CN109985415A - 一种高效节能自动控制萃取系统及其萃取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效节能自动控制萃取系统及其萃取方法，包括作为主体的澄清池，其特征是，所述的澄清池前端设有管道混合器，所述的澄清池内安装有水相导流管和有机相导流管，所述的管道混合器上的两端口分别与水相导流管的一端和有机相导流管的一端相连接，所述的澄清池尾端设有水相回流管，所述的水相回流管与水相导流管的另一端通过水相盒相连接，所述的有机相导流管的另一端设有有机相堰门。本发明克服了现有技术中存在的传统的萃取系统中的管道混合器内没有设置清洗装置导致工人在清洗管道混合器时需要耗费大量的时间和精力的问题。本发明具有可以方便快速地清洗管道混合器、使用寿命长和操作简单方便等优点。

Description

一种高效节能自动控制萃取系统及其萃取方法

技术领域

本发明涉及一种溶剂萃取工艺领域，更具体地说，涉及一种高效节能自动控制萃取系统及其萃取方法。

背景技术

溶剂萃取工艺和设备在各行业已经有广泛的应用。传统的萃取设备主要有混合澄清萃取箱、塔式萃取器和离心萃取器三类。离心萃取器不需要大的澄清室，但是通量难以增大，分相困难，大规模的生产需要很多的设备，并且动力消耗大，设备故障多，维护和维修难度大。塔式萃取器占地面积小，而生产操作较难稳定控制，在有色金属行业生产中很少应用。混合澄清萃取箱由于其操作的稳定性好，通量大，在钴、镍、铜的精炼工艺中应用最多，但是需要比较大的混合槽和较大的动力消耗。占地面积和空间要求大，投资大，占用铺底资金多，萃取剂和溶剂油挥发损失多。

目前，中国专利网上公开了一种能轴向浮动的动静环，公开号CN203784370U，包括动环和静环，动环嵌套于静环中，动环与静环的接合面密封且动环能在静环中旋转，静环上设有供气室口，动环上相应地设有与供气室口对应的气口，其中，静环通过预紧力调整装置安装在动静环基座上，预紧力调整装置包括预紧力调整螺栓，预紧力调整螺栓的顶端设有光杆头，相应地在静环上设有能适配光杆头的适配孔，光杆头在适配孔内能轴向移动，从而使静环能轴向浮动。该动静环中的静环能够在轴向上有一定的浮动，使得吹吸气动作更加顺畅。

上述专利中的一种能轴向浮动的动静环虽然具有静环能够在轴向上有一定的浮动的能力，但是该动静环中没有设置用于便于清洗动静环的装置，这会导致清洗该动静环时需要将整个动静环拆卸下来才能进行清洗，该过程需要耗费维护人员较多的时间和精力。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的传统的萃取系统中的管道混合器内没有设置清洗装置导致工人在清洗管道混合器时需要耗费大量的时间和精力的问题，现提供具有可方便工人对管道混合器内部进行清洗的一种高效节能自动控制萃取系统及其萃取方法。

本发明的一种高效节能自动控制萃取系统及其萃取方法，包括作为主体的澄清池，所述的澄清池前端设有管道混合器，所述的澄清池内安装有水相导流管和有机相导流管，所述的管道混合器上的两端口分别与水相导流管的一端和有机相导流管的一端相连接，所述的澄清池尾端设有水相回流管，所述的水相回流管与水相导流管的另一端通过水相盒相连接，所述的有机相导流管的另一端设有有机相堰门。

工作时，有机相先从机相堰门进入有机相导流管中，经过有机相导流管的引流进入管道混合器中，同时，水相通过水相盒进入水相导流管中并最终流入管道混合器中，此时管道混合器会将有机相和水相进行混合成为混合相，之后混合相会离开管道混合器进入澄清池中进行澄清处理，澄清处理后的水相会在混合相上方，之后水相会通过水相回流管在次进入水相盒中形成水相循环。

