RU171604U1 - COLON TYPE DISTILLATOR - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к спиртовому производству, в частности к аппаратам для получения пищевого ректификованного спирта, может быть использована для утилизации легкопортящихся сельскохозяйственных продуктов путем переработки их в этиловый спирт в условиях небольших помещений на производстве или в быту. Дистиллятор содержит перегонный куб со съемной крышкой, первую вертикальную колонну, представляющую собой прямоточный кожухотрубчатый теплообменник по типу труба в трубе, соединительное колено, вторую вертикальную колонну-конденсатор, носик выхода продукта, отличающийся тем, что первая вертикальная колонна разделена по горизонтали на две части, нижняя из них царга, верхняя из них дефлегматор - многотрубочный теплообменник, при этом все узлы имеют жесткое разъемное крепление хомут-стяжка. Концы смежных узлов оснащены круговыми фланцами. Технический результат - улучшение эксплуатационных характеристик за счет герметичной разборной конструкции. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to alcohol production, in particular to apparatus for the production of rectified food alcohol, and can be used for the disposal of easily perishable agricultural products by processing them into ethyl alcohol in small premises at the factory or in everyday life. The distiller contains a distillation cube with a removable lid, a first vertical column, which is a direct-flow shell-and-tube tube-type heat exchanger, a connecting elbow, a second vertical condenser column, a product outlet nozzle, characterized in that the first vertical column is divided horizontally into two parts, the lower of them is the drawer, the upper of them is a reflux condenser - a multi-tube heat exchanger, while all the nodes have a rigid detachable fastening clamp-tie. The ends of adjacent nodes are equipped with circular flanges. The technical result is an improvement in performance due to a sealed collapsible design. 1 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к спиртовому производству, в частности к аппаратам для получения пищевого ректификованного спирта, может быть использована для утилизации легкопортящихся сельскохозяйственных продуктов путем переработки их в этиловый спирт в условиях небольших помещений на производстве или в быту.The utility model relates to alcohol production, in particular to apparatus for the production of rectified food alcohol, and can be used for the disposal of easily perishable agricultural products by processing them into ethyl alcohol in small premises at the factory or in everyday life.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является патент RU №156382 U1 B01D 3/00 (2006.01), опубл. 10.11.2015 г., по которому дистиллятор содержит перегонный куб, соединенную с ним с помощью фланца вертикальную колонну, представляющую собой прямоточный кожухотрубчатый теплообменник по типу труба в трубе, соединительную трубку, соединяющей колонну со вторым теплообменником такой же конструкции, расположенном вертикально. Второй теплообменник является конденсатором. В верхней части колонны установлен биметаллический термометр, термопара которого располагается в потоке спиртовых паров. Хладагент подается в межтрубное пространство обоих теплообменников одновременно через раздваивающийся патрубок в нижней части теплообменников. В колонне обеспечено прямоточное движение хладагента и паров, а в конденсаторе - противоточное. Скорость подачи хладагента в межтрубное пространство колонны регулируется вентилем, установленном в раздваивающемся патрубке. Слив хладагента из обоих теплообменников объединен в один поток трубкой с регулировкой вентилем. Конструкция прототипа имеет недостатки - неразборное крепление колонны, соединительного колена, конденсатора, несъемная крышка перегонного куба, невозможность промывки изделия изнутри, что снижает эксплуатационные характеристики устройства, оказывает отрицательное влияние на качество продукции.Closest to the claimed technical solution is the patent RU No. 156382 U1 B01D 3/00 (2006.01), publ. November 10, 2015, in which the distiller contains a distillation cube, a vertical column connected to it using a flange, which is a direct-flow shell-and-tube heat exchanger like a pipe in a pipe, a connecting pipe connecting the column to a second heat exchanger of the same design, located vertically. The second heat exchanger is a condenser. A bimetallic thermometer is installed in the upper part of the column, the thermocouple of which is located in the stream of alcohol vapors. The refrigerant is fed into the annulus of both heat exchangers simultaneously through a bifurcated pipe in the lower part of the heat exchangers. Direct-flow movement of refrigerant and vapor is provided in the column, and counter-flow in the condenser. The flow rate of refrigerant into the annulus of the column is controlled by a valve installed in the bifurcated pipe. The refrigerant drain from both heat exchangers is combined into a single stream with a valve-controlled tube. The design of the prototype has drawbacks - non-removable fastening of the column, connecting elbow, condenser, fixed cover distillation cube, the inability to rinse the product from the inside, which reduces the operational characteristics of the device, has a negative impact on product quality.

