Тонкослойный выпарной аппарат

 

Использование: для обработки высоковязких жидкостей. Сущность изобретения: аппарат содержит рабочую камеру 2, окруженную нагревающим или охлаждающим корпусом, и ротор 12, снабженный лопастями 17 спиральной винтовой формы. Лопасти расположены симметричными рядами с одинаковым шагом, но с осевым смещением относительно соответствующих лопастей смежных рядов. Осевое смещение рядов чередуется и равно половине вертикального размера лопастей. Лопасти 17 установлены наклонно по отношению как к оси ротора, так и к осевой плоскости, проходящей через линию крепления ребра лопасти к ротору. В нижней части рабочей камеры 2 расположено конусообразное выгрузочное устройство 5, снабженное дополнительным ротором 19 с лопастями 20, аналогичными лопастям 17 ротора в рабочей камере. Вал ротора в нижней части рабочей камеры может быть закреплен посредством центрирующей втулки 14 и скользящего направляющего блока 15. 4 з. п. ф-лы, 4 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 01 0 1/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4203624/26 (22) 03.11.87 (31) 22224 А/86 (32) 04.11.86 (33) IT (46) 15.12,92, бюл. В 46 (71) Монтедипе C.ï.À (Щ (72) Мауро Локонзоло, Клаудио Буонерба, Антонио Фучиле и Франческо Феррари (IT) (56) Патент США N. 3695327, кл. В 01 D 1/22, 1972. (54) тонкослсйный выпи ной АппАPAT (57) Использование: для обработки высоковязких жидкостей. Сущность изобретения: аппарат содержит рабочую камеру 2, окруженную нагревающим или охлаждающим корпусом, и ротор 12, снабженный лопастя Ж 1782174 А3 ми 17 спиральной винтовой формы. Лопасти расположены симметричными рядами с одинаковым шагом, но с осевым смещением относительно соответствующих лопастей смежных рядов, Осевое смещение рядов чередуется и равно половине вертикального размера лопастей, Лопасти 17 установлены наклонно по отношению как к оси ротора, так и к осевой плоскости, проходящей через линию крепления ребра лопасти к ротору. В нижней части рабочей камеры 2 расположено конусообразное выгрузочное устройство

5, снабженное дополнительным ротором 19 с лопастями 20, аналогичными лопастям

17 ротора в рабочей камере. Вал ротора в нижней части рабочей камеры может быть закреплен посредством центрирующей втулки 14 и скользящего направляющего блока 15, 4 3. и. ф-лы, 4 ил, 1782174 включая продукты с вязкостью свыше

50000 П, например, продукты процесса пол- 5 имеризации.

25

30 дыма. Внутри камер 2 и 9 размещен ротор

12, простирающийся по существу по всей длине упомянутых камер. Ротор 12 содер- 40

Изобретение относится к тонкослойным выпарным аппаратам для удаления летучих веществ из высоковязких жидкостей, Цель изобретения — предотвращение тепловой деградации продуктов и удаление всех летучих компонентов.

На фиг, 1 показан общий вид аппарата; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3— разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1, Тонкослойный выпарной аппарат 1 со"держит рабочую камеру 2, которая, будучи осесимметричной, расположена вертикально и снабжена впускным патрубком 3 в верхней части и выгрузочным патрубком 4, размещенным в нижней части коаксиально камере 2. Патрубок 4 соединен с выгрузочным устройством 5,.выполненным в виде усеченного конуса. Рабочую камеру 2 окружает корпус 6, снабженный впускными патрубками 7 и выпускными патрубками 8 для нагревающей или охлаждающей жидкости, например. масла, воды и т. и.

Выгрузочное устройство 5 окружено нагревающей или охлаждающей рубашкой с соответствующими впуакными и выпускными патрубками.

