Роторный пленочный выпарной аппарат

 

Союз Советсннк

Сециапистинесннк

Респубпнн

ОП ИСАНИЕ 9О4721

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 07.05.79 (21) 2764263/23-26 с прнсоеднненнем заявки Ж (23 } Приоритет Опубликовано 15 . 02 .. 82, Бюллетень Ж 6

Дата опубликования опнсання 15.02.82 (51)M. Кл.

В 01 0 1/22

Государатмниый квинтет па делан иза611етеиий и аткрытий (5З) >"ЙК 66..048.541 (088.8) (72} Авторы изобретения

А, В. Васильев, Э. И, Баранов (7!} Заявитель

Сумский филиал Харьковского политехнического института и (54) РОТОРНЫЙ ПЛЕНОЧНЫЙ ВЫПАРНОЙ АППАРАТ

1О

Изобретение относится к химическому машиностроению, s частности к роторным выпарным аппаратам, применяемым для обработки растворов и плавов неорганических и органических химических соединений, особенно термически нестойких жидкостей, и может быть использовано в химической, фармацевтической и пищевой отраслях промышленности для упаривания капролактама, карбамида, аммиачной селитры, спиртов, кислот, глицерина, соков, антибиотиков и других продуктов.

Известен роторный пленочный выпар-, ной аппарат для термолабильных жидкостей, содержащий вертикальный корпус и размещенную в нем теплообменную поверхность, выполненную в виде пакета полых обогреваемых дисков, укрепленных на полом валу с отверстиями для подачи жидкости на поверхность указанных дисков, установленную с возможностью вращения

Однако этот аппарат недостаточно производителен, так как в процессе теплопередачи не участвует внутренняя поверхность корпуса аппарата, а также имеет недостаточную эффектив" ность, поскольку пленка жидкости дви." жется на греющей поверхности ротора с малой скоростью и неравномерна по толщине.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности к достигаемому результату является роторный пленочный выпарной аппарат для обработки термически нестойких продуктов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с греющей рубашкой, распределительные устройства для выпари* ваемой жидкости, выполненные в виде цилиндрических перфорированных бара" банов с боковыми отверстиями и размещенные одно под другим на приводном валу, переточные устройства и питатель, установленный над верхни» распределительным устройством (?3

3 90472

Этот аппарат недостаточно эффективен и производителен, поскольку в процессе теплообмена не участвует поверхность вращающихся устройств, а также не в полной мере используется турбулизация пленки жидкости, движущейся по поверхности теплообмена.

Целью изобретения является интенсификация процесса выпаривания, а также повышение производительности 10 аппарата за счет увеличения поверхности теплопередачи.

Укаэанная цель достигается тем, что s роторном пленочном выпарном аппарате, содержащем вертикальный t5 цилиндрический корпус с греющей рубашкой, распределительные устройства для выпариваемой жидкости, выполненные в виде цилиндрических перфорированных барабанов с боковыми отверстиями и размещенные одно под дру-гим на приводном валу, переточные устройства и питатель, установленный над верхним распределительным устройством, причем перфорированные бараоаны снабжены греющими элементами, укрепленными на иХ наружной поверхности и выполненными в виде полых ребер, пер >орированные барабаны снабжены греющими элементами, укрепленными зO о на их наружной поверхности и выполненными в виде полых ребер, при этом приводной вал выполнен полым и подключен к полым ребрам, которые могут быть установлены с наклоном в сторону, противоположную направлению вращения приводного вала, перфорированные барабаны снабжены отбойными пластинами вдоль полых ребер и, кроме того, аппарат может быть снабжен лопастя- 4о ми, укрепленными на перфорированных барабанах и размещенными между полыми ребрами.

1 4 ротора, способствуя интенсификации процесса выпаривания.

На фиг. 1 изображен роторный пленочный выпарной аппарат, разрез; на фиг. 2 — аппарат A-A на фиг. 1, поперечный резрез; на фиг. 3 - выполнение полых ребер изогнутыми, вариант; на и ir. 4 - то же,; на фиг.5 полое ребро с отбойной пластиной, поперечный разрез; на фиг. 6 — ротор с полыми ребрами и лопастями между ними, поперечный разрез.

Аппарат состоит из цилиндрического вертикального корпуса 1, снабженного греющей рубашкой 2 со штуцером 3 для ввода греющего пара и штуцером 4 для ввода конденсата, пустотелого приводного вала 5 с размещенными на нем распределительными устройствами в виде цилиндрических барабанов 6, имеющих отверстия 7 для истечения жидкости. На барабанах 6 установлены полые вертикальные ребра 8, сообщающиеся через коллекторное устройство

9 с полостью вала 5 посредством окон

10. Днище 1! барабана 6 снабжено кольцевым желобом 12 для сбора конденсата. Внутрь вала 5 встроена труба 13 с отсасывающими трубками 14 для удаления конденсата из греющей полости. B верхней части аппарата имеется питательный штуцер 15 для ввода обрабатываемой жидкости, питающее устройство 16 в виде усеченного конуса, штуцер 17 для вывода вторичного пара и брызгоотстойник 18, Днище

11 барабанов 6 и переточные устройства 19, установленные в нижней части каждой секции, снабжены окнами

20 и 21 для прохода вторичного пара.

Вал 5 с закрепленными на нем распределительными устройствами приводится во вращение с помощью привода 22.

