一种外流管式降膜蒸发种晶结晶器的制作方法

本发明涉及降膜蒸发器装置，具体为一种外流管式降膜蒸发种晶结晶器。

背景技术：

1、结晶器是一种用于控制溶液过饱和度，促使溶质结晶沉淀的设备，结晶器通常用于化工、制药、食品加工和其他工业领域，其基本生产步骤包括溶液制备、蒸发浓缩、结晶核形成、晶体生长和最终的分离与收集，其中蒸发浓缩在结晶过程中是一个关键步骤，通加热蒸发使物料浓缩，能够有效促进晶体的形成，同时提高产品的质量和产量,在蒸发器中水平管降膜式蒸发器通过其特定的结构和工作方式，为物料提炼提供了一种高效且可靠的浓缩和分离技术，在对物料进行加热时，布料时会出现布料不均，使得出现局部干斑的问题。

2、针对上述问题，现有技术提供了一种解决方案，例如专利申请cn201710545425.4，发明专利提供了一种水平管降膜蒸发器，该专利中提供了一种解决方案，包括壳体、高压储液器、一级布液器和一级加热管群，在一级加热管群下方设置了多个二级布液器，每个二级布液器下对应有二级加热管群，蒸发器底部有引射器，它通过循环装置将未蒸发的液体制冷剂引入二级布液器，实现液体的均匀分布，消除管外干斑并提升整体换热性能，但该方案在加热管与液体接触时，由于加热管与液体产生热交换，液体受热蒸发，使得液体与加热管接触的面上产生气泡，气泡会停留在加热管表面和液体内，造成液体与加热管的接触面积减少，使得加热管的热传导效率降低，使得蒸发效率降低。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种外流管式降膜蒸发种晶结晶器，以解决加热管与物料接触时产生热交换，液体受热蒸发，使得液体与加热管接触面上产生气泡，使得加热管的热传导效率降低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种外流管式降膜蒸发种晶结晶器，机架、壳体和加热管，所述机架上安装有壳体，所述壳体顶部开设有排气口，所述壳体底部开设排料口，所述壳体内水平贯穿安装有多条加热管。

4、具体的，所述壳体上设有振动组件和布料组件，所述振动组件包括驱动装置、软轴、振动棒头和支架，所述驱动装置安装于机架上，所述驱动装置与软轴一端连接，所述软轴另一端与振动棒头连接，所述壳体内水平安装2个以上振动棒头，所述振动棒头上安装有支架，所述支架与多条加热管连接，所述布料组件使物料均布在加热管上，所述驱动装置驱动软轴转动使振动棒头产生振动。

5、容易理解，在对物料进行蒸发结晶时，要先对物料进行蒸发浓缩，在蒸发时物料通过管道从排气口来到壳体内的布料组件中，在布料组件的作用下将物料喷洒到加热管，物料在重力的作用下，向下掉落落到下级加热管上，使得物料与加热管接触发生热交换，物料内要去除的溶液蒸发，使得液体与加热管接触面上产生气泡，气泡会停留在加热管表面和液体内，通过驱动装置运转带动软轴转动，软轴带动振动棒头旋转振动，振动棒头上安装有支架，通过支架带动加热管振动，使得停留在加热管表面和物料内气泡排出，蒸发产生的气体从壳体顶部的排气口排出，最后蒸发浓缩后的物料来到壳体的底部从排料口排出。

6、可选的，所述驱动装置可以是气动马达、电动马达和液压马达中的任意一种，气动马达和液压马达分别需要设置气泵装置和液压站，设置气泵装置和液压站增加了设备的制造成本，同时在安装调试上也会繁琐，从而本发明优选电动马达作为驱动元件。

7、优选的，所述布料组件包括布料箱、喷头和连杆，所述布料箱包括进料段和布料段，所述进料段端面开设有通孔，所述布料段为梯形壳体，所述进料段下端与布料段上端连通，所述布料箱底部均布有多个喷头，所述连杆一端与布料箱铰接，另一端与振动棒头一端铰接，所述布料箱安装于加热管上方，所述进料段位于排气口中心。

