DE2851882A1

DE2851882A1 - Fluessig-fluessig-zentrifugal- extraktor

Info

Publication number: DE2851882A1
Application number: DE19782851882
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Fujiwara; Hiroshige Kawano; Matsuzo Todo; Shoji Yoshinaga
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1977-12-02
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1979-06-07
Also published as: DE2851882C2; FR2410509B1; FR2410509A1; US4225079A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor gemäss dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft insbesondere den Aufbau von Vorrichtungen, mit denen eine Flüssigkeit mit kleinerer spezifischer Dichte und eine Flüssigkeit mit grösserer spezifischer Dichte gleichförmig im Extraktor verteilt wird.

Der sogenannte "Flüssig-Flüssig-Extraktor" ist ein Gerät, bei dem die zwei Flüssigkeiten einer Ausgangslösung, in der ein Extrakt, das eine Komponente ist, gelöst ist, sowie ein Extraktant bzw. Aufnehmer, der nicht in der Ausgangslösung gelöst v/erden kann, und der nur das Extrakt löst, in direkten Kontakt gebracht werden, und bei dem das Extrakt in den Extraktanten bzw. den Aufnehmer übergeht und abgetrennt wird. Insbesondere bringt der Zentrifugalextraktor die beiden Flüssigkeiten unter Ausnützung des Unterschiedes zwischen den Zentrifugalkräften, der auf den Unterschied der spezifischen Dichten der beiden Flüssigkeiten zurückzuführen ist, in Berührung miteinander.

Der Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor weist einen Eotor auf, der konzentrisch an einer Welle befestigt ist. Die Flüssigkeit mit grösserer spezifischer Dichte (nachfolgend als "schwere Flüssigkeit" bezeichnet) wird in den inneren Umfangsbereich des Rotors eingeführt, und die Flüssigkeit mit kleinerer spezifischer Dichte (nachfolgend als "leichte Flüssigkeit" bezeichnet) wird in den äusseren Umfangsbereich des Rotors eingeführt. Wenn sich die Welle und der Rotor drehen, greifen an den beiden Flüssigkeiten Zentrifugalkräfte an. Da die spezifischen Dichten der beiden Flüssigkeiten unterschiedlich sind, so greifen auch unterschiedlich grosse Zentrifugalkräfte an den jeweiligen Flüssigkeiten an. Die schwere Flüssigkeit gelangt innerhalb des

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Rotors vom inneren Umfangsbereich zum äusseren Umf angsbereich. und bildet eine kontinuierliche Schicht aus der schweren Flüssigkeit, und die leichte Flüssigkeit gelangt im Inneren des Rotors vom äusseren Urafangsbereich zum inneren Urafangsbereich und bildet eine kontinuierliche Schicht aus leichter Flüssigkeit. Dabei löst sich das in der einen Flüssigkeit enthaltene Extrakt in der anderen Flüssigkeit und wird mit . der letztgenannten Flüssigkeit fortbewegt. Auf diese Weise wird die Extraktion des Extraktes durchgeführt.

Um den Extraktionswirkungsgrad eines solchen Zentrifugalextraktors zu erhöhen, müssen die Flüssigkeiten so verteilt werden, dass die schwere Flüssigkeit und die leichte Flüssigkeit innerhalb des Rotors in Umfangsrichtung und in axialer Richtung des Rotors ohne eine ungleichmässige oder Fehlverteilung gleichmässig strömt, und dass die Kontaktflächen oder -bereiche zwischen den beiden Flüssigkeiten gross wird. Bei herkömmlichen Vorrichtungen sind zu diesem Zweck mehrere mit Löchern versehene Zylinder innerhalb des Rotors konzentrisch zur Welle und mit festen radialen Abständen als Vorrichtungen für die Verteilung der Flüssigkeiten angeordnet worden. Ein Beispiel für derartige Vorrichtungen ist in einer Zeichnung auf Seite 119 der Zeitschrift "CHEMICAL ENGINEERING", 11. Juni 1962 dargestellt. Der mit Löchern versehene Zylinder weist kleine Löcher in festgelegten Abständen hinsichtlich der Umfangsund Axialrichtung auf. Die in den Rotor eingelassene leichte und schwere Flüssigkeit werden jeweils durch die mit Löchern versehenen Zylindern aufgefangen bzw. in ihrer Strömung unterbrochen und fliessen in der Umfangs- und Axialrichtung gleichförmig. Dann gelangen sie durch die kleinen Löcher in den Zylindern hindurch und verteilen sich gleichförmig im Rotor. Wenn die Flüssigkeiten durch die kleinen Löcher strömen, lösen sie sich in Tröpfchen auf, so dass dadurch die Oberfläche ν

verbessert wird.

