Массообменный аппарат

 

iг

ОП ИC-АНИЕ

И306РЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик ?41905

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 25.01,78 (21) 2572021/23-26 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 25 06 80, Бюллетень .% 23

Дата опубликования описания 25.06.80 (51)М. Кл.

В01 D 1102

Гооудорстеонный комитет

СССР по делам иэооретений н открытий (БЗ) УДК 66.061..5 (088.8) (72) Авторы изобретения

П. П. Лобода и А. Л. Игнатенков

Киевский технологический институт пищевой промышленности (71) Заявитель (54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к массообмеиным аппаратам и может использоваться в пищевой, фармацевтической, химической и других отраслях промышленности для акстракции вещества из твердых тел

5 жидкостями, в частности, из раститель ного сырья при малой разности плотностей фаз, растворения.

Известен массообменный аппарат, в котором шнек-вращается периодически и совершает подъемно-опускательные движения, а на корпусе установлены вибраторы (11.

В этом аппарате возникает закручивание массы твердых частиц вместе с враща- ющимся органом, что затрудняет противоток, а также имеется высокая рециркуляция твердой фазы и жидкости по длине аппарата, образование комков твердой фазы, что снижает качество массообмена и - 20 производительность.

Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому технико-экономическому эффекту аппарат вертикального типа со спиральным вибрирующим лотком, содержащий цилиндрическую колонку, подвешенную на пружинных подвесках и совершающую вибрационные движения под действием закрепленных на ней вибраторов, на которой укреплен спиральный лоток, причем нижней частью колонка с лотком опущена в ванну с суспензией, куда подается твердая фаза и жидкость, а также отводится ,раствор (21.

Вибрация колонны обеспечивает транспортирование суспензии вверх по спиральному желобу за счет трения частиц суспензии о желоб и выгрузку суспензия с нерастворенным остатком из верхней части лотка.

Этот аппарат не обеспечивает полного использования объема, вследствие чего имеет большие габариты, не дает высокой производительности по твердой фазе, а также требует дополнительных

I устройств для промывки нерастворимого остатка с целью снижения конпентрации

741905 извлекаемых веществ в нем и не обеспе чивает высоких концентраций .экстрагируемых веществ в жидкости, отбираемой иэ аппарата. Кроме того, этот аппарат не работоспособен при малой разности плотностей фаз, например, при экстра гировании из растительного сырья.

Цель изобретения — интенсификация. процессов путем обеспечения противоточного движения фаз при наложении вибраций, повышение надежности аппарата в работе.

Это достигается тем, что известный аппарат, содержащий вертикальный корпус с загрузочным и выгрузочным устройства- 15 ми и расположенной внутри однонаправленной винтовой поверхностью и вибропривод, снабжен двумя соединенными с виброприводом коаксиально расположенными штоками, на которых поочередно закреплены винтовые поверхности и перфорированные радиальные ребра, установленные по обеим сторонам винтовых поверхностей с наклоном в сторону движения твердой фазы.

Кроме того, винтовые поверхности вы- 25 полнены со щелями, расположенными у их кромок перед радиальными ребрами в сторону движения твердой фазы.

С целью повышения производительности путем уменьшения радиальных потоков

30 винтовые поверхности снабжены продольными ребрами, установленными перпендикулярно радиальным.

С целью повышения равномерности распределения твердой фазы по высоте вин35 товые поверхности выполнены с окнами.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого аппарата; на фиг. 2 дан разрез А-A па фиг. l; на фиг. 3 — разрез

Б-Б на фиг. 2 со щелью впереди ребер на поверхности; на фиг. 4 - то же, со сплошной винтовой поверхностью и перфорированными ребрами; на фиг. 5 .показано расположение продольных ребер на винтовой поверхности.

