本發(fā)明涉及離心萃取領域，特別是涉及一種環(huán)隙式離心萃取機，并提供一種萃取機的界面半徑控制方法。

背景技術：

離心萃取機的工作過程主要分為兩部分：即混合傳質過程和離心分離過程，待混合的兩種不互溶的液體在離心萃取機的轉鼓或槳葉的旋轉作用下完成混合，完成混合后的混合液進入轉鼓，在轉鼓的帶動下高速旋轉從而產生離心力，在離心力的作用下密度大的液體向外聚集，密度小的液體向內聚集，兩種液體會逐漸分層而形成一個界面，在外側的密度較大的液體通過重相出口排出萃取機，在內側的密度較小的液體通過輕相出口排出萃取機，從而完成分離過程。在分離過程中，界面的位置會影響分離的效果，界面應該位于澄清段頂部的輕相和重相堰上流的通道口之間，可是在實際使用中相分布由于轉速、各相流量和密度粘度的因素，界面半徑往往并不與理論相同，因此為了保證離心萃取的使用質量減少相夾帶，通常需要對界面半徑進行調節(jié)。

離心萃取機界面控制方法主要有：空氣堰壓力調節(jié)界面方法和重相堰半徑調節(jié)界面位置方法。空氣堰壓力調節(jié)界面方法通過調節(jié)壓縮空氣壓力來連續(xù)改變相界面的位置，在調節(jié)過程中不需停車，不用拆卸轉鼓。但是，該方法設備結構復雜，必須加工引入壓縮空氣的孔道，空氣引入轉鼓必須設置動密封，其加工精度要求高，運轉中檢修的次數較重相堰板控制界面要多。轉鼓增加了為密封壓縮空氣用的一套重相擋板和重相堰。設備運行過程中，要隨時控制壓縮空氣壓力，增加了一套控制系統(tǒng)。

重相堰半徑調節(jié)界面位置方法是通過調整重相堰的直徑大小實現離心萃取機界面調整，結構簡單，加工容易。但要調節(jié)界面位置必須停車拆卸轉鼓才能調換重相堰。

目前市場上采用重相堰半徑調節(jié)界面位置方法的離心萃取機一般有轉鼓、軸承、外殼、電機等部件構成，轉鼓上方設置的重相堰板為一個整體的圓環(huán)，當調節(jié)界面位置而更換重相堰板時，往往需要將電機、軸承拆下才能更換重相堰板，這種界面控制方法費時費力，操作不便，因此有必要提供一種易于操作的離心萃取機界面控制方法。

技術實現要素：

針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種環(huán)隙式離心萃取機，目的在于解決環(huán)隙式離心萃取界面半徑在不采用空氣堰壓力進行調節(jié)的情況下調節(jié)困 難的問題。

其技術方案是，包括轉軸、轉鼓和筒體式外殼，外殼套裝與轉鼓外其與轉鼓之間設有環(huán)隙，外殼上設有重、輕相入口，外殼底部封閉且上端設有蓋板，轉鼓與轉軸止轉配合，轉軸上端傳動連接有電機，電機與蓋板固定連接，形成電機經轉軸帶動轉鼓高速轉動的結構，轉鼓底部設有底板且底板上設有與轉鼓內部連通的入口，轉鼓上端設有分堰體，分堰體上設有重相出口和輕相出口，轉軸對應的分堰體處設有出料口，出料口與重相出口連接通，轉軸自出料口中心處穿出與電機相連接，出料口上端面處可拆卸固定密封連接有一環(huán)形重相堰板，所述的重相堰板由多個弧形段拼接而成，重相堰板對應的蓋板上設有一調節(jié)口，調節(jié)口允許重相堰板各部件自調節(jié)口處拿出，調節(jié)口處密封蓋合有封蓋。

所述的重相堰板均分為四個弧段，重相堰板由該四個弧段拼接而成。

所述的重相堰板均分為八個弧段，重相堰板由該八個弧段拼接而成。

所述的重相堰板與出料口的上端面之間設有密封圈，出料口上端面處設有類圓形的溝槽，溝槽相對于重相堰板的各弧段拼合處設有向中心處延設的U型部，重相堰板的拼接縫位于U型部的口內且不超出U型部最外邊沿，形成重相堰板安裝后U型部處密封圈完全將拼接縫與液體隔離的結構，所述的密封圈嵌設在溝槽內。

