RU189423U1 - CENTRIFUGAL EXTRACTOR - Google Patents
CENTRIFUGAL EXTRACTOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU189423U1 RU189423U1 RU2018134348U RU2018134348U RU189423U1 RU 189423 U1 RU189423 U1 RU 189423U1 RU 2018134348 U RU2018134348 U RU 2018134348U RU 2018134348 U RU2018134348 U RU 2018134348U RU 189423 U1 RU189423 U1 RU 189423U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- fixed
- longitudinal
- centrifugal extractor
- longitudinal blades
- Prior art date
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 38
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 18
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000012190 activator Substances 0.000 claims abstract description 8
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 5
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 claims description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 abstract description 17
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010802 sludge Substances 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 58
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
- B04B1/06—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of cylindrical shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0476—Moving receptacles, e.g. rotating receptacles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
- B04B—CENTRIFUGES
- B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
- B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
- B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к конструкции центробежных экстракторов для системы жидкость-жидкость, содержащей в роторе сепарационную насадку с непрерывным выводом осадка, для применения в гидрометаллургической, химической, фармацевтической промышленности.Техническим результатом является повышение производительности и выпуска продукции центробежного экстрактора за счет изменения формы и ориентации элементов сепарационной насадки, ускоряющих коалесценцию капель дисперсной фазы эмульсии.Технический результат достигается в центробежном экстракторе, содержащим корпус с камерами сбора разделенных фаз с выводными патрубками, и размещенной под ними смесительной камерой с вводными патрубками, на съемном фланце которого установлен привод с подшипниковой опорой и приводным валом, на котором жестко закреплен диск с переточными отверстиями, крышка с переливным отверстием тяжелой фазы, сообщающимся с камерой ее сбора, образующая с диском гидрозатвор с размещенным в нем активатором, жестко закрепленным на съемном фланце, ротор, образующий с диском разделительную камеру, секционированную по азимутальному углу закрепленными в ней пластинами и продольными лопастями, с размещенным в разделительной камере устройством вывода легкой фазы с переливным отверстием и пронизывающим ротор каналом, сообщающимися с камерой ее сбора, и закрепленными в его нижней части соосно с ним и размещенными в смесительной камере транспортирующим механизмом и мешалкой с валом, который снабжен цилиндрической втулкой, закрепленной в разделительной камере соосно ротору, продольные лопасти размещены в разделительной камере в одном ее среднем по высоте слое и выполнены в виде одинаковых изогнутых и перекрывающих друг друга в радиальном направлении листов с приосевой кромкой, закрепленной на наружной поверхности втулки, периферийной кромкой, размещенной с зазором с ротором, и торцевыми нижними и верхними кромками, размещенными в радиальном направлении в зоне транспортирующего механизма и диска, а пластины выполнены продольными, расположены радиально в осевой плоскости ротора и размещены в разделительной камере в двух ее крайних по высоте слоях по обе торцевые стороны продольных лопастей в зонах их торцевых кромок. 8 з.п. ф-лы, 7 ил.The invention relates to the design of centrifugal extractors for a liquid-liquid system containing a separation nozzle in the rotor with continuous sludge output, for use in the hydrometallurgical, chemical, pharmaceutical industry. separation nozzle, accelerating the coalescence of the dispersed phase droplets of the emulsion. The technical result is achieved in the centrifugal This extractor contains a housing with chambers for collecting separated phases with discharge nozzles, and a mixing chamber with input nozzles placed under them, on a removable flange of which there is an actuator with a bearing support and a drive shaft on which a disk with overflow holes is rigidly fixed; heavy phase, communicating with the camera of its collection, forming with the disc a hydraulic lock with an activator placed in it rigidly fixed on the removable flange, a rotor forming a separating chamber with the disc, fixed by azimuth angle by plates and longitudinal blades fixed in it, with a light phase output device placed in the separation chamber with an overflow hole and a channel penetrating the rotor, communicating with its collection chamber, and fixed in its lower part coaxially with it a mechanism and an agitator with a shaft, which is provided with a cylindrical bushing fixed in the separation chamber coaxially with the rotor, the longitudinal blades are placed in the separation chamber in one e e average height layer and made in the form of identical curved and overlapping each other in the radial direction of the sheet with the axial edge attached to the outer surface of the sleeve, a peripheral edge placed with a gap with a rotor, and end lower and upper edges placed in the radial direction the area of the transporting mechanism and the disk, and the plates are made longitudinal, are located radially in the axial plane of the rotor and are placed in the separation chamber in its two outermost layers along both end faces longitudinal blades in the zones of their end edges. 8 hp f-ly, 7 ill.
Description
Полезная модель относится к жидкостной экстракции, а именно к конструкциям центробежных экстракторов для двухфазной системы жидкость-жидкость, в частности содержащей третью фазу в виде осадка, в том числе образующегося при контактировании растворов, и может быть использована в гидрометаллургической, химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.The utility model relates to liquid extraction, namely, to designs of centrifugal extractors for a two-phase liquid-liquid system, in particular, containing a third phase in the form of sediment, including that formed during contacting solutions, and can be used in hydrometallurgical, chemical, pharmaceutical and other industries industry.
