CN214512758U - 一种用于糖液浓缩的五效蒸发器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于糖液浓缩的五效蒸发器，其包括蒸汽发生器、一效罐体、二效罐体、三效罐体、四效罐体、五效罐体，三效罐体连通有进料管，进料管上连通有进料阀，三效罐体连通有朝向四效罐体送料的三效送料管，四效罐体连通有朝向五效罐体送料的四效送料管，五效罐体连通有朝向一效罐体送料的五效送料管，一效罐体连通有一效送料管，二效罐体连通有出料管，出料管上连通有出料阀，蒸汽发生器连通有水蒸气输送管，一效罐体连通有一效蒸汽输送管，二效罐体连通有二效蒸汽输送管，三效罐体连通有三效蒸汽输送管，四效罐体连通有四效蒸汽输送管，五效罐体连通有五效蒸汽输送管。本申请具有提高浓缩后的糖液的排出速率的效果。

Description

一种用于糖液浓缩的五效蒸发器

技术领域

本申请涉及蒸发浓缩设备的领域，尤其是涉及一种用于糖液浓缩的五效蒸发器。

背景技术

蒸发是采用加热的方式，将含有不挥发性溶质的溶液加热至沸腾状态，使部分溶剂汽化而从溶液中移除，从而使得溶液中溶质的浓度提高的单元操作，蒸发一般在蒸发器中进行，蒸发器主要由加热室和蒸发室两部分组成，加热室向液体提供蒸发所需要的热量来促使液体沸腾汽化，蒸发室内的部分溶剂变为气态，气液两相分离而达到蒸发浓缩的目的。

多效蒸发器中，加热蒸汽进入蒸发系统的第一效，第一效产生的二次蒸汽进入第二效并作为第二效的加热蒸汽，通过串联多个蒸发器，组成多效蒸发，由于在生产中，末效带与真空装置连接，因此在多效操作中蒸发室的操作压力是逐渐降低的，各效的加热蒸汽温度和待蒸发溶液的沸点也是依次降低的。

五效蒸发器是多效蒸发器中的一种，五效蒸发器因对蒸汽热量有较佳的利用效率而倍受人们的喜爱，但在糖液生产过程中，若直接采用五效蒸发器对糖液进行浓缩处理，糖液一般从一效罐体的进料口进料，然后依次经过二效罐体、三效罐体、四效罐体、五效罐体，接着从五效罐体的出料口排出，由于五效罐体的加热蒸汽温度最低，使得第五效种糖浆的温度最低，又由于经过多次浓缩处理后的糖液粘度较高，因此，糖液从五效罐体排出的速率十分缓慢，严重影响生产效率，因此，还有改善空间。

发明内容

为了提高浓缩后的糖液的排出速率，本申请提供一种糖液浓缩的五效蒸发器。

本申请提供的一种糖液浓缩的五效蒸发器采用如下的技术方案：

一种糖液浓缩的五效蒸发器，包括蒸汽发生器、一效罐体、二效罐体、三效罐体、四效罐体、五效罐体，所述三效罐体连通有进料管，所述进料管连通有通闭进料管的进料阀，所述三效罐体连通有朝向四效罐体送料的三效送料管，所述四效罐体连通有朝向五效罐体送料的四效送料管，所述五效罐体连通有朝向一效罐体送料的五效送料管，所述一效罐体连通有朝向二效罐体送料的一效送料管，所述二效罐体连通有出料管，所述出料管连通有用于通闭出料管的出料阀，所述蒸汽发生器连通有朝向一效罐体输送水蒸气的水蒸气输送管，所述一效罐体连通有朝向二效罐体输送蒸汽的一效蒸汽输送管，所述二效罐体连通有朝向三效罐体输送蒸汽的二效蒸汽输送管，所述三效罐体连通有朝向四效罐体输送蒸汽的三效蒸汽输送管，所述四效罐体连通有朝向五效罐体输送蒸汽的四效蒸汽输送管，所述五效罐体连通有排出五效罐体内的蒸汽的五效蒸汽输送管。

