Центробежный экстрактор
ВВт6 в. .,,лак
ОП И АНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22).Заявлено26.01.78 (21)2573746/23-26 с присоелинением заявки.% (23) Приоритет Опубликовано 25.06.80, Бюллетень №23 Дата опубликования описания 25.06.80 (5l )М. Кл. В 01 D 11 00 Гооудорстеенный комитет СССР ао делам изобретений и открытий (53) УДК 66.061.. 5 (088.8) (72) Авторы изобретения Л. 3. Ливсон и И. С. Чернышов Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина (71) Заявитель (54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР Изобретение относится и химическому машиностроению, а именно к центробежным экстракторам, и может использоваться в химической промышленности. Известен центробежный экстрактор; 5 включающий корпус с коаксиально вращающимися в одну сторону цилиндрическими роторами, внутренний из которых снабжен перемешивающими лопастями, чередующимися с камерами отстаивания, образованными перфорированными перегородками, попарно закрепленными на внутренней поверхности внешнего ротор 111. " Однако этот экстрактор не обеспечи15 вает эффективного разделения фаз в зо не отстаивания, в них не используется энергия перемешивающих лопастей для управления потоками легкой и тяжелой фаз, что в конечном итоге снижает инт и-2О сивность процесса экстракции. ° Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технической сущности центробежный экстрактор, содержащий корпус с коаксиально установленными цилиндрическими вращающимися в одну сторону роторами, перемешивающие лопасти, закрепленные на внутреннем роторе, и закрепленные на внешнем роторе кольцевые перегородки с жалюзями, делящие полость внешнего ротора на камеры перемешивания и отстаивания, которые разделены глухими радиально установленными перегородками на ячейки, экстрактор содержит также устройство для подачи и отвода фаз (21. Такой экстрактор обеспечивает интенсификацию процесса за счет использования =энергии перемешивающих лопастей для вытеснения фаз из камер отстаивания и рециркуляции. Недостатками такого экстрактора являются изменение уровня раздела фаз и уменьшение времени пребывания одной из фаз в камере отстаивания, что обусловлено рвободным перетоком обеих фаз иэ ка« мер отстаивания в камеры перемеши вания за счет насосного эффекта перемез 74 шивающих лопастей и недостаточно эф фективным разделением фаз в камере or стаивания. Бель изобретения — дальнейшее повышение интенсивности процесса экстракции, увеличение эффективности процесса разделения фаз путем стабилизации уровня раздела фаз и времени пребывания обеих фаз в экстракторе, а также улуч» шение условий разделения фаз. Это достигается тем, что в известном центробежном экстракторе, включающем корпус с коаксиально установленными вращающимися в одну сторону цилиндрическими роторами,перемешиваюшие лопасти„ закрепленные на внутреннем роторе, и закрепленные на внешнем роторе кольцевые перегородки с жалюзями, делящие полость внешнего ротора на камеры перемешивания и отстаивания, которые разделены, радиально установленными перегородками на ячейки, устройства для подачи и отвода фаз, ячейки, расположенные за ячейками с жалюзями, выполнены с шелевыми каналами для ввода разделенных фаз, а радиальные перегородки расположены в чередующейся последовательности На рас" стоянии от внутренней поверхности ротора. На фиг. 1 изображен предлагаемый экстрактор, продольный разрез; на фиг. фиг. 2 — развертка камеры отстаивания и схема распределения потоков легкой и тяжелой фаз; на фиг. 3 — вид А-А на фиг. 1. Предлагаемый экстрактор содержит корпус 1, в котором коаксиально установлены внешний 2 и внутренний 3 цилиндрические роторы, вращающиеся в одну сторону. На внешней поверхности внутреннего ротора 3 закреплены перемешивающие лопасти 4-. На внутренней поверхности внешнего ротора 2 попарно установлены кольцевые перегородки 5, делящие рабочий объем экстрактора HG камеры 6 и 7 соответственно отстаивания и перемешивания. Камеры 6 отстаивания разделены, в свою очеоедь, радиальными перегородками 8 на ячейки 9 и 10 соответственно грубого и тонкого разделений эмульсии. В зоне ячеек 9 грубого разделения на одной из парных кольцевых перегородок имеются жалюзи 1 1. Камеры 6 отстаивания имеют ячейки 9 грубого разделения двух типов: в одних жалюзи расположены на кольцевой перегородке со стороны ввода в экстрактор легкой фазы, в других — со стороны ввода тяжелой фазы. Ячейки 10 тонкого 1904 5 Ф разделения располагаются между ними. В зоне ячеек 10 тонкого разделения обе парные кольцевые перегородки 5 имеют концентрические щелевые каналы 12. Причем на одной перегородке 5 кромка щели с большим радиусом, а на второй— кромка щели с меньшим радиусом расположены на номинальном уровне линии 13 раздела фаз. Радиальные перегородки 8 имеют высоту меньшую, чем высота кольцевых перегородок 5 и установлены с чередующимся одна относительно другой смешением так, что одни образуют канал 14 с внутренней поверхностью внешнего ротора, а другие установлены без зазора с поверхностью внешнего ротора. Для ввода в экстрактор легкой и тяжелой фаз имеются патрубки 15 и 16 и отверстия 17 в стенке внутреннего рс тора 3. В торцовых крышках 18 предусмотрены отверстия 19 и карманы 20 для раздельного выхода фаз. Корпус: экстрактора разделен кольцевой перегородкой 21 на зоны А и Б соответственно сбора легкой и тяжелой фаз. Экстрактор работает следующим образом. Внешний 2 и внутренний 3 роторы вращаются в одну сторону с разным числом оборотов. Легкая и тяжелая фазы раздельно подводятся к противоположным сторонам рабочей зоны экстрактора через патрубки 15 и 16 и отверстия 17 во внутреннем роторе 3. Двигаясь вдоль экстрактора противотоком, фазы проходят повторяющийся цикл, заключающийся в интенсивном перемешивании лопастями 4 с последующим разделением в камерах 6 отстаивания. Эмульсия, образовавшаяся в камере 7 перемешивания,.