SU747484A1 - Laboratory distiller - Google Patents

Description

(54) ЛАБОРАТОРНЫЙ ДИСТИЛЛЯТОР(54) LABORATORY DISTILLER

1one

Изобретение относитс  к лабораторному оборудованию, а именно, к аппаратам, используемым дл  получени  дистиллированной воды, и может найти широкое применение в химической, пищевой, фармацевтической и других отрасл х промышленности.The invention relates to laboratory equipment, namely, apparatus used to produce distilled water, and may find wide application in the chemical, food, pharmaceutical and other industries.

Известен лабораторный дистилл тор, включающий кип тильник, электронагреватели , установленный над кип тильником брызгоуловитель, последовательно соединенные с кип тильником основной и дополнительный холодильники со штуцерами входа и выхода пара и охлаждающей воды, и регул тор подачи воды, соединенный с дополнительным холодильником 1.A laboratory distiller is known, which includes a boiler, electric heaters, a drip pot that is installed above the boiler, connected in series with the main and additional coolers with fittings for steam inlet and cooling water, and a water supply regulator connected to an additional refrigerator 1.

Недостатком известного дистилл тора  вл етс , прежде всего, то, что он слишком неэкономно расходует электроэнергию на нагрев и испарение воды.The disadvantage of the known distiller is, first of all, the fact that it is too uneconomic to consume electricity for heating and evaporation of water.

Происходит это потому, что, во-первых, в аппаратах подобных описанному выше обычно используют электронагреватели погружного типа с закрытыми спирал ми, коэффициент полезного действи  которых не слишком высок, во-вторых, потому, что неполностью используют тепло, выдел ющеес This happens because, firstly, submersible-type electric heaters with closed spirals are usually used in devices similar to those described above, whose efficiency is not too high, and secondly, because the heat generated

при конденсации пара в холодильниках, так как оно идет на нагрев всей массы охлаждающей воды, нагреваемой незначительно (45 50°С), из которой в кип тильник подают только небольшую часть.during steam condensation in refrigerators, since it is used to heat the entire mass of cooling water heated slightly (45–50 ° C), from which only a small part is fed into the boiler.

,Кроме того, известный дистилл тор имеет слишком большой расход охлаждающей воды из-за плохого теплообмена в холодильниках , который  вл етс  результатом несовершенства конструкции последних. И, наконец, из-за большого объема кип тильника по отношению к нагревателю, дистилл тор имеет значительную длительность выхода в режим, т. е. нагрев воды до кипени  занимает много времени (до 30 мин) Все эти недостатки отрицательно вли ют на производительность аппарата и значи15 тельно снижают его коэффициент полезного действи .In addition, a well-known distiller has too much cooling water consumption due to poor heat transfer in refrigerators, which is a result of the imperfection of the design of the latter. And finally, due to the large volume of the boiler with respect to the heater, the distiller has a considerable duration of going into operation, i.e. heating the water to boiling takes a long time (up to 30 minutes). All these disadvantages negatively affect the performance of the apparatus. and significantly reduce its efficiency.

Цель изобретени  - повышение коэффициента полезного действи  дистилл тора. Дл  достижени  указанной цели дистилл тор снабжен размещенными в кип тильнике стекл нными трубками с открытыми концами, в которых расположены электронагреватели , и трубкой, соедин ющей штуцер выхода воды основного холодильникаThe purpose of the invention is to increase the efficiency of the distiller. To achieve this goal, the distiller is equipped with glass tubes with open ends, in which electric heaters are located, and a tube connecting the water outlet fitting of the main cooler located in the boiler.

СО штуцером входа воды дополнительного холодильника и регул тором подачи воды, а штуцер выхода воды дополнительного холодильника размещен над устройством дл  входа воды в кип тильник. Дополнительно холодильники выполнены змеевиковыми и снабжеными центральной нисход щей трубой , сечение которой в 3-5 раз больше сечени  змеевиков, а электронагреватели выполнены в виде открытых спиралей из высокоомной проволоки.With a water inlet connector for an additional refrigerator and a water supply regulator, and a water outlet pipe for an additional refrigerator is placed above the water inlet device. In addition, refrigerators are made with coil pipes and supplied with a central descending tube, the cross section of which is 3-5 times larger than the cross section of the coils, and electric heaters are made in the form of open spirals of high resistance wire.

