一种离心萃取装置
阅读说明：本技术 一种离心萃取装置 (Centrifugal extraction device ) 是由 车春玲 刘海峰 于 2021-09-06 设计创作，主要内容包括：本申请提供了一种离心萃取装置,包括壳体、转筒,所述壳体设置于所述转筒外围；所述壳体上设置有轻相进口、重相进口、轻相出口和重相出口,还包括混合传质控制部,所述混合传质控制部设置于所述转筒下方,所述混合传质控制部设置于所述壳体与所述转筒之间；所述混合传质控制部包括可发生形变的弹性变形件,所述弹性变形件水平设置,所述弹性变形件在垂直方向发生往复形变。本申请中混合传质控制部的作用,一方面起到扰流、增加湍流的效果,使得溶剂跟溶液到达混合传质控制部后可以更有效的接触,充分混合,提高混合传质效果,本申请中的离心萃取装置更适用于密度差小、粘度差小的液液分离。(The application provides a centrifugal extraction device, which comprises a shell and a rotary drum, wherein the shell is arranged on the periphery of the rotary drum; the shell is provided with a light phase inlet, a heavy phase inlet, a light phase outlet and a heavy phase outlet, and the device also comprises a mixed mass transfer control part, wherein the mixed mass transfer control part is arranged below the rotary drum and is arranged between the shell and the rotary drum; the mixed mass transfer control part comprises an elastic deformation piece which can deform, the elastic deformation piece is horizontally arranged, and the elastic deformation piece deforms in a reciprocating mode in the vertical direction. The effect of mixing mass transfer control portion in this application plays vortex, increases the effect of torrent on the one hand for the solvent can more effectual contact after reaching mixing mass transfer control portion with solution, and intensive mixing improves and mixes the mass transfer effect, and the centrifugal extraction device in this application more is applicable to the liquid-liquid separation that the density difference is little, the viscosity difference is little.)
技术领域
本申请涉及燃料油脱硫技术领域，具体涉及一种离心萃取装置。
背景技术
离心萃取机是一种新型、快速、高效的液液萃取分离设备，在石油化工领域得到了广泛应用，与传统的萃取设备如混合澄清槽、萃取塔等在工作原理上有本质的区别。
现有的离心萃取机，通过带动转鼓高速旋转产生所需要的强大离心力场，多相混合液因其密度相差较大，所受的离心力也不同而产生分层现象，从而达到萃取或分离的目的。
但是针对密度差小、粘度差小的液液分离，使用现有的离心萃取设备的分离效果不好，一方面原因在于需要分离的两种液体的性质，液体与萃取剂的混合传质效果较差，所以到达离心力场中的分离效果差。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请提供了一种离心萃取装置，包括壳体、转筒，所述壳体设置于所述转筒外围；所述壳体上设置有轻相进口、重相进口、轻相出口和重相出口，所述液体与萃取剂分别从轻相进口、重相进口进入，在转筒内产生的离心力作用下，混合后的液体和萃取剂进入转筒内并分层，分层后的液体分别从轻相出口以及重相出口流出；还包括：
