專利名稱：降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器的制作方法
機械傳動刮板式薄膜蒸發(fā)器，廣泛應(yīng)用于化工、制藥、食品、輕工等熱分離領(lǐng)域，是蒸餾、蒸發(fā)系統(tǒng)處理液液、氣液特別是熱敏感性物質(zhì)濃縮、提純、脫水、脫氣、溶劑回收等過程中常見的關(guān)鍵設(shè)備，是一種高效的、可用作汽液分離、液液分離過程中任何蒸餾體系或濃縮體系的物料加熱器、再沸器、蒸發(fā)器、或汽液分離器。依據(jù)料液物性及處理目標(biāo)的不同，它既能用于常壓系統(tǒng)，但更多用于減壓甚至于高真空蒸餾、料液加熱、蒸發(fā)系統(tǒng)等，是一種處理熱敏感性物質(zhì)、高粘度物質(zhì)過程中，影響產(chǎn)出物成本、質(zhì)量、能耗、環(huán)境等因素的主導(dǎo)裝置。從二十世紀四十年代初到目前為止，世界各國近六十年的應(yīng)用、研究、發(fā)展，機械傳動薄膜蒸發(fā)器產(chǎn)品已經(jīng)形成系列化，且到了一個較高的水平，具備一定條件的化工機械廠均能制造。該產(chǎn)品制造廠從已應(yīng)用及各類媒體介紹來看國內(nèi)有江蘇省無錫化機廠、江蘇省宜興市石油化工設(shè)備廠等幾十家生產(chǎn)廠家，國外有瑞士蘇爾壽SULZER、巴斯BUSS-SMS GmbH，日本的日立制作所、日南機械、三洋機械SAKURA SEISAKUSHO，LTD KIMURA CHMICAL PLANTSCO.，LT等等。典型的機械傳動刮板式薄膜蒸發(fā)器其結(jié)構(gòu)與外型原理如圖(

圖1)示電機減速機傳動裝置(圖33-1)設(shè)置在頂部，其伸出軸端有連軸器聯(lián)結(jié)貫通整個筒身的轉(zhuǎn)子(圖33-3)主軸，主軸上部靠近蒸發(fā)汽體出口a端一般都裝有汽液分離除霧滴器(圖33-2)，進料管b設(shè)計在汽液分離除霧滴器(圖33-2)下部靠近筒體壁面，蒸發(fā)器底部為傳動主軸定位軸承盤(圖33-5)與集液器(圖33-6)排料管接口c，刮板固定在主軸延伸體上統(tǒng)稱轉(zhuǎn)子(圖33-3)上，定位在轉(zhuǎn)子(圖33-3)上的刮板端部與有加熱夾套筒體(圖33-4)內(nèi)壁保持固定間隙或刮板可徑向自由滑動一定距離的固定架旋轉(zhuǎn)軸上(統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)子(圖33-3))，運行時物料從進料口b向壁面布料，旋轉(zhuǎn)軸帶動刮板在離心力的作用下，將物料推向已加熱到一定溫度的筒體(圖33-4)內(nèi)壁面，在固定刮板與圓筒體壁面間形成薄膜(其薄膜厚度一般由固定刮板與圓筒體內(nèi)壁面間隙大小而定，筒體連接件、法蘭、主軸、筒體、底部定位支點等部件加工精度及薄膜蒸發(fā)器的組裝水準(zhǔn)，都將影響刮板式薄膜蒸發(fā)器的蒸發(fā)效率，滑動式刮板薄膜蒸發(fā)器則影響較小些，但滑動式刮板與筒體的磨損將加速)吸熱后部分汽化，汽化物通過汽液分離器(圖33-2)從上部側(cè)面出口管a進入塔器或其它設(shè)備，未汽化之料液在刮板的運動過程中向下流動，一般地講有四種形式1.沿刮板表面向下流動2.沿筒體壁面成不規(guī)則狀液膜向下流動3.依刮板結(jié)構(gòu)形式不同而在其尖端與筒體壁面形成一定夾角呈渦流狀向下流動4.呈液滴狀或塊狀在筒體空間向下流動向下流動的料液到達刮板式薄膜蒸發(fā)器底部后，從排料口c流入循環(huán)料液儲罐，進入下一進料-布料-成膜-吸熱-汽化-汽液分離循環(huán)過程。
