RU2184591C1 - Выпарной аппарат с восходящей пленкой - Google Patents
Выпарной аппарат с восходящей пленкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU2184591C1 RU2184591C1 RU2001126510/12A RU2001126510A RU2184591C1 RU 2184591 C1 RU2184591 C1 RU 2184591C1 RU 2001126510/12 A RU2001126510/12 A RU 2001126510/12A RU 2001126510 A RU2001126510 A RU 2001126510A RU 2184591 C1 RU2184591 C1 RU 2184591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tube
- distributor
- turbine
- heat transfer
- cylindrical part
- Prior art date
Links
- 230000009194 climbing Effects 0.000 title 1
- 239000006188 syrup Substances 0.000 claims abstract description 10
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 claims abstract description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 17
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 10
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено для выпаривания и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности. Выпарной аппарат содержит вертикальный корпус, теплообменные трубки, трубные решетки, входные и выходные патрубки, сепаратор. Каждая теплообменная трубка состоит из цилиндрической и конической частей, соосно установленных на расстоянии друг от друга с образованием зоны инжекции, в цилиндрической части трубки смонтирована турбина, состоящая из цилиндра, двух дисков с отверстиями, вала и кожухов, неподвижно соединенных в единый узел. На внешней и внутренней поверхностях цилиндра по винтовой линии расположены лопасти. На входе конической части трубки установлен распределитель в виде полусферы с осевым цилиндрическим каналом, зафиксированный при помощи упругих стальных стержней плоской стороной вверх, турбина установлена в верхнем и нижнем подпятниках, закрепленных на сферической поверхности распределителя и кронштейнах цилиндрической части теплообменной трубки, соответственно. Устройство отвода сиропа выполнено в виде конуса, установленного на верхней трубной решетке основанием вниз. В аппарате обеспечивается повышение эффективности выпаривания. 3 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к трубчатым пленочным выпарным аппаратам и может быть использовано в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности.
Известен пленочный аппарат с восходящей и нисходящей пленкой жидкости, содержащий вертикальный корпус с патрубками подвода и отвода жидкости и греющего пара, трубные решетки, центральные подъемные и периферийные опускные испарительные трубы, снабженные дополнительными трубными решетками, разделяющими их на секции, пленкообразователи, установленные на верхних концах опускных труб, и отбойник, выполненный в виде соосно установленных обратных усеченных конусов и неподвижно соединенный с верхними концами центральных труб [авт. св. СССР 775869, кл. В 01 D 1/22, 1982].
Недостатком известного аппарата является высокая металлоемкость, обусловленная наличием большого числа трубных решеток и испарительных труб.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является пленочный выпарной аппарат, содержащий вертикальный корпус, трубные решетки, теплообменные трубы, камеру исходного раствора, сепаратор и устройство для подпитки труб раствором, установленного снаружи каждой трубы и выполненного в виде горизонтального полого диска, установленного на некотором расстоянии от выходных концов труб, причем в стенках труб, смежных с диском, выполнены отверстия [авт. св. 874085, кл. В 01 D 1/22, 1981].
Недостатками аппарата являются нестабильная работа устройств для подпитки теплообменных труб исходным раствором, вследствие уменьшения проходного сечения отверстий в их стенке в результате действия адгезионных сил со стороны раствора, высокая продолжительность и низкая эффективность процесса выпаривания в результате неравномерного распределения пленки по высоте теплообменной трубки.
Технической задачей изобретения является увеличение эффективности процесса выпаривания за счет обеспечения равномерной толщины пленки по высоте теплообменных труб и сокращение продолжительности процесса выпаривания.
Технический результат заключается в снижении металлоемкости конструкции, загрязнения поверхности теплообменных труб и увеличении производительности.
Техническая задача достигается тем, что в выпарном аппарате с восходящей пленкой, включающем вертикальный корпус, теплообменные трубки, трубные решетки, входные и выходные патрубки и сепаратор, новым является то, что каждая теплообменная трубка состоит из цилиндрической и конической частей, установленных на некотором расстоянии с образованием зоны инжекции, в цилиндрической части теплообменной трубки смонтирована турбина, состоящая из цилиндра, двух дисков с отверстиями, вала и кожухов, неподвижно соединенных в единую деталь, на внешней и внутренней поверхностях цилиндра турбины по винтовой линии расположены лопасти, имеющие профиль, обеспечивающий создание подъемной силы потока пара, на входе конической части теплообменной трубки установлен распределитель в виде полусферы с осевым цилиндрическим каналом, зафиксированный при помощи упругих стальных стержней плоской стороной вверх, на сферической стороне распределителя неподвижно закреплена винтовая лопасть, турбина установлена в верхнем и нижнем подпятниках, закрепленных на сферической поверхности распределителя и кронштейнах цилиндрической части теплообменной трубки соответственно, устройство отвода сиропа выполнено в виде конуса, установленного на верхней трубной решетке основанием вниз, с углом конусности, обеспечивающим свободное удаление выпаренного раствора.
