РК 35 мм с двухрядным димротом (Страница 1 из 2)

Предисловие.
Здравствуйте, коллеги.
Предлагаю вашему вниманию для обсуждения вариацию на тему Стабильная РК с вертикальным  дефлегматором.
Многие из принятых решений были направлены на то, чтобы при высоте помещения 2, 45 м выполнить колонну с максимально возможной высотой царги.
Итак, по порядку.

Куб.
Куб достался от лабораторного  дистиллятора для воды, из нержавейки, объемом 30л, высотой 45см.
Внутри слой накипи в полсантиметра, которую так и не удалось до конца снять лимонкой.
Решено было уменьшить  объем емкости до 20л, уменьшив соответственно высоту. Болгаркой отрезана верхняя крышка, боковая стенка уменьшена по высоте .
Дрелью  с металлической щеткой были сняты остатки накипи внутри и заполирована внутренняя поверхность бака.  Верхняя крышка вернулась на место, приварена аргоновой сваркой.
На верхней крышке оставлены два патрубка: один штатный с метрической резьбой, другой - обрезок трубы, на котором нарезана полудюймовая резьба.  Может впоследствии пригодится для парогенератора, а пока накручена заглушка.
Для крепления ручек приварены нерж. гайки М6.
На верхней части есть горловина с фланцем и внутренним отверстием диаметром 90мм для доступа вовнутрь, т.е. рука проходит свободно.
Крышка горловины глухая, устанавливается через силиконовую прокладку (из коврика) и притягивается  8-ю барашковыми гайками М8 (столько было в заводском исполнении).
Крепление для царги выполнено не на горловине, а на верхней крышке куба, в месте, где раньше было отверстие. Это позволило сэкономить 5 см высоты для царги. В крышку  вварена  муфта 1 ¼, в которую  через уплотнитель вкручен ниппель с наружной резьбой  1 1/4".
ТЭН изготовлен на заказ. Мощность 2 кВт, трубка-нержавейка, фланцы с резьбой  1/2". Стандартная евро-вилка на 16А для подключения питания установлена на пластине, клемма заземления соединена с корпусом.
Подключение выполняется через евророзетку, устанавливаемую на кабель.
Куб устанавливается на платформу из 10-и мм фанеры. Платформа имеет 4 регулируемые опоры для выставления царги в строго вертикальное положение.

Дефлегматор.
Для уменьшения высоты дефлегматора  Димрот выполнен двухрядным из медной кондиционерной трубки 6.35 мм и длиной 3м. Первоначально трубка была прогрета, внутрь засыпана мелкая выварочная соль (имеет однородную структуру кристаллов, не слипается, хорошо сыплется).  Намотка выполнялась вручную на трубу диаметром 18мм, с межвитковым зазором около 2-х мм . После намотки первого ряда поверх намотано несколько слоев тонкого картона, это позволило задать зазор между слоями (2мм) и выровнять поверхность  пред намоткой второго слоя. Сминания трубки при намотке удалось избежать. После намотки соль благополучно высыпалась (её как-бы выкручивал из спирали с периодическим легким постукиванием). 
Наружный диаметр спирали получился равным 50 мм, высота- 140мм.
Исходя из наружного диаметра димрота, требовался отрезок трубы с внутренним диаметром  52мм, которого в наличии не было. Покупка 3-х метров нерентабельна, решено изготовить самостоятельно.  Два отрезка трубы 35мм и 28 мм с небольшим запасом по длине были распилены вдоль, разогнуты до требуемого диаметра.  Сложены вместе «внахлест»,  подогнаны на круглой деревянной оправке диаметром 52 мм. Между собой детали зафиксированы по краям  4-мя мелкими саморезами (впоследствии  были отпилены  вместе с  концами трубки).  Далее  по линям стыковки выполнена пайка твердым  медно-фосфорным припоем с использованием бытовой газовой горелки.  После пайки швы зачищены.
При высокотемпературной пайке твердыми припоями необходим нагрев места спая до температуры 700-800 градусов, т.е. «докрасна». Из-за высокой теплопроводности меди, при пайке массивных деталей происходят большие теплопотери, нужна мощная горелка. Для снижения теплопотерь, были изготовлены формы из строительного газобетонного блока, в которые помещались спаиваемые детали. Во время пайки была доступна только верхняя поверхность детали, стенки формы защищали основную часть детали от теплопотерь.

