CN211069058U - 一种新型在线自清洁高效蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型在线自清洁高效蒸发器，包括换热板片、蒸汽输入母管、蒸汽输入支管、物料输入母管、物料输入支管、冷凝水排出母管、被蒸发物料通道、超声波换能器、超声波变幅杆、高频振动器、高频振动传振杆、刮板装置和蒸发器外壳；蒸发器的主体部分由多个换热板片按照一定的距离组合而成的换热机芯，换热板片上设置有蒸汽输入支管和出口支管，蒸汽输入支管和蒸汽输入母管连接，出口支管和下面的冷凝水排出母管连接；在换热机芯的上面设置有物料输入母管及物料输入支管，在物料输入支管下侧设置有均匀的出料小孔。解决了现有刮板式薄膜蒸发器单位体积蒸发面积小、蒸发效率低、不能蒸发高粘性物料和安装麻烦，装拆操作复杂的问题。

Description

一种新型在线自清洁高效蒸发器

技术领域

本实用新型涉及一种蒸发器，具体涉及一种新型在线自清洁高效蒸发器。

背景技术

在化工、石化、医药、农药、日化、食品、精细化工、环保等领域的生产加工过程中，常有热敏性物料、高粘度物料及易结晶含颗粒物料的蒸发浓缩、脱气脱溶、蒸馏提纯等工艺过程，在此工艺过程各个企业一直沿用常规的刮板式蒸发器设备。目前，市面上的刮板式蒸发器主要由加热蒸汽（或导热油）圆管和在加热蒸汽圆管内安装有采用电机驱动的竖向轴，及在竖向轴上安装有多个旋转刮加热蒸汽管内壁的旋转刮板。使用时，料液由蒸发筒体上部沿切线方向加入，由于重力、离心力和旋转刮板的作用，被蒸发溶液在蒸发器内壁形成下旋的薄膜，在加热圆管内通入加热蒸汽（或导热油）用于加热料液，料液在此过程中被蒸发浓缩，浓缩后的物料在底部排出。

这种刮板式蒸发器在正常蒸发运行时，刮板在高速旋转，对其结构强度及加工的精密度有较高的要求。另外物料自上而下流动的过程中进行刮膜蒸发，物料在流动过程中高速旋转刮板的承受的力上下大小不同，对刮板装置的寿命有很大的影响，同时对蒸发器内壁也有损害。 该蒸发器只有一层换热面，传热面积较小，热效率低下，目前管板式蒸发器的蒸发面积一般在20m²左右；由于有大功率驱动电机，动力消耗较大，运行成本高，处理量小且物料的薄膜厚度多为固定，无法处理浓度较高的物料，无法满足多种情况下的生产需求，由于刮板式蒸发器的加工精度要求较高，因此设备的尺寸较为固定，难以生产符合不同工况的不同尺寸的机器。

刮板式蒸发器的刮板一般采用低表面能的四氟材料制作，为了有效成膜管板边缘和蒸发壁面保持一定的间隙，刮板式蒸发器在实际运行过程中液体粘附在加热表面，在长时间被加热后，容易在加热表面结焦、结垢或者析出晶体。由于旋转刮板在刮加热蒸汽圆管内壁的料垢过程中，容易刮损加热蒸汽圆管内壁；另外，料垢环形分布的方式不但很难刮落料垢，存在刮得不彻底的缺陷，所以刮板式蒸发器在实际运行过程中普遍存在结垢结焦的问题，从而阻碍刮板式蒸发器中的转动刮板的运动，造成设备故障。因此，在实际生产中，企业需要频繁的清洗，不但降低蒸发产量，而且增加了运行成本。