混合传质控制部，所述混合传质控制部设置于所述转筒下方，所述混合传质控制部设置于所述壳体与所述转筒之间；
所述混合传质控制部包括可发生形变的弹性变形件，所述弹性变形件水平设置，所述弹性变形件在垂直方向发生往复形变。
进一步的，所述弹性变形件为弹性金属板或弹性高分子材料。
进一步的，所述混合传质控制部还包括形变发生结构，以辅助弹性变形件发生形变。
进一步的，所述弹性变形件为弹性金属板，所述弹性金属板外围与橡胶密封垫相连，所述形变发生结构为活塞缸，所述活塞缸的活塞杆平行设置，所述活塞缸设置于所述橡胶密封垫外围；在活塞杆的往复运动下，所述弹性金属板中心会在垂直方向发生往复形变。
进一步的，所述弹性金属板处于初始状态时，中心位置向上凸起，使得活塞杆向内侧挤压弹性金属板时，中心位置继续向上方凸起。
进一步的，所述弹性变形件为弹性高分子材料，所述弹性变形件外围夹设于所述壳体中；所述形变发生结构设置于所述弹性变形件的下方，所述形变发生结构包括凸轮和竖杆，竖杆一端与凸轮抵接，所述竖杆另一端与弹性变形件抵接。
进一步的，所述形变发生结构包括传动杆、凸轮和竖杆，所述若干凸轮套设于所述传动杆上，所述竖杆一端与所述凸轮抵接，所述竖杆另一端与所述弹性变形件抵接。
进一步的，所述相邻凸轮的形状不同，使得相邻竖杆给弹性变形件产生的形变运动并不是一致的。
进一步的，还包括所述竖杆固定件，所述竖杆固定件包括套筒，所述竖杆套设于所述套筒中。
进一步的，还包括挡流板，所述挡流板设置于所述转筒内中心处。
本发明还提供了一种利用上述离心萃取装置的离心萃取方法，包括如下步骤：
S1、转筒开始旋转，将液体与萃取剂分别从轻相进口、重相进口进入，在壳体内壁与转筒外壁之间的空间中进行混合，
S2、弹性变形件在垂直方向发生往复形变运动，在变形的过程中形成一定的扰流作用，提高液体与萃取剂的混合传质效果，
S3、由于转筒内形成离心力场，以使混合后的液体与萃取剂从转筒下方进入转筒内壁，并在离心力场的作用下发生分层，分层后的液体分别从轻相出口、重相出口流出。
本申请的有益效果如下：
1、本申请中混合传质控制部的作用，一方面起到扰流、增加湍流的效果，使得溶剂跟溶液到达混合传质控制部后可以更有效的接触，充分混合，提高混合传质效果；
2、本申请中的混合传质控制部，另外一方面，可以跟转筒配合，由于弹性变形件在转筒下方发生的垂直方向的往复形变，可以起到微泵作用，使其与转筒内的离心力场相配合，有利于溶液快速吸入转筒内完成分离过程；
3、本申请的弹性变形件与形变发生结构，相互配合，使得弹性变形件发生形变的过程是可控制的，可以根据不同的溶液分离过程随时进行形变过程的改变；
4、本申请选用弹性金属板且其中心位置向上凸起，一方面是控制其弹性金属板的中心位置在发生形变时的形变方向始终是一致的，是可控制的，始终保持中心位置向上凸起的状态；另一方面这种状态使得弹性金属板能保持提供向上推动液体进入转筒的辅助力，有利于液体快速完成分离过程；
5、本申请选用弹性高分子材料的优势在于，其弹性变量变化范围更大，变形过程更灵活可控，适用于不同液体的分离使用，适用范围更广；
6、本申请形变发生结构选用凸轮的优势在于，利用凸轮的形状就可以完成形变过程，结构简单且可通过变换不同的凸轮就可以调整形变过程；
7、本申请利用在一根传动杆上设置多个凸轮结构，有效提高弹性变形件对于液体产生的扰流作用，进一步提高了液体与萃取剂的混合传质过程；另一方面，通过设置不同的凸轮结构，可以进一步增加液体的扰流过程。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请中一种离心萃取装置的结构示意图；
图2为本申请中一种混合传质控制部的结构示意图；
图3为图2中混合传质控制部的另一种使用状态示意图；
图4为本申请中另一种混合传质控制部的结构示意图；
图5为本申请中又一种混合传质控制部的结构示意图；
图6为图5中混合传质控制部的另一种使用状态示意图；
图7为本申请中另一种离心萃取装置的结构示意图。
具体实施方式
为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
