Массообменный аппарат Советский патент 1981 года по МПК B01D11/04 

Изобретение относится к конструкциям экс ракционных колонн и может быть использова но в химичебкой, нефтехими1еск(1, гндрометаллургической, пищевой и др. отраслях промышленности. Известен массообменный вибрационный аппарат, включающий вертикальный корпус со штуцерами для подвода и отаор легкой и тяжелой фаз, внутри которого на вертикальны штоках, установленных с возможностью проти вонаправленного отноопельно друг $уга воз вратнЫпостунательного движения в чередующейся последовательности закреплены перфорированные тарелки, при этом аппарат саабжен разноплечными рычагами, шарнирио соединенными противоположными концами со штоками, а тарелки расположвны по высоте группами, прещюфгительно парами {1 . Недостатком известного аппарата является недостаточно ; высокая степень перемешивания что снижает эффективность процесса. Цель изобретения - повышение интен швноста npOQecoi за счет повышения степени перемешиваюи. Поставленная цель достигается тем, что аппарат снабжен валом и направляющими, при этом рычаги шарнирно прикреплены к валу и установлены с возможностью движения по направляюцщм. Кроме того, направляющие имеют форму круговой циклической кривой. На чертеже представлен массообменный аппарат, общий вид. Аппарат состоит из корпуса 1 цилиндрической или иной формы, имеет верхнюю 2 н нижнюю 3 отстойные зоны, патрубки для ввода 4 и ъыабл 5 легкой фазы, патрубки для ввода 6 ц ввгаода 7 тяжелой фазы, распределители легкой 8 и тяжелой 9 фаз, сливное устройство 10. На верхней крыщке аппарата укреплен электропривод И, сообщающий валу 12 вращательное движение. Вал 12 уплотняется при входе в ашират сальником 13. В нижней части экстрактора вал 12 вращается в опорном подшипнике 14, укрепленном на крестовине 15. К валу 12 шариирио прикреплены рычаги 16 и 17, к которым .шарнирно прикреплены штанги 18 и 19. К штангам 18 и 19 в чередующейся последова38тельности жесгкс/ прикреплены перфорированные тарелки 20 и 21. При вращении вала 12 рычаги 16 и 17 движутся по направляющим 22 и 23. Направляющие 22 и 23 имеют форму круговой циклической кривой, например, эллипса, наклоненного к плоскости, перпендикулярной оси вала 12 или круговой синусоиды с различным числом циклов на окружности. Аппарат раЬотает следующим оЬразом. При вращении вала 12 рычаги 16 и 17 при обретают вращательное движение в горизонталь ной плоскости. В результате движения концы pMiiaroB 16 и 17 по направляющим 22 и 23, коромысла приобретают колебательное движени в вертикальной плоскости, относительно точек щарнирного прикрепления к валу 12. Точки шарнирного прикрепления штанг 18-и 19 J к рычагам 16 и 17 совершают движение по окружности в горизонтальной плоскости и по дугам окружности в вертикальной плоскости. В трехмерной система координат они получают составл.чюшие движения в направлении все трех осей. В вертикальной плоскости, проходящей через коромысла и ось вала, эти точки приобретают колебательное движение в вертикальном (с амплитудой Si) и горизонтальном (с амплитудой Sj) направлениях. В тоже время точки совершают круговое вращение с ок Т- (г - расстояние ружной скоростью ( вала 12, от точки крепления штанги до п - число оборотов вала 12). Соответственно точкам крепления к коромыслам движутся и штанги 18 и 19 вместе с укрепленными на них тарелками 20 и 21. Причем, направления колебательного движения штанг 18 и 19 И; соответственно, пакетов тарелок 20 и . 21 в вертикальном, и в горизонтальном направлениях противоположны. В результате такого движения тарелок осуществляется исключительно эффективное перемешивание контактирующих фаз в экстракторе, и повышается его эффективность. В результате вывешивания штанг 18 и 19 с тарелками 20 и 21 на рычагах 16 и 17 и их колебательного движения в разные стороны создается полностью равновешенная система, не создающая знакопеременных нагрузок на детали и корпус аппарата, подшипники и фундамент. Не тратится мощность привода на преодоление сил HHepmiH л на преодоление сил тяжести при колебательном движении тарелок, как это имеет место в аппаратах с однонаправленным колебательным движением тарелок. В результате резко снижа ются затраты мощности. Вал 12 при этом совершает только..вращательное движеш1е, что упро11(ает привод и дает возможность использовагь для уплотнения вала торцовые уплотнения наиболее современный вид уплотнений. Расположение всех сопрягающихся частей в рабочей среде обеспечивает их над.ежную смазку. Частота колебаний тарелок в вертикальной и горизонтальной плоскостях определяется как п -- (i - количество диклов круговой синусоиды направляющих 22 и 23; наклонный эллипс эквивалентен синусоиде с i 1). Направляющие могут иметь форму и любой другой циклической кривой. Таким образом, можно добиться любого соотношения между частотой колебаний тарелок и скоростью их вращения. Амплитуда колебаний тарелок определяется амплитудой синусоиды направляющих 22 и 23 и величиной г. Вместо перфорированных тарелок могут быть использованы и любые другие перемешивающие элементы. Возможно также исполнение аппарата с одной направляющей (22 или 23) или увеличение их больше двух, при соответствующем .увеличении количестварычагов, Круговая даклическая кривая направляюгцих может иметь циклы разной длины и амплитуды, что дает возможность иметь меняющиеся за время одного оборота вала частоты и амплитуды колебаний пакетов тарелок. Таким образом, -аппарат обладает исключительной гибкостью для создания различных по интенсквности и качеству режимов перемешивания. Формула изобретения 1.Массообменный аппарат, включающий вертикальный корпус со штуцерами для подвода и отвода контактирующих фаз, вертикальные штоки, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения, на которых в чередующейся последовательности закреплены перемешивающие элементы и которые шарнирно соединены с рьп1агами, и приводной механизм, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет повышения степени перемешивания, он снабжен валом и направляющими, при этом ш шарнирно прикреплены к валу и установлены с возможностью движения по направляющим. 2.Массообменный аппарат по п. I, о т л ичающийся тем, что направляющие имеют форму круговой циклической кривой. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 592039,; кл. В 01 D 11/04, 31.05.76 (прототип). се

.-

го.

а

я f

X,

з

5

17 23

.-«

20

в..

15

21

Л.

Л UIZ-ZD