通过采用上述技术方案，当糖液需要蒸发浓缩时，通过打开进料阀，糖液从进料管进入三效罐体，然后依次进入四效罐体、五效罐体、一效罐体、二效罐体，同时，蒸汽发生器中产生水蒸气，水蒸气通过水蒸气输送管进入一效罐体，水蒸气对一效罐体加热，使得一效罐体中的水分加热至沸腾，产生二次蒸汽，由于在五效蒸发器中，随着效数的增加压力逐级降低，罐体内压力降低使得溶液的沸点逐级降低，因此，二效罐体的压力和溶液沸点均低于一效罐体，二次蒸汽沿一效蒸汽输送管进入二效罐体，对二效罐体进行加热，二效罐体中的溶液在比一效罐体低的沸点下沸腾，进一步地，各罐体中的温度由高到低依次为一效罐体、二效罐体、三效罐体、四效罐体和五效罐体，糖液经过各罐体的沸点均不一致，使得糖液由三效罐体进入后，依次在三效罐体、四效罐体、五效罐体、一效罐体和二效罐体中不断蒸发浓缩，糖液的浓度在蒸发浓缩的过程中不断增加，最终在温度较高的二效罐体中蒸发浓缩至所需的浓度，打开出料阀，将温度较高的浓缩后的糖液排出，由于二效罐体中的温度较高，因此，从二效罐体中排出的糖液具有较高的温度，使得浓缩后的糖液具有较佳的流动性，因此，糖液在出料管中的流动性较佳，从而使得糖液的排出速率较佳，进而有利于提高生产效率。

优选的，所述一效罐体、二效罐体、三效罐体、四效罐体和五效罐体依次呈“V”形排列。

通过采用上述技术方案，通过一效罐体、二效罐体、三效罐体、四效罐体和五效罐体依次呈“V”形排列，使得五效罐体与一效罐体之间的距离较近，使得糖液由五效罐体运输至一效罐体的所需的管道长度缩短，从而减少因管道运输带来的热量损失，同时还缩短了糖浆由五效罐体流动至一效罐体所需时间。

优选的，所述一效罐体包括外壳体，所述外壳体内呈中空，外壳体内底壁上密封且固定连接有存料管，所述存料管的轴线与外壳体的轴线共线，所述存料管侧壁与外壳体侧壁之间留有间隙，所述水蒸气输送管朝向外壳体的连接处至外壳体顶部的距离大于存料管至外壳体顶部的距离。

通过采用上述技术方案，通过存料管的设置，当加热蒸汽进入外壳体内，加热蒸汽填充存料管外壁和外壳体内壁之间的间隙，使得加热蒸汽对存料管进行加热，并通过存料管将热量传递给存料管内的糖液，使得糖液的温度快速升高，有利于糖液在较短时间内达到沸点，同时，由于加热蒸汽在热量传递过程中冷凝形成冷凝水，并汇集在存料管外壁和外壳体内壁之间，从而使得冷凝水不易进入糖浆，从而使得糖液的蒸发浓缩效果较佳。

优选的，所述水蒸气输送管朝向一效罐体的连接处靠近一效罐体顶部，所述一效蒸汽输送管朝向一效罐体的连接处靠近一效罐体底部。

通过采用上述技术方案，通过一效蒸汽输送管的设置，使得水蒸气与一效罐体的内壁充分接触，从而使得水蒸气对一效罐体的加热效率较高，从而有利于一效罐体的升温速率加快，进而使得一效罐体在短时间内升高至所需温度，从而有利于提高生产效率。

优选的，所述五效送料管朝向一效罐体的连接处位于存料管侧壁，所述一效送料管朝向一效罐体的连接处为一效罐体的外壳体底部。

通过采用上述技术方案，通过五效送料管和一效送料管的设置，使得糖液从五效送料管进行一效罐体内，然后从一效罐体的底部排出，使得糖液在一效罐体中充分与水蒸气热交换，从而有利于糖液蒸发浓缩，使得糖液蒸发浓缩的效果较佳。

