RU171757U1

RU171757U1 - CENTRIFUGAL EXTRACTOR

Info

Publication number: RU171757U1
Application number: RU2017105859U
Authority: RU
Inventors: Виктор Сергеевич Скачков
Priority date: 2017-02-22
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2017-06-15

Abstract

Полезная модель относится к конструкциям центробежных экстракторов для экстракционного процесса с системой жидкость - жидкость. Техническим результатом является повышение надежности и срока эксплуатации центробежного экстрактора за счет упрощения конструкции механизма плавной регулировки радиального положения эмульсионного слоя во вращающемся роторе. Технический результат достигается тем, что центробежный экстрактор содержит привод, подшипниковую опору с фланцем и установленным в ней приводным валом, корпус со смесительной камерой с входными патрубками и камерами сбора разделенных тяжелой и легкой фаз с выходными патрубками, закрепленные жестко на приводном валу крышку с соосным приводному валу переливным отверстием, диск с переточными отверстиями и ротор, разделительную камеру, образованную диском с ротором, на входе в которую размещен механизм подачи смеси фаз из смесительной камеры, а на выходе сообщающуюся через трубки в стенке ротора с камерой сбора легкой фазы и через переточные отверстия диска с гидрозатвором, образованным диском с крышкой и сообщающимся через переливное отверстие крышки с камерой сбора тяжелой фазы, а в корпусе со стороны привода через зазор с крышкой соосно приводному валу сочленен кольцевой зазорообразующий элемент, связанный с механизмом регулирования его положения, включающим приводной элемент, установленный в отверстии фланца подшипниковой опоры, и фиксатор, причем поверхность переливного отверстия в крышке выполнена цилиндрической, зазорообразующий элемент выполнен в форме размещенных с зазором друг с другом с возможностью относительного поворота подвижного и неподвижного колец, закрепленных соответственно на подвижной втулке и неподвижной втулке, закрепленной жестко на фланце подшипниковой опоры, наружные торцы колец размещены в гидрозатворе внутри переливного отверстия крышки с зазором с его цилиндрической поверхностью и на них выполнены перекрывающие друг друга в направлении оси приводного вала секторные пазы с подобными выступами, а механизм регулирования выполнен в виде кулисной передачи поворота от приводного элемента к подвижной втулке, в виде находящихся в зацеплении кулисы, закрепленной на подвижной втулке, кривошипа, закрепленного на приводном элементе, и установленного на кривошипе с возможностью поворота ползуна, сочлененного с кулисой в качестве подвижной направляющей. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to designs of centrifugal extractors for an extraction process with a liquid-liquid system. The technical result is to increase the reliability and service life of a centrifugal extractor by simplifying the design of the mechanism for smooth adjustment of the radial position of the emulsion layer in a rotating rotor. The technical result is achieved by the fact that the centrifugal extractor comprises a drive, a bearing support with a flange and a drive shaft installed in it, a housing with a mixing chamber with inlet pipes and collection chambers of separated heavy and light phases with output pipes, a cover with a coaxial drive fixed to the drive shaft a shaft with an overflow hole, a disk with overflow holes and a rotor, a separation chamber formed by a disk with a rotor, at the inlet of which there is a mechanism for supplying a mixture of phases from the mixing chamber measures, and at the outlet it communicates through the tubes in the wall of the rotor with the light phase collection chamber and through the transfer openings of the disk with a water lock formed by the disk with the cover and communicating through the cover overflow hole with the heavy phase collection chamber, and in the case from the drive side through the gap with the cover coaxially with the drive shaft, an annular gap-forming element is connected associated with a mechanism for adjusting its position, including a drive element mounted in the hole of the bearing support flange, and a latch, the surface of the drain hole in the lid is cylindrical, the gap-forming element is made in the form of a gap placed with a gap with each other with the possibility of relative rotation of the movable and fixed rings, mounted respectively on the movable sleeve and the fixed sleeve, fixed rigidly on the bearing support flange, the outer ends of the rings are placed in the valve inside overflow hole cover with a gap with its cylindrical surface and they are made overlapping each other in the direction of the axis of the drive shaft sector grooves with similar protrusions, and the control mechanism is made in the form of a rocker transmission of rotation from the drive element to the movable sleeve, in the form of a gear link mounted on the movable sleeve, a crank mounted on the drive element and mounted on the crank with the possibility of rotation of the slide, articulated to the wings as a movable guide. 3 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к конструкциям центробежных экстракторов для проведения экстракционного процесса в системе жидкость-жидкость, в особенности к центробежным экстракторам с плавной регулировкой радиального положения эмульсионного слоя во вращающемся роторе, обеспечивающей достижение максимальной производительности технологического процесса без его остановки, в том числе в многоступенчатом экстракционном аппарате, и может быть использована в гидрометаллургической, радиохимической, фармацевтической и других отраслях промышленности.The utility model relates to designs of centrifugal extractors for carrying out an extraction process in a liquid-liquid system, in particular to centrifugal extractors with smooth adjustment of the radial position of the emulsion layer in a rotating rotor, which ensures maximum productivity of the process without stopping it, including in a multi-stage extraction apparatus , and can be used in hydrometallurgical, radiochemical, pharmaceutical and other industries shlennosti.

