устройство для очистки сублимирующихся веществ

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СУБЛИМИРУЮЩИХСЯ ВЕЩЕСТВ, содержащее корпус с перегородкой, разделяющей его на две плоскости, средство перемещения десублимирующихся веществ, системы подачи сублимирующихся веществ и сорбента с патрубками, системы отвода остатков сублимирующихся веществ и сорбента и удаления чистого вещества с патрубками, нагреватель, отличающееся тем, что, с целью повышения производительности, перегородка выполнена в виде вывернутого рукава и имеет отверстия в правых частях, нагреватель содержит второй вывернутый рукав из токопроводящего материала, расположенный в первом рукаве и соединенный с источником тока, устройство дополнительно содержит два байпаса, кольцо с двумя парами патрубков, вторую перегородку с прорезью, в которой установлено уплотнение, три пары клапанов и три патрубка, причем патрубки на кольце установлены попарно в ряд диаметрально противоположных его сторонах, системы подачи сублимирующихся веществ и отвода их остатков соединены каждая через два первых и вторых клапана с двумя парами патрубков, установленными посредине боковой поверхности корпуса в ряд с диаметрально противоположных ее сторон, система подачи сорбента соединена через два третьих клапана с двумя патрубками, установленными по обеим сторонам патрубков системы подачи сублимирующихся веществ в один с ними ряд и вблизи них, два байпаса установлены по обеим сторонам патрубков подачи сорбента в один ряд и вблизи них, первый и второй концы первого рукава закреплены на боковой поверхности корпуса между местами подвого первого и второго байпасов, концы рукава нагревателя закреплены на кольце перед патрубками, рукав нагревателя, уплотнение, вторая перегородка и кольцо коаксиально установлены на первом рукаве соответственно, нижняя ветвь рукава нагревателя снабжена пластинчатыми пружинами для удаления сублимирующихся веществ, парные патрубки на кольце установлены на одинаковом расстоянии с патрубками систем подачи сублимирующихся веществ и отвода их остатка, две системы удаления чистого вещества установлены на боковых поверхностях корпуса вблизи его торцов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сублимационным аппаратам, предназначенным для получения веществ высокой степени чистоты, и может быть использовано в химической промышленности и других отраслях народного хозяйства.

Известна установка для очистки сублимируемых веществ, содержащая нагреватель исходного продукта, десублиматор, выполненный в виде вертикального цилиндра с крышкой, патрубок подачи парагазовой смеси, патрубок подачи охлажденного газа, патрубки отвода и цилиндрическую экранирующую перегородку для предотвращения отложения кристаллов готового продукта на внутренней поверхности десублиматора.

Известен аппарат для очистки сублимирующихся веществ, содержащий корпус, разделенный перегородками на камеры сублимации, разделения и десублимации, при этом камеры разделения и сублимации снабжены полками и осевыми штангами.

Недостатком этого аппарата является невысокая производительность (не происходит ускоренного процесса разрежения в большом объеме). Выход продукта является также небольшим за счет небольших площадей камер [1]

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является сублимационный аппарат, включающий цилиндрический корпус с камерами сублимации, сорбции и десублимации, патрубками подачи и выдачи продуктов, а также камеры сублимации и сорбции снабжены шнеками.

Недостатком данного устройства является невысокая производительность аппарата и небольшой выход продукта за счет небольшой площади охлаждения, невозможность создания вакуума в большом объеме [2]

Целью изобретения является увеличение производительности установки и увеличение выхода сублимирующихся веществ за счет создания глубокого ускоренного разрежения в большом объеме и непрерывности процесса.

Цель достигается тем, что в устройстве для очистки сублимирующихся веществ, содержащем корпус с камерами сублимации, сорбции и десублимации, а также патрубки подачи и выдачи продукта согласно изобретению вместо камер имеются сообщающиеся между собой полости, которые выполнены при помощи рукавов и кольца, с перегородкой, в которой выполнена прорезь с уплотнением. Кольцо имеет патрубки для выхода пара сублимирующегося вещества. Рукава же коаксиально установлены друг в друга и продеты сквозь прорезь с уплотнением. Концы внутреннего рукава закреплены на кольце, а концы наружного на корпусе.

