Экстрактор Советский патент 1982 года по МПК B01D11/04 

(З) ЭКСТРАКТОР

I

Изобретение относится к экстракторам -и может быть использовано для проведения периодического или непрерывного процессов массопередачи в системах жидкость-жидкость при обеспечении принудительного разделения, фаз.

Известен экстрактор с чередую- .щимся расположением закрепленных к вертикальному корпусу и к штоку,со- . вершающему возвратно-поступательные движения, перфорированных тарелок, которые создают вращательные импульсы движения жидкости вокруг оси аппарата р J..

Однако такой экстрактор иМеет недостаточную эффективность из-за отсутствия принудительного разделения фаз в конечных отстойных зонах, отсутствия возможности повторной полной или частичной циркуляции экстракта или рафината, обеспечиваемой самим экстрактором.

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет обес печения принудительного разделения фаз.

Указанная цель Достигается тем, что в экстракторе между вводом и выводом равных жидкостей размещены чередующиеся, закрепленные к штоку и корпусу тарелки, перфорация которых выполнена в виде радиальных

1C отверстий с пластинами, образующими конфузорные отверстия, которые на меньшей концентрическойокружности направлйы а сторону выхода легкой жидкости, а на большей концёнтри-

15 ческой окружности направлены в с.торону выхода тяжёлой жидкости,все конфузорные отверстия имеют одинаковое круговое направление по обе стороны тарелки.

