薄膜蒸发塔及包含其的薄膜蒸发设备的制作方法

本发明涉及蒸发设备，尤其是涉及一种薄膜蒸发塔及包含其的薄膜蒸发设备。

背景技术：

1、刮板薄膜蒸发器，又称旋转薄膜蒸发器或搅拌薄膜蒸发器，其工作原理时物料从蒸发区的上方径向进入薄膜蒸发器；经布料器分布到蒸发器加热壁面，然后，旋转的刮膜器将物料连续均匀地加热面上刮成厚薄均匀的液膜，并以螺旋状向下推进。在此过程中，旋转的刮膜器保证连续和均匀的液膜产生高速湍流，并阻止液膜在加热面结焦、结垢，从而提高传热系数。轻组份被蒸发形成蒸汽流上升，经汽液分离器到达和蒸发器直接相连的外置冷凝器；重组份从蒸发器底部排出。

2、现有的刮板薄膜蒸发器面临以下问题：1)布料器和刮膜器分层分布，单层加热元件的高度高，导致设备的高度偏高，不便于设备安装和维护；如果降低加热元件的高度会导致成膜面积不足，设备产率降低；2)转动驱动电机通常设于设备上方，且转轴设于设备中心，轴的润滑油对真空环境造成污染，容易导致真空区的真空度无法达到要求的数值；3)设备的横截面积小，分离效果差；4)传统平板刮膜器要求加热元件表面的加工精度较高，设备制造成本高。

3、因此，开发一种能解决上述问题的薄膜蒸发塔及包含其的薄膜蒸发设备是一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、由于现有技术存在上述缺陷，本发明提供了一种薄膜蒸发塔及包含其的薄膜蒸发设备，以获得设备高度低、小型化、制造成本低的高效蒸发装置。

2、为实现上述目的，一方面，本发明提供一种薄膜蒸发塔，包括机壳、进出液循环组件和加热组件；所述机壳内部分为上部和下部，所述上部为真空部，所述下部为蒸发部；所述进出液循环组件包括循环泵、进液口、出液口及液体管道；其特征在于：所述真空部顶端中间设有蒸汽出口；所述进液口设于所述蒸发部的顶部侧面，所述出液口设于所述机壳的底面；所述循环泵设于所述机壳外部，通过所述液体管道连接所述进液口和出液口；所述机壳的底面设有残渣排液口；所述薄膜蒸发塔还包括所述机壳底面内外的磁力传动装置及外部驱动电机、布液制膜组件和若干层同轴加热环；所述加热环设于所述机壳的底面；所述布液制膜组件设于所述加热环一侧，且端面靠近所述加热环；所述驱动电机通过磁力传动装置驱动所述布液制膜组件以所述加热环中轴为轴作圆周运动。

3、所述薄膜蒸发塔将布液器和刮膜器集成为所述布液制膜组件，且电机设于设备底部，有效利用了液体自流高度，降低了设备的整体高度；而且，采用机壳底部的磁力传动装置及外部驱动电机驱动所述布液制膜组件围绕若干层同轴加热环进行布液和制膜，在增加加热面积、提高蒸发效率的同时，减少油性污染物避免真空部的真空度受到电机转轴润滑油的影响，有利于提高真空部的真空度；蒸发塔上部无其它设备，蒸汽出口设于塔中间，有利于均匀排气和自由布置。

4、进一步地，所述进液口连接进液管道；所述进液管道沿所述机壳径向、向所述机壳内部延伸；所述进液管道延伸段间距均匀地设有多个液体出口。此特征便于进液能通过进液管道较均匀地喷洒入所述蒸发部，同时毛刷柱的自转和公转也促进了布液的均匀性，提高了布液效率。

5、进一步地，所述机壳内包含保温材料。此特征有利于减少所述蒸发塔的热量损失，降低设备能耗。

6、优选地，所述加热环呈连续环或不连续环，包括若干圆弧形加热片。此特征有利于降低安装难度和降低制造成本。

7、进一步地，所述真空部中部包括阻液器或除泡器。

8、优选地，所述磁力传动装置包括所述机壳外部的外磁转子、所述机壳内部的、与所述外磁转子匹配的内磁转子、内磁转子隔离套、插入所述内磁转子内的轴承体及设于所述轴承体内的转轴、与所述转轴固定连接的若干传动盘；所述传动盘带动所述布液制膜组件公转。

9、进一步地，所述布液制膜组件包括若干个带轴承的毛刷柱；所述毛刷柱的毛刷长度比毛刷根部与其附近所述加热环之间的距离长3～5mm；所述传动盘带动所述毛刷柱以所述加热环中轴为轴公转。采用所述毛刷柱有利于增加液体的接触面积，增强分离效果，同时起到布液、刮膜的作用。使用毛刷也使得加热部分表面不需要高精度加工。

10、其中，所述传动盘包括沿所述转轴分布的多层齿轮，通过齿轮带动所述毛刷柱公转；所述毛刷柱同时在加热板上凸出挡板的带动下进行自转。毛刷柱自转产生的离心力而使得毛刷的纤维线水平方向展开，便于刮掉加热壁上的残渣部分，提高蒸发效率。

