CN113368518B - 离心薄膜真空蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及蒸馏技术领域，尤其是涉及一种离心薄膜真空蒸发装置，其包括壳体，壳体上穿设且固定有固定轴，固定轴内转动设置有回转轴，回转轴伸入壳体内的一端固定连接有转子，转子转动设置在固定轴上，固定轴设有蒸汽入口和蒸汽出口，转子内设有蒸汽通道，壳体上设有气密机构，气密机构包括设在壳体与固定轴固定连接处内侧的内密封组件、设在壳体与固定轴固定连接处外侧的外密封组件以及设在固定轴和回转轴之间的轴密封组件。本申请具有以下效果：内密封组件在壳体与固定轴固定连接处的内侧保持密封，外密封组件在壳体与固定轴固定连接处的外侧保持密封，轴密封组件在固定轴和回转轴之间保持密封，从而使得壳体可以保持较好的气密性。

Description

离心薄膜真空蒸发装置

技术领域

本申请涉及蒸馏技术领域，尤其是涉及一种离心薄膜真空蒸发装置。

背景技术

蒸馏是最重要的一种用加热对不同物质进行分离的方式之一。但是，常规的蒸馏方式需要较高的蒸馏温度，且物料加热时间较长，同时无法对热敏物质进行分离。离心薄膜真空蒸发装置即用于解决常规蒸馏方式的缺陷。

采用薄膜真空发生装置分离物料时具有以下特性：1、真空下进行操作,能降低溶液的沸点使溶液能够在低温下蒸发；2、原液被注入以较高速度旋转的圆锥形转子内在因旋转而产生的离心力的作用下被挤压扩散开来,并形成厚度为0.1mm极薄的流动液体薄膜；液体在导热面上的滞留时间约1秒钟；此外,液体在离心力的作用下被挤压移动，因此,这种结构具有其他固定导热方式所不同的独特的抑制发泡效果；而且，由于没有在导热面上活动的部件,不会混入因磨损而产生的异物；3、转子是夹套通入蒸汽进行均匀的加热；由于冷凝的蒸汽在离心力的作用下迅速飞离导热面，因此，能够通过最高性能的热传递方式滴状冷凝进行导热。

针对上述中的相关技术，发明人认为无论是为物料的蒸发、浓缩提供真空环境，还是为使得壳体内物料不易泄漏，壳体均应保持较好的气密性，若壳体的气密性不足，易致使物料的分离效果较差。

发明内容

为了提高回转轴与壳体之间的气密性，本申请提供一种离心薄膜真空蒸发装置。

本申请提供的一种离心薄膜真空蒸发装置采用如下的技术方案：

一种离心薄膜真空蒸发装置，包括壳体，所述壳体上穿设且固定有固定轴，所述固定轴内转动设置有回转轴，所述回转轴伸入壳体内的一端固定连接有转子，所述转子转动设置在固定轴上，所述回转轴和固定轴保持间隙，所述固定轴伸出壳体外的一端设有与回转轴和固定轴之间的间隙相连通的蒸汽入口和蒸汽出口，所述转子内设有与蒸汽入口和蒸汽出口均相连通的蒸汽通道，所述壳体上设有气密机构，所述气密机构包括设在壳体与固定轴固定连接处内侧的内密封组件、设在壳体与固定轴固定连接处外侧的外密封组件以及设在固定轴和回转轴之间的轴密封组件。

通过采用上述技术方案，先将壳体抽真空，并向壳体内供入原料液，再驱使回转轴在固定轴内转动，并带动转子转动；同时通过蒸汽入口向蒸汽通道内通入蒸汽，以使得转子被均匀加热，蒸汽经过蒸汽通道后从蒸汽出口排出，且蒸汽保持流通，原料液即可在转子的蒸发面板上利用离心力实现蒸发、浓缩；内密封组件在壳体与固定轴固定连接处的内侧保持密封，外密封组件在壳体与固定轴固定连接处的外侧保持密封，轴密封组件在固定轴和回转轴之间保持密封，从而使得壳体可以保持较好的气密性。

可选的，所述固定轴上转动设置有机械密封件，所述机械密封件设在转子上，所述内密封组件包括设在机械密封件和壳体的侧壁之间的第一密封圈。

通过采用上述技术方案，机械密封件在提高转子在固定轴上转动顺畅性的同时，提高了转子与固定轴之间的密封效果，从而使得原料液不易从转子与固定轴的连接处泄露；第一密封圈用于增强机械密封件与壳体侧壁之间的气密性，以使得壳体与固定轴的连接处不易产生漏气现象，从而利于壳体保持真空环境。

