CN104689585B - 离心浓缩装置 - Google Patents

Abstract

一种离心浓缩装置，包括壳体，壳体内设有旋转刮片装置，所述的旋转刮片装置中，转轴与驱动其旋转的驱动装置连接，转轴上设有多个连接杆，在连接杆中，固定连接杆与转轴连接，活动连接杆与刮片连接，固定连接杆与活动连接杆之间滑动连接。本发明提供的一种离心浓缩装置，通过采用上述的结构，采用滑动配合的连接杆，实现利用离心力自动调节刮片与筒体内壁之间间隙的效果。并可以自动根据工艺要求调节成膜厚度，提升产品质量。采用环形腔配合分配栅的结构，物料从分配栅之间的缝隙溢出，不会出现溅射的问题，避免物料堆积在活动部件上，从而提高了成品品质。

Description

离心浓缩装置

技术领域

本发明涉及用于生物化工生产中的浓缩器领域，特别是一种离心浓缩装置。

背景技术

现有的浓缩器用于将物料在较短的时间内浓缩，从而得到成品。例如现有的降膜式浓缩器，具有圆柱形的壳体、加热装置和旋转的刮片。通过使液态的物料在壳体内壁形成薄膜，从而提高浓缩的速度。缺陷在于，现有的浓缩器中刮片与壳体内壁之间的间隙难以调节，且由于加工误差和运行磨损，也存在成膜厚度不均的问题，尤其是对于热敏性的物料，例如微生物或番茄红素、胡萝卜红素等天然色素，容易造成加热时间的延长，从而影响成品品质。

现有的浓缩器进料，多采用将物料落在一离心盘上，通过离心盘的旋转，将物料甩向壳体内壁，存在的问题是，离心过程中容易形成溅射，溅射的物料容易包覆在刮片的内侧，以及传动轴上，难以清理，且不容易掉落，而长时间在筒体内的物料一旦落入到成品中，会影响到成品的质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种离心浓缩装置，能够根据物料的浓度和黏度自动调节刮片与筒体内的间隙，且不受微小加工误差的影响；在优选的方案中，进料不会受到溅射因素的影响。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种离心浓缩装置，包括壳体，壳体内设有旋转刮片装置，所述的旋转刮片装置中，转轴与驱动其旋转的驱动装置连接，转轴上设有多个连接杆，在连接杆中，固定连接杆与转轴连接，活动连接杆与刮片连接，固定连接杆与活动连接杆之间滑动连接。

活动连接杆在固定连接杆上部滑行，活动连接杆搭盖在固定连接杆上，避免物料落在固定连接杆上影响活动连接杆的滑动；

刮片的工作表面为弧形结构，中间部分与壳体内壁的距离较近，而前侧部分与壳体内壁的距离较远；

可选的方案中，固定连接杆与活动连接杆之间设有拉簧。

另一可选的方案中，所述的连接杆倾斜布置，以使在重力作用下，刮片离开壳体的内壁，而在离心力作用下，刮片贴近壳体的内壁。

优选的方案中，在固定连接杆与活动连接杆之间设有沿连接杆长度方向的支撑卡。

优选的方案中，在刮片上设有配重。

优选的方案中，在固定连接杆与活动连接杆之间还设有用于防止固定连接杆与活动连接杆分离的限位卡。

优选的方案中，所述的刮片表面设有倾斜的导流槽。

优选的方案中，壳体与加热装置连接，所述的加热装置为加热套；

优选的方案中，或者所述的加热装置为直通加热介质进口，在壳体上部设有排气口。

优选的方案中，在壳体上部设有分配腔，分配腔内设有围绕壳体的环形腔，在环形腔内壁设有多条分配栅，分配栅之间的间隙连通环形腔和壳体内壁，进料口与环形腔连接。

优选的方案中，在壳体底部设有卸料口，卸料口的底部通过卸料转轴安装有卸料辊，卸料辊外壁沿圆周均布有多个储料盒，在卸料口底部卸料辊两侧的位置还设有密封件。

本发明提供的一种离心浓缩装置，通过采用上述的结构，采用滑动配合的连接杆，实现利用离心力自动调节刮片与筒体内壁之间间隙的效果。并可以自动根据工艺要求调节成膜厚度，提升产品质量。采用环形腔配合分配栅的结构，物料从分配栅之间的缝隙溢出，不会出现溅射的问题，避免物料堆积在活动部件上，从而提高了成品品质。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的主视示意图。

