CN112755556A - 一种刮板式薄膜蒸发器及其使用方法 - Google Patents

一种刮板式薄膜蒸发器及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种刮板式薄膜蒸发器及其使用方法,属于换热蒸发设备技术领域,刮板式薄膜蒸发器中设置布料装置、加热夹套、刮板机构和支撑轴座,结构新颖,增加了汽液分离的功能,优化了装置的设计,通过进料空间的合理设计,有效防止了物料进入蒸发器时出现乱飞乱溅的现象;在加热夹套上加工螺旋槽,有效保证了蒸发所需的热源;刮板机构中转子支架与转子活动连接,有效避免了高温对两者产生的影响,刮板头的采用组合式结构,安装拆卸均较方便,有效提高了刮板式薄膜蒸发器的使用率;支撑轴座有效解决了转子安装调节的问题,有效提高了刮板薄膜蒸发器的安装精度,有效减少了各部件与蒸发器筒身内壁的磨损,保证了蒸发器安全可靠地运行。

Description

一种刮板式薄膜蒸发器及其使用方法
技术领域
本发明属于换热蒸发设备技术领域,涉及一种蒸发器及其使用方法,特别是涉及一种刮板式薄膜蒸发器及其使用方法。
背景技术
刮板式薄膜蒸发器是一种通过刮板高速旋转强制成膜的新型高效的蒸发器,由于其热传导率高、物料在蒸发器内过流时间短,不易结焦不易结垢,尤其适宜热敏性物料、高粘度物料的蒸发浓缩,所以在石油、化工、食品、医药、环保等领域广泛应用。但刮板式薄膜蒸发器在使用过程中存在以下不足:1现有蒸发器中的布料装置功能单一,使用时性能粗放,物料进入蒸发器时,时常出现乱飞乱溅的现象,影响使用效果;2目前加热夹套采用半管缠绕于夹套筒身的外面,半管缠绕于筒身上是靠焊接的方法用以固定的,长期在高温的工况下焊接点容易松动,造成半管与筒身接触不佳,这种方法制作简单,但热传导效率较低,从而影响蒸发所需热的传导;3目前刮板式薄膜蒸发器中的转子支架与转子的连接,是通过焊接的方法固定的,由于焊接的高温使转子支架和转子产生变形,严重影响转子支架与转子的安装与使用,刮板头与蒸发器筒身内壁不断摩擦从而产生磨损,刮板头需要经常更换,且刮板头的更换非常的不易,严重影响刮板式薄膜蒸发器的使用效率;4薄膜蒸发器中的转子为核心部件且为超长轴,无论是均匀泼洒物料的布料器还是旋转成膜的刮板机构,都是安装在转子上的,都是伴随转子旋转的,布料器和刮板机构作为精密部件,安装时的偏差不能太大,不然就会影响设备的使用效能,严重情况下甚至会损坏设备,造成大的损失,由于整个装置由多个部件安装而成,其中加工误差和安装误差不可避免,所以安装布料器和刮板机构的转子时,支撑转子的轴座需具有一定的调节能力,使得转子及转子上装配的旋转部件与蒸发器筒身内壁间距均匀合理;综上所述,为了更好的发挥薄膜蒸发器的使用效能,克服上述问题显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是针对目前刮板式薄膜蒸发器在使用过程中存在的不足,提出一种刮板式薄膜蒸发器及其使用方法,通过进料结构的改进,可有效防止物料进入蒸发器时出现乱飞乱溅的现象,通过对加热夹套结构的改进,使其具有稳定的热源的传导途径,通过对转子支架与转子连接结构的改进,可有效避免高温对两者产生的影响,有效提高刮板式薄膜蒸发器的使用效率,通过对转子支撑轴座结构进行改进,可解决转子安装调节的问题,有效提高刮板薄膜蒸发器的安装精度,有效减少了各部件与蒸发器筒身内壁的磨损,保证了蒸发器安全可靠地运行。
本发明的技术方案:一种刮板式薄膜蒸发器,包括电机、减速机、分离室和蒸发室,设置在分离室上方的二次蒸汽出口,设置在分离室下方的进料口,设置在蒸发室上方的高压蒸汽进口,以及设置在蒸发室下方的冷凝水出口;其特征在于:所述分离室底部设有布料装置,所述蒸发室内部设有两段加热夹套,两段所述加热夹套连接构成蒸发室的仓室,所述加热夹套内部设有刮板机构,所述蒸发室的底部连接设有支撑轴座;