Недостатки прототипа устраняет заявляемое техническое решение.The disadvantages of the prototype eliminates the claimed technical solution.

Техническая задача - повысить эксплуатационные характеристики устройства при действующей технологии контролируемого флегмообразования и качества продукции за счет максимальной разборности узлов устройства с соблюдением герметичности соединений.The technical task is to increase the operational characteristics of the device with the current technology of controlled reflux formation and product quality due to the maximum collapsibility of the device nodes in compliance with the tightness of the joints.

Для решения технической задачи предложена следующая конструкция: основные узлы устройства: перегонный куб, съемная крышка, первая вертикальная колонна-теплообменник, соединительное колено, конденсатор (вторая вертикальная колонна-теплообменнник), носик выхода продукции, оснащены обеспечивающим герметичность и жесткое разъемное соединение креплением хомут-стяжка, для чего соединяемые поверхности смежных узлов выполнены с круговыми (расположенными по окружности) фланцами. Фланцы смонтированы жестко и неразъемно, например с помощью сварки.To solve the technical problem, the following design was proposed: the main components of the device: a distillation cube, a removable cover, the first vertical column-heat exchanger, a connecting elbow, a condenser (second vertical column-heat exchanger), a production outlet nozzle, equipped with a clamp fastening that provides tightness and a rigid detachable connection screed, for which the joined surfaces of adjacent nodes are made with circular (located around the circumference) flanges. Flanges are mounted rigidly and inseparably, for example by welding.

Кроме того, первая колонна-теплообменник (вертикальная прямоточная колонна прототипа) разделена по горизонтали на две неравные части с целью облегчить промывку узла, с одновременным повышением производительности. Нижняя часть колонны - царга имеет кожухотрубочную конструкцию, аналогичную прототипу, верхняя часть - дефлегматор представляет собой многотрубочный теплообменник. Все трубки также являются разборными и обеспечивают удобство ухода за устройством. Далее соединительное колено связывает дефлегматор с конденсатором - вторым теплообменником в виде вертикальной колонны, также представляющим собой многотрубочный теплообменник (по всей длине). Заканчивается конденсатор носиком выхода продукта. Основные узлы устройства перегонный куб, съемная крышка куба, царга, дефлегматор, соединительное колено, конденсатор, носик выхода продукта имеют между собой жесткое разъемное соединение, обеспечиваемое креплением хомут-стяжка. Максимальная разборность основных узлов устройства обеспечивает возможность ухода за ними, качественной промывки, что необходимо для надежной и долговечной эксплуатации устройства и обеспечения качества получаемой с его помощью продукции.In addition, the first heat exchanger column (vertical straight-through column of the prototype) is divided horizontally into two unequal parts in order to facilitate washing of the unit, while increasing productivity. The lower part of the column - the drawer has a shell-and-tube construction similar to the prototype, the upper part - the reflux condenser is a multi-tube heat exchanger. All tubes are also collapsible and provide ease of care for the device. Next, the connecting elbow connects the reflux condenser with a condenser - the second heat exchanger in the form of a vertical column, also representing a multi-tube heat exchanger (along the entire length). The capacitor ends with the product outlet nozzle. The main components of the device are a distillation cube, a removable lid for a cube, a drawer, a reflux condenser, a connecting elbow, a condenser, a product outlet nozzle, which have a rigid detachable connection between them, which is secured by a tie clamp. The maximum dismountability of the main components of the device provides the possibility of caring for them, of high-quality washing, which is necessary for reliable and durable operation of the device and ensuring the quality of products obtained with its help.