На фиг. 1 изображен разрез описываемого выпарного аппарата, на фиг.2 - разрез нагнетательного устройства, на фиг.3 - схема принципа действия аппарата.
Выпарной аппарат состоит из вертикального корпуса 1, сферических крышек 2 и 3, входных патрубков для ввода исходного раствора 4 и пара 5, выходных патрубков для вывода сиропа 6, неконденсирующихся газов 7, вторичного пара 8, датчика уровня 9, теплообменных трубок 10, трубных решеток 11 и 12, турбины 13, отбойника 14, устройства отвода сиропа 15 и сепаратора 16.
Каждая теплообменная трубка 10 состоит из цилиндрической 17 и конической частей 18, установленных на некотором расстоянии с образованием зоны инжекции. Коническая часть 18 теплообменной трубки 10, направленная большим основанием вниз, предназначена для создания стабильных гидродинамических параметров по высоте трубки, т.е. скорость и давление восходящих потоков пара в последующих уменьшающихся сечениях конической части 18 трубки 10 создают устойчивое восходящее движение пленки вверх. Цилиндрическая часть 17 трубки 10 закреплена на нижней трубной решетке 12 соосно с конической частью 18 и патрубком подачи пара 5.
В цилиндрической части 17 теплообменной трубки 10 с возможностью вращения установлена турбина 19. Она состоит из цилиндра 20, двух дисков 21 и 22 с отверстиями для прохождения осевого потока пара, вала 23 и кожухов 24 и 25, неподвижно соединенных между собой в единую деталь. На внешней и внутренней поверхностях цилиндра 20 турбины 19 по винтовой линии расположены лопасти 26 и 27, имеющие профиль, обеспечивающий создание подъемной силы потока пара, например, профиль крыла самолета. Причем внешние лопасти турбины 26 предназначены для создания закручивающегося потока пара, обеспечивающего прижимное усилие пленки к внутренней поверхности конической части 18 теплообменной трубки 10, а внутренние 27 - для создания осевого потока, обладающего высокой кинетической энергией, необходимой для восходящего движения пленки.
Вал турбины на оси 28 своими коническими концами опирается в опорных подпятниках 29, имеющих сферические отверстия. Малая площадь контакта трущихся поверхностей позволяет существенно понизить энергетические затраты и, тем самым, увеличить производительность турбины 19.
На входе конической части 18 теплообменной трубки 10 установлен распределитель 30 в виде полусферы с осевым цилиндрическим каналом для прохождения осевого потока пара. Распределитель 30 зафиксирован при помощи упругих стальных стержней 31 плоской стороной вверх, обеспечивающих быстрый демонтаж и доступ к греющим трубкам 10 для их чистки. На сферической стороне распределителя 30 неподвижно закреплена винтовая лопасть 32, предназначенная для дополнительного закручивания периферийного потока пара с образованием некоторого прижимного усилия частицам исходного раствора к внутренней поверхности конической части 18 теплообменной трубки 10.
Турбина 19 установлена в верхнем и нижнем подпятниках 29, причем верхний подпятник закреплен на сферической поверхности распределителя 30, а нижний подпятник - на кронштейнах 34 цилиндрической части 17 теплообменной трубки 10, расположенных друг относительно друга под углом 120o.
Устройство отвода сиропа 15 выполнено в виде конуса 33, установленного на верхней трубной решетке 11 основанием вниз, с углом конусности, обеспечивающим свободное удаление выпаренного раствора.
Аппарат работает следующим образом.
Исходный раствор через патрубок 4 поступает в аппарат до уровня, контролируемого датчиком 9. Одновременно с этим, через патрубок 5 под высоким давлением подается пар, который приводит во вращение турбину 19. При этом возникают два восходящих потока пара: периферийный, образующийся при вращении внешних лопастей турбины 26, и осевой - при вращении внутренних лопастей 27 - зона I.