图2为图1的A-A剖视示意图。

图3为本发明中刮片工作面的示意图。

图4为本发明优选结构的主视示意图。

图5为本发明另一优选结构的主视示意图。

图6为本发明中旋转刮片装置的结构示意图。

图7为本发明中连接杆横截面的示意图。

图8为本发明中连接杆另一可选横截面的示意图。

图9为图2中B处的局部放大图。

图10为本发明中分配腔的展开图。

图中：壳体1，加热套101，加热介质进口102，加热介质出口103，直通加热介质进口104，卸料口105，卸料辊106，密封件107，卸料转轴108，抽真空装置109，储料盒110，旋转刮片装置2，刮片21，连接杆22，活动连接杆221，固定连接杆222，限位卡223，支撑卡224，导流槽23，转轴24，分配腔3，环形腔31，分配栅32，分配栅导流槽321，下法兰33，上法兰34，内弯段35，延伸槽36，驱动装置4，进料口5，热交换装置51，排气口6。

具体实施方式

如图1、4～6中，一种离心浓缩装置，包括壳体1，壳体1内设有旋转刮片装置2，所述的旋转刮片装置2中，转轴24与驱动其旋转的驱动装置连接，本例中的驱动装置为变频电机与减速器连接，通常驱动装置位于壳体1的顶部，转速可控，转轴24上设有多个连接杆22，连接杆22从上到下成放射状分布，在连接杆22中，固定连接杆222与转轴24连接，活动连接杆221与刮片21连接，固定连接杆222与活动连接杆221之间滑动连接。通过调节驱动装置的速度，从而使刮片21在离心力作用下贴紧壳体1内壁。优选的转轴24采用空心转轴或笼状转轴。进一步优选的，刮片21的工作表面为弧形结构，该工作表面从壳体1的横截面看如图9中所示，中间部分与壳体1内壁的距离较近，而前侧部分与壳体内壁的距离较远，即在工作过程中，物料被均匀的成膜状压紧在壳体的内壁，由于物料的存在，在一定的旋转速度内，刮片21漂浮在物料上，不会与壳体内壁之间形成摩擦。

可选的方案中，固定连接杆222与活动连接杆221之间设有拉簧。由此结构，当工作完成后，或者转轴24的速度下降，拉簧的拉力即克服离心力使刮片21收回。从而扩大刮片21与壳体1内壁的间隙，便于清洗。该结构适用于无腐蚀性的物料。

另一可选的方案如图6～8中，所述的连接杆22自由端朝上的倾斜布置，以使在重力作用下，刮片21自行离开壳体1的内壁，而在离心力作用下，刮片21贴近壳体1的内壁。本例中，连接杆22与转轴24轴线的夹角优选为24～55°，进一步优选的为30～45°，本例中采用36°。由此结构，无需采用拉簧，从而在重力作用下，刮片21即可自行收回，便于清洗。该结构由于更为简化，尤其适用于腐蚀性的物料生产。优选的方案中，根据不同的物料的黏度，在刮片21上设有配重，可以根据需要的离心力大小添加不同重量的配重。在本例中，固定连接杆222与活动连接杆221相对位移通常在1cm之内，对于构件的冲击较小。