本發(fā)明”降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器”(圖1)利用”底部傳動立式降膜薄膜蒸發(fā)器”(發(fā)明專利申請?zhí)?2110628.2)滾抹成膜離心成霧滴佈料原理，設(shè)計出新型機械傳動降膜薄膜蒸發(fā)器-降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器，本發(fā)明消除傳統(tǒng)刮板，且可按混合物料液特性設(shè)置底部支承或不設(shè)置底部支承(以下按不設(shè)置底部支承結(jié)構(gòu)進行敘述)，新設(shè)計的等徑均佈、貼合于筒體內(nèi)徑壁面的滾柱組，旋轉(zhuǎn)時使緊靠筒體內(nèi)徑壁面繞滾軸(圖44-4)“自轉(zhuǎn)”的滾柱(圖44-3)，依靠筒體(圖44-5)壁面有圓周定位作用，既使混合物料液滾抹成膜于筒體(圖44-5)壁面吸熱汽化，同時又使粘附于滾柱表面汽化過程多余的料液，在離心力作用下成霧滴狀佈料于筒體(圖44-5)空間構(gòu)成新的蒸發(fā)表面。本發(fā)明強化了混合物料液汽化過程，提高了單位時間產(chǎn)出率，這對熱敏感性液體混合物的處理過程尤其重要。
1.參照底部傳動立式降膜薄膜蒸發(fā)器(發(fā)明專利申請?zhí)?2110628.2)更改設(shè)計的離心成霧滴薄膜佈料裝置(圖11-3)既是強化混合物料液汽化器，也有以筒體圓周定位作用，而四氟乙烯材料制成的滾柱(圖44-3)有良好的耐腐蝕性、耐高溫性(240C)外，還有極佳的自潤滑性2.由于是否設(shè)置底部支架軸承結(jié)構(gòu)可依據(jù)混合物料液特性特性而定，故可跟據(jù)產(chǎn)品工藝流程及料液特性靈活地選擇料液汽化物出口設(shè)置于上部(圖2)或底部(圖1)3.參照發(fā)明專利(89108049)設(shè)計的簡單機械密封加液封式密封傳動裝置(圖5)在高真空蒸餾生產(chǎn)系統(tǒng)中，1Pa壓力條件下仍長期連續(xù)(24小時)運行，正常工作二年以上本發(fā)明“降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器”(圖1)由傳動密封裝置(圖11-1)、離心成霧滴薄膜佈料器(圖11-3)、加熱夾套筒體(圖11-4)、集液排料器(圖11-5)組成。當(dāng)料液從進料口(a)通過佈料盤管噴灑在筒體(圖11-3)內(nèi)壁面及離心成霧滴薄膜佈料器(圖11-3)上時，啟動傳動密封裝置(圖11-1)使連結(jié)于離心成霧滴薄膜佈料器上的按圓心等半徑、圓周等距分佈的、滾柱(圖44-3)在離心力的作用下，貼緊筒體壁面繞主軸軸心作旋轉(zhuǎn)運動的同時，迫使?jié)L柱(圖44-3)外徑與筒體壁面緊貼后產(chǎn)生摩擦力繞滾軸(圖44-4)自轉(zhuǎn)，假設(shè)筒體(圖44-5)以內(nèi)徑1000MM計算、離心成霧滴薄膜佈料器主軸(圖44-1)每秒鐘轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)、離心成霧滴薄膜佈料柱(圖44-3)外徑為80MM，則滾柱(圖44-3)貼緊筒體壁面點的線速度為1000MM×3.1416＝3.1M/秒，而此刻滾柱繞滾軸(圖44-4)每秒鐘的自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速將達到3.1416M÷＜0.08×3.1416＞＝12.5r.p.s，也就是每分鐘12.5×60＝750r.p.m。