一种离心萃取机的回流器的制作方法

1.本实用新型涉及一种离心萃取机的回流器。


背景技术：

2.离心萃取技术是一种借助离心力实现液-液两相的快速接触传质和分离的新型高效分离技术。相对于其他萃取技术，因其具有占地面积小、级效率高、萃取剂用量少、密封性好、自动化程度高和便于实现清洁生产等特点，已被广泛用于湿法冶金、废水处理、医药、化工和食品等多种领域。
3.目前市场上的大多数离心萃取机对于料液体系有限制，可处理的料液轻重相体积比的范围（也称流比范围）为1:30-30:1，在该流比范围内，离心萃取机可以通过对转速、重相堰板进行调节或增加萃取级数等方式，获得质量较好的产品和较高的萃取效率。但是，许多工业化的萃取工艺的轻重相体积比远大于上述范围，例如稀土萃取行业、废水处理领域，特别是废水处理领域的水中除油，轻重相比甚至达到1:1000。另外，大多数萃取行业对于重轻相的纯度要求比较高，在反萃工艺阶段常常需要将有机相中少量的重相除去，俗称“油中除水”。现有离心萃取机处理这类体系时，由于液液萃取工艺混合传质过程中两相接触差，两相稳态平衡性差，导致萃取出的产品浓度低，纯度差，萃取率也低，严重阻碍了离心萃取机在此类领域的应用。
4.如果能够使离心萃取机内两相流量比做出大比例调整，则能够扩大离心萃取机的适应范围。为解决此问题，目前存在利用三通管道回流的方案，通过三通管将小流量相系（即轻重料液中流量较小的料液）回流到离心萃取机内，但是该方案回流量不易确定，影响流比。另一种方案是利用存储容器、泵和流量计等进行回流，但是成本高，占用面积大。还有一种方案如公开号为cn104771932b的专利文献中公开的一种离心萃取机外置式本级回流装置，该本级回流装置包括封闭的溶液收集腔、与离心萃取机的小流量相系出口相连通的进料管、与离心萃取机的小流量相系进口连通的回流管以及小流量相系出液装置，针对不同的料液体系及其需要的回流量，需要专业技术人员根据料液参数和溶液收集腔的形状尺寸进行复杂的计算，并根据计算高度，需操作人员打开封闭的溶液收集腔，通过扳手等工具调节小流量相系出液装置的进口高度位置来控制回流量，操作繁琐复杂，作业环境恶劣，作业过程还存在污染料液风险，同时由于存在回流器溶液收集腔，所以存液量较大。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种离心萃取机的回流器，能够方便地实现小流量相系的回流。
6.本实用新型中采用如下技术方案：
7.一种离心萃取机的回流器，包括：
8.阀芯，沿竖直轴线转动装配在回流器上，其内设有溢流通道；
9.转动驱动结构，用于驱动阀芯转动；
10.阀芯套管，套设在阀芯外部，与阀芯围成环形料腔；
11.回流器进料口，与环形料腔连通，用于与离心萃取机的小流量相系出口连接；
12.阀芯的外周面上设有溢流孔，溢流孔与溢流通道连通，供环形料腔内的液体上升到溢流孔所在的高度时流入溢流通道内；
13.回流器还包括流量分配座，其上设有溢流排放通道和回流通道，溢流排放通道和回流通道相互独立；
14.所述阀芯套管的下端密封连接在流量分配座上，回流通道的进口端与所述环形料腔连通；
15.阀芯的底部设有封堵块，封堵块用于在阀芯转动时调节回流通道的进口端的开口大小；
16.阀芯的下端与所述流量分配座密封配合，所述溢流通道的底端开口与所述溢流排放通道保持连通，用于将部分小流量相系液体排出本级离心萃取机。
17.有益效果：采用上述技术方案，阀芯底部的封堵块能够与回流通道的进口端形成阀结构，在阀芯转动时调节回流通道的进口端的开口大小，从而改变回流量；同时，通过阀芯上的溢流孔和溢流通道，能够实现一部分小流量相系的溢流排出，从而通过相互独立的溢流排放通道和回流通道实现回流调节功能，与现有技术相比，避免了现有回流器需要拆卸，且通过扳手等调节溶液收集腔内小相系回流管的插入高度导致的操作繁琐、作业环境恶劣，同时还容易造成料液污染的问题，使用方便。
