阅读说明：本技术 带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备 (Organic extractant and water separating equipment with automatic flow channel flow dividing valve ) 是由 扈缪洁 于 2020-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及流体分离技术领域,具体是带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备,包括分离阀和截面形状为矩形的进液流道,所述进液流道连接在所述分离阀的输入端,所述进液流道的内部设有沿其长度方向布置的两层分层部件,位于上层的所述分层部件与所述进液流道之间形成轻液预分离通道,两层所述分层部件之间形成水预分离通道；本发明在流道中设置了两层分层部件,可以根据萃取剂和水的密度分成重液层、水层和轻液层,并利用不同的流道将三层流体引入到两个精分室,对流体中残留的少部分不同流体进行进一步的分离,使流出精分室的流体更加纯净,因此可以快速的将萃取后的混合液进行高效的分离。(The invention relates to the technical field of fluid separation, in particular to organic extractant and water separation equipment with an automatic flow channel shunt valve, which comprises a separation valve and a liquid inlet flow channel with a rectangular cross section, wherein the liquid inlet flow channel is connected to the input end of the separation valve, two layers of layered components arranged along the length direction of the liquid inlet flow channel are arranged in the liquid inlet flow channel, a light liquid pre-separation channel is formed between the layered component positioned at the upper layer and the liquid inlet flow channel, and a water pre-separation channel is formed between the two layers of layered components; the two-layer layering component is arranged in the flow channel, the heavy liquid layer, the water layer and the light liquid layer can be separated according to the density of the extracting agent and the water, three layers of fluid are introduced into the two fine separation chambers by using different flow channels, and a small part of different fluid remained in the fluid is further separated, so that the fluid flowing out of the fine separation chambers is purer, and the extracted mixed liquid can be quickly and efficiently separated.)

带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备

技术领域

本发明涉及流体分离技术领域，具体是带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备。

背景技术

萃取分为物理萃取和化学萃取。物理萃取是指萃取过程中只存在被萃取物在互不相溶的两溶剂中的分配，不发生化学反应，如CCl4从水中萃取碘。化学萃取则还伴有化学反应，通过萃取剂与被萃取物反应，以改变溶解度，再实现萃取。有机萃取剂显而易见是一种有机物，在萃取过程中能与目的物反应，形成难溶于水而易溶于有机溶剂的化合物。在工业生产中，为了增加萃取的速度和效率，一般通过搅拌使萃取液和被萃取液充分接触，萃取完成后，需要静置很长时间才可以分层进行分离，而为了增加生产效率，混合液需要通过管道输送至专门的分离设备中，而实际在管道中输送时，由于管道比较狭小，在输送过程中混合液已经实现一定的分层，当输送至分离容器中时又被冲击混合，导致分离速度慢，因此需要一种能够在输送管道中提前进行分离的阀门设备，提高分离效率。

发明内容

本发明的目的在于提供带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备，以解决现有技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备，包括分离阀和截面形状为矩形的进液流道，所述进液流道连接在所述分离阀的输入端，所述进液流道的内部设有沿其长度方向布置的两层分层部件，位于上层的所述分层部件与所述进液流道之间形成轻液预分离通道，两层所述分层部件之间形成水预分离通道，位于下层的所述分层部件与所述进液流道之间形成重液预分离通道，所述分离阀中设有连接在所述轻液预分离通道末端的轻液进液通道、连接在所述水预分离通道末端的水进液通道、连接在所述重液预分离通道末端的重液进液通道，所述轻液进液通道与所述轻液排液通道之间、所述水进液通道与所述水排液通道之间、所述重液进液通道与所述重液排液通道之间通过两个精分室连接。

进液流道是从萃取装置流出的后段管道，管道中的流体已经大致分层，当分层的流体经过进液流道中的分层部件时，分层部件是疏水部件，会自适应的分层在中间水流的上下两侧，使密度大于水的重液在下层分层部件的下方流通，使密度小于水的轻液在上层的分层部件的上方流通，即，轻液在轻液预分离通道中流通，水在水预分离通道中流通，重液在重液预分离通道中流通，然后经过预分离的流体经过轻液进液通道、水进液通道、重液进液通道分别进入到分离阀中，轻液从轻液进液通道中流向轻液排液通道时，会先经过上侧的精分室上方，偏重的水会在精分室中下沉，而水进液通道中的流体会先达到下方的精分室上方，偏重的萃取液下沉，剩余的从侧壁进入到精分室中，偏轻的萃取液会向上浮动，水从水排液通道流出，轻的萃取液从轻液排液通道流出，重的萃取液从重液排液通道流出。