與此同時相應(yīng)打開熱媒介質(zhì)進出口伐門，使熱媒介質(zhì)進入筒體(圖11-4)夾套加熱系統(tǒng)，使筒體(圖11-4)內(nèi)壁面在料液濕潤狀態(tài)下加熱到規(guī)定溫度，在筒體(圖11-4)濕潤壁面加熱的同時離心成霧滴薄膜佈料器(圖11-3)已在運轉(zhuǎn)狀態(tài)。由于各滾軸(圖44-4)上套裝有特殊作用的滾柱(參閱圖6離心成霧滴薄膜佈料滾柱結(jié)構(gòu)圖)，在離心力作用下滾柱(圖44-3)外圓貼向已加熱且料液濕潤的筒體(圖44-5)內(nèi)壁面。處于主軸(圖44-1)旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)下的滾柱(圖44-3)，此刻既在主軸(4-1)旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力作用，使料液形成薄膜吸熱蒸發(fā)汽化，而未汽化但已吸熱之料液，隨著滾柱(圖44-3)與筒體(圖44-5)壁面摩擦力和料液粘度所產(chǎn)生的阻力，迫使?jié)L柱(圖44-3)同時繞滾柱軸(圖44-4)“自轉(zhuǎn)”。此刻“黏”在“自轉(zhuǎn)”狀態(tài)下滾柱(圖四4-3)外圓的料液，在“自轉(zhuǎn)”狀態(tài)滾柱(圖44-3)外圓所產(chǎn)生的離心力作用下灑向筒體空間，形成霧滴、液滴增大了料液蒸發(fā)汽化量，而“自轉(zhuǎn)”狀態(tài)下的滾柱(圖44-3)外圓特殊結(jié)構(gòu)(圖6)，更易于使料液離開滾柱外圓棱角處成霧滴、液滴狀灑向筒體空間，未汽化之料液由于重力的作用，沿筒體(圖11-4)壁面或筒體空間落入集液器(圖11-5或圖22-5)，并通過排液口b流入料液循環(huán)貯罐，再通過自吸入循環(huán)罐或循環(huán)泵方式，將料液重復(fù)進入上述過程，直至該批物料質(zhì)量檢驗達到予定目標(biāo)本發(fā)明“降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器”(圖1或圖2)之部件由1傳動裝置(圖1圖21-1)2汽液分離器(圖22-2)，圖1為配置外置式汽液分離器或直接配套分離塔或直接去冷凝裝置的圓周定位離心薄膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)圖，可依據(jù)料液汽化物特性而定，本發(fā)明專利的敘述主要按圖一結(jié)構(gòu)3離心成霧滴薄膜佈料器(圖11-3)4加熱夾套筒體(圖11-4)5集液排料器(圖11-5)傳動裝置(圖11-1)由電機擺線減速器(圖11-1-1)、剛性聯(lián)軸節(jié)(圖11-1-3)、帶連接盤的主軸傳動裝置(圖11-1-4)、組合式密封裝置(圖11-1-5)、進料環(huán)形佈料管、錐形定位法蘭式浮動連軸器(圖11-1-6)、與筒體定位過渡接盤(圖11-1-9)組合而成。剛性聯(lián)軸節(jié)(圖11-1-3)將電機擺線減速器(圖11-1-1)輸出軸端(圖11-1-2)扭矩，傳遞給帶法蘭連結(jié)盤的主軸傳動裝置(圖11-1-4)之主軸輸入端，而(圖11-1-4)之錐形輸出軸端同時帶動錐形定位法蘭式浮動連軸器(圖11-1-6)向連接其下的另一半法蘭式浮動連軸器(圖11-3-1)傳遞扭矩，使圓周定位的離心成霧滴薄膜佈料器(圖11-3)繞其管軸(圖11-3-3)軸心作旋轉(zhuǎn)運動。