18.作为一种优选的技术方案：所述阀芯上设有朝下的环形台阶面，回流器进料口设置在环形台阶面的上方，溢流孔位于环形台阶面的下方，环形台阶面用于避免从回流器进料口流进环形料腔的液体从上方流入溢流孔内。
19.有益效果：采用上述技术方案，环形台阶面能够对上方流下的液流起到引流作用，避免液流直接从上方流入溢流孔内，从而能够更好地保证回流量的精确。当然，在其他实施例中，也可以使回流器进料口的进料沿阀芯套管内壁流下，同样可以避免液体从上方流入溢流孔内。
20.作为一种优选的技术方案：所述阀芯具有加粗段，环形台阶面由加粗段的环形底部端面形成；加粗段的环形底部端面上设有凹槽，凹槽靠近加粗段外周面的一侧的槽壁为倾斜槽壁，用于避免液流向溢流孔流动。
21.有益效果：采用上述技术方案能够方便地实现环形台阶面对液流的引流，结构简单，加工方便。
22.作为一种优选的技术方案：所述倾斜槽壁与溢流孔之间具有高度差，该高度差用于使倾斜槽壁给料液施加压力，辅助其进入溢流孔。
23.有益效果：采用上述技术方案便于料液顺利地从溢流孔进入阀芯上的溢流通道。在形成溢流前，加粗段仍能够避免液流直接向溢流孔流动，形成溢流后，液流可以没过加粗段的下端面，并不会影响回流器的正常工作。
24.作为一种优选的技术方案：所述阀芯套管的上端固定有回转座，所述阀芯转动装配在回转座上。
25.有益效果：采用上述技术方案便于阀芯的安装维护。
26.作为一种优选的技术方案：所述回转座上设有进料孔，阀芯从进料孔中穿过，阀芯
的外周面与进料孔相应部分的孔壁之间围成进料腔；
27.进料腔与所述环形料腔相通，所述回流器进料口设置在进料腔的侧壁上。
28.有益效果：采用上述技术方案便于回流器进料口的设置。
29.作为一种优选的技术方案：所述回转座上设有调节旋钮，所述调节旋钮与所述阀芯连接，形成所述转动驱动结构；
30.所述回转座上还设有指示刻度，指示刻度与调节旋钮对应，用于指示阀芯的转动位置。
31.有益效果：采用上述技术方案能够直观、方便地实现对回流量的调节。
32.作为一种优选的技术方案：所述回流通道的进口端为弧形长孔，所述封堵块为扇形块，用于实现线性调节。
33.有益效果：采用上述技术方案有利于使回流量调节满足线性关系，便于指示刻度的标定。
34.作为一种优选的技术方案：所述流量分配座上还设有小相系外部进料口和小相系总供料口；小相系外部进料口用于向回流通道补充从回流器的外部供给的小流量相系液体，小相系总供料口用于与离心萃取机的小流量相系进口连通。
35.有益效果：采用上述技术方案能够避免在离心萃取机上再设置三通结构，不需改变离心萃取机的原结构，使用方便，结构紧凑。
36.作为一种优选的技术方案：溢流排放通道和回流通道的进口端均设置在流量分配座的顶面上，所述阀芯的下端面密封抵接在流量分配座的顶面上，所述溢流通道向下贯通阀芯的下端面，与溢流排放通道的进口对接。
37.有益效果：采用上述技术方案，便于阀芯的装配和加工。
38.作为一种优选的技术方案：流量分配座上的回流通道为u 形结构，u 形结构的底部形成积液槽，积液槽用于在回流器工作时汇集液体以使回流通道的进口端保持液体浸润状态。
39.有益效果：采用上述技术方案，回流器工作时回流通道的进口端能够保持液体浸润状态，从而消除微小回流量时由于表面张力的存在而导致液体无法进入细小的回流通道，消除液体回流的不稳定性，更好地满足小回流量需求。
附图说明
40.图1是本实用新型中一种离心萃取机的回流器的实施例1的立体图；
41.图2是图1剖视状态下的主视图；
42.图3是图2中阀芯的立体图；
43.图4是图1中底部座体的立体图；
44.图5是图4中底部座体的右视图；
45.图6是实用新型中离心萃取机的回流器的实施例2的剖视图。
46.图中相应附图标记所对应的组成部分的名称为：11、流量分配座；12、套管连接口；13、溢流排放口；14、阀口；15、小相系总供料口；16、小相系外部进料口；17、溢流排放通道；18、回流通道；19、积液槽；110、排气孔；21、阀芯；22、溢流孔；23、溢流通道；24、小径段；25、加粗段；26、凹槽；27、封堵块；28、环形料腔；31、阀芯套管；41、回转座；42、进料孔；43、进料
