Опреснитель Советский патент 1988 года по МПК B01D1/00 C02F1/04 C02F103/08 

(21)4041601/30-26

(22)24.03.86

(.46) 07.10.88. Бюл.№ 37

(71)Одесское специальное конструкторское, проектное и технологическое бюро Научно-производственного объединения Агроприбор

(72)А.Б.Цимерман, М.Г.Зексер и И.М.Печерская

(53) 628.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 952747, кл. С 02 F 1/04, 1982. Авторское свидетельство СССР 473892, кл. F 28 D 11/04, 1973.

(54) ОПРЕСНИТЕЛЬ

(57) Изобретение относится к усу;рой ствам для опреснения воды и может быть использовано для производства лресной воды из морских и минерализованных вод. Цель изобретения - увеличение производительности за счет . повышения теплоэнергетической эффективности опреснителя. Опреснитель содержит неподвижный корпус 1 с вращающимися трубами 13, закрепленными в левой 10, средней II и правой 12 трубных досках. Средняя трубная доска 1 1 разделяет межтрубное пространство

А-А

В

сл

4

ю

00

о сл

на две камеры - вращающуюся 8 и неподвижную 20, Общий поток воздуха вв14 движущийся во внутритрубном пространстве, в месте расположения отверстий 17 делится на два потока: оеи всп Вспомогательный поток воздуха через отверстия в трубах проходит во вращающуюся камеру 8, где контактирует с пленкой раствора, стекающей из оросительных лотков и равномерно покрывающей наружную часть труб 13, увлажняется в результате ее

1

Изобретение относится к устройствам для опреснения воды и может быть использовано для производства прес ной воды из морских и минерализованНЫХ вод.

Цель изобретения - увеличение производительности за счет повышения теплоэнергетической эффективности аппарата.

На фиг.1 и 2 изображен опреснитель, общий вид; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - разрез В-Б . на фиг.; на фиг.5 разрез В-В на фиг.1, на фиг.6 - узел I на фиг.З.

Опреснитель состоит из неподвижно- го корпуса 1 с поддоном 2 для раствора, патрубков 3-7 соответственно входа общего, выхода основного, входа и выходов вспомогательного потоков воздуха, вращающейся камеры 8, Последняя ограничена обечайкой 9 и трубными досками 10 и П. В левой 10,. средней П и правой 12 трубных досках закреплены трубы 13. В обечайке 9 имеются окна 14 для выхода вспомогательного потока воздуха и подачи раствора из поддона в оросительные лотки 15, образованные лопатками 16 и обечайкой 9. Трубы 13 имеют на расстоянии х от лег вой трубной-доски 10 отверстия 17, сообщающие внутритрубное пространство 18 с межтрубным пространством 19 в камере 8. Средняя 11 и правая 12 трубные доски и корпус 1 ограничивают вторую камеру 20, сообщенную с камерой 8 и имеющую поддон 21 с карманами 22 для пресной воды. Торцовые разъемы

испарения и через окна 14 в обечайке 9 вращающейся камеры 8 по перепускному патрубку поступает в камеру 20. В последней на наружной поверхности труб происходит процесс конденсации воды из этого воздушного потока за счет противоточно движущегося внутри .труб предварительно охлажденного «основного потока воздуха LOCH Скои денсированная пресная вода по мере ее накопления стекает в поддон 21 и карманы 22. 6 ил.

между .неподвижным корпусом 1 и вращающимися трубными досками 10 - 12 снабжены уплотнением 23. В патрубках 5 и 7 выходов вспомогательного потока воздуха установлены каплеуловители 24. Вращающаяся часть опреснителя насажена на горизонтальный вал 25. Для упорядочения движения вспомога- - тельного потока воздуха в межтрубном пространстве в камере 20 установлен направляющий пояс 26.

Опреснитель работает следующим образом.

Общий поток воздуха , череа патрубок.3. поступает во вращающийся трубный пучок 1.3. Двигаясь внутри труб 13, вращающихся по окружностям с общей осью - осью вала 25, за счет сил илерции общий поток воздуха закручивается в спираль, турбулизиру- ется, отдает свое тепло без изменения начального влагосодержания через холодную сухую внутреннюю поверхность этих труб. Коэффициент теплоотдачи турбулентного режима резко возрастает, кроме того, при спиралеобразном движении воздуха в трубах 11 увеличивается длина теплообменного контакта общего потока воздуха с внутренней поверхностью каждой трубы в прямой зависимости от роста числа оборотов 4. вала 25. Пределом этого числа служит такая скорость вращения теплообменни ка 8, при которой вода перестает поступать через окна 14 в оросительные лотки 15.

Общий поток воздуха, пройдя по трубам 13 до отверстий 17, понижает

без изменения своего начального вла- госодержания температуру до температуры, близкой к температуре точки росы. За счет аэродинамического сопротивления проходу воздуха в остав- шейся части длины труб 3 и возможной вентиляционной сети общий поток воздуха Ьрдц делится в месте расположе .кия отверстий 17 на две части.

Одна часть основной поток воздуха - Lgp , охлажденньм до температуры близкой к температуре точки росы и с начальным влагосодержанием, продол

жает дальше двигаться внутри труб 13. J5 процесс охлаждения общего потока

Вторая часть - вспомогательный поток воздуха L. с параметрами основного потока воздуха через отверстия 17 в трубах 13 поступает в камеру

8, т.е. двигается в межтрубном прост-20 т.е. эта часть корпуса 1 (от левой

ранстве противоточно общему потоку

воздуха L

ОБ (ц

и вступает в тепловой

контакт с наружной поверхностью труб 13.

