Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
DEVICE FOR DEHYDRATING MATERIALS IN VACUUM AT A LOW-TEMPERATURE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/057001
Kind Code:
A1
Abstract:
The inventive device for dehydrating materials in vacuum at a low-temperature comprises a vacuum processing chamber (1) provided with processing heat exchangers (2), units for loading an initial material (13) and unloading a dry final product (21), an input heat exchanger (4) and an output heat exchanger (9), a condensate collecting unit (22, 23) and a heat pump (16). Said device also comprises a unit (11) which is used for pre-heating the initial material and is connected to a container (12) for the initial material, to the output heat exchanger (9) and to the evaporator of the heat pump (16), wherein the condenser of the heat pump is connected to the input heat exchanger (4) and output pipelines (19) of the heat pump condenser are connectable, through valves (20), to another, at least one, device for dehydrating in vacuum at a low-temperature.

Inventors:
KOVALEV LEV KUZMICH (RU)
KOVALEVA NATALYA LVOVNA (RU)
Application Number:
RU2006/000578
Publication Date:
May 15, 2008
Filing Date:
November 07, 2006
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
KOVALEV LEV KUZMICH (RU)
KOVALEVA NATALYA LVOVNA (RU)
International Classes:
F26B5/04; F26B9/06
Foreign References:
RU2119622C11998-09-27
RU2246079C12005-02-10
US20040250441A12004-12-16
Download PDF:
Claims:
формула изобретения

1. устройство для низкoтeмпepaтypнoг7o обезвоживания материалов в вакууме, содержащее вакуумную технологическую камеру (1) с технологическими теплообменниками 2 для нагрева исходного материала (3), узлы загрузки исходного материала (13) в вакуумную технологическую камеру и выгрузки сухого конечного продукта (21), вакуумный насос для откачки вакуумной технологической камеры (28), входной теплообменник (4), соединенный с первичным источником тепла (7), выходной теплообменник (9), соединенный с вакуумной технологической камерой (1), узел для сбора конденсата (22, 23) и тепловой насос (16), отличающееся тем, что оно снабжено узлом предварительного нагрева исходного материала (11), соединенным с емкостью для исходного материала (12) и с узлом загрузки исходного материала (13) в вакуумную технологическую камеру (1), при этом узел предварительно нагрева исходного материала (11) соединен с горячим трубопроводом (10) выходного теплообменника (9), а испаритель теплового насоса (16) соединен с трубопроводом (17) узла предварительно нагрева исходного материала (11) и через насос (15) с трубопроводом (14) выходного теплообменника (9), при этом конденсатор теплового насоса (16) соединен с входным теплообменником (4), а выходные трубопроводы (19) конденсора теплового насоса выполнены с возможностью соединения их через вентили (20) с другим, по крайней мере, одним устройством для низкотемпературного обезвоживания в вакууме.

2. устройство по п. 1, отличающееся тем, что узел сбора конденсата выполнен в виде нескольких емкостей (22, 23), которые через вентили (24, 25) параллельно соединены с выходным теплообменником (9), вакуумным насосом (29) и насосом для слива конденсата (30). 3. устройство по п. 1, отличающееся тем, что технологический теплообменник (2) выполнен в виде набора плоских элементов трубчатой структуры

(31) герметично и неразъемно соединенных между собой боковыми поверхностями, а концы плоских элементов трубчатой структуры герметично связаны с фланцами

(32) для подачи теплоносителя, на входе которого размещена диафрагма (33) переменного сечения.

заменяющий лист (правило 26)

Description:

устройство для низкотемпературного обезвоживания материалов в вакууме область техники

изобретение относится преимущественно к области сельского хозяйства, в частности к технологическим процессам обезвоживания и сушки материалов в вакууме, в том числе, к процессам обработки веществ и материалов, в устройствах для низкотемпературного обезвоживания материалов в вакууме для утилизации отходов птицеводческих и свиноводческих хозяйств, заводов производящих спирт и пиво, а так же в пищевой, медицинской, микробиологической и других отраслях промышленности .