优选的，所述精分室的侧壁上设有一个进液管，所述精分室的顶部设有排液管，所述精分室的底部设有阀座，其中一个所述精分室上的进液管与所述水进液通道连接、排液管与所述轻液进液通道连接、阀座与所述水排液通道连接，另一个所述精分室上的进液管与所述水进液通道连接、排液管与所述重液进液通道连接、阀座与所述重液排液通道连接。

轻液进液通道中的萃取液从排液管中进入到精分室中，充满精分室的上部，萃取液中的少部分水则会聚集下沉，水进液通道中的水从进液管中进入到精分室中，充满精分室的下部，并有少量的轻质萃取液上浮，精分室中下沉的水和上浮萃取液交换，使萃取液相互聚集在一起，水相互聚集在一起，形成二次分离，水进液通道从排液管进入到下方的精分室中，并使水中的密度高的萃取液下沉，重液排液通道中的密度高的萃取液流入到精分室中，充满精分室的下部，并同时密度高的萃取液中的水上浮，进行交换。

优选的，所述精分室的内壁设有限位环，所述限位环位于所述进液管的上方，所述精分室的内壁活动连接有浮板，所述浮板位于所述限位环的上方，所述浮板上开设有通过孔，所述通过孔的上方设有翻板，所述浮板的下端面通过连杆连接有用于封闭所述阀座的阀塞。

当密度小的流体从排液管中进入到精分室时，会浮在浮板上，而密度大的流体从进液管中进入到精分室时，会先填满精分室的下部，然后慢慢的向上堆积，聚集到一定高度后，密度大的流体中的少部分轻质流体会飘在最上方，然后从浮板的通过孔进入到上部空间，同时上不空间中的密度大的流体也顺着通过孔下来，若整体的密度大的流体很多，则会将浮板向上顶起，使连杆上的阀塞和阀座分离，密度大的流体从阀座中流出，若浮板上方的流体很多，下部的流体无法将翻板顶开，则翻板会封闭，使上部的空间相对封闭，无法和下部空间进行流体交换。

优选的，与所述轻液进液通道连通的所述精分室中的浮板上设有亲水疏油部和亲油疏水部，所述亲水疏油部位于所述亲油疏水部的下方，所述浮板的上方形成第一分离腔，所述浮板的下方形成第一沉淀腔；与所述重液排液通道连通的所述精分室中的浮板上设有亲水疏油部和亲油疏水部，所述亲水疏油部位于所述亲油疏水部的上方，所述浮板的上方形成第二分离腔，所述浮板的下方形成第二沉淀腔。

其中，浮板是一个带孔的轻质硬的薄片材质，亲水疏油部是植物纤维制成的疏孔结构，亲油疏水部是疏水聚氨酯海绵，也就是上方的精分室中的浮板在与萃取液和水接触后，亲水疏油部吸水，亲油疏水部吸收萃取液，其整体密度是小于水而大于小密度萃取液的，所以会浮在水面上，下方的精分室中的浮板上亲水疏油部和亲油疏水部设置相反，则浮板的密度是大于水而小于高密度萃取液的，这样就能保证浮板浮在两层不同的密度溶液之间。

优选的，所述水进液通道和所述精分室之间设有震动室，所述震动室包括叶轮室和击球室，所述叶轮室与所述水进液通道连通，所述击球室与所述叶轮室分隔，所述叶轮室中设有随所述轻液进液通道中流体流动而转动的叶轮。

当水进液通道中的水经过叶轮室时，会带动叶轮转动，利用水的动力带动叶轮转动，而击球室和叶轮室是相对隔离的，不会导致水的进入。

优选的，所述击球室的内壁设有挡块，所述击球室中设有若干个呈中心对称分布的弹性连接部，所述弹性连接部的一端连接有击球，所述弹性连接部的另一端连接有转轴，所述转轴的另一端与所述叶轮固定连接。

通过转轴将叶轮转动的动力传递至击球室中，其中弹性连接部是弹性片或弹簧，可以桡性的带动击球运动，击球是具有一定质量的刚性或弹性球，其在运动中击打挡块时会造成整个分离阀的震动，使精分室中产生不断的细微震动，这样有利于互不相容的溶液相互分离，达到更好的分离效果。

优选的，所述分层部件包括若干个通过连接部连接的疏水膜，所述疏水膜上下表面均设置有浮动海绵，位于最前端所述疏水膜的两侧设有导向块，所述进液流道的侧壁设有容纳所述导向块的纵向滑道。

