一種迷宮式超重力液液萃取分離器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種迷宮式超重力液-液萃取分離器，屬于強化傳質(zhì)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]超重力液-液萃取分離技術(shù)，由于其具有較好的萃取效果，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)和生物化工領(lǐng)域。但是目前的設(shè)備在萃取的過程中停留時間過短，而且其單層填料結(jié)構(gòu)使得傳質(zhì)面積過小。此外，還存在設(shè)備制造成本高、體積龐大、萃取速率慢、萃取效率低很多不足處。目前，在冶金領(lǐng)域的人才和設(shè)備較少，且現(xiàn)有技術(shù)的超重力工程技術(shù)裝置大部分為整個轉(zhuǎn)子一起轉(zhuǎn)動，且大多為單層填料結(jié)構(gòu)，故混合和傳質(zhì)不徹底，在萃取的過程中停留時間較短。
[0003]另外，中國專利申請CN101254355A和CN1116125A公開了一種轉(zhuǎn)動分布形式的液體分布器，即轉(zhuǎn)軸為空心結(jié)構(gòu)并沒有出液小孔，液體由兩相進液管進入空心軸，轉(zhuǎn)軸內(nèi)的液體隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動，在離心力的作用下，由轉(zhuǎn)軸上的孔送入填料層。雖然這種液體分布器提高了操作彈性，但是由于轉(zhuǎn)軸半徑的限制，液體在空心軸內(nèi)受到的離心力小，液體處理量小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種迷宮式超重力液液萃取分離器，其包括外殼1、填料螺旋管2、混合傳質(zhì)機構(gòu)、分離收集機構(gòu)、頂蓋板12、底座13、軸承座套18、軸24、電機33 ;頂蓋板12通過螺釘連接固定在外殼I上端，底座13設(shè)置在外殼I腔體中且其下端與軸24固連，混合傳質(zhì)機構(gòu)設(shè)置在底座13上，分離收集機構(gòu)設(shè)置在底座13下端并與外殼I下端連接，填料螺旋管2固定在外殼I內(nèi)側(cè)，軸承座套18與旋轉(zhuǎn)開關(guān)17為螺紋副動連接，軸承座套18套裝在軸24上，軸承座套18通過螺釘連接固定在機架34上，電機33安裝在機架34上并通過同步帶26與軸24上的小帶輪25連接，帶動軸24轉(zhuǎn)動；
[0005]其中混合傳質(zhì)機構(gòu)包括進料行星葉輪混合裝置、傳質(zhì)裝置、錐形磨液輪，傳質(zhì)裝置設(shè)在進料行星葉輪混合裝置和錐形磨液輪之間，其中進料行星葉輪混合裝置包括兩相進液管11、至少3個小葉輪10、行星輪19、固定柱20、太陽輪21、行星架22，固定柱20下端與底座13固定連接，上端與行星架22固定連接，呈圓周對稱分布；行星輪19套裝在小葉輪10上并設(shè)置在行星架22上方，小葉輪10下端通過軸承與底座13相連；太陽輪21固定在行星架22上并與行星輪19相嚙合；兩相進液管11經(jīng)過行星架22向下延伸至底座上方且不與底座接觸；所述傳質(zhì)裝置包括動盤外填料層5、靜盤填料層6、大葉輪7、鼓形擋板8、動盤內(nèi)填料層9，動盤內(nèi)填料層9、鼓形擋板8、大葉輪7、動盤外填料層5依次由內(nèi)到外固定在底座13上；動盤內(nèi)填料層9設(shè)置在小葉輪10外側(cè)，鼓形擋板8設(shè)置在動盤內(nèi)填料層9與大葉輪7之間，靜盤填料層6設(shè)置在大葉輪7與動盤外填料層5之間，靜盤填料層6固定在頂蓋板12上；所述錐形磨液輪包括錐形磨液內(nèi)輪4和錐形磨液外輪3，錐形磨液外輪3套裝在錐形磨液內(nèi)輪4外并構(gòu)成相對旋轉(zhuǎn)配合關(guān)系，錐形磨液內(nèi)輪4固定在頂蓋板12上，錐形磨液外輪3固定在底座13上，錐形磨液外輪3上端的出液孔與填料螺旋管2入口相通；
