Пленочный роторный аппарат Советский патент 1979 года по МПК B01D1/22 

(54) ПЛЕНОЧНЫЙ РОТОРНЫЙ АППАРАТ

Изобретение относится к аппаратам, предназначенным для концентрирования жидкостей с высокой вязкостью и может найти применение в консервной, кондитерской, химической промышлеиностях.

Известен роторный пленочный аппарат, содержащий цилиндрический корпус и вал с закрепленной на нем спиралью I.

Недостатком этого аппарата является относительно невысокая интенсивность теплообмена, широкий спектр времени пребывания жидкости на теплопередающей поверхности.

Известен также пленочный роторный аппарат со стекающей пленкой, содержащий .вертикальный цилиндрический корпус с греющей рубащкой, сепарирующее устройство и ротор в виде установленной на валу ленточной спирали и закрепленной на ней проволочной спирали 2.

Существенным недостатком такого аппарата является недостаточная интетгсйв ОСть теплообмена и неоднородная глубина протекания процесса по толщине стекающей плёйкй жидаэсти. ,: ..,...«-«...v:«.,,-. Целью настоящего изобретения является интенсификация процесса теплообмена и обеспечение однородной глубины пленки жидкости путем турбулизации ее.

Указанная цель достигается тем, что проволочная спираль ротора укреплена на торцах ленточной спирали с противоположным направлением витков, а витки ленточной спирали выполнены по периферии с прорезями, ширина которых увеличивается снизу

вверх.

При таком конструктивном выполнении ротора стекающая вниз жидкостная пленка по толщине разделена на два слоя - слой, примыкающий к теплоцередающей поверхности, принудительно перемещаемый вниз проволочной спиралью со скоростью, превышающей среднюю скорость стекания пленки, и слой, примыкающий к свободной поверхности пленки, периодически затормаживаемый ленточной спиралью с противоположным направлением витко-в и прорезями по периферии.

Это позволяет уменьшить время пребывания слоев жидкостТной пленки у теплопередающей поверхности, т. е. в зоне повышенных температур, и увеличить время пребывания слоев у свободной поверхности пленки.

Возникающий при этом значительный срезающий эффект (высокая градиентность скорости поперек толщины пленки) приводит к тому, что пузырьки пара и частицы жидкости, находящиеся у греющей поверхности, интенсивно отрываются от нее, а их место занимает более холодная жидкость. Это существенно интенсифицирует процесс теплообмена, обеспечивает однородную глубину протекания процесса по толщине стекающей жидкостной пленки.

На фиг. I изображен продольный разрез предложенного аппарата; на фиг. 2 - поперечный разрез А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - схема стекания пленки жидкости.

Пленочный роторный аппарат имеет вертикальный цилиндрический корпус 1 с греющими рубащками 2, 3, сепарирующее устройство 4, тангенциальный патрубок 5 для подвода исходной жидкости и патрубки 6, 7 соответственно для отвода концентрированного продукта и паров летучих компонентов.

Внутри корпуса 1 по оси установлен ротор, содержащий вал 8, на котором спицами 9 закреплена ленточная спираль 10 с направлением витков в сторону, противоположную вращению ротора.

По периферии ленточной спирали 10 выполнены прорези 11, щирина которых увеличивается снизу вверх по высоте ротора. На торцах ленточной спирали 10 укреплена проволочная спираль 12 с противоположным направлением витков. В пределах конического днища 13 вал 8 снабжен коническим щнеком 14. Ротор приводится во вращение от индивидуального электродвигателя (на чертеже не показан).

Аппарат работает следующим образом.

Исходная жидкость через патрубок 5 подается в аппарат и распределяется по внутренней поверхности корпуса 1 в виде жидкостной пленки. Стекая по теплопередающей поверхности, летучие компоненты интенсивно испаряются, пары которых, после сепарации в устройстве 4, отводятся по патрубку 7 для конденсации. Сконцентрированный продукт выводится из аппарата по патрубку 6.

При вращении ротора проволочная спираль 12, витки которой совпадают с направлением вращения и расположены непосредственно у теплопередающей поверхности, ускоряет стекание пристенного слоя, устраняет излищнее время пребывания жидкости в зоне повышенных температур.

И наоборот, ленточная спираль 10 с прорезями 11, включающая противоположное направление витков, замедляет стекание

слоев у свободной поверхности пленки, т. е. периодически перемещает их против направления стекания пленки. Через прорези 11 поверхностные слои пленки свободно проваливаются вниз, в направлении стекания пленочного потока жидкости. Увеличение

ширины прорезей снизу вверх по высоте ротора плавно уменьшает тормозящее воздействие на стекающую пленку ленточной спирали 10, исключает ;«захлебывание аппарата.

Такое выполнение ротора пленочного

аппарата обеспечивает мощный конвектив- ный перенос тепла и массы поперек толщины

пленки, высокую однородность протекания

процесса.

Формула изобретения

Пленочный роторный аппарат с падающей пленкой жидкости, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с греющей рубашкой, сепарирующее устройство и ротор в виде установленной на валу ленточной спирали и закрепленной на ней проволочной спирали, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена и обеспечения однородной глубины пленки жидкости путем турбулизации ее, проволочная спираль укреплена На торцах ленточной спирали с противоположным направлением витков, а витки ленточной спирали выполнены

по периферии с прорезями, ширина которых увеличивается снизу вверх.

-Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3366157, кл. 159-6, 1968.

Фи2.1

11

Фи2.г

iZФиг.Ъ