CN103083929A - 一种旋转刮板薄膜蒸发器 - Google Patents

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王波
颜志红
张银虎
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Abstract

本发明公开了一种旋转刮板薄膜蒸发器，其旋转刮板的外端面距离筒体内壁之间的距离为0.5～1.5mm。本发明的旋转刮板薄膜蒸发器操作弹性大，运行工况稳定，维修方便。还可以利用低品位的蒸汽，有利于能量的综合利用。

Description

一种旋转刮板薄膜蒸发器
技术领域
本发明涉及一种新型的蒸发器，尤其涉及一种旋转刮板薄膜蒸发器。
背景技术
随着我国的制药、保健、食品、饮料、化工等行业的不断发展壮大，常规的蒸发器已不能满足市场客户对药物的蒸发浓缩。尤其是对客户所提及的蒸发强度、药物热敏性、高粘度物料及易结晶含颗粒物料蒸发浓缩的需求。研究、采用新的节能、操作方便的蒸发器势在必形。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有蒸发器所存在的不足而提供一种节能、操作方便的旋转刮板薄膜蒸发器，以解决现有工作中的问题。
本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案来实现：
旋转刮板薄膜蒸发器，包括：
一个筒体，在所述筒体的外壁上设置有加热夹套，在所述加热夹套上设置有蒸汽进口和冷凝水出口；
一个通过法兰连接在所述筒体底部的下封头，所述下封头的底部中心设置有一定位装置，偏离中心的位置设置有物料出口；
一个通过法兰连接在所述筒体顶部的分离筒体，在所述分离筒体上设置有二次蒸汽出口和物料进口；
固定安装在所述分离筒体顶部的传动装置支撑盘；
安装在所述传动装置支撑盘上的传动装置，所述传动装置具有一穿过所述分离筒体和筒体且延伸进下封头内的传动轴，所述传动轴的下端支撑在所述定位装置上；
固定在所述传动轴上部且随传动轴同步转动的汽液分离器和分布盘，所述汽液分离器和分布盘位于所述分离筒体内，且汽液分离器的位置高于分布盘但低于所述二次蒸汽出口，所述分布盘的位置低于所述物料进口；
间隔固定在所述传动轴中部且随传动轴同步转动的若干旋转刮板，若干旋转刮板位于筒体内，其特征在于，
所述旋转刮板的外端面距离筒体内壁之间的距离为0.5～1.5mm。
在所述旋转刮板的外端面间隔设置有若干条平行的导流槽。
所述导流槽的斜角为45°。
本发明的旋转刮板薄膜蒸发器工作原理：料液经预热后由物料进口进入分离筒体，经传动轴上部的分布盘，离心分布到筒体内壁四周，在重力和旋转刮板的作用下，分布在筒体内壁形成下旋薄膜，并在下降过程中不断被蒸发浓缩，完成液由下封头底部的物料出口排出，二次蒸汽经汽液分离器，将二次蒸汽可能挟带的液滴或泡沫分离，二次蒸汽从分离筒体上的二次蒸汽出口逸出。在某些场合下，这种蒸发器可将溶液蒸干，在底部直接得到固体产品。
本发明在流量很小的情况下也能形成薄膜，在筒体内壁表面附着处理液中的淤积物可被旋转刮板迅速刮去。再此情况下即可实现强度大的蒸发和对药物热敏性的保护。
本发明的旋转刮板薄膜蒸发器操作弹性大，运行工况稳定，维修方便。还可以利用低品位的蒸汽，有利于能量的综合利用。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；
图1为本发明旋转刮板薄膜蒸发器的结构图。
图2为旋转刮板外端面的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1，图中所示的旋转刮板薄膜蒸发器，其蒸发段由两节筒体110、120构成，两节筒体110、120之间通过法兰111、121以及紧固件130连接。整个蒸发段的内径及长度由蒸发面积及适宜的长径比确定。蒸发段内壁经专用机床加工和抛光，且与两端法兰连接面一次加工而成，保证设备整体圆心度。经过抛光(必要时镜面抛光)的筒身内壁光滑洁亮，不易粘料和结垢，有效保证了设备的高传热系数。
每节筒体110、120的外壁上设置有加热夹套112、122，在加热夹套112、122上设置有蒸汽进口113、123和冷凝水出口114、124；蒸汽进口113、123的位置高于冷凝水出口114、124。
在筒体120的底部通过法兰125、211和紧固件220连接有一下封头210，在下封头的底部中心设置有一定位装置212，偏离中心的位置设置有物料出口213。
在筒体110的顶部通过法兰115、311和紧固件340安装有一分离筒体310，在分离筒体310的顶部还设置有连接法兰312，用以连接传动装置支撑盘410，传动装置支撑盘410采用紧固件420与连接法兰312连接，在传动装置支撑盘410上安装有传动装置500。传动装置500的转速起决于旋转刮板540的形式、料液的粘度和筒体110、120内径；选择旋转刮板540合适的线速度是保证蒸发器稳定可靠运行及满意蒸发效果的重要参数之一。另外分离筒体310的设计时依据筒体110、120内的阻力，主要是为了避免物料“短路”的关键因素之一。(所谓“短路”，系指物料刚进蒸发器，尚未完成蒸发过程，即从二次蒸汽出口离开蒸发器。)
在分离筒体310上设置有二次蒸汽出口320和物料进口330，二次蒸汽出口320的位置高于物料进口330。
传动装置500具有一穿过分离筒体310和筒体110、120且延伸进下封头210内的传动轴510，传动轴510的下端支撑在定位装置212上。在传动轴510上部固定有汽液分离器520和分布盘530，汽液分离器520和分布盘530随传动轴510同步转动，汽液分离器520和分布盘530位于分离筒体310内，且汽液分离器520的位置高于分布盘530但低于二次蒸汽出口320，分布盘530的位置低于物料进口330。分布盘530使从切线方向进入蒸发器的料液，通过旋转的分布盘530，被连续均匀地呈膜分布在筒体110、120内壁上。汽液分离器520为旋片式汽液分离器，它将上升的二次蒸汽可能挟带的液滴或泡沫捕集、分离，连续均匀地呈膜分布在筒体110、120内壁上。
在传动轴510中部间隔固定有若干旋转刮板540，若干旋转刮板540随传动轴510同步转动，若干旋转刮板540位于筒体110、120内，旋转刮板540的外端面距离筒体110、120内壁之间的距离为0.5～1.5mm。在旋转刮板540的外端面间隔设置有若干条平行的导流槽541。导流槽541的斜角为45°。
本发明旋转刮板薄膜蒸发器的优点如下：
1、压力损失小
在旋转刮板薄膜蒸发器中料液“流”与二次蒸汽“流”是两个独立的“通道”：料液是沿筒体110、120内壁强制成膜而下；而由蒸发面蒸发出的二次蒸汽则从筒体110、120中央的空间几乎无阻碍地离开蒸发器，因此压力损失(或称阻力降)是极小的。
2、可实现真正真空条件下的操作
正由于二次蒸汽由蒸发面到冷凝器的阻力极小，因此可使整个筒体110、120内壁的蒸发面维持较高的真空度(可达-750mmHg以上)，几乎等于真空系统出口的真空度。由于真空度的提高，有效降低了被处理料液的沸点。
3、高传热系数，高蒸发强度
料液沸点的降低，增大了与热介质的温度差；呈湍流状态的液膜，降低了热阻；同样，抑制物料在壁面结焦、结垢，也提高了蒸发筒壁的传热系数；高效旋转薄膜蒸发器的总传热系数可高达8000KJ/h·m2·℃，因此其蒸发强度很高，蒸发强度可达到200kg/m2·hr。
4、低温蒸发
由于蒸发筒体内能维持较高的真空度，被处理料液的沸点大大降低，因此特别适合热敏性物料的低温蒸发。
5、过流时间短
物料在蒸发器内的过流时间很短，小于10秒左右；本发明在旋转刮板540的外端面设置有导流槽541，可改变物料的过流时间，物料在刮板的刮动下，呈螺旋下降离开蒸发段。缩短过流时间，有效防止产品在蒸发过程中的分解、聚合或变质。
6、可利用低品位蒸汽
蒸汽是常用的热介质，由于真空下料液的沸点低，可利用低品位的蒸汽，有利于能量的综合利用。特别适宜作为多效蒸发的末效蒸发器。
7、适应性强、操作方便
独特的结构设计，使该产品可处理一些常规蒸发器不易处理的高粘度、含颗粒、热敏性及易结晶、结垢的物料。适应粘度变化范围广，高低粘度物均可以处理，物料粘度可高达10万厘泊(CP)。
刮壁薄膜蒸发器操作弹性大，运行工况稳定，占地面积小，且维护工作量小，维修方便。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (3)

