CN204601647U - 一种改进结构的刮膜蒸发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种改进结构的刮膜蒸发装置，包括顶部盖板、上封头、筒体、下封头和刮膜构件，刮膜构件包括主轴驱动电机、主轴、原料分布器、刮板和刮板支架，刮板支架由固定在主轴上的骨架和可活动的前臂铰接组成，铰接位置设置有扭力弹簧。本实用新型通过引入扭力弹簧和铰接组合使用，改进了刮膜构件的连接形式，可以避免壁面不光洁导致刮板卡死，从而避免了刮板损坏或电机烧坏等事故的发生；同时，通过选用不同规格参数的扭力弹簧，可以对刮板压紧程度和前臂倾斜角度进行调节，提高了装置的操作弹性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多元液相混合物的分离装置，具体涉及一种改进结构的刮膜蒸发装置。
背景技术
刮膜蒸发器是一种强化蒸发操作的新型化工设备，与蒸发罐、精馏塔等传统设备相比，其具有结构简单、在线物料量少、蒸发强度高、操作弹性大、适应性强等优点，在石油化工、精细化工和医药化工等领域均有应用，特别是对于热敏性物料等不适宜长时间加热的物料的分离具有显著的优势。
常见的刮膜蒸发器，其刮板与支撑架为硬连接，为避免设备构件热胀冷缩或蒸发壁面结块等问题导致刮板被卡死，通常刮板与蒸发壁面留有1-2mm的空隙，这不仅对设备加工提出了很高的要求，同时也导致液膜较厚，影响蒸发效率。改进的刮板结构如专利201420049205.4采用的气囊结构刮板、安广辉.利用薄膜蒸发器提高生产率[J].化工设计通讯:2008,34(3),25-27中所述铰链刮板等。但气囊结构较为复杂，且气囊可能会破损；铰链结构依靠离心力将刮板压紧到壁面，需要较高的转速，能耗较高，也与设备操作要求不符。
实用新型内容
本实用新型目的：本实用新型目的在于针对现有技术的不足，提供一种结构更优的刮膜蒸发装置。
采取的技术方案：本实用新型所述的刮膜蒸发装置，包括顶部盖板、上封头、筒体、下封头和刮膜构件；
顶部盖板通过法兰连接上封头的上端；上封头的下端通过法兰连接筒体的上端；筒体的下端通过法兰连接下封头；所述上封头的内腔、筒体的内腔和下封头的内腔均相通；
刮膜构件包括主轴、原料分布器、刮板和主轴驱动电机；主轴同时贯穿上封头的内腔、筒体的内腔和下封头的内腔；主轴的上端连接主轴驱动电机的电机轴，主轴的下端通过轴座径向固定在筒体下部；主轴驱动电机通过电机支架固定设置在顶部盖板上；原料分布器设置在主轴上，且原料分布器位于筒体内腔的上部；刮板通过刮板支架设置在主轴上，且刮板与筒体内腔的表面接触。所述刮板支架包括固定在主轴上的骨架和与骨架活动铰接的前臂；所述骨架与前臂的铰接处设置有扭力弹簧。
所述上封头的筒壁上设置有气体出口。
所述筒体上部对称设置有两个物料进口且筒体外侧壁整体包覆有夹套；夹套的底部设置有介质入口，夹套的顶部设置有介质出口；本实用新型通过设置的介质入口和介质出口内循环通入热介质，对筒体进行加热。
所述下封头的底部设置有液体出口。
本实用新型将刮板支架分解为铰接连接的骨架和前臂，从而可以通过微调前臂倾角调节刮板与蒸发表面的间距。同时，本实用新型在骨架与前臂的铰接处引入了扭力弹簧，固定了前臂倾角，同时又可在刮刀前进受阻时发生形变，使刮刀越过障碍物继续前进，有效的预防了因刮刀受阻被卡死引起电机烧坏等事故的发生。
优选地，本实用新型可以通过选择不同规格参数的扭力弹簧调整刮板与壁面的压紧程度及前臂倾斜角度，以适应不同物料的操作需要。
所述原料分布器由导流筒和四个呈螺旋形设置的倾斜导流槽组成。原料分布器在主轴带动下利用离心力将原料均匀甩出分布在筒体内壁上。
