Відцентровий випаровувач

Реферат: Відцентровий випаровувач містить герметичний корпус, патрубки для подачі перегрітої рідини і відведення пари та невипареного залишку, в якому розміщено порожнистий ротор з приводом від зовнішнього двигуна, а в роторі розміщено пакет випарних елементів та зрошувач з соплами. Зрошувач закріплено на корпусі випаровувача по його осі, а сопла розділені на дві групи, в першій з них кут між осями зрошувача та сопла складає 40°…60°, а в другій 120°…135°, випарні елементи виконані у вигляді перфорованих дисків, ротор оснащений перфорованим днищем і встановлений на підшипниках закріплених на зрошувачі, а на зовнішній стороні ротора та на внутрішній стороні корпуса випаровувача закріплені кільця жалюзійного сепаратора. UA 97649 U (54) ВІДЦЕНТРОВИЙ ВИПАРОВУВАЧ UA 97649 U UA 97649 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до теплообмінних апаратів, зокрема до відцентрових дистиляторів, і може бути використана як опріснювальна установка на транспортних установках, наприклад на риболовецьких суднах. Відомий відцентровий випаровувач за патентом США №3092180, МПК B01D 1/223, опубл. 04.06.1963, який включає корпус, пакет конічних випарних елементів, розпилювач рідини та необхідні патрубки для підведення та відведення теплоносіїв. Недоліком цього аналога є велика матеріалоємність за рахунок використання лише одної сторони випарних елементів та низька якість отриманої пари з причини значного насичення її дрібними краплями випарюваної рідини. Відомий також відцентровий апарат для регенерації води за патентом США № 7610768, МПК В01D 3/08, опубл. 03.11.2009, який включає адіабатний випаровувач перегрітої рідини та кілька ступенів дистиляції рекуперативного типу. Основним недоліком цього аналога є мала поверхня випаровування перегрітої рідини, як така використана головним чином поверхня розділу фаз кільця рідини, яке обертається разом з ротором. Наслідком цього є неповне спрацювання перегріву рідини та погіршення чистоти отриманої пари та якості дистиляту. Найбільш близькою за технологічною суттю до корисної моделі є відцентровий випаровувач за авторським свідоцтвом СРСР № 1479078, МПК В01D 1/22, 3/06, опубл. 15.05.1989, який містить герметичний корпус, патрубки для подачі перегрітої рідини і відведення пари та невипареного залишку, в якому розміщено порожнистий ротор з приводом від зовнішнього двигуна, а в роторі розміщено пакет випарних елементів та зрошувач з соплами. Недоліком найближчого аналога є те, що зрошувач з соплами обертається разом з пакетом випарних елементів, внаслідок чого рідина подається на випарні елементи весь час в одні і ті ж зони, не зрошуючи їх рівномірно. Крім цього зрошується тільки одна сторона випарних елементів, що зменшує робочу поверхню випаровувача, а відсутність сепаратора крапель випаровуваного розчину погіршує якість отриманої у випаровувачі пари. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення відцентрового випаровувача шляхом того, що зрошувач закріплено на корпусі випаровувача по його осі. Сопла розділені на дві групи, в першій з них кут між осями зрошувача та сопла складає 40°…60°, а в другій 120°…135°. Випарні елементи виконані у вигляді перфорованих дисків. Ротор оснащений перфорованим днищем і встановлений на підшипниках, закріплених на зрошувачі, а на зовнішній стороні ротора та на внутрішній стороні корпуса випаровувача закріплені кільця жалюзійного сепаратора. Це забезпечує зменшення його габаритів, матеріалоємності, спрощення конструкції та підвищення якості отриманої пари. Технічний результат полягає в наступному Закріплення зрошувача на нерухомому корпусі випаровувача по його осі забезпечує рівномірне зрошення рідиною випарних елементів, які обертаються навколо зрошувача, що забезпечує можливість підтримувати оптимальну густину зрошення випарних елементів на всій їх поверхні. Поділ сопел зрошувача на дві групи, в першій з них кут між осями зрошувача та сопла складає 40°…60°, а в другій - 120°… 135°, забезпечує рівномірне зрошення обох сторін випарних елементів, дозволяє суттєво зменшити габарити та матеріалоємність відцентрового випаровувача. Виконання випарних елементів у вигляді перфорованих дисків забезпечує безперешкодне відведення отриманої пари та невипареного залишку із активної зони відцентрового випарника, в наслідок чого підвищується якість отриманої пари. Оснащення ротора перфорованим днищем і закріплення