Известен центробежный экстрактор (авторское свидетельство SU №1825641 А1, МПК B01D 11/04, опубл. 07.07.1993), включающий привод, подшипниковую опору, ротор, смесительную камеру, карманы сбора фаз, транспортирующее устройство, регулируемый гидрозатвор, состоящий из неподвижного диска с отверстиями и подвижного, кинематически связанного со штоком, крышку. Экстрактор снабжен отбойными диском, а шток установлен на нем эксцентрично оси ротора, при этом его кинематическая связь с подвижным диском выполнена в виде зубчатого зацепления, шестерня которого установлена на штоке, а на отбойном диске установлены упоры, фиксирующие подвижный диск, а в крышке аппарата выполнено герметизирующее отверстие ввода инструмента привода штока.Known centrifugal extractor (copyright certificate SU No. 1825641 A1, IPC B01D 11/04, publ. 07/07/1993), including a drive, bearing support, rotor, mixing chamber, phase collection pockets, conveying device, adjustable water seal, consisting of a fixed disk with holes and a movable, kinematically connected with the rod, cover. The extractor is equipped with a baffle disk, and the rod is mounted on it eccentrically to the rotor axis, while its kinematic connection with the movable disk is in the form of gearing, the gear of which is mounted on the rod, and stops are fixed on the baffle plate fixing the movable disk, and in the cover of the apparatus sealing hole for the input of the stem drive tool.

Недостатком экстрактора является сложность выполнения зубчатого зацепления шестерни штока с подвижным диском и необходимость остановки вращения ротора и технологического процесса для регулировки гидрозатвора и установки оптимального радиального положения эмульсионного слоя в роторе.The disadvantage of the extractor is the difficulty of gearing the pinion of the rod with the movable disk and the need to stop the rotation of the rotor and the process to adjust the valve and set the optimal radial position of the emulsion layer in the rotor.

Известен центробежный экстрактор (патент на полезную модель RU №147410 U1, МПК B01D 11/04, опубл. 10.11.2014), содержащий корпус, на съемной крышке которого установлен привод с валом, жестко связанным с ротором, внутренние стенки ротора образуют разделительную камеру, в которой со стороны приводного вала размещен механизм вывода легкой и тяжелой фаз, выполненный в виде кольцевой перегородки, жестко закрепленной на роторе, сквозные переливные отверстия, сквозные периферийные радиальные переточные отверстия для вывода отделенной легкой фазы и сквозные переточные отверстия для вывода отделенной тяжелой фазы этого механизма сообщены соответственно с карманами для сбора разделенных легкой и тяжелой фаз, которые выполнены в корпусе и сообщены соответственно с выходными патрубками, при этом зазорообразующий элемент механизма жестко закреплен на штоке, который установлен соосно приводному валу с возможностью продольного перемещения и фиксации, а часть корпуса под ротором служит смесительной камерой, которая через лопастный транспортирующий механизм связана с разделительной камерой и имеет лопастную мешалку и входные патрубки. Переливное отверстие вывода легкой фазы выполнено в нижнем фигурном элементе со стороны разделительной камеры для сообщения с переточными отверстиями вывода легкой фазы, а зазорообразующий элемент, диаметр которого больше диаметра переливного отверстия, закреплен на штоке в разделительной камере и установлен между нижним фигурным элементом и донной частью разделительной камеры. Продольно перемещающийся шток установлен в разделительной камере с возможностью поворота вокруг своей оси, при этом в его зазорообразующем элементе и в нижнем фигурном элементе с переливным отверстием для легкой фазы выполнены секторные пазы, частично перекрывающиеся при повороте.Known centrifugal extractor (patent for utility model RU No. 147410 U1, IPC B01D 11/04, publ. 10.11.2014), comprising a housing, on a removable cover of which there is a drive with a shaft rigidly connected to the rotor, the inner walls of the rotor form a separation chamber, in which, on the drive shaft side, a light and heavy phase output mechanism is placed, made in the form of an annular partition rigidly fixed to the rotor, through overflow openings, through peripheral radial transfer openings for outputting the separated light phase and through Serial openings for outputting the separated heavy phase of this mechanism are respectively connected with pockets for collecting the separated light and heavy phases, which are made in the housing and communicated respectively with the outlet pipes, while the gap-forming element of the mechanism is rigidly fixed to the rod, which is mounted coaxially with the drive shaft with the possibility of longitudinal displacement and fixation, and the part of the housing under the rotor serves as a mixing chamber, which is connected through the blade transporting mechanism to the separation chamber and and EET paddle and inlets. An overflow outlet for the output of the light phase is made in the lower figured element from the side of the separation chamber for communication with overflow openings for the outlet for the easy phase, and a gap-forming element, the diameter of which is larger than the diameter of the overflow hole, is fixed on the rod in the separation chamber and is installed between the lower figured element and the bottom of the separation cameras. A longitudinally moving rod is mounted in the separation chamber with the possibility of rotation around its axis, while in its gap-forming element and in the lower figured element with an overflow hole for the light phase sector grooves are made, partially overlapping during rotation.

Недостатком экстрактора является сложность установки осевого перемещения и поворота штока с зазорообразующим элементом с последующим их закреплением и необходимость остановки вращения ротора и технологического процесса для плавной регулировки диаметра свободной поверхности отделенной легкой фазы и установки оптимального радиального положения эмульсионного слоя в роторе.The drawback of the extractor is the difficulty in installing the axial movement and rotation of the rod with a gap-forming element with their subsequent fixing and the need to stop the rotation of the rotor and the process for smoothly adjusting the diameter of the free surface of the separated light phase and setting the optimal radial position of the emulsion layer in the rotor.