Известен центробежный экстрактор (см. Авторское свидетельство СССР №1530199, SU, А2, МПК B01D 11/04, опубликован 23.12.1989, Бюллетень 47), содержащий корпус с приемными карманами легкой и тяжелой фаз, привод, камеру смешения с механической мешалкой, ротор цилиндрической формы, с распределителем фаз. Привод с ротором, транспортирующим устройством и мешалкой объединены в выемной узел, который с помощью упругих элементов соединен с корпусом центробежного экстрактора. В роторе центробежного экстрактора установлена крестовина, предотвращающая отставание жидкости от вращающегося ротора. Между лопастями крестовины на периферии ротора по его рабочей высоте установлены профилированные пластины с углом α наклона к вертикали 30°≤α≤75° и шириной Н, равной 10-15% от рабочего диаметра ротора, причем пластины размещены симметрично оси ротора. В качестве сепарационной насадки ротора могут быть установлены тарельчатые вставки. Профилированные пластины в этом случае устанавливают в зазоре между тарельчатыми вставками и корпусом ротора.Known centrifugal extractor (see USSR Author's Certificate No. 1530199, SU, A2, IPC
Недостатком центробежного экстрактора является низкая производительность, обусловленная тем, что профилированные пластины и тарельчатые вставки имеют большое гидравлическое сопротивление за счет резкого изменения вектора скорости потока эмульсии при его транспортировке вдоль оси ротора, в том числе через межтарельчатый зазор, что снижает производительность транспортирующего устройства и центробежного экстрактора.The disadvantage of a centrifugal extractor is low productivity, due to the fact that the profiled plates and disc inserts have a large hydraulic resistance due to a sharp change in the velocity vector of the emulsion flow during its transportation along the rotor axis, including through the inter-blade clearance, which reduces the productivity of the transporting device and the centrifugal extractor .
Известен центробежный экстрактор (см. Авторское свидетельство СССР №1205358, SU, А, МПК B01D 11/04, опубликован 30.09.1986, Бюллетень 36), содержащий корпус с вводными и выводными патрубками и приемными карманами разделенных фаз, смесительную камеру, ротор цилиндрической формы, с мешалкой, транспортирующим устройством, насадкой и распределителем фаз, который снабжен крестовиной, соединенной с распределителем фаз, а сепарационная насадка ротора выполнена в виде сплошной спирально завитой ленты, установленной в центральной части ротора с помощью радиально расположенных стержней, прикрепленных к корпусу ротора, причем нижний торец ленты размещен над направляющим диском, а верхний жестко связан с крестовиной.Known centrifugal extractor (see USSR Author's Certificate No. 1205358, SU, A, IPC
Недостатком центробежного экстрактора является низкая производительность, обусловленная тем, что из-за малого шага спирали выделившийся в зазоре слой уже скоалесцировавшихся капель дисперсной фазы имеет малую радиальную скорость для освобождения объема зазора, необходимого для сепарации эмульсии, что увеличивает ее гидравлическое сопротивление. На выходе из верхнего торца спирали эти слои уже разделенных фаз вновь диспергируются в крестовине, хотя уже и с большим размером капель дисперсной фазы, и переформировываются до образования двух концентричных слоев чистых фаз, что требует затрат времени и снижает производительность. Кроме того, направляющий диск увеличивает гидравлическое сопротивление ротора, что также снижает его производительность и предопределяет необходимость исключения этого элемента.The disadvantage of a centrifugal extractor is low productivity due to the fact that, due to the small pitch of the helix, the layer of already coalesced droplets of the dispersed phase released in the gap has a low radial velocity to release the volume of the gap required for separation of the emulsion, which increases its hydraulic resistance. At the exit from the upper end of the helix, these layers of already separated phases are again dispersed in the cross, although they are already with a large size of droplets of the dispersed phase and are reformed to form two concentric layers of pure phases, which takes time and reduces productivity. In addition, the guide disk increases the hydraulic resistance of the rotor, which also reduces its performance and determines the need to eliminate this element.
Наиболее близким к предложению заявителя по совокупности технических признаков и достигаемому техническому результату является центробежный экстрактор (см. Патент на полезную модель №167120, RU, U1, МПК B01D 11/04, опубликован 20.12.2016, Бюллетень 35), содержащий корпус, на съемном фланце которого установлен привод с подшипниковой опорой и приводным валом, на котором жестко закреплен ротор с крышкой и кольцом, внутренние стенки ротора с кольцом и продольными лопастями образуют секционированную по азимутальному углу разделительную камеру, в которой со стороны вала размещены трубки вывода из ротора легкой фазы, а крышка с кольцом и размещенной между ними обечайкой, жестко закрепленной на корпусе, образуют гидрозатвор для вывода из ротора тяжелой фазы с осадком, переливные и переточные отверстия трубок и гидрозатвора сообщаются с карманами корпуса для сбора разделенных фаз с выходными патрубками, при этом нижняя часть корпуса под ротором служит смесительной камерой, которая через лопастный транспортирующий механизм связана с разделительной камерой, имеет лопастную мешалку и входные патрубки, в котором в каждой секции разделительной камеры на продольных лопастях на разных уровнях закреплены поперечные пластины, установленные на соседних продольных лопастях попеременно с зазором и без него с ними, и с зазором между собой и с ротором.The closest to the proposal of the applicant on the totality of technical features and the achieved technical result is a centrifugal extractor (see Utility Model Patent No. 167120, RU, U1, IPC
Кольцо выполнено в виде диска с периферийными переточными отверстиями, вне которых на периферийной части диска закреплены ротор и крышка. Продольные лопасти выполнены в виде радиальных пластин, размещенных в роторе аксиально симметрично и примыкающих без зазора к внутренней поверхности ротора. Карманы корпуса для сбора разделенных фаз выполнены в виде кольцевых камер, в зоне дна которых закреплены выходные патрубки. Коническая форма ротора способствует транспортировке осадка по его внутренней поверхности к переточному отверстию диска. Жестко закрепленная на корпусе и размещенная в гидрозатворе обечайка инициирует взмучивание и перемешивание осадка в гидрозатворе при вращении ротора, начиная с зоны переточного отверстия диска на максимальном радиусе и вплоть до переливного отверстия крышки, и выполняет таким образом функцию неподвижной мешалки - активатора. Продольные лопасти и поперечные пластины объединены в сепарационную насадку, ускоряющую разделение эмульсии на составные фазы.The ring is made in the form of a disk with peripheral flow-through holes, outside of which a rotor and a cover are fixed on the peripheral part of the disk. The longitudinal blades are made in the form of radial plates placed axially symmetrically in the rotor and adjacent without a gap to the inner surface of the rotor. The pockets of the housing for collecting the separated phases are made in the form of annular chambers, in the bottom zone of which the outlets are fixed. The conical shape of the rotor contributes to the transport of sediment along its inner surface to the overflow hole of the disk. The shell rigidly fixed on the housing and placed in the hydraulic lock initiates the stirring up and mixing of the sediment in the hydraulic lock when the rotor rotates, starting from the zone of the disc drip hole at the maximum radius and up to the overflow hole of the lid, and thus performs the function of a fixed agitator-activator. The longitudinal blades and transverse plates are combined in a separation nozzle, accelerating the separation of the emulsion into compound phases.
