RU2694353C1

RU2694353C1 - Distiller

Info

Publication number: RU2694353C1
Application number: RU2018137977A
Authority: RU
Inventors: Юрий Семенович Бараник; Анатолий Арсеньевич Овечкин; Вадим Васильевич Одиноков; Василий Евгеньевич Трохин
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт точного машиностроения"
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2018-10-29
Publication date: 2019-07-11

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention relates to devices for rectification of various fluids of sub-boiler cleaning by evaporation at temperatures below boiling point with subsequent condensation of vapors and can be used for cleaning, for example, acids, alkalis, alcohols and oils. In the distiller there is a module for supply and adjustment of liquid flow, connected to the filling nozzle, the condenser is made in the form of at least one cylindrical module with axis of symmetry O1-O2, tightly installed on the evaporator, and the second drain nozzle. Cylindrical module comprises cylindrical housing with first cooling module including first cylindrical wall and second cooling module arranged inside cylindrical housing and representing barrel with second cylindrical wall and end face. On the cylindrical housing inside it there is a collector, conjugated with the first cylindrical wall, located below the end face and overlapping the gap between the first cylindrical wall and the second cylindrical wall, besides, each collector is connected to the main line by the second drain nozzle.

EFFECT: high degree of purification of liquid.

5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относиться к области устройств для ректификации различных жидкостей суббойлерной очистки путем испарения их при температурах ниже точки кипения с последующей конденсацией паров и может быть использовано для очистки, например, кислот, щелочей, спиртов, масел.The invention relates to the field of devices for the distillation of various liquids subbouler cleaning by evaporating them at temperatures below the boiling point, followed by condensation of vapor and can be used to clean, for example, acids, alkalis, alcohols, oils.

Известен дистиллятор, содержащий камеру, в которой установлен испаритель с заливным штуцером и первым сливным штуцером, сопряженный с нагревателем, содержащий также сухопарники, расположенные над испарителем друг над другом [Патент RU2663036].A distiller is known, which contains a chamber in which an evaporator with an inlet nozzle and the first drain nozzle is installed, coupled with a heater, and also containing dry steam tanks located above the evaporator above each other [Patent RU2663036].

Недостаток этого устройства заключается в необходимости частой разгерметизации, что приводит к снижению степени очистки жидкости.The disadvantage of this device is the need for frequent depressurization, which leads to a decrease in the degree of purification of the liquid.

Известен также дистиллятор, содержащий камеру, в которой установлен испаритель с заливным штуцером и первым сливным штуцером, сопряженный с нагревателем, содержащий также конденсатор, расположенный над испарителем [Полезная модель №174694].Also known is a distiller containing a chamber in which an evaporator with a filler fitting and the first drain fitting is installed, coupled with a heater, and also containing a condenser located above the evaporator [Utility Model No. 174694].

Недостаток этого устройства заключается в низкой степени очистки жидкости, связанный с необходимостью частой разгерметизации и малой производительности испарителя за счет малой площади испарения и конденсации.The disadvantage of this device is a low degree of purification of the liquid, associated with the need for frequent depressurization and low performance of the evaporator due to the small area of evaporation and condensation.

Задача изобретения заключается в создании высокоэффективного дистиллятора для различных жидкостей.The objective of the invention is to create a highly efficient distiller for various liquids.

Технический результат изобретения в повышении степени очистки жидкости и производительности дистиллятора.The technical result of the invention in improving the degree of purification of the liquid and the performance of the distiller.

Указанный технический результат достигается тем, что в дистиллятор, содержащий камеру, в которой установлен испаритель с заливным штуцером и первым сливным штуцером, сопряженный с нагревателем, содержащий также конденсатор, расположенный над испарителем, введен модуль подачи и регулировки расхода жидкости, соединенный с заливным штуцером, конденсатор выполнен в виде, по меньшей мере, одного цилиндрического модуля с осью симметрии O1-O2, герметично установленного на испарителе, и вторым сливным штуцером, при этом цилиндрический модуль содержит цилиндрический корпус с первым модулем охлаждения, включающим первую цилиндрическую стенку, и второй модуль охлаждения, расположенный внутри цилиндрического корпуса и представляющий собой стакан со второй цилиндрической стенкой и торцом, при этом на цилиндрическом корпусе внутри него расположен сборник, сопряженный с первой цилиндрической стенкой, размещенный ниже торца и перекрывающий зазор между первой цилиндрической стенкой и второй цилиндрической стенкой, причем каждый сборник соединен с магистралью вторым сливным штуцером.This technical result is achieved by the fact that a distiller containing a chamber in which an evaporator with a filler fitting and a first drain fitting is installed, coupled with a heater, also containing a condenser located above the evaporator, introduces a supply and flow control module connected to the filler fitting, the condenser is made in the form of at least one cylindrical module with an axis of symmetry O1-O2, hermetically mounted on the evaporator, and a second drain fitting, with the cylindrical module soda A cylindrical housing with a first cooling module including a first cylindrical wall, and a second cooling module located inside the cylindrical housing and representing a glass with a second cylindrical wall and an end, while on the cylindrical case inside it there is a collection mated with the first cylindrical wall, placed below the end and overlapping the gap between the first cylindrical wall and the second cylindrical wall, and each collection is connected to the highway by a second drain fitting ohm