Наиболее близким по совокупности технических признаков и достигаемому техническому результату к предложению заявителя является центробежный экстрактор (патент на полезную модель RU №135523 U1, МПК B01D 11/04, опубл 20.12.2013), содержащий корпус и размещенные в нем смесительную камеру с входными патрубками, камеры сбора разделенных тяжелой и легкой фаз с выходными патрубками и размещенную между ними разделительную камеру, образованную стенкой ротора, жестко закрепленного на приводном валу, и диском, жестко закрепленным на том же валу с зазором относительно стенки ротора, на входе в разделительную камеру размещен механизм подачи смеси из смесительной камеры, на выходе из ротора с зазором относительно диска разделительной камеры жестко закреплена крышка с отверстием, соосным приводному валу, а в корпусе со стороны привода через зазор от крышки соосно валу по резьбе сочленен кольцевой фигурный зазорообразующий элемент, который связан с механизмом регулирования его положения в виде приводного элемента, установленного в отверстии корпуса, и фиксатора в виде прижимной гайки, разделительная камера при этом через трубки в стенке ротора связана с камерой сбора легкой фазы. Резьба сочленения кольцевого фигурного зазорообразующего элемента с корпусом выполнена между корпусом и внутренней стенкой этого элемента и имеет направление вращения, противоположное направлению вращения вала привода ротора, при этом приводной элемент механизма регулирования связан с зазорообразующим элементом через зубчатую передачу в виде двух, находящихся в зацеплении, цилиндрических прямозубых шестерен, одна из которых – ведомая - выполнена на внешней стенке зазорообразующего элемента, а другая - ведущая - на приводном элементе, при этом фиксатор выполнен в виде разрезной цанги, размещенной на нем между корпусом и прижимной гайкой, а в отверстии корпуса между приводным элементом и стенкой размещена герметичная втулка из фторопласта. На свободном конце приводного элемента механизма регулирования положения и фиксации зазорообразующего элемента закреплена рукоять, а на корпусе в зоне рукояти - лимб.The closest technical combination and technical result achieved to the applicant’s proposal is a centrifugal extractor (utility model patent RU No. 135523 U1, IPC B01D 11/04, published on 12/20/2013), comprising a housing and a mixing chamber placed in it with inlet pipes, collection chambers of separated heavy and light phases with outlet pipes and a separation chamber located between them, formed by the wall of the rotor rigidly mounted on the drive shaft, and a disk rigidly mounted on the same shaft with a clearance of the rotor wall, at the entrance to the separation chamber there is a mechanism for supplying the mixture from the mixing chamber, at the exit of the rotor with a gap relative to the disk of the separation chamber, a cover with a hole coaxial to the drive shaft is rigidly fixed, and in the housing from the drive side through the gap from the cover, it is coaxial to the shaft along the thread is articulated with an annular shaped gap-forming element, which is connected with a mechanism for regulating its position in the form of a drive element installed in the housing hole, and a latch in the form of a clamping nut, a separator In this case, the first chamber is connected through the tubes in the rotor wall to the light phase collection chamber. The thread of the joint of the annular shaped gap-forming element with the housing is made between the housing and the inner wall of this element and has a direction of rotation opposite to the direction of rotation of the rotor drive shaft, while the drive element of the control mechanism is connected to the gap-forming element through a gear in the form of two engaged cylindrical spur gears, one of which is driven - made on the outer wall of the gap-forming element, and the other - driving - on the drive element , The retainer is formed as a split collet disposed thereon between the housing and the clamping nut, and in the housing bore between the drive element and the wall of the sleeve is placed sealed fluoroplastic. A handle is fixed on the free end of the drive element of the position control mechanism and fixing the gap-forming element, and a limb is fixed on the housing in the handle area.

Недостатком центробежного экстрактора является сложность выполнения зубчатой передачи в виде двух сочленяющихся шестерен и возможность соприкосновения вращающегося ротора с неподвижным зазорообразующим элементом, что усложняет и удорожает конструкцию и снижает ее надежность.The disadvantage of a centrifugal extractor is the difficulty of gearing in the form of two mating gears and the possibility of contact of a rotating rotor with a stationary gap-forming element, which complicates and increases the cost of the design and reduces its reliability.

Сущность предлагаемого технического решения состоит в упрощении и удешевлении конструкции зазорообразующего элемента и механизма его регулирования и повышении надежности и срока эксплуатации центробежного экстрактора.The essence of the proposed technical solution is to simplify and cheapen the design of the gap-forming element and the mechanism for its regulation and to increase the reliability and life of the centrifugal extractor.