所述布料装置由布料器和汽液分离盖板组成,所述布料器呈圆盘状,所述布料器中心设有转子轴孔,所述转子轴孔中固定设有转子,所述布料器的上端面设有台阶孔,所述台阶孔底面设有螺纹盲孔和二次蒸汽溢出孔,所述布料器的下端面设有喇叭口,所述布料器的外圆周上设有一个半圆槽,所述半圆槽下方的布料器外圆周上设有多个斜槽,所述斜槽的上端与所述半圆槽相连通,所述汽液分离盖板呈薄圆盘状,所述汽液分离盖板的中心设有盖板转子孔,所述盖板转子孔的外围设有汽液分离孔和通孔,所述汽液分离盖板穿过所述转子后通过螺钉与台阶孔的底面连接固定,所述进料口与所述半圆槽连接相通;
所述加热夹套的顶端和底端均设有帽檐,所述帽檐上设有紧固孔,所述加热夹套的内部设有通道,所述加热夹套外壁上设有螺旋槽,所述加热夹套的外部包覆设有隔板层,所述隔板层与所述螺旋槽形成密封连接,所述隔板层的外部包覆设有外套层,所述高压蒸汽进口穿过外套层和隔板层后与螺旋槽的头部连接相通,所述冷凝水出口穿过外套层和隔板层后与螺旋槽的尾部连接相通;
所述刮板机构由转子、转子支架和刮板头组成,所述转子的外圆周上设有锥孔;所述转子支架由过渡套、悬臂和支撑板构成,所述悬臂连接固定在所述过渡套的外壁上,所述悬臂与悬臂之间固定设有支撑板,所述过渡套中部设有轴孔,所述悬臂与悬臂之间的过渡套外壁上旋接设有锥销螺钉,所述过渡套套设在所述转子上,并通过锥销螺钉顶紧设置在所述锥孔内,每个所述悬臂的端部均设有楔槽,所述楔槽的侧面设有端部通孔;所述刮板头由连接杆和刮头构成,所述连接杆的中部设有刮头安装槽,所述连接杆的侧面设有第一紧固通孔和第二紧固通孔,所述连接杆与悬臂上的楔槽插接连接,并通过设置在端部通孔和第二紧固通孔内的螺栓紧固连接,所述刮头上设有腰形槽孔,所述刮头插接在所述刮头安装槽中,并通过设置在第一紧固通孔和腰形槽孔中的螺栓紧固连接;
所述支撑轴座由支撑座、球座、轴承、平面轴承和锁紧耳连接构成;所述支撑座固定设置在所述支撑轴座的内底面上,所述支撑座内部设有座腔,所述支撑座的顶部设有锁紧耳,所述锁紧耳中部设有弹性槽,所述锁紧耳的两端连接设有螺栓,所述球座活动连接在所述座腔中,所述球座内部设有轴承上档位,所述轴承上档位的底面上设有轴承下档位,所述轴承下档位中设有平面轴承,所述轴承上档位中设有轴承,所述转子穿过所述轴承后,转子的底面与所述平面轴承接触连接,所述球座通过锁紧耳锁紧在所述支撑座的座腔内,所述支撑轴座的侧面设有观察窗,所述观察窗与所述锁紧耳上的螺栓同轴设置,所述支撑轴座的底面上连接设有物料出口,所述支撑轴座通过顶面上的紧固通孔与蒸发室紧固连接。
所述轴承上档位的直径大于轴承下档位的直径,轴承与轴承上档位过盈配合,轴承的厚度与轴承上档位的深度相同,平面轴承的厚度小于轴承下档位的深度,转子外壁与轴承的内圈为过盈配合连接。
所述座腔与球座形成间隙配合,配合间隙为0.5mm。
所述悬臂端部的楔槽和连接杆形成间隙配合,间隙值不大于0.5mm;刮头安装槽为矩形槽,刮头截面呈矩形,刮头与刮头安装槽为间隙配合,间隙值不大于0.3mm。
所述螺旋槽的槽形为半圆形,螺旋槽的螺旋升角为15°。
所述外套层与隔板层之间形成中空腔室,中空腔室内浇注有防止热量向外散发的保温材料。
所述布料器的上方外侧设有端面倒角,斜槽的倾斜方向与布料器的轴向呈23°夹角。
所述汽液分离孔阵列设置在汽液分离盖板上,各分离孔的横向间距和纵向间距均不大于10mm,汽液分离孔的孔径小于通孔的孔径,汽液分离盖板与台阶孔形成间隙配合,直径方向间隙不大于0.3mm,配合连接后汽液分离盖板的顶面与布料器顶面齐平。
所述喇叭口的开口角度不小于120°,喇叭口的外径小于布料器的外径。
一种刮板式薄膜蒸发器的使用方法,其特征在于,操作方法如下:
