ДИСТИЛЛЯТОР Российский патент 2004 года по МПК B01D3/02 C02F1/04 

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

Известен дистиллятор, содержащий последовательно соединенные резервную емкость, испарительный сосуд с электродным нагревателем, подключенным к источнику питания, холодильник и трубки подачи исходной воды и слива дистиллята (патент №2051108, кл. С 02 F 1/04, дата публикации 27.12.1995).

Недостатком данного дистиллятора является наличие разнесенных в пространстве емкостей (испарительного сосуда, холодильника и резервной емкости), укрепленных на раме, что ведет к увеличению площади, занимаемой дистиллятором, и габаритных размеров дистиллятора.

Кроме того, недостатком данного дистиллятора является наличие в конструкции большого количества внешних соединяющих емкости трубок, что затрудняет эксплуатацию аппарата.

Известен дистиллятор, содержащий корпус с размещенным в нем испарителем, электронагревателем, сепаратором, конденсатором, холодильником, уравнитель и трубопроводную арматуру (патент № 2106175, кл. В 01 D 3/02, В 01 D 3/00, дата публикации 10.03.1998). Этот дистиллятор был выбран прототипом к заявляемому устройству.

Недостатками такого дистиллятора являются высокое энергопотребление, а также наличие сепараторов и регуляторов уровня, что усложняет конструкцию дистиллятора.

Целью изобретения является создание аппарата, сочетающего экономичность, технологичность конструкции и удобство эксплуатации и ремонта.

Указанная цель достигается тем, что дистиллятор выполнен в виде многоступенчатого аппарата, холодильник, испарители и конденсаторы которого образованы вложенными друг в друга цилиндрическими обечайками. Между собой испарители сообщены каналами, через которые происходит подпитка водой последующих ступеней и поддержание в них соответствующего уровня воды. Конденсаторы также сообщены каналами, через которые дистиллят последовательно перепускается по ступеням аппарата, тем самым снижая свой температурный потенциал.

Еще одним существенным отличием является то, что обечайки расположены горизонтально. При обтекании паром перегретой цилиндрической поверхности по щелевому зазору происходит хорошая сепарация капель воды, благодаря чему не требуется установка дополнительных сепараторов.

На фиг.1 представлен трехступенчатый дистиллятор, общий вид;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Дистиллятор содержит горизонтально расположенные цилиндрические обечайки 1-8, вложенные друг в друга, и совместно с фланцами 9, 10 образуют камеру подогрева питательной воды 11 испарители 12, 13, 14, конденсаторы 15, 16, 17 и холодильник 18. Испарители с помощью переливных каналов 19, 20, 21 сообщаются между собой и со штуцером слива отработанной воды 22. Конденсаторы с помощью каналов 23, 24, 25 сообщаются между собой и со штуцером слива дистиллированной воды 26. Через отверстия 27, 28, 29 пар из испарителей поступает в конденсаторы. Камера подогрева питательной воды снабжена электронагревателем 30. Через штуцер 31 осуществляется подвод воды в дистиллятор, через штуцер 32 осуществляются питание испарителей и слив отработанной воды. Обечайка 1 имеет отверстия 33.

Дистиллятор работает следующим образом. Вода через штуцер 31 подается в холодильник 18, а из нее через штуцер 32 часть подается в камеру подогрева питательной воды 11, а часть воды идет на слив из дистиллятора. Через отверстия 33 в обечайке 1 вода поступает в испаритель 12 и заполняет ее до уровня переливного канала 19, через который вода поступает в испаритель 13, а через переливной канал 20 вода поступает в испаритель 14. После заполнения водой электронагревателя 30 он включается в работу, в результате чего происходит разогрев всей системы. После выхода на режим в дистилляторных ступенях возникает перепад давления и, следовательно, перепад температур, благодаря которому осуществляется теплопередача от ступени к ступени. Образующийся пар через отверстие 27 на верхней образующей цилиндрической обечайки 2 поступает в конденсатор 15, где конденсируется на внутренней поверхности обечайки 3. Образовавшийся дистиллят по каналу 23 перетекает в конденсатор 16. За счет теплоты конденсации пара происходит вскипание воды в испарителе 13. Аналогичный процесс происходит в последующих ступенях дистиллятора. Таким образом, электрическая энергия тратится на парообразование только в первой ступени, а в последующих ступенях кипение воды осуществляется за счет теплоты конденсации предыдущих ступеней. Соответственно, охлаждающая вода расходуется на конденсацию паров только последней ступени. В предыдущих же ступенях конденсация паров воды происходит за счет теплоты кипения последующих ступеней. В результате достигается существенная экономия электроэнергии и охлаждающей воды. Уровень в испарителях поддерживается за счет переливных каналов, благодаря чему не требуется использование дополнительных регуляторов уровня.

Переливные каналы могут быть образованы следующим образом. В соседних обечайках выполняются два соосно расположенных отверстия, затем в зазор между обечайками соосно отверстиям устанавливается с поджатием резиновая втулка.

Дистиллятор легко разбирается и очищается от водяного камня. Элементы конструкции выполняются из нержавеющей стали. В качестве нагревательного элемента используется ТЭН.

Изобретение относится к аппаратам для получения дистиллированной воды и может быть использовано в химической, медицинской, фармацевтической, пищевой и других отраслях народного хозяйства. Экономичность, технологичность, удобство эксплуатации и ремонта конструкции достигается тем, что дистиллятор выполнен в виде многоступенчатого аппарата, холодильник, испарители и конденсаторы которого образованы вложенными друг в друга цилиндрическими обечайками. Между собой испарители сообщены каналами, через которые происходит подпитка водой последующих ступеней и поддержание в них соответствующего уровня воды. Конденсаторы также сообщены каналами, через которые дистиллят последовательно перепускается по ступеням аппарата, тем самым снижая свой температурный потенциал. Одним из существенных отличий является то, что обечайки расположены горизонтально. При обтекании паром перегретой цилиндрической поверхности по щелевому зазору происходит хорошая сепарация капель воды, благодаря чему не требуется установка дополнительных сепараторов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Дистиллятор, содержащий испаритель, электронагреватель, конденсатор, холодильник, отличающийся тем, что дистиллятор содержит дополнительные испарители и конденсаторы, выполненные в виде вложенных друг в друга цилиндрических обечаек и образующие дистилляторные ступени.2. Дистиллятор по п.1, отличающийся тем, что испарители сообщены между собой каналами, через которые происходит подпитка водой последующих ступеней и поддержание в них соответствующего уровня воды.3. Дистиллятор по п.1, отличающийся тем, что конденсаторы сообщены каналами, через которые дистиллят последовательно пропускается по ступеням аппарата, тем самым, снижая свой температурный потенциал.4. Дистиллятор по п.1, отличающийся тем, что обечайки расположены горизонтально.