可选的，所述外密封组件包括固设在壳体外端壁上的固定座、固定在固定座远离壳体一端的支撑座以及设在支撑座远离固定座一端的密封座，所述固定轴包括转动设置在壳体上的大口径段、设在壳体外的小口径段以及同轴设置在大口径段和小口径段之间的收口段，所述固定座套设在大口径段上，所述支撑座套设在收口段上，所述密封座套设在小口径段上。

通过采用上述技术方案，固定座、支撑座和密封座分段套设在固定轴外，延长了固定座与壳体固定连接处外侧的密封路径，从而使得固定座与壳体固定连接处的外侧的气密性提高。

可选的，所述支撑座设有嵌设在固定座内的嵌接部，所述固定座和支撑座之间设有第二密封圈，第二密封圈套设在嵌接部上。

通过采用上述技术方案，嵌接部增强了固定座和支撑座的连接效果，以使得支撑部更加稳固；第二密封圈用于增强固定座和支撑座之间的密封效果，以使得壳体内的真空环境更加稳定，且第二密封圈套设在嵌接部上，使得第二密封圈不易窜动，从而便于第二密封圈起到良好的密封效果。

可选的，所述转子上设有连接套，所述连接套套设在回转轴外，且连接套设在转子远离内密封组件的一侧，所述轴密封组件包括设在连接套远离转子一端的密封内端以及设在固定轴伸出壳体外一端的密封外端，所述回转轴的一端转动设置在密封外端上且另一端固定在密封内端内。

通过采用上述技术方案，密封内端在将连接套和转子固定连接的同时，使得连接套和转子之间保持密封，从而更利于壳体保持真空，并使得原料液不易渗入回转轴和固定轴之间；密封外端在回转轴和固定轴伸入壳体外的一端对回转轴和固定轴进行密封，使得回转轴和固定轴之间的气密性进一步增强。

可选的，所述密封内端包括箱盖和轴承箱，所述轴承箱与连接套可拆卸连接，所述回转轴与轴承箱固定连接，所述轴承箱和连接套之间设有第三密封圈，所述箱盖设在轴承箱远离连接套的一端，所述箱盖将轴承箱封闭，所述箱盖和轴承箱之间设有第四密封圈。

通过采用上述技术方案，通过轴承箱和连接套将转子与回转轴固定连接，第三密封圈用于增强轴承箱和连接套之间的气密性；箱盖用于对轴承箱进行密封，第三密封圈用于增强箱盖和轴承箱之间的气密性，从而提高固定轴和回转轴伸入壳体内一端的密封效果，并使得流体不易从固定轴和回转轴伸入壳体内的一端渗入固定轴和回转轴之间。

可选的，所述密封外端包括密封压板、油封和密封衬套，所述密封压板设在回转轴的端部上，所述油封设在密封压板靠近壳体的一侧，所述密封衬套设在油封远离密封压板的一侧，所述密封衬套和油封均套设在回转轴上。

通过采用上述技术方案，密封衬套和油封用于增强固定轴端部和回转轴之间的气密性，以使得流体不易从固定轴端部和回转轴之间泄露；密封压板用于对密封衬套和油封进行限位，以使得密封衬套和油封起到密封效果。

可选的，所述轴密封件还包括设在回转轴和固定轴之间的套筒，所述套筒与回转轴和固定轴均保持间隙，所述套筒设在密封衬套远离油封的一侧。

通过采用上述技术方案，套筒可以用于减小回转轴与固定轴之间的摩擦阻力，从而使得回转轴在固定轴内的转动更加顺畅；同时套筒减小了回转轴与固定轴之间的间隙，蒸汽在回转轴与套筒之间以及套筒与固定轴之间均可以形成水膜，从而使得回转轴和固定轴之间可以形成密封。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.内密封组件在壳体与固定轴固定连接处的内侧保持密封，外密封组件在壳体与固定轴固定连接处的外侧保持密封，轴密封组件在固定轴和回转轴之间保持密封，从而使得壳体可以保持较好的气密性；

