепится в верхнем 7 и нижнем 8 шарикоподшипниках. К сепараторам 9 подшипников крепятся втулки 10, между которыми и валом 3 установлены подшипники 11, скольжения. На втулках 10 установлено по несколь ко диспергируюш,их дисков 12. Поскольку скорость вращения сепаратора 9 г1бд1ий пйиifa значительно меньше скорости вращения вала 3 и соответственно внутретннего кольца Подшипника, то и скорость вращения втулок 10 с диспергирующими дисками 12 также будет меньшей. В крышках 13 и 14 сёпарационнъ1х зон ра сположеньг штуцера ввода 15, 16 и вывода 17, 18 тяжелой и легкой . фаз, соответственно.

Экстрактор работает следующим образом. Вводимая сверху тяжелая фаза контактирует по мере движения с легкой фазой, движущейся противоточно. После сепарации в зоне 6 тяжелая фаза выводится из аппарата. Легкая фаза отстаивается в зоне 5 и также, поступает на выход. В рабочем объеме

аппарага происходитдиспергирование одной из фаз за счет вращения диспергирующих ДИСКОВ, перемещивание сплошной и дисперсной фаз в объеме каждой секции, образованной статорными кольцами 2. По мере прохождения диспергируемой фазы по колбнне размер капель от секции к секции

уменьшается, что в системах, склонных к образованию эмульсий, oco6eflffir g t:04eTaнии с малой разницей в плотностях легкой и тяжелой фаз, ведет к нарушению стабильности работь кбЛрнны вследствие захлестывания. Кроме того, из-за повышенной турбулентности потока наблюдается увеличение уноса дисперсной фазЫв вйДёМЙлкйх Капель, Использование экстрактора, в котором дис.Шргйрующйе диски на концевых участках рабочего объема аппарата имеют уменьшенную скорость вращения, позволяет устранить указанные недостатки. Так, участок колонны, расположенный на выходе дисперсной фазы, за счет снижения интенсивности перемешивания способствует процессу слияния капель, их сепарации.

Это повышает пропускную способность колонны и стабильность ее работы при нарушениях технических параметров сред, а также замедляет процесс Образования мелких капелек сплошной фазы и их унос. Участок колонны На входе дисперсной фазы за счет более спокойной гидродинамической обстановки снижает образование мелких капелек дисперсной фазы и способствует сепарации и коалесценций уносимых сплошной фазой СО с15един1Шх участков колонны капель дисперсной фазы.

Особенности работы колонны позволяют повысить скорость вращения ротора в средней ее зоне без снижения пропускной способности, что приводит к повышению интенсивности процесса массопередачи и эффективности аппарата.

Формула изобретения

Роторно-дисковый экстрактор, состоящий из вертикального цилиндрического корпуса со статорными кольцами, вертикального вала, закрепленного в верхнем и нижнем Шарикоподшипниках, диспергирующих дисков, штуцеров для ввода и вывода взаимодействующих фаз, отличающийся тей, что, с целью интенсификации процессов массопередачи и разделения фаз, и нижняя части вала снабжены втулками, жестко соединенными с сепараторами соответствующих щарикоподшипников.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 228665, кл. В 01 D 11/04, 1968.

2.Патент США № 2601674, 1952. .

-/5

yg

ФгсгА

Фиг. 2.