Указанный технический результат достигается в предложенном центробежном экстракторе, содержащем привод, подшипниковую опору с фланцем и установленным в ней приводным валом, корпус со смесительной камерой с входными патрубками и камерами сбора разделенных тяжелой и легкой фаз с выходными патрубками, закрепленные жестко на приводном валу крышку с соосным приводному валу переливным отверстием, диск с переточными отверстиями и ротор, образованную диском с ротором разделительную камеру, на входе в которую размещен механизм подачи смеси фаз из смесительной камеры, а на выходе сообщающуюся через трубки в стенке ротора с камерой сбора легкой фазы и через переточные отверстия диска с гидрозатвором, образованным диском с крышкой, сообщающимся через переливное отверстие крышки с камерой сбора тяжелой фазы, а в корпусе со стороны привода через зазор с крышкой соосно приводному валу сочленен кольцевой зазорообразующий элемент, связанный с механизмом регулирования его положения, включающим приводной элемент, установленный в отверстии фланца подшипниковой опоры, и фиксатор, за счет того, что поверхность переливного отверстия в крышке выполнена цилиндрической, зазорообразующий элемент выполнен в форме размещенных с зазором друг с другом с возможностью относительного поворота подвижного и неподвижного колец, закрепленных соответственно на подвижной втулке и неподвижной втулке, закрепленной жестко на фланце подшипниковой опоры, наружные торцы колец размещены в гидрозатворе внутри переливного отверстия крышки с зазором с его цилиндрической поверхностью и на них выполнены перекрывающие друг друга в направлении оси приводного вала секторные пазы с подобными выступами, а механизм регулирования выполнен в виде кулисной передачи поворота от приводного элемента к подвижной втулке в виде находящихся в зацеплении кулисы, закрепленной на подвижной втулке, кривошипа, закрепленного на приводном элементе, и установленного на кривошипе с возможностью поворота ползуна, сочлененного с кулисой в качестве подвижной направляющей. Кроме того, кулиса выполнена в виде стержня, а в ползуне выполнено отверстие, в котором размещен с зазором стержень. Подвижное кольцо расположено между диском и неподвижным кольцом, а неподвижная втулка размещена снаружи подвижной втулки и в ней выполнен секторный паз, в котором размещен с зазором стержень. Секторные пазы и выступы на обоих кольцах размещены аксиально симметрично и с одинаковым количеством, а секторные выступы одного из колец превышают по азимутальному углу ответные секторные пазы другого кольца.The specified technical result is achieved in the proposed centrifugal extractor, comprising a drive, a bearing support with a flange and a drive shaft installed in it, a housing with a mixing chamber with inlet pipes and collection chambers of separated heavy and light phases with output pipes, a cover with a coaxially fixed to the drive shaft a drive shaft with an overflow hole, a disk with overflow holes and a rotor, a separation chamber formed by a disk with a rotor, at the input of which there is a mixture feeding mechanism h from the mixing chamber, and at the outlet it communicates through the tubes in the wall of the rotor with the light phase collection chamber and through the transfer openings of the disk with a water lock formed by the disk with the cover communicating through the cover overflow hole with the heavy phase collection chamber, and in the case from the drive side through a gap with a cover coaxially with the drive shaft is connected to an annular gap-forming element connected with a mechanism for regulating its position, including a drive element installed in the hole of the bearing support flange, and a latch, for the fact that the surface of the overflow hole in the cover is cylindrical, the gap-forming element is made in the form of a gap-mounted relative to each other with the possibility of relative rotation of the movable and fixed rings mounted respectively on the movable sleeve and the stationary sleeve fixed rigidly on the bearing support flange, outer ends the rings are placed in the hydraulic lock inside the overflow hole of the cover with a gap with its cylindrical surface and they are made overlapping each other in the direction and the axis of the drive shaft sector grooves with similar protrusions, and the control mechanism is made in the form of a rocker transmission of rotation from the drive element to the movable sleeve in the form of a gear link mounted on the movable sleeve, a crank mounted on the drive element and mounted on the crank with the possibility rotation of the slider articulated with the wings as a movable guide. In addition, the link is made in the form of a rod, and a hole is made in the slider in which the rod is placed with a gap. The movable ring is located between the disk and the stationary ring, and the fixed sleeve is placed outside the movable sleeve and a sector groove is made in it, in which the rod is placed with a gap. Sector grooves and protrusions on both rings are axially symmetrical and with the same number, and sector protrusions of one of the rings exceed the corresponding sector grooves of the other ring in the azimuthal angle.

Плавный поворот во вращающемся роторе подвижного кольца с втулкой с использованием приводного элемента и кулисной передачи относительно аналогичных неподвижных кольца с втулкой изменяет открытое для протока тяжелой фазы сечение совпадающей части секторных пазов в переливном отверстии крышки, гидравлическое сопротивление гидрозатвора и радиальное положение эмульсионного слоя в роторе. По сравнению с прототипом упрощена и удешевлена конструкция предложенных зазорообразующего элемента и механизма его регулирования и исключена возможность контакта зазорообразующего элемента с вращающимся ротором, что увеличивает надежность и срок эксплуатации центробежного экстрактора.A smooth rotation in a rotating rotor of a movable ring with a sleeve using a drive element and a rocker gear relative to similar fixed rings with a sleeve changes the section of the coincident part of the sector grooves in the overflow hole of the cover open for the heavy phase duct, the hydraulic resistance of the hydraulic seal and the radial position of the emulsion layer in the rotor. Compared with the prototype, the design of the proposed gap-forming element and the mechanism of its regulation is simplified and cheapened, and the possibility of contact of the gap-forming element with a rotating rotor is excluded, which increases the reliability and life of the centrifugal extractor.

Таким образом, заявленная полезная модель является техническим решением поставленной задачи, сущность которого выражается в новой совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного заявителем нового технического результата, что предопределяет ее соответствие критериям патентоспособности.Thus, the claimed utility model is a technical solution to the problem, the essence of which is expressed in a new set of essential features, sufficient to achieve the new technical result indicated by the applicant, which determines its compliance with the patentability criteria.

На фиг. 1 схематично изображен предложенный центробежный экстрактор в разрезе, на фиг. 2 схематично изображено сечение А-А фиг. 1 с видом зазорообразующего элемента и механизма его регулирования в увеличенном масштабе.In FIG. 1 schematically shows the proposed centrifugal extractor in section, in FIG. 2 schematically shows section AA of FIG. 1 with a view of the gap-forming element and its regulation mechanism on an enlarged scale.