Недостатком данного центробежного экстрактора является низкая производительность, обусловленная малой площадью контакта эмульсии с продольными лопастями и поперечными пластинами, обусловленная в частности их радиальной ориентацией, что уменьшает их дополнительное воздействие на увеличение скорости расслаивания эмульсии в разделительной камере ротора. Поперечные пластины расположены перпендикулярно оси ротора, что увеличивает его гидравлическое сопротивление и уменьшает производительность центробежного экстрактора. Кроме того, отсутствие защиты элементов проточной части центробежного экстрактора, выполненных из металла, от возможного коррозионного воздействия присутствующих в перерабатываемых растворах кислот и щелочей, приводит к постепенному разрушению центробежного экстрактора, что снижает выпуск продукции.The disadvantage of this centrifugal extractor is low productivity, due to the small area of contact of the emulsion with longitudinal blades and transverse plates, due in particular to their radial orientation, which reduces their additional effect on increasing the rate of emulsion separation in the rotor separation chamber. The transverse plates are located perpendicular to the axis of the rotor, which increases its hydraulic resistance and reduces the performance of the centrifugal extractor. In addition, the lack of protection of the elements of the flow-through part of a centrifugal extractor made of metal from the possible corrosive effects of acids and alkalis present in the processed solutions leads to a gradual destruction of the centrifugal extractor, which reduces production.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение производительности и выпуска продукции центробежного экстрактора.The task, which is aimed at solving the proposed utility model, is to increase productivity and product output of a centrifugal extractor.
Техническим результатом, достигаемым заявляемой полезной моделью, является повышение производительности центробежного экстрактора за счет изменения формы и ориентации пластин и продольных лопастей, формирующих между собой продольные и узкие в радиальном направлении зазоры, ускоряющие коалесценцию капель дисперсной фазы эмульсии, и увеличение выпуска продукции, в том числе за счет предотвращения разрушения центробежного экстрактора, например, защитой элементов его проточной части слоем вещества, инертного к коррозионному воздействию перерабатываемых фаз и их паров.The technical result achieved by the claimed utility model is to increase the productivity of the centrifugal extractor by changing the shape and orientation of the plates and longitudinal blades forming longitudinal and radially narrow gaps between them that accelerate the coalescence of the dispersed phase of the emulsion, and increasing output, including by preventing the destruction of the centrifugal extractor, for example, by protecting the elements of its flow part with a layer of substance inert to corrosive effects yy processed phases and their vapors.
