ЭКСТРАКТОР РОТОРНО-КОЛЬЦЕВОЙ

Полезная модель - экстрактор роторно-кольцевой относится к конструкциям массообменных аппаратов центробежного типа и может быть использован для разделения, концентрирования жидких смесей и жидкостной экстракции в различных отраслях промышленности.
Прототипом является центробежный экстрактор (пат.RU №2308309, B01D 11/04, 2006 г.), содержащий привод, корпус с размещенными в нем камерой смешения, ротором с коллекторами для разделения фаз, штуцерами для ввода и вывода фаз и импеллерным устройством, причем камера смешения выполнена в виде вращающейся кольцевой камеры, соосно закрепленных на корпусе отсосных трубок с центральной втулкой, коллектор состоит из двух соосно закрепленных на роторе и валу кольцевых камер, и подвижно установленных на корпусе отсосных трубок, импеллерное устройство изготовлено в виде полых зубьев или пластин, закрепленных под углом относительно оси вращения ротора, на внутренней поверхности которого размещена спиралеобразная пластина, вал ротора выполнен полым, снабжен сменным сепарационным диском, и экстрактор снабжен тепловой рубашкой.
Аппарат имеет следующие недостатки: малая производительность, сложность конструкции, большое гидросопротивление прохождению жидкостей в аппарате.
Задачей полезной модели является увеличение производительности, упрощение конструкции, уменьшение гидросопротивления и повышение эффективности.
Техническая задача решается тем, что роторно-кольцевой экстрактор, содержащий привод, корпус, ротор с коллекторами для разделения фаз, состоящими из двух соосно закрепленных на роторе кольцевых камер и подвижно установленных на корпусе отсосных трубок, штуцеры для ввода и вывода фаз, импеллерное устройство в виде полых зубьев или пластин, закрепленных под углом относительно оси вращения ротора, согласно полезной модели дополнительно снабжен центральным патрубком, коаксиально установленным на крышке корпуса, тепловой рубашкой и перекачивающим устройством, и на наружной поверхности днища ротора закреплены радиальные лопатки.
Решение технической задачи позволяет обеспечить увеличение производительности, уменьшение гидросопротивления, повышение эффективности и упрощение конструкции.
На фиг.1 представлена принципиальная конструкция роторно-кольцевого экстрактора, на фиг.2 и 3 - варианты исполнения импеллерного устройства в виде плоских пластин (фиг.2) или полых зубчатых элементов (фиг.3).
Роторно-кольцевой экстрактор (фиг.1) состоит из неподвижного корпуса 1 с тепловой рубашкой 2, крышки 3 с центральным патрубком 4 и отсосными трубками 5 и 6, перекачивающего устройства 7, соединенного штуцерами 8 и 9 с центральным патрубком 4 и корпусом 7, импеллерного устройства в виде зубчатых элементов 10, ротора 11 с коллекторами 12 и 13, радиальными лопатками 14, валом 15 и штуцерами 16 и 17.
Роторно-кольцевой экстрактор работает следующим образом. Жидкости раздельно поступают через штуцеры 16 и 17, соответственно, в кольцевой зазор между корпусом 1 и ротором 11, где под действием зубчатых элементов 10 импеллерного устройства интенсивно перемешиваются, перемещаясь вниз по кольцевому зазору, откуда перекачивающим устройством 7 через штуцер 9 производится отбор жидкой смеси из кольцевого зазора, которая поступает через штуцер 17 в центральный патрубок 4 и стекает вниз. Выходя из патрубка 4, жидкая смесь в виде пленки и струй попадает на внутреннюю поверхность ротора 11, где под действием центробежных сил расслаивается, образуя жидкостные кольца. Легкая фаза образует внутреннее жидкостное кольцо, тяжелая занимает периферийную часть у стенок ротора. Тяжелая фаза образует гидрозатвор, и через кольцевую щель 13 проходит только тяжелая фаза. Легкая фаза сливается в кольцевой коллектор 13 через отверстия «Б». Отсепарированные жидкие фазы выводятся из коллекторов 12 и 13 посредством неподвижных отсосных трубок 5 и 6, соответственно. Лопатки 14 служат для исключения образования застойной зоны между днищем ротора 11 и корпуса 1.
Роторно-кольцевой экстрактор может использоваться как для непрерывной обработки контактирующих жидкостей, так и для дискретного цикла работы. При непрерывной работе жидкости выводятся отдельными трубками 5 и 6 из аппарата. В дискретном режиме аппарат работает в режиме рециркуляции одной или обеих жидкостей, когда выходные концы отсосных трубок 5 и 6 подсоединены к входным штуцерам 8 и 9 и, соответственно, по заданному времени жидкости многократно прокачиваются через аппарат.
В случае проведения процесса при повышенной температуре или необходимости отвода тепла используют теплообменник 2.
Экспериментальные исследования, проведенные на роторно-кольцевом экстракторе, показали повышение производительности на 30% и эффективности - на 20%.
Использование полезной модели устраняет такие недостатки, как:
- низкую производительность;
- большое гидросопротивление движению потоков внутри аппарата;
- сложность конструкции.