CN110604933A - 卧式锥形薄膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卧式锥形薄膜蒸发器，其包括机架底座、设置在机架底座上的驱动部件、设置在机架底座上的夹套、横卧在夹套中的锥形蒸发室、设置在夹套与锥形蒸发室之间的热流夹层通道、以及旋转设置在锥形蒸发室中且与驱动部件传达连接的转子；在转子上设置有翼片。锥形蒸发室沿左到右从大端到小端分为后部蒸汽腔、中部蒸汽腔、前部蒸汽腔三段设置；后部蒸汽腔，在其上端设置有用加入物料的物料进口，在其大端面上端设置有末端蒸汽进口/热液出口，在物料进口右侧设置有用于回流蒸汽中物料的物料回口；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

卧式锥形薄膜蒸发器

技术领域

本发明属于浓缩设备技术领域，涉及一种卧式锥形薄膜蒸发器，蒸发室设计为锥形，转子与蒸发室内壁之间的间隙可调，适用于制药、食品、化工等行业的中低粘度产品的处理。

背景技术

目前，旋转薄膜蒸发器是一种通过旋转刮板强制成膜，可在真空条件下进行蒸发的高效蒸发器，传热系数大、蒸发强度高、操作弹性大，尤其适用于悬浮液、浆糊状物料的干燥及易结晶颗粒物料的蒸发浓缩、脱溶、蒸馏等。所以在化工、医药、农药等行业得到广泛应用。现有技术的旋转薄膜蒸发器多为立式，原料液在蒸发器筒体内的流速较快，导致轻组分蒸发往往不够充分，从而影响了蒸发效果。本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、蒸发效果较好且工作效率较高的卧式旋转薄膜蒸发器机组。但是结果简单，浓缩、蒸馏效果差，尤其是除沫效果差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种卧式锥形薄膜蒸发器。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种卧式锥形薄膜蒸发器，包括机架底座、设置在机架底座上的驱动部件、设置在机架底座上的夹套、横卧在夹套中的锥形蒸发室、设置在夹套与锥形蒸发室之间的热流夹层通道、以及旋转设置在锥形蒸发室中且与驱动部件传达连接的转子；在转子上设置有翼片。

作为上述技术方案的进一步改进：

锥形蒸发室沿左到右从大端到小端分为后部蒸汽腔、中部蒸汽腔、前部蒸汽腔三段设置；

后部蒸汽腔，在其上端设置有用加入物料的物料进口，在其大端面上端设置有末端蒸汽进口/热液出口，在物料进口右侧设置有用于回流蒸汽中物料的物料回口；在其大端面下端设置有尾部热液进口/蒸汽出口，在后部蒸汽腔底部设置有排污口，在后部蒸汽腔下端连接有与末端蒸汽进口/热液出口形成流体热循环的后部热液进口/蒸汽出口；

中部蒸汽腔，在其上端设置有流体温度高于末端蒸汽进口/热液出口的中端蒸汽进口/热液出口；在其下端连接有与中端蒸汽进口/热液出口形成流体热循环的中部热液进口/蒸汽出口；

前部蒸汽腔，在其上端设置有物料蒸汽出口，在物料蒸汽出口左侧上端设置有流体温度高于中端蒸汽进口/热液出口的前端蒸汽进口/热液出口；在其小端面上设置有头端蒸汽进口/热液出口；在前部蒸汽腔下端设置有位于物料蒸汽出口左侧的排料口；在小端面上设置有首部热液进口/蒸汽出口。

在驱动部件与转子之间设置有调节轴承和/或机械密封，在机架底座上设置有用于调节转子与锥形蒸发室内锥侧壁间隙的调隙装置，在机架底座上设置有用于锁定调隙装置调隙位置的锁定装置，在转子上设置有配重调节装置。

