Центробежный пленочный выпарнойАппАРАТ Советский патент 1981 года по МПК B01D1/22 

1 .Изобретение относится к теплообменным аппаратам, применяемым для выпаривания, нагрева и стерилизации растворов.

Известен вакуумный выпарной аппарат, предназначенный для выпаривания растворов, содержащий корпус иротор, выполненный из конических элементов. Подача теплоносителя осуществляется через полый вал, а отвод конденсата - через неподвижную трубку, проходящую через этот же вал. Аппарат снабжен подшипниковыми узлами с системой охлаждения и тремя подвижными уплотнениями для герметизации вращающегося вала в неподвижном корпусе, неподвижной трубки и подачи в корпус теплоносителя f .

Однако такое выполнение ротора и уплотнений не.обеспечивает возможности повышения производительности аппарата, снижает надежность его работы и требует повышенного расхода электроэнергии н.а вращение ротора за счет преодоления сухого трения в уплотнениях.

Известен также выпарной аппарат, содержащий корпус, ротор, выполненный из пакета полых дисков, подшипниковые узлы и уплотнения 2 .

Этот аппарат также не устраняет вышеуказанных недостатков.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату аппарат для нагрева жидкости паром, содержащий корпус, ротор, выполненный из полых конических элементов, подшипниковые узлы и уплотнения. Ротор снабжен карманом для сбора конденсата, который отводится/из аппарата при помощи неподвижной трубки. Подвод пара в ротор осуществляется через полость/ образованную неподвижной кольцевой

трубой и вращающимся валом СзД.

Недостатком его является повышенный расход электроэнергии, заниженная скорость вращения ротора ввиду наличия вращающегося уплотнения большого диаметра.

Цель изобретения - упрощение конструкции, снижение расхода электроэнергии и повышение надеркности уплотнения.