布料装置工作时,布料装置随转子高速旋转,物料从进料口进入设备,物料喷进布料器圆周上半圆槽中,继而进入布料器圆周面上阵列排布的斜槽中,由于离心力的作用,通过斜槽的物料被均匀地泼洒到蒸发面上,工作中产生的大量二次蒸汽,先通过布料器上的4个阵列排布的二次蒸汽溢出孔,再通过汽液分离盖板,由于汽液分离盖板上具有阵列排布的汽液分离孔,使得二次蒸汽中细小物料液滴分离,分离后的二次蒸汽通过分离室上二次蒸汽出口由外部真空设备抽吸,汽液分离盖板上方的液滴通过布料器端面倒角泼洒回蒸发面上,汽液分离盖板下方的液滴通过布料器下端面的喇叭口泼洒回蒸发面上;
加热夹套工作时,高压蒸汽从高压蒸汽进口进入,通过加热夹套筒身外壁上螺旋槽,冷凝水及剩余的蒸汽从冷凝水出口排出,由于高压蒸汽的高温可使加热夹套的内壁升温,当物料流过加热夹套内壁时,高温使物料浓缩蒸发,圆筒状外套与圆筒状隔板中间腔室中的保温材料,可有效防止热量向外散发构简单可靠,有效保证了蒸发所需的热源;
刮板机构安装时,先将转子支架套进转子,将过渡套径向上所有的阵列排布的螺纹通孔中均旋进锥销螺钉且与转子上锥孔完全配合,将刮头插进连接杆中间的刮头安装槽中,利用连接杆上5个阵列排布的紧固用通孔与刮头上5个阵列排布的腰形槽,通过螺栓将两者紧固,由于刮头上带有腰型槽孔,因此刮头具有自适应调节功能,再利用刮头安装槽尾部的T形楔与悬臂端部的楔槽,将刮板头安装进悬臂端部的T楔槽中,利用连接杆上5个阵列排布的第二紧固通孔与悬臂端部通孔,通过螺栓将之紧固;
刮板机构工作时,刮板头可随转子一起转动,由于离心力的作用,刮头上5个阵列排布的腰形槽孔具有自适应自我调节的作用,可有效延长刮头的使用寿命,刮头旋转的同时与蒸发器筒身内壁接触摩擦,物料在自身重力与刮头旋转刮推的作用下,呈螺旋下降的方式沿蒸发器筒身内壁向下沉降,由于加热夹套提供的持续热源,使得物料不断蒸发浓缩安装拆卸均较方便,有效提高了刮板式薄膜蒸发器的使用率;
转子支撑轴座安装时,先将平面轴承安装进球座中的轴承下档位,将轴承安装进球座中的轴承上档位,将转子安装进球座中直至转子与平面轴承接触,将安装有转子的万向球座安装进支撑座上座腔中,由于支撑座上座腔的球形内壁与球座球形外壁具有0.5mm的间隙,可用于调节,待上方部件安装扶定后,通过支撑轴座上的2个观察窗,利用螺栓旋进锁紧耳上的螺纹通孔中,利用锁紧耳中间的弹性槽将球座锁紧于支撑座上座腔中,解决了转子的安装调节,有效提高了刮板薄膜蒸发器的安装精度,保证了蒸发器安全可靠地运行。
本发明的有益效果为:本发明提出的一种刮板式薄膜蒸发器及其使用方法,在刮板式薄膜蒸发器中设置布料装置、加热夹套、刮板机构和支撑轴座,结构新颖,增加了汽液分离的功能,从而在设备大结构上省去了汽液分离的专门部件,优化了装置的设计,通过进料空间的合理设计,有效防止了物料进入蒸发器时出现乱飞乱溅的现象;在加热夹套上加工螺旋槽,使用螺旋槽作为热源的传导途径,有效保证了蒸发所需的热源;刮板机构中转子支架与转子活动连接,有效避免了高温对两者产生的影响,刮板头的采用组合式结构,安装拆卸均较方便,有效提高了刮板式薄膜蒸发器的使用率;支撑轴座有效解决了转子安装调节的问题,有效提高了刮板薄膜蒸发器的安装精度,有效减少了各部件与蒸发器筒身内壁的磨损,保证了蒸发器安全可靠地运行。
附图说明
图1 为本发明刮板式薄膜蒸发器外部结构示意图。
图2 为本发明刮板式薄膜蒸发器剖视结构示意图。
图3 为图2中A处放大结构示意图。
图4 为本发明中布料器结构示意图。
图5 为本发明中布料器主视结构示意图。
图6 为本发明中布料器俯视结构示意图。
图7 为本发明中布料器立体结构示意图。
图8 为本发明中汽液分离盖板俯视结构示意图。
图9 为图2中B处放大结构示意图。
图10 为图9中E处放大结构示意图。
图11 为本发明中加热夹套主视结构示意图。
图12 为本发明中加热夹套俯视结构示意图。
图13 为本发明中刮板机构俯视结构示意图。