Центробежный экстрактор включает корпус 1 со смесительной камерой 2 с входными патрубками 3, камерами 4 и 5 сбора разделенных тяжелой и легкой фаз с выходными патрубками 6, подшипниковую опору 7 с фланцем 8 и приводным валом 9, сочленяющимся с приводом 10 через муфту 11. На приводном валу 9 жестко закреплены диск 12 с переточными отверстиями 13, ротор 14, образующий с диском 12 разделительную камеру 15, с пластинами 16 и размещенным на ее входе механизмом 17 подачи смеси и на выходе - трубками 18 вывода разделенной легкой фазы с переливными отверстиями 19, сообщающимися с камерой 5, мешалка 20, крышка 21, образующая с диском 12 гидрозатвор 22, с соосным приводном валу 9 переливным отверстием 23 с цилиндрической поверхностью для вывода разделенной тяжелой фазы, сообщающимся с камерой 4. Пластины 16 предотвращают уменьшение угловой скорости эмульсии в роторе 14 и разгораживают объем разделительной камеры 15 на несколько, например 4, секций, в каждой из которых размещена трубка 18. На фланце 8 концентрично приводном валу 9 между приводом 10 и через кольцевой зазор 24 с крышкой 21 размещен кольцевой зазорообразующий элемент, выполненный в форме размещенных с зазором друг с другом подвижного 25 и неподвижного 26 колец, закрепленных соответственно на подвижной 27 и неподвижной 28 втулках. Неподвижная втулка 28 жестко закреплена на фланце 8, а внутри нее с возможностью поворота установлена подвижная втулка 27.The centrifugal extractor includes a housing 1 with a mixing chamber 2 with inlet pipes 3, chambers 4 and 5 for collecting the separated heavy and light phases with output pipes 6, a bearing support 7 with a flange 8 and a drive shaft 9, articulated with the drive 10 through the coupling 11. On the drive a disk 12 is rigidly fixed to the disk 12 with the overflow holes 13, the rotor 14, forming a separation chamber 15 with the disk 12, with the plates 16 and the mixture supply mechanism 17 located at its input and at the output, with the output tubes 18 of the separated light phase with overflow holes 19, co combining with the chamber 5, the mixer 20, the cover 21, which forms a water lock 22 with the disk 12, with a coaxial drive shaft 9 with an overflow hole 23 with a cylindrical surface for outputting the separated heavy phase in communication with the chamber 4. The plates 16 prevent the angular velocity of the emulsion in the rotor 14 from decreasing and unfold the volume of the separation chamber 15 into several, for example 4, sections, in each of which a tube is placed 18. On the flange 8 concentric to the drive shaft 9 between the drive 10 and through the annular gap 24 with the cover 21 is placed an annular gap-forming ith element made in the form of movable 25 and fixed 26 rings placed with a gap with each other, mounted on movable 27 and fixed 28 bushings, respectively. The stationary sleeve 28 is rigidly fixed to the flange 8, and inside it is rotatable mounted sleeve 27.

Наружные торцы подвижного 25 и неподвижного 26 колец размещены внутри переливного отверстия 23 с зазором 24 с его цилиндрической поверхностью и на них выполнены перекрывающие друг друга в направлении оси приводного вала 9 секторные пазы 29 (Фиг. 2) с подобными секторными выступами 30 (Фиг. 2), одинаковыми по количеству N и симметрично размещенными по азимутальному углу, например по N=3 паза и N=3 выступа в каждом кольце. Азимутальный угол ϕ₁ паза 29 подвижного кольца 25, равный ϕ₁=π/N=60°, меньше азимутального угла ϕ₂ выступа 30 неподвижного кольца 26 на небольшую величину, например Δϕ=4°, что приводит к ϕ₂=ϕ₁+Δϕ=64°. При этом азимутальный угол выступа подвижного кольца 25 тоже равен ϕ₁=60° и превышает азимутальный угол паза неподвижного кольца 26, равный ϕ₃=ϕ₁-Δϕ=56°. Радиальный размер секторных пазов 29 на обоих кольцах существенно больше, например в 10-50 раз, аналогичной величины для кольцевого зазора 24, который устанавливается минимально возможным, например равным 0,2-0,5 мм, что необходимо для предотвращения касания колец с вращающейся вместе с ротором 14 крышкой 21, как при регулировке, так и в закрепленном состоянии.The outer ends of the movable 25 and stationary 26 rings are placed inside the overflow hole 23 with a gap 24 with its cylindrical surface and they are made overlapping each other in the direction of the axis of the drive shaft 9 sector grooves 29 (Fig. 2) with similar sector projections 30 (Fig. 2 ), the same in number N and symmetrically placed along the azimuthal angle, for example, N = 3 grooves and N = 3 protrusions in each ring. The azimuthal angle ϕ _{1 of the} groove 29 of the movable ring 25, equal to ϕ ₁ = π / N = 60 °, is smaller than the azimuthal angle ϕ _{2 of the} protrusion 30 of the stationary ring 26 by a small amount, for example Δϕ = 4 °, which leads to ϕ ₂ = ϕ ₁ + Δϕ = 64 °. In this case, the azimuthal angle of the protrusion of the movable ring 25 is also equal to ϕ ₁ = 60 ° and exceeds the azimuthal angle of the groove of the stationary ring 26, equal to ϕ ₃ = ϕ ₁ -Δϕ = 56 °. The radial size of the sector grooves 29 on both rings is significantly larger, for example, 10-50 times, similar to the size for the annular gap 24, which is set to the minimum possible, for example, equal to 0.2-0.5 mm, which is necessary to prevent the rings from touching together with the rotor 14 of the cover 21, both during adjustment and in the fixed state.

