CS232841B1 - Destilační přístroj na destilaci vody - Google Patents

Abstract

Vynález se týká destilačního přístroje na výrobu destilační vody. Vyznačuje se tím, že první pracovní stupeň je spojen s vnějším prostorem druhého pracovního stupně přes první nádobku a první regulátor hladiny, přitom druhý pracovní stupeň a případně každý další pracovní stupeň je napojen na chladič přes třetí regulátor hladiny, popřípadě pátý regulátor hladiny, přičemž vnější prostor druhého pracovního stupně a případně každého dalšího pracovního stupně mimo posledního pracovního stupně je propojen, s vnějším prostorem následujícího pracovního stupně přes druhou nádobku a druhý regulátor hladiny a odvod koncentrátu je veden z vnějšího prostoru posledního pracovního stupně přes třetí nádobku a čtvrtý regulátor hladiny. Regulátory hladin mohou být zčásti nebo zcela nahrazeny hydraulickými odpory, popřípadě odvaděči kondenzátu

Description

Vynález se týká destilacníbo přístroje na výrobu destilované vody.

Doposud je známo několik typů přístroje na destilaci vody. Jeden z typů pracuje tak, že se v nádobě odpaří voda a vzniklá pára potom zkondenzuje v chladiči. Tyto přístroje jsou jednoduché, jejich nevýhodou je velká měrná spotřeba energie a poměrně velká měrná spotřeba vody. Jiný typ pracuje s kompresorem stlačujícím vodní páru, kterýžto způsob má výhodu v malé spotřebě energie i nízkou spotřebu vody. Jejich nevýhodou je složitost a vysoká výrobní náročnost kompresoru. Dalším typem jsou vícestupňové přístroje pracující s rozdílem tlaků na stupních. Tyto miají rovněž nízkou spotřebu energie. Jejich nevýhodou je však složitá konstrukce jednotlivých stupňů, zejména tepelných výměníků.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje přístroj na destilaci vody, jehož podstata spočívá v tom, že první pracovní stupeň je spojen s vnějším prostorem druhého pracovního stupně přes první nádobku a první regulátor hladiny, přitom druhý pracovní stupeň a případně každý další pracovní stupeň je napojen na chladič přes třetí regulátor hladiny, popřípadě pátý regulátor hladiny, přičemž vnější prostor druhého pracovního stupně a případně každého dalšího pracovního stupně mimo posledního pracovního stupně je propojen s vnějším prostorem následujícího pracovního stupně přes druhou nádobku a druhý regulátor hladiny a odvod koncentrátu je veden z vnějšího prostoru posledního pracovního stupně přes třetí nádobku a čtvrtý regulátor hladiny. Regulátory hladiny mohou být zčásti nebo zcela nahrazeny hydraulickými odpory, případně odvaděči kondenzátu.

Druhý pracovní stupeň je tvořen vnějším pláštěm druhého pracovního stupně a vnitřním pláštěm druhého pracovního stupně, přičemž vnější plášť druhého pracovního stupně má větší průřez než vnitřní plášť druhého pracovního stupně, který je do vnějšího pláště druhého pracovního stupně zasunut, což se vztahuje i případně na další pracovní stupně, jakož i nia poslední pracovní stupeň.

U druhého pracovního stupně je vnitřní plášť druhého pracovního stupně možno nahradit vnitrním pláštěm alternativního pracovního stupně, který má zaslepené horní čelo a osmnácté hrdlo a devatenácté hrdlo jsou ve spodní části druhého pracovního stupně, přičemž obdobně tomu může být i u dalších pracovních připojených stupňů.

Destilační přístroj ná destilaci vody podle vynálezu spojuje dvě hlavní přednosti oproti dosavadním přístrojům. Oproti klasickým destilačním přístrojům má menší spotřebu energie a menší měrnou spotřebu vody. Spotřeba energie je 2,8 krát menší a spotřeba chladicí vody 9,2 krát menší než u klasického přístroje. Oproti přístrojům s kompresorem má destilační přístroj na destilaci vody výhodu v tom, že neobsahuje výrobně vysoce náročný kompresor. Oproti známým vícestupňovým přístrojům pracujícím s rozdílem tlaků ve stupních je přístroj podle vynálezu podstatně jednodušší. Neobsahuje žádné složité výměníky, které jsou náročné, jak na materiál, tak na pracnosti.