2.通过设置套筒，蒸汽在回转轴与套筒之间以及套筒与固定轴之间均可以形成水膜，从而使得回转轴和固定轴之间可以形成密封。

附图说明

图1是本申请实施例离心薄膜真空蒸发装置整体的结构示意图；

图2是图1中A部的放大图；

图3是图1中B部的放大图；

图4是图1中C部的放大图；

图5是图1中D部的放大图；

图6是图1中E部的放大图。

附图标记说明：1、壳体；2、回转轴；21、连接键；3、固定轴；31、大口径段；32、小口径段；33、收口段；34、蒸汽入口；35、蒸汽出口；4、转子；41、蒸发面板；42、蒸汽通道；43、连接套；431、连接螺栓；432、第三密封圈；5、机械密封件；51、密封螺栓；6、第一密封圈；7、外密封组件；71、固定座；72、支撑座；721、嵌接部；722、锁止螺栓；723、第二密封圈；73、密封座；731、止动螺栓锁；8、轴密封组件；81、套筒；82、密封内端；821、箱盖；822、轴承箱；823、第四密封圈；83、密封外端；831、密封压板；832、油封；833、密封衬套；834、螺钉。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种离心薄膜真空蒸发装置。参照图1，离心薄膜真空蒸发装置包括壳体1、回转轴2、固定轴3和转子4。

壳体1呈回转体状，壳体1用于提供蒸发、浓缩的真空环境。转子4转动设置设在壳体1内，转子4设有蒸发面板41，以使得壳体1内的原料液可以在蒸发面板41上利用转子4的离心力实现蒸发、浓缩。回转轴2的一端固定在驱动电机上，回转轴2的另一端伸入壳体1内且与转子4固定连接，回转轴2转动设置在壳体1上，驱动电机通过回转轴2驱使转子4发生转动。固定轴3固定在壳体1上，且固定轴3套设在回转轴2外，同时，转子4转动设置在固定轴3上。固定轴3用于为转子4提供蒸汽，以使得热量均布在转子4的蒸发面板41上。

参照图1和图2，固定轴3上转动设置有机械密封件5，机械密封件5设在转子4远离其蒸发面板41的一侧。机械密封件5在提高转子4在固定轴3上转动顺畅性的同时，提高了转子4与固定轴3之间的密封效果，从而使得原料液不易从转子4与固定轴3的连接处泄露。机械密封件5的基座通过密封螺栓51固定在壳体1的侧壁上，密封螺栓51的杆部穿过壳体1的侧壁与机械密封件5的基座螺纹连接，密封螺栓51的头部与壳体1的外侧壁相抵接。

壳体1与固定轴3的固定连接处设有内密封组件，内密封组件设在壳体1的内侧。内密封组件包括第一密封圈6，第一密封圈6设机械密封件5的基座和壳体1的侧壁之间，且第一密封圈6设在机械密封件5远离固定轴3轴线的一侧。第一密封圈6用于增强机械密封件5与壳体1侧壁之间的气密性，以使得壳体1与固定轴3的连接处不易产生漏气现象，从而利于壳体1保持真空环境。

参照图1，固定轴3包括一体成型的大口径段31、小口径段32和收口段33。大口径段31用于于壳体1相连，大口径段31转动设置在壳体1上；小口径段32用于与驱动电机的输出端固定连接，小口径段32设在壳体1外；收口段33同轴设置在大口径段31和小口径段32之间，收口段33用于将大口径段31和小口径段32固定连接。

壳体1与固定轴3的固定连接处还设有外密封组件7，外密封组件7设在壳体1的外侧。外密封组件7包括固定座71、支撑座72和密封座73，其中固定座71焊接固定在壳体1端壁的外侧上，且固定座71套设在大口径段31上；固定座71用于将壳体1与固定轴3固定连接。

参照图1和图3，支撑座72固定在固定座71远离壳体1的一端，固定座71靠近支撑座72的一端设有沉槽，支撑座72靠近固定座71的一端固定有嵌设在沉槽内的嵌接部721，嵌接部721和固定座71之间通过锁止螺栓722锁紧固定。支撑座72套设在收口段33外，支撑座72与收口段33之间形成限位，以进一步增强固定轴3的稳固性进一步增强。同时，沉槽与嵌接部721相配和，使得支撑座72与沉槽之间的连接效果和气密性均得以增强。

固定座71和支撑座72之间设有第二密封圈723，第二密封圈723用于进一步增强固定座71和支撑座72之间的密封效果，以使得壳体1内的真空环境更加稳定。第二密封圈723套设在嵌接部721上，以使得第二密封圈723不易窜动，以便于起到良好的密封效果。