由于各部分溶液体积的不确定性，疏水膜可以在进液流道中上下浮动，当疏水膜上的浮动海绵吸收了溶液时，就会形成一定的密度，且其密度介于吸取的两种液体之间，这样就使其刚好处于两层溶液的分界线处，更好的对溶液进行分层和导向，若使用固定密度的分隔部件，则不容易确定具体的密度是多少，在疏水膜上下浮动过程中，导向块在纵向滑道中滑动，且保证疏水膜不会随流体向后移动。

优选的，所述浮动海绵包括亲水疏油部和亲油疏水部，所述亲水疏油部和亲油疏水部交错分布在所述疏水膜的上下端面。

通过这样交错的设计，可以使浮动海绵上均匀的吸收两种密度的溶液，使其密度处于两个溶液密度之间，另外，可以吸收溶液中少量残留的另一种介质，提高分层和纯化的质量。

优选的，沿流体的方向所述疏水膜的长度逐渐增加，所述连接部的长度逐渐减小，所述连接部上开设有若干个交换孔。

为了在流道的末端形成稳定的分隔流道，末端的疏水膜长度越来越长，直至与轻液进液通道、水进液通道、重液进液通道完全连接起来，前段为了增加分层流体之间的交互能力，使流体中少量的不同层溶液能够再进行汇集，连接部上设置了交换孔，也就是在前段流通时，溶液之间还有交换的机会，而末端流道稳定后则不可以交换。

优选的，位于所述疏水膜两侧边缘的所述浮动海绵内侧设有向内倾斜的斜面。

主要是可以在溶液流通时，将浮动海绵向两侧推，使浮动海绵和进液流道的内壁连接紧密，即分层隔离性好。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在流道中设置了两层分层部件，可以根据萃取剂和水的密度分成重液层、水层和轻液层，并利用不同的流道将三层流体引入到两个精分室，对流体中残留的少部分不同流体进行进一步的分离，使流出精分室的流体更加纯净，因此可以快速的将萃取后的混合液进行高效的分离。

附图说明

图1为本发明带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备的结构示意图；

图2为本发明带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备中精分室的结构示意图；

图3为本发明带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备中震动室的结构示意图；

图4为本发明带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备中进液流道的结构示意图；

图5为本发明带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备中分层部件的结构示意图；

图6为本发明带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备中浮动海绵的结构示意图。

图中标号：1、分离阀；101、轻液进液通道；102、水进液通道；103、重液进液通道；104、轻液排液通道；105、水排液通道；106、重液排液通道；2、进液流道；201、纵向滑道；202、轻液预分离通道；203、水预分离通道；204、重液预分离通道；3、精分室；301、第一分离腔；302、第一沉淀腔；303、第二分离腔；304、第二沉淀腔；31、浮板；311、通过孔；312、翻板；32、限位环；33、连杆；331、阀塞；34、阀座；35、进液管；36、排液管；4、震动室；401、叶轮室；402、击球室；41、叶轮；42、转轴；43、弹性连接部；431、击球；44、挡块；5、分层部件；51、疏水膜；52、浮动海绵；521、亲水疏油部；522、亲油疏水部；53、导向块；54、连接部；541、交换孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：如图1～6所示，带有流道自动分流阀门的有机萃取剂与水的分离设备，包括分离阀1和截面形状为矩形的进液流道2，进液流道2连接在分离阀1的输入端，进液流道2的内部设有沿其长度方向布置的两层分层部件5，位于上层的分层部件5与进液流道2之间形成轻液预分离通道202，两层分层部件5之间形成水预分离通道203，位于下层的分层部件5与进液流道2之间形成重液预分离通道204，分离阀1中设有连接在轻液预分离通道202末端的轻液进液通道101、连接在水预分离通道203末端的水进液通道102、连接在重液预分离通道204末端的重液进液通道103，轻液进液通道101与轻液排液通道104之间、水进液通道102与水排液通道105之间、重液进液通道103与重液排液通道106之间通过两个精分室3连接。

进液流道2是从萃取装置流出的后段管道，管道中的流体已经大致分层，当分层的流体经过进液流道2中的分层部件5时，分层部件5是疏水部件，会自适应的分层在中间水流的上下两侧，使密度大于水的重液在下层分层部件5的下方流通，使密度小于水的轻液在上层的分层部件5的上方流通，即，轻液在轻液预分离通道202中流通，水在水预分离通道203中流通，重液在重液预分离通道204中流通，然后经过预分离的流体经过轻液进液通道101、水进液通道102、重液进液通道103分别进入到分离阀1中，轻液从轻液进液通道101中流向轻液排液通道104时，会先经过上侧的精分室3上方，偏重的水会在精分室3中下沉，而水进液通道102中的流体会先达到下方的精分室3上方，偏重的萃取液下沉，剩余的从侧壁进入到精分室3中，偏轻的萃取液会向上浮动，水从水排液通道105流出，轻的萃取液从轻液排液通道104流出，重的萃取液从重液排液通道106流出。