物料蒸汽出口外连接有分离器，分离后回收的物料通过物料回口与后部蒸汽腔连通；

在转子右部且位于物料蒸汽出口左侧设置有除沫器。

翼片根部为与转子连接的人字形架，在人字形架上设置有横向翼片、纵向翼片或螺旋翼片；翼片与锥形蒸发室内侧壁间隙接触。

在翼片上沿横截面切向设置有横向节流孔，在横向节流孔内侧壁上分布有用于刺破泡沫的横向孔突刺；

在转子沿轴向上分布有纵向挡料弧板，在纵向挡料弧板上分布有纵向节流孔，在纵向节流孔中设置有突刺。

锥形蒸发室的排料口进口根部为内圆角过渡；

在转子上径向设置有径向弹性座，在径向弹性座上设置有通过弹簧连接的径向伸缩头，当转子带动径向伸缩头离心旋转时候，当径向伸缩头伸入排料口端口处；

在锥形蒸发室的物料蒸汽出口左侧以及排料口左侧内壁顶部设置有用于阻挡物料进入物料蒸汽出口的排出阻挡弧罩，在转子上设置有旋转凹盘，在旋转凹盘端口处设置有用于与排出阻挡弧罩右侧面接触的径向接触毛刷，在旋转凹盘上设置有凹盘通孔，在旋转凹盘左内凹面上分布有纵向毛刷触角，在转子右侧设置有位于物料蒸汽出口左侧的平旋网盘，在平旋网盘右端面设置有螺旋叶片，在平旋网盘左端面设置有用与平旋网盘右端面接触的旋转触角毛刷。

配重调节装置包括设置在转子上的配重壳体、纵向设置在配重壳体上的螺杆、以及设置在螺杆上的配重；

调隙装置包括水平设置在机架底座上且位于转子右侧的调节螺杆、设置在调节螺杆左端的旋转牵拉头；旋转牵拉头与转子右端头的工艺T型槽连接。

在锥形蒸发室的物料蒸汽出口内腔中设置有伞形凹架，在伞形凹架下弧面上设置有伞形突刺。

锁定装置包括顶丝或插销；

调隙装置包括水平设置在机架底座上且位于转子右侧的调节螺杆、设置在调节螺杆、设置在调节螺杆左端的调节偏心头、旋转设置在转子右端的调节支撑顶头、设置在机架底座与转子右侧之间的调节弹簧；

配重调节装置包括设置在转子上的配重壳体、设置在转子上且位于配重壳体中的配重调节轨道、纵向滑动且根部设置在配重调节轨道上的配重螺杆滑座、设置在配重螺杆滑座上且用于与配重调节轨道上表面压力接触的配重紧固螺母、以及设置在配重螺杆滑座上且用于调节配重的配重调节螺母。

