SU946570A1 - Центробежный пленочный выпарной аппарат - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к аппаратам дл  выпаривани  или концентрировани  жидкостей и может быть применено в технике опреснени  соленых вод, химической, фармацевтической и пищевой промышленности, в термической переработке небольших количеств сточных вод, например, в теплоэнергетике , и особенно в тех случа х, когда необходимо глубокое упаривание жидкости за один ее проход в аппарате ..

Известны пленочные центробежные аппараты с вращающимис  поверхност ми , выполненными в виде плоских дисков ClJ.

Недостатком этого аппарата  вл етс  мала  плотность орошени  теплообменных поверхностей, в наибольшей степени плотности орошени  снижаетс  на плоских поверхност х (дисках), дл  которых площадь теплообменной поверхности зависит только от радиуса. В данном аппарате, имеющем плоские поверхности , дл  увелич ни  степени концентрировани , установлен насос, что усложн ет конструкцию и увеличивает его габариты.

Известен выпарной аппарат, содер ,жащий неподвижный корпус и размещенные в нем полы конические теплообменные , элементы, установленные большими основани ми вниз, конические необогреваемые перегородки дл  сбора концентрата и конденсата греющего пара. Система подачи жидкости представл ет собой аксиальный коллектор с соплалш, служащими дл  орошени  внутренних рабочих конических поверхнос10 тей. Вывод упаренноххз продукта (концентрата ) и конденсата греющего пара производитс  с помощыо напорных трубок , размещенных соответственно в верхней и нижней част х аппарата f2j.

15

К недостаткам такого аппарата относ тс  повышенные металлоемкость и габариты ротора по высоте, а также недостаточно больша  кратность упаривани  за один проход и низка  надеж20 ность работы аппарата ввид1У наличи  трубки дл  передачи потока от основных поверхностей к дополнительным. Повышенна  металлоемкость ротора св зана с тем, НТО дл  обработки жидкости используютс  лишь внутренние поверхности конусов и имеютс  распределительные устройства только дл  орошени  этих поверхностей. Наличие трубки дл  передачи потока повышает

30 габариты ротора по высоте. Недостаточно высока  кратность упаривани  за один проход св зана с тем, что упаривание жидкости до более высокой концентрации- происходит на дополнительных поверхност х. При этом увеличиваетс  также врем  пребывани  жидкости в аппарате, что не всегда желательно, особенно рл  термочувствительных продуктов.

Известен также центробежный пленочный выпарной аппарат дл  глубокого концентрировани  жидкостей, содержащий корпус, размещенный в нем ротор, составленный из.теплообменных элементов с коническими поверхност ми , причем на наружных поверхност х элементов установлены устройства передачи потока на внутреннюю поверхность соседнего теплообменнаго элемента и распределители жидкости, расположенные между теплообменными элементами Сз . :

Однако в известном аппарате по мере движени  жидкости, вдоль теплообменной поверхности под действием .центробежных сил происходит монотонное снижение плотности орошени  , завис щее от расхода G и радиуса поверхности. Это приводит к тому, что при определенных значени х плотности орсшени , меньших минимально допустимых, происходит раз-) рыв пленки, привод щий,к ухудшению качества .обрабатываемого продукта и неполному использованию располагаемой теплообменной поверхности.

Дл  достижени  Г необходимо увеличивать расход жидкости на входе в аппарат. Однако при этом уве .личиваетс  толщина пленки., и, соответственно , снижаетс  теплоотдача, а также снижаетс  коэффициент упаривани  жидкости за один проход К|, Gex

сГ

Цель изобретени  - увеличение степени концентрировани , жидкости и улучшение теплопередачи за счет предотвращени  разрушени  пленки жидкости.

Поставленна  цель достигаетс  за счет того, что в центробежном пленочном выпарном аппарате, содержащем корпус, размещенный в нем ротор, выполненный из теплообменных элементов Ь коническими поверхност ми, укрепленные на наружных поверхност х злегЛентов. устройства длч передачи потока упариваемой жидкости на внутреннюю поверхность смежного теплообменного элемента и распределители .жидкости,.расположенные между теплообменными элементами, поверхность каждого теплообменного элемента образована несколькими размещенными один под другим конусами с увеличивающимис  диаметрами, сопр женными основани ми , при этом угол наклона об разугадих конусов к оси вращени  с yBejiM4eHHeM диаметра конусов уменьшаетс  от 90 до 1°.

При этом устройства дл  передачи

потока выполнены в виде кольцевых козырьков, размещенных между смежными конусами.

На чертеже схематически изображен центробежный пленочный выпарной аппарат , продольный разрез.

Аппарат содержит корпус 1 и размещенный в нем ротор 2, включающий теплообменные элементы 3 с внутренними и внешними поверхност ми, содержащими

5 усеченные конусы 4 и 5, выполненные с большим углом при вершине, и конус 6, выполненный с меньшим углом при вершине.

