RU2184591C1 - Выпарной аппарат с восходящей пленкой - Google Patents
Выпарной аппарат с восходящей пленкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2184591C1 RU2184591C1 RU2001126510/12A RU2001126510A RU2184591C1 RU 2184591 C1 RU2184591 C1 RU 2184591C1 RU 2001126510/12 A RU2001126510/12 A RU 2001126510/12A RU 2001126510 A RU2001126510 A RU 2001126510A RU 2184591 C1 RU2184591 C1 RU 2184591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tube
- distributor
- turbine
- heat transfer
- cylindrical part
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для выпаривания и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности. Выпарной аппарат содержит вертикальный корпус, теплообменные трубки, трубные решетки, входные и выходные патрубки, сепаратор. Каждая теплообменная трубка состоит из цилиндрической и конической частей, соосно установленных на расстоянии друг от друга с образованием зоны инжекции, в цилиндрической части трубки смонтирована турбина, состоящая из цилиндра, двух дисков с отверстиями, вала и кожухов, неподвижно соединенных в единый узел. На внешней и внутренней поверхностях цилиндра по винтовой линии расположены лопасти. На входе конической части трубки установлен распределитель в виде полусферы с осевым цилиндрическим каналом, зафиксированный при помощи упругих стальных стержней плоской стороной вверх, турбина установлена в верхнем и нижнем подпятниках, закрепленных на сферической поверхности распределителя и кронштейнах цилиндрической части теплообменной трубки, соответственно. Устройство отвода сиропа выполнено в виде конуса, установленного на верхней трубной решетке основанием вниз. В аппарате обеспечивается повышение эффективности выпаривания. 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к трубчатым пленочным выпарным аппаратам и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности.
Известен пленочный аппарат с восходящей и нисходящей пленкой жидкости, содержащий вертикальный корпус с патрубками подвода и отвода жидкости и греющего пара, трубные решетки, центральные подъемные и периферийные опускные испарительные трубы, снабженные дополнительными трубными решетками, разделяющими их на секции, пленкообразователи, установленные на верхних концах опускных труб, и отбойник, выполненный в виде соосно установленных обратных усеченных конусов и неподвижно соединенный с верхними концами центральных труб [авт. св. СССР 775869, кл. В 01 D 1/22, 1982].
Недостатком известного аппарата является высокая металлоемкость, обусловленная наличием большого числа трубных решеток и испарительных труб.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является пленочный выпарной аппарат, содержащий вертикальный корпус, трубные решетки, теплообменные трубы, камеру исходного раствора, сепаратор и устройство для подпитки труб раствором, установленного снаружи каждой трубы и выполненного в виде горизонтального полого диска, установленного на некотором расстоянии от выходных концов труб, причем в стенках труб, смежных с диском, выполнены отверстия [авт. св. 874085, кл. В 01 D 1/22, 1981].
Недостатками аппарата являются нестабильная работа устройств для подпитки теплообменных труб исходным раствором, вследствие уменьшения проходного сечения отверстий в их стенке в результате действия адгезионных сил со стороны раствора, высокая продолжительность и низкая эффективность процесса выпаривания в результате неравномерного распределения пленки по высоте теплообменной трубки.
Технической задачей изобретения является увеличение эффективности процесса выпаривания за счет обеспечения равномерной толщины пленки по высоте теплообменных труб и сокращение продолжительности процесса выпаривания.
Технический результат заключается в снижении металлоемкости конструкции, загрязнения поверхности теплообменных труб и увеличении производительности.