本发明具有的效果是：

1. 蒸发室锥形结构，转子与蒸发室内壁之间的间隙可调，间隙：2~4mm。

2. 卧式安装，占地面积小，安装场地要求低。

3. 转子上面安装有配重调节装置，用于转子动平衡调节。

4. 蒸发室进口安装有物料回流口防止溶剂挥发损失，蒸发室出口安装有动态除沫器，防止液滴随蒸发物流出。

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图。

图2是本发明局部的结构示意图。

图3是本发明部分的结构示意图。

图4是本发明改进的结构示意图。

图5是本发明改进局部的结构示意图。

图6是本发明配重的结构示意图。

图7是本发明调隙装置一种机构的结构示意图。

其中：1、机架底座；2、驱动部件；3、夹套；4、锥形蒸发室；5、热流夹层通道；6、转子；7、调节轴承；8、机械密封；9、调隙装置；10、锁定装置；11、末端蒸汽进口/热液出口；12、物料进口；13、物料回口；14、中端蒸汽进口/热液出口；15、物料蒸汽出口；16、分离器；17、前端蒸汽进口/热液出口；18、头端蒸汽进口/热液出口；19、尾部热液进口/蒸汽出口；20、排污口；21、后部热液进口/蒸汽出口；22、中部热液进口/蒸汽出口；23、排料口；24、首部热液进口/蒸汽出口；25、配重调节装置；26、除沫器；27、后部蒸汽腔；28、中部蒸汽腔；29、前部蒸汽腔；30、人字形架；31、螺旋翼片；32、配重壳体；33、配重螺杆滑座；34、配重紧固螺母；35、配重调节轨道；36、配重调节螺母；37、横向节流孔；38、横向孔突刺；39、纵向挡料弧板；40、纵向节流孔；41、径向弹性座；42、径向伸缩头；43、排出阻挡弧罩；44、旋转凹盘；45、凹盘通孔；46、纵向毛刷触角；47、径向接触毛刷；48、平旋网盘；49、螺旋叶片；50、旋转触角毛刷；51、伞形凹架；52、伞形突刺；53、调节螺杆；54、调节偏心头；55、调节支撑顶头；56、调节弹簧。

具体实施方式

如图1-7所示，本实施例的卧式锥形薄膜蒸发器，包括机架底座1为支撑、设置在机架底座1上的驱动部件2实现驱动控制、设置在机架底座1上的夹套3为外支撑、横卧在夹套3中的锥形蒸发室4作为内套，利用锥度实现物料在传送中的聚拢，从而实现热量的聚集对物料的集中加热、设置在夹套3与锥形蒸发室4之间的热流夹层通道5实现热流（热气流或热液体）的流动加热、以及旋转设置在锥形蒸发室4中且与驱动部件2传达连接的转子6，在转子6上设置有翼片实现物料在搅动中前行。

锥形蒸发室4沿左到右从大端到小端分为后部蒸汽腔27、中部蒸汽腔28、前部蒸汽腔29三段设置；实现分三次热循环，分级加热，温度逐渐提高。

后部蒸汽腔27，在其上端设置有用加入物料的物料进口12，实现物料的输入，在其大端面上端设置有末端蒸汽进口/热液出口11进行初步加热，在物料进口12右侧设置有用于回流蒸汽中物料的物料回口13将蒸汽中的物料回收并送入进行循环处理；在其大端面下端设置有尾部热液进口/蒸汽出口19，在后部蒸汽腔27底部设置有排污口20当需要清洗的时候，打开该口，经清洗后的污水排出，在后部蒸汽腔27下端连接有与末端蒸汽进口/热液出口11形成流体热循环的后部热液进口/蒸汽出口21；为了充分利用热量，液体从下向上循环，气体从上向下循环。作为三级分段（也可两段或多段）处理，具体结构如下：

中部蒸汽腔28，在其上端设置有流体温度高于末端蒸汽进口/热液出口11的中端蒸汽进口/热液出口14；在其下端连接有与中端蒸汽进口/热液出口14形成流体热循环的中部热液进口/蒸汽出口22；

前部蒸汽腔29，在其上端设置有物料蒸汽出口15，在物料蒸汽出口15左侧上端设置有流体温度高于中端蒸汽进口/热液出口14的前端蒸汽进口/热液出口17；在其小端面上设置有头端蒸汽进口/热液出口18；在前部蒸汽腔29下端设置有位于物料蒸汽出口15左侧的排料口23；在小端面上设置有首部热液进口/蒸汽出口24。

在驱动部件2与转子6之间设置有调节轴承7从而方便轴向间隙的调节，机械密封8实现旋转密封，通过调节轴承，可以自动补偿因为受热而引起的转子轴向热膨胀变形，在机架底座1上设置有用于调节转子6与锥形蒸发室4内锥侧壁间隙的调隙装置9实现对翼片与室内壁的间隙调节，满足不同物料的处理，在机架底座1上设置有用于锁定调隙装置9调隙位置的锁定装置10，实现对间隙调节后的锁定处理，在转子6上设置有配重调节装置25，从而实现动平衡调节。

