ITPR930001A1 - Evaporatore a film sottile turbolento. - Google Patents

Description

D E S C R I Z I O N E

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE

avente per? titolo:

EVAPORATORE A FILM SOTTILE TURBOLENTO.

DESCRIZIONE

Forma oggetto del presente trovato un evaporatore a film

sottile turbolento.

Sono gi? noti evaporatori, aventi solitamente lo scopo di

aumentare la concentrazione di una soluzione o per

l'evaporazione da un liquido di un componente in esso

presente, del tipo a film sottile turbolento, chiamati

anche Luwa dal nome della ditta che ne costru? il

prototipo. Nelle realizzazioni note la soluzione percorre a

film la parete interna riscaldata di un recipiente 47 cilindrico. La stabilit? del film ? dovuta al moto

rotatorio impartito da un agitatore dotato di pale avente

il duplice compito di uniformare lo spessore del film e di' rimescolare la soluzione liquida che lo costituisce.

Un inconveniente che presentano gli evaporatori noti ? rappresentato dal fatto che 1'evacuazione del vapore sprigionato dalla soluzione o dal liquido risulta ostacolata dalla presenza dell'agitatore. Infatti quest'ultimo comprende un rotore, recante le pale, che occupa la parte centrale del recipiente, la quale risulta cos? non sfruttabile come sezione di passaggio per il vapore. D'altra parte non ? conveniente ridurre oltre un certo limite la sezione del rotore in quanto ci? comporterebbe un aumento della lunghezza radiale delle pale. Pale troppo lunghe possono risultare sottoposte a sforzi flessionali eccessivi. La scelta del tipo di agitatore, in particolare del diametro dell'albero e della lunghezza delle pale, risulta pertanto una soluzione di compromesso tra due opposte esigenze.

In alcune reaiizzazioni note, in particolare per grandi recipienti, il rotore centrale viene costruito cavo, allo scopo di alleggerirne la struttura avendo nel contempo pale sufficientemente corte. Tuttavia la cavit? del rotore pu? riempirsi di liquido, a causa di fessurazioni dovute a difetti strutturali, urti accidentali, usura o altro, causando 1'appesantimento e la squi1ibrat ura del rotore stesso e l'inquinamento del prodotto.

Scopo del presente trovato ? quello di eliminare i suddetti inconvenienti, rendendo disponibile un evaporatore a film sottile turbolento che consenta di sfruttare al meglio gran parte della sezione disponibile di passaggio del vapore sviluppato delle sostanze in lavorazione, ricor'rendo nel contempo all'utilizzo di agitatori con pale radialmente corte .

Un vantaggio del presente trovato ? quello di fornire un evaporatore in grado di abbattere e separare efficacemente le goccioline di soluzione trascinate dal vapore a causa della minor velocit? del vapore derivante dalla maggio sezione di passaggio disponibile.

Un ulteriore vantaggio del presente trovato ? dovuto al fatto che ? possibile effettuare il lavaggio efficace di tutte le parti interne del rotore per eliminare eventuali tracce di prodotto.

Questi scopi e vantaggi ed altri ancora sono tutti raggiunti dall 'evaporatone in oggetto che ? caratterizzato dal fatto che comprende una cavit?, percorribile dal vapore sprigionato dal processo di evaporazione, predisposta internamente al supporto centrale di un agitatore a pale posto in rotazione all'interno di un recipiente esternamente riscaldato.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del presente trovato meglio appariranno dalla descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione del trovato in oggetto, illustrata a titolo esemplificativo ma non limitativo nelle allegate figure in cui:

la figura 1 mostra una sezione longitudinale eseguita secondo il piano di traccia I-I della successiva figura 2;

la figura 2 mostra una sezione trasversale secondo il piano di traccia II-II di figura 1;

la figura 3 mostra il particolare D di figura 2 ingrandito.

