专利名称：降膜式薄膜蒸发器的制作方法
技术领域：
本发明属于生物医药化工设备技术领域，具体涉及一种降膜式薄膜蒸发器，用于 对物料强制成膜蒸发，以实现对物料的浓缩。
背景技术：
降膜式薄膜蒸发器在生物医药化工乃至食品添加剂加工行业等早已广泛使用，但 是，迄今为止，我国的这些行业所使用的降膜式蒸发器的成膜机构均为刮板式结构，此类结 构还可由实用新型专利授权公告号CN2155262Y公开的“活动式外流自由降膜板式蒸发器” 的技术方案见诸。所存在的欠缺有三点一是蒸发效果差，因为作为括膜部件的刮板容易磨 损，当由新启用的刮板刮膜时，尚能获得良好的刮膜效果，具体表现为成膜均勻，但是随着 时间的推移，即随括板磨损的逐渐加剧，刮板与蒸发腔的腔壁之间的间隙渐渐增大，液膜厚 度相应地逐渐变厚，蒸发效果便逐渐减退，最终使产品的质量难以保障，除非定期或不定期 地更换刮板，此外，当刮板磨损不一致时，物料或称液膜的厚度也不一致(成膜不均勻)；二 是产品的纯度受到影响，因为刮板磨损所产生的磨损物会污染物料，从而使物料的质量难 以保障；三是刮板的耐用性脆弱，通常需要在4-6个月左右时进行更换，从而既影响设备的 使用效率，又增大使用成本。除上述欠缺外，成膜机构的接料盘的结构也有失合理性，导致 从进料管引入的物料(待蒸发的物料)较为集中，无法及时而均勻地抛洒到蒸发器的蒸发 腔的内壁，从而使物料需要在括板的较长时间的刮抹下，才能在蒸发腔的内壁表面形成厚 度均勻的薄膜即液膜，如此则会明显降低成膜速度，既延长成膜时间，又浪费用于对蒸发器 隔套加热的热源即能源。鉴于上述已有技术所存在的不足，申请人认为有必要加以改进，下面将要介绍的 技术方案便是在这种背景下产生的。
发明内容
本发明的任务在于提供一种有助于持久地保障成膜均勻而藉以提高蒸发效果，有 利于避免物料遭受污染而藉以保障产品质量，有益于减轻括膜部件的磨损而藉以保障设备 的使用效率和节约使用成本的降膜式薄膜蒸发器。本发明的还有一个任务在于提供一种能将进料管引至接料盘上的物料及时均勻 地分配到蒸发器的蒸发腔的内壁而藉以提高成膜速度和节约能源的降膜式薄膜蒸发器。本发明的任务是这样来完成的，一种降膜式薄膜蒸发器，包括一蒸发筒体，该蒸发 筒体具有蒸发腔、与蒸发腔相通的进、出料管、设在蒸发筒体外的用于对蒸发腔加热的加热 夹套、与蒸发腔相通的用于将蒸发腔在蒸发过程中所产生的蒸汽排出的排气口和盖配在蒸 发筒体的顶部的敞口部位的筒盖；一成膜机构，以悬置状态设在所述的蒸发腔内；一动力 传动机构，设在所述的筒盖上，并且与成膜机构连接，所述的成膜机构包括转架、用于接受 由所述进料管引入的物料的接料盘和用于将由接料盘抛至所述蒸发腔的腔壁上的物料抹 勻的成膜转笼，转架与所述动力传动机构连接，成膜转笼与接料盘固定，并且由接料盘携成膜转笼与所述转架连接，特征在于所述的成膜转笼包括中间固定盘、底固定盘、一组固定杆、一组刮膜滚子轴和用于对所述蒸发腔的腔壁上的物料刮勻为液膜的括膜滚子，一组固 定杆彼此间隔分布，各固定杆的上端与所述接料盘固定，中部穿设固定在中间固定盘上，下 端则与底固定盘固定，一组刮膜滚子轴彼此间隔并且彼此纵向平行，各刮膜滚子轴的上端 与接料盘固定，中部与中间固定盘固定，而下端与底固定盘固定，刮膜滚子转动地满套在各 刮膜滚子轴上。本发明的还有一个任务是这样来完成的，所述的接料盘的盘沿上设有一围料堰，在围料堰上间隔开设有布料孔。在本发明的一个具体的实施例中，所述的加热夹套与所述蒸发筒体的外壁之间构 成有一加热介质腔，在加热夹套的上部的一侧连接有一用于将加热介质引入到所述的加热 介质腔中的加热介质引入接口，而在加热夹套的下部的一侧连接有一用于将加热介质腔中 的加热介质引出的加热介质引出接口，其中加热介质引入、出接口彼此在加热夹套上的位 置形成对角关系。