ODublifcpwano»diila 10 listopada 1932 r. i l 'EKA Urzedu Patentowego POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 46407 KI. 1 a, 8 KI. internat. B 03 b Polska Akademia Nauk (Instytut Chemii Fizycznej)*) Warszawa, Polska Sposób formowania w ekslraktorze jednorodnej warstwy ciala stalego o niejednolitej wielkosci ziarn i urzqdzenie do stosowania tego sposobu Patent trwa od dnia 22 marca 1961 r.Jeden ze znanych sposobów formowania war¬ stwy materialu ziarnistego w ekstraktorze po¬ lega na wprowadzeniu do aparatu zawiesiny ciala stalego w cieczy* Jezeli ciecz odplywa z aparatu z predkoscia liniowa mniejsza od szybkosci sendymentacji ziarn, pozostaja one w aparacie tworzac warstwe o jednolitej struk¬ turze zarówno pod wzgledem granulometrycz- nyrn jak i porowatosci pod warunkiem, ze za¬ pewniono równomierne wprowadzanie zawie¬ siny.Przy takim prowadzeniu procesu ladowania mozna równoczesnie poddawac material klasy^ *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze wspól¬ twórcami wynalazku sa Prof. dr Stanislaw Bretsznajder i mgr Ryszard Marcinkowski. fikacji, dobierajac predkosc przeplywu cieczy tak, aby unosila ona ze soba tylko niektóre, niepozadane frakcje ziarn i w rezultacie otrzy¬ mywac warstwe o wymaganej przepuszczal¬ nosci dla cieczy, Znane dotychczas sposoby rozprowadzania zawiesiny, jak np. za pomoca nieruchomego Ukladu dysz, czy tez ramienia obrotowego za¬ opatrzonego w szereg otworów, spelniaja do¬ brze swoje zadania jedynie w tych przypad¬ kach, kiedy nie wystepuja duze róznice miedzy najwieksza i najmniejsza srednica ziarn ma¬ terialu i kiedy ciezar wlasciwy ciala stalego nie rózni sie zbytnio od ciezaru wlasciwego cieczy.Jezeli warunki te nie sa spelnione, to mimo wytworzenia strefy ruchu burzliwego w oto-czeniu dysz lub ramienia wystepuja na sku¬ tek bardzo duzej róznicy czasów opadania ziarn drobnych i grubych nierównomiernisci w bu¬ dowie warstwy. Ziarna grube opadaja w po¬ blizu otworów wylotowych, a drobniejsze od¬ powiednio coraz dalej. Warstwa taka wykazuje wtedy w róznych miejscach niejednakowa prze¬ puszczalnosc dla cieczy, co moze pewaznie za¬ klócic bieg ekstrakcji. W przypadku stosowa¬ nia ramienia obrotowego z szeregiem otwo¬ rów wyplywowych, zjawisko szkodliwej kla¬ syfikacji materialu moze wystapic juz w sa¬ mym ramieniu. Mianowipfe w strumieniu p*ze^ plywajacym przez poziomo polozone ramie ziar¬ na najgrubsze uloza sie przy jego samym dnie i w konsekwencji beda odprowadzane przez otwory znajdujace sie w poblizu osi aparatu, zas przese ptwory znajdujace sie na koncach ramienia beda wyplywaly prawie wylacznie ziarna drobne, co spowoduje w rezultacie stop- ndowe znnMeijsizande sie praepusizcizalnosci war¬ stwy w kierunku od osi ku sciankom aparatu.Dodatkowa wada wspomnianych wyzej spo¬ sobów jest brak moznosci nalezytego regulo¬ wania czasu sedymentacji, który w przypad¬ ku prowadzenia jednoczesnej klasyfikacji musi byc dokladnie ustalony i jednakowy w calym przekroju poprzecznym aparatu. Przy stosowa¬ niu tradycyjnych sposobów odprowadzania cie¬ czy z ekstraktora, jak np. otwory w pokrywie, czy sciankach bocznych aparatu, regulacja ta¬ ka jest mozliwa jedynie na drodze zmiany predkosci cieczy we wnetrzu aparatu, co stwa^ rza duze ograniczenia ze wzgledu na wydaj¬ nosc pompy, opory hydrauliczne przewodów, wzglednie mozliwosc sedymentacji zawiesiny w rurociagach przy zbyt malej predkosci prze¬ plywu. Poza tym przy tradycyjnych sposobach odprowadzania cieczy istnieje mozliwosc pow¬ stania pradów cieczy skierowanych ku okres¬ lonym, punktoam aipanatu, zwykle ku otworom odplywowym, co powoduje nagromadzenie sie (Jrpbnych ?larn w tych mjejscacji aparatu.Sposób bedacy przecjmjotem wynalazku umo¬ zliwia, uzyskanie calkowicie jednorodnej waiv $twy piala stalego i precyzyjne prowadzenie klasyfikacji w czasie Jaflpwania nawet w skraj¬ nie niekorzystnych przypadkach (np. zawiesi¬ ny typu gaiena^wocia), dajap moznosc regulOr wania czasu se4ymentacj| w barcjzo szerpjpcl) eranicacji.Polega on na zastosowaniu dwóch zespolów ramion obracajacych sie z jednakowa szybkos¬ cia, na wspólnej osi, z których jeden sluzy do równomiernego doprowadzenia w górnej czesci ekstraktora zawiesiny w cieczy, a drugi do odprowadzenia cieczy w dajacym sie regu¬ lowac odstepie czasu od chwili jej doprowa¬ dzenia.W poblizu wylotów ramion doprowadzajacych powstaje strefa burzliwego ruchu zawiesiny