作为优选，所述的管道混合器的底端的左右两侧分别设有的流体入口管，两侧的流体入口管通过伸缩节分别与水相导流管的一端和有机相导流管的一端相连接，所述的管道混合器内部设有流体提升混合装置，所述流体提升混合装置上方设有混合相出口管，所述的混合相出口管与澄清池间设有混合相堰门，所述的管道混合器顶端设有驱动电机，所述的驱动电机的输出端装有主轴，所述的主轴下端安装有分散盘，所述的分散盘下端面设有若干个均布的突起，所述的分散盘上方设有用于调节管道混合器内液位的假底，所述的驱动电机通过主轴与流体提升混合装置传动连接。

使用时，驱动电机会驱动主轴进行转动，之后主轴会带动流体提升混合装置，当水相和有机相进入管道混合器底部时，流体提升混合装置会对水相和有机相进行提升混合萃取处理，提升混合萃取处理后的水相和有机相成为混合相，在流体提升混合装置的运转下，混合相会从混合相出口管离开管道混合器并进入澄清池中进行澄清处理。在提升过程中所述的分散盘会将水相和有机相初步打散，打散后的水相和有机相进入流体提升混合装置可以混合的更加均匀，从而提高本发明的萃取质量。所述的假底在提升推进装置的带动下可以调节管道混合器内的液位深度，从而进一步提高本发明的萃取质量。

作为优选，所述的流体提升混合装置包括一号提升桨叶，所述的一号提升桨叶上方设有二号提升桨叶，所述的一号提升桨叶和二号提升桨叶分别插装在主轴上，所述的一号提升桨叶和二号提升桨叶间设有一号反向层流板，所述的二号提升桨叶上方设有二号反向层流板，所述的一号反向层流板和二号反向层流板上分别设有若干条倾斜度为40—42度的沟道，所述的沟道的直径为20—25mm。

所述的一号提升桨叶和二号提升桨叶在工作时可以对水相和有机相形成多级提升，从而提高流体提升混合装置的提升速率。所述的提升桨叶在驱动电机的带动下，会将进入管道混合器中水相和有机相混合和提升，在提升桨叶的带动下水相和有机相会通过反向层流板，所述的反向层流板上的沟道可以让水相和有机相混合的更加均匀。所述的一号反向层流板和二号反向层流板在工作时可以对水相和有机相形成多级混合，从而让水相和有机相混合的更加均匀。

作为优选，所述的二号提升桨叶与二号反向层流板之间的管道混合器的内壁上设有清洗装置，所述的管道混合器外设有水箱，所述的清洗装置包括喷水管和旋转电机，所述的喷水管的注水口与水箱通过管道和液压泵相连接，所述的喷水管下端设有挂钩，所述的挂钩上设有与挂钩配合使用的摇臂，所述的摇臂的下端部与旋转电机的输出端相连接，所述的喷水管上方设有盖板，所述的盖板与管道混合器内壁表面通过转轴相连接，所述的盖板外围套有密封圈。

当澄清处理结束后，通常需要对管道混合器进行清洗处理，传统的清洗处理过程需要将管道混合器拆解后才能对管道混合器内的部件进行清洗处理，该过程需要耗费维护人员较多的时间和精力。现通过在管道混合器内安装清洗装置，清洗时，无需将管道混合器拆解便可对管道混合器内部进行清理，从而为使用者节省下宝贵的时间和精力。

需要对管道混合器进行清洗时，无需将管道混合器的各个部件拆卸下来，只需使用者在操控台处操控喷水管对静环和动环进行冲洗即可，冲洗过程中，使用者可打开管道混合器下端的阀门即可，清洁水便会分别进入水相导流管和有机相导流管内并对其进行清洗。水相导流管和有机相导流管清洗完成后，使用者可打开驱动电机，在驱动电机的带动下清洁水也会对流体提升混合装置进行清洗。

需要进行清洗时，旋转电机会带动摇臂进行顺时针转动，摇臂转动过程中会与挂钩配合将挂钩向上顶起，挂钩上升时将喷水管带出管道混合器的内壁表面，使用者可通过调节摇臂的旋转角度来调节喷水管的喷水角度，通过调节喷水角度来分别清洗提升桨叶和反向层流板。所述的密封圈采用耐腐蚀的全氟醚橡胶密封圈，该密封圈可有效地应对各种化学用品的腐蚀，从而提高本发明的使用寿命。

作为优选，所述的水相导流管和有机相导流管下端都设有支架，所述的支架包括至少5块加强筋，所述的加强筋呈梯形状均匀排布，所述的加强筋前方设有用于对澄清池内的混合相进行过滤的过滤栅栏，所述的过滤栅栏的数量为至少2块，所述的过滤栅栏呈等间距前后排列。

