Пленочный аппарат Советский патент 1990 года по МПК B01D1/22 

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано как испаритель для разделения жидких смесей на чистые компоненты, имеющие различные температуры кипения, и как конденсатор - для конденсации газов или паров.

Цель изобретения - повышение эффективности работы аппарата путем равномерного распределения жидкости и возврата необработанных компонентов смеси и расширение функциональных возможностей аппарата, а также обеспечение высокой чистоты получаемых компонентов.

На чертеже изображен пленочный аппарат, продольный разрез.

Аппарат содержит теплообменник 1, покрытый теплоизоляцией 2 с патрубками 3-6 и запорными устройствами 7 и 8. Теплообменник 1 снабжен патрубком 9 для подвода рабочей жидкости через обратный клапан 10 и внутренней цилиндрической стенкой 11, образующей внутреннюю осевую камеру 12, в которой размещен золотниковый распределитель 13, имеющий осевую полость 14 и радиальные отверстия 15. Во внутренней цилиндрической стенке 11 выполнены отверстия 16 в месте контакта со стенкой винтового канала 17 для рабочей жидкости, который снабжен пленкообразователем 18 из волокнистого, ячеистого или другого пористого материала. В нижнем торце винтового канала 17 для рабочей жидкости установлен сливной патрубок 19 в сборную емкость 20 с перепускным поплавковым клапаном 21 и отводящими трубками 22 и 23.

Теплообменник имеет винтовой канал 24, смежный с винтовым каналом 17 рабочей жидкости. Винтовой канал 24 сообщен с патрубками 5 и 6 теплообменника. В канале 24 может быть размещен резервный источник тепла - электрический нагреватель (ТЭН) 25.

На выходном патрубке 3 рабочей жидкости установлен термобаллон 26 с теплоизоляцией 27, заполненный теплоагентом 28. Трубопровод 29 сообщает внутреннюю поСПСД

4ъ СО

00

лость термобаллона 26 с установочным силь- фоном 30, размещенным в корпусе 31 и снабженным штурвалом 32, указателем 33 и шкалой 34, и одновременно с помощью штуцера 35 с исполнительным сильфоном 36, установленным на патрубке 5. Сильфон 36 размещен в корпусе 37 и соединен с запорным устройством 38 на патрубке 5. Термобаллон 26 имеет термометр 39 с термопарой 40. В нижней части внутренней осевой камеры 12 установлен дополнительный сливной патрубок 41 с запорным устройством, сообщающийся со сборной емкостью 20. На патрубке 4 размещен предохранительный клапан 42.

Пленочный аппарат работает следующим образом.

При работе аппарата в режиме испарителя поворотом штурвала 32 указатель 33 установочного сильфона 30 фиксируется по шкале 34 на соответствующий режим возгонки первого компонента смеси. При этом патрубок 5 приоткрыт на заданный расход теплоносителя. Патрубок 4, трубка 23 и патрубок 41 закрыты, патрубок 3 открыт. Выход рабочей жидкости в винтовой канал 17 из внутренней осевой камеры 12 перекрыт золотниковым распределителем 13. При пуске аппарата поворотом распределителя 13 совмещаются верхние отверстия 15 и 16 и обеспечивается подача жидкой смеси через патрубок 9 на пленкообразователь 18, обеспечивающий развитую поверхность испарения. Подогрев смеси осуществляется теплоносителем, поступающим через патрубок 5 в смежный винтовой канал 24. По мере насыщения пленкообразователя 18 в канале 17 может образоваться сток смеси. Отвод неотра- ботавшей смеси при этом обеспечивается в нижнем торце канала ,17 через сливной патрубок 19 в емкость 20.

После окончания возгонки первого компонента аппарат поворотом штурвала 32 против часовой стрелки и увеличением расхода пара через патрубок 5 устройством 38 устанавливается на возгонку следующего компонента смеси и т. д.

После окончания технологического процесса остаток смеси (компонента) из камеры 12 и емкости 20 сливается через патрубок 41 и трубку 23.

При работе аппарата с ТЭН 25 тепловой режим поддерживается и регулируется изменением подаваемого напряжения в соответствии с показаниями термометра 39.

