Лабораторный дистиллятор

 

И Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

1 1747484

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.06.78 (21) 2634162/23-26 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

В 01 D 3/32

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.80 (53) УДК 66.048 (088.8) па делам иэооретений и открытий

Г. Ф. Алябина, В. В. Бардин и Л. К. Захаров (72) Авторы изобретения

Самостоятельное конструкторско-технологическое бюро по проектированию приборов и аппаратов из стекла (71) Заявитель (54) ЛАБОРАТОРНЫЙ ДИСТИЛЛЯТОР

Изобретение относится к лабораторному оборудованию, а именно, к аппаратам, используемым для получения дистиллированной воды, и может найти широкое применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известен лабораторный дистиллятор, включаюший кипятильник, электронагреватели, установленный над кипятильником брызгоуловитель, последовательно соединенные с кипятильником основной и дополнительный холодильники со штуцерами входа и выхода пара и охлаждающей воды, и регулятор подачи воды, соединенный с дополнительным холодильником (1).

Недостатком известного дистиллятора является, прежде всего, то, что он слишком неэкономно расходует электроэнергию на нагрев и испарение воды.

Происходит это потому, что, во-первых, в аппаратах подобных описанному выше обычно используют электронагреватели погружного типа с закрытыми спиралями, коэффициент полезного действия которых не слишком высок, во-вторых, потому, что неполностью используют тепло, выделяющееся при конденсации пара в холодильниках, так как оно идет на нагрев всей массы охлаждающей воды, нагреваемой незначительно (45

50 С), из которой в кипятильник подают только небольшую часть.

Кроме того, известный дистиллятор имеет слишком большой расход охлаждаюшей воды из-за плохого теплообмена в холодильниках, который является результатом несовершенства конструкции последних.

И, наконец, из-за большого объема ки1О пятильника по отношению к нагревателю, дистиллятор имеет значительную длительность выхода в режим, т. е. нагрев воды до кипения занимает много времени (до 30 мин)

Все эти недостатки отрицательно влияют на производительность аппарата и значи15 тельно снижают его коэффициент полезного действия.

Цель изобретения — повышение коэффициента полезного действия дистиллятора.

Для достижения указанной цели дистиллятор снабжен размешенными в кипятильнике стеклянными трубками с открытыми концами, в которых расположены электронагреватели, и трубкой, соединяющей штуцер выхода воды основного холодильника

747484

ЮФ

55 со штуцером входа воды дополнительного холодильника и регулятором подачи воды, а штуцер выхода воды дополнительного холодильника размещен над устройством для входа воды в кипятильник. Дополнительно холодильники выполнены змеевиковыми и снабжеными центральной нисходящей трубой, сечение которой в 3 — 5 раз больше сечения змеевиков, а электронагреватели выполнены в виде открытых спиралей из высокоомной проволоки.

На чертеже изображен продольный разрез дистиллятора, общий вид.

Лабораторный дистиллятор состоит из кипятильника 1, в котором установлены стеклянные трубки 2, открытые с обоих концов с помещенными в них электронагревателями 3. Кипятильник 1 сбоку имеет сливное устройство 4.

Верхняя часть стеклянных трубок 2 поМещена в брызгоуловитель 5, который своей нижней частью установлен в кипятильнике 1 и в верхней части имеет гидравлический затвор, позволяющий соединять брызгоуловитель 5 с дополнительным холодильником 6, имеющим змеевик 7 и нисходящую трубку.

8, переходящую в выходной штуцер 9, свободный конец которого расположен над верх ней открытой частью кипятильника 1, являющейся устройством для входа воды.

Дополнительный холодильник 6 соединен в нижней части с основным холодильником

10, имеющим змеевик 11, началом которого является входной штуцер 12, центральную нисходящую трубку 13, заканчивающуюся выходным штуцером 14, и сливную трубку

15, соединенную с приемным сосудом 16.

Выходной штуцер 14 соединен с соединительной трубкой 17, один отвод которой соединен гибким шлангом с входным штуцером

18 дополнительного холодильника 6, а другой — с регулятором 19 подачи воды в дополнительный холодильник 6.

Дистиллятор работает следующим образом.

Электронагреватель 3 нагревает воду в стеклянной трубке 2, образуя паровоздушную смесь, которая имеет меньшую плотность, чем вода, и потому выбрасывается через верхнее отверстие стеклянной трубки

2 в брызгоуловитель 5, где происходит отделение пара от воды, вода стекает обратно в кипятильник 1 и затем в стеклянную трубку 2 через ее нижнее отверстие, а пар поднимается вверх и поступает в дополнительный холодильник 6 и затем в основной холодильник 10, откуда дистиллят через сливную трубку 15 поступает в приемный сосуд 16.