Полость, образованная внутренним рукавом, снабжена системой подачи сублимирующихся веществ; полость, образованная между внутренним и наружным рукавами, системой подачи сорбента и системой отвода остатков сублимирующихся веществ и сорбента; полости, образованные внешним рукавом и корпусом, соединены с системами удаления чистого вещества. Все системы регулируются клапанами.

Левая полость (по отношению к кольцу), образованная внешним рукавом и корпусом, соединена байпасом с левой полостью, образованной рукавами, а правая полость, образованная внутренним рукавом, соединена с полостью между рукавами при помощи другого байпаса.

Кроме того, внешний рукав имеет отверстия с одной стороны, так как, передвигаясь из левой полости в правую, его отверстия поочередно оказываются в обеих полостях, образованных внешним рукавом и корпусом, а внутренний рукав выполнен из токопроводящего материала и соединен с источником электрического тока.

Сопоставительный с прототипом анализ показывает, что предлагаемое устройство для очистки сублимирующегося вещества отличается тем, что все полости образованы с помощью рукавов и кольца с перегородкой с прорезью, а также с уплотнением. При этом рукава коаксиально установлены друг в друга и продеты сквозь прорезь в колене, которое делит полость на левые и правые. Полости соединены с системами подачи сублимирующихся веществ, подачи сорбента, удаления чистого вещества и отвода остатков сублимирующегося вещества и сорбента, а также байпасами и отверстиями в рукаве, с помощью которых происходит прекращение сообщения или же наоборот. Все системы соединены клапанами. Отличие состоит и в том, что внутренний рукав выполнен из токопроводящего материала и соединен с источником электрического тока.

Таким образом, предлагаемое устройство соответствует критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволяет выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На чертеже представлено устройство.

Устройство состоит из корпуса 1, в котором закреплено кольцо 2, с перегородкой 3, в которой выполнена прорезь 4 с уплотнением 5. Через уплотнитель 5 проходят рукава 6 и 7 коаксиально установленные друг в друга. Концы 8 рукава 6 закреплены в кольце 2, которое имеет патрубки 9 и 10.

Концы 11 рукава 7 закреплены в корпусе 1. Между концами 11 рукава 7 и концами 8 рукава 6 имеется полость 12 и соответственно 13 с другого конца. На нижней части рукава 6 закреплены пластинчатые пружины 14. Корпус 1 сообщен с системами удаления чистого вещества 15 и 16.

Рукава 6 и 7 в корпусе 1 имеют полости 17-20. Полости 19 и 20 сообщены с системой подачи сублимирующегося вещества 21. Полости 12 и 13 сообщены с системой подачи сорбента 22.

Полости 17 и 12 сообщены между собой байпасом 22. Полости 20 и 13 сообщены между собой байпасом 24.

Полости 12 и 13 сообщены системой 25 отвода остатков сублимирующегося вещества и сорбента. Все системы 15, 16, 21, 22 и 25 регулируются клапанами 26 с помощью программного механизма. Рукав 6 выполнен из токопроводящего материала и соединен с источником 27 электрического тока. В рукаве 7 имеются отверстия 28.

Работает устройство следующим образом.

Открывают клапан 26 системы 15 и закрывают клапан 26 системы 16. Давление в полости 12 становится больше, чем в полости 13. Рукава 6 и 7 перемещаются в полость 17, выходя из полости 18. Рукав 6 закрывает отверстие байпаса 23. Полости 17 и 12 больше не сообщаются. Левый клапан 26 дает сигнал системе 21, которая подает сублимирующееся вещество на среднюю часть рукава 6, с которой вещество высыпается на нижнюю часть рукава 6. Сублимирующееся вещество распределяется по всей полости 19 и нагревается. Рукава 6 и 7 выходят из полости 18. Полости 20 и 13 уменьшаются, а полости 12 и 19 увеличиваются. Рукав 6 выталкивает пар и остатки сублимирующего вещества предыдущего цикла через патрубок 10. Перед движением рукава 6 в полость 17, система 22 подает сорбент в полость 12. Этот сорбент распределяется рукавом 6 в рукаве 7 и в полости 12. Рукав 7 выталкивает сорбент в систему 25. Сублимирующееся вещество в полости 19 нагревается, пар выходит через патрубок 9.