Техническая задача достигается тем, что в выпарном аппарате с восходящей пленкой, включающем вертикальный корпус, теплообменные трубки, трубные решетки, входные и выходные патрубки и сепаратор, новым является то, что каждая теплообменная трубка состоит из цилиндрической и конической частей, установленных на некотором расстоянии с образованием зоны инжекции, в цилиндрической части теплообменной трубки смонтирована турбина, состоящая из цилиндра, двух дисков с отверстиями, вала и кожухов, неподвижно соединенных в единую деталь, на внешней и внутренней поверхностях цилиндра турбины по винтовой линии расположены лопасти, имеющие профиль, обеспечивающий создание подъемной силы потока пара, на входе конической части теплообменной трубки установлен распределитель в виде полусферы с осевым цилиндрическим каналом, зафиксированный при помощи упругих стальных стержней плоской стороной вверх, на сферической стороне распределителя неподвижно закреплена винтовая лопасть, турбина установлена в верхнем и нижнем подпятниках, закрепленных на сферической поверхности распределителя и кронштейнах цилиндрической части теплообменной трубки соответственно, устройство отвода сиропа выполнено в виде конуса, установленного на верхней трубной решетке основанием вниз, с углом конусности, обеспечивающим свободное удаление выпаренного раствора.
На фиг. 1 изображен разрез описываемого выпарного аппарата, на фиг.2 - разрез нагнетательного устройства, на фиг.3 - схема принципа действия аппарата.
Выпарной аппарат состоит из вертикального корпуса 1, сферических крышек 2 и 3, входных патрубков для ввода исходного раствора 4 и пара 5, выходных патрубков для вывода сиропа 6, неконденсирующихся газов 7, вторичного пара 8, датчика уровня 9, теплообменных трубок 10, трубных решеток 11 и 12, турбины 13, отбойника 14, устройства отвода сиропа 15 и сепаратора 16.
Каждая теплообменная трубка 10 состоит из цилиндрической 17 и конической частей 18, установленных на некотором расстоянии с образованием зоны инжекции. Коническая часть 18 теплообменной трубки 10, направленная большим основанием вниз, предназначена для создания стабильных гидродинамических параметров по высоте трубки, т.е. скорость и давление восходящих потоков пара в последующих уменьшающихся сечениях конической части 18 трубки 10 создают устойчивое восходящее движение пленки вверх. Цилиндрическая часть 17 трубки 10 закреплена на нижней трубной решетке 12 соосно с конической частью 18 и патрубком подачи пара 5.
В цилиндрической части 17 теплообменной трубки 10 с возможностью вращения установлена турбина 19. Она состоит из цилиндра 20, двух дисков 21 и 22 с отверстиями для прохождения осевого потока пара, вала 23 и кожухов 24 и 25, неподвижно соединенных между собой в единую деталь. На внешней и внутренней поверхностях цилиндра 20 турбины 19 по винтовой линии расположены лопасти 26 и 27, имеющие профиль, обеспечивающий создание подъемной силы потока пара, например, профиль крыла самолета. Причем внешние лопасти турбины 26 предназначены для создания закручивающегося потока пара, обеспечивающего прижимное усилие пленки к внутренней поверхности конической части 18 теплообменной трубки 10, а внутренние 27 - для создания осевого потока, обладающего высокой кинетической энергией, необходимой для восходящего движения пленки.
Вал турбины на оси 28 своими коническими концами опирается в опорных подпятниках 29, имеющих сферические отверстия. Малая площадь контакта трущихся поверхностей позволяет существенно понизить энергетические затраты и, тем самым, увеличить производительность турбины 19.
На входе конической части 18 теплообменной трубки 10 установлен распределитель 30 в виде полусферы с осевым цилиндрическим каналом для прохождения осевого потока пара. Распределитель 30 зафиксирован при помощи упругих стальных стержней 31 плоской стороной вверх, обеспечивающих быстрый демонтаж и доступ к греющим трубкам 10 для их чистки. На сферической стороне распределителя 30 неподвижно закреплена винтовая лопасть 32, предназначенная для дополнительного закручивания периферийного потока пара с образованием некоторого прижимного усилия частицам исходного раствора к внутренней поверхности конической части 18 теплообменной трубки 10.
Турбина 19 установлена в верхнем и нижнем подпятниках 29, причем верхний подпятник закреплен на сферической поверхности распределителя 30, а нижний подпятник - на кронштейнах 34 цилиндрической части 17 теплообменной трубки 10, расположенных друг относительно друга под углом 120o.