终上所述，刮板式蒸发器虽然相对于其它管壳式蒸发器和板式蒸发器，蒸发领域具有很大的优势，但受制于当时的材料技术和相关的配套技术的限制，基本固化了当时的刮板式蒸发器的基本结构模式，多年来在刮板式蒸发器领域虽然也有很多新的专利得到注册，但都没有走出圆筒、旋转刮刀的模式，也就没有从根本上摆脱现有的刮板式薄膜蒸发器单位体积蒸发面积小、蒸发效率低、不能蒸发高粘性物料，安装麻烦，装拆操作复杂，导致更换地方搬运操作麻烦，使用不方便，且功能单一，实用性差等一系列问题。在很多领域已经无法满足目前经济高速发展中工艺流程的需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型在线自清洁高效蒸发器，用以解决现有刮板式薄膜蒸发器单位体积蒸发面积小、蒸发效率低、不能蒸发高粘性物料和安装麻烦，装拆操作复杂的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型在线自清洁高效蒸发器，所述蒸发器包括换热板片、蒸汽输入母管、蒸汽输入支管、物料输入母管、物料输入支管、冷凝水排出母管、被蒸发物料通道、超声波换能器、超声波变幅杆、高频振动器、高频振动传振杆、刮板装置和蒸发器外壳；

所述换热板片主体换热部分构造是两张平面金属薄板中间由若干个金属支撑柱或支持条相互焊接制成；两张平面金属薄板中间的支撑柱或支持条的数量，由换热板片所需要承受的压力决定；换热板片之间的被蒸发物料通道宽度根据被蒸发物料的特性决定；换热板片两侧的薄板焊缝分别与超声波变幅杆和高频振动传振杆焊接，在超声波变幅杆的端部焊接有超声波换能器，在高频振动传振杆的端部安装有高频振动器；根据换热板片面积的大小，在薄板焊缝两侧可以设置不同数量的超声波变幅杆和高频振动传振杆，以及对应的超声波换能器和高频振动器；

所述蒸发器的主体部分由多个换热板片按照一定的距离组合而成的换热机芯，换热板片上设置有蒸汽输入支管和出口支管，蒸汽输入支管和蒸汽输入母管连接，出口支管和下面的冷凝水排出母管连接；

在换热机芯的上面设置有物料输入母管及物料输入支管，在物料输入支管下侧设置有均匀的出料小孔。

优选的，上述换热板片边界密封形式有两种结构，一种是由两张平面金属薄板压模或折边后，金属薄板的四周进行激光缝焊形成薄板焊缝；一种是由两张平面金属薄板之间焊接与支撑柱或支撑条同样高的金属条。

优选的，上述换热板片之间还设置了刮板装置，即每个换热板片上面都设置了上下可以移动的刮刀，用来刮除换热板片上的沉积物。

优选的，上述刮板装置包括竖直主传动杆、水平主传动杆、竖直主传动支杆、竖直主传动支管、水平传动支杆、竖直传动支杆、水平传动支管、竖直传动支管、刮板上连杆、刮板主管、刮板支撑板、刮板片、刮板支撑管、管板下连杆和传动机构；

