Выпарной аппарат Советский патент 1980 года по МПК B01D1/22 

(54) ВЫПАРНОЙ АППАРАТ

1

Изобретение относится к конструкции выпарных аппаратов с падающей пленкой и может быть применено в химической , молочной и пищевой пролвдиленности, а также для опреснения морской воды.

Известен выпарной аппарат с падающей пленкой, содержащий вертикальный корпус, разметенные в нем греющие трубы и сепаратор 1.

В этом аппарате выпариваемый раствор равномерно распределяется по внутренней поверхности греющих труб и, стекая вниз в виде тонкой пленки, частично выпаривается за счет тепла пара, конденсирующегося на наружной поверхности труб.

Выходящие из греющих труб упаренный раствор и образовавшийся вторичный пар попадают в сепаратор, где .происходит их разделение,т.е. капли раствора оседают вниз на дно сепаратора, а вторичный пар отводится из верхней части сепаратора.

Существенный недостаток известного выпарного аппарата заключается в том, что тонкая пленка упаренного . раствора, стекающая с нижних концов греющих труб, подвергается энергично му воздействию расширяющегося потока

вторичного пара, выходящего с большой скоростью из этих же труб, и дробится с образованием большого количества мельчайших капелек, трудно отделиг х от потока пара. Вследствие этого отводимый из выпарного аппарата вторичный пар уносит с собой значительное количество раствора, которое не только теряется безвозвратно, но делает

10 также невозможным рациональное использование конденсата вторичного пара без предварительной очистки.

Известен также выпарной аппарат с падающей пленкой, содержащий верти15кальный корпус, размещенные в нем греющие трубы и сепаратор, при этом каждая труба снабжена устройством для разрыва пленки упариваемого раствора, выполненным в виде цилинд20рического патрубка, имеющего на боковой поверхности отверстия с краями, загнутыми внутрь и образующими желоба 2 .

В этом аппарате пленка упаренного

25 раствора, выходящая из греющих труб, попадает на внутреннюю поверхность патрубков и краями отверстия разрывается на части; при этом .раствор попадает в желоба и стекает по н:им