На выходе пара из зоны I происходит частичный прорыв потока в массу исходного раствора, в результате чего происходит интенсивное кипение раствора, сопровождающееся понижением его вязкости. Благодаря высокой скорости восходящих потоков пара на выходе из турбины 19, образуется зона пониженного давления, в результате происходит инжекция исходного раствора в пространство конической части 18 теплообменной трубки 10 - зона II. Образование тонкой пленки выпариваемого раствора происходит за счет вращения периферийного потока, осуществляемого при помощи распределителя 30 и винтовой лопасти 32. За счет высокой кинетической энергии восходящего осевого потока пара, прошедшего через осевой цилиндрический канал распределителя 30, частицы исходного раствора отбрасываются к периферии конической части 18 и за счет сил поверхностного трения пара о пленку поднимаются вверх. По мере продвижения пленки вверх происходит увеличение ее концентрации - зона III. Благодаря нагретым поверхностям цилиндрической 17 и конической 18 частей трубки 10, контактирующих с исходным раствором, возникает его естественная пристеночная циркуляция из зоны III в зону II.
На выходе сиропа из конической части 18 теплообменной трубки 10 происходит частичная сепарация паровой фазы от упаренного раствора благодаря отбойнику 14. Далее вторичный пар поступает в сепаратор 16, где происходит более полная его очистка от капель сиропа. Вторичный пар из сепаратора 16 поступает на конденсацию. Образующиеся в процессе выпаривания неконденсируемые газы и вторичный пар отводятся из аппарата посредством патрубков 7 и 8 соответственно. Сироп при помощи конуса 33 стекает к периферии аппарата и удаляется посредством патрубка 6.
Данный выпарной аппарат позволяет обеспечить:
- равномерную толщину пленки по высоте конической части теплообменной трубки за счет стабильных гидродинамических параметров восходящих потоков пара;
- сокращение продолжительности процесса выпаривания за счет одноразового восхождения пленки при достижении требуемой конической концентрации сиропа;
- быстрый демонтаж и доступ к внутренней поверхности теплообменных трубок за счет упругих стальных стержней, прикрепленных к плоской поверхности распределителя.
- равномерную толщину пленки по высоте конической части теплообменной трубки за счет стабильных гидродинамических параметров восходящих потоков пара;
- сокращение продолжительности процесса выпаривания за счет одноразового восхождения пленки при достижении требуемой конической концентрации сиропа;
- быстрый демонтаж и доступ к внутренней поверхности теплообменных трубок за счет упругих стальных стержней, прикрепленных к плоской поверхности распределителя.
Claims (1)
- Выпарной аппарат с восходящей пленкой, содержащий вертикальный корпус, теплообменные трубки, трубные решетки, входные и выходные патрубки и сепаратор, отличающийся тем, что каждая теплообменная трубка состоит из цилиндрической части и конической, направленной большим основанием вниз, соосно установленных на некотором расстоянии друг от друга с образованием зоны инжекции, в цилиндрической части теплообменной трубки смонтирована турбина, состоящая из цилиндра, двух дисков с отверстиями, вала и кожухов, неподвижно соединенных в единый узел, на внешней и внутренней поверхностях цилиндра турбины по винтовой линии расположены лопасти, имеющие профиль, обеспечивающий создание подъемной силы потока пара, на входе конической части теплообменной трубки установлен распределитель в виде полусферы с осевым цилиндрическим каналом, зафиксированный при помощи упругих стальных стержней плоской стороной вверх, на сферической стороне распределителя неподвижно закреплена винтовая лопасть, турбина установлена в верхнем и нижнем подпятниках, закрепленных на сферической поверхности распределителя и кронштейнах цилиндрической части теплообменной трубки соответственно, устройство отвода сиропа выполнено в виде конуса, установленного на верхней трубной решетке основанием вниз, с углом конусности, обеспечивающим свободное удаление выпаренного раствора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001126510/12A RU2184591C1 (ru) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | Выпарной аппарат с восходящей пленкой |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001126510/12A RU2184591C1 (ru) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | Выпарной аппарат с восходящей пленкой |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2184591C1 true RU2184591C1 (ru) | 2002-07-10 |
