Роторно-дисковый экстрактор

 

Q I1 И C A H И E (ii)827I04 .ИЗОБРЕТЕНИЯ т:о)оз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.04.78 (21) 2602365/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл."

В 01Р 11(04

Государственный комитет

СССР (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (53) УДК 66.061.5 (088.8) по делам изобретений н открытии (45) Дата опубликования описания 07.05.81

А. В. Рукин, В. А. Носач, М. Я. Розкин, С. Н. Кошеленко, А. Н. Семиконный и Г. Ф. Слезко

Рубежанский филиал Ворошиловградского машиностроительного института (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РОТОРНО-ДИСКОВЫЙ ЭКСТРАКТОР

Изобретение относится к области химического машиностроения, в частности к роторно-дисковым массообменным аппаратам для проведения экстракции в системе

«жидкость — жидкость».

Известен роторно-дисковый экстр актор, в котором диспергирующие диски закреплены на вращающемся валу и чередуются с неподвижными горизонтальными кольцевыми перегородками (1).

Ввиду постоянства геометрических форм в известных конструкциях область их эффективного использования ограничена, что обусловливается большим влиянием физических свойств обрабатываемых систем.

Недостатком известного устройства является однозначно детерминированное конструкцией и физическими свойствами жидких фаз продольное перемешивание, степень рециркуляции жидкостей в ступени, что в ряде случаев приводит к увеличению величины эквивалентной теоретической ступени (ВЭТС), ухудшает массообмен и вызывает дополнительные энергетические затраты.

Цель изобретения — устранение указанных недостатков и интенсификация процесса массообмена за счет продольного перемешивания фаз.

Это достигается тем, что экстрактор снабжен цилиндрическими втулками, расположенными соосно на валу, установленному с возможностью возвратно-поступательного движения, при этом диспергирующие диски закреплены между торцами ци5 линдрических втулок и выполнены с радиальными прорезями.

На фиг. 1 изображен экстрактор, общий вид; на фиг. 2 — вид диспергирующего диска; на фиг. 3 — узел А фиг. 1.

)p Аппарат состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, верхней и нижней крышек 2 с размещенными на них патрубками 3 и 4 для подвода и отвода легкой фазы и патрубки 5 и 6 подвода и отвода

15 тяжелой фазы, вращающийся вал 7, проходящий по оси колонны, который крепится в нижней и верхней опорах 8 и 9.

Вал 7 имеет ряд проточек 10 с коническими поверхностями. На вал 7 по посадке

2р скольжения одеваются втулки 11, торцевые поверхности которых выполнены коническими. Проворот втулок относительно вала исключается наличием штифтов 12, входящих в продольные пазы 13 втулок 11.

Вал 7 относительно втулки 11 обладает свободой перемещения в осевом направлении. Втулки 11 относительно корпуса такой свободой не обладают вследствие закрепления их в подшипниках опор 8 и 9.

gp В проточках на валу 7 между конически827104 ми кромками соседних втулок 11 за счет защемления укреплены диспергирующие диски 14 (фиг. 2). Диспергирующие диски 14, которые выполнены из листового металла, имеют ряд радиальных прорезей 15, имеющих выход на внутренний диаметр диска (открытые прорези), а также радиальные прорези 16 (закрытые прорези), служащие для уменьшения жесткости секторов, образованных прорезями 15. Такое исполнение диспергирующих дисков 14 позволяет путем относительного перемещения вала 7 вверх или вниз изменять форму поверхности диспергирующих дисков 14 от плоской до конусной, с прямой или обратной конус- ностью соответственно.

Кроме того, наличие радиальных прорезей на диспергирующем диске позволяет интенсифицировать процесс поперечного перемешивания за счет захвата прорезями легкой и тяжелой фаз.

Объем экстрактора секционирован по высоте неподвижными горизонтальными кольцевыми перегородками 17. B месте выхода вала 7 верхняя крышка 2 снабжена сальником 18.

Экстрактор работает следующим образом.

Тяжелая фаза (например, ортонитрохлорбензол) через патрубок 5 поступает в верхнюю часть экстрактора. Легкая фаза (например, воды аммонилиза с ортонитроанилином) подается через патрубок 3 и поднимается противоточно движению тяжелой фазы за счет разности плотностей.

Под действием вращательного движения диспергирующих дисков 14 в пределах каждой ступени контакта возникает вихревое движение обеих фаз. При этом наблюдается как образование рецикла обеих фаз, так и проскок жидкости в следующие ступени. Соотношение рецикла и проскока определяется конструктивными особенностями аппарата, так и физическими характеристиками фаз. Для уменьшения проскока, например, при существенном отличии плотностей фаз путем перемещения вала 7 относительно втулок 11, создают конусную поверхность диспергирующих дисков, с прямой или обратной конусностью в завиэ симости от того, является дисперсной фазой легкая или тяжелая, Капли дисперсной фазы, попав на конусную поверхность вращающегося диска, отбрасываются обратно, увеличивая степень рециркуляции и тем

10 самым величину межфазной поверхности и удерживающую способность аппарата.

В случае малой разности плотностей контактирующих фаз для снижения времени пребывания дисперсной фазы в аппара15 те и предотвращения захлебывания колонны необходимо уменьшить величину рецикла по ступеням. Это достигается созданием такой конусности диспергирующих дисков 14, которая способствовала бы отбра20 сыванию капель дисперсной фазы по ходу ее движения в колонне, т. е. если дисперсной фазой является легкая — обратная конусности, если тяжелая — прямой конусности.

Формула изобретения

Роторно-дисковый экстрактор, включающий вертикальный цилиндрический корпус, неподвижные горизонтальные кольцевые

З0 перегородки, коаксиально расположенный вал с закрепленными на нем диспергирующими дисками, отл и ч а ющий с я тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена за счет изменения величины проз5 дольного перемешивания, экстрактор снабжен цилиндрическими втулками, расположенными соосно валу, установленному с возможностью возвратно-поступательного движения, при этом диспергирующие дис40 ки закреплены между торцами цилиндрических втулок и выполнены с радиальными прорезями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4g 1. Авторское свидетельство СССР № 240672, кл. В 01Р 11/04, 1.04.69, 827104

Фы 7 б

Фиа Г /Ъг. I

Составитель A. Миронов

Техред А. Камышникова

Редактор Т. Глазова

Корректор P. Беркович

Заказ 1019/1 Изд. № 340 Тираж 712 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2