МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ МГНОВЕННОГО ВСКИПАНИЯ

МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ МГНОВЕННОГО ВСКИПАНИЯ


RU (11) 2241512 (13) C1

(51) 7 B01D1/26, B01D3/06, C02F1/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 2004.12.10 
(21) Регистрационный номер заявки: 2004101665/15 
(22) Дата подачи заявки: 2004.01.20 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2004.01.20 
(45) Опубликовано: 2004.12.10 
(56) Аналоги изобретения: SU 1733032 А1, 15.05.1992. SU 672154 А, 08.07.1979. SU 806049 А, 23.02.1981. SU 1186231 А, 23.10.1985. US 4953607 А, 04.09.1990. US 5094721 А, 10.03.1992. 
(72) Имя изобретателя: Петин В.С. (RU) 
(73) Имя патентообладателя: Петин Владимир Сергеевич (RU) 
(98) Адрес для переписки: 454014, г.Челябинск-14, а/я 2838, В.С. Петину 

(54) МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ МГНОВЕННОГО ВСКИПАНИЯ
Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в технологии получения пресной воды из морской (солоноватой) воды. Испаритель мгновенного вскипания содержит корпус, вертикальную разделительную перегородку с окном для прохода пара, плотно соединенную с корпусом и разделяющую испаритель на камеры расширения и конденсации, патрубки для подвода и отвода испаряемой воды и дистиллята. Камеры конденсации и расширения испарителя снабжены самостоятельными днищами по числу камер и плотно соединены с разделительной перегородкой и корпусом испарителя. Сторона днища, противоположная прилегающей к разделительной перегородке, выступает за пределы корпуса и плотно соединена с последним с внешней стороны. Разделительная перегородка дополнительно снабжена по числу камер расширения окнами для прохода пара, а в днищах выполнены цилиндрические патрубки для прохода жидкости. Это позволит повысить производительность испарителя, повысить надежность его работы за счет исключения перетока воды повышенной минерализации в дистиллят и предотвращения контакта агрессивной среды со сварочными соединениями на корпусе. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.






ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в технологии получения пресной воды из солоноватой или морской воды.

Известны испарители мгновенного вскипания (патент №2218972, полезная модель №31337).

Однако в этих конструкциях не исключено вредные агрессивные воздействия среды на сварочные соединения, что приводит к разрушению сварных соединений, нарушению плотности системы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному техническому решению является конструкция, выполненная по а.с. 1733032, содержащая корпус, разделительную перегородку, с окнами для прохода пара, разделяющую корпус на камеру расширения и конденсации, патрубки для подвода и отвода испаряемой воды, патрубки для отвода дистиллята.

В этой конструкции разделительная перегородка приварена к корпусу с наружной стороны, что исключает контакт агрессивной среды (выпариваемая высоконцентрированная вода) со сварочными швами.

Однако этот испаритель, принятый за прототип, имеет и недостатки.

Из-за одноступенчатого (однократного) вскипания перегретой воды производительность известного испарителя, принятого за прототип, ограничена. Поясним это положение примером. На фиг.1а изображена принципиальная тепловая схема известного испарителя, где 1 - камера расширения, 2 - камера конденсации, 3 - подогреватель испаряемой воды, где в качестве теплоносителя используется сторонний пар. Принимаем расход и температуру охлаждающей жидкости на входе в трубки камеры конденсации соответственно равными 100 м3/ч и 50° С, а температуру испаряемой воды после подогревателя 3 перед камерой расширения равной 90° С. Пренебрегая недогревом (для удобства расчетов) в конденсаторе камеры конденсации можно получить следующую максимальную производительность испарителя:



где Ди - расход испаряемой воды, т/ч;

t0 - температура испаряемой воды на входе в камеру расширения, ° C;

tp - температура испаряемой воды на выходе из расширителя, ° С;

ср - теплоемкость воды, 1 ккал/м2· ° С;

r - скрытая теплота парообразования, ккал/кг. 

Температура tр=75° С в данном случае обеспечивает максимальное генерирование пара, т.к. в этом случае обеспечивает максимально возможный перепад t0-tp=25° C, при котором обеспечивается максимально возможный подогрев охлаждающей воды в конденсаторе с 50 до 75° С (на 25° С).

Любые изменения tp в сторону уменьшения в известной установке невозможны, а, следовательно, и не возможно увеличение производительности установки при постоянных Д и, Дохл, t0, tохл, из-за невозможности сконденсировать пар в конденсаторе. Поясним это положение. Например, допустим (гипотетически) удалось уменьшить tp до 60° С в известном испарителе.

Тогда при расширении испаряемой воды по вышеприведенной формуле можно получить 6 т/ч, но в конденсаторе возможен нагрев воды всего на 10° С, что по условиям работы конденсатора позволит сконденсировать всего



где Дохл - расход охлаждающей воды, т/ч.

Приведенный пример показывает, что в известном испарителе повысить производительность не предоставляется возможным.

Заявляемое изобретение направлено на решение задачи, связанной с повышением эффективности работы известного испарителя мгновенного вскипания.