优选的，所述蒸汽发生器包括储液罐，所述五效蒸汽输送管连通有集液管，所述集液管远离五效蒸汽输送管一端贯穿储液罐外侧壁并连通储液罐内部，所述集液管连通有集液泵。

通过采用上述技术方案，通过集液管的设置，使得五效罐体中产生的二次蒸汽排出至集液管中，然后在集液管内冷凝，通过集液管回流至储液罐中，有利于节约水资源，减少浪费。

优选的，所述集液管连通有控制水朝向靠近储液罐方向单向流动的第一单向阀。

通过采用上述技术方案，通过第一单向阀的设置，使得水流只能朝向靠近储液罐的方向单向流动，从而使得储液罐内的水以及水蒸气不易沿集液管向五效罐体流动，从而使得对集液管内的水的回收效果较佳，有效节约了水资源。

优选的，所述二效罐体底壁上连通有排液管，所述排液管远离二效罐体一端与集液管连通，所述排液管上连通有通闭排液管的排液阀。

通过采用上述技术方案，通过排液管的设置，由于水蒸气冷凝后位于存料管外壁与外壳体内壁之间，通过排液管引流使得冷凝水朝向集液管中，然后通过集液泵将冷凝水输送至储液罐中，从而节约了水资源，并且由于冷凝水中还带有部分热量，从而对热量具有较佳的回收作用，具有经济节能的优点。

优选的，所述五效送料管连通有控制糖液朝向靠近一效罐体方向流动的第二单向阀。

通过采用上述技术方案，通过第二单向阀限制糖液的流动方向，使得糖液只能由五效罐体朝向靠近一效罐体的方向流动，从而使得糖液按照预定的路径流动，使得糖液的蒸发浓缩的效果较佳。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.本申请的五效蒸发器中，一效罐体、二效罐体、三效罐体、四效罐体和五效罐体中溶液的沸点逐级降低，又由于糖液从三效罐体开始进料，然后依次进入四效罐体、五效罐体、一效罐体、二效罐体，最后从二效罐体流出，由于糖液从二效罐体流出时温度较高，因此，糖液蒸发浓缩后不易因为温度过低导致糖液排出速率十分缓慢，从而使得糖液在浓缩后能够以较快速率通过管道，有利于提高生产效率，同时，糖液不易因为温度过低而在管道内凝结，进而不易在管道内堆积，从而减少糖液凝结堵塞管道的情况发生。

2.通过一效罐体、二效罐体、三效罐体、四效罐体和五效罐体依次呈“V”形排列，使得糖液由五效罐体运输至一效罐体的管道长度缩短，从而减少糖浆在运输过程中的热量损失，同时缩短了糖浆由五效罐体流动至一效罐体所需时间。

3.通过存料管的设置，使得糖液的温度快速升高，有利于糖液在较短时间内达到沸点，从而使得糖液的蒸发浓缩效果较佳。

附图说明

图1是用于糖液浓缩的五效蒸发器的整体结构示意图。

图2是用于示意一效罐体内部结构的内部结构示意图。

附图标记说明：1、一效罐体；11、外壳体；111、存料管；12、蒸汽发生器；121、水蒸气输送管；13、一效送料管；131、一效送料泵；14、排液管；141、排液阀；15、支杆；16、一效蒸汽输送管；171、蒸汽入口；172、蒸汽出口；173、糖液入口；174、糖液出口；2、二效罐体；21、二效蒸汽输送管；22、出料管；221、出料阀；3、三效罐体；31、进料管；311、进料阀；4、四效罐体；5、五效罐体；51、五效蒸汽输送管；52、五效送料管；521、五效送料泵；522、第二单向阀；6、集液管；61、第一单向阀；62、集液泵。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种用于糖液浓缩的五效蒸发器。参照图1，用于糖液浓缩的五效蒸发器包括用于产生水蒸气的蒸汽发生器12，与蒸汽发生器12连通有一效罐体1，一效罐体1连通有二效罐体2，二效罐体2连通有三效罐体3，三效罐体3连通有四效罐体4，四效罐体4连通有五效罐体5，五效罐体5与蒸汽发生器12连通，蒸汽发生器12产生的水蒸气从一效罐体1进入，从五效罐体5排出，糖液从三效罐体3的进料管31进入，从而二效罐体2的出料管22排出。