参照图1，密封座73设在支撑座72远离固定座71的一端，密封座73和支撑座72之间通过止动螺栓锁731紧固定，以使得密封座73可以将支撑座72和固定座71均锁紧固定。密封座73套设在小口径段32外，密封座73进一步延长了固定轴3与壳体1固定连接时相互接触的路径，以使得壳体1的密封效果更为优异。

参照图1和图4，回转轴2和固定轴3同轴设置，回转轴2的两端均伸出固定轴3的端部外，且回转轴2和固定轴3之间设有间隙。固定轴3伸出壳体1外一端的侧壁上设有蒸汽入口34和蒸汽出口35，蒸汽入口34和蒸汽出口35均为与固定轴3内部空间连通的穿孔，且蒸汽入口34和蒸汽出口35的轴线均与固定轴3的轴线相垂直。转子4内设有蒸汽通道42，蒸汽通道42通过固定轴3和回转轴2之间的间隙与蒸汽入口34和蒸汽出口35均连通，以使得蒸汽可以从蒸汽入口34通入，并从蒸汽出口35排出，并在流经蒸汽通道42时对转子4进行均匀加热。

回转轴2和固定轴3之间设有套筒81，套筒81为两端开口的圆管结构。套筒81与回转轴2的外侧壁以及固定轴3的内侧壁之间均保持间隙，从而以便于蒸汽的流通。套筒81可以用于减小回转轴2与固定轴3之间的摩擦阻力，从而使得回转轴2在固定轴3内的转动更加顺畅。同时，套筒81减小了回转轴2与固定轴3之间的间隙，蒸汽在回转轴2与套筒81之间以及套筒81与固定轴3之间均可以形成水膜，从而使得回转轴2和固定轴3之间可以形成密封。

参照图1和图5，转子4上固定有连接套43，连接套43为套设在回转轴2外的圆管结构，且连接套43固定在转子4远离内密封组件的一侧，即连接套43位于转子4的蒸发面板41所在的一侧。连接套43和转子4之间设有密封内端82，密封内端82用于将连接套43和转子4固定连接，且用于使得连接套43和转子4之间保持密封，从而更利于壳体1保持真空，并使得原料液不易渗入回转轴2和固定轴3之间。

密封内端82包括箱盖821和轴承箱822。轴承箱822固定在回转轴2伸入壳体1内的一端上，回转轴2的端部伸入轴承箱822内，且回转轴2和轴承箱822之间通过连接键21固定。轴承箱822与连接套43可拆卸连接，本实施例中，轴承箱822与连接套43通过连接螺栓431固定。轴承箱822和连接套43之间设有第三密封圈432，第三密封圈432用于增强轴承箱822和连接套43之间的密封效果。

箱盖821设在轴承箱822远离连接套43的一端，本实施中，箱盖821与轴承箱822螺纹连接，且箱盖821将轴承箱822封闭。箱盖821和轴承箱822之间设有第四密封圈823，第四密封圈823用于增强箱盖821与轴承箱822之间的密封效果，从而使得连接套43和回转轴2之间不易产生气液两相的泄漏。

参照图1和图6，固定轴3伸出壳体1外的一端设有密封外端83，回转轴2远离密封内端82的一端转动设置在密封外端83上。密封外端83用于增强回转轴2和固定轴3伸出壳体1外一端的气密性，以使得气液两相不易从回转轴2和固定轴3伸出壳体1外的一端泄露。

密封外端83包括密封压板831、油封832和密封衬套833。密封衬套833设在固定轴3和回转轴2之间，油封832嵌设在固定轴3的端部内，且油封832位于密封衬套833远离壳体1的一侧；密封压板831通过螺钉834固定在固定轴3端部的端面上，且密封压板831位于油封832远离密封衬套833的一侧。密封压板831、油封832和密封衬套833均套设在回转轴2上。密封衬套833和油封832用于增强固定轴3端部和回转轴2之间的气密性，以使得流体不易从固定轴3端部和回转轴2之间泄露；密封压板831用于对密封衬套833和油封832进行限位，以使得密封衬套833和油封832起到密封效果。