Существует вариант, в котором дистиллятор содержит датчик уровня жидкости, сопряженный с модулем подачи и регулировки уровня жидкости и испарителем.There is an option in which the distiller contains a liquid level sensor coupled with a module for supplying and adjusting a liquid level and an evaporator.

Существует также вариант, в котором модуль подачи и регулировки уровня жидкости включает источник газа, сопряженный с емкостью для жидкости, а датчик уровня жидкости электрически подключен к источнику газа.There is also an option in which the module for supplying and adjusting the liquid level includes a gas source associated with a liquid container, and the liquid level sensor is electrically connected to a gas source.

Существует также вариант, в котором торец стакана выполнен вогнутым.There is also an option in which the end of the glass is made concave.

Существует также вариант, в котором торец имеет форму сферы, при этом угол α между касательной к окружности сферы, проходящей через точку соприкосновения сферы и второй цилиндрической стенки, находится в диапазоне 30°-60°, причем центр окружности сферы проходит через ось симметрии O1-O2.There is also a variant in which the end face has the shape of a sphere, while the angle α between the tangent to the circumference of the sphere passing through the contact point of the sphere and the second cylindrical wall is in the range of 30 ° -60 °, with the center of the circumference of the sphere passing through the axis of symmetry O1- O2.

На фиг. 1 изображена компоновочная схема дистиллятора.FIG. 1 shows the layout of the distiller.

На фиг. 2 изображена компоновочная схема цилиндрического модуля конденсатора.FIG. 2 shows a layout diagram of a cylindrical capacitor module.

