WO2002007847A1 - Evaporador con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral concéntrico - Google Patents

Evaporador con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral concéntrico Download PDF

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WO2002007847A1
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caloric
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calender
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PCT/MX2001/000049
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Arcadio Sergio VALLEJO SEYDE
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Vallejo Martinez, Flor, Nallelie
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    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/22—Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
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    • B01D3/00—Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
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    • B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
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    • B01D3/16—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid
    • B01D3/24—Fractionating columns in which vapour bubbles through liquid with sloping plates or elements mounted stepwise

Definitions

  • the main evaporator models currently used are: Horizontal Tubes; Vertical tubes; Forced circulation; Forced circulation with external heater; Of long vertical tubes; Tubular descending film, Plaque descending film. They are generally made up of three main parts that are: the bottom of the evaporator; the calender of the evaporator or heating steam chamber and the body of the evaporator or steam chamber produced.
  • the steam produced can pass into the atmosphere, or to a condenser or it serves to feed the calender of another evaporator connected in series with the first, in this case the calender of the second evaporator will act as steam condenser produced in the first evaporator, which in turn will produce an evaporation in the second evaporator, this produced steam can be used to feed the calender of another evaporator and so on until it reaches a limit that will be set by the difference between the temperature From the boiling point of the solution to evaporate and the temperature of the steam used for heating, this series arrangement of several evaporators is called Evaporation in Multiple Vacuum Effect and is used to increase the use of energy.
  • the bottom of the evaporator is the lower part of the apparatus where the inlet of the diluted liquid or solution to evaporate and the outlet of the residual liquid or concentrated solution are generally located; This part is tightly attached to the calender.
  • the calender or Steam chamber is a closed compartment generally composed of the outer and inner walls and the lower and upper mirrors, the mirrors support a large number of tubes that pass through them and are borne to them, these tubes have a long determined by the evaporator model; the inner or outer surface of the tubes, as the case may be, forms the heat surface of the evaporator, the calender also has the steam inlets for heating and the condensate and non-condensable gas outlets.
  • the calender is tightly connected to the evaporator body at the top of the evaporator and is also tightly connected to the bottom of the apparatus at the bottom.
  • the evaporator body or evaporation chamber is generally placed on the calender attached to it in a hermetic way, in the upper part it has the drag or foam separator and the steam output produced.
  • evaporators carry out the evaporation process in two stages: in the first stage, inside the calender, they heat the liquid or solution to evaporate to a temperature equal to or slightly higher than that of its boiling point and in the second stage, by natural conduction and convection or using pumps or some other attachment make this hot liquid reach the evaporation chamber or body of the apparatus where evaporation takes place in the interface area; they have a caloric surface formed by stamped tubes or plates and for their operation multiple technical factors intervene, the main ones being the coefficient of heat transmission, conduction, convection, the speed of circulation of the boiling liquid on the heating surface, the increase from the boiling point due to hydrostatic pressure, the liquid-vapor interface area, the nature of the solution or liquid to evaporate, the quality of the heating steam.
  • evaporators can work in isolation as simple effects or connected in series in a multi-effect system, for which it is necessary to connect between one evaporator and large diameter pipes for the steam outlet, pipes for the liquid or solution outlet to evaporate, pipes for the exit of the condensates and pipes for the exit of the incondensable gases, each evaporator or simple effect with its corresponding valves and control systems in addition to the necessary instrumentation for the measurement of the pressure and temperature in each evaporator and where appropriate the automated control of the operation.
  • problems may arise due to dragging of solution in the produced steam and inlays in the tubes or plates of the caloric surface that require careful cleaning and maintenance. DOCUMENTS The following books were consulted on evaporation and evaporators: Chemical Engineering.
  • this general purpose modular evaporator consists of two basic modules or evaporators that are alternately coupled in a number that depends on the working capacity of the equipment; that each of these modules or basic evaporators consists of only two parts that are: the calender and the corresponding basic evaporator body; that the calender of each of these basic evaporators has the characteristic of using a caloric surface formed by a descending open channel in the form of a circular or rectangular concentric spiral; that in one of the modules the channel develops from the periphery of the caloric surface towards the central part and in the other of the modules the channel develops from the central part of the caloric surface towards the periphery, this allows the heating and the evaporation of the liquid or solution in process is carried out simultaneously, because at the bottom and sides of the channel, the liquid or solution is conveniently heated and by the liquid-vapor interface, that is, across the entire surface of the liquid, evaporation
  • Energy saving, evaporation is carried out with the minimum temperature difference between the liquid or solution to be evaporated and the steam, fluid or heating medium. It is not necessary to heat the liquid or solution to evaporate to its boiling temperature because the minimum increase in temperature is sufficient to cause an increase in the kinetic energy of the liquid molecules and make some of them escape in the form of steam through of the surface that is in contact with the gas phase.
  • the caloric surface is relatively small which causes a falling liquid film effect with uniform flow.
  • thermo bUes substances The destruction of the thermo bUes substances is reduced because it is not necessary to heat the liquid or solution to evaporate to its boiling temperature, which reduces the possibility of color increase observed in fruit juices or food products concentrated by evaporation with heating to the boiling point. Seventh. Because there are no overheating, the chances of the projections or dragging of liquid or solution in the steam so common in other types of evaporators are minimized. Eighth. It prevents the boiling point of the liquid from rising due to the effect of 0 hydrostatic pressure, because it is an open channel with a slope calculated in such a way that the level of the surface of the liquid on the bottom of the channel remains practically constant in each of the basic evaporator modules. Nineth.
  • the evaporator works in an evaporation system in multiple vacuum effect, in which the steam produced in the first evaporator unit feeds the calender of the second evaporator unit and the steam produced in the second evaporator unit feeds the calender of the next evaporator unit and so on to the extent permitted by the temperature difference between the heating steam and the liquid or solution to be evaporated, and the working pressure or process requirements
  • this evaporator can also be used as a distillator, separating the condensates produced in each basic evaporator module, a very useful circumstance for obtaining distilled or condensed water, distillation of petroleum derivatives , separation of gasoline, separation of essential oils, alcohols, etc.
  • this evaporator can also be used as a liquid cooler or augmented solution, functioning as an evaporative cooler, a very useful circumstance for example to cool the hot water produced in some processes and reuse it or failing to discharge it at low temperature drainage.
  • this evaporator With the installation of an appropriate saturated solution feed system and supplementary steam inlets in some of the basic evaporator modules, this evaporator can process a supersaturated suspension of crystals in its mother liquors and be used to increase the size of the crystals up to size that the process requires, examples: sugar crystals, mineral salt crystals, etc.
  • Water saving this evaporator when operating in an evaporation system in multiple vacuum effect, saves water necessary for condensation in the general condenser that is connected to the steam outlet produced from the last module. DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • This invention relates to a general purpose modular evaporator, composed of two basic modules or evaporators whose caloric surfaces are formed by an open channel constructed in the form of a concentric downward spiral with a suitable inclination to cause the liquid or solution to evaporate to flow. down into the channel, while being conveniently heated in order to simultaneously produce evaporation thereof; in one of the modules the open channel develops in the form of a concentric spiral that goes from the periphery towards the center of the module and in the other module, the open channel develops in the form of a concentric spiral that goes from the central part towards the periphery of said module.
  • Figure 1 is a conventional free perspective of the type of circular open bottom channel, which is one of the three types of channel that are considered the most appropriate for use in this evaporator, this type of channel is preferably used when the evaporator is of circular section (Figs. 16 and 17, pages 13/16 and 14/16), in Figure 1 (Pag. 1/16) and in the cross-section (Fig. Ib, Page 1/16) it can be seen that this open channel with a circular bottom is formed by three parts that are: the circular bottom (No. 5, figs. 1 and Ib, page 1/16) and the two vertical side walls ( Nos. 4 and 6, figs. 1 and Ib, p.
  • the dimensions vary according to the working capacity of the device and the hydraulic gradient, generally the turning radius of the circular bottom (r, Figs. 1 and Ib, page 1/16) is equal to half of the width of the channel (A, fig. 1 and Ib, page 1/16) and at the beginning of the spiral the height (h, fig. 1 and Ib, page 1/16) of the two vertical side walls is the same, being at least equal to the width of the channel (A, fig. 1, page 1/16), subsequently the height of the side wall placed on the side of the spiral descent increases according to the hydraulic gradient.
  • the open circular channel starts at the inner edge of the upper support of the caloric surface (No. 3, figs.
  • the length of the open channel is determined by the total diameter of the body and the diameter of the central tube in the case of a circular evaporator or the width and length dimensions of the body and the width and length dimensions of the central duct in the case of a rectangular evaporator
  • Figure 2 is a conventional free perspective of the flat-bottomed open channel type, which is one of the three types of channel that are considered the most appropriate for use in this evaporator, this type of The channel is preferably used when the evaporator is of rectangular section (Figs. 18 and 19; pages 15/16 and 16/16).
  • this channel is formed by three parts that are: the flat bottom (Num. 10 , Figs. 2 and 2b; Pag. 2/16) and the two side walls (Nums. 9 and 11; Figs. 2 and 2b; Pag. 2/16).
  • the width of the flat bottom is equal to the width of the channel (A, fig. 2, page 2/16) and when the spiral begins the height ( h, Figs. 2 and 2b, page 2/16) of the side walls are equal, having at least a height equal to the width of the channel (A, figs. 2 and 2b; page 2/16), subsequently the height
  • the side wall located on the side of the spiral descent increases according to the hydraulic gradient.
  • the flat-bottomed open channel begins at the inner edge of the upper support of the caloric surface (No. 8, Figs. 2 and 2b; Page 2/16) and ends at the edge of the lower support (No. 12, Figs. 2, Pag.
  • the length of the channel is determined by the total diameter of the body and the diameter of the central tube in the case of a circular evaporator or the dimensions of width and length of the body and the dimensions of width and length of the central duct in the case of a rectangular evaporator.
  • Figure 3 (Pag. 3/16) is a conventional free perspective of the type of conical bottom open channel, and Figure 3b is the cross-section of it, this is one of the three types of channel that are considered as the most suitable for use in this evaporator.
  • This type of channel is preferably used in special cases in which the specific characteristics of the material in process require it, being the evaporator of circular or rectangular section.
  • the conical bottom open channel is formed by three parts, the conical bottom (Nums.
  • the conical bottom is formed by the intersection of two inclined straight sections (Num. 16 and 19, Fig. 3 and 3b; Pag. 3/16) that form an angle that it depends on the material in process and the hydraulic gradient, the free ends of these two inclined straight sections, the straight vertical walls are joined, the minimum height of the vertical straight walls is equal to the width of the channel (A, Fig. 3 and 3b; Pag. 3/16)
  • the dimensions of these sections vary according to the capacity of the device and the working hydraulic gradient, the conical bottom open channel begins at the upper edge of the caloric surface (No.
  • the length of the channel is determined by the total diameter of the body and the diameter of the central tube in the case of a circular evaporator or the width and length dimensions of the body and the width and length dimensions of the central duct in the case of a rectangular evaporator.
  • Figure number 4 is a schematic representation of the circular concentric spiral shape that the open channel adopts when it is an external cylindrical evaporator, the larger circle represents the plan view of the evaporator body showing the maximum inside diameter; the inner circle, marked with the number 3, represents the central steam passage tube.
  • the spiral develops from point 1 to point 2; when the flow of the liquid or solution to be evaporated is from the central part to the periphery, the spiral develops from point 2 to point 1.
  • Figure number 5 (Pag.
  • 4/16) is a schematic representation of the form of Concentric rectangular or square spiral that adopts the open channel when it is an evaporator of rectangular exterior shape, the larger rectangle represents the plan view of the evaporator body showing the interior width and length dimensions, the interior rectangle marked with the number 3 It represents the plan view of the interior steam duct.
  • the spiral develops from point 1 to point 2; when the flow of the liquid or solution to be evaporated is from the central part towards the periphery, the spiral develops from point 2 to point 1.
  • Figure number 6 (Pag.
  • 5/16) is the representation of the plan view from the calender of a basic circular evaporator module with a circular bottom open-channel caloric surface with a spiral downward flow and with a liquid flow or solution to evaporate from the periphery towards the central part, its main parts being numbered as follows: the central tube with the number 1, the caloric surface with the number 5, the separating supports that are under the caloric surface with the number 6, the outer wall of the calender with the number 7, the steam inlets of feed to the calender with the number 8, the outflow of the non-condensable gases with the number 11, the outlet of the condensates with the number 12, the outlet of the concentrated solution with the number 13, the diluted solution inlet with number 14 and steam outlet produced with number 15.
  • Figure number 7 is the representation of the cross-sectional view of the calender of a circular basic evaporator module with Caloric surface of circular open bottom channel in downward spiral and with liquid flow or solution to evaporate from the periphery towards the central part, its main parts being numbered as follows: the central tube with the number 1, the joints with the number 2, the support of the central tube with the number 3, the upper seals with the number 4, the caloric surface of open channel and circular bottom with the number 5, the separating supports with the number 6, the stop d exterior of the calender with the number 7, the copies for the steam inlet with the number 8, the interior wall of the calender with the number 9, the cover of the bottom of the calender with the number 10, the exit of untiring gases with the number 11, the condensate outlet with the number 12, the outlet of the concentrated solution with the number 13, the input of the solution duuida with the number 14, the steam outlet produced with the number 15.
  • Figure number 8 (Pag. 7/16) is the conventional free representation of the calender of a basic evaporator module with open-channel caloric surface with circular bottom in spiral downward and with liquid flow or the solution to evaporate from the periphery towards the central part; in order to show how the different parts of the calender and the components of each of the parts are assembled.
  • the parts have the same numbering as in figures 6 (Pag. 5/16) and 7 (Pag. 6/16), the components are marked with the number corresponding to the part in question attached to a literal.
  • Figure number 9 (Pag.
  • 9/16) is the representation of the cross-sectional view of the calender of a circular basic evaporator module with open channel caloric surface with circular bottom in spiral downward and with liquid flow or solution to evaporate from the central part to the periphery, its main parts being numbered as follows: the guide support of the central tube with the number 16, the upper seals with the number 17, the caloric surface of open channel and circular bottom with the number 20, the separating supports with the no. 21, the exterior wall of the calender with no. 24, copies for condensate output with no. 22, the interior wall of the calender with no. 19, the top of the calender bottom with no. 23, the exit of non-condensable gases with no. 26, the output of the concentrated solution with no.
  • Figure number 11 is the conventional free representation of the calender of a basic circular evaporator module with open channel caloric surface with circular downward spiral bottom and with liquid flow 0 the solution to evaporate from the central part towards the periphery, in order to show how the different parts of the calender and the components of each of the parts are assembled.
  • the parts have the same numbering as that of figures 9 (Pag. 8/16) and 10 (Pag. 9/16), the components are marked with the number corresponding to the part in question attached to a literal.
  • Figure number 12 is the representation of the plan view of the evaporator body section that is attached to the upper part of the calender of a circular basic evaporator module that has the flow of the liquid or solution to evaporate from the periphery to the central part, its main parts being numbered as follows: the evaporator body section completes with the number 30, the upper flange of the cylindrical body with the number 30a, the observation mirrors with the number 31, the man entrance with the number 32, the supports for the upper calandria seals (No. 4, Fig. 7, Pag. 6/16) are indicated with the number 33.
  • Figure number 13 (Pag.
  • 11 / 16 is the cross-sectional representation of the evaporator body section that is attached to the top of the calender of a circular basic evaporator module that has the flow of the liquid or solution to evaporate from the periphery It was towards the central part, its main parts being numbered as follows: Evaporator count complete with the number 30, the upper flange of the body with the number 30a, the wall of the cylindrical part of the body with the number 30b, the lower flange of the body with the number 30c, the sight glasses with the number 31 , the supports for the upper calandria seals (number 4 in Figure 7, Pag. 6/16), are indicated with the number 33.
  • Figure number 14 is the representation of the plan view of the evaporator body section that is attached to the top of the calender of a circular basic evaporator module that has the solution flow to evaporate from the central part to the periphery, its main parts being numbered as follows, the evaporator section completes with the number 40, the upper flange of the cylindrical body with the number 40a, the outlets for the steam produced with the number 43 , the mirules with the number 41, the man entrance with the number 42, the supports of the upper catches of the calender, (No. 17, Fig. 10, Page 9/16) are indicated with the number 44.
  • Figure number 15 (Pag.
  • 12/16 is the representation of the cross section of the evaporator body section that is attached to the top of the calender of a circular basic evaporator module that has the flow of the liquid or solution to evaporate from the central part towards the periphery, its main parts being numbered as follows: the complete section with the number 40, the upper flat flange with the number 40a, the steam outlet produced as 43 a and 43b, the cylindrical wall as 40b, the lower flat flange like 40c, the observation mirrors like 41, the supports of the upper calender seals, (No. 17, Fig. 10. Pag. 9/16), are indicated as number 44.
  • Figure number 16 is the representation of the cross section of the circular evaporator with caloric surface formed by an open channel with circular bottom in the form of a concentric downward spiral, which has a structural arrangement that starts from top to bottom with a basic evaporator module with the flow of the liquid or solution to evaporate from the periphery towards the central part, followed by a basic evaporator module with liquid flow or solution to evaporate from the central part towards the periphery and then a basic evaporator module equal to first basic evaporator module and so on as many basic evaporator modules as possible can be coupled, the parts are numbered as follows: the top cover of the evaporator with the number 55; the section of the body attached to the top of a calender with flow from the periphery to the center, (figures 12 and 13, Pag.
  • 14/16) is the representation of the cross section of the circular evaporator with a caloric surface formed by an open circular bottom channel, in the form of a concentric downward spiral, which has a structural arrangement that starts from the top down with a basic evaporator module with the flow of the liquid or solution to evaporate from that of the central part towards the periphery, followed by a basic evaporator module with liquid flow or solution to evaporate from the periphery to the central part and then or a basic evaporator module equal to the first module and so on as many basic evaporator modules can be coupled as possible, the parts are numbered as follows: the top cover of the evaporator with the number 65, the body section attached to the top of a calender with flow from the central part to the periphery, (figures 14 and 15, pag.
  • Figure number 18 (page 15/16), is the representation of the cut cross section of the rectangular evaporator with caloric surface formed by an open channel with a flat bottom (Fig. 2 and 2b; Pag. 2/16) in the form of a concentric downward spiral spiral (Fig. 5, Pag.
  • Figure number 19 is the representation of the cross-section of the evaporator with caloric surface formed by a flat bottom open channel in the form of a concentric spiral downward rectangular spiral, which has a structural arrangement that starts from top to bottom with a basic evaporator module with the flow of the liquid or solution to be evaporated from that of the central part towards the periphery, followed by a basic evaporator module with liquid flow or solution to evaporate from the periphery to the central part and then an evaporator module basic equal to the first module and so on as many basic evaporator modules can be coupled as possible, the parts are numbered as follows: the top cover of the evaporator with the number 85, the body section attached to the top of a calender with flow from the central part to the periphery with the number 86, the calender with flow from the central part to the periphery with the number 87 , the section of the body attached to the upper part of a calender with flow of the periphery towards the
  • the evaporator with caloric surface formed by a descending open channel in the form of a concentric spiral is a modular evaporator formed by the combination of two basic modules or evaporators, in one of them the downward concentric spiral-shaped open channel is developed from the peripheral part of the module towards the central part of it (Figs.
  • the outer shape of the modular evaporator will be that of a rectangular rectangular parallelepiped.
  • Each basic evaporator is made up of two parts that are: the calender and the section of the evaporator body that is attached to the upper part of the mentioned calender.
  • We have two types of basic evaporators one is one in which the flow of the liquid or solution to be evaporated is from the peripheral part of the spiral (Nüm 1, Figs. 4 and 5, Pag. 4/16) and goes to the central part (No. 2, Figs. 4 and 5, Pag. 4/16) and that we will call from now on as a basic evaporator peripheral to the center, the other basic evaporator is which the flow of the liquid or solution to evaporate goes from the part central (Num. 2, Figs. 4 and 5, Pag. 4/16) towards the peripheral part of the spiral (Num.
  • FIG. 7/16 is constituted by four main parts which are: the body of the calender, the separating supports, the cap of the calender or caloric surface Periphery to the Center and the Central Tube, these parts are connected to each other in airtight way.
  • the body of the calender as we can see in Figure 7 (Pag. 6/16) is composed of the outer wall (Num. 7, Fig. 7, Pag. 6/16 and Nums. 7a, 7b and 7c, Fig . 8, Pag. 7/16) which is welded from the bottom along its entire perimeter to the bottom of the calender (Num 10, Fig. 7, Pag. 6/16 and Num. 10, Fig. 8, Pag.
  • the condensate pipe crosses the wall of the Evaporator body center to the periphery and goes outside the evaporator where it has a control valve to direct it to the condensate store, the non-condensable gases present in the heating steam, leave through the assigned pipe for eUos that crosses this part of the wall inside the calender and the wall of the evaporator body section center to the periphery and goes outside where it has a control valve that allows them to be expelled into the atmosphere or towards the general condenser depending on the working pressure.
  • the separating supports have a Te shape with equal branches (No. 6, Fig. 6, 7 and 8, Pags.
  • the axis of the Te (Num. 6b, Fig. 8, Pag. 7/16) has several circular perforations to allow the passage of steam and is also welded by the lower part all the way to the bottom of the calender, the surface formed by the arms of the Te (Num. 6a, Fig. 8, Pag. 7/16) serves as a support for the caloric surface or cap of the calender.
  • the caloric surface constitutes the cap of the calender, it is a piece (Num. 5; Figs. 6, 7 and 8; Pags. 5/16, 6/16 and 7/16) that starts from a wide flat edge that It serves to make the assembly with the exterior wall of the calender (Nums.
  • the calender on the periphery of the center thus integrated, is constituted in a closed container where the steam from the steam that enters through the steam inlets (Num. 8; Figs. 6, 7 and 8; Pags. 5/16; 6/16 and 7/16) is distributed throughout the interior of the calender through the holes of the separating supports (Num. 6; Figs. 6, 7 and 8; Pags. 5/16, 6/16 and 7/16), heats the lower part of the calandria lid or caloric surface and in doing so loses heat, condenses and transforms into condensed water that is collected in the center of the calender and exits through the condensate sauda (Num. 12; Figs.
  • the basic evaporator from the center to the periphery is composed of two parts that are: the calender and the section of the evaporator body that is attached to the upper part of the aforementioned calender.
  • the calender by its design serves as the background of the basic evaporator.
  • the calender of the basic evaporator center to the periphery as we can see in Figures 9 (Pag. 8/16), Fig. 10 (Pag. 9/16) and Fig. 11 (Pag.
  • 10/16 is constituted by four main parts that are: the body of the calender, the separating supports, the cap of the calandria or caloric surface Center-Periphery and the Central Tube, these parts are joined to each other in hermetic form.
  • the body of the calender as we can see in figure 10 pag. 9/16 is composed of the outer wall (Num. 24, Fig, 10, Pag. 9/16 and Nums. 24a, 24b and 24c, Fig. 11, Pag. 10/16) which is welded at the bottom internal in all its perimeter at the bottom of the calender (Num 23, Fig. 10, Pag. 9/16 and Num. 23, Fig. 11, Pag.
  • the caloric surface (Num. 20, Figs. 9, 10 and 11; Pags. 8/16, 9/16 and 10/16) constitutes the cap of the calender, it is a piece that as we can see in figure 10 (Pag . 9/16) starts from a wide flat edge that serves to make the assembly with the interior wall of the calender (Num. 19a, Fig. 11; Pag.
  • the descending open channel has the shape of a concentric circular spiral that develops from the feeding point of the liquid being found ntra in the central part (Num. 27; Figs. 9 and 10; P. 8/16 and 9/16) towards the periphery where it ends in a vertical tube (Num. 25; Fig. 9 and 10; Pags. 8/16 and 9/16) being the open descending channel of the rectangular circular bottom type ( Fig. 1; Pag. 1/16) as it is a circular spiral circumstance that is also shown in figures 10 and
  • the calender or caloric surface cover (Num. 20; Figs. 9, 10 and 11; Pags. 8/16, 9/16 and 10/16 ) is supported by its lower part on the separating supports (Num. 21 and 21a; Figs. 10 and 11; Pags. 9/16 and 10/16).
  • this support is assembled with the internal wall of the calender (Num. 19 and 19a; Figs. 10 and 11; Pags. 9/16 and 10/16) and with the top of the calender No. 20; Figs.
