Массообменный аппарат

 

() () 822842

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ofl MCAHNK

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (53)M. Кл. (22) Заявлено 0797 76 (21) 2414653/23-26 с присоединением заявки,%— (23) Приоритет

В 01 0 11/04

Фвудвраеэнвй «еавтвт

CCCP вв делан иэабретвэнх и етхрытвй

Опубликовано 23 04.81. Бюллетень лв15 (53) УДК 66.065. .52 (088.8) °

Дата опубликования описании 25.04.81 (72) Авторы изобретении

А. А. Винтер, И. Я. Городецкий, A.Å. Костанян, С.М. Мерман и В. К. Чубуков (71) Заявитель (54) МАССООБМЕННЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к конструкциям экстракционных колонн и может быть использовано в химической, нефтехимической, гидрометаплургической, пищевой и др. отраслях цромьпплени ости.

Известен массообменный вибрационный аппарат, включающий вертикальный корпус со штуцерэми для подвода и отвода легкой и тяжелой фаэ, внутри которого на вертикальных штоках, установленных с возможностью противонаправленного относительно друг друга воз10 врэтно- поступательного движения в чередую. щейся последовательности закреплены перфорированные тарелки, при этом аппарат снаб-. жен разноплечными рычагами, шарнирно coet$ диненными противоположными концами со штоками, а тауелки расположены по высоте группами, предлочтитвльно парами (1). . Недостатком известного аппарата является недостаточно ; высокая степень перемвшивания, что снимает эффективность процесса.

Мель изобретения — повышение интенсивности процесса эа счет повышения степени перемешиванля.

Поставленная цель достигается тем, что an парат снабжен валом и направляющими, при этом рычаги шарнирно. прикреалены, к валу и установлены с воэможностью движения по направляющим, Кроме того, направляющие имеют форму круговой циклической кривой.

На чертеже представлен массообменный аппарат, общий вид.

Аппарат состоит иэ корпуса 1 цилиндрической или иной формы, имеет верхнюю 2 и нижнюю 3 отстойные зоны, патрубки для ввода 4 и вываля 5 легкой фазы, патрубки для ввода 6 и вывода 7 тяжелой фазы, распределители легкой 8 и тяжелой 9 фаз, сливное устройство 10. На верхней крьипке аппарата укреплен электропривод 11, сообщающий валу 12 вращательное движение. Вал 12 уплотняется прн входе в аппарат сальником

13. В нижней части экстракторэ вал 12 вращается в опорном подшипнике 14, укрепленном нэ крестовине 15. К валу 12 шарнирно прикреплены рычаги 16 и 17, к которым

;шарнирно прикреплены штанги 18 и 19. К штангам 18 и 19 в. чередующейся последовэ822842 тельиости жесткь прикреплены перфорирован- ные тарелки 20 и 21. При вращении вала 12 рычаги 16 и 17 движутся по направляющим

22 и 23. Направляющие 22 и 23 имеют форму круговой циклической кривой, например, эллипса, наклоненного к плоскости, перпендикулярной оси вала 12 или круговой синусоиды с различным числом циклов на окружности.

Аппарат работает следующим obpa3oM, При вращении вала 12 рычаги 16 и 17 приобретают вращательное движение в горизонтальной плоскости. В результате движения концы рычагов 16 и 17 по направляющим 22 и 23, коромысла приобретают колебательное движение в вертикальной плоскости, относительно точек шарнирного прикрепления к валу 12. Точ- . ки шарнирного прикрепления штанг 18 и 19 1 к рычагам 16 и 17 совершают движение по окружности в горизонтальной плоскости и по дугам окружности в вертикальной плоскости;

В трехмерной системз координат онн получают составляющие движения в направлении всех трех осей. В вертикальной плоскости, проходящей через коромысла и ось вала, эти точки приобретают колебательное движение в вертикальном (с амплитудой Si) и горизонтальном (с амплитудой Яз) направлениях, В тоже speмя точки совершают круговое вращение с окружной скоростью(о= . " (г — расстояние от точки крепления штанги vo оси вала 12, rt — число оборотов вала 12). Соответственно точкам крепления к коромыслам движутся и штанги 18 и 19 вместе с укрепленными на них тарелками 20 и 21. Причем, направления колебательного движения штанг 18 и 19 и, соответственно, пакетов тарелок 20 и 21 в вертикальном, и в горизонтальном направлениях противоположны.

В результате такого движения тарелок осуществляется исключительно эффективное перемешивание контактирующих фаз в экстракторе, и повышается его эффективность.

В результате вывешивания штанг 18 и 19 с тарелками 20 и 21 на рычагах 16 и 17 и их колебательного движения в разные сторо-ны создается полностью уравновешенная система, не создающая знакопеременных нагрузок на детали и корпус аппарата, подшипники и фундамент. Не тратится мощность привода на преодоление сил инерции я на преодоление сил тяжести при колебательном движении тарелок, как это имеет место в аппаратах с однонаправленным колебательным движением тарелок. В результате резко снижаются затраты мощности. Вал 12 при этом совершает только. вращательное движение, что упрмпает привод и дает воэможность исполь зовать для уплотнения вала торцовые уплотнения наиболее современный вид уплотнений.

Расположение всех сопрягающихся частей в рабочей среде обеспечивает их надежную смазку. Частота колебаний тарелок в вертикальной и горизонтальной плоскостях определяется

l как и = — (i — количество циклов круговой

t1 синусоиды направляющих 22 и 23; наклонный эллипс эквивалентен синусоиде с i = 1). На1о правляющие могут иметь форму и любой другой циклической кривой. Таким образом, можно добиться любого соотношения между частотой колебаний тарелок и скоростью их вращения. Амплитуда колебаний тарелок определяется амплитудой синусоиды направляющих 22 и 23 н величиной r.

Вместо перфорированных тарелок могут быть использованы и любые другие перемешивающие элементы. Возможно также исполнение аппарата с одной направляющей (22 или 23) или увеличение их больше двух, при соответствующем увеличен и количества рычагов. Круговая циклическая кривая направляющих может иметь циклы разной длины и амплитуды, что дает возможность иметь меняющиеся за время одного оборота вала частоты и амплитуды колебаний пакетов тарелок. Таким образом,.аппарат обладает исключительной гибкостью для создания различных по интенсивности и качеству режимов перемешивання.

Формула изобретения

35 1. Массообменный аппарат, включающий вертикальный корпус со штуцерами для подвода и отвода контактирующих фаз, вертикальные штоки, установленные с возможностью возвратно-поступательного движения, на которых в

40 чередующейся последовательности закреплены перемешивающие элементы и которые шарнирно соединены с рычагами, и приводной механизм, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности за счет повышения степени перемешивания, он снабжен валом и направляющими, при этом рычаги шарнирно прикреплены к валу и установлены с возможностью движения по направляющим.

2. Мас ообменный аппарат по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что направляющие имеют форму круговой циклической кривой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 592039, кл. В 01 0 11/04, 31.05.76 (прототип).