行星葉輪混合裝置包括4個兩相進液管11、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；
[0037]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)出料導管23-1和外側(cè)出料導管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)出料導管23-1與收集槽16的內(nèi)槽35相連通，外側(cè)出料導管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)出料導管23-1、外側(cè)出料導管23-2垂直相交，實現(xiàn)控制內(nèi)側(cè)出料導管23-1或外側(cè)出料導管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)出料導管23-1、外側(cè)出料導管23-2可以旋轉(zhuǎn)角度。
[0038]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?’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3°~5°;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)；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；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；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，填充物為聚氯乙烯，填料的設(shè)置增加了傳質(zhì)接觸面積；所述填料螺旋管2為螺旋狀不銹鋼金屬軟管；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。
[0039]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3個小葉輪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?；旌弦后w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)出料導管23-1、外側(cè)出料導管23-2，內(nèi)側(cè)出料導管23-1與收集槽16的內(nèi)槽35相連通，外側(cè)出料導管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。
[0040]由于液相在轉(zhuǎn)子內(nèi)經(jīng)歷了動盤一靜盤一動盤的反復(fù)過程，不但增加了傳質(zhì)、傳熱及反應(yīng)接觸面積，而且適當延長了兩相在轉(zhuǎn)子內(nèi)的反應(yīng)時間。
[0041]實施例2:本實施例裝置結(jié)構(gòu)同實施例1，不同在于增加兩對小葉輪，增大填料螺旋管的外殼半徑，其他條件保持不變。
[0042]實施例3:本實施例裝置結(jié)構(gòu)同實施例1，增加傳質(zhì)裝置中的動盤填料層和靜盤填料層的環(huán)數(shù)，增大填料螺旋管的外殼半徑，其他條件保持不變。
【主權(quán)項】
1.一種迷宮式超重力液液萃取分離器，其特征在于: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)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(24)通過一對推力軸承與軸承座套(18)聯(lián)接，軸承座套(18)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； 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)、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； 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)出料導管(23-1)和外側(cè)出料導管(23-2)呈周向交叉均勻分布在分相槽(14)的內(nèi)側(cè)和外側(cè)，內(nèi)側(cè)出料導管(23-1)與收集槽(16)的內(nèi)槽(35)相連通，外側(cè)出料導管(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)出料導管(23-1 )、外側(cè)出料導管(23-2)垂直相交，實現(xiàn)控制內(nèi)側(cè)出料導管(23-1)或外側(cè)出料導管(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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述迷宮式超重力液液萃取分離器，其特征在于: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。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的迷宮式超重力液液萃取分離器，其特征在于: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3°-5°。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的迷宮式超重力液液萃取分離器，其特征在于: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)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的迷宮式超重力液液萃取分離器，其特征在于: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。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的迷宮式超重力液液萃取分離器，其特征在于: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。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的迷宮式超重力液液萃取分離器，其特征在于: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，填充物為聚氯乙稀、聚四氟乙烯、環(huán)氧樹脂或聚丙烯。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的迷宮式超重力液液萃取分離器，其特征在于: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，管內(nèi)充滿填料。
【專利摘要】本實用新型公開了一種迷宮式超重力液液萃取分離器，其包括外殼、填料螺旋管、混合傳質(zhì)機構(gòu)、分離收集機構(gòu)、頂蓋板、底座、軸承座套、軸、電機；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；分離收集機構(gòu)包括分相槽、彈性開關(guān)、收集槽；本實用新型裝置在實現(xiàn)高效萃取的同時兼顧兩相分離，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；分離收集機構(gòu)作為萃取過程的重要組成，實現(xiàn)了萃取分離的一體化。
【IPC分類】B01D11/04
【公開號】CN204637641
【申請?zhí)枴緾N201520216992
【發(fā)明人】杜奕, 常軍, 彭金輝, 張利波, 丁家滿
【申請人】昆明理工大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年4月13日