  • the upper seals serve to prevent deformation of the calandria cover as much as possible.
  • the calender thus integrated is constituted in a closed container where the augmentation steam that enters through the steam inlets (Num. 28; Figs. 10 and 11; Pags. 9/16 and
  • the basic evaporator body (Num. 40; Fig. 15; Pag. 12/16) coupled to the center calender to the periphery is a cylinder Straight tubular circular with a coupling flange (No. 40c; Fig. 15; Pag.
  • the number of basic evaporators that can be coupled to form a modular evaporator will depend on the fact that there is a temperature difference between the steam increasing from the calender and the temperature of the liquid or solution increased favorable to the feed steam and the working pressure in The inside of the evaporator. Due to its design, the caloric surface evaporator formed by a concentric spiral downward open channel can be constituted from a single basic evaporator onwards, however in practice this number will depend on the cost-benefit considerations of the material in process, of technical considerations on the results, of the available space or of design according to the process in question.
  • the direction of the flow of the liquid is considered from left to right, which is why the spirals formed by the open channels develop in this direction, however if it is desired that the direction of the liquid flow is From right to left the spirals formed by the open channels can be developed from right to left without any problem in the design or operation of the equipment.
  • the type of channel used to form the caloric surface we have three main types that are: the open channel of rectangular section and circular bottom shown in Figures 1 and Ib, page. 1/16, where it can be seen in the cross-section that this channel is formed by three parts that are: the circular bottom (Num. 5, Figs. 1 and Ib, Pag. 1/16) and the two vertical side walls (Nums 4 and 6, Figs.
  • This type of channel is preferably used when the channel is in the form of a downward circular concentric spiral, as is the case of the cross sections of the modular evaporator shown in Figures 16 (Pag. 13/16) and 17 (Pag. 14/16).
  • the second type of open channel is that of rectangular section and flat bottom shown in Figures 2 and 2b, Pag. (2/16) where it is appreciated that this channel is formed by three parts that are the flat bottom (Num. 10, Figs. 2 and 2b, Pag. 2/16) and the two vertical side walls (Nums. 9 and 11, Figs. 2 and 2b, Pag.
  • this type of channel is preferably used when the channel is in the form of a concentric spiral downward spiral, as is the case of the cross sections of the modular evaporator shown in Figures 18 (Pag. 15/16) and 19 (Pag. 16/16).
  • the third type of channel is shown in Figures 3 and 3b (Pag. 3/16), where it is appreciated that this channel is formed by three parts that are: the conical bottom formed by the intersection of two inclined straight sections (Nurtis. 16 and 19, Fig. 3, Pag. 1/16) and the two straight vertical walls (Nos. 15 and 17, Fig. 3, Pag. 1/16) with the characteristics seen in the description of Fig. 3 ( Page 6).
  • the main placement sequences are four The first sequence (Fig.
  • FIG. 13/16 corresponds to a modular evaporator formed by basic evaporators with Caloric surface in the form of a circular downward spiral and with an open channel of the rectangular section type with a circular bottom, so that this device externally will have the shape of a straight circular ciündro with a circular base of smaller size than the height
  • figure 18 illustrates a modular evaporator formed by basic evaporators with a caloric surface in the form of a rectangular downward spiral and with an open channel of the rectangular section type with a flat bottom, so that this device will externally present the shape of a straight rectangular parallepiped, with square or rectangular base smaller than height.
  • the second sequence (Figs. 17 and 19; Pags.
  • 14/16 and 16/16 will be when the modular evaporator starts with a basic module or evaporator with a caloric surface formed by a channel in the form of a concentric spiral descending from the center to the periphery (Nums. 66 and 67; Fig. 17; Pag. 14/16 or Nums. 86 and 87; Fig. 19; Pag. 16/16) followed by a basic module or evaporator with a caloric surface formed by a channel in shape of a concentric spiral descending from the periphery to the center (Nums. 68 and 69; Fig. 17; Pag. 14/16 or Nums. 88 and 89; Fig. 19; Pag.
  • Figure 19 corresponds to a modular evaporator formed by basic evaporators with a caloric surface formed by a descending open channel in the form of a circular spiral with a channel of the rectangular section type and a circular bottom so that this device externally presents the form of a straight circular cylinder with a circular base of smaller size than the height .
  • Figure 19 (Pag. 16/16) corresponds to a modular evaporator formed by basic evaporators whose caloric surface is formed by a descending channel in the form of a rectangular concentric spiral and with an open channel of the rectangular section type and flat bottom so that this The device will present externally the shape of a straight rectangular parallepiped with a square or rectangular base and of greater height than the base.
  • the third sequence will be when the modular evaporator begins with a basic module or evaporator with a caloric surface formed by a channel in the form of a concentric spiral descending from the periphery to the center followed by a basic module or evaporator with a caloric surface formed by a channel in the form of a concentric spiral from the center to the periphery and so on, the last module being a basic evaporator with a caloric surface formed by a channel in the form of a concentric spiral descending from the center to the periphery.
  • the fourth sequence will be when the modular evaporator begins with a basic module or evaporator with a caloric surface formed by a channel in the form of a concentric spiral descending from the center to the periphery followed by a basic module or evaporator with a caloric surface formed by a channel in the form a concentric spiral descending from the periphery to the center, the last module being a basic evaporator with a caloric surface formed by a channel in the form of a concentric spiral descending from the center to the periphery.
  • the evaporator with caloric surface formed by a concentric spiral descending channel is a general purpose modular evaporator (Figs. 16, 17, 18 and 19; Pags. 13/16, 14/16, 15/16 and 16/16 ), the main four of which are the following four: (a) Use it to increase the concentration of a solution or suspension by evaporating part of the solvent or diluent liquid, referring as an example to the modular evaporator shown in Figure 16 (Pag.
  • the modular evaporator receives the solution in process, which is a liquid that It contains a certain amount of non-volatile substances dissolved in it, through the liquid feed inlet (No. 60, Fig. 16, Pag. 13/16) of the first basic evaporator module placed in the upper part of the apparatus where the channel begins
  • this device can be used for example: to increase the concentration of solids in fruit juices o plant juice or saline solutions;
  • Another use of this modular evaporator is to use it to purify a liquid by evaporation and subsequent condensation; This is the case when a solution formed by a liquid containing a certain amount of non-volatile substances as impurities is fed to the modular evaporator and it is about obtaining the free liquid of impurity, the operation of the apparatus is the same as described above and What is done is to separate the condensates produced by udders from dissolved nonvolatile substances, considering the concentrated solution that leaves the last module as
  • both these supplementary steam inlets as the supplementary solution inlets concentrated are controlled by manual or automated valves in order to maintain the level of supersaturation required for the crystals to increase in size continuously, for example: the modular evaporator can be used in this way to increase the size of crystals of sucrose in the sugar industry.
  • the dimensions of the modular evaporator will depend on the design work capacity, considering that the design work capacity or normal work capacity will be when the input channel of the liquid or solution to be evaporated from the first basic evaporator placed in up to down this Ueno up to half of its height with the liquid or solution to evaporate, of the dimensions of the descending open channel that can have a width from 0.01 Mt. to 0.500 Mt., of the hydraulic gradient or incongation of the required channel that is expressed in Mt. x Mt. and that can be from 0.01 Mt. x Mt. to 0.60 Mt.
  • the construction material of the evaporator depends on the nature of the liquid or the solution to be evaporated; of the vapor or fluid pressure increased for heating; of the mechanical resistance required; of working temperature, etc. And it can be: carbon steel, stainless steel, glazed steel, iron, copper, bronze, aluminum, ceramic material, pyrex glass, plastic, resin, etc.
  • INTERFACE AREA The area of the liquid-gas interface is the surface of the liquid in contact with the air and its size is calculated in each calender by multiplying the length of the open channel by its width and the sum of all the areas of interface of the calenders of the basic evaporators that integrate it, gives us the area of total interface of the evaporator.
  • AREA OF THE CALORIC SURFACE. The area of the caloric surface of each calandria of the basic evaporators depends on the length of the descending channel, according to the number of spirals per stage, multiplied by the wet water radius or perimeter.
  • the number of spirals per stage will depend on the width of the descending channel, the diameter or dimensions of the apparatus and the diameter of the central tube or dimensions of the central duct.
  • the total area of the caloric surface of the evaporator will be equal to the sum of the areas of the caloric surfaces of all the calenders of the basic evaporators that comprise it.
  • the dimensions and general arrangement of the evaporator vary according to the design capacity or quantity of solution or liquid to be processed and with the nature and characteristics of the same solution or liquid; with the pressure and flow of the fluid used in the heating and with some other factors of the design of the equipment or the process; therefore, a study of each case is made and according to the results, the design and engineering drawings of detachment are made to proceed to the construction of the evaporator, as it is usually a metal construction, this is carried out in a mechanical workshop of paUeria with the capacity to perform the required works of cutting, bending, rolling, welding of metal sheets and plumbing; Generally the calandria or caloric surface cover is manufactured by a company specializing in stamping, rejecting, extracting or punching metal; In the following description given as an example of the construction of an evaporator, the construction criteria, data or dimensions mentioned correspond to a modular evaporator designed with a capacity to process 300 tons per hour of a solution of clarified cane juice
  • the construction of the evaporator starts from the bottom up with a basic evaporator from the periphery to the center to which a basic evaporator from the center is attached to the upper part of the body. the periphery and envelope of this is coupled a basic evaporator from the periphery to the center and so on up to Uegar to nine modules, the evaporator cover being coupled on the last module (No. 55, Fig. 16, Pag. 13/16).
  • the necessary basic evaporator modules are each constructed in four independent parts that are: the base of the calender, the cover of the calender, the central tube and the body and then they are assembled according to the chosen sequence, in this case given as an example , we will have to build five basic evaporators on the periphery of the center (Figs. 6, 7, 8. Pages 5/16, 6/16, 7/16 and Figs. 12 and 13. Page 11/16) and four basic evaporators of the center to the periphery (Figs. 9, 10, 11. Pag. 8/16, 9/16, 10/16 and Figs. 14 and 15. Pag. 12/16.) and because it is the first sequence (Fig. 16, Pag. 13/16), begin the construction of this evaporator, from the bottom up, placing on the structural base the calender of a basic evaporator peripheral to the center and continue as indicated in the chosen sequence (Fig. 16. Pag 13/16).
  • Pags 5/16, 6/16 and 7/16 solution solution input (Num. 14. Pags 5/16, 6/16 and 7/16) and concentrated solution output (Num. 13, Pags 5/16, 6/16 and 7/16).
  • EXTERIOR WALL The exterior wall of the calender, marked with the number 7 in the 0 figures 6, 7 and 8 (Pags. 5 / 16.6 / 16 and 7/16), is formed by three parts that are: 7a, 7b and 7c (Fig. 8, Page 7/16).
  • Part 7a is a vertical cylinder of inside diameter equal to the evaporator body and with a height that depends on the diameter of the steam augmentation pipes, Num. 8 (Figs.
  • this cylinder is welded and bevelled conveniently to the middle part of a horizontal flat flange of 10 "minimum width and V" thickness, marked as 7c (Fig. 8. Page 7/16), the average diameter of this flange is equal to the diameter
  • 25 means of the evaporator body, such that there is an edge towards the outside of approximately 4 3 A "of minimum width and an edge towards the inside of approximately 4 3 ⁇ "minimum; in the middle part of the outer edge, distributed symmetrically, it has a minimum of 24 round perforations in order to pass through the coupling couplings on the outside with the evaporator body section
  • Page 7/16 is welded and bevelled to a horizontal flat flange of 10 "minimum width and VA" thick, marked 7b (Fig. 8. Page 7/16), the average diameter of this flange it is equal to the average diameter of the evaporator body, such that there is an edge towards the outside of approximately 4% "of minimum width and an edge towards the inside of approximately 4%" of minimum width, in the middle part of the outer edge, distributed symmetrically, has round perforations, minimum 24 perforations, in order to pass through the coupling screws on the outside with the caloric surface (Num. 5. Figs. 6, 7 and 8. Pags. 5 / 16, 6/16 and 7/16) and with the core evaporator core section peripheral to the center (Num. 30C. Fig.
  • 6/16 and 7/16 in this example, is made of carbon steel sheet of V "minimum thickness, cut and welded to the required measures, has the shape of an inverted truncated cone, with a flat horizontal edge of 4 Vz" minimum width along the circumference of the major base, the diameter of the major base of the truncated cone will be approximately 9 VA "smaller than the diameter of the evaporator core.
  • the inclination of the conical wall will be equal to that of the caloric surface (No. 5. Fig. 6, 7 and 8. Pags. 5 / 16, 6/16 and 7! 6) to be determined by the required hydraulic gradient
  • the conical wall of the calandria's lower cover ((Num. 10. Figs. 7 and 8.
  • Pages 6/16 and 7 / 16) ends at the circumference corresponding to the smaller base of the truncated cone, whose diameter will be equal to the inside diameter of the part marked 9a (Fig. 8. Page 7/16) which is part of the interior wall of the calender to which it is welded and bevelled. INTERIOR WALL. -
  • the interior wall of the calender, marked with the number 9 (Figs. 7 and 8. Pages 6/16 and 7/16) is composed of four parts that are: 9a, 9b, 9c and 9d (Fig. 8 Pag. 7/16); constructed of Vz "minimum thickness carbon steel sheet, cut and welded according to the required measures; part 9a (Fig. 8.
  • Page 7/16 is a circle vertical metal with a diameter of at least 6 "greater than the diameter of the part marked 9c (Fig. 8. Page 7/16), the height of this part depends on the diameter of the welded copies (Num. 12. Fig 8. Page 7/16) for condensate outlet pipes, which in turn depend on the amount of condensates produced in the calender, for example: if the copies are 6 "in diameter, the minimum height should be be double that is 12 ", the number of copies also depends on the amount of condensate, minimum two and they are diametrically opposed, these condensate sauda pipes subsequently cross the wall of the section of the center periphery (Fig. 14 and 15. Pag.
  • Page 7/16) and by the part bottom is welded and bevelled to the outer edge of the piece marked 9b (Fig. 8. Page 7/16) which is a flat horizontal flange of Vz sheet "thick, with a minimum width of 6", this piece is welded and bevelled to piece 9c (Fig. 8. Page 7/16) which is a vertical circle with an inner diameter 1/8 "larger than the outer diameter of the central tube (Num. 1. Figs. 6, 7 and 8 Pags. 5/16, 6/16 and 7/16), in this example the diameter of this piece would be 24 VA "and whose height is determined by the hydraulic gradient of the caloric surface, in the example it has a minimum height of 1.0 mt .; the 9c circle (Fig. 8.
  • Page 7/16 has the 9d piece welded and bevelled to its upper part (Fig. 8. Page 7/16) which is a horizontal flat flange of Vz "thick, 5 "wide, with an inside diameter equal to the diameter of the piece 9c (Fig. 8. Page 7/16) to which it is welded and bevelled. In the middle diameter of the edge formed by this flange, at the top, it has welded or screwed and symmetrically distributed spikes with screw ropes or studs, minimum 24, of the length necessary to couple the caloric surface (Num. 5. Figs, 6, 7 and 8. Pages 5/16, 6/16 and 7/16) and the central tube holder (Num. 3. Figs. 7 and 8.
  • the separating supports marked with the number 6 (Figs. 6, 7 and 8. Pags. 5/16, 6/16 and 7/16), are made of Vz "thick carbon steel sheet , are T-shaped pieces, formed by piece 6a and 6b (Fig. 8. Page 7/16).
  • Piece 6a (Fig. 8. Pga. 7/16), is a flat 4 "plate of minimum width and of Vz "of minimum thickness, with the length necessary to be welded to its full width by one part to the exterior wall of the calender in part 7a (Fig. 8. Pga. 7/16) and the other part to the interior wall of the calender in piece 9c (Fig. 8. Pga.
  • the caloric surface (Num. 5. Figs. 6, 7 and 8. Pags. 5/16, 6/16 and 7/16), also constitutes the top cover of the calender, is built in one piece , is a sheet of material of thickness determined by the pressure of the vapor or fluid used for heating; Depending on the diameter of the evaporator, the caloric surface can be constructed in a single sheet of molded material, extruded or rejected with the shape of the channel or by several pieces of molded, extruded or rejected sheet welded together so that they form a single piece of the shape and dimensions required; in this case we are going to consider a stainless steel sheet with a thickness of 4,763 mm (3/16 "or 0.1875") molded, extruded or rejected with the shape of the open spiral circular bottom open channel from the periphery to the central part , where it ends in the duct (Num.
  • Figs. 6 and 7. Pags. 5/16 and 6/16) specially designed that allows the passage of the liquid tangentially to the next calender.
  • the caloric surface is in the form of an inverted truncated cone with a horizontal flat edge along the circumference of the major base, the outer diameter of this flat edge is equal to the outer diameter of the piece 7b (Fig. 8. Pag 7/16), the width of this edge is 1/2 "greater than the width of part 7b (Fig.
  • Page 11/16 up to the wall of the central tube support marked 3b (Fig. 8. Page 7/16), part 4a (Fig. 8. Page 7/16) is placed vertically in the middle of two vertical supports marked 4c (Fig. 8. Page 7/16 or Num 33. Fig. 13. Page 11/16) and fixed in place by means of a past conical bolt, so that its ends part 4a (Fig. 8. Page 7/16) Use the corresponding holes.
  • the piece 4b (Fig. 8. Page 7/16) that forms the arms of the inverted T has a minimum thickness of Vz "a minimum width of 4" and a length equal to the distance between the inside diameter of the edge bottom (Num. 30c. Fig. 13. Pag. 11/16) of the section of the periphery to the center (Fig. 12 and 13.
  • the piece 3a is a horizontal flange of Vz "of minimum thickness, 5" of minimum width with an inside diameter equal to the inside diameter of the piece 9d (Fig. 8. Page 7/16), it carries in its middle part the holes , of appropriate diameter, corresponding to give way to the screw ropes welded to the part 9d (Fig. 8. Pga. 7/16). On the inside, the entire length of its circumference is welded and bevelled to the piece 3b (Fig. 8. Page 7 II 6).
  • Piece 3b (Fig. 8. Page 7/16) is a vertical Vz "circle of minimum thickness with the appropriate height, which must be at least twice the height of piece 7a (Fig. 8. Page 7 / 16) and an inside diameter equal to that of piece 9c (Fig. 8.
  • Page 7/16 it is welded and bevelled at the bottom with part 3a (Fig. 8. Page 7/16) and by the upper part with part 3c (Fig. 8. Pga. 7/16).
  • Piece 3c (Fig. 8. Pga. 7/16) is a horizontal flange of Vz "of minimum thickness, 5" of minimum width and an inner diameter equal to the diameter of the piece 9c (Fig. 8. Pga. 7/16), has holes in its middle part of appropriate diameter, distributed symmetrically, to allow the passage of the coupling screws to the central tube. joints are used together (Num 2. Figs. 7 and 8. Pags. 6/16 and 7/16)) of suitable material to make them airtight.
  • CENTRAL TUBE The central tube (Num. 1. Figs.
  • this tube has the bottom part, taking as a center a distance of 4 "from the bottom edge, at least 4 holes of 6" minimum diameter (Num. le. Fig. 8. Page 7 / l 6) distributed symmetrically, to allow passage of the steam produced to the calender of the basic evaporator from the Center to the Periphery (Figs 9, 10 and 11. Pages 8/16, 9/16 and 10/16).
  • the piece Ib (Fig. 8. Page 7/16) is a horizontal flange of Vz "of minimum thickness, 5" of minimum width and an inner diameter equal to the outer diameter of the central tube, this placed at a minimum distance of 1.0 Mt. from the upper edge of the central tube, welded and bevelled all along its inner circumference with the central tube and has in its part half holes, of appropriate diameter, corresponding to the passage of the screws of coupling with part 3c (Fig. 8. Page 7/16).
  • c also has the connections for the steam inlet (Num. 28. Figs. 9, 10 and 11. Pages 8/16, 9/16 and 10/16), condensate saudes (Num. 22. Figs. 9 , 10 and 11. Pages 8/16, 9/16 and 10/16), non-condensable gas outlets (Num. 26. Figs. 9, 10 and 11. Pages 8/16, 9/16 and 10/16 ), solution solution entry (Num. 27. Figs. 9, 10 and 11. Pages 8/16, 9/16 and 10/16) and concentrated solution sauda (Num. 25. Figs. 9, 10 and 11 Pags. 8/16, 9/16 and 10/16).
  • the exterior wall of the calender marked with the number 24 in figures 9, 10 and 11. (Pags. 8/16, 9/16 and 10/16), is formed by three parts that are: 24a, 24b and 24c . (Fig. 11. Page 10/16).
  • Part 24b (Fig. 11. Page 10/16) is a vertical circle with an inside diameter equal to the inside diameter of the evaporator shaft and with a height that depends on the hydraulic gradient and the height of the piece 19b (Fig. 11 Page 10/16) so
  • the height must be at least 12";
  • the thickness of the laminated material will depend on the working conditions, mainly on the steam pressure used in heating, for example, if we use steam with a pressure of 1.0 Kg./ Cm for heating. Square at 2.5 Kg./ Cm. Square (15
  • Page 11/16 The inner edge is smooth in order to weld the lower calender cover (No. 23. Fig. 11. Page 10/16)
  • the cylindrical called 24b (Fig. 11. Page 10/16) is welded and bevelled to a horizontal flat flange of 10 "minimum width and VA" minimum thickness , marked as 24a (Fig. 11. Page 10/16)
  • the average diameter of this flange is equal to d mean diameter of the evaporator chamber, so that there is an edge towards the outside of approximately 4 VA "wide and an edge towards the inside of approximately 4 VA", in the middle part of the outer edge, distributed symmetrically carries minimum 24 round perforations of appropriate diameter, in order to pass through them the coupling screws to the caloric surface (Nüm. 20. Fig. 11.
  • part 24a (Fig. Pag. 10/16) has symmetrically welded or bolted spikes with screw ropes or studs of the length necessary to couple the caloric surface and the section of the tail. from the basic evaporator center to the periphery (No. 40c. Figs. 14 and 15. Page 12/16), by means of nuts.
  • Ueva couplings together (Num. 18. Fig. 10 and 11. Pag. 9/16 and 10/16) of material suitable for sealing.
  • the lower part of the inner edge of the flange 24a (Fig.
  • the incondensable gas collector is supported, which is a Vz tube diameter "bore with holes that is connected to the outlets of incondensable gases, marked as No. 26 (Figs. 9, 10 and 11. Pags. 8/16, 9/16 and 10/16), which cross the outer wall 24b (Fig. 9, 10 and 11. Pags. 8 / 16, 9/16 and 10/16) and go to the atmosphere or to the general condenser, the diameter of the ring collector of incondensable gases is approximately 3 "smaller than the inside diameter of part 24b (Fig. 11. Page 10 / 16). BOTTOM COVER OF THE CALANDRIA .- The lower cover of the calender, marked with the number 23 (Figs. 10 and 11. Pags.
  • Page 10/16 placed symmetrically, with the center at a height of 4" measured from the upper surface of the smaller base of the truncated cone formed by the calandria bottom cover (Num. 23. Fig. 11. Page 10/16), so that these holes match those of the central tube (Num. le. Fig. 8. Page 7/16 ) and allow the steam to be fed to the calender.
  • This part 19b (Fig. 11. Page 10/16) is welded and bevelled at its bottom to the inner edge of part 19 c (Fig. 11. Page 10 / 16) and for its part super ior is welded and bevelled with part 19a (Fig. l l. Page 10/16). Part 19c (Fig. 11.
  • Page 10/16 is a horizontal flat flange of Vz "of minimum thickness, 5" of minimum width and with an inside diameter equal to the inside diameter of part 19b (Fig. 11. Pag 10/16), the surface of this flange is flat and is also welded to the lower cap of the calender along its inner and outer circumferences.
  • Part 19a (Fig. 11. Page 10/16) is a horizontal flat flange of Vz "of minimum thickness, 5" of minimum width and with an inside diameter equal to the inside diameter of part 19b (Fig. 11. Pag 10/16), it is welded and bevelled to the top of the cylinder 19b (Fig. 11. Page 10/16).