参照图1和图2，一效罐体1包括外壳体11，外壳体11呈中空圆柱状，外壳体11内底壁密封且固定连接有存料管111，存料管111呈圆管状，存料管111的轴线与外壳体11的轴线共线，存料管111的半径为外壳体11的半径的四分之三，存料管111顶部靠近外壳体11顶部。

参照图1，外壳体11底部固定连接有支杆15，支杆15呈圆杆状，支杆15共四根且沿外壳体11周向均匀分布在外壳体11底部。

参照图1，一效罐体1还设有蒸汽入口171、蒸汽出口172、糖液入口173和糖液出口174，蒸汽入口171和蒸汽出口172均位于外壳体11侧壁，蒸汽入口171靠近外壳体11顶部，蒸汽入口171至外壳体11顶部的距离大于存料管111至外壳体11顶部的距离，蒸汽出口172靠近外壳体11底部，糖液入口173位于存料管111侧壁上，糖液入口173中心至存料管111底部的距离为存料管111长度三分之一，糖液出口174位于存料管111底部中心。

参照图1，外壳体11外底壁连通有排液管14，排液管14朝向外壳体11的管口靠近外壳体11，有利于收集一效罐体1中冷凝下来的冷凝水。一效排液管14上连通有用于通闭排液管14的排液阀141，排液阀141为球阀。

参照图1，一效罐体1、二效罐体2、三效罐体3、四效罐体4、五效罐体5的结构相同，一效罐体1、二效罐体2、三效罐体3、四效罐体4、五效罐体5依次呈“V”字形排列，其中，三效罐体3位于转角处，二效罐体2和四效罐体4均靠近三效罐体3，一效罐体1和二效罐体2位于同一侧，四效和五效罐体5位于同一侧。

参照图1，三效罐体3的外壳体11连通有进料管31，进料管31上连通有用于通闭进料管31的进料阀311，进料阀311为球阀。

参照图1，进料管31朝向三效罐体3的连接处为三效罐体3的糖浆入口，三效罐体3底部中心连通有三效送料管，三效罐体3的糖浆出口通过四效送料管与四效罐体4的糖浆入口连接，三效送料管上连通有三效送料泵，使得三效罐体3内的糖液输送至四效罐体4内。

参照图1，四效罐体4底部中心处连通有四效送料管，四效罐体4的糖浆出口通过四效送料管与五效罐体5的糖浆入口连接，四效送料管上连通有四效送料泵，使得四效罐体4内的糖液输送至五效罐体5内。

参照图1，五效罐体5底部中心处连通有五效送料管52，五效罐体5的糖浆出口通过五效送料管52与一效罐体1的糖浆入口连接，五效送料管52上连通有五效送料泵521，使得五效罐体5内的糖液输送至一效罐体1内，五效送料管52内连通有第二单向阀522，使得糖液朝向靠近一效罐体1的方向单向流动，第二单向阀522靠近五效罐体5。

参照图1和图2，一效罐体1底部中心处连通有一效送料管13，一效罐体1的糖浆出口通过一效送料管13与二效罐体2的糖浆入口连接，一效送料管13上连通有一效送料泵131，使得一效罐体1内的糖液输送至二效罐体2内。