腔；44、回流器表盘；45、回流器公式盘；46、回流器进料口；51、紧定螺钉；52、调节旋钮；53、连接螺柱。
具体实施方式
47.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
48.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
49.需要说明的是，本实用新型的具体实施方式中可能出现的术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，可能出现的语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
50.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
51.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
52.以下结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
53.本实用新型中一种离心萃取机的回流器的实施例1：
54.如图1和图2所示，离心萃取机的回流器由下到上依次包括流量分配座11、阀芯21和阀芯套管31、回转座41，以及调节旋钮52。阀芯套管31固定连接在流量分配座11与回转座41之间，阀芯21转动装配在回转座41上，并同轴插装在阀芯套管31内；调节旋钮52形成转动驱动结构，用于驱动阀芯21转动。
55.具体地，流量分配座11为四通阀座，整体是长方体形状，内部设有溢流排放通道17和回流通道18，溢流排放通道17和回流通道18均为l形结构，各自独立设置并相互隔离。如图4，溢流排放通道17和回流通道18的进口端均设置在流量分配座11的顶面上。
56.如图2、图4和图5，流量分配座11的长度方向一端的顶面上设有套管连接口12、侧面上设有溢流排放口13。套管连接口12为插接孔，供阀芯套管31插接固定并密封连接；阀芯套管31可以以任何可能的方式与流量分配座11连接，例如螺纹连接、卡接、粘接、焊接等，并且可以设置密封圈保证密封效果。溢流排放通道17和回流通道18的进口端均设置在插接孔的孔底壁上，回流通道18的进口端形成阀口14，为弧形长孔，能够使回流量调节满足线性关系；回流通道18的进口端设置在套管连接口12的轴心，为圆孔。溢流排放口13与溢流排放通道17的出口端相连，供一部分小流量相系排出本级离心萃取机。
57.流量分配座11长度方向另一端的端面上设有小相系总供料口15、侧面上设有小相系外部进料口16。小相系总供料口15用于与离心萃取机的小流量相系进口连通，小相系外部进料口16用于向回流通道18补充外部的小流量相系液体。如图2，小相系总供料口15、小相系外部进料口16和回流通道18的出口端形成三通结构。
58.如图2，阀芯21和阀芯套管31均为回转体结构，阀芯套管31同轴套设在阀芯21外部，与阀芯21围成环形料腔28。如图2和图3，阀芯21的外周面上设有溢流孔22，溢流孔22沿周向均布，成十字形结构，与阀芯21轴心处上下贯通地设置的溢流通道23连通，供环形料腔28内的液体上升到溢流孔22所在的高度时流入溢流通道23内。本实施例中，溢流孔22为圆孔，在其他实施例中，溢流孔22也可以是其他形状，例如方形、椭圆形等，能够将溢流通道23与环形料腔28连通即可。阀芯21的下端面密封抵接在流量分配座11的顶面上，所述溢流通道23向下贯通阀芯21的下端面，与溢流排放通道17的进口对接。阀芯21的轴向中部于溢流孔22的上方设有朝下的环形台阶面，环形台阶面由加粗段25的环形底部端面形成，环形台阶面上设有凹槽26，凹槽26靠近阀芯21的轴线一侧的侧壁为竖直槽壁，靠近加粗段25外周面的一侧的槽壁为倾斜槽壁，形成屋檐结构，能够引导液流从靠近加粗段25的外周面的部位落下，用于避免流进环形料腔28的液体从上方流入溢流孔22内。