на зовнішній стороні ротора та на внутрішній стороні корпуса випаровувача кілець жалюзійного сепаратора забезпечує ефективну відцентрову сепарацію крапель невипареного залишку рідини, що підвищує якість отриманої у відцентровому випарнику пари. Суть корисної моделі пояснено кресленням, на якому зображений відцентровий випаровувач. Відцентровий випарник включає герметичний корпус 1, на якому встановлений зовнішній двигун 2, що забезпечує обертання ротора 3, патрубки для відведення пари 4 і невипареного залишку 5. У корпусі ротора розміщений пакет випарних елементів 6, нерухомий порожнистий зрошувач 7 з патрубком 8 для підведення перегрітої води і соплами 9 та 10 для її розпилювання на випарні елементи 6. Сопла розділені на дві групи. У одній з них кут між осями зрошувача і сопла складає 40°…60°, в іншій - 120°… 135°. Випарні елементи 6 виконані у вигляді перфорованих дисків. Ротор оснащено перфорованим днищем 11 і встановлено на підшипниках 12, закріплених на зрошувачі 7. На зовнішній поверхні ротора 3 і внутрішній поверхні корпусу 1 закріплені кільця жалюзійного сепаратора 13 і 14 відповідно. Відцентровий випарник працює наступним чином. 1 UA 97649 U 5 10 15 20 25 Проводиться вакуумування випарника. Ротор 3 за допомогою двигуна 2 приводиться в обертання. Вихідна рідина, перегріта відносно температури насичення, відповідної тиску в паровому просторі апарату, подається через патрубок 8 в середину зрошувача 7 і через сопла 9 і 10 впорскується у внутрішню порожнину ротора 3 на обидві сторони випарних елементів 6, де дробиться на дрібні краплі і частково википає. Під дією відцентрових сил краплі стікають до периферії випарних елементів 6, утворюючи на них тонкі плівки, внаслідок чого відбувається подальше інтенсивне випарування з поверхні плівок. Пара, що утворилася, і невипарений залишок рідини виходять через отвори в днищі 11. Пара потім проходить через жалюзійний сепаратор, утворений кільцями 13 і 14, і видаляється з апарата через патрубок 4. Невипарений залишок рідини видаляється з випарника через патрубок 5. Таким чином, наявність сопел з різним кутом подачі перегрітої води дозволяє при двосторонньому використанні поверхонь випарних елементів 6 здійснювати однонаправлений рух пари, що утворюється, і дрібних крапель, що випаровуються, отриманих при вприскуванні рідини з великим початковим перегрівом. Випарні елементи, що обертаються, дозволяють розділити в полі відцентрових сил парорідинну суміш і завершити корисне використання перегріву рідини. Конструкція запропонованого апарату дозволяє здійснювати випар рідини із значними початковими перегрівами відносно температури насичення. Як показали дослідження, плівка перегрітої рідини існує на поверхні, що обертається, при перегрівах до 20 °C. В апараті, що пропонується, початковий перегрів рідини, може бути удвічі більшим, оскільки до надходження на випарні елементи, що обертаються, рідина охолоджується усередині зрошувача, усередині подаючого сопла і в краплях між соплом і поверхнею випарних елементів. Додаткова перевага такого випарника полягає в тому, що на стабільність плівки не впливають механічні коливання апарату і вібрації, що мають місце на транспортних засобах, отже, підвищується надійність роботи апарату. За рахунок покращеної сепарації пари отримуваний дистилят може бути використаний для питних потреб. Запропоноване рішення дає можливість створювати ефективні компактні відцентрові випаровувачі, які можуть працювати в т. ч. при зменшеній гравітації, наприклад на космічних об'єктах. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 Відцентровий випаровувач, що містить герметичний корпус, патрубки для подачі перегрітої рідини і відведення пари та невипареного залишку, в якому розміщено порожнистий ротор з приводом від зовнішнього двигуна, а в роторі розміщено пакет випарних елементів та зрошувач з соплами, який відрізняється тим, що зрошувач закріплено на корпусі випаровувача по його осі, а сопла розділені на дві групи, в першій з них кут між осями зрошувача та сопла складає 40°…60°, а в другій - 120°…135°, випарні елементи виконані у вигляді перфорованих дисків, ротор оснащений перфорованим днищем і встановлений на підшипниках закріплених на зрошувачі, а на зовнішній стороні ротора та на внутрішній стороні корпуса випаровувача закріплені кільця жалюзійного сепаратора. 2 UA 97649 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3