В верхней части камеры 2 коаксиально расположена камера 9 для сбора дыма и испарений, образующихся в процессе испарения. Камера 9 имеет диаметр, по существу, равный диаметру рабочей камеры 2, Сверху камера 9 закрыта крышкой 10 и снабжена патрубком 11 для впуска паров и жит центральный вал 13, поддерживаемый в верхней части крышкой 10 и в нижней части внутренней стенкой камеры 2 посредством центрирующей втулки 14 и направляющего скользящего блока 15. Во вращение вал 13 приводится двигателем 16, установленным на верхней наружной части крышки 10.

Часть вала 13. простирающаяся от верхней зоны впускного йатрубка 3 до центрирующей втулки 14, снабжена лопастями 17, расположенными по крайней мере в два, а предпочтительнее в восемь равноотстоящих друг от друга, в ступенчатом порядке, рядов, направленными вдоль оси камеры 2.

Каждая лопасть 17 расположена наклонно по отношению к оси ротора и к осевой плоскости, проходящей через линию их соединения с валом 13, В частности угол

20 искривления а, образованный с осью ротора, колеблется в пределах 10-70О, а угол отклонения Р колеблется в пределах 5-9О, предпочтительно 10-60О. Угол отклонения предпочтительно меняется в вышеуказанных пределах по свободной, незакрепленной кромке лопасти 17. В частности, от эоны подачи до эоны выпуска каждой лопасти упомянутое изменение уменьшается в верхней половине и увеличивается в нижней половине.

Лопасти 17 каждого ряда закреплены с одинаковым шагом, а каждая лопасть каждого ряда в осевом направлении расположена ступенчато по отношению к соответствующей лопасти смежных рядов, при этом осевое смещение равно половине вертикального размера лопастей, Лопасти 17 занимают такое положение, при котором они непрерывно проталкивают обрабатываемую жидкость от впускного патрубка 3 к выгрузочному 4 и одновременно распределяют ее тонким слоем по внутренней стенке камеры 2. При таком способе обеспечивается постоянное, непрерывное замещение. вязкой жидкости новой порцией и перемещение ее к выгрузочному патрубку

4, благодаря чему предотвращается задержка или застаивание жидкости в зоне камеры 2.

Лопасти 17 простираются выше уровня расположения впускного патрубка 3, благодаря чему предотвращается подъем поданной вязкой жидкости выше патрубка 3 в виде пены, капель и других образований.

Направляющий скользящий блок 15 имеет на своей наружной поверхности по крайней мере четыре направляющих попасти 18, предпочтительно имеющих ту же самую форму и наклон, что и лопасти 17 ротора, а поверхность, приспособленная для скольжения по пленке материала, предпочтительно в два раза больше поверхности лопастей 17, Кроме того, расстояние между скользящей поверхностью каждой лопасти

18 и внутренней поверхностью центрирующей втулки 14 меньше расстояния между лопастями 17 и внутренней поверхностью камеры 2, что позволяет центрировать вал

13 при вращении. Для обеспечения свободноготечения материала к выгрузочному пат-. рубку 4 регулируют угловое расстояние между направляющими лопастями 18.

В выгрузочном устройстве 5 установлен другой ротор 19, снабженный лопастями 20, аналогичными лопастями 17 ротора 12 камеры 2, однако свободный конец его выполнен конусным соответственно профилю поверхности устройства 5.

1782174

15

30

40

50

Функция упомянутого ротора 19 состоит в продвижении вязкой жидкости в виде тонкого слоя к выходу с тем, чтобы избежать заполнение дна выпарного аппарата или передачи механической энергии материалу, 5 вызывая деструкцию последнего.

