ДИСТИЛЛЯТОР КОЛОННОГО ТИПА

Полезная модель относится к области устройств, предназначенных для нагрева, последующей перегонки и дистилляции перебродившего пищевого сырья и получения спирта в качестве конечного продукта, и может быть использована в различных отраслях промышленности и в бытовых условиях.
Известно устройство для получения дистиллята из пищевого сырья, которое содержит последовательно соединенные между собой перегонный куб, вертикальную колонну и теплообменники, снабженные патрубками подвода и отвода хладагента [патент на изобретение RU № 2081661, дата приоритета 21.03.1995, дата публикации 20.06.1997, МПК В01D 3/32].
Известно устройство для получения этилового спирта из пищевого сырья, которое содержит последовательно соединенные между собой перегонный куб, вертикальную колонну и теплообменник, снабженный патрубком подвода и патрубком вывода хладагента [патент на полезную модель RU № 156455, дата приоритета 18.12.2014, дата публикации 18.12.2014, МПК B01D 3/00].
В качестве прототипа выбран дистиллятор, который содержит последовательно соединенные перегонный куб, вертикальную колонну и два кожухотрубных теплообменника, соединенные между собой изогнутой по дуге трубкой и снабженные патрубком подвода и патрубком отвода хладагента [патент на полезную модель RU № 156382, дата приоритета: 29.05.2015, дата публикации 10.11.2015, МПК: B01D 3/00].
Недостатком всех известных дистилляторов является отсутствие средств, обеспечивающих возможность сбора готового продукта и контроля крепости получаемого дистиллята.
Техническая задача заявляемой полезной модели заключается в расширении функционала дистиллятора.
Техническим результатом, на который направлена заявляемая полезная модель, является обеспечение возможности сбора и контроля крепости получаемого продукта.
Сущность заявляемой полезной модели заключается в следующем. Дистиллятор колонного типа содержит последовательно соединенные перегонный куб, вертикальную колонну и два кожухотрубных теплообменника, соединенных между собой согнутой по дуге трубкой и снабженных патрубками подвода и отвода охлаждающей жидкости. В отличие от прототипа второй теплообменник соединен с устройством сбора готового продукта, содержащим два резервуара разной величины, помещенные один в другой, причем высота внешнего резервуара не превышает высоту внутреннего резервуара, внутренний резервуар снабжен патрубком подвода дистиллята, соединенным со вторым кожухотрубным теплообменником, а внешний резервуар снабжен патрубком отбора готового продукта.
Перегонный куб содержит корпус с загрузочным отверстием, крышку и источник тепла. Корпус перегонного куба имеет произвольную форму, размер и объем и может быть изготовлен из нержавеющей стали, алюминия, меди или другого аналогичного материала.
Загрузочное отверстие может быть выполнено в верхней части корпуса перегонного куба и иметь произвольную форму и размер. Крышка закрывает загрузочное отверстие и имеет форму и размеры загрузочного отверстия и может содержать патрубок. Патрубок предназначен для присоединения вертикальной колонны к перегонному кубу разъемным способом. Дополнительно к патрубку может быть присоединена ректификационная колонна, заполненная спирально-призматической насадкой Паченкова.
Источником тепла может быть теплоэлектронагреватель, установленный внутрь корпуса перегонного куба, или источник тепла может быть внешним, например газовая или электрическая плита.
Дополнительно корпус перегонного куба может содержать биметаллический или электронный термометр, предназначенный для измерения температуры внутри корпуса перегонного куба. Также перегонный куб дополнительно может содержать кран, расположенный в нижней части перегонного куба, и ручки, предназначенные для транспортировки перегонного типа и выполненные из материала, обладающего низкой теплопроводностью, например из дерева, резины, фторопласта, или другого аналогичного материала.