[0006]所述分離收集機構(gòu)包括分相槽14、彈性開關(guān)15、收集槽16 ;填料螺旋管2的出口與分相槽14相通，收集槽16設(shè)置在分相槽14下方，收集槽16由內(nèi)外兩個環(huán)形槽組成，內(nèi)側(cè)出料導(dǎo)管23-1和外側(cè)出料導(dǎo)管23-2呈周向交叉均勾分布在分相槽14的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，內(nèi)側(cè)出料導(dǎo)管23-1與收集槽16的內(nèi)槽35相連通，外側(cè)出料導(dǎo)管23-2與收集槽16的外槽36相連通，彈性開關(guān)15穿過分相槽14底部的安裝孔分別與內(nèi)側(cè)出料導(dǎo)管23-1、外側(cè)出料導(dǎo)管23-2垂直相交，實現(xiàn)控制內(nèi)側(cè)出料導(dǎo)管23-1或外側(cè)出料導(dǎo)管23-2開閉功能，旋轉(zhuǎn)開關(guān)17設(shè)置在收集槽16內(nèi)側(cè)并與彈性開關(guān)15為點接觸，內(nèi)側(cè)出料導(dǎo)管23-1、外側(cè)出料導(dǎo)管23-2可以旋轉(zhuǎn)角度。
[0007]所述小葉輪10由小葉輪軸27和固定在軸上的橫截面呈三角形的葉片28構(gòu)成。
[0008]所述大葉輪7為中空圓筒狀，其上開有兩層百葉窗葉片29，百葉窗葉片開啟角度為30?50。
[0009]所述鼓形擋板8為中空鼓型結(jié)構(gòu)，其中間部分為多孔圓環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0010]所述錐形磨液外輪3為中空圓錐臺形，軸向磨條I 31均勻分布在其內(nèi)表面，錐形磨液外輪3頂端帶有出液孔30且與填料螺旋管2相通。
[0011]所述錐形磨液內(nèi)輪4為中空圓錐臺形，軸向磨條軸向磨條II 32均勻分布在其外表面。
[0012]所述動盤內(nèi)填料層9、靜盤填料層6、動盤外填料層5均由內(nèi)外兩塊環(huán)形多孔板構(gòu)成，且兩塊環(huán)形多孔板之間填塞有填料，多孔板為不銹鋼、特種鋼等金屬材質(zhì)，填充物為聚氯乙烯、聚四氟乙烯、環(huán)氧樹脂、聚丙烯等非金屬材質(zhì)，填料具體材質(zhì)根據(jù)具體操作溫度和介質(zhì)選擇，填料的設(shè)置增加了傳質(zhì)接觸面積。
[0013]所述填料螺旋管2為螺旋狀不銹鋼金屬軟管或耐腐蝕塑料軟管。
[0014]所述收集槽16由內(nèi)外兩個環(huán)形槽組成，外槽收集重相液體，內(nèi)槽收集輕相液體。
[0015]本實用新型裝置使用時，開啟電機33電源，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，電機33帶動軸24轉(zhuǎn)動，同時帶動底座13的旋轉(zhuǎn)；通過蠕動泵調(diào)節(jié)兩相液體的壓力和流速后，將兩相液體分別通入2個兩相進液管11后實現(xiàn)逆流對撞，對撞流再經(jīng)過小葉輪10的紊流阻擋改變運動軌跡后被甩到動盤內(nèi)填料層9，在動盤內(nèi)填料層9內(nèi)擴大了傳質(zhì)面積；在離心力的作用下，混合液體噴向鼓形擋板8，液體收集到鼓形擋板8底部，并通過其中間噴孔向外噴射，形成二次霧化?；旌弦后w甩到大葉輪7后，因為其百葉窗葉片29的偏角作用，產(chǎn)生負壓，使液體產(chǎn)生向內(nèi)的趨勢，形成部分逆流對撞；混合液體再甩到靜盤填料層6上，最后甩到動盤外填料層5上，反應(yīng)后由于重力的作用液體下落。在離心力的作用下，混合液體噴向錐形磨液內(nèi)輪4并匯聚于其底部，在錐形磨液內(nèi)輪4和錐形磨液外輪3的配合作用下，混合液體被帶到錐形磨液外輪3的上端，通過錐形磨液外輪3上端的出液孔30流到填料螺旋管2中。混合液體經(jīng)過填料螺旋管2后流入分相槽14中，在分相槽14的內(nèi)側(cè)和外側(cè)均勻分布有內(nèi)側(cè)出料導(dǎo)管23-1、外側(cè)出料導(dǎo)管23-2，內(nèi)側(cè)出料導(dǎo)管23-1與收集槽16的內(nèi)槽35相連通，外側(cè)出料導(dǎo)管23-2與收集槽16的外槽36相連通，由于液體密度不同重相流體將流入收集槽16的外槽，輕相流體將流入收集槽16的內(nèi)槽，在收集槽16的內(nèi)槽和外槽分別收集了最終產(chǎn)物。
[0016]本實用新型中四個兩相進液管11兩兩對噴；行星輪19帶動小葉輪10即公轉(zhuǎn)又自轉(zhuǎn)；
