Устройство для очистки жидкостей дистилляцией

 

Использование: в перегонных аппаратах непрерывного действия для очистки жидкостей от растворенных в них солей и дисперсных частиц, упаривания растворов, для проведения лечебных процедур, регенерации сорбентов в паровом потоке, нагрева холодной воды, получения электролитов для аккумуляторов в домашних условиях. Сущность изобретения: установка для очистки жидкостей дистилляцией состоит из последовательно соединенных друг с другом емкости исходной жидкости, сборника дистиллята, дистилляционной колонки, конденсатора-нагревателя и крышки корпуса, установленных один над другим с возможностью съема, образуя закрытый вертикальный корпус, и емкостью очищенной жидкости, при этом емкость исходной жидкости снабжена уровнемером и сообщена с нагревательным устройством посредством днища, дистилляционная колонка с насадкой установлена внутри корпуса соосно с конденсатором-нагревателем, конденсатор-нагреватель состоит из кожуха с размещенными внутри теплообменниками и системой охлаждения, сборник дистиллята снабжен штуцером отвода дистиллята и сообщен с емкостью очищенной жидкости. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к конструкции перегонных аппаратов непрерывного действия и может быть использовано для очистки жидкостей от растворенных в них солей и дисперсных частиц, например, для очистки питьевой воды, упаривания в паровом потоке, нагрева холодной воды, получения электролитов для аккумуляторов.

Известна дистилляционная установка, состоящая из последовательно установленных емкости исходной жидкости, U-образной трубки, снабженной теплообменными ребрами, испарителя, конденсатора и сборника дистиллята.

Известная установка громоздка, не обеспечивает удовлетворительного качества дистиллята и непригодна для использования в качестве бытового дистилляционного аппарата.

Известно устройство для дистилляции, включающее вертикальный цилиндрический корпус в днище которого расположены выносные камеры, в которых сгруппированы в секции и смонтированы на фланце металлические трубы электронагревателей, содержащих нихромовые спирали в изоляторах и форсунки для подачи пара, при этом фланец имеет пяту со сферической поверхностью для установки электронагревателей, а форсунка снабжена колпачком с перфорированными стенками.

Известно также устройство для дистилляции, включающее вертикальный корпус, циркуляционную трубу, переливное приспособление, подводящий трубопровод, на котором размещена форсунка и нагреватели, при этом устройство снабжено вертикальной емкостью, установленной в нижней части корпуса, и закрепленными друг над другом на подводящем трубопроводе перфорированными и сплошными конусами, а циркуляционная труба установлена внутри вертикальной емкости по оси корпуса снаружи подводящего трубопровода.

К недостаткам известных устройств следует отнести их однофункциональность и сложность использования в качестве бытового аппарата.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для очистки жидкостей дистилляцией, включающее испаритель, пароперегреватель с насадкой, над которым установлен холодильник-конденсатор, снабжено соплом, установленным в нижней части холодильника-конденсатора, а пароперегреватель и испаритель размещены на расстоянии друг над другом в одном корпусе.

Известное устройство не позволяет достичь хорошего качества питьевой воды, непригодно для использования в бытовых целях, сложно в эксплуатации.

Целью изобретения является создание многофункционального, удобного в эксплуатации бытового аппарата, обеспечивающего хорошее качество очистки жидкостей с использованием доступных нагревательных устройств.

Поставленная цель решается тем, что заявляемая установка для очистки жидкостей дистилляции отличается тем, что емкость исходной жидкости, сборник дистиллята, конденсатор-нагреватель последовательно установлены один над другим с возможностью съема, образуя закрытый вертикальный корпус цилиндрической формы, и дополнительно содержит емкость очищенной жидкости, дистилляционная колонка с насадкой установлена внутри корпуса соосно с конденсатором-нагревателем, емкость исходной жидкости сообщена с нагревательным устройством посредством днища, конденсатор-нагреватель состоит из кожуха с размещенными внутри теплообменниками и системой охлаждения, сборник дистиллята снабжен штуцером отвода дистиллята и сообщен с емкостью очищенной воды, корпус снабжен крышкой.

Сущность изобретения заключается в том, что установка для очистки жидкостей дистилляцией состоит из последовательно соединенных друг с другом емкости исходной жидкости, сборника дистиллята, дистилляционной колонки и конденсатора-нагревателя, установленных один над другим с возможностью съема, образуя закрытый вертикальный корпус, и емкостью очищенной жидкости, при этом емкость исходной жидкости снабжена уровнемером и сообщена с нагревательным устройством посредством днища, дистилляционная колонка с насадкой установлена внутри корпуса соосно с конденсатором-нагревателем и проходит сквозь сборник дистиллята, сообщая емкость исходной жидкости с конденсатором-нагревателем, конденсатор-нагреватель состоит из кожуха с размещенными внутри теплообменниками и системой охлаждения, сборник дистиллята снабжен штуцером отвода дистиллята и сообщен с емкостью очищенной жидкости, корпус снабжен крышкой.

Емкость исходной жидкости снабжена уровнемером. Сборник дистиллята установлен над емкостью исходной жидкости, образуя двойное дно. Дистилляционная колонка снабжена в верхней и нижней части прорезями, а ее днище и крышка выполнены перфорированными, конусообразной формы и обращены вершинами вниз. Конденсатор-нагреватель снабжен по меньшей мере двумя теплообменниками, при этом один теплообменник установлен соосно дистилляционной колонке и снабжен крышкой конусообразной формы, обращенной вершиной вниз, образуя зазор с крышкой дистилляционной колонки, а другой теплообменник выполнен в виде разомкнутой кольцевой полости или в виде вертикально расположенных труб и сообщен нижним концом со сборником дистиллята, при этом его нижний конец установлен выше уровня отвода хладагента. Система охлаждения конденцатора-нагревателя состоит из каналов, образованных внутренней поверхностью кожуха и наружными поверхностями теплообменников и штуцерами подачи и отвода хладагента. Крышка корпуса снабжена штуцером сдувки неконденсирующихся газов. Установка может быть снабжена гидрозатвором, размещенным внутри сборника дистиллята по наружной поверхности дистилляционной колонки, в месте соединения емкости исходной жидкости и сборника дистиллята и выполняет функцию нижней опоры дистилляционной колонки. Между штуцерами подачи и отвода хладагента размещена вертикальная перегородка.

В качестве хладагента используют проточную воду. В качестве нагревательного устройства используют газовую горелку, электрическую плиту или любое известное нагревательное приспособление, например костер.

Сравнение предлагаемой установки с прототипом позволяет выявить следующие отличительные признаки: компоновка установки в целом; форма выполнения основных узлов; связь основных узлов друг с другом.

Все вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "новизна".

В технике известно решение, позволяющее получать качественный дистиллят. Однако предлагаемая нами совокупность существенных признаков обеспечивает решение поставленной задачи, а именно: хорошее качество очистки жидкостей как от неорганических, так и от органических примесей; простота сборки и очистки аппарата и отдельных его частей от накипи, осадков и т.п. многофункциональность аппарата аппарат может быть использован как дистиллятор, бойлер, установка для упаривания воды из водных растворов, установка для обработки паром и др.

В доступных нам источниках информации мы не обнаружили данных об известности заявляемой совокупности признаков и достигаемого при этом результата. Все вышеизложенное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "изобретательский уровень".

Предлагаемая установка может быть изготовлена в промышленности на существующем оборудовании. Это позволяет сделать вывод о соответствии его критерию "промышленная применимость".

На фиг.1 изображена установка в разрезе; на фиг.2 разрез А-А.

Установка для очистки жидкости дистилляцией состоит из емкости исходной жидкости 1, сообщенной посредством штуцера 2 с уровнемером 3, снабженным крышкой 4; сборника дистиллята 5, установленного с возможностью съема над емкостью исходной жидкости 1 посредством посадочного разъема 6, выполняющим функцию гидрозатвора, и снабжено двойным днищем 7 с отверстием 8; дистилляционной колонки 9, размещенной в двойном днище 7 с возможностью съема посредством посадочного разъема по типу разъема 6, который может выполнять функцию гидрозатвора или жестко закреплен посредством узла 10, при этом верхняя и нижняя часть образующей стенки дистилляционной колонки 9 снабжены прорезями 11, на ее торцах установлены крышки 12 конической формы, обращенные вершинами вниз с отверстиями 13, а верхняя крышка установлена с возможностью съема и снабжена шлицем 14, внутренняя часть колонки 9 заполнена насадкой 15; конденсатора-нагревателя 16, размещенного над сборником дистиллята 5 с возможностью съема посредством посадочного разъема 6, и снабжен днищем 17, в котором установлены теплообменник 18 и 19, при этом теплообменник 18 выполнен в виде цилиндрической обечайки, заглушенной в верхней части крышкой 20 конической формы, обращенной вершиной вниз, образуя зазор 21 между крышкой 12 и крышкой 20, теплообменник 19 открыт с обоих торцов и выполнен в виде разомкнутой кольцевой полости или в виде вертикально расположенных труб, при этом верхняя часть теплообъемнника 19 размещена выше уровня сливного штуцера 22, а верхний торец теплообменника 18 размещен ниже уровня сливного штуцера 22, конденсатор-нагреватель 16 снабжен штуцером 23 для подачи хладагента, сливной штуцер 22 снабжен съемной трубой 24, между штуцерами 22 и 23 размещена вертикальная перегородка 25; крышки 26, снабженной штуцером 27 с отверстием 28 и колпачком 29, имеющим отверстие 30; емкости для сбора очищенной жидкости 31.

В нижней части сборник дистиллята 5 снабжен штуцером 32 с удлинителем 34 Г-образной формы. Все части установки оснащены ручками 35. Уровнемер 3 снабжен рисками 33 для контроля уровня исходной жидкости, а его верхний торец может быть выполнен под углом 45^o для удобства подливания исходной жидкости в процессе эксплуатации установки. Днище емкости исходной жидкости 1 выполнено с канавками для более интенсивного парообразования. Посадочные разъемы 6 могут быть выполнены по типу гидрозатвора или по типу "штуцер-шланг". Штуцер 23 снабжен гибким шлангом и устройством для подсоединения к водопроводному крану. Штуцер 27 снабжен шлангом для подсоединения к вытяжке на кухне, что особенно необходимо при упаривании жидкостей с неприятным запахом.

Установка работает следующим образом.

Через уровнемер 3 заливается жидкость в емкость 1 до верхней отметки риски 33. Аппарат устанавливается на автономное нагревательное устройство, например, газовую горелку или электроплиту. К штуцеру 23 подсоединяют шланг для подачи охлаждающего агента. Отверстия штуцера и колпачка 29 совмещены для сдувки неконденсирующихся газов. При закипании жидкости образующийся пар поступает через прорези 11 в нижнюю часть дистилляционной колонки 9 и, пройдя через слой насадки 15, пары через верхние прорези 11 дистилляционной колонки 9 попадают во внутреннюю полость конденсатора-нагревателя 16, заполненного холодной водой. Попадая на поверхность крышки 20, пар частично конденсируется и в виде капель стекает на коническую крышку 12. Проходя через насадку вниз, конденсат очищает поднимающийся навстречу пар от мелких капель жидкостей, которые уносятся с первичным паром из емкости исходной жидкости в процессе кипения. Пар, очищенный от капель жидкости, начинает конденсироваться на поверхности теплообменника 18, а остаток пара, разворачиваясь на 180^o, окончательно конденсируется на внутренних стенках теплообменника 19. Конденсат собирается в сборнике дистиллята 5 и через штуцер 32 и 34 собирается в сборник дистиллированной воды 31. Неконденсированные газы выходят из верхней части теплообменника 19 и через штуцер 27 сбрасываются. При подсоединении гибкого шланга для отвода дурнопахнущих газов через вытяжку колпачок 29 снимается. Сдувка газов в процессе работы аппарата регулируется поворотом колпачка 29, т.е. смещением отверстия 28 и 30 относительно друг друга. Конденсат пара, пройдя колонку 9, по насадке 15 через коническое дно крышки 12 сливается обратно в емкость исходной жидкости 1. Охлаждающий агент из водопроводного крана через штуцер 23 поступает в конденсатор-нагреватель 16, проходит по кругу за счет перегородки 25 и сливается через сливной штуцер 22 и 24 в мойку. Температура охлаждающей воды регулируется краном, т.е. можно использовать установку в качестве источника теплой воды для бытовых целей. При выпаривании жидкости уровень последней контролируется визуально через уровнемер 3 путем снятия крышки 4. Риски 33 особенно необходимы при упаривании жидкостей до заданного объема. Выполнение посадочного разъема 6 в виде гидрозатвора предотвращают попадание паров в помещение. Выполнение соединения 10 в виде гидрозатвора предотвращает попадание дистиллята в емкость исходной жидкости 1. Двойное днище 7 предотвращает повторный нагрев конденсата в сборнике дистиллята 5, а также увеличивает производительность аппарата за счет снижения конденсата пара, выходящего из емкости исходной жидкости 1 в процессе кипения. Отверстие 8 в днище 7 предназначено для сдувки воздуха из полости при нагреве для предотвращения прогиба днища.

