内加热结晶蒸发器的制作方法

本发明涉及加热蒸发领域。更具体地说，本发明涉及一种内加热的结晶蒸发器。

背景技术：

蒸发结晶设备广泛应用于果酱、蜜饯、糖浆、乳品、豆浆晶、食用胶等高粘度料液的浓缩，以及应用在制药、精细化工、生物工程等行业中的成品结晶。但是目前的一些结晶蒸发器需要大功率的循环泵，电能耗费量大，而且一般将加热机构设置在蒸发结晶设备外部，热量损耗大。因此，亟需设计一种不需要大功率的循环泵，且热量损耗小的结晶蒸发器。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种内加热结晶蒸发器，其耗费的电能小，热量损失大，因而能量利用率远高于传统结晶蒸发器。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种内加热结晶蒸发器，包括：

筒体，其上部开设有料液入口和蒸发排汽口，所述蒸发排汽口连通至一蒸汽压缩机的输入端；

多根换热管，其均沿着料液的下降方向设置在所述筒体内部，所述多根换热管呈环形分布，并限定出料液流道，所述多根换热管的输入端均与所述蒸汽压缩机的输出端连通；

换热器，其具有热流体通道和冷流体通道，所述热流体通道的输入端与所述多根换热管的输出端连通，所述冷流体通道的输入端与料液源连通，所述冷流体通道的输出端与所述料液入口连通。

优选的是，所述的内加热结晶蒸发器，所述筒体的内部设有一搅拌轴，所述搅拌轴穿过所述料液流道，所述搅拌轴上连有多个搅拌叶片。

优选的是，所述的内加热结晶蒸发器，还包括：

气液分离器，其输入端与所述蒸发排汽口连通，所述气液分离器的气体输出端与所述蒸汽压缩机的输入端连通。

优选的是，所述的内加热结晶蒸发器，所述筒体底部还开设有结晶出口。

优选的是，所述的内加热结晶蒸发器，还包括：

第一环形管和第二环形管，其平行间隔设置于所述筒体内部，所述第一环形管的管壁上开设有多个第一安装孔，所述第二环形管的管壁上开设有多个第二安装孔，且所述第二安装孔的数量与所述第一安装孔的数量相等，所述换热管的输入端均与所述第一安装孔连通，所述换热管的输出端均与所述第二安装孔连通，所述第一环形管的管壁还开设有蒸汽入口，并连通至所述蒸汽压缩机的输出端，所述第二环形管的管壁还开设有蒸汽出口，并连通至所述热流体通道的输入端。

优选的是，所述的内加热结晶蒸发器，所述多个搅拌叶片包括：

第一搅拌叶片，其设置于所述料液流道上游，所述第一搅拌叶片为圆盘状结构，并通过中心固定在所述搅拌轴上，所述第一搅拌叶片表面开设有多个第一通孔、多个第二通孔、多个第三通孔和多个第四通孔，所述多个第一通孔、所述多个第二通孔、所述多个第三通孔和所述多个第四通孔均环设在所述第一搅拌叶片的中心周围，并且多个第一通孔形成的圆、多个第二通孔形成的圆、多个第三通孔形成的圆和多个第四通孔形成的圆的半径依次增大，所述第一通孔呈圆形，所述第二通孔呈椭圆形，所述第三通孔呈正方形，所述第四通孔呈等边三角形；

第二搅拌叶片，其设置于所述料液流道下游，所述第二搅拌叶片为圆盘状结构，并通过中心固定在所述搅拌轴上，所述第二搅拌叶片靠近所述料液流道的表面设有一凸起，所述凸起的轮廓线符合阿基米德螺旋线，所述凸起的起点靠近所述第二搅拌叶片的中心，所述凸起的终点位于所述第二搅拌叶片的边缘，所述凸起的截面呈椭圆形；

第三搅拌叶片，其设置于所述第二搅拌叶片下游，所述第三搅拌叶片包括一环形板和多根连接杆，所述环形板与所述第二搅拌叶片平行，所述连接杆的两端分别与所述搅拌杆的表面和所述环形板的内圆边缘固定，所述环形板正好遮蔽所述第二搅拌叶片的边缘与所述筒体内壁的间隙。

