Поперечно-поточный выпарной аппарат

 

Использование: при концентрировании жидких продуктов в условиях непосредственного контакта с газообразным теплоносителем. Сущность изобретения: аппарат содержит установленный в разделенном на две секции цилиндрический перфорированный ротор с отверстиями в секции, сообщенной с патрубком подачи газообразного теплоносителя, которые выполнены в виде сверхзвуковых сопел, и перфорированный статор, охватывающий ротор в той же секции, отверстия которого снабжены по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом. 3 ил.

Изобретение относится к технике концентрирования жидкостей в поперечном потоке с газообразным теплоносителем.

Известен поперечно-поточный выпарной аппарат, содержащий корпус, разделенный перегородкой на две секции, установленный в нем полый перфорированный цилиндрический ротор, патрубки подачи теплоносителя и отвода концентрата, размещенные в корпусе по разные стороны перегородки, и патрубки подачи сырья и отвода теплоносителя, размещенные на оси ротора со стороны патрубков подачи теплоносителя и отвода концентрата соответственно.

Недостатком этого аппарата является экстенсивность выпаривания.

Задачей изобретения является интенсификация процесса выпаривания.

Поставленная задача решается тем, что поперечно-поточный выпарной аппарат, содержащий корпус, разделенный перегородкой на две секции, установленный в нем полый перфорированный цилиндрический ротор, патрубки подачи теплоносителя и отвода концентратора, размещенные в корпусе по разные стороны перегородки, и патрубки подачи сырья и отвода теплоносителя, размещенные на оси ротора со стороны патрубков подачи теплоносителя отвода концентрата соответственно, согласно изобретению, снабжен охватывающим ротором и размещенным в секции корпуса со стороны патрубка подачи теплоносителя перфорированным статором, отверстия которого снабжены завихрителями, а отверстия перфорации ротора в этой же секции выполнены в виде сверхзвуковых сопел и расположены с отверстиями статора в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом.

Это позволяет интенсифицировать процесс выпаривания за счет улучшения условий контакта фаз.

На фиг.1 изображен предлагаемый аппарат, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 узел I на фиг.1, увеличено.

Поперечно-поточный выпарной аппарат содержит корпус 1, разделенный перегородкой 2 на секции 3 и 4, установленный в нем полый цилиндрический ротор 5 с перфорацией, которая в секции 3 выполнена в виде сверхзвуковых сопел 6, перфорированный статор 7, охватывающий ротор 5 в секции 3, отверстия 8 которого снабжены завихрителями 9 и размещены с соплами 6 ротора 5 в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом, патрубки 10 и 11 подачи теплоносителя и отвода концентрата соответственно, сообщенные с секциями 3 и 4 корпуса 1 соответственно, и патрубки 12 и 13 подачи сырья и отвода теплоносителя соответственно, размещенные на оси ротора 5 со стороны секций 3 и 4 корпуса 1 соответственно.

При работе аппарата сырье, например плодовый сок, подают по патрубку 13 на внутреннюю поверхность ротора 5, по которой оно распределяется в виде пленки, текущей в поле центробежных сил. Одновременно по патрубку 10 в секцию 3 корпуса 1 подают газообразный теплоноситель, например двуокись углерода, который при периодическом совпадении отверстий 8 статора 7 со сверхзвуковыми соплами 6 ротора 5 закручивается завихрителями 9, ускоряется до сверхзвуковой скорости истечения в соплах 6 и поступает в пленку жидкого сырья. На выходе из сопел 6 происходит турбулентный срыв потоков пара, сопровождающийся образованием и схлопыванием кавитационных полостей с ультразвуковой частотой, особенно интенсивным в момент перекрытия статором 7 сопел 6. Закрученный сверхзвуковой поток газообразного теплоносителя имеет бочкообразную форму и образует в пленке сырья регулярные скачки уплотнения с ультразвуковой частотой до дробления на отдельные пузырьки, всплывающие в пленке под действием силы инерции и архимедовой силы выталкивания и при противодействии сил трения и поля центробежных сил. В таких условиях происходит турбулизация течения жидкой фазы сырья и образование в пузырьках газовой фазы теплоносителя тороидальных потоков и пульсаций объема, что ускоряет обновление поверхности контакта фаз и уменьшает толщину пограничного ламинарного слоя, и при характерных для данного устройства числах Рейнольдса, равных 100-1000, осредненные по времени числа Нуссельта составляют 50-80. По мере упаривания жидкое сырье перемещается по ротору 5, проходит над перегородкой 2 и поступает в секцию 4 корпуса 1, в которую стекает при отсутствии внешнего противодавления и удаляется по патрубку 11. Отработанный газообразный теплоноситель выводится совместно с парами по патрубку 13.

Таким образом, предлагаемый аппарат позволяет интенсифицировать процесс выпаривания за счет улучшения условий контакта фаз.

Формула изобретения

Поперечно-поточный выпарной аппарат, содержащий корпус, разделенный перегородкой на две секции, установленный в нем полый перфорированный цилиндрический ротор, патрубки подачи теплоносителя и отвода концентрата, размещенные в корпусе по разные стороны перегородки, и патрубки подачи сырья и отвода теплоносителя, размещенные на оси ротора со стороны патрубков подачи теплоносителя и отвода концентрата соответственно, отличающийся тем, что он снабжен охватывающим ротор и размещенным в секции корпуса со стороны патрубка подачи теплоносителя перфорированным статором, отверстия которого снабжены завихрителями, а отверстия перфорации ротора в этой же секции выполнены в виде сверхзвуковых сопл и расположены с отверстиями статора в одинаковых плоскостях по соосным окружностям с неравным и некратным окружным шагом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3