图14 为本发明中刮板机构主视结构示意图。
图15 为图14中G处放大结构示意图。
图16 为图13中F-F方向剖视结构示意图。
图17 为图16中H处放大结构示意图。
图18 为本发明中转子支架俯视结构示意图。
图19 为本发明中锥销螺钉结构示意图。
图20 为本发明中连接杆结构示意图。
图21 为本发明中刮头结构示意图。
图22 为图2中D处放大结构示意图。
图23 为本发明中支撑轴座剖视结构示意图。
图24 为本发明中支撑轴座俯视结构示意图。
图25 为图24中I-I方向剖视结构示意图。
图26 为本发明中支撑轴座主视结构示意图。
图27 为本发明中球座剖视结构示意图。
图中:电机1、减速机2、分离室3、二次蒸汽出口4、进料口5、蒸发室6、高压蒸汽进口7、冷凝水出口8、支撑轴座9、物料出口10、布料器11、转子12、汽液分离盖板13、端面倒角14、半圆槽15、二次蒸汽溢出孔16、喇叭口17、斜槽18、转子轴孔19、台阶孔20、螺纹盲孔21、盖板转子孔22、汽液分离孔23、通孔24、加热夹套25、通道26、螺旋槽27、隔板层28、外套层29、紧固孔30、过渡套31、锥销螺钉32、悬臂33、支撑板34、连接杆35、刮头36、端部通孔37、第一紧固通孔38、轴孔39、楔槽40、螺钉锥部41、刮头安装槽42、第二紧固通孔43、腰形槽孔44、支撑座45、球座46、轴承47、平面轴承48、螺栓49、螺纹通孔50、座腔51、紧固通孔52、锁紧耳53、弹性槽54、观察窗55、轴承上档位56、轴承下档位57。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明:
如图1-2所示,一种刮板式薄膜蒸发器,包括电机1、减速机2、分离室3和蒸发室6,设置在分离室3上方的二次蒸汽出口4,设置在分离室3下方的进料口5,设置在蒸发室6上方的高压蒸汽进口7,以及设置在蒸发室6下方的冷凝水出口8;分离室3底部设有布料装置,蒸发室6内部设有两段加热夹套25,两段加热夹套25连接构成蒸发室6的仓室,加热夹套25内部设有刮板机构,蒸发室6的底部连接设有支撑轴座9。
如图3-8所示,一种刮板式薄膜蒸发器,布料装置由布料器11和汽液分离盖板13组成,布料器11呈圆盘状,布料器11中心设有转子轴孔19,转子轴孔19中固定设有转子12,布料器11的上端面设有台阶孔20,台阶孔20底面设有螺纹盲孔21和二次蒸汽溢出孔16,布料器11的下端面设有喇叭口17,布料器11的外圆周上设有一个半圆槽15,半圆槽15下方的布料器11外圆周上设有多个斜槽18,斜槽18的上端与半圆槽15相连通,汽液分离盖板13呈薄圆盘状,汽液分离盖板13的中心设有盖板转子孔22,盖板转子孔22的外围设有汽液分离孔23和通孔24,汽液分离盖板13穿过转子12后通过螺钉与台阶孔20的底面连接固定,进料口5与半圆槽15连接相通。
如图9-12所示,一种刮板式薄膜蒸发器,加热夹套25的顶端和底端均设有帽檐,帽檐上设有紧固孔30,加热夹套25的内部设有通道26,加热夹套25外壁上设有螺旋槽27,加热夹套25的外部包覆设有隔板层28,隔板层28与螺旋槽27形成密封连接,隔板层28的外部包覆设有外套层29,高压蒸汽进口7穿过外套层29和隔板层28后与螺旋槽27的头部连接相通,冷凝水出口8穿过外套层29和隔板层28后与螺旋槽27的尾部连接相通。
