CN117732094A - 一种高效薄膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蒸发器领域，具体公开了一种高效薄膜蒸发器，包括壳体、驱动机构和位于壳体内的刮板机构、蒸汽管，所述壳体垂直设置，所述驱动机构安装于壳体的顶部，所述刮板机构安装在驱动机构的输出轴上，且驱动机构带动刮板机构绕驱动轴的轴线转动。本发明中通过将刮板结构改为半圆形刮板，同时将摊铺物料的罩体改成球体，使蒸汽充盈在罩体外壁上，加大了传热面同时，保证了在刮板刮动物料时，其刮板和内弧形面之间刮动不会粘接，刮板外边设有扇板槽，进一步带动前后物料混合再摊铺，不会残留物料在罩体内壁上，提高传热面积同时，解决了物料结块的问题。

Description

一种高效薄膜蒸发器

技术领域

本发明涉及蒸发器领域，更具体地说，它涉及一种高效薄膜蒸发器。

背景技术

薄膜蒸发器(Thin film evaporator)是一种蒸发器的类型，特点是物料液体沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发，优点是传热效率高，蒸发速度快，物料停留时间短，因此特别适合热敏性物质的蒸发。

现有的蒸发器需要连接预热结构，同时通过升降膜或者刮板对物料摊铺呈薄膜状，但是都是摊铺呈弧形的物料面，受热面积有限，效率进而在不断传热过程中，物料需要多次实现均布，增加了蒸发器中薄膜成型结构的负荷，而且传热和蒸发之间会造成物料结块，使内部换热面变厚，压缩内部换热空腔，造成后续处理效率进一步下降。

发明内容

本发明提供一种高效薄膜蒸发器，解决相关技术中物料均布不一，且易结块的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种高效薄膜蒸发器，包括壳体、驱动机构和位于壳体内的刮板机构、蒸汽管，所述壳体垂直设置，所述驱动机构安装于壳体的顶部，所述刮板机构安装在驱动机构的输出轴上，且驱动机构带动刮板机构绕驱动轴的轴线转动，所述壳体的内部设有空腔，且刮板机构设有空腔内，所述蒸汽管连通在空腔的外壁上，且蒸汽管内通入高温蒸汽；

还包括进料机构，所述进料机构安装于壳体的顶端内部，且进料机构用于输入物料，且进料机构的底端连接有料罩，所述料罩位于刮板机构的外壁上，且料罩位于空腔的内部，料罩的外壁和空腔的内壁之间留有间隙，高温蒸汽通过间隙的内部；

所述刮板机构包括扇形刮板，且扇形刮板的外壁滑动连接在料罩的内壁上，所述料罩位于刮板机构的部分为球形结构，且扇形刮板为半圆形结构，所述物料通过料罩的端部沿着料罩的内壁流动，且驱动轴带动扇形刮板滑动于料罩的内壁，并带动物料均匀摊铺在料罩的内壁上。

进一步地：所述蒸汽管包括蒸汽进管和蒸汽出管，蒸汽进管位于蒸汽出管的下侧，且蒸汽进管和蒸汽出管分布在空腔的异侧。

进一步地：所述壳体由上至下依次分为预热仓、第一刮板仓、汇集仓、第二刮板仓和下换热仓，所述第一刮板分布在预热仓和汇集仓之间，所述第二刮板仓分布在汇集仓和下换热仓之间，所述预热仓的一侧设有上预热管，所述下换热仓的一侧设有下换热管。

进一步地：所述空腔的顶端设有排气管，排气管用于料罩内物料的蒸发气体排出。

进一步地：所述进料机构包括分料盘管、进料斗、螺旋管和进料管，所述分料盘管呈涡旋状，且进料管连接在分料盘管的端部，进料管沿着进料斗的切线向输入，所述螺旋管位于驱动轴的外壁，且螺旋管与料罩的端部内壁之间设有螺旋槽道。