Устройство отвода сиропа 15 выполнено в виде конуса 33, установленного на верхней трубной решетке 11 основанием вниз, с углом конусности, обеспечивающим свободное удаление выпаренного раствора.
Аппарат работает следующим образом.
Исходный раствор через патрубок 4 поступает в аппарат до уровня, контролируемого датчиком 9. Одновременно с этим, через патрубок 5 под высоким давлением подается пар, который приводит во вращение турбину 19. При этом возникают два восходящих потока пара: периферийный, образующийся при вращении внешних лопастей турбины 26, и осевой - при вращении внутренних лопастей 27 - зона I.
На выходе пара из зоны I происходит частичный прорыв потока в массу исходного раствора, в результате чего происходит интенсивное кипение раствора, сопровождающееся понижением его вязкости. Благодаря высокой скорости восходящих потоков пара на выходе из турбины 19, образуется зона пониженного давления, в результате происходит инжекция исходного раствора в пространство конической части 18 теплообменной трубки 10 - зона II. Образование тонкой пленки выпариваемого раствора происходит за счет вращения периферийного потока, осуществляемого при помощи распределителя 30 и винтовой лопасти 32. За счет высокой кинетической энергии восходящего осевого потока пара, прошедшего через осевой цилиндрический канал распределителя 30, частицы исходного раствора отбрасываются к периферии конической части 18 и за счет сил поверхностного трения пара о пленку поднимаются вверх. По мере продвижения пленки вверх происходит увеличение ее концентрации - зона III. Благодаря нагретым поверхностям цилиндрической 17 и конической 18 частей трубки 10, контактирующих с исходным раствором, возникает его естественная пристеночная циркуляция из зоны III в зону II.
На выходе сиропа из конической части 18 теплообменной трубки 10 происходит частичная сепарация паровой фазы от упаренного раствора благодаря отбойнику 14. Далее вторичный пар поступает в сепаратор 16, где происходит более полная его очистка от капель сиропа. Вторичный пар из сепаратора 16 поступает на конденсацию. Образующиеся в процессе выпаривания неконденсируемые газы и вторичный пар отводятся из аппарата посредством патрубков 7 и 8 соответственно. Сироп при помощи конуса 33 стекает к периферии аппарата и удаляется посредством патрубка 6.
Данный выпарной аппарат позволяет обеспечить:
- равномерную толщину пленки по высоте конической части теплообменной трубки за счет стабильных гидродинамических параметров восходящих потоков пара;
- сокращение продолжительности процесса выпаривания за счет одноразового восхождения пленки при достижении требуемой конической концентрации сиропа;
- быстрый демонтаж и доступ к внутренней поверхности теплообменных трубок за счет упругих стальных стержней, прикрепленных к плоской поверхности распределителя.
- равномерную толщину пленки по высоте конической части теплообменной трубки за счет стабильных гидродинамических параметров восходящих потоков пара;
- сокращение продолжительности процесса выпаривания за счет одноразового восхождения пленки при достижении требуемой конической концентрации сиропа;
- быстрый демонтаж и доступ к внутренней поверхности теплообменных трубок за счет упругих стальных стержней, прикрепленных к плоской поверхности распределителя.
