旋流萃取装置的制作方法

本实用新型涉及金属冶炼，更具体地说，它涉及一种旋流萃取装置。

背景技术：

萃取分离是冶金工业生产中金属分离的一个重要手段，传统萃取装置多为箱式、塔式、柱式等萃取形式，使用最广泛的箱式萃取箱主要由混合室和澄清室两部分组成。箱式萃取属于逐级接触式液液传质设备。混合室中装有搅拌器，澄清室是腔体容积较大的空室，用以混合后的两相液体静止分层。混合室与澄清室往往溶液处于同一平面，混合室体积较大。

例如公告为cn206109495u的中国专利公告的一种湿法冶金铜萃取系统，其技术要点是：包括两级萃取单元和反萃设备，所述萃取单元包括萃取设备和储罐，所述萃取设备连接有进液管道和排液管道，萃取设备和所述储罐通过水相进管和水相出管连通形成一个循环，萃取设备中的水相通过水相进管进入储罐中，储罐中的水相通过水相出管回到萃取设备中；两级萃取单元的萃取设备和反萃设备之间通过管道连接在一起形成一个循环。

但是，现有技术中有机相和水相无法得到充分混合，从而导致萃取传质效率较低的问题发生；因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种旋流萃取装置，辅助进行萃取或反萃取，有效提高传质效率，并有效降低传质反应热的影响。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种旋流萃取装置，包括圆柱状外壳、沿外壳中轴线设置的主轴、同轴固定于主轴的旋流反应盘，以及用于驱动主轴的旋流萃取电机，所述圆柱状外壳的圆周外壁上下两端分别设置有进液口和出液口，所述外壳顶端和旋流萃取电机之间设置有连接器，所述旋流反应盘的数量为至少四个，且沿主轴长度方向等间距设置。

通过采用上述技术方案，运用旋流萃取装置进行萃取或者反萃取时，两相料液经进液口进入到外壳内，并在液压的驱动下沿外壳内腔由上而下流动，依次穿过多个旋流反应盘后经由出液口排出；与此同时，旋流萃取电机经连接器的传动后驱动主轴及旋流反应盘以50000-60000转每分钟的转速进行旋转，从而通过旋流反应盘将两相料液瞬间深度切割成纳米级的颗粒并达到充分混合，当两相料液穿过旋流反应盘后，液体以高度弥散的状态分布，从而加速待萃金属离子从水相到有机相的转移反应，或者待反萃的金属离子从有机相到水相的转移反应；还需要说明的是，两相液体在流通的旋流萃取装置内完成萃取或反萃取传质，反应热能够更快的被旋流萃取装置吸收并传递至外界，从而避免因料液温度升高而导致的萃取剂降解或乳化现象的发生；综上所述，采用旋流萃取装置辅助进行萃取或反萃取，有效提高传质效率，并有效降低传质反应热的影响。

本实用新型进一步设置为：所述外壳顶端设置有密封座，所述密封座设置有拉紧螺柱，所述拉紧螺柱贯穿连接器并配合有螺母；所述主轴与密封座的连接处设置有动力密封套。

通过采用上述技术方案，外壳顶端设置密封座，一方面为安装连接器和旋流萃取电机提供一个安装位置，另一方面避免因主轴顶端与连接器传动连接而发生泄漏；增设动力密封套进行密封，从而进一步降低放生泄漏的隐患。

本实用新型进一步设置为：所述外壳底端设置有轴瓦，所述轴瓦与主轴套接配合，所述外壳设置有多个稳定盘，每个所述稳定盘均处于相邻旋流反应盘之间，所述稳定盘贯穿开设通槽，所述稳定盘圆心贯穿开设套接通孔，所述套接通孔与主轴之间设置有转动连接套。

通过采用上述技术方案，主轴顶端由密封座和动力密封套配合限制，其底端由轴瓦进行限制，从而实现对主轴的两端限制，确保其具备以自身中轴线旋转的活动度，有效提高转动稳定性；并于每个旋流反应盘之间增设稳定盘，从而实现对主轴的水平面支撑，有效降低因旋流反应盘的高速旋转，而导致主轴发生折弯的隐患。