Известное в других областях техники крепление хомут-стяжка для заявляемого устройства является новым, так как обеспечивает простоту и надежность сборно-разборных операций без инструментов и дополнительных уплотнений, а также герметичность соединений, необходимую при высоких температурах и давлениях, сопровождающих процесс получения продукта. Для обеспечения герметичности указанного крепления соединяемые поверхности смежных узлов оснащены круговыми фланцами, установленными жестко неразъемно, например при помощи сварки. Крепление хомут-стяжка позволяет вручную разбирать для качественной промывки всех узлов и собирать устройство, добиваясь абсолютной герметичности без использования гаечных ключей и уплотнительных устройств типа лента ФУМ.Known in other areas of technology, the fastening clamp-tie for the inventive device is new, as it provides the simplicity and reliability of collapsible operations without tools and additional seals, as well as the tightness of the joints required at high temperatures and pressures accompanying the process of obtaining the product. To ensure the tightness of the indicated fastening, the joined surfaces of adjacent nodes are equipped with circular flanges mounted rigidly in one piece, for example by welding. The clamp-tie mount allows you to manually disassemble for high-quality washing of all nodes and assemble the device, achieving absolute tightness without the use of wrenches and sealing devices such as the FUM tape.

Стяжка представляет собой обруч с замком, либо две скобы на шарнирном соединении, охватывающие цилиндрическую поверхность и сжимающие ее при закрытии замка. Стяжной хомут при закрывании замка уменьшается в диаметре и надежно стягивает соединяемые детали.The screed is a hoop with a lock, or two staples on a hinge, covering a cylindrical surface and compressing it when the lock is closed. When closing the lock, the coupling collar decreases in diameter and reliably tightens the connected parts.

Колонна крепится к дефлегматору, дефлегматор крепится к соединительному колену, колено крепится к холодильнику охладителю, охладитель крепится к носику выхода продукта аналогично - с помощью хомутов-стяжек малых. Разборное соединение позволяет разобрать все элементы аппарата и промыть их изнутри после использования (у прототипа конструкция цельносварная и изнутри ее не промыть). Важно, что разборка и сборка может производиться вручную без гаечных ключей и прочих приспособлений, причем идеально плотно и герметично.The column is attached to the reflux condenser, the reflux condenser is attached to the connecting knee, the knee is attached to the cooler cooler, the cooler is attached to the product outlet nozzle in the same way - with the help of small clamps. The collapsible connection allows you to disassemble all the elements of the apparatus and rinse them from the inside after use (the prototype has a welded structure and does not rinse it from the inside). It is important that disassembly and assembly can be done manually without wrenches and other devices, and ideally tight and tight.

Технический результат - повышение эксплуатационных характеристик устройства за счет герметичной разборной конструкции.The technical result is an increase in the operational characteristics of the device due to a sealed collapsible design.

Технический результат достигается конструкцией устройства, включающей в себя перегонный куб со съемной крышкой, первую вертикальную колонну, представляющую собой прямоточный кожухотрубчатый теплообменник по типу труба в трубе, соединительное колено, вторую вертикальную колонну конденсатор, носик выхода продукта, отличающийся тем, что первая вертикальная колонна разделена по горизонтали на две части, нижняя из них царга, верхняя из них дефлегматор, представляющий собой многотрубочный теплообменник, при этом все узлы имеют жесткое разъемное крепление хомут-стяжка. Для обеспечения герметичности и надежности соединения, торцевые поверхности смежных узлов оснащены круговыми фланцами.The technical result is achieved by the design of the device, which includes a distillation cube with a removable cover, the first vertical column, which is a direct-flow shell-and-tube heat exchanger like a pipe in a pipe, a connecting elbow, a second vertical column, a condenser, a product outlet nozzle, characterized in that the first vertical column is divided horizontally in two parts, the lower of them is the czar, the upper of them is a reflux condenser, which is a multi-tube heat exchanger, while all the nodes have a hard time emnoe fastening clamp-coupler. To ensure tightness and reliability of the connection, the end surfaces of adjacent nodes are equipped with circular flanges.

