×
10.07.2014
216.012.da4f

Результат интеллектуальной деятельности: САТУРАТОР ДЛЯ СВЕКЛОСАХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к сахарному производству. Сатуратор имеет цилиндрический корпус с коническим днищем с технологическими патрубками и размещенными в его нижней части перфорированными перегородками для диспергирования потока сатурационного газа. В верхней части корпуса расположено устройство для отделения капель сока от сатурационного газа. Это устройство представляет собой усеченный конус с продольными винтообразными канавками на внутренней поверхности. Усеченный конус прикреплен большим основанием к стенке цилиндрического корпуса с образованием снаружи полости для сбора выделившихся капель. При этом в корпусе диаметрально расположены, по меньшей мере, четыре гибкие сливные заглушенные на нижнем торце трубки. В стенке каждой трубки по длине выполнены суживающиеся сопла для подвода сока из полости сбора на внутреннюю поверхность корпуса и образования на ней пленки жидкости. В верхней части цилиндрического корпуса выполнен патрубок для сброса парогазового потока. Патрубок соединен со входом проходного канала для теплоносителя термоэлектрического генератора. Генератор выполнен в виде корпуса и комплекта дифференциальных термопар. Причем «горячие» концы дифференциальных термопар расположены внутри проходного канала для теплоносителя, а их «холодные» концы укреплены на поверхности корпуса термоэлектрического генератора. Выход проходного канала для теплоносителя соединен с атмосферой. Изобретение позволяет снизить энергозатраты процесса сатурации за счет выработки электрической энергии термоэлектрическим генератором, использующим теплоту сбрасываемого в атмосферу парогазового потока. 2 ил.
Основные результаты: Сатуратор для свеклосахарного производства, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный технологическими патрубками и размещенными в его нижней части перфорированными перегородками для диспергирования потока сатурационного газа, и расположенное в верхней части цилиндрического корпуса устройство для отделения капель сока от сатурационного газа, представляющее собой усеченный конус с продольными винтообразными канавками на внутренней поверхности, прикрепленный большим основанием к стенке цилиндрического корпуса с образованием снаружи полости для сбора выделившихся капель, сообщенный с полостью цилиндрического корпуса, расположенной под усеченным конусом, при этом в цилиндрическом корпусе диаметрально расположены, по меньшей мере, четыре гибкие сливные трубки, заглушенные на нижнем торце, причем в стенке каждой трубки по длине выполнены суживающиеся сопла для подвода сока из полости сбора на внутреннюю поверхность цилиндрического корпуса и образования на ней пленки жидкости, отличающийся тем, что в верхней части цилиндрического корпуса выполнен патрубок для сброса парогазового потока, соединенный с входом проходного канала для теплоносителя термоэлектрического генератора, выполненного в виде корпуса и комплекта дифференциальных термопар, причем «горячие» концы дифференциальных термопар расположены внутри проходного канала для теплоносителя, а их «холодные» концы укреплены на поверхности корпуса термоэлектрического генератора, кроме того, выход проходного канала для теплоносителя соединен с атмосферой.

Изобретение относится к сахарному производству, а именно к устройствам для очистки жидких полупродуктов, и может быть использовано при чистке диффузионного сока и клеровки сахара-сырца в различных схемах очистки сахарного производства.

Известен сатуратор для свеклосахарного производства (см. патент РФ 1787166, MПK C13D 3/04, 1993, БИ№1), содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный технологическими патрубками и размещенными в его нижней части перфорированными перегородками для диспергирования потока сатурационного газа, и расположенное в верхней части цилиндрического корпуса устройство для отделения капель сока от сатурационного газа, представляющее собой усеченный конус с продольными винтообразными канавками на внутренней поверхности, прикрепленный большим основанием к стенке цилиндрического корпуса с образованием снаружи полости для сбора выделившихся капель, сообщенный с полостью цилиндрического корпуса, расположенной под усеченным конусом.

Недостатком данного сатуратора является энергоемкость процесса сатурации, обусловленная значительными тепловыми потерями через вертикальную стенку цилиндрического корпуса сатуратора, что вызвано малым суммарным термическим сопротивлением материала конструкции и пограничного слоя стекающей с усеченного конуса сока.