作为优选，所述的有机相导流管内设有桶状过滤网，所述的桶状过滤网的上下方分别设有传送带，所述的传送带通过螺栓和螺母固定在有机相导流管内壁上，所述的传送带上设有若干均布的刷子，所述的刷子由耐腐蚀的PP材料制作而成，所述的桶状过滤网采用耐腐蚀的钛合金材料制作而成。

当有机相通入有机相导流管时，流动的有机相会带动刷子在传送带上运动，刷子在移动的过程中会清理过滤网上附着的细小杂质。为了让传送带能正常转动，传送带上下端的推力不能相同，因此在传送带上端左侧可设置挡板，该挡板可以让传送带上下侧产生推力差。

萃取方法：

1、水相和有机相分别通过水相导流管和有机相导流管进入管道混合器中，之后启动驱动电机，所述的驱动电机会带动流体提升混合装置，从而让水相和有机相进入管道混合器进行提升混合处理。

2、当水相和有机相被一起通入管道混合器中后，在驱动电机的带动下，主轴下端的分散盘会将水相和有机相分别打散进行初步混合。

3、水相和有机相被打散后，在一号提升桨叶和二号提升桨叶的带动下，打散后的水相和有机相会依次经过一号反向层流板和二号反向层流板，水相和有机相会分别通过一号反向层流板和二号反向层流板中的沟道，该过程中水相和有机相会被进一步的打散和混合，并最终混合成为混合相。

4、混合相在流体提升混合装置带动下，会从混合相出口管离开管道混合器，并进入澄清池中进行澄清分离。

5、进行澄清分离时，过滤栅栏会将混合相进行分离，澄清分离后的水相会通过水相回流管再次进入管道混合器中进行循环使用，澄清分离后的有机相会从有机相堰门处离开澄清池。

本发明具有以下有益效果：可以方便快速地清洗管道混合器；使用寿命长；操作简单方便。

附图说明

附图1为本发明的结构示意图。

附图2为本发明的横截面左视图。

附图3为本发明的横截面右视图。

附图4为本发明的流体提升混合装置的结构示意图。

附图5为本发明的清洗装置与管道混合器的位置关系图。

附图6为本发明的分散盘的结构示意图。

附图7为本发明的清洗装置的结构示意图。

附图8为本发明的过滤网的结构示意图。

管道混合器1，伸缩节2，澄清池3，流体入口管4，流体提升混合装置5，二号反向层流板6，混合相出口管7，混合相堰门8，有机相导流管9，水相导流管10，有机相堰门11，水相盒12，水相回流管13，驱动电机14，主轴15，二号提升桨叶16，一号反向层流板17，沟道18，水箱19，喷水管20，挂钩21，摇臂22，旋转电机23，盖板24，密封圈25，加强筋26，过滤栅栏27，桶状过滤网28，传送带29，刷子30，分散盘31，突起32，假底33，二号提升桨叶34，液压泵35。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：根据附图1、附图2、附图3、附图4、附图5、附图6、附图7和附图8对本发明进行进一步说明，本例的一种高效节能自动控制萃取系统及其萃取方法，包括作为主体的澄清池3，所述的澄清池3前端设有管道混合器1，所述的澄清池3内安装有水相导流管10和有机相导流管9，所述的管道混合器1上的两端口分别与水相导流管10的一端和有机相导流管9的一端相连接，所述的澄清池3尾端设有水相回流管13，所述的水相回流管13与水相导流管10的另一端通过水相盒12相连接，所述的有机相导流管9的另一端设有有机相堰门11。

所述的管道混合器1的底端的左右两侧分别设有的流体入口管4，两侧的流体入口管4通过伸缩节2分别与水相导流管10的一端和有机相导流管9的一端相连接，所述的管道混合器1内部设有流体提升混合装置5，所述流体提升混合装置5上方设有混合相出口管7，所述的混合相出口管7与澄清池3间设有混合相堰门8，所述的管道混合器1顶端设有驱动电机14，所述的驱动电机14的输出端装有主轴15，所述的主轴15下端安装有分散盘31，所述的分散盘31下端面设有若干个均布的突起32，所述的分散盘31上方设有用于调节管道混合器1内液位的假底33，所述的驱动电机14通过主轴15与流体提升混合装置5传动连接。