本发明至少包括以下有益效果：

1、本发明在筒体内部设置多根换热管，在换热管中通入蒸汽，并辅以搅拌叶片持续搅动，使得对进入筒体的料液得到了充分、均匀地加热，进而使得结晶均匀。

2、本发明的整个结晶过程较封闭，受外界温度、湿度或污染物的影响下，安全环保。

3、本发明的整个结晶过程不需要大功率的循环泵，电量使用低，而且料液在筒体内部加热，热量耗散小，因而本发明具有较高的能量利用率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为本发明的第一搅拌叶片的结构示意图；

图3本发明的第二搅拌叶片的结构示意图；

图4本发明的第三搅拌叶片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

如图1所示，本发明提供一种内加热结晶蒸发器，包括：

筒体1，其上部开设有料液入口11和蒸发排汽口12，所述蒸发排汽口12连通至一蒸汽压缩机4的输入端；

多根换热管2，其均沿着料液的下降方向设置在所述筒体1内部，所述多根换热管2呈环形分布，并限定出料液流道，所述多根换热管2的输入端均与所述蒸汽压缩机4的输出端连通；

换热器3，其具有热流体通道和冷流体通道，所述热流体通道的输入端与所述多根换热管2的输出端连通，所述冷流体通道的输入端与料液源连通，所述冷流体通道的输出端与所述料液入口11连通。

在上述技术方案中，料液从料液入口11加入，并沿着筒体1下降，并经过多根换热管2限定的料液流道，换热管2中通入蒸汽压缩机4输入的蒸汽，蒸汽通过换热管2将热量传递给在料液流道中流动的料液，料液受热，不断蒸发浓缩，料液产生的蒸汽从蒸发排汽口12排出，料液继续下降并浓缩结晶。其中，料液产生的蒸汽进入蒸汽压缩机4进行处理，产生温度、压力满足要求的蒸汽，并供给换热管2，而从换热管2中流出的较冷蒸汽则进入一换热器3的热流体通道，对即将进入筒体1的料液进行预热，料液走换热器3的冷流体通道并从料液入口11进入料液入口11，优选地，换热器3可以是列管式换热器3。这里，换热管2沿着料液下降的方向，可以与料液下降方向完全平行，也可以与料液下降方向呈很小的锐角，使得换热管2不会阻滞料液的下降进而堵塞筒体1，保持本发明持续的结晶蒸发效率，并且在料液下降的过程可以持续、均匀地对料液进行加热。

可以看出，本发明没有使用大功率的循环泵，而且用换热管2在筒体1内部对料液进行加热，并且料液蒸发产生的蒸汽、换热管2流出较冷蒸汽分别回收运用到蒸汽压缩机4和换热器3中，使其中蕴含的热量均得到了充分地利用，因而本发明具有极高的能量利用率。

在另一种实施例中，所述的内加热结晶蒸发器，所述筒体1的内部设有一搅拌轴5，所述搅拌轴5穿过所述料液流道，所述搅拌轴5上连有多个搅拌叶片。这里，在筒体1内部设置一搅拌轴5，搅拌轴5穿过料液流道，位于料液流道上游的搅拌叶片旋转搅拌可以使料液分散，便于被换热管2加热，位于料液流道下方的搅拌叶片旋转搅拌加快料液的蒸发，搅拌叶片可以与现有搅拌机中的叶片相同。

在另一种实施例中，所述的内加热结晶蒸发器，还包括：

气液分离器6，其输入端与所述蒸发排汽口12连通，所述气液分离器6的气体输出端与所述蒸汽压缩机4的输入端连通。这里，气液分离器6将蒸发排汽口12排出的蒸汽与水分离，使含水少的蒸汽进入蒸汽压缩机4，方便回收利用。

