АППАРАТ ДЛЯ ДИСТИЛЛЯЦИИ СПИРТСОДЕРЖАЩЕГО РАСТВОРА
APPARATUS FOR DISTILLATION OF ALCOHOL-CONTAINING SOLUTION

Изобретение относится к области устройств, предназначенных для нагрева и последующей перегонки перебродившего пищевого сырья, и получения спирта в качестве конечного продукта, и может быть использовано в различных отраслях промышленности и в бытовых условиях.
Из уровня техники известен патент RU 84730 U1, 20.07.2009, раскрывающий малогабаритный аппарат для дистилляции, содержащий цилиндрический корпус с секциями, содержащими патрубки, нижних секций не менее сорока, при этом имеется одна нижняя промежуточная секция, одна верхняя промежуточная секция и одна верхняя секция, а каждая нижняя секция содержит крышку с патрубком, направленным вниз, причем нижняя промежуточная секция содержит крышку с патрубком, направленным вверх, и измерительный патрубок с градусником, а верхняя промежуточная секция выполнена с водяным затвором в виде трубы, имеющей изгиб вниз на конце, находящемся внутри секции, кроме того, верхняя секция содержит входной водяной патрубок и выходной водяной патрубок, а также нижний охлаждающий цилиндр, а внизу цилиндрического корпуса имеется входной патрубок с резьбой на нижнем конце с гайками, а между гайками расположены паронитовые шайбы, причем высота каждой секции составляет не менее 100 мм.
Недостатком известного аппарата является его большие габариты, сложность конструкции и использования, необходимость задействовать воду для охлаждения.
В качестве ближайшего аналога выбрано решение RU 170440 U1, 25.04.2017 раскрывающее дистиллятор, содержащий последовательно соединенные с помощью трубок перегонный куб, сухопарник, змеевик, установленный в корпус охладителя, оснащенный штуцерами подвода и отвода хладагента, при этом охладитель снабжен термометром.
Недостатком известного аппарата также является его большие габариты, сложность конструкции при использовании нескольких рабочих камер, сложность использования, необходимость задействовать хладагент для охлаждения.
Задачей предложенного изобретения является устранение указанных недостатков.
Техническим результатом является упрощение конструкции аппарата, упрощение при его использовании, исключение подвода и утилизации хладагента.
Данный результат обеспечивается тем, что аппарат для дистилляции спиртосодержащего раствора включает перегонную емкость и крышку-конденсатор, при этом перегонная емкость содержит стенки и дно, в дне емкости установлена термопара, а стенки емкости включают нагревательный элемент,
термопара и нагревательный элемент выполнены с возможностью взаимодействия с блоком управления,
крышка-конденсатор выполнена в виде полого конуса с возможностью ее установки на перегонную емкость, и включает теплорассеивающие ребра, закрепленные на ее наружной поверхности,
на вершине крышки-конденсатора установлен вентилятор с направлением обдува вниз,
основание крышки-конденсатора содержит внутренний борт со сливным носиком, при этом внутренний борт выполнен с уклоном вниз относительно горизонтальной оси в сторону указанного сливного носика.
Крышка-конденсатор содержит термодатчик, считывающий температуру крышки-конденсатора, при этом термодатчик выполнен с возможностью взаимодействия с блоком управления, для корректировки скорости вращения вентилятора.
Перегонная емкость содержит наружнюю теплоизоляцию.
Нагревательный элемент выполнен в виде нагревательного провода.
Блок управления взаимодействует с элементами аппарата по беспроводной связи.
В толщине стенки крышки-конденсатора встроены множество теплопроводящих трубок, выходящих на поверхность крышки-конденсатора и контактирующих с теплорассеивающими ребрами.
Подробную конструкцию устройства рассмотрим с учетом прилагаемых чертежей, где
Фиг. 1 - основной вид в разрезе аппарата для дистилляции спиртосодержащего раствора;
Где, позиция:
1 - перегонная емкость;
2 - крышка-конденсатор;
3 - дно;
4 - термопара;
5 - нагревательный элемент;
6 - блок управления;
7 - теплорассеивающие ребра;
8 - вентилятор;
9 - внутренний борт;
10 - сливной носик;
11 - термодатчик;
12 - наружняя теплоизоляция.
