Brevet FR2191919A1 — publié le 19740208

Il est connu que dans les procédés de distillation, de fractionnement et de désaération de substances en mélange ou solution il est avantageusement fait usage d'évaportateurs à couche rince. es évaporateurs son constitués essentiellement rar un carter cylindrique dans lequel tourne un rotor à plusieurs aubes ou un arbre à aluettes à une vitesse appropriée. le jeu entre les crêtes des aubes du rot or et l'intérieur du carter cylindrique est réduit au minimum compatible avec le diamètre de l'évaporateur et son usinages copte tenu des dilatations thermiques se produisant au cours du fonctionnement et des matières à traiter. Ces @atières à traiter sont introduites aux 3/4 environ de la hauteur de l'appareil et réparties en couche mince rour être soumises à ltaotion du rotor, sur toute l'étendue de la surface interieure du carter. Celui-ci est revêtu d'une chemise dans laquelle circule de la vapeur chauffante portée à la température appropriée à la matière à traiter et à la façon dont ce traitement doit avoir lieu. Le distillat est extrait par la tête du carter pour être introduit dans un condenseur, tandis que le résidu descend au fond du carter. Ce genre d1évaporateurs, tout en présentant des avantages fonctionnels certains, ont cependant tendance à se briser dans la douille qui sert de guide au pivot de fond du rotor. Ce rotor, tout en étant parfaitement équilibré, est susceptible d'entrer en vibration à la suite de différentes circonstances et à les vitesses déterMinées, surtout aux vitesses critiques de l'organe rotatif, ces vibrations pouvant avoir un effet néfaste sur la douille. La douille devant être auto-lubrifiante, est généralement constituée de graphites ou autres @ @atières auto-lubrifiantes frittées a propriées. De ce fait elle est plutôt ragile et n'est pas en mesure de supporter des vibrations soutenues du rotor ou de l'arbre s palettes. Dans les évaporateurs de type curant, la douille en question est aintenue par un croisillon bloqué entre la bride lu dernier tronçon et la bride du fond conique de l'évaperateur. Il y a des cas a mere un parfait équilibrage, tant statique que dynamique du rotor, L 'est as suffisant pour empécher les vibrations du rotor, car à la suite d'arrêts et reprises de travail, peuvent se déyoser sur les aubes du rotor ou sur les alettes, des ineruetations qui suffisent à provoquer un déséquilibre aux vitesses élevées de l'organe rotatif en le soumettant ainsi à des composantes vibratoires avec le risque d'une rupture consécutive de la douille de f@@@. Cet inconvénient est supprimé par l'éveporateur à couche mince de la @@@sente invention. Dans celui-ci, la douille de guidage du privet inférieur du rotor ou de l'arbre à falettes est maintenue dans un joint à votule approprié. Grâce à cette disposition, la douille est susceptible d'absorber les @aibles désaxages résultent des effes vibratioires du rotor ou de l'arbre. De plus, comte tenu du fait que le pivet inférieur du rotor et l@ douille de guidage de celui-ci sont @@aujetti@ à des frictions ou frottements de glissement qui les expesent à de fortes usures, notemment dans le das d'évaperateurs de grandes dimensions, d'invention prévoit aussi la possibilité de remplacer la douille par un roulement à simple ou double copronne d'aiguillos. Un autgre inconvérient des évaportateurs @ co@@che vi@@ce @@@@ de type codrant dans le cas de fonctionnement sous vide, et dû au s@stème d'alimentation du produit à traiter qui est généralement compé sous pression jusqu'à l'entrée de l'évaporateur, se trouvant im@ergé dans une ambiande sous vile, consiste en ce qu'il se produit une ébullition Inattendue de 1 substance à traiter et une explosion subséquente de bulles de vapeur qui se sont fermées sous l'effet de la dépression. ne telle explosion de bulles de vapeur provoque soit. Le formation d'écomes, soit la projection d'une certaine quantité de la substance introduite vers la tête de l'évaporateur.De ce fait il arrive qu'à l'intérieur de l'évaporateur s'échappe du produit vers la sortie des vapeurs d'oh risque de pollution du distillat. Cet inconvénient est évité lar l'évaporateur selon l'invention grâce au fait d'alimenter le produit à travere une chambre annulaire réalisée près des brides d'assemblage des sections