Дистиллятор содержит камеру 1 (фиг. 1), в которой установлен испаритель 2 с заливным штуцером 3 и первым сливным штуцером 4. Испаритель 2 может быть выполнен в виде расположенного горизонтально цилиндра с герметичными торцами, выполненного из материала, не вступающего во взаимодействие с очищаемой жидкостью, например, из кварца. Испаритель 2 сопряжен с нагревателем 5, а также с модулем подачи и регулировки уровня жидкости 6. В качестве нагревателя 5 можно использовать различные типы резистивных нагревателей или инфракрасные лампы (см., например, лампа КР 220-2000-3). При этом модуль подачи и регулировки уровня жидкости 6 соединен с заливным штуцером 3. Дистиллятор содержит также конденсатор 7, расположенный над испарителем 2. Конденсатор 7 выполнен в виде, по меньшей мере, одного цилиндрического модуля 8 с осью симметрии O1-O2 и вторым сливным штуцером 9, герметично установленного на испарителе 2. При этом второй сливной штуцер 9 соединен со сливной магистралью 10. В одном из вариантов конденсатор 7 может включать три цилиндрических модуля 8, как показано на фиг. 1. Цилиндрический модуль 8 содержит цилиндрический корпус 11, (фиг. 2) с первым модулем охлаждения 12. Первый модуль охлаждения 12 представляет собой емкость, ограниченную цилиндрическим корпусом И и первой цилиндрической стенкой 13. Цилиндрический модуль 8 содержит также второй модуль охлаждения 14, расположенный внутри цилиндрического корпуса 11 и представляющий собой стакан 15 со второй цилиндрической стенкой 16 и торцом 17. В цилиндрическом корпусе 11 внутри него расположен сборник 18, сопряженный с первой цилиндрической стенкой 13, размещенный ниже торца 17 и перекрывающий зазор между первой цилиндрической стенкой 13 и второй цилиндрической стенкой 16. Каждый сборник 18 соединен с магистралью 10 вторым сливным штуцером 9. Первый модуль охлаждения 12 и второй модуль охлаждения 14 подключены к источнику хладагента 19. Штуцер 20 служит для подачи хладагента. Соединение цилиндрического корпуса 11 с испарителем 2 осуществляется посредством переходника 21.The distiller contains a chamber 1 (Fig. 1), in which an evaporator 2 is installed with a filling nozzle 3 and a first drain nozzle 4. The evaporator 2 can be made in the form of a horizontal cylinder with sealed ends made of a material that does not interact with the liquid to be cleaned For example, from quartz. The evaporator 2 is connected with the heater 5, as well as with the module supply and adjustment of the liquid level 6. As the heater 5 you can use different types of resistive heaters or infrared lamps (see, for example, lamp KR 220-2000-3). The module supply and adjust the level of the liquid 6 is connected to the filling nozzle 3. The distiller also contains a condenser 7 located above the evaporator 2. The condenser 7 is made in the form of at least one cylindrical module 8 with an axis of symmetry O1-O2 and the second drain fitting 9, hermetically mounted on the evaporator 2. In this case, the second drain fitting 9 is connected to the drain line 10. In one embodiment, the condenser 7 may include three cylindrical modules 8, as shown in FIG. 1. The cylindrical module 8 comprises a cylindrical body 11, (FIG. 2) with a first cooling module 12. The first cooling module 12 is a container bounded by a cylindrical case And and the first cylindrical wall 13. The cylindrical module 8 also contains a second cooling module 14 located inside the cylindrical body 11 and representing the cup 15 with the second cylindrical wall 16 and the end 17. In the cylindrical body 11 inside it is a collection 18, mated with the first cylindrical wall 13, placed neither the same end 17 and the closing gap between the first cylindrical wall 13 and the second cylindrical wall 16. Each collector 18 is connected to the line 10 by a second drain fitting 9. The first cooling module 12 and the second cooling module 14 are connected to the refrigerant source 19. The fitting 20 serves to supply refrigerant . The connection of the cylindrical body 11 with the evaporator 2 is carried out by means of an adapter 21.

Существует вариант, в котором дистиллятор содержит датчик уровня жидкости 22, сопряженный с модулем подачи и регулировки уровня жидкости 6 и испарителем 2. В качестве датчика уровня жидкости 22 можно использовать поплавковые устройства с герконовыми или оптическими элементами регистрации положения поплавка в ИК диапазоне (см., например, выключатель бесконтактный барьерный ВИКО-6-32-М12). Сопряжение датчика уровня жидкости 22 с испарителем 2 осуществлено гидравлически.There is an option in which the distiller contains a liquid level sensor 22 coupled with a module for supplying and adjusting a liquid level 6 and an evaporator 2. As a liquid level sensor 22, float devices with reed or optical elements for detecting the position of the float in the IR range can be used (see, for example, contactless barrier switch VIKO-6-32-M12). The interface of the liquid level sensor 22 with the evaporator 2 is carried out hydraulically.

Существует также вариант, в котором модуль подачи и регулировки уровня жидкости 6 включает источник газа 23, сопряженный с емкостью для жидкости 24 с ректифицируемой жидкостью 25. В качестве источника газа 23 можно использовать газовый баллон с инертным газом высокой чистоты. В качестве жидкости 25 можно использовать, нпаример, кислоты, щелочи, спирты, масла, эфиры, ароматические жидкости.There is also a variant in which the module for supplying and adjusting the level of liquid 6 includes a source of gas 23 coupled with a container for liquid 24 with rectified fluid 25. As a source of gas 23, you can use a gas cylinder with a high-purity inert gas. As the liquid 25, you can use, for example, acids, alkalis, alcohols, oils, esters, aromatic liquids.

При этом датчик уровня жидкости 22 электрически подключен к источнику газа 23.When this level sensor liquid 22 is electrically connected to the gas source 23.

При снижении уровня жидкости за счет ее испарения датчик уровня жидкости 22 формирует сигнал, включающий элементы управления (не показаны) источника газа 23. Попадая в емкость модуля подачи и регулировки уровня жидкости, газ за счет повышения давления в емкости вытесняет необходимое количество жидкости в испаритель 2, восстанавливая в нем прежний уровень.When the liquid level decreases due to its evaporation, the liquid level sensor 22 generates a signal that includes control elements (not shown) of the gas source 23. When it enters the capacity of the supply module and adjusts the liquid level, the gas displaces the required amount of liquid into the evaporator 2 , restoring it to the previous level.