所述刮板为可拆卸更换的圆筒。
优选地，刮板材质应根据物料形状选择合适的材质，一般可选用摩擦系数小、耐腐蚀性强的聚四氟乙烯圆管。
本实用新型的工作原理：
生产过程中，原料由物料进口加入，被旋转的原料分布器甩出到筒体内腔的内腔壁上，并在刮板作用下形成均匀液膜；其中低沸点物料受热蒸发，由气体出口进入后续工段冷凝回收；高沸点物料在重力作用下在下封头汇聚，由液体出口进入回收罐进行后处理。
设备长期使用过程中，筒体内腔的内腔壁上可能出现腐蚀或杂质结块形成凸起，当刮板接触到凸起时，凸起对刮板的阻力经前臂传导，克服扭力弹簧扭矩使前臂倾角产生变化，刮板被逐渐抬起并越过凸起继续前进。
有益效果：
1、本实用新型改进了刮板连接形式：将刮板支架分解为铰接连接的骨架和前臂，从而可以通过微调前臂倾角调节刮板与蒸发表面的间距。
2、在骨架和前臂的铰接处引入了扭力弹簧，固定了前臂倾角，同时又可在刮刀前进受阻时发生形变，使刮刀越过障碍物继续前进，有效的预防了因刮刀受阻被卡死引起电机烧坏等事故的发生。
3、通过选择不同规格参数的扭力弹簧，可调节前臂倾角及刮刀与蒸发表面的压紧程度，提高了设备操作弹性。
附图说明
图1为本实用新型所述改进结构的刮膜蒸发装置的结构示意图；
图2为本实用新型所述改进结构的刮膜蒸发装置中原料分布器的俯视示意图；
图3为本实用新型所述改进结构的刮膜蒸发装置中刮板与刮板支架连接方式的俯视示意图；
图中：1、上封头，2、主轴，3、顶部盖板，4、电机支座，5、主轴驱动电机，6、气体出口，7、物料进口，8、骨架，9、介质出口，10、刮板，11、筒体，12、下封头，13、液体出口，14、轴座，15、介质入口，16、夹套，17、扭力弹簧，18、前臂，19、原料分布器，20、导流槽，21、导流筒。
具体实施方式
下面通过实施例对本实用新型技术方案进行详细说明，但是本实用新型的保护范围不局限于所述实施例。
为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1-3和具体实施方式做进一步的描述。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例：
如图1-3所示一种改进结构的刮膜蒸发装置，包括顶部盖板3、上封头1、筒体11、下封头12和刮膜构件。
本实施例中的顶部盖板3通过法兰连接上封头1的上端；上封头1的下端通过法兰连接筒体11的上端；筒体11的下端通过法兰连接下封头12；上封头1的内腔、筒体11的内腔和下封头12的内腔均相通。
上封头1的筒壁上设置有气体出口6。筒体11外侧壁整体包覆设置有夹套16，夹套16与筒体11外侧壁之间留有间隙；筒体11外侧壁上对称设置有两个物料进口7，物料进口7正对着原料分布器19。夹套16的底部设置有介质入口15，夹套16的顶部设置有介质出口9；本实施例通过介质入口15和介质出口9向夹套16与筒体11外侧壁之间的间隙内循环通入热介质，对筒体11进行加热。下封头12底部设置有液体出口13。
本实施例刮膜构件包括主轴驱动电机5、主轴2、原料分布器19、刮板10和刮板支架。主轴2同时贯穿上封头1的内腔、筒体11的内腔和下封头12的内腔。主轴2的上端连接主轴驱动电机5的电机轴，主轴2的下端通过轴座14径向固定在筒体11下部。主轴驱动电机5通过电机支架4固定在顶部盖板3上。原料分布器19设置在主轴2上。本实施例中的原料分布器19由导流筒21和四个呈螺旋形弧度的倾斜导流槽20组成；原料分布器19在主轴2带动下利用离心力将原料均匀甩出分布在筒体11内壁上。刮板10通过刮板支架设置在主轴2上，且刮板10与筒体11内腔的表面接触。刮板支架包括固定在主轴上的骨架8和与骨架8活动铰接的前臂18；骨架8与前臂18的铰接处设置有扭力弹簧17。本实施例将刮板支架分解为铰接连接的骨架8和前臂18，从而可以通过微调前臂倾角调节刮板与蒸发表面的间距。同时，本实施例在骨架8与前臂18的铰接处引入了扭力弹簧17，固定了前臂倾角，同时又可在刮刀前进受阻时发生形变，使刮刀越过障碍物继续前进，有效地预防了因刮刀受阻被卡死引起电机烧坏等事故的发生。