进一步地：所述扇形刮板包括板体和边缘刮片，且边缘刮片夹持在板体的外边上，板体位于边缘刮片的两侧均设有扇板槽，扇板槽用于导料。

进一步地：所述驱动轴的底端设有搅拌叶板，且搅拌叶板位于下换热仓的内壁中。

进一步地：所述驱动机构包括驱动电机和减速机，驱动电机的输出轴与减速机相连接，减速机的输出轴与驱动轴相连接。

本发明的有益效果在于：

本蒸发器通过将刮板结构改为半圆形刮板，同时将摊铺物料的罩体改成球体，使蒸汽充盈在罩体外壁上，加大了传热面同时，保证了在刮板刮动物料时，其刮板和内弧形面之间刮动不会粘接，刮板外边设有扇板槽，进一步带动前后物料混合再摊铺，不会残留物料在罩体内壁上，提高传热面积同时，解决了物料结块的问题，不会使蒸发器内部的传热空腔变小，造成效率变低。

附图说明

图1是本发明提出的一种高效薄膜蒸发器的主体结构示意图；

图2是本发明提出的一种高效薄膜蒸发器的主视结构示意图；

图3是图2的A-A剖面结构示意图；

图4是本发明提出的一种高效薄膜蒸发器的侧视结构示意图；

图5是本发明提出的一种高效薄膜蒸发器的内部结构组装图；

图6是图5的组装效果示意图。

图中：100、壳体；110、预热仓；120、第一刮板仓；130、汇集仓；140、第二刮板仓；150、下换热仓；151、搅拌叶板；200、驱动机构；210、驱动轴；220、驱动电机；230、减速机；300、排气管；400、下换热管；500、上预热管；600、下料管；700、刮板机构；710、分料斗；720、料罩；730、蒸汽管；740、扇形刮板；741、扇板槽；742、边缘刮片；800、进料机构；810、分料盘管；820、进料斗；830、螺旋管；840、进料管。

具体实施方式

现在将参考示例实施方式讨论本文描述的主题。应该理解，讨论这些实施方式只是为了使得本领域技术人员能够更好地理解从而实现本文描述的主题，并非是对权利要求书中所阐述的保护范围、适用性或者示例的限制。可以在不脱离本说明书内容的保护范围的情况下，对所讨论的元素的功能和排列进行改变。各个示例可以根据需要，省略、替代或者添加各种过程或组件。另外，相对一些示例所描述的特征在其他例子中也可以进行组合。

实施例一

参阅图1-图6所示，一种高效薄膜蒸发器，包括壳体100、驱动机构200和位于壳体100内的刮板机构700、蒸汽管730，壳体100垂直设置，驱动机构200安装于壳体100的顶部，刮板机构700安装在驱动机构200的输出轴上，且驱动机构200带动刮板机构700绕驱动轴210的轴线转动，壳体100的内部设有空腔，且刮板机构700设有空腔内，蒸汽管730连通在空腔的外壁上，且蒸汽管730内通入高温蒸汽；

还包括进料机构800，进料机构800安装于壳体100的顶端内部，且进料机构800用于输入物料，且进料机构800的底端连接有料罩720，料罩720位于刮板机构700的外壁上，且料罩720位于空腔的内部，料罩720的外壁和空腔的内壁之间留有间隙，高温蒸汽通过间隙的内部；

刮板机构700包括扇形刮板740，且扇形刮板740的外壁滑动连接在料罩720的内壁上，料罩720位于刮板机构700的部分为球形结构，且扇形刮板740为半圆形结构，物料通过料罩720的端部沿着料罩720的内壁流动，且驱动轴210带动扇形刮板740滑动于料罩720的内壁，并带动物料均匀摊铺在料罩720的内壁上。

蒸汽管730包括蒸汽进管和蒸汽出管，蒸汽进管位于蒸汽出管的下侧，且蒸汽进管和蒸汽出管分布在空腔的异侧。

壳体100由上至下依次分为预热仓110、第一刮板仓120、汇集仓130、第二刮板仓140和下换热仓150，第一刮板分布在预热仓110和汇集仓130之间，第二刮板仓140分布在汇集仓130和下换热仓150之间，预热仓110的一侧设有上预热管500，下换热仓150的一侧设有下换热管400。