Технический результат достигается тем, что заявлен центробежный экстрактор, содержащий корпус с камерами сбора разделенных фаз с выводными патрубками, и размещенной под ними смесительной камерой с вводными патрубками, на съемном фланце которого установлен привод с подшипниковой опорой и приводным валом, на котором жестко закреплен диск с переточными отверстиями, крышка с переливным отверстием тяжелой фазы, сообщающимся с камерой ее сбора, образующая с диском гидрозатвор с размещенным в нем активатором, жестко закрепленным на съемном фланце, ротор, образующий с диском разделительную камеру, секционированную по азимутальному углу закрепленными в ней пластинами и продольными лопастями, с размещенным в разделительной камере устройством вывода легкой фазы с переливным отверстием и пронизывающим ротор каналом, сообщающимися с камерой ее сбора, и закрепленными в его нижней части соосно с ним и размещенными в смесительной камере транспортирующим механизмом и мешалкой с валом, который снабжен цилиндрической втулкой, закрепленной в разделительной камере соосно ротору, продольные лопасти размещены в разделительной камере в одном ее среднем по высоте слое и выполнены в виде одинаковых изогнутых и перекрывающих друг друга в радиальном направлении листов с приосевой кромкой, закрепленной на наружной поверхности втулки, периферийной кромкой, размещенной с зазором с ротором, и торцевыми нижними и верхними кромками, размещенными в радиальном направлении в зоне транспортирующего механизма и диска, а пластины выполнены продольными, расположены радиально в осевой плоскости ротора и размещены в разделительной камере в двух ее крайних по высоте слоях по обе торцевые стороны продольных лопастей в зонах их торцевых кромок.The technical result is achieved by the fact that a centrifugal extractor is declared, comprising a housing with collecting chambers of separated phases with discharge nozzles, and a mixing chamber with introduction nozzles placed under them, on a removable flange of which there is an actuator with a bearing support and a drive shaft overflow holes, cover with overflow hole of heavy phase, communicating with the chamber of its collection, forming a hydraulic lock with a disk with an activator placed in it rigidly fixed on a removable f lance, rotor forming a separating chamber with a disk, partitioned along an azimuth angle by plates and longitudinal blades fixed in it, with a light phase output device placed in the separation chamber with an overflow hole and a rotor piercing the channel communicating with its collection chamber and fixed in its bottom parts coaxial with it and placed in a mixing chamber by a transporting mechanism and an agitator with a shaft, which is provided with a cylindrical sleeve fixed in a separating chamber coaxially with the rotor, prod The molded blades are placed in the separation chamber in one layer average in height and made in the form of identical bent and radially overlapping sheets with a paraxial edge fixed on the outer surface of the sleeve, a peripheral edge positioned with a gap with a rotor, and end and bottom the upper edges placed in the radial direction in the zone of the transporting mechanism and the disk, and the plates are made longitudinal, are located radially in the axial plane of the rotor and placed in the separator EPE in its two extreme adjustment layers on both front sides of the longitudinal blades in the areas of their end edges.
Предложенная ориентация пластин и продольных лопастей в минимальной мере отклоняет вектор скорости потока эмульсии в разделительной камере от соосного ротору направления, что обеспечивает уменьшение их гидравлического сопротивления и увеличение производительности центробежного экстрактора. Увеличение количества и поверхности продольных лопастей с одновременным уменьшением межлопастного сепарационного зазора, необходимые для увеличения производительности, ограничивается только конкурирующим увеличением гидравлического сопротивления, за счет уменьшением поперечного сечения разделительной камеры, свободного для транспортировки и расслаивания эмульсии в межлопастном зазоре вне суммарной толщины лопастей. Взаимное перекрытие продольных лопастей в радиальном направлении с образованием узких зазоров обеспечивает дополнительное сжатие и деформацию на их поверхности капель дисперсной фазы, транспортирующихся в том числе в радиальном направлении, за счет разности плотностей фаз. Это приводит к уменьшению толщины межкапельной пленки сплошной фазы и ускоряет коалесценцию деформированных капель дисперсной фазы, что увеличивает производительность центробежного экстрактора и выпуск продукции.The proposed orientation of the plates and longitudinal blades minimally deflects the velocity vector of the flow of the emulsion in the separation chamber from the direction coaxial to the rotor, which reduces their hydraulic resistance and increases the productivity of the centrifugal extractor. The increase in the number and surface of the longitudinal blades with a simultaneous decrease in the inter-blade separation gap, which is necessary to increase productivity, is limited only by a competing increase in hydraulic resistance due to a decrease in the cross-section of the separation chamber free for transportation and delamination of the emulsion in the inter-blade gap beyond the total thickness of the blades. The mutual overlap of the longitudinal blades in the radial direction with the formation of narrow gaps provides additional compression and deformation on their surface of droplets of the dispersed phase, transported, including in the radial direction, due to the difference in the densities of the phases. This leads to a decrease in the thickness of the intercapital film of the continuous phase and accelerates the coalescence of the deformed droplets of the dispersed phase, which increases the productivity of the centrifugal extractor and the output of products.
Таким образом, заявленная полезная модель центробежного экстрактора позволяет увеличить его производительность и выпуск продукции.Thus, the claimed utility model of a centrifugal extractor allows you to increase its performance and output.
На представленной фиг. 1 схематично изображен предлагаемый центробежный экстрактор, на фиг. 2-3 изображены виды сверху и снизу сепарационной насадки, изготовленной из нержавеющей стали, на фиг. 4-7 схематично изображены сечения ротора, втулки и разных конфигураций продольных лопастей - по две соседних цилиндрической формы лопасти с разной ориентацией относительно направления вращения ротора. Для конической формы лопастей сечения фиг. 4-7 аналогичны с изменением окружностей сечения лопастей на эллипсы.In the illustrated FIG. 1 schematically shows the proposed centrifugal extractor; FIG. 2-3 depict the top and bottom views of the separation nozzle made of stainless steel, in FIG. Figures 4–7 schematically show sections of the rotor, bushings and different configurations of the longitudinal blades — two adjacent cylindrical blades with different orientations relative to the direction of rotation of the rotor. For the conical shape of the blade section of FIG. 4-7 are similar with changing the circumference of the blades into ellipses.