11、优选地，所述传动盘沿径向开多个轴承连接孔；所述传动盘通过所述轴承连接孔与所述毛刷柱的轴承连接，转动时带动所述毛刷柱公转。针对不同物料的沸点和粘度通过变频器调节电机转速已达到需要的分离效果。

12、另一方面，本发明提供一种薄膜蒸发设备，其特征在于，包括上述的薄膜蒸发塔、所述薄膜蒸发塔蒸汽出口所连接的蒸汽冷凝器、出料收集装置及真空泵。

13、与现有技术相比，上述发明具有如下优点或者有益效果：

14、(1)将布液器和刮膜器集成为所述布液制膜组件，且磁力电机设于设备底部，有效利用了液体自流高度，降低了设备的整体高度；

15、(2)加热元件采用若干层同轴加热环，有效增加了加热面积，提高蒸发效率；

16、(3)采用机壳底部的磁力传动装置及外部驱动电机驱动所述布液制膜组件围绕同轴加热环进行布液和制膜，减少了油性污染物避免真空部的真空度受到电机转轴润滑油的影响；

17、(4)设备内部空间利用率和分离效率高，且蒸发塔上部无其它设备，蒸汽出口设于塔中间，有利于均匀排气和自由布置；

18、(5)刮膜组件和加热组件加工精度要求降低，单位体积内加热面积成倍增加，降低了设备制造成本。

技术特征：

1.一种薄膜蒸发塔，包括机壳(1)、进出液循环组件和加热组件；所述机壳(1)内部分为上部和下部，所述上部为真空部(11)，所述下部为蒸发部(12)；所述进出液循环组件包括循环泵(21)、进液口(22)、出液口(23)及液体管道；其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种薄膜蒸发塔，其特征在于，所述进液口(22)连接进液管道(24)；所述进液管道(24)沿所述机壳(1)径向、向所述机壳(1)内部延伸；所述进液管道(24)延伸段间距均匀地设有多个液体出口。

3.根据权利要求1或2所述的一种薄膜蒸发塔，其特征在于，所述机壳(1)内包含保温材料。

4.根据权利要求1或2所述的一种薄膜蒸发塔，其特征在于，所述加热环(6)包括若干圆弧形加热片，呈连续环或不连续环。

5.根据权利要求1或2所述的一种薄膜蒸发塔，其特征在于，所述真空部(11)中部包括阻液器或除泡器。

6.根据权利要求1或2所述的一种薄膜蒸发塔，其特征在于，所述磁力传动装置(41)包括所述机壳(1)外部的外磁转子(411)、所述机壳(1)内部的、与所述外磁转子(411)匹配的内磁转子(412)、内磁转子隔离套(413)、插入所述内磁转子内的轴承体(414)及设于所述轴承体内的转轴(415)、与所述转轴(415)固定连接的若干传动盘(416)；所述传动盘(416)带动所述布液制膜组件(5)公转。

7.根据权利要求6所述的一种薄膜蒸发塔，其特征在于，所述布液制膜组件(5)包括若干个带轴承的毛刷柱(51)；所述毛刷柱(51)的毛刷长度比毛刷根部与其附近所述加热环(6)之间的距离长3～5mm；所述传动盘(416)带动所述毛刷柱(51)以所述加热环中轴为轴公转。

8.根据权利要求7所述的一种薄膜蒸发塔，其特征在于，所述传动盘(416)包括沿所述转轴(415)分布的多层齿轮，通过齿轮带动所述毛刷柱(51)公转；所述毛刷柱(51)同时可以在加热板上凸出挡板的带动下进行自转。

9.根据权利要求7所述的一种薄膜蒸发塔，其特征在于，所述传动盘(416)沿径向开多个轴承连接孔；所述传动盘(416)通过所述轴承连接孔与所述毛刷柱(51)的轴承连接，转动时带动所述毛刷柱(51)公转。

10.一种薄膜蒸发设备，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的薄膜蒸发塔、所述薄膜蒸发塔蒸汽出口所连接的蒸汽冷凝器、出料收集装置及真空泵。

技术总结
本发明提供了一种薄膜蒸发塔及包含其的薄膜蒸发设备，以获得设备高度低、小型化、制造成本低的高效蒸发装置。所述薄膜蒸发塔包括机壳、进出液循环组件和加热组件；所述机壳内部分为上部和下部，所述上部为真空部，所述下部为蒸发部；所述真空部顶端中间设有蒸汽出口；所述薄膜蒸发塔还包括所述机壳底面内外的磁力传动装置及外部驱动电机、布液制膜组件和若干层同轴加热环；所述加热环设于所述机壳的底面；所述布液制膜组件设于所述加热环一侧，且端面靠近所述加热环；所述驱动电机通过磁力传动装置驱动所述布液制膜组件以所述加热环中轴为轴作圆周运动。

技术研发人员：丁红伟,陈晖
受保护的技术使用者：上海亿鼎电子系统集成有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13