  • the separating supports (Num. 21. Fig. 11. Page 10/16), are made of Vz carbon steel sheet "of minimum thickness, are T-shaped pieces, (Num. 21a and 21b. Fig. 11. Page 10/16), piece 21a (Fig. 11. Page 10/16) is a horizontal Vz plate "of minimum thickness, 4" of minimum width and with the necessary length to be welded to its full width by an interior wall part of the calender in the piece
  • CALORIC SURFACE. The caloric surface or top cover of the calender (Num. 20. Fig. 9, 10 and 11. Pages 8/16, 9/16 and 10/16) is built in one piece, it is a sheet of material of thickness determined by the pressure of the steam or fluid used for heating, in this case, we will consider a stainless steel sheet with a thickness of approximately 4,763 mm (3/16 or 0.1875 "), molded, rejected or extruded with the shape of the open channel with a spiral circular bottom from the central part to the periphery, where it ends in the duct (Num. 25. Figs. 9 and 10. Pags.
  • the caloric surface is in the form of a locked cone with a flange-shaped edge or horizontal flat ring along the circumference of the major base, the outer diameter of this flat edge is equal to the outside diameter of the piece 24a (Fig. 11. Page 10/16), the width of this edge is V "greater than the width of the piece 24a (
  • Page 12/16 and fixed in place by means of a past conical bolt, so at its ends part 17a (Fig. 11. Page 10/16) carries the corresponding holes.
  • the piece 17b (Fig. 11. Page 10/16) that forms the arms of the inverted T has a minimum thickness of Vz "a minimum width of 4" and a length equal to the distance that exists between the subsequent diameter of the arUlo of the center-periphery section (No. 40c. Fig. 15. Page 12/16) and the outer diameter of the ring 16c (Fig. 11. Page 10/16) of the upper guide support of the central tube.
  • the piece 17b (Fig. 11. Page 10/16) is welded all the way in its middle part with the lower edge of the piece 17a. (Fig. 11. 11.
  • Page 10/16 is welded and bevelled on its bottom with piece 16c (Fig. 11. Page 10/16) and by the upper part with piece 16a (Fig. 11. Page 10/16).
  • Piece 16a (Fig. 11. Page 10/16) is a horizontal flat flange of Vz "of minimum thickness, 5" of minimum width and an inner diameter equal to the diameter of the piece 19b (Fig. 11. Page 10/16), the surface of its upper face is flat so as to support the lower part of the inner wall of the peripheral calender center (Num. 9b, Fig. 8. Page 7/16).
  • Page 7/16 the number of these exits will be determined according to the volume of condensed to evacuate, the pipes will pass through the wall of the core evaporator center section to the Periphery (No. 40b. Fig. 14 and 15. Page 12/16) being welded on the outside both inside and inside the exterior of said wall to avoid leaks (Nums. 64, 74, 84 and 94. Figs. 16, 17, 18 and 19. Pags. 13/16, 14/16, 15/16 and 16/16) and will be connected to an outer circular head or tube in the form of an annulus of a diameter greater than that of the evaporator, this head will collect the condensates and use them to the storage tank.
  • the saüda of incondensable gases will be constituted by a circular head formed by a perforated tube of Vz "of diameter placed in the inner part and supported by part 24a (Fig.ll. Pag. 10/16), it will have symmetrically placed saüdas (Num. 26. Figs. 9, 10, 11. Pags. 8/16, 9/16 and 10/16) that will cross the outer wall in part 24b (Fig. 11. Pag. 10/16) and then must have a control valve and may be connected to the general condenser or discharged into the atmosphere, as appropriate.
  • the evaporator count will consist of sections. These sections will have the same diameter but different design according to their function, we will call them: Section of the Periphery Center Center (Fig. 12 and 13. Pag. 11/16) and Section of the Center Center to the Periphery, (Figs: 14 and 15. Pag. 12/16) ,. To the section of the story that is on a heating unit of the Periphery at
  • Pag. 13/16 will peripheral to the center, at the lower and upper ends there are welded and bevelled flat flanges of VA "of minimum thickness and 10" of minimum width with an average diameter equal to that of the calender (parts 30a and 30c; Figs. 12 and 13; Pag. 11/16), such that in each flange there is an edge towards the outer part and another towards the inner part of approximately 4 VA "wide each, in the middle part of each edge are the corresponding holes for the passage of the assembly screws. Only when the evaporator starts from top to bottom with a basic evaporator Periphery to the Center (Fi gs. 16 and 18. Pags.
  • this section of the cue placed on the first heating unit is connected at the top with the circular lid of the device (Num. 55 and 75. Fig. 16 and 18. Pags. 13/16 and 15/16) and at the bottom with the calender of the basic evaporator (Nums. 57 and 77. Figs. 16 and 18. Pags: 13/16 and 15/16).
  • the evaporator cover (Num. 55 and 75. Figs. 16 and 18. Pags. 13/16 and 15/16) has the entrance for the augmentation of the liquid or solution to evaporate (Num. 60 and 80. Figs. 16 and 18. Pages 13/16 and 15/16), there being the option, not shown in the figures, that said augmentation input is through section 30b (Fig. 13.
  • Page 12/16 which is a flat flange 10 "wide minimum and VA "of minimum thickness with an average diameter equal to that of part 40b (Fig. 15. Page 12/16), on the outer edge of approximately 4 VA" wide, as well as on the inner edge of the same width Use a series of holes in the middle part of both edges to allow the coupling screws to pass through the calender of the basic evaporator Center to the Periphery (Figs. 9, 10 and 11. Pages 8/16, 9/16 and 10/16) Part 40b (Fig. 15. Page 12/16) has part 40a welded and bevelled in the upper part (Figs. 14 and 15.
  • Page 12/16 which is a flat horizontal flange l of VA "of minimum thickness, 10" of minimum width with an average diameter equal to the diameter of part 40b (Fig. 15. Page 12/16), at the inner edge of approximately 4 VA "as well as at the edge outside of approximately the same width carries a series of holes to allow the passage of the coupling screws with the bottom of a calender of a basic evaporator Periphery to the Center (Figs. 6, 7 and 8. Pags. 5/16, 6/16 and 7/16). At an approximate distance of 2 "below the flange 40a (Fig. 14 and 15. Page 12/16), part 40b (Fig. 15. Pag. 12/16) is distributed symmetrically, four wide and long horizontal grooves through which the steam produced is produced (Num.

Abstract

Evaporador modular de uso general constituido por dos módulos evaporadores básicos, acoplados alternativamente en un número que depende de la capacidad del equipo. Estos módulos tienen como característica principal que su superficie calórica esta formada por un canal abierto descendente en forma de espiral concéntrica circular o rectangular, en uno de los módulos el canal se desarrolla de la periferia hacia la parte central y en el otro de la parte central a la periferia. El acoplamiento permite una circulación continua del líquido sobre la superficie calórica de los módulos, desde la entrada de solución diluida en el primero hasta la salida de la solución concentrada en el último, incrementando el coeficiente total de transmisión de calor gracias a una buena conducción y convección natural, una área de interfase grande y un pequeño espesor de la corriente liquida, permitiendo que la evaporación se realice sin calentar la solución hasta su punto de ebullición necesariamente. La alimentación de la energía calórica para la evaporación es en la calandria del primer módulo y el vapor producido alimenta la calandria del módulo siguiente y así sucesivamente hasta que finalmente pasa a un condensador, trabajando como un múltiple efecto al vacío, optimizando la evaporación, ahorrando energía y agua.

Description

ENAPORADOR CON SUPERFICIE CALÓRICA FORMADA POR UN CANAL ABIERTO DESCENDENTE EN FORMA DE ESPIRAL CONCÉNTRICO.
CAMPO TÉCNICO.
Ingeniería Química, Ingeniería Petrolera, Ingeniería Azucarera, Ingeniería de Alimentos, Ingeniería de Procesos, Ingeniería Nuclear, Ecología, Operaciones Unitarias, Transferencia de Energía y Materia, Transmisión de Calor, Tratamiento de Agua, Destilación, Condensación de Vapor, Ebullición de Líquidos, Equipos de Proceso Industriales , Evaporación , Evaporadores, Evaporadores Cristalizadores.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN.
Los principales modelos de evaporadores utilizados actualmente son: De Tubos Horizontales; De tubos Verticales; De circulación Forzada; De circulación forzada con calentador externo; De tubos largos verticales; De película descendente tubular, De película descendente de placas. Generalmente están constituidos por tres partes principales que son: el fondo del evaporador; la calandria del evaporador o cámara de vapor de calentamiento y el cuerpo del evaporador o cámara de vapor producido. Por una salida colocada generalmente en la parte superior del cuerpo, el vapor producido puede pasar a la atmósfera, o a un condensador o sirve para alimentar la calandria de otro evaporador conectado en serie con el primero, en este caso la calandria del segundo evaporador actuara como condensador del vapor producido en el primer evaporador, que a su vez producirá una evaporación en el segundo evaporador, este vapor producido puede utilizarse para alimentar la calandria de otro evaporador y así sucesivamente hasta llegar a un limite que estará fijado por la diferencia entre la temperatura del punto de ebullición de la solución a evaporar y la temperatura del vapor utilizado para el calentamiento, a este arreglo en serie de varios evaporadores se le denomina Evaporación en Múltiple Efecto al Vacío y se utiliza para incrementar el aprovechamiento de la energía. El fondo del evaporador es la parte inferior del aparato donde generalmente se localizan la entrada del líquido o solución diluida a evaporar y la salida del líquido residual o solución concentrada; esta parte está unida en forma hermética a la calandria. La calandria o cámara de vapor de calentamiento es un compartimento cerrado generalmente integrado por la paredes exterior e interior y los espejos inferior y superior, los espejos sirven de soporte a una gran cantidad de tubos que los atraviesan y están mandrinados a los mismos, estos tubos tienen un largo determinado por el modelo del evaporador; la superficie interior o exterior de los tubos, según el caso, forma la superficie calórica del evaporador, tiene además la calandria las entradas de vapor para el calentamiento y las salidas de condensados y gases incondensables. Generalmente, la calandria está unida en forma hermética con el cuerpo del evaporador por la parte superior de la misma y por la parte inferior está unida también en forma hermética con el fondo del aparato. El cuerpo del evaporador o cámara de evaporación, generalmente está colocado sobre la calandria unido a ella en forma hermética, en la parte superior tiene el separador de arrastres o de espuma y la salida del vapor producido. Estos evaporadores realizan el proceso de evaporación en dos etapas: en la primera etapa, dentro de la calandria calientan el líquido o solución a evaporar hasta una temperatura igual o un poco más alta que la de su punto de ebullición y en la segunda etapa, por conducción y convección natural o utilizando bombas o algún otro aditamento hacen llegar este líquido caliente hasta la cámara de evaporación o cuerpo del aparato donde se lleva al cabo la evaporación en el área de interfase; tienen una superficie calórica formada por tubos o placas estampadas y para su funcionamiento intervienen múltiples factores técnicos, siendo los principales el coeficiente de transmisión de calor, la conducción, la convección, la velocidad de circulación del liquido hirviente sobre la superficie de calefacción, el incremento del punto de ebullición por la presión hidrostática, el área de interfase liquido-vapor, la naturaleza de la solución o líquido a evaporar, lá calidad del vapor de calentamiento. Estos evaporadores pueden trabajar en forma aislada como simples efectos o conectados en serie en un sistema de múltiple efecto, para lo cual es necesario conectar entre uno y otro evaporador tuberías de gran diámetro para la salida de vapor, tuberías para la salida de líquido o solución a evaporar, tuberías para la salida de los condensados y tuberías para la salida de los gases incondensables, cada evaporador o simple efecto con sus correspondientes válvulas y sistemas de control además de la necesaria instrumentación para la medición de la presión y temperatura en cada evaporador y en su caso el control automatizado de la operación. Durante su funcionamiento se pueden presentar problemas por arrastres de solución en el vapor producido e incrustaciones en los tubos o placas de la superficie calórica que requieren limpieza y mantenimiento cuidadoso. DOCUMENTOS. Sobre la evaporación y evaporadores se consultaron los siguientes libros: Chemical Engineering. Coulson and Richarson. Programon Press.1963. Cap. 6, pag. 151-229 Enciclopedia de Tecnología Química. Kirk Othmer. UTEHA. 1962. Tomo 7, Pags. 560-581. Evaporación y Cristalización. G. del Tanago. Dossat. 1954. Cap. 2. Pags. 7 - 232.
Handbook of Cañe Sugar Engineering. E.Hugot. Elsevier. 1980. Cap. 31, Pags 348- 458. Ingeniería Química Operaciones Unitarias. G. Brow. Marín . 1970. Cap. 32. Pags. 499-518. Manual del Azúcar de Caña. Meade Chen. Limusa. 1991. Cap. 9. Pags. 241-310. Manual del Ingeniero Químico. Perry & Chilton. McGrow HUÍ. 1982. Cap.l 1. Pags. 29-44. Principios de Operaciones Unitarias. Alan Faust. CECSA. 1970. Cap. 19. Pags. 449-495. Transport Proccess & Unit Oper. C. J. Geankopolis. CECSA.1989. Cap. 6. Pags. 405-429. Technology for Sugar Refinery. Oliver Lyle. Chapman & HaU. 1960.Cap 12. Pags.276-289.
Y los siguientes artículos publicados en las revistas que se mencionan a continuación: Sugar y Azúcar.- Octubre 1962, Pags. 48-50. Los Principios de Rillieux Olvidados. Evaporación a Múltiple efecto y Calentamiento de Jugos.
Alfred L. Webre, M.E., Jackson Industries Inc. Birmingham, Alabama. Sugar y Azúcar.- Enero 1963, Pags. 53-56. Los Olvidados Principios de RUlieux .
Combinaciones de Evaporadores con Calentadores.
Alfred L. Webre, M.E., Jackson Industries Inc. Birmingham, Alabama. Sugar y Azúcar.- Mayo 1963, Pags. 55-62. Los Olvidados Principios de Rillieux.
Combinaciones de Cuádruple Efectos con Calentadores.
Alfred L. Webre, M.É., Jackson Industries Inc. Birmingham, Alabama.
Y la información técnica comercial de las siguientes publicaciones: Tecnologías del Grupo Niro. Enero 1993. Pags. 22 y 27 . Publicación de Niro A S. Ole Andersen. Dinamarca.
Informaciones BMA. Abril 1997, 35/1997. Pags. 21-23. Publicación de Braunschweigische Maschinenbauanstalt AG. República Federal de Alemania.
Como puede considerarse del gran número de elementos que intervienen en la construcción y funcionamiento de estos evaporadores y del incremento del costo por la mano de obra calificada requerida para el ensamblado de tantas piezas o partes el precio de estos aparatos es elevado y con la finalidad de mejorar algunos de los factores técnicos mencionados, lograr un mejor funcionamiento, ahorrar energía y agua y hacer menos costosa la operación, se pensó en el desarrollo del evaporador con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral concéntrico, que se pretende proteger por la presente solicitud , pues se trata de un aparato modular diferente a los mencionados que funciona más eficientemente.
CARACTERÍSTICAS Y VENTAJAS. Las principales características de este evaporador modular de uso general son: que está constituido por dos módulos o evaporadores básicos que se acoplan alternativamente en un número que depende de la capacidad de trabajo del equipo; que cada uno de estos módulos o evaporadores básicos está constituido por únicamente dos partes que son: la calandria y el cuerpo del evaporador básico correspondiente; que la calandria de cada uno de estos evaporadores básicos tiene la característica de utilizar una superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral concéntrico circular o rectangular; que en uno de los módulos el canal se desarrolla de la periferia de la superficie calórica hacia la parte central y en el otro de los módulos el canal se desarrolla de la parte central de la superficie calórica hacia la periferia, esto permite que el calentamiento y la evaporación del líquido o solución en proceso se lleve al cabo en forma simultánea, debido a que por el fondo y los lados del canal, el líquido o solución es calentado convenientemente y por la interfase liquido-vapor, o sea por toda la superficie del líquido, se realiza la evaporación; que la inclinación o gradiente hidráulico del canal abierto produce que el líquido fluya siguiendo la forma de la espiral descendente y que el vapor producido en un modulo es utilizado para el calentamiento del módulo siguiente trabajando este equipo en un sistema de evaporación de múltiple efecto al vacío, con lo cual se obtienen las siguientes ventajas: Primero. Ahorro de energía, la evaporación se lleva a cabo con la mínima diferencia de temperatura entre el líquido o solución a evaporar y el vapor, fluido o medio de calentamiento. No es necesario calentar el líquido o solución a evaporar a su temperatura de ebullición debido a que basta el mínimo incremento de temperatura para provocar un aumento en la energía cinética de las moléculas del líquido y lograr que algunas de ellas escapen en forma de vapor a través de la superficie que esta en contacto con la fase gaseosa.
Segundo. Se incrementa el área del líquido en contacto con la fase gaseosa debido a que la superficie del líquido que va fluyendo por el canal abierto está en todo momento en contacto con la fase gaseosa, esto permite que las moléculas de líquido evaporadas escapen a través de toda el área de interfase y sean rápidamente desalojadas, con lo cual se incrementa la capacidad de evaporación por área, a diferencia de los evaporadores de tubos en los cuales el líquido o solución es calentado hasta una temperatura igual o ligeramente más alta que su 5 punto de ebullición dentro de los tubos y es hasta que el líquido alcanza la parte final de los tubos cuando está en contacto con la fase gaseosa y entonces se lleva a cabo la evaporación. Tercero. Debido al flujo descendente de la solución o líquido a evaporar causado por la inclinación o gradiente hidráulico del canal abierto, que puede ser de 0.01 Mt. por Mt hasta 0.600 Mt. por Mt., se incrementa la circulación del líquido sobre la superficie de calefacción,
-LO mejorando la transmisión de calor por convección y por conducción natural con lo cual se incrementa el coeficiente total de transmisión de calor de la película del líquido en contacto con la superficie calórica..
Cuarto. Debido a la inclinación o gradiente hidráulico del canal abierto, que puede ser desde 0.01 Mt. por Mt. hasta 0.600 Mt. por Mt. el espesor de la corriente liquida que circula sobre
15 la superficie calórica es relativamente pequeño lo cual ocasiona un efecto de película líquida descendente con flujo uniforme.
Quinto. La evaporación se realiza en forma continua, ya que el líquido o solución a evaporar está en contacto con la superficie calórica durante todo el tiempo de proceso. Debido a que el liquido va descendiendo en espiral con una pendiente o gradiente hidráulico que puede ser
20 desde 0.01 Mt. por Mt. hasta 0.600 Mt. por Mt., dependiendo de las características del líquido o solución en proceso.
Sexto. Se reduce la destrucción de las substancias termol bUes debido a que no es necesario calentar el líquido o solución a evaporar hasta su temperatura de ebullición, lo cual reduce la posibilidad de incremento de color que se observa en los jugos de frutas o productos alimenticios concentrados por evaporación con calentamiento hasta el punto de ebullición. Séptimo. Debido a que no existen recalentamientos, se minimizan las posibilidades de que se presenten las proyecciones o arrastres de líquido o solución en el vapor tan comunes en otros tipos de evaporadores. Octavo. Evita la elevación de la temperatura de ebullición del líquido por el efecto de la 0 presión hidrostática, debido a que se trata de un canal abierto con una pendiente calculada de tal manera que el nivel de la superficie del líquido sobre el fondo del canal permanezca prácticamente constante en cada uno de los módulos evaporadores básicos. Noveno. Debido al especial diseño de los módulos evaporadores básicos y a la forma alternada en que se encuentran acoplados, el evaporador trabaja en un sistema de evaporación en múltiple efecto al vacío, en el cual el vapor producido en la primera unidad evaporadora alimenta la calandria de la segunda unidad evaporadora y el vapor producido en la segunda unidad evaporadora alimenta la calandria de la siguiente unidad evaporadora y así sucesivamente hasta donde lo permita la diferencia de temperaturas entre el vapor de calentamiento y el líquido o solución a evaporar, y la presión de trabajo o los requerimientos del proceso. Décimo . Por su diseño y por la forma en que se separan los condensados, este evaporador puede ser también utilizado como destUador, separando los condensados producidos en cada modulo evaporador básico, circunstancia muy útil para la obtención de agua destüada o condensada, destilación de derivados del petróleo, separación de gasolinas, separación de aceites esenciales, alcoholes, etc. . Décimo Primero. Por su diseño y por la forma en que se Ueva a cabo la evaporación , este evaporador puede ser también utilizado como enfriador del líquido o solución aumentada, funcionando como un enfriador evaporativo, circunstancia muy útü por ejemplo para enfriar el agua caliente producida en algunos procesos y volverla a usar o en su defecto descargarla al drenaje a baja temperatura. Décimo Segundo. Con la instalación de un apropiado sistema de alimentación de solución saturada y de entradas suplementarias de vapor en algunos de los módulos evaporadores básicos, este evaporador puede procesar una suspención sobresaturada de cristales en sus aguas madres y utilizarse para incrementar el tamaño de los cristales hasta el tamaño que el proceso lo requiera, ejemplos: cristales de azucares, cristales de sales minerales, etc. Décimo Tercero. Ahorro de agua, este evaporador al operar en un sistema de evaporación en múltiple efecto al vacío, ahorra agua necesaria para la condensación en el condensador general que se encuentra conectado a la salida de vapor producido del ultimo módulo. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.
Esta invención se refiere a un evaporador modular de uso general, integrado por dos módulos o evaporadores básicos cuyas superficies calóricas están formadas por un canal abierto construido en forma de una espiral concéntrica descendente con una inclinación adecuada para provocar que el líquido o solución a evaporar fluya hacia abajo dentro del canal, mientras es calentado convenientemente con objeto de producir simultáneamente la evaporación del mismo; en uno de los módulos el canal abierto se desarrolla en forma de una espiral concéntrica que va de la periferia hacia el centro del módulo y en el otro módulo , el canal abierto se desarrolla en forma de una espiral concéntrica que va de la parte central hacia la periferia de dicho módulo. El vapor producido en cada módulo o evaporador básico es utilizado para aumentar la calandria del siguiente modulo o evaporador básico por lo que este evaporador modular a pesar de ser un solo equipo, trabaja bajo el sistema de evaporación en múltiple efecto. Los detaües característicos de este novedoso evaporador se muestran claramente en la siguiente descripción y en los 19 dibujos que en 16 paginas se acompañan a la misma como una ilustración y siguiendo los signos de referencia para indicar las partes y las figuras mostradas.
La figura 1 (Pag. 1/16) es una perspectiva libre convencional del tipo de canal abierto de fondo circular , que es uno de los tres tipos de canal que se consideran como los más apropiados para ser usados en este evaporador, este tipo de canal se utiliza preferentemente cuando el evaporador es de sección circular ( Figs. 16 y 17, pags. 13/16 y 14/16), en la figura 1 (Pag. 1/16) y en el corte transversal ( Fig. Ib, Pag. 1/16) se aprecia que este canal abierto de fondo circular está formado por tres partes que son: el fondo circular (Núm. 5, figs. 1 y Ib, pag. 1/16) y las dos paredes laterales verticales (Nums. 4 y 6, figs. 1 y Ib, pag.
1/16), las dimensiones varían de acuerdo a la capacidad de trabajo del aparato y al gradiente hidráulico, generalmente el radio de giro del fondo circular ( r , Figs. 1 y Ib, pag. 1/16) es igual a la mitad del ancho del canal ( A, fígs. 1 y Ib, pag. 1/16) y en el comienzo de la espiral la altura ( h, fig. 1 y Ib, pag. 1/16 ) de las dos paredes laterales verticales es la misma, siendo como mínimo igual al ancho del canal (A, fig. 1, pag. 1/16), posteriormente la altura de la pared lateral colocada del lado del descenso de la espiral se incrementa en función del gradiente hidráulico. El canal abierto de fondo circular comienza en el borde interior del soporte superior de la superficie calórica (Núm. 3, figs. 1 y Ib, pag. 1/16) y termina en el borde interior del soporte inferior (Núm. 7, fig. 1 y Ib, paga. 1/16), el largo del canal abierto está determinado por el diámetro total del cuerpo y el diámetro del tubo central en el caso de un evaporador circular o las dimensiones de ancho y largo del cuerpo y las dimensiones de ancho y largo del ducto central en el caso de un evaporador rectangular.