一根竖直主传动杆和一根水平主传动杆固定连接，竖直主传动杆通过密封装置穿透蒸发器外壳，并和安装在蒸发器外壳上的传动机构连接；

一根水平主传动杆和多个竖直主传动支杆固定连接；

竖直主传动支杆和竖直主传动支管是滑动连接，竖直主传动支杆下端和刮板上连杆连接；

竖直主传动支管和水平传动支杆固定连接；

水平传动支管和竖直传动支管固定连接；

竖直传动支杆在竖直传动支管里面滑动连接，一直延伸到换热板片中间；

水平传动支杆和水平传动支管通过刮板上连杆连接；

竖直传动支管和刮板支撑管固定连接，刮板支撑管和刮板主管滑动连接；

刮板主管上设置有刮板支撑板，在刮板支撑板上设置有刮板片；

在刮板主管和刮板支撑板连接处设置有铰链；

竖直传动支管下端有开口，在开口处竖直传动支杆上设置有铰链，铰链在开口处可以上下移动；

竖直传动支管和刮板主管通过刮板下连杆连接；

竖直传动支管和刮板支撑管固定连接，竖直传动支杆穿过刮板主管和刮板支撑管。

优选的，上述刮板装置的刮板支撑板采用耐腐蚀弹性好的金属材料制作，刮板片采用具有低摩擦系数的材料制作。

本实用新型具有如下优点：

采用本实用新型的设计后，换热板片使得单位体积内换热面积大，单台最大换热面积可以达到几百平方米。换热板片采用弹性好的金属平板，超声波能量和高频振动能量传递效果而且均匀、能量损失很小，有利于高频弹性波的传递，从而有利于在线防垢除垢。换热板片之间的距离可以随意设计调整，再加上换热板片上始终用高频低振幅的超声波能量振动，同时还有间隔时间的高频宏观振动，使换热板片具有极强的防垢除垢、防疤除疤能力。换热板片在蒸发过程中始终有超声波能量波动，给被蒸发物料提供了初始动能，提高了蒸发器的蒸发效率。换热板片是平板结构，当应用在快速结焦或结晶的工艺流程中时，在换热板片之间还可以增加刮板功能；在超声微观波动和高频振动器的宏观振动配合下，刮板在换热板片之间的上下移动，就相当于超声产在平板上移动一样，具有极强的产切和剥离能力。刮板在换热板片之间的上下移动时，刮板在向上移动过程中，刮板离开换热板片一定距离（距离大小可以调整），使物料在换热板片上形成物料蒸发膜；刮板在向下移动过程中，刮板离开换热板片接触（接触力度大小可以调整），刮掉换热板片上形成物料蒸发膜。由于蒸发过程中结焦、结晶严重，刮板装置难免也会被结晶或结焦，本实用新型的刮板装置在上下移动过程中具有自清洁功能。且本蒸发器在蒸发运行过程中没有高速运动部件，不需要大功率旋转电机，所以运行平稳、安全可靠，同时也节省电能。

而且本蒸发器重量不到常规刮板式蒸发器相同蒸发面积的重量的1/5左右，所以重量轻，运输、安装方便。本实用新型设计的蒸发器的防粘壁能力是常规刮板式蒸发器几十倍以上，不但可以应用到常规刮板式蒸发器的原来应用的领域，而且可以应用到由于结垢、结疤、结晶、结焦等粘壁问题更加恶劣的工艺流程中领域，可以突破因怕粘壁问题不敢提高蒸发温度而影响蒸发效率的技术瓶颈。

附图说明

图1为本实用新型一种新型在线自清洁高效蒸发器的略去外壳和刮板装置的装配图。

图2为本实用新型一种新型在线自清洁高效蒸发器的略去外壳的装配图。

图3为本实用新型一种新型在线自清洁高效蒸发器的刮板装置立体图。

图4为本实用新型一种新型在线自清洁高效蒸发器的刮板装置主视图。

图5为本实用新型一种新型在线自清洁高效蒸发器的刮板装置运行原理图。

图中：1、换热板片；2、蒸汽输入母管；3、蒸汽输入支管；4、物料输入母管；5、物料输入支管；6、冷凝水排出母管；7、被蒸发物料通道；8、超声波换能器；9、超声波变幅杆；10、高频振动器；11、高频振动传振杆；12、刮板装置。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

实施例1

参见图1-图2，一种新型在线自清洁高效蒸发器，所述蒸发器包括换热板片1、蒸汽输入母管2、蒸汽输入支管3、物料输入母管4、物料输入支管5、冷凝水排出母管6、被蒸发物料通道7、超声波换能器8、超声波变幅杆9、高频振动器10、高频振动传振杆11、刮板装置12和蒸发器外壳；

所述换热板片1主体换热部分构造是两张平面金属薄板中间由若干个金属支撑柱或支持条相互焊接制成；两张平面金属薄板中间的支撑柱或支持条的数量，由换热板片1所需要承受的压力决定，当承受压力大时，单位面积内的支撑柱或支持条的数量多，反之少；换热板片1之间的被蒸发物料通道7宽度根据被蒸发物料的特性决定，被蒸发的物料结垢、结疤或结晶非常快而且严重时，被蒸发物料通道7宽度则宽，反之，可以则小；换热板片1两侧的薄板焊缝分别与超声波变幅杆9和高频振动传振杆11焊接，在超声波变幅杆9的端部焊接有超声波换能器8，在高频振动传振杆11的端部安装有高频振动器10；根据换热板片1面积的大小，在薄板焊缝两侧可以设置不同数量的超声波变幅杆9和高频振动传振杆11，以及对应的超声波换能器8和高频振动器10；

所述蒸发器的主体部分由多个换热板片1按照一定的距离组合而成的换热机芯，换热板片1上设置有蒸汽输入支管3和出口支管，蒸汽输入支管3和蒸汽输入母管2连接，出口支管和下面的冷凝水排出母管6连接；