die Oberfläche vergrössert und der Extraktionslwkrungsgrad

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Je nach dem Aufnahmevermögen des Extraktors weist ein solcher mit Löchern versehener Zylinder jedoch Durchmesser von 1000 mm und mehr, sowie eine axiale Länge von 1000 am und mehr auf, und er ist 1 mm bis zu mehreren Millimeter dick. Dadurch ist er bei der Rotation Zentrifugalkräften ausgesetzt, die das 15>00fache oder mehr als das 1500fache der Schwerkraft betragen. Durch diese starken Zentrifugalkräfte dehnt sich der axiale Mittelteil des mit Löchern versehenen Zylinders aus. Aus diesem Grunde tritt die Strömung der schweren Flüssigkeit hauptsächlich im Mittelteil in axialer Richtung und die Strömung der leichten Flüssigkeit hauptsächlich an den beiden Enden in ax ialer Richtung auf, so dass die beiden Flüssigkeiten nicht ausreichend miteinander in Berührung kommen können und dadurch der Extraktionswirkungsgrad gering ist. Auf Grund der Deformation besteht die Gefahr, dass der Zylinder zerstört wird, und eine Zerstörung des Zylinders ist sehr gefährlich.

Bei dem zuvor beschriebenen Aufbau wird eine Flüssigkeit durch den mit Löchern versehenen Zylinder zer- bzw. verteilt, nachdem sie in die kontinuierliche Schicht der anderen Flüssigkeit geströmt ist. Dadurch trittnder Nachteil auf, dass beide Flüssigkeiten durch dieselben kleinen Löcher in entgegengesetzten Richtungen strömen. Infolgedessen v/erden die Strömungswiderstände für die Flüssigkeiten hoch, und die Strömungsgeschwindigkeit ist klein. In dieser Tatsache liegt einer der Gründe dafür, dass sich nur ein sehr geringer Extraktionswirkungsgrad ergibt, wie dies im weiteren noch beschrieben werden wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen ■50 Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor zu schaffen, der einen hohen Extraktionswirkungsgrad aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Erfindungsgemäss sind Vorrichtungen zum Verteilen einer schweren und einer leichten Flüssigkeit in einem Aufbau mit hohem mechanischen Widerstand hinsichtlich einer Verbiegung, beispielsweise Rohre oder rinnenförmige Elemente, vorgesehen, die mehrere kleine Löcher aufweisen und die innerhalb eines Rotors parallel zur Welle angeordnet sind.

Bei dem erfindungsgemassen Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor wird eine Flüssigkeit mit grösserer spezifischer Dichte in einen inneren Umfangsbereich innerhalb eines Rotors und eine Flüssigkeit mit einer kleineren spezifischen Dichte in einen ausseren Umfangsbereich eines Rotors eingelassen. Die beiden Flüssigkeiten werden unter Ausnutzung des Unterschieds zwischen den spezifischen Dichten miteinander in Kontakt gebracht, so dass das in einem der Flüssigkeiten enthaltene Extrakt in die andere Flüssigkeit gelangt. Im Inneren des Rotors sind im äusseren Umfangsbereich und im inneren Umfangsbereich Rohre oder rillenförmige Elemente mit einer grossen Zahl von kleinen Löchern, die der Verteilung der Flüssigkeiten dienen, so angebracht, dass die Rohre oder rinnenförmigen Elemente sich parallel zur Welle des Rotors erstrecken, und dass die Löcher dieser Rohre oder rinnenförmigen Elemente im inneren und äusseren Umfangsbereich einander gegenüberliegen bzw. einander zu gerichtet sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang mit den Umfangs-Abständen der Löcher, die in Flüssig— keits-Verteilungsvorrichtungen eines Flüssig-Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktors vorgesehen sind und

