CN108079603A - 分程式强制循环降膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种分程式强制循环降膜蒸发器，包括：加热器、若干强制循环泵、若干倒料阀、浓缩液出料阀、进料泵、预热换热器、蒸发器以及冷凝水储液罐，各程的强制循环泵从加热器底部的储液分离器腔室分别抽物料，将其输送至加热器顶部的布液器腔室，若干布液器形成强制循环布液，使得物料能够沿若干换热管内壁螺旋下降，形成螺旋布膜。本发明的有益效果：能够实现多品种物料的浓缩，大大降低了对物料中热敏性成分的破坏，实现了降膜蒸发器中换热管的有效成膜，以及针对不同物料的成膜厚度调节。

Description

分程式强制循环降膜蒸发器

技术领域

本发明涉及降膜蒸发器技术领域，尤其涉及一种分程式强制循环降膜蒸发器。

背景技术

降膜蒸发器是食品、化工、中药行业中物料浓缩的一种常用蒸发器方式。在蒸发器设备中，传统的降膜蒸发器对物料黏度、流动性等物理特性依赖性较大，针对某一特性物料设计的降膜蒸发器不一定适用于多品种物料。另外，降膜蒸发器连续进料、连续出料，不能将物料一次性浓缩至较高浓度。而强制循环蒸发器主要用于浓度较大、黏度较大、在蒸发过程中易结焦的耐热性物料的蒸发。

降膜蒸发器和强制循环蒸发器各具有优缺点，如何将两者的特点有机地结合在一起，既能缩短物料在蒸发器内停留时间，有效保护物料中的热敏成分，又能使得物料经过浓缩器后达到较高的浓缩浓度，这既是本领域的技术人员一直研究的课题，也是市场需求所在。

为此，本申请人进行了有益的探索和研究，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是基于这种背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：针对现有技术的不足而提供一种分程式强制循环降膜蒸发器，该蒸发器兼具强制循环蒸发器和降膜蒸发器的特点，既能够缩短物料在蒸发器内停留时间短，有效保护物料中的热敏成分，又能够使得物料经过浓缩器后达到较高的浓缩浓度。

本发明所要解决的技术问题可以采用如下技术方案来实现：

一种分程式强制循环降膜蒸发器，包括：

一加热器，所述加热器包括筒状外壳、若干布液器腔室、若干布液器、若干换热管以及若干储液分离器腔室，所述若干布液器腔室设置在所述筒状外壳的顶部，所述若干储液分离器腔室设置在所述筒状外壳的底部且与所述若干布液器腔室呈一一对应关系，所述若干换热管设置在所述筒状外壳内且位于所述若干布液器腔室与若干储液分离器腔室之间，所述若干换热管被划分成若干组，每一组换热管将所述布液器腔室与其相对应的所述储液分离器腔室连通，所述筒状外壳的上部位于若干布液器腔室的下方开设有一与外部蒸汽供给机构连接的蒸汽进口，其下部位于所述若干储液分离器腔室的上方开设有一冷凝水出口，所述若干布液器与所述若干换热管呈一一对应的关系且相对应地安装在所述换热管与所述布液器腔室连接的那一端部内；

若干强制循环泵，所述若干强制循环泵与若干布液器腔室和/或若干储液分离器腔室呈一一对应的关系，每一强制循环泵的循环进料端与相对应的所述储液分离器腔室的底部连通，其循环出料端分别通过一循环截止阀与相对应的所述布液器腔室的顶部连通；

若干倒料阀，所述若干倒料阀与除最后一程之外的若干强制循环泵呈一一对应的关系，每一倒料阀的一端与相对应的所述强制循环泵的循环出料端连接，其另一端与下一程循环中的储液分离器腔室连通；

一浓缩液出料阀，所述浓缩液出料阀的一端与最后一程循环中的强制循环泵的循环出料端连接，其另一端作为本蒸发器的浓缩液出口；

一进料泵，所述进料泵的进料端与物料供给机构连接，其出料端通过一预热换热器与第一程循环中的储液分离器腔室连通；

一蒸发器，所述蒸发器内构成有若干与所述储液分离器呈一一对应关系的蒸发腔室，每一蒸发腔室的蒸发进口分别与相对应的所述储液分离器连通，其蒸发出口汇集后通过一压缩机与所述加热器的筒状外壳的蒸汽进口连接；以及

