Дистиллятор Советский патент 1993 года по МПК B01D3/02 

Изобретение относится к устройствам для дистилляции (выпаривания) жидкостей в котлах или перегонных кубах и может быть использовано для получения дистиллированной воды путем испарения исходной воды и последующей конденсации водяного пара. ,

Известен дистиллятор, содержащий, выполненный в виде емкости, снабженной нагревателем, кипятильник, соединенный с конденсационной камерой, в верхней части которой расположена охлаждающая емкость, половина которой погружена в полость конденсационной камеры. Охлаждающая емкость снабжена регулятором уровня и термостатическим выпускным клапаном и соединена переливным трубопроводом с емкостью кипятильника. Конденсационная камера одновременно является сборником горячего дистиллята и снабжена запорной арматурой и дополнительной системой подогрева дистиллята.

Такой дистиллятор пригоден для получения небольших объемов дистиллята, так как конденсация происходит только на половине внешней поверхности охлаждающей емкости. При работе такого устройства при температуре, близкой к температуре кипения воды, установка будет характеризоваться большими потерями тепла через внешние теплопередающие поверхности, а при работе при пониженных температурах кипятильник будет расходовать дополнительную энергию на подогрев подаваемой на испарение воды. При любых промежуточных температурных режимах та,кой дистиллятор характеризуется большими потерями тепла через внешние теплопередающие поверхности охлаждающей камеры и за счет уноса тепла охлаждающей водой.

Известен также аппарат для дегазации и дистилляции воды, содержащий сосуд с исходной водой, в котором помещен конденсатор в виде трубы. Аппарат содержит расположенный вне сосуда кипятильник, соединенный с сосудом исходной воды и установленный относительно сосуда так, чтобы поддерживать в кипятильнике заданный уровень воды. Аппарат содержит устройство для нагревания воды в кипятильнике и периодического вытеснения ее из кипятильника.

.Однако такое устройство характеризуется недостаточной производительностью из-за пульсирующего режима работы кипятильника. Нагревательное устройство генерирует, тепло при температуре, достаточной для образования большего количества водяного пара, чем может выходить из верхнего выхода кипятильника, в результате чего в кипятильнике создается давление, достаточное для вытеснения воды, находящейся в кипятильнике, обратно в сосуд через вход

воды. Вытеснение воды из кипятильника продолжается до тех пор, пока уровень воды в кипятильнике не понизится и кипение не прекратится, после этого вода вновь заполняет кипятильник до заданного уровня. Такой пульсирующий режим работы кипятильника вызывает не только снижение производительности за счет периодического прекращения процесса испарения, но и дополнительные затраты времени и тепла

на разогрев всей массы находящейся в кипятильнике воды до температуры ее кипения. Другим недостатком известного устройства являются потери тепла с вытесняемой из кипятильника жидкостью, которое выводится из

установки вместе с охлаждающей жидкостью. Вынесение за пределы емкости кипятильника, использование в качестве конденсатора трубы и применение нагревателя с производительностью большей, чем производительность конденсатора, обуславливает повышенные габариты устройства и материа- лоемкость, .

Целью изобретения является повышение производительности и уменьшение материалоемкости и габаритов дистиллятора, Поставленная цель достигается тем, что в дистилляторе, содержащем емкость-холодильник с исходной водой, кипятильник, снабженный электрическим нагревателем,

сепаратор пара, конденсатор и устройство для регулирования производительности по дистилляту, конденсатор выполнен в виде размещенных в емкости-холодильнике на разной высоте герметичных емкостей, образеванных концентрически расположенными относительно друг друга цилиндрическими оболочками, снабженными отверстиями в верхней части для подвода пара и патрубками в нижней части для подвода пара и патрубками в нижней части для отвода дистиллята, внутри которых в нижних частях установлен кипятильник, при этом полость между внутренней оболочкой конденсатора и обечайкой кипятильника соединена с кипя- тильником трубопроводом через устройство для регулирования производительности по дистилляту в виде подвижной по высоте воронки, а сепаратор выполнен в виде пластин, закрепленных одна над другой по спирали.

На чертеже изображен продольный разрез дистиллятора.