在本发明的另一个具体的实施例中，所述的加热夹套的外壁设有保温层。在本发明的又一个具体的实施例中，所述的加热介质为蒸汽、热水或导热油。在本发明的再一个具体的实施例中，所述的蒸发筒体的下部的外壁构成有一筒体 下法兰，而蒸发筒体的底部具有一锥形出料斗，该锥形出料斗的上部边沿向外扩展有一出 料斗法兰，所述的筒体下法兰由法兰固定螺钉与出料斗法兰固定，所述的出料管延接在锥 形出料斗的底部的中央。在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的布料孔的形状为三角形孔或圆形 孔。在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的转架包括一转盘、一组连接杆和一 固定盘，转盘与所述的设在筒盖上的动力传动机构连接，一组连接杆围绕转盘间隔设置，各 连接杆的上端与转盘固定，下端与固定盘固定，而固定盘通过连接圈与所述接料盘的中央 固定，该连接圈的中央具有一用于供所述蒸发腔中的蒸汽向上引出供所述的排气口排出的 通孑L。在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的动力传动机构包括电机和减速机， 电机与减速机相配接并且由减速机携电机设在减速机支承座上，而减速机支承座设在所述 的筒盖的中央，所述减速机的减速机输出轴与所述的转架的转盘的中央固定。在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的成膜转笼的整体形状呈鼠笼状。本发明提供的技术方案由于摒弃了已有技术中的刮板，使用设在滚子轴上的刮膜 滚子对蒸发腔的腔壁上的物料滚括均勻，由于成膜滚子不仅可以随刮膜滚子轴的旋转而旋 转，而且还可自身转动，因此使公转与自转兼得，从而能减轻磨损避免对物料污染，持久地 体现成膜均勻和确保蒸发效果，既有助于提高设备的使用率，又可减轻使用成本。此外，由 接料盘的围料堰上的布料孔将来自于进料管的物料均勻地抛洒到蒸发腔的腔壁快速形成 厚度勻致的液膜，既有利于提高蒸发效率，又可体现节能。
图1为本发明的一个具体的实施例结构图。
图2为图1的剖视图。
具体实施例方式为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式结合附图作详细说明，但是对实施例的描述均不 是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效 变换都应视为本发明的技术方案范畴。敬请参见图1和图2，给出了圆筒形的蒸发筒体1，该蒸发筒体1具有一蒸发腔11，待蒸发的物料自蒸发腔11的腔壁(内壁，以下同)由上而下流落。在蒸发筒体1的外壁的 上部接有一进料管12，外壁的底部接有出料管13，此外，在蒸发筒体1的顶侧部接有一排气 口 15，排气口 15的作用是将蒸发腔11在蒸发过程中产生的轻组分的蒸汽排出，供外部的冷 凝器冷凝，而重组分则由前述的位于蒸发筒体1底部的出料管13排出，实现物料的浓缩即 实现轻组分的分离。由图所见，在蒸发筒体1的底部具有一锥形出料斗18，该锥形出料斗18 具有一出料斗法兰边181，而蒸发筒体1的下部边沿形成有一向外扩展的筒体下法兰17，用 法兰固定螺钉171将筒体下法兰17与出料斗法兰181固定。优选的方案还可在出料斗法 兰181朝向筒体下法兰17的一侧开设一圈凹道1811，与此相适应地，在筒体下法兰17朝向 出料斗法兰181的一侧凸设有一圈嵌合突缘172，将该嵌合突缘172嵌入前述的凹道1811 内。