CN111773751A - 一种刮板式薄膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种刮板式薄膜蒸发器，包括蒸发器筒体和设置于蒸发器筒体上侧的驱动结构，刮板笼结构设置于蒸发器筒体内，其上侧连接于驱动结构，下侧被蒸发器筒体底部下封头上的轴承限位，下封头下侧设有出料口，蒸发器筒体侧壁设有水腔，且水腔下进上出的设有进水口和出水口，水腔外侧设有保温层，蒸发器筒体在刮板笼结构上侧的筒壁向上依次设有清洗口和真空接口，刮板笼结构相邻的蒸发器筒体筒壁上设有进料结构。本发明通过布料器的设置，将物料采用溢流的方式实现整个筒壁的均匀进料，下料连续均匀，方便后续刮板摊薄，保证的蒸发器的分离效果稳定高效。

Description

一种刮板式薄膜蒸发器

技术领域

本发明涉及蒸发器领域，特别涉及一种刮板式薄膜蒸发器。

背景技术

刮板式蒸发器是通过刮板将物料摊薄在蒸发器筒体内壁，并通过热交换的方式高效稳定的分离出有机溶剂或者是易挥发溶剂。

刮板的作用则在于将物料摊薄与筒体内壁，目前物料的进料方式是直接在筒体上开设进料口，从而刮板直接能够对物料摊薄，但是这种进料方式，进料的区域明显，无法在进料上实现均匀进料，会影响到蒸发器的分离效果。

另外，目前市面上的刮板结构主要为一体刚性刮板，固定于转子上，但是这种方案，刮板与筒壁的间距是固定，适用范围局限，但是物料在蒸发过程中受到很多因素影响，如滞留时间，自身粘度等，厚薄分布不同。

而且有的原料在前端处理再进入真空加热环境后，容易出现表面扩张，形成气泡，从真空管道逃逸，产生浪费。

故而，需要研制出一种新的刮板式薄膜蒸发器。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种刮板式薄膜蒸发器，通过布料器的设置，将物料采用溢流的方式实现整个筒壁的均匀进料，下料连续均匀，方便后续刮板摊薄，保证的蒸发器的分离效果稳定高效。

同时，布料器的连接上，方便快捷，稳定性高，且密封性能好，能够保证蒸发筒内的真空状态不受影响。

而刮板笼结构采用分段式的刮板结构，上下窜动并离心甩动，能够让每段刮板根据物料厚度，自我调节与筒壁间距，在离心力的作用下，更薄的压到筒壁上，增加蒸发效率。

更者，消泡器打碎泡沫，避免因为泡沫的堆积，导致物料下降慢，同时避免原料浪费。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种刮板式薄膜蒸发器，包括蒸发器筒体和设置于蒸发器筒体上侧的驱动结构，刮板笼结构设置于蒸发器筒体内，其上侧连接于驱动结构，下侧被蒸发器筒体底部下封头上的轴承限位，下封头下侧设有出料口，蒸发器筒体侧壁设有水腔，且水腔下进上出的设有进水口和出水口，水腔外侧设有保温层，蒸发器筒体在刮板笼结构上侧的筒壁向上依次设有清洗口和真空接口，刮板笼结构相邻的蒸发器筒体筒壁上设有进料结构。

进一步地，驱动结构包括电机、驱动腔、联轴器和单端面机械密封，电机法兰固定于驱动腔顶部，作用于联轴器，驱动腔底部与蒸发器筒体上侧法兰固定，联轴器与刮板笼结构固定。

进一步地，刮板笼结构包括中心转和固定于中心转轴上下侧的上卡盘和下卡盘，上卡盘与所述下卡盘之间设有至少三道刮板固定轴，刮板固定轴叠合套设有多个中空的圆柱刮板，且圆柱刮板与刮板固定轴之间存在偏移量，圆柱刮板边缘位置凸出于上卡盘和下卡盘，中心转轴穿过蒸发器筒体后与联轴器固定，且单端面机械密封在法兰连接处作用。

进一步地，所述最顶侧的所述圆柱刮板与上卡盘之间间距为2-5mm，刮板固定轴设置数量为4，且在周部均分上卡盘和下卡盘。

进一步地，中心转轴在上卡盘上侧还设有消泡器，消泡器为对称的桨叶结构，其桨叶上均布有锥形通孔。

进一步地，进料结构包括设置于蒸发器筒体的上筒体和下筒体之间且密封固定的布料器，上筒体底部的第一连接法兰与下筒体顶部的第二连接法兰用于布料器的上下限位固定，布料器圆周侧壁均分的设有至少三个进料口，布料器上侧面由外至内的设有第一连接止口、进料槽和溢流堰，下侧面设有第二连接止口，中部为贯通的出料口，出料口边缘与上筒体、下筒体内壁持平，进料口与设置与进料槽内的进料内出口连通。