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den Wirkungsgrad wiedergibt,

Fig. 2 eine perspektivische, teilweise im Querschnitt ausgeführte Darstellung eines Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktors getnäss der vorliegenden Erfindung, Fig. 3 einen Querschnitt durch einen. Rotor und eine Welle für den in Fig. 2 dargestellten Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung des Rohres zur Ver- bzw. Zerteilung einer Flüssigkeit in dem Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor gemäss der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Strömungsgeschwindigkeit der durch die Löcher der Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtung hindurchströmenden Flüssigkeit und dem Wirkungsgrad wiedergibt,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine V-förmige Rinne, die in i'ig· 6 als Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtung verwendet wird.

Um das Wirkungsverhältnis zu verbessern, ist es - wie bereits zuvor erwähnt - erforderlich, dass die Flüssigkeiten in einem Rotor in axialer Richtung und in Umfangsrichtung gleichförmig strömen. Man war bis jetzt der Ansicht, dass axiale und Umfangsströrae im Rotor auf Grund einer grossen Zentrifugalkraft kaum auftreten. Daher wurden die kleinen Löcher in den mit Löchern versehenen Zylindern bei herkömmlichen Vorrichtungen in axialer Richtung und in Umfangsrichtung mit gleichmässigen Abständen ausgebildet, und der Abstand wurde so klein wie möglich gemacht.

Ira Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung hat sich jedoch bei Untersuchungen gezeigt, dass der Lochabstand auf dem Umfang nicht klein zu sein braucht. Fig. 1 zeigt das Ergebnis

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einer Untersuchung, die an einem Zentrifugal-Extractor mit einem Rotor durchgeführt wurde, dessen Innendurchmesser 400 mm betrug. Auf der Abszisse ist der Lochabstand auf den Umfang und auf der Ordinate das relative Verhältnis der Extraktionsausbeuten bzw. des relativen Extraktionswirkungsgrads bei unterschiedlichem Abstand aufgetragen, wobei der Extraktionswirkungsgrad bei einem Abstand von 50 mm zu 1,0 getvählt wurde. Ge mass Ii¹Xg. 1 wird der Extraktionswirkungsgrad geringer, wenn der Abstand kleiner als 50 ram wird. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, dass die "Flüssigkeit strop fetten., die bei der Verteilung erzeugt werden, auf Grund des Umfangsströmte der Flüssigkeit, die durch die Löcher hindurchgegangen ist, miteinander in Wechselwirkung treten bzw. sich gegenseitig stören. Dies zeigt, dass die Verwendung eines mit Löchern versehenen Zylinders nicht immer erforderlich ist, um den Abstand auf den Umfang klein zu machen. Um den Extraktionswirkungsgrad zu verbessern, braucht daher nur die axiale Strömung der Flüssigkeit gleichförmig gemacht zu werden. Auch wenn Verteilungsvorrichtungen, beispielsweise Bohre oder nutenartige Teile parallel zur Welle angeordnet sind, kann die schlechte oder Fehlverteilung der Strömung der Flüssigkeit zufriedenstellend ausgeschaltet werden.

Der gesamte Aufbau eines erfindungsgemässen Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktors wird nachfolgend anhand von Fig. beschrieben. Ein Rotor 2 ist koaxial an einer Welle 4 befestigt. Die Welle 4 ist in Lagern 6 und 8 auf einem Gestell 10 angeordnet. Sowohl die schwere als auch die leichte Flüssigkeit werden über Einlasse, die in der Welle 4 ausgebildet sind, in das Innere des Rotors 2 eingelassen. Nach Durchführung der Extraktion werden beide Flüssigkeiten aus Auslässen, die in der Welle 4 ausgebildet sind, ausgelassen. Die ausgezogenen Teile zeigen den Strom der leichten Flüssigkeit und die gestrichelt dargestellten Teile zeigen den Strom der schweren Flüssigkeit an.