Известен сатуратор для свеклосахарного производства (см. патент РФ 2196830, МПК С13D 3/04, опубл. 20.01.2003), содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный технологическими патрубками и размещенными в его нижней части перфорированными перегородками для диспергирования потока сатурационного газа, и расположенное в верхней части цилиндрического корпуса устройство для отделения капель сока от сатурационного газа, представляющее собой усеченный конус с продольными винтообразными канавками на внутренней поверхности, прикрепленный большим основанием к стенке цилиндрического корпуса с образованием снаружи полости для сбора выделившихся капель, сообщенный с полостью цилиндрического корпуса, расположенной под усеченным конусом, при этом в цилиндрическом корпусе диаметрально расположены, по меньшей мере, четыре гибкие сливные трубки, заглушенные на нижнем торце, причем в стенке каждой трубки по длине выполнены суживающиеся сопла для подвода сока из полости сбора на внутреннюю поверхность цилиндрического корпуса и образования на ней пленки жидкости.

Недостатком данного сатуратора является энергоемкость процесса сатурации из-за необходимости затрат электрической энергии на питание системы автоматизированного контроля и регулирования работы сатуратора.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение энергозатрат процесса сатурации при длительной эксплуатации за счет устранения потребления электрической энергии из общей системы электроснабжения путем ее выработки термоэлектрическим генератором, использующим теплоту сбрасываемого в атмосферу парогазового потока.

Технический результат по поддержанию эффективного процесса сатурации достигается тем, что сатуратор для свеклосахарного производства содержит цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный технологическими патрубками и размещенными в его нижней части перфорированными перегородками для диспергирования потока сатурационного газа, и расположенное в верхней части цилиндрического корпуса устройство для отделения капель сока от сатурационного газа, представляющее собой усеченный конус с продольными винтообразными канавками на внутренней поверхности, прикрепленный большим основанием к стенке цилиндрического корпуса с образованием снаружи полости для сбора выделившихся капель, сообщенный с полостью цилиндрического корпуса, расположенной под усеченным конусом, при этом в цилиндрическом корпусе диаметрально расположены, по меньшей мере, четыре гибкие сливные трубки, заглушенные на нижнем торце, причем в стенке каждой трубки по длине выполнены суживающиеся сопла для подвода сока из полости сбора на внутреннюю поверхность цилиндрического корпуса и образования на ней пленки жидкости, причем в верхней части цилиндрического корпуса выполнен патрубок для сброса парогазового потока, соединенный с входом проходного канала для теплоносителя термоэлектрического генератора, выполненного в виде корпуса и комплекта дифференциальных термопар, причем «горячие» концы дифференциальных термопар расположены внутри проходного канала для теплоносителя, а их «холодные» концы укреплены на поверхности корпуса термоэлектрического генератора, кроме того, выход проходного канала для теплоносителя соединен с атмосферой.

На фиг.1 схематично изображен продольный разрез сатуратора с термоэлектрическим генератором; на фиг.2 - элемент гибких сливных трубок с отверстиями в виде суживающихся сопел.

Сатуратор для свеклосахарного производства состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1 с верхней частью 2 и коническим днищем 3, устройства для отделения капель сока от сатурационного газа в виде усеченного конуса 4, герметично укрепленного на внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 в верхней части 2 и образующего с последней полость 5, которая сообщается с нижней частью цилиндрического корпуса 1 посредством, по меньшей мере, четырех диаметрально расположенных гибких сливных трубок 6, входные отверстия которых расположены в нижней точке полости 5, а выходные заглушены и находятся над верхней перфорированной перегородкой 7 кольцевого барбатера 8, укрепленного под устройством для отделения капель сока от сатурационного газа в виде усеченного конуса 4, трубопровода 9 для дефекованного сока, установленного над перфорированными перегородками 7, размещенными по высоте внутри нижней части вертикального цилиндрического корпуса 1 и выполненными в виде гибких мембран, трубопровода 10 для подачи сатурационного газа, трубопровода 11 для отвода сатурационного сока и патрубка 12 для сброса парогазового потока в атмосферу.

Устройство для отделения капель сока от сатурационного газа в виде усеченного конуса 4 имеет на внутренней поверхности продольные винтообразные канавки 13, а соотношение между меньшим и большим основаниями в усеченном конусе находится в интервале 1/5-1/7, что определяется при известных скоростях парогазовых потоков сатурационных котлов изменением плотности парогазового потока при движении его вдоль усеченного конуса.

Гибкие сливные трубки 6 имеют расположенные вдоль них отверстия 14 в виде суживающихся сопел с меньшим основанием 15 и большим основанием 16.

В патрубке 12 для сброса парогазового потока в атмосферу расположен патрубок 17 для отбора парогазового потока, который соединен с термоэлектрическим генератором 18, выполненным в виде корпуса 19 с проходным каналом 20 для теплоносителя в виде парогазового потока и комплекта дифференциальных термопар 21. «Горячие» концы 22 дифференциальных термопар 21 расположены внутри проходного канала 20 для теплоносителя термоэлектрического генератора 18, а «холодные» концы 23 укреплены на поверхности 24 корпуса 19. Вход 25 проходного канала 20 для теплоносителя соединен с патрубком 17 для отбора парогазового потока, выход 26 проходного канала 20 для теплоносителя соединен с атмосферой.