在换热机芯的上面设置有物料输入母管4及物料输入支管5，在物料输入支管5下侧设置有均匀的出料小孔。

具体实施时，上述换热板片1边界密封形式有两种结构，一种是由两张平面金属薄板压模或折边后，金属薄板的四周进行激光缝焊形成薄板焊缝；一种是由两张平面金属薄板之间焊接与支撑柱或支撑条同样高的金属条。由于在加工过程中两侧的金属薄主体部分板始终保持平面状态，这样在选材过程中除了满足腐蚀、温度、压力等要求外，可以选用普通板式换热器无法使用的弹性和韧性好的金属薄板。

参见图3，具体实施时，上述换热板片1之间还设置了刮板装置12，即每个换热板片1上面都设置了上下可以移动的刮刀，用来刮除换热板片1上的沉积物；刮板的运行特点是向上移动时，刮板离开换热板片1一定距离，以便形成物料蒸发膜；刮板向下移动时，刮板和换热板片1接触，在换热板片1高频振动的作用下，刮板把干燥的物料膜刮下来；由于换热板片1始终保持高频低振幅的超声振动，刮板在清理物料过程中，就如用超声刮板处理平板上的物料一样，可以快速清理任何形式的结垢、结疤、结焦、结晶等物料，所以本实用新型的蒸发器可以蒸发任何粘性的物料，而可以始终保持连续运行。

参见图4-图5，具体实施时，上述刮板装置12包括竖直主传动杆12.1、水平主传动杆12.2、竖直主传动支杆12.3、竖直主传动支管12.4、水平传动支杆12.5、竖直传动支杆12.6、水平传动支管12.7、竖直传动支管12.8、刮板上连杆12.9、刮板主管12.10、刮板支撑板12.11、刮板片12.12、刮板支撑管12.13、管板下连杆12.14和传动机构12.15；

一根竖直主传动杆12.1和一根水平主传动杆12.2固定连接，竖直主传动杆12.1通过密封装置穿透蒸发器外壳13，并和安装在蒸发器外壳13上的传动机构12.15连接；

一根水平主传动杆12.2和多个竖直主传动支杆12.3固定连接；

竖直主传动支杆12.3和竖直主传动支管12.4是滑动连接，竖直主传动支杆12.3下端和刮板上连杆12.9连接；

竖直主传动支管12.4和水平传动支杆12.5固定连接；

水平传动支管12.7和竖直传动支管12.8固定连接；

竖直传动支杆12.6在竖直传动支管12.8里面滑动连接，一直延伸到换热板片1中间；

水平传动支杆12.5和水平传动支管12.7通过刮板上连杆12.9连接；

竖直传动支管12.8和刮板支撑管12.13固定连接，刮板支撑管12.13和刮板主管12.10滑动连接；

刮板主管12.10上设置有刮板支撑板12.11，在刮板支撑板12.11上设置有刮板片12.12；

在刮板主管12.10和刮板支撑板12.11连接处设置有铰链；

竖直传动支管12.8下端有开口，在开口处竖直传动支杆12.6上设置有铰链，铰链在开口处可以上下移动；

竖直传动支管12.8和刮板主管12.10通过刮板下连杆12.14连接；

竖直传动支管12.8和刮板支撑管12.13固定连接，竖直传动支杆12.6穿过刮板主管12.10和刮板支撑管12.13。

具体实施时，上述刮板装置12的刮板支撑板12.11采用耐腐蚀弹性好的金属材料制作，刮板片12.12采用具有低摩擦系数的材料制作。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种新型在线自清洁高效蒸发器，其特征在于：所述蒸发器包括换热板片（1）、蒸汽输入母管（2）、蒸汽输入支管（3）、物料输入母管（4）、物料输入支管（5）、冷凝水排出母管（6）、被蒸发物料通道（7）、超声波换能器（8）、超声波变幅杆（9）、高频振动器（10）、高频振动传振杆（11）、刮板装置（12）和蒸发器外壳；

