Appareil pour la distillation et concentration des liquides
par utilisation de la chaleur restituée par les vapeurs qui
se condensent*
La présente invention est relative aux appareils
employés pour évaporer et concentrer les liquides aux dépens de la chaleur de condensation des vapeurs produites
et comprimées mécaniquement�, avec le simple secours d'un générateur thermique quelconque capable d'amorcer le fonctionnement et de compenser les pertes par dispersion de la chaleur.-
L'invention a pour but la réalisation d'appareils
dans lesquels les échanges de la chaleur et 1'évaporation
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l'aide de moyens très simples, en éliminant simultanément
les inconvénients que les types connus présentent dans
leur structure et dans leur fonctionnement.
Dans les appareils connus, les échanges de chaleur
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déterminent à travers des surfaces fixes., qui doivent avoir une grande étendue et qu'on doit maintenir toujours bien propres afin que le fonctionnement soit possible par une
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condensent et le liquide à évaporer* La disposition horizontale de ces surfaces d'échange a été reconnue non satis-
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que dans les couches inférieures du liquide,on a une pression hydrostatique qui diminue, jusqu'à l'annulation, l'échange de la chaleur.- Si pour éliminer cet inconvénient,,, on fait mousser le liquide à évaporer, on réduit la puissance de l'appareil à cause du fait que le gaz emprisonné dans la mousse en diminue la conductibilité thermique* Par conséquent les appareils connus sont très encombrants ou ils présentent un rendement limité, et en outre, ils demandent des dispositifs mécaniques pour le nettoyage des surfaces d'échange, qui ne sont point satisfaisantes*
La présente Invention a pour objet un dispositif caractérisé par un évaporateur-condenseur rotatif, dont la
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leur développée par -la condensation des vapeurs engendrées et comprimées mécaniquement, qui sont renvoyées 4 affleurer la surface interne de l'évaporateur-condenseur, qui est pourvu de moyens propres à permettre le soutirage des condensations et l'échappement des gaz non-condensables..
Ce dispositif caractéristique peut être réalisé selon un grand nombre de formes d'exécution propres aux diverses applications auxquelles il peut être destiné, et
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Afin de mieux préciser la nature de l'invention, on la décrit ici avec référence aux dessins annexés qui représen-
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formes, dont :
Fig. 1 est la coupe axiale; <EMI ID=8.1>
A - B de la figure 1..
L'appareil représenté est constitué par un évaporateur-condenseur qui tourne dans le sens de la flèche 0 et qui comprend une batterie de diaphragmes 1 constituant un corps à plusieurs cellules" montés sur l'arbre creux 2
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l'inférieure 10 contient le liquide à évaporer,, et elle- est préférablement formée de manière à permettre la récupération simultanée de la chaleur contenue dans le liquide condensé et dans le liquide concentré, comme il est expliqué ci-après.
L'évaporateur-condenseur est partiellement Immergé par sa partie inférieure dans le liquide à évaporer de manière que pendant sa rotation., sa surface émergeante soit couverte par des voiles liquides exposés à la libre évaporation dans la chambre supérieure�, où est effectuée l'aspiration
du dispositif prévu pour comprimer la vapeur avant de la
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positif, qui assure un rendement élevé des surfaces d'échange de la chaleur, facilite le dégagement des bulles de va-
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,Les vapeurs qui se dégagent dans.la cavité 9 sont aspirées à travers' le conduit il par un appareil compresseur 12, qui peut être du type rotatif ou de toute autre genre.
coudé Ces vapeurs sont comprimées et refoules dans le conduisis-*
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teur-condenseur.. Le compresseur est disposé de manière que sa bouche de refoulement de la vapeur comprimée est tournée vers le bas et placée à un niveau supérieur à celui d' épuisement des condensations, qui est réalisé à l'aide des Moyens décrits ci-après; cela permet la 'décharge continue par gravité des condensations.