Аппарат для дистилляции спиртосодержащего раствора включает, в своей основе, перегонную емкость 1 и крышку-конденсатор 2. Использование данных двух узлов обеспечивает простоту конструкции. Перегонная емкость 1 представляет собой, как правило, цилиндрическую кастрюлю, выполненную из металла. Размер перегонной емкости 1 подбирается, в зависимости от нужд и области использования и может быть от нескольких литров (для бытового использования) до нескольких тонн (для промышленных масштабов). Перегонная емкость 1 содержит стенки (на чертеже не обозначены позицией) и дно 3. Перегонная емкость 1 предпочтительно содержит наружную теплоизоляцию 12, выполненную из термоустойчивого теплоизолирующего материала, для уменьшения теплопотерь аппарата.
В дне 3 перегонной емкости 1 установлена термопара 4 (термоэлектрический преобразователь), то есть устройство в виде пары проводников из различных материалов, соединенных на одном конце и формирующих часть устройства, использующего термоэлектрический эффект для измерения и регулирования температуры.
Стенки перегонной емкости 1 включают нагревательный элемент 5, для поддержания заданной температуры жидкости/раствора. Нагревательный элемент 5, может быть выполнен в виде нагревательных пластин или иной конструкции. Наиболее предпочтительно выполнять нагревательный элемент 5 в виде нагревательного провода, предпочтительно встроенного в стенку перегонной емкости 1. Дополнительно возможно встроить нагревательный элемент 5 и в дно 3 емкости, для повышения точности и скорости нагрева.
Аппарат также включает блок управления 6, который может быть, как закреплен на корпусе перегонной емкости 1, так и располагаться отдельным элементом аппарата.
Блок управления 6 может взаимодействовать с элементами аппарата как по проводной, так и по беспроводной связи, например WI-FI, ИК (инфракрасный), Bluetooth, GPS и другие технологии/протоколы передачи данных.
Термопара 4, термодатчик 11 (будет описан ниже) и нагревательный элемент 5 выполнены с возможностью взаимодействия с блоком управления 6. Так, блок управления 6 получает сигналы от указанных узлов о температуре нагрева, задает и поддерживает выставленную температуру, отсчитывает время работы с возможным автоматическим выключением аппарата, регулирует скорость вращения вентилятора 8, для корректировки температуры на крышке-конденсаторе 2, что упрощает конструкцию устройства и упрощает и автоматизирует его использование.
Крышка-конденсатор 2 выполнена в виде полого конуса с возможностью ее установки на перегонную емкость 1 (по типу кастрюли и ее крышки). Крышка-конденсатор 2 включает теплорассеивающие ребра 7, закрепленные на ее наружной поверхности. Количество теплорассеивающих ребер 7 подбивается в зависимости от размера перегонной емкости 1, возможной скорости работы вентилятора 8, материала теплорассеивающих ребер 7 и других факторов. Материал теплорассеивающих ребер 7 может быть различным, однако предпочтительно выполнять их из меди или алюминия, поскольку данные материалы имеют хорошие теплоотводящие и теплорассеивающие свойства. Кроме того, как вариант, в толщине стенки крышки-конденсатора 2 выполняют множество теплопроводящих трубок, выходящих на поверхность крышки-конденсатора 2 и контактирующих или пронизывающих теплорассеивающие ребра 7. Теплопроводящие трубки могут быть заполнены быстронагреваемым, (инерционным) газом, для ускорения процесса отвода тепла от крышки-конденсатора 2.
На вершине крышки-конденсатора 2 установлен вентилятор 8 с направлением обдува вниз. Размер вентилятора 8 также подбирается, в зависимости от ситуации, для обеспечения достаточной степени охлаждения. Вентилятор 8 крепится к крышке-конденсатору 2 любым известным способом, например, посредством крепежных кронштейнов, крепежных осей или иным образом с обеспечением его фиксации на определенном удалении от вершины крышки-конденсатора 2.
Основание крышки-конденсатора 2 содержит внутренний борт 9. Внутренний борт 9 имеет определенное углубление, образованное наружу крышки-конденсатора 2, для сбора образовавшейся сконденсированной жидкости по сформированному указанному борту 9. Внутренний борт 9 выполнен кольцевой формы со сливным носиком 10. Внутренний борт 9 выполнен с уклоном вниз относительно горизонтальной оси в сторону указанного сливного носика 10. Данный уклон обеспечивает стекание сконденсированной жидкости по кольцу внутреннего борта 9 к сливному носику 10. Сливной носик 10 обеспечивает слив сконденсированной жидкости в соответствующую отборную емкость. Наличие данного внутреннего борта 9 с уклоном и сливного носика 10 упрощает конструкцию устройства и его использование.