Система 25 закрыта. Пар, выйдя через патрубок 9, проходит над слоем сорбента, который адсорбирует из пара компоненты пара, очищая его. Пар заходит в полость 12 и передвигает рукав 6 в полость 17. После того, как рукав 6 полностью войдет в полость 17, часть рукава 7, содержащая отверстия 28, будет занимать поперечное положение в полости 17, так как отверстия передвигаются вслед за рукавом. Полости 17, 12 и 19 будут сообщены между собой. Очищенный пар заходит в полость 17. Во время движения рукава 7 по полости 17 из концентрированного пара выделяется необходимое вещество, которое рукавом 7 выталкивается в систему 15.

После удаления концентрированного вещества в систему 15 эта система закрывается. При выходе рукава 7 из полости 18 пар в ней расширяется и охлаждается. Из пара концентрируется вещество, которое выпадает в систему 16. (Предыдущий цикл).

После заполнения полости 17 паром сублимирующего вещества, открывают систему 16. Давление в полости 18 становится меньше, чем в полости 17.

Рукава 6 и 7 начинают перемещаться в полость 18, выходя из полости 17, в которой появляется разрежение. Пар сублимирующегося вещества расширяется и конденсируется в полость 17, из пара выпадает сублимированное вещество. Отверстия 28 при движении рукава 7 в полость 18 закрываются, так как вместе с рукавом проходят через щель с уплотнением. Полость 17 герметизируется рукавом 7 от полостей 12, 13 и 20. Оставшийся пар в полости 12 выталкивается рукавом 6 в полость 13. Пар проходит над слоем сорбента, который вступает в реакцию с компонентами пара, очищая его.

Перед движением рукавов 6 и 7 в полость 18 система 22 подает порцию сорбента в полость 13. Рукав 6 распределяет сорбент в полости 13 равномерным слоем с помощью пластинчатых пружин 14, которые служат для перемешивания его. При движении рукава 6 в полость 18 система 21 через клапан 26 подает сублимирующееся вещество на рукав 6. Сублимирующееся вещество распределяется равномерно в рукаве 6, нагревается и пары выходят из вещества. Остатки вещества из полости 19 рукав 6 выдавливает через патрубок 9 вместе с остатками пара в полость 13. Пар из полостей 19 и 20 перемещается в полость 13 через патрубок 9 и байпас 24 над сорбентом, который очищает пар от примесей.

После того, как рукав 7 в полости сойдет с отверстия байпаса 23 полости 13, 20, 19, 22 и 17 сообщаются между собой и пар через байпас 23 выходит в полость 17, где, расширяясь, охлаждается.

Пар конденсируется и из него образуется сублимированное вещество.

Аналогичное происходит и тогда, когда рукав 7 проходит отверстие байпаса 24, тогда полости 18, 12, 13, 20 и 19 сообщаются между собой и пар заходит в полость 18, образуя сублимированное вещество.

При движении рукавов 6 и 7 в полость 18 сублимированное вещество рукавом 7 подается к системе 16, которую открывают и в нее рукавом 7 выталкивают сублимированное вещество. Затем систему 16 закрывают, в это время отверстия 28 сообщают полость 18 с полостями 13, 20, 19, 12 и 17. Пар занимает весь объем корпуса 1 и в полости 17 конденсируется. После этого вновь открывают систему 15. Цикл повторяется.

Предлагаемая установка для очистки сублимирующихся веществ по сравнению с известными имеет более высокую производительность. Это связано с тем, что создание вакуума препятствует осаждению в полости кристаллов очищаемых веществ, и за счет ускоренного разрежения в большом объеме чистый продукт выносится в систему в полном объеме. Производительность выражается в увеличении выхода чистого вещества.

Использование изобретения обеспечивает непрерывность осуществляемых в нем процессов, а также позволяет повысить производительность и выход чистого вещества за счет глубокого разрежения, создания вакуума в большом объеме.