Центробежный экстрактор

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик оц 955975(23) Приоритет Госуларственный комитет СССР по лелам изобретений н открытий.Опубликовано 0709 Я 2,Бюллетень Йо 33 Дата опубликования описания 07.09. 82) Заявитель нский мико-технологический инсти им. С.М,Кирова НТРОБЕЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР цилиндти соосно 1 диаметр ароного ерстиякружносри этометру ны, а от жены по гменту, ранен ди стройст са экстидкостьличных 2 Изобретение относится к унам для осуществления.процесракции в системе жидкость- жи может быть применено н разотраслях промышленности,Известен центробежный экстрактор,включающий кожух с расположенным внем ротором с контактными элементами н виде коаксиальных перфорированных цилиндров, устройства ввода ивывода фаэ (11,Недостаток известного экстректора в низкой эффективности процессамассообмена за счет неустойчивогогидродинамического режима работыэкстрактора.Цель изобретения - интенсифицировать процесс массообмена за счетобеспечения устойчивого гидродинамического режима работы и повышениепроизводительности,Поставленная цель достигаетсятем, что центробежный экстрактор,включающий корпус с расположенным внем ротором с контактными элементамив виде коаксиальных перфориронаннйхцилиндров, устройства ввода и выводафаз,согласно изобретению снабжен шаровыми сегментами,прйкрепленными квнутренним стенкам цилиндров с помощью пружи врон располо Ошаровому се п м5 ОкружнОстиа Ысегмента,На фиг.1 изображен продольныйразрез экстрактора;на фиг,2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг,3 - узел 1на фиг.21 на фиг, 4 - вид Б на фиг.3.Центробежный экстрактор состоитиэ кожуха (на чертежах условно непоказан), ротора 1, верхнего диска 2 с камерами 3 и 4 для сбора про"контактировавших фаз, соответственно легкой и тяжелой. В камерывведены не связанные с ними неподвижные напорные диски 5 и 6 для отвоца жидкостей.Сверху по оси ротора коаксиальнорасположены неподвижные патрубки 710. Патрубок 8 вплотную через уплотнительную шайбу 11 подходит к нижнему диску 12 ротора, с выполненнымив нем радиальнымв. каналами 13,Подвод легкой фазы в контактнуюзону аппарата осуществляется черезраспределитель 14. Подвод тяжелойфазы осуществляется из диспергирующего устройства 15. Сепарация тяжелой фазы осуществляется н зоне 16, 955975выполненной в виде диска 17 с каналами 18. Сепарация легкой Фазы осуществляется в зоне сепарации 19Рабочее пространство ротора заполнено насадкой 20, выполненной в форме коаксиальных перфорированных цилиндров 21, в зазоре между цилиндра. ми установлены шаровые сегменты 22, прикрепленные к внутренней стенке цилиндра через пружину 23. Отверстия 24 перфорац й выполнены по окружности, соосной,с шаровыми элементами, диаметр окружности равен диаметру шарового сегМента.Аппарат работает следующим образом,15Тяжелая (дисперсная) фаза по межтрубному пространству патрубков 7 и 8 поступает в диспергирующее устройство 15, откуда Под действием центробежной силы выбрасывается в виде 203 капель в контактную зону с насадкой 20 и движется под д йствием центробежной силы к периф рии ротора. Достигнув главной пов рхности уровня раздела фаз находящегося вблизи 25 уровня подвода легкбй фазы в контактную зону аппарата, капли дисперсной Фазы коалесцируют и, далее, в виде сплошного потока поступают в зону сепарации 1 б, Достигнув периферии ро тора, тяжелая фаза. поступает н. камеру 4 и с помощью найорного диска б по патрубку 10 вывофится из аппарата.Легкая фаза по птрубку 8 и радиальным каналам 13 через распредели- З 5 тель 14 поступает в контактную зону аппарата вблизи главного уровня раздела фаэ и движется по шаровым сегментам 22 противотоКом к дисперсной фазе от периферии к центру. Далее, пройдя зону сепарации 19 для легкой .Фазы, она поступает в камеру 3, откуда по патрубку 9 выводится из аппарата.При движении контактирующих фаз в насадочной части Ькстрактора, выполненной из набора коаксиальных перфорированных цилиндров, с установленными между цилиндрами шаровыми сегментами, прикрепденными к внутренней стенке цилиндра через пружину,при выполнении отверстий перфораций , по окружности,соосной с шаровыми элементами, диаметр окружности которой равен диаметру шароого сегмента, создаются благоприятные условия для 55 интенсификации процесса массообмена, увеличения производительности, стабилизация режима работы каждого контактного элемента, ныполненного в форме коаксиального перфорирован-. бО ного цилиндра и всеего аппарата в целом.