La figura 2 (Pag. 2/16) es una perspectiva libre convencional del tipo de canal abierto de fondo plano, que es uno de los tres tipos de canal que se consideran como los más apropiados para ser usados en este evaporador, este tipo de canal se utiliza preferentemente cuando el evaporador es de sección rectangular ( Figs. 18 y 19; pags. 15/16 y 16/16). En la figura 2 (Pag. 2/16) y en el corte transversal de la misma (Fig. 2b, pag. 2/16) se aprecia que este canal está formado por tres partes que son: el fondo plano (Num. 10, Figs. 2 y 2b; Pag. 2/16) y las dos paredes laterales (Nums. 9 y 11; Figs. 2 y 2b; Pag. 2/16). las dimensiones varían de acuerdo a la capacidad del aparato y el gradiente hidráulico de trabajo , generalmente el ancho del fondo plano es igual al ancho del canal (A, fig.2, pag.2/16) y al comenzar la espiral la altura ( h, Figs. 2 y 2b, pag. 2/16) de las paredes laterales son iguales, teniendo como mínimo una altura igual al ancho del canal (A, fig. 2 y 2b; pag. 2/16) , posteriormente la altura de la pared lateral situada del lado del descenso de la espiral se incrementa en función del gradiente hidráulico. El canal abierto de fondo plano comienza en el borde interior del soporte superior de la superficie calórica (Núm. 8, Figs. 2 y 2b; Pag. 2/16) y termina en el borde del soporte inferior (Num. 12, Figs. 2, Pag. 2/16), el largo del canal está determinado por el diámetro total del cuerpo y el diámetro del tubo central en el caso de un evaporador circular o las dimensiones de ancho y largo del cuerpo y las dimensiones de ancho y largo del ducto central en el caso de un evaporador rectangular. La figura 3 ( Pag. 3/16) es una perspectiva libre convencional del tipo de canal abierto de fondo cónico, y la figura 3b es el corte transversal del mismo, este es uno de los tres tipos de canal que se consideran como los más apropiados para ser usados en este evaporador .Este tipo de canal se utiliza preferentemente en caso especiales en los cuales las características especificas del material en proceso lo requieren, pudiendo ser el evaporador de sección circular o rectangular. El canal abierto de fondo cónico esta formado por tres partes, el fondo cónico (Nums. 16 y 19, Fig. 3 y 3 b; Pag. 3/16) y las dos paredes laterales verticales (Nums. 15 y 17, Figs. 3 y 3b; Pag. 3/16) el fondo cónico esta formada por la intersección de dos secciones rectas inclinadas (Num. 16 y 19, Fig. 3 y 3b; Pag. 3/16) que forman un ángulo que depende del material en proceso y el gradiente hidráulico, los extremos libres de estas dos secciones rectas inclinadas, están unidas las paredes verticales rectas, la altura rnínima de las paredes rectas verticales es igual al ancho del canal ( A ,Fig. 3 y 3b; Pag.3/16) las dimensiones de estas secciones varían de acuerdo a la capacidad del aparato y al gradiente hidráulico de trabajo, el canal abierto de fondo cónico comienza en el borde superior de la superficie calórica ( Nüm. 14, Figs. 3 y 3b, pag.3/16) y termina en el borde del soporte interior (Núm. 18, figs. 3 y 3b, pag. 3/16), el largo del canal está determinado por el diámetro total del cuerpo y el diámetro del tubo central en el caso de un evaporador circular o las dimensiones de ancho y largo del cuerpo y las dimensiones de ancho y largo del ducto central en el caso de un evaporador rectangular.
La figura número 4 (Pag. 4/16) es una representación esquemática de la forma de espiral concéntrica circular que adopta el canal abierto cuando se trata de un evaporador de forma exterior cUíndrica , el circulo mayor representa la vista de planta del cuerpo del evaporador mostrando el diámetro máximo interior; el circulo interior , marcado con el número 3, representa el tubo central de paso de vapor. Cuando el flujo del líquido o solución a evaporar es de la periferia hacia el centro, la espiral se desarrolla del punto 1 hacia el puntó 2; cuando el flujo del líquido o solución a evaporar es desde la parte central hacia la periferia, la espiral se desarrolla desde el punto 2 hacía el punto 1. La figura número 5 ( Pag. 4/16) es una representación esquemática de la forma de espiral concéntrica rectangular o cuadrada que adopta el canal abierto cuando se trata de un evaporador de forma exterior rectangular, el rectángulo mayor representa la vista de planta del cuerpo del evaporador mostrando las dimensiones de ancho y largo interiores, el rectángulo interior marcado con el número 3 representa la vista de planta del ducto interior de vapor. Cuando el flujo del líquido o solución a evaporar es de la periferia hacia el centro, la espiral se desarrolla del punto 1 hacia el punto 2; cuando el flujo del líquido o solución a evaporar es de la parte central hacia la periferia, la espiral se desarroUa desde el punto 2 hacia el punto 1. La figura número 6 (Pag. 5/16) es la representación de la vista de planta de la calandria de un módulo evaporador básico circular con superficie calórica de canal abierto de fondo circular en espiral descendente y con flujo de líquido o solución a evaporar de la periferia hacia la parte central, numerándose sus partes principales de la siguiente manera: el tubo central con el número 1, la superficie calórica con el número 5, los soportes separadores que se encuentran debajo de la superficie calórica con el número 6, la pared exterior de la calandria con el número 7, las entradas de vapor de alimentación a la calandria con el número 8, la salida de los gases incondensables con el número 11, la salida de los condensados con el número 12, la salida de la solución concentrada con el número 13, la entrada de la solución diluida con el número 14 y la salida del vapor producido con el número 15. La figura número 7 (Pag. 6/16) es la representación de la vista de corte transversal de la calandria de un módulo evaporador básico circular con superficie calórica de canal abierto de fondo circular en espiral descendente y con flujo de líquido o solución a evaporar de la periferia hacia la parte central, numerándose sus partes principales de la siguiente manera: el tubo central con el número 1, las juntas con el número 2, el soporte del tubo central con el número 3, los retenes superiores con el número 4, la superficie calórica de canal abierto y fondo circular con el número 5, los soportes separadores con el número 6, la pared exterior de la calandria con el número 7, los copies para la entrada del vapor con el número 8, la pared interior de la calandria con el número 9, la tapa del fondo de la calandria con el número 10, la salida de gases incondensables con el número 11, la salida de condensados con el número 12, la salida de la solución concentrada con el número 13, la entrada de la solución dUuida con el numero 14, la salida de vapor producido con el número 15.
La figura número 8 ( Pag. 7/16) es la representación libre convencional de la calandria de un módulo evaporador básico con superficie calórica de canal abierto con fondo circular en espiral descendente y con flujo del líquido o la solución a evaporar de la periferia hacia la part central; con objeto de mostrar la forma como se ensamblan las distintas partes de la calandria y los componentes de cada una de las partes. Las partes tienen la misma numeración que la de las figuras 6 (Pag. 5/16) y 7 (Pag. 6/16), los componentes están señalados con el número correspondiente a la parte en asunto unido a una literal. La figura número 9 (Pag. 8/16) es la representación de la vista de planta por la parte superior de la calandria de una un módulo evaporador básico circular con superficie calórica de canal abierto con fondo circular en espiral descendente y con flujo de líquido o solución a evaporar de la parte central hacia la periferia numerándose sus partes principales de la siguiente manera: el soporte guía del tubo central con el número 16, la superficie calórica con el número 20, los soportes separadores que se encuentran debajo de la superficie calórica con el número 21, la pared exterior de la calandria con el número 24, la entrada de vapor de alimentación a la calandria con el número 28, la salida de los gases incondens bles con el número 26, los copies para las salidas de los condensados con el número 22, la salida de la solución concentrada con el número 25 y la entrada de la solución diluida con el número 27. La figura número 10 (Pag. 9/16) es la representación de la vista de corte transversal de la calandria de un módulo evaporador básico circular con superficie calórica de canal abierto con fondo circular en espiral descendente y con flujo de líquido o solución a evaporar de la parte central a la periferia, numerándose sus partes principales de la siguiente manera: el soporte guía del tubo central con el número 16, los retenes superiores con el número 17, la superficie calórica de canal abierto y fondo circular con el número 20, los soportes separadores con el núm. 21, la pared exterior de la calandria con el núm. 24, los copies para la salida de los condensados con el núm. 22, la pared interior de la calandria con el núm. 19, la tapa del fondo de la calandria con el núm. 23, la salida de gases incondensables con el núm. 26, la salida de la solución concentrada con el núm. 25, la entrada de la solución dUuida con el núm. 27, la entrada del vapor de alimentación con el núm. 28. La figura número 11 (Pag. 10/16) es la representación libre convencional de la calandria de un módulo evaporador básico circular con superficie calórica de canal abierto con fondo circular en espiral descendente y con flujo del líquido 0 la solución a evaporar de la parte central hacia la periferia, con objeto de mostrar la forma como se ensamblan las distintas partes de la calandria y los componentes de cada una de las partes. Las partes tienen la misma numeración que la de las figuras 9 (Pag. 8/16) y 10 (Pag. 9/16) , los componentes están señalados con el número correspondiente a la parte en asunto unido a una literal.
La figura número 12 ( Pag. 11/16) es la representación de la vista de planta de la sección del cuerpo del evaporador que se encuentra adosada a la parte superior de la calandria de un módulo evaporador básico circular que tiene el flujo del líquido o solución a evaporar de la periferia a la parte central, numerándose sus partes principales de la siguiente manera: la sección del cuerpo del evaporador completa con el número 30, la brida superior del cuerpo cilindrico con el número 30a, las mirülas de observación con el número 31, la entrada de hombre con el número 32, los soportes para los retenes superiores de la calandria ( Núm. 4, Fig. 7, Pag. 6/16) están indicados con el número 33. La figura número 13 ( Pag. 11/16) es la representación del corte transversal de la sección del cuerpo del evaporador que se encuentra adosada a la parte superior de la calandria de un módulo evaporador básico circular que tiene el flujo del líquido o solución a evaporar de la periferia hacia la parte central, numerándose sus partes principales como sigue: la sección del cueφo del evaporador completa con el número 30, la brida superior del cuerpo con el número 30a, la pared de la parte cilindrica del cuerpo con el número 30b, la brida inferior del cuerpo con el número 30c, las mirillas para observación con el número 31, los soportes para los retenes superiores de la calandria (número 4 en la figura 7 , Pag. 6/16) , están indicados con el número 33.
La figura número 14 (Pag. 12/16) es la representación de la vista de planta de la sección del cuerpo del evaporador que se encuentra adosada a la parte superior de la calandria de un módulo evaporador básico circular que tiene el flujo de la solución a evaporar de la parte central hacia la periferia, numerándose sus partes principales de la siguiente manera, la sección del evaporador completa con el número 40, la brida superior del cuerpo cilindrico con el número 40a, las salidas para el vapor producido con el número 43, las mirUlas con el número 41, la entrada de hombre con el número 42, los soportes de los retenes superiores de la calandria, ( Núm. 17, Fig. 10, Pag. 9/16) están indicados con el número 44. La figura número 15 ( Pag. 12/16) es la representación del corte transversal de la sección del cuerpo del evaporador que se encuentra adosada a la parte superior de la calandria de un módulo evaporador básico circular que tiene el flujo del líquido o solución a evaporar de la parte central hacia la periferia numerándose sus partes principales como sigue: la sección completa con el número 40, la brida plana superior con el número 40a , la salida de vapor producido como 43 a y 43b, la pared cUíndrica como 40b, la brida plana inferior como 40c, las mirülas de observación como 41, los soportes de los retenes superiores de la calandria, ( Núm. 17, Fig.10. Pag.9/16), están indicados como número 44.
La figura número 16 ( Pag. 13/16) es la representación del corte transversal del evaporador circular con superficie calórica formada por un canal abierto con fondo circular en forma de espiral concéntrico descendente, que tiene un arreglo estructural que comienza de arriba hacia abajo con un modulo evaporador básico con el flujo del líquido o solución a evaporar de la periferia hacia la parte central, seguido de un módulo evaporador básico con flujo de líquido o solución a evaporar de la parte central hacia la periferia y luego un módulo evaporador básico igual al primer módulo evaporador básico y así sucesivamente se pueden acoplar tantos módulos evaporadores básicos como sea posible, las partes están numeradas como sigue : la tapa superior del evaporador con el número 55; la sección del cuerpo adosada a la parte superior de una calandria con flujo de la periferia al centro, (figuras 12 y 13, Pag. 11/16) con el número 56; la calandria con flujo de la periferia al centro, ( figuras 6, 7 y 8; Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) con el número 57; la sección del cuerpo adosada a la parte superior de una calandria con flujo de la parte central a la periferia, ( figuras 14 y 15, Pag. 12/16) con el número 58; la calandria con flujo de la parte central a la periferia, ( figuras 9, 10 y 11, Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) con el número 59; la entrada del líquido o solución a evaporar con el número 60, la entrada de vapor de alimentación para la primera calandria con el número 61, la salida de la solución concentrada con el número 62, la salida del vapor producido en el ultimo modulo evaporador básico con destino al condensador con el número 63, la salida de condensados de cada calandria con su correspondiente salida de gases incondensables esta indicada con el número 64. La figura número 17 ( Pag. 14/16) es la representación del corte transversal del evaporador circular con superficie calórica formada por un canal abierto de fondo circular, en forma de espiral concéntrico descendente, que tiene un arreglo estructural que comienza de arriba hacia abajo con un módulo evaporador básico con el flujo del líquido o solución a evaporar de la de la parte central hacia la periferia, seguido de un módulo evaporador básico con flujo de líquido o solución a evaporar de la periferia hacia la parte central y luego un módulo evaporador básico igual al primer módulo y así sucesivamente se pueden acoplar tantos módulos evaporadores básicos como sea posible, las partes están numeradas como sigue : la tapa superior del evaporador con el número 65, la sección del cuerpo adosada a la parte superior de una calandria con flujo de la parte central a la periferia, ( figuras 14 y 15, pag. 12/16) esta indicada con el número 66; la calandria con flujo de la parte central a la periferia, ( figuras 9, 10 y 11; pags. 8/16, 9/16 y 10/16) indicada con el número 67; la sección del cuerpo adosada a la parte superior de una calandria con flujo de la periferia hacia la parte central, (figuras 12 y 13, pag. 11/16) con el número 68; la calandria con flujo de la periferia hacia la parte central, ( figuras 6, 7 y 8; pags. 5/16, 6/16 y 7/16) con el número 69; la entrada del líquido o solución a evaporar con el número 70, la entrada de vapor de alimentación para la primera calandria con el número 71, la salida del líquido o solución concentrada con el número 72, la salida del vapor producido en el ultimo modulo evaporador básico con destino final al condensador con el número 73, la salida de condensados de cada calandria junto con su salida de gases incondensables, esta marcada con el número 74. La figura número 18 ( pag. 15/16), es la representación del corte transversal del evaporador rectangular con superficie calórica formada por un canal abierto de fondo plano ( Fig. 2 y 2b; Pag. 2/16) en forma de espiral concéntrico rectangular descendente ( Fig.5, Pag. 4 /l 6) que tiene un arreglo estructural que comienza de arriba hacia abajo con una un modulo evaporador básico con el flujo del líquido o solución a evaporar de la periferia hacia la parte central, seguido de un modulo evaporador básico con flujo de líquido o solución a evaporar de la parte central hacia la periferia y luego un modulo evaporador básico igual al primer modulo y así sucesivamente se pueden acoplar tantos módulos evaporadores básicos como sea posible, las partes están numeradas como sigue: la tapa superior del evaporador con el número 75, la sección del cuerpo adosada a la parte superior de una calandria con flujo de la periferia al centro con el número 76, la calandria con flujo de la periferia al centro con el número 77, la sección del cuerpo adosada a la parte superior de una calandria con flujo de la parte central a la periferia con el número 78, la calandria con flujo de la parte central a la periferia con el número 79, la entrada del líquido o solución a evaporar con el número 80, la entrada de vapor de alimentación para la primera calandria con el número 81, la salida del líquido o solución concentrada con el número 82, la salida del vapor producido en el ultimo módulo evaporador básico con destino final al condensador con el número 83, la salida de condensados de cada calandria con su respectiva salida de gases incondensables marcada con el número 84.
La figura número 19 (Fig. 16/16) es la representación del corte transversal del evaporador con superficie calórica formada por un canal abierto de fondo plano en forma de espiral concéntrico rectangular descendente, que tiene un arreglo estructural que comienza de arriba hacia abajo con un módulo evaporador básico con el flujo del líquido o solución a evaporar de la de la parte central hacia la periferia, seguido de un módulo evaporador básico con flujo de líquido o solución a evaporar de la periferia hacia la parte central y luego una un modulo evaporador básico igual al primer modulo y así sucesivamente se pueden acoplar tantos módulos evaporadores básicos como sea posible, las partes están numeradas como sigue : la tapa superior del evaporador con el número 85, la sección del cuerpo adosada a la parte superior de una calandria con flujo de la parte central a la periferia con el número 86, la calandria con flujo de la parte central a la periferia con el número 87, la sección del cuerpo adosada a la parte superior de una calandria con flujo de la periferia hacía la parte central con el número 88, la calandria con flujo de la periferia hacia la parte central con el número 89, la entrada del líquido o solución a evaporar con el número 90, la entrada de vapor de alimentación para la primera calandria con el número 91, la salida del líquido o solución concentrada con el número 92, la salida del vapor producido en el ultimo modulo evaporador básico con destino final al condensador con el número 93, la salida de condensados de cada calandria con su respectiva salida de gases incondensables indicada con el número 94.
Con referencia a dichas figuras tenemos que el evaporador con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral concéntrico ( Fig. 16, pag. 13/16; Fig. 17, pag. 14/16; Fig. 18; pag. 15/16 y Fig. 19; pag. 16/16 ) es un evaporador modular formado por la combinación de dos módulos o evaporadores básicos, en uno de ellos el canal abierto descendente en forma de espiral concéntrico se desarroUa de la parte periférica del módulo hacia la parte central del mismo ( Figs. 6, 7 y 8, pags. 5/16, 6/16 y 7/16 ) provocando que el flujo del líquido o solución a evaporar que se alimenta a este canal vaya de la periferia al centro y en el otro módulo el canal abierto descendente en forma de espiral concéntrico se desarroUa de la parte central del módulo hacia la parte periférica del mismo ( Figs. 9, 10 y 11, pags. 8/16, 9/16 y 10/16) provocando que el flujo del líquido o solución a evaporar que se alimenta al canal vaya del centro a la periferia, estos módulos o evaporadores básicos, que describiremos más adelante, están colocados alternadamente de tal manera que se pueda aprovechar el vapor producido por cada evaporador básico para alimentar la calandria del siguiente evaporador básico y finalmente en el ultimo modulo el vapor producido pasa a un condensador, todo esto está integrado como un solo equipo cuya forma exterior dependerá de la forma de la espiral utilizada en la superficie calórica de los evaporadores básicos, ya que tenemos dos tipos de espiral utilizables, uno es la espiral circular concéntrica descendente que se muestra en la figura 4 (Pag. 4/16) en la que apreciamos que cuando la espiral circular concéntrica se desarroUa de la periferia hacia el centro el canal va descendiendo del punto indicado con el número 1 hacia el punto indicado con el número 2 y cuando la espiral circular concéntrica descendente se desarroUa de la parte central hacia la periferia el canal va descendiendo del punto indicado como número 2 hacia el punto indicado como número 1, siendo el área circular indicada con el número 3 en la figura 4 ( Pag. 4/16) el área de paso del tubo central de vapor. Cuando se utiliza la espiral concéntrica descendente mostrada en la figura 4 ( Pag . 4/16 ) la forma exterior del evaporador modular será la de un cilindro circular recto. La otra forma de espiral utilizable es la de la espiral rectangular concéntrica descendente, que se muestra en la figura 5 (Pag. 4/16), en la cual se indica que cuando la espiral rectangular concéntrica descendente se desarrolla de la parte periférica hacia el centro, el canal va descendiendo del punto indicado como número 1 hacia el punto indicado como número 2 y cuando la espiral rectangular concéntrica descendente se desarroUa de la parte central hacia la parte periférica, el canal va descendiendo del punto indicado como número 2 hacia el punto indicado como número 1, siendo el área rectangular indicada con el número 3 en la figura 5 ( Pag. 4/16) el área de paso del ducto central de vapor. En este caso la forma exterior del evaporador modular será la de un paralelepípedo rectangular recto.
Cada evaporador básico esta integrado por dos partes que son: la calandria y la sección del cuerpo del evaporador que se encuentra adosada a la parte superior de la mencionada calandria. Tenemos dos tipos de evaporadores básicos uno es aquel en el cual el flujo del líquido o solución a evaporar es de la parte periférica de la espiral ( Nüm 1, Figs. 4 y 5, Pag. 4/16) y va hacia la parte central (Nüm.2, Figs. 4 y 5 , Pag. 4/16) y que denominaremos de aquí en adelante como evaporador básico periferia al centro, el otro evaporador básico es el cual el flujo del líquido o solución a evaporar va de la parte central (Num. 2, Figs. 4 y 5, Pag. 4/16) hacia la parte periférica de la espiral (Num. 1, Figs 4 y 5, Pag. 4/16) a este evaporador básico lo denominaremos de aquí en adelante evaporador básico centro a la periferia. El evaporador básico periferia al centro esta formado por una calandria con flujo de líquido de la periferia al centro que se muestra en las figuras 6, 7 y 8 (Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) a la cual va adosado la sección del cuerpo del evaporador que se muestra en las figuras 12 y 13 (Pag. 11/16). La calandria por su diseño hace las veces de fondo del evaporador básico. La calandria del evaporador básico Periferia al Centro según podemos ver en las figuras 6 (Pag. 5/16), Fig. 7 (Pag. 6/16) y Fig. 8 (Pag. 7/16) esta constituida por cuatro partes principales que son: el cuerpo de la calandria, los soportes separadores, la tapa de la calandria o superficie calórica Periferia al Centro y el Tubo Central , estas partes están unidas unas a otras en forma hermética. El cuerpo de la calandria como podemos apreciar en la figura 7 (Pag. 6/16), esta compuesto por la pared exterior (Num. 7, Fig. 7, Pag. 6/16 y Nums. 7a, 7b y 7c, Fig. 8, Pag. 7/16) que esta soldada por la parte inferior en todo su perímetro al fondo de la calandria ( Num 10, Fig. 7, Pag. 6/16 y Num. 10, Fig. 8, Pag. 7/16) tiene además soldadas las entradas de vapor (Num. 8, Figs. 6, 7 y 8, Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) , el fondo de la calandria ( Núm. 10, Figs. 7 y 8 , Pags. 6/16 y 7/16) que es una pieza en forma de un cono truncado invertido está soldada a su vez en todo el perímetro de la base menor con la pared interior de la calandria (Num. 9, Figs. 7 y 8, Pags. 6/16 y 7/16) formando un receptáculo cUíndrico donde se reciben los condensados, que a su vez salen por la tubería de condensados ( Num. 12, Figs. 6,7 y 8; Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) a partir del copie que esta soldada a esta parte de la pared interior (Nü . 9a, Fig. 8, Pag. 7/16), la tubería de condensados atraviesa la pared del cuerpo del evaporador centro a la periferia y sale al exterior del evaporador donde tiene una válvula de control para dirigirla al almacén de condensados, los gases incondensables presentes en el vapor de calentamiento, salen por la tubería asignada para eUos que atraviesa esta parte de la pared interior de la calandria y la pared de la sección del cuerpo del evaporador centro a la periferia y sale al exterior donde tiene una válvula de control que permite que sean expulsados hacia la atmósfera o hacia el condensador general según sea la presión de trabajo.
Los soportes separadores tienen forma de Te de ramas iguales ( Núm. 6, Fig. 6, 7 y 8, Pags.