空腔的顶端设有排气管300，排气管300用于料罩720内物料的蒸发气体排出。

进料机构800包括分料盘管810、进料斗820、螺旋管830和进料管840，分料盘管810呈涡旋状，且进料管840连接在分料盘管810的端部，进料管840沿着进料斗820的切线向输入，螺旋管830位于驱动轴210的外壁，且螺旋管830与料罩720的端部内壁之间设有螺旋槽道。

扇形刮板740包括板体和边缘刮片742，且边缘刮片742夹持在板体的外边上，板体位于边缘刮片742的两侧均设有扇板槽741，扇板槽741用于导料。

驱动轴210的底端设有搅拌叶板151，且搅拌叶板151位于下换热仓150的内壁中。

驱动机构200包括驱动电机220和减速机230，驱动电机220的输出轴与减速机230相连接，减速机230的输出轴与驱动轴210相连接。

利用本薄膜蒸发器对物料进行蒸发去水，物料一般为浓度较低，且粘稠度较高的物料，在通过内部刮板机构700对物料进行分布呈薄膜状后，与高温蒸汽之间换热，去除物料水分后汇集至底部排出，其具体的流程如下：

通过进料管840向内输入物料，物料通过分离盘管旋转加速，分离盘管呈涡状结构，且分离盘管的截面呈倒锥形结构，分离盘管的底侧均匀分布有通孔，物料通过底侧通孔排出，通过进料斗820滑入至螺旋管830内，螺旋管830中物料再一次加速落入至料罩720的端部，物料均匀分布在分料斗710的上方，分料斗710呈倒置的圆形罩体结构，通过将物料分布在分料斗710的底端外边上，然后延流至料罩720端部内壁上，由于粘稠度高，故会附着在料罩720内壁上，且不断延流；

螺旋管830中物料再一次加速落入至料罩720的端部的过程中，经过内部充盈有加热液体的预热仓110，预热仓110对螺旋管830内物料进行预加热，保证其落入至刮板机构700内被更好的换热和摊铺；

接着遇到转动的扇形刮板740，不断被刮板刮动均布在料罩720的内壁上，由于扇形刮板740呈半圆形，同时料罩720呈球体结构，故扇形刮板740的外边上的扇形槽会将堆积的物料摊铺至刮板边缘，同时边缘刮片742会将摊铺后的物料刮动均匀至料罩720的内壁上，其中扇形刮板740的数量为四个，故第一个扇形刮板740摊铺后，第二扇形刮板740是将其刮动再与后续的物料压合再摊铺，直至摊铺物料中水分被蒸汽换热带离后脱落至下方；

其中第一刮板仓120中通过蒸汽管730中蒸汽进管输入高温蒸汽，然后通过另一侧输出低温蒸汽，蒸汽充盈在料罩720和空腔之间，均匀将热量传递至物料上，物料中水分不断蒸发至排气管300输出，蒸发水分后的物料落入至底侧的汇集仓130内，然后通过重力不断挤压至第二刮板仓140内，第二刮板仓140的换热和进料方式与第一刮板仓120中的相同；

经过两侧换热除水的物料浓度高，稠度高，落入至底侧的下换热仓150内，下换热仓150内的搅拌叶板151不断通过低温水带离物料残留热量，最后下换热仓150内不断挤压物料直至通过进料管840输出，输出至下料管600，其中下换热管400对下换热仓150内进行循环换水，保证其内部温度较低，将物料残留热量尽可能交换出被再利用。

通过球体的换热面和空腔之间等间隙输入蒸汽，蒸汽可最大面积的与物料换热，换热效率高，而且刮板较传统的直线型刮板相比，物料更易被刮动均匀摊铺在内壁上，同时利用扇板槽741对物料先摊铺分布，然后刮片再压合刮动均匀，整体的物料均匀一致，蒸发后可轻易被边缘刮片742再铲起，提高内部料罩720的处理效果，不会造成内部处理壁体的物料结块情况出现。