Сущность технического решения поясняют изображения на фиг. 1-3.The essence of the technical solution is illustrated by the images in FIG. 1-3.

Фиг. 1. Общая схема устройства.FIG. 1. General diagram of the device.

Фиг. 2. Соединение перегонного куба и крышки (фото): а) крепление хомут-стяжка в открытом положении (фиксация хомутом фланцев); б) крепление хомут-стяжка в закрытом положении.FIG. 2. Connection of the distillation cube and the lid (photo): a) fastening the clamp-coupler in the open position (fixing with the clamp of the flanges); b) fastening the clamp-tie in the closed position.

Фиг. 3. Соединение крышки и царги (фото).FIG. 3. The connection of the cap and drawer (photo).

Где 1 - перегонный куб;Where 1 - distillation cube;

2 - термометр со щупом;2 - thermometer with probe;

3 - противовзрывной клапан сброса давления;3 - pressure relief valve;

4 - съемная крышка;4 - removable cover;

5 - крепления хомут-стяжка узлов;5 - fastening clamp-coupler nodes;

6 - царга;6 - the king;

7 - дефлегматор;7 - reflux condenser;

8 - колено соединительное;8 - connecting knee;

9 - термометр со щупом;9 - thermometer with probe;

10 - конденсатор;10 - capacitor;

11 - тройники соединительные;11 - connecting tees;

12 - зажим винтовой;12 - screw clamp;

13 - трубка соединительная;13 - connecting pipe;

14 - крепления хомут-стяжка съемной крышки;14 - fastening a clamp-coupler of a removable cover;

15 - носик выхода продукта.15 - spout of the product outlet.

Пример осуществления.An example implementation.

Основные узлы устройства: перегонный куб 1, съемная крышка 4, первая вертикальная колонна-теплообменник 6, соединительное колено 8, конденсатор (вторая вертикальная колонна-теплообменнник) 10, носик выхода продукции 15, оснащены обеспечивающим герметичность и жесткое разъемное соединение креплением хомут-стяжка 5, для чего соединяемые поверхности смежных узлов выполнены с круговыми (расположенными по окружности) фланцами. Фланцы смонтированы жестко и неразъемно, например с помощью сварки.The main components of the device: distillation cube 1, removable cover 4, the first vertical column-heat exchanger 6, the connecting elbow 8, the condenser (second vertical column-heat exchanger) 10, the output nozzle 15, are equipped with a clamp-tie fastener providing tightness and a rigid detachable connection 5 why the connected surfaces of adjacent nodes are made with circular (located around the circumference) flanges. Flanges are mounted rigidly and inseparably, for example by welding.