所述换热板片（1）主体换热部分构造是两张平面金属薄板中间由若干个金属支撑柱或支持条相互焊接制成；两张平面金属薄板中间的支撑柱或支持条的数量，由换热板片（1）所需要承受的压力决定；换热板片（1）之间的被蒸发物料通道（7）宽度根据被蒸发物料的特性决定；换热板片（1）两侧的薄板焊缝分别与超声波变幅杆（9）和高频振动传振杆（11）焊接，在超声波变幅杆（9）的端部焊接有超声波换能器（8），在高频振动传振杆（11）的端部安装有高频振动器（10）；根据换热板片（1）面积的大小，在薄板焊缝两侧可以设置不同数量的超声波变幅杆（9）和高频振动传振杆（11），以及对应的超声波换能器（8）和高频振动器（10）；

所述蒸发器的主体部分由多个换热板片（1）按照一定的距离组合而成的换热机芯，换热板片（1）上设置有蒸汽输入支管（3）和出口支管，蒸汽输入支管（3）和蒸汽输入母管（2）连接，出口支管和下面的冷凝水排出母管（6）连接；

在换热机芯的上面设置有物料输入母管（4）及物料输入支管（5），在物料输入支管（5）下侧设置有均匀的出料小孔。

2.根据权利要求1所述的一种新型在线自清洁高效蒸发器，其特征在于：所述换热板片（1）边界密封形式有两种结构，一种是由两张平面金属薄板压模或折边后，金属薄板的四周进行激光缝焊形成薄板焊缝；一种是由两张平面金属薄板之间焊接与支撑柱或支撑条同样高的金属条。

3.根据权利要求1所述的一种新型在线自清洁高效蒸发器，其特征在于：所述换热板片（1）之间还设置了刮板装置（12），即每个换热板片（1）上面都设置了上下可以移动的刮刀，用来刮除换热板片（1）上的沉积物。

4.根据权利要求3所述的一种新型在线自清洁高效蒸发器，其特征在于：所述刮板装置（12）包括竖直主传动杆（12.1）、水平主传动杆（12.2）、竖直主传动支杆（12.3）、竖直主传动支管（12.4）、水平传动支杆（12.5）、竖直传动支杆（12.6）、水平传动支管（12.7）、竖直传动支管（12.8）、刮板上连杆（12.9）、刮板主管（12.10）、刮板支撑板（12.11）、刮板片（12.12）、刮板支撑管（12.13）、管板下连杆（12.14）和传动机构（12.15）；

一根竖直主传动杆（12.1）和一根水平主传动杆（12.2）固定连接，竖直主传动杆（12.1）通过密封装置穿透蒸发器外壳（13），并和安装在蒸发器外壳（13）上的传动机构（12.15）连接；

一根水平主传动杆（12.2）和多个竖直主传动支杆（12.3）固定连接；

竖直主传动支杆（12.3）和竖直主传动支管（12.4）是滑动连接，竖直主传动支杆（12.3）下端和刮板上连杆（12.9）连接；

竖直主传动支管（12.4）和水平传动支杆（12.5）固定连接；

水平传动支管（12.7）和竖直传动支管（12.8）固定连接；

竖直传动支杆（12.6）在竖直传动支管（12.8）里面滑动连接，一直延伸到换热板片（1）中间；

水平传动支杆（12.5）和水平传动支管（12.7）通过刮板上连杆（12.9）连接；

竖直传动支管（12.8）和刮板支撑管（12.13）固定连接，刮板支撑管（12.13）和刮板主管（12.10）滑动连接；

刮板主管（12.10）上设置有刮板支撑板（12.11），在刮板支撑板（12.11）上设置有刮板片（12.12）；

在刮板主管（12.10）和刮板支撑板（12.11）连接处设置有铰链；

竖直传动支管（12.8）下端有开口，在开口处竖直传动支杆（12.6）上设置有铰链，铰链在开口处可以上下移动；

竖直传动支管（12.8）和刮板主管（12.10）通过刮板下连杆（12.14）连接；

竖直传动支管（12.8）和刮板支撑管（12.13）固定连接，竖直传动支杆（12.6）穿过刮板主管（12.10）和刮板支撑管（12.13）。

5.根据权利要求4所述的一种新型在线自清洁高效蒸发器，其特征在于：所述刮板装置（12）的刮板支撑板（12.11）采用耐腐蚀弹性好的金属材料制作，刮板片（12.12）采用具有低摩擦系数的材料制作。

Images