加粗段25的环形底部端面与溢流孔22之间具有高度差，在料液没过没过加粗段的下端面后，该高度差用于使倾斜槽壁给料液施加压力，辅助其进入溢流孔22，能够更好地适用于液体流量较大的情况。阀芯21的底部设有封堵块27，封堵块27凸设在阀芯21的底端外周面上，为扇形块，用于在阀芯21转动时以线性方式改变对所述回流通道18的进口端的封堵程度，即以线性方式调节回流通道18的进口端的开口大小。所述阀芯21的下端设有小径段24，与小径段24对应的环形料腔28相比于相邻部分具有更大的径向尺寸。
59.如图2，回转座41上设有进料孔42，阀芯21的上端从进料孔42内穿过，与进料孔42顶端的小径部分转动配合。进料孔42的中下段的内壁与阀芯21的外周面之间围成进料腔43，进料腔43与所述环形料腔28相通，进料腔43的侧壁上设有回流器进料口46，该回流器进料口46与环形料腔28连通，用于与离心萃取机的小流量相系出口连接。如图1和图2，阀芯21的顶端通过紧定螺钉51与调节旋钮52固定连接，调节旋钮52上有表盘刻度指针。回转座41的顶面上还通过螺钉固定有回流器表盘44，回流器表盘44上设有指示刻度，指示刻度与调节旋钮52对应，用于指示阀芯21的转动位置。指示刻度与回流通道18的进口端的开度采用cfd（计算流体动力学）方法模拟标定，并用实验进行验证，比传统计算公式更适合复杂流道，且具有更高的准确度。紧定螺钉51形成定位装置，能够确定表盘刻度指针与回流器表盘44、阀芯21以及流量分配座11中回流通道18的进口端的相对位置。阀芯21上端从回转座41穿出的部分直径较小，在阀芯21上形成朝上的环形台阶，回转座41上设有压板，压板顶压在
环形台阶上，用于使阀芯21与流量分配座11紧密配合，保证封堵块27对阀口14的封堵和溢流通道23与溢流排放通道17的封闭。
60.回转座41的侧面上设有回流器公式盘45，回流器公式盘45上有针对不同料液参数拟合的回流量通用计算公式。对于不同料液体系的流量比改变需求，所需流量可以直接通过回流器公式盘45上的拟合公式计进行准确计算，计算方式可以是手动，也可以设置为智能化计算，避免了现有技术中客户更换不同料液体系时，需要依据溶液收集腔的尺寸和料液参数进行复杂的流量比转换计算公式的计算可手动实现，也可采用置入自动化计算系统，实现智能计算。
61.使用时，回转座41上的回流器进料口46直接连接到离心萃取机的小流量相系出口上，流量分配座11上的小相系外部进料口16连接到外部料供应装置上，小相系总供料口15直接连接到离心萃取机的小流量相系进料口上，无需对离心萃取机的结构做改变，也无需在离心萃取机的小流量相系进料口上增加三通管道，管道连接简洁美观，与离心萃取机整合度高。使用过程中，通过调节旋钮52和指示刻度，能够精确地控制回流量，与现有技术相比，无需拆卸溶液收集腔，操作简单易懂，避免了现有回流器需要拆卸，且通过扳手等调节溶液收集腔内小相系回流管的插入高度导致的操作繁琐，作业环境恶劣，同时还容易造成料液污染的问题。并且，本实用新型中的回流器不需要设置较大的溶液收集腔，阀芯套管31为管道形式，整体小巧美观，存液量小，稳定性高，结构简单。
62.本实用新型中一种离心萃取机的回流器的实施例2：
63.本实施例与实施例1的一个不同之处在于，如图6，流量分配座11内的回流通道18为u 形结构，u 形结构的底部形成积液槽19，积液槽19用于在回流器工作时汇集液体以使回流通道18的进口端保持液体浸润状态。为了便于回流通道18的加工，流量分配座11采用左右分体结构，两个分体部分通过贯穿左侧分体部分的螺钉固定连接，并通过分体界面处的密封圈密封。本实施例中，回流通道18的进口端与出口端高度相当，以使回流通道18的进口端保持液体浸润状态，在其他实施例中，也可以适当调整回流通道18的出口端的高度，但是，优选地，出口端的高度不低于回流通道18中与进口端对应的竖直通道部分的底端开口的高度，以使回流通道18的进口端稳定地保持液体浸润状态。