Крышка-конденсатор 2 предпочтительно содержит термодатчик 11, считывающий температуру крышки-конденсатора 2. Термодатчик 11 может быть размещен, например, в районе внутреннего борта 9 крышки-конденсатора 2 или в ином месте. При этом термодатчик 11 выполнен с возможностью взаимодействия с блоком управления 6, то есть, термодатчик 11 передает сигнал о температуре на блок управления 6. По данному сигналу, блок управления 6 осуществляет корректировку скорости вращения вентилятора 8, для осуществления достаточной степени охлаждения крышки-конденсатора 2 и осуществления процесса конденсации жидкости, возникающего за счет разницы температур. Наличие на крышке-конденсаторе 2 элементов для снятия тепла и осуществления конденсации (теплорассеивающие ребра 7, вентилятор 8, теплопроводящие трубки) обеспечивает упрощение конструкции аппарата, а также простоту в использовании, без использования и отвода хладагентов.
Устройство работает следующим образом.
Перегонная емкость 1 заполняется спиртосодержащим раствором.
Крышка-конденсатор 2 устанавливается на перегонную емкость 1.
Блок управления 6 запускает аппарат в работу, догревая посредством нагревательного элемента 5 раствор до заданной температуры, как правило -температуры кипения.
Термопара 4 отправляет сигнал на блок управления 6 для корректировки температуры нагрева раствора.
Нагретый раствор начинает испаряться, тем самым пар поднимается вверх и оседает на крышке - конденсаторе 2.
Крышка-конденсатор 2 с теплорассеивающими ребрами 7, закрепленными на ее наружной поверхности, обдувается вентилятором 8, для обеспечения разницы температур крышки-конденсатора 2 и пара.
Осажденный на крышке-конденсаторе 2 конденсат стекает во внутренний борт 9 и по уклону стекает в область сливного носика 10.
Происходит отбор спиртосодержащей жидкости.
Пример 1
Аппарат для дистилляции спиртосодержащего раствора включает перегонную емкость 1 и крышку-конденсатор 2,
- в дне 3 емкости установлена термопара 4, а стенки емкости включают нагревательный элемент 5 (нагревательный провод),
- термопара 4 и нагревательный элемент 5 выполнены с возможностью взаимодействия с блоком управления 6,
- крышка-конденсатор 2 включает теплорассеивающие ребра 7, закрепленные на ее наружной поверхности,
- на вершине крышки-конденсатора 2 установлен вентилятор 8,
- основание крышки-конденсатора 2 содержит внутренний борт 9 со сливным носиком 10, при этом внутренний борт 9 выполнен с уклоном вниз относительно горизонтальной оси в сторону указанного сливного носика 10.
Пример 2
Аппарат для дистилляции спиртосодержащего раствора включает перегонную емкость 1 с теплоизоляцией и крышку-конденсатор 2,
- в дне 3 емкости установлена термопара 4, а стенки емкости включают нагревательный элемент 5,
- термодатчик 11, термопара 4 и нагревательный элемент 5 выполнены с возможностью взаимодействия с блоком управления 6 по беспроводной связи,
- крышка-конденсатор 2 включает теплорассеивающие ребра 7, закрепленные на ее наружной поверхности,
- в толщине стенки крышки-конденсатора 2 встроены множество теплопроводящих трубок, выходящих на поверхность крышки-конденсатора и контактирующих с теплорассеивающими ребрами 7,
- на вершине крышки-конденсатора 2 установлен вентилятор 8,
- основание крышки-конденсатора 2 содержит внутренний борт 9 со сливным носиком 10, при этом внутренний борт 9 выполнен с уклоном вниз относительно горизонтальной оси в сторону указанного сливного носика 10.
Предложенное решение за счет компактного размещения всех элементов конструкции (перегонная емкость и крышка-конденсатор), использования на крышке-конденсаторе вентилятора с теплорассеивающими пластинами и внутреннего борта с уклоном, управление устройством единым блоком управления и исключения использования хладагента, обеспечивается упрощение конструкции аппарата, упрощение при его использовании, исключение подвода и утилизации хладагента.