在另一种实施例中，所述的内加热结晶蒸发器，所述筒体1底部还开设有结晶出口13。这里结晶出口13使得可以将结晶及时放出筒体1。

在另一种实施例中，所述的内加热结晶蒸发器，还包括：

第一环形管和第二环形管，其平行间隔设置于所述筒体1内部，所述第一环形管的管壁上开设有多个第一安装孔，所述第二环形管的管壁上开设有多个第二安装孔，且所述第二安装孔的数量与所述第一安装孔的数量相等，所述换热管2的输入端均与所述第一安装孔连通，所述换热管2的输出端均与所述第二安装孔连通，所述第一环形管的管壁还开设有蒸汽入口，并连通至所述蒸汽压缩机4的输出端，所述第二环形管的管壁还开设有蒸汽出口，并连通至所述热流体通道的输入端。这里，提供了一种换热管2的设置方式，以第一环形管作为蒸汽输入总管，以第二环形管作为蒸汽输出总管，多根换热管2设置在第一环形管和第二环形管之间，将蒸汽分流，并在筒体1内限定出可以加热料液的料液流道。优选地，第一环形管和第二环形管的外侧均与筒体1内壁紧贴。优选地，换热管2可以在第一环形管和第二环形管上形成多层。

在另一种实施例中，所述的内加热结晶蒸发器，如图2、图3、图4所示，所述多个搅拌叶片包括：

第一搅拌叶片51，其设置于所述料液流道上游，所述第一搅拌叶片51为圆盘状结构，并通过中心固定在所述搅拌轴5上，所述第一搅拌叶片51表面开设有多个第一通孔、多个第二通孔、多个第三通孔和多个第四通孔，所述多个第一通孔、所述多个第二通孔、所述多个第三通孔和所述多个第四通孔均环设在所述第一搅拌叶片51的中心周围，并且多个第一通孔形成的圆、多个第二通孔形成的圆、多个第三通孔形成的圆和多个第四通孔形成的圆的半径依次增大，所述第一通孔呈圆形，所述第二通孔呈椭圆形，所述第三通孔呈正方形，所述第四通孔呈等边三角形；

第二搅拌叶片52，其设置于所述料液流道下游，所述第二搅拌叶片52为圆盘状结构，并通过中心固定在所述搅拌轴5上，所述第二搅拌叶片52靠近所述料液流道的表面设有一凸起521，所述凸起521的轮廓线符合阿基米德螺旋线，所述凸起521的起点靠近所述第二搅拌叶片52的中心，所述凸起521的终点位于所述第二搅拌叶片52的边缘，所述凸起521的截面呈椭圆形；

第三搅拌叶片53，其设置于所述第二搅拌叶片52下游，所述第三搅拌叶片53包括一环形板531和多根连接杆532，所述环形板531与所述第二搅拌叶片52平行，所述连接杆532的两端分别与所述搅拌杆的表面和所述环形板531的内圆边缘固定，所述环形板531正好遮蔽所述第二搅拌叶片52的边缘与所述筒体1内壁的间隙。

在上述技术方案中，提供了一种搅拌轴5和搅拌叶片优选的设置方式。第一搅拌叶片51设置于料液入口11和料液流道之间，主要对料液进行分散，使料液便于被料液流道加热，在第一搅拌叶片51的表面设置多个不同形状的通孔，料液以不同的形状通过第一搅拌叶片51时，受到转动作用，能够被充分分散，相比于传统只具有搅打作用的叶片，除了分散效果更好，料液能以一定旋转地方式进入料液流道，极大提高了加热效果。第二搅拌叶片52和第三搅拌设置于料液流道下游，主要使加热后的料液加快蒸发，第二搅拌叶片52的的表面设有凸起521，并呈阿基米德螺旋线状分布，辅以搅拌轴5的旋转作用，将落到表面的较大受热料液团击碎，使其中的水份更易蒸发，第三搅拌叶片53配合第二搅拌叶片52作用，阻挡从第二搅拌叶片52与筒体1内壁间隙下降的受热料液，使较大受热料液团受到阻挡而破碎，促进其中的水份蒸发。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。