如图13-21所示,一种刮板式薄膜蒸发器,刮板机构由转子、转子支架和刮板头组成,转子12的外圆周上设有锥孔;转子支架由过渡套31、悬臂33和支撑板34构成,悬臂33连接固定在过渡套31的外壁上,悬臂33与悬臂33之间固定设有支撑板34,过渡套31中部设有轴孔39,悬臂33与悬臂33之间的过渡套31外壁上旋接设有锥销螺钉32,过渡套31套设在转子12上,并通过锥销螺钉32顶紧设置在锥孔内,每个悬臂33的端部均设有楔槽40,楔槽40的侧面设有端部通孔37;刮板头由连接杆35和刮头36构成,连接杆35的中部设有刮头安装槽42,连接杆35的侧面设有第一紧固通孔38和第二紧固通孔43,连接杆35与悬臂33上的楔槽40插接连接,并通过设置在端部通孔37和第二紧固通孔43内的螺栓紧固连接,刮头36上设有腰形槽孔44,刮头36插接在刮头安装槽42中,并通过设置在第一紧固通孔38和腰形槽孔44中的螺栓紧固连接。
如图22-27所示,一种刮板式薄膜蒸发器,支撑轴座由支撑座45、球座46、轴承47、平面轴承48和锁紧耳53连接构成;支撑座45固定设置在支撑轴座45的内底面上,支撑座45内部设有座腔51,支撑座45的顶部设有锁紧耳53,锁紧耳53中部设有弹性槽54,锁紧耳53的两端连接设有螺栓49,球座46活动连接在座腔51中,球座46内部设有轴承上档位56,轴承上档位56的底面上设有轴承下档位57,轴承下档位57中设有平面轴承48,轴承上档位56中设有轴承47,转子12穿过轴承47后,转子12的底面与平面轴承48接触连接,球座46通过锁紧耳53锁紧在支撑座45的座腔51内,支撑轴座的侧面设有观察窗55,观察窗55与锁紧耳53上的螺栓49同轴设置,支撑轴座的底面上连接设有物料出口10,支撑轴座通过顶面上的紧固通孔52与蒸发室6紧固连接。
如图1-27所示,一种刮板式薄膜蒸发器,轴承上档位56的直径大于轴承下档位57的直径,轴承47与轴承上档位56过盈配合,轴承47的厚度与轴承上档位56的深度相同,平面轴承48的厚度小于轴承下档位57的深度,转子12外壁与轴承47的内圈为过盈配合连接;座腔51与球座46形成间隙配合,配合间隙为0.5mm;悬臂33端部的楔槽40和连接杆35形成间隙配合,间隙值不大于0.5mm;刮头安装槽42为矩形槽,刮头36截面呈矩形,刮头36与刮头安装槽42为间隙配合,间隙值不大于0.3mm;螺旋槽27的槽形为半圆形,螺旋槽27的螺旋升角为15°;外套层29与隔板层28之间形成中空腔室,中空腔室内浇注有防止热量向外散发的保温材料;布料器11的上方外侧设有端面倒角14,斜槽18的倾斜方向与布料器11的轴向呈23°夹角;汽液分离孔23阵列设置在汽液分离盖板13上,各分离孔的横向间距和纵向间距均不大于10mm,汽液分离孔23的孔径小于通孔24的孔径,汽液分离盖板13与台阶孔20形成间隙配合,直径方向间隙不大于0.3mm,配合连接后汽液分离盖板13的顶面与布料器11顶面齐平;喇叭口17的开口角度不小于120°,喇叭口17的外径小于布料器11的外径。
如图1-27所示,一种刮板式薄膜蒸发器的操作方法如下:
布料装置工作时,布料装置随转子12高速旋转,物料从进料口5进入设备,物料喷进布料器11圆周上半圆槽15中,继而进入布料器圆周面上阵列排布的斜槽18中,由于离心力的作用,通过斜槽18的物料被均匀地泼洒到蒸发面上,工作中产生的大量二次蒸汽,先通过布料器11上的4个阵列排布的二次蒸汽溢出孔16,再通过汽液分离盖板13,由于汽液分离盖板13上具有阵列排布的汽液分离孔23,使得二次蒸汽中细小物料液滴分离,分离后的二次蒸汽通过分离室上二次蒸汽出口4由外部真空设备抽吸,汽液分离盖板13上方的液滴通过布料器11端面倒角14泼洒回蒸发面上,汽液分离盖板13下方的液滴通过布料器11下端面的喇叭口17泼洒回蒸发面上;
加热夹套25工作时,高压蒸汽从高压蒸汽进口7进入,通过加热夹套筒身外壁上螺旋槽27,冷凝水及剩余的蒸汽从冷凝水出口8排出,由于高压蒸汽的高温可使加热夹套25的内壁升温,当物料流过加热夹套25内壁时,高温使物料浓缩蒸发,圆筒状外套29与圆筒状隔板28中间腔室中的保温材料,可有效防止热量向外散发构简单可靠,有效保证了蒸发所需的热源;