Подвижная втулка 27 связана с механизмом кулисной передачи ее ограниченного по азимутальному углу поворота вокруг оси приводного вала 9, включающим приводной элемент в виде штока 31, связанного с подвижной втулкой 27 через находящиеся в зацеплении кулисы - стержня 32, закрепленного на подвижной втулке 27, кривошипа - пластины 33, закрепленной на штоке 31, и установленного на пластине 33 с возможностью поворота ползуна 34 в виде цилиндра с диаметральным отверстием, в котором размещен с зазором стержень 32. В неподвижной втулке 28 выполнен секторный паз 35 (Фиг. 2), в котором размещен с зазором стержень 32. Шток 31 установлен в отверстии фланца 8 герметично с возможностью поворота и фиксации за счет установки на нем в отверстии фланца 8 герметизирующей втулки 36, охватывающей шток 31 по скользящей посадке, например из фторопласта и цангового зажима 37, а снаружи корпуса 1 - накидной гайки 38 и рукояти 39. Цанговый зажим 37 с взаимодействующей с ним накидной гайкой 38 образуют фиксатор механизма регулирования положения зазорообразующего элемента и вместе с рукоятью 39 доступны для манипуляций снаружи корпуса 1. На наружной поверхности фланца 8 в зоне рукояти 39 закреплен лимб 40 с угловыми делениями для контроля угла поворота штока 31, при котором ползун 34 перемещается по дуге окружности 41 (фиг. 2), а стержень 32, подвижные втулка 27 и кольцо 25 поворачиваются на ограниченный азимутальный угол вокруг оси приводного вала 9. Привод 10 и подшипниковая опора 7 с фланцем 8, приводным валом 9, ротором 14 и зазорообразующим элементом с механизмом регулирования его положения объединены в единый выемной узел, который при необходимости его ремонта и замены может быть извлечен из корпуса 1, в том числе и дистанционно, с минимальной потерей времени на остановку производственного процесса.The movable sleeve 27 is connected with the mechanism of the rocker transmission of its azimuthal rotation angle limited around the axis of the drive shaft 9, including the drive element in the form of a rod 31 connected to the movable sleeve 27 through the gear link, the rod 32 mounted on the movable sleeve 27, the crank - plate 33, mounted on the rod 31, and mounted on the plate 33 with the possibility of rotation of the slider 34 in the form of a cylinder with a diametrical hole in which the rod 32 is placed with a gap. In the stationary sleeve 28, a sector groove is made 35 (Fig. 2), in which the rod 32 is placed with a gap. The rod 31 is installed in the hole of the flange 8 hermetically with the possibility of rotation and fixation by installing on it in the hole of the flange 8 a sealing sleeve 36, covering the rod 31 in a sliding fit, for example from fluoroplastic and collet clamp 37, and outside the housing 1 - the union nut 38 and the handle 39. The collet clip 37 with the coupling nut 38 interacting with it form a locking mechanism for adjusting the position of the gap-forming element and together with the handle 39 are accessible for manipulation from the outside pus 1. On the outer surface of the flange 8 in the area of the handle 39 is fixed limb 40 with angular divisions to control the angle of rotation of the rod 31, at which the slider 34 moves along the arc of a circle 41 (Fig. 2), and the rod 32, the movable sleeve 27 and the ring 25 are rotated by a limited azimuthal angle around the axis of the drive shaft 9. The drive 10 and the bearing support 7 with the flange 8, the drive shaft 9, the rotor 14 and the gap-forming element with a mechanism for adjusting its position are combined a single pull-out unit, which, if necessary, can be removed and removed from case 1, including remotely, with minimal loss of time to stop the production process.

Центробежный экстрактор работает следующим образом.Centrifugal extractor works as follows.

После включения вращения привода 10 исходные растворы по входным патрубкам 3 подают в смесительную камеру 2, где они перемешиваются мешалкой 20 для осуществления массопередачи компонентов смеси, и образовавшаяся эмульсия подается механизмом 17 подачи смеси фаз во вращающийся ротор 14. Под действием центробежной силы за счет разности плотностей фаз эмульсия в разделительной камере 15 между пластинами 16 расслаивается на составные фазы с образованием трех кольцевых слоев: слоя чистой легкой фазы в приосевой зоне, слоя чистой тяжелой фазы в периферийной зоне и расположенного между ними эмульсионного слоя. Легкая фаза через переливное отверстие 19 по трубке 18 выводится из ротора 14 в камеру сбора 5 и по патрубку 6 наружу центробежного экстрактора. Тяжелая фаза через переточные отверстия 13 поступает в гидрозатвор 22, транспортируется в приосевую зону к переливному отверстию 23 и выводится из ротора 14 в периферийном направлении через зазор 24 в камеру сбора 4 и по патрубку 6 наружу центробежного экстрактора.After turning on the rotation of the actuator 10, the initial solutions are fed through the inlet pipes 3 to the mixing chamber 2, where they are mixed with a mixer 20 for mass transfer of the components of the mixture, and the resulting emulsion is fed by the phase mixture supply mechanism 17 to the rotating rotor 14. Under the action of centrifugal force due to the difference in densities phases, the emulsion in the separation chamber 15 between the plates 16 is stratified into composite phases with the formation of three annular layers: a layer of pure light phase in the axial zone, a layer of pure heavy phase in the serial zone and the emulsion layer located between them. The light phase through the overflow hole 19 through the tube 18 is discharged from the rotor 14 into the collection chamber 5 and through the pipe 6 to the outside of the centrifugal extractor. The heavy phase through the overflow holes 13 enters the hydraulic lock 22, is transported to the axial zone to the overflow hole 23 and is discharged from the rotor 14 in the peripheral direction through the gap 24 into the collection chamber 4 and through the nozzle 6 to the outside of the centrifugal extractor.