5/16, 6/16 y 7/16) , el eje de la Te (Num. 6b, Fig. 8, Pag. 7/16) tiene varias perforaciones circulares para permitir el Ubre paso del vapor y además se encuentra soldada por la parte inferior a todo lo largo al fondo de la calandria, la superficie formada por los brazos de la Te (Num. 6a, Fig. 8, Pag. 7/16) sirve de soporte a la superficie calórica o tapa de la calandria. La superficie calórica constituye la tapa de la calandria, es una pieza (Num. 5; Figs. 6, 7 y 8; Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) que comienza a partir de un borde plano ancho que sirve para hacer el ensamble con la pared exterior de la calandria (Nums. 7 y 7b; Figs. 7 y 8; Pags. 6/16 y 7/16) y con el cuerpo del evaporador periferia al centro (Num. 30c; Fig. 13; Pag. 11/16) y luego continua en forma de un cono truncado invertido que termina en el borde plano ancho que sirve para efectuar el ensamble con la pared interior de la calandria (Num. 9d; Fig. 8; Pag. 7/16) y el soporte del tubo central (Nums. 3 y 3a; Figs. 7 y 8; Pags. 6/16 y 7/16) , construcción que podemos ver en las figuras 7 y 8 (Pags. 6/16 y 7/16), apreciamos en la vista de planta que se muestra en la Fig. 6 (Pag. 5/16) que la forma del canal descendente es una espiral circular concéntrica que se desarroUa de la periferia ( Num. 14; Fig. 6; Pag 5/16) hacia el centro (Num. 13; Fig. 6; Pag. 5/16), siendo el canal abierto descendente del tipo rectangular de fondo circular, como podemos apreciar en las figuras 7 y 8 (Pags. 6/16 y 7/16), la tapa de la calandria o superficie calórica esta apoyada por su parte inferior sobre los soportes separadores (Num. 6, Figs. 7 y 8; Pags. 6/16 y 7/16). Como parte del ensamble de la calandria del evaporador básico periferia al centro, tenemos el tubo central (Num. 1; Figs. 6, 7 y 8; Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) que esta colocado al centro de la calandria y mantenido en su sitió por el soporte del tubo central ( Num. 3; Figs. 7 y 8; Pags. 6/16 y 7/16), este soporte esta ensamblado con la pared interna de la calandria y con la tapa de la calandria en forma hermética, tenemos además como parte de la calandria periferia al centro los retenes superiores (Num. 4; Figs. 7 y 8; Pags. 6/16 y 7/16) que son unas Tés de ramas iguales colocadas en forma invertida sobre la parte cónica de la tapa de la calandria y fijas en los extremos del eje de la Te por medio de pasadores o tornUlos a los soportes que para el efecto, se encuentran por un lado en la parte inferior del cuerpo del evaporador periferia centro (Num. 33; Fig. 13; Pag. ll/!6) y por el otro en la pared del soporte del tubo central (Num. 3; Figs. 7 y 8; Pags. 6/16 y 7/16). Los retenes superiores sirven para evitar en lo posible deformaciones en la tapa de la calandria. La calandria periferia al centro así integrada, se constituye en un recipiente cerrado donde el vapor de a mentación que entra por las entradas de vapor ( Num. 8; Figs. 6, 7 y 8; Pags. 5/16; 6/16 y 7/16) se distribuye por todo el interior de la calandria a través de los agujeros de los soportes separadores ( Num. 6; Figs. 6, 7 y 8; Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), calienta la parte inferior de la tapa de la calandria o superficie calórica y al hacerlo pierde calor, se condensa y se transforma en agua condensada que es recolectada en el centro de la calandria y sale por la saüda de condensados ( Num. 12; Figs. 6, 7 y 8; Pags. 5/16 6/16 y 7/16), mientras que los gases incondensables que acompañan al vapor de calentamiento son también recolectados y salen por la saüda de gases incondensables ( Num. 11; Figs. 6, 7 y 8; Pags. 5/16, 6/16 y 7/16). Por la parte superior de la tapa de la calandria o superficie calórica, donde comienza el canal ( Num. 14; Figs. 6 y 7; Pags. 5/16 y 6/16) , se aumenta en forma tangencial al mismo, el üquido o solución a evaporar el cual fluye siguiendo la forma del canal descendente hasta que llega al punto ( Num. 13; Figs. 6 y 7; Pags. 5/16 y 6/16) donde este canal termina en un tubo vertical, que después de atravesar el fondo de la calandria hace un codo de 90° ampüo y luego un arco de circulo lateral de aproximadamente 180° descendiendo y acoplándose por medio de una terminación de reducción en bayoneta al punto (Num. 27; Figs. 9 y 10; Pags. 8/16 y 9/16) donde empieza el canal descendente de la calandria siguiente, de manera que la aumentación del üquido sea tangencial a la superficie del fondo del canal, pasando el líquido de esta manera de un evaporador básico al otro. En el trayecto del üquido sobre la superficie calórica del evaporador básico periferia al centro ha sufrido una evaporación y se ha producido vapor, este vapor producido es recolectado en la sección del cuerpo del evaporador básico periferia al centro ( Figs. 12 y 13; Pag. 11/16) y pasa por el tubo central ( Num. 1; Figs. 6, 7 y 8; Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) para aumentar la calandria del siguiente evaporador básico. El cuerpo del evaporador básico acoplado a la calandria periferia al centro es un ciündro circular recto tubular (Num. 30; Figs. 12 y 13; Pag. 11/16) que tiene en la parte inferior una brida de acoplamiento con la calandria (Num. 30c; Fig. 13; Pag. 11/16) y en la parte superior otra brida (Num. 30a; Fig. 12 y 13; Pag. 11/16); para acoplarse a la tapa superior del evaporador modular o al fondo de la calandria del evaporador básico que de arriba hacia abajo lo antecede, en su pared lateral ( Num. 30b; Fig. 13; Pag. 11/16) lleva una o dos lucetas (Num. 31; Figs. 12 y 13; Pag. 11/16) para la observación del interior del aparato y en el caso de que el tamaño del equipo lo permita Ueva también una entrada de hombre ( Num. 32; Fig. 12; Pag. 11/16); en el borde interno de la brida inferior (Num. 30c; Fig. 13; Pag. 11/16) Ueva los soportes (Num. 33; Fig. 13; Pag. 11/16) para los retenes superiores ( Num. 4; Fig. 7 y 8; pags. 6/16 y 7/16) de la calandria periferia al centro. El objetivo del cuerpo del evaporador periferia al centro es proporcionar una cámara donde se almacene momentáneamente el vapor producido antes de pasar por la saüda de vapor (Num. 15, Fig. 6 y 7; Pags. 5/16 y 6/16) a través del tubo central ( Num. 1; Figs. 6, 7 y 8; Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) hacia el siguiente modulo. El evaporador básico del centro a la periferia esta integrado por dos partes que son: la calandria y la sección del cuerpo del evaporador que se encuentra adosada a la parte superior de la mencionada calandria. La calandria por su diseño hace las veces de fondo del evaporador básico. La calandria del evaporador básico centro a la periferia, según podemos ver en las figuras 9 (Pag. 8/16), Fig. 10 (Pag. 9/16) y Fig. 11 (Pag. 10/16) esta constituida por cuatro partes principales que son : el cuerpo de la calandria, los soportes separadores, la tapa de la calandria o superficie calórica Centro-Periferia y el Tubo Central , estas partes están unidas unas a otras en forma hermética. El cuerpo de la calandria como podemos apreciar en la figura 10 pag. 9/16, esta compuesto por la pared exterior (Num.24, Fig, 10, Pag. 9/16 y Nums. 24a, 24b y 24c, Fig. 11, Pag. 10/16) que esta soldada por la parte inferior interna en todo su perímetro al fondo de la calandria ( Num 23, Fig. 10, Pag. 9/16 y Num. 23, Fig. 11, Pag. 10/16) tiene además soldados los copies para conectar la las salidas de condensados (Num. 22, Figs. 9, 10 y 11, Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) que van al exterior del evaporador por medio de una tubería con su válvula de control para dirigirse al almacén de condensados. El fondo de la calandria ( Num. 23, Figs. 10 y 11; Pags. 9/16 y 10/16) es una pieza en forma de un cono truncado, esta soldado en todo el perímetro de la base menor con la pared interior de la calandria (Num. 1 ; Figs. 10 y 11; Pags. 9/16 y 10/16) para formar un receptáculo circular donde se recibe al tubo central (Num. 1; Figs. 6, 7 y 8; Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) por donde entra el vapor de alimentación que pasa a través de las entradas (Num. 28; Fig 10 y 11; Pags. 9/16 y 10/16) que tiene la pared interior, los gases incondensables del vapor de aumentación son recogidos en la parte superior de la pared exterior y salen por la tubería asignada para ellos (Num. 26; Fig. 9, 10 y 11; Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) que atraviesa esta pared exterior de la calandria y sale al exterior del equipo donde tiene una válvula de control que permite que sean expulsados hacia la atmósfera o hacia el condensador general según sea la presión de trabajo. Los soportes separadores (Num. 21; Figs. 9, 10 y 11; Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) tienen forma de Te de ramas iguales y el eje de la Te tiene varias perforaciones circulares para permitir el Ubre paso del vapor y además se encuentra soldada por la parte inferior a todo
10 largo al fondo de la calandria (Num. 23; Figs.10 y 11; Pags. 9/16 y 10/16), la superficie formada por los brazos de la Te ( Num. 21a; Fig. 11; Pag. 10/16) sirve de soporte a la superficie calórica o tapa de la calandria. La superficie calórica ( Num. 20, Figs. 9, 10 y 11; Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) constituye la tapa de la calandria, es una pieza que como podemos ver en la figura 10 ( Pag. 9/16) comienza a partir de un borde plano ancho que sirve para hacer el ensamble con la pared interior de la calandria ( Num. 19a, Fig. 11; Pag. 10/16) y con el soporte guía del tubo central ( Nums. 16 y 16a, figs. 10 y 11; Pags. 9/16 y 10 /16) y luego continua siguiendo la forma de un cono truncado que termina en el borde plano ancho que sirve para efectuar el ensamble con la pared exterior de la calandria ( Nums. 24 y 24a; Figs. 10 y 11; Pags. 9/16 y 10/16) y la sección del cuerpo del evaporador básico Centro a la Periferia (Num. 40c; Fig. 15; Pag. 12/16) , construcción que podemos ver en la vista de planta que se muestra en la Fig. 9 donde también apreciamos que el canal abierto descendente tiene la forma de una espiral circular concéntrica que se desarroUa del punto de alimentación del Üquido que se encuentra en la parte central (Num. 27; Figs. 9 y 10; Pags. 8/16 y 9/16) hacia la periferia donde termina en un tubo vertical (Num. 25; Fig. 9 y 10; Pags. 8/16 y 9/16) siendo el canal abierto descendente del tipo rectangular de fondo circular (Fig. 1; Pag. 1/16) por tratarse de una espiral circular circunstancia que se manifiesta también en las figuras 10 y
11 (Pags. 9/16 y 10/16) , por otra parte la tapa de la calandria o superficie calórica ( Num. 20; Figs. 9, 10 y 11; Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) se apoya por su parte inferior sobre los soportes separadores ( Num. 21 y 21a; Figs. 10 y 11; Pags. 9/16 y 10/16). Como parte del ensamble de la calandria tenemos el soporte guía del tubo central Num. 16; Figs. 9, 10 y 11; Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), este soporte esta ensamblado con la pared interna de la calandria (Num. 19 y 19a; Figs. 10 y 11; Pags. 9/16 y 10/16) y con la tapa de la calandria Num. 20; Figs. 9, 10 y 11; Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) en forma hermética, tenemos además los retenes superiores que son unas Tés de ramas iguales colocadas en forma invertida sobre la parte cónica de la tapa de la calandria y fijas en los extremos del eje de la Te por medio de pasadores o torniUos a los soportes que para el efecto se encuentran por un lado en la parte inferior del cuerpo del evaporador centro periferia (Num. 44; Fig. 15; Pag. 12/16) y por el otro en la pared del soporte guía del tubo central (Num. 16, Figs. 10 y 11; Pags. 9/16 y
10/16), los retenes superiores sirven para evitar en lo posible deformaciones en la tapa de la calandria. La calandria así integrada se constituye en un recipiente cerrado donde el vapor de aumentación que entra por las entradas de vapor (Num. 28; Figs. 10 y 11; Pags. 9/16 y
10/16) se distribuye por todo el interior de la calandria a través de los agujeros de los soportes separadores (Num. 21; Figs. 10 y 11; Pags. 9/16 y 10/16) , caüenta la parte inferior de la tapa de la calandria o superficie calórica ( Num. 20; Figs. 9, 10 yll; Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) y al hacerlo pierde calor y se transforma en agua condensada que es recolectada en la periferia de la calandria y sale por la saüda de condensados (Num. 22; Figs. 9, 10 y 11; Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), mientras que los gases incondensables que acompañan al vapor de calentamiento son también recolectados y salen por la saüda de gases incondensables (Num. 26; Figs. 9, 10 y 11; Pags. 8/16, 9/16 y 10/16). Por la parte superior de la tapa de la calandria o superficie calórica, donde comienza el canal descendente ( Num. 27, Figs. 9 y 10; Pags. 8/16 y 9/16) se alimenta, en forma tangencial a dicho canal, el líquido o solución a evaporar el cual fluye siguiendo la forma del canal descendente hasta que Uega al punto donde este canal termina (Núm. 25, Figs. 9 y 10, Pags. 8/16 y 9/16) en un tubo vertical que después de atravesar el fondo de la calandria ( Num. 23, Figs. 10 y 11; Pags. 9/16 y 10/16) hace un codo de 90° ampüo y luego un arco de circulo lateral de aproximadamente 90° paralelo al cuerpo del evaporador, descendiendo y acoplándose por medio de una terminación de reducción en bayoneta al punto donde empieza el canal descendente de la calandria siguiente (Num. 14, Figs. 6 y 7; Pags. 5/16 y 6/16) de manera que la alimentación del líquido sea tangencial a la superficie del fondo del canal, pasando el líquido de esta manera de un evaporador básico al otro. En el trayecto del üquido sobre la superficie calórica del evaporador básico centro a la periferia se calienta y se produce vapor, este vapor producido es recolectado en la sección del cuerpo del evaporador básico centro a la periferia ( Num. 40; Figs. 14 y 15; Pag. 12/16) y pasa a través de las salidas de vapor ( Num. 43 y 43a; Figs. 14 y 15; Pag. 12/16) para alimentar la calandria del siguiente evaporador básico. El cuerpo del evaporador básico ( Num. 40; Fig. 15; Pag. 12/16) acoplado a la calandria centro a la periferia es un cilindro circular recto tubular que tiene en la parte inferior una brida de acoplamiento ( Num. 40c; Fig. 15; Pag. 12/16) con la calandria y en la parte superior otra brida ( Num. 40a; Figs. 14 y 15; Pag. 12/16) para acoplarse a la tapa superior del evaporador modular o al fondo de la calandria del evaporador básico que de arriba hacia abajo lo antecede, en su pared lateral Num. 40b ; Fig. 15; Pag. 12/16) Ueva una o dos lucetas (Num. 41; Figs 14 y 15; Pag. 12/16) para la observación del interior del aparato y en el caso de que el tamaño del equipo lo permita lleva también una entrada de hombre ( Num. 42; fig. 15; Pag. 12/16); en el borde interno de la brida inferior (Num. 40c; Fig. 15; Pag. 12/16) Ueva los soportes para los retenes superiores de la calandria centro a la periferia (Num. 17; Fig. 10 y 11; Pags. 9/16 y 10/16) Tiene también en la parte superior de la pared lateral las salidas para el vapor producido ( Nums. 43 y 43a Figs. 14 y 15; Pag. 12/16) que pueden ser de dos en adelante, generalmente cuatro, que están conectadas por medio de unos coples(Num. 43b; Fig. 15; Pag. 12/16) a unas tuberías verticales que bajan hasta la altura donde se encuentra la entrada de vapor ( Num. 8; Figs. 6, 7 y 8; Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) de la siguiente calandria y por medio de un codo de 90° y un niple se conectan a los copies de entrada, Uevando el vapor producido al siguiente evaporador básico o condensador; es conveniente soldar en la rama descendente del codo de 90° un copie de tamaño apropiado con objeto de tener la posibiüdad de acceso para una entrada suplementaria de vapor o para introducir algún üquido para ümpieza de la calandria. El objetivo del cuerpo del evaporador centro a la periferia ( Num. 40; Fig. 14 y 15; Pag. 12/16) es proporcionar una cámara donde momentáneamente se almacene el vapor producido antes de pasar por las saüdas de vapor ( Num. 43; Figs. 14 y 15; Pag. 12/16) hacia el siguiente modulo.
Teóricamente el número de evaporadores básicos que pueden acoplarse para formar un evaporador modular dependerá de que exista una diferencia de temperatura entre el vapor de aumentación de la calandria y la temperatura del üquido o solución aumentada favorable al vapor de alimentación y de la presión de trabajo en el interior del evaporador. Por su diseño el evaporador de superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral concéntrica puede constituirse a partir de un solo evaporador básico en adelante, sin embargo en la practica este número dependerá de las consideraciones costo beneficio, del material en proceso, de consideraciones técnicas sobre los resultados, del espacio disponible o de diseño de acuerdo al proceso de que se trate. Debido a la evaporación, el volumen del líqüido o solución en proceso disminuye, es conveniente en ocasiones ir disminuyendo el ancho del canal de una unidad básica a la siguiente , de tal manera que la que se encuentre colocada arriba tenga un canal de un ancho mayor que la que se encuentra abajo para mantener la altura del Uquido sobre el fondo del canal abierto a la mitad de la altura y mantener una buena relación entre la superficie calórica y el liquido a evaporar. También es de hacerse notar que en las figuras relacionadas con las superficies calóricas (Figs. 6 y 9, Pags.
5/16 y 8/16) el sentido del flujo del Uquido esta considerado de izquierda a derecha razón por la cual las espirales formadas por los canales abiertos se desarrollan en este sentido, sin embargo si se desea que el sentido del flujo del liquido sea de derecha a izquierda las espirales formadas por los canales abiertos pueden desarroUarse de derecha a izquierda sin que exista ningún problema en el diseño o funcionamiento del equipo. En cuanto al tipo de canal utilizado para formar la superficie calórica, tenemos tres tipos principales que son: el canal abierto de sección rectangular y fondo circular que se muestra en las figuras 1 y Ib, pag. 1/16, donde se aprecia en el corte transversal que este canal está formado por tres partes que son: el fondo circular ( Num. 5, Figs. 1 y Ib, Pag. 1/16) y las dos paredes laterales verticales (Nums. 4 y 6, Figs. 1 y Ib, Pag. 1/16), con las características que se mencionaron en la descripción de la Figura 1 (Pag. 5 ); este tipo de canal se usa preferentemente cuando el canal tiene la forma de una espiral concéntrica circular descendente, como es el caso de los cortes transversales del evaporador modular que se muestran en las figuras 16 (Pag. 13/16) y 17 ( Pag. 14/16). El segundo tipo de canal abierto es el de sección rectangular y fondo plano que se muestra en las figuras 2 y 2b , Pag. (2/16) donde se aprecia que este canal está formado por tres partes que son el fondo plano ( Num. 10, Figs. 2 y 2b, Pag. 2/16) y las dos paredes laterales verticales ( Nums. 9 y 11, Figs.. 2 y 2b, Pag. 2/16), con las características que se mencionaron en la descripción de la Figura 2 ( Pag. 5) este tipo de canal se usa preferentemente cuando el canal tiene la forma de una espiral concéntrica rectangular descendente, como es el caso de los cortes transversales del evaporador modular que se muestran en las figuras 18 (Pag. 15/16) y 19 (Pag. 16/16). El tercer tipo de canal se muestra en las figuras 3 y 3b (Pag. 3/16), donde se aprecia que este canal esta formado por tres partes que son: el fondo cónico formado por la intersección de dos secciones rectas inclinadas ( Nurtis. 16 y 19, Fig. 3, Pag. 1/16) y las dos paredes rectas verticales ( Nums. 15 y 17, Fig. 3, Pag. 1/16) con las características vistas en la descripción de la Fig. 3 ( Pag. 6). Considerando la colocación relativa de cada uno de los módulos dentro del aparato de arriba hacia abajo, las principales secuencias de colocación son cuatro La primera secuencia (Fig.
16; Pag. 13/16 y Fig. 18; Pag. 15/16) será cuando el aparato comienza con un evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica descendente de la periferia al centro, (Nums. 56 y 57; Fig. 16; Pag. 13/16 o Nums. 76 y 77 ;
Fig. 18; Pag. 15/16) seguido por un evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica descendente del centro a la periferia (Nums. 58 y
59; Fig.16; Pag. 13/16 o Nums. 76 y 77; Fig. 18; Pag. 15/16) y así sucesivamente, terminando el aparato con un ultimo modulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica descendente de la periferia al centro tal como se muestra en las figuras 16 y 18 ( Pags. 13/16 y 15/16). Los evaporadores modulares mostrados en las figuras 16 y 18 (Pags. 13/16 y 15/16) tienen la misma secuencia, la diferencia es que la figura 16 (Pag. 13/16) corresponde a un evaporador modular formado por evaporadores básicos con superficie calórica en forma de espiral descendente circular y con canal abierto del tipo de sección rectangular con fondo circular por lo que este aparato externamente tendrá la forma de un ciündro circular recto con base circular de menor tamaño que la altura y la figura 18 (Pag. 15/16) nos ilustra un evaporador modular formado por evaporadores básicos con superficie calórica en forma de espiral descendente rectangular y con canal abierto del tipo de sección rectangular con fondo plano por lo que este aparato externamente presentará la forma de un paralepipedo rectangular recto, con base cuadrada o rectangular de menor tamaño que la altura. La segunda secuencia ( Figs. 17 y 19; Pags. 14/16 y 16/16) será cuando el evaporador modular comienza con un módulo o evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica descendente del centro a la periferia (Nums. 66 y 67 ; Fig. 17; Pag. 14/16 o Nums. 86 y 87; Fig. 19; Pag. 16/16) seguido de un modulo o evaporador básico con una superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica descendente de la periferia al centro ( Nums. 68 y 69; Fig. 17; Pag. 14/16 o Nums. 88 y 89; Fig. 19; Pag. 16/16) y así sucesivamente, siendo el ultimo modulo un evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica descendente de la periferia al centro ( Nums. 68 y 69; Fig. 17; Pag. 14/16 o Nums. 88 y 89; Fig. 19; Pag. 16/16). Los evaporadores modulares mostrados en las figuras 17 y 19 (Pags. 14/16 y 16/16) tienen a misma secuencia, la diferencia es que la figura 17 (Pag. 14/16) corresponde a un evaporador modular formado por evaporadores básicos con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral circular con canal del tipo de sección rectangular y fondo circular por lo que este aparato externamente presentara la forma de un cüindro circular recto con base circular de menor tamaño que la altura. La figura 19 (Pag. 16/16) corresponde a un evaporador modular formado por evaporadores básicos cuya superficie calórica está formada por un canal descendente en forma de espiral concéntrica rectangular y con canal abierto del tipo de sección rectangular y fondo plano por lo que este aparato presentara externamente la forma de un paralepipedo rectangular recto con base cuadrada o rectangular y de mayor altura que la base. La tercera secuencia será cuando el evaporador modular comienza con un módulo o evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica descendente de la periferia al centro seguido de un modulo o evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica del centro a la periferia y así sucesivamente siendo el último módulo un evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica descendente del centro a la periferia. La cuarta secuencia será cuando el evaporador modular comienza con un módulo o evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica descendente del centro a la periferia seguido de un modulo o evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma una espiral concéntrica descendente de la periferia al centro, siendo el ultimo módulo un evaporador básico con superficie calórica formada por un canal en forma de una espiral concéntrica descendente del centro a la periferia.
