超临界CO2连续萃取技术克服了间歇式萃取技术效率低下、能耗高、安全隐患大的缺点,极大地促进了超临界CO2萃取技术向高效节能、安全可靠的方向发展。但该技术也对动密封提出了较高要求,一方面,虽然密封件承压下两侧压差为8MPa,但设备工作时最大内压可达32MPa,需要密封结构具有较好的承压能力;另一方面,被萃取物多为粉体物料,在高压环境下带压粉体对密封件有较大磨损,需要密封件具有较强的耐磨性。
超临界CO2连续萃取技术克服了间歇式萃取技术效率低下、能耗高、安全隐患大的缺点,极大地促进了超临界CO2萃取技术向高效节能、安全可靠的方向发展。但该技术也对动密封提出了较高要求,一方面,虽然密封件承压下两侧压差为8MPa,但设备工作时最大内压可达32MPa,需要密封结构具有较好的承压能力;另一方面,被萃取物多为粉体物料,在高压环境下带压粉体对密封件有较大磨损,需要密封件具有较强的耐磨性。
料仓式萃取器工作状态可分为推入状态与承压工作状态,推入包括径向压缩与轴向推进,建立模型时用径向压缩量来控制压缩率。

工作状态下料仓沿筒壁向前运动,共经过5个工作段,分别为为排空段、逐级升压段、萃取段、逐级降压段以及抽回段。进行萃取工作时,超临界流体通过筒壁流体进口进入筒内,萃取过程结束后经流体出口排出。


料仓承压示意如图2所示。料仓在承压萃取过程中需经过4级萃取压力,密封件两侧压力从0-8MPa开始,保持8MPa压差,逐级增长至24-32MPa。即上侧介质压力p1初始压力为8MPa,逐级增长到16、24和32MPa,下侧介质压力p2初始压力为0,逐级增长到8、16和24MPa。
根据有根据有限元分析原理,结构简化后由筒体、料仓及密封圈3部分组成,其中密封圈分别采用O形、Y形与U杯形。密封腔体内径为237mm,沟槽深度为5.85mm,沟槽宽度为9.5mm,引入角为20°。密封圈材料均选择聚氨酯橡胶,挡圈材料为聚四氟乙烯限元分析原理,结构简化后由筒体、料仓及密封圈3部分组成,如图3所示。其中密封圈分别采用O形、Y形与U杯形。密封腔体内径为237mm,沟槽深度为5.85mm,沟槽宽度为9.5mm,引入角为20°。密封圈材料均选择聚氨酯橡胶,挡圈材料为聚四氟乙烯。

推入过程中3种密封件等效应力分布如图4所示。O形圈最大等效应力为4.2151MPa;Y形圈最大等效应力为4.4785MPa,值最大;U杯形圈最大等效应力为2.1651MPa,值最小。O形圈最大应力的位置集中在引入角与密封圈接触部位,这是由于在安装过程中,O形圈受到引入角切入的轴向力与摩擦力共同作用所造成的材料堆积。Y形圈最大等效应力主要集中在唇口底部,此处为最容易损伤的部位。

U杯形圈等效应力则均匀分布在两侧,且应力分布均匀。Y形圈唇口相对较深窄,双唇较长,而U杯形圈唇口较宽且呈梯形,增加了对双唇的支撑能力。在推入时Y形圈唇口收缩,唇谷受到挤压,由于支撑能力差更易松弛开裂。



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