Пленочный аппарат

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЯ4АЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 01 D 1 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4293286/23-26 (22) 10.06.87 (46) 07.04.90. Бюл. № 13 (75) А., Ш. Магомедов (53) 66.048.541 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 255907, кл. В 01 D 1 /22, 1968.

Авторское свидетельство СССР № 1149101, кл. Е 28 D 9/04, 1985. (54) ПЛЕНОЧНЫЙ АППАРАТ (57) 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, 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 распредеЯ0 1554918

2 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. и. ф-лы, 1 ил. литель 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 по1554918

Формула изобретения лость термобаллона 26 с установочным сильфоном 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 неотработавшей 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 кана25

55 ле !7 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 смеси 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.

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 управле1554918

31 ЗО

Ç2

Тб

Составитель В. Золотов

Редактор И. Горная Техред И. Верес Корректор В. Кабаний

Заказ 516 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4(5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ния 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, отлггчсгющийся 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.