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Anhand von Fig. 3 wird nachfolgend der Aufbau des Rotors 2 sowie der Welle 4 im einzelnen beschrieben. Der Rotor 2 besteht aus einer zylindrischen Platte 12 und zwei Seitenplatten 14 und 16, die an den beiden Enden der Platte 12 befestigt sind. Dadurch wird ein geschlossener Raum 18 gebildet. Die Drehung eines (nicht dargestellten) Motors wird mit einem (nicht dargestellten) Riemen sowie mit einer auf der Welle 4 befestigten Antriebsscheibe 20 auf die Welle 4 übertragen.

An einem Ende der Welle 4 sind der Einlass 24 für die leichte Flüssigkeit und der Auslass 26 für die schwere Flüssigkeit offen. In der Seitenplatte 14 in der liähe des Einlasses 24 und des Auslasses 26 sind am äusseren Urafangsbereich ein Einlass 28 für die leichte Flüssigkeit in den Rotor 2 und ein Auslass 30 für die schwere Flüssigkeit aus dem Rotor 2 offen. Der Einlass 24 für die leichte Flüssigkeit und der Einlass 28 für die leichte Flüssigkeit in den Rotor 2 stehen mit einem Kanal 32 in Verbindung. Der Auslass 26 für die schwere Flüssigkeit und der Auslass 30 für die schwere Flüssigkeit aus dem Rotor 2 stehen mit einem Kanal 34 in Verbindung.

Am anderen Ende der Welle 4 sind der Einlass 36 für die schwere Flüssigkeit und der Auslass 38 für die leichte Flüssigkeit offen. Auf der anderen Seite der Platte 16 ist ein Einlass 40 in den Rotor 2 für die schwere Flüssigkeit an einem innerenümfangsbereich offen. Ein Auslass 42 aus dem Rotor 2 für die leichte Flüssigkeit ist innerhalb des Rotors 2 in der Welle 4 offen. Der Einlass 36 für die schwere Flüssigkeit und der Einlass 40 für die schwere Flüssigkeit in den Rotor 2 stehen mit einem Kanal 44 in Verbindung. Der Auslass 38 für die leichte Flüssigkeit und der Auslass 42 für die leichte Flüssigkeit aus dem Rotor 2 stehen mit einem Kanal 46 in Verbindung. An den jeweiligen Enden der Welle 4 sind mechanische Dichtungen 48 und 50 angebracht. Die Zuführung und die Aufnahme der schweren Flüssig-

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keit und der leichten Flüssigkeit werden zwischen der sich drehenden Welle 4 und dem sich nicht drehenden Gehäuse durchgeführt.

An einem ausseifen Umfangsbereich im Inneren des Rotors 2 sind mehrere Röhren 52 als Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtungen parallel zur Welle 4 angeordnet. Ein Ende der Röhre 52 ist mit dem Einlass 28 in den Rotor 2 für die leichte Flüssigkeit verbunden, und das andere Ende ist geschlossen und wird durch die Seitenplatte 16 gehalten.

Die Röhren 52 sind in fest vorgegebenen Abständen in Umfangsrichtung des Rotors 2 angeordnet, und sie sind von der Welle 4 gleich weit beabstandet. Vorzugsweise sollten eine grosse Anzahl von Röhren 52 in Umfangsrichtung installiert sein. Die Gründe hierfür sind darin zu sehen, dass ein Ungleichgewicht, das sich am Drehkörper ausbildet und entstehen kann, dadurch kleiner wird, und dass die Flüssigkeit smenge, die durch die einzelne Röhre 52 fliesst, kleiner wird und dadurch der Strömungswiderstand verringert wird, so dass die Pumpenbelastung gering gehalten werden kann.

Eine grosse Anzahl von kreisförmingen, kleinen Löchern 54 (vgl* Fig. 4) sind im Rohr 52 so angeordnet, dass diese Löcher 54 zur Welle 4 hin gerichtet sind. Die kleinen Löcher 54 sind jeweils in axialer Richtung in festgelegten Abständen ausgebildet.

Am inneren Umfangsbereich im Inneren des Rotors 2 sind parallel zur Welle 4 mehrere Rohre 56 angeordnet, deren jeweiliges eines Ende mit dem Einlass 40 in den Rotor 2 für die schwere Flüssigkeit und deren anderes Ende geschlossen ist und von der Seitenplatte 14 gehalten wird.