離心成霧滴薄膜佈料器(圖11-3)上按圓周等距布置的多個滾軸(圖11-3-5)滾柱(圖11-3-4)組合體繞管軸(圖11-3-3)軸心作“公轉(zhuǎn)”運動，而套裝在滾軸(圖11-3-5)上的滾柱(圖11-3-4)則繞滾軸(圖11-3-5)軸心作“自轉(zhuǎn)”運動。由于滾軸(圖11-3-5)與滾柱(圖11-1-4)為松動配合，滾柱(圖11-3-4)可自由繞滾軸(圖11-3-5)旋轉(zhuǎn)且有一定間隙，所以在離心成霧滴薄膜佈料器(圖11-3)旋轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的離心力作用下，迫使?jié)L柱(圖11-3-4)外徑貼向筒體(圖11-4)壁面作繞滾軸(圖11-3-5)的偏心轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，達成料液滾抹成膜吸熱汽化，而未被汽化部分沿高速自轉(zhuǎn)滾柱(圖11-3-4)特殊外圓離心噴發(fā)霧滴、液滴于整個蒸發(fā)器空間，達到強化蒸發(fā)之目的。
上下二端焊接連結(jié)法蘭(圖11-1-10)和(圖11-4-5)的加熱夾套筒體(圖11-4)，用螺栓連接，下端與集液器(圖11-5)之器體法蘭也用螺栓連接，組合成一臺完整的圓周定位離心薄膜蒸發(fā)器。內(nèi)筒體(1-4-3)外表焊接加熱夾套(1-4-1)(可根據(jù)需要和可能制成半管式、筒式、矩形等)，加熱夾套(1-4-1)所示d和e為熱媒介質(zhì)流動進出連接管口，筒體(1-4-3)內(nèi)壁面與離心成霧滴薄膜佈料器(1-3)之滾柱(1-3-5)外徑的間隙，由料液特性而定。
接管口(圖1)a-為料液進口，其向內(nèi)延伸管與圓環(huán)形佈料管(1-1-8)相連接，圓環(huán)形佈料管(1-1-8)下部有交叉配置一定間隔的小孔，通過這些小空將料液噴向筒體(1-4-3)內(nèi)壁面及離心成霧滴薄膜佈料器b-為未汽化之料液排出口，去系統(tǒng)料液循環(huán)罐c-為料液汽化物出口，可依據(jù)料液汽化物特性配置外置式汽液分離器、塔器、冷凝器等本發(fā)明“降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器”特別設(shè)計了可視察蒸發(fā)器內(nèi)部佈料狀態(tài)、料液汽化物分離狀況、離心成霧滴薄膜佈料器運轉(zhuǎn)情況的視鏡檢測口，極大地方便了操作過程，且可及早地發(fā)現(xiàn)運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生的意外。
全部連接法蘭墊片材質(zhì)由料液特性而定。
本發(fā)明“降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器”，與目前廣泛應(yīng)用的機械傳動刮板式降膜薄膜蒸發(fā)器有較大不同，特別是對圓周定位離心成霧滴薄膜佈料裝置。
1.本發(fā)明“降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器”，之離心成霧滴薄膜佈料器，在旋轉(zhuǎn)運動過程中，既能在離心力作用下使?jié)L柱外圓貼緊筒體壁面，將料液滾抹成膜強化吸熱蒸發(fā)過程的同時，還能把未汽化之料液利用滾柱“自轉(zhuǎn)”產(chǎn)生的離心力作用下，向筒體空間灑佈成霧滴、液滴，提高了汽化效率
