Центробежный экстрактор Советский патент 1982 года по МПК B01D11/04 

Изобретение относится к устройствам япя осуществления процесса экстракции в системе жидкость-жидкость и может быть применено в различных отраслях промышленности.

Известен центробежный экстрактор, вклк/чающий корпус с размещенным в нем ротором с насадкой в виде коаксиально расположенных цилиндрических перегородок, устройства ввода и вывода фаз 1.

К недостаткам данного аппарата , относится малая производительность и низкая интенсивность процесса массообмена, высокое гидравлическое сопротивление движению фаз.

Целью изобретения является интенсификация процесса за счет увеличения степени массообмена и увеличения производительности.

Указанная цель достигается тем,. что в. центробежном экстракторе, включающем корпус с размешенным в нем ротором с насадкой в виде коаксиально расположенных цилиндрических перегородок, устройства ввода и вывода фаз, каждая перегородка выполнена в виде гипоциклоидных или цилиндрических тел, расположенных в шахматном порядке относительно соседних окружностей, при этом диаметр тела каждой окружности рыбирают из соотношения

djR-i ,,ч

J . I

av4. а

где d - диаметр описанной окружности гипоциклоидного или цилиндрического тела; R - радиус аппарата;

10 i - индекс, указывающий порядковый номер окружности гипоциклоидных или цилиндрических тел, соответствующих рассматриваемому радиусу аппа15, рата.

На фиг.1 изображен предложенный экстрактор, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - гипоциклоидное тело; на

20 фиг.4 - гидродинамическая картина движения потоков фаз в насадочной части аппарата; на фиг.5 - гипоциклоидное тело (в плане) и диаметр описанной окружности.

25

Центробежный экстрактор состоит из кожуха (не показан), ротора 1, верхнего диска 2 с камерами 3 и 4 для сбора проконтактировавших фаз, соответственно легкой и тяжелой. В ка30меры введены не связанные с ними неподвижные напорные диски 5 и 6 для отвода жидкостей. Сверху на оси ротора коаксиально расположены неподвижные патрубки 7-10. Патрубок 8 вплотную, через уплот витальную шайбу 11, подходит к нижнему диску 12 ротора с выполненньачи в нем радиальными каналами 13. Подвод легкой фазы в контактную з.ону аппарата осуществляется через распр делитель 14. Подвод тяжелой фазы осуществляется из диспергирующего устройства 15. Сепарация тяжелой фа осуществляется в зоне.сепарации 16, выполненной в виде диска 17 с выфре зированными каналами 18..Сепарация легкой фазы осуществляется в зоне сепарации 19. Рабочее пространство ротора заполнено насадкой 20, выполненной в вид,е одноосных гипоциклоидных тел 21. Гипоциклоидное тело представляет - собой гипоциклоиду с тремя ветвями, описываемуК уравнениями X а(2 cosf -h cos 2) . у а(2 sin«P sin 2) где а - радиус окружности Ч - угол. При этом одна из ветвей гипоциклоиды обращена выпуклостью наружу (см. Фиг.З). Гипоциклоидные тела ра мещаются в роторе радиально, причем выпуклой стороной (ветвью) обращены к центру ротора, а геометрическая ось гипоциклойдного тела параллельн оси ротора. Аппарат работает следующим образом. Тяжелая (дисперсная) фаза по леж трубному пространству патрубков 7 и 8 поступает в диспергирующее устройство 15, откуда под действием центробежной силы выбрасывается в виде капель в контактную зону.аппарата, заполненную одноосными гипоциклоидными телами 21, установленными с зазором. Далее капли под действием центробежной силы движутся от центра к периферии ротора. Достигнув главной поверхности уровня раздела фаз, находящегося вблизи подвода легкой фазы в контактную зону аппарата, капли дисперсной фазы коалесцируют и далее в виде сплошного потока поступают в зону сепарации 16. Достигнув периферии ротора, тяжелая фаза поступает в ка меру 4 и с помощью напорного диска 6 из патрубка 10 шлводится из аппарата . Легкая фаза по патрубку 8 и радиальным каналам 13 через распределитель 14 поступает в контактную зону аппарата вблизи главного уровня раздела фаз и движется противотоком к дисперсной фазе от периферии к центруi Далее, пройдя зону сепарации 19 дпя легкой фазы, поступает в камеру 3, откуда по патрубку 9 выводится из аппарата. При движении контактирующих фаз в насадочной част экстрактора, выполненной в виде коаксиально расположенных цилиндрических перегородок, причем каждая перегородка выполнена в виде гипоциклоидных или цилиндрических тел, расположенных в щахматном порядке относительно соседних окружностей,- при этом диаметр .тела каждой окружности выбран согласно соотношению (1), создаются благоприятные условия для интенсификации процесса за счет увеличения степени массообмена и увеличения производительности. Формула изобретения Центробежный экстрактор, включающий корпус с размещенным в нем ротором с насадкой в виде коаксиально расположенных цилиндрических перегородок, устройства ввода и вывода фаз, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет увеличения степени массообмена и увеличения производительности, каждая перегородка выполнена в виде гипоциклоидных или цилиндрических тел, расположенных в ш 1хматном порядке относительно соседних окружностей, при этом диаметр тела каждой окружности выбирают из соотношения lL.li где в- диаметр описанной окружности гипоциклойдного или цилиндрического тела;. К - радиус аппарата; i - индекс, указывающий порядковый номер окружности гипоциклоидных или цилиндрических тел, соответствующих рассматриваемому радиусу аппарата. Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе 1.Патент США 2281796, кл. 261-83, 1935 (прототип).

,

3

Tf .Ю

xV

s

i jn Г/1 УЛГТЛ.ТЛ ГТrrn j j j iv

. . . /. Jf 1 1 . . . . . . L ..I

-(L

р

гч

Фие.

Z1

ФиъЛ