Family
ID=20253422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001126510/12A RU2184591C1 (ru) | 2001-10-03 | 2001-10-03 | Выпарной аппарат с восходящей пленкой |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2184591C1 (ru) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324516C1 (ru) * | 2007-03-09 | 2008-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" | Пленочный выпарной аппарат со стекающей пленкой |
| CN104803536A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-07-29 | 河北中然制药设备有限公司 | 升膜多效式蒸馏水机 |
| CN109173305A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-11 | 蓝旺节能科技（浙江）有限公司 | 一种用于中药浓缩系统的升膜蒸发器 |
| RU2700059C1 (ru) * | 2018-06-25 | 2019-09-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Выпарной аппарат |
| RU234668U1 (ru) * | 2025-04-23 | 2025-06-05 | Общество с ограниченной ответственностью "БМА Руссланд" | Плёночный выпарной аппарат |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1209119A (en) * | 1968-06-15 | 1970-10-21 | Stearns Roger Corp | Improvements relating to evaporators |
| FR2300593A1 (fr) * | 1975-02-17 | 1976-09-10 | Fives Cail Babcock | Evaporateur a tubes coaxiaux |
| SU1812665A1 (ru) * | 1990-02-26 | 1996-09-20 | Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения | Выпарной аппарат с восходящей пленкой |
-
2001
- 2001-10-03 RU RU2001126510/12A patent/RU2184591C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1209119A (en) * | 1968-06-15 | 1970-10-21 | Stearns Roger Corp | Improvements relating to evaporators |
| FR2300593A1 (fr) * | 1975-02-17 | 1976-09-10 | Fives Cail Babcock | Evaporateur a tubes coaxiaux |
| SU1812665A1 (ru) * | 1990-02-26 | 1996-09-20 | Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения | Выпарной аппарат с восходящей пленкой |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2324516C1 (ru) * | 2007-03-09 | 2008-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный технологический университет" | Пленочный выпарной аппарат со стекающей пленкой |
| CN104803536A (zh) * | 2015-05-11 | 2015-07-29 | 河北中然制药设备有限公司 | 升膜多效式蒸馏水机 |
| CN104803536B (zh) * | 2015-05-11 | 2017-03-08 | 河北中然制药设备有限公司 | 升膜多效式蒸馏水机 |
| RU2700059C1 (ru) * | 2018-06-25 | 2019-09-12 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Выпарной аппарат |
| CN109173305A (zh) * | 2018-11-16 | 2019-01-11 | 蓝旺节能科技（浙江）有限公司 | 一种用于中药浓缩系统的升膜蒸发器 |
| CN109173305B (zh) * | 2018-11-16 | 2020-11-17 | 蓝旺节能科技（浙江）有限公司 | 一种用于中药浓缩系统的升膜蒸发器 |
| RU234668U1 (ru) * | 2025-04-23 | 2025-06-05 | Общество с ограниченной ответственностью "БМА Руссланд" | Плёночный выпарной аппарат |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2184591C1 (ru) | Выпарной аппарат с восходящей пленкой | |
| CN114653081B (zh) | 一种蒸发布液装置及一种降膜蒸发器 | |
| RU2531399C2 (ru) | Реакторы для непрерывной обработки и способы их применения | |
| CN111821711A (zh) | 一种板式分馏塔 | |
| CN104941246B (zh) | 一种撞击流超重力液液萃取器 | |
| CN214913503U (zh) | 一种强化气液传质传热的装置 | |
| CN106390490A (zh) | 一种冲动伞式自然循环蒸发器 | |
| CN102895786A (zh) | 一种节能型蒸发装置 | |
| US1929411A (en) | Cooling tower | |
| CN108379859A (zh) | 一种竖管高效降膜蒸发器 | |
| RU2580727C1 (ru) | Вихревой испаритель-конденсатор | |
| CN219072091U (zh) | 一种无动力蒸发器 | |
| CN116510333A (zh) | 一种精馏塔塔釜 | |
| JPH068715B2 (ja) | かき送り式多重円筒型熱交換器 | |
| RU163474U1 (ru) | Центробежное распределительное устройство для жидкости | |
| RU198457U1 (ru) | Пленочный тепломассообменный аппарат | |
| CN210186460U (zh) | 一种立式溢流切向槽式管口布膜器 | |
| US3282326A (en) | Evaporating method and apparatus therefor of the rotating drum type | |
| CN109386994A (zh) | 高效旋管式换热蒸发器及换热方法 | |
| CN116637483B (zh) | 一种具有烟气余热回收利用功能的填料塔 | |
| RU124173U1 (ru) | Испаритель | |
| RU2071802C1 (ru) | Прямоточный трубчатый испаритель | |
| RU107581U1 (ru) | Пленочный теплообменик | |
| RU2200049C1 (ru) | Выпарной аппарат с восходящей и нисходящей пленками | |
| RU2780517C1 (ru) | Контактное устройство для тепломассообменного аппарата |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20031004 |