Центробежный экстрактор

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (5)) 4 В 01 D 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ДBTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

r„cr cr с т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 38501 70/23-26 (22) 18.12.84 (46) 15,03,87. Бюл. );.- 10 (72) В.С.Скачков, Г.И.Кузнецов, В.Т.Солдатенков и Ж.Х.Шустерман (53) 66 ° 061(088.8) (56) Авторское свидетельство ССОР

В 126491, кл . В 01 D 11/04, 1960. (54)(57) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ 3КСТРАКТ0Р, включающий корпус с патрубками ввода и вывода фаз, приемными карманами разделенных фаз, смесительную камеру с мешалкой, ротор с сепарационным устройством и устройством, управляющим выгрузкой осадка, включающий шток, жестко связанный с клапаном, размещенным в отверстии корпуса, и поршень, жестко связанный с другим . концом штока, размещенный в стакане, закрепленном в корпусе, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности в работе зкстрактора, устройство, управляющее выгрузкой осадка, снабжено двумя дисками разных диаметров, а поршень выполнен в виде поплавка-противовеса, установленного с зазором в стакане, при этом стакан размещен между дисками диаметрально противоположно клапану в зоне тяжелой фазы, причем радиус r перелива стакана находится в следующих соотношениях с радиусами переливов легкой r„ r фаз:

125302

Изобретение касается аппаратов для жидкостной экстракции, в частности экстракторов, имеющих устройство для автоматической выгрузки осадка, и .может найти применение в процессах сгущения и сепарации эмульсий и суспензий.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности в работе экстрактора. 1О

На чертеже показан центробежный экстрактор, Экстрактор включает корпус 1, смесительную камеру 2, приемные карманы 3, 4, 5 разделенных фаз и осадка, патрубки 6 ввода фаз, патрубки

7 вывода фаз. В корпусе 1 размещены ротор 8 с корпусом трапециевидной формы, мешалка 9 и траспортирующее устройство 10. Нижний диск 11 делит ротор 8 на две части: верхнюю и нижнюю . В нижней части ротора 8 расположены сепарационное устройство (крестовина) 12 и трубка 13 для вывода легкой фазы. В верхней части корпуса ротора 8, имеющей максимальный радиус, расположено отверстие 14, :закрываемое клапаном 15 жестко связанным со штоком 16, другой конец которого жестко связан с поплавком- 30 противовесом 17, установленным с зазором в стакане 18, закрепленном в корпусе ротора 8 и имеющим сопло !9.

Стакан 18 размещен между нижним диском 11 и верхним диском 20, имеющим ограничитель 21, диаметрально противоположно клапану 15 в зоне тяжелой фазы. Для вывода тяжелой фазы установлена трубка 22. Диаметр диска 20 больше, чем диаметр диска 11. Радиус 40 перелива стакана 18 находится в следующих соотношениях с радиусами переливов легк*й фазы rä и тяжелой фазы г :r„ cr r„. Поплавок-противос вес 17, связанный штоком 16 с кла- 45 паном 15, установленный в стакане 18, размещенном между дисками 11 и 20 в зоне тяжелой фазы диаметрально противоположно клапану 15, образует устройство, управляющее выгрузкой осадка.50

Экстрактор работает следующим образом.

С началом вращения ротора 8 при любом начальном положении поплавкапротивовеса 17 под действием центробежной силы он перемещается к периферии до тех пор, пока клапан 15 не закроет отверстие 14, загерметизиро1 2 вав корпус ротора 8, так как центр масс системы клапан 15 — шток 16 противовес 17 сдвинут от оси вращения в сторону противовеса 17 на величину, большую максимального перемещения клапана 15.

Исходные растворы поступают по входным патрубкам 6 в смесительную камеру 2, где перемешиваются мешалкой 9. Образовавшаяся эмульсия подается транспортирующим устройством 1О в ротор 8, где под действием центробежной силы в сепарационном устройстве 12 она расслаивается на два цилиндрических слоя составных фаэ, соприкасающихся по цилиндрической границе раздела фаз с радиусом, меньшим радиуса нижнего диска l1.

Легкая фаза, переливаясь через торец трубки 13, выводится по ней из ротора 8 в приемный карман 3 и по патрубку 7 выводится из аппарата °

Тяжелая фаза перетекает в верхнюю часть ротора 8, заполняя пространство между дисками 11 и 20, переливается через торец трубки 22, выводится по ним из ротора 8 в приемный карман 5 и по патрубку 7 выводится из аппарата.

При исходных расходах обеих фаз через ротор 8 и отсутствии осадка уровень тяжелой фазы между дисками t1 и 20 не доходит до торца стакана

18. При этом развиваемая противовесом 17 максимальная центробежная сила превышает центробежную силу, действующую на клапан 15 и часть штока 16, и силу гидростатического давления, оказываемую на клапан 15 столбом тяжелой фазы между дисками 11 и

20, в результате чего клапан 15 продолжает закрывать отверстие 14. Осадок под действием центробежной силы концентрируется относительно равномерным слоем в цилиндрической части ротора 8. Слой осадка уменьшает проходное сечение тяжелой фазы между верхним диском 20 и корпусом ротора 8 в большей степени, чем между нижним диском 11 и корпусом ротора 8, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления на перетоке тяжелой фазы, В результате уровень тяжелой фазы между дисками 1 и 20 и граница раздела фаз в сепарационном устройстве 12 начинают приближаться к оси вращения ротора 8 до тех пор, пока тяжелая фаза начнет переливаться в стакан 18. Уровень тяжелой фаСоставитель А.Миронов

Техред Л.Олейник Корректор А. Зимокосов

P едак тор 8 . Ко зпо в а

Тираж 657

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 803/2

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 125 зы в стакане 18 будет расти до тех пор, пока не установится динамическое равновесие между потоком этой фазы, переливающейся через торец стакана 18, и потоком этой фазы, истекающей из сопла 19. Сечение сопла 19, настолько мало, что расход тяжелой фазы через него даже при полностью заполненном стакане !8 гораздо меньше расхода тяжелой фазы через ротор 8.

При этом поплавок-противовес 17 частично погружен в тяжелую фазу и на него начинает действовать выталкивающая сила, направленная противоположно центробежной, которая увеличивается до максимального значения при полном погружении поплавка-прр-. тивовеса 17.

В результате действия выталкивающей силы поплавок-противовес 17 перемещается к оси ротора 18 вплоть до ограничителя 21, клапан 15 открывает отверстие 14 и через него под

3021 4 действием центробежной силы осадок выгружается из ротора 8 в приемный карман 4 и далее по патрубку 7 выводится из аппарата. В процессе выгрузки осадка толщина его слоя уменьшается, в результате чего прекращается поступление тяжелой фазы в стакан 18 и он опорожняется через сопло 19. По мере уменьшения выталip,кивающей силы постояннодействующая на поплавок-противовес 17 центробежная сила перемещает его обратно к периферии, что приводит к закрытию отверстия 14 клапаном 15. Таким об15 разом, отверстие 14 будет открыто для выгрузки осадка в течение време" ни, не превышающего времени опорожнения стакана 18 от тяжелой фазы, Тяжелая фаза, перетекающая в стакан

;щ 18, практически не содержит осадка, так как отбирается с минимального радиуса, что исключает воэможность заклинивания поплавка-противовеса 17 и забивки сопла 19.