Na připojených výkresech jsou znázorněny dva příklady provedení destilačnítoo přístroje podle vynálezu, kde nia obr. 1 je znázorněn třístupňový přístroj s pracovními stupni, jež jsou tvořeny dvěma souosými válci s řízením průtoku kapaliny regulátory hladin a na obr. 2 je uveden jiný příklad přístroje, kde jo průchozí vnitřní plášť pracovního stupně nahrazen krátkým vnitřním pláštěm a řízeni průtoků kapaliny je provedeno hydraulickými odpory, popřípadě odvaděči kondenzátu.

Třístupňový destilační přístroj pro destilaci vody sestává z prvního, druhého a posledního pracovního stupně 1, 2, 3 a z chladiče 4. Plášť 7 prvního pracovního stupně 1 je trubkovitý a v jeho spodní části je zabudováno elektrické topné těleso 8. Přívod napájení vody je proveden prvním hrdlem S, odvod páry z prostoru prvního pracovního stupně 1 druhým hrdlem 6 do sedmého hrdla 26. Druhý pracovní stupeň 2 a poslední pracovní stupeň 3 jsou tvořeny vždy dvěma souosými trubkami, jenž tvoří vnější plášť 17 druhého pracovního stupně 2 a vnitřní plášť 18 druhého pracovního stupně 2 a vnější plášť 31 posledního¹ pracovního stupně 3 a vnitřní plášť 32 posledního pracovního stupně 3. Ke každému pracovnímu stupni je připojena nádobka 12, 23, 37, která je umístěna symetricky k výši hladiny ve stupni. Horní propojovací trubka 10 první nádobky 12 a dolní propojovací trubka 11 první nádobky 12 spojují prostor 9 prvního pracovního stupně 1 s první nádobkou 12. Obdobně je tomu u druhého pracovního stupně 2 a třetího pracovního stupně 3, kde horní propojovací trubky 21 a 33 a dolní propojovací trubky 22 a 38 spojují vnější prostor druhého pracovního stupně 19 respektive vnější prostor posledního pracovního stupně 33 s příslušnými nádobkami 23 a 37. Na třetí hrdlo 13 první nádobky 12, šesté hrdlo 24 druhé nádobky 23 a jedenácté hrdlo 38 třetí nádobky 37 je napojen první regulátor hladiny 14, druhý regulátor hladiny 25 a čtvrtý regulátor hladiny 39. První regulátor hladiny 14 je spojen čtvrtým hrdlem 15 s vnějším prostorem druhého pracovního stupně 19, podobně druhý regulátor hladiny 25 je spojen devátým hrdlem 29 s vnějším prostorem posledního třetího pracovního stupně 33. Odvod koncentrátu 64 je napojen na čtvrtý regulátor hladiny 39 posledního pracovního stupně. Odvod páry z vnějšího prostoru druhého pracovního, stupně 19 je proveden pátým hrdlenu 18 do dvanáctého hrdla 40. Na výstupu z vnitřního prostoru 20 druhého pra232841 covního stupně 2 je přes osmé hrdlo 27 napojen třetí regulátor 28 hladiny a na výstupu z vnitřního prostoru 34 posledního třetího pracovního stupně 3 je přes třinácté hrdlo· 41 napojen pátý regulátor hladiny 42. .Za posledním pracovním stupněm 3 je připojen chladič 4. Je tvořen vnějším pláštěm chladiče 45 a chladicím haděm 46. Přívod vody 62 je připojen na vnější prostor chladiče 47 čtrnáctým! hrdlem 43. Patnácté hrdlo 44 připojuje potom k vnějšímu prostoru chladiče 47 prostřednictvím regulačního průtokového ventilu pro chladicí vodu 50 odvod chladicí vody 66 a prostřednictvím regulačního průtokového ventilu pro napájecí vodu 49 potrubí napájecí vody 65. Horní konec chladicího hadu. 48 je šestnáctým hrdlem 51 připojen k třetímu regulátoru hladiny 28, pátému regulátoru hladiny 42 a k desátému hrdlu 30. Současně je k prostoru chladicího hadu 43 připojen přes sedmnácté hrdlo 52 odvod destilátu 63.