Вертикальная колонна имеет цилиндрическую форму, может иметь произвольные габаритные размеры и может быть выполнена из нержавеющей стали, алюминия, меди и других аналогичных материалов. Вертикальная колонна разъемно соединена с перегонным кубом и неразъемно соединена с кожухотрубным теплообменником, расположенным в верхней части колонны. Дополнительно вертикальная колонна может содержать геликоидально закрученную проволоку, установленную внутрь вертикальной колонны.
Кожухотрубный теплообменник представляет собой конструкцию типа «труба в трубе», может иметь произвольную форму и размеры и может быть изготовлен из нержавеющей стали, алюминия, меди и других аналогичных материалов. Кожухотрубный теплообменник содержит патрубок подвода хладагента и патрубок вывода хладагента, причем патрубок подвода хладагента расположен ниже патрубка вывода хладагента. Дополнительно кожухотрубный теплообменник может содержать штуцер или отверстие, в которое установлен биметаллический или электронный термометр. Кожухотрубный теплообменник неразъемно соединен со вторым кожухотрубным теплообменником посредством трубки, согнутой по дуге.
Второй кожухотрубный теплообменник имеет конструкцию, аналогичную конструкции первого кожухотрубного теплообменника.
Согнутая по дуге трубка может быть изготовлена из нержавеющей стали, алюминия, меди и другого аналогичного материала.
Система охлаждения теплообменников содержит трубки и может быть проточной или замкнутой, а в качестве хладагента может использоваться вода или другой вид охлаждающей жидкости, например антифриз или тосол. Трубки системы охлаждения могут быть изготовлены из нержавеющей стали, алюминия, меди или другого аналогичного материала. Трубка подвода хладагента системы охлаждения соединена с патрубками подвода хладагента кожухотрубных теплообменников, а трубка отвода хладагента системы охлаждения соединена с патрубками отвода хладагента кожухотрубных теплообменников. Дополнительно трубка подвода хладагента может содержать вентили, предназначенные для регулирования количества подводимого хладагента к первому и второму кожухотрубным теплообменникам.
Устройство сбора готового продукта содержит два резервуара разной величины, помещенные один в другой, причем высота внешнего резервуара не превышает высоту внутреннего резервуара, внутренний резервуар снабжен патрубком подвода дистиллята, соединенным со вторым кожухотрубным теплообменником, а внешний резервуар снабжен патрубком отбора готового продукта.
Внешний и внутренний резервуары могут быть изготовлены из нержавеющей стали, меди, алюминия, керамики или других аналогичных материалов. Для обеспечения возможности расположения внутреннего резервуара во внешнем резервуары имеют правильную форму.
Внутренний резервуар неразъемно соединен с внешним резервуаром, причем внутренний резервуар может иметь штуцер в верхней части или открытую верхнюю часть, обеспечивающую возможность перетекания дистиллята во внешний резервуар. Внешний резервуар может быть неразъемно соединен с наружной поверхностью внутреннего резервуара. Внутренний резервуар может содержать погруженный внутрь ареометр (спиртометр), обеспечивающий возможность контроля крепости готового продукта. Ареометр (спиртометр) погружается в дистиллят, заполняющий внутренний резервуар. Внутренний резервуар дополнительно оснащен патрубком слива дистиллята в нижней части.
Устройство сбора готового продукта может быть присоединено ко второму теплообменнику разъемным и неразъемным способом. Разъемное соединение обеспечивается трубкой, а неразъемное - фланцем. Неразъемное соединение с дополнительным теплообменником обеспечивает высокую надежность и долговечность установки в сравнении с разъемным фланцевым или резьбовым соединением.
Заявляемая полезная модель характеризуется новым существенным отличительным признаком, который заключается в том, что дистиллятор дополнительно снабжен устройством сбора готового продукта. Дистиллят попадает во внутренний резервуар устройства сбора готового продукта через патрубок подвода дистиллята и заполняет его. Заполнив внутренний резервуар, дистиллят перетекает во внешний резервуар и через патрубок отбора готового продукта разливается в тару, что позволяет достичь технический результат, заключающийся в обеспечении возможности сбора и контроля крепости получаемого продукта, и позволяет расширить функционал дистиллятора.