2.可依據(jù)混合物料液特性及工藝流程靈活確定是否配置底部定位盤及軸承，3.用剛性套裝式聯(lián)軸節(jié)(圖11-1-3)，使電機擺線減速器輸出軸端，與傳動軸輸入軸端的聯(lián)接，簡單到只需插入后，擰緊幾個螺栓就可4.簡化的傳動密封裝置組合體(圖5)使組裝和檢修過程簡捷且運行過程同樣可靠5.本發(fā)明“降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器”由于其結(jié)構(gòu)組合特點，旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的離心成霧滴薄膜佈料器靠蒸發(fā)器筒體壁面非剛性定位，因而制造過程對筒體內(nèi)壁面圓直度、端面與中心垂直度加工精度均較目前機械傳動刮板式薄膜蒸發(fā)器筒體要求並無特別之處，因而也是降低加工過程成本因素之一。
6.依據(jù)料液特性及生產(chǎn)工藝流程所需，本發(fā)明“降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器”之離心成霧滴薄膜佈料器，可簡便地沿中心管軸結(jié)構(gòu)延伸到筒體相應(yīng)長度。
7.特別設(shè)計的可視察蒸發(fā)器運行過程內(nèi)部佈料狀態(tài)、料液汽化物分離狀況、轉(zhuǎn)動件運行狀況的視鏡檢測器，給操作過程帶來教大的方便，還可及早地發(fā)現(xiàn)運轉(zhuǎn)過程中發(fā)生的意外，以便及時處理。
權(quán)利要求
1.一種既能使混合物料液向筒體壁面滾抹成膜吸熱汽化，同時又能成霧滴狀向蒸發(fā)器筒體空間離心佈料，強化料液汽化過程，又能直接從視鏡觀測到蒸發(fā)器內(nèi)部佈料狀態(tài)、汽液分離狀況、離心成霧滴薄膜佈料器運轉(zhuǎn)情況等現(xiàn)狀的機械傳動降膜式薄膜蒸發(fā)器。
2.一種既可依據(jù)混合物料液特性靈活設(shè)計，是否設(shè)置轉(zhuǎn)子軸下端支承定位結(jié)構(gòu)利用蒸發(fā)器筒體內(nèi)徑定位，又可在蒸發(fā)器筒體空間使混合物料液滾抹成膜的同時，離心成霧滴狀佈料的離心成霧滴薄膜佈料器組件。
3.一種可在蒸發(fā)器筒體內(nèi)徑起到定位作用的同時，又能在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下薄膜佈料-離心成霧滴向蒸發(fā)器空間噴灑佈料的離心成霧滴薄膜佈料器滾柱結(jié)構(gòu)件。
4.一種用簡單機械密封-液封組成的高真空傳動裝置動密封組合結(jié)構(gòu)體。
全文摘要
本發(fā)明“降膜薄膜離心佈料蒸發(fā)器”，是一種料液在蒸發(fā)器內(nèi)成膜的同時，既能離心成霧滴向筒體空間佈料且又有以筒體圓周定位的作用，也可依據(jù)混合物料液特性靈活確定設(shè)置蒸發(fā)器底部支承結(jié)構(gòu)，新發(fā)明的離心成霧滴薄膜布料器(1－3)構(gòu)成具備圓周定位作用的離心薄膜蒸發(fā)器，而旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的離心成霧滴薄膜布料器(1－3)上滾柱之外圓，利用加熱夾套筒體(1－4)內(nèi)壁圓周定位的同時，產(chǎn)生摩擦力而自轉(zhuǎn)，使混合物料液既在已加熱的筒體壁面成膜吸熱汽化，同時使附在滾柱表面的料液，在高速自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力作用下，脫離滾柱外圓成霧滴狀灑向筒體空間，強化了混合物料液汽化過程。
文檔編號B01D1/22GK1436579SQ02110768
公開日2003年8月20日 申請日期2002年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月5日
發(fā)明者周增龍 申請人:周增龍