Jiný způsob provedení (obr. 2] se liší od předcházejícího provedení tím, že krátký vnitřní plášť alternativního pracovního stupně 54 není tvořen průchozí trubkou, ale krátkou, inahořo zaslepenou trubkou, a že regulátory hladin 14, 28, 25, 42, 39 jsou nahrazeny hydraulickými odpory 60, 61, popřípadě odvaděči kondenzátu 67. Přívod páry do vnitřního prostoru alternativního· pracovního stupně £6 je proveden v jeho spodní části osmnáctým hrdlem 58 a spojovací trubkou 57, odvod kapaliny z něj je proveden devatenáctým hrdlem 59. Napojení hrdel na vnější prostor alternativního· pracovního stupně 55 prostřednictvím vnějšího pláště alternativního pracovního stupně 53 zůstává beze změny.

Princip funkce přístroje na destilaci vody spočívá v rozdílu tlaků v jednotlivých stupních. V prostoru 9 prvního pracovního stupně 1 a ve· vnitřním prostoru 20 druhého pracovního stupně 2 je přetlak nejvyšší. Ve vnějším prostoru 19 druhého pracovního stupně 2 a ve vnitřním· prostoru 34 posledního pracovního stupně 3 je přetlak nižší. Ve vnějším prostoru 33 posledního pracovního stupně 3 a prostoru 48 chladicího hadu je tlak atmosférický.

« Aby mohla být napájecí voda dopravena do prvního pracovního stupně 1, musí být přetlak vody přiváděné čtrnáctým . hrdlem 43 vyšší, než je tlak v prvním pracovním stupni 1. Aby nedocházelo ke kolísání průtočného množství přiváděné vody, musí být její tlak konstantní, nebo musí být dopravována objemovým čerpadlem. Voda přiváděná do destilátoru čtrnáctým hrdlem 43 vstupuje do vnějšího prostoru 47 chladiče. Při průtoku vnějším prostorem 47 chladiče 4 se ohřeje a vystupuje patnáctým hrdlem 44. Regulační průtokový vodní ventil 49 pro napájecí vodu a regulační průtokový ventil 50 pro chladicí vodu se seřídí tak, že průtočné množství vody vytékající z patnáctého hrdla 44 se rozdělí na požadované miuožsví napájecí vody a chladicí vody. Chladicí voda odtéká do odpadu, případně se dá využít na mytí. Napájecí voda vstupuje do prvního praOvního stupně 1.

Část napájecí vody přicházející prvním hrdlem 5 do prvního pracovního stupně 1 je odpařena elektrickým topným tělesem 8. Vzniklá pára se vede z druhého hrdla 6 trubkou do vnitřního prostoru 20 druhého pracovního stupně 2 prostřednictvím sedmého hrdla 26. V důsledku rozdílu tlaků a tedy i teplot mezi vnějším prostorem 19 druhého pracovního stupně a vnitřním prostorem 20 druhého pracovního šupně, působí pára ve vnitřním prostoru 20 druhého pracovního stupně jako topné médium: kondenzuje na stěně vnitřního pláště 18 druhého pracovního stupně a předává své skupenské teplo kapalině, která se nalézá ve vnějším prostoru 19 druhého pracovního stupně. Zkapalněná pára odchází osmým hrdlem 27 do regulátoru hladiny 28, který udržuje hladinu kapaliny v minimální výši nad osmým hrdlem 27, případně propouští kapalnou fázi všechnu a nepropouští páru, čímž zajišťuje odvod kapalné fáze z vnitřního prostoru 20 druhého pracovního stupně. Dále protéká kapalina potrubím k šestnáctému hrdlu. 5Γ, jímž vtéká do chladiče 4.

Kapalina, která se v prvním pracovním stupni neodpaří, vstupme dolní propojovací trubkou 11 první nádobky 12 do první nádobky 12, odkud je vedena třetím hrdlem 13 do regulátoru hladiny 14, který udržuje hladinu kapaliny v žádané výši. Dále vstupuje kapalina čtvrtým hrdlem 15 do vnějšího prostoru 19 druhého pracovního stupně, kde je ohřívána parou, kondenzující ve vnitřním prostoru 20 druhého pracovního stupně. Část kapaliny se ve vnějším prostoru 19 druhého pracovního stupně 2 přemění v páru, která vystupuje pátým hrdlem 16 a dále vstupuje dvanáctým hrdlem 40 do dalšího pracovního stupně 3. Neodpařená kapalina se odvádí přes druhou nádobku 23 a druhý regulátor hladiny 25 do devátého hrdla 29. Koncentrát z dalšího posledního pracovního stupně 3 odchází přes čtvrtý regulátor 39 hladiny do odpadu. Pára z posledního pracovního stupně 3 prochází desátým hrdlem 30 a šestnáctým hrdlem 51 vstupuje do prostoru 48 chladicího hadu, kam je vedena také zkapalněná pára z předcházejících stupňů. Sedmnáctým hrdlem 52 vytéká potom destilát.