JO Entsprechend den Rohren 52 sind die Rohre 56 in festen Abständen in Urafangsrichtung des Rotors 2 angebracht, und sie sind jeweils gleich weit von der Welle 4 beabstandet. Eine grosse Anzahl von kreisförmigen kleinen Löchern 58 in festgelegten Abständen in axialer Richtung sind an den Stellen

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des Rohres 56 ausgebildet, die den Löchern 54 des Rohres zugewandt sind.

Bei dem zuvor beschriebenen Zentrifugal-Extraktor gelangt die leichte Flüssigkeit vom Einlass 24 über den Kanal 32 in die Rohre 52. Die leichte Flüssigkeit in den Rohren 52 spritzt aus den kleinen Löchern 54- auf die innere Umfangsseite im Inneren des Rotors 2 gleichförmig in axialer Richtung aus und wird in Tropfchenforra verteilt. Die schwere Flüssigkeit gelangt vom Einlass 36 über den Kanal 44 in die

Ί0 Rohre 56. Die schwere Flüssigkeit in den Rohren 56 spritzt aus den kleinen Löchern 58 auf die äussere Umfangsseite im Innern des Rotors 2. Da sich der Rotor 2 dreht, werden auf die Flüssigkeiten Zentrifugalkräfte ausgeübt. Auf Grund des Unterschiedes zwischen den spezifischen Schwerkräften der beiden Flüssigkeiten ist die auf die schwere Flüssigkeit ausgeübte Zentrifugalkraft grosser als die auf die leichte Flüssigkeit ausgeübte Zentrifugalkraft. Daher bewegt sich die schwere Flüssigkeit auf der äusseren Umfangsseite des Rotors 2 und die leichte Flüssigkeit auf der inneren Umfangsseite, so dass jeweils kontinuierliche Schichten 60 und gebildet vier den. Die Tropfen der schweren Flüssigkeit und der leichten Flüssigkeit gehen durch die jeweils andere kontinuierliche Schicht 62 bzw. 60 hindurch. Dabei wird ein Extraktionsprodukt in der einen Flüssigkeit von der anderen Flüssigkeit übernommen bzv/. festgehalten.

Die schwere Flüssigkeit, die auf die äussere Umfangsseite gelangt, strömt über den Kanal 34 aus dem Auslass 26 für die schwerde Flüssigkeit aus. Die leichte Flüssigkeit, die auf die innere Umfangsseite gelangt, strömt über den Kanal 46 aus dem Auslass 38 für die leichte flüssigkeit aus.

Wenn Rohre 52 und 56 in der zuvor beschriebenen Weise als Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtungen verwendet werden, so weisen diese Rohre einen grossen Verbiegungswiderstand auf,

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und werden datier durch die auftretenden grossen Zentrifugalkräfte weniger verbogen. Aus diesem Grunde treten keine schlechten oder Fehlverteilungen der schweren und der leichten Flüssigkeiten im - in axialer Richtung gesehen Mittelbereicb. und an den beiden Enden im Inneren des Rotors 2 auf. Infolgedessen bleiben die Flüssigkeitsströmungen in axialer Richtung gleichförmig, und der Extraktionswirkungsgrad kann verbessert werden.

Nachdem die schwere und leichte Flüssigkeit auf Grund der kleinen Löcher 54· und 58 in den Rohren 52 und 56 in Tröpfchen verteilt worden sind, fliessen die schwere und die leichte Flüssigkeit in kontinuierlichen Schichten 62 bzw. 60 der jeweils anderen Flüssigkeit. Daher gelangen die Flüssigkeiten nicht in jeweils entgegengesetzter Richtung durch dieselben Löcher. Dadurch werden die Strömungsiwderstände für die Flüssigkeiten nicht hoch, und es ergeben sich grosse Strömungsgeschwindigkeiten für diese Flüssigkeiten.

Der Durchmesser bzw. die Querschnittsfläche der Rohre und 56 kann wesentlich kleiner als bei den mit Löchern versehenen Zylindern gemacht werden, die bis jetzt Verwendung fanden. Wenn die Flüssigkeiten mit demselben Druck zugeführt werden, werden die Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeiten bei Verwendung der Rohre 52 und 56 grosser. Diese Tatsache verbessert den Extraktionswirkungsgrad aus dem nachfolgend anhand von Fig. 5 beschriebenen Grund.