FUNCIONAMIENTO Y USOS DEL EVAPORADOR CON SUPERFICIE CALÓRICA FORMADA POR UN CANAL DESCENDENTE EN FORMA DE ESPIRAL CONCÉNTRICO. Él evaporador con superficie calórica formada por un canal descendente en forma de espiral concéntrico es un evaporador modular de uso general ( Figs. 16, 17, 18 y 19; Pags. 13/16, 14/16, 15/16 y 16/16), siendo sus principales apücaciones las cuatro siguientes: (a) Usarlo para incrementar la concentración de una solución o suspención evaporando parte del üquido solvente o düuyente, refiriéndonos como ejemplo al evaporador modular mostrado en la figura 16 ( Pag. 13/16), el aparato funciona de la siguiente manera: el evaporador modular recibe la solución en proceso, que es un üquido que contiene cierta cantidad de substancias no volátiles disueltas en el mismo, por la entrada de alimentación de líquido (Núm. 60, Fig. 16, Pag. 13/16) del primer modulo evaporador básico colocada en la parte superior del aparato donde comienza el canal
(Núm. 14; Fig. 6; Pag. 5/16) descendente que constituye la superficie calórica de la calandria (Num. 57, Fig. 16, Pag. 13/16) y el calor necesario para el proceso se aumenta por la entrada de vapor de la primera calandria (Núm. 61, Fig. 16, Pag. 13/16) esta aumentación puede ser usualmente vapor de agua a presión o algún fluido lo suficientemente caüente; debido al calentamiento parte del líquido en proceso se transforma en vapor y es aumentado a la calandria del siguiente módulo evaporador básico (Núm 59; Fig. 16; Pag. 13/16) por la entrada de vapor (Nüm. 28, Fig. 9, Pag. 8/16), donde al calentar esta calandria se transforma en agua condensada que sale por la saüda de condensados de este segundo modulo evaporador básico (Núm. 64; Fig. 16; Pag. 13/16 ó Nüm. 22, Fig. 9, Pag. 8/16) mientras que el resto de la solución continua fluyendo hacia abajo en forma de una peücula delgada y Uega al punto donde termina el canal ( Num. 13; Fig. 6; Pag. 5/16) de la superficie calórica de la calandria ( Nüm. 57; Fig. 16; Pag. 13/16) del primer modulo evaporador básico pasando a través de la saüda de solución concentrada al segundo módulo donde se alimenta al canal (Num. 27, Fig. 9, Pag. 8/16) que constituye la superficie calórica de la calandria (Num. 59; Fig. 16; Pag.13/16) de este módulo, la cual fue calentada por el vapor producido en el primer modulo y nuevamente parte del Uquido en proceso es convertido en vapor que se alimenta a la calandria ( Núm. 57; Fig. 16; Pag. 13/16) del tercer modulo evaporador básico por sus entradas de vapor ( Nüm. 8; Fig. 6, Pag. 5/16), calentando esta calandria y transformándose en agua condensada que sale del equipo por la saüda de condensados (Nüm. 12; Fig. 6; Pag. 5/16) del tercer evaporador básico (Nüm 64, Fig. 16, Pag. 13/16), mientras que el resto de la solución continua fluyendo hacia abajo en forma de una peücula delgada llegando al punto donde termina el canal (Nüm. 25; Fig. 9, Pag. 8/16) de la superficie calórica de la calandria ( Num. 59; Fig. 16; Pag. 13/16 )del segundo modulo evaporador básico y pasando a través de la salida de solución concentrada al tercer módulo donde se aumenta al canal ( Núm. 14, Fig. 6, Pag. 5/16 ) que constituye la superficie calórica de la calandria (Num. 57; Fig. 16; Pag. 13/16) de este módulo, repitiéndose de esta manera este ciclo de calentamiento - evaporación tantas veces cómo módulos evaporadores básicos tenga el evaporador modular, dando como resultado final que el volumen de la solución concentrada que sale a través de la salida de solución concentrada del ultimo modulo evaporador básico ( Núm. 62, Fig. 16, Pag. 13/16) colocado en la parte inferior del aparato sea menor que el volumen aumentado en la entrada de aumentación del primer modulo
(Núm. 60, Fig. 16, Pag. 13/16), pero la cantidad de substancia no volátü que esta disuelta en la solución concentrada es la misma que se alimentó en el primer modulo, siendo la concentración el resultado de dividir la cantidad de substancias no volátües entre el volumen de la solución, tenemos que se puede incrementar la concentración de una solución hasta su punto de saturación, por medio del evaporador modular, püdiendo usarse este aparato por ejemplo: para incrementar la concentración de sólidos en jugos de frutas o jugo de plantas o soluciones salinas; (b) Otro de los usos de este evaporador modular es utilizarlo para purificar un üquido por evaporación y posterior condensación; este es el caso cuando se alimenta al evaporador modular una solución formada por un líquido que contiene una cierta cantidad de substancias no volátiles como impurezas y se trata de obtener el liquido düuyente libre de impurezas, el funcionamiento del aparato es el mismo descrito anteriormente y lo que se hace es separar los condensados producidos Ubres de substancias no volátiles disueltas, considerando la solución concentrada que sale del ultimo módulo como un subproducto, pudiendo usarse el aparato por ejemplo: para la obtención de agua condensada baja en sales disueltas; ( c) Otro de los usos de este evaporador modular es utiüzarlo para enfriar un liquido o solución caliente actuando como un evaporador condensador adiabático, en este caso, el evaporador modular recibe la solución caüente en proceso, por la entrada de alimentación de üquido del primer modulo evaporador básico (Num. 60, Fig. 16, Pag. 13/16 ) colocado en la parte superior del aparato, sin ninguna alimentación de calor en la entrada de vapor de la primera calandria ( Num. 61, Fig. 16, Pag. 13/16); debido a su propio calentamiento parte del líquido en proceso se transforma en vapor que es aumentado a la calandria ( Núm. 59; Fig. 16; Pag. 13/16) del siguiente módulo evaporador básico donde caüenta esta calandria y se transforma en agua condensada que sale por la saüda de condensados de este segundo modulo evaporador básico ( Núm. 64, Fig. 16, Pag. 13/16 ), mientras que el resto de la solución continua fluyendo hacia abajo en forma de una peücula delgada llegando al punto donde termina el canal ( Nüm. 13; Fig. 6; Pag. 5/16 ) de la superficie calórica de la calandria ( Num. 57; Fig. 16; Pag. 13/16 ) del primer modulo evaporador básico, pasando a través de la saüda de solución concentrada al segundo módulo donde se aumenta al canal (Nüm. 27, Fig. 9, Pag. 8/16 ) que constituye la superficie calórica de la calandria ( Núm. 59; Fig. 16; Pag. 13/16) de este módulo que está calentada por el vapor producido en el primer modulo y nuevamente parte del üquido en proceso es convertido en vapor que se alimenta a la calandria (Nüm. 57; Fig. 16; Pag. 13/16) del tercer modulo evaporador básico por las entradas de vapor ((Nüm. 8, Fig. 6, Pag. 5/16 ) calentando esta calandria y transformándose en agua condensada que sale del equipo por la salida de 5 condensados (Núm. 12, Fig. 6, Pag. 5/16) del tercer evaporador básico, mientras que el resto de la solución continua fluyendo hacia abajo en forma de una película delgada Uegando al punto donde termina el canal ( Nüm. 25; Fig. 9; Pag. 8/16) de la superficie calórica de la calandria ( Num. 59; Fig. 16; Pag. 13/16) del segundo modulo evaporador básico pasando a través de la saüda de solución concentrada al tercer módulo donde se alimenta al canal 0 (Num. 13; Fig. 6; Pag. 5/16) que constituye la superficie calórica de la calandria ( Nüm. 57; Fig. 16; Pag. 13/16) de este módulo, repitiéndose de esta manera el ciclo de calentamiento - evaporación tantas veces como módulos evaporadores básicos tenga el evaporador modular, como en cada ciclo evaporación - condensación la temperatura tanto de la solución alimentada en el primer modulo, como de los condensados producidos disminuye, tendremos 5 como resultado neto que tanto la temperatura de los condensados como la temperatura de la solución concentrada que sale del ultimo modulo será menor que la aumentada en el primer modulo, pudiendo usarse este condensador modular por ejemplo: para enfriar las aguas calientes producidas durante un proceso, y poder volverlas a usar o descargarlas al afluente de agua a baja temperatura; (d) Otro de los usos encontrados para el evaporador modular es 0 para procesar una suspención sobresaturada de cristales en sus aguas madres e incrementar el tamaño de los cristales hasta el tamaño requerido por el proceso actuando como un evaporador cristaüzador continuo, para este caso es necesario aumentar simultáneamente la suspención sobresaturada de cristales en sus aguas madres o magma por la entrada de üquido del evaporador modular ( Núm. 60, Fig. 16, Pag. 13/16) y una solución saturada de la misma
25 substancia que contienen los cristales en el canal (Núm. 13; Fig. 6; Pag. 5/16) que constituye la superficie calórica de la calandria ( Núm. 57; Fig. 16; Pag. 13/16) del primer módulo evaporador básico, por lo que se debe colocar una entrada de alimentación suplementaria para esta solución concentrada tanto en el primer módulo del aparato como en cada uno de los siguientes módulos y entradas suplementarias de vapor en cada calandria (Nüm. 57; Fig.
•ZQ 16; Pag. 13/16) de los módulos evaporadores básicos de la periferia al centro, en el codo de 90° inferior de la tuberia acoplada a las entradas de vapor ( Nüm. 8; Fig. 6; Pag. 5/16), tanto estas entradas suplementarias de vapor como las entradas suplementarias de solución concentrada, están controladas por válvulas manuales o automatizadas con objeto de mantener durante todo el proceso el nivel de sobresaturación requerido para que los cristales aumente de tamaño en forma continua, por ejemplo: puede utilizarse en esta forma el evaporador modular para incrementar el tamaño de cristales de sacarosa en la industria azucarera.
CAPACIDAD DEL EQUIPO.- Las dimensiones del evaporador modular dependerán de la capacidad de trabajo de diseño, considerándose que la capacidad de trabajo de diseño o capacidad de trabajo normal será cuando el canal de entrada del üquido o solución a evaporar del primer evaporador básico colocado de arriba a abajo este Ueno hasta la mitad de su altura con el üquido o solución a evaporar, de las dimensiones del canal abierto descendente que puede tener un ancho desde 0.01 Mt. hasta 0.500 Mt., del gradiente hidráuüco o incünación del canal requerida que se expresa en Mt. x Mt. y que puede ser desde 0.01 Mt. x Mt. hasta 0.60 Mt. x Mt.; de la forma del espiral que puede ser circular concéntrico 0 rectangular concéntrico, del área de interfase, del área de la superficie calórica requerida, de las características especificas del üquido o solución a evaporar, de la caüdad y cantidad de vapor o fluido de calentamiento y de los requerimientos del proceso, pudiendo construirse evaporadores modulares con capacidades desde 0.010 Toneladas por hora hasta 1000 Toneladas por hora o más.
MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN. El material de construcción del evaporador depende de la naturaleza del líquido o de la solución a evaporar; de la presión del vapor o fluido aumentado para el calentamiento; de la resistencia mecánica que se requiera; de la temperatura de trabajo, etc. y puede ser : acero al carbón, acero inoxidable , acero vidriado, fierro, cobre, bronce, aluminio, material cerámico, vidrio pyrex, plástico, resina, etc.
ÁREA DE INTERFASE.- El área de la interfase üquido-gas es la superficie del Uquido en contacto con el aire y su tamaño se calcula en cada calandria multipücando el largo del canal abierto por el ancho del mismo y la suma de todas las áreas de interfase de las calandrias de los evaporadores básicos que lo integran, nos da el área de interfase total del evaporador. ÁREA DE LA SUPERFICIE CALÓRICA.- El área de la superficie calórica de cada calandria de los evaporadores básicos depende del largo del canal descendente, de acuerdo al numero de espirales por etapa, multipücado por el radio hidráuüca o perímetro mojado. El número de espirales por etapa dependerá del ancho del canal descendente, del diámetro o dimensiones del aparato y del diámetro del tubo central o dimensiones del ducto central. El área total de la superficie calórica del evaporador será igual a la suma de las áreas de las superficies calóricas de todas las calandrias de los evaporadores básicos que lo integran.
CONSTRUCCIÓN DEL EVAPORADOR. Las dimensiones y el arreglo general del evaporador varían de acuerdo a la capacidad de diseño o cantidad de solución o líquido a procesar y con la naturaleza y características de la misma solución o líquido; con la presión y caüdad del fluido utilizado en el calentamiento y con algunos otros factores propios del diseño del equipo o del proceso; por consiguiente se hace un estudio de cada caso y de acuerdo con los resultados se hace el diseño y planos de ingeniería de detaüe para proceder a la construcción del evaporador, como generalmente se trata de una construcción metálica, esta se realiza en un taller mecánico de paUeria con capacidad para realizar los trabajos requeridos de corte, doblez, rolado, soldadura de laminas metáücas y fontanería; generalmente la tapa de la calandria o superficie calórica es fabricada por alguna empresa especiaüzada en estampado, rechazado, extracción o troquelado metáüco; en la siguiente descripción que se da como ejemplo de la construcción de un evaporador, los criterios de construcción, datos o dimensiones que se mencionan corresponden a un evaporador modular diseñado con una capacidad para procesar 300 toneladas por hora de una solución de jugo de caña clarificado de 16° Brix , con 98° C de temperatura y producir 77 toneladas por hora de solución concentrada a 62° Brix y 58° C. de temperatura ; Aumentando 25.5 toneladas por hora de vapor saturado a 1.5106 Kg./Cm. Cuadrado de presión y 112° C de temperatura a la calandria del primer evaporado básico y entregando en la salida de vapor del ultimo modulo o evaporado básico 27 Ton. Hr. de vapor producido a 0.1850 Kg./ Cm. Cuadrado de presión y 58° C. a un condensador general. Diámetro del evaporador: 6 Mt. (236"); Diámetro del tubo central 0.61 Mt. (24"); Altura total del evaporador: 26.50 Mt.; gradiente hidráulico de 0.015 Mt. x Mt.; Número de unidades básicas: 9; Primer módulo o evaporador básico: Longitud del canal 125 Mt., área de evaporación: 30 Mt. Cuadrados, ancho del canal : 0.254 Mt. (10"); Se considera como material de construcción para las secciones del cuerpo y las calandrias acero al carbón con la excepción de las superficies calóricas que esta construidas de lámina de acero inoxidable extruida o estampada con tipo de canal de sección rectangular con fondo circular ( Fig. 1 y Ib, pag. 1/16); con el sentido del flujo del líquido de izquierda a derecha , descendiendo en forma de espiral circular concéntrica, con una colocación relativa de los módulos o evaporadores básicos según la primera secuencia ( Fig. 16, Pag. 13/16) de multietapas al vacío. Por la forma y dimensiones del evaporador y su constitución este equipo es auto soportable y está montado en una base estructural construida exprofeso que además de tener la resistencia mecánica necesaria, permita el libre acceso para efectuar labores de operación o mantenimiento en el fondo de la calandria del ultimo modulo y en las tuberías de salida de solución concentrada y vapor producido hacia el condensador. Como puede observarse en la figura 16 ( Pag. 13/16), la construcción del evaporador comienza de abajo hacia arriba con un evaporador básico de la periferia al centro al cual se le acopla en la parte superior del cuerpo un evaporador básico del centro a la periferia y sobre de este va acoplado un evaporador básico de la periferia al centro y así sucesivamente hasta Uegar a nueve módulos, acoplándose sobre el ultimo modulo la tapa del evaporador (Nüm. 55, Fig. 16, Pag. 13/16). Los módulos evaporadores básicos necesarios se construyen cada uno en cuatro partes independientes que son: la base de la calandria , la tapa de la calandria, el tubo central y el cuerpo y posteriormente se van armando según la secuencia elegida, en este caso dado como ejemplo, tendremos que construir cinco evaporadores básicos periferia al centro ( Figs. 6, 7 , 8. Pags. 5/16, 6/16, 7/16 y Figs. 12 y 13. Pag. 11/16) y cuatro evaporadores básicos del centro a la periferia ( Figs. 9, 10, 11. Pags. 8/16, 9/16, 10/16 y Figs. 14 y 15. Pag. 12/16.) y por tratarse de la primera secuencia ( Fig. 16, Pag. 13/16), comenzar la construcción de este evaporador, de abajo hacia arriba, colocando sobre la base estructural la calandria de un evaporador básico periferia al centro y continuar según esta indicado en la secuencia elegida (Fig. 16. Pag. 13/16).
CONSTRUCCIÓN DE LA CALANDRIA DEL EVAPORADOR BÁSICO PERIFERIA AL CENTRO.( Figuras 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16).- Según se muestra en la Vista de Planta (Fig. 6. Pag. 5/16), en la Vista de corte transversal (Fig. 7. Pag. 6/16) y en la Vista del ensamble (Fig. 8. Pag. 7/16), La calandria Periferia al Centro esta formada por la pared exterior (Núm. 7. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), la tapa inferior o fondo de la calandria ( Num. 10. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), la pared interior ( Num. 9. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), los soportes separadores ( Num. 6, Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), la superficie calórica o tapa superior de la calandria (Num. 5. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), los retenes superiores ( Num. 4. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), el soporte del tubo central (Num. 3. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) y el tubo central (Num.
1. Pags. 5/16, 6/16 y 7 /l 6), tiene además las conexiones para las entradas de vapor (Num. 8.
5 Pags.5/16, 6/16 y 7/16), saüda de condensados ( Num. 12. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), saüda de gases incondensables (Num. 11. Pags.5/16, 6/16 y 7/16), salida de vapor producido ( Num.
15. Pags.5/16, 6/16 y 7/16), entrada de solución dUuida ( Num. 14. Pags.5/16, 6/16 y 7/16) y salida de solución concentrada ( Num. 13, Pags. 5/16, 6/16 y 7 /16).
PARED EXTERIOR . La pared exterior de la calandria , marcada con el número 7 en las 0 figuras 6, 7 y 8 (Pags. 5/16,6/16 y 7/16), esta formada por tres partes que son: 7a, 7b y 7c (Fig. 8, Pag.7/16). La parte 7a es un cilindro vertical de diámetro interior igual al cuerpo del evaporador y con una altura que depende del diámetro de las tuberías de aumentación de vapor, Num. 8 (Figs. 6, 7 y 8 , Pags: 5/16, 6/16 y 7/16), por ejemplo: en este caso requerimos entradas de vapor de 8" de diámetro, por lo que la altura de esta parte será τ_ aproximadamente de 24" (0.60 Mt.) mínimo, el espesor del material laminado, dependerá de las condiciones de trabajo, principalmente de la presión del vapor utiüzado en el calentamiento, por ejemplo: si consideramos utilizar para el calentamiento vapor con una presión de 1.0 Kg. /Cm. Cuadrado a 2.5 Kg./Cm. Cuadrado (15 a 35 übras por pulgada cuadrada), debemos considerar lamina de acero al carbón de Vz " de espesor mínimo.
20 Además dependiendo de la altura del evaporador y de la posición del evaporador básico en el conjunto, se considerará incrementar este espesor con objeto de darle la resistencia mecánica necesaria. Por la parte inferior, este cilindro está soldado y cartaboneado convenientemente a la parte media de una brida plana horizontal de 10" de ancho mínimo y de V " de espesor, marcado como 7c ( Fig. 8. Pag. 7/16), el diámetro medio de esta brida es igual al diámetro
25 medio del cuerpo del evaporador , de tal manera que quede un borde hacia la parte exterior de aproximadamente 4 3A " de ancho mínimo y un borde hacia la parte interior de aproximadamente 4 3λ " mínimo; en la parte media del borde exterior, distribuidos simétricamente lleva minimo 24 perforaciones redondas con objeto de pasar a través de eüas los tomülos de acoplamiento por la parte exterior con la sección del cuerpo del evaporador
30 centro a la periferia ( Num. 40C. Fig.15. Pag. 12/16). Enmedio de estas dos partes lleva una junta de material apropiado para hacer hermética esta unión. El borde interior de la parte 7c (Fig. 8. Pag.7/16) es liso con objeto de soldarle apropiadamente la tapa inferior de la calandria (Num. 10. Fig. 8. Pag. 7/16). Por la parte superior el ciündro denominado 7a (Fig. 8.
Pag. 7/16), esta soldado y cartaboneado a una brida plana horizontal de 10" de ancho mínimo y de VA" de espesor, marcado como 7b (Fig. 8. Pag. 7/16) , el diámetro medio de esta brida es igual al diámetro medio del cuerpo del evaporador , de tal manera que quede un borde hacia la parte exterior de aproximadamente 4 % " de ancho mínimo y un borde hacia la parte interior de aproximadamente 4 %" de ancho mínimo, en la parte media del borde exterior, distribuidos simétricamente, lleva perforaciones redondas, mínimo 24 perforaciones, con objeto de pasar a través de eUas los tornülos de acoplamiento por la parte exterior con la superficie calórica (Num. 5. Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) y con la sección del cueφO del evaporador básico periferia al centro ( Num. 30C. Fig. 13. Pag.11/16). En la parte media superior del borde interior, distribuidas simétricamente Ueva soldadas o atorniUadas unas espigas con cuerdas de tornillo o birlos, 24 mínimo, del largo necesario para acoplarse por la parte interior con la superficie calórica (Num. 5. Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) y la sección del cueφO del evaporador periferia al centro (Nüm.30C. Fig. 13. Pag. 11/16 ) por medio de una tuercas. En estos acoplamientos lleva juntas de material apropiado (Nums.2e y 2d. Fig. 8. Pag.7/16) para hacer herméticas las uniones. TAPA INFERIOR DE LA CALANDRIA .- La tapa inferior de la calandria, marcada con el número 10 (Figs. 7 y 8. Pags. 6/16 y 7/16), en este ejemplo, está fabricada en lámina de acero al carbón de V " mínimo de espesor, cortada y soldada a las medidas requeridas, tiene la forma de un cono truncado invertido, con un borde plano horizontal de 4 Vz " mínimo de ancho a todo lo largo de la circunferencia de la base mayor, el diámetro de la base mayor del cono truncado será aproximadamente 9 VA " menor que el diámetro del cueφo del evaporador. La inclinación de la pared cónica será igual a la de la superficie calórica ( Nüm. 5. Fig. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7!6) que estará determinada por el gradiente hidráuüco requerido. La pared cónica de la tapa inferior de la calandria ((Num. 10. Figs. 7 y 8. Pags. 6/16 y 7/16) termina en la circunferencia correspondiente a la base menor del cono truncado, cuyo diámetro será igual al diámetro interior de la parte marcada como 9a (Fig. 8. Pag.7/16) que forma parte de la pared interior de la calandria a la cual va soldada y cartaboneada. PARED INTERIOR. - La pared interior de la calandria , marcada con el número 9 (Figs. 7 y 8. Pags. 6/16 y 7/16), está integrada por cuatro partes que son: 9a, 9b, 9c y 9d (Fig. 8. Pag.7/16); construidas de lamina de acero al carbón de Vz " mínimo de espesor, cortadas y soldadas de acuerdo a las medidas requeridas; la parte 9a (Fig. 8. Pag.7/16) es un ciündro metáüco vertical con un diámetro por lo menos 6 " mayor que el diámetro de la parte marcada como 9c (Fig. 8. Pag.7/16), la altura de esta parte depende del diámetro de los copies soldados (Num. 12. Fig. 8. Pag.7/16) para los tubos de salida de condensados, que a su vez dependen de la cantidad de condensados producidos en la calandria; por ejemplo: si los copies son de un diámetro de 6" , la altura mínima debe ser el doble o sea 12", el número de copies depende también de la cantidad de condensados, mínimo dos y están colocados diametralmente opuestos, estas tuberías de saüda de condensados posteriormente atraviesan la pared de la sección del cueφo centro periferia ( Fig. 14 y 15. Pag. 12/16 ) y van al deposito almacénador de agua de condensados, además a la parte 9a (Fig. 8. Pag. 7/16) le atraviesan las tuberías para la salida de gases incondensables ( Num.l 1. Fig. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) , en este caso son tuberías de Vzn de diámetro que posteriormente atraviesan también la pared de la sección del cueφo centro periferia ( Num. 40b. Fig. 14 y 15. Pag. 12/16) y van a la atmósfera o al condensador general. Esta parte 9a (Fig.8. Pag.7/16) está soldada y cartaboneada por la parte superior al borde de la tapa inferior de la calandria (Num.10. Fig. 8. Pag. 7/16) y por la parte inferior esta soldada y cartaboneada al borde exterior de la pieza marcada como 9b (Fig. 8. Pag. 7/16) que es una brida plana horizontal de lamina de Vz " de espesor, con un ancho mínimo de 6", esta pieza está soldada y cartaboneada a la pieza 9c (Fig. 8. Pag. 7/16) que es un ciündro vertical de diámetro interior 1/8" mayor que el diámetro exterior del tubo central (Num.1. Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), en este ejemplo el diámetro de esta pieza seria 24 VA " y cuya altura está determinada por el gradiente hidráulico de la superficie calórica, en el ejemplo tiene una altura mínima de 1.0 mt.; el ciündro 9c (Fig. 8. Pag.7/16) tiene soldado y cartaboneado a su parte superior la pieza 9d (Fig. 8. Pag. 7/16) que es una brida plana horizontal de Vz " de espesor, de 5 " de ancho , con un diámetro interior igual al diámetro de la pieza 9c (Fig. 8. Pag.7/16) a la cual está soldada y cartaboneada. En el diámetro medio del borde formado por esta brida, en la parte superior, tiene soldadas o atorniUadas y distribuidas simétricamente unas espigas con cuerdas de tornillo o birlos, 24 mínimo, del largo necesario para acoplar la superficie calórica (Num. 5. Figs, 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) y el soporte del tubo central ( Num. 3. Figs. 7 y 8. Pags. 6/16 y 7/16) por medio de tuercas. En estos acoplamientos Ueva juntas de material conveniente (2c y 2b. Fig. 8. Pag.7/16) con objeto de hacer dichas uniones herméticas. Por la parte inferior, este mismo borde tiene soldados los soportes del recolector de gases incondensables, pieza marcada como 11 (Fig. 8. Pag. 7/16) que es un tubo de V " de diámetro nominal en forma de un anillo con perforaciones, este tubo tiene un diámetro 3" mas grande que el diámetro medio de la pieza 9c y que esta conectado con las tuberías de saüda de gases incondensables, mínimo dos, que están simétricamente distribuidas.