8、在物料加热蒸发过程中，要先对物料进行布料，在布料时会出现物料不能及时到进料处的远端，造成布料不均，局部未能及时进行热交换，使得加热管过热，当物料到达远端处时，物料与加热管存在较大温差，导致物料在短时间内受热膨胀的程度不同，贴近加热管的物料膨胀更快，进而发展为气泡的问题，因此在布料箱底部均布有多个喷头，并通过连杆一端将布料箱侧边振动棒头连接，随着物料的不断流入布料箱，布料箱内的压力增大，在压力作用下，物料通过喷头均匀喷洒在加热管上，同时振动棒头运转，并通过连杆带动布料箱振动，布料箱振动带动物料在布料段底部振动，物料在重力和惯性的作用下使得物料能够快速到达进料处的远端，避免物料不能及时到进料处的远端，造成加热管局部未能及时与物料进行热交换，当物料与加热管接触时，物料与加热管存在较大温差而产生气泡的问题，保证了物料蒸发的质量要求。

9、优选的，所述振动棒头包括棒壳、转轴、偏心块和滚动轴承，所述棒壳一端与壳体连接，所述棒壳与壳体连接一端开设有安装孔，另一端与连杆铰接，所述棒壳与支架链接，所述转轴上设置有偏心块，所述转轴与软轴连接，所述转轴两端安装在滚动轴承内，所述滚动轴承通过安装孔安装在棒壳内。

10、在物料进行加热蒸发时，物料与加热管接触面产生气泡，气泡会停留在加热管表面和物料内，造成物料与加热管的接触面积减少，使得加热管的热传导效率降低，使得蒸发效率降低的问题，因此在壳体内设计了振动棒头，在加热过程中，驱动装置运转带动软轴转动，软轴带动转轴转动，由于转轴上设有偏心块，在转轴转动时，偏心块的质量分布不均匀，在旋转过程中产生离心力，离心力方向不断改变从而引起转轴的振动，转轴的振动通过滚动轴承传导到棒壳表面，通过支架带动加热管振动，加热管的振动将加热管表面产生的气泡和物料内气泡排到物料外，避免气泡会停留在加热管表面和液体内，造成物料与加热管的接触面积减少，使得加热管的热传导效率降低，蒸发效率降低的问题，保证物料蒸发的质量要求。

11、优选的，所述转轴包括筒轴、杆轴和螺母；所述筒轴一端开设有轴孔，且所述筒轴外部与杆轴一侧均设有偏心块，所述筒轴开设有转槽，所述转槽与筒轴外部的偏心块端面重合，所述转槽与轴孔连通，所述杆轴另一侧端部设有螺纹，所述杆轴转动安装于轴孔内，所述杆轴上偏心块活动安装于转槽内，所述杆轴安装有与螺纹配合的螺母。

12、由于物料在不同加热阶段的物理性质不同，在对加热管产生的气泡进行处理时，振动棒头的振幅或频率过高会造成物料在加热管上上下跳动时高度过高，热量传导要高处的效率降低，而过低的振幅或频率使得物料内的气泡无法排出，这些都会使得热传导效率降低的问题，因此通过筒轴、杆轴和螺母的设计，调节杆轴使得杆轴上的偏心块与筒轴上的偏心块的角度，通过螺母与杆轴上螺纹的配合锁定偏心块之间的夹角，从而改变离心力的大小，从而改变振动棒头的振幅或频率，避免物料在不同加热阶段的物理性质不同，在对加热管产生的气泡进行处理时，由于振动棒头的振幅或频率过高会造成物料在加热管上上下跳动时高度过高，热量传导要高处的效率降低，而过低的振幅或频率使得物料内的气泡无法排出的问题，保证物料蒸发的质量要求。