Вышеуказанное позволяет сделать вывод о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «новизна».
Заявляемая полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что позволяет судить о соответствии заявляемой полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Заявляемая полезная модель поясняется следующими чертежами:
Фиг. 1 - общий вид дистиллятора с устройством сбора готового продукта.
Фиг. 2 - вид устройства сбора готового продукта.
Дистиллятор колонного типа содержит последовательно соединенные перегонный куб 1, вертикальную колонну 2, неразъемно соединенную с теплообменником 3, теплообменник 4, неразъемно соединенный с теплообменником 3 согнутой по дуге трубкой 5, и устройство 6 сбора готового продукта, неразъемно соединенное патрубком 7 подвода дистиллята со вторым кожухотрубным теплообменником 4.
Перегонный куб 1 содержит загрузочное отверстие, герметично закрытое крышкой 8, на поверхности которой имеется патрубок, биметаллический термометр 9, кран 10 для слива сырья и ручки 11.
Вертикальная колонна 2 содержит геликоидально закрученную проволоку 12 и разъемно соединена с патрубком, установленным в крышке 8 перегонного куба 1.
Кожухотрубный теплообменник 3 содержит корпус. Корпус содержит патрубок 13 подвода хладагента и патрубок 14 вывода хладагента. Дополнительно кожухотрубный теплообменник 3 содержит штуцер 15, в который установлен электронный термометр 16. Кожухотрубный теплообменник 4 имеет аналогичную конструкцию.
Устройство 6 сбора готового продукта содержит внутренний резервуар 17, внешний резервуар 18, причем внутренний резервуар 17 присоединен патрубком 7 подвода дистиллята к теплообменнику 4 и оснащен патрубком 19 слива дистиллята, а внешний резервуар 18 содержит патрубок 20 сбора готового продукта.
Трубка 21 подвода хладагента системы охлаждения соединена с патрубками 13, подвода хладагента кожухотрубных теплообменников, а трубка 22 отвода хладагента системы охлаждения соединена с патрубками 14 отвода хладагента кожухотрубных теплообменников 3 и 4. Трубка 21 подвода хладагента содержит вентили 23, предназначенные для регулирования количества подводимого хладагента к теплообменникам 3 и 4.
Заявляемый дистиллятор работает следующим образом:
Производится нагрев перегонного куба 1 от внешнего источника тепла. При достижении температуры в диапазоне 80-90°С происходит интенсивное выделение пара, который под действием избыточного давления, созданного в герметичном перегонном кубе 1 движется в вертикальную колонну 2. Хладагент, циркулирующий в корпусе кожухотрубного теплообменника 3, охлаждает поверхность вертикальной колонны 2, образуя тем самым зону с пониженной температурой. В этой зоне происходит конденсация паров и образуется флегма - смесь дистиллята и тяжелых фракций, которая под действием силы тяжести стекает по геликоидально закрученной проволоке 12 вниз, навстречу поднимающимся парам и нагревается повторно. Из нагретой флегмы происходит испарение очищенного дистиллята. Геликоидально закрученная проволока 12 замедляет скорость стекающей флегмы и увеличивает расстояние, которое флегма проходит внутри вертикальной колонны 2. Термометр 16 регистрирует температуру пара, двигающегося в трубку 5. Под действием избыточного давления пар попадает в зону, охлаждаемую хладагентом, циркулирующим в теплообменнике 4, и конденсируясь, превращается в дистиллят и по патрубку 7 подвода дистиллята попадает в устройство 6 сбора готового продукта. Заполняя внутренний резервуар 17, дистиллят перетекает во внешний резервуар 18 и вытекает через патрубок 20 отбора готового продукта в тару. В наполненный дистиллятом внутренний резервуар 17 погружается ареометр (спиртометр) 24. Крепость дистиллята и его плотность находятся в обратной зависимости, таким образом глубина, на которую погрузился ареометр (спиртометр) в дистиллят, обеспечивает возможность контроля крепости получаемого дистиллята.