上面结合附图对本实施例的实施例进行了描述，但是本实施例并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实施例的启示下，在不脱离本实施例宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本实施例的保护之内。

Claims (8)

1.一种高效薄膜蒸发器，其特征在于，包括壳体(100)、驱动机构(200)和位于壳体(100)内的刮板机构(700)、蒸汽管(730)，所述壳体(100)垂直设置，所述驱动机构(200)安装于壳体(100)的顶部，所述刮板机构(700)安装在驱动机构(200)的输出轴上，且驱动机构(200)带动刮板机构(700)绕驱动轴(210)的轴线转动，所述壳体(100)的内部设有空腔，且刮板机构(700)设有空腔内，所述蒸汽管(730)连通在空腔的外壁上，且蒸汽管(730)内通入高温蒸汽；

还包括进料机构(800)，所述进料机构(800)安装于壳体(100)的顶端内部，且进料机构(800)用于输入物料，且进料机构(800)的底端连接有料罩(720)，所述料罩(720)位于刮板机构(700)的外壁上，且料罩(720)位于空腔的内部，料罩(720)的外壁和空腔的内壁之间留有间隙，高温蒸汽通过间隙的内部；

所述刮板机构(700)包括扇形刮板(740)，且扇形刮板(740)的外壁滑动连接在料罩(720)的内壁上，所述料罩(720)位于刮板机构(700)的部分为球形结构，且扇形刮板(740)为半圆形结构，所述物料通过料罩(720)的端部沿着料罩(720)的内壁流动，且驱动轴(210)带动扇形刮板(740)滑动于料罩(720)的内壁，并带动物料均匀摊铺在料罩(720)的内壁上。

2.根据权利要求1所述的一种高效薄膜蒸发器，其特征在于，所述蒸汽管(730)包括蒸汽进管和蒸汽出管，蒸汽进管位于蒸汽出管的下侧，且蒸汽进管和蒸汽出管分布在空腔的异侧。

3.根据权利要求1所述的一种高效薄膜蒸发器，其特征在于，所述壳体(100)由上至下依次分为预热仓(110)、第一刮板仓(120)、汇集仓(130)、第二刮板仓(140)和下换热仓(150)，所述第一刮板分布在预热仓(110)和汇集仓(130)之间，所述第二刮板仓(140)分布在汇集仓(130)和下换热仓(150)之间，所述预热仓(110)的一侧设有上预热管(500)，所述下换热仓(150)的一侧设有下换热管(400)。

4.根据权利要求1所述的一种高效薄膜蒸发器，其特征在于，所述空腔的顶端设有排气管(300)，排气管(300)用于料罩(720)内物料的蒸发气体排出。

5.根据权利要求1所述的一种高效薄膜蒸发器，其特征在于，所述进料机构(800)包括分料盘管(810)、进料斗(820)、螺旋管(830)和进料管(840)，所述分料盘管(810)呈涡旋状，且进料管(840)连接在分料盘管(810)的端部，进料管(840)沿着进料斗(820)的切线向输入，所述螺旋管(830)位于驱动轴(210)的外壁，且螺旋管(830)与料罩(720)的端部内壁之间设有螺旋槽道。

6.根据权利要求1所述的一种高效薄膜蒸发器，其特征在于，所述扇形刮板(740)包括板体和边缘刮片(742)，且边缘刮片(742)夹持在板体的外边上，板体位于边缘刮片(742)的两侧均设有扇板槽(741)，扇板槽(741)用于导料。

7.根据权利要求1所述的一种高效薄膜蒸发器，其特征在于，所述驱动轴(210)的底端设有搅拌叶板(151)，且搅拌叶板(151)位于下换热仓(150)的内壁中。

8.根据权利要求1所述的一种高效薄膜蒸发器，其特征在于，所述驱动机构(200)包括驱动电机(220)和减速机(230)，驱动电机(220)的输出轴与减速机(230)相连接，减速机(230)的输出轴与驱动轴(210)相连接。