[0017]本實用新型有益的效果是:1、高效萃取的同時兼顧兩相分離；2、傳質(zhì)裝置中的多層填料結(jié)構(gòu)增大了兩相液體的傳質(zhì)面積，復(fù)雜的填料層結(jié)構(gòu)使混合更加均勻，延長了反應(yīng)時間，提高了萃取率；3、帶多噴孔的鼓形擋板起到收集液體、集中噴灑的效果，實現(xiàn)了兩相混合的二次霧化；4、大葉輪的百葉窗葉片在旋轉(zhuǎn)條件下將產(chǎn)生負壓，讓液體向內(nèi)噴射，實現(xiàn)二次逆流對撞；5、錐形磨液內(nèi)輪通過與錐形磨液外輪的磨條配合，能使液體順著錐面上升并從錐形磨液外輪上端的孔流入帶填料螺旋管，延長反應(yīng)時間。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型迷宮式超重力液液萃取分離器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本實用新型進料行星葉輪混合裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本實用新型傳質(zhì)裝置及錐形磨液輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4是本實用新型傳質(zhì)裝置及錐形磨液輪設(shè)置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5是本實用新型分離收集機構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是本實用新型分離收集機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7是本實用新型小葉輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8是本實用新型大葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9是本實用新型大葉輪的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖10是本實用新型鼓形擋板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖11是本實用新型錐形磨液外輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖12是本實用新型錐形磨液內(nèi)輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖13是本實用新型填料螺旋管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖14是本實用新型收集槽結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖中:1-外殼，2-填料螺旋管，3-錐形磨液外輪，4-錐形磨液內(nèi)輪，5-動盤外填料層，6-靜盤填料層，7-大葉輪，8-鼓形擋板，9-動盤內(nèi)填料層，10-小葉輪，11-兩相進液管，12-頂蓋板，13-底座，14-分相槽，15-彈性開關(guān)，16-收集槽，17-旋轉(zhuǎn)開關(guān)，18-軸承座套，19-行星輪，20-固定柱，21-太陽輪，22-行星架，23-1-內(nèi)側(cè)出料導(dǎo)管，23-2-外側(cè)出料導(dǎo)管，24-軸，25-小帶輪，26-同步帶，27-小葉輪軸，28-葉片，29-百葉窗葉片，30-出液孔，31-軸向磨條I，32-軸向磨條II，33-電機，34-機架，35-內(nèi)槽，36-外槽。
[0033]具體實施方法
[0034]下面通過附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細說明，但本實用新型的保護范圍不局限于所述內(nèi)容。
[0035]實施例1:如圖1?14所示，本迷宮式超重力液液萃取分離器包括外殼1、填料螺旋管2、混合傳質(zhì)機構(gòu)、分離收集機構(gòu)、頂蓋板12、底座13、軸承座套18、軸24、電機33 ；頂蓋板12通過螺釘連接固定在外殼I上端，底座13設(shè)置在外殼I腔體中且其下端與軸24固連，混合傳質(zhì)機構(gòu)設(shè)置在底座13上，分離收集機構(gòu)設(shè)置在底座13下端并與外殼I下端連接，填料螺旋管2固定在外殼I內(nèi)側(cè)，軸承座套18與旋轉(zhuǎn)開關(guān)17為螺紋副動連接，軸承座套18套裝在軸24上，軸承座套18通過螺釘連接固定在機架34上，電機33安裝在機架34上并通過同步帶26與軸24上的小帶輪25連接，帶動軸24轉(zhuǎn)動；
[0036]其中混合傳質(zhì)機構(gòu)包括進料行星葉輪混合裝置、傳質(zhì)裝置、錐形磨液輪，傳質(zhì)裝置設(shè)在進料行星葉輪混合裝置和錐形磨液輪之間，其中進料