RU182767U1

RU182767U1 - Extractor

Info

Publication number: RU182767U1
Application number: RU2017123802U
Authority: RU
Inventors: Николай Степанович Гришин; Алексей Александрович Салин; Гульназ Шагинуровна Закирова
Priority date: 2017-07-05
Filing date: 2017-07-05
Publication date: 2018-08-30

Abstract

Полезная модель относится к области экстракции и концентрирования микропримесей в аналитической химии, касается конструкций массо- и теплообменных аппаратов, используемых в пробоподготовке при определении содержания загрязнения в объектах окружающей среды. Экстрактор включает привод, кожух со сливным штуцером и крышкой, на которой установлены трубка подачи исходной смеси и отсосная трубка, соединенные съемной гибкой трубкой, внутри кожуха размещен выполненный в виде кольцевых камер смешения и отбора фаз ротор со сливными отверстиями в днище камер и с коаксиально укрепленным на валу ротора диспергатором, расположенным в камере смешения, диспергатор выполнен в виде цилиндрического стакана с радиальными трубками и соединен с соосно установленной трубкой подачи исходной смеси, при этом конец отсосной трубки расположен в камере отбора фаз, а в цилиндрической части камеры смешения установлена переливная трубка. Технический результат заключается в унификации обрабатываемых объемов жидкостей, улучшении условий массообмена и сепарации фаз, а также в уменьшении уноса тяжелой жидкости легкой фазой. 1 ил.

The utility model relates to the field of extraction and concentration of microimpurities in analytical chemistry, relates to the designs of mass and heat exchangers used in sample preparation to determine the pollution content in environmental objects. The extractor includes a drive, a casing with a drain fitting and a lid, on which a feed pipe for the initial mixture and a suction pipe are installed, connected by a removable flexible pipe, inside the casing there is a rotor with drain holes in the bottom of the chambers and with coaxially mounted on the rotor shaft with a dispersant located in the mixing chamber, the dispersant is made in the form of a cylindrical cup with radial tubes and connected to a coaxially mounted feed pipe for the initial mixture, with this otsosnoy tube located in the sampling chamber of phases, and in the cylindrical part of the mixing chamber mounted overflow pipe. The technical result consists in the unification of the processed volumes of liquids, improving the conditions of mass transfer and separation of phases, as well as in reducing the entrainment of heavy liquids by a light phase. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области экстракции и концентрирования микропримесей в аналитической химии, касается конструкций массо- и теплообменных аппаратов, используемых в пробоподготовке при определении содержания загрязнения в объектах окружающей среды и может быть использован в промышленности для процессов экстракции и концентрирования веществ в различных технологических процессах.The utility model relates to the field of extraction and concentration of microimpurities in analytical chemistry, relates to the designs of mass and heat exchangers used in sample preparation to determine the pollution content in environmental objects, and can be used in industry for extraction and concentration of substances in various technological processes.