具体实施方式：
以含乙酸乙酯25％(mol％)的正丁醇溶液为原料液，蒸发面积为0.1m3的小型刮膜蒸发器样机进行试验。以80℃热水由介质入口15通入夹套16，并由介质出口9流出，持续对筒体11进行加热；由气体出口6对设备抽真空；待完成预热后，真空度达到要求时，在室温(20℃)下将原料由物料进口7加入原料分布器19的导流筒21内，在离心力作用下经导流槽20甩出到筒体11内壁面；刮板10通过前臂18和骨架8固定在主轴2上，并在主轴驱动电机5带动下将筒体11内壁面的物料均匀展开为液体薄膜，扭力弹簧17确保前臂18和骨架8呈一定角度，并使刮板始终紧贴筒体11内壁面；原料液中低沸点的乙酸乙酯受热蒸发，由气体出口6进入后续工段冷凝回收，高沸点的正丁醇在重力作用下沿筒体11内壁面向下流至液体出口13回收。得到的正丁醇浓缩液采用气相色谱分析成分，得到的实验数据如下：
| 进料流量(L/h) | 正丁醇纯度(mol％) |
| 5 | 91.4％ |
| 8 | 85.3％ |
| 12 | 74.6％ |
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。
Claims (3)
1.一种改进结构的刮膜蒸发装置，包括顶部盖板(3)、上封头(1)、筒体(11)、下封头(12)和刮膜构件；其特征在于，
顶部盖板(3)通过法兰连接上封头(1)的上端；上封头(1)的下端通过法兰连接筒体(11)的上端；筒体(11)的下端通过法兰连接下封头(12)；所述上封头(1)的内腔、筒体(11)的内腔和下封头(12)的内腔均相通；
刮膜构件包括主轴(2)、原料分布器(19)、刮板(10)和主轴驱动电机(5)；主轴(2)同时贯穿上封头(1)的内腔、筒体(11)的内腔和下封头(12)的内腔；主轴(2)的上端连接主轴驱动电机(5)的电机轴，主轴(2)的下端通过轴座(14)径向固定在筒体(11)下部；主轴驱动电机(5)通过电机支架(4)固定在顶部盖板(3)上；原料分布器(19)设置在主轴(2)上，且原料分布器(19)位于筒体(11)内腔的上部；刮板(10)通过刮板支架设置在主轴(2)上，且刮板(10)与筒体(11)内腔的表面接触；所述刮板支架包括固定在主轴上的骨架(8)和与骨架(8)活动铰接的前臂(18)；所述骨架(8)与前臂(18)的铰接处设置有扭力弹簧(17)；
所述上封头(1)的筒壁上设置有气体出口(6)；
所述筒体(11)上部对称设置有两个物料进口(7)且筒体(11)外侧壁整体包覆有夹套(16)；所述夹套(16)的底部设置有介质入口(15)，夹套(16)的顶部设置有介质出口(9)；
所述下封头(12)的底部设置有液体出口(13)。
2.根据权利要求1所述的改进结构的刮膜蒸发装置，其特征在于，所述原料分布器由导流筒(21)和四个呈螺旋形设置的倾斜导流槽(20)组成。
3.根据权利要求1所述的改进结构的刮膜蒸发装置，其特征在于，所述刮板(10)为可拆卸更换的圆筒。
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