1.旋转刮板薄膜蒸发器，包括：
一个筒体，在所述筒体的外壁上设置有加热夹套，在所述加热夹套上设置有蒸汽进口和冷凝水出口；
一个通过法兰连接在所述筒体底部的下封头，所述下封头的底部中心设置有一定位装置，偏离中心的位置设置有物料出口；
一个通过法兰连接在所述筒体顶部的分离筒体，在所述分离筒体上设置有二次蒸汽出口和物料进口；
固定安装在所述分离筒体顶部的传动装置支撑盘；
安装在所述传动装置支撑盘上的传动装置，所述传动装置具有一穿过所述分离筒体和筒体且延伸进下封头内的传动轴，所述传动轴的下端支撑在所述定位装置上；
固定在所述传动轴上部且随传动轴同步转动的汽液分离器和分布盘，所述汽液分离器和分布盘位于所述分离筒体内，且汽液分离器的位置高于分布盘但低于所述二次蒸汽出口，所述分布盘的位置低于所述物料进口；
间隔固定在所述传动轴中部且随传动轴同步转动的若干旋转刮板，若干旋转刮板位于筒体内，其特征在于，
所述旋转刮板的外端面距离筒体内壁之间的距离为0.5～1.5mm。
2.如权利要求1所述的旋转刮板薄膜蒸发器，其特征在于，在所述旋转刮板的外端面间隔设置有若干条平行的导流槽。
3.如权利要求2所述的旋转刮板薄膜蒸发器，其特征在于，所述导流槽的斜角为45°。
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