Вода для конденсации пара и заполнения кипятильника подается в дистиллятор через входной штуцер 12 основного холодильника 10, проходит по змеевику 11, затем по центральной нисходящей трубке 13 поступает в соединительную трубку 17, S

<о и ло гь

iS где распределяется на два потока: в дополнительный холодильник 6 и регулятор 19 подачи воды в дополнительный холодильник. Поток воды в дополнительном холодильнике 6 поднимается по змеевику 7, затем стекает по нисходящей трубке 8 через выходной штуцер 9 в кипятильник 1.

Количество воды, подаваемой в дополнительный холодильник 6, равно количеству испаряющейся воды, что достигается с помощью регулятора 19 подачи воды в дополнительный холодильник 6.

При прохождении воды через холодильники охлаждающая вода идет сначала по змеевикам, полностью заполняя их объем, а затем поступает в нисходящие трубки, сечение которых в 3 — 5 раз больше сечения трубок змеевиков (например, сечение трубки змеевика 1 см, а сечение нисходящей трубки 4 см ). Поэтому вода заполняет нисходящую трубку неполностью и стекает в ней отдельными беспорядочными струйками, интенсивно перемешиваясь, что способствует улучшению теплооб мена между паром и охлаждающей водой.

Результатом этого является то, что охлаждающая вода в дополнительном холодильнике успевает нагреваться до 98 — 100 С и при этой температуре сливается в кипятильник.

Предлагаемая конструкция дистиллятора обеспечивает более экономичное использование электроэнергии и охлаждающей воды, т. е. более высокий коэффициент полезного действия.

Экономия электроэнергии, необходимой на нагрев и испарение воды, происходит благодаря подаче в кипятильник воды, доведенной до температуры кипения исключительно за счет рационального использования тепла, выделяемого паром при его конденсации, так что для этого уже не используется электроэнергия. При этом экономится 10 — 13 /< потребляемой электроэнергии. Экономия электроэнергии происходит также за счет того, что электронагреватель выполнен в виде открытой спирали и помещен непосредственно в нагреваемую воду, поэтому потери тепла от электронагревателя в окружаемую среду — минимальные и коэффициент полезного действия такого нагревателя доходит до 95 /> (против 85 /о у закрытых нагревателей погруженого типа и

75 /р нагревателей наружного типа) .

Поскольку электронагреватель выполнен в виде открытой спирали, помещенной свободно в воду, она совершает, как пружина, колебательные движения вдоль своей оси при кипении воды в стеклянных трубках.

При этом увеличивается контакт спирали с водой, что улучшает теплообмен.

Общая экономия электроэнергии в предлагаемом дистилляторе равна 20 — 22 /р.

Коэффициент полезного. действия повышается также за счет экономии расхода ох747484

Формула изобретения

1. Лабораторный дистиллятор, включающий кипятильник с устройством для входа

5 лаждающей воды. Применение в холодильнике комбинации змеевика и нисходящей трубки большего сечения имеет два положительных качества: во-первых, такой холодильник обладает при небольших размерах самого холодильника большей поверхностью теплообмена за счет большой длины трубки змеевика, которая к тому же увеличивает время контакта охлаждающей воды с охлаждаемым паром, т. е. способствует большему отбору тепла единицей охлаждающей воды; во-вторых, этому же способствует и интенсивное перемешивание воды в нисходящей трубке, так как тепло от пара передается не только тонкому слою воды, прилегающему к стенке трубки, а в теплообмен вступают все новые порции воды, т. е. в конечном итоге — вся вода. 3а счет всего этого для нормальной работы диетиллятора необходимо значительно меньшее количество охлаждающей воды, а именно, в

2 — 3 раза меньше, чем в обычных лабораторных стеклянных дистилляторах такой же производительности (в предлагаемом дистилляторе удельный расход охлаждающей воды

10 — 12 л/л, в обычных дистилляторах

20 — 30 л/л).

6 воды, электронагреватели, установленный над кипятильником брызгоуловитель, последовательно соединенные с кипятильником основной и дополнительный холодильники со штуцерами входа и выхода пара и охлаждающей воды, и регулятор подачи воды, соединенный с дополнительным холодильником, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента полезного действия, он снабжен размещенными в кипятильнике стеклянными трубками с открытыми концами, в которых расположены электронагреватели, и трубкой, соединяющей штуцер выхода воды основного холодильника со штуцером входа воды дополнительного холодильника и регулятором подачи воды, а штуцер выхода воды дополнительного холодильника размещен над устройством для входа воды в кипятильник.

2. Дистиллятор по и. 1, отличающийся тем, что холодильники выполнены змеевиковыми и снабжены центральной нисходящей трубой, сечение которой в 3 — 5 раз больше сечения змеевиков.

3. Дистиллятор по и. 1, отличающийся тем, что электронагреватели выполнены в виде открытых спиралей из высокоомной проволоки.

Истсчники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

ЛЪ 167674, кл. G 01 N 25/14, 1965 (прототип). ° /

747484

Редактор II. Макаревич

Заказ 4301I I

Составитель А. Тарасов

Техред К. 111у фрич Корректор М. Демчнк

Тираж 809 Подписное

HHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4