专利名称：根据降膜原理运行的蒸发器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以降膜原理运行的蒸发器，其构成为一个外壳和在其中的蒸发管系统，该系统的构成有竖直蒸发管，用于将要被蒸发的剂馈入蒸发管上的元件，它使剂沿蒸发管向下流淌并在蒸发管的外表面上形成一个膜，还有与蒸发管的内部相连接的加热蒸气入口及出口通道。
以降膜原理运行的蒸发器广泛用于液体的浓缩已有很长时间了。在这些蒸发器中，普通地是允许一液体以膜的形式沿着加热管的内表面流动而用蒸气加热管的外表面，由此，蒸气的热量引起水从要被浓缩的液体中蒸发并使水以蒸汽的形式流入收集室而且进一步以蒸汽的形式流出收集室。结果，被浓缩的液体沿管向下流动进入一个收集室并通过一分离通道流出收集室。用于加热的蒸汽至少部分冷凝成水并作出冷凝液通过一分离通道排出。剩余的蒸汽通过一特别用于蒸汽的出口通道分离地再次被排出。
在已知的方法中，所使用的典型设备是这样的即形成有一加热表面的管以其端部被固定在被称作为管板之间。管板具有用于管端的孔并分别在被浓缩液体的馈入室、蒸汽室及已浓缩液体收集室之间形成有间隔壁。这样一种方法例如是从芬兰专利71067号中已知的。
从芬兰专利76699号又知一种方法。在这种方法中，蒸发管是由二个互为其中的管组成的，构成方式为外管的上端被封闭而使蒸汽沿管之间的表面通过并通过内管返回。另一方面，从管的外部馈入要被浓缩的液体。也是在这一方法中，对于这些管道需要一抗压管板，由于管是互相其中的，尺寸及安装应该是非常精确的。
当需要高度干燥的含量时，已知方法中的问题在于必须用蒸汽来提供足够的温度，由此蒸发器的铸件外壳(casting)暴露于高的蒸汽压力。因此，铸件外壳必须由厚的材料做成而且蒸发器的整个构造必须非常结实，这意味着较高的制造费用。此外，在一种使液通过管的方法中，聚集在管内表面的污物可能成块脱落而阻塞管以致不能再以典型的用洗液的方法来成功地清洗管，其结果是设备的蒸发能力降低。此外，根据这些已知方法的管板的制造要求极为精确，因而造价很高。
本发明的目的是提供一蒸发器，用此种蒸发器可避免上述缺点而且对于制造以及如果需要对于清洁很简单。根据本发明的蒸发器其特征在于蒸发管系统由多个平行蒸发元件构成。
本发明的基本构想是蒸发元件由蒸发管构成，构成方式最好为蒸发管的上端及下端最好通过管状收集室分别互连。本发明的进一步特征在于由最好是在同一水平上的平行蒸发管构成的多个蒸发元件以平行方式安装在同一蒸发器内。本发明的一个最佳实施例的进一步特征在于分离的蒸发元件的收集室是内连的，连接方式为一方面在管上端的收集室和另一方面在管下端的收集室最好通过管状连接室或可能的话某种其它形状的连接室来互连。本发明的另一种基本思想是通过在蒸发管上端的分布槽在其外表面上馈入要浓缩的液体而通过在蒸发管内部的收集最室最好是从上端向下馈入蒸汽，结果所产生的冷凝液以及作为蒸汽的剩余蒸汽从另一端的收集室排出，二者最好通过分离通道或通过一个公共通道。蒸汽也可从下馈入，在这种场合从下面收集冷凝液而剩余蒸汽从上方收集。
根据本发明的蒸发器的一个优点为由于它是由以同样方式制造的多个平行蒸发元件构成，所以对制造来说很容易和简单。由于这些元件可以仅在一端被支撑，即使加热表面管及外壳是以不同材料制成的，也不会有要被补偿的热应力发生。此外根据本发明的蒸发器的管系统不易阻塞，因为只有蒸汽和冷凝液通过蒸发管。此外，因为只有那些含有蒸汽的蒸发元件具有高压，所以根据本发明的结构可以制造的相对轻一些。可以以一种所希望的方式选择这些元件的蒸发管的壁厚度而并不由此影响蒸发器的剩余部分如外壳的厚度。此外，根据本发明的蒸发器的加热表面如果需要可以被轻易的清洗，因为从浓缩液或某种其它液体来的可能的污物固定于加热表面，它位于蒸发管的外表面，因而可以以一般已知的方式通过溶解或例如用压力洗涤器或某种其它类似的装置来清洗蒸发器而不必在管系统内部清洗。
本发明将通过附图更详细地来描述，其中
图1示意性的示出了根据本发明的蒸发器剖面图，剖面与蒸发元件平行，图2示出了根据本发明的蒸发器相对蒸发元件的剖面图，图3a和3b示意性地示出了根据本发明的一个蒸发元件的侧边示图，而图4示意性地示出了根据本发明的蒸发器的一个实施例的透视图。