如果将凹道1811设置到筒体下法兰17上，同时将嵌合突缘172转移到出料到斗法兰 181上，则同样是可以的，因为两种方案是等效的。前述的出料管13延接在锥形出料斗18 的底部的正中央。蒸发筒体1的顶部的敞口部位设置筒盖16，具体是用一组筒盖固定螺钉 161将筒盖16与蒸发筒体1的敞口部位密封固定。在蒸发筒体1的外壁，更具体地讲，在对 应于前述的蒸发腔11的外壁设有加热夹套14，该加热夹套14的上侧部接有一加热介质引 入接口 141，而下侧部延接有一加热介质引出接口 142，加热介质引入接口 141和加热介质 引出接口 142彼此呈对角设置关系，并且均与加热介质腔143相通。为了体现节能，防止热 量损失，因此在加热夹套14的外壁增设有保温层144。在前述的筒盖16的外侧的中央设有 一动力传动机构3，动力传动机构3包括电机31和减速机32 (也可称变速箱或减速箱)，电 机31以公知的配接方式与减速机32配接，并且由减速机32携电机31通过轴承座3211固 定在减速机支承座322上，而减速机支承座322固定在筒盖16上，减速机32的减速机输出 轴321伸展到蒸发腔11内与成膜机构2连接。请继续见图1和图2，申请人给出的优选而非绝对限于的成膜机构2的结构如下 包括转架21、接料盘22和成膜转笼23，转架21包括转盘211、一组连接杆212和一固定盘 213，转盘211与前述的减速机输出轴321固定连接，一组连接杆212位于转盘211与固定 盘213之间，并且彼此相间隔，各连接杆212的上端与转盘211固定，下端与固定盘231固 定。当动力传动机构3工作时，则由减速机输出轴321带动转架21转动，进而由转架21带 动与其连接的成膜转笼23转动。在固定盘213的中央具有一连接圈2131，由连接圈2131 与成膜转笼23固连，并且，连接圈2131的中央构成有通孔21311，该通孔21311与蒸发腔 11相通，蒸发腔11在蒸发过程中所产生的并且在上面已提及的轻组分蒸气(来自于物料中 的)由通孔21311向上引出，以供前述的排气口 15引至与排气口 15管路连接的冷凝器冷 凝。由图所示，接料盘22对应于固定盘213的下方，并且与前述的进料管12的进料管出料口 121相对应(图2示)，进料管12引入的物料由进料管出料口 121喂至接料盘22上，在接料盘22随转架21转动的状态下按照离心力的原理甩及于蒸发腔11的腔壁上，供成膜转 笼23成膜。作为本发明方案的设计要点之一，在接料盘22的盘缘部位构成有一围料堰231， 该围料堰231也可称为接料盘22的栈边，在围料堰221的四周(圆周方向)间隔开设有布 料孔2211，于是在积料盘22转动状态下将物料均勻地抛洒到蒸发腔11的腔壁上，有助于提 高成膜速度，节约能源。布料孔2211的形状优选为三角形孔或圆形孔，但并不排斥其它形 状的孔。作为本发明方案的主要设计要点，表现为在于成膜转笼23的合理结构，整体形状 呈鼠笼式，具体包括中间固定盘231、底固定盘232、一组固定杆233、一组刮膜滚子轴234和 刮膜滚子235，一组固定杆233彼此纵向间隔分布，并且相互的间隔距离相同，各固定杆233 的上端与前述的接料盘22固定，中部穿及所有的中间固定盘231并且与中间固定盘231固 定，而下端与底固定盘232固定，一组刮膜滚子轴234同样彼此间隔并且纵向平行，各刮膜 滚子轴234的上端与接料盘22固定，中部同样穿置于中间固定盘231上并且与中间固定盘 231固定，下端则与底固定盘232固定，刮膜滚子235转动地满套在各刮膜滚子轴234上。