所述的流体提升混合装置5包括一号提升桨叶16，所述的一号提升桨叶16上方设有二号提升桨叶34，所述的一号提升桨叶16和二号提升桨叶34分别插装在主轴15上，所述的一号提升桨叶16和二号提升桨叶34间设有一号反向层流板17，所述的二号提升桨叶34上方设有二号反向层流板6，所述的一号反向层流板17和二号反向层流板6上分别设有若干条倾斜度为40度的沟道18，所述的沟道18的直径为20mm。

所述的二号提升桨叶34与二号反向层流板6之间的管道混合器1的内壁上设有清洗装置，所述的管道混合器1外设有水箱19，所述的清洗装置包括喷水管20和旋转电机23，所述的喷水管20的注水口与水箱19通过管道和液压泵35相连接，所述的喷水管20下端设有挂钩21，所述的挂钩21上设有与挂钩21配合使用的摇臂22，所述的摇臂22的下端部与旋转电机23的输出端相连接，所述的喷水管20上方设有盖板24，所述的盖板24与管道混合器1内壁表面通过转轴相连接，所述的盖板24外围套有密封圈25。

所述的水相导流管10和有机相导流管9下端都设有支架，所述的支架包括5块加强筋26，所述的加强筋26呈梯形状均匀排布，所述的加强筋26前方设有用于对澄清池3内的混合相进行过滤的过滤栅栏27，所述的过滤栅栏27的数量为2块，所述的过滤栅栏27呈等间距前后排列。

所述的有机相导流管9内设有桶状过滤网28，所述的桶状过滤网28的上下方分别设有传送带29，所述的传送带29通过螺栓和螺母固定在有机相导流管9内壁上，所述的传送带29上设有若干均布的刷子30，所述的刷子30由耐腐蚀的PP材料制作而成，所述的桶状过滤网28采用耐腐蚀的钛合金材料制作而成。

萃取方法：

1、水相和有机相分别通过水相导流管10和有机相导流管9进入管道混合器1中，之后启动驱动电机14，所述的驱动电机14会带动流体提升混合装置5，从而让水相和有机相进入管道混合器1进行提升混合处理。

2、当水相和有机相被一起通入管道混合器1中后，在驱动电机的带动下，主轴15下端的分散盘31会将水相和有机相分别打散进行初步混合。

3、水相和有机相被打散后，在一号提升桨叶16和二号提升桨叶34的带动下，打散后的水相和有机相会依次经过一号反向层流板17和二号反向层流板6，水相和有机相会分别通过一号反向层流板16和二号反向层流板17中的沟道18，该过程中水相和有机相会被进一步的打散和混合，并最终混合成为混合相。

4、混合相在流体提升混合装置带动下，会从混合相出口管7离开管道混合器1，并进入澄清池3中进行澄清分离。

5、进行澄清分离时，过滤栅栏27会将混合相进行分离，澄清分离后的水相会通过水相回流管13再次进入管道混合器1中进行循环使用，澄清分离后的有机相会从有机相堰门11处离开澄清池3。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种高效节能自动控制萃取系统，包括作为主体的澄清池（3），其特征是，所述的澄清池（3）前端设有管道混合器（1），所述的澄清池（3）内安装有水相导流管（10）和有机相导流管（9），所述的管道混合器（1）上的两端口分别与水相导流管（10）的一端和有机相导流管（9）的一端相连接，所述的澄清池（3）尾端设有水相回流管（13），所述的水相回流管（13）与水相导流管（10）的另一端通过水相盒（12）相连接，所述的有机相导流管（9）的另一端设有有机相堰门（11）。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能自动控制萃取系统，其特征是，所述的管道混合器（1）的底端的左右两侧分别流体入口管（4），两侧的流体入口管（4）通过伸缩节（2）分别与水相导流管（10）的一端和有机相导流管（9）的一端相连接，所述的管道混合器（1）内部设有流体提升混合装置（5），所述流体提升混合装置（5）上方设有混合相出口管（7），所述的混合相出口管（7）与澄清池（3）间设有混合相堰门（8），所述的管道混合器（1）顶端设有驱动电机（14），所述的驱动电机（14）的输出端装有主轴（15），所述的主轴（15）下端安装有分散盘（31），所述的分散盘（31）下端面设有若干个均布的突起（32），所述的分散盘（31）上方设有用于调节管道混合器（1）内液位的假底（33），所述的驱动电机（14）通过主轴（15）与流体提升混合装置（5）传动连接。