Эта задача решается в известном испарителе, принятом за прототип, в котором камера конденсации и камера расширения испарителя снабжены самостоятельными днищами по числу образовавшихся камер расширения, причем каждое днище плотно соединено с одной стороны с разделительной перегородкой с другой с корпусом испарителя, а разделительная перегородка дополнительно снабжена окнами для прохода пара по числу камер расширения. Каждое днище выступает одной стороной за пределы корпуса и соединено с последним с внешней стороны, причем днище каждой камеры расширения снабжено цилиндрическими патрубками для перетока испаряемой жидкости.

Требуемый технический результат по повышению производительности и надежности работы испарителя достигается за счет исполнения испарителя многоступенчатым и исполнения соединении указанным выше способом, когда с одной стороны исключается контакт выпариваемой воды со сварочными соединениями днища к корпусу, а с другой стороны соединение днища с разделительной перегородкой и исполнением их самостоятельным исключает перетоки жидкости между камерами, например, в следствии неплотности сварных соединений, устранение которых в условиях действующего испарителя представляет огромные трудности.

Опытными исследования установлено, что исполнение испарителя таким образом позволило обеспечить длительную живучесть испарителя, обеспечивая его прочность и исключить перетоки минерализованной концентрированной воды в дистиллят, качество которого по электропроводности не превышает 0,6 мкСм/см, а по содержанию иона Na+<10 мкг/кг. 

Повышение производительности установки поясним примером. На фиг.1б представлен предлагаемый испаритель в трехступенчатом варианте. При исходных параметрах, сходных с предыдущем вариантом (Ди=Дохл=100 т/ч, t0=90° С, tохл=50° С), испаряемая вода расширяется в трех камерах, в первой с 90 до 80° С, второй с 80 до 70 в третьей с 70° С до 60° С. Производительность испарителя в этом случае равна



По сравнению с известным испарителем производительность предлагаемой увеличилась на 20%, а расход греющего пара в предлагаемом испарителе уменьшился в 1,5 раза, т.к. подогрев воды после конденсаторов осуществляется на 10° С, а не на 15° С как в известной установке (расход испаряемой воды напоминаем в обоих случаях одинаков и равен 100 т/ч).

Новизна заявляемого изобретения подтверждается наличием отличительных признаков по сравнению с прототипом.

Перечень фигур чертежей.

Фиг 1 - пример работы аналога (а) и предлагаемой установки (б);

фиг 2 - многоступенчатый испаритель мгновенного вскипания.

Многоступенчатый испаритель мгновенного вскипания состоит из корпуса 1, разделительной перегородки 2, выступающей за пределы корпуса и к которой приварен последний с внешней стороны, камеры конденсации 3, камеры расширения 4, окон 5, выполненных в разделительной перегородке 2, днищ 6 и 9, причем одна сторона каждого днища приварена к разделительной перегородке, другая к корпусу с внешней стороны, цилиндрических патрубков 8, трубок 7, внутри которых течет охлаждающая вода, патрубка 10 для отвода испаряемой воды и патрубка 11 для отвода дистиллята.

Многоступенчатый испаритель мгновенного вскипания работает следующим образом. Перегретая вода через патрубок 12 поступает в расширитель 4, где вскипает. Образующийся пар через окно 5 поступает в камеру 3, где конденсируется на трубках 7. Дистиллят из камеры конденсации через гидрозатворы (на фиг. 2 не показаны) перетекает в следующую камеру, а из последней камеры через патрубок 11 отводится потребителю. Неиспарившаяся вода из вышестоящей камеры расширения через цилиндрические патрубки 8, расположенные на днище камер, перетекает в следующую нижестоящую камеру, где процесс повторяется аналогично первой. Из последней камеры расширения через патрубок 10 вода отводится из испарителя. 

Использование предлагаемого изобретение по сравнению с прототипом позволит повысить надежность работы испарителя и повысить его производительность.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


1. Многоступенчатый испаритель мгновенного вскипания, содержащий корпус, вертикальную разделительную перегородку с окнами для прохода пара, плотно соединенную с корпусом и разделяющую испаритель на камеры расширения и конденсации, патрубки для отвода и подвода испаряемой воды, дистиллята, отличающийся тем, что камеры конденсации и камеры расширения снабжены самостоятельными днищами по числу камер, причем каждое днище плотно соединено с одной стороны с разделительной перегородкой, с другой - с корпусом испарителя, а разделительная перегородка дополнительно снабжена окнами для прохода пара по числу камер расширения.

2. Многоступенчатый испаритель мгновенного вскипания по п.1, отличающийся тем, что одна сторона днища, противоположная разделительной перегородке, в каждой камере расширения и конденсации выступает за пределы корпуса и плотно соединена с последним с внешней стороны.

3. Многоступенчатый испаритель мгновенного вскипания по п.1, отличающийся тем, что днище каждой камеры расширения снабжено цилиндрическими патрубками для перетока испаряемой воды.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru