Вымораживающий опреснитель-концентратор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пц 6!3)71

Соаг Сооотскик

Социалистические

Республик

==т

t! (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.02.76 (21) 2320653 28-)3 с присоединением заявки № (5!) М. Кл.г Р25C1/12

В 63J 1/00

Госудлрстоеиный комитет

Соаета Миннстроа CCCP оо делам изобретений

N открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень ¹ 24 (53) УДК 66.047.3:

:621565.6 (988В) (45) Дата опубликования описания 26.06.78

1 (72) Авторы изобретения

Л. Ф. Смирнов н В. М. Пархнтько

Институт технической теплофизнкн АН УССР (71) Заявитель (54) ВЫМОРАЖИВАЮЩИЙ ОПРЕСНИТЕЛЬ-КОНЦЕНТРАТОР

Изобретение относится к вымораживающим опреснительным установкам и может быть использовано для получения питьевой воды, а также для концентрирования пищевых жидкостей, например вина, соков, молока и т. д., путем вымораживания.

Известен вымораживающий опреснительконцентратор, содержащий опреснительный блок, включающий коаксиально расположенные испаритель хладагента и льдогенератор с установленным на валу шнеком, а также сепаратор со скрепером для срезания льда, теплообменник для охлаждения исходного раствора и конденсатор хладагента и плавления льда, цнркуляционный насос, линии подачи исходного раствора, рециркуляционного рассола и слива рассола и холодильный компрессор 11).

Однако в такой установке внутренняя поверхность испарителя не используется для образования льда, что значительно снижает ее производительность.

Целью изобретения является повышение эффективности концентратора.

Поставленная цель достигается тем, что опреснительный блок снабжен дополнительным конденсатором для хладагента, расположенным на наружной поверхности теплообменника, форсунками для подачи смеси исходного раствора ч рециркуляционного рассола на внутреннюю поверхность испарнтеля и ножом для скалывания льда с внутренней поверхности испарителя, а нижний конец вала льдогенератора выполнен полым для подачи части рециркуляционного рассола на внешнюю поверхность испарителя, при этом сепаратор установлен в полости испарителя.

На чертеже схематично показан предлагаемый вымораживающий опресннтеж -концен>0 ° тратор, разрез.

Вымораживающнй опреснитель-концентратор содержит: опреснительный блок, установленный в корпусе 1, верхний торец которого закрыт крышкой 2, а нижний — днищем 3, и

15 включающий испаритель 4 хладагента, образованный кольцевым пространством между установленными одна в другую цилиндрическими труоами 5 и 6 и фланцем 7, внутри которого для улучшения теплообмена приварены

20 ребра 8; шнек 9, установленный на вертнкальном валу 10, нижний конец вала 10 выполнен полым для обеспечения слива рассола, а на верхнем конце расположен скрепер ll, предназначенный для измельчения льда н ио25 дачи его в конденсатор 12, служащий для конденсации хладагента и плавлензтя льда; сепаратор 13, установленный в полости испарителя 4 и состоящий из трубы 14, направдзтющих 15, расположенных в верхней часты зо этой трубы, и шнека 9. Кроме того, опреснн613171

3 тельный блок включает пластинчато-ребристые теплообменные аппараты, куда входят: дополнительный конденсатор 16, служащий для конденсации хладагента, трехпоточный теплообмениик 17 для теплообмена между исходным раствором, рециркуляционным рассолом и пресной водой, а также конденсатор

12, установленные концентрично сепаратору

13 на фланце 18, расположенном межд несущим фланцем 19 и крышкой 2 на опорах

20. Между пластинчато-ребристыми аппаратами имеются: теплоизоляция 21 и 22; тороидальный коллектор 23 с форсунками 24 для подачи смеси исходного раствора и рециркуляционного рассола на внутреннюю льдообразующую поверхность испарителя; смонтированный концентрично сепаратору 13 на фланце 19 коллектор 25 с форсунками 26 для набрызгивания жидкости на наружную поверхность испарителя, установленный под перфорированным поддоном 27; ножи 28, 29 для скалывания льда с наружной и внутренней поверхности испарителя, один из которых (23) расположен на коленчатом кронштейне

30, смонтированном под поддоном 27, а другой — на коленчатом кронштейне 31, укрепленном между поддоном 27 и спиральной лопастью 32. Лопастью 32 заканчивается шнек

9, при этом радиус вращения лопасти несколько меньше радиуса перфорированного поддона 27.

Вы мор аживающий опреснитель-концентратор содержит циркуляционные насосы 33, 34 для подачи исходного раствора и рециркуляционного рассола, линии 35, 36 и 37 подачи исходного раствора, рециркуляционного рассола и слива рассола, и холодильные компрессоры 38, 39 высокого и низкого давления.

Описанный вымораживающий опреснительконцентратор работает следующим образом.

Исходный раствор циркуляционным насосом 33 по линии 35 подачи исходного раствора поступает в среднюю часть трехпоточного теплообменника 17, где он охлаждается до температуры +2 С за счет теплообмена с холодным сбросным рассолом и пресной водой.

Двигаясь дальше по трубе 40, раствор смешивается с частью рециркуляционного рассола.

После увеличения концентрации смесь поступает в тороидальный коллектор 23, откуда через форсункн 24 стекает тонкой пленкой по внутренней льдообразующей поверхности испарителя 4. Другая часть рециркуляционного рассола через вентиль 41 и трубку 42 подается в полость вала 9, где через коллектор и форсунки набрызгивается на внешнюю льдообразующую поверхность испарителя. В полости последней при температуре около — 10 С кипит хладагент, например фреон-12, отнимая теплоту льдообразования через стенки труб 5 и б. Лед, намороженный на внутренней и внешней поверхностях испарителя

4", скалывается ножами и под действием силы тяжести падает на перфорированный поддон, 5

60 откуда он сгребается спиральной лопастью и подается в сепаратор 13 в виде пористого поршня. Перемещаясь вверх с помощью шнека 9, ледяной поршень пронизывается теплым воздухом с температурой 25 С, который подают в сепаратор 13 компрессором 43 по трубопроводу 44. Теплый воздух подплавляет и промывает частицы льда от рассольной пленки. которая стекает сквозь пустоты, не занятые льдом, на поддон 27, а оттуда через перфорацию — в нижнюю часть днища 3.

Отработанный воздух с пониженным дав лением и температурой выпускают через штуцер 45. Чистый лед, двигаясь поступательно по направляющим, захватывается скрепером

11, измельчается и сбрасывается в конденсатор 12, где он сначала разжижается до концентрации - 15 (по льду) частью рециркуляционной пресной воды, подающейся сюда по трубопроводу 46, затем при прокачивании льдоводяной суспензии через пластинчаторебристый конденсатор 12 плавится при температуре около 0 С, отнимая тепло конденсации (при 8 C) холодильного агента, выделяющегося в конденсаторе 12.

Полученная пресная вода стекает в водосборник 47, откуда по трубопроводу 48 подается во всасывающую полость насоса 49; последний по нагнетательпому трубопроводу 50 через вентиль 51 по трубопроводу 46 подает часть воды на разжижение льда в конденсатор 12, а другую часть — в трехпоточный теплообменник 17, где за счет теплообмена отбирается тепло у исходного раствора, а оттуда по трубопроводу 52 она выводится из опреснительного блока в виде продукта.

Одна часть рассола из днища 3 по линии

36 подачи рециркуляционного рассола поступает в трехпоточный теплообменник 17, где охлаждает движущийся противотоком исходный раствор, и по трубопроводу 53 выводится из опреснительного блока, другая часть — через вентиль 54 смешивается с исходным раствором и затем идет на рециркуляцию, а третья — через вентиль 41 и трубу 42 подается в полость вала 10 и затем также идет на рецирк ляцию.

При помощи компрессора 39 низкого давления пар холодильного агента через трубопровод 55 засасывается из верхней части испарителя 4, сжимается, и по трубопроводу

56 большая его часть подается в конденсатор

12, а меньшая часть по трубе 57 идет в компрессор 38 высокого давления. Из компрессора 38 по трубопроводу 58 пар нагнетается в дополнительный конденсатор 16, где он конденсируется. Жидкий холодильный агент по трубопроводам 59 и 56 поступает к дросселирующим устройствам 60 и 61, где дросселируется до давления испарения, и через трубу

62 поступает в нижнюю часть испарителя 4.

Формула изобретения

Вымора жива ющнй опреснитель-концентратор, содержащий олреснительный блок, вклю613171

Составители Г. Богачева

Редактор Н. Хубларова Техред А. Камышнииова Корректор 3. Тарасова

Заказ 1) 47/16 Изд. ¹ 508 Тираж 680 Подписное

НПО Госу. арственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4 5

Типография, пр. Сапунова, 2 чаюший испаритель хладагента, установленный на валу шнек. сепаратор со скрепером д1я срезания льда, теплообменник для охлаждения исходного раствора и конденсатор хладагепта и плавления льда, циркуляционный инго«линии подачи исходного раствора, p(:ö Iðê .Iÿèí:íIIîãî рассола и слива рассола

И ХОЛолп; ЬНЫй K()MIIPECCOP, От Л И Ча ЮЩИ йс н т и.:то, с целью повышения эффективности концентратора.опреснительный блок снабжен дополнительным конденсатором для хладагента, форсунками для подачи смеси исходного раствора и рецнркуляцнонного рассола-на внутреннюю поверхность нспарнтеля и ножом для скалывания льда с внутренней поверхности испарителя, а нижний конец ва5 ла выполнен полым для подачи части рецнр* куляционного рассола на внешнюю поверхность испарителя, при этом сепаратор установлен и полости испарителя.

Источники информации, 10 принятые во внимание прн экспертнэе ! . Авторское свидетельство СССР М 347247, кл. В 63J 1/00, 1970.