КРИСТАЛЛИЗАТОР Российский патент 1995 года по МПК B01D9/02 

Изобретение относится к химической технологии, в частности к аппаратам для регулирования концентрации растворов, расплавов солей, металлов и очистки от примесей кристаллизацией при их охлаждении.

Известен кристаллизатор, содержащий корпус, холодильник, перемешивающий элемент со щетками для очистки поверхности корпуса от кристаллической массы, системы подвода исходного раствора и отвода суспензии охлажденного раствора.

Недостаток устройства постоянная поверхность теплообмена, образование застойных зон, возможность забивания кристаллической массой подвижных элементов и отложение ее на теплообменной поверхности, снижение скорости кристаллизации, энергозатраты на перемешивание.

Известен кристаллизатор, содержащий корпус, перемешивающие элементы со скребками или щетками, холодильник, системы подвода исходного раствора с хладагента и отвода суспензии охлажденного раствора и хладагента.

Недостаток устройства постоянная поверхность теплообмена, возможность отложения кристаллической массы на теплообменной поверхности и перемешивающих элементах со скребками, ухудшение теплообмена и кристаллизации, большие энергозатраты, сложность конструкции.

Цель изобретения повышение производительности путем улучшения условий кристаллизации, снижение энергозатрат, упрощение устройства.

На чертеже показан кристаллизатор.

Устройство содержит горизонтальный цилиндрический корпус 1, внутри которого смонтированы торы 2 и 3, представляющие собой эластичные тороидальные оболочки, заполненные упругим агентом. Торы 2 и 3 делят корпус 1 на полости 4, 5, 6. Сквозь сердцевины торов 2 и 3 проходит полый шток 7, имеющий горизонтальную перегородку 8. В штоке 7 выполнены отверстия 9 и 10, которые сообщают полость штока 7 соответственно с полостями 4 и 5 корпуса 1. Перегородка 8 имеет отверстие 11, расположенное ближе к глухому концу штока 7 и сообщающее нижнюю и верхнюю полости штока 7 между собой. Полость 4 сообщается с системой 12 подачи хладагента. Отверстие 11 выполнено таким образом для того, чтобы хладагент протекал по всей полости штока 7. Без перегородки 8 с отверстием 11 происходил бы застой хладагента в левой полости штока 7. Полость 6 сообщается с системой 13 подачи исходного раствора, системой 14 удаления суспензии. Полость 5 сообщается с системой 15 удаления хладагента.

Устройство работает следующим образом.

Первоначально подают в полость 4 системой 12 хладагент, который через отвертстие 9 поступит в верхнюю полость штока 7, протечет по ней, перетечет через отверстие 11 в нижнюю полость штока 7 и через отверстие 10 удаляется в полость 5, откуда вытекает через систему 15. Торы 2 и 3 при этом не смещаются, поскольку давление в полости 4 будет не выше, чем в полости 5, а полость 6 в это время тоже наполнится исходным раствором через систему 13. Как только хладагент протечет через полость штока 7 и вытечет в систему 15, систему 12 закрывают, тор 3 начнет перемещаться вправо, поскольку давление в полости 6 больше, чем в полости 4. Так как торы 2 и 3 плотно сидят на штоке 7 и тор 3 начал перекатываться, увлекая шток 7, то последний начнет проталкивать внутреннюю ветвь тора 2 и тор 2 также будет перекатываться вправо. Поскольку любая точка торов 2 и 3 перемещается по кривой, а шток 7 перемещается линейно, то его скорость перемещения больше и он пройдет путь в два раза длиннее, чем смещение торов. Таким образом, шток 7 займет крайнее правое положение при незначительном смещении торов 2 и 3, но торы все же при перекатывании контактируют с исходным раствором все новыми своими участками поверхности, что способствует лучшему теплообмену, открывают систему 14 удаления суспензии. Давление в полости 6 понижается. Подают хладагент в полость 4, который через отверстия 9, 11 и 10 попадает в полость 5. Давление в полостях 4 и 5 повышается и торы 2 и 3 получают движущую силу. Шток 7, перемещаясь в 2 раза быстрее торов 2 и 3, продолжает охлаждать оставшийся в полости 6 раствор. Суспензия удаляется системой 14, хладагент системой 15. Закрывают системы 12, 14. Систему 13 открывают, цикл повторяется.

Использование: техника кристаллизации. Сущность изобретения заключается в том, что в кристаллизаторе перемешивающий элемент выполнен в виде двух торов и установленного в них штока, имеющего продольную перегородку с отверстиями в штоке. 1 ил.

КРИСТАЛЛИЗАТОР, содержащий корпус, перемешивающий элемент и системы подвода исходного раствора и хладагента и отвода суспензии раствора и хладагента, отличающийся тем, что перемешивающий элемент выполнен в виде двух торов, разделяющих корпус на три полости центральную и периферийные, и установленного в торах полого штока с продольной перегородкой с отверстиями, размещенной в полости штока, при этом шток имеет отверстия, соединяющие его полость с полостью между торами, к которой подсоединена система подвода хладагента, и с периферийной полостью, подсоединенной к системе отвода хладагента, а вторая периферийная полость подсоединена к системам подвода и отвода раствора и суспензии раствора.