参照图4-6，套筒81、密封内端82和密封外端83构成轴密封组件8，以使得回转轴2和固定轴3轴向的各连接处均保持良好的气密性，从而避免壳体1内的流体泄露。

本申请实施例一种离心薄膜真空蒸发装置的实施原理为：蒸馏加工时，先使得壳体1保持真空，并向壳体1内供入原料液，再启动驱动电机，通过驱动电机驱使回转轴2在固定轴3内转动，回转轴2转动时通过密封内端82带动转子4转动。同时，通过蒸汽入口34向蒸汽通道42内通入蒸汽，以使得转子4被均匀加热，蒸汽经过蒸汽通道42后从蒸汽出口35排出，且蒸汽保持流通。原料液在转子4的蒸发面板41上利用离心力实现蒸发、浓缩。此时将吸液管靠近转子4的蒸发面板41，可以将浓缩液吸出。壳体1、固定轴3和回转轴2多处密封，壳体1内可以保持真空环境，以保证蒸馏效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种离心薄膜真空蒸发装置，包括壳体（1），所述壳体（1）上穿设且固定有固定轴（3），所述固定轴（3）内转动设置有回转轴（2），所述回转轴（2）伸入壳体（1）内的一端固定连接有转子（4），所述转子（4）转动设置在固定轴（3）上，所述回转轴（2）和固定轴（3）保持间隙，所述固定轴（3）伸出壳体（1）外的一端设有与回转轴（2）和固定轴（3）之间的间隙相连通的蒸汽入口（34）和蒸汽出口（35），所述转子（4）内设有与蒸汽入口（34）和蒸汽出口（35）均相连通的蒸汽通道（42），其特征在于：所述壳体（1）上设有气密机构，所述气密机构包括设在壳体（1）与固定轴（3）固定连接处内侧的内密封组件、设在壳体（1）与固定轴（3）固定连接处外侧的外密封组件（7）以及设在固定轴（3）和回转轴（2）之间的轴密封组件（8）；

所述固定轴（3）上转动设置有机械密封件（5），所述机械密封件（5）设在转子（4）上，所述内密封组件包括设在机械密封件（5）和壳体（1）的侧壁之间的第一密封圈（6）；

所述外密封组件（7）包括固设在壳体（1）外端壁上的固定座（71）、固定在固定座（71）远离壳体（1）一端的支撑座（72）以及设在支撑座（72）远离固定座（71）一端的密封座（73），所述固定轴（3）包括转动设置在壳体（1）上的大口径段（31）、设在壳体（1）外的小口径段（32）以及同轴设置在大口径段（31）和小口径段（32）之间的收口段（33），所述固定座（71）套设在大口径段（31）上，所述支撑座（72）套设在收口段（33）上，所述密封座（73）套设在小口径段（32）上。

2.根据权利要求1所述的离心薄膜真空蒸发装置，其特征在于：所述支撑座（72）设有嵌设在固定座（71）内的嵌接部（721），所述固定座（71）和支撑座（72）之间设有第二密封圈（723），第二密封圈（723）套设在嵌接部（721）上。

3.根据权利要求1所述的离心薄膜真空蒸发装置，其特征在于：所述转子（4）上设有连接套（43），所述连接套（43）套设在回转轴（2）外，且连接套（43）设在转子（4）远离内密封组件的一侧，所述轴密封组件（8）包括设在连接套（43）远离转子（4）一端的密封内端（82）以及设在固定轴（3）伸出壳体（1）外一端的密封外端（83），所述回转轴（2）的一端转动设置在密封外端（83）上且另一端固定在密封内端（82）内。

4.根据权利要求3所述的离心薄膜真空蒸发装置，其特征在于：所述密封内端（82）包括箱盖（821）和轴承箱（822），所述轴承箱（822）与连接套（43）可拆卸连接，所述回转轴（2）与轴承箱（822）固定连接，所述轴承箱（822）和连接套（43）之间设有第三密封圈（432），所述箱盖（821）设在轴承箱（822）远离连接套（43）的一端，所述箱盖（821）将轴承箱（822）封闭，所述箱盖（821）和轴承箱（822）之间设有第四密封圈（823）。

5.根据权利要求4所述的离心薄膜真空蒸发装置，其特征在于：所述密封外端（83）包括密封压板（831）、油封（832）和密封衬套（833），所述密封压板（831）设在回转轴（2）的端部上，所述油封（832）设在密封压板（831）靠近壳体（1）的一侧，所述密封衬套（833）设在油封（832）远离密封压板（831）的一侧，所述密封衬套（833）和油封（832）均套设在回转轴（2）上。

6.根据权利要求5所述的离心薄膜真空蒸发装置，其特征在于：所述轴密封组件（8）还包括设在回转轴（2）和固定轴（3）之间的套筒（81），所述套筒（81）与回转轴（2）和固定轴（3）均保持间隙，所述套筒（81）设在密封衬套（833）远离油封（832）的一侧。