В самом деле, при истечении струи жидкости тяжелой Фазы иэ сопел диспергирующего устростна, последняя дробится на капли и движется в видекапель от центра к периферии ротора. Ударившись о поверхность шароного сегмента 22 первого ряда хоаксиальных перфорированных цилиндров(Фиг3), тяжелая фаза в виде пленкитечет по поверхности шарового сегмента от его центральнсй части кпериферии. Достигнув кромки шаровогосегмента, пленка срывается с последнего, дробится на капли, которыепод действием центробежной силыинерции, двигаясь к периферии ротора, проходят через отверстия 24перфорации цилиндров, контактируяс движущейся противотоком сплошнойфазой, При дальнейшем своем движении к периферии ротора капли ударяются о поверхность шарового сегмента следующего ряда коаксиальныхперфорированных цилиндров. Далеевесь процесс, описанный выше, повторяется,Таким образом, при движении тяжелой фазы в насадочной части аппарата от центра к периферии ротора имеетместо многократное диспергированиеи редиспергирование капель, включаяпленочное течение, что способствуетмногократному обновлению поверхностимассообмена, и, следовательно, интенсификации массообменного процесса.Предлагаемая конструкция насадочной эоны позволяет оптимальным образом использовать центробежную силу,действующую на капли и пленку жидкостидвижущуюся по поверхности шарового сегмента,что ведет к увеличениюпроизводительности аппарата. Если впрототипе производительность аппарата всецело определяется скоростьюсовместного (противоточного) прохода через перфорации цилиндров споследующим диспергированием тяжелойфазы при ее выходе из перфораций(т.е. у кромки отверстий с внешнейстороны цилиндров) и на формированиекапли и ее отрыв от кромки перфорациитребуется некоторое время, то в предлагаемой конструкции насадочной части аппарата диспергирование тяжелой фазы осуществляется при отрынепоследней с шаровых сегментов, вотверстиях же перфораций имеет местотолько противоточное движение фаз,Все это способствует увеличениюпроизводительности аппарата.Проверка работоспособности предлагаемой конструкции на образце экстрв.ктора диаметром 350 мм, насадочная часть которого выполнена в форме коаксиальных перфорированныхцилиндров с установленными н зазоре между цилиндрами шаровыми сегментами, прикрепленными к внутренней стенке цилиндра через пружину,с отверстиями перфораций, выполненными по окружности, соосной с шаровыми элементами, с диаметром окружности, равным диаметру шарового сегмента, показала, что эффективность массообмена увеличилась на 20-25, а производительность возросла на 7-10 по отношению к прототипу. Исследования проводились на системе керосин-фенол-вода (извлечение фенола иэ керосина водой) при объемном отношении тяжелой .Фазы к легкой 0/0=3/1 и числе оборотов ротора Ы = 1500 об/мин.Результаты экспериментальных исследбваний свидетельствуют о преимуществе предлагаемой модели экст рактора по сравнению с прототипом.Использование изобретения по сравнению с известняки экстракторами с волнообразной насадкой, применяемыми в промиаленности (база сравнения), 20 позволит интенсифицировать процесс массообмена и увеличить производи тельность аппарата.1 Формула изобретенияЦентробежный экстрактор, включающий кожух с расположенныж в нем ротором с контактными элементами в виде коакснальных перфорированных цилиндров, устройства ввода и вывода фаэ, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью интенсификации процесса массообмена за счет обеспечения устойчивого гидродинамического режима работы и повышения производительности, он снабжен шаровыми сегментами, прикрепленными к внутренним стенкам цилиндров с помощью пружины, а отверстия цилиндров расположены по окружности соосно шаровому сегменту, при этом диаметр окружности равен диаметру шарового сегмента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Р 3133880,кл. 233-15, 1942 (прототип).955975 Ро аэ 68 б 2/5 Тираж 734П ВЦИИПИ Государственного комитета ССС