Аппарат имеет вертикальный корпус

1 с загрузочным 2 и выгрузочным 3 устройствами и патрубками 4 и 5 со,— ответственно для подачи и отвода жидкой фазы. Внутри корпуса установлены на . 50 коаксиальных штоках 6 и 7 две винтовые поверхности 8 и 9 причем поверхность

8 жестко закреплена на штоке .6, а поверхность 9 также жестко через окна в штоке 6 - на штоке 7. На винтовых 55 поверхностях установлены с наклоном к восходящему направлению винтовой линии радиальные ребра 10, а поверхность имеа имеет окна 11 для выравнивания распределения твердой фазы в аппарате. Радиальные ребра 10 выполнены перфориро- ванными, а винтовые поверхности могут иметь щели у передней кромки радиальных ребер и продольные ребра, как это показано на фиг. 3-5.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость поступает в аппарат через патрубок 4, движется вдоль винтовых поверхностей 8 и 9 самотеком, фильтруясь через твердую фазу и отверстияперфорации ребер, и сливается через пат рубок 5 со сливной решеткой и коробом.

Твердая фаза поступает в аппарат через загрузочное устройство 2. При встречных вибрациях винтовых поверхностей 8 и 9 в пространстве между ними возникают пульсирующие в различных направлениях вдоль винтовой линии потоки среды, При движении среды вверх по винтовой линии наклонные ребра 10 создают (имеют) меньшие гидравлические сопротивления, чем при движении вниз, и задержание частиц твердой фазы в среде ребрами 10 при движении вверх меньше, чем при движении вниз. Вследствие этого создается поток твердых частиц вверх по винтовой линии.

При наличии щелей у передних кромок наклонных ребер 10 наблюдается образование пульсирующих струй жидкости из щелей, направляемых ребрами 10 в сторону движения твердой фазы, что также способствует повышению производитель ности аппарата по твердой фазе.

В процессе работы аппарата в объеме, заключенном между сплошными винтовыми поверхностями, наблюдается уменьшение скорости продольных пульсирующих потоков к середине винтовой поверхности, что приводит к- различной скорости продвижения твердой фазы вдоль сплошных винтовых поверхностей. Для снижения этой неравномерности на винтовых поверхностях устроены переточные окна

11, разрывающие сплошную винтовую поверхностью на более короткие участки.

По достижении верхней части аппарата твердая фаза выводится с помощью выгруэочного устройства 3.

В связи с применением в предлагае мом аппарате низкочастотных колебаний значительно повышается коэффициент массоотдачи и скорость процесса. Кроме ro ro, применение сплошных винтовых по74 >905

25 верхностей и растягивающе-сжимающих вместо закручивающих нагрузок на вал в аппарате повышает его надежность и долговечность. формула изобретения

1. Массообменный аппарат, включающий вертикальный корпус с загрузочными и выгрузочными устройствами, винтовые поверхности и вибропривод, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса путем обеспечения противоточного движения фаз при наложении вибраций, он снабжен двумя соединенными с виброприводом коаксиально расположенными штоками, на которых поочередно закреплены винтовые поверхности и перфорированные радиальные ребра, установленные по обеим сторонам винтовых поверхностей с наклоном в сторону движения твердой фазы.

2. Аппарат по и. 1, отличаюшийся тем, что винтовые поверхности выполнены со щелями, расположенными у их кромок перед радиальными ребрами в сторону движения твердой фазы.

3. Аппарат по п, 1, о т л и ч а к шийся тем, что, с целью повышения производительности путем уменьшения радиальных потоков, винтовые поверхности снабжены продольными ребрами, ус10 тановленными перпендикулярно радиальным.

4. Аппарат по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения равномерности распределения твердой д фазы по высоте, винтовые поверхности выполнены с окнами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР га No 128962, кл. В 01 З 11/02, 1960.

2. Аксельруд Г. А. и Молчанов A. Д.

Растворение твердых веществ. — М., 1977, с. 217-219(прототип).

Л-А

741905

Заказ 3347/4 Тираж 809

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Поектная, 4

Составитель И. Ненашева

Редактор Л, Гребенникова Техред М. Петко Корректор Е. Папп