一冷凝水储液罐，所述冷凝水储液罐的进液口通过管道与所述加热器的筒状外壳的冷凝水出口连接。

在本发明的一个优选实施例中，在所述加热器的筒状外壳位于所述冷凝水出口的上方开设有一抽真空出口，所述筒状外壳的抽空出口通过管道与真空泵连接。

在本发明的一个优选实施例中，所述布液器为螺旋布液器。

由于采用如上技术方案，本发明的分程式强制循环降膜蒸发器相对于现有技术而言具有如下有益效果：

1、本发明突破了传统降膜蒸发器无法将物料浓度进一步提高的缺陷，突破了单台降膜蒸发器对物料特性的依赖，使得能够实现多品种物料的浓缩；

2、本发明的蒸发器可实现连续进料和连续出料，物料在蒸发器中滞留时间短，与传统强制循环蒸发器相比，大大降低了对物料中热敏性成分的破坏；

3、本发明采用顶部布液器，实现了降膜蒸发器中换热管的有效成膜，以及针对不同物料的成膜厚度调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的加热器顶部的局部放大图。

图3是本发明的加热器的换热管与布液器腔室连接处的局部放大图。

图4是图3的A向视图。

图5是本发明的加热器的布液器腔室的分布示意图。

图6是本发明的加热器的储液分离器腔室的分布示意图。

具体实施措施

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，图中给出的是一种分程式强制循环降膜蒸发器，包括加热器100、强制循环泵200a、200b、200c、倒料阀300a、300b、浓缩液出料阀400、进料泵500、预热换热器600、蒸发器700以及冷凝水储液罐800。本实施例中的分程式强制循环降膜蒸发器采用三程分组强制循环进行示意说明，当然，强制循环程数不局限于本实施例中的数量，应根据物料的种类或浓缩要求而定。

参见图2至图6并结合图1，加热器100包括筒状外壳110、布液器腔室120a、120b、120c、若干布液器130、若干换热管140以及储液分离器腔室150a、150b、150c。布液器腔室120a、120b、120c设置在筒状外壳110的顶部，储液分离器腔室150a、150b、150c设置在筒状外壳110的底部且与布液器腔室120a、120b、120c呈一一对应关系，若干换热管140设置在筒状外壳110内且位于布液器腔室120a、120b、120c与储液分离器腔室150a、150b、150c之间，若干换热管140被划分成三组，三组换热管140分别将布液器腔室120a、120b、120c与储液分离器腔室150a、150b、150c相对应的连通。筒状外壳110的上部位于布液器腔室120a、120b、120c的下方开设有一与外部蒸汽供给机构连接的蒸汽进口111，其下部位于储液分离器腔室150a、150b、150c的上方开设有一冷凝水出口112，冷凝水出口112通过管道与冷凝水储液罐800的进液口连接，筒状外壳110位于冷凝水出口112的上方开设有一抽真空出口113，抽真空出口113通过管道与真空泵900连接。若干布液器130与所述若干换热管140呈一一对应的关系且相对应地安装在换热管140与布液器腔室120a、120b、120c连接的那一端部内。在本实施例中，布液器130优选地择用螺旋布液器，适用于不同特性物料的降膜成膜。

强制循环泵200a、200b、200c与布液器腔室120a、120b、120c和/或储液分离器腔室150a、150b、150c呈一一对应的关系，强制循环泵200a、200b、200c的循环进料端通过管道与相对应的储液分离器腔室150a、150b、150c的底部连通，其循环出料端分别通过循环截止阀210a、210b、210c和管道与布液器腔室120a、120b、120c的顶部连通。

倒料阀300a、300b与除最后一程之外的强制循环泵200a、200b呈一一对应的关系，倒料阀300a的一端与强制循环泵200a的循环出料端连接，其另一端与下一程循环中的150b连通，倒料阀300b的一端与强制循环泵200b的循环出料端连接，其另一端与下一程循环中的150c连通。