安裝不同內徑尺寸的重相堰板于出料口處，就可以使得轉鼓內的壓力值發(fā)生變化進而影響界面半徑的變化，重相堰板的更換和固定通過調節(jié)口處進行，不必拆卸萃取機的殼體以及電機部分，大大解決了傳統(tǒng)方法中通過調整重相堰的直徑需要更換整個重相堰內徑尺寸的做法中的問題，更加的快捷簡便。

本發(fā)明還提供一種環(huán)隙式離心萃取機界面半徑的調節(jié)方法，目的在于解決環(huán)隙式離心萃取界面半徑在不采用空氣堰壓力進行調節(jié)的情況下調節(jié)困難的問題。

其技術方案是：

a、包括轉軸、轉鼓和筒體式外殼，外殼套裝與轉鼓外其與轉鼓之間設有環(huán)隙，外殼上設有重、輕相入口，外殼底部封閉且上端設有蓋板，分堰體處內設有相隔設置的重相出口和輕相出口，重相出口連接一位于分堰體上部處的腔室，腔室上部設有一出料口，轉軸位于出料口處且伸出與電機連接，在該出料口處設一環(huán)形的重相堰板，重相堰板與分堰體之間可拆卸的固定密封連接，在蓋板上設有供重相堰板取出的調節(jié)口，重相堰板有多個環(huán)形的弧段拼接而成；

b、將重相堰板的內徑做成多種規(guī)格，在重相夾帶輕相的情況下，減小重相堰板的內徑，使得界面向中心處推移，直至重相不夾帶輕相為止；在輕相夾帶重相的情況下，加大重相堰板 的內徑，使得界面向中心外側移動，直至輕相不夾帶重相。

當離心萃取機界面調整需要更換重相堰板時，只需通過調節(jié)口松開固定螺栓即可一塊一塊拆下，不用拆卸萃取機其他部件，調節(jié)較調整重相堰整體尺寸容易。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的主視圖。

圖2為本發(fā)明中溝槽的結構示意圖。

圖3為重相堰調節(jié)面示意圖。

圖4為操作特性曲線示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細的說明。

環(huán)隙式離心萃取機的實施例：如圖1和圖2所示，包括轉軸1、轉鼓2和筒體式外殼3，外殼3套裝與轉鼓2外其與轉鼓2之間設有環(huán)隙4，外殼3上設有重、輕相入口，外殼3底部封閉且上端設有蓋板5，轉鼓2與轉軸1止轉配合，轉軸1上端傳動連接有電機6，電機6與蓋板5固定連接，形成電機6經轉軸1帶動轉鼓2高速轉動的結構，轉鼓2底部設有底板且底板上設有與轉鼓2內部連通的入口，轉鼓2上端設有分堰體7，分堰體7上設有重相出口8和輕相出口9，轉軸1對應的分堰體7處設有出料口10，出料口10與重相出口8連接通，轉軸1自出料口10中心處穿出與電機6相連接，出料口10上端面處可拆卸固定密封連接有一環(huán)形重相堰板11，所述的重相堰板11由多個弧形段拼接而成，重相堰板11對應的蓋板5上設有一調節(jié)口12，調節(jié)口12允許重相堰板11各部件自調節(jié)口12處拿出，調節(jié)口12處密封蓋13合有封蓋13；所述的重相堰板11與出料口10的上端面之間設有密封圈14，出料口10上端面處設有類圓形的溝槽16，溝槽16相對于重相堰板的各弧段拼合處設有向中心處延設的U型部17，重相堰板的拼接縫位于U型部的口內且不超出U型部最外邊沿，形成重相堰板安裝后U型部處密封圈完全將拼接縫與液體隔離的結構，所述的密封圈14嵌設在溝槽內，重相堰板可以均為四個或者八個弧段，重相堰板的各部分與出料口處通過螺栓固定連接，所述密封圈沿溝槽布設，重相堰板安裝時拼接縫不超出U型部的底部，密封圈完全將拼接縫隔離使其不與液體接觸。