物料蒸汽出口15外连接有分离器16其为外接设备，分离后回收的物料通过物料回口13与后部蒸汽腔27连通；从而避免物料的浪费。

在转子6右部且位于物料蒸汽出口15左侧设置有除沫器26，实现对泡沫的粉碎，相比于静态除沫器效率高。

翼片根部为与转子6连接的人字形架30结构结实，在人字形架30上设置有横向翼片、纵向翼片或螺旋翼片31；翼片与锥形蒸发室4内侧壁间隙接触，从而方便物料的传递。

在翼片上沿横截面切向设置有横向节流孔37实现各个翼片之间的物料循环，在横向节流孔37内侧壁上分布有用于刺破泡沫的横向孔突刺38实现对泡沫的粉碎与对大颗粒杂物的粉碎；

在转子6沿轴向上分布有纵向挡料弧板39，在纵向挡料弧板39上分布有纵向节流孔40，在纵向节流孔40中设置有突刺。实现物料在旋转中前行处理。

锥形蒸发室4的排料口23进口根部为内圆角过渡；

在转子6上径向设置有径向弹性座41，在径向弹性座41上设置有通过弹簧连接的径向伸缩头42，当转子6带动径向伸缩头42离心旋转时候，当径向伸缩头42伸入排料口23端口处；当物料在排料口堆积的时候，从而影响物料输送，径向伸缩头42旋转到最下处的时候，在自重与离心力的作用下，其快速对排料口的堆积进行处理，同时在其上行在重力与弹簧力作用下，实现缩回，避免划伤。

在锥形蒸发室4的物料蒸汽出口15左侧以及排料口23左侧内壁顶部设置有用于阻挡物料进入物料蒸汽出口15的排出阻挡弧罩43，避免物料随着蒸汽向上排出，减少回收物料的工作量，减少二次处理的成本，在转子6上设置有旋转凹盘44，在旋转凹盘44端口处设置有用于与排出阻挡弧罩43右侧面接触的径向接触毛刷47，实现对间隙处阻挡，同时利用毛刷消除气泡，避免气泡夹带物料排出，在旋转凹盘44上设置有凹盘通孔45，实现蒸汽的输出，在旋转凹盘44左内凹面上分布有纵向毛刷触角46，消除通孔处的气泡，在转子6右侧设置有位于物料蒸汽出口15左侧的平旋网盘48，在平旋网盘48右端面设置有螺旋叶片49，产生风压，提高流动性，避免物料将通孔堵塞，实现了自清理，在平旋网盘48左端面设置有用与平旋网盘48右端面接触的旋转触角毛刷50，进一步消除泡沫。

作为优选，配重调节装置25包括设置在转子6上的配重壳体32避免液体进入、纵向设置在配重壳体32上的螺杆方便调节配重位置、以及设置在螺杆上的配重其增减实现平衡调节；

作为优选，调隙装置9包括水平设置在机架底座1上且位于转子6右侧的调节螺杆53、设置在调节螺杆53左端的旋转牵拉头；旋转牵拉头与转子6右端头的工艺T型槽连接。

作为优选，在锥形蒸发室4的物料蒸汽出口15内腔中设置有伞形凹架51，在伞形凹架51下弧面上设置有伞形突刺52。利用伞形形成穹顶效果以及突刺，实现利用尖端进行液体聚集。

作为优选，锁定装置10包括顶丝或插销；实现了位置锁定。

作为优选，调隙装置9包括水平设置在机架底座1上且位于转子6右侧的调节螺杆53、设置在调节螺杆53、设置在调节螺杆53左端的调节偏心头54、旋转设置在转子6右端的调节支撑顶头55、设置在机架底座1与转子6右侧之间的调节弹簧56；利用偏心实现对轴向距离的向左调整，同时通过弹簧实现转子向右调整，从而实现锥孔间隙的调整。

作为优选，配重调节装置25包括设置在转子6上的配重壳体32、设置在转子6上且位于配重壳体32中的配重调节轨道35、纵向滑动且根部设置在配重调节轨道35上的配重螺杆滑座33、设置在配重螺杆滑座33上且用于与配重调节轨道35上表面压力接触的配重紧固螺母34、以及设置在配重螺杆滑座33上且用于调节配重的配重调节螺母36。实现配重的调节。