刮板机构安装时,先将转子支架套进转子12,将过渡套31径向上所有的阵列排布的螺纹通孔中均旋进锥销螺钉32且与转子12上锥孔完全配合,将刮头36插进连接杆35中间的刮头安装槽42中,利用连接杆35上5个阵列排布的紧固用通孔38与刮头36上5个阵列排布的腰形槽15,通过螺栓将两者紧固,由于刮头36上带有腰型槽孔,因此刮头36具有自适应调节功能,再利用刮头安装槽42尾部的T形楔与悬臂端部的楔槽40,将刮板头安装进悬臂端部的T楔槽40中,利用连接杆35上5个阵列排布的第二紧固通孔43与悬臂端部通孔37,通过螺栓将之紧固;
刮板机构工作时,刮板头可随转子12一起转动,由于离心力的作用,刮头36上5个阵列排布的腰形槽孔44具有自适应自我调节的作用,可有效延长刮头36的使用寿命,刮头36旋转的同时与蒸发器筒身内壁接触摩擦,物料在自身重力与刮头36旋转刮推的作用下,呈螺旋下降的方式沿蒸发器筒身内壁向下沉降,由于加热夹套25提供的持续热源,使得物料不断蒸发浓缩安装拆卸均较方便,有效提高了刮板式薄膜蒸发器的使用率;
转子支撑轴座安装时,先将平面轴承48安装进球座46中的轴承下档位57,将轴承47安装进球座46中的轴承上档位56,将转子12安装进球座46中直至转子与平面轴承48接触,将安装有转子12的万向球座46安装进支撑座45上座腔51中,由于支撑座上座腔51的球形内壁与球座46球形外壁具有0.5mm的间隙,可用于调节,待上方部件安装扶定后,通过支撑轴座上的2个观察窗55,利用螺栓49旋进锁紧耳53上的螺纹通孔50中,利用锁紧耳53中间的弹性槽54将球座46锁紧于支撑座上座腔51中,解决了转子12的安装调节,有效提高了刮板薄膜蒸发器的安装精度,保证了蒸发器安全可靠地运行。

Claims (10)

1.一种刮板式薄膜蒸发器,包括电机(1)、减速机(2)、分离室(3)和蒸发室(6),设置在分离室(3)上方的二次蒸汽出口(4),设置在分离室(3)下方的进料口(5),设置在蒸发室(6)上方的高压蒸汽进口(7),以及设置在蒸发室(6)下方的冷凝水出口(8);其特征在于:所述分离室(3)底部设有布料装置,所述蒸发室(6)内部设有两段加热夹套(25),两段所述加热夹套(25)连接构成蒸发室(6)的仓室,所述加热夹套(25)内部设有刮板机构,所述蒸发室(6)的底部连接设有支撑轴座(9);
所述布料装置由布料器(11)和汽液分离盖板(13)组成,所述布料器(11)呈圆盘状,所述布料器(11)中心设有转子轴孔(19),所述转子轴孔(19)中固定设有转子(12),所述布料器(11)的上端面设有台阶孔(20),所述台阶孔(20)底面设有螺纹盲孔(21)和二次蒸汽溢出孔(16),所述布料器(11)的下端面设有喇叭口(17),所述布料器(11)的外圆周上设有一个半圆槽(15),所述半圆槽(15)下方的布料器(11)外圆周上设有多个斜槽(18),所述斜槽(18)的上端与所述半圆槽(15)相连通,所述汽液分离盖板(13)呈薄圆盘状,所述汽液分离盖板(13)的中心设有盖板转子孔(22),所述盖板转子孔(22)的外围设有汽液分离孔(23)和通孔(24),所述汽液分离盖板(13)穿过所述转子(12)后通过螺钉与台阶孔(20)的底面连接固定,所述进料口(5)与所述半圆槽(15)连接相通;
所述加热夹套(25)的顶端和底端均设有帽檐,所述帽檐上设有紧固孔(30),所述加热夹套(25)的内部设有通道(26),所述加热夹套(25)外壁上设有螺旋槽(27),所述加热夹套(25)的外部包覆设有隔板层(28),所述隔板层(28)与所述螺旋槽(27)形成密封连接,所述隔板层(28)的外部包覆设有外套层(29),所述高压蒸汽进口(7)穿过外套层(29)和隔板层(28)后与螺旋槽(27)的头部连接相通,所述冷凝水出口(8)穿过外套层(29)和隔板层(28)后与螺旋槽(27)的尾部连接相通;