浓缩液出料阀400的一端与最后一程循环中的强制循环泵200c的循环出料端连接，其另一端作为本蒸发器的浓缩液出口。

进料泵500的进料端与物料供给机构(图中未示出)连接，其出料端通过一预热换热器600与第一程循环中的储液分离器腔室150a连通。

蒸发器700内构成有若干与储液分离器腔室150a、150b、150c呈一一对应关系的蒸发腔室710a、720b、730c，蒸发腔室710a、720b、730c的蒸发进口分别与储液分离器腔室150a、150b、150c连通，其蒸发出口汇集后通过一压缩机1000与加热器100的筒状外壳110的蒸汽进口111连接。

各程的强制循环泵200a、200b、200c从加热器100底部的储液分离器腔室150a、150b、150c分别抽物料，将其输送至加热器100顶部的布液器腔室120a、120b、120c，若干布液器130形成强制循环布液，使得物料能够沿若干换热管140内壁螺旋下降，形成螺旋布膜。在强制循环过程中，进料泵500向加热器100的储液分离器腔室150a添加物料，强制循环泵200a工作并打开倒料阀300a，向加热器100的储液分离器腔室150b分流物料，强制循环泵200b工作并打开倒料阀300b，向加热器100的储液分离器腔室150c分流物料,最后，3程物料达到设定的浓缩浓度，打开浓缩液出料阀400向系统外分流合格浓度的物料，实现物料的连续进料、连续出料。

以上显示和描述了本发明的基本原理和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效物界定。

Claims (3)

1.一种分程式强制循环降膜蒸发器，其特征在于，包括：

一加热器，所述加热器包括筒状外壳、若干布液器腔室、若干布液器、若干换热管以及若干储液分离器腔室，所述若干布液器腔室设置在所述筒状外壳的顶部，所述若干储液分离器腔室设置在所述筒状外壳的底部且与所述若干布液器腔室呈一一对应关系，所述若干换热管设置在所述筒状外壳内且位于所述若干布液器腔室与若干储液分离器腔室之间，所述若干换热管被划分成若干组，每一组换热管将所述布液器腔室与其相对应的所述储液分离器腔室连通，所述筒状外壳的上部位于若干布液器腔室的下方开设有一与外部蒸汽供给机构连接的蒸汽进口，其下部位于所述若干储液分离器腔室的上方开设有一冷凝水出口，所述若干布液器与所述若干换热管呈一一对应的关系且相对应地安装在所述换热管与所述布液器腔室连接的那一端部内；

若干强制循环泵，所述若干强制循环泵与若干布液器腔室和/或若干储液分离器腔室呈一一对应的关系，每一强制循环泵的循环进料端与相对应的所述储液分离器腔室的底部连通，其循环出料端分别通过一循环截止阀与相对应的所述布液器腔室的顶部连通；

若干倒料阀，所述若干倒料阀与除最后一程之外的若干强制循环泵呈一一对应的关系，每一倒料阀的一端与相对应的所述强制循环泵的循环出料端连接，其另一端与下一程循环中的储液分离器腔室连通；

一浓缩液出料阀，所述浓缩液出料阀的一端与最后一程循环中的强制循环泵的循环出料端连接，其另一端作为本蒸发器的浓缩液出口；

一进料泵，所述进料泵的进料端与物料供给机构连接，其出料端通过一预热换热器与第一程循环中的储液分离器腔室连通；

一蒸发器，所述蒸发器内构成有若干与所述储液分离器呈一一对应关系的蒸发腔室，每一蒸发腔室的蒸发进口分别与相对应的所述储液分离器连通，其蒸发出口汇集后通过一压缩机与所述加热器的筒状外壳的蒸汽进口连接；以及

一冷凝水储液罐，所述冷凝水储液罐的进液口通过管道与所述加热器的筒状外壳的冷凝水出口连接。

2.如权利要求1所述的分程式强制循环降膜蒸发器，其特征在于，在所述加热器的筒状外壳位于所述冷凝水出口的上方开设有一抽真空出口，所述筒状外壳的抽空出口通过管道与真空泵连接。

3.如权利要求1所述的分程式强制循环降膜蒸发器，其特征在于，所述布液器为螺旋布液器。