参照图1，二效罐体2底部中心处连通有出料管22，使得糖浆从二效罐体2排出，出料管22上连通有用于通闭出料管22的出料阀221，出料阀221为球阀。

参照图1，蒸汽发生器12包括加热底座，加热底座的顶部固定连接有储液罐，储液罐呈中空长方体状，通过加热底座对储液罐进行加热，使得储液罐内的纯净水沸腾以产生水蒸气。

参照图1，储液罐侧壁上连通有水蒸气输送管121，水蒸气输送管121朝向储液罐的连接处靠近储液罐顶部，水蒸气输送管121远离储液罐一端与一效罐体1连通，水蒸气输送管121与一效罐体1的连接处为一效罐体1的蒸汽入口171。

参照图1，一效罐体1连通有朝向二效罐体2输出蒸汽的一效蒸汽输送管16，一效罐体1的蒸汽出口172通过一效蒸汽输送管16与二效罐体2的蒸汽入口171连接，二效罐体2连通有朝向三效罐体3输出蒸汽的二效蒸汽输送管21，二效罐体2的蒸汽出口172通过二效蒸汽输送管21与三效罐体3的蒸汽入口171连接，三效罐体3连通有朝向四效罐体4输出蒸汽的三效蒸汽输出管，三效罐体3的蒸汽出口172通过三效蒸汽输出管与四效罐体4的蒸汽入口171连接，四效罐体4连通有朝向五效罐体5输出蒸汽的四效蒸汽输出管，四效罐体4的蒸汽出口172通过四效蒸汽输出管与五效罐体5的蒸汽入口171连接，五效罐体5连通有朝向储液罐输出蒸汽的五效蒸汽输送管51。

参照图1，五效蒸汽输送管51连通有集液管6，集液管6一端密封，五效蒸汽输送管51朝向集液管6的连接处靠近集液管6密封端，集液管6远离密封端一端与储液罐连通，集液管6朝向储液罐的连接处位于储液罐侧壁，集液管6朝向储液罐的连接处靠近储液罐底部。

参照图1，在各罐体中，各排液管14远离外壳体11一端均与集液管6连通，使得罐体中的冷凝水朝向集液管6内流动。

参照图1，集液管6上连通有集液泵62，集液泵62靠近储液罐，在集液泵62的作用下，使得集液管6内的冷凝水朝向储液罐内流动，从而将冷凝水回收至储液罐中。

参照图1，集液管6上连通有第一单向阀61，第一单向阀61靠近集液泵62，使得集液管6中的水流由集液管6朝向储液罐方向单向流动。

本申请实施例一种用于糖液浓缩的五效蒸发器的实施原理为：当糖液需要蒸发浓缩时，打开进料阀311，关闭出料阀221和排液阀141，糖液从进料管31进入三效罐体3中，由于各个罐体之间送料管上均连通有送料泵，在各送料泵作用下，将糖液依次送入四效罐体4、五效罐体5、一效罐体1、二效罐体2，糖液在经过各个罐体后，糖液的浓度逐渐升高，当糖液浓度流动至二效罐体2时，使得糖液浓缩至所需的浓度，由于二效罐体2中的温度较高，使得糖液即使在较高浓度下，仍保持较佳的流动性，通过打开出料阀221，糖液从出料管22排出，使得糖液不易出现难以流动而在管道内凝结的情况，使得糖液的排出速率提高。

在糖液蒸发浓缩过程中，水蒸气的热量传递给糖液，使得糖液蒸发浓缩，同时水蒸气的热量下降，使得水蒸气冷凝形成冷凝水，在糖液浓缩结束后，通过打开排液阀141，使得一效罐体1、二效罐体2、三效罐体3、四效罐体4以及五效罐体5内带有一定热量的冷凝水通过排液管14进入集液管6，在集液泵62的作用下，使得集液管6内的带有一定热量的冷凝水进入储液罐中，从而有利于水循环使用，并且，由于水中含有一定的热量，还在一定程度上减少储液罐的水加热至沸腾所需热量，从而节约了能源，使得资源得到较好的循环利用。

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 (9)

