Экстрактор-сепаратор

Полезная модель относится к области концентрирования микрокомпонентов и экстракции в химической технологии и других отраслях промышленности, в том числе при получении особо чистых веществ, при анализе загрязнений продукции и окружающей среды.
Прототипом является экстрактор-сепаратор, содержащий станину с подшипниковыми узлами, перемешивающее устройство, ротор с крышкой, привод перемешивающего устройства и ротора, который выполнен в виде экстракционного стакана с крышкой со сменным коллектором и сменным бюксом, перемешивающее устройство в виде коаксиально расположенных перфорированных цилиндров, закрепленных на вращающейся раме с возможностью вращения вокруг своей оси и перемещения в радиальном направлении ротора, внутренняя поверхность которого снабжена продольной канавкой, а в крышке ротора имеется сливное отверстие (пат. РФ №81090, МПК B01D 11/00, 2009 г.).
Аппарат имеет следующие недостатки: малая степень извлечения, ввиду недостаточной эффективности перемешивания пробы с растворителем и низкая технологичность устройства, обусловленная сложностью изготовления конструкции, затруднительной балансировкой ротора, и необходимостью периодической остановки аппарата для извлечения экстракта.
Техническая проблема заключается в интенсификации процесса экстракции при повышении технологичности конструкции, а именно упрощении изготовления и эксплуатации устройства.
Техническая проблема решается тем, что в экстракторе-сепараторе, включающем станину с подшипниковыми узлами, ротор, состоящий из экстракционного стакана с крышкой, снабженной отверстием, привод ротора и перемешивающего устройства, выполненного в виде коаксиально расположенных перфорированных цилиндров, закрепленных на вращающейся раме с возможностью вращения вокруг своей оси, согласно полезной модели крышка экстракционного стакана выполнена с кольцевой наружной камерой, ротор снабжен отсосной трубкой, один конец которой в рабочем положении находится в кольцевой камере крышки экстракционного стакана, а другой подвижно закреплен в станине, перемешивающее устройство снабжено колебательным механизмом, установленным внутри экстракционного стакана на его оси вращения со стороны привода.
Предлагаемая конструкция упрощает балансировку ротора и извлечение экстракта, что в целом повышает технологичность устройства, и позволяет обеспечить высокую интенсивность процесса экстракции.
Полезная модель поясняется фигурой, на которой схематично изображен предлагаемый экстрактор-сепаратор.
Экстрактор-сепаратор включает станину 1 с подшипниковыми узлами 2 и 3 и переключающейся муфтой 4 привода 5 перемешивающего устройства. Перемешивающее устройство состоит из вращающейся рамы 6 с колебательным механизмом 7 и перфорированных цилиндров 8, ротора 9, выполненного в виде экстракционного стакана 10 и крышки 11, изготовленной с внешней кольцевой камерой 12 и отверстием 13. Ротор 9 снабжен отсосной трубкой 14, подвижно закрепленной на станине 1. Колебательный механизм 7 установлен внутри экстракционного стакана на оси его вращения со стороны привода.
Экстрактор-сепаратор работает следующим образом. Подготовленной твердофазной пробой заполняют перфорированные (сетчатые) цилиндры 8. Затем их закрепляют на раме 6, и собранное перемешивающее устройство помещают в ротор 9, представляющий собой экстракционный стакан 10, в который заливают растворитель и закрывают его крышкой 11. Ротор в сборе устанавливают в подшипниковые узлы 2 и 3, один из которых изготовлен с возможностью перемещения (для монтажа ротора 9) вдоль оси ротора. Подключают муфту 4 и включают привод 5 рамы 6. При подключении привода 5 происходит интенсивное перемешивание частиц пробы с растворителем за счет вращения самой рамы 6 и путем вращения перфорированных цилиндров 8 трением о внутреннюю поверхность экстракционного стакана 10. Проблема балансировки ротора, обусловленная в прототипе наличием продольной канавки на внутренней поверхности экстракционного стакана, решена использованием в предлагаемой конструкции осесимметричных элементов, что приводит к автобалансировке ротора в процессе работы аппарата и упрощает его изготовление и эксплуатацию. Колебательным механизмом 7 производится периодическое встряхивание перфорированных цилиндров 8 для циклического отделения твердой фазы от жидкости в момент нахождения перфорированного цилиндра 8 над поверхностью растворителя, благодаря чему достигается более высокая интенсивность перемешивания пробы и растворителя в сравнении с прототипом. По окончании времени перемешивания отключают привод 5, переключают муфту 4 на вращение ротора 9, снова включают привод 5. Производится вращение ротора 9. Под действием центробежных сил производится отделение растворителя от твердой пробы, а на внутренней поверхности экстракционного стакана образуется кольцевой жидкостный слой. Экстракт удаляется из экстракционного стакана через сливное отверстие 13 в крышке 11, попадает во внешнюю кольцевую камеру 12, образует снова кольцевой слой, откуда экстракт выводится из аппарата отсосной трубкой 14. Использование отсосной трубки для извлечения экстракта позволяет избежать периодической остановки аппарата, что облегчает его эксплуатацию. По окончании процесса отключают привод ротора 9, устанавливают отсосную трубку 14 в нерабочее положение, отодвигают подшипниковый узел 3, вынимают ротор 9, извлекают раму 6 с перфорированными цилиндрами 8, снимают крышку 11. Разбирают перемешивающее устройство, удаляют пробу и проводят промывку контактных поверхностей аппарата.
Таким образом, предлагаемая конструкция интенсифицирует массообмен, и сокращает время, затрачиваемое на проведение экстракции, в результате чего увеличивается эффективность процесса. Кроме того, повышается технологичность конструкции за счет упрощения изготовления и эксплуатации устройства.