Существует также вариант, в котором торец 17 стакана 15 выполнен вогнутым. Форма торца 17 может быть в виде фрагмента эллипса, сферы, конуса.There is also a variant in which the end face 17 of the cup 15 is made concave. The shape of the end face 17 may be in the form of a fragment of an ellipse, sphere, cone.

Существует также вариант, в котором торец 17 имеет форму сферы 26, при этом угол α между касательной к окружности сферы 26, проходящей через точку соприкосновения сферы и второй цилиндрической стенки 16, находится в диапазоне 30°-60°, причем центр окружности,There is also a variant in which the end face 17 has the shape of a sphere 26, while the angle α between the tangent to the circumference of the sphere 26 passing through the contact point of the sphere and the second cylindrical wall 16 is in the range of 30 ° -60 °, with the center of the circle

сферы 26 проходит через ось симметрии O1-O2. Наиболее предпочтительный угол α может быть в диапазоне 30°-40°.Sphere 26 passes through the axis of symmetry O1-O2. The most preferred angle α may be in the range of 30 ° -40 °.

То, что в дистилляторе, содержащем камеру 1, в которой установлен испаритель 2 с заливным штуцером 3 и первым сливным штуцером 4, сопряженный с нагревателем 5, а также с модулем подачи и регулировки уровня жидкости, соединенным с заливным штуцером 3, содержащий также конденсатор 7, расположенный над испарителем 2, конденсатор 7 выполнен в виде, по меньшей мере, одного цилиндрического модуля 8 с осью симметрии O1-O2 и вторым сливным штуцером 9, герметично установленного на испарителе 2, при этом цилиндрический модуль 8 содержит цилиндрический - корпус 11 с первым модулем охлаждения 12, включающим первую цилиндрическую стенку 13, и второй модуль охлаждения 14, расположенный внутри цилиндрического корпуса 11 и представляющий собой стакан 15 со второй цилиндрической стенкой 16 и торцом 17, при этом на цилиндрическом корпусе И внутри него расположен сборник 18, сопряженный с первой цилиндрической стенкой 13, размещенный ниже торца 17 и перекрывающий зазор между первой цилиндрической стенкой 13 и второй цилиндрической стенкой 16, причем каждый сборник 18 соединен с магистралью 10 вторым сливным штуцером 9 приводит к повышению производительности устройства и степени очистки. Это обеспечивается за счет большой поверхности для конденсации паров цилиндрического модуля, а установка нескольких модулей позволяет эффективно конденсировать весь пар, производимый испарителем.The fact that the distiller contains a chamber 1, in which an evaporator 2 is installed with a filling nozzle 3 and the first drain nozzle 4 connected with a heater 5, as well as with a supply and level control module connected to a filling nozzle 3, also containing a condenser 7 located above the evaporator 2, the condenser 7 is made in the form of at least one cylindrical module 8 with an axis of symmetry O1-O2 and a second drain fitting 9, hermetically mounted on the evaporator 2, while the cylindrical module 8 contains a cylindrical - body 11 with the first cooling module 12, including the first cylindrical wall 13, and the second cooling module 14, located inside the cylindrical body 11 and representing the glass 15 with the second cylindrical wall 16 and the end 17, while on the cylindrical body And inside it is a collector 18, mated with the first cylindrical wall 13, located below the end 17 and the overlapping gap between the first cylindrical wall 13 and the second cylindrical wall 16, each collection 18 connected to the highway 10 by a second drain fitting 9 leads to an increase in device performance and cleaning degree. This is provided by a large surface for condensation of vapors of a cylindrical module, and the installation of several modules makes it possible to efficiently condense all the vapor produced by the evaporator.

То, что дистиллятор содержит датчик уровня жидкости 22, сопряженный с модулем подачи и регулировки уровня жидкости 6 и испарителем 2 приводит к возможности получения сигнала об отклонении уровня жидкости от требуемого, при этом поддерживается заданный уровень жидкости, что позволяет обеспечить стабильный температурный режим, что приводит к повышению степени очистки жидкости.The fact that the distiller contains a liquid level sensor 22, coupled with the module supply and adjustment of the liquid level 6 and the evaporator 2 leads to the possibility of receiving a signal about the deviation of the liquid level from the required, while maintaining a predetermined liquid level, which allows for a stable temperature, which leads to increase the degree of purification of the liquid.