Es wurde mit einem Zentrifugal-Extraktor, dessen Rotor einen Aussendurchmesser von 300 mm und eine axiale Länge von 80 mm aufwies, eine Untersuchung durchgeführt, bei der Wasser als schwere Flüssigkeit, Kerosin als leichte Flüssigkeit und n-Butylamin als Extraktionsprodukt verwendet itfurde. Die Ergebnisse sind in Fig. 5 dargestellt. Auf der Abszisse ist die Strömungsgeschwindigkeit (in m/s) der durch die Löcher des Rohres hindurchgehenden Flüssigkeit und auf der

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Ordinate das relative Verhältnis der Extraktionsausbeuten bzw. der relative Extraktionsvd.rkungsgrad in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit aufgetragen, wobei der Extraktionswirkungsgrad bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,6 m/s zu 1 (eins) gewählt wurde. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit kleiner als 1,5 m/s ist, so ist - wie Fig. I zeigt - der Extraktionswirkungsgfad unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit konstant. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit grosser als 1,5 m/s ist, so steigt auch der Extraktionsttfirkungsgrad an. Bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 6 m/s ist der Extraktionswirkungsgrad etwa doppelt so gross wie bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,5 m/s.

Die Strömungswiderstände der Flüssigkeiten werden durch die Verwendung von Rohren als Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtungen verringertn, so dass die Strömungsgeschwindigkeiten der Flüssigkeiten vergrössert v/erden können, was zu einem besseren Extraktionswirkungsgrad führt.

Es wurden Untersuchungen durchgeführt, um den Zusammenhang zwischen den Abmessungen der schmalen Löcher in den Hohren und dem Extraktionswirkungsgrad festzustellen. Es wurde die Änderung des Extraktionswirkungsgrads bei Änderung des Durchmessers der Löcher zwischen 2 mm und 8 mm untersucht. Es konnte jedoch praktisch keine Änderung festgestellt werden. Die Form der Öffnungen oder Löcher im Kohr, etwa rechteckige Schlitze axt derselben Querschnittsfläche wie die runden Löcher ergab denselben Extraktionswirkungsgrad.

Aus den zuvor beschriebenen Untersuchungen ergab sich, dass die Strömungsgeschwindigkeit der durch das Loch fliessenden Flüssigkeit den grössten Einfluss auf den !Wirkungsgrad ausübte und dass die Strömungsgeschwindigkeit etwa 1,5 m/s gewählt werden sollte.

Die Fig. 6 und 7 zeigen v/eitere Ausführungsformen der

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vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird als Flüssigkeits-Verteilervorrichtung eine V-förmige Rinne 64 verwendet. An der Kante der V-förmigen Rinne 64 sind im festen Abstand zueinander eine grosse Anzahl von kleinen Löchern 66 ausgebildet. Die Rinne 64 ist an den Seitenplatten 14 bzw. 16 des Rotors 2 befestigt. Die V-förmigen Rinnen 64 an der äusseren Urafangsseite des Rotors sind etwas innerhalb des Einlasses 28 für die leichte Flüssigkeit in den Rotor 2 angeordnet. (Nicht dargestellte) Rinnen auf der inneren Umfangsseite sind etwas ausserhalb des Einlasses für die schxvere Flüssigkeit in den Rotor 2 angeordnet. Die über den Einlass 28 ins Innere des Rotors gelangende Flüssigkeit strömt in die V-förmigen Rinnen 64 und spritzt aus den kleinen Löchern 66.

Wenn das Verhältnis zwischen den Flüssigkeitsmengen der schweren Flüssigkeit und der leichten Flüssigkeit nahe 1 (eins) liegt, ist es wünschenswert, als Verteilungsvorrichtungen Rohre sowohl auf der Aussenumfangsseite als auch der Innenumfangsseite zu verwenden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Wenn das Verhältnis der Flüssigkeitsmengen der beiden Flüssigkeiten wesentlich grosser oder wesentlich kleiner als 1 (eins) ist, sollte die in Fig. 6 dargestellte V-förmige Rinne für die Verteilung der Flüssigkeit mit kleinerer Flüssigkeit sine ng e und das Rohr als Vorrichtung zur Verteilung der Flüssigkeit mit grösserer Flüssigkeitsmenge verwendet werden.

