ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2106175

ДИСТИЛЛЯТОР

ДИСТИЛЛЯТОР

Имя изобретателя: Артемов В.Н.; Доброумов Г.П.; Соловьева Р.Е.; Мельников А.Н.; Бородин В.И. 
Имя патентообладателя: Тамбовское акционерное общество открытого типа "Комсомолец"
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 1996.01.04 

Использование: в медицинской, пищевой и других отраслях народного хозяйства. Сущность изобретения: дистиллятор содержит корпус 2 с размещенными в нем испарителем 5, электронагревателем 13, сепаратором 14, конденсатором 8, холодильником 4, уравнителем 12 и трубопроводной арматурой 9, 11. Днище дистиллятора состоит из опорного фланца 1, к которому крепятся корпус 2, цилиндрическая обечайка холодильника 3, трубопроводная арматура 9, и донышка испарителя 6, выполненного с отбортовкой. Холодильник 4 дистиллятора образован креплением цилиндрической обечайки 3 с внутренней стороны корпуса 2 снизу к опорному фланцу 1, сверху к корпусу 2. Изобретение обеспечивает повышение ремонтопригодности, производительности дистиллятора, снижение его габаритов, материало- и энергоемкости.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к электрическим аппаратам для получения дистиллированной воды и может быть использовано в медицинской, пищевой и других отраслях народного хозяйства.

Известен дистиллятор, содержащий емкость-холодильник, к цельносварному днищу которого коаксиально приварена обечайка, образующая емкость-испаритель, снабженную электродами и сепаратором в виде пластин, закрепленных одна над другой по спирали. При этом конденсатор выполнен в виде размещенных в емкости-холодильнике на разной высоте коаксиальных цилиндрических оболочек, снабженных вверху отверстиями для подвода пара. Вода поступает в емкость-испаритель по трубопроводу из зазора между обечайкой испарителя и внутренней поверхностью одного из конденсаторов. Такая многослойная конструкция конденсатора отличается избыточной материалоемкостью и габаритами и недостаточным теплообменом его внутренних поверхностей в емкости-холодильнике и исходной жидкостью, которая одновременно непосредственно контактирует с нагретой поверхность емкости-испарителя, охлаждая ее, что ведет к снижению производительности по дистилляту и к увеличению энергоемкости установки.

Кроме того, вследствие неразделения потоков исходной воды и готового пара последний, попадая в зазор между конденсатором и испарителем, конденсируется в исходной воде, также уменьшая производительность по дистилляту, а в некоторых случаях может вызывать в зазоре вскипание исходной жидкости и перелив ее в емкость-испаритель и через открытые патрубки - в плоскость конденсатора, снижая тем самым качество готового продукта.

Выполнение сепаратора в виде отдельных сегментов - пластин, закрепленных по спирали, не способствует полному освобождению пара от капель и брызг.

Выполнение корпуса, днища и испарителя дистиллятора в виде цельносварной конструкции исключает проведение профилактических и ремонтных работ в случае выхода из строя из-за основной причины - усиленной коррозии и прогорания нижней части и дна емкости-испарителя [1].

Упомянутые недостатки частично устранены в дистилляторе [2], содержащем в верхней части конденсатор, емкость-испаритель, электронагреватель, сепаратор в виде разновеликих тарелок, расположенных друг над другом, перфорированную перегородку, закрепленную между электродами и дном испарителя цельносварной конструкции. В нижней части дистиллятора установлен бак-холодильник со встроенным змеевиком и трубопроводной арматурой.

В данном дистилляторе исключено смешивание исходной воды и паровой фазы. За счет конструкционных изменений тарелок сепаратора улучшено качество паровой фазы.

Однако в собственно конденсаторе пар конденсируется незначительно, так как его внешняя стенка не только не используется по прямому назначению, но и при эксплуатации в целях безопасности нуждается в усиленной теплоизоляции, что также не способствует конденсации. Удлинение пути пара, недостаточное проходное сечение для паровоздушной смеси в змеевике холодильника способствует образованию застойных зон, повышению парового сопротивления, что резко снижает производительность установки.

Наличие перфорированной перегородки создает дополнительную зону с концентрированным рассолом и не предохраняет от усиленной коррозии и обогревания нижней части бака-испарителя.

Использование в качестве конденсатора также и бака-холодильника со змеевиком увеличивает металлоемкость, габариты установки к перекрывает доступ и цельносварному дну, делая дистиллятор полностью неремонтопригодным.

По совокупности общих признаков в качестве прототипа выбрано устройство [2].

Задачей изобретения является повышение ремонтопригодности, производительности дистиллятора, снижение его габаритов, материало- и энергоемкости.

Поставленная задача достигается тем, что дистиллятор содержит корпус с размещенными в нем испарителем, электронагревателем, конденсатором, холодильником, уравнитель и трубопроводную арматуру, причем днище дистиллятора состоит из опорного фланца, к которому крепятся корпус, цилиндрическая обечайка холодильника, трубопроводная арматура, и донышка испарителя, холодильник образован креплением цилиндрической обечайки с внутренней стороны корпуса снизу к опорному фланцу, сверху к корпусу, донышко испарителя выполнено с отбортовкой.