本实用新型进一步设置为：所述稳定盘与下方的旋流反应盘之间设置有旋流叶挡套。

通过采用上述技术方案，填充稳定盘和旋流反应盘的间隙，从而避免两者发生碰撞，进而消除旋流反应盘的旋流叶因机械碰撞而发生损坏的隐患。

本实用新型进一步设置为：所述旋流反应盘包括圆盘体、贯穿开设于圆盘体圆心的键槽孔，贯穿开设于圆盘体的多个旋流通孔，以及设置于圆盘体下端面的多个旋流叶片。

通过采用上述技术方案，旋流反应盘在旋转过程中，利用旋流叶片驱动两相液体整体进行高速旋转，从而加速两相液体的充分混合；进一步地，整体旋转中的两相液体在液压的作用下，需要经旋流通孔穿过旋流反应盘，从而在整体旋转的过程中形成泄压旋涡，进一步加速两相液体的充分混合；更进一步地，由于旋流反应盘的旋转，旋流通孔的位置不断改变，从而两相液体在穿过旋流通孔时不断被切割，从而使得两相液体以高度弥散状分布；结合以上三点最终实现旋流反应盘瞬间催动两相液体充分混合，加速传质反应的技术效果。

本实用新型进一步设置为：多个所述旋流通孔呈三组布局，每组均具有多个且呈等角度排列，三组所述旋流通孔的直径由内而外依次增大。

通过采用上述技术方案，三组旋流通孔的直径由内而外依次增大，是由于离心力的作用更多的两相液体会在更靠近圆周的位置穿过旋流反应盘，从而达到加快两相液体流速的技术效果。

本实用新型进一步设置为：所述旋流叶片仰视状态下呈圆弧状，多个所述旋流叶片呈两组布局。

通过采用上述技术方案，旋流叶片呈两组布局，从而使得两相液体形成两个不同角速度的整体旋转层，两个整体旋转层相互影响，进而促使混合速度进一步加快。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：采用旋流萃取装置辅助进行萃取或反萃取，有效提高传质效率，并有效降低传质反应热的影响；外壳顶端设置密封座，一方面为安装连接器和旋流萃取电机提供一个安装位置，另一方面避免因主轴顶端与连接器传动连接而发生泄漏；实现对主轴的两端限制，确保其具备以自身中轴线旋转的活动度，有效提高转动稳定性；实现对主轴的水平面支撑，有效降低因旋流反应盘的高速旋转，而导致主轴发生折弯的隐患；增设旋流叶挡套填充稳定盘和旋流反应盘的间隙，从而避免两者发生碰撞；旋流反应盘结合三个技术要点最终实现瞬间催动两相液体充分混合，加速传质反应的技术效果；旋流叶片呈两组布局，从而使得两相液体形成两个不同角速度的整体旋转层，两个整体旋转层相互影响，进而促使混合速度进一步加快。

附图说明

图1为本实用新型的局部剖视图；

图2为本实用新型稳定盘的结构示意图；

图3为本实用新型旋流反应盘的仰视图。

附图说明：1、外壳；2、主轴；3、旋流反应盘；4、旋流萃取电机；5、进液口；6、出液口；7、连接器；8、密封座；9、拉紧螺柱；10、螺母；11、动力密封套；12、轴瓦；13、稳定盘；14、通槽；15、套接通孔；16、转动连接套；17、旋流叶挡套；18、圆盘体；19、键槽孔；20、旋流通孔；21、旋流叶片。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

旋流萃取装置，如图1所示，包括圆柱状外壳1、沿外壳1中轴线转动连接的主轴2、同轴固定于主轴2的旋流反应盘3，以及用于驱动主轴2的旋流萃取电机4，圆柱状外壳1的圆周外壁上下两端分别一体成型有进液口5和出液口6，外壳1顶端和旋流萃取电机4之间安装有连接器7，旋流反应盘3的数量为至少四个，本实施例中旋流反应盘3的具体数量为3个，且沿主轴2长度方向等间距设置。