При увеличении расходов исходных растворов радиальный размер эмульсионного слоя в роторе 14 увеличивается, и появляются взаимные уносы фаз, ухудшающие технологические показатели процесса, что предопределяет необходимость их целенаправленной регулировки. К аналогичному результату приводит и изменение плотности и вязкости как исходных растворов, так и разделенных фаз в межступенчатых перетоках многоступенчатого экстракционного аппарата - каскада центробежных экстракторов в противоточном многоступенчатом процессе. Радиальное положение эмульсионного слоя в роторе 14 зависит от давления тяжелой фазы в гидрозатворе 22 и, следовательно, от величины ее бьефа над переливным отверстием 23, который в свою очередь зависит от гидравлического сопротивления ее потоку в суммарном сечении постоянного сечения зазора 24 и изменяемого сечения совпадающей части секторных пазов 29. Например, при уменьшении совпадающей части секторных пазов 29 гидравлическое сопротивление потоку тяжелой фазы возрастает, что приводит к увеличению ее бьефа над переливным отверстием 23 и давления тяжелой фазы в гидрозатворе 22. В результате этого эмульсионный слой в роторе 14 смещается в приосевом направлении к переливному отверстию 19 трубки 18, что приводит к увеличению уноса тяжелой фазы с легкой при одновременном уменьшении уноса легкой фазы с тяжелой. Для этого снаружи корпуса 1 ослабляют гайку 38, освобождая цанговый зажим 37, и плавно поворачивают в нужном направлении на заданный угол рукоятью 39 шток 31. В результате этого стержень 32, подвижные втулка 27 и кольцо 25 поворачиваются на ограниченный азимутальный угол вокруг оси приводного вала 9, а сечение совпадающей части секторных пазов 29 уменьшается, после чего закрепляют гайкой 38 цанговый зажим 37, фиксирующий шток 31. Для смещения эмульсионного слоя в роторе 14 в периферийном направлении и обратного относительно предыдущего перераспределения взаимных уносов фаз увеличивают сечение совпадающей части секторных пазов 29, поворачивая шток 31 в обратном направлении.With an increase in the costs of the initial solutions, the radial size of the emulsion layer in the rotor 14 increases, and mutual entrainment of phases appears, worsening the technological parameters of the process, which determines the need for their targeted adjustment. A similar result is also caused by a change in the density and viscosity of both the initial solutions and the separated phases in the interstage flows of a multistage extraction apparatus - a cascade of centrifugal extractors in a countercurrent multistage process. The radial position of the emulsion layer in the rotor 14 depends on the pressure of the heavy phase in the hydraulic lock 22 and, therefore, on the magnitude of its downstream over the overflow hole 23, which in turn depends on the hydraulic resistance to its flow in the total constant section of the gap 24 and the variable section of the matching part sector grooves 29. For example, when the coincident part of sector grooves 29 decreases, the hydraulic resistance to the flow of the heavy phase increases, which leads to an increase in its flow above the overflow hole 23 and yes Lenia heavy phase in the water seal 22. As a result, the emulsion layer in the rotor 14 is displaced in the axial direction toward the overflow outlet 19 of the tube 18, which leads to increased entrainment of the heavy phase from the light while reducing entrainment light phase to heavy. To do this, loosen the nut 38 outside the housing 1, releasing the collet clamp 37, and smoothly rotate the rod 31 with the handle 39 by the handle 39. As a result, the rod 32, the movable sleeve 27 and the ring 25 are rotated by a limited azimuth angle around the axis of the drive shaft 9 and the cross section of the coincident part of the sector grooves 29 is reduced, after which the collet clip 37, which fixes the rod 31, is fixed with a nut 38. To offset the emulsion layer in the rotor 14 in the peripheral direction and inverse relative to the previous redistribution Ia mutual entrainment phases increase the cross section coinciding part of the sector recesses 29 by turning the rod 31 in the opposite direction.

На фиг. 2 представлено среднее положение подвижного кольца 25, стержня 32 и пластины 33, при котором площадь совпадающей части секторных пазов 29 составляет половину от максимальной. При повороте штока 31 на угол ϕ₄=(π-ϕ₁)/2=60° по часовой стрелке ползун 34 перемещается по траектории 41 в крайнее (на фиг. 2 верхнее) положение, а стержень 32 с подвижными втулкой 27 и кольцом 25 поворачиваются против часовой стрелки на угол ϕ₁/2=30°. В результате секторные пазы 29 полностью перекрываются, площадь их совпадающей части уменьшается до нуля и для протока тяжелой фазы остается только зазор 24 с минимальной площадью сечения. При этом выступы подвижного кольца 25 надежно перекрывают с небольшим перехлестом меньшие по азимутальному углу пазы неподвижного кольца 26. При повороте штока 31 против часовой стрелки на угол ϕ₄ ползун 34 перемещается по траектории 41 в другое крайнее (на фиг. 2 нижнее) положение, в результате чего площадь совпадающей части секторных пазов 29 увеличивается до максимальной величины, соответствующей азимутальному углу ϕ₃ паза неподвижного кольца 26.In FIG. 2 shows the average position of the movable ring 25, the rod 32 and the plate 33, in which the area of the coincident part of the sector grooves 29 is half of the maximum. When the rod 31 is rotated through an angle ϕ ₄ = (π-ϕ ₁ ) / 2 = 60 ° clockwise, the slider 34 moves along the path 41 to the extreme (in Fig. 2 upper) position, and the rod 32 with the movable sleeve 27 and the ring 25 rotate counterclockwise at an angle ϕ _1/2 = 30 °. As a result, the sector grooves 29 completely overlap, the area of their coincident part decreases to zero, and for the heavy phase duct only the gap 24 with the minimum cross-sectional area remains. In this case, the protrusions of the movable ring 25 reliably overlap with a small overlap the grooves of the stationary ring 26 smaller in the azimuthal angle. When the stem 31 is rotated counterclockwise by an angle ϕ _{4, the} slider 34 moves along the path 41 to the other extreme (in Fig. 2 lower) position, in as a result, the area of the coincident part of the sector grooves 29 increases to a maximum value corresponding to the azimuthal angle ϕ _{3 of the} groove of the stationary ring 26.