Dr. Gy

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Claims

PATENTANWÄLTE

SCHIFF V.FÜNER STREHL SCHÜBEL-HOPF EBBINGHAUS FINCK

MARIAHILF.- LATZ 2 & 3, MÜNCHEN 9O POSTADRESSE: POSTFACH 95 OI 6O, D-8O0O MÖNCHEN 95

HITACHI, LTD. 30. November 1978

DEA-5751

Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor

Patentansprüche

m Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor, bei dem eine Flüssigkeit mit einer grösseren spezifischen Dichte in einen inneren Umfangsbereich innerhalb eines Rotors und eine Flüssigkeit mit einer kleineren spezifischen Dichte in einen äusseren Umfangsbereich eingelassen wird, und die beiden Flüssigkeiten unter Ausnutzung des Unterschiedes von deren spezifischen Gewichten in direkten Kontakt gebracht werden, um ein in einem der Flüssigkeiten enthaltenes Extrakt in die andere Flüssigkeit zu bringen, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtungen (52, 56; 64) im äusseren und inneren Umfangsbereich inner-

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halb des Rotors (2) angeordnet sind, das? jede auf dem äusseren Umfangsbereich angeordnete Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtung (52; 64) mehrere Löcher (54-; 66) aufweist, die zum inneren Umfangsbereich hin offen sind, und dass jede auf dem inneren Urafangsbereich angeordnete Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtung (56) mehrere Löcher (58) aufweist, die zum äusseren Umfangsbereich hin offen sind, so dass die Flüssigkeit mit grösserer spezifischer Dichte aus den Löchern (58) der auf dem inneren Umfangsbereich angeordneten Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtunge/i (56) ins Innere des Rotors (2) ausströmt, zwischen den auf dem äusseren Umfangsbereich angeordneten Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtungen (54-; 64) hindurchgeht und weiter nach aussen gelangt, und die Flüssigkeit mit kleinerer spezifischer Dichte aus den Löchern (54; 66) der auf dem äusseren Umfangsbereich angeordneten Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtungen (52; 64) ins Innere des Rotors (2) ausströmt, zwischen den auf dem inneren Umfangsbereich angeordneten Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtungen (56) hindurchströmt und weiter nach innen gelangt.
2. Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtungen (52, 56; 64) in Umfangsrichtung des Rotors (2) in festgelegten Abständen angeordnet sind.
3· Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeits-Verteilungsvorrichtungen (52, 56) Rohre sind.
4. Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor nach einem der Ansprüche 1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, dass das eine Ende jedes Rohres mit einem Einlass (28, 40), durch den die Flüssigkeit in den Rotor (2) gelangt, verbunden und das andere Ende geschlossen ist.

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5* Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit-Verteilungsvorrichtungen (52, 56; 64) rinnenförraige Elemente- sind, die auf dem äusseren Umfangsbereich etwas innerhalb eines Einlasses (28) angeordnet sind, durch den die Flüssigkeit mit kleinerer spezifischer Dichte in den Rotor (2) gelangt, wobei die Kanten der rinnenförmigen Elemente zum inneren Umfangsbereich hinweisen, dass die auf dem inneren Umfangsbereich angeordneten Elemente etwas weiter aussen als ein Einlass (4-0) angebracht sind, durch den die Flüssigkeit mit grösserer spezifischer Dichte in den Rotor (2) gelangt, wobei die Kanten dieser Elemente zum äusseren Umfangsbereich hin weisen, und dass die Löcher (66) in den Kanten der Elemente (64)_: vorgesehen sind.
6- Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Enden ,jedes rinnenförmigen Elements (64) an den Innenwänden des Rotors (2) befestigt sind, so dass die in den Rotor (2) fliessende Flüssigkeit in den rinnenförmigen Elementen (64) bleibt.
7. Flüssig-Flüssig-Zentrifugal-Extraktor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit der durch -lie Locher (54* 58; 66) hindurchströmenden Flüssigkeit grosser als 1,5 ra/s i st.

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