Заявленный центробежный экстрактор (фиг. 1-7) содержит корпус 1 с камерами сбора разделенных тяжелой 2 и легкой 3 фаз с выводными патрубками 4 и 5, и размещенной под ними смесительной камерой 6 с вводными патрубками 7 и 8, на съемном фланце 9 которого установлен привод 10 с подшипниковой опорой 11 и приводным валом 12, на котором жестко закреплен диск 13 с периферийными переточными отверстиями 14, крышка 15 с переливным отверстием 16 тяжелой фазы, сообщающимся с камерой 2 ее сбора, образующая с диском 13 гидрозатвор 17 с размещенным в нем активатором 18, жестко закрепленным на съемном фланце 9. Закрепленный на диске 13 ротор 19 образует с ним разделительную камеру 20, секционированную по азимутальному углу закрепленными в ней нижними 21 и верхними 22 пластинами, например, в количестве по 4 пластины каждого вида - две крестовины, и продольными лопастями 23, например, в количестве 24 лопасти. В разделительной камере 20 размещено устройство вывода легкой фазы, например, в виде трубок 24 в количестве 4 трубки с переливным отверстием 25 и пронизывающим ротор 19 каналом 26, сообщающимися с камерой ее сбора 3. В нижней части ротора 19 закреплены соосно с ним и размещены в смесительной камере 6 транспортирующий механизм 27 и мешалка 28 с валом 29.The claimed centrifugal extractor (Fig. 1-7) includes a
В разделительной камере 20 соосно ротору 19 закреплена цилиндрическая втулка в виде трубы 30 с дном 31, снабженным резьбовым отверстием 32, в средней по высоте части которой закреплены продольные лопасти 23 высотой H1, например, H1=0,270 м вдоль оси ротора 19, в виде изогнутых листов, перекрывающих друг друга в радиальном направлении, с приосевой кромкой 33, закрепленной на наружной поверхности втулки 30, например сваркой, периферийной кромкой 34, размещенной с зазором с внутренней поверхностью ротора 19 и радиальными торцевыми кромками нижней 35 и верхней 36. Пластины нижние 21 высотой H2, например, Н2=0,064 м, и верхние 22 высотой Н3, например, Н3=0,060 м, выполнены продольными, расположены радиально в осевой плоскости ротора 19 размещены в разделительной камере 20 в двух ее крайних по высоте слоях по обе торцевые стороны продольных лопастей 23 в зонах их торцевых нижней 35 и верхней 36 кромок и закреплены разъемным соединением на торцах втулки 30. Суммарная высота Н2+Н3=0,124 м пластин 21 и 22 меньше высоты H1=0,270 м продольных лопастей 23. Радиальные кромки пластин 21 и 22 снабжены дистанционирующими пропилами 37, в которых размещены ответные радиальные кромки 35 и 36 продольных лопастей 23 в зоне их взаимного контакта, а их периферийные кромки 38 контактируют с внутренней поверхностью ротора 19, что обеспечивает втулке 30 и продольным лопастям 23 соосность с ротором 19. Изгиб продольных лопастей 23 ориентирован относительно ротора 19 так, что направление поворота от приосевой кромки 33 вдоль их поверхности до периферийной кромки 34 по стрелке Б (фиг. 4-7) вокруг оси ротора 19 совпадает или противоположно направлению его вращения, например, по стрелке А. Приводной вал 12 сочленяется с приводом 10 муфтой 39 и вместе с подшипниковой опорой 11, съемным фланцем 9, диском 13, крышкой 15, активатором 18, ротором 19, транспортирующим механизмом 27 и мешалкой 28 объединены в выемной узел ротора с приводом для удобства и ускорения сборки-разборки центробежного экстрактора.In the
Для ротора 19 конической формы с углом α, например, α=18°, при вершине конуса продольные лопасти 23 выполнены также конической формы, но с углом β=α/2=9° при вершине своего конуса, приосевая кромка 33 продольной лопасти 23 совпадает с ее образующей конуса и закреплена на втулке 30 вдоль ее образующей цилиндра. Для ротора 19 цилиндрической формы, как предельного случая конуса при стремлении углов а и Р к нулю, продольные лопасти 23 выполнены также цилиндрической формы. Для этой формы радиус R закругления внутренней поверхности продольных лопастей 23 в перпендикулярном оси ротора сечении относительно центра их кривизны находится в интервале Rmin<R<Rmax, где Rmin=(R2-R1-2δ) /2 и Rmax=(R1+R2-δ)/2 - минимальный и максимальный радиусы для случая, когда периферийная кромка 34 размещена без зазора с внутренней поверхностью ротора 19, а R1=D1/2 и R2=D2/2 - радиусы и диаметры наружной поверхности втулки 30 и внутренней поверхности ротора 19 в заданном сечении, δ - толщина продольной лопасти 23, например, R1=0,026 м, R2=0,105 м, δ=0,0005 м, Rmin=0,039 м, Rmax=0,06525 м и, например, R=0,06 м. Азимутальный угол γ продольной лопасти 23 в перпендикулярном оси ротора 19 сечении составляет, например γ=180° относительно центра ее кривизны, а для конической формы продольной лопасти 23 и эллипсовидного сечения - относительно любого из двух полюсов эллипса.For a
Втулка в виде трубы 30 вместе с закрепленными на ней продольными лопастями 23 и нижними 21 и верхними 22 пластинами объединены в съемную сепарационную насадку, закрепленную в роторе 19, например, валом 29 мешалки 28, пронизывающим транспортирующий механизм 27 через соосное отверстие, с использованием резьбового соединения его с ответным резьбовым отверстием 32 дна 31 втулки 30 для удобства и ускорения сборки-разборки ротора 19 и его балансировки в сборе.The sleeve in the form of a
Радиус R1=D1/2 наружной поверхности втулки 30 и радиус R3=D3/2 размещения приосевой кромки пластин 21 и 22 меньше радиуса R4=D4/2 транспортирующего механизма 27, который в свою очередь меньше радиуса R5 размещения переливного отверстия 25 трубок 24, например, R1=0,014м, R3=0,012м, R4=0,020м, R5=0,025м. На продольных лопастях 23 и пластинах 21 и 22 закреплен слой вещества, смачиваемого дисперсной фазой, например, фторопласта.Radius R 1 = D 1/2 of the outer surface of the