1.一种用于糖液浓缩的五效蒸发器，其特征在于：包括蒸汽发生器(12)、一效罐体(1)、二效罐体(2)、三效罐体(3)、四效罐体(4)、五效罐体(5)，所述三效罐体(3)连通有进料管(31)，所述进料管(31)连通有通闭进料管(31)的进料阀(311)，所述三效罐体(3)连通有朝向四效罐体(4)送料的三效送料管，所述四效罐体(4)连通有朝向五效罐体(5)送料的四效送料管，所述五效罐体(5)连通有朝向一效罐体(1)送料的五效送料管(52)，所述一效罐体(1)连通有朝向二效罐体(2)送料的一效送料管(13)，所述二效罐体(2)连通有出料管(22)，所述出料管(22)连通有用于通闭出料管(22)的出料阀(221)，所述蒸汽发生器(12)连通有朝向一效罐体(1)输送水蒸气的水蒸气输送管(121)，所述一效罐体(1)连通有朝向二效罐体(2)输送蒸汽的一效蒸汽输送管(16)，所述二效罐体(2)连通有朝向三效罐体(3)输送蒸汽的二效蒸汽输送管(21)，所述三效罐体(3)连通有朝向四效罐体(4)输送蒸汽的三效蒸汽输送管，所述四效罐体(4)连通有朝向五效罐体(5)输送蒸汽的四效蒸汽输送管，所述五效罐体(5)连通有排出五效罐体(5)内的蒸汽的五效蒸汽输送管（51）。

2.根据权利要求1所述的用于糖液浓缩的五效蒸发器，其特征在于：所述一效罐体(1)、二效罐体(2)、三效罐体(3)、四效罐体(4)和五效罐体(5)依次呈“V”形排列。

3.根据权利要求1所述的用于糖液浓缩的五效蒸发器，其特征在于：所述一效罐体(1)包括外壳体(11)，所述外壳体(11)内呈中空，外壳体(11)内底壁上密封且固定连接有存料管(111)，所述存料管(111)的轴线与外壳体(11)的轴线共线，所述存料管(111)侧壁与外壳体(11)侧壁之间留有间隙，所述水蒸气输送管（121）朝向外壳体(11)的连接处至外壳体(11)顶部的距离大于存料管(111)至外壳体(11)顶部的距离。

4.根据权利要求1所述的用于糖液浓缩的五效蒸发器，其特征在于：所述水蒸气输送管（121）朝向一效罐体(1)的连接处靠近一效罐体(1)顶部，所述一效蒸汽输送管(16)朝向一效罐体(1)的连接处靠近一效罐体(1)底部。

5.根据权利要求3所述的用于糖液浓缩的五效蒸发器，其特征在于：所述五效送料管(52)朝向一效罐体(1)的连接处位于存料管(111)侧壁，所述一效送料管(13)朝向一效罐体(1)的连接处为一效罐体(1)的外壳体(11)底部。

6.根据权利要求1所述的用于糖液浓缩的五效蒸发器，其特征在于：所述蒸汽发生器(12)包括储液罐，所述五效蒸汽输送管（51）连通有集液管(6)，所述集液管(6)远离五效蒸汽输送管（51）一端贯穿储液罐外侧壁并连通储液罐内部，所述集液管(6)连通有集液泵(62)。

7.根据权利要求6所述的用于糖液浓缩的五效蒸发器，其特征在于：所述集液管(6)连通有控制水朝向靠近储液罐方向单向流动的第一单向阀(61)。

8.根据权利要求6所述的用于糖液浓缩的五效蒸发器，其特征在于：所述二效罐体(2)的底壁上连通有排液管(14)，所述排液管(14)远离二效罐体(2)一端与集液管(6)连通，所述排液管(14)上连通有通闭排液管(14)的排液阀(141)。

9.根据权利要求1所述的用于糖液浓缩的五效蒸发器，其特征在于：所述五效送料管(52)连通有控制糖液朝向靠近一效罐体(1)方向流动的第二单向阀(522)。

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