3.根据权利要求2所述的一种高效节能自动控制萃取系统，其特征是，所述的流体提升混合装置（5）包括一号提升桨叶（16），所述的一号提升桨叶（16）上方设有二号提升桨叶（34），所述的一号提升桨叶（16）和二号提升桨叶（34）分别插装在主轴（15）上，所述的一号提升桨叶（16）和二号提升桨叶（34）间设有一号反向层流板（17），所述的二号提升桨叶（34）上方设有二号反向层流板（6），所述的一号反向层流板（17）和二号反向层流板（6）上分别设有若干条倾斜度为40—42度的沟道（18），所述的沟道（18）的直径为20—25mm。

4.根据权利要求3所述的一种高效节能自动控制萃取系统，其特征是，所述的二号提升桨叶（34）与二号反向层流板（6）之间的管道混合器（1）的内壁上设有清洗装置，所述的管道混合器（1）外设有水箱（19），所述的清洗装置包括喷水管（20）和旋转电机（23），所述的喷水管（20）的注水口与水箱（19）通过管道和液压泵（35）相连接，所述的喷水管（20）下端设有挂钩（21），所述的挂钩（21）上设有与挂钩（21）配合使用的摇臂（22），所述的摇臂（22）的下端部与旋转电机（23）的输出端相连接，所述的喷水管（20）上方设有盖板（24），所述的盖板（24）与管道混合器（1）内壁表面通过转轴相连接，所述的盖板（24）外围套有密封圈（25）。

5.根据权利要求1所述的一种高效节能自动控制萃取系统，其特征是，所述的水相导流管（10）和有机相导流管（9）下端都设有支架，所述的支架包括至少5块加强筋（26），所述的加强筋（26）呈梯形状均匀排布，所述的加强筋（26）前方设有用于对澄清池（3）内的混合相进行过滤的过滤栅栏（27），所述的过滤栅栏（27）的数量为至少2块，所述的过滤栅栏（27）呈等间距前后排列。

6.根据权利要求1所述的一种高效节能自动控制萃取系统，其特征是，

所述的有机相导流管（9）内设有桶状过滤网（28），所述的桶状过滤网（28）的上下方分别设有传送带（29），所述的传送带（29）通过螺栓和螺母固定在有机相导流管（9）内壁上，所述的传送带（29）上设有若干均布的刷子（30），所述的刷子（30）由耐腐蚀的PP材料制作而成，所述的桶状过滤网（28）采用耐腐蚀的钛合金材料制作而成。

7.一种适用于权利要求1所述的一种高效节能自动控制萃取系统的萃取方法，其特征是，所述的萃取方法为：

1）水相和有机相分别通过水相导流管（10）和有机相导流管（9）进入管道混合器（1）中，之后启动驱动电机（14），所述的驱动电机（14）会带动流体提升混合装置（5），从而让水相和有机相进入管道混合器（1）进行提升混合处理；

2）当水相和有机相被一起通入管道混合器（1）中后，在驱动电机的带动下，主轴（15）下端的分散盘（31）会将水相和有机相分别打散进行初步混合；

3）水相和有机相被打散后，在一号提升桨叶（16）和二号提升桨叶（34）的带动下，打散后的水相和有机相会依次经过一号反向层流板（17）和二号反向层流板（6），水相和有机相会分别通过一号反向层流板（16）和二号反向层流板（17）中的沟道（18），该过程中水相和有机相会被进一步的打散和混合，并最终混合成为混合相；

4）混合相在流体提升混合装置带动下，会从混合相出口管（7）离开管道混合器（1），并进入澄清池（3）中进行澄清分离；

5）进行澄清分离时，过滤栅栏（27）会将混合相进行分离，澄清分离后的水相会通过水相回流管（13）再次进入管道混合器（1）中进行循环使用，澄清分离后的有机相会从有机相堰门（11）处离开澄清池（3）。