Facendo riferimento alle menzionate figure, con 1 si ? indicato un recipiente cilindrico all'interno del quale ? coassialmente predisposto un agitatore 9 comprendente u corpo centrale cilindrico 2 recante esternamente delle pai 10. All'esterno del recipiente 1 ? coassialment predisposta un'intercapedine 3 definita da una camici esterna 4. Uno strato 5 di materiale termicamente isolant ? racchiuso da un involucro 6, anch'esso coassiale al recipiente 1. L'intercapedine 3 ? messa in comunicazione con l'esterno tramite una bocca di alimentazione 7 e una bocca di uscita 8 attraverso le quali avviene il passaggio del fluido riscaldante, in genere vapor d'acqua o olio diatermico. Il corpo centrale cilindrico 2 comprende un albero 11 e un tubo cilindrico o cilindro 12 esterno cavo tra loro collegati tramite due dischi di centraggio 14,almeno uno dei quali ? forato in modo da formare una pluralit? di raggi 13. Grazie a questa speciale configurazione risulta definita una cavit? 16, compresa tra l'albero 11 e il cilindro 12, che si distende nella direzione del'asse di rotazione del corpo 2. Sul cilindro 12 sono praticate delle aperture 15 che mettono in comunicazione la cavit? 16 con la zona del recipiente 1 compresa tra il corpo 2 e la parete del recipiente stesso. Ciascuna delle pale 10 comprende un elemento di supporto 17 piatto vincolato rigidamente al cilindro 12, ad esempio mediante saldatura, in corrispondenza di prefissate zone di attacco 33 situate sulla superficie esterna del cilindro 12. Un elemento riportato 29 ? immorsato all'elemento di supporto 17 tramite una ganascia mobile 30 e una serie di bulloni 31 con relativi dadi 32. L'elemento 29 viene montato in maniera che la propria estremit? rivolta verso la parete ci1idrica si trovi ad una distanza prefissata dalla parete stessa. Tale distanza ? variabile in genere da 0,5 a 5 millimetri a seconda delle caratteristiche del prodotto da trattare nonch? delle dimensioni e dei parametri di funzionamento dell'evaporatore (temperatura del mezzo riscaldante, velocit? di rotazione, ecc.) .Il sistema di fissaggio dell'elemento 29 consente di utilizzare materiali con forte dilatazione termica impedendone l'incurvamento. L'elemento 29 pu? essere facilmente sostituito, nel caso in cui, ad esempio, risulti usurato o deformato. Il recipiente 1 ? dotato di una bocca di alimentazione 18 del prodotto da trattare, di una bocca di uscita 19 del prodotto trattato e di una bocca di uscita 20 del vapore che si libera durante il trattamento. L'albero 11 ? provvisto di perni 21 appoggiati a dei supporti 22 muniti di cuscinetti portanti 23. Sull 'estremit? sporgente dell'albero 11 ? predisposta una sede 2U per linguetta atta all'accoppiamento con appositi mezzi motori, non indicati in figura. I fondi del recipiente 1 sono chiusi da testate 25, ciascuna delle quali ? dotata di una tenuta meccanica doppia 26 per evitare la comunicazione del fluido con 1'esterno del recipiente attraverso le aperture necessarie per il passaggio dell'albero 11. Il recipiente 1 comprende una zona di separazione 27 di goccioline o particelle di prodotto trascinate dal vapore, predisposta in prossimit? della bocca di uscita 20 del vapore. L'azione di separazione ed abbattimento delle suddette goccioline viene favorita dall'azione centrifuga di prolungamenti 28 delle pale 10 sporgenti assialmente dal cilindro 12 e rivolti verso la zona di separazione 27 in cui operano detti prolungamenti 28.

Il processo di lavorazione prevede che il prodotto entri nel recipiente 1 attraverso l'apposita bocca 18 sotto la spinta, ad esempio, di pompe volumetriche. Le pale 10, poste in rotazione insieme al corpo 2, costringono il prodotto, generalmente un liquido fluido o viscoso, a scorrere velocemente lungo le superfici interne del recipiente 1 disponendosi a film. Le pareti del recipiente 1 sono mantenute calde per effetto del fluido riscaldante immesso nell'intercapedine 3 attraverso la bocca 7, Il contatto del prodotto con le pareti calde provoca l 'evaporazione di parte del solvente o liquido, determinando un aumento della concentrazione del prodotto. II vapore liberato dal prodotto esce dal recipiente 1 percorrendolo attraverso la sua sezione libera. Quest'ultima ? rappresentata non solo dalle zone interpalari, ma anche dalla cavit? 16 interna al cilindro 12, accessibile tramite le aperture 15. Ci? consente un rapido ed efficace smaltimento del vapore. Il tempo di permanenza a contatto con la superficie riscaldante del prodotto da trattare risulta generalmente non superiore al minuto. Inoltre, per effetto degli alti valori del coefficiente di scambio termico che si raggiungono nel1 'evaporatore in oggetto, l'operazione di concentrazione pu? avvenire a temperature relativamente basse. Ci? consente di trattare soluzioni particola rmente sensibili alla lunga permanenza ad alte temperature, come ad esempio i prodotti alimentari che potrebbero alterare le proprie qualit? organolettiche. L'evaporatore in oggetto, grazie all'originale sistema di evacuazione del vapore formantesi nel recipiente 1, consente di concentrare la soluzione fino a raggiungere valori elevati di viscosit?. Mediante alcune modifiche, l'evaporatore in oggetto pu? lavorare anche sotto vuoto.