через жалюзи 11 попадает в ячейки 9 грубого разделения. Причем в зависимости от типа ячейки 9 эмульсия подается в них либо со стороны ввода в экстрактор легкой фазы, либо со стороны вводао тяжелой фазы. Предварительно разделенные фазы перетекают каждые по своему каналу в ячейки тонкого разделения. Каналы для раздельного перетока фаз образуются с помощью смещенных одна относительно другой радиальных перегородок 8. При этом одни перего родки 8 образуют гидрозатвор, пропускающий только тяжелую фазу другие же служат в качестве плотины, пропускающей только легкую фазу. Одновременно радиальные перегородки 8 не пропускают 74 1904 з- шается и часть T5DKABGA фазы возвращая ется на рецикл через щелевой канал 12 предназначенный дпя выхода легкой фазы. Тем самым уменьшается переток из каи меры 6 отстаивания легкой фазы. Происходит накопление в камере 6 отстаивае ния легкой фазы. Благодаря возрастаюд щей при этом центробежной силе лцния о- раздела фаз вернется в номинальное под ложение. Аналогичен механизм автоматического регулирования при накапливании в зоне отстоя легкой фазы. Наличие чередующихся ячеек с жалк н- зями и щелевыми каналами в камере ез д отстаивания и установленных в них одна относительно другой перегородок так, что образуются каналы.для перетока только одной из фаз, практически устраняет свободный переток обеих фаз, ликвидируя, тем самым, вредное влияние насосного эффекта лопастей 4 позволяет автоматически стабилизировать уровень линии раз ст дела фаз и время пребывания обеих фаз о в аппарате, упорядочить движение потоков 2s легкой и тяжелой фаз от ступени к ступени, улучшает условия разделения и тем е- самым уменьшает вредное влияние продольного перемешивания, что, в конечном у итоге позволяет повысить эффективность процесса разделения фаэ в камере отстаа- ивания и в целом интенсифицировать процесс экстракции. 50 турбулентные вихри в ячейки тонкого ра деления и, тем самым, улучшают услови разделения фаэ. Окоцчательно разделенные фазы перетекают через щелевые каналы 12 в камеру 7 перемешивания. Пр номинальном положении линии раздела фаз, щелевые каналы 12) расположенны на противоположных кольцевых перегоро ках, обеспечивают переток в одну стор ну только тяжелой, а в другую - только легкой фаз. В целом фазы движутся в аппарате противотоком и после многократного перемешивания и отстаивания в поле це тробежных сил выводятся раздельно чер отверстия 19 и карманы 20 в зоны А и Б сбора легкой и тяжелой фаз. Такая организация структуры потока обеспечивается тем, что лопасти 4, вра щающиеся с числом оборотов отличным от числа оборотов ротора 2, сообщают эмульсии скоростной напор. При перетекании эмульсии через жалюзи 11 скоро ной напор переходит в статический. В т же время в зонах расположения щелевых каналов 12 из-за насосного эффекта образуется перепад давлений, который стр мится передавить преимущественно одну фазу из камеры 6 отстаивания в камер 7 перемешивания. Таким образом, создается общий перепад давлений между к мерами 6 и 7 отстаивания и перемешивания, которой используется в предлагаемом экстракторе для автоматической стабилизации уровня линии раздела фаз и, тем самым, стабилизации времени пребывания обеих фаэ в экстракторе. Механизм автоматической стабилизации уровня линии 13 раздела фаз следующий. При изменении режима работы аппара- 4О та, например, числа оборотов ротора, производительности по тяжелой или легкой фазе, вследствие насосного эффекта перемешивающих лопастей 4 линия 13 раздела фаз стремится изменить свое положение. Так как щелевые каналы 12 расположены по разные стороны от номинального уровня раздела фаз, перемещение линии 13 раздела фаз ведет к увеличению расхода одной фазы и уменьшению расхода второй за счет соответствующего увеличения и уменьшения площади живого сечения каналов выхода фаз. При этом часть фазы, перепуск, которой через щелевые каналы 12 увеличивается, возвращается на рециркуляцию. При накапливании, например, тяжелой фазы радиус линии 13 раздела фаз уменьформула изобретения центробежный экстрактор, включающий корпус с коаксиально установленными вращающимися в одну сторону цилиндринескими роторами, перемешивающие лопасти, закрепленные на внутреннем роторе, и закрепленные на внешнем роторе кольцевые перегородки с жалюзями, делящие полость внешнего ротора на камеры перемешивания и отстаивания, причем последние разделены радиально установленными перегородками на ячейки, в одних из которых размещены жалюзи, устройства для, подачи и отвода фаэ, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет автоматического управления перетоком фаз и камер отстаивания в камеру перемешивания и улучшения условия разделения, ячейки, расположенные за ячейками с жалюзями, выполнены с щелевыми каналами дляввода разделенных фаз, а радиальные перегородки расположены в чередующейся последовательности на рас741904 стоянии от внутренней поверхности ротора. Источники информации, принятые во внимание при акспертизе 1. Авторское свидетельство СССР M 187729, кл. В 01 В 11/00, 01.08.63. 2. Авторское свидетельство СССР N9 255908, кл. В 01 21 11/00, 5 09. 1 2. 67 (прототип) . ЦНИИ ПИ Зак аз 3 347/4 Тираж 809 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 4>èã. 3
