Выпарной аппарат для термолабильных жидкостей

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со оз Советских

Социалистических

Респубпик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 10.Ч.1971 (И 1657785/23-26) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. В Old 1/22

Комитет оо делам изооретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 25.Х11.1972. Бюллстеш ¹ 4 за 1973.

Дата опубликования описания 21.II.1973

УДК 66.048.541(088.8) Авторы изобретения

И. И. Чернобыльский и В. Н. Марчевский

Киевский ордена Ленина политехнический институт имени 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции

Заявитель

ВЫПАРНОИ АППАРАТ ДЛЯ ТЕРМОЛАБИЛЬНЫХ

ЖИДКОСТЕИ

Изобретение относится к аппаратам для выпаривания и может быть использовано в установках для выпаривания термолабильных жидкостей в химической и других отраслях промышленности.

Известен выпарной аппарат для термолабильных жидкостей, содержащий вертикальный корпус, размещенную в нем теплообменную поверхность, выполненную в виде пакета голых дисков, укрепленных на полом валу, и устройства для подвода и отвода упариваемой жидкости и теплоносителя.

Недостаток этого аппарата заключается в том, что теплообменная поверхность, состоящая из ряда полых конусов, це обеспечивает максимальную скорость движения пленки упариваемой жидкости, так как при движении пленки по внутренней поверхности конуса на ее ускорение используется не вся центробежная сила, направленная по радиусу, а только часть ее — составляющая, направленная вдоль конической поверхности. Поэтому достичь максимальной интенсивности процесс", при такой конструкции ротора не возможно, В качестве поверхности теплообмена в указанном аппарате используется только внутренняя поверхность конусов. При этом удель1 ая поверхность ротора (поверхность теплообмена, приходящаяся на единицу объема, занимаемого ротором) мала, что затрудняет изготовление аппаратов большой производительности. Кроме того, для циркуляции упарнваемой жидкости в известном аппарате ис5 пользуют обычные выносные насосы, неплотности которых создают значительные труднос..п при работе системы (аппарата) под вакуумом.

Цель изобретения — интенсификация про10 цссса выпаривания и равномерного распределения упариваемой жидкости на поверхности тсплообменника, увеличение удельной поверхности ротора и упрощение его конструкции.

Это достигается тем, что в предлагаемом ап15 пирате между дисками на полом валу установлены цилиндрические вставки, имеющие на торцах кольцевые выточки, соединенные с полостью вала.

Для создания внутри корпуса циркуляции

20 выпариваемой жидкости в нижней его части на валу закреплено полое центробежное колесо, имеющее центральный всасывающий патрубок и соединенное с устройством для подвода упариваемой жидкости.

25 На чертеже показан предлагаемый аппарат, продольный разрез, сечение по А — А и узел 1, Лппарат содержит корпус 1, трубу 2 подачи упариваемой жидкости, штуцер 8 для вывода упаренной жидкости, штуцер 4 для вы30 хода вторичного пара и отбойннк 5 для пре 3634%

55 дотвращения уноса вторичным паром капель упаренной жидкости, выходящей из трубопроводов б. В корпусе по оси размещен полый вал 7 с диском 8. На вал поочередно одеты полые диски 9 и цилиндрические вставки 10, имеющие на торцах кольцевые выточки 11 и отверстия 12 для прохода жидкости (движение жидкости показано стрелкой на фиг. 2).

Пакет полых дисков 9 и вставок прижат к диску 8 гайкой 18, на которой закреплена воронка 14. К диску 8 крепятся кожух 15 и крышка lб. Кожух состоит из двух частей, соединенных болтами, и имеет штуцеры 17 для отвода пара и выпуклости, огибающие коллекторы 18. Крышка lб с диском 8 и полым валом 19 образуют систему подачи теплоносителя в полости дисков 9. Коллекторы расположены симметрично и скреплены с полыми дисками сваркой. На валу 19, приваренном к крышке lб, жестко закреплены центробежное колесо 20, соединенное с воронкой

14 симметричными трубопроводами 21, подшипник и шкив (в аппаратах, работающих без циркуляции, центробежное колесо не устанавливают) .

Нижняя часть вала 19 пропущена через сальниковое уплотнение в разделительный сосуд 22 со штуцерами 28 для подвода пара и для отвода конденсата 24. В перегородке разделительного сосуда закреплена неподвижно трубка 25 для отвода конденсата из полости, образованной крышкой 17 и диском

9, в разделительный сосуд 22.

Аппарат работает следующим образом.

Жидкость, подлежащая упариванию, подается из трубы 2 в воронку 14 вращающегося вала 7. Если процесс ведут с циркуляцией упариваемой жидкости, то в воронку 14 также подается частично упаренная жидкость.

Из воронки жидкость поступает в вал 7 и через отверстие 2б вала в кольцевые выточки вставок 10. Под действием статического напора и центробежной силы жидкость вытекаеч из выточек 11 через кольцевые щели, образованные вставкой и стенками смежных дисков 9, на поверхность последних.

Под действием центробежной силы пленка упариваемой жидкости движется по поверхности от распределительной насадки к периферии диска. При этом центробежная сила полностью используется на ускорение пленки, движущейся в направлении действия центробежной силы (вдоль радиуса).

Пленка движется с максимальной скоростью, следовательно, скорость теплоотдачи от диска к пленке и интенсивность испарения жидкости также максимальны. Пары упаренной жидкости (вторичный пар) удаляются в корпус аппарата через штуцеры 17 и отводятся из корпуса через штуцер 4. Упаренная жидкость с дисков 9 поступает в кожух 15 и сливается в нижнюю часть аппарата.

При работе аппарата с циркуляцией упариваемой жидкости (когда нужно значительно увеличить концентрацию упаренной жидкости) в нижней части корпуса с помощью арматуры, установленной на линии вне аппарата, поддерживается уровень жидкости, обеспечивающий ее всасывание колесом 20.

В случае работы аппарата без циркуляции (при незначительном упаривании раствора) уровень жидкости в нижней части корпуса аппарата поддерживают ниже всасывающего патрубка центробежного колеса.

Теплоноситель — пар подается через штуцер 28 в разделительный сосуд 22, откуда через полость вала 19 и полость, образованную крышкой lб, по коллекторам 27 поступает в полость дисков 9. Образовавшийся на внутренних стенках дисков конденсат (пленка) под действием центробежной силы перемещается к их периферии и по коллекторам 18 отводится в полость, образованную крышкой

16, располагаясь кольцом в ее периферийной части. Из полости конденсат под действием центробежной силы поступает через неподвижную трубку 25 в разделительный сосуд 22, откуда через штуцер 24 выдается в линию сбора конденсата.

Предмет изобретения

1. Выпарной аппарат для термолабильных жидкостей, содержащий вертикальный корпус, размещенную в нем теплообменную поверхность, выполненную в виде пакета полых дисков, укрепленных на полом валу, и устройства для подвода и отвода упариваемой жидкости и теплоносителя, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса выпаривания и равномерного распределения упариваемой жидкости по поверхности теплообменника, между дисками на валу установлены цилиндрические вставки, имеющие на торцах кольцевые выточки, соединенные с полостью вала.

2. Аппарат по п. 1, отличающийся тем, что, с целью создания внутри корпуса циркуляции выпариваемой жпдкости в нижней части корпуса на валу закреплено полое центробежное колесо, имеющее центральный всасывающий патрубок и соединенное с устройством для подвода упариваемой жидкости.

Редактор Н. Воликова

Составитель Е. Сотникова

Техред Т. Ускова

Корректор А. Степанова

Заказ 317/5 Изд. № 1129 Тираж 404 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2