Первая колонна-теплообменник (вертикальная прямоточная колонна прототипа) разделена по горизонтали на две неравные части с целью облегчить промывку узла, с одновременным повышением производительности. Нижняя часть колонны - царга 6 имеет кожухотрубочную конструкцию, аналогичную прототипу, верхняя часть - дефлегматор 7 представляет собой многотрубочный теплообменник. Все трубки также являются разборными и обеспечивают удобство ухода за устройством. Далее соединительное колено 8 связывает дефлегматор 7 с конденсатором 10 - вторым теплообменником в виде вертикальной колонны, также представляющим собой многотрубочный теплообменник по всей своей длине. Заканчивается конденсатор 10 носиком выхода продукта 15. Основные узлы устройства перегонный куб 1, съемная крышка куба 4, царга 6, дефлегматор 7, соединительное колено 8, конденсатор 10, носик выхода продукта 15 имеют между собой жесткое разъемное соединение, обеспечиваемое креплением хомут-стяжка 5, 14. Максимальная разборность основных узлов устройства обеспечивает возможность ухода за ними, качественной промывки, что необходимо для надежной и долговечной эксплуатации устройства и обеспечения качества получаемой с его помощью продукции.The first heat exchanger column (vertical straight-through column of the prototype) is divided horizontally into two unequal parts in order to facilitate washing of the unit, while increasing productivity. The lower part of the column - drawer 6 has a shell-and-tube structure similar to the prototype, the upper part - reflux condenser 7 is a multi-tube heat exchanger. All tubes are also collapsible and provide ease of care for the device. Next, the connecting elbow 8 connects the reflux condenser 7 to the condenser 10, the second heat exchanger in the form of a vertical column, also representing a multi-tube heat exchanger along its entire length. The capacitor 10 ends with the product outlet nozzle 15. The main components of the device are distillation cube 1, removable cube cover 4, drawer 6, reflux condenser 7, connecting elbow 8, capacitor 10, product outlet nozzle 15 have a rigid detachable connection between them, which is secured by a clamp 5 14. Maximum collapsibility of the main components of the device provides the possibility of caring for them, of high-quality washing, which is necessary for reliable and durable operation of the device and ensuring the quality of products obtained with its help.

Работа устройства. Пары из бака поднимаются по колонне 6 и попадают в дефлегматор 7. Дефлегматор представляет из себя кожухотрубчатый теплообменник с количеством трубок 2 и более (пример осуществления показывает, например, 4). Несколько трубок обеспечивают большую площадь конденсации для паров, чем одна трубка (как в прототипе). Пары подаются в трубки, хладагент поступает в межтрубное пространство дефлегматора 7.The operation of the device. Vapors from the tank rise along the column 6 and fall into the reflux condenser 7. The reflux condenser is a shell-and-tube heat exchanger with the number of tubes 2 or more (an example implementation shows, for example, 4). Several tubes provide a larger condensation area for vapors than a single tube (as in the prototype). Vapors are fed into the tubes, the refrigerant enters the annulus 7 of the reflux condenser.

В дефлегматоре 7 спирт из паров частично конденсируется и самотеком возвращается вниз - в колонну-царгу 6. В царге 6 конденсат (флегма), стекая в виде пленки жидкости, встречается с восходящими парами спирта. Тепломассобмен встречающихся паров и жидкости в царге 6 создает градиент концентрации спирта в парах и флегме (обратном потоке), в результате которого пары поглощают из флегмы спирт, а флегма (возвратный поток) поглощает из паров воду. За счет этого пары укрепляются до крепости выше 90% об. (в теории возможно укрепление до 96% об. и получение чистого спирта)In the reflux condenser 7, the alcohol from the vapors partially condenses and returns by gravity down to the column-collet 6. In the collet 6, condensate (phlegm), flowing down in the form of a liquid film, meets with ascending vapors of alcohol. The heat and mass transfer of the vapors and liquids encountered in tsar 6 creates a gradient of alcohol concentration in the vapors and reflux (reverse flow), as a result of which the vapors absorb alcohol from phlegm and the phlegm (return flow) absorbs water from the vapors. Due to this, the pairs are strengthened to a fortress above 90% vol. (in theory, it is possible to strengthen up to 96% vol. and get pure alcohol)

В царге 6 для увеличения площади теплообмена могут устанавливаться различные контактные устройства, повышающие площадь взаимодействия жидкости и парок: металлические мочалки, металлическая стружка, различные регулярные насадки Панченкова, Зульцера, спирально-призматические. При невысоких скоростях пара возможна эксплуатация без внутреннего наполнителя колонны - тепломассообмен осуществляется за счет пленки жидкости на поверхности колонны.In tsar 6, to increase the heat exchange area, various contact devices can be installed that increase the area of interaction between the liquid and the parks: metal washcloths, metal shavings, various regular nozzles of Panchenkov, Sulzer, spiral prismatic. At low steam speeds, operation is possible without an internal column filler - heat and mass transfer is carried out by a liquid film on the surface of the column.