SOPORTES SEPARADORES.- Los soportes separadores, marcados con el número 6 (Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), están fabricados de lamina de acero al carbón de Vz " de espesor, son unas piezas en forma de T, formada por la pieza 6a y 6b ( Fig. 8. Pag.7/16). La pieza 6a (Fig. 8. Pga. 7/16), es una placa plana de 4 " de ancho mínimo y de Vz " de espesor mínimo , con el largo necesario para ser soldada a todo su ancho por una parte a pared exterior de la calandria en la pieza 7a (Fig. 8. Pga.7/16) y por la otra parte a la pared interior de la calandria en la pieza 9c (Fig. 8. Pga. 7/16), a todo lo largo en la parte media por la parte inferior esta soldada y cartaboneada a la pieza 6 b ( Fig. 8. Pga. 7/16), la pieza 6b (Fig. 8. Pga. 7/16) constituye el eje de la T, es una placa plana vertical de un espesor de Vz " con una altura que está determinada por el gradiente hidrauüco de la superficie calórica y por la altura de la pieza 7a (Fig. 8. Pga. 7/16), con orificios en su superficie vertical en la cantidad suficiente para permitir el paso del vapor, está también soldada y cartaboneada a todo lo largo por su parte inferior con la pared cónica del fondo de la calandria ( Num. 10. Fig. 8. Pga. 7/16 ), en uno de sus extremos esta soldada a todo lo ancho a la parte 7a ( Fig. 8. Pag. 7/16) de la pared exterior y por el otro extremo esta también soldada a todo lo ancho con la parte 9c ( Fig. 8. Pag. 7/16) de la pared interior de la calandria. La parte superior del soporte separador, pieza 6a ( Fig. 8. Pag.7/16), es una superficie plana que va a servir de soporte a la superficie calórica , el numero mínimo de soportes separadores en este ejemplo es de 6 distribuidos simétricamente a 60° cada utto del otro.
SUPERFICIE CALÓRICA.- La superficie calórica ( Num. 5. Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16), constituye también la tapa superior de la calandria, esta construida en una sola pieza, es una lámina de material de espesor determinado por la presión del vapor o fluido utilizado para el calentamiento; dependiendo del diámetro del evaporador, la superficie calórica pude ser construida en una sola lámina de material moldeado, extruido o rechazado con la forma del canal o por varias piezas de lamina moldeada, extruida o rechazada soldadas entre si de manera que formen una sola pieza de la forma y dimensiones requeridas; en este caso vamos a considerar una lamina de acero inoxidable con un espesor de 4.763 mm ( 3/16 " o 0.1875 ") moldeada, extruida o rechazada con la forma del canal abierto de fondo circular descendente en espiral de la periferia a la parte central , donde termina en el conducto ( Num. 13. Figs. 6 y 7. Pags. 5/16 y 6/16) especialmente diseñado que permite el paso del üquido en forma tangencial hacia la siguiente calandria . La superficie calórica tiene la forma de un cono truncado invertido con un borde plano horizontal a todo lo largo de la circunferencia de la base mayor, el diámetro exterior de este borde plano es igual al diámetro exterior de la pieza 7b ( Fig. 8. Pag 7/16), el ancho de este borde es 1/2" mayor que el ancho de la pieza 7b ( Fig.
8. Pag. 7/16) y por consiguiente; el diámetro de la base mayor del cono es igual al diámetro interior de 7b ( Fig.8. Pag. 7/16) menos 1", este borde Ueva en la parte exterior los agujeros para pasar los tornülos de acoplamiento de igual manera que la pieza 7b ( Fig. 8. Pag. 7/16) y en la parte interior los agujeros para pasar las espigas de torniUo de acoplamiento correspondientes, la incünación de la parte cónica estará determinada por el gradiente hidráulico requerido, esta parte cónica termina también en un borde plano horizontal cuyo diámetro mayor será 1" más grande que el diámetro exterior de la pieza 9c ( Fig. 8. Pga. 7/16), el ancho de este borde será igual al ancho de la pieza 9c ( Fig. 8. Pag. 7 /16) más la Vz " considerada, el diámetro menor de este borde será igual al diámetro interior de la pieza 9c ( Fig. 8. Pga. 7/16), este borde tiene agujeros para permitir el paso de las espigas de los tornillos de acoplamiento colocadas en la pieza 9d ( Fig. 8. Pga. 7/16). RETENES SUPERIORES.- Los retenes superiores son unas piezas fabricadas de acero al carbón de Vz " de espesor en forma de una T invertida integrada por dos partes, la marcada como 4a ( Fig. 8. Pag. 7/16) es el eje de la T tiene un ancho mínimo de 4 " y el largo necesario para Uegar desde la pared de la sección del cueφo periferia al centro ( Parte 30b. Figs. 12 y 13. Pag. 11/16), hasta la pared del soporte del tubo central marcada como 3b (Fig. 8. Pag. 7/16), la parte 4a ( Fig. 8. Pag. 7/16) esta colocada verticalmente enmedio de dos soportes verticales marcados como 4c ( Fig. 8. Pag. 7/16 ó Num 33. Fig.13. Pag. 11/16) y fijada en su lugar por medio de un perno cónico pasado, por lo que en sus extremos la parte 4a (Fig. 8. Pag. 7/16) Ueva los correspondientes agujeros. La pieza 4b ( Fig. 8. Pag. 7/16) que forma los brazos de la T invertida tiene un espesor mínimo de Vz " un ancho mínimo de 4" y un largo igual a la distancia que exista entre el diámetro interior del borde inferior ( Num. 30c. Fig.13. Pag. 11/16) de la sección del cueφo periferia al centro (Fig. 12 y 13. Pag. 11/16) y el diámetro exterior del borde 3a (Fig. 8. Pag. 7/16) del soporte del tubo central. La pieza 4b ( Fig. 8. Pag. 7/16) está soldada a todo lo largo en su parte media con el borde inferior de la pieza 4a ( Fig. 8. Pag 7/16).; los retenes superiores descansan, por medio de la superficie plana inferior de la pieza 4b (Fig. 8. Pag. 7/16) sobre la superficie calórica y deben ser en este ejemplo como mínimo 6 retenes distribuidos simétricamente . SOPORTE GUÍA DEL TUBO CENTRAL.- El soporte guía del tubo central esta integrado por tres piezas soldadas entre si que son 3a, 3b y 3c ( Fig. 8. Pag. 7/16) ; La pieza 3a es una brida horizontal de Vz " de espesor mínimo, 5 " de ancho niínimo con un diámetro interior igual al diámetro interior de la pieza 9d ( Fig. 8. Pag. 7/16) , lleva en su parte media los agujeros, de diámetro apropiado, correspondientes para dar paso a las cuerdas de tornillo soldadas a la pieza 9d ( Fig. 8. Pga. 7 /16). Por la parte interior a todo lo largo de su circunferencia está soldado y cartaboneado a la pieza 3b (Fig. 8. Pag. 7 II 6). La pieza 3b ( Fig. 8. Pag. 7/16) es un ciündro vertical de Vz " de espesor mínimo con la altura apropiada, que debe ser como mínimo dos veces la altura de la pieza 7a ( Fig. 8. Pag. 7/16) y un diámetro interior igual al de la pieza 9c (Fig. 8. Pag. 7/16), esta soldado y cartaboneado por su parte inferior con la pieza 3a ( Fig. 8. Pga. 7/16) y por la parte superior con la pieza 3c (Fig. 8. Pga. 7 /16). La pieza 3c ( Fig. 8. Pga. 7/16) es una brida horizontal de Vz " de espesor mínimo, 5 " de ancho mínimo y un diámetro interior igual al diámetro de la pieza 9c ( Fig. 8. Pga. 7/16), lleva en su parte media agujeros de diámetro apropiado, distribuidos simétricamente , para permitir el paso de los torniUos de acoplamiento al tubo central. En las uniones se utilizan juntas (Num 2. Figs. 7 y 8. Pags. 6/16 y 7/16)) de material apropiado para hacerlas herméticas. TUBO CENTRAL. El tubo central ( Num. 1. Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) esta constituido por dos piezas que son la y Ib (Fig. 8. Pag. 7/16). La pieza la ( Fig. 8. Pag. 7/16) es el tubo central de Vz " de espesor mínimo y del diámetro correspondiente al vapor que se calcula desalojar, en este ejemplo 24", la altura de este tubo debe ser la necesaria para que, acoplado al soporte del tubo central (Num. 3. Fig. 8. Pag. 7 /l 6), llegue a apoyarse por la paite inferior en la parte central de la tapa inferior de la calandria (Num. 23. Figs. 10 y 11. Pags. 9/16 y 10/16) del evaporador básico Centro a la Periferia ( Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), este tubo tiene en la parte inferior, tomando como centro una distancia de 4" a partir del borde inferior, como mínimo 4 agujeros de 6" de diámetro mínimo ( Num. le. Fig. 8. Pag. 7 /l 6) distribuidos simétricamente, para permitir el paso del vapor producido a la calandria del evaporador básico del Centro a la Periferia (Figs 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16). La pieza Ib ( Fig. 8. Pag.7/16) es una brida horizontal de Vz " de espesor mínimo, 5 " de ancho mínimo y un diámetro interior igual al diámetro exterior del tubo central, esta colocado a una distancia mínima de 1.0 Mt. del borde superior del tubo central, soldada y cartaboneada a todo lo largo de su circunferencia interior con el tubo central y tiene en su parte media agujeros, de diámetro apropiado, correspondientes al paso de los tornillos de acoplamiento con la pieza 3c ( Fig. 8. Pag. 7/16).
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CONSTRUCCIÓN DE LA CALANDRIA DEL EVAPORADOR BÁSICO DEL CENTRO A
LA PERIFERIA.- Según se muestra en las figuras 9, 10, 11; Pags 8/16, 9/16 y 10/16, la calandria del evaporador básico del Centro a la Periferia está formada por la pared exterior (
Nüm 24. Fig. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), la tapa inferior o fondo de la calandria
1 (Num. 23. Fig. 9, 10, y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), la pared interior ( Num.19. Figs. 9, 10, 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), los soportes separadores (Num. 21. Fig. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), la superficie calórica o tapa superior de la calandria (Num. 20. Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), los retenes superiores (Num. 17. Fig. 10 y 11. Pags. 9/16 y 10/16), el soporte superior guía del tubo central (Num. 16. Fig. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16),
] c tiene además las conexiones para la entrada de vapor (Num. 28. Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), saüdas de condensados (Num. 22. Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), salidas de gases incondensables (Num. 26. Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), entrada de solución dUuida (Num. 27. Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) y saüda de solución concentrada (Num. 25. Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16).
20 PARED EXTERIOR . La pared exterior de la calandria , marcada con el número 24 en las figuras 9, 10 y 11. (Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), esta formada por tres partes que son: 24a, 24b y 24c. (Fig. 11. Pag.10/16). La parte 24b (Fig. 11. Pag. 10/16) es un ciündro vertical de diámetro interior igual al diámetro interior del cueφo del evaporador y con una altura que depende del gradiente hidráuüco y de la altura de la pieza 19b ( Fig. 11. Pag. 10/16) de modo
25 que permita la colocación de los copies para conectar la tubería de las saüdas de condensados , por ejemplo, si el diámetro de estas tuberías es de 4", la altura debe ser mínimo 12"; el espesor del material laminado, dependerá de las condiciones de trabajo, principalmente de la presión del vapor utUizado en el calentamiento, por ejemplo, si utiüzamos para el calentamiento vapor con una presión de 1.0 Kg./ Cm. Cuadrado a 2.5 Kg./ Cm. Cuadrado ( 15
30 a 35 übras por pulgada cuadrada), debemos considerar lamina de acero al carbón de V " de espesor mínimo. Por la parte inferior, este ciündro está soldado y cartaboneado Convenientemente a la parte media de una brida plana horizontal de 10" de ancho mínimo y de V " de espesor mínimo, marcado como 24c ( Fig. 11. Pag. 10/16), el diámetro medio de esta brida es igual al diámetro medio del cueφo del evaporador , de tal manera que quede un borde hacia la parte exterior de aproximadamente 4 VA " de ancho y con un borde hacia la parte interior de aproximadamente 4 VA "; simétricamente distribuidas en la parte media del borde exterior, lleva perforaciones redondas de diámetro apropiado, con objeto de pasar a través de ellas los tornillos de acoplamiento para la sección del cueφo del evaporador básico periferia al centro (Nüm. 30a. Fig. 12 y 13. Pag. 11/16). El borde interior es liso con objeto de soldarle la tapa inferior de la calandria (Nüm. 23 . Fig. 11. Pag. 10/16). Por la parte superior el ciündro denominado 24b ( Fig. 11. Pag.10/16) está soldado y cartaboneado a una brida plana horizontal de 10" de ancho mínimo y de VA " de espesor mínimo, marcado como 24a (Fig. 11. Pag. 10/16) , el diámetro medio de esta brida es igual al diámetro medio del cueφo del evaporador , de tal manera que quede un borde hacia la parte exterior de aproximadamente 4 VA " de ancho y un borde hacia la parte interior de aproximadamente 4 VA" , en la parte media del borde exterior, distribuidas simétricamente lleva mínimo 24 perforaciones redondas de diámetro apropiado, con objeto de pasar a través de ellas los tornülos de acoplamiento a la superficie calórica ( Nüm. 20. Fig. 11. Pag. 10/16) y a la sección del cueφo del evaporador básico centró a la periferia ( Num. 40c. Fig. 14 y 15, Pag. 12/16). En la parte media superior del borde interior, la parte 24a ( Fig.ll. Pag. 10/16) lleva distribuidas simétricamente soldadas o atorniUadas unas espigas con cuerdas de tornillo o birlos del largo necesario para acoplar la superficie calórica y la sección del cueφo del evaporador básico centro a la periferia (Núm. 40c. Figs. 14 y 15. Pag. 12/16), por medio de tuercas. En los acoplamientos Ueva juntas (Num.18. Fig. 10 y 11. Pag. 9/16 y 10/16) de material conveniente para hacer herméticos. En la parte inferior del borde interior de la brida 24a (Fig.ll. Pag 10/16) se encuentra soportado el recolector de gases incondensables, que es un anUlo de tubo de Vz" de diámetro con perforaciones que está conectado a las salidas de gases incondensables , marcadas como Nüm. 26 ( Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), que atraviesan la pared exterior 24b ( Fig. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) y van a la atmósfera o al condensador general, el diámetro del anulo recolector de gases incondensables es aproximadamente 3" menor que el diámetro interior de la parte 24b (Fig. 11. Pag. 10/16). TAPA INFERIOR DE LA CALANDRIA .- La tapa inferior de la calandria, marcada con el número 23 (Figs. 10 y 11. Pags. 9/16 y 10/16), está fabricada en lámina de acero al carbón de Vz " de espesor mínimo, cortada y soldada a las medidas requeridas, tiene la forma de un cono truncado, con un borde plano horizontal de 4 Vz" de ancho mínimo a todo lo largo de la circunferencia de la base mayor, el diámetro de la base mayor del cono truncado será aproximadamente 9 VA " menor que el diámetro del cueφo del evaporador. La inclinación de la pared cónica será igual a la de la superficie calórica ( Num. 20, Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) y ambas estarán determinadas por el gradiente hidráulico requerido. Esta pared cónica termina en la circunferencia correspondiente a la base menor del cono trancado, cuyo diámetro será igual al diámetro exterior de la parte marcada como 19c ( Fig. 11. Pag. 10/16) que forma parte de la pared interior de la calandria a la cual va soldada.
PARED INTERIOR. - La pared interior de la calandria , marcada con el número 19 ( Figs. 10 y 11. Pags. 9/16 y 10/16) , está integrada por tres partes que son 19a, 19b y 19c ( Fig. 11. Pag. 10/16); construida de lamina de acero al carbón de Vz " de espesor mínimo, cortada y soldada de acuerdo a las medidas requeridas; la parte 19b ( Fig. 11. Pag. 10/16) es un ciündro metálico vertical con un diámetro interior 1/8" mas grande que el diámetro exterior del tubo central ( Num. 1 en las figuras 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) con una altura mínima de 24", tiene en la parte inferior orificios de 6" de diámetro (Num.28. Fig. 11. Pag. 10/16), colocados simétricamente, con el centro a una altura de 4" medida a partir de la superficie superior de la base menor del cono truncado formado por la tapa inferior de la calandria ( Num. 23. Fig. 11. Pag. 10/16), de tal manera que estos orificios concuerden con los que tiene el tubo central (Num. le. Fig. 8. Pag. 7/16) y permitan la alimentación del vapor a la calandria. Esta parte 19b ( Fig. 11. Pag. 10/16) está soldada y cartaboneada por su parte inferior al borde interior de la parte 19 c ( Fig. 11. Pag. 10/16) y por su parte superior esta soldada y cartaboneada con la parte 19a (Fig.l l. Pag.10/16). La parte 19c (Fig. 11. Pag. 10/16) es una brida plana horizontal de Vz " de espesor mínimo, 5" de ancho mínimo y con un diámetro interior igual al diámetro interior de la parte 19b ( Fig. 11. Pag. 10/16), la superficie de esta brida es plana y esta también soldado a la tapa inferior de la calandria a lo largo de sus circunferencias interior y exterior. La parte 19a (Fig. 11. Pag. 10/16) es una brida plana horizontal de Vz" de espesor mínimo, 5" de ancho mínimo y con un diámetro interior igual al diámetro interior de la parte 19b ( Fig. 11. Pag. 10/16), está soldado y cartaboneado a la parte superior del cilindro 19b (Fig. 11. Pag. 10/16). En el diámetro medio del borde formado por esta brida tiene distribuidas simétricamente soldadas o atornUladas espigas con cuerdas de tornillo o birlos del largo necesario para acoplar la superficie calórica y el soporte guía superior del tubo central por medio de tuercas. En estos acoplamientos Ueva unas juntas de material apropiado ( Num.18a y 18b. Fig.ll. Pag. 10/16) para hacerlos herméticos.
SOPORTES SEPARADORES.- Los soportes separadores, (Num. 21. Fig. 11. Pag. 10/16), están fabricados de lamina de acero al carbón de Vz " de espesor mínimo, son unas piezas en forma de T, (Num. 21a y 21b. Fig. 11. Pag. 10/16) , la pieza 21a ( Fig. 11. Pag. 10/16) es una placa horizontal de Vz" de espesor mínimo, 4" de ancho mínimo y con el largo necesario para ser soldada a todo su ancho por una parte a pared interior de la calandria en la pieza
19b ( Fig. 11. Pag. 10/16) y por la otra parte a la pared exterior de la calandria en la pieza
24b ( Fig. 11. Pag. 10/16) a todo su ancho. A todo lo largo en la parte media por el lado inferior esta soldada y cartaboneada a la pieza 21b ( Fig. 11. Pag. 10/16) que constituye el eje de la T ; la pieza 21b ( Fig. 11. Pag. 10/16) es una placa vertical de un espesor de Vz " mínimo, con una altura que depende del gradiente hidrauüco de la superficie calórica, este ejemplo tiene un valor minimo de 24" con orificios en su superficie vertical en un número suficiente para permitir el paso del vapor y está también soldada y cartaboneada a todo lo largo por su parte inferior con la pared cónica del fondo de la calandria (Num. 23. Fig. 11. Pag. 10/16), en uno de sus extremos está soldada a todo lo ancho con la pieza 19b ( Fig. 11. Pag. 10/16) de la pared interior de la calandria y por el otro de sus extremos con la parte 24b ( Fig. 11. Pag. 10/16) de la pared exterior de la calandria; la parte superior del soporte separador ( 21a. Fig. 11; Pag. 10/16) es una superficie plana que va a servir de soporte a la superficie calórica ( Num. 20. Fig. 11. Pag. 10/16) , el numero mínimo de soportes separadores es de 6 distribuidos simétricamente.
SUPERFICIE CALÓRICA.- La superficie calórica o tapa superior de la calandria (Num. 20. Fig. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) esta construida en una sola pieza, es una lámina de material de espesor determinado por la presión del vapor o fluido utüizado para el calentamiento, en este caso, vamos a considerar una lamina de acero inoxidable con un espesor de aproximadamente 4.763 mm ( 3/16 o 0.1875"), moldeada, rechazada o extruida con la forma del canal abierto de fondo circular descendente en espiral de la parte central a la periferia, donde termina en el conducto ( Num. 25. Figs. 9 y 10. Pags. 8/16 y 9/16) especialmente diseñado que permite el paso del üquido en forma tangencial hacia la siguiente unidad de evaporación. La superficie calórica tiene la forma de un cono trancado con un borde en forma de brida o anillo plano horizontal a todo lo largo de la circunferencia de la base mayor, el diámetro exterior de este borde plano es igual al diámetro exterior de la pieza 24a (Fig. 11. Pag. 10/16), el ancho de este borde es V " mayor que el ancho de la pieza 24a (
Fig. 11. Pag.10/16) y por consiguiente; el diámetro de la base mayor del cono es igual al diámetro interior de la pieza 24a ( Fig. 11. Pag. 10/16) menos 1", este borde Ueva en la parte exterior los agujeros para pasar los tornülos de acoplamiento de igual manera que la pieza 24a (Fig. 11. Pag. 10/16) y en la parte interior los agujeros para pasar las espigas de torniUo de acoplamiento correspondientes, la incünación de la parte cónica estará determinada por el gradiente hidráulico requerido, hacia el centro esta parte cónica termina en un borde en forma de una brida plana horizontal cuyo diámetro mayor será 1" más grande que el diámetro exterior de la pieza 19a ( Fig. 11. Pag. 10/16), el ancho de esta brida será igual al ancho de la pieza 19a ( Fig. 11. Pag. 10/16) más la Vz " considerada, el diámetro menor de esta brida será igual al diámetro interior de la pieza 19a ( Fig. 11. Pag. 10/16), esta brida tiene agujeros para permitir el paso de las espigas de los tornülos de acoplamiento colocadas en la pieza 19a (Fig. 11. Pag. 10/16). En todos los acoplamientos se usaran entre las partes juntas de material apropiado (Nums. 18a y 18b. Fig. 11. Pag. 10/16) para hacerlas herméticas.
RETENES SUPERIORES.- Los retenes superiores (Num.17. Figs. 10 y 11. Pags. 9/16 y 10/16) son unas piezas en forma de una T invertida , integrada por dos partes, la marcada como 17a (Fig. 11. Pag. 10/16) es el eje de la T tiene un espesor mínimo de Vz", un ancho mínimo de 4" y el largo necesario para Uegar desde la pared de la sección del cueφO centro- periferia (Figs. 14 y 15. Pag. 12/16) hasta la pared del soporte superior guía del tubo central marcada como 16b ( Fig. 11. Pag. 10/16), la parte 17a ( Fig. 11. Pag. 10/16) esta colocada verticalmente enmedio de dos soportes verticales marcados como 17c ( Fig.ll. Pag. 10/16) o como parte 44 (Fig. 15. Pag. 12/16) y fijada en su lugar por medio de un perno cónico pasado, por lo que en sus extremos la parte 17a (Fig. 11. Pag. 10/16) lleva los correspondientes agujeros. La pieza 17b ( Fig. 11. Pag. 10/16) que forma los brazos de la T invertida tiene un espesor mínimo de Vz " un ancho mínimo de 4" y un largo igual a la distancia que exista entre el diámetro ulterior del arUlo de la sección del cueφo centro- periferia ( Num. 40c. Fig. 15. Pag. 12/16) y el diámetro exterior del arillo 16c ( Fig. 11. Pag. 10/16) del soporte superior guía del tubo central. La pieza 17b (Fig. 11. Pag. 10/16) está soldada a todo ló largo en su parte media con el borde inferior de la pieza 17a. (Fig. 11. Pag.10/16); los retenes superiores descansan, por medio de la superficie plana inferior de la pieza 17b (Fig.ll. Pag.10/16) sobre la superficie calórica (Num.20. Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) y deben ser como mínimo 6 retenes superiores distribuidos simétricamente.