На чертеже изображен продольный разрез дистилл тора, общий вид. : Лабораторный дистилл тор состоит из кип тильника 1, в котором установлены стекл нные трубки 2, открытые с обоих концов с помещенными в них электронагревател ми 3. Кип тильник 1 сбоку имеет сливное устройство 4.The drawing shows a longitudinal section of the distiller, a general view. : The laboratory distiller consists of a boiler 1, in which glass tubes 2 are installed, open at both ends with electric heaters 3 placed in them. Boiler 1 has a drain device 4 on the side 4.

Верхн   часть стекл нных трубок 2 помещена в брызгоуловитель 5, который своей Нижней частью установлен в кип тильнике 1 и в верхней части имеет гидравлический затвор , позвол ющий соедин ть брызгоуловитель 5 с дополнительным холодильником 6, имеющим змеевик 7 и нисход щую трубку 8, переход щую в выходной штуцер 9, свободный конец которого расположен над верх ней открытой частью кип тильника 1,  вл ющейс  устройством дл  входа воды.The upper part of the glass tubes 2 is placed in the spout 5, which by its Bottom part is installed in the boiler 1 and has a hydraulic shutter in the upper part, which allows the sprinkler 5 to be connected to an additional cooler 6, having a coil 7 and a downward tube 8, passing into the outlet nozzle 9, the free end of which is located above the upper open part of the boiler 1, which is a device for entering the water.

Дополнительный холодильник 6 соединен в нижней части с основным холодильником 10, имеющим змеевик 11, началом которого ; вл етс  входной штуцер 12, центральную нисход щую трубку 13, заканчиваюпдуюс  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 регул тором 19 подачи воды в дополнительный холодильник 6.Additional refrigerator 6 is connected in the lower part with the main refrigerator 10, having a coil 11, the beginning of which; is an inlet nozzle 12, a central descending tube 13, ending an outlet nozzle 14, and a drain pipe 15 connected to a receiving vessel 16. The exit nozzle 14 is connected to a connecting pipe 17, one outlet of which is connected by a flexible hose to an inlet nozzle 18 of an additional refrigerator 6 and the other with the water supply controller 19 to the additional refrigerator 6.

Дистилл тор работает следующим образом .The distiller works as follows.

Электронагреватель 3 нагревает воду в стекл нной трубке 2, образу  паровоздушную смесь, котора  имеет меньшую плотность , чем вода, и потому выбрасываетс  через верхнее отверстие стекл нной трубки 2 в брызгоуловитель 5, где происходит отделение пара от воды, вода стекает обратно в кип тильник 1 и затем в стекл нную трубку 2 через ее нижнее отверстие, а пар поднимаетс  вверх и поступает в дополнительный холодильник 6 и затем в основной холодильник 10, откуда дистилл т через сливную трубку 15 поступает в приемный сосуд 16.The electric heater 3 heats the water in the glass tube 2 to form a vapor-air mixture that has a lower density than water and is therefore thrown out through the upper opening of the glass tube 2 into the drip pan 5, where the steam is separated from the water, the water flows back to the boiler 1 and then into the glass tube 2 through its lower opening, and the steam rises up and enters the additional refrigerator 6 and then into the main refrigerator 10, from where it is distilled through the drain pipe 15 to the receiving vessel 16.

Вода дл  конденсации пара и заполнени  кип тильника подаетс  в дистилл тор через входной щтуцер 12 основного холодильника 10, проходит по змеевику 11, затем по центральной нисход щей трубке 13 поступает в соединительную трубку 17,Water for condensation of steam and filling of the boiler is supplied to the distiller through the inlet plug 12 of the main cooler 10, passes through the coil 11, then goes through the central descending tube 13 to the connecting tube 17,

где распредел етс  на два потока: в дополнительный холодильник 6 и регул тор 19 подачи воды в дополнительный холодильник . Поток воды в дополнительном холодильнике 6 поднимаетс  по змеевику 7, затемwhere it is distributed in two streams: to the additional refrigerator 6 and the water supply controller 19 to the additional refrigerator. The flow of water in the additional refrigerator 6 rises along the coil 7, then

стекает по нисход щей трубке 8 через выходной штуцер 9 в кип тильник 1.flows down the descending tube 8 through the outlet fitting 9 into the boiler 1.