Les cellules internes existant entre .Les diaphragmes contigus 1 pourraient être totalement libres; mais des résultats plus satisfaisants peuvent être obtenus si ces cellules sont divisées en deux parties par des chicanes
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à parcourir chaque cellule d'abord en sens centrifuge et ensuite en sens centripète, en allant successivement d'une cellule à l'autre, en se condensant progressivement, et en faisant évaporer une quantité équivalente du liquide qui baigne la surface externe de l'évaporateur-condenseur, et qui a été prélevé par la partie inférieure de l'appareil..' Le long de ces parcours, les vapeurs atteignent une vitesse déterminée et les gaz non condensables arrivent jusqu'au dernier diaphragme, qui communique avec l'atmosphère, de manière que ces gaz sont expulsés continuellement et automatiquement, ou aspirés à l'aide d'une pompe d'extraction lorsque la pression de condensation est inférieure à celle atmosphérique. A cet effet, dans la tête 4 sont pratiqués.
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lèvent égale ou supérieure à la pression atmosphérique, de manière que tout danger d'entrée de l'air soit exclu.
La vanne d'échappement 30 peut aussi permettre de régler convenablement la décharge des gaz non condensables.
. Les condensations qui se forment sur chaque diaphragme et qui s'écoulent vers le bas des cellules sont recueillies par exemple au moyen de godets élévateurs 15 et élevés <EMI ID=15.1>
disposée dans les moyeux de l'évaporateur-condenseur, de manière qu'au travers des trous 18, ces condensations peu-
<EMI ID=16.1> gravité, en excluant toute possibilité de décharge des vapeurs <EMI ID=17.1> assurer une fermeture hydraulique permanente, tout en maintenant leur distribution telle qu'elle assure mécaniquement
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se forment, sans l'intervention d'une pression quelconque.
Les condensations qui sortent par 19 passent dans
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aux dépens de la chaleur encore contenue dans le condensé et par le concentré qui vont respectivement aux décharges
20 et se*
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porer est porté à sa température d'ébullition par un dispositif de chauffage subsidiaire 35, qui, dans ce cas,.est constitué par un réchauffeur électrique,, mais qui pourrait consister en une autre source de chaleur quelconque,, à vapeur,, eau surchauffée ou autre; à cette source de chaleur est confiée la seule tâche d'amorcer le fonctionnement et ensuite de réparer les seules pertes de chaleur dues à la différence de température des liquides à l'entrée et à la sortie de l'appareil, ainsi qu'aux pertes thermiques.
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et automatique des parois externes des diaphragmes constituant l'évaporateur-condenseur, on peut adopter des racleurs
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dispersions thermiques seront naturellement Isolées moyen-
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batterie de diaphragmes reliés entre eux; toutefois) particulièrement si le nettoyage des surfaces d'échange n'est pas nécessaire,, on pourrait le constituer avec de simples serpentins,, ou avec des faisceaux de tubes, ou même avec des corps tubulaires à double paroi,, pourvu que ces organes soient mis en rotation et qu'ils plongent partiellement dans le liquide à traiter..
Plus généralement, toutes les parties représentées et décrites pourront 'être façonnées et disposées d'une autre manière-", ou remplacées par d'autres dispositifs analogues ou équivalents$, sans qu'on sorte pour cela du cadre de l'invention..
Apparatus for distillation and concentration of liquids
by using the heat released by the vapors which
condense *
The present invention relates to apparatus
used to evaporate and concentrate liquids at the expense of the heat of condensation of the vapors produced
and mechanically compressed �, with the simple help of any thermal generator capable of initiating operation and compensating for losses by heat dispersion.
The aim of the invention is to produce devices
in which heat exchange and evaporation
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using very simple means, simultaneously eliminating
the disadvantages that the known types present in
their structure and their functioning.
In known devices, the heat exchanges
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determine through fixed surfaces., which must have a large area and which must always be kept very clean so that the operation is possible by a
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condensate and the liquid to be evaporated * The horizontal arrangement of these exchange surfaces was found to be unsatisfactory.
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that in the lower layers of the liquid, there is a hydrostatic pressure which decreases, until the cancellation, the exchange of heat.- If to eliminate this inconvenience ,,, the liquid to be evaporated is made to foam, the power of the device due to the fact that the gas trapped in the foam decreases its thermal conductivity * Consequently the known devices are very bulky or they have a limited efficiency, and in addition, they require mechanical devices for cleaning the exchange surfaces, which are not satisfactory *
The present invention relates to a device characterized by a rotary evaporator-condenser, whose
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their developed by the condensation of the vapors generated and mechanically compressed, which are returned 4 flush with the internal surface of the evaporator-condenser, which is provided with means suitable for allowing the withdrawal of condensations and the escape of non-condensable gases. .