所述刮板机构由转子、转子支架和刮板头组成,所述转子(12)的外圆周上设有锥孔;所述转子支架由过渡套(31)、悬臂(33)和支撑板(34)构成,所述悬臂(33)连接固定在所述过渡套(31)的外壁上,所述悬臂(33)与悬臂(33)之间固定设有支撑板(34),所述过渡套(31)中部设有轴孔(39),所述悬臂(33)与悬臂(33)之间的过渡套(31)外壁上旋接设有锥销螺钉(32),所述过渡套(31)套设在所述转子(12)上,并通过锥销螺钉(32)顶紧设置在所述锥孔内,每个所述悬臂(33)的端部均设有楔槽(40),所述楔槽(40)的侧面设有端部通孔(37);所述刮板头由连接杆(35)和刮头(36)构成,所述连接杆(35)的中部设有刮头安装槽(42),所述连接杆(35)的侧面设有第一紧固通孔(38)和第二紧固通孔(43),所述连接杆(35)与悬臂(33)上的楔槽(40)插接连接,并通过设置在端部通孔(37)和第二紧固通孔(43)内的螺栓紧固连接,所述刮头(36)上设有腰形槽孔(44),所述刮头(36)插接在所述刮头安装槽(42)中,并通过设置在第一紧固通孔(38)和腰形槽孔(44)中的螺栓紧固连接;
所述支撑轴座由支撑座(45)、球座(46)、轴承(47)、平面轴承(48)和锁紧耳(53)连接构成;所述支撑座(45)固定设置在所述支撑轴座(45)的内底面上,所述支撑座(45)内部设有座腔(51),所述支撑座(45)的顶部设有锁紧耳(53),所述锁紧耳(53)中部设有弹性槽(54),所述锁紧耳(53)的两端连接设有螺栓(49),所述球座(46)活动连接在所述座腔(51)中,所述球座(46)内部设有轴承上档位(56),所述轴承上档位(56)的底面上设有轴承下档位(57),所述轴承下档位(57)中设有平面轴承(48),所述轴承上档位(56)中设有轴承(47),所述转子(12)穿过所述轴承(47)后,转子(12)的底面与所述平面轴承(48)接触连接,所述球座(46)通过锁紧耳(53)锁紧在所述支撑座(45)的座腔(51)内,所述支撑轴座的侧面设有观察窗(55),所述观察窗(55)与所述锁紧耳(53)上的螺栓(49)同轴设置,所述支撑轴座的底面上连接设有物料出口(10),所述支撑轴座通过顶面上的紧固通孔(52)与蒸发室(6)紧固连接。
2.根据权利要求1所述的一种刮板式薄膜蒸发器,其特征在于:所述轴承上档位(56)的直径大于轴承下档位(57)的直径,轴承(47)与轴承上档位(56)过盈配合,轴承(47)的厚度与轴承上档位(56)的深度相同,平面轴承(48)的厚度小于轴承下档位(57)的深度,转子(12)外壁与轴承(47)的内圈为过盈配合连接。
3.根据权利要求1所述的一种刮板式薄膜蒸发器,其特征在于:所述座腔(51)与球座(46)形成间隙配合,配合间隙为0.5mm。
4.根据权利要求1所述的一种刮板式薄膜蒸发器,其特征在于:所述悬臂(33)端部的楔槽(40)和连接杆(35)形成间隙配合,间隙值不大于0.5mm;刮头安装槽(42)为矩形槽,刮头(36)截面呈矩形,刮头(36)与刮头安装槽(42)为间隙配合,间隙值不大于0.3mm。
5.根据权利要求1所述的一种刮板式薄膜蒸发器,其特征在于:所述螺旋槽(27)的槽形为半圆形,螺旋槽(27)的螺旋升角为15°。
6.根据权利要求1所述的一种刮板式薄膜蒸发器,其特征在于:所述外套层(29)与隔板层(28)之间形成中空腔室,中空腔室内浇注有防止热量向外散发的保温材料。
7.根据权利要求1所述的一种刮板式薄膜蒸发器,其特征在于:所述布料器(11)的上方外侧设有端面倒角(14),斜槽(18)的倾斜方向与布料器(11)的轴向呈23°夹角。
8.根据权利要求1所述的一种刮板式薄膜蒸发器,其特征在于:所述汽液分离孔(23)阵列设置在汽液分离盖板(13)上,各分离孔的横向间距和纵向间距均不大于10mm,汽液分离孔(23)的孔径小于通孔(24)的孔径,汽液分离盖板(13)与台阶孔(20)形成间隙配合,直径方向间隙不大于0.3mm,配合连接后汽液分离盖板(13)的顶面与布料器(11)顶面齐平。
