Концентратор-выпариватель

Авторы патента:

B01D1 - Разделение (разделение твердых частиц мокрыми способами B03B,B03D; с помощью пневматических отсадочных машин или концентрационных столов B03B, другими сухими способами B07; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением B03C; центрифуги, циклоны B04; прессы как таковые для выжимания жидкостей из веществ B30B 9/02; обработка воды C02F, например умягчение ионообменом C02F 1/42; расположение или установка фильтров в устройствах для кондиционирования, увлажнения воздуха, вентиляции F24F 13/28)

Концентратор-выпариватель относится к конструкциям теплообменных аппаратов и используется в области концентрирования микропримесей в жидких смесях при анализе загрязнений объектов окружающей среды. Концентратор-выпариватель содержит корпус с отверстиями в верхней части, крышку с отверстием, на внутренней стороне которой закреплен воздуховод с тангенциальными каналами, блок управления и термостатирования, испарительную емкость с направляющей втулкой в днище и нагревателем на наружной поверхности, сменный сборник концентрата с буртиком и кольцевой канавкой на внешней поверхности, фиксируемый в направляющей втулке прижимным устройством, расположенным на наружной поверхности втулки, и вентилятор, закрепленный на днище корпуса и подающий поток воздуха на нагреватель. Полезная модель позволяет проводить концентрирование жидкой пробы при меньшем расходе электроэнергии и за меньшее время.

Полезная модель - концентратор-выпариватель относится к конструкциям теплообменных аппаратов и используется для концентрирования микропримесей в жидких смесях при анализе загрязнений объектов окружающей среды.

Из уровня техники известен концентратор-выпариватель для проведения тепло - и массообменных процессов и концентрирования микропримесей в жидких смесях (пат. RU 2257243, B01D 1/00, B01L 7/00, 2004 г.). Аппарат содержит корпус с блоком управления и термостатирования, нагреватель и испарительную емкость воронкобразной формы, состоящую из одной или не менее двух испарительных чаш с отверстием в днище и направляющим конусом, к которому прижат при помощи прижимного устройства сменный сборник концентрата, на внешней прозрачной поверхности которого закреплен датчик уровня концентрата, нагреватель установлен на внешней поверхности испарительной емкости, которая снабжена тепловентилятором с воздуховодом, выполненным с возможностью тангенциального подвода нагретого воздуха к поверхности испарения и вращения обрабатываемой смеси.

Недостатками известного устройства являются большое энергопотребление за счет потерь тепла в окружающую среду и длительность процесса концентрирования за счет необходимости периодического перерыва работы аппарата.

Задачей полезной модели является уменьшение энергопотребления, сокращение времени на концентрированно.

Техническая задача решается концентратором-выпаривателем, содержащим корпус с отверстиями в верхней части, крышку с отверстием, на внутренней стороне которой закреплен воздуховод с тангенциальными каналами, блок управления и термостатирования, испарительную емкость с направляющей втулкой в днище и нагревателем на наружной поверхности, сменный сборник концентрата с буртиком и кольцевой канавкой на внешней поверхности, фиксируемый в направляющей втулке прижимным устройством, расположенным на наружной поверхности втулки, и вентилятор, закрепленный на днище корпуса и подающий поток воздуха на нагреватель.

На фиг.1 представлена принципиальная схема концентратора-выпаривателя, на фиг.2 -сменный сборник концентрата в продольном разрезе.

Концентратор-выпариватель (фиг.1) состоит из корпуса 1, с отверстиями 2, крышки 3 с отверстием 4, блока управления и термостатирования 5, испарительной емкости 6 с направляющей втулкой 7 и нагревателем 8, сменного сборника концентрата 9, фиксируемого прижимным устройством 10, вентилятора 11. На внутренней стороне крышки 3 закреплен воздуховод 12 с тангенциальными каналами 13. Сменный сборник концентрата 9 (фиг.2) изготовлен с буртиком 14 и кольцевой канавкой 15. Буртик и кольцевая канавка обеспечивают точную фиксацию сменного сборника концентрата при установке его в направляющей втулке.

Аппарат работает следующим образом. Концентратор-выпариватель помещают в вытяжной шкаф и подключают к электоросети. Затем включают нагреватель. Ручку настройки температуры испарительной емкости устанавливают в соответствующее положение переключателя, в зависимости от температуры кипения жидкой пробы - растворителя. По достижению заданного режима нагрева, жидкую пробу заливают в испарительную емкость 6. Включают вентилятор 11. Воздушный поток от вентилятора направляется на нагреватель 8, нагревается и поступает через отверстия 2 в воздуховод 12, затем через тангенциальные каналы 13 направляется к поверхности экстракта испарительной емкости 8. Воздушный поток производит нагрев, вращение и турбулизацию поверхности испарения и далее вместе с парами растворителя удаляется через отверстие 4 из аппарата. Время, необходимое для завершения процесса выпаривания, зависит от вида и объема растворителя и выражается прямопропорциональной зависимостью t=q·tg, где t - время выпаривания растворителя до заданного объема; q - количество выпариваемого экстракта; tg - угол наклона прямой, определяется экспериментально и задается в инструкции по эксплуатации. По окончании процесса выпаривания аппарат отключают от сети, снимают крышку 3, вынимают сменный сборник концентрата 9 с концентратом, и направляют концентрат на анализ микропримеси приборным методом. Протирают растворителем испарительную емкость 6, в направляющую втулку 7 устанавливают сменный сборник концентрата 9, который фиксируется прижимным устройством 10. Прибор готов к работе.

Большое энергопотребление при работе известного устройства связано с потерями тепла в окружающую среду, а длительность концентрирования связана с необходимостью перерыва в работе в связи с перегревом аппарата за счет поступления тепла, как от нагревателя, так и от тепловентилятора. Использование вентилятора и установка его под испарительной емкостью приводит к тому, что тепло от нагревателя, частично расходовавшееся в известном устройстве в окружающую среду, в предлагаемой полезной модели используется для нагрева создаваемого вентилятором воздушного потока, который направляется к поверхности испарения жидкой пробы. За счет этого расход энергопотребления сокращается на 20-30%. Нагретый поток воздуха вместе с парами растворителя затем удаляется из аппарата через отверстие в крышке. Аппарат не перегревается и может работать в непрерывном режиме, то есть время, необходимое для концентрирования жидкой пробы, сокращается.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет проводить концентрированно жидкой пробы при меньшем расходе электроэнергии и за меньшее время.

Концентратор-выпариватель, содержащий корпус с отверстиями в верхней части, крышку с отверстием, с внутренней стороны которой закреплен воздуховод с тангенциальными каналами, блок управления и термостатирования, испарительную емкость с направляющей втулкой в днище и нагревателем на наружной поверхности, сменный сборник концентрата с буртиком и кольцевой канавкой на внешней поверхности, фиксируемый в направляющей втулке прижимным устройством, расположенным на наружной поверхности втулки, и вентилятор, закрепленный на днище корпуса и подающий поток воздуха на нагреватель.