предшествующий уровень техники

известно устройство для низкотемпературного обезвоживания органических веществ в вакууме, содержащее вакуумную камеру, в которой по ярусно расположены теплообменники, выполненные в виде расположенных друг над другом дисков с лопатками, между которыми размещены полые диски с трубчатыми каналами для теплоносителя (патент RU Ne 2150058 по кл. F 26 в 5/06 от 19.01.1999). недостатком данного устройства является относительно низкая эффективность теплообменников, обусловленная наличием значительных тепловых потерь и также отсутствие утилизации тепла, уносимого парами испаренной влаги.

наиболее близким техническим решением по совокупности существенных признаков является устройство для низкотемпературного обезвоживания материалов в вакууме, содержащее вакуумную технологическую камеру с технологическими теплообменниками для нагрева исходного материала, узлы загрузки исходного материала в технологическую камеру и выгрузки сухого продукта, вакуумный насос для откачки технологической камеры, входной теплообменник, соединенный с первичным источником тепла, выходной теплообменник, соединенный с технологической камерой, узел сбора конденсата и тепловой насос (патент RU Ns 2246079 по кл. F 26 в 5/04 от 28.07.2003).

недостатком данного устройства является относительно низкая эффективность и технологичность процесса обезвоживания исходного продукта, отсутствие утилизации тепла, уносимого парами испаренной влаги.

раскрытие сущности изобретения задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в снижении энергоемкости, повышения эффективности процесса

заменяющий лист (правило 26)

низкотемпературного обезвоживания и повышения производительности устройства в работе.

поставленная задача решается за счет того, что устройство низкотемпературного безвоживания материалов в вакууме, содержащее вакуумную технологическую камеру с технологическими теплообменниками для нагрева исходного материала, узлы загрузки исходного материала в вакуумную технологическую камеру и выгрузки сухого продукта, вакуумный насос для откачки вакуумной технологической камеры, входной теплообменник, соединенный с первичным источником тепла, выходной теплообменник, соединенный с вакуумной технологической камерой, узел для сбора конденсата и тепловой насос, снабжено узлом предварительного нагрева исходного материала, соединенным с емкостью для исходного материала и с узлом загрузки исходного материала в вакуумную технологическую камеру, при этом узел предварительного нагрева также соединен с горячим трубопроводом выходного теплообменника, а испаритель теплового насоса соединен с трубопроводом выходного узла предварительного нагрева и через насос - с трубопроводом выходного теплообменника, при этом конденсатор теплового насоса соединен с входным теплообменником, а выходные трубопроводы конденсатора теплового насоса выполнены с возможностью соединения их через вентили с другим, по крайней мере, одним устройством для низкотемпературного обезвоживания материалов в вакууме.

краткое описание чертежей

предполагаемое изобретение поясняется чертежами, где на чертеже 1 представлена структурная схема устройства для низкотемпературного обезвоживания материалов в вакууме. на чертеже 2 - общий вид технологического теплообменника устройства низкотемпературного обезвоживания материалов в вакууме.

на чертеже 3 - общий вид, собранных в пакет технологических теплообменников.

вариант исполнения изобретения как показано на чертеже 1 устройство содержит вакуумную технологическую камеру 1, внутри которой размещаются собранные в пакет технологические теплообменники 2 с обрабатываемым исходным материалом 3. к вакуумной технологической камере 1 через входной теплообменник 4 и насосы 5 и 6 присоединяется первичный источник тепла 7. в качестве первичного источника

заменяющий лист (правило 26)

тепла 7 может использоваться котельная, бросовые пар, горячая вода, или тепловой насос.

вакуумная технологическая камера 1 через паропровод 8 соединена с выходным теплообменником 9, горячий трубопровод 10 которого соединен с узлом предварительного нагрева исходного материала 11, который соединен с емкостью 12 для исходного материала и с узлом загрузки 13 исходного материала в вакуумную технологическую камеру 1.

трубопровод 14 выходного теплообменника 9, соединен через насос 15 с испарителем теплового насоса 16, который соединен также с трубопроводом 17 узла предварительно нагрева исходного материала 10.