Заявляемое устройство позволяет очищать воду для бытовых и медицинских целей методом выпарки с промывкой образовавшегося пара частью конденсата от капель, содержащих соли и вредные органические соединения, обеспечивая высокое качество очистки, упаривать урину для проведения лечебных процедур, регенерировать сорбенты в паровом потоке в домашних условиях, например активные угли, используемые в бытовых фильтрах, получить бидистиллят для аккумуляторов в домашних условиях, использовать в качестве бойлера при отсутствии горячей воды с производительностью до 100 л холодной воды в час, удобно в эксплуатации в течение длительного времени.

Формула изобретения

1. Установка для очистки жидкостей дистилляцией, состоящая из последовательно соединенных емкости исходной жидкости и дистилляционной колонки с насадкой, размещенных в одном корпусе, конденсатора с системой охлаждения, соединенной со штуцерами подачи и отвода хладагента, сборника дистиллята со штуцером отвода дистиллята и штуцера сдувки неконденсирующихся газов, отличающаяся тем, что емкость исходной жидкости, сборник дистиллята и конденсатор установлены один над другим в одном корпусе с возможностью съема, корпус снабжен съемной крышкой, а дистилляционная колонка с насадкой установлена соосно конденсатору, который состоит из размещенных внутри корпуса теплообменников.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что емкость исходной жидкости снабжена уровнемером.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что сборник дистиллята установлен над емкостью исходной жидкости с зазором, образуя двойное дно.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что дистилляционная колонка имеет в верхней и нижней частях прорези.

5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что днище и крышка дистилляционной колонки выполнены перфорированными, конусообразной формы и обращены вершинами вниз.

6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в конденсаторе по крайней мере один теплообменник установлен соосно дистилляционной колонке и снабжен крышкой конусообразной формы, обращенной вершиной вниз, образуя зазор с крышкой дистилляционной колонки, а другой теплообменник выполнен в виде разомкнутой кольцевой полости или в виде вертикально расположенных труб и сообщен нижним концом со сборником дистиллята, при этом его верхний конец установлен выше уровня отвода хладагента.

7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что система охлаждения конденсатора выполнена в виде каналов, образованных внутренней поверхностью корпуса и наружными поверхностями теплообменников.

8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что штуцер сдувки неконденсирующихся газов установлен на крышке корпуса.

9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена гидрозатвором, размещенным внутри сборника дистиллята со стороны наружной поверхности дистилляционной колонки и образующим нижнюю опору последней.

10. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена гидрозатворами в местах соединения емкости исходной жидкости, сборника дистиллята, конденсатора и крышки корпуса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2