前 述的刮膜滚子235也可称为刮膜辊或刮膜滚轮，可绕刮膜滚子轴234自由转动，此转动可称 之为自转，而在整个成膜转笼23转动的状态下带动刮膜滚子235转动的情形可称为公转， 因此，刮膜滚子235具有公转与自转兼得的转动效果。更具体地讲，众多的刮膜滚子235通 过离心力压向沿蒸发腔11的内壁流下的物料，能保障成膜的均勻效果，刮膜滚子235的公 转及自转可以极大地减少磨损。同时，由于刮膜滚子235具有自转功能，其外表面不断变换 与蒸发腔11的内壁接触，使刮膜滚子235的寿命极致延长。还有，整个成膜转笼23犹如一 个巨大的滚动轴承，因而蒸发腔11的底部无需设置轴承，使成膜机构2以悬置(悬挂)状 态位于蒸发腔11中，避免了物料在蒸发腔11底部堆积情形的发生。当使用本发明时，由进料管11将待蒸发的物料自进料管出料口 121引至接料盘 22，启动动力传动机构3的电机31工作，打开与排气口 15相接的管路上的阀门，开启与出 料管13相接的管路上的出料阀门，以及开启加热夹套14的加热介质引入接口 141的管路 上的加热介质引入阀门，加热介质既可以是蒸汽，也可以是热水，还可以是导热油或其它等 效的介质，本实施例选用蒸汽。在动力传动机构3的工作下，由其带动转架21，并且进而由 转架21带动接料盘22和成膜转笼23，在该过程中，接料盘22上的物料从围料堰221上的 布料孔2211在离心力的作用下抛撒(洒)到蒸发腔11的腔壁(内壁)，由加热夹套14加 热蒸发，同时由成膜转笼23的刮膜滚子235将蒸发腔11的腔壁上的物料刮勻成膜，物料蒸 发产生的轻组分蒸汽由排气口 15排至冷凝器冷凝，而重组分物料自出料管13引出，实现物 料的浓缩。综上所述，本发明提供的技术方案达到了发明目的，消除了已有技术所存在的欠 缺，体现了申请人在优点效果栏中所述的技术效果，因而不失为是一个极致的技术方案。
权利要求
一种降膜式薄膜蒸发器，包括一蒸发筒体(1)，该蒸发筒体(1)具有蒸发腔(11)、与蒸发腔(11)相通的进、出料管(12、13)、设在蒸发筒体(1)外的用于对蒸发腔(11)加热的加热夹套(14)、与蒸发腔(11)相通的用于将蒸发腔(11)在蒸发过程中所产生的蒸汽排出的排气口(15)和盖配在蒸发筒体(1)的顶部的敞口部位的筒盖(16)；一成膜机构(2)，以悬置状态设在所述的蒸发腔(11)内；一动力传动机构(3)，设在所述的筒盖(16)上，并且与成膜机构(2)连接，所述的成膜机构(2)包括转架(21)、用于接受由所述进料管(12)引入的物料的接料盘(22)和用于将由接料盘(22)抛至所述蒸发腔(11)的腔壁上的物料抹匀的成膜转笼(23)，转架(21)与所述动力传动机构(3)连接，成膜转笼(23)与接料盘(22)固定，并且由接料盘(22)携成膜转笼(23)与所述转架(21)连接，其特征在于所述的成膜转笼(23)包括中间固定盘(231)、底固定盘(232)、一组固定杆(233)、一组刮膜滚子轴(234)和用于对所述蒸发腔(11)的腔壁上的物料刮匀为液膜的括膜滚子(235)，一组固定杆(233)彼此间隔分布，各固定杆(233)的上端与所述接料盘(22)固定，中部穿设固定在中间固定盘(231)上，下端则与底固定盘(232)固定，一组刮膜滚子轴(234)彼此间隔并且彼此纵向平行，各刮膜滚子轴(234)的上端与接料盘(22)固定，中部与中间固定盘(231)固定，而下端与底固定盘(232)固定，刮膜滚子(235)转动地满套在各刮膜滚子轴(234)上。
2.根据权利要求1所述的降膜式薄膜蒸发器，其特征在于所述的接料盘(22)的盘沿上 设有一围料堰(221)，在围料堰(221)上间隔开设有布料孔(2211)。