13、优选的，所述加热管上安装有减振密封环，所述减振密封环与壳体连接，所述减振密封环为柔性材质。

14、在对加热管上的气泡进行清理的时候，这个过程中加热管会振动，加热管与壳体连接处会产生应力，同时壳体会限制住加热管的振动幅度与频率，使得加热管接近壳体两端的振动幅度与频率降低，无法及时对加热管产生的气泡进行清理，使得加热管的热传导效率降低的问题，因此设计加热管通过柔性材质的减振密封环与壳体连接，在加热管振动时，通过减振密封环的形变消除加热管与壳体连接处的应力，同时避免壳体对加热管振动幅度与频率的限制，避免加热管接近壳体两端振动幅度与频率降低，无法及时对加热管产生的气泡清理，气泡造成物料与加热管的接触面积减少，使得加热管的热传导效率降低的问题，保证物料蒸发的质量要求。

15、优选的，所述支架包括安装部、支撑部和接触部，所述安装部安装于棒壳上，所述安装部与支撑部连接，所述支撑部与接触部连接，所述加热管上设有凸台，所述凸台端面上开设有滑孔，所述接触部与滑孔间隙配合。

16、在支架将振动棒头传导到加热管上时，由于支架与加热管固定连接，在支架与加热管的连接处振动时会出现应力，在过程中会出现断裂的情况，造成加热管上的气泡无法及时得到清理的问题，为此将振动棒头产生的振动力通过安装部和支撑部传导到接触部，接触部与加热管上凸台端面上滑孔间隙配，接触部振动时会产生位移，此时接触部与滑孔壁产生接触，通过与滑孔壁的接触将接触部上的力传导到加热管上，从而使加热管产生振动，避免了清理过程中支架与加热管的连接处出现个别断裂的情况，造成加热管上的气泡无法及时得到清理的问题，保证物料蒸发的质量要求。

17、优选的，所述偏心块相贴合端面上设有弧形凸齿。

18、筒轴和杆轴在运转过程中，高速旋转和振动使得夹角的角度发生偏移，振动棒头的振幅或频率发生改变，会出现过高的幅度或频率使得物料与加热管无法有效的进行热交换或过低的振幅度或频率使得物料内的气泡无法排出，造成加热管热传导效率降低的问题，因此在偏心块端面上设有弧形凸齿，通过偏心块上的弧形凸齿啮合，避免筒轴和杆轴在运转过程中的高速旋转和振动夹角角度发生偏移，造成加热管热传导效率降低的问题，保证物料蒸发的质量要求。

19、优选的，所述加热管轴向切面上均布有齿环。

20、在对加热管产生的气泡处理过程中，在振动力与表面张力作用下，物料表面产生波动和涟漪，在物料上下浮动过程中会将物料上层的气泡带回物料底部或加热管上，使得加热管的热传导效率降低的问题，因此在加热管轴向切面上均布有齿环，通过齿环阻挡物料表面产生波动和涟漪，避免料上下浮动过程中会将物料上层的气泡带回物料底部或加热管管面上，使得加热管的热传导效率降低的问题，保证物料蒸发的质量要求。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

22、1、本发明通过驱动组件，在对物料加热过程中加热管与物料进行热交换，使得物料加热管表面产生气泡，气泡会停留在加热管表面和物料内，通过驱动装置驱动软轴带动振动棒头振动使得加热管表面和物料内的气泡从物料便面排出，保证加热管的热传导效率，保证物料蒸发的质量要求。

23、2、本发明通过布料组件，在物料加热蒸发过程中，在布料时物料不能及时到进料处的远端时，通过连杆将布料箱与振动棒头连接，振动棒头振动通过连杆传导到布料箱布料箱振动带动物料在布料段底部振动，物料在重力和惯性的作用下使得物料能够快速到达进料处的远端使得物料到达进料处的远端，保证物料蒸发的质量要求。

24、3、本发明通过加热管的设计，在加热管振动过程中，通过齿环阻挡物料表面产生波动和涟漪，通过接触部与凸台的配合，避免加热管振动时支架与加热管的连接处出现个别断裂的情况，通过减振密封环避免了加热管与壳体和支架连接处产生的应力，以及壳体会限制住加热管的振动幅度与频率的问题，保证物料蒸发的质量要求。