使用本发明时，实现了对泡沫的有效处理，对热量的有效利用，通过配重实现平衡的调节，可实现轴向间隙的调整，实现物料内部的清理。作为优选方案，蒸发室设计为锥形，蒸发室经过精细加工,保证转子与蒸发器内壁间具有最小的间隙，转子为经过动静平衡的L型转子，转子上面安装有配重调节装置，通过增加或减少配重块来调节转子平衡，每个叶片旋转时都与加热壁间具有最小的间隙从而分散和搅拌产品。蒸发室安装有物料回流口，防止溶剂挥发损失。在蒸发室的出口安装有动态除沫器，将蒸发过程中出现的泡沫打碎液化，防止液滴随蒸发物流出。能够连续稳定生产。根据物料特性选择加热形式：热油、热水、蒸汽。转子两端各由一个双列辊子自调心轴承支撑。蒸发器的一端安装有电机、减速机、联轴器等驱动装置；另一端安装有一个转子轴向调整系统，这种系统振动很小，设备的操作运行非常平稳。转子轴向调整系统通过手轮驱动转子轴向运动，从而调节转子与蒸发室内壁之间的间隙，转子与蒸发室内壁之间的间隙在2~4mm，适合多种物料的浓缩蒸发。通过把手进行锁紧，防止手轮回转。转子的额定速度范围: 160 RPM。

Claims (10)

1.一种卧式锥形薄膜蒸发器，其特征在于：包括机架底座（1）、设置在机架底座（1）上的驱动部件（2）、设置在机架底座（1）上的夹套（3）、横卧在夹套（3）中的锥形蒸发室（4）、设置在夹套（3）与锥形蒸发室（4）之间的热流夹层通道（5）、以及旋转设置在锥形蒸发室（4）中且与驱动部件（2）传达连接的转子（6）；在转子（6）上设置有翼片。

2. 根据权利要求1所述的卧式锥形薄膜蒸发器，其特征在于: 锥形蒸发室（4）沿左到右从大端到小端分为后部蒸汽腔（27）、中部蒸汽腔（28）、前部蒸汽腔（29）三段设置；

后部蒸汽腔（27），在其上端设置有用加入物料的物料进口（12），在其大端面上端设置有末端蒸汽进口/热液出口（11），在物料进口（12）右侧设置有用于回流蒸汽中物料的物料回口（13）；在其大端面下端设置有尾部热液进口/蒸汽出口（19），在后部蒸汽腔（27）底部设置有排污口（20），在后部蒸汽腔（27）下端连接有与末端蒸汽进口/热液出口（11）形成流体热循环的后部热液进口/蒸汽出口（21）；

中部蒸汽腔（28），在其上端设置有流体温度高于末端蒸汽进口/热液出口（11）的中端蒸汽进口/热液出口（14）；在其下端连接有与中端蒸汽进口/热液出口（14）形成流体热循环的中部热液进口/蒸汽出口（22）；

前部蒸汽腔（29），在其上端设置有物料蒸汽出口（15），在物料蒸汽出口（15）左侧上端设置有流体温度高于中端蒸汽进口/热液出口（14）的前端蒸汽进口/热液出口（17）；在其小端面上设置有头端蒸汽进口/热液出口（18）；在前部蒸汽腔（29）下端设置有位于物料蒸汽出口（15）左侧的排料口（23）；在小端面上设置有首部热液进口/蒸汽出口（24）。

3.根据权利要求1或2所述的卧式锥形薄膜蒸发器，其特征在于: 在驱动部件（2）与转子（6）之间设置有调节轴承（7）和/或机械密封（8），在机架底座（1）上设置有用于调节转子（6）与锥形蒸发室（4）内锥侧壁间隙的调隙装置（9），在机架底座（1）上设置有用于锁定调隙装置（9）调隙位置的锁定装置（10），在转子（6）上设置有配重调节装置（25）。

