一种带刮板加热功能的刮膜蒸发器的制作方法

本发明涉及一种刮膜蒸发装置领域，特别是涉及一种带刮板加热功能的刮膜蒸发器。

背景技术：

现有的刮膜蒸发器，物料自刮膜蒸发器上部进口进入蒸发器以后，经固定在传动轴上的布液器将物料分成多股物流均匀的甩至圆桶内壁，在重力作用下物料向下流动，然后经旋转刮板强制成膜，在刮板作用下物料呈螺旋式向下流动，吸收夹套中加热介质传递的热量，在圆桶内壁上迅速蒸发。现有研究发现，刮板在旋转过程中，推动物料在其上形成一个流体弓形波，弓形波内流体呈螺旋状向下流动，刮板后缘附近形成紊流液膜，刮板与壁面之间形成库塔流，而加热表面的其它地方，由于重力的作用，物料粘在壁面上慢慢垂直向下爬行流动，形成薄膜流。由于刮板的旋转和搅动，推动弓形波不断与薄膜流进行物质和能量的交换，有利于物质在传热表面的蒸发。但是，实验和数值模拟表明，当进料量与刮板的旋转速度不匹配时，会形成如弓形波曲率半径较大、位置异常等现象，导致物料堆积，影响物质和能量的交换，不利于物质的蒸发。

目前，一般通过改变刮板结构来改善弓形波与薄膜流的物质及能量交换，但进料量与刮板旋转速度间很难建立其数学模型，无法从根本上有效的提高蒸发效率。

针对以上问题，本发明提出一种具有刮板加热的刮膜蒸发器，可有效改善刮板上物料堆积的现象，促进弓形波与薄膜流之间的物质及能量交换，提高刮板蒸发器的实际蒸发效率。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种能够促进弓形波与薄膜流之间的物质及能量交换，提高刮板蒸发器的实际蒸发效率的带刮板加热功能的刮膜蒸发器。

本发明的带刮板加热功能的刮膜蒸发器，包括下端开设有液相出料口的蒸发筒体，设于蒸发筒体上的蒸汽室以及位于蒸汽室上的传动装置，蒸发筒体外套设有加热夹套，加热夹套与蒸汽室内部相连通，传动装置带动旋转的空心传动轴依次穿过蒸汽室和蒸发筒体顶部并接于蒸发筒体中的冷凝水槽内，位于蒸汽室中的空心传动轴上开设有若干与蒸汽室相连通的通孔，位于蒸发筒体内的空心传动轴上设有布液器和中空刮板，空心传动轴上开设有若干与中空刮板相连通的通孔。

进一步的，位于所述中空刮板内的所述空心传动轴包括由上至下分布的一段、二段及三段，所述一段和三段上均开设有若干通孔。

进一步的，所述中空刮板为底部具有导流面的中空刮板。

更进一步的，所述导流面和空心传动轴之间形成的夹角大于60°小于90°。

进一步的，所述冷凝水槽通过支架固定在所述蒸发筒体中。

进一步的，还包括冷凝水排放管，所述冷凝水排放管的一端与所述冷凝水槽底部相连通，所述冷凝水排放管的另一端穿过所述蒸发筒体与蒸发筒体外界相连通。

进一步的，所述空心传动轴与加热夹套、蒸发筒体、中空刮板以及冷凝水槽之间接触密封。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

本发明结构的带刮板加热功能的刮膜蒸发器，设置中空的空心传动轴及中空刮板，通入蒸汽室的加热蒸汽一部分进入加热夹套体内进行蒸发筒体内壁的物料蒸发，另一部分通过蒸汽室内空心传动轴上的通孔经由空心传动轴的中空部分进入到中空刮板的内腔中，促进弓形波与薄膜流之间的物质及能量交换，避免物料堆积，增加蒸发效率。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的带刮板加热功能的刮膜蒸发器的正视图；