Указанная цель достигается тем, что ротор установлен с возможностью вертикального перемещения вдоль вала, а патрубок для отвода конденсата укреплен в днище корпуса. Аппарат снабжен емкостью для сбора конд рнсата, подключенной к корпусу, и циркуляционным насосом, установленным между емкостью и ротором под днищем корпуса. Днище ротора выполнено перфорированным. Вал привода снабжен сферическим шарниром, соединяющим его с ротором. На фиг. 1 изображен аппарат, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Аппарат состоит из станины 1, корпуса 2, ротора 3, привода 4, патрубка 5 для подвода в ротор пара, патрубка 6 для отвода из ротора конденсата, системы 7 циркуляции конденсата и патрубка 8 для отвода неконденсирующихся газов. Корпус 2 аппарата снабжен патрубком 9 для отвода вторичных паров и установлен на днище 10 станины. На корпусе 2 смонтирована крышка 11 с патрубками 12,. 13 соответственно для подвода рабочей и отвода упаренной Жидкости. На днище 10 корпуса установлен ротор 3, состоящий из соединен ных между собой при помощи оси 14 и гайки 15 теплообменных конических элементов 16 и втулок 17 и 18, причем элементы 16 снабжены фланцами 19 и 2 В роторе 3 выполнена система аксиальных каналов 21-24, служащих для подвода рабочей жидкости, 25 и,26 для отвода упаренной жидкости, 27 и 28 - для подачи пара, 29 и 30 - для отвода конденсата и 31 - для отвода .вторичных паров. В верхней части ротора 3 установлен конус 32, сборником упаренной жидкости. Снизу ротор имеет днище выполнен ное в виде кольцевой перфорированной пластины 33. Привод 4, укрепленный в станине 1 состоит из регулируемого электропривода 34, подшипникового узла 35- с уп лотнением 36 и вала 37, соединенного с ротором 3 при помощи сферического шарнира, состоящего из укрепленнойНа оси 14 втулки 38 и укрепленного н валу 37 сферического подшипника 39. Для передачи крутящего момента вал 3 снабжен водилом 40 с неподвижно укрепленными в нем пальцами 41, а ротор 3 - водилон 42 с отверстием 43, причем палец 41 установлен в отверстии 43 с зазором. Вал 37 и кольцевая перфорированная пластина 33 образуют кольцевой зазор 44. Внутри станины 1 смонтирована сис тема 7 циркуляции конденсата, выполненная в виде циркуляционного насоса 45 и емкости 46, подключенной к корпусу при помощи патрубков 4 и 48 причем циркуляционный насос установлен между емкостью 46 и ротором 3 по днищем корпуса. В кольцевом зазоре 4 - смонтирован дополнительный патруок 49 для отбора конденсата, снабенный конденсатоотводчиком 50. Внути ротора 3 укреплена неподвижная онденсатная переливная трубка 51. Аппарат работает следующим образом. В патрубок 5 подается греющий пар, а в патрубок 13 в период прогрева и пуска - вода, а затем, после догстижения требуемой температуры, рабочая жидкость. Благодаря давлению греющего пара внутри ротора и наличию кольцевой пластины 33, возникает подъемная сила, которая приподнимает ротор вдоль оси вала вверх, образуя зазор между днищем 10 корпуса и кольцевой пластиной 33.. . При включении электропривода 34 приводится во вращение ротор 3 посредством пальца 41 и водила 42. Греющий пар из патрубка 5 при помощи каналов 27 и 28 попадает внутрь ротора.3 и отдает свое тепло через теплообменные элементы 16 рабочей жидкости. При этом образуется конденсат греющего пара, который через каналы 29 и 30 и трубку 51 подается к кольцевому зазору 44. Конденсат греющего пара через перфорацию кольцевой пластины 33 и зазор 44 вытекает из ротора в корпус и при помощи патрубка 6 удаляется из аппарата. Вторичные пары, образующиеся в процессе упаривания рабочей жидкости, через канал 31 и патрубок 9 корпуса отводятся из аппарата. При зазорах между днищем ротора и днищем корпуса меньше оптимальных включается циркуляционный насОс 45, и конденсат циркулирует через кольцевой зазор. Избыток конденсата отводится через патрубок 49. Рабочая жидкость из пат рубка 2 при помощи каналов 21-24 попада:ет на вращающиеся теплообменные элементы 16, упаривается и, благодаря наличию центробежных сил, расте- , кается к ихпериферии, где через каналы 25 и 26, конус 32 и патрубок 13 выводится из аппарата.. Возможность вертикального перемещения ротора и размещения патрубка для отвода конденсата в днище корпуса позволяет исключить вращающееся уплотнение между днищем ротора и днищем корпуса и упорные подшипники с системой их охлаждения, что упрощает конструкцию аппарата, а также сокращает мощность, затрачиваемую на вращение ротора. Формула изобретения 1. Центробежный пленочный выпар ной аппарат, содержащий вертикальный корпус с днищем и патрубками

для подв.ода обрабатываемой жидкости и отвода упаренной жидкости, вторичного, пара и конденсата, установленный в корпусе ротор, включающий днище, выполненное в виде кольцевой пластины, и конические полые теплообменные элементы с внутренними и наружными фланцами, имеющими каналы для ввода обрабатываемой жидкости и jnapa и отвода упаренной жидкости, .вторичного пара и конденсата греющег пара, патрубки для ввода пара и отвода конденсата и установленный под ротором привод с валом, образующий с днищем ротора кольцевой зазор, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, снижени расхода электроэнергии, повышения надежности уплотнения, ротор установлен с возможностью вертикального перемещения вдоль вала, а патрубок для отвода конденсата.укреплен в.днище корпуса.

- , .. т1..А.-. .,.

ssssx N 4 3

2.Аппарат по п. 1, о т л и ч а - to щ и и с я тем, что он снабжен емкостью для сбора конденсата, подключенной к корпусу, и циркуляционнымнасосом, установленным между емкостью и ротором под днищем корпуса.

3.Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что днище ротора выполнено перфорированным.

4.Аппар.т по п. 1, отличающийся тем, что вал привода снабжен сферическим шарниром, соединяющим его с ротором.

I

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 295234, кл. В 01 D 1/22, 1971.

2.Авторское свидетельство СССР № 363498, кл. В 01 D 1/22, 1972.

3.Патент Швеции № 206743, кл. 17 f,; 10/01, 1966.

v

Фиг.

3/

5/

Az4

3/

ЗУ