4.根据权利要求2所述的卧式锥形薄膜蒸发器，其特征在于: 物料蒸汽出口（15）外连接有分离器（16），分离后回收的物料通过物料回口（13）与后部蒸汽腔（27）连通；

在转子（6）右部且位于物料蒸汽出口（15）左侧设置有除沫器（26）。

5.根据权利要求1所述的卧式锥形薄膜蒸发器，其特征在于:翼片根部为与转子（6）连接的人字形架（30），在人字形架（30）上设置有横向翼片、纵向翼片或螺旋翼片（31）；翼片与锥形蒸发室（4）内侧壁间隙接触。

6.根据权利要求5所述的卧式锥形薄膜蒸发器，其特征在于:在翼片上沿横截面切向设置有横向节流孔（37），在横向节流孔（37）内侧壁上分布有用于刺破泡沫的横向孔突刺（38）；

在转子（6）沿轴向上分布有纵向挡料弧板（39），在纵向挡料弧板（39）上分布有纵向节流孔（40），在纵向节流孔（40）中设置有突刺。

7.根据权利要求1所述的卧式锥形薄膜蒸发器，其特征在于: 锥形蒸发室（4）的排料口（23）进口根部为内圆角过渡；

在转子（6）上径向设置有径向弹性座（41），在径向弹性座（41）上设置有通过弹簧连接的径向伸缩头（42），当转子（6）带动径向伸缩头（42）离心旋转时候，当径向伸缩头（42）伸入排料口（23）端口处；

在锥形蒸发室（4）的物料蒸汽出口（15）左侧以及排料口（23）左侧内壁顶部设置有用于阻挡物料进入物料蒸汽出口（15）的排出阻挡弧罩（43），在转子（6）上设置有旋转凹盘（44），在旋转凹盘（44）端口处设置有用于与排出阻挡弧罩（43）右侧面接触的径向接触毛刷（47），在旋转凹盘（44）上设置有凹盘通孔（45），在旋转凹盘（44）左内凹面上分布有纵向毛刷触角（46），在转子（6）右侧设置有位于物料蒸汽出口（15）左侧的平旋网盘（48），在平旋网盘（48）右端面设置有螺旋叶片（49），在平旋网盘（48）左端面设置有用与平旋网盘（48）右端面接触的旋转触角毛刷（50）。

8.根据权利要求2所述的卧式锥形薄膜蒸发器，其特征在于: 配重调节装置（25）包括设置在转子（6）上的配重壳体（32）、纵向设置在配重壳体（32）上的螺杆、以及设置在螺杆上的配重；

调隙装置（9）包括水平设置在机架底座（1）上且位于转子（6）右侧的调节螺杆（53）、设置在调节螺杆（53）左端的旋转牵拉头；旋转牵拉头与转子（6）右端头的工艺T型槽连接。

9.根据权利要求1所述的卧式锥形薄膜蒸发器，其特征在于:在锥形蒸发室（4）的物料蒸汽出口（15）内腔中设置有伞形凹架（51），在伞形凹架（51）下弧面上设置有伞形突刺（52）。

10.根据权利要求2所述的卧式锥形薄膜蒸发器，其特征在于: 锁定装置（10）包括顶丝或插销；

调隙装置（9）包括水平设置在机架底座（1）上且位于转子（6）右侧的调节螺杆（53）、设置在调节螺杆（53）、设置在调节螺杆（53）左端的调节偏心头（54）、旋转设置在转子（6）右端的调节支撑顶头（55）、设置在机架底座（1）与转子（6）右侧之间的调节弹簧（56）；

配重调节装置（25）包括设置在转子（6）上的配重壳体（32）、设置在转子（6）上且位于配重壳体（32）中的配重调节轨道（35）、纵向滑动且根部设置在配重调节轨道（35）上的配重螺杆滑座（33）、设置在配重螺杆滑座（33）上且用于与配重调节轨道（35）上表面压力接触的配重紧固螺母（34）、以及设置在配重螺杆滑座（33）上且用于调节配重的配重调节螺母（36）。