przesuwajaca sie wraz z ramieniem i przecho¬ dzaca stopniowo w strefe ruchu laimdnarnegio, rozciagajaca sie az do wlotów ramion odpro¬ wadzajacych ciecz z subtelna zawiesina bardzo drobnych i niepozadanych frakcji. Szerokosc strefy laiminarnej moznta regulowac aminieniajac kat miedzy zespolem ramion doprowadzajacych i odprowadzajacych. Niezaleznie od kata roz¬ warcia mozna regulo\vac czas przebywania za¬ wiesiny w strefie laminarnej, a co za tym idzie i czas sedymentacji (klasyfikacji) przez zmiiane szybkosci katowej zespolów ramion. Obydwie mozliwosci czasu sedymentacji nie wymagaja zmiany szybkosci przeplywu cieczy przez eks- traktor.Przyklad urzadzenia pracujacego sposobem wedlug wynalazku pokazuje schematyczny ry¬ sunek, ma któirym fig. 1 pnzedstawia ekstoktor w przekroju podluznym z urzadzeniem w wi¬ doku z iprzodu, flig. 2 — zespól raimtai zasila- jacyrh i odprowadzajacych w widoku z góry, fig. 3 — lopaitfci wyilotowe w wtidoku z przo¬ du, fig. 4 — lopatki wylotowe w widoku z boku i fig. 5 garnek rozdzielczy i zbiorczy w widoku z przodu.Dwoma zasadniczymi elementami urzadzenia sa: zespól ramion zasilajacych 1 i zespól ra¬ mion odprowadzajacych 2, zamocowane na ru¬ rze centralnej 3, bedacej jednoczesnie walem obracajacym cale urzadzenie. Zespól ramion za¬ silajacych sklada sie z peku rur polaczonych z rura centralna za pomoca garnka rozdziel¬ czego 4 i zaopatrzonych na wylotach w lopatki 5. Lopatki maja za zadanie nadawac strumie¬ niowi ksztalt wachlarza. Wloty ramion stano¬ wia jak gdyby przedluzenie rury centralnej, dzieki ezemu strumien zawiesiny rozdziela sie pomiedzy poszczególne rury nie zmieniajac por ezatlkowo kierunku (pionowego. Ramiiona odpro¬ wadzajace stanowia dwie rury o zamknietyeh koncach, przymocowane do garnka zbiorczego 6.Sa one zaopatrzone w szereg otworów. Zarówno wylPty ramion e4pr$wa(|3ajacyeh jak i dopro¬ wadzajacych sa rozmiesjepzone tak, aby kazdy z nich obejmowal swoim zasiegiem obszar pier- 4p}enipwy o jednakowej powierzchni, poza tym Otwory §9 rozmieszczone niesymetrycznie wzgle¬ dem m aparatu. Garnejc zbiorczy 6 jest przy¬ kryty kolpakiem 7 przymocowanym do pokry- — 2 —* wy 8 apara|i| } eaecalrceny w rure odlotowa 9. Doprowadzenie cieczy do rury centralnej odbywa sie za pomoca kolpaka i rury doloto¬ wej 10. Miejsca styku rury centralnej z kol¬ pakami sa zaopatrzone w odpowiedinde uszczel¬ nienia (np. dlawicowe). Garnek zbiorczy 6 jest polaczony z garnkiem rozdzielczym 4 za pomoca kolnierzy, co umozliwia zmiane kata a miedzy zespolami ramion w granicach od 0° do 180°. W przypadku rozmieszczenia' ramion tylko z jednej strony osi ekstraktora, kat a mozna zmieniac w granicach do 360°. Calemu urzadzeniu nadawany jest ruch obrotowy za posrednictwem przekladni zebatej 11.Sposób dzialania urzadzenia jest nastepujacy: Zawiesina ciala stalego w cieczy doprowadzo¬ na do rury centralnej 3 rozdziela sie calkowi¬ cie równomiernie miedzy poszczególne ramior na zasilajace 1. Dzieki temu, ze rozdzial na¬ stepuje w strumieniu pionowym sklad zawie¬ siny we wszystkich ramionach jest jednako¬ wy. Nastepnie zawiesina pada na lopatki 5, które nadaja strumieniom forme wachlarza o szerokosci odwrotnie proporcjonalnej do odle¬ glosci wylotu ramienia od osi aparatu (osiaga sie to przez stopniowe zwezenie lopatek w mia¬ re zwiekszenia sie ich odleglosci od osi apa¬ ratu). Dzieki niesymetrycznemu rozmieszczeniu otworów wylotowych obszary przez nie zasila¬ ne czesciowo sie pokrywaja, co dodatkowo po¬ lepsza równomiernosc warstwy.We wnetrzu aparatu ciecz przeplywa stru¬ mieniem równoleglym do krawedzi aparatu w kierunku otworów ramion odprowadzajacych, przedostaje sie przez nie do wnetrza ramion odprowadzajacych 2 i nastepnie garnka zbior¬ czego 6, po czym rura 9 odplywa z aparatu.Jezeli predkosc liniowa cieczy w aparacie jest mala w porównaniu z predkoscia obwodowa urzadzenia, czas przebywania cieczy w ekstrak- torze jest jednakowy w calym przekroju po¬ przecznym aparatu i zalezy jedynie od pred¬ kosci katowej ramion i kata a miedzy zespo¬ lami zasilajacym i odprowadzajacym. Ponie¬ waz obie te wielkosci daja sie regulowac nie¬ zaleznie od siebie w szerokich granicach, ist¬ nieje moznosc regulacji czasu przebywania cie¬ czy w aparacie i co za tym idzie, moznosc bardzo precyzyjnego prowadzenia sedymentacji i klasyfikacji ladowanego materialu, bez zmia¬ ny predkosci przeplywu cieczy przez aparat. PL