30 в нижнюю часть сепаратора, причем пленка упаренного раствора, стекают из нижних концов греющих труб, не подвергается воздействию потока вторичного пара, который отводится через отверстия на боковой поверхности патрубков. Данный вьшарной аппарат является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату. Недостаток известного аппарата заключается в том, что устройство для разрыва пленки упаренного раствора, выполненное в виде патрубков с помощью специальных устройств, присоединяемых с торца к греюшим трубам, фактически увеличивает длин греющих труб, т.е. увеличивает габа риты и металлоемкость аппарата, а также.значительно усложняет конструкцию выпарного аппарата. Наличие этях патрубков создает значительное сопротивление движению обра-з ющегося вторичного пара как при выходе его через отверстия в патрубках, так и при движении его в сепараторе под трубной решеткой, гд вторичный пар проходит в промежутках между патрубками, Увеличение сопрот ления выходу вторичного пара вызывает увеличение температуры кипения раствора в греющих трубах, уменьшает разность температур греющего пар и раствора и тем самым снижает прои водительность выпарного аппарата. Конструктивная сложность, обусловле ная наличием в аппарате большого ко личества патрубков, затрудняет очист ку внутренней поверхности аппарата от отложений, образующихся при выпа ривании, и делает невозможным испол зование его для выпаривания таких жидкостей, как молоко и молочные продукты, так как при этом требуетс регулярная (через/10-20 ч работы) тщательная промывка выпарных аппаратов. Целью изобретения является повыш ние ппоизводительности аппарата путем уменьшения сопротивления выходу вторичного пара. Поставленная цель достигается те что в известном выпарном аппарате с падающей пленкой, содепжагаем вертикальный корпус, размешенные в нем греющие трубы с устройствами для разрыва пленки упаренного раствори и.сепаратор, устройство для разрыва пленки упаренного раствора выполнено в виде выступов на внутренней поверхности нижних концов греющих труб, каждая труба снабжена наклонным желобом, установленным под выступом, внутренняя TIopepXHOcT труб между выступом и нижним концом покрыта гидрофобным материалом. На фиг. 1 изображен выпарной апп рат с падающей пленкой предлагаемой конструкции; на фиг. 2 - нижний конец греюшей трубы с выступами для разрыва пленки раствора; на фиг. 3 - нижний конец греющей трубы с желобами, выполненными в виде вставки, помещенной в греющую трубу. В вертикальном корпусе 1 выпарного аппарата размещены греющие трубы 2 с распоелелительными устройствами 3 для создания пленки упариваемого раствора. Корпус 1 снизу соединен с сепаратором 4. Устройства для разрыва пленки расположены на нижних концах греющих труб 2 и выполнены в виде выступов 5 (фиг. .2) или желобов 6 (фиг. 3). Выступы 5 и желоба б располагаются за пределами участка теплопередачи или на границе его, определяемой положением верхней плоскости трубной решетки 7 (фиг. 2 и 3). Для ускорения формирования пленки упариваемого раствора в струи внутренняя пов.ерхность греющих труб 2 между выступами 5 и нижними концами труб 2 может быть покрыта гидрофобным материалом. Выпарной аппарат работает следующим образом. Поступающий через штуцер 8 в выпарной аппаратраствор с помошью устройств 3 равномерно распределяется в виде тонкой пленки по внутренней поверхности греющих труб 2. Через штуцер 9 в межтрубное пространство подается греющий пар, который конденсируется на наружной поверхности греющих труб 2, затем образующийся конденсат отводится через штуцер 10. За счет тепла конденсации пара раствор, стекающий в виде пленки по внутренней поверхности труб, частично испаряется. Образующийся вторичный пар движется вниз в одном направлении с пленкой упариваемого раствора. На выходном участке греющих труб 2 пленка упаренного раствора, двигающаяся с большой скоростью, набегает на выступы 5 или края желобов и разрывается. Из образовавшихся участков пленки самопроизвольно под действием сил поверхностного натяжения (этот процесс наиболее интенсивио протекает на несмачиваемой раствором поверхности, т.е. гидрофобной) или с помощью желобов б формируются струйные потоки, и с нижних концов греющих труб 2 упаренный раствор стекает в виде компактных струй. При этом поверхность жидкости, подвергающаяся воздействию выходящего из труб потока пара, значительно меньше, а устойчивость течения ее больше,чем при пленочном стекании. Вследствие этого струи упаренного раствора на выходе из труб не разрушаются и, двигаясь дальше уже в одном направлении с потоком вторичного пара, самопроизвольно распадаются на крупные капли, которые легко отделяются от потока вторичного пара и не загрязняют его. Упаренный раствор собирается на дне сепаратора 4 и удаляется из него через штуцер 11, вторичный пар отводится через штуцер 12, расположен ный в верхней части сепаратора 4. Таким образом, устройства для разрыва пленки упаренного раствора и формирования струй выпарного аппа рата, выполненные в виде выступов ,и желобов на внутренних поверхностя нижних концов греющих труб, а также то, что внутренняя поверхность грею щих труб между выступами и нижними концами этих труб не смачивается уп ренным раствором (т.е. гидрофобна), позволяет значительно уменьшить сопротивление выходу вторичного пара из греющих труб и повысить производительность выпарного аппарата, а т же улучшить его эксплуатацию. Формула изобретения 1, Выпарной аппарат с падающей пленкой, содержащий вертикальный -8 корпус, размещенные в нем греющие трубы с устройствами для разрыва пленки упаренного раствора и сепаратор, отличающийся тем, что, с цел ю«повышения производительности аппарата путем уменьшения сопротивления выходу вторичного пара, устройства для разрыва пленки выполнены в виде выступов на внутренней поверхности нижних концов труб, 2.Аппарат non.l, отличающийся тем, что каждая труба снабжена наклонным желобом, установленным под выступом. 3.Аппарат поп.1,отличающ и и с я тем, что внутЕ нняя поверхность труб между выступе и нижним концом покрыта гидрофобным материЕшом, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Сенетя Э. и Надобан П. Процессы выпаривания в пищевых производствах. М., Пищевая .промышленность , 1969, с.120, рис.64. 2.Патент Германии № 728271, кл, 12 а, 2, 1942 (прототип).