Для перехода использовалась муфта под пайку 35мм-54мм.
Далее все детали выкладывались, доводились по размерам, выгибались трубки, выполнялись отверстия для последующей пайки трубок.
Когда все детали дефлегматора были подогнаны по размерам, выполнена пайка медно-фосфорным припоем крупных деталей блоками с использованием  теплоизолирующих форм. Для пайки медной трубы и латунной муфты  в качестве флюса использовалась смесь буры с борной кислотой.

   
Далее крупные блоки последовательно собирались и пропаивались уже мягким  припоем. Не было опасности, что распаяется что-то из ранее собранного. Соединения прогревались газовой горелкой (менее мощная, чем при пайке твердым припоем). После фиксации соединения в шов  дополнительно вводилось небольшое  количество припоя до заполнения, затем шов заглаживался  паяльником.
Последними в ранее выполненные отверстия устанавливались 6 мм трубки. В месте соединения  наложено кольцо из медного провода 1мм и дополнительно пропаяно, что увеличило жёсткость и  надежность соединения.
Для установки термометра впаяна медная трубка 10мм с нарезанной резьбой М10х1. На нее накручивается колпачковая гайка с резьбой М10х1 для фиксации термометра.

Сборка димрота.
Выводы спирали димрота выполнены в боковой стенке верхней заглушки (54мм), пропаяны мягким припоем.
Окончания трубок припаяны к переходникам  1/4", которые  установлены на пластине для  исключения болтанки и изгибания трубок при эксплуатации. Пластина с помощью винтов крепится к кронштейнам, припаянным к корпусу дефлегматора. Заглушка не припаяна, а плотно надевается на корпус. Это позволяет снимать Димрот  для промывки.
Так же через боковую стенку верхней заглушки выведена ТСА.
 

В муфте 35мм-15мм, которая используется в качестве узла отбора, нарезана резьба G 3/8”, в которую вкручена футорка G 3/8” – G 1/4” . В футорку вкручен игольчатый кран отбора (для компрессорной техники) с уплотнением через фум-ленту.

Диоптр.
Для изготовления диоптра использованы подручные материалы.  Две медные пластины квадратной формы 35х35 мм изготовлены из обрезков труб. По углам пластин соосно просверлено по 4 отверстия диаметром 3мм. На верхнюю пластину припаяна заглушка с внутренней резьбой G 1/4” для крепления к крану отбора. В центре просверлено отверстие 6мм, в которое вставлен и пропаян отрезок трубки d=6мм длиной 20мм.
В нижнюю пластину впаян отрезок  6мм трубки длиной 50мм.
Вместо стеклянной трубки использован пузырек из-под пенициллина, у которого отрезано дно. Через  силиконовые прокладки толщиной 1мм установлены верхняя и нижняя пластины, и все это стянуто четырьмя шпильками с гайками М3.  К крану отбора диоптр прикручивается через силиконовую прокладку.
 