具体的，如图1-2所示，精分室3的侧壁上设有一个进液管35，精分室3的顶部设有排液管36，精分室3的底部设有阀座34，其中一个精分室3上的进液管35与水进液通道102连接、排液管36与轻液进液通道101连接、阀座34与水排液通道105连接，另一个精分室3上的进液管35与水进液通道102连接、排液管36与重液进液通道103连接、阀座34与重液排液通道106连接。

轻液进液通道101中的萃取液从排液管36中进入到精分室3中，充满精分室3的上部，萃取液中的少部分水则会聚集下沉，水进液通道102中的水从进液管35中进入到精分室3中，充满精分室3的下部，并有少量的轻质萃取液上浮，精分室3中下沉的水和上浮萃取液交换，使萃取液相互聚集在一起，水相互聚集在一起，形成二次分离，水进液通道102从排液管36进入到下方的精分室3中，并使水中的密度高的萃取液下沉，重液排液通道106中的密度高的萃取液流入到精分室3中，充满精分室3的下部，并同时密度高的萃取液中的水上浮，进行交换。

具体的，如图2所示，精分室3的内壁设有限位环32，限位环32位于进液管35的上方，精分室3的内壁活动连接有浮板31，浮板31位于限位环32的上方，浮板31上开设有通过孔311，通过孔311的上方设有翻板312，浮板31的下端面通过连杆33连接有用于封闭阀座34的阀塞331。

当密度小的流体从排液管36中进入到精分室3时，会浮在浮板31上，而密度大的流体从进液管35中进入到精分室3时，会先填满精分室3的下部，然后慢慢的向上堆积，聚集到一定高度后，密度大的流体中的少部分轻质流体会飘在最上方，然后从浮板31的通过孔311进入到上部空间，同时上不空间中的密度大的流体也顺着通过孔311下来，若整体的密度大的流体很多，则会将浮板31向上顶起，使连杆33上的阀塞331和阀座34分离，密度大的流体从阀座34中流出，若浮板31上方的流体很多，下部的流体无法将翻板312顶开，则翻板312会封闭，使上部的空间相对封闭，无法和下部空间进行流体交换。

具体的，如图2所示，与轻液进液通道101连通的精分室3中的浮板31上设有亲水疏油部521和亲油疏水部522，亲水疏油部521位于亲油疏水部522的下方，浮板31的上方形成第一分离腔301，第一分离腔301中用来实现轻质萃取液和水的分离，浮板31的下方形成第一沉淀腔302，第一沉淀腔302用来实现水的聚集和轻质萃取液的上浮；与重液排液通道106连通的精分室3中的浮板31上设有亲水疏油部521和亲油疏水部522，亲水疏油部521位于亲油疏水部522的上方，浮板31的上方形成第二分离腔303，第二分离腔303主要实现将重的萃取液和水分离，浮板31的下方形成第二沉淀腔304，第二沉淀腔304主要是将重液沉淀，并使水漂浮在上层。

其中，浮板31是一个带孔的轻质硬的薄片材质，亲水疏油部521是植物纤维制成的疏孔结构，亲油疏水部522是疏水聚氨酯海绵，也就是上方的精分室3中的浮板31在与萃取液和水接触后，亲水疏油部521吸水，亲油疏水部522吸收萃取液，其整体密度是小于水而大于小密度萃取液的，所以会浮在水面上，下方的精分室3中的浮板31上亲水疏油部521和亲油疏水部522设置相反，则浮板31的密度是大于水而小于高密度萃取液的，这样就能保证浮板31浮在两层不同的密度溶液之间。

具体的，如图1和图3所示，水进液通道102和精分室3之间设有震动室4，震动室4包括叶轮室401和击球室402，叶轮室401与水进液通道102连通，击球室402与叶轮室401分隔，叶轮室401中设有随轻液进液通道101中流体流动而转动的叶轮41。

当水进液通道102中的水经过叶轮室401时，会带动叶轮41转动，利用水的动力带动叶轮41转动，而击球室402和叶轮室401是相对隔离的，不会导致水的进入。

具体的，击球室402的内壁设有挡块44，击球室402中设有若干个呈中心对称分布的弹性连接部43，弹性连接部43的一端连接有击球431，弹性连接部43的另一端连接有转轴42，转轴42的另一端与叶轮41固定连接。