Сатуратор для свеклосахарного производства работает следующим образом.

Дефекованный сок по трубопроводу 9 подается в вертикальный цилиндрический корпус 1 и в виде каскада течет вниз. Сатурационный газ по трубопроводу 10 поступает под нижнюю перфорированную перегородку 7.

Отсатурированный сок отводится по трубопроводу 11, а отработанный газ в виде парогазового потока, увлекая капли сока различной дисперсности, поднимается в верхнюю часть 2 вертикального цилиндрического корпуса 1 и затем поступает во входное отверстие устройства для отделения капель сока от сатурационного газа в виде усеченного конуса 4.

Капли сока различной дисперсности с парообразным потоком движутся, контактируя с внутренней поверхностью устройства для отделения капель сока от сатурационного газа в виде усеченного конуса 4. В результате уменьшения проходного сечения усеченного конуса возрастает скорость движения парообразного потока, и капли сока оттесняются к внутренней стенке усеченного конуса и попадают в продольные винтообразные канавки 13, где под воздействием возросшего гидравлического сопротивления винтообразных канавок резко уменьшают свою скорость, сталкиваются между собой, укрупняются, становятся «ядрами конденсации» парогазового потока.

Закручивание в продольных винтообразных канавках 13 более плотного пограничного слоя приводит к вращательному движению всей массы парогазового потока с каплями сока различной дисперсности перед выходным отверстием устройства для отделения капель сока от сатурационного газа в виде усеченного конуса 4. При этом процесс закрутки наблюдается при малых скоростях парогазового потока, причем чем выше плотность обрабатываемой парогазовой смеси, тем при меньшей скорости обеспечивается вращательное движение потока перед выходом из устройства для отделения капель сока от сатурационного газа в виде усеченного конуса 4.

Вращательное движение массы парогазового потока с каплями сока перед выходным отверстием устройства для отделения капель сока от сатурационного газа в виде усеченного конуса 4 снижает вероятность проскока части парогазового потока, находящейся в центре вертикального цилиндрического корпуса 1, без обработки. Кроме того, после выхода из меньшего отверстия усеченного конуса 4 парогазовый поток внезапно расширяется, что приводит к небольшому снижению температуры и дополнительному отделению мелкодисперсных капелек сока, которые попадают в полость 5 и, собираясь там, стекают по гибким сливным трубкам 6, а отработанный, очищенный от капелек сока газ выбрасывается через патрубок 12 в атмосферу.

Одна часть очищенного от каплеобразных частиц процесса сатурации газа по патрубку 12 для сброса парогазового потока в атмосферу направляется в окружающую среду, а вторая по патрубку 17 для отбора парогазового потока с температурой около 100°С (см., например, Аэрилевич, М.Я. Технологическое оборудование свеклосахарных заводов. М.: 1986) поступает через вход 25 в проходной канал 20 теплоносителя корпуса 19 термоэлектрического генератора 18, где контактирует с «горячими» концами 22 комплекта дифференциальных термопар 21, после чего через выход 26 выбрасывается в атмосферу в результате контакта теплоносителя (парогазового потока) с «горячими» концами 22 комплекта дифференциальных термопар 21, а также «холодных» концов 23 с воздухом помещения с температурой от 15°С до 23°С (в соответствии со СНиП 23-01-39 Строительная климатология. М.: Стройиздат, 2001). Т.к. «холодные» концы 23 расположены на поверхности 24 корпуса 19, на каждом элементе комплекта дифференциальных термопар 21 при использовании в качестве термопар, например, хромельникеля возникает термо-ЭДС до 6,96 мВ (см., например, Иванова Г.М. Теплотехнические измерения и приборы. М.: Энергоатомиздат, 1984. 230 с.). А это позволяет получить на выходе термоэлектрического генератора 18 напряжение в пределах 12-36 В (см., например, Технические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник / под. общ. ред. В.М.Зорина. М.: Энергоатомиздат, 1980. 560 с.), что вполне достаточно или для дежурного освещения помещения, в котором размещен сатуратор, и/или питания схем автоматизации и контроля процесса сатурации. Следовательно, не требуется дополнительных затрат электрической энергии для дежурного освещения и/или питания схем автоматизации и контроля, что в конечном итоге снижает энергоемкость процесса сатурации и, соответственно, стоимость готового продукта.

