устройство охлаждения жидкости

Формула изобретения

Устройство охлаждения жидкости, выполненное в виде замкнутого контура жидкости, образованного, по меньшей мере, одним охладителем, трубопроводами для подвода и отвода жидкости, по меньшей мере, одним нагнетательным устройством, теплообменником, отличающееся тем, что конструктивные элементы теплообменника, например змеевик или пакет параллельно установленных трубок мелкого диаметра или пластин, установлены непосредственно в скважине артезианской воды ниже ее уровня.

Описание изобретения к патенту

Устройство относится к приспособлениям для охлаждения жидкости, например воды, которая может использоваться в системах оборотного водоснабжения для различного производственного оборудования, например для ректификационных установок, компрессоров и т.д.

Известно устройство охлаждения жидкости, выполненное в виде замкнутого контура жидкости, образованного по меньшей мере одним охладителем, трубопроводами для подвода и отвода жидкости, по меньшей мере одним нагнетательным устройством, теплообменником (См. авторское свидетельство СССР №868011, 05.10.1981, кл. Е 03 В 1/00).

Недостатком известной системы является ее значительная механоемкость.

Целью предполагаемого изобретения является создание компактного и экологически чистого устройства охлаждения жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве охлаждения жидкости, выполненном в виде замкнутого контура жидкости, образованного по меньшей мере одним охладителем, трубопроводами для подвода и отвода жидкости, по меньшей мере одним нагнетательным устройством, теплообменником, конструктивные элементы теплообменника, например змеевик или пакет параллельно установленных трубок мелкого диаметра или пластин, установлены непосредственно в скважине артезианской воды ниже ее уровня.

Изобретение поясняется следующими чертежами:

Фиг.1 - Принципиальная схема системы оборотного водоснабжения.

Фиг.2 - Принципиальная схема устройства охлаждения жидкости.

Фиг.3 - Узел охлаждения жидкости.

Устройство охлаждения жидкости рассматривается заявителем в качестве применения его в системе оборотного водоснабжения для производства спирта в ректификационных установках, которая содержит, например, буферный бак 1, подпитывающий трубопровод 2, отводящий трубопровод 3, на котором установлен по меньшей мере один насос 4 и по меньшей мере один теплообменник 5, трубопровод 3 соединяет буферный бак 1 с напорным баком 6, к которому подведен подпитывающий трубопровод 7 и который отводящим трубопроводом 8 соединен с по меньшей мере одной ректификационной установкой 9. Выход этой установки трубопроводом 10 соединен с дефлегматорным баком 11, в котором выполнен переливной патрубок 12, соединенный с трубопроводом 14, соединяющим дефлегматорный бак 11 с буферным баком 1, через по меньшей мере один охладитель 15, например через градирню.

В теплообменнике 5 может быть выполнен по меньшей мере один патрубок 16, выполненный в виде змеевика или набора параллельно установленных патрубков, который связан с трубопроводом 17, на котором установлен по меньшей мере один насос 18. Трубопровод 17 через отвод 19 и вентиль 20 соединен с сектором 21, расположенным в скважине 22 с выполненным в ней решетчатым корпусом 23, имеющим форму цилиндра. Трубопровод 17 обводным патрубком 25 с установленным на нем вентилем 26 соединен с отводом 27 сектора 21, с установленным на его выходе вентилем 24. Отвод 27 трубопроводом 28 соединен с отводом 29, который соединен через вентиль 30 с сектором 31, расположенным в скважине 32, в которой выполнен решетчатый корпус 33. На выходе сектора 31 установлен вентиль 34, через который сектор 31 соединен с отводом 38, соединенным обводным патрубком 36 с установленным на нем вентилем 37 с трубопроводом 28. Отвод 38 соединен также с трубопроводом 39, соединяющим его с входом патрубка 16. Обводной патрубок 42 с установленным на нем вентилем 43 соединяет трубопровод 17 с трубопроводом 28.

Обводной патрубок 40 с установленным на нем вентилем 41 соединяет трубопровод 28 с трубопроводом 39.

Корпус 23 может быть выполнен в виде цилиндра 44 с отверстиями, внутри которого установлена фильтрующая сетка 45, которая может быть установлена на дне этого цилиндра или на дне скважины.