Прототипом является экстрактор с рециркуляцией одной из фаз, содержащий привод, ротор с крышкой, камеру смешения и отбора фаз, трубку подачи исходной смеси с фиксатором, совмещенную с отсосной трубкой (Концентрирование следов органических соединений // Сб. науч. тр. / Под ред. Н.М. Кузьмина - М.: Наука, 1990. - С. 107, рис. 4). Прототип работает следующим образом: смесь жидкой пробы и растворителя при включенном приводе ротора подается через соосно установленную трубку подачи в центр камеры смешения, где под влиянием центробежных сил происходит сепарация смеси с образованием тяжелой фазой периферийного и легкой фазой внутреннего жидкостных колец. При достижении заданного уровня раздела фаз, определяемого фиксированным объемом смеси, легкая фаза из внутреннего кольца переливается в камеру отбора, откуда, после включения фиксатора, возвращается отсосной трубкой в камеру смешения через нижнюю часть трубки подачи исходной смеси, в результате чего осуществляется режим рециркуляции. По окончании процесса экстракции необходимо прекратить циркуляцию жидкости, путем перенаправления потока переключателем из нижней в верхнюю часть трубки подачи питания, через которую произвести отбор легкой фазы для последующих операций.The prototype is an extractor with recirculation of one of the phases, containing a drive, a rotor with a lid, a mixing and phase selection chamber, a feed pipe of the initial mixture with a clamp combined with a suction pipe (Concentration of traces of organic compounds // Sat. Scientific Sciences / Ed. N.M. Kuzmina - M .: Nauka, 1990 .-- S. 107, Fig. 4). The prototype works as follows: a mixture of a liquid sample and a solvent with the rotor drive turned on is fed through a coaxially mounted feed pipe to the center of the mixing chamber, where, under the influence of centrifugal forces, the mixture is separated with the formation of a heavy phase of the peripheral and light phase of the inner liquid rings. Upon reaching a predetermined level of phase separation, determined by a fixed volume of the mixture, the light phase from the inner ring overflows into the selection chamber, from where, after turning on the latch, it is returned by the suction tube to the mixing chamber through the lower part of the supply pipe of the initial mixture, as a result of which the recirculation mode is carried out. At the end of the extraction process, it is necessary to stop the circulation of the liquid by redirecting the flow with a switch from the lower to the upper part of the power supply tube, through which to select the light phase for subsequent operations.

Недостатками являются: невысокая эффективность массообмена и сепарации вследствие малой поверхности контакта фаз, а так же обработка только фиксированного объема обрабатываемых жидкостей, поскольку сливной порог в камере смешения не регулируется. В результате при увеличении объема исходной смеси граница раздела фаз будет стремиться к центру камеры смешения, что приведет к уносу тяжелой фазы в камеру отбора, а уменьшение объема исходной смеси приведет к тому, что легкая фаза будет оставаться в камере смешения, вследствие сдвига границы раздела фаз к периферии.The disadvantages are: low efficiency of mass transfer and separation due to the small contact surface of the phases, as well as processing only a fixed volume of the processed liquids, since the drain threshold in the mixing chamber is not adjustable. As a result, with an increase in the volume of the initial mixture, the phase boundary will tend to the center of the mixing chamber, which will lead to the entrainment of the heavy phase into the sampling chamber, and a decrease in the volume of the initial mixture will cause the light phase to remain in the mixing chamber due to a shift in the phase boundary to the periphery.

Задачей полезной модели является расширение диапазона обрабатываемых объемов жидкостей, уменьшения уноса тяжелой жидкости легкой фазой, улучшение массообменных характеристик и условий процесса сепарации.The objective of the utility model is to expand the range of processed volumes of liquids, reduce the entrainment of heavy liquids by the light phase, and improve the mass transfer characteristics and conditions of the separation process.

Техническая задача решается тем, что экстрактор, содержащий привод, ротор, камеры смешения и отбора фаз, отсосную трубку, согласно полезной модели снабжен кожухом со сливным штуцером и крышкой, на которой установлены трубка подачи исходной смеси и отсосная трубка, соединенные съемной гибкой трубкой, внутри кожуха размещен выполненный в виде кольцевых камер смешения и отбора фаз ротор со сливными отверстиями в днище камер и с коаксиально укрепленным на валу ротора диспергатором, расположенным в камере смешения, диспергатор выполнен в виде цилиндрического стакана с радиальными трубками и соединен с соосно установленной трубкой подачи исходной смеси, при этом конец отсосной трубки расположен в камере отбора фаз, а в цилиндрической части камеры смешения установлена переливная трубка.The technical problem is solved in that the extractor containing the drive, the rotor, the mixing and phase selection chambers, the suction pipe, according to a utility model, is equipped with a casing with a drain fitting and a lid, on which the supply pipe of the initial mixture and the suction pipe connected by a removable flexible pipe are installed inside the casing is arranged in the form of annular chambers for mixing and phase selection of the rotor with drain holes in the bottom of the chambers and with a dispersant coaxially mounted on the rotor shaft located in the mixing chamber, the dispersant is made in the form a cylindrical cup with the radial tubes and connected to the delivery tube mounted coaxially starting mixture, with the end of the tube is located in otsosnoy phase sampling chamber and in the cylindrical part of the mixing chamber mounted overflow pipe.