优选的方案如图7、8中，在固定连接杆222与活动连接杆221之间设有沿连接杆22长度方向的支撑卡224。支撑卡224采用自润滑的耐磨材料，例如聚四氟系列的材料。以降低固定连接杆222与活动连接杆221之间的摩擦力。可选的，固定连接杆222的横截面为三角形和圆形，而活动连接杆221的横截面为倒“V”形或圆弧形，也可以采用其他的形状，例如六边形。上述的形状便于活动连接杆221在固定连接杆222上部滑行，活动连接杆221搭盖在固定连接杆222上，避免物料落在固定连接杆222上影响活动连接杆221的滑动。

优选的方案如图7、8中，在固定连接杆222与活动连接杆221之间还设有用于防止固定连接杆222与活动连接杆221分离的限位卡223。由此结构，避免在正常工作中固定连接杆222与活动连接杆221脱开，采用该结构，也便于拆卸活动连接杆221，从而维修较为简便。即活动连接杆221和刮片的更换无需拆卸整个转轴24。

优选的方案如图3中，所述的刮片21表面设有倾斜的导流槽23。由此结构，便于在旋转过程中推动壳体1内壁的物料向下流动。

优选的方案如图4、5中，壳体1与加热装置连接，所述的加热装置为加热套101，加热套101上设有加热介质进口102和加热介质出口103，加热介质有空气、水或油；该结构更适用于微生物或色素的制备流程。

优选的方案中，在进料口5上设有热交换装置51，加热介质出口103或者排气口6与热交换装置51连接，以利用余热使物料在进入壳体1之前就进行预热。

另一优选的方案如图5中，所述的加热装置为直通加热介质进口104，加热介质进口104与壳体1切向连接，在壳体1上部设有排气口6，本例中的加热介质为热风，沿着壳体1的内壁旋转上升的热风使物料浓缩，然后成品从卸料口105排出，热风和蒸汽从排气口6排出。优选的方案中，在进料口5上设有热交换装置51，排气口6与热交换装置51连接，以利用余热使物料在进入壳体1之前就进行预热。该结构更适用于无机材质物料的制备流程。

优选的方案中，在壳体1上部设有分配腔3，分配腔3内设有围绕壳体1的环形腔31，在环形腔31内壁设有多条分配栅32，分配栅32之间的间隙连通环形腔31和壳体1内壁，进料口5与环形腔31切向连接。与现有技术中的离心盘相比，采用环形腔31内壁设有多条分配栅32的方案，进料更为均匀，避免出现溅射的问题，提高了成品质量。根据不同的物料可以更换不同高度和不同缝隙宽度的分配栅32，从而确保进料顺畅，并和生产能力相匹配。本例中的分配腔3结构，采用下法兰33与壳体1连接，采用上法兰34与上部的端盖连接，从而便于拆卸和更换。在上法兰34和环形腔31之间、下法兰33和环形腔31之间设有内弯段35，以使结构更为紧凑。

进一步优选的方案如图10中，分配栅32位于环形腔31的底部，分配栅32之间的间隙连通环形腔31和壳体1内壁，浆液状的物料从分配栅32之间的间隙进入，由于采用狭缝间隙，浆液状的物料不会形成喷溅，而是沿着壳体1内壁流淌。更进一步优选的方案中，沿着分配栅32之间的间隙还设有分配栅导流槽321，由此结构，便于浆液状的物料沿着分配栅导流槽321流淌，而不会形成喷溅，直至被旋转的刮片21在壳体1的内壁刮成薄膜。

在采用加热套101进行加热的方案中，分配腔3的顶端位于分配腔3底部下方。由此结构，浆料的物料在经过加热套101所在的壳体1内壁时才开始被浓缩，从而避免浓缩的物料堵塞分配栅32之间的间隙。

优选的方案如图6中，在壳体1底部设有卸料口105，卸料口105的底部通过卸料转轴108安装有卸料辊106，卸料辊106外壁沿圆周均布有多个储料盒110，在卸料口105底部卸料辊106两侧的位置还设有密封件107。由此结构，实现密封卸料，从而便于在壳体1内实现负压浓缩。优选的，排气口6与抽真空装置109连接。进一步优选的，抽真空装置109通过热交换装置51的壳程与排气口6连接，进料口5与热交换装置51的管程连接，实现利用余热使物料预热。