Выполнение днища дистиллятора из опорного фланца, к которому крепятся корпус, цилиндрическая обечайка холодильника, трубопроводная арматура, и донышка испарителя позволяет создать аппарат модульного типа, состоящий из корпуса с фланцами и сопряженными узлами и вставного испарителя, закрепленного в корпусе определенным образом.

Наличие съемного испарителя позволяет контролировать его техническое состояние и в необходимых случаях производить ремонт нижней части, наиболее подверженной коррозии и прогоранию.

Образование холодильника креплением цилиндрической обечайки с внутренней стороны корпуса снизу к опорному фланцу, а сверху к корпусу позволяет не только рациональнее использовать поверхность охлаждения конденсатора, ускоряя процесс конденсации и увеличивая тем самым производительность дистиллятора, но и создать более жесткую, обеспечивающую устойчивость формы конструкцию корпуса, способную в случае нештатной ситуации выдержать значительные гидравлические удары паровоздушной смеси и гасить вибрацию как за счет образования 2 ребер жесткости в местах укрепления обечайки холодильника, так и за счет водяной "подушки" холодильника. Одновременно решается вопрос о теплоизоляции боковой поверхности дистиллятора.

Достаточное кольцевое сечение в сочетании с укороченным путем паровоздушной смеси к поверхности холодильника обеспечивает повышение по сравнению с известными аппаратами скорости конденсации. При данном конструктивном решении достигается оптимальное значение коэффициента теплоотдачи от пара к стенке, за счет чего происходит увеличение производительности по дистилляту при одновременном снижении удельной энергоемкости.

Такое оптимальное использование поверхности охлаждения позволяет уменьшить высоту конденсатора, т.е. габариты и материалоемкость дистиллятора в целом.

Выполнение донышка испарителя с отбортовкой повышает удобство обслуживания при сборке и ремонте бака-испарителя.

На чертеже изображен общий вид предлагаемого устройства, продольный разрез.

ДИСТИЛЛЯТОР

Дистиллятор содержит опорный фланец 1, к которому крепятся корпус 2 и цилиндрическая обечайка 3, образующие емкость-холодильник 4. В центр корпуса 2 со стороны опорного фланца 1 вставляется испаритель 5, образованный донышком 6 и обечайкой 7, и закрепляется. Полость между обечайками 3 и 7 образует камеру-конденсатор 8, в нижней части которой расположен патрубок 9 для отвода дистиллята. Холодильник 4 в нижней части снабжен входным штуцером с запорным органом 10 для подачи исходной воды, в верхней - трубопроводом 11 для частичного сброса воды через штуцер в уравнителе 12 и подачи ее в испаритель 5. В нижней части последнего установлены электроды 13 в виде пластин, электродержатели 14, закрепленные в крышке 15 с помощью изоляторов. Клеммные концы электродержателей закрыты колпаком 16. На электродержателях закреплены пароотбойники сепаратора 17. В донышке испарителя 5 расположен штуцер 18 для подачи и слива жидкости. Дистиллятор в сборе опорным фланцем 1 устанавливается на опору 19 и крепится.

Дистиллятор работает следующим образом. Исходная жидкость через входной штуцер с запорным органом 10 поступает в холодильник 4, образованный корпусом 2 и обечайкой 3, и перетекает по трубопроводу 11 в уравнитель 12, из которого поступает в испаритель 5. После заполнения последнего водой до уровня верхней кромки электродов 13 на держатель 14 подается электрическое напряжение 220 или 380 В. Проходя через воду между электродами, электрический ток нагревает ее. Пары воды, поднимаясь вверх, встречают пароотбойники сепаратора 17, трижды меняют направление движения, освобождаясь при этом от унесенных капель воды. Затем пар поступает в конденсатор 8, где конденсируется на обечайке 3. Образовавшийся дистиллят выводится через патрубок 9, закрепленный в опорном фланце 1, которым дистиллятор устанавливается на опоре 19. При необходимости частично вода идет на сброс через штуцер 18, закрепленный в донышке 6.

В данном дистилляторе за счет компоновки модульного типа и правильной организации потока паровоздушной смеси в тепловой схеме повышена ремонтопригодность и производительность, снижена удельная энергоемкость, габариты и материалоемкость.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Дистиллятор, содержащий корпус, с размещенными в нем испарителем, электронагревателем, сепаратором, конденсатором, холодильником, уравнитель и трубопроводную арматуру, отличающийся тем, что днище дистиллятора состоит из опорного фланца, к которому крепятся корпус, цилиндрическая обечайка холодильника, трубопроводная арматура, и донышка испарителя.

2. Дистиллятор по п.1, отличающийся тем, что холодильник образован креплением цилиндрической обечайки с внутренней стороны корпуса снизу к опорному фланцу, сверху к корпусу.

3. Дистиллятор по п.1, отличающийся тем, что донышко испарителя выполнено с отбортовкой.

Версия для печати
Дата публикации 24.02.2007гг


вверх