Ротор 19 может быть соединен с верхним ротором 12 и, следовательно, может приводиться во вращение тем же самым

-двигателем 16, или, в другом варианте, ротор 19 можно шпонкой соединить со скользящим блоком 15 и вращать его отдельным двигателем. Выпарной аппарат работает следующим образом. . Подлежащую обработке вязкую жидкость вводят через патрубок 3 в рабочую камеру 2, где ее нагревают или охлаждают с помощью корпуса 6 и захватывают лопастями 17. Лопасти 17 распределяют жидкость в виде тонкого слоя по внутренней стенке камеры 2 и одновременно проталкивают ее в направлении выгрузочного патрубка 4. Как только лопасти 17 захватывают жидкость своими кромками, они продвигают ее вперед, распределяя тонким слоем 2 по стенке камеры 2. Жидкость, собирающаяся на нижних кромках лопастей 17, немедленно захватывается. лопастями следующих рядов, которые, в свою очередь, осуществляют перемещение и распределение жидкости тонким слоем по стенкам камеры 2. Эта операция повторяется по всей внутренней поверхности выпарного аппарата, пока жидкость не достигнет нижнего конца ротора 12. Обрабатываемую жидкость затем направляют к лопастям 18 направляющего скользящего блока 15, Выгрузочный ротор.19 проталкивает обработанный материал в виде тонкого слоя к выгрузочному патрубку 4 для дальнейшей обработки;

Дымы и пары, образовавшиеся в процессе обработки жидкости, противотоком по отношению к течению жидкости, поднимаются к камере 9, где после отделения их от жидкостного и твердого материала, если такой имеется, выпускаются через выпускной патрубок 11 в конденсатор или другое подходящее устройство.

Выпарной аппарат позволяет в значительной мере использовать всю поверхность камеры, не допуская скапливания или застаивания жидкости в любой зоне камеры, Это достигается тем, что все лопасти 17 работают одновременйо и как распределяющее средство и как проталкивающие или 5 подающие жидкость элементы.

Благодаря отличительным признакам тонкослойный выпарной аппарат может удовлетворительно обрабатывать теплочувствительные и теплодеградирующие жидкости, имеющие высокую степень вязкости, например от 50000 до 100000 П, такие, например, как продукты, получаемые в результате полимеризации в массе полистирола, поликарбоната, акрилонитрилбутадиенстирола,сополимера стирала и акрилонитрила, полиметилметакрилата, сополимеров стирола и др.

Формула изобретения

1, Тонкослойный выпарной аппарат для обработки высоковязких жидкостей, содержащий цилиндрическую вертикальную рабочую камеру, окруженную нагревающим или охлаждающим корпусом, ротор с валом, размещенный внутри камеры соосно с ней и снабженный лопастями, расположенными продольными симметричными рядами,параллельными оси ротора и камеры, технологические патрубки, отличающийся тем, что. с целью предотвращения тепловой деградации продуктов и удаления всех летучих компонентов, лопасти ротора установлены с одинаковым шагом и выполнены в виде одинаковых элементов спиральной винтовой формы, а лопасти каждого второго ряда расположены с осевым смещением относительно соответствующих лопастей смежных рядов, при этом ряды лопастей расположены с чередованием осевого смещения, равного половине вертикального размера лопастей, угол искривления между осью ротора и боковым ребром лопасти находится в пределах 10-75О, а угол отклонения между осевой плоскостью, проходящей через линию крепления ребра лопасти к ротору, и верхним горизонтальным ребром лопасти— в пределах 5 — 90 и предпочтительно 10 — 60О.

2. Аппарат по и. 1, о т л и ч а ю щ и. и с я тем, что лопасти установлены под одинаковым углом к оси ротора.

3. Аппарат rio пп; 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что аппарат снабжен центрирующей втулкой и направляющим блоком, вал ротора закреплен в верхней части аппарата в его крышке и в нижней части — посредством центрирующей втулки и направляющего блока.

4. Аппарат попп. 1-3, отл и ча ю щи йс я тем, что рабочая камера в верхней части снабжена камерой для дыма и паров, а в нижней части — выгрузочным устройством, выполненным в виде усеченного конуса и соединенным с выгрузочным патрубком.

5. Аппарат по п,4, отл и ч а ю шийся тем, что вытрузочное устройство снабжено дополнительным ротором с лопастями, аналогичными лопастям ротора в рабочей камере.

1782174

Составитель В, Золотов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н. Тупица

Редактор

Производственно-издательский комбина "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 4284 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,. 4/6