图2是图1中中空刮板a-a’向剖视图。

1传动装置2蒸汽进口

3蒸汽室4进料口

5加热夹套6蒸发筒体

7一段8二段

9冷凝水出口10三段

11液相出料口12空心传动轴

13密封圈14气相出料口

15布液器16中空刮板

17通孔18冷凝水槽

19支架20冷凝水排放管

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图1和图2所示的一种带刮板加热功能的刮膜蒸发器，包括空心传动轴12、下端开设有液相出料口11的蒸发筒体6、设于蒸发筒体6上的蒸汽室3以及位于蒸汽室3上的传动装置1，蒸发筒体6外设有加热夹套5，加热夹套5与蒸汽室3内部相连通，空心传动轴12由传动装置1带动旋转，并依次穿过蒸汽室3和蒸发筒体6顶部接于蒸发筒体6中的冷凝水槽18内，位于蒸汽室3中的空心传动轴12上开设有若干与蒸汽室3相连通的通孔17，位于蒸发筒体6内的空心传动轴12上设有布液器15和中空刮板16，空心传动轴12上开设有若干与中空刮板16相连通的通孔17。

为了使蒸汽在中空刮板16和空心传动轴12的接触面上进行冷凝，位于中空刮板16内的空心传动轴12包括由上至下分布的一段7、二段8及三段10，一段7和三段10上均开设有若干通孔17。

为了有效避免冷凝水在中空刮板16底部的堆积，使中空刮板16内的冷凝水沿着倾斜的角度进入到空心传动轴12内，中空刮板16为底部具有导流面的中空刮板16，导流面和空心传动轴12之间形成的夹角β大于60°小于90°，此设计结构简单合理，可有效提高蒸发效率。

为了收集空心传动轴12内的冷凝水，冷凝水槽18通过支架19固定在蒸发筒体6中。

为了方便空心传动轴12内的蒸汽冷凝后排出，还包括冷凝水排放管20，冷凝水排放管20的一端与冷凝水槽18底部相连通，冷凝水排放管20的另一端穿过蒸发筒体6与蒸发筒体6外界相连通。

为了避免蒸汽泄漏，空心传动轴12与加热夹套5、蒸发筒体6、中空刮板16以及冷凝水槽18之间接触密封。

本发明提供的带刮板加热功能的刮膜蒸发器的原理如下：

带刮板加热功能的刮膜蒸发器中位于蒸汽室3内的空心传动轴12开设有若干通孔17，加热蒸汽经蒸汽进口2进入加热夹套5后，一部分进入蒸汽室3内进行蒸发筒体6内壁的物料蒸发，另一部分经过蒸汽室3进入带有通孔17的空心传动轴12内，传动装置1通过空心传动轴12带动布液器15及中空刮板16旋转，料液从进入蒸发筒体6后，经过布液器15将料液均匀的甩在蒸发筒体6内筒壁上，料液在蒸发筒体6内壁和中空刮板16之间强制成膜，加热夹套5蒸汽与蒸发筒体6内筒壁上的料液进行热交换，进而汽化，考虑当进料量与旋转速度不匹配时所导致的弓形波异常问题，为了减少物料堆积，进入空心传动轴12内腔的蒸汽经由一段7上开设的若干通孔17进入到中空刮板16内腔中，对中空刮板16的表面进行热交换式加热，促进弓形波与薄膜流之间物质与能量的交换，可有效地减少物料堆积，二段8上不开通孔17，可使进入到中空刮板16内腔及空心传动轴12的蒸汽自然冷却，三段10上开有通孔17，可使中空刮板16内的冷凝水进入到空心传动轴12内，这样，中空刮板16及空心传动轴12内的冷凝水流入到冷凝水槽18中，然后经冷凝液排放管20排出，为避免蒸汽泄露，在空心传动轴12与蒸汽室3内应做好合理的密封，为防止蒸汽进入到蒸发筒体6内影响蒸发效率，在空心传动轴12与蒸发筒体6之间也应做好密封，同样，为了避免料液进入冷凝水槽18，在冷凝水槽18与空心传动轴12之间也应保持良好的密封性，为了保证密封性能，密封方式可采用根据实际情况选择填料密封、机械密封或动力密封，比如密封圈13。

以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。