Холодильник.
Прямоточный холодильник  длиной 70 см. Внешняя трубка медная диаметром 15мм (внутренний диаметр 13 мм).
Внутренняя трубка из отожженной меди 3/8" (9.52 мм). 
Для центрирования внутренней трубки на ее поверхности под углом в 120 градусов  с шагом 20см  напаяны отрезки медного провода диаметром 1мм  длиной 5мм. Это позволяет предотвратить касание внутренней трубки  стенок наружной трубы и обеспечить между ними равномерный зазор для прохода воды.
В торцы внешней трубы с помощью мягкого припоя установлены латунные уголки  под пайку 15мм- 1/2" (с наружной резьбой).  Использование уголков позволило избежать "завоздушивания" и увеличить прочность соединения. К тому же в конструкции использовано всего 4 детали.
Внутренняя трубка проходит через отверстия, просверленные в уголке. Для прочности соединения в месте прохождения внутренней трубки через уголок наложено кольцо  из медного провода 1мм и пропаяно.
Для регулировки подачи воды использован игольчатый кран для пневмоинструмента.
На холодильник  установлены хомуты для крепления к царге с помощью барашковых гаек и винтов.
 

Царга.
Царга выполнена из медной трубы диаметром 35мм с толщиной стенки 1мм, высотой 170 см.
С помощью мягкого припоя установлены резьбовые муфты 1 1/4": верх- наружная резьба, низ- внутренняя резьба.
На высоте 2/3 впаяна трубка d=10 мм для установки термометра. От стенок трубки термометр изолируется силиконовыми шайбами и фум-лентой. В трубке термометр фиксируется с помощью силиконового кольца и латунной накидной гайки (в колпачковой гайке просверлено отверстие для прохождения кабеля.) 
При закручивании гайки силиконовое кольцо обжимает гильзу термометра и герметизирует отверстие.
Теплоизоляция царги выполнена из пенофлекса, стыки проклеены металлизированной клейкой лентой.
На царгу установлены хомуты-скобы, изготовленные из стальной полосы толщиной 0.8мм, для крепления холодильника. На верхнюю скобу дополнительно крепится блок розеток для подключения термодатчиков. Там же установлен корпус  термометра, измеряющего температуру воды на выходе дефлегматора.

Термодатчики .
Термодатчики DS18B20 установлены стандартно: перед дефлегматором и  в точке 2/3 высоты колонны. К блоку розеток  датчики подключаются с помощью телефонной вилки RJ-11. К конструкции вилки имеется защелка, которая предотвращает случайное  выпадение из розетки и разрыв соединения.  Блок розеток с помощью кабеля «витая пара» соединяются с модулем UART-USB, который подключен к компьютеру.
Для измерения температуры воды на выходе дефлегматора использован бытовой китайский термометр с термодатчиком на терморезисторе.  Корпус  с индикатором установлен на пластине, на высоте, удобной для считывания показаний при регулировке потока воды для охлаждения.  Термодатчик (d=4 мм) прижат к выходной трубке холодильника  Димрота, обернут теплоизолятором, и зафиксирован с помощью канцелярского зажима. Контакта с водой нет,  устанавливается и снимается легко.

Регулятор мощности.
Регулятор выполнен по простой схеме, приведенной на форуме, но с несколькими особенностями.
Регулировка выполняется двумя переменными резисторами 470к и 50к, соединенными последовательно.
Это позволяет выполнять регулировку «Грубо» и «Точно».
Имеется возможность с помощью тумблера можно включить в цепь управления внешний выключатель или реле термостата для управления нагревом  при поддержании необходимой температуры. При этом  мощность нагрева можно изменять регулировками блока.  Соединительный разъем RJ-45 вынесен на переднюю панель.
Установлен тумблер включения вентилятора для обдува радиатора с тиристором. Вентилятор питается от готового зарядного блока на 9 вольт.
УЗО, розетки, индикатор выходного напряжения – стандартные. Корпус от стандартного компьютерного блока питания.

Всё изделие в комплексе.

Первые два запуска подтвердили исключительную стабильность колонны.
Диоптр -исключительно полезный девайс. Результат регулировки отбора виден сразу.

Появились несколько вопросов на проработку:
1. Недостаточная чувствительность использованных игольчатых кранов. Надо подработать для повышения плавности регулировок как отбора, так и воды на охлаждении.
2. Выдавило вверх насадку на 3см. Надо сконструировать ограничитель.
3. Отградуировать емкость диоптра в мл.

На сегодня пока все. Продолжение следует.