进一步地，第一连接止口和第二连接止口内设有密封圈用于密封，溢流堰上均布有溢流缺口。

进一步地，进料口设置个数为4，布料器边缘等分的设有连接孔，连接螺栓穿过连接孔将布料器与第一连接法兰和第二连接法兰固定。

进一步地，驱动腔内还设有角接触轴承在联轴器下侧作用于中心转轴。

综上所述，本发明具备如下优点：

本发明通过布料器的设置，将物料采用溢流的方式实现整个筒壁的均匀进料，下料连续均匀，方便后续刮板摊薄，保证的蒸发器的分离效果稳定高效。

同时，布料器的连接上，方便快捷，稳定性高，且密封性能好，能够保证蒸发筒内的真空状态不受影响。

而刮板笼结构采用分段式的刮板结构，上下窜动并离心甩动，能够让每段刮板根据物料厚度，自我调节与筒壁间距，在离心力的作用下，更薄的压到筒壁上，增加蒸发效率。

更者，消泡器打碎泡沫，避免因为泡沫的堆积，导致物料下降慢，同时避免原料浪费。

附图说明

图1是本发明示意图；

图2是布料器结构示意图；

图3是进料结构示意图；

图4是刮板笼结构示意图；

图5是A部放大图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：

一种刮板式薄膜蒸发器，如图1-5所示，包括蒸发器筒体1和设置于蒸发器筒体1上侧的驱动结构2，刮板笼结构3设置于蒸发器筒体1内，其上侧连接于驱动结构2，下侧被蒸发器筒体1底部下封头11上的轴承12限位，下封头11下侧设有出料口13。

在换热机制上，蒸发器筒体1侧壁设有水腔4，且水腔4下进上出的设有进水口41和出水口42，即换热液体下进上出。

水腔4外侧设有保温层5，保证较优的换热效果。

蒸发器筒体1在刮板笼结构3上侧的筒壁向上依次设有清洗口14和真空接口15，清洗口14用于蒸发器筒体内部的清洁，真空接口用于蒸发过程中的抽真空。

在进料设置上，刮板笼结构3相邻的蒸发器筒体1筒壁上设有进料结构6。

进料结构包括设置于蒸发器筒体1的上筒体6-1和下筒体6-2之间且密封固布料器6-3。

具体的，上筒体6-1底部的第一连接法兰6-11与下筒体6-2顶部的第二连接法兰6-21用于布料器6-3的上下限位固定，而布料器6-3边缘等分的设有连接孔6-38，连接螺栓6-5穿过连接孔6-38将布料器6-3与第一连接法兰6-11和第二连接法兰6-21固定。

继续参照附图2，布料器6-3圆周侧壁均分的设有至少三个进料口6-31，在本实施例中设置个数为4，布料器6-3上侧面由外至内的设有第一连接止口6-32、进料槽6-33和溢流堰6-34，下侧面设有第二连接止口6-35，中部为贯通的出料口6-36，第一连接止口6-32和所述第二连接止口6-35内设有密封圈6-4用于密封，即在上下的连接法兰与布料器固定时，能够实现上筒体，下筒体和布料器的密封连接。