图1和图2示意性的示出了根据本发明的一个蒸发器，一方面与蒸发元件平行的剖面图，另一方面是相对蒸发元件的剖面图。这个蒸发器是由一个外壳1构成的，外壳1包含一个由蒸发元件构成的蒸发管系统2，蒸发元件与那些在以后的图3中示意性示出的元件相类似。通过一个连接器3将要浓缩的液体馈入外壳1到其底部，要浓缩的液体在这种场合是黑液。液通过出口连接器4以蒸发器底部排出而且部分液经由示意性示出的泵5的方式通过循环管6被抽进分布槽7，分布槽7在蒸发管系统2之上，从分布槽7液基本均匀地在蒸发元件的收集室8上面流动并且进一步从那里沿分离的蒸发管9的表面向下流动。本发明的应用并不限于黑液，而是可用于其它液体的蒸发。在蒸发管9的下端，被浓缩黑液沿下端的收集室10表面流动并接下来落入外壳1下部内的液在那里与之混合。为了提供蒸发，通过蒸发管9引入蒸汽并且通过蒸发管系统2的上部之内的入口通道11将其馈入。从那里蒸汽首先进入连接室12，连接室12被连到蒸发元件的上收集室8，以致使蒸汽通过这些蒸发元件均匀分布到所有蒸发管9。结果，在通过蒸发管9之后蒸汽的剩余部分和冷凝液被收集在蒸发元件的下端收集室10里，这些收集室与下连接室13相连。从下连接室13的下部起始有一个用于冷凝液的出口通道14，通过这个通道排泄冷凝液，而分别地从连接室13的上部起始有一个用于蒸汽的出口通道15，通过这个通道排出剩余加热蒸汽。在加热影响下从黑色溶液中排出的水作为蒸汽通过外壳1的上端上面的出口通道16排出，而分别地浓缩溶液通过示意性示出的分布通道17被排出。在蒸发器内部，在出口通道16的前部进一步有一个湿气分离器18，它是由图4所示出的多层片构成的，在排出的蒸汽内可能含有的水滴或溶液滴碰在多层片上并沿这些多层片流下。将湿气分离器用一封闭壳体19在每一端来封闭，这样所有排出蒸汽必须通过湿气分离器18流动。其它已知湿气分离器结构也可用于这种蒸发器。
图3a和3b示意性地分别示出了根据本发明蒸发器的蒸发元件2a的侧边示图。蒸发元件2a由上收集室8、蒸发管9和下收集室10构成。如图3b示出的那样一个单个蒸发元件2a最好是一个平面板状蒸发元件，由相互之间以一定距离排列的平行蒸发管9构成，每一管9分别连到收集室8和10上，以便在收集室8与10之间通过每一个蒸发管有一个连接。蒸发管9可以被固定到收集室8和10上，如通过焊接或通过某种其它适当的固定方法来固定。收集室8和10最好是管状的，这样可以容易地提供一个结构，它尽可能的抗压。由于蒸发元件2a耐高压，高的蒸汽温度，结果可用高压来蒸发而整个蒸发器并不必耐高压。因而整个蒸发器的结构可制造的相对轻，对那部分的造价低于已知方法的那些蒸发器。结果对于蒸发元件2a的制造不需要昂贵精确加工的管板，这个元件可以由管状部分容易地来组装。
根据本发明的蒸发器构造简单，其蒸发元件2a易于制造，而且可根据每种需要选择蒸发元件2a的数目及每个元件内蒸发管的数目。由于蒸汽通过蒸发管9的内部，在要浓缩的溶液如液影响下并没有阻塞。此外如果需要，通过一般已知方式以溶解或例如用压力洗涤器或其它某种类似装置的方式可容易地清洁蒸发管的外表面，因为在管之间实际上有狭长的缝隙，使得可以有以这种方式的通路通入所有表面。
图4示意性地示出了根据本发明的蒸发器一个实施例的透视图。这个示了怎样通过平行安置蒸发元件2a形成蒸发管系统2以便形成例如一方形的剖面结构。通过使用在蒸发元件2a上端的收集室8将管系统支撑在固定于外壳1的托架20上，使蒸发管系统2相对于蒸发器外壳1悬挂着放置。为此目的，将收集室8的长度尺寸定为使得其二端沿伸至蒸发元件2a的最外端蒸发管9之外，因而放在托架20上。结果，上连接室12由托架20之一支撑。在这个实施例中，在下收集室10的一端装上下连接室13。同时下连接室13被装在收集室10的中央部分，在图1的实施例中在它们之下。连接室13的位置因而可以以一所希望的方式来选择，它的位置对于蒸发器的运行并不是很重要的。在图4中对以前图中同一部分用了同一标号。对那些部分不做更详细解释。