supérieure et nédis@ du carter cylindrique. Le produit est ainsi pompé dans ladite chambre annulaire et de celle-ci diffusée e un voile à l'intérIeur le l'évaporateur. De cette façon, on obtient une distribution tr@s uniforme du produit, rotamment si celui-ci est visqueux et si les entraînements le particules vers la tête de l'évaporateur sont réduits. Le remplacement de la douille avec joint à rotule compliqué et fastidieux nécessite en général le démontage du fond de l'évaporateur avec dégagement préalable de tous les assemblages le concernant. Cet inconvénient est supprimé dans l'évaporateur de l'invention grâce à à uue fore d'exécution particulière de l'lléaent du support de la douille de guidage du livot inférieur du rotor. Cet élén.ent de support est soudé au fond du carter de l'évaporateur et est accessible et démontable sans avoir besoin de toucher à l'évaporateur lui-même. La douille est logée dans un joint à rotule et sert le support et de guide au pivot le fond du rotor. Grâce à cette disposition, er cas de rupture de la douilles il suffit d'enlever le fond e cet élément pour pouvoir remplacer rapidement la douille avarie, Bien entendu, le fond du corps de l'évaporateur ievrs être convenablement incliné et dimensionné afin de permettre l'introduction de cet élément de support de la douille. Le dessin annexé, représente à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution d'un évaporateur à couche mince avec quelques arrangements particuliers. Fig. 1 fait voir schématiquement et en coure verticale l'évaporateur en question Fic. 2 montre en coupe, le support de fond du rotor, avec douille et joint à rotule ; Fig. 3 a trait également au support de fond avec Joint à rotule de la Fig. 2,mais doté d'un roulement ; Fig. 4 montre le détail de la cambre d'alimentation du produit à traiter ; Fig. 5 fait voir en coupe verticale, l'élément de sort démontable de la douille de guidage lu pivot inférieur du rotor disposé dans la portion inférieure spécialement aménagée de l'évaporateur. L'évaporateur à coude mince selon l'invention présente un corps cylindrique 1, constitué de préférence de trois sections reliées entre elles au moyen des paires de brides 2 et 2'. le corps cylindrique est revêtu d'une chemisa 3, déterminant un interstice 4 dans lequel circule de la vapeur convenablement chauffée, A l?intérieur du corps cylindrique 1 peut tourner un rotor à aubes ou un arbre à galettes @ @@tionné par un moteur 6 par l'intermédiaire d'une poulie 7 à plusieurs gorges et de courroies à sections trapézoidales . Le rotor 5 est guidé dans le haut par un double support à roulements 9, tandis que dans le bas son pivot 10 (Fig. 2 et3 ) est logé dans une douille 11 ou dans un roulement 12 à simple ou double couronne d'aiguilles. Quant aux aiguilles du roulement, elles sont en acier spécial inoxydable. La douille 11 ou le roulement i2 sont logés dans un joint à rotule 14, 14' solidaire du support de fond fixe 15 qui est bloqué par une bague 15 laquelle, au moyen d1une ou de plusieurs garni- tures d'étanchéité 17, empêche l'infiltration du produit traité dans le support.Le support 15 est fix au ocres cylindrique 1 par l'intermédiaire de bras 18 et est convenablement lubrifié au moyen d'un fluide compatible avec le fluide en réaction amené à travers un orifice 19 et une conduite 20 L'entrée du produit à traiter dal.s l'évaporateur s'effectue de préférence à travers une chambre annulaire 21 (Fig. 4) déterminée car ure forme appropriée des deux brides 2 et 2' reliant la portion supérieure et la portion médiane du corps cylindrique 1. Plus précisément, dans la contre-bride 2' est ménagée une rainure 22 de laquelle le produit à traiter, pompé à travers l'entrée 23, pénètre dans la chambre annulaire 21 pour être diffusé en voile dans le corps cylindrique 1. Suivant la Fig. 5, l'évaporateur à couche mince, constitu par un carter cylindrique 100 en plusieurs sections convena blement bridées, accuse une chemise 200 adaptée à former ur. interstice 300 rour la circulation d'un fluide de conditionnement. La partie inférieure 40 du carter cylindrique est tronconique à axe oblique et à l'extrémité se trouve un orifice de décharge 50 pour la sortie du résidu du produit traité. A l'intérieur du carter cylindrique 100 tourne à une vitesse apprcpflée