конденсатор теплового насоса 16 соединен через вентили 18 с входным теплообменником 4, а выходные трубопроводы 19 конденсора теплового насоса через вентили 20 могут подключаться для подачи тепла к другим устройствам для низкотемпературного обезвоживания материалов в вакууме. устройство содержит также узел выгрузки высушенного конечного продукта

21 (на чертеже показан условно), узла сбора конденсата, состоящий из емкостей 22 и 23, которые через вентили 24 и 25, параллельно присоединены к выходному теплообменнику 9, через вентили 26 и 27 к вакуумному насосу 28, и через вентили 29 к насосу 30 для слива конденсата. в вакуумной технологической камере размещены пакеты технологических теплообменников, каждый из которых выполнен в виде плоских трубчатых элементов зl с отверстиями во фланцах 32 для подачи теплоносителя.

на входе коллектора в каждый технологический теплообменник 2 стоит диафрагма переменного сечения 33. работа устройства

подлежащий обезвоживанию исходный материал 3 размещается на плоских поверхностях технологических теплообменников 2. после откачки вакуумной технологической камеры 1 вакуумным насосом 28, исходный материал 3 подвергается нагреву теплоносителем, поступающим через входной теплообменник 4 от первичного теплового источника 7. образовавшиеся пары воды по паропроводу 8 поступают в выходной теплообменник 9. образовавшийся в выходном теплообменнике 9 конденсат через вентили 24, 25 поочередно заполняет один из герметичных объемов 22 и 23, при этом заполненный собранным конденсатом объем соединяется с атмосферой при помощи вентилей 34 и откачивается на слив насосом

заменяющий лист (правило 26)

8 поступает в выходной теплообменник 9. образовавшийся в выходном теплообменнике 9 конденсат через вентили 24, 25 поочередно заполняет один из герметичных объемов 22 и 23, при этом заполненный собранным конденсатом объем соединяется с атмосферой при помощи вентилей 34 и откачивается на слив насосом 30, в то время как не соединенный с атмосферой герметичный объем через вентили 26 либо 27 откачивается вакуумным насосом 28.

нагревшаяся в результате конденсации пара, вода из выходного теплообменника 9 по трубопроводу 10 поступает в узел предварительного нагрева исходного материала 11 и затем по холодному трубопроводу 17 поступает на испаритель теплового насоса 16.

из емкости 12 исходный материал подается в узел предварительного нагрева 11, в котором исходный материал нагревается до температуры испарения, соответствующей давлению в вакуумной технологической камере 1. предварительно нагретый таким образом исходный материал 3 подается загрузочным устройством 13 на поверхности технологического теплообменника 2, а остывшая в узле 11 вода поступает по трубопроводу 17 на вход испарителя теплового насоса 16, а затем при помощи насоса 15 по трубопроводу 14 на выходной теплообменник 9. из конденсатора теплового насоса 16 горячая вода, нагретая до температуры от 80 до 90 0 C, поступает на вход входного теплообменника 4. при этом первичный источник тепла 7 отключается.

при помощи вентилей 20 горячая вода по трубопроводам 19 может быть направлена на входные теплообменники параллельно работающих устройств для низкотемпературного обезвоживания материалов в вакууме. при этом первое устройство работает от первичного источника тепла 7, а второе - от теплового насоса 16. параметры теплового насоса выбираются из условия возможности нагрева воды в конденсаторе теплового насоса до температуры от 80 до 90 0 C, температуре конденсации теплоносителя в тепловом насосе от 85 до 95 0 C и температуре кипения теплоносителя в тепловом насосе от 58 до 60 0 C.

таким образом, наличие узла предварительного подогрева исходного материала, наличие герметичных объемов для сбора конденсата, связь испарителя и конденсатора теплового насоса с узлом предварительного нагрева позволяют

заменяющий лист (правило 26)

осуществлять непрерывный цикл процесса обезвоживания и тем самым повысить эффективность и производительность процесса обезвоживания и снизить энергоемкость процесса.

промышленная применимость

изобретение может быть наилучшим способом использовано для переработки и утилизации отходов птицеводческих и свиноводческих хозяйств, зaвoдoв 5 пpoизвoдящиx спирт, пиво, а также в пищевой, медицинской микробиологической и других отраслях промышленности.

заменяющий лист (правило 26)