Все детали центробежного экстрактора, контактирующие с обеими фазами и их парами, включая корпус 1, камеры 2 и 3, выводные патрубки 4 и 5, вводные патрубки 7 и 8, съемный фланец 9, подшипниковую опора 11, приводной вал 12, диск 13, крышку 15, активатор 18, ротор 19, пластины 21 и 22, продольные лопасти 23, трубки 24, транспортирующий механизм 27, мешалку 28 с валом 29 и втулку 30 выполнены из металла, инертного к их химическому коррозионному воздействию, например, нержавеющей стали, или на этих металлических деталях, включая элементы привода 10, закреплен слой такого инертного вещества, например, фторопласта, или эти детали, за исключением элементов привода 10, полностью выполнены из такого инертного вещества, например, углепластика, а в подшипниковой опоре 11 установлены подшипники скольжения, из такого инертного вещества, например, из силицированного графита.All parts of the centrifugal extractor in contact with both phases and their pairs, including
Центробежный экстрактор работает следующим образом. После запуска привода 10 исходные растворы по входным патрубкам 7 и 8 подают в смесительную камеру 6, где они перемешиваются мешалкой 28 для осуществления массопередачи распределяющегося компонента, и образовавшаяся эмульсия подается транспортирующим механизмом 27 внутрь вращающегося ротора 19. В процессе транспортировки эмульсии снизу-вверх в роторе 19 и ее расслаивания под действием разности плотностей фаз последовательно в секторных объемах между нижними пластинами 21, в межлопастных зазорах продольных лопастей 23 и в секторных объемах между верхними пластинами 22 под диском 13 формируются два радиально соприкасающихся кольцевых слоя очищенных друг от друга фаз в приосевой и периферийной зонах ротора 19. Легкая фаза через переливное отверстие 25 по каналу 26 выводится из ротора 19 в камеру 3 сбора легкой фазы, и по выходному патрубку 5 наружу центробежного экстрактора. Тяжелая фаза через переточное отверстие 14 поступает в гидрозатвор 17, транспортируется к оси вращения вала 12 к переливному отверстию 16 и выводится из ротора 19 в направлении к периферии в камеру 2 сбора тяжелой фазы и по выходному патрубку 4 наружу центробежного экстрактора. Осадок за счет центробежной силы транспортируется по конической поверхности ротора 19 к переточному отверстию 14, взмучивается активатором 18 и выводится далее с потоком тяжелой фазы через переливное отверстие 16 из ротора 19.The centrifugal extractor works as follows. After starting the
Цилиндрическая втулка в виде трубы 30 необходима для закрепления на ее наружной поверхности приосевых кромок 33 продольных лопастей 23 вдоль совпадающих образующих их поверхностей. При этом, периферийные кромки 34 не соприкасаются с другими элементами ротора, что способствует беспрепятственной транспортировке вдоль поверхности продольных лопастей 23 в периферийном направлении тяжелой фазы и выделившегося на ней осадка, который при этом не уменьшает сепарационный объем разделительной камеры 20, так как непрерывно стекает на внутреннюю поверхность ротора 19 и постоянно удаляется из него. Кроме того, зазор между периферийной кромкой 34 и внутренней поверхностью ротора 19 необходим для выравнивания давления в соседних межлопастных зазорах за счет перетока между ними тяжелой фазы и формирования границы раздела фаз в них примерно на одинаковом радиусе, что предотвращает дополнительное диспергирование уже разделившихся сплошных потоков фаз после выхода их из межлопастных зазоров в секторные объемы между верхними пластинами 22 и увеличивает производительность.A cylindrical sleeve in the form of a
В каждой секции разделительной камеры 20 в узких зазорах между соседними продольными лопастями 23 капли дисперсной фазы, транспортируясь в радиальном направлении за счет разности плотностей фаз, деформируются на их поверхностях с увеличением площади поверхности по сравнению с первоначальной сферической. Это приводит к уменьшению толщины межкапельной пленки сплошной фазы, ускорению коалесценции деформированных капель дисперсной фазы и формированию сплошного слоя скоалесцировавшихся капель, контактирующих в радиальном и азимутальном направлениях с исходным сплошным слоем сплошной фазы, что в итоге увеличивает производительность и выпуск продукции.In each section of the
В вариантах, аналогичных изображенным на фиг. 4 и 6, радиус поверхности продольной лопасти 23 от оси ротора 19 изменяется монотонно в зависимости от азимутального угла в интервале углов 0-180°, причем, ширина межлопастного зазора вдоль радиуса изменяется монотонно вначале от нуля до максимального значения, а затем вновь до нуля. При этом, ширина межлопастного зазора достигает минимума как раз в периферийной и приосевой зонах вывода чистых фаз, а площадь поверхности продольных лопастей 23 максимальна. Это способствует уменьшению времени выделения капель дисперсной фазы из потока эмульсии на жесткую поверхность продольных лопастей 23, обеспечивая благоприятный режим тонкослойного разделения эмульсии. В вариантах, аналогичных изображенным на фиг. 5 и 7, радиальная ширина межлопастного зазора максимальна в зоне точки поверхности продольной лопасти 23 с касательной линией, проходящей через ось ротора, и существенно превышает аналогичную величину для вариантов, близких к изображенным на фиг. 4 и 6, где таких точек нет. Таким образом, при равном количестве продольных лопастей 23 из изображенных на фиг. 4-7 вариантов исполнения их профиля, например, в интервале 16-24 лопастей предпочтительными являются варианты близкие к изображенным на фиг. 4 и 6, что увеличивает производительность и выпуск продукции. Испытания изготовленных из нержавеющей стали двух вариантов, аналогичных представленным на фиг. 4 и 6 с одинаковым количеством лопастей, на модельной системе растворов не выявили между ними заметной разницы в суммарной производительности при заданных взаимных уносах фаз для обоих типов эмульсии: дисперсная легкая фаза в сплошной тяжелой фазе или дисперсная тяжелая фаза в сплошной легкой фазе. При этом, для количества лопастей, например, 16 производительность для обоих упомянутых вариантов увеличилась в ~ 1,5 раза по сравнению с прототипом при прочих равных условиях.In embodiments similar to those shown in FIG. 4 and 6, the radius of the surface of the