上述的优选方案，在互不冲突的前提下，可以互相组合。

以优选的结构图5和图6中的组合为例，本发明的装置使用方法如下，浆料的物料从进料口5进入，被热交换装置51初步加热，通常此处升温幅度不超过30摄氏度，以避免物料在热交换装置51内被结晶从而堵塞热交换装置51的管程。物料沿切向进入到分配腔3的环形腔31内，并从分配栅32之间的间隙溢出，旋转刮片装置2由驱动装置驱动下在壳体1内旋转，刮片21在离心力作用下，将物料在壳体内壁压成膜状，并在刮片21表面导流槽23和重力作用下下降，经过下法兰33的位置后，物料在壳体内壁被加热，物料中的水分蒸发从排气口6排出，成品物料落下至卸料口105，随着卸料转轴108的旋转，成品物料从卸料辊106的储料盒110被排出，设置的密封件107避免负压损失。设置的抽真空装置109可以提高浓缩效率。排出的废气进入到热交换装置51的壳程，使物料预热，然后进入冷凝回收工序。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种离心浓缩装置，包括壳体(1)，壳体(1)内设有旋转刮片装置(2)，其特征是：所述的旋转刮片装置(2)中，转轴(24)与驱动其旋转的驱动装置连接，转轴(24)上设有多个连接杆(22)；

在连接杆(22)中，固定连接杆(222)与转轴(24)连接，活动连接杆(221)与刮片(21)连接，固定连接杆(222)与活动连接杆(221)之间滑动连接；

活动连接杆(221)在固定连接杆(222)上部滑行，活动连接杆(221)搭盖在固定连接杆(222)上，避免物料落在固定连接杆(222)上影响活动连接杆(221)的滑动；

刮片(21)的工作表面为弧形结构，中间部分与壳体(1)内壁的距离较近，而前侧部分与壳体(1)内壁的距离较远；

所述的连接杆(22)倾斜布置，以使在重力作用下，刮片(21)离开壳体(1)的内壁，而在离心力作用下，刮片(21)贴近壳体(1)的内壁；

在固定连接杆(222)与活动连接杆(221)之间设有沿连接杆(22)长度方向的支撑卡(224)；

在固定连接杆(222)与活动连接杆(221)之间还设有用于防止固定连接杆(222)与活动连接杆(221)分离的限位卡(223)。

2.根据权利要求1所述的一种离心浓缩装置，其特征是：固定连接杆(222)与活动连接杆(221)之间设有拉簧。

3.根据权利要求1所述的一种离心浓缩装置，其特征是：在刮片(21)上设有配重。

4.根据权利要求1所述的一种离心浓缩装置，其特征是：所述的刮片(21)表面设有倾斜的导流槽(23)。

5.根据权利要求1所述的一种离心浓缩装置，其特征是：壳体(1)与加热装置连接，所述的加热装置为加热套(101)；

或者所述的加热装置为直通加热介质进口(104)，在壳体(1)上部设有排气口(6)。

6.根据权利要求1所述的一种离心浓缩装置，其特征是：在壳体(1)上部设有分配腔(3)，分配腔(3)内设有围绕壳体(1)的环形腔(31)，在环形腔(31)内壁设有多条分配栅(32)，分配栅(32)之间的间隙连通环形腔(31)和壳体(1)内壁，进料口(5)与环形腔(31)连接。

7.根据权利要求1所述的一种离心浓缩装置，其特征是：在壳体(1)底部设有卸料口(105)，卸料口(105)的底部通过卸料转轴(108)安装有卸料辊(106)，卸料辊(106)外壁沿圆周均布有多个储料盒(110)，在卸料口(105)底部卸料辊(106)两侧的位置还设有密封件(107)。