Техническим результатом полезной модели является расширение диапазона обрабатываемых объемов жидкостей, уменьшение уноса тяжелой жидкости легкой фазой и улучшение условий массообмена и сепарации фаз.The technical result of the utility model is to expand the range of processed volumes of liquids, reduce the entrainment of heavy liquids by the light phase, and improve the conditions of mass transfer and phase separation.

На чертеже представлена принципиальная схема экстрактора.The drawing shows a schematic diagram of an extractor.

Экстрактор включает привод 1, кожух 2 со сливным штуцером 3 и крышкой 4 и ротор 5. Ротор 5 выполнен в виде кольцевых камер смешения 6 и отбора фаз 7 со сливными отверстиями А и Б в днищах камер. В крышке 4 закреплены отсосная трубка 8 и трубка подачи исходной смеси 9, верхние концы которых соединены между собой съемной гибкой трубкой 10. Нижний конец отсосной трубки 8 расположен в камере отбора фаз 7. Трубка подачи исходной смеси 9 установлена соосно ротору 5, а ее нижний конец соединен с диспергатором 11, коаксиально установленным на валу ротора 5 в камере смешения 6. Диспергатор 11 выполнен в виде цилиндрического стакана с радиальными трубками, концы которых образуют зазор с цилиндрической частью камеры смешения 6. В цилиндрической части камеры смешения 6 установлена переливная трубка 12.The extractor includes a drive 1, a casing 2 with a drain fitting 3 and a cover 4 and a rotor 5. The rotor 5 is made in the form of annular mixing chambers 6 and phase selection 7 with drain holes A and B in the bottoms of the chambers. The suction tube 8 and the supply pipe of the initial mixture 9 are fixed in the lid 4, the upper ends of which are connected by a removable flexible tube 10. The lower end of the suction pipe 8 is located in the phase selection chamber 7. The supply pipe of the initial mixture 9 is installed coaxially to the rotor 5, and its lower the end is connected to a dispersant 11, coaxially mounted on the shaft of the rotor 5 in the mixing chamber 6. The dispersant 11 is made in the form of a cylindrical cup with radial tubes, the ends of which form a gap with the cylindrical part of the mixing chamber 6. In the cylindrical part mixing chamber 6 is mounted overflow pipe 12.

