Лабораторный дистиллятор

е -; О . В". А "Н И Е ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ Союз Советски кСоциалистическихРеспублик(1 11 747484 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 61) Дополнительное к авт. свид-ву -22) Заявлено 21.06.78 (21) 2634162/23-2 51) М. оединением заявки-риоритет -публиковано 15.07.80. Бюллетень2 В 01 Р 3/32 сударстееииыи комитет СССР а делам иэобретеиий) УДК 66.04 (088.8) ата олублик ания описания 25.0.80 открытии Ф. Алябина, В. В. Бардин и Л. К. Заха 72) Авторы изобрете Самостоятельное конструкторско-технологическое бюр по проектированию приборов и аппаратов из стекла 1) Заявитель АБОРАТОРНЫЙ ДИСТИЛЛЯТОР Происходит это пов аппаратах подобньобычно используют элгружного типа с закрыфициент полезногослишком высок, во-втополностью используют тому, что, во-первых, х описанному выше ектронагреватели потыми спиралями, коэфдействия которых не рых, потому, что нетепло, выделяющееся 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. при конденсации пара в холодильниках, таккак оно идет на нагрев всей массы охлаждающей воды, нагреваемой незначительно (4550 С), из которой в кипятильник подаюттолько небольшую часть.Кроме того, известный дистиллятор имеет слишком большой расход охлаждаюшейводы из-за плохого теплообмена в холодильниках, который является результатомнесовершенства конструкции последних.И, наконец, из-за большого объема ки пятильника по отноШению к нагревателю,дистиллятор имеет значительную длительность выхода в режим, т. е, нагрев воды докипения занимает много времени (до 30 мин)Все эти недостатки отрицательно влияютна производительность аппарата и значительно снижают его коэффициент полезногодействия.Цель изобретения - повышение коэффициента полезного действия дистиллятора.Для достижения указанной цели дистил О лятор снабжен размещенными в кипятильнике стеклянными трубками с открытымиконцами, в которых расположены электронагреватели, и трубкой, соединяющей штуцер выхода воды основного холодильника59 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 17,5 о 15 ло г 5 зо 35 4 о 45 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 в 1 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 О/о 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/о (против 85/О у закрытых нагревателей погруженого типа и 75 О/о 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 О/о.Коэффициент полезного. действия повышается также за счет экономии расхода ох 747484Формула изобретения 25 1. Лабораторный дистиллятор, включающий кипятильник с устройством для входа 5лаждающей 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 тепло- обмен вступают все новые порции воды, т. е. в конечном итоге - вся вода. За счет 15 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),6воды, электронагреватели, установленныйнад кипятильником брызгоуловитель, последовательно соединенные с кипятильникомосновной и дополнительный холодильники соштуцерами 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 открытымиконцами, в которых расположены электронагреватели, и трубкой, соединяющей штуцер выхода воды основного холодильникасо штуцером входа воды дополнительногохолодильника и регулятором подачи воды,а штуцер выхода воды дополнительного холодильника размещен над устройством длявхода воды в кипятильник.2. Дистиллятор по и. 1, отличающийсятем, что холодильники выполнены змеевиковыми и снабжены центральной нисходящей трубой, сечение которой в 3 - 5 разбольше сечения змеевиков.3. Дистиллятор по и. 1, отличающийсятем, что электронагреватели выполнены ввиде открытых спиралей из высокоомнойпроволоки.Истсчники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЛо 167674, кл. б О 1 М 25/14, 1965 (прототип), 747484Тарасовч К 4(5 тная, Составитель А. Техред К. 111 уфри Тираж 809 Государственного ко елам изобретений и сква, Ж - 35, Раушс Патент, г. Ужгород