SOPORTE SUPERIOR GUÍA DEL TUBO CENTRAL.- El soporte superior guía del tubo central (Num. 16. Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) esta integrado por tres piezas soldadas entre si que son 16a, 16b y 16c (Fig. 11. Pag. 10/16). La pieza 16c (Fig. 11. Pag.
10/16) es una brida plana horizontal de V " de espesor mínimo, 5" de ancho mínimo con un diámetro interior igual al diámetro interior de la pieza 19b (Fig. 11. Pag. 10/16) , lleva en su parte media los agujeros correspondientes para dar paso a las cuerdas de torniUo soldadas a la pieza 19a (Fig. 11. Pag. 10/16). A todo lo largo de su circunferencia por el lado interno está soldado y cartaboneado a la pieza 16b (Fig.l l. Pag. 10/16). La pieza 16b (Fig. 11. Pag. 10/16) es un ciündro vertical de Vz" de espesor mínimo con la altura apropiada, que debe ser como mínimo igual a la altura de la pieza 24b (Fig. 11. Pag. 10/16) y un diámetro interior igual al de la pieza 19b (Fig. 11. Pag. 10/16), está soldado y cartaboneado por su parte inferior con la pieza 16c ( Fig. 11. Pag. 10/16) y por la parte superior con la pieza 16a (Fig. 11. Pag. 10/16). La pieza 16a (Fig. 11. Pag. 10/16) es una brida plana horizontal de Vz" de espesor mínimo, 5" de ancho mínimo y un diámetro interior igual al diámetro de la pieza 19b (Fig. 11. Pag. 10/16), la superficie de su cara superior es plana con objeto de que sirva de soporte a la parte inferior de la pared interior de la calandria periferia centro (Num. 9b, Fig. 8. Pag. 7/16).
ENTRADAS DE VAPOR Y SALIDAS DE CONDENSADOS Y GASES
INCONDENSABLES DE LOS EVAPORADORES BÁSICOS. La alimentación del vapor se hará de manera especifica para cada evaporador básico, de igual manera sucede con las salidas de condensados y gases incondensables, por lo que a continuación se describe la construcción de cada uno.
ENTRADA DE VAPOR PARA EL EVAPORADOR BÁSICO PERIFERIA AL CENTRO.- Para el modulo Periferia al Centro, (Fig. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) la alimentación del vapor se hará por cuatro entradas (Num. 8. Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16)) situadas simétricamente en la pared exterior (Num. 7a, Fig. 8. Pag. 7/16) ; considerando que de arriba hacia abajo, el evaporador comienza ( Fig. 16. Pag. 13/16) por un evaporador básico de la periferia al centro (Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16 y Figs. 12 y 13. Pag. 11/16), en la primera calandria las entradas de vapor estarán conectadas a un cabezal formado por un tubo distribuidor de forma circular de diámetro mayor que la calandria, este tubo estará conectado a la fuente de suministro de vapor y tendrá sus válvulas de control de alimentación y de seguridad colocadas convenientemente. En las siguientes calandrias de los evaporadores básicos Periferia al Centro ( Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) cada una de las cuatro entradas de vapor estarán conectadas respectivamente a la correspondiente saüda del vapor producido (Num. 43, 43a y 43b. Figs. 14 y 15. Pag. 12/16) por un evaporador básico Centro a la Periferia por medio de tuberías, el flujo de vapor dentro de la calandria de un evaporador básico Periferia al Centro ( Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) será de la periferia al centro. SALIDA DE CONDENSADOS PARA EL EVAPORADOR BÁSICO PERIFERIA AL CENTRO.-Las saüdas de condensados (Num 12. Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) están constituidas por tubos conectados a los copies (Num. 12. Fig. 8, Pag. 7/16) soldados a la pared interior de la calandria (Num. 9a. Fig. 8. Pag. 7/16) el número de estas salidas serán determinadas de acuerdo al volumen de condensados a desalojar, los tubos atravesaran la pared de la sección del cueφo del evaporador básico Centro a la Periferia (Num. 40b. Fig.14 y 15. Pag.12/16) estando soldados por su parte externa tanto en el interior como en el exterior de dicha pared para evitar fugas (Nums. 64, 74, 84 y 94. Figs. 16, 17, 18 y 19. Pags. 13/16, 14/16, 15/16 y 16/16) y se conectaran a un cabezal o tubo circular exterior en forma de anulo de un diámetro mayor al del evaporador , este cabezal recolectará los condensados y los Uevara al tanque de almacenamiento.
SALIDA DE GASES INCONDENSABLES PARA EL EVAPORADOR BÁSICO PERIFERIA AL CENTRO.- La saüda de gases incondensables (Num.11. Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) está constituida por un tubo perforado de Vz" de diámetro en forma de cabezal circular que estará soportado por la pared interior debajo de la parte marcada como 9d (Fig. 8. Pag.7/16), tendrá salidas colocadas simétricamente que atravesaran la parte 9a (Fig. 8. Pag. 7/16) y la pared del cuerpo del evaporadór básico Centro a la Periferia ( Num. 40b. Figs. 14 y 15. Pag. 12/16) estando soldados por su parte externa tanto en el interior como en el exterior de dicha pared para evitar fugas ( Nums. 64, 74, 84 y 94. Figs. 16, 17, 18 y 19. Pags. 13/16, 14/16, 15/16 y 16/16) en la parte exterior del evaporador tendrán su válvula de control y estarán conectadas a la atmósfera o al condensador según el caso.
ENTRADA DE VAPOR PARA EL EVAPORADOR BÁSICO CENTRO A LA PERIFERIA.- Las entradas de vapor para los evaporadores básicos del centro a la periferia, (Figs.9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) únicamente en el caso de que el aparato comience de arriba hacia abajo por un evaporador básico del centro a la periferia (Figs. 17 y 19. Pags.
14/16 y 16/16), donde la entrada de vapor de este primer modulo se hará por un cabezal conectado a la fuente de alimentación de vapor por medio de una válvula de control con objeto de introducir el vapor por el tubo central ubicado en la parte central de la unidad por las entradas Nüm. 28, ( Figs. 9, 10, y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), situadas simétricamente en el pared interior 19b (Figs. 9,10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), en las siguientes calandrias de los evaporadores básicos Centro a la Periferia, (Figs. 9, 10 y 11; Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) el vapor de alimentación será el vapor producido por un evaporador básico Periferia al Centro (Figs. 6, 7 y 8 y Figs. 12 y 13. Pags. 5/16, 6/16, 7/16 y 11/16) y se aumentará naturalmente por medio del tubo central (Num. 1. Figs. 6, 7, 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) a las entradas de vapor (Num. 28. Figs. 9,10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) de la calandria del evaporador básico centro a la periferia ( Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), el flujo del vapor dentro de la calandria será del centro hacia la periferia. SALIDA DE CONDENSADOS DEL EVAPORADOR BÁSICO CENTRO-PERIFERIA. - Las saüdas de condensados serán conectadas a los copies (Num 22. Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) ,colocados simétricamente en la pared exterior (Num. 24. Parte 24b. Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) y posteriormente pueden ser conectadas a un cabezal o tubo circular exterior en forma de anulo de un diámetro mayor que el evaporador donde los condensados serán recolectados y Uevados al tanque de almacenamiento de condensados, arreglo que no se muestra en las figuras por tratarse de equipo auxiüar. SALIDA DE GASES INCONDENSABLES DEL EVAPORADOR BÁSICO CENTRO A LA PERIFERIA.- La saüda de gases incondensables estará constituida por un cabezal circular formado por un tubo perforado de Vz " de diámetro colocado en la parte interior y soportado por la parte 24a ( Fig.ll. Pag. 10/16), tendrá saüdas colocadas simétricamente (Num. 26. Figs. 9, 10, 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) que atravesaran la pared exterior en la parte 24b ( Fig. 11. Pag. 10/16) y después deberán tener una válvula de control y podran estar conectadas al condensador general o descargar übremente a la atmósfera, según el caso.
CONSTRUCCIÓN DEL CUERPO DEL EVAPORADOR. El cueφo del evaporador estará integrado por secciones. Estas secciones tendrán el mismo diámetro pero distinto diseño de acuerdo a su función ,les denominaremos: Sección del Cueφo Periferia al Centro, (Fig. 12 y 13. Pag. 11/16) y Sección del Cueφo Centro a la Periferia, (Figs: 14 y 15. Pag. 12/16),. A la sección del cueφo que se encuentra sobre una unidad de calentamiento de la Periferia al
Centro, (Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16) le denominaremos Sección del Cueφo
Periferia al Centro, (Figs. 12 y 13. Pag. 11/16). A la sección del cueφo que se encuentre sobre una unidad de calentamiento del centro a la periferia ( Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16), le denominaremos Sección CueφO Centro a la Periferia (Figs. 14 y 15. Pag. 12/16).
CONSTRUCCIÓN DE LA SECCIÓN DEL CUERPO PERIFERIA AL CENTRO.- La sección del cueφo que se encuentra colocada sobre la calandria de un evaporador básico de la periferia al centro ( Figs. 12 y 13. Pag. 11/16), esta integrada por tres partes que son 30a, 30b, 30c (Figs. 12 y 13. Pag. 11/16). La parte 30b (Fig. 13. Pag. 11/16) tiene una forma cUíndrica de diámetro igual al diámetro del evaporador básico mencionado, con una altura apropiada a su posición y función dentro del evaporador, en el ejemplo, tiene un máximo en el primer modulo evaporador de 2.20 Mt. y en los siguientes evaporadores básicos periferia al centro un mínimo 0.60 Mt. (Nums. 56. Fig. 16. Pag. 13/16), en los extremos inferior y superior tiene soldados y cartabonados bridas planas de VA " de espesor mínimo y 10" de ancho mínimo con un diámetro medio igual al de la calandria (partes 30a y 30c; Figs. 12 y 13; Pag. 11/16), de tal manera que en cada brida queda un borde hacia la parte exterior y otro hacia la parte interior de aproximadamente 4 VA " de ancho cada uno, en la parte media de cada borde se encuentran los correspondientes agujeros para el paso de los tornUlos de ensamble. Únicamente cuando el evaporador comienza de arriba hacia abajo con un evaporador básico Periferiferia al Centro (Figs. 16 y 18. Pags. 13/16 y 15/16), esta sección del cueφo colocada sobre la primera unidad de calentamiento esta unida por su parte superior con la tapa circular del aparato (Num. 55 y 75. Fig. 16 y 18. Pags. 13/16 y 15/16) y por la parte inferior con la calandria del evaporador básico (Nums. 57 y 77. Figs. 16 y 18. Pags: 13/16 y 15/16). La tapa del evaporador (Num. 55 y 75. Figs. 16 y 18. Pags. 13/16 y 15/16) tiene la entrada para la aumentación del üquido o solución a evaporar ( Num . 60 y 80. Figs. 16 y 18. Pags. 13/16 y 15/16), existiendo la opción, no mostrada en las figuras, de que dicha entrada de aumentación sea a travez de la sección 30b (Fig. 13. pag. 11/16) si las circunstancias lo requieren. Las restantes secciones del Cueφo del evaporador básico Periferia al Centro (Figs 12 y 13. Pag. 11/16) están unidas por la parte superior por medio de la parte 30a con la parte inferior de una calandria de un evaporador básico Centro a la Periferia, (Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16) y por la parte inferior por medio de la parte 30c ( Fig.
13. Pag. 11/16) con la parte superior de una calandria de un evaporador básico Periferia al
Centro (Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16). Las secciones del cueφo del evaporador básico periferia al centro (Num. 30. Fig.13. Pag. 11/16), tienen colocadas en la parte del frente dos lucetas o miriUas (Num. 31. Figs. 12 y 13. Pag. 11/16), para observar el interior del aparato y en la parte posterior una entrada de hombre (Num. 32. Fig.12. Pag. 11/13) del tipo de tortuga empleada comúnmente en los evaporadores. En el borde interior de la brida plana inferior (Num. 30c. Fig. 13. Pag. 11/16) tiene también soldados los soportes (Num. 33. Fig.
13. Pag. 11/16) para los retenes superiores del evaporador básico Periferia Centro ( Num. 4. Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16).
CONSTRUCCIÓN DE LA SECCIÓN DEL CUERPO CENTRO A LA PERIFERIA. Las secciones del cueφO que se encuentran colocadas sobre las calandrias de los evaporadores básicos del centro a la periferia (Fig. 14 y 15. Pag. 12/16), están integradas por tres partes que son: 40a, 40b y 40c. La parte 40b (Fig. 15. Pag. 12/16) tienen forma cilindrica de diámetro igual al diámetro de la pieza 24b (Fig. 11. Pag. 10/16) de la unidad de evaporación mencionada , con una altura apropiada a su posición y función dentro del aparato, en el ejemplo esta altura es de 3.60 Mt.. En la parte inferior tiene soldada y cartaboneada la parte 40c (Fig. 15. Pag. 12/16) que es una brida plana de 10" de ancho mínimo y VA " de espesor mínimo con un diámetro medio igual al de la parte 40b (Fig. 15. Pag. 12/16), en el borde exterior de aproximadamente 4 VA " de ancho, así como en el borde interior del mismo ancho Ueva en la parte media de ambos bordes una serie de agujeros para permitir el paso de los tornillos de acoplamiento con la calandria del evaporador básico Centro a la Periferia.(Figs. 9, 10 y 11. Pags. 8/16, 9/16 y 10/16). La parte 40b (Fig. 15. Pag. 12/16) tiene en la parte superior soldado y cartaboneado la parte 40a ( Figs. 14 y 15. Pag. 12/16) que es una brida plana horizontal de VA " de espesor mínimo, 10" de ancho mínimo con un diámetro medio igual al diámetro de la parte 40b ( Fig. 15. Pag. 12/16), en el borde interior de aproximadamente 4 VA " así como en el borde exterior de aproximadamente el mismo ancho lleva una serie de agujeros para permitir el paso a los tornUlos de acoplamiento con la parte inferior de una calandria de un evaporador básico Periferia al Centro (Figs. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16). A una distancia aproximada de 2" debajo de la brida 40a ( Fig. 14 y 15. Pag. 12/16), la parte 40b (Fig. 15. Pag. 12/16) tiene distribuidas simétricamente, cuatro ranuras anchas y largas horizontales por donde sale el vapor producido ( Num. 43. Fig. 15. Pag. 12/16), en el ejemplo, estas ranuras tienen como mínimo 8" de ancho y 24 " de largo; estas ranuras van al interior de una caja de forma apropiada, cónica, soldada por la parte exterior a la pared de la sección del cueφo (Num. 40b. Fig. 15. Pag. 12/16) y conectada cada una a un tubo de un diámetro mínimo de 8", que lleva al vapor producido a la entrada de vapor de la siguiente calandria de un evaporador básico de la periferia al centro ( Num. 8. Fig. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16). En la parte frontal de la parte 40b se encuentran dos lucetas o mirillas, (Num. 41. Figs. 14 y 15. Pag. 12/16), y en la parte posterior una entrada de hombre ( Num. 42. Fig. 14. Pga. 12/16) del tipo de tortuga empleadas comúnmente en los evaporadores. En el borde interior de la parte 40c tiene soldados los soportes (Num.44, Fig.15. Pag. 12/16) de los Retenes Superiores de la unidad Periferia-Centro, (Num. 17. Fig. 10 y 11. Pga. 9/16 y 10/16). Únicamente cuando el evaporador comienza con un evaporador básico del centro a la periferia (Figs. 17 y 19. Pags. 14/16 y 16/16) arreglo general según la segunda secuencia, la parte superior de la sección del cueφo centro a la periferia (Fig. 14 y 15. Pag. 12/16) esta conectada con la tapa superior del evaporador, (Num. 65 y 85. Fig. 17 y 19. Pags. 14/16 y 16/16) en las siguientes secciones del cueφo de un evaporador básico centro a la periferia (Fig.14 y 15. Pag. 12/16), están conectadas a la parte inferior de una calandria de un evaporador básico periferia al centro (Fig. 6, 7 y 8. Pags. 5/16, 6/16 y 7/16). La tapa del evaporador (Num.65 y 85. Figs. 17 y 19. Pags. 14/16 y 16/16) tiene en la parte central la entrada de vapor , (Num. 71 y 91. Figs. 17 y 19. Pags. 14/16 y 16/16) y la entrada del líquido o solución a evaporar, ( Num. 70 y 90. Fig. 17 y 19. Pags. 14/16 y 16/16).
INSTRUMENTACIÓN BÁSICA.- Se instalarán manómetros y termómetros en cada calandria y en cada sección del cueφo de cada evaporador básico, en la entrada de alimentación de líquido, en la entrada de alimentación de vapor; también las válvulas de paso, válvulas de seguridad y control necesarias, estos aparatos no aparecen en las figuras.

Claims

REIVINDICACIONES.Habiendo descrito suficientemente mi invención como antecede, considero como una novedad y por lo tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad , lo contenido en las siguientes cláusulas:
1. Evaporador con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de una espiral concéntrica circular o espiral concéntrica rectangular, el evaporador está integrado por el acoplamiento alternativo de dos módulos evaporadores básicos en un número que depende de la capacidad de trabajo del equipo que puede ser desde 0.010 Toneladas por hora hasta 1000 Toneladas por hora , estos evaporadores básicos están formados cada uno por dos partes que son la sección del cuerpo del evaporador y la calandria , tienen como característica principal que su superficie calórica está formada por un canal abierto descendente en forma de espiral concéntrica circular o rectangular , pudiéndose utiüzar según el caso tres tipos de canal abierto que son: de sección rectangular con fondo circular, de sección rectangular con fondo plano y de sección rectangular con fondo cónico, teniendo el canal un ancho que puede ser desde 0.01 Mt. hasta 0.50 Mt. lo cual está determinado por la capacidad de trabajo del evaporador; en uno de los módulos el canal en espiral descendente se desarroUa de la parte periférica de la superficie calórica hacia la parte central y en el otro modulo el canal en espiral descendente se desarroUa de la parte central de la superficie calórica hacia la parte periférica, el acoplamiento de estos dos módulos evaporadores básicos da como resultado que la superficie calórica del evaporador se integre como una sola superficie calórica en forma de un canal abierto descendente en espiral circular o rectangular , permitiendo que el líquido, solución o substancia en proceso, circule sobre la superficie calórica de todos los módulos de arriba hacia abajo a partir de la entrada de alimentación colocada en el primer modulo hasta la saüda del ultimo modulo colocado en la parte de abajo, permitiendo con esto que en forma simultánea se lleve a efecto tanto el calentamiento del liquido alimentado como la evaporación del mismo, incrementándose la evaporación debido a que gracias a la inclinación del canal o gradiente hidráulico, que puede ser desde 0.01 Mt. por Mt. hasta 0.600 Mt. por Mt., la circulación del liquido sobre la superficie calórica es uniforme y continua lo cual favorece la convección y conducción natural, lo que unido a una área de interfase grande y a un espesor de la corriente üquida relativamente pequeño, incrementa el coeficiente total de transmisión de calor, mejorando la eficiencia térmica del equipo ahorrando energía, optimizando el proceso de evaporación; por otra parte, gracias al diseño de los evaporadores básicos, el acoplamiento de estos módulos permite que el vapor o fluido caüente necesario para llevar al cabo el proceso se aumente a la calandria del primer modulo colocado en la parte superior del evaporador y que el vapor producido en el primer modulo, alimente la calandria del siguiente modulo y así sucesivamente hasta llegar al ultimo modulo, colocado en la parte inferior del evaporador, de donde el vapor producido pasa a un condensador, trabajando de esta manera el evaporador como un múltiple efecto al vacío, ahorrando agua necesaria para la condensación. Siendo un evaporador modular se puede fabricar en cuatro distintos modelos según la colocación relativa de los módulos dentro del aparato, estos modelos son: Uno. Cuando el evaporador comienza en su parte superior con un modulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la periferia hacia el centro de la superficie calórica y termina con un ultimo modulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la periferia hacia el centro de la superficie calórica. Dos. cuando el evaporador comienza en su parte superior con un módulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto en forma de espiral que se desarrolla de la parte central hacia la periferia de la superficie calórica y termina con un ultimo módulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la periferia hacia el centro de la superficie calórica. Tres. Cuando el evaporador comienza en su parte superior con un modulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la periferia hacia el centro de la superficie calórica y termina con un ultimo módulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarroUa de la parte central hacia la periferia de la superficie calórica. Cuatro. Cuando el evaporador comienza en su parte superior con un módulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la parte central hacia la periferia de la superficie calórica y termina con un módulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la parte central hacia la periferia de la superficie calórica. Este evaporador modular es de uso general pudiendo utilizarse como evaporador, o sea para transformar un liquido en vapor; como destilador para purificación de líquidos; como enfriador evaporativo, para enfriamiento de líquidos; como evaporador cristalizador para incrementar el tamaño de cristales colocados en suspención en una solución sobresaturada de sus aguas madres.
2. Evaporador básico que se caracteriza, tal y como se reivindico en la cláusula anterior, por estar integrado únicamente por dos partes principales que son: el cueφo del evaporador básico y la calandria y por tener su superficie calórica formada por un panal abierto descendente en forma de espiral concéntrica, circular o rectangular, que se desarroUa desde la parte periférica de la superficie calórica hasta la parte central de la misma , lo cual permite que el calentamiento y la evaporación del üquido o solución que circula sobre la superficie calórica se lleven al cabo en forma simultánea mejorando la eficiencia térmica y permitiendo este diseño que el vapor producido que sale atraves de un tubo o ducto colocado en el centro de la calandria pueda utilizarse para aumentar la calandria de otro evaporador básico que este acoplado con el mismo, trabajando en un sistema de múltiple efecto o en su defecto pueda trabajar este evaporador básico en forma individual como un simple efecto, si se le acopla una tapa ciega en la parte superior y se envía el vapor producido directamente a la atmósfera o a un condensador.
3. Evaporador básico que se caracteriza tal y como se reivindico en la cláusula 1, por estar integrado únicamente por dos partes principales que son: el cueφo del evaporador básico y la calandria y por tener su superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral concéntrica, circular o rectangular, que se desarrolla desde la parte central de la superficie calórica hasta la parte periférica de la misma, lo cual permite que el calentamiento y la evaporación del líquido o solución que circula sobre la superficie calórica se Ueven a cabo en forma simultánea mejorando la eficiencia térmica y permitiendo este diseño que el vapor producido, que sale a través de las salidas colocadas en la parte superior de la sección del cueφo del evaporador, pueda utilizarse para alimentar la calandria de otro evaporador básico que este acoplado con el mismo trabajando en un sistema de múltiple efecto o en su defecto puede trabajar este evaporador básico en forma individual como simple efecto si se le acopla una tapa ciega en la parte superior y se envía el vapor producido directamente a la atmósfera o a un condensador.
4. Los modelos del evaporador que según la secuencia de colocación relativa dentro del equipo de los módulos evaporadores básicos se reivindicaron en la cláusula numero uno, estos modelos son: Uno. Cuando el evaporador comienza en su parte superior con un modulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la periferia hacia el centro de la superficie calórica y termina con un ultimo modulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la periferia hacia el centro de la superficie calórica. Dos. cuando el evaporador comienza en su parte superior con un módulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto en forma de espiral que se desarrolla de la parte central hacia la periferia de la superficie calórica y termina con un ultimo módulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarroUa de la periferia hacia el centro de la superficie calórica. Tres. Cuando el evaporador comienza en su parte superior con un modulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la periferia hacia el centro de la superficie calórica y termina con un ultimo módulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la parte central hacia la periferia de la superficie calórica. Cuatro. Cuando el evaporador comienza en su parte superior con un módulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la. parte central hacia la periferia de la superficie calórica y termina con un módulo evaporador básico con superficie calórica formada por un canal abierto descendente en forma de espiral que se desarrolla de la parte central hacia la periferia de la superficie calórica.
5. Los usos que para este evaporador modular de uso general se reivindicaron en la cláusula número 1 o sea que se puede utiüzar como evaporador para transformar un liquido en vapor; que se puede utilizar este evaporador modular como destilador separando los condensados para la purificación de líquidos; que se puede utüizar este evaporador como enfriador evaporativo para enfriamiento de líquidos por medio de una evaporación adiabática; que se puede utiüzar este evaporador modular como evaporador cristaüzador continuo para incrementar el tamaño de cristales colocados en suspención en una solución sobresaturada de sus aguas madres.
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