上述實施例在使用時，分堰體7為一整體，分堰體7上設置輕相出口9和重相出口8，輕相出口9水平延伸至轉鼓2外，重相出口8向上延伸連通位于分堰體7上部的一腔室15，腔室15上端設有開放的出料口10，重相堰板11對應的蓋板5處即是調節(jié)口12，以方便重相堰板11的各段節(jié)取出和安裝，免于將整個重相堰體內徑變化。

萃取機的界面半徑控制方法，a、包括轉軸1、轉鼓2和筒體式外殼3，外殼3套裝與轉鼓2外其與轉鼓2之間設有環(huán)隙4，外殼3上設有重、輕相入口，外殼3底部封閉且上端設有蓋板5，分堰體7處內設有相隔設置的重相出口8和輕相出口9，重相出口8連接一位于分堰體7上部處的腔室15，腔室15上部設有一出料口10，轉軸1位于出料口10處且伸出與電機6連接，在該出料口10處設一環(huán)形的重相堰板11，重相堰板11與分堰體7之間可拆卸的固定密封連接，在蓋板5上設有供重相堰板11取出的調節(jié)口12，重相堰板11有多個環(huán)形的弧段拼接而成；

b、將重相堰板11的內徑做成多種規(guī)格，在重相夾帶輕相的情況下，減小重相堰板的內徑，使得界面向中心處推移，直至重相不夾帶輕相為止；在輕相夾帶重相的情況下，加大重相堰板的內徑，使得界面向中心外側移動，直至輕相不夾帶重相。

上述方法在具體使用時，如圖3所示，定義輕相重度為r_o，定義輕相堰半徑r_o*,定義重相重度為r_a,定義重相堰半徑為r_a*，定義界面半徑為r_i，界面半徑r_i的數學模型為：

$ri=\sqrt{\frac{{r_a}^2.F_a-{r_o}^2.F_o{r}_o/r_a}{1-r_o/r_a}}$

在操作的過程中，兩相重度ro、ra、ro*和流量固定不變，Fa、Fb保持不變，因此界面半徑ri僅隨重相堰半徑的變化而改變，隨重相堰半徑的增大，界面半徑增大，重相堰半徑減小，界面半徑隨之減小。當需要調節(jié)界面半徑時，通過不同內徑的重相堰板11實現對轉鼓2內壓力進行調節(jié)，重相堰板11首先通過調節(jié)口12內伸入出料口10處，利用螺栓固定在出料口10處，調節(jié)口12允許工具伸入。

為進一步增強操作的可實施性，確定其調節(jié)的特性曲線，具體方法如下：

操作過程中流比固定不變，重相堰半徑r_a*從零開始逐漸增加，選一較小的重相堰半徑r_a*¹，此時界面位置遠離重相擋板，流量偏小時，兩相均不夾帶，提高流量就造成輕相夾帶重相，測出開始出現夾帶的流量q_總¹，這樣得出一坐標點(q_總¹，r_a*¹)，重復上述步驟逐步增加重相堰半徑至r_a*¹、r_a*²、r_a*³……r_a*^N，得到數據q_總¹、q_總²、q_總³…….q_總^N，當重相堰半徑增加到一數值后，界面位置遠離了輕相堰，接近了重相擋板。流量小的時候，兩相均不夾帶，流量加大，總成重相夾帶輕相。再逐步加大重相堰半徑至r_a*^1·、r_a*^2·、r_a*^3·……r_a*^N·，用上述方法可測得對應的重相出現夾帶時的流量q_總^1·、q_總^2·、q_總^3·…….q_總^N·。以重相堰半徑r_a*為縱坐標，q_總為橫坐標可得出操作特性曲線圖，如圖3所示，圖中下線為輕相夾帶重相的極 限，上線為重相夾帶輕相的極限，下線和上線的交點為該設備的最大分離容量，下線與上線之間為該設備正常操作區(qū)域，圖上其他部分皆為不可操作的區(qū)域。

當離心萃取機界面調整需要更換重相堰板時，只需通過調節(jié)口松開固定螺栓即可一塊一塊拆下，不用拆卸萃取機其他部件，調節(jié)較調整重相堰整體尺寸容易。