Расположение сливных трубок 6 диаметрально противоположно непосредственно по внутренней поверхности вертикального цилиндрического корпуса 1 приводит к тому, что под действием гидростатического давления, обусловленного наличием накапливаемых мелкодисперсных капелек сока из-за заглушенного нижнего конца, они начинают, изгибаясь, перемещаться, омывая внутреннюю поверхность вертикального цилиндрического корпуса 1 струйками сока, истекающими из суживающихся сопел 14. В результате образуется пленка сока, являющаяся дополнительным термическим сопротивлением передачи тепла из внутреннего объема сатуратора в окружающую среду.

Кроме того, укрупненные капли сока, собравшиеся на внутренней стороне устройства для отделения капель сока от сатурационного газа в виде усеченного конуса 4, стекают по продольным винтообразным канавкам 13 к выходному отверстию последнего, а затем стекают вниз, образуя также тонкую равномерную пленку сока на внутренней поверхности вертикального цилиндрического корпуса 1. Совместное образование термоизолирующей пленки мелкодисперсными каплями, собираемыми как на внутренней поверхности устройства для отделения капель сока от сатурационного газа в виде усеченного конуса 4, так и в полости 5, приводит к уменьшению коэффициента теплопередачи через вертикальный цилиндрический корпус 1, что сокращает теплопотери процесса сатурации. Выполнение суживающихся сопел 14 таким образом, что меньшее основание 15 контактирует с внутренней поверхностью вертикального цилиндрического корпуса 1, обеспечивает не только реактивное действие вытекающей струи 6, т.к. меньшее основание 15 обладает большим гидравлическим сопротивлением, чем большее основание 16.

При высокой степени пенообразования сатурационного сока через кольцевой барбатер 8 подается пар для снижения уровня пены.

Оригинальность предлагаемого технического решения заключается в том, что использование теплового потенциала парогазового потока-теплоносителя после процесса сатурации позволяет дополнительно вырабатывать электрическую энергию, достаточную для дежурного освещения и/или питания схем автоматизации и контроля технологической системы сатурации диффузионного сока посредством термоэлектрического генератора, выполненного в виде корпуса с проходным каналом для теплоносителя, где расположены «горячие» концы комплекта дифференциальных термопар. А это снижает себестоимость процесса сатурации.

Сатуратор для свеклосахарного производства, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, снабженный технологическими патрубками и размещенными в его нижней части перфорированными перегородками для диспергирования потока сатурационного газа, и расположенное в верхней части цилиндрического корпуса устройство для отделения капель сока от сатурационного газа, представляющее собой усеченный конус с продольными винтообразными канавками на внутренней поверхности, прикрепленный большим основанием к стенке цилиндрического корпуса с образованием снаружи полости для сбора выделившихся капель, сообщенный с полостью цилиндрического корпуса, расположенной под усеченным конусом, при этом в цилиндрическом корпусе диаметрально расположены, по меньшей мере, четыре гибкие сливные трубки, заглушенные на нижнем торце, причем в стенке каждой трубки по длине выполнены суживающиеся сопла для подвода сока из полости сбора на внутреннюю поверхность цилиндрического корпуса и образования на ней пленки жидкости, отличающийся тем, что в верхней части цилиндрического корпуса выполнен патрубок для сброса парогазового потока, соединенный с входом проходного канала для теплоносителя термоэлектрического генератора, выполненного в виде корпуса и комплекта дифференциальных термопар, причем «горячие» концы дифференциальных термопар расположены внутри проходного канала для теплоносителя, а их «холодные» концы укреплены на поверхности корпуса термоэлектрического генератора, кроме того, выход проходного канала для теплоносителя соединен с атмосферой.
САТУРАТОР ДЛЯ СВЕКЛОСАХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
САТУРАТОР ДЛЯ СВЕКЛОСАХАРНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 141-148 из 148.
20.01.2018
№218.016.1dc6

Трехслойная ресурсосберегающая железобетонная панель

Изобретение относится к строительству, в частности к ограждающим конструкциям промышленных зданий. Трехслойная ресурсоберегающая железобетонная панель включает теплоизоляционный слой, наружный и внутренний железобетонные слои, связанные между собой жесткими связями, выполненными в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640838
Дата охранного документа: 12.01.2018
13.02.2018
№218.016.204b

Мельница

Изобретение относится к бытовой и промышленной технике и может быть использовано для размола пищевых продуктов (кофе, зерна, травяного лекарственного и технического сырья), а также в промышленности и, в частности, для получения нанопорошков. Мельница содержит электродвигатель и систему размола,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641577
Дата охранного документа: 18.01.2018
13.02.2018
№218.016.2188