Увеличение азимутального угла у продольной лопасти относительно центра ее кривизны в перпендикулярном оси ротора сечении свыше 180° нецелесообразно, так как периферийные кромки 34 соседних продольных лопастей 23 препятствуют максимально близкому их размещению без деформации поверхности, что уменьшает их количество и производительность.The increase in the azimuth angle at the longitudinal blade relative to the center of its curvature in a section perpendicular to the rotor axis above 180 ° is impractical, since the
При сравнительно малых концентрации, размерах и плотности твердой фазы в растворах целесообразно применить цилиндрическую форму ротора 19 и продольных лопастей 23, так как при одинаковом по высоте и максимальному диаметру роторе 19 его объем и производительность центробежного экстрактора для цилиндрической формы больше. При этом однако, за счет постоянного накопления в роторе 19 осадка и уменьшения сепарационного объема его разделительной камеры 20, технологические показатели экстракционного процесса монотонно ухудшаются, что в итоге приводит к необходимости его остановки для очистки ротора 19 от накопленного осадка.At relatively low concentrations, sizes and densities of the solid phase in solutions, it is advisable to use the cylindrical shape of the
Снабжение торцевых кромок пластин 21 и 22 дистанционирующими пропилами 37, в которых размещены с взаимным частичным проникновением и соприкосновением ответные торцевые кромки 35 и 36 продольных лопастей 23, необходимо для фиксации азимутальной симметрии продольных лопастей 23, выполненных из тонкого листа, выравнивания потоков эмульсии в них и предотвращения дисбаланса ротора 19, что увеличивает производительность и выпуск продукции. Периферийные центрирующие кромки 38 пластин 21 и 22, закрепленных на торцах втулки в виде трубы 30, контактируют с внутренней поверхностью ротора 19, что обеспечивает их взаимную соосность и балансировку в сборе. Суммарная высота пластин 21 и 22 должна быть меньше высоты продольных лопастей 23, так как тонкослойное разделение эмульсии происходит только в межлопастном зазоре, что увеличивает производительность.Supplying end edges of
Радиус R1 наружной поверхности втулки в виде трубы 30 и радиус R3 размещения приосевой кромки пластин 21 и 22 должны быть меньше радиуса R4 транспортирующего механизма 27, который в свою очередь должен быть меньше радиуса R5 размещения переливного отверстия 25 устройства вывода легкой фазы в виде трубок 24 и пронизьтающих ротор 19 каналов 26, что необходимо для беспрепятственной работы транспортирующего механизма 27, эффективного разделения эмульсии и вывода легкой фазы из ротора 19.The radius R 1 of the outer surface of the sleeve in the form of a
Закрепление на продольных лопастях 23 и пластинах 21 и 22 слоя вещества, смачиваемого дисперсной фазой, например, фторопласта увеличивает скорость коалесценции капель дисперсной фазы, что увеличивает производительность.Fastening on the
Выполнение всех деталей центробежного экстрактора, контактирующих с обеими фазами и их парами, из металла, инертного к их химическому коррозионному воздействию, например, нержавеющей стали увеличивает срок его службы и выпуск продукции. Аналогичный результат достигается закреплением на этих металлических деталях, включая элементы привода 10, слоя такого инертного вещества, например, фторопласта. Кроме того, выполнение упомянутых деталей, за исключением элементов привода 10, полностью из такого инертного вещества, например, углепластика уменьшает вес центробежного экстрактора и, в частности, его вращающихся частей, что позволяет уменьшить потребляемую мощность привода 10. При этом, в подшипниковой опоре 11 установлены подшипники скольжения, из такого инертного вещества, например, из силицированного графита, со смазкой, например, парами обеих фаз, что увеличивает срок службы центробежного экстрактора и выпуск продукции.The implementation of all parts of the centrifugal extractor in contact with both phases and their pairs from metal inert to their chemical corrosive effects, for example, stainless steel increases its service life and product output. A similar result is achieved by fixing on these metal parts, including the elements of the