Nell'esempio di realizzazione sopra descritto,solo il disco di centraggio 14 posto dalla parte della bocca di uscita del vapore 20, risulta forato a modo di raggera.

Secondo una possibile variante di realizzazione , non illustata , le bocche di uscita del vapore potrebbero essere due contrapposte ed in questo caso i dischi di centraggio saranno entrambi forati per permettere il passaggio di vapore in entrambe le direzioni verso due bocche di scarico. In questa forma di realizzazione, la bocca di alimentazione del prodotto 18 sar? posta in prossimit? della mezzeria del contenitore 1.

Al trovato potranno essere applicate numerose modifiche di natura pratico applicativa dei dettagli costruttivi senza che per questo si esca dall'ambito di tutela dell'idea inventiva sotto rivendicata

Claims (6)

1. RIVENDICAZIONI 1 Evaporatore- a film sottile turbolento del tipo comprendente: un recipiente (1) cilindrico con almeno una bocca di alimentazione (18) del prodotto da trattare, una bocca di scarico (19) del prodotto trattato e almeno una bocca di uscita (20) del vapore liberato nel corso del trattamento, dotato di pareti riscaldate esternamente; un agitatore (9) predisposto coassialmente all'interno di detto recipiente (1) e accoppiato ad esso con possibilit? di ruotare, dietro comando, attorno all'asse comune; detto agitatore (9) comprendendo un corpo centrale cilindrico (2) sul quale sono rigidamente vincolate, in corrispondenza di prefissate zone di attacco (33), delle pale (10) aventi le estremit? ad una distanza radiale prestabilita dalle pareti del detto recipiente (1); essendo previsto che dette estremit? si prolunghino assialmente in un tratto compreso tra detta bocca di alimentazione (18) e detta bocca di scarico (19); caratterizzato per il fatto che comprende una cavit? (16) predi sposta all'interno di detto corpo (2) e racchiusa entro lo spazio definito da dette zone di attacco (33), conformata e disposta in modo da estendersi in direzione assiale per almeno un tratto di spazio compreso tra detta bocca di alimentazione (18) e detta bocca di scarico (19); detta cavit? (16) essendo comunicante con la zona di detto recipiente (1) esterna allo spazio definito da dette zone di attacco (33).
2. 2) Evaporatore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto corpo (2) comprende: un albero (11) rotante collegato a mezzi motori di tipo noto con asse coincidente a quello di detto recipiente (1); un cilindro (12) esterno cavo coassiale a detto albero (11) e di diametro interno maggiore al diametro di detto albero (11), recante esternamente le dette pale (10) e provvisto, sulla propria superficie laterale, di una serie di aperture (15);due dischi di centraggio ( 14 almeno una dei quali provvisto di una pluralit? d raggi (13) atti a collegare rigidamente detto alber (11) e detto cilindro (12); detta cavit? (16) essend definita dallo spazio compreso tra detto albero (11) detto cilindro (12 ) .
3. 3) Evaporatore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detto recipiente (1) ? dotato esternamente di un'intercapedine (3) percorsa da fluido riscaldante racchiusa da una camicia (4) cilindrica provvista di una bocca di ingresso (7) e di una bocca di uscita (8) per detto fluido.
4. 4) Evaporatore secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che dette pale (10) comprendono un elemento di supporto (17) vincolato rigidamente al detto supporto (2) in corrispondenza delle dette zone di attacco (33) e un elemento riportato (29), recante le dette estremit?, disposto sulla zona periferica di detto elemento di supporto (17) e ad esso collegato in modo amovibile.
5. 5) Evaporatore secondo le rivendicazioni 1 e 2 caratterizzato dal fatto che comprende due dischi di centraggio entrambi forati per permettere il passaggio di vapore in entrambe le direazioni verso due bocche di scarico, la bocca di alimentazione del prodotto essendo ricavata sostanzialmente nella mezzeria del recipiente 1 ) .
6. 6) Evaporatore secondo la rivendicazione 2 caratterizzato per il fatto che detto recipiente (1) comprende una zona di separazione (27) non occupata dal detto cilindro (12) esterno cavo e disposta in prossimit? della detta bocca di uscita (8) del vapore; detta zona di separazione (27) essendo precedente a detta bocca di uscita (8) del vapore rispetto al flusso di uscita del vapore e dette pale (10) essendo dotate di un prolungamento assiale (28) predisposto in corrispondenza di detta zona di separazione (27).