Центробежный экстрактор

1 В т 6"в".: . .:ИМ О П И АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советски кСоциалистическикРеспублик оц 741904 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпо делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Л. 3. Ливсон и И, С. Чернышов Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В. И. Ленина(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к центробежным экстракторам, и может использоваться в химической промышленности.Известен центробежный экстрактор;5 включающий корпус с коаксиально врашаюшимися в одну сторону цилиндрическими роторами, внутренний из которых снабжен перемешивающими лопастями, чередующимися с камерами отстаивания, образованными перфорированными перегородками, попарно закрепленными на внутренней поверхности внешнего ротора ЫОднако этот экстрактор не обеспечи 15 вает эффективного разделения фаз в зо. не отстаивания, в них не используется энергия перемешиваюших лопастей для управления потоками легкой и тяжелой фаз, что в конечном итоге снижает инт исивность процесса экстракции.Наиболее близок к предлагаемому изобретению по технической сущности центробежный экстрактор, содержащий корпус с коаксиально установленными цилиндрическими вращающимися в одну сто рону 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 перемешивания за счет насосного эффекта переме1904 40 5055 з 74 шивающих лопастей и недостаточно эффективным разделением фаз в камере от. стаивания.Цель 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 щелевыми 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 на 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 11.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 5 10 15 20 25 30 35 Фразделения располагаются между ними.В зоне ячеек 10 тонкого разделения обепарные кольцевые перегородки 5 имеютконцентрические щелевые каналы 12.Причем на одной перегородке 5 кромкащели с большим радиусом, а на второй -кромка щели с меньшим радиусом расположены на номинальном уровне линии 13раздела фаз,Радиальные перегородки 8 имеют высоту меньшую, чем высота кольцевыхперегородок 5 и установлены с чередующимся одна относительно другой смещением так, что одни образуют канал 14с внутренней поверхностью внешнего ротора, а другие установлены без зазорас поверхностью внешнего ротора,Для ввода в экстрактор легкой и тяжелой фаз имеются патрубки 15 и 16и отверстия 17 в стенке внутреннего рс.тора 3, В торцовых крышках 18 предусмотрены отверстия 19 и карманы 20для раздельного выхода фаз. Корпусэкстрактора разделен кольцевой перегородкой 21 на зоны А и Б соответственносбора легкой и тяжелой фаз.Экстрактор работает следующим образом,Внешний 2 и внутренний 3 роторывращаются в одну сторону с разным числом оборотов, Легкая и тяжелая фазы раздельно подводятся к противоположным сторонам рабочей зоны экстрактора черезпатрубки 15 и 16 и отверстия 17 вовнутреннем роторе 3. Двигаясь вдольэкстрактора противотоком, фазы проходят повторяющийся цикл, заключающийся в интенсивном перемешивании лопастями 4с последующим разделением в камерах6 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 состороны вводаотяжелой фазы. Предварительно разделенные фазы перетекают каждыепо 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 жеслужат в качестве плотины, пропускающей только легкую фазу, Одновременнорадиальные перегородки 8 не пропускают741904з- шается и часть тяжелой фазы возвращая ется на рецикл через щелевой канал 12предназначенный дпя выхода легкой фазы.Тем самым уменьшается переток из каимеры 6 отстаивания легкой фазы. Происходит накопление в камере 6 отстаивае ния легкой фазы. Благодаря возрастаюд щей при атом центробежной силе лцнияо- раздела фаз вернется в номинальное по 1 О ложение. Аналогичен механизм автоматического регулирования при накапливаниив зоне отстоя легкой фазы,Наличие чередующихся ячеек с жалкн- зями и щелевыми каналами в камереез 1 отстаивания и установленных в них одна относительно другой перегородок так,что образуются каналы.для перетока только одной из фаз, практически устраняетсвободный переток обеих фаз, ликвидируя,тем самым, вредное влияние насосногоаффекта лопастей 4 позволяет автоматически стабилизировать уровень линии раз-ст дела фаз и время пребывания обеих фазо в аппарате, упорядочить движение потсдсов25 легкой и тяжелой фаз от ступени к ступени, улучшает условия разделения и теме- самым уменьшает вредное влияние продольного перемешивания, что, в конечному итоге позволяет повысить эффективностьЗО процесса разделения фаэ в камере отстав- ивания и в целом интенсифицироватьпроцесс 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-зв насосного аффекта 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 фаэ и, тем самым, стабилизации времени пребывания обеих фаэ в экстракторе. Механизм автоматической стабилизации уровня линии 13 раздела фвз следующий.При изменении режима работы аппара О та, например, числа оборотов ротора, производительности по тяжелой или легкой фазе, вследствие насосного эффекта перемешивающих лопастей 4 линия 13 раздела фвз стремится изменить свое поло жение.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 изобретенияцентробежный экстрвктор, 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 роторв на камеры перемешивания и отстаивания, причем последние разделены радиально установленными перегородками нв ячейки, в одних из которых размещены жалюзи, устройства для, подачи и отвода фаэ, о т л и ч в ющ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса зв 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