Полезная модель промышленно применима, так как в настоящее время она прошла стендовые испытания, подтвердившие ее надежность, простоту изготовления и достижение нового технического результата - увеличение производительности в ~1.5 раза. Конкретные конструктивные признаки заявленного центробежного экстрактора реально осуществимы и не противоречат применению в промышленных условиях. Таким образом, заявленное техническое решение указанной выше задачи, 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.The utility model is industrially applicable, since at present it has passed bench tests that confirmed its reliability, ease of manufacture and the achievement of a new technical result - an increase in productivity by ~ 1.5 times. Specific design features of the claimed centrifugal extractor are realizable and do not contradict the use in industrial conditions. Thus, the claimed technical solution to the above problem, the set of features of which is unknown in the prior art, is new compared to the selected prototype, technically feasible and industrially applicable, which meets the criteria characterizing the utility model.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018134348U RU189423U1 (en) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | CENTRIFUGAL EXTRACTOR |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018134348U RU189423U1 (en) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | CENTRIFUGAL EXTRACTOR |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU189423U1 true RU189423U1 (en) | 2019-05-22 |
Family
ID=66635804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018134348U RU189423U1 (en) | 2018-12-24 | 2018-12-24 | CENTRIFUGAL EXTRACTOR |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU189423U1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110465112A (en) * | 2019-08-15 | 2019-11-19 | 清华大学 | It is a kind of to handle the annulus type centrifugal extractor containing a small amount of solid particle feed liquid |
RU2752982C1 (en) * | 2020-12-14 | 2021-08-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Device for separation of emulsions |
RU2763697C1 (en) * | 2020-10-05 | 2021-12-30 | Марина Игоревна Вепринцева | Apparatus for thermal destruction of sludge deposition or rubber chips produced from used automobile tyres |
CN116511497A (en) * | 2023-03-23 | 2023-08-01 | 江苏巨鑫磁业有限公司 | Magnetic powder surface antioxidation processing device |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1530199A2 (en) * | 1988-01-25 | 1989-12-23 | Предприятие П/Я Р-6476 | Centrifugal extractor |
RU129834U1 (en) * | 2012-10-02 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения" (ОАО "СвердНИИхиммаш") | CENTRIFUGAL EXTRACTOR |
CN204485374U (en) * | 2015-01-27 | 2015-07-22 | 清华大学 | A kind of annulus type centrifugal extractor with vertical mixing baffle |
RU167120U1 (en) * | 2015-12-24 | 2016-12-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии-Атомстрой" | CENTRIFUGAL EXTRACTOR |
-
2018
- 2018-12-24 RU RU2018134348U patent/RU189423U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1530199A2 (en) * | 1988-01-25 | 1989-12-23 | Предприятие П/Я Р-6476 | Centrifugal extractor |
RU129834U1 (en) * | 2012-10-02 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения" (ОАО "СвердНИИхиммаш") | CENTRIFUGAL EXTRACTOR |
CN204485374U (en) * | 2015-01-27 | 2015-07-22 | 清华大学 | A kind of annulus type centrifugal extractor with vertical mixing baffle |
RU167120U1 (en) * | 2015-12-24 | 2016-12-20 | Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии-Атомстрой" | CENTRIFUGAL EXTRACTOR |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110465112A (en) * | 2019-08-15 | 2019-11-19 | 清华大学 | It is a kind of to handle the annulus type centrifugal extractor containing a small amount of solid particle feed liquid |
CN110465112B (en) * | 2019-08-15 | 2020-08-21 | 清华大学 | Annular gap type centrifugal extractor capable of treating feed liquid containing a small amount of solid particles |
RU2763697C1 (en) * | 2020-10-05 | 2021-12-30 | Марина Игоревна Вепринцева | Apparatus for thermal destruction of sludge deposition or rubber chips produced from used automobile tyres |
RU2752982C1 (en) * | 2020-12-14 | 2021-08-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ярославский государственный технический университет" ФГБОУВО "ЯГТУ" | Device for separation of emulsions |
CN116511497A (en) * | 2023-03-23 | 2023-08-01 | 江苏巨鑫磁业有限公司 | Magnetic powder surface antioxidation processing device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU189423U1 (en) | CENTRIFUGAL EXTRACTOR | |
US11123753B2 (en) | Centrifugal separator with disc having regions of different densities of spacing members | |
US8821362B2 (en) | Multiple modular in-line rotary separator bundle | |
AU2017351684B2 (en) | A separation disc for a centrifugal separator | |
US10960412B2 (en) | Separation disc for a centrifugal separator having spot-formed spacing members | |
US20110139710A1 (en) | Cyclone Separator | |
GB1585142A (en) | Rotor for a centrifugal separator | |
US6627174B1 (en) | Axial conveyor and loop reactor containing said axial conveyor | |
FI57059C (en) | EXTRAKTIONSENHET FOER VAETSKE-VAETSKE-EXTRAKTION | |
US2619280A (en) | Centrifugal contactor and method of contacting | |
EP3145637B1 (en) | A centrifugal separator | |
WO2008072087A2 (en) | Fluid treatment | |
RU167120U1 (en) | CENTRIFUGAL EXTRACTOR | |
CN108722027B (en) | Inertial separation device and liquid collector thereof | |
EP4292698A1 (en) | Impeller assembly and mixing apparatus | |
US20200261867A1 (en) | Improved mixer for flow systems | |
KR101949947B1 (en) | Air guide tube and Impeller using the same | |
US3771654A (en) | Centrifugal separator | |
RU175156U1 (en) | CENTRIFUGAL EXTRACTOR | |
EP3330002A1 (en) | Feeding unit for a centrifugal separator | |
RU174979U1 (en) | CENTRIFUGAL EXTRACTOR | |
DK158201B (en) | Flat membrane-filter device | |
CN102084136A (en) | Methods and apparatus for splitting multi-phase flow | |
RU2060778C1 (en) | Centrifugal extractor | |
CN116459562A (en) | Device for separating gas from liquid fluid |