Выполнение поверхности переливного отверстия 23 крышки 21 цилиндрической обеспечивает уменьшение зазора 24 с торцами колец 25 и 26 до минимальной конструктивно допустимой величины, что обеспечивает увеличение диапазона регулировки сечения для протока тяжелой фазы на выходе гидрозатвора при полном исключении возможности соприкосновения неподвижных и вращающихся деталей центробежного экстрактора. Выполнение механизма регулирования в виде кулисной передачи поворота от штока 31 к подвижной втулке 27 упрощает его конструкцию по сравнению с зубчатой шестеренчатой передачей прототипа. Выполнение зазорообразующего элемента в предложенном виде упрощает его конструкцию по сравнению с шестеренчатым его видом в прототипе. Размещение подвижного кольца 25 между диском 12 и неподвижным кольцом 26 и, соответственно, неподвижной втулки 28 снаружи подвижной втулки 27 обеспечивает самопроизвольный прижим подвижного кольца 25 к неподвижному кольцу 26 в направлении оси приводного вала 9 давлением протекающей сквозь их пазы тяжелой фазы, что уменьшает зазор между плоскостями колец вплоть до их соприкосновения и увеличивает диапазон регулировки радиального положения эмульсионного слоя во вращающемся роторе 14. В итоге предложенная совокупность существенных признаков обеспечивает возможность целенаправленного изменения взаимных уносов фаз до таких допустимых значений, при которых производительность технологического процесса достигает максимальной величины без его остановки при заданных допустимых величинах его технологических показателей.The implementation of the surface of the overflow hole 23 of the cover 21 cylindrical reduces the gap 24 with the ends of the rings 25 and 26 to the minimum structurally acceptable value, which provides an increase in the range of adjustment of the cross section for the flow of the heavy phase at the outlet of the hydraulic lock, with the complete elimination of the possibility of contact between the stationary and rotating parts of the centrifugal extractor. The implementation of the control mechanism in the form of a rocker transmission of rotation from the rod 31 to the movable sleeve 27 simplifies its design compared with the gear gear transmission of the prototype. The implementation of the gap-forming element in the proposed form simplifies its design compared to its gear type in the prototype. Placing the movable ring 25 between the disk 12 and the stationary ring 26 and, respectively, the stationary sleeve 28 outside the movable sleeve 27 provides a spontaneous clamping of the movable ring 25 to the stationary ring 26 in the direction of the axis of the drive shaft 9 by the pressure flowing through their grooves of the heavy phase, which reduces the gap between the planes of the rings until they touch and increases the range of adjustment of the radial position of the emulsion layer in the rotating rotor 14. As a result, the proposed set of essential features about It provides the ability to purposefully change the mutual phase entrainment to such admissible values at which the productivity of the technological process reaches its maximum value without stopping it at the given permissible values of its technological indicators.

Таким образом, заявлено техническое решение, обеспечивающее достижение нового технического результата, заключающегося в упрощении и удешевлении конструкции зазорообразующего элемента и механизма его регулирования и повышении надежности и срока эксплуатации центробежного экстрактора, совокупность признаков которого неизвестна из настоящего уровня техники, обладает новизной по сравнению с выбранным прототипом, технически выполнимо и промышленно применимо, что соответствует критериям, характеризующим полезную модель.Thus, the claimed technical solution to achieve a new technical result, which consists in simplifying and cheapening the design of the gap-forming element and the mechanism of its regulation and increasing the reliability and life of the centrifugal extractor, the totality of which is unknown from the present prior art, has novelty compared to the selected prototype , technically feasible and industrially applicable, which meets the criteria characterizing the utility model.

Claims

1. A centrifugal extractor comprising a drive, a bearing support with a flange and a drive shaft installed in it, a housing with a mixing chamber with inlet pipes and collection chambers separated by heavy and light phases with output pipes, a cover fixed to the drive shaft with a coaxial drive shaft overflow hole , a disk with overflow holes and a rotor, a separation chamber formed by a disk with a rotor, at the inlet of which there is a mechanism for supplying a mixture of phases from the mixing chamber, and at the outlet communicating through flanges in the wall of the rotor with the light phase collection chamber and through the transfer openings of the disk with a water lock formed by the disk with the cover and communicating through the cover overflow hole with the heavy phase collection chamber, and an annular gap-forming element is connected to the drive shaft through the gap with the cover and coaxially to the drive shaft associated with the mechanism for regulating its position, including a drive element mounted in the hole of the flange of the bearing support, and a latch, characterized in that the surface of the overflow hole in the roof ke is made cylindrical, the gap-forming element is made in the form of movable and fixed rings placed with a gap with each other with the possibility of relative rotation, mounted respectively on the movable sleeve and the fixed sleeve fixed rigidly on the bearing support flange, the outer ends of the rings are placed in the hydraulic seal inside the overflow hole of the cover with a gap with its cylindrical surface and sector grooves with similar protrusions are made on them overlapping each other in the direction of the axis of the drive shaft pami, and the control mechanism is made in the form of a rocker transmission of rotation from the drive element to the movable sleeve, in the form of a gear link mounted on the movable sleeve, a crank mounted on the drive element, and mounted on the crank with the possibility of rotation of the slide articulated with as a movable guide.

2. The centrifugal extractor according to claim 1, characterized in that the link is made in the form of a rod, and a hole is made in the slider in which the rod is placed with a gap.

3. Centrifugal extractor according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the movable ring is located between the disk and the stationary ring, and the stationary sleeve is placed outside the movable sleeve and a sector groove is made in it, in which the rod is placed with a gap.

4. The centrifugal extractor according to claim 1, characterized in that the sector grooves and protrusions on both rings are axially symmetrical and with the same number, and the sector protrusions of one of the rings exceed the corresponding sector grooves of the other ring in the azimuthal angle.