在出料设置上，为保证出料能够直接作用于筒壁，出料口6-36边缘与上筒体6-1、下筒体6-2内壁持平，即圆环设置的溢流堰外侧端与筒体内壁持平。

而进料口6-31与设置与进料槽6-33内的进料内出口6-37连通，从而进料能够进入进料槽后经溢流堰出料。

值得注意的是，溢流堰上均布有溢流缺口，该溢流缺口为齿状的溢流孔。

在其工作机制上，布料器独立于蒸发器筒体，装配在蒸发器筒体上部，物料经进料口进入内部的进料槽，随后在溢流堰上缓缓流出，挂载内壁自流到筒体，蒸发器筒体内的刮板摊薄。

在驱动结构的设置上，驱动结构2包括电机21、驱动腔22、联轴器23和单端面机械密封24。

电机法兰固定于驱动腔22顶部，作用于联轴器23，驱动腔22底部与蒸发器筒体1上侧法兰固定，联轴器23与刮板笼结构3固定。

在刮板笼的设置上，刮板笼结构包括中心转轴3-1和固定于中心转轴3-1上下侧的上卡盘3-11和下卡盘3-12。

上卡盘3-11与下卡盘3-12为镂空圆盘结构，两者之间设有至少三道刮板固定轴3-3，在本实施例中设置为四道，且在周部均分上卡盘3-11和下卡盘3-12。

刮板固定轴3-3叠合套设有多个中空的圆柱刮板3-4，且圆柱刮板3-4与刮板固定轴3-3之间存在偏移量，同时，最顶侧的圆柱刮板3-4与上卡盘3-11之间间距为2-5mm，从而能够使得刮板在工作过程中自我调节。

并且，圆柱刮板3-4边缘位置凸出于上卡盘3-11和下卡盘3-12。

中心转轴3-1穿过所述蒸发器筒体1后与联轴器23固定，且单端面机械密封24在法兰连接处作用。

驱动腔22内还设有角接触轴承221在联轴器23下侧作用于中心转轴3-1，该设置能够对中心转轴在工作过程自我调节，起到防偏的作用且受力更大。

同时中心转轴在上卡盘3-11上侧还设有消泡器3-5。

具体的，消泡器3-5为对称的桨叶结构，其桨叶上均布有锥形通孔3-51。

中心转轴在电机的作用下转动，即电机带动联轴器，从而带动中心转轴转动，具体的，中心转轴在下侧被下封头上的轴承限位，故而圆柱刮板可以上下串动，且做离心式的甩动，物料从进料结构采用溢流的方式进入蒸发器筒体，并被摊薄，同时在水腔的作用下，换热蒸发。

具体的，物料从消泡器下侧的刮板与筒壁之间进入蒸发器的筒体内，蒸发器工作时，筒体内由于真空泵的作用处于真空状态，有的原料，经过前端工艺后，再进入真空环境的加热之后，溶剂类容易出现表面张力扩张，类似吹肥皂泡一样，产生泡沫。

泡沫会携带一部分原料从真空管道处逃逸，造成浪费，同时筒体内也会因为泡沫堆积，导致物料下降较慢，此时在消泡器的作用下，泡沫会从锥形孔的大孔侧被刮入锥形孔内，再从锥形底的小孔里挤出，泡沫在这里循环被打散，就会破碎下落，过程中溶剂类会因为受热蒸发随真空而出，液体原料下落。

本方案中，圆柱刮板的直径、长度、重量，根据蒸发器的规格、蒸发面积、筒体直径而确定，越小规格的蒸发器，刮板尺寸会更小，刮板的重量和长度，一般根据物料才决定，越粘稠的物料，刮板越长，重量也越重。

刮板通过改变壁厚和长度，来改变刮板的重量，为了不影响刮板的效率，壁厚和长度改变的话，刮板轴的旋转直径，也要改变。

一般来说，刮板偏重、偏长一点，对使用效果会好一点。

而且，分段式刮板的优势，在于每一段的刮板，到筒体内部的距离，是可以自我调节的。

比如某一段筒体内壁的物料，因为滞留时间和粘度原因，厚了一点，那么这段的刮板工作的时候，距离筒壁自然间距就大一点。

同理，如果筒壁其他地方的物料很薄，那么因为离心力的作用，刮板自然就会压向筒壁，间距就会自我缩小，这样就可以让每段刮板，根据物料的厚度，自我调节自身和筒壁的距离，尽可能的把物料通过中心轴转动产生的离心力，更薄的压到筒壁上，增加蒸发效率。

综上所述，本方案通过布料器的设置，将物料采用溢流的方式实现整个筒壁的均匀进料，下料连续均匀，方便后续刮板摊薄，保证的蒸发器的分离效果稳定高效。

同时，布料器的连接上，方便快捷，稳定性高，且密封性能好，能够保证蒸发筒内的真空状态不受影响。

而刮板笼结构采用分段式的刮板结构，上下窜动并离心甩动，能够让每段刮板根据物料厚度，自我调节与筒壁间距，在离心力的作用下，更薄的压到筒壁上，增加蒸发效率。

更者，消泡器打碎泡沫，避免因为泡沫的堆积，导致物料下降慢，同时避免原料浪费。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。

对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (9)