64.本实施例与实施例1的另一个不同之处在于，为了避免流量分配座11上与小相系总供料口16连通的腔室内由于温度变化导致的压力增加，流量分配座11的顶面上设有排气孔。在其他实施例中，排气孔也可以设置在小相系总供料口15所连接的连接管路上，或者设置在流量分配座11的竖向侧面上。
65.本实施例与实施例1的另一个不同之处在于，回转座41与流量分配座11之间设有4只连接螺柱，连接螺柱53的上端向上贯穿回转座41、下端向下贯穿流量分配座11，并使用螺母锁紧，使得回转座41、阀芯套管31、流量分配座11压接固定在一起，连接强度高，结构稳定性好。
66.本实施例与实施例1的另一个不同之处在于，本实施例中，根据溢流需求，阀芯21上的加粗段25与溢流孔22之间的间距较大，加粗段仅用于避免液体直接从上方流入溢流孔22，并不用于辅助液体进入溢流孔22。
67.上述实施例2中的上述任一不同之处均可以在其他实施例中单独采用。
68.本实用新型中一种离心萃取机的回流器的实施例3：
69.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，阀芯21上连接的转动驱动结构为调节旋钮52，而本实施例中，转动驱动结构是电动驱动装置，根据程序设置自动驱动阀芯21转动。当然，在其他实施例中，转动驱动结构也可以是扭矩传递结构，例如设置在阀芯顶端的四方头，调节流比时临时装配上调节旋钮。
70.本实用新型中一种离心萃取机的回流器的实施例4：
71.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，回流器进料口46设置在阀芯套管31顶部的回转座41上，而本实施例中，回流器进料口46设置在阀芯套管31的侧壁上。
72.本实用新型中一种离心萃取机的回流器的实施例5：
73.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，流量分配座11上设有溢流排放通道17和回流通道18，还设有小相系外部进料口16和小相系总供料口15；而本实施例中，流量分配座11上仅设有溢流排放通道17和回流通道18，使用时可以在离心萃取机的小流量相系进口上设置三通，通过三通与外部进料装置和回流器的回流通道18连通。
74.本实用新型中一种离心萃取机的回流器的实施例6：
75.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，回流器进料口46设置在溢流孔22的上方，而本实施例中，回流器进料口46设置在溢流孔22的下方，并且，此时阀芯21上未设置用于避免液体从上方流入溢流孔22内的环形台阶面。
76.本实用新型中一种离心萃取机的回流器的实施例7：
77.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，所述阀芯21具有加粗段25，环形台阶面由加粗段25的环形底部端面形成，而本实施例中，阀芯21上位于溢流孔22上方的部分的直径大于下方部分的直径，环形台阶由阀芯21的大小直径部分的过渡结构形成。
78.本实用新型中一种离心萃取机的回流器的实施例8：
79.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，回流器包括回转座41，阀芯21转动在回转座41上，而本实施例中，阀芯21转动在阀芯套管31上。当然，在其他实施例中，阀芯21也可以采用其他转动装配方式，例如转动装配在流量分配座11上。
80.本实用新型中一种离心萃取机的回流器的实施例9：
81.本实施例与实施例1的不同之处在于，实施例1中，阀芯21的下端密封抵接在流量分配座11上，而本实施例中，阀芯21的下端设有插接段，插接段密封插装在流量分配座11上的回流通道18的进口端中，阀芯21上的封堵块27设置在插接段的上方。
82.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。