Роторный пленочный выпарной аппарат

 

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к роторным пленочным выпарным аппаратам, используемым для упаривания жидких сред, в том числе радиоактивных, в различных отраслях народного хозяйства. Сущность изобретения: в известном роторном пленочном аппарате, включающем цилиндрический корпус с обогреваемой рубашкой, узлом подачи исходной жидкости и штуцерами для отвода вторичного пара и концентрата, ротор с закрепленными на нем по всей его длине лопатками и соединенный с приводом, закрепленные на роторе лопатки установлены с равномерным зазором относительно поверхности нагрева, ротор соединен с высокооборотным приводом, а узел подачи исходной жидкости выполнен в виде кольцевой полости с равномерно расположенными по периметру и наклоненными под углом к оси вращения по направлению вращения каналами. Предлагаемый выпарной аппарат прост по конструкции и надежен в эксплуатации, позволяет автоматизировать весь процесс упаривания и получать концентрат определенной заранее заданной концентрации и может быть использован в мобильных установках для переработки жидких радиоактивных отходов. 3 ил.

Изобретение относится к химическому машиностроению, а именно к роторным пленочным выпарным аппаратам, используемым для упаривания жидких сред, в том числе радиоактивных, в различных отраслях народного хозяйства.

Известен роторный пленочный выпарной аппарат, включающий цилиндрический корпус с обогреваемой рубашкой, узлом подачи исходной жидкости и штуцерами для отвода вторичного пара и концентрата, ротор с закрепленными на нем по всей его длине лопатками, установленными с равномерным зазором относительно поверхности нагрева, и соединенный с высокооборотным приводом [1].

Этот выпарной аппарат наиболее близок к заявляемому изобретению и поэтому принят в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является то, что при подаче исходной жидкости за счет разности угловой скорости потока жидкости и лопаток возникает кавитация, что приводит к быстрому разрушению лопаток.

Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в известном роторном пленочном выпарном аппарате, включающем цилиндрический корпус с обогреваемой рубашкой, узлом подачи исходной жидкости и штуцерами для отвода вторичного пара и концентрата, ротор с закрепленными на нем по всей его длине лопатками, установленными с равномерным зазором относительно поверхности нагрева, и соединенный с высокооборотным приводом, узел подачи исходной жидкости выполнен в виде кольцевой полости с равномерно расположенными по периметру и наклонными под углом к оси вращения по направлению вращения каналами.

Известен пленочный выпарной аппарат, который содержит узел подвода исходной жидкости, выполненный в виде кольцевой полости с равномерно расположенными по периметру каналами [2].

Известен также выпарной аппарат, в котором распределитель исходной жидкости выполнен в виде тангенциально направленных относительно греющей поверхности щелевых сопел [3].

В заявляемом изобретении выполнение узла подачи исходной жидкости в виде кольцевой полости с равномерно расположенными по периметру и наклонными под углом к оси вращения по направлению вращения каналами обеспечивает подачу исходной жидкости с начальной скоростью, равной скорости вращения ротора. Это предотвращает удар лопаток о струю жидкости и исключает кавитацию, что в конечном итоге на много увеличивает срок службы выпарного аппарата.

На фиг.1 изображен выпарной аппарат (продольный разрез), на фиг.2 - фрагмент узла подачи на фиг.1, на фиг.3 - расположение каналов подачи исходной жидкости.

Роторный пленочный выпарной аппарат состоит из цилиндрического корпуса 1 с обогреваемой рубашкой 2 с патрубками 3 и 4 соответственно для подвода и отвода теплоносителя. На корпусе установлены патрубки 5 для отбора вторичного пара и 6 для отбора концентрата, а также штуцер 7 для подачи исходной жидкости в кольцевую полость 8, соединенную с внутренней полостью корпуса 1 равномерно расположенными по периметру полости 8 наклоненными под углом к оси вращения по направлению вращения каналами 9, крышка-сепаратор 10 с отбойным кольцом 11 и фонарь 12 с уплотнителем 13 и штуцерами 14 и 15 для подвода и отвода затворной жидкости. Внутри корпуса 1 установлен ротор 16 с закрепленными на нем лопатками 17 соединенный с высокооборотным приводом 18.

Выпарной аппарат работает следующим образом.

Через патрубок 3 в рубашку 2 подают теплоноситель. После разогрева корпуса 1 через штуцер 14 подают затворную жидкость на уплотнение 13, которая одновременно и охлаждает корпус фонаря 12, и включают привод 18. Через штуцер 7 подают под давлением исходную жидкость, которая поступает в кольцевую полость 8 и через каналы 9 впрыскивается по касательной к поверхности нагрева внутрь корпуса 1, причем начальная скорость впрыскиваемой жидкости и линейная скорость лопаток 17 в районе прилегания к поверхности нагрева примерно равны. Под действием центробежных сил, создаваемых вращающимся ротором, и скоростным напором струй исходной жидкости образуется вращающийся и перемещающийся в осевом направлении пленочный слой исходной жидкости, равномерно покрывающий всю поверхность нагрева. Вторичный пар выводится через сепаратор 14 и патрубок 5, а концентрат с поверхности нагрева попадает на отбойное кольцо 11 и через патрубок 13 выводится из аппарата.

Заявляемый роторный пленочный выпарной аппарат прост по конструкции и надежен в эксплуатации, позволяет автоматизировать весь процесс упаривания и получать концентрат определенной заранее заданной концентрации. Заявляемый выпарной аппарат при достаточно высокой производительности небольшой по габаритам и может быть использован в мобильных установках для переработки жидких радиоактивных отходов.

Источники информации 1. Патент US 5028297 А, кл. В 01 D 1/22, опубл. 02.07.1991, с.1-8.

2. Патент US 36112142 А, кл. B 01 D 1/22, с.1-6.

3. Патент US 446281 А, кл. B 01 D 1/22, опубл. 24.04.1975, с.1-2.

Формула изобретения

Роторный пленочный выпарной аппарат, включающий цилиндрический корпус с обогреваемой рубашкой, узлом подачи исходной жидкости и штуцерами для отвода вторичного пара и концентрата, ротор с закрепленными на нем по всей его длине лопатками, установленными с равномерным зазором относительно поверхности нагрева, и соединенный с высокооборотным приводом, отличающийся тем, что узел подачи исходной жидкости выполнен в виде кольцевой полости с равномерно расположенными по периметру и наклоненными под углом к оси вращения по направлению вращения каналами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3