在以上说明书和附图中，本发明仅是通过举例的方式来得到说明，它们并不限于此。蒸发元件可以根据每一种需要所用压力、尺寸分别以各种方式来组装。除去管状，收集室8与10也可是其它形状。可以将连接室12和13以各种方式分别连到收集室8和10上，根据情况或是连到其末端或是联到其中间部分。此外，除了用以前描述的方式将蒸汽通过连接室12从蒸发管系统的上端馈入及通过连接室13从蒸发管系统的下端排出外，也可以相反的方式馈入与排出。因而蒸汽被馈入在管的下端的连接室13并从下向上流动通过管9进入上收集室10；从那里进一步进入上连接室12并从那里排出。还有在一个实施例中，分离的入口与出口通道从每一个元件引出至蒸发器外；蒸汽可以被馈入元件下端并从其上端排出。排出冷凝液的最简单方法是将其从蒸发元件的下端排出。液或其他某种要被浓缩的液体可以如图1和图2所示的馈入蒸发器底部或换一方式直接馈入分布槽7。液或其它某种要被浓缩的液体可以从蒸发器的外壳1之底部排出并以或是图中所示的方式循环或是例如将液体从外壳1的底部内的液层上部分分离地被循环。除了可以用从其上部分悬挂外，蒸发元件也可以通过站立在其下部分的方式来受到支撑，在这种场合与例如托架20相一致的托架可用室来支撑而且将元件放置在托架上以便元件站立于其收集室的上面。
权利要求
1.一种以降膜原理运行的蒸发器，包括有外壳(1)及在其中的蒸发管系统(2)，此系统的构成为竖立的蒸发管(9)，用于将要被蒸发的剂馈入蒸发管道(9)的元件(7)，馈入方式为使剂沿蒸发管道(9)向下流并在其外表面形成一个膜，还有被连到蒸发管(9)内部的加热蒸汽入口与出口通道(11，14，15)，其特征在于蒸发管系统(2)由多个平行蒸发元件(2a)构成。
2.根据权利要求1的蒸发器，其特征在于每个蒸发元件(2a)包括多个平行蒸发管(9)，它们相互间有一定间隔并且每一个蒸发元件(2a)的蒸发管(9)在其上端或下端分别通过收集室(8，10)互连，加入蒸汽的入口和出口通道(11，14，15)被连到收集室(8、10)。
3.根据权利要求2的蒸发器，其特征在于在蒸发管系统(2)的每端有一个连接室(12、13)，而且每一个蒸发元件(2a)的收集室(8、10)都在同一端被连到连接室(12、13)上，加热蒸汽的入口和出口通道(11，14，15)连接至连接室(12、13)。
4.根据权利要求3的蒸发器，其特征在于将蒸汽入口通道(11)连到在蒸发管系统(2)上端的连接室(12)以便将蒸汽通过蒸发管(9)从上往下馈入，将用于冷凝液的出口通道(14)连到在蒸发管系统(2)下端的连接室(13)的下部以便排泄由蒸汽产生的冷凝液，用于蒸汽的出口通道(15)分别连到其上部以便排出尚未冷凝的蒸汽。
5.根据权利要求3的蒸发器，其特征在于蒸汽入口通道(11)连到在蒸发管系统(2)的下端的连接室(13)以便通过蒸发管(9)从下往向上馈入蒸汽，用于冷凝液的出口通道(14)连到在蒸发管系统(2)下端的连接室(13)的下部以便排出由蒸汽中产生的冷凝液，用于排出未冷凝蒸汽的蒸汽出口通道(15)连到在蒸发管系统(2)的上端的连接室(12)。
6.根据前面权利要求的任何一项的蒸发器，其特征在于由蒸发元件(2a)构成的蒸发管系统(2)从其上端悬挂安装，由固定于外壳(1)的托架(20)来支撑。
7.根据权利要求5的蒸发器，其特征在于在蒸发元件(2a)上端的收集室(8)具有的长度为其端部在横跨外壳(1)的托架(20)上，托架相对外壳(11)为横向，使得蒸发管系统(2)被收集室(8)所支撑悬挂着。
全文摘要
以降膜原理运行的蒸发器，其组成为一外壳(1)及在其中的蒸发管系统(2)，由此将要被浓缩的液体馈入在蒸发管系统(2)的外表面上而蒸汽被引导流动在蒸发管系统(2)的管内。在本发明中，蒸发管系统(2)由蒸发元件形成，每一个蒸发元件由基本在同一水平的蒸发管(9)组成。管的上端被连到一公共收集室(8)上而分别地下端连到一公共收集室(10)上，连接的方式是通过二个收集室(8，10)之间的每一个管9，在二个收集室(8、10)之间有一个连接，由于这种连接，蒸发元件上端的收集室(8)通过上连接室(12)被内连接，而分别地下端的收集室(10)通过下端连接室(13)被内连接。
文档编号B01D1/00GK1154663SQ94195141
公开日1997年7月16日 申请日期1994年7月5日 优先权日1994年7月5日
发明者马蒂·克努蒂拉, 卡拉维·纳米恩, 贾卡·维斯托马, 安西·马凯拉 申请人:克文纳制浆公司