На барабанах 6 вроль тыльной стороны лопастей 8 могут быть закреплены отбойные пластины, установленные с зазором, равным заданной толщине пленки жидкости. Для ввода греющего пара в полость приводного вала 5 предусмотрен штуцер 23, а для вывода конденсата из указанной полости — штуцер 24. Для вывода из аппарата упаренного .продукта служит штуцер 25., Аппарат работает следующим образом.

Обрабатываемая жидкость подается в аппарат через штуцер 15 и направт ляется питательным устройством 16 в

Установка полых обогреваемых ребер на вращающихся распределительных устройствах значительно увеличивает теплопередающую поверхность,и, тем самым, повышает производительность аппарата. Кроме того, оребренное ротационное устройство позволяет более эффективно проводить процесс теплообмена между пленкой упариваемой жидкости и греющей поверхностью ротора, а также активизировать турбулиэацию жидкостной пленки на внутренней поверхности обогреваемого корпуса с . помощью капель, срывающихся с ребер

4"21

Формула изобретения!

4О

45 рам.

5 90 барабан 6. Истекая в виде струй через отверстия 7, жидкость затем растекается тонкой пленкой на поверхности полых ребер Ь под -давлением центробежных сил и сил Кориолиса. Греющий пар подается в рубашку 2 через штуцер 3, а также в полость ребра 8 через штуцер 23, полость вала 5 окна 10 и коллекторное устройство 9. На поверхности ребер 8 происходит интен:сивный теплообмен между горячей стенкой последних и быстродвижущейся тонкой пленкой жидкости, в результате чего жидкость упаривается. Стекающая с кромок ребер 8 жидкость попадает далее на обогреваемую внутреннюю поверхность корпуса 1, растекается по ней в виде пленки, движущейся под действием сил тяжести вниз и упари. вается вторично, При этом непрерывная турбулизация пленки на поверхности корпуса за счет ударного воздей ствия жидкости, срывающейся с кромок ребер 8, также способствует интенсификации процесса теплообмена. Вторичный пар выводится из аппарата через штуцер 17, перед которым установлен брызгоотстойник 18, Конденсат грею т щего пара из рубашки 2 выводится через штуцер 4, а из желобов 12 через штуцер 24 с помощью отсасывающих труб 14, соединенных с общей конденсатоотводной трубой 13, Обрабатываемая в верхней секции жидкость с помощью переточного устройства 19 п ступает в нижележащую секцию на последующую обработку, При установке на барабанах 6 отбойных пластин 26 (фиг. 5) обрабатываемая жидкость упаривается на обеих сторонах ребер 8.

Лопасти 27 (фиг. 6), закрепленные на барабанах 6 между полыми ребрами

8, соприкасаясь с пленкой жидкости на внутренней поверхности корпуса 1, способствуют активному перемешиванию вязкой жидкости. Количество секций аппарата выбирается в зависимости от требуемой степени упаривания продукта. Последний выводится из аппарата . через штуцер 25.

Таким образом, увеличение теплопередающей поверхности. повышает производительность аппарата. При этом габариты аппарата не увеличиваются.

Интенсификация процесса выпаривания достигается за счет эффективного теплообмена между пленкой и ребрами, а также за счет активной турбулиэации жидкостной пленки на внутренней no" верхности обогреваемого корпуса каплями жидкости, срывающимися с полых ребер.

Кроме того, в аппар=те возможна эффективная обработка жидкостей с увеличивающейся по мере упаривания вязкостью, а также эффективная обработка термически нестойких продуктов

0 благодаря незначительному времени ! пребывания продукта на теплопередаю)цих поверхностях. Аппарат можно использовать в качестве ректификатора, если в полость ребер подавать хладо15 агент, а в рубашку - теплоноситель, а также в качестве конденсатора, если в полость ребер и в рубашку подавать хладоаг нт, а пар на конденсацию вводить снизу аппарата.

1. Роторный пленочный выпарной аппарат, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с греющей рубашкой, распределительные устройства для выпариваемой жидкости, выполненные в виде цилиндрических перфорированных барбанов с боковыми отверстиями и размещенные одно под другим на приводном валу, переточные устройства и питатель, установленный над верхним распределительным устройством, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса выпаривания и повышения производительности аппарата за счет увеличения поверхности теплопередачи, перфорированные барабаны снабжены греющими элементами, укрепленными на их наружной поверхности и выполненными в виде полых ребер, 2. Аппарат по и. 1, о тл и чаюшийся тем, что приводной вал выполнен полым и подключен к полым реб3. Аппарат по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что полые реб" ра установлены с наклоном в сторону, противоположную направлению вращения приводного вала.

4. Аппарат по пп. 1-3, о т л и ч а ю шийся тем, что перфориро" ванные барабаны снабжены отбойными пластинами, устaíàâëåííûìè вдоль.полых ребер.

904721

Аппарат по пп 1 -4, о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен лопас-тяни, укрепленными на перфорированных барабанах и размещенными между полыми ребрами, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

363498, кл. В 01 0 1/22, 1972. ь 2. Авторское свидетельство СССР и 3Я733, кл. В 01 0 1/22, 1972

904721

12 сриг 9

Заказ 197/10

Тираж 732 Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

113035, Москва, 11-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, Составитель E Сотникова

Редактор М. Недолуженко Техред М.Надь Корректор М. Шароши