Дистиллятор содержит емкость-холо- .дильник 1, к днищу которого приварена обечайка 2, образующая с днищем открытую сверху емкость-кипятильник. Между внешней обечайкой емкости 1 и обечайкой 2 на крышке 3 закреплены конденсаторы 4 (внутренний) и 5 (внешний), выполненные в виде концентрически расположенных относительно друг друга цилиндрических оболочек, снабженных в верхней части отверстиями 6 для подвода пара, а в нижней - патрубками 7 отвода дистиллята. Емкость-холодильник 1 в верхней части снабжена патрубком с запорным органом 8 для подачи опресняемой воды. В нижней части емкости-кипятильник установлены электрические нагреватели в виде электродов 9, электрододержатели 10 которых установлены на крышке 3 в изоляторах .11, клеммные концы которых закрыты кожухом 12, в нижней части емкости-кипятильника установлен патрубок 13, соединенный с запорным органом 14 и трубопроводом 15, который одним концом соединен с воронкой 16, а другим, снабженным отражательной шайбой 17, проходит через патрубок 13 в емкость-кипятильник. Трубопровод 15 и патрубок ооронки 16 соединены подвижно посредством уплотиительного устройства 18. Полость, заключенная между обечайкой 2 и внутренней поверхностью конденсатора 4, в нижней части соединена с трубопроводом 19, в верхней части которого в уплотнительном устройстве 20 одним концом установлен с возможностью перемещения в вертикальной плоскости П-образный трубопровод 21, второй конец его развернут в воронку 16, наивысшая точка его снабжена отверстием 22 для сброса воздуха. Наэлектрододержзтелях Юзакреплены выполняющие функции сепаратора пароотра- жательные пластины 23, выполненные в виде сегментов с диаметром, равным внешнему диаметру электродов 9.

Дистиллятор работает следующим образом.

Исходная вода через запорный 8 поступает в зазор между обечайкой емкости-хо- лодильника 1 и наружной поверхностью конденсатора 5 и через нижний зазор перетекает в кольцевую щель между внутренней поверхностью конденсатора 5 и наружной поверхностью конденсатора 4, откуда, переливаясь через верхнюю кромку конденсатора 4, поступает в зазор между обечайкой 2 и внутренней поверхностью конденсатора 4 и по трубопроводу 19 перетекает в воронку 16, из которой по трубопроводу 15 поступает в кипятильник. После заполнения полости кипятильника до уровня верхнего среза электродов 9 на электрододержатели 10 подается электрическое напряжение, обычно 220 или 380 В. При прохождении

через жидкость электрического тока происходит разогрев опресняемой воды, которая начинает кипеть. Выделяющийся при этом пар заполняет верхнюю часть емкости 1 и, обтекая пластины 23, освобождается от капельной жидкости, захваченной паром при кипении. Проходя через патрубки 6, пар поступает во внутренние полости конденсаторов 4 и 5, в которых конденсируется, отдавая тепло воде, поступающей через запорный орган 8 на подпитку. Дистиллят, образующийся в конденсаторах 4 и 5, через патрубки 7 отводится на потребление как конечный продукт, а вода с повышенным содержанием солей периодически сбрасывается через запорный орган 14.

При необходимости уменьшить производительность по дистилляту воронка 16 опускается на более низкую отметку, что обеспечивает снижение уровня кипящей воды в кипятильнике, при этом в воде окажется меньшая поверхность электродов 9 и сила тока уменьшится пропорционально работающей в контакте с водой поверхности электродов.

Устройство позволяет уменьшить габариты и материалоемкость дистиллятора не менее чем на 30%, повысить производительность на 15-20% и в полтора раза снизить расход воды, подаваемой на дистилляцию.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Дистиллятор, содержащий емкость-хо- лодильник, кипятильник с обечайкой, снабженный электрическим нагревателем, сепаратор пара, конденсатор и устройство для регулирования производительности по дистилляту, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и

уменьшения материалоемкости и габари-внутри которых в нижних частях установлен

тов, конденсатор выполнен в виде разме-кипятильник, при этом полость между внутщенных в емкости-холодильнике на разнойренней оболочкой конденсатора и обечайкой

высоте герметичных емкостей, образован-кипятильника соединена с кипятильником

ных концентрически расположенными от-5 трубопроводом через устройство для регулинЬсйтельнб друг друга цилиндрическимирования производительности по дистилляту в

оболочками, снабженными отверстиями ввиде подвижной по высоте воронки, а сепаравёрхней части для подвода пара и патрубка-тор выполнен в виде пластин, закрепленных

ми в нижней части для отвода Дистиллята.одна над другой по спирали.