Перед пуском аппарата в режиме конденсатора патрубок 4 открыт.

Пар (газ) компонента подается через патрубок 3 в канал 17 и отводится через патрубок 4. Хладагент подается через патрубок 6 в канал 24 и отводится через патрубок 5. Поворотом золотникового распределителя 13 совмещается нижняя пара отверстий 15 и 16. Образовавшийся в кана0

ле 17 конденсат через отверстия 15 и 16 поступает во внутреннюю осевую камеру 12 и через патрубок 41 сливается в емкость 20. Часть конденсата поступает в емкость 20 непосредственно из канала через патрубок 19 Расход хладагента регулируется с помощью запорного устройства 38. При повышении температуры расход хладагента автоматически увеличивается, а при понижении температуры - уменьшается до стабилизации.

Таким образом, предлагаемый аппарат может функционировать как рекуперативный теплообменник, как выпарная установка для упаривания растворов, не образующих осадка, как испаритель для разделения сме- си жидкости на компоненты, как конденсатор.

Саморегулирование режимов технологических процессов, основанное на дифференцированной зависимости между, например, возгонкой и расходом тепловой энергии, обеспечивает высокую чистоту получаемых компонентов.

0

Формула изобретения

1. Пленочный аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический теплообменник с винтовыми каналами, устройство регулирования температурного режима, патрубки с запорными устройствами для подвода и отвода теплоносителя и рабочей жидкости, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы и расширения функциональных возможностей аппарата, теплообменник снабжен внутренней цилиндрической стенкой, размещенной коаксиально в теплообменнике, контактирующей с винтовыми каналами и образующей две камеры: кольцевую камеру, в которой размещены винтовые каналы для теплоносителя и рабочей жидкости, и внутреннюю осевую камеру, сообщенную через обратный клапан с патрубком подвода рабочей жидкости, и, кроме того, теплообменник снабжен золотниковым распределителем, выполненным в виде полого, заглушенного с одного конца цилиндра с радиальными отверстиями и установленным с возможностью вращения во внутренней осевой камере, при этом во внутренней цилиндрической стенке выполнены отверстия в месте контакта со стенкой винтового канала для рабочей жидкости, а золотниковый распределитель установлен с возможностью совмещения его радиальных отверстий с отверстиями во внутренней цилиндрической стенке.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения высокой чистоты получаемых компонентов, устройство регулирования температурного режима состоит из термобаллона, установленного на выходном патрубке рабочей жидкости, установочного сильфона для дистанционного управления и исполнительного сильфона, соединенного с запорным устройством на патрубке ввода теплоносителя в теплообменник, при этом термобаллон, установочный и исполнительный сильфоны соединены между собой трубопроводом и заполнены теплоагентом.

3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем равномерного распределения жидкости, винтовой канал рабочей жидкости в теплообменнике снабжен пленкообразователем в виде пористого материала.

4.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем

возврата необработанных компонентов смеси или отвода конденсата, теплообменник снабжен дополнительными сливными патрубками с запорными устройствами, установленными в нижней части внутренней осевой камеры и в нижнем торце винтового канала рабочей жидкости, и сборной емкостью с поплавковым клапаном, подключенной к дополнительным сливным патрубкам

5. Аппарат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что установочный сильфон снабжен штурвалом и указателем температурных режимов.

Изобретение относится к пленочным теплообменным аппаратам и позволяет повысить эффективность и расширить функциональные возможности аппарата. Аппарат содержит вертикальный теплообменник, образованный двумя цилиндрическими стенками. В кольцевой камере между стенками размещены два смежных винтовых канала, один - для теплоносителя, а другой - для рабочей жидкости. Винтовой канал рабочей жидкости снабжен теплообразователем из пористого материала. Во внутренней осевой камере теплообменника установлен золотниковый распределитель, с помощью которого осуществляется подача рабочей смеси на пленкообразователь. Аппарат снабжен устройством автоматического регулирования температурного режима, состоящим из термобаллона, установочного и исполнительного сильфонов, соединенных между собой и заполненных теплоагентом, что обеспечивает высокую чистоту получаемых компонентов. Аппарат можно использовать как для разделения жидких смесей путем испарения, так и для конденсации газов или паров. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

m

11

гъ