Контроль температуры спиртовых паров осуществляется с помощью термометра 9. Щуп термометра установлен в потоке спиртовых паров. Укрепленные после дефлегматора и царги пары спирта попадают через соединительное колено 8 в холодильник 10, представляющий собой также многотрубный теплообменник.Temperature control of alcohol vapor is carried out using a thermometer 9. The probe of the thermometer is installed in the stream of alcohol vapor. The vapors of alcohol strengthened after the reflux condenser and the collet fall through the connecting elbow 8 into the refrigerator 10, which is also a multi-tube heat exchanger.

В холодильнике 10 пары конденсируются в жидкий спирт и поступают в приемную емкость через носик выхода продукта. Хладагент (как правило холодная водопроводная вода) поступает в межтрубное пространство дефлегматора 7 и холодильника 10 через тройники 11 и трубки 13. Тройники 11 и трубки 13 могут отсутствовать, если подключается 2-контурное охлаждение. Регулирование охлаждения дефлегматора осуществляется с помощью винтового зажима 12, контролируемо перекрывающего трубку 13. Зажим 12 может отсутствовать, если флегмообразование контролируется нагревом перегонного куба 1 - например при нагреве на кухонной плите с регулятором мощности нагрева.In the refrigerator, 10 vapors condense into liquid alcohol and enter the receiving tank through the product outlet nozzle. The refrigerant (usually cold tap water) enters the annulus of the reflux condenser 7 and the refrigerator 10 through the tees 11 and the pipe 13. The tees 11 and the pipe 13 may be absent if 2-circuit cooling is connected. The cooling of the reflux condenser is controlled by means of a screw clamp 12, which controls the tube 13. The clamp 12 may be absent if the phleg formation is controlled by heating the distillation cube 1 - for example, when heating on a stove with a heating power regulator.

Перегонный куб 1, колонна 6, дефлегматор 7, соединительное колено 8, холодильник 10, носик выхода продукта соединяются с помощью крепления хомут-стяжка 5 (фото 3). Этот вид крепления вручную разбирать для качественной промывки всех узлов и собирать прибор, добиваясь абсолютной герметичности без использования гаечных ключей и уплотнительных устройств типа лента ФУМ.Distillation cube 1, column 6, reflux condenser 7, connecting elbow 8, refrigerator 10, product outlet nozzle are connected with the help of a clamp-tie 5 (photo 3). Disassemble this type of fastener manually for high-quality washing of all components and assemble the device, achieving absolute tightness without the use of wrenches and sealing devices such as FUM tape.

Claims (2)

1. Дистиллятор колонного типа, содержащий перегонный куб со съемной крышкой, первую вертикальную колонну, представляющую собой прямоточный кожухотрубчатый теплообменник по типу труба в трубе, соединительное колено, вторую вертикальную колонну-конденсатор, носик выхода продукта, отличающийся тем, что первая вертикальная колонна разделена по горизонтали на две части, нижняя из них - царга, верхняя из них - дефлегматор, представляющий собой многотрубочный теплообменник, при этом все узлы имеют жесткое разъемное крепление хомут-стяжка.1. A column type distiller containing a distillation cube with a removable cover, a first vertical column, which is a direct-flow shell-and-tube tube-type heat exchanger, a connecting elbow, a second vertical condenser column, a product outlet nozzle, characterized in that the first vertical column is divided by horizontally in two parts, the lower of them - the drawer, the upper of them - a reflux condenser, which is a multi-tube heat exchanger, while all the nodes have a rigid detachable mount clamp-tie. 2. Дистиллятор колонного типа по п. 1, отличающийся тем, что торцевые поверхности смежных узлов оснащены круговыми фланцами.2. The column type distiller according to claim 1, characterized in that the end surfaces of adjacent nodes are equipped with circular flanges.

Images