Количество воды, подаваемой в дополнительный холодильник 6, равно количеству испар ющейс  воды, что достигаетс  с помощью регул тора 19 подачи воды в дополнительный холодильник 6.The amount of water supplied to the additional refrigerator 6 is equal to the amount of evaporating water, which is achieved by means of the water supply controller 19 to the additional refrigerator 6.

При прохождении воды через холодильники охлаждающа  вода идет сначала по змеевикам, полностью заполн   их объем, а затем поступает в нисход щие трубки, сечение которых в 3-5 раз больше сечени  трубок змеевиков (например, сечение трубки змеевика 1 см2, а сечение нисход щей трубки 4 см). Поэтому вода заполн ет нисход щую трубку неполностью и стекает в ней отдельными беспор дочными струйO ками, интенсивно перемешива сь, что способствует улучшению теплообмена между паром и охлаждающей водой.When water passes through the coolers, the cooling water goes first through the coils, completely filling their volume, and then enters the descending tubes, the cross section of which is 3-5 times larger than the cross section of the coils tubes (for example, the cross section of the coil tube is 1 cm2). 4 cm). Therefore, water fills the descending tube incompletely and flows in it in separate random jets, mixing vigorously, which helps to improve the heat exchange between steam and cooling water.

Результатом этого  вл етс  то, что охлаждающа  вода в дополнительном холо , дильнике успевает нагреватьс  до 98-100°С и при этой температуре сливаетс  в кип тильник .The result of this is that the cooling water in the additional chiller has time to heat up to 98-100 ° C and is discharged into the boiler at this temperature.

Предлагаема  конструкци  дистилл тора обеспечивает более экономичное использование электроэнергии и охлаждающей воды, т. е. более высокий коэффициент полезного действи .The proposed design of the distiller provides a more economical use of electricity and cooling water, i.e. a higher efficiency.

Экономи  электроэнергии, необходимой на нагрев и испарение воды, происходит благодар  подаче в кип тильник воды, доведенной до температуры кипени  исключительно за счет рационального использовани  тепла, выдел емого паром при его конденсации , так что дл  этого уже не используетс  электроэнерги . При этом экономитс  10-13% потребл емой электроэнергии. Экономи  электроэнергии происходит также за счет того, что электронагреватель выполнен в виде открытой спира.ти и помещен непосредственно в нагреваемую воду, поэтому потери тепла от электронагревател  в окружаемую среду - минимальные и коэффициент полезного действи  такого нагревател  доходит до 95% (против 85% у закрытых нагревателей погруженого типа и 75% нагревателей наружного типа).The energy required for heating and evaporation of water is saved due to the supply of water to the boiler, brought to the boiling point solely due to the rational use of heat generated by steam during its condensation, so that electricity is no longer used for this. This saves 10–13% of the electricity consumed. Energy is also saved due to the fact that the electric heater is designed as an open spiral and placed directly into the heated water, therefore the heat loss from the electric heater into the surrounding environment is minimal and the efficiency of such a heater reaches 95% (against 85% of closed immersion heaters and 75% of outdoor heaters).

0 Поскольку электронагреватель выполнен в виде открытой спирали, помещенной свободно в воду, она соверщает, как пружина, колебательные движени  вдоль своей оси при кипении воды в стекл нных трубках. При этом увеличиваетс  контакт спирали с0 Since the electric heater is made in the form of an open spiral, placed freely in water, it performs, as a spring, oscillatory movements along its axis when water boils in glass tubes. This increases the helix contact with

водой, что улучшает теплообмен. water, which improves heat transfer.

Обща  экономи  электроэнергии в предлагаемом дистилл торе равна 20-22%.The total energy saving in the proposed distiller is 20-22%.