Claims (1)
- Выпарной аппарат с восходящей пленкой, содержащий вертикальный корпус, теплообменные трубки, трубные решетки, входные и выходные патрубки и сепаратор, отличающийся тем, что каждая теплообменная трубка состоит из цилиндрической части и конической, направленной большим основанием вниз, соосно установленных на некотором расстоянии друг от друга с образованием зоны инжекции, в цилиндрической части теплообменной трубки смонтирована турбина, состоящая из цилиндра, двух дисков с отверстиями, вала и кожухов, неподвижно соединенных в единый узел, на внешней и внутренней поверхностях цилиндра турбины по винтовой линии расположены лопасти, имеющие профиль, обеспечивающий создание подъемной силы потока пара, на входе конической части теплообменной трубки установлен распределитель в виде полусферы с осевым цилиндрическим каналом, зафиксированный при помощи упругих стальных стержней плоской стороной вверх, на сферической стороне распределителя неподвижно закреплена винтовая лопасть, турбина установлена в верхнем и нижнем подпятниках, закрепленных на сферической поверхности распределителя и кронштейнах цилиндрической части теплообменной трубки соответственно, устройство отвода сиропа выполнено в виде конуса, установленного на верхней трубной решетке основанием вниз, с углом конусности, обеспечивающим свободное удаление выпаренного раствора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001126510/12A RU2184591C1 (ru) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | Выпарной аппарат с восходящей пленкой |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001126510/12A RU2184591C1 (ru) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | Выпарной аппарат с восходящей пленкой |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2184591C1 true RU2184591C1 (ru) | 2002-07-10 |
Family
ID=20253422
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001126510/12A RU2184591C1 (ru) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | Выпарной аппарат с восходящей пленкой |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2184591C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104803536A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-07-29 | 河北中然制药设备有限公司 | 升膜多效式蒸馏水机 |
CN109173305A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-11 | 蓝旺节能科技(浙江)有限公司 | 一种用于中药浓缩系统的升膜蒸发器 |
RU2700059C1 (ru) * | 2018-06-25 | 2019-09-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Выпарной аппарат |
-
2001
- 2001-10-03 RU RU2001126510/12A patent/RU2184591C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104803536A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-07-29 | 河北中然制药设备有限公司 | 升膜多效式蒸馏水机 |
CN104803536B (zh) * | 2015-05-11 | 2017-03-08 | 河北中然制药设备有限公司 | 升膜多效式蒸馏水机 |
RU2700059C1 (ru) * | 2018-06-25 | 2019-09-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Выпарной аппарат |
CN109173305A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-11 | 蓝旺节能科技(浙江)有限公司 | 一种用于中药浓缩系统的升膜蒸发器 |
CN109173305B (zh) * | 2018-11-16 | 2020-11-17 | 蓝旺节能科技(浙江)有限公司 | 一种用于中药浓缩系统的升膜蒸发器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102657948B (zh) | 一种液体分布器及含有该分布器的垂直管降膜蒸发器 | |
RU2184591C1 (ru) | Выпарной аппарат с восходящей пленкой | |
CN105567300B (zh) | 一种溶剂脱沥青抽提塔和溶剂脱沥青的方法 | |
RU2282121C1 (ru) | Вертикальный пленочный теплообменник | |
CN114653081A (zh) | 一种蒸发布液装置及一种降膜蒸发器 | |
CN103418155B (zh) | 一种用于精馏的超重力旋转填料床装置 | |
CN102895786A (zh) | 一种节能型蒸发装置 | |
CN115814451B (zh) | 一种立式热虹吸绕管再沸器 | |
RU2580727C1 (ru) | Вихревой испаритель-конденсатор | |
US1929411A (en) | Cooling tower | |
CN214913503U (zh) | 一种强化气液传质传热的装置 | |
RU2449840C1 (ru) | Центробежный распылитель жидкости | |
RU198457U1 (ru) | Пленочный тепломассообменный аппарат | |
RU163474U1 (ru) | Центробежное распределительное устройство для жидкости | |
CN116637483B (zh) | 一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔 | |
US2662759A (en) | Multicellular fractionation column and the like | |
RU124173U1 (ru) | Испаритель | |
RU107581U1 (ru) | Пленочный теплообменик | |
RU2780517C1 (ru) | Контактное устройство для тепломассообменного аппарата | |
CN109386994A (zh) | 高效旋管式换热蒸发器及换热方法 | |
RU104858U1 (ru) | Выпарная установка | |
RU180151U1 (ru) | Биконусное центробежное распределительное устройство для жидкости | |
CN219398965U (zh) | 一种新型薄膜蒸发器 | |
CN210057405U (zh) | 一种大面积薄膜蒸发设备 | |
RU155224U1 (ru) | Комбинированный выпарной аппарат пленочного типа |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031004 |