Дополнительные материалы:

Фиг.4 - Пример установки устройства охлаждения жидкости в систему оборотного водоснабжения.

Фиг.5 - Пример выполнения узла охлаждения.

Трубопровод 17 и трубопровод 39 могут быть напрямую подсоединены в разрыв трубопровода 3, а места их подсоединения могут быть связаны обводным патрубком 46, с установленным на нем вентилем 47. (Фиг.4)

В скважинах 22 и 32 может быть установлен дополнительный небольшой артезианский насос 48.

Последовательно в разрыве трубопровода 3 могут быть последовательно подключены несколько устройств охлаждения жидкости.

Глубинный артезианский насос 48 подключен к трубопроводу 49, через который он подключен к потребителю или к дренажному устройству.

Сектора 21 представляют собой трубопровод, подключенный к трубопроводам 17 и 39 через запорную арматуру, при этом сектора 21 и 31 могут содержать змеевик 50, выполненный, например, в виде гибкого бронерукава, или содержать пакет параллельно установленных трубок мелкого диаметра, например в виде трубок 51, или пластин 52, т.е. конструктивные элементы скоростных теплообменников устанавливаются непосредственно в скважине артезианской воды, как это указано на фиг. 6 и 7.

Устройство охлаждения жидкости работает следующим образом.

В примере жидкость, например вода, циркулирует по замкнутому кругу, по змеевику 16, по трубопроводу 17, отводу 19, сектору 21, например, выполненному в виде трубопровода со змеевиком, по трубопроводу 28, отводу 29, сектору 31, отводу 38, трубопроводу 39 и снова поступая на змеевик 16. Охлаждение жидкости, т.е. воды в данном случае, происходит в секторе 21 и секторе 31, погруженных в холодную артезианскую воду, которая движется под землей, как и наземная река, особенно это проявляется при близости последней. Последовательность циркуляции осуществляется в данном случае при открытых вентилях 20, 24, 30 и 34. Все остальные вентиля закрыты, т.е. сектора 21 и 31 подключены последовательно.

Изменяя последовательность открытия вентилей устройства охлаждения жидкости можно подключать к змеевику 16 по одному сектору 21 или 31, или подключать их параллельно или последовательно, как это описано в настоящем примере.

Разберем пример использования устройства охлаждения жидкости в системе оборотного водоснабжения ректификации спирта. В этом примере вода из буферного бака по трубопроводу 3 насосом 4 подается в устройство охлаждения жидкости напрямую по трубопроводам 17, 39, секторам 21 и 31, или через теплообменник 5, далее охлажденная вода подается на напорный бак 6, с которого она по трубопроводу 8 подается на теплообменники ректификационной установки 9, отдав в них свой холод и подогревшись, эта вода по трубопроводу 10 подается на дефлегматорный бак 11 и через переливной патрубок 12, через трубопровод 14 и охладитель 15 снова поступает в буферный бак 1, через подпитывающие трубопроводы 1 и 6 происходит подпитка баков 1 и 6. В примере условно ограничено количество охладителей и теплообменников.

В целях исключения застаивания артезианской воды она может откачиваться циклически или постоянной небольшим артезианским насосом 48 или несколькими мелкими насосами.

Сектора 21 и 31 могут содержать элементы стандартных скоростных теплообменников, трубчатых, пластинчатых, шланговых и т.д.

Дополнительно: Фиг.8 - Часть трубопровода устройства.

На трубопроводе 17 может быть установлен автоматический клапан 53, функционально связанный с регулятором температуры 54 и через него с датчиком температуры, установленным на трубопроводе 3, т.е. с датчиком 55, установленным после охладителя жидкости.

Система автоматического регулирования позволяет, открывая или перекрывая поток жидкости, поддерживать заданную температуру охлажденной жидкости в трубопроводе 3.

Насосы 4 и 18 могут, в общем, называться нагнетательными устройствами.

Основным признаком заявленного устройства является размещение теплообменника непосредственно в артезианской скважине, но в отдельном случае эти сектора 21 и 31 могут располагаться в глубоком колодце.

На трубопроводе 17 перед насосом 18 может быть установлена накопительная емкость 56, к которой может быть подведен подпитывающий трубопровод 57 с автоматическим клапаном 58.