3.根据权利要求1所述的降膜式薄膜蒸发器，其特征在于所述的加热夹套(14)与所述 蒸发筒体(1)的外壁之间构成有一加热介质腔(143)，在加热夹套(14)的上部的一侧连接 有一用于将加热介质引入到所述的加热介质腔(143)中的加热介质引入接口(141)，而在 加热夹套(14)的下部的一侧连接有一用于将加热介质腔(143)中的加热介质引出的加热 介质引出接口(142)，其中加热介质引入、出接口 (141,142)彼此在加热夹套(14)上的位 置形成对角关系。
4.根据权利要求1或3所述的降膜式薄膜蒸发器，其特征在于所述的加热夹套(14)的 外壁设有保温层(144)。
5.根据权利要求3所述的降膜式薄膜蒸发器，其特征在于所述的加热介质为蒸汽、热 水或导热油。
6.根据权利要求1所述的降膜式薄膜蒸发器，其特征在于所述的蒸发筒体(1)的下部 的外壁构成有一筒体下法兰(17)，而蒸发筒体(1)的底部具有一锥形出料斗(18)，该锥形 出料斗(18)的上部边沿向外扩展有一出料斗法兰(181)，所述的筒体下法兰(17)由法兰固 定螺钉(171)与出料斗法兰(181)固定，所述的出料管(13)延接在锥形出料斗(18)的底 部的中央。
7.根据权利要求2所述的降膜式薄膜蒸发器，其特征在于所述的布料孔(2211)的形状 为三角形孔或圆形孔。
8.根据权利要求1所述的降膜式薄膜蒸发器，其特征在于所述的转架(21)包括一转盘 (211)、一组连接杆(212)和一固定盘(213)，转盘(211)与所述的设在筒盖(16)上的动力 传动机构⑶连接，一组连接杆(212)围绕转盘(211)间隔设置，各连接杆(212)的上端与 转盘(211)固定，下端与固定盘(213)固定，而固定盘(213)通过连接圈(2131)与所述接料盘(22)的中央固定，该连接圈(2131)的中央具有一用于供所述蒸发腔(11)中的蒸汽向 上引出供所述的排气口 (15)排出的通孔(21311)。
9.根据权利要求8所述的降膜式薄膜蒸发器，其特征在于所述的动力传动机构包括电 机(31)和减速机(32)，电机(31)与减速机(32)相配接并且由减速机(32)携电机(31)设 在减速机支承座(322)上，而减速机支承座(322)设在所述的筒盖(16)的中央，所述减速 机(32)的减速机输出轴(321)与所述的转架(21)的转盘(211)的中央固定。
10.根据权利要求1所述的降膜式薄膜蒸发器，其特征在于所述的成膜转笼(23)的整 体形状呈鼠笼状。
全文摘要
一种降膜式薄膜蒸发器，属于生物医药化工设备技术领域。包括一蒸发筒体；一成膜机构；一动力传动机构，所述的成膜机构包括转架、接料盘和成膜转笼，转架与动力传动机构连接，成膜转笼与接料盘固定，并且由接料盘携成膜转笼与转架连接，特点是所述的成膜转笼包括中间固定盘、底固定盘、一组固定杆、一组刮膜滚子轴和括膜滚子，一组固定杆间隔分布，各固定杆的上端与接料盘固定，中部穿设固定在中间固定盘上，下端与底固定盘固定，一组刮膜滚子轴彼此纵向平行，各刮膜滚子轴的上端与接料盘固定，中部与中间固定盘固定，下端与底固定盘固定，刮膜滚子转动地套在各刮膜滚子轴上。提高设备的使用率，减轻使用成本；提高蒸发效率，体现节能。
文档编号B01D1/22GK101804261SQ201010168899
公开日2010年8月18日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者吴利东, 沈军良, 薛良妹, 魏东 申请人:江苏沙家浜化工设备有限公司