При вращении камеры 8 каждое окно опускается под уровень раствора в поддоне 2, что дает возможность раствору заполнить оросительные лотк 15. Когда эти лотки поднимаются выше

горизонтальной оси вала 25, стекающий зо имея достаточно низкую температуру.

из них раствор начинает поступать на наружную поверхность труб 13. Лопатки 16 лотков 15 устанавливаются так, чтобы обеспечивался равномерный слив воды по всей длине труб. Далее раствор стекает с наружного ряда труб 13 на внутренние ряды труб. Излишек раствора, если он имеется, стекает на нижние (в данный момент времени) оросительные лотки. Таким образом, вся наружная поверхность труб 13 равномерно покрыта пленкой раствора, с .кото-. рой контактирует вспомогательный поток воздуха , .

За счет имеющейся психрометрическо

разности температур неравновесного воздуха происходит интенсивное испа- рение воды из раствора. При этом температура пленки раствора на трубах 13 и сами трубы понижают свою темпе- ратурУ; что ведет к предварительному охлаждению общего потока воздуха внутри труб 13. Вращение каждой трубы вокруг оси вала 25 вызьгаает турбули- зацию движущегося вспомогательного потока воздуха , , что резко повьг- шает коэффициент теплоотдачи.

Увлажнившись и повысив свою температуру за счет теплоты, отобранной от

общего потока воздуха L и теплоты испарения воды из пленки на наружной поверхности труб 3, вспомогательный поток воздуха Lg,cn проходит через окна 14 в обечайке. 9, каплеуловитель 24 и через патрубки 5 и 6 в камеру 20, расположенную в межтрубном пространстве между средней 11 и правой 12 трубными досками.«

Таким образом, в предлагаемом опреснителе ocyщecтвляetcя в внутри трубном пространстве 18 на расстоянии X по длине труб 13 политропический

воздуха (,s

- ОБЩ при постоянном (началь ном) вла госодержании, а в межтрубном пространстве 9 - нагрев и увлажнение вспомогательного потока воздуха Lgj. ,

10 до средней 11 трубных досок является регенеративным косвенно-испари-- тельным вращающимся воздухоохладите- лем.

После разделения на две части общего потока воздуха одна его часть - основной поток воздуха продолжает спиралеобразно двигаться внутри труб 13. Этот поток воздуха.

5

д

близк то к температуре точки росы начального воздуха, контактирует с внутренней поверхностью труб. За счет турбулизации потока коэффициент теплоотдачи от внутренней поверхности трубы к основному потоку воздуха LQCH возрастает, и по мере его движения к выходному патрубку 4 он без изменения влагосодержания нагревается до температуры, близкой к температуре входящего через патрубок 6 в ка-. меру 20 межтрубного пространства вспомогательного потока воздуха

бсп

поток

С этими параметрами основной воздуха L

Qf. вь брасывается в потока воздуг

атмосферу.

Вторая часть ха вспомогательный поток воздуха Lgjj, , поступивший в камеру 20, смывает по мере движения от правой 12 до средней 11 трубных досок наружную поверхность труб 3. За счет вращения возникает турбулизация вспомогательного потока воздуха Ьр. , что приводит к повышению коэффициента теплоотдачи процесса поверхностной конденсации воды из этого воздушного потока на холодную наружную поверх-., ность труб 13с Сконденсированная пр ёсная вода по мере ее накопления стекает с верхних рядов труб 13 на нижние и с них в поддон 21 и карманы 22.

образом, часть корпуса 1 от Средней 11 до правой 12 трубных досок представляет собой вращающийся противоточный кожухотрубный воздушный конденсатор, в котором осуществляется поверхностная конденсация воды при охлаждении нагретого и увлажненного вспомогательного потока воздуха

Вспомогательный поток воздуха Lg осзпаенный в процессе поверхностной конденсации и снизивший с:врю темпера- ТУРУ проходит каплеуловитель 24 и выбрасвшается через патрубок 7 в атмосферу.

Пресная вода из карманов 22 поступает на дальнейшую санитарно-химичес- кую доработку.

Конструкция опреснителя, таким образом, позволяет повысить теплоэнергетическую эффективность аппарата за счет организации противоточного движения потоков воздуха: в процессе регенеративного охлаждения воздуха - наружного и вспомогательного, а в про

PacmSojo (ftopcffo Soffo)

ffpecf ajf Soffa 5

Ф//г/

цессе конденсации - основного н вспомогательного потоков, что, в конечном итоге, увеличивает производительность аппарата.

Формула изобретения

Опреснитель, содержащий неподвижный корпус с входными и выходными патрубками, размещенную внутри корпуса вращающуюся камеру с трубами, укрепленными в трубных досках, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности за : счет повьшеиия теплоэнергетической эффективности, он снабжен средней трубной доской, ограничивающей вращающуюся камеру и образующей в межтрубном пространстве совместно с корпусом и установленной перед выходным патрубком трубной доской дополнительную неподвижную камеру, сообщеннзто с вращающейся камерой, а каждая труба имет- ет отверстие, сообщающее внутритруб- ное пространство с вращающейся камерой, при этом обечайка вращающейся камеры снабжена окнами,

В

PacmBofl (fioflcftaa Soda)

F Раствор (трст Вода.)

9u2.ftЛреснаяSoSo

У

9u2.ft

Ч

(морская воЗл)

Риг.5

IS

№