Claims (3)

Коэффициент полезного, действи  повыщаетс  также за счет экономии расхода охлаждающей воды. Применение в холодильнике комбинации змеевика и нисход щей трубки большего сечени  имеет два положительных качества: во-первых, такой холодильник обладает при небольших размерах самого холодильника большей поверхностью теплообмена за счет большой длины трубки змеевика, котора  к тому же увеличивает врем  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 нисход щей трубке, так как тепло от пара передаетс  не только тонкому слою воды, прилегающему к стенке трубки, а в теплообмен вступают все новые порции воды, т. е. в конечном итоге - вс  вода. За счет всего этого дл  нормальной работы дистилл тора необходимо значительно меньшее количество охлаждающей воды, а именно, в 2-3 раза меньше, чем в обычных лабораторных стекл нных дистилл торах такой же производительности (в предлагаемом дистилл торе удельный расход охлаждаюшей воды 10-12 л/л, в обычных дисти«ал торах - 20-30 л/л). Формула изобретени  1. Лабораторный дистилл тор, включающий кип тильник с устройством дл  входа ВОДЫ, электронагреватели, установленный над кип тильником брызгоуловитель, последовательно соединенные с кип тильником основной и дополнительный холодильники со штуцерами входа и выхода пара и охлаждающей воды, и регул тор подачи воды, соединенный с дополнительным холодильником , отличающийс  тем, что, с целью повышени  коэффициента полезного действи , он снабжен размещенными в кип тильнике стекл нными трубками с открытыми концами, в которых расположены электронагреватели , и трубкой, соедин ющей щтуцер выхода воды основного холодильника со штуцером входа воды дополнительного холодильника и регул тором подачи воды, а штуцер выхода воды дополнительного холодильника размещен над устройством дл  входа воды в кип тильник. The efficiency is also increased by saving cooling water consumption. Using a combination of a coil and a descending tube of a larger cross section in the refrigerator has two positive qualities: first, with a small size of the refrigerator itself, such a refrigerator has a greater heat exchange surface due to the long length of the coil tube, which also increases the contact time of cooling water with cooled steam , i.e., it contributes to a greater heat extraction by a unit of cooling water; secondly, the intensive mixing of water in the descending tube also contributes to this, since the heat from the steam is transferred not only to the thin layer of water adjacent to the tube wall, but new portions of water enter the heat exchange, i.e. ultimately all water Due to all this, a considerably smaller amount of cooling water is needed for normal operation of the distiller, namely, 2-3 times less than in conventional laboratory glass distillers of the same capacity (in the proposed distiller, the specific flow rate of cooling water is 10-12 liters / l, in usual disty "al torors - 20-30 l / l). Claim 1. Laboratory distiller, including a boiler with a device for entering WATER, electric heaters, a drip pan that is installed above the boiler in series with a main and auxiliary refrigerators with inlets and outlets of cooling and cooling water, and a water supply regulator, combined with an additional cooler, characterized in that, in order to increase the efficiency, it is provided with glass tubes with open ends in the boiler, in which There are electric heaters, and a tube connecting the water outlet of the main cooler with the water inlet fitting of the auxiliary cooler and the water supply regulator, and the water outlet fitting of the auxiliary cooler is located above the water inlet device. 2.Дистилл тор по п. 1, отличающийс  тем, что холодильники выполнены змеевиковыми и снабжены центральной нисход щей трубой, сечение которой в 3-5 раз больше сечени  з.меевиков. 2. A distiller according to claim 1, characterized in that the refrigerators are made with coil pipes and are equipped with a central descending tube, the cross section of which is 3-5 times larger than the cross section of the coil pipes. 3.Дистилл тор по п. 1, отличающийс  тем, что электронагреватели выполнены в виде открытых спиралей из высокоомной проволоки. Истсчники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 167674, кл. G 01 N 25/14, 1965 (прототип).3. The distiller according to claim 1, wherein the electric heaters are made in the form of open spirals of high resistance wire. Information sources taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 167674, cl. G 01 N 25/14, 1965 (prototype).