如图1所示，本实施例中的一种离心萃取装置，包括壳体1、转筒2，壳体1设置于转筒2外围；壳体1上设置有轻相进口11、重相进口12、轻相出口13和重相出口14，液体与萃取剂分别从轻相进口11、重相进口12进入，在转筒2内产生的离心力作用下，混合后的液体和萃取剂进入转筒2内并分层，分层后的液体分别从轻相出口13以及重相出口14流出；
还包括混合传质控制部3，混合传质控制部3设置于转筒2下方，混合传质控制部3设置于壳体1与转筒2之间；混合传质控制部3包括可发生形变的弹性变形件31，弹性变形件31水平设置，弹性变形件31在垂直方向发生往复形变。
可以理解的，还包括形变发生结构4，以辅助弹性变形件31发生形变。
可以理解的，还包括挡流板5，挡流板5设置于转筒2内中心处。
可以理解的，在转筒2上方设置用于转筒2发生旋转运动的电机。
可以理解的，在轻相出口13以及重相出口14处分别设置用于控制分离液体流出的轻相堰板6、重相堰板7。
可以理解的，转筒2底端设置有开口21用于混合后的液体进入转筒2中，轻相进口11、重相进口12设置于开口21的上方，使得进入壳体1的液体和萃取剂在下落的过程中在转筒2的旋转作用下，就开始混合过程。
可以理解的，考虑到轻相进口11、重相进口12下落的过程会对弹性变形件31产生冲击力，为了防止弹性变形件31受到过大的冲击力而破损，也为了保证弹性变形件31发生弹性变形过程更加顺利，即不会受到太大阻力；可以通过控制进入液体个萃取剂的流量、流速以及弹性变形件31的材质，使得整个过程更加高效、顺畅。
利用本实施例重的离心萃取装置的离心萃取方法，包括如下步骤：
S1、转筒2开始旋转，将液体与萃取剂分别从轻相进口11、重相进口12进入，在壳体1内壁与转筒2外壁之间的空间中进行混合，
S2、弹性变形件31在垂直方向发生往复形变运动，在变形的过程中形成一定的扰流作用，提高液体与萃取剂的混合传质效果，
S3、由于转筒2内形成离心力场，以使混合后的液体与萃取剂从转筒2下方进入转筒2内壁，并在离心力场的作用下发生分层，分层后的液体分别从轻相出口13、重相出口14流出。
如图2-图3所示，在另一个实施例中，具体描述混合传质控制部3的具体结构，本实施例中弹性变形件31为弹性金属板311，弹性金属板311外围与橡胶密封垫8相连，橡胶密封垫8外侧与壳体相连，形变发生结构4为活塞缸41，活塞缸41的活塞杆平行设置，活塞缸41设置于橡胶密封垫8外围；在活塞杆的往复运动下，弹性金属板311中心会在垂直方向发生往复形变。
可以理解的，弹性金属板311处于初始状态时，中心位置向上凸起，使得活塞杆向内侧挤压弹性金属板311时，中心位置继续向上方凸起。
橡胶密封垫8的设置，使得弹性金属板311在发生弹性变形时，由于橡胶材质的弹性，既能保证弹性金属板311顺利完成变形，也能保证密封性。
本实施例中的橡胶密封垫8也可以用其他高分子材料的密封片替代，主要作用是保证弹性金属板311形变时保证外围的密封性，防止液体下漏。
本实施例混合传质控制部3在使用时，活塞缸41在水平方向进行伸缩运动，继而带动弹性金属板311外围向中心挤压发生变形，中心位置就可以在垂直方向上运动，反之弹性金属板311中心位置在垂直方向向下恢复原状。
可以理解的，活塞缸41最好在弹性金属板311的中心对称位置对其进行作用；
可以理解的，弹性金属板311为圆形。
如图4-7所示，在另一个实施例中，提供混合传质控制部3的另一种具体结构，弹性变形件31为弹性高分子材料312，弹性变形件31外围夹设于壳体1中；形变发生结构4设置于弹性变形件31的下方，形变发生结构4包括凸轮42和竖杆43，竖杆43一端与凸轮42抵接，竖杆43另一端与弹性变形件31抵接。
更优选的，形变发生结构4包括传动杆44、凸轮42和竖杆43，若干凸轮42套设于传动杆44上，竖杆43一端与凸轮42抵接，竖杆43另一端与弹性变形件31抵接。
可以理解的，为了控制竖杆43的活动范围，还包括竖杆固定件9，竖杆固定件9包括套筒91，竖杆43套设于套筒91中。
本实施例中的混合传质控制部3在使用时，传动杆44发生旋转运动继而带动凸轮42也发生旋转运动，进而带动竖杆43在竖直方向上下运动，竖杆43再带动弹性变形件31发生形变。
可以理解的，弹性变形件31可以是一整张高分子材料制作而成的弹性变形垫，外围被壳体1夹紧起到密封效果。
可以理解的，竖杆43与弹性变形件31也可以固连。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
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