This characteristic device can be produced according to a large number of embodiments specific to the various applications for which it can be intended, and
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In order to better define the nature of the invention, it is described here with reference to the accompanying drawings which represent
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shapes, including:
Fig. 1 is the axial section; <EMI ID = 8.1>
A - B of figure 1 ..
The apparatus represented consists of an evaporator-condenser which rotates in the direction of arrow 0 and which comprises a battery of diaphragms 1 constituting a body with several cells "mounted on the hollow shaft 2
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the lower 10 contains the liquid to be evaporated, and it is preferably formed so as to allow the simultaneous recovery of the heat contained in the condensed liquid and in the concentrated liquid, as will be explained below.
The evaporator-condenser is partially Immersed by its lower part in the liquid to be evaporated so that during its rotation, its emerging surface is covered by liquid veils exposed to free evaporation in the upper chamber �, where is carried out aspiration
of the device intended to compress the steam before
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positive, which ensures a high efficiency of the heat exchange surfaces, facilitates the release of vapor bubbles
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The vapors which emerge in the cavity 9 are sucked through the duct 11 by a compressor apparatus 12, which may be of the rotary type or of any other kind.
elbow These vapors are compressed and forced back into the pipe *
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teur-condenser .. The compressor is arranged so that its discharge mouth of the compressed vapor is turned downwards and placed at a level higher than that of exhaustion of the condensations, which is carried out using the Means described above. -after; this allows the continuous discharge by gravity of the condensations.
The internal cells existing between the contiguous diaphragms 1 could be completely free; but more satisfactory results can be obtained if these cells are divided into two parts by baffles
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in going through each cell first in the centrifugal direction and then in the centripetal direction, going successively from one cell to another, gradually condensing, and evaporating an equivalent quantity of the liquid which bathes the external surface of the evaporator-condenser, and which was taken by the lower part of the apparatus .. 'Along these paths, the vapors reach a determined speed and the non-condensable gases reach the last diaphragm, which communicates with the atmosphere , so that these gases are continuously and automatically expelled, or sucked using an extraction pump when the condensation pressure is lower than atmospheric. For this purpose, in the head 4 are practiced.
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rise equal to or greater than atmospheric pressure, so that any danger of air entry is excluded.
The exhaust valve 30 may also allow the discharge of non-condensable gases to be suitably regulated.
. The condensations which form on each diaphragm and which flow down the cells are collected for example by means of elevating and elevating cups <EMI ID = 15.1>
arranged in the hubs of the evaporator-condenser, so that through the holes 18, these condensations can
<EMI ID = 16.1> gravity, excluding any possibility of discharge of the vapors <EMI ID = 17.1> ensure permanent hydraulic closure, while maintaining their distribution as it mechanically ensures
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are formed, without the intervention of any pressure.
The condensations which exit by 19 pass in
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at the expense of the heat still contained in the condensate and by the concentrate which respectively go to landfills
20 and se *
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pore is brought to its boiling temperature by a subsidiary heating device 35, which, in this case, consists of an electric heater ,, but which could consist of any other source of heat, steam, water overheated or other; this heat source is entrusted with the sole task of starting operation and then repairing the only heat losses due to the difference in temperature of the liquids entering and leaving the device, as well as losses thermal.
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and automatic of the external walls of the diaphragms constituting the evaporator-condenser, it is possible to adopt scrapers
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thermal dispersions will be naturally insulated medium
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battery of diaphragms interconnected; however) particularly if the cleaning of the exchange surfaces is not necessary, it could be formed with simple coils, or with bundles of tubes, or even with double-walled tubular bodies, provided that these members are rotated and partially immersed in the liquid to be treated.
More generally, all the parts shown and described can 'be shaped and arranged in another way -', or replaced by other similar or equivalent devices $, without going beyond the scope of the invention.