ЕМКОСТЬ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ В СОСТАВЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОСОБО ЧИСТЫХ ВЕЩЕСТВ

Полезная модель относится к конструкции перегонных аппаратов и может быть использована для получения особо чистых кислот и дистиллированной воды в химической, пищевой и других отраслях промышленности.
Суть работы известных устройств для очистки загрязненных жидкостей заключается в дистилляции, согласно которой нагревают загрязненную жидкость, далее пары охлаждают, а образуемый чистый конденсат собирают в емкость и выводят наружу.
Известна конструкция емкости для испарения жидкости, входящая в состав системы очистки кислот BSB-939-IR фирмы BERGHOF (http://analytcom.ru/d/42448/d/opisanie_angl_bsb-939-ir_pt_en.pdf), содержащая обогреваемую емкость, крышку со встроенным холодильником и подводом охлаждающей воды, приемную емкость для сбора очищенной жидкости. Пары испаряемой жидкости конденсируются на стенках и дне холодильника, который выполнен в виде бутыли, помещенной внутрь обогреваемой емкости. Охлаждающая вода поступает внутрь холодильника-бутыли по трубкам, присоединяемым при помощи специальных втулок. При недостаточной герметичности втулок грязная охлаждающая вода попадает в очищенный реактив, что приводит к необходимости прекращения перегонки, удаления как чистого, так и исходного реактива, а также долгой и тщательной промывке всего устройства. В итоге, указанное устройство не обеспечивает достаточную эффективность очистки жидкостей.
Известна конструкция емкости для испарения жидкости в составе устройства для перегонки браги (патент РФ №2255973, 10.07.2005 г.), принятая за наиболее близкий аналог к заявляемому решению и содержащая емкость для нагрева и парообразования, холодильник для проточной воды, выполненный в виде емкости с коническим днищем, вершина которого направлена вверх, кольцевую сборную емкость, размещенную в нижней части с внутренней стороны конуса, при этом днище кольцевой сборной емкости снабжено штуцером, сообщенным со съемным сборником готовой продукции, а на боковой поверхности конического днища выполнено отверстие, в котором герметично приварен входной конец размещенного внутри холодильника змеевика, выходной конец которого приварен к наружной боковой поверхности холодильника и снабжен штуцером, сообщающимся со сборником готовой продукции. С внешней стороны конусообразного холодильника и по змеевику пропускают охладитель, в результате чего образовавшийся конденсат после испарения скапливается на внутренних наклонных стенках конуса и на поверхности змеевика. Кольцеобразный сборник конденсата позволяет собирать стекающий по стенкам конденсат, представляющий собой очищенную жидкость, которая затем направляется в сборник готовой продукции. Также в сборник готовой продукции направляется конденсат с поверхности змеевика, что, согласно патенту, позволяет увеличить производительность.
Однако ввиду конусообразного выполнения днища холодильника с направленной вверх вершиной и наклонного зигзагообразного расположения змеевика внутри холодильника, часть конденсата под действием силы тяжести не стекает по наклонным стенкам в кольцеообразный приемник, а возвращается обратно в емкость для нагрева и парообразования с образованием брызг загрязненной жидкости. В таком случае капли загрязненной жидкости могут попасть в сборник готовой продукции, что приведет к необходимости промывки всего устройства. Кроме того, указанная конструкция не может быть использована для очистки особо опасных веществ (кислот и т.д.) ввиду ее недостаточной герметичности: жидкость непосредственно наливается в емкость для нагрева и парообразования при открытом положении конусообразного холодильника, устройство имеет отверстие (для установки термометра), через которое в устройство может проникнуть пыль и грязь. В итоге, указанное устройство не обеспечивает достаточную эффективность очистки жидкостей. Негерметичность узлов устройства также приводит к тому, что пары испаряемой загрязненной жидкости могут вырваться наружу, что является недопустимым и опасным.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности очистки жидкостей за счет создания герметичной емкости для очистки загрязненной жидкости с вертикальными боковыми стенками, по которым стекает конденсат, и внешним охлаждением.
Технический результат достигается при использовании емкости для очистки жидкости в составе установки для получения особо чистых веществ, которая содержит емкость для перегоняемой жидкости, корпус холодильника с вертикальными боковыми стенками, расположенный сверху емкости для перегоняемой жидкости, кольцеобразный сборник конденсата, расположенный между емкостью для перегоняемой жидкости и корпусом холодильника, кожух холодильника, охватывающий корпус холодильника с его внешней стороны, герметичный штуцер, один конец которого выполнен с возможностью соединения с трубкой для подачи перегоняемой жидкости в емкость для перегоняемой жидкости, а другой конец выполнен с возможностью соединения с воронкой, штуцер, имеющий возможность соединения с устройством для подачи охлаждающей жидкости в кожух холодильника, герметичный штуцер, один конец которого выполнен с возможностью соединения с кольцеобразным сборником конденсата, а другой конец выполнен с возможностью соединения с трубкой и приемной бутылью для сбора конденсата.