1.一种刮板式薄膜蒸发器，其特征在于：包括蒸发器筒体（1）和设置于所述蒸发器筒体（1）上侧的驱动结构（2），刮板笼结构（3）设置于所述蒸发器筒体（1）内，其上侧连接于所述驱动结构（2），下侧被所述蒸发器筒体（1）底部下封头（11）上的轴承（12）限位，所述下封头（11）下侧设有出料口（13），所述蒸发器筒体（1）侧壁设有水腔（4），且所述水腔（4）下进上出的设有进水口（41）和出水口（42），所述水腔（4）外侧设有保温层（5），所述蒸发器筒体（1）在所述刮板笼结构（3）上侧的筒壁向上依次设有清洗口（14）和真空接口（15），所述刮板笼结构（3）相邻的所述蒸发器筒体（1）筒壁上设有进料结构（6）。

2.根据权利要求1所述一种刮板式薄膜蒸发器，其特征在于：所述驱动结构（2）包括电机（21）、驱动腔（22）、联轴器（23）和单端面机械密封（24），所述电机法兰固定于所述驱动腔（22）顶部，作用于所述联轴器（23），所述驱动腔（22）底部与所述蒸发器筒体（1）上侧法兰固定，所述联轴器（23）与所述刮板笼结构（3）固定。

3.根据权利要求2所述一种刮板式薄膜蒸发器，其特征在于：所述刮板笼结构（3）包括中心转轴（3-1）和固定于所述中心转轴（3-1）上下侧的上卡盘（3-11）和下卡盘（3-12），所述上卡盘（3-11）与所述下卡盘（3-12）之间设有至少三道刮板固定轴（3-3），所述刮板固定轴（3-3）叠合套设有多个中空的圆柱刮板（3-4），且所述圆柱刮板（3-4）与所述刮板固定轴（3-3）之间存在偏移量，所述圆柱刮板（3-4）边缘位置凸出于所述上卡盘（3-11）和所述下卡盘（3-12），所述中心转轴（3-1）穿过所述蒸发器筒体（1）后与所述联轴器（23）固定，且所述单端面机械密封（24）在法兰连接处作用。

4.根据权利要求3所述一种刮板式薄膜蒸发器，其特征在于：所述最顶侧的所述圆柱刮板（3-4）与所述上卡盘（3-11）之间间距为2-5mm，所述刮板固定轴（3-3）设置数量为4，且在周部均分所述上卡盘（3-11）和所述下卡盘（3-12）。

5.根据权利要求3所述一种刮板式薄膜蒸发器，其特征在于：所述中心转轴（3-1）在所述上卡盘（3-11）上侧还设有消泡器（3-5），所述消泡器（3-5）为对称的桨叶结构，其桨叶上均布有锥形通孔（3-51）。

6.根据权利要求1所述一种刮板式薄膜蒸发器，其特征在于：所述进料结构（6）包括设置于所述蒸发器筒体（1）的上筒体（6-1）和下筒体（6-2）之间且密封固定的布料器（6-3），所述上筒体（6-1）底部的第一连接法兰（6-11）与所述下筒体（6-2）顶部的第二连接法兰（6-21）用于所述布料器（6-3）的上下限位固定，所述布料器（6-3）圆周侧壁均分的设有至少三个进料口（6-31），所述布料器（6-3）上侧面由外至内的设有第一连接止口（6-32）、进料槽（6-33）和溢流堰（6-34），下侧面设有第二连接止口（6-35），中部为贯通的出料口（6-36），所述出料口（6-36）边缘与所述上筒体（6-1）、所述下筒体（6-2）内壁持平，所述进料口（6-31）与设置与所述进料槽（6-33）内的进料内出口（6-37）连通。

7.根据权利要求6所述一种刮板式薄膜蒸发器，其特征在于：所述第一连接止口（6-32）和所述第二连接止口（6-35）内设有密封圈（6-4）用于密封，所述溢流堰（6-34）上均布有溢流缺口。

8.根据权利要求6所述一种刮板式薄膜蒸发器，其特征在于：所述进料口设置个数为4，所述布料器（6-3）边缘等分的设有连接孔（6-38），连接螺栓（6-5）穿过所述连接孔（6-38）将布料器（6-3）与所述第一连接法兰（6-11）和所述第二连接法兰（6-21）固定。

9.根据权利要求4所述一种刮板式薄膜蒸发器，其特征在于：所述驱动腔（22）内还设有角接触轴承（221）在所述联轴器（23）下侧作用于所述中心转轴（3-1）。

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