Диаметр основани  конуса 5 больше

диаметра вершины конуса б. При соединении этих конусов образуетс  конический кольцевой выступ 7 над поверхностью конуса 6, преп тствукнций течению жидкости по этой поверхности.Теплообменные элементы соединены между

собой при помс ци кольцевых деталей 8, имеквдих сквозные радиальные каналы 9 и аксиальные каналы 10. Ротор снабжен паровой рубашкой 11, в которую теплоноситель поступает через полый вал

0 12, а конденсат отводитс  из кольцевой полости 13 по напорной трубе 14. В крышке корпуса установлены аксиальные коллекторы 15 и 16 с вентил ми 17 и 18 дл  подвода обрабатываемой

5 жидкости. С аксиальным коллектором

15 св заны коль.цевые коллекторы 19,содержащие сопла 20, размещенные равноjMepHo в нижней части кольцевого коллектора и служащие дл  орошени  поверхностей наружных конусов. Аксиальный коллектор 15 выполнен разъемным . Дл  этого предназначена муфта 21.

На аксиашьном коллекторе 16 установлены сопла дл  орошени  внутренней

теплообменной поверхности конусов. В крышке корпуса размещена также напорна  трубка 22, служаща  дл  отвода концентрированного продукта из кольцевой полости 23. Полость 23 образована конической перегородкой 24, выполненной в виде теплообменного элемента с внутренней 25 и наружной 26 поверхност ми. Полость обогреваемой перегородкой 24 соединена с полостью паровой рубашки 11 каналами 27.

5 Дл  орошени  перегородки 28, отдел ющей греющей пар от вторичного,установлено сопло 29, расположенное по оси вращени . Дл  орслиени  поверхности 25 установлено сопло 30.

0 Дл  отвода вторичного пара к корпусу приварен патрубок 31.

Claims (3)

1. Аппарат работает следукхцим образом. Обрабатываемый продукт.поступает через коллекторы 15 и 16 и сопла 29 5 и ,30 к внутренним и внешним поверхност м теплообменных элементов 3, а также к обогреваемым перегородкам 24 и 28. По мере движени  пленка жидкос ти выпариваетс  как на внутренних, так и на наружных поверхност  параллельно . С внешних поверхностей конуса 5 и перегородки 28центробежными силами жидкость передаетс  на внутреннюю поверхность 25 перегородки 24 Здесь жидкость дополнительно упарива етс . Благодар  увеличению ее расхода на внутренних поверхност х выступов 7, а также снижению угла при вер шине этих поверхностей, представл ет с  возможность увеличени  степени концентрировани  за счет повышени  площади теплообменной поверхности при меньших периметрах оретиени . В этом случае предотвращаетс  возможность разрыва пленки -путем увеличени плотности орошени  выше минимально допустимо. Вьтаренный продукт собираетс  в полости 23 и удал етс  напорной трубкой 22. Греющий пар подаетс  через вал 12 и каналы 9 к полости теплообменных элементов 3 и че рез каналы 27 - в полость перегородки 24. Конденсат отводитс  через напорную трубу 14. Вторичный пар отводитс  в конденсат через патрубок 31. Следует отметить, что повышение глубины концентрировани  продукта за один проход может быть, в частном случае, достигнуто заменой теплообменных поверхностей прототипа на пре лагаемые (даже без орошени  внешних поверхностей). Благодар  использованию внешних поверхностей теплообменных элементов в качестве теплопередающих можно на 40-80% снизить вес аппарата при заданной производительности. Применение теплообменных поверхностей в виде поверхностей вращени , касательна  к которым составл ет угол, уменьшающийс  по мере увеличени  радиуса поверхности, позвол ет успешно концентрировать продукты за один проход в 10-20 раз . При этом предупреждаетс  опасность разрыва пленки и оголени  теплообменной поверхности ,что способствует повышению качества выпаривае№1х продуктов и увеличивает эффективность использовани  теплообменной поверхности. Благодар  присутствию дополнитель ных теплообменных элементов и напорной трубки дл  передачи потока на 30-50% уменьшаетс  при заданной производительности высота предлагаемого аппарата по сравнению с известным. Предлагаемый выпарной аппарат позвол ет уменьшить капиталовложени  в установки дл  глубокого упаривани  продуктов путем сокращени  количества примен емых выпарных аппаратов, соединенных последовательно по упа ,риваемому продукту. Предлагаема  форма выполнени  теплопередающих поверхнбстей увеличивает -их прочность, что позвол ет снизить толщину стенки и дополнительно уменьшить вес аппарата. Формула изобретени  Центробежный пленочный выпарной аппарат, содержащий корпус, размещенный в нем ротор, выполненный из теплообменных элементов с коническими поверхност ми, укрепленные на наружных поверхност х элементов устройства дл  передачи потока упариваемой жидкости на внутреннюю поBepjiHocTb смежного теплообменного элемента и распределители жидкости, расположенные между теплообменными элементами, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  степени концентрировани  жидкости и улучшени  теплопередачи за счет предотвращени  разрушени  пленки жидкости , поверхность каждого теплообменного элемента образована несколькими размещенными один под другим конусами с увеличивающимис  диаметрами , сопр женными основани ми, при этом угол наклона образующих конусов к оси вращени  с увеличением диаметра конусов уменьшаетс  от 90 до 1. 2. Аппарат поп.1, отличают и и с   тем, что устройства дл  передачи потока выполнены в виде кольцевых козырьков, размещенных между смежными конусами. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 363498, кл. В 01 D 1/22, 1973.
2. 2.Патент СССР 295234, кл. В 01 О 1/22, 1971.
3. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке 2753523/26, кл. В 01 D 1/22, 19.03.79. Концеит ров() npoffy /n tfcxo ffbtti ffflo ftm