20

Крнфузорные отверстия имеют большую длину, расположенные на меньшей Концентрической окружности у вывода легкой жидкости и .расположенные на большей концентрической окружности у вывода тяжелой жидкости. Ввод и вывод каждой жидкости сделаны из противоположных зон повышенного и пониженного давления и соединены через.обратный клапан. Шток выполнен полым с окнами в крайних и средней его частях. Квнфузорные. отверстия тарелок, расположенных в средней части корпуса, направлены в противоположную сторону относительно отверстий тагрелок, расположенных в верхней и нижней его частях. В зонах ввода жидкостей имеется по тарелке с противоположными круговыми направлениями конфузорных отвер стий на разных сторонах. Установка описанных тарелок между вводом и выводом разных жидкостей позволяет в результате использования центробежных сил принять экстрактор при наличии или отсутствии естественной гравитации. Выполнение на эти тарелках конфузорных отверстий с бол шей продольной длиной на меньшей кон центрической окружности у вывода лег кой жидкости и на большей концентрической окружности у вывода тяжелой жидкости позволяет уменьшить гидравлическое сопротивление протоку жидкости в сторону ее выхода и получить повышенное давление при обратном дви жении тарелок. При колебании тарелок создаются чередующиеся зоны повышенного и пониженного давления между не подвижными и подвижными тарелками. Соединение ввода и вывода какой-либо жидкости, расположенных в противоположных зонах, через трубопровод с обратным клапаном позволяет осуществить циркуляцию жидкости. Выполнение штока полым с окнами в крайних и промежуточных частях позволяет избежать перемешивания поступающей легкой жидкости с уходящей вращающей ся тяжелой жидкостью и использовать шток вместо трубопровода.Выполнение конфузорных отверстий в тарелках крайних частей аппарата с обратным круговым направлением относительно центральной части позволяет уравнят действия вращающейся среды крайних частей с центральной частью на аппарат, это уменьшает воздействие аппа рата на опору. Установка в зоне ввод жидкости тарелки с противоположными круговыми направлениями конфузорных отверстий на разных сторонах позволяет обеспечить постоянное круговое вращение среды в зоне ввода. На фиг.1 показан вибрационный экстрактор, продольный разрез; на иг.2 - тарелка, устанавливаемая межу вводом тяжелой жидкости и выводом легкой жидкости, продольный разрез; на фиг. 3 - тарелка, устанавливаемая между вводом легкой и выводом тяжелой идкостей, продольный разрез; на иг. Ц разрез А-А на фиг.З. . Экстрактор имеет цилиндрический корпус 1 со штуцерами для ввода и вывода жидкости, чередующиеся, закрепленные к вибрирующему штоку 2 и корпусу 1 Перфорированные тарелки 3 посредством которых осуществляется экстрагирование с применением центробежных сил, расположенные между- вводом и выводом жидкостей, дополнительно установлены между вводом и выводом разных жидкостей чередующиеся, закрепленные к штоку 2 и корпусу 1 тарелки k, перфорация которых выполнена в виде радиальных отверстий 5 ,с пластинами 6, образующими конфузорные отверстия, которые на меньшей концентрической окружности направлены в сторону выхода легкой жидкости, а на большей концентрической окружности направлены в сторону выхода тяжелой жидкости, все конфузорные отверстия имеют одинаковое круговое направление по обе стороны тарелки. У ввода легкой жидкости конфузорные отверстия могут.- иметь большую продольную длину, распо ложенные на меньшей концентрической окружности, а у вывода тяжелой жидкости конфузорные отверстия могут иметь большую продольную длину, расположенные на большей концентрической окружности. Ввод и вывод какой-либо жидкости, сделанные в противоположных зонах повышенного 7 и пониженного 8 давления (в зависимости от направления движения штока 2), можно соединить между собой через трубопровод 9 с обратным клапаном 10, шток 2 можно выполнить полым с окнами в крайних 11 и средней 12 частях. Для космического варианта конфузорные отверстия в тарелках центральной части аппарата имеют обратное круговое направление, чем у крайних частей аппарата. В зонах ввода можно установить тарелку с противоположными круговыми направлениями конфузорных,отверстий на разных сторонах. Экстрактор работает следующим образом. В корпус 1 через штуцера ввода подаются тяжелая и легкая жидкости экстрагирование осуществляется с применением центробежных сил при встречном протекании жидкостей через чередующиеся, закрепленные к вибрирующему штоку 2 и корпусу 1 перфорированные тарелки 3- Так как между вводом и выводом разных жидкостей установлены чередующиеся, закрепленные к штоку 2 и корпусу 1 тарелки. , перфорация которых выполнена в виде радиальных отверстий 5 с пластинами 6, образующими конфузорные отверстия, которые на меньшей концентрической окружности направлены в сторону выхода легкой жидкости, а на большей концентрической окружности направлены в сторону выхода тяжелой жидкости, все конфузорные отверстия имеют одинаковое круговое направление, поэтому поддерживается постоянное разделение, вращение и переток легкой жидкости в центре и тя желой жидкости на внешней окружности к своим выходам. Вследствие того, что конфузорные отверстия име большую продольную длину, расположенные на меньшей концентрической окружности у вывода легкой жидкости и расположенны,е на большей концентрической окружности у вывода тяжелой жидкости, создается большое раз личие гидравлических сопротивлений протоку жидкостей через удлиненные конфузорные и укороченные диффузор ные отверстия в сторону вывода, и при обратном движении тарелки через те же самые удлиненные, ставшие диф фузорными, и укороченные,, ставшие конфузорными, отверстия к центру ап парата на выводах из аппарата созда ется повышенное давление жидкостей. Вывод и ввод лёгкой жидкости сделан в противоположных чередующихся зона повышенного 7 и пониженного 8 давле ния, поэтому при движении штока 2 вверх происходит переток через трубопровод 9 с обратным клапаном 10 легкой жидкости йа повторную экстра цию через окна в крайних 11 и средней частях 12 в полом штоке 2.Взаим ное воздействие подвижных и неподвижных деталей аппарата через среду не передаётся на внешнюю опору,так как конфузорные отверстия в тарелках центральной части аппарата имеют обратное круговое направление, чем у крайних частей аппарата, тем самым обеспечивается противоположное вращение среды. Так как в зоне ввода жидкости устанавливается тарелка с противоположными круговыми, направлениями конфузорных отверстий на противоположной стороне,.втекающая в зону ввода с разных сторон легкая и тяжелая жидкости вращаются в одном на-, правлении, меньше перемешиваются и остаются более разделенными. Формула изобретения 1.Экстрактор для систем жидкорть-жидкость, включающий цилиндрический корпус, виброштрк с закрепленными на нем перфорированными тарелками, чередующимися с перфорированными тарелками, закрепленными к корпусу, и штуцеры ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет обеспечения принудительного разделения фаз, перфорация тарелок, установленных в верхней части корпуса до штуцера ввода тяжелой фазы и в нижней части корпуса, выполнена в виде конфузорных радиальных отверстий, расположенных по концентрическим окружностям и снабженных пластинами, при этом отверстия,расположенные на меньших концентрических окружностях, направлены в сторону выхода легкой фазы, а:на больших - в сторону выхода тяжелой фазы. 2.Экстрактор по п.1, о т л ичающийся тем, что конфузорные отверстия меньших концентрических окружностей тарелок, расположенных в верхней части корпуса, и больших окружностей тарелок, расположенных в нижней части корпуса, выполнены большей длины. 3.Экстрактор по п.1, о т л ич а ю щ и и с я тем, что штуцеры ввода и вывода легкой и тяжелой фаз соединены посредством трубопроводов с обратшу клапаном. 4.Экстрактор по пп. 1-3, о т л ичающийся тем, что шток выполнен полым с окнами в крайних и средней его частях.

t

фиг.

положенных в верхней и нижней его частях.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2882688/23-26, кл. В 01 D П/О, 1980.