Фильтр для очистки воздуха

Изобретение относится к очистке сжатого воздуха, особенно от туманов, в разных отраслях народного хозяйства, преимущественно на крупных компрессорных станциях со значительным суточным расходом сжатого воздуха. Фильтр для очистки воздуха содержит корпус с коническим днищем, выполненным с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641824
Дата охранного документа: 22.01.2018
17.02.2018
№218.016.2b4f

Система оборотного водоснабжения

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к системам оборотного водоснабжения промышленных предприятий. Система оборотного водоснабжения содержит теплообменники, подключаемые прямой и обратной магистралями воды к бассейну-смесителю, снабженному охладителем, подключенным к прямой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643407
Дата охранного документа: 01.02.2018
17.02.2018
№218.016.2b99

Ротационная пульполовушка для очистки диффузионного сока

Изобретение относится к сахарной промышленности, а именно к очистке диффузионного сока от мезги. Ротационная пульполовушка для очистки диффузионного сока, в состав которой входит корытообразный корпус с патрубком для подвода нефильтрованного диффузионного сока и бункер для мезги. Наружная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643266
Дата охранного документа: 31.01.2018
17.02.2018
№218.016.2c6e

Экструдер пресса для изготовления макаронных изделий улучшенного качества

Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для применения в прессах для изготовления макаронных изделий. Экструдер содержит в корпусе шнек с выходным валом привода экструдера с одной стороны и с формующим устройством с другой стороны. Винтовая поверхность шнека разделена на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643261
Дата охранного документа: 31.01.2018
04.04.2018
№218.016.2ffe

Котел отопительный газовый

Изобретение относится к бытовой топливоиспользующей аппаратуре. Котел отопительный газовый состоит из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов сгорания через внешнюю стенку помещения, установленный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002645108
Дата охранного документа: 15.02.2018
04.04.2018
№218.016.3620

Котел отопительный газовый

Изобретение относится к котлу отопительному газовому. Kотёл отопительный газовый для нужд отопления и горячего водоснабжения в жилых помещениях состоит из прямоугольного шкафа с тепловой защитой и кожухом, внутри которого расположены топка с горелкой, теплообменник и патрубок выхода продуктов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646276
Дата охранного документа: 02.03.2018
Показаны записи 141-146 из 146.
13.01.2017
№217.015.7022

Гелиосушилка

Изобретение относится к сушилкам, в частности к установкам для сушки растительной продукции, в частности винограда и фруктов. Гелиосушилка содержит вертикальную камеру с теплоизолирующими стенками, основанием и перфорированным дном, крышку с вытяжной трубой, солнечный нагреватель, связанный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596676
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.7a3b

Горелка-электрогенератор

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в инжекционных горелках бытовых отопительных приборов, газовых плитах и т.п. для совместной генерации тепла и электрической энергии. Горелка-электрогенератор содержит корпус, сопряженный с газовой форсункой, зубчатый венец,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599088
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7c80

Термоэлектрический венец для дымовой трубы

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в конструкциях головки дымовых труб для утилизации тепла дымовых газов котельных агрегатов, промышленных печей при их выбросе в атмосферу с получением электричества. Термоэлектрический венец для дымовой трубы содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002600192
Дата охранного документа: 20.10.2016
13.01.2017
№217.015.7ed0

Способ и устройство теплоснабжения и регенерации тепловой энергии в вакуумной машине обезвоживания и сушки

Изобретение относится к системам передачи тепловой энергии в вакуумных машинах обезвоживания и сушки и способу подвода и передачи тепловой энергии в вакуумных сушилках, выпарных машинах и устройствах низкотемпературного обезвоживания в вакууме различных материалов и может быть использовано для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601082
Дата охранного документа: 27.10.2016
25.08.2017
№217.015.aee0

Шихта для производства вольфрамотитановых твердых сплавов

Изобретение относится к получению вольфрамотитановых твердых сплавов. Шихта содержит порошок карбида вольфрама и карбида титана в виде продукта электроэрозионного диспергирования отходов твердого сплава марки Т15К6, который получен в керосине и дистиллированной воде и имеет средний размер...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612886
Дата охранного документа: 13.03.2017
25.08.2017
№217.015.ce5d

Воздухоподогреватель-газоход

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к вспомогательному оборудованию котлов, работающих на серосодержащих топливах, и может быть использовано для создания комплексного оборудования, совмещающего функции газохода и воздухоподогревателя. Воздухоподогреватель-газоход содержит корпус,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002620738
Дата охранного документа: 29.05.2017
+ добавить свой РИД