运用旋流萃取装置进行萃取或者反萃取时，两相料液经进液口5进入到外壳1内，并在液压的驱动下沿外壳1内腔由上而下流动，依次穿过多个旋流反应盘3后经由出液口6排出；此过程中，旋流萃取电机4经连接器7的传动后驱动主轴2及旋流反应盘3以50000-60000转每分钟的转速进行旋转，从而通过旋流反应盘3将两相料液瞬间深度切割成纳米级的颗粒并达到充分混合，当两相料液穿过旋流反应盘3后，液体以高度弥散的状态分布，从而加速待萃取金属离子从水相到有机相的转移反应，或者待反萃取金属离子从有机相到水相的转移反应；还需要说明的是，两相液体在流通的旋流萃取装置内完成萃取或反萃取传质，反应热能够更快的被旋流萃取装置吸收并传递至外界，从而避免因料液温度升高而导致的萃取剂降解或乳化现象的发生；综上所述，采用旋流萃取装置辅助进行萃取或反萃取，有效提高传质效率，并有效降低传质反应热的影响

由于主轴2顶端需要与连接器7传动连接，因此主轴2的顶端为外壳1的易泄漏位置，为避免该部位发生泄漏，如图1所示，外壳1顶端一体成型有密封座8，密封座8插接固定有拉紧螺柱9，拉紧螺柱9贯穿连接器7并螺纹配合有螺母10，从而由密封座8密封主轴2与连接器7的连接点，降低泄漏隐患，同时液位连接器7和旋流萃取电机4提供一个安装位置；为进一步降低泄漏隐患，主轴2与密封座8的连接处套设有动力密封套11，从而在不干涉主轴2转动能力的前提下，进一步降低泄漏隐患。

由于主轴2的转速高达五万至六万转每分钟，因此主轴2的转动稳定性尤为重要，为此如图1、图2所示，外壳1底端卡接固定有轴瓦12，轴瓦12与主轴2转动套接配合，从而主轴2的顶端受到密封座8和动力密封套11的限制，其底端由轴瓦12进行限制，从而实现对于主轴2的两端限制，有效确保其转动稳定性；在实际运用中发现，旋流反应盘3在搅动两相液体时，会受到其反作用力，该反作用力可能会导致主轴2的折弯损坏，为此，外壳1插接有多个稳定盘13，每个稳定盘13均处于相邻旋流反应盘3之间，稳定盘13贯穿开设有两相液体流通的通槽14，稳定盘13圆心贯穿开设套接通孔15，套接通孔15与主轴2之间设置有转动连接套16，转动连接套16可以为无油轴承，从而实现对主轴2的水平面支撑，有效降低因旋流反应盘3的高速旋转，而导致主轴2发生折弯的隐患。

需要说明的是，如图1所示，稳定盘13与下方的旋流反应盘3之间垫设有旋流叶挡套17，一方面使得相邻旋流反应盘3保持合理的间距，另一方面避免旋流反应盘3的旋流叶与稳定盘13发生碰撞。

旋流反应盘3的材料可以为316l、904、2205或哈氏合金，确保其具有优秀的耐酸抗碱能力，其具体结构如下，如图3所示，旋流反应盘3包括圆盘体18、贯穿开设于圆盘体18圆心的键槽孔19，贯穿开设于圆盘体18的多个旋流通孔20，以及加工成型于圆盘体18下端面的多个旋流叶片21；当旋流反应盘3在高速旋转的过程中，利用旋流叶片21驱动两相液体整体进行高速旋转，从而加速两相液体的充分混合；进一步地，整体旋转中的两相液体在液压的作用下，需要经旋流通孔20穿过旋流反应盘3，从而在整体旋转的过程中形成泄压旋涡，进一步加速两相液体的充分混合；更进一步地，由于旋流反应盘3的旋转，旋流通孔20的位置不断改变，从而两相液体在穿过旋流通孔20时被不断切割，从而使得两相液体以高度弥散状分布；结合以上三点最终实现旋流反应盘3瞬间催动两相液体充分混合，加速传质反应的技术效果。

需要说明的是，如图3所示，多个旋流通孔20呈三组布局，每组均具有多个且呈等角度排列，三组旋流通孔20的直径由内而外依次增大，从而达到加快两相液体流速的技术效果；旋流叶片21仰视状态下呈圆弧状，多个旋流叶片21呈两组布局，从而使得两相液体形成两个不同角速度的整体旋转层，两个整体旋转层相互影响，进而促使混合速度进一步加快。

具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。