То, что модуль подачи и регулировки уровня жидкости 6 включает источник газа 20, сопряженный с емкостью для жидкости 21, а датчик уровня жидкости 22 подключен к источнику газа 23 дает возможность подать в испаритель необходимое количество жидкости из модуля подачи и регулировки уровня жидкости за счет подачи в него порции газа по сигналу датчику уровня жидкости. Стабилизация уровня и, как следствие, объема жидкости в испарителе позволяет установить оптимальный температурный режим нагревателя, обеспечивающий производительный и стабильный режим парообразования. Если емкость модуля подачи и регулировки уровня жидкости много больше емкости испарителя, то система поддержания уровня позволяет вести очистку в оптимальном режиме длительное время без разгерметизации. Это приводит к повышению степени очистки жидкости.The fact that the module supply and adjust the liquid level 6 includes a gas source 20, coupled with a tank for liquid 21, and the liquid level sensor 22 is connected to a gas source 23 allows you to supply the required amount of liquid from the feed module and adjust the liquid level by supplying in it portions of gas on a signal to the liquid level sensor. Stabilization of the level and, as a result, the volume of liquid in the evaporator allows you to set the optimal temperature of the heater, providing a productive and stable mode of vaporization. If the capacity of the module for supplying and adjusting the level of the liquid is much larger than the capacity of the evaporator, the system of maintaining the level allows cleaning in an optimal mode for a long time without depressurization. This leads to an increase in the degree of purification of the liquid.

То, что торец 17 стакана 15 выполнен вогнутым и имеет форму сферы 26, при этом угол α между касательной к окружности сферы 26, проходящей через точку соприкосновения сферы 26 и второй цилиндрической стенки 16, находится в диапазоне 30°-60°, причем центр окружности сферы 26 проходит через ось симметрии O1-O2 приводит к возможности эффективно использовать поверхность сферы для конденсации пара испаряемой жидкости. Это приводит к повышению производительности дистиллятора.The fact that the end face 17 of the cup 15 is made concave and has the shape of a sphere 26, wherein the angle α between the tangent to the circumference of the sphere 26 passing through the contact point of the sphere 26 and the second cylindrical wall 16 is in the range of 30 ° -60 °, with the center of the circle Sphere 26 passes through the axis of symmetry O1-O2 leads to the possibility to effectively use the surface of the sphere for condensation of vapor of the evaporated liquid. This leads to improved distiller performance.

Claims

1. A distiller containing a chamber (1) in which an evaporator (2) is installed with a filler fitting (3) and the first drain fitting (4) connected to a heater (5), also containing a condenser (7) located above the evaporator (2 ), characterized in that a module for supplying and adjusting the level of a liquid (6) is connected to it, connected to the filling nozzle (3), the condenser (7) is made in the form of at least one cylindrical module (8) with the axis of symmetry O1- O2, hermetically mounted on the evaporator (2), and the second drain fitting (9), with the cylindrical module (8) contains a cylindrical body (11) with the first cooling module (12), including the first cylindrical wall (13), and the second cooling module (14), located inside the cylindrical body (11) and representing a glass (15) with a second cylindrical wall (16 ) and the end (17), while on the cylindrical body (11) inside it there is a collector (18) mated to the first cylindrical wall (13), placed below the end (17) and closing the gap between the first cylindrical wall (13) and the second cylindrical wall (16), each collection (18) oedinen a line (10), a second drain connecting pipe (9).

2. Distiller according to claim 1, characterized in that it contains a liquid level sensor (22), coupled with a module for supplying and adjusting a liquid level (6) and an evaporator (2).

3. The distiller according to claim 2, characterized in that the module for supplying and adjusting the liquid level (6) includes a gas source (23) associated with a liquid container (24), and the liquid level sensor (22) is electrically connected to a gas source ( 23).

4. The distiller according to claim 1, characterized in that the end (17) of the glass (15) is made concave.

5. The distiller according to claim 4, characterized in that the end face (17) has the shape of a sphere (26), with the angle α between the tangent to the circle of the sphere (26) passing through the contact point of the sphere (26) and the second cylindrical wall (16 ), is in the range of 30 ° -60 °, with the center of the circle of the sphere (26) passes through the axis of symmetry O1-O2.