Popsaným způsobem lze za sebe zařadit libovolný počet pracovních stupňů, přičemž čím vyšší je počet stupňů, tím nižší je měrná spotřeba energie a vody.

Poněkud odlišná funkce je u provedení destilaičniho přístroje podle obr. 2. Pára vystupující z prvního pracovního stupně 1 je přiváděna hrdlem 58 a trubkou 57 do vnitřníhoi prostoru 56 alternativního pracovního stupně, kde kondenzuje.

Vývod, z vnitřního prostoru 56 alternativního pracovního stupně je veden přes dru232841 hý hydraulický odpor 61, kterým protéká prakticky pouze kapalina, neboť hmotnostní množství proteklé páry je zanedbatelné, až do chladiče 4. Pro odvod kapalné fáze z vnitřního prostoru ES alternativního pracovního stupně lze také použít odvaděč 67 kondenzátu, který propouští pouze kapalinu. Kapalina, jež se neodpaří v prvním pracovním stupni 1 prochází nádobkou a prvním hydraulickým odporem 60 do vnějšího prostoru 55 alternativního pracovního stupně. Vzhledem k tomu, že prvním hydraulickým odporem 60 protéká prakticky pouze kapalina, udržuje se hladina kapaliny v prvním pracovním stupni 1 ve výši třetího hrdla 13. K přívodu energie do prvního, pracovního stupně 1 lze použít místo elektrického topného tělesa S topení párou. Z destilačního přístroje podle vynálezu lze získat destilovanou vysoce kvalitní vodu, jež je vhodná též pro použití ve zdravotnictví.

Claims (4)

1. PREDMET

   1. Přístroj na destilaci vody tvořený nejméně dvěma pracovními stupni a chladičem, vyznačující ss tím, že první pracovní stupeň (lj je spojen s vnějším prostorem (19) druhého pracovního stupně (2) přes první ‘nádobku (12) a první regulátor hladiny (14) přitom druhý pracovní stupeň (2) a případně každý další pracovní stupeň je napojen na chladič (4) přes třetí regulátor (28) hladiny, popřípadě pátý regulátor (42) hladiny, přičemž Vnější prostor (19) druhého pracovního stupně (2) a případně každého dalšího pracovního stupně mimo posledního pracovního stupně (3) je propojen s vnějším prostorem následujícího pracovního stupně přes druhou nádobku.

   (23) a druhý regulátor (25) hladiny a obvod (64) koncentrátu js veden z vnějšího prostoru (33) posledního pracovního stupně (3) přes třetí nádobku (37) a čtvrtý regulátor (39) hladiny.
2. 2. Přístroj na destilaci vody podle bodu 1, vyznačený tím, že regulátory hladin (14, 28, 25, 42, 39) mohou být zčásti nebo· zcela nahrazeny hydraulickými odpory (60, 61),

   VYNÁLEZU popřípadě odvaděči (67) kondenzátu.
3. 3. Přístroj na destilaci vody podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že druhý pracovní stupeň (2) je tvořen vnějším pláštěm (17) druhého pracovního stupně, vnitřním pláštěm (18) druhého pracovního stupně, přičemž vnější plášť (17) druhého .pracovního stupně má větší průřez než vnitřní plášť (18) druhého pracovního stupně, který je do vnějšího pláště (17) druhého pracovního stupně zasunut, což se vztahuje i případně i na další pracovní stupně, jakož i na poslední pracovní stupeň (3).
4. 4. Přístroj na destilaci vody podle bodů 1, 2, 3, vyznačující se tím, že u druhého pracovního stupně (2) je vnitřní plášť (18) druhého pracovního stupně (2) nahrazen krátkým vnitřním pláštěm (54) alternativního pracovního stupně, který má zaslepené horní čelo a osmnácté hrdlo (58) a devatenácté hrdlo (59) jsou ve spodní části druhého pracovního stupně (2), pričemiž obdobně tomu tak je i u dalších pracovních připojených stupňů.