Экстрактор работает следующим образом. Съемную гибкую трубку 10 отсоединяют от трубки подачи исходной смеси 9. Включают привод 1 ротора 5. По достижении заданного числа оборотов ротора 5 через трубку подачи исходной смеси 9 в аппарат заливают приготовленную из жидкой пробы и растворителя смесь. Жидкая смесь сливается в диспергатор 11, откуда под действием центробежных сил попадает в камеру смешения 6. Под действием центробежных сил смесь сепарируется, тяжелая жидкость (фаза) образует периферийное кольцо, легкая фаза - внутреннее кольцо. При достижении заданного уровня раздела фаз легкая жидкость сливается через переливную трубку 12 в камеру отбора фаз 7. Сливной порог можно регулировать положением переливной трубки 12, что позволяет при изменении объема исходной смеси в камере смешения 6 избежать уноса тяжелой фазы в камеру отбора фаз 7, тем самым расширяя диапазон обрабатываемых объемов жидкостей (в прототипе объем исходной смеси фиксирован). Далее свободный конец съемной гибкой трубки 10 соединяют с трубкой подачи исходной смеси 9, а отсосную трубку 8 устанавливают в рабочее положение - происходит отбор фазы из камеры 7 и жидкость возвращается в трубку подачи исходной смеси 9 через гибкую трубку 10, в результате чего осуществляется режим рециркуляции фаз. Процесс продолжается до достижения заданной степени разделения. По окончании процесса экстракции гибкую трубку 10 отсоединяют от трубки 9 и жидкость отбирается отсосной трубкой 8 из камеры отбора фаз 7 через гибкую трубку 10 на последующую операцию. Затем привод 1 отключают и жидкость из камер смешения 6 и отбора фаз 7 сливается самотеком через отверстия А и Б в кожух 2, откуда через штуцер 3 отводится из аппарата.The extractor works as follows. The removable flexible tube 10 is disconnected from the feed pipe of the initial mixture 9. Turn on the drive 1 of the rotor 5. Upon reaching the specified number of revolutions of the rotor 5, the mixture prepared from a liquid sample and solvent is poured into the apparatus through the feed pipe of the initial mixture 9. The liquid mixture is discharged into the dispersant 11, from where, under the action of centrifugal forces, it enters the mixing chamber 6. Under the action of centrifugal forces, the mixture is separated, a heavy liquid (phase) forms a peripheral ring, a light phase forms an inner ring. Upon reaching the specified level of phase separation, the light liquid is drained through the overflow pipe 12 into the phase selection chamber 7. The drain threshold can be adjusted by the position of the overflow pipe 12, which allows avoiding the entrainment of the heavy phase into the phase selection chamber 7 when changing the volume of the initial mixture in the mixing chamber 6. thereby expanding the range of processed volumes of liquids (in the prototype, the volume of the initial mixture is fixed). Next, the free end of the removable flexible tube 10 is connected to the feed tube of the initial mixture 9, and the suction tube 8 is set to the operating position — phase is taken from the chamber 7 and the liquid is returned to the feed tube of the initial mixture 9 through the flexible tube 10, as a result of which the recirculation mode is carried out phases. The process continues until a predetermined degree of separation is achieved. At the end of the extraction process, the flexible tube 10 is disconnected from the tube 9 and the liquid is taken by the suction tube 8 from the phase selection chamber 7 through the flexible tube 10 for the subsequent operation. Then the drive 1 is turned off and the liquid from the mixing chambers 6 and phase selection 7 is drained by gravity through holes A and B into the casing 2, from where it is discharged from the apparatus through the nozzle 3.

По окончании работы контактные поверхности промывают растворителем и аппарат снова готов к работе.At the end of the work, the contact surfaces are washed with a solvent and the apparatus is again ready for operation.

Для улучшения процесса массообмена и перемешивания жидкостей в роторе смонтирован диспергатор 11, который подает смесь или легкую фазу на периферию жидкостного кольца тяжелой фазы, благодаря чему легкая фаза барботирует через слой тяжелой жидкости и сливается постепенно через переливную трубку 12, благодаря чему значительно уменьшается унос тяжелой фазы и улучшаются условия процесса сепарации. За счет увеличения времени и площади поверхности контакта фаз улучшается массоотдача.To improve the process of mass transfer and mixing of liquids, a disperser 11 is mounted in the rotor, which delivers the mixture or the light phase to the periphery of the liquid ring of the heavy phase, due to which the light phase sparges through the layer of heavy liquid and gradually merges through the overflow pipe 12, thereby significantly reducing the entrainment of the heavy phase and the conditions of the separation process are improved. By increasing the time and surface area of the contact phase improves mass transfer.

Предлагаемая полезная модель улучшает массообменные характеристики и условия процесса сепарации, уменьшает унос тяжелой жидкости легкой фазой и расширяет диапазон обрабатываемых объемов жидкостей.The proposed utility model improves the mass transfer characteristics and conditions of the separation process, reduces the entrainment of heavy liquids by a light phase and extends the range of processed volumes of liquids.

Claims

An extractor, including a drive, a casing with a drain fitting and a cover, on which a feed pipe for the initial mixture and a suction pipe are installed, connected by a removable flexible pipe; inside the casing there is a rotor with drain holes in the bottom of the chambers and with coaxial mounted on the rotor shaft of the dispersant located in the mixing chamber, the dispersant is made in the form of a cylindrical cup with radial tubes and connected to a coaxially mounted feed pipe of the initial mixture, while The end of the suction tube is located in the phase selection chamber, and an overflow tube is installed in the cylindrical part of the mixing chamber.