un rotor à plusieurs aubes 50 muni d'un pivot in-érieur 70. ; la partie du plus grand développement de la paroi de la partie tronconique 40 est soudé un élément annulaire 80 muni d'un fond amovible 90. L'élément annilaire 80 contient un oint à rotule 14, dans lequel est logée une douille auto-lubrifiante 11 servant de guide et de support au pivot 70 du rotor 60.A l'élément de support 80 est, en cure, reliée une tubulure 120 d'amenée d'un lubrifiant compatible avec le fluide en réaction. Les fermes d'exécution décrites et illustrées par les dessins peuvent subir des variations et des modifications dictées ar la pratique ou pour des raisons de construction tout en faisant partie intégrante de l'invention. REVENDICATIO 1. - Evaporateur à couche mince, caractérisé en ce qu'il est constitué par un carter cylindrique réalisé en plusieurs sections bridées, revêtu d'une chemise dans laquelle circule de la vapeur chauffée, à l'intérieur de ce carter cylindrique se trouvant un rotor à plusieurs aubes ou un arbre à palettes tournant à une vitesse élevée, cet organe rotatif étant supporté inférieurerent par une douille auto-lubrifiante ou par un rouleihent à simple ou double couronne d'aiguilles, monté dans un joint à rotule, tandis que l'alimentation du produit à traiter s'effectue à pravers une chambre annulaire, entre les deux brides reliant la portion supérieure à la portion médiane du carter cylindrique. 2. - Evaporateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce ue le carter cylindrique, composé de préférence de trois sections reliées entre elles par deux paires de brides, est revêtu d'une chemise formant un interstice dans lequel circule de la vapeur convenablement chauffée. 3. - Evaporateur suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que dans le carter cylindrique tourne le rotor à aubes ou l'arbre à palettes qui est actionné par un moteur par l'intermédiaire d'une poulie et un groupe de courroies trapézoidales, l'organe rotatif étant guidé supérieurement par un support double à roulements. 4. - Evaporateur à couche mince selon les revendications 1, 2 et 3 caractérisé er. ce que le oint à rotule dans lequel sont logés la douille ou le roulement ci-dessus @entionnés, est scîldaire d?un support de fond fixe bloqué sur une bague laquelle au moyen d'une ou de plusieurs garnitures d'étanchéité, empêche l'infiltration du produit traité dans le support. 5. - Evaporateur à couche mi.ce selon les revendications 1, 2, 3 et +, caractérisé en ce que le support de fond est fixé au carter cylin- drique à l'aide de deur ou plusieurs bras et convenablement lubrifié par un fluide approprié, amené X travers un orifice et une conduite. 6. - Ivacrateur à couche mince selon les revendications 1, 2, 3, 4, et ), caractérisé en ce que l'entrée da produit à traiter s'effectue de préférence à travers une @ambre annulaire, réalisée par une corfor mation appropriée des deux brides reliant la portion supérieure et la portion médiane du corps cylindrique, plus précisément dans la contre-bride étant ménagée une raimure de laquelle le produit à traiter s'introduit dans la chambre annulaire pour être diffusée en voile dans le carter cylindrique. Evaporateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le carter cylindrique se termine par une partie inférieure tronconique @ axe oblique à laquelle est soudé dans une position approprie l'élément annulaire de support destiné au joint à rotule dans lequel est logée la douille auto-lubrifiante ou le roulement, étant runi d'un fond amovible, @. - Evaporateur suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la ortie inférieure tronconique à axe oblique accuse a l'extrémité un orifice de décharge pour la sortie du résidu du produit traité. 9. - Ivacrateur suivant les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que l'élément annulire ä fond amovible est soudé près de l'endroit su plus grand développement de la paroi de la partie inférieure tron conique du carter cylindrique. 10. - Evaporateur suivant les revendications 7, 8 et 9, caractérisé en ce que la disposition de l'élément annulaire est telle que l'axe de la douille coïncide avec l'aie du pivot de fond du rotor à plusieurs aubes ou de l'axe a palettes, l'élément annulaire étant en outre relié à un canaldamené l'un lubrifiant.