9.根据权利要求1所述的一种刮板式薄膜蒸发器,其特征在于:所述喇叭口(17)的开口角度不小于120°,喇叭口(17)的外径小于布料器(11)的外径。
10.一种刮板式薄膜蒸发器的使用方法,其特征在于,使用权利要求1-9任一项所述的刮板式薄膜蒸发器,操作方法如下:
布料装置工作时,布料装置随转子(12)高速旋转,物料从进料口(5)进入设备,物料喷进布料器(11)圆周上半圆槽(15)中,继而进入布料器圆周面上阵列排布的斜槽(18)中,由于离心力的作用,通过斜槽(18)的物料被均匀地泼洒到蒸发面上,工作中产生的大量二次蒸汽,先通过布料器(11)上的4个阵列排布的二次蒸汽溢出孔(16),再通过汽液分离盖板(13),由于汽液分离盖板(13)上具有阵列排布的汽液分离孔(23),使得二次蒸汽中细小物料液滴分离,分离后的二次蒸汽通过分离室上二次蒸汽出口(4)由外部真空设备抽吸,汽液分离盖板(13)上方的液滴通过布料器(11)端面倒角(14)泼洒回蒸发面上,汽液分离盖板(13)下方的液滴通过布料器(11)下端面的喇叭口(17)泼洒回蒸发面上;
加热夹套(25)工作时,高压蒸汽从高压蒸汽进口(7)进入,通过加热夹套筒身外壁上螺旋槽(27),冷凝水及剩余的蒸汽从冷凝水出口(8)排出,由于高压蒸汽的高温可使加热夹套(25)的内壁升温,当物料流过加热夹套(25)内壁时,高温使物料浓缩蒸发,圆筒状外套(29)与圆筒状隔板(28)中间腔室中的保温材料,可有效防止热量向外散发构简单可靠,有效保证了蒸发所需的热源;
刮板机构安装时,先将转子支架套进转子(12),将过渡套(31)径向上所有的阵列排布的螺纹通孔中均旋进锥销螺钉(32)且与转子(12)上锥孔完全配合,将刮头(36)插进连接杆(35)中间的刮头安装槽(42)中,利用连接杆(35)上5个阵列排布的紧固用通孔(38)与刮头(36)上5个阵列排布的腰形槽(15),通过螺栓将两者紧固,由于刮头(36)上带有腰型槽孔,因此刮头(36)具有自适应调节功能,再利用刮头安装槽(42)尾部的T形楔与悬臂端部的楔槽(40),将刮板头安装进悬臂端部的T楔槽(40)中,利用连接杆(35)上5个阵列排布的第二紧固通孔(43)与悬臂端部通孔(37),通过螺栓将之紧固;
刮板机构工作时,刮板头可随转子(12)一起转动,由于离心力的作用,刮头(36)上5个阵列排布的腰形槽孔(44)具有自适应自我调节的作用,可有效延长刮头(36)的使用寿命,刮头(36)旋转的同时与蒸发器筒身内壁接触摩擦,物料在自身重力与刮头(36)旋转刮推的作用下,呈螺旋下降的方式沿蒸发器筒身内壁向下沉降,由于加热夹套(25)提供的持续热源,使得物料不断蒸发浓缩安装拆卸均较方便,有效提高了刮板式薄膜蒸发器的使用率;
转子支撑轴座安装时,先将平面轴承(48)安装进球座(46)中的轴承下档位(57),将轴承(47)安装进球座(46)中的轴承上档位(56),将转子(12)安装进球座(46)中直至转子与平面轴承(48)接触,将安装有转子(12)的万向球座(46)安装进支撑座(45)上座腔(51)中,由于支撑座上座腔(51)的球形内壁与球座(46)球形外壁具有0.5mm的间隙,可用于调节,待上方部件安装扶定后,通过支撑轴座上的2个观察窗(55),利用螺栓(49)旋进锁紧耳(53)上的螺纹通孔(50)中,利用锁紧耳(53)中间的弹性槽(54)将球座(46)锁紧于支撑座上座腔(51)中,解决了转子(12)的安装调节,有效提高了刮板薄膜蒸发器的安装精度,保证了蒸发器安全可靠地运行。
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