通过转轴42将叶轮41转动的动力传递至击球室402中，其中弹性连接部43是弹性片或弹簧，可以桡性的带动击球431运动，击球431是具有一定质量的刚性或弹性球，其在运动中击打挡块44时会造成整个分离阀1的震动，使精分室3中产生不断的细微震动，这样有利于互不相容的溶液相互分离，达到更好的分离效果。

具体的，如图4-5所示，分层部件5包括若干个通过连接部54连接的疏水膜51，疏水膜51上下表面均设置有浮动海绵52，位于最前端疏水膜51的两侧设有导向块53，进液流道2的侧壁设有容纳导向块53的纵向滑道201。

由于各部分溶液体积的不确定性，疏水膜51可以在进液流道2中上下浮动，当疏水膜51上的浮动海绵52吸收了溶液时，就会形成一定的密度，且其密度介于吸取的两种液体之间，这样就使其刚好处于两层溶液的分界线处，更好的对溶液进行分层和导向，若使用固定密度的分隔部件，则不容易确定具体的密度是多少，在疏水膜51上下浮动过程中，导向块53在纵向滑道201中滑动，且保证疏水膜51不会随流体向后移动。

具体的，如图6所示，浮动海绵52包括亲水疏油部521和亲油疏水部522，亲水疏油部521和亲油疏水部522交错分布在疏水膜51的上下端面。

通过这样交错的设计，可以使浮动海绵52上均匀的吸收两种密度的溶液，使其密度处于两个溶液密度之间，另外，可以吸收溶液中少量残留的另一种介质，提高分层和纯化的质量。

具体的，沿流体的方向疏水膜51的长度逐渐增加，连接部54的长度逐渐减小，连接部54上开设有若干个交换孔541。

为了在流道的末端形成稳定的分隔流道，末端的疏水膜51长度越来越长，直至与轻液进液通道101、水进液通道102、重液进液通道103完全连接起来，前段为了增加分层流体之间的交互能力，使流体中少量的不同层溶液能够再进行汇集，连接部54上设置了交换孔541，也就是在前段流通时，溶液之间还有交换的机会，而末端流道稳定后则不可以交换。

具体的，如图4所示，位于疏水膜51两侧边缘的浮动海绵52内侧设有向内倾斜的斜面。

主要是可以在溶液流通时，将浮动海绵52向两侧推，使浮动海绵52和进液流道2的内壁连接紧密，即分层隔离性好。

工作原理：进液流道2是从萃取装置流出的后段管道，管道中的流体已经大致分层，当分层的流体经过进液流道2中的分层部件5时，由于各部分溶液体积的不确定性，疏水膜51可以在进液流道2中上下浮动，当疏水膜51上的浮动海绵52吸收了溶液时，就会形成一定的密度，且其密度介于吸取的两种液体之间，这样就使其刚好处于两层溶液的分界线处，更好的对溶液进行分层和导向，若使用固定密度的分隔部件，则不容易确定具体的密度是多少，在疏水膜51上下浮动过程中，导向块53在纵向滑道201中滑动，且保证疏水膜51不会随流体向后移动，会自适应的分层在中间水流的上下两侧，使密度大于水的重液在下层分层部件5的下方流通，使密度小于水的轻液在上层的分层部件5的上方流通，即，轻液在轻液预分离通道202中流通，水在水预分离通道203中流通，重液在重液预分离通道204中流通，然后经过预分离的流体经过轻液进液通道101、水进液通道102、重液进液通道103分别进入到分离阀1中，当密度小的流体从排液管36中进入到精分室3时，会浮在浮板31上，而密度大的流体从进液管35中进入到精分室3时，会先填满精分室3的下部，然后慢慢的向上堆积，聚集到一定高度后，密度大的流体中的少部分轻质流体会飘在最上方，然后从浮板31的通过孔311进入到上部空间，同时上不空间中的密度大的流体也顺着通过孔311下来，若整体的密度大的流体很多，则会将浮板31向上顶起，使连杆33上的阀塞331和阀座34分离，密度大的流体从阀座34中流出，若浮板31上方的流体很多，下部的流体无法将翻板312顶开，则翻板312会封闭，使上部的空间相对封闭，无法和下部空间进行流体交换，当水进液通道102中的水经过叶轮室401时，会带动叶轮41转动，利用水的动力带动叶轮41转动，通过转轴42将叶轮41转动的动力传递至击球室402中，其中弹性连接部43是弹性片或弹簧，可以桡性的带动击球431运动，击球431是具有一定质量的刚性或弹性球，其在运动中击打挡块44时会造成整个分离阀1的震动，使精分室3中产生不断的细微震动，这样有利于互不相容的溶液相互分离，达到更好的分离效果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。