Выполнение корпуса холодильника с вертикальными боковыми стенками позволяет испаряемой жидкости после конденсации стекать строго вниз в кольцеобразный сборник конденсата с ее последующим выведением, что исключает разбрызгивание загрязненной жидкости при неконтролируемом попадании конденсата, как это имело место у наиболее близкого аналога. Организация охлаждения только с внешней стороны за счет подачи охлаждающей жидкости через штуцер в кожух холодильника, с внешней стороны охватывающий корпус холодильника, позволяет исключить дополнительные элементы и соединения для охлаждения (змеевики, бутыли и т.д.), которые, согласно аналогам, проходили внутри емкости для очистки и требовали постоянного контроля герметичности в процессе работы устройства. Также конструкция имеет только один штуцер, через который загрязненная жидкость извне подается в замкнутую емкость и который выполняется герметичным для исключения попадания грязи и пыли при эксплуатации, а также проникновения паров особо опасных веществ во внешнюю среду. Таким образом, указанная конструкция является герметичной от внешней грязи и пыли, имеет внешнее охлаждение в верхней части и позволяет организовать контролируемое и безопасное стекание конденсата по вертикальным стенкам герметичной емкости, что в итоге позволяет обеспечить высокую эффективность очистки жидкостей.
На фигуре показана конструкцию установки для получения особо чистых веществ, в составе которой используется заявляемая емкость для очистки жидкостей.
Емкость для очистки жидкости содержит емкость для перегоняемой жидкости 1, корпус холодильника 2 с вертикальными боковыми стенками, расположенный сверху емкости для перегоняемой жидкости 1, кольцеобразный сборник конденсата 3, расположенный между емкостью для перегоняемой жидкости 1 и корпусом холодильника 2, кожух холодильника 4, охватывающий корпус холодильника 2 с его внешней стороны, герметичный штуцер 5, один конец которого выполнен с возможностью соединения с трубкой для подачи перегоняемой жидкости 6 в емкость для перегоняемой жидкости 1, а другой конец выполнен с возможностью соединения с воронкой 7, штуцер 8, имеющий возможность соединения с трубкой 9 для подачи охлаждающей жидкости в кожух холодильника 4, герметичный штуцер 10, один конец которого выполнен с возможностью соединения с кольцеобразным сборником конденсата 3, а другой конец выполнен с возможностью соединения с трубкой 11 и приемной бутылью 12 для сбора конденсата.
При этом приемная бутыль 12 оснащается специальным затвором, предохраняющим содержимое бутыли от попадания пыли. Затвор состоит из корпуса 13, навинчиваемого на горловину приемной бутыли 12, подвижного штока 14.
Трубка 11 имеет штуцер 15, вставляемый в затвор приемной бутыли 12 при поднятом штоке 14.
Емкость для испарения жидкости вставляется в гнездо штатива 16, состоящего из дисков 17 и стоек 18, соединяемых винтами. Нагревателем 19 служит ИК-лампа или другой нагреватель, устанавливаемый в гнездо 16.
Емкость для перегоняемой жидкости 1 и корпус холодильника 2, трубка для подачи перегоняемой жидкости 6, воронка 7, приемная бутыль 12 перед началом работ проходят предварительную тщательную очистку, после чего происходит сборка всех элементов установки с обеспечением герметичности всех соединений. Установка подвергается разбору и промывке только в крайнем случае, если была нарушена ее герметичность и существует вероятность попадания грязи и пыли в очищенный конденсат.
Через воронку 7 и далее трубку для подачи перегоняемой жидкости 6 в емкость для перегоняемой жидкости 1 наливают загрязненную жидкость. Снизу емкость для перегоняемой жидкости 1 нагревается посредством ИК-нагревателя 19. Через штуцер 8 и трубку 9 в кожух холодильника 4 подается охлаждающая жидкость (вода), при этом происходит охлаждение корпуса холодильника 2. Испаряемая жидкость при охлаждении образует конденсат, который оседает на вертикальных стенках корпуса холодильника 2 и стекает вниз в кольцеобразный сборник конденсата 3, а оттуда через герметичный штуцер 10 трубку 11 подается в приемную бутыль 12. При этом емкость для перегоняемой жидкости 1, корпус холодильника 2, кольцеобразный сборник конденсата 3, расположенный между ними по периметру, образуют замкнутую емкость.
После окончания процесса перегонки производится удаление оставшейся жидкости из емкости для перегоняемой жидкости 1. Для этого вместо воронки 7 к герметичному штуцеру 5 присоединяется шланг, свободный конец которого помещается в бутыль для слива остатков жидкости. Данный шланг является продолжением трубки для подачи перегоняемой жидкости 6. Вместо приемной бутыли 12 ставится сухая бутыль, на которую надевается микронасос (пластиковая груша с клапанами), при этом сухая бутыль соединяется с трубкой 11, через которую происходило стекание конденсата. При надавливании на корпус микронасоса в емкости для очистки жидкости создается избыточное давление, вследствие чего кубовый остаток переливается в бутыль для слива остатков жидкости. Установка в данном случае не требует разборки и отдельной чистки и является полностью готовой к новому циклу работ.