CN102944132A

CN102944132A - 一种组合式蒸发器和冷凝器以及其控制方法

Info

Publication number: CN102944132A
Application number: CN2012105050559A
Authority: CN
Inventors: 王益
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-11-30
Filing date: 2012-11-30
Publication date: 2013-02-27

Abstract

本发明提供一种组合式蒸发器和冷凝器以及其控制方法，包括由旋转轴上带动由多个平行间隔设置的起到蒸发作用的旋转盘构成的旋转盘式蒸发器以及管束式冷凝器，所述的管束式冷凝器的管束迂回设置在旋转盘的间隔内，且沿该管束的外表面并列设置有多个环形凸起。具有可以使冷凝器管束表面的液体的流动速度保持较高状态，从而强化了冷凝器管束和液体的换热效率的突出优点。

Description

一种组合式蒸发器和冷凝器以及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种在水处理领域以及化工和制冷行业的工艺流程中进行蒸发和冷凝两种换热过程中的工艺设备，尤其是涉及一种组合式蒸发器和冷凝器以及其控制方法。

背景技术

在水处理领域以及化工和制冷行业的工艺流程中，同时存在着蒸发和冷凝两种换热过程。目前，其工艺流程设备通常都是把蒸发器和冷凝器分作两个独立工作的部件，用流程管路连接起来。尤其是在水处理领域采用的压汽蒸馏方法中，其采用的循环过程是把废水液通过液泵打入喷淋式蒸发器的顶部，废水依靠重力在自上落下的过程中吸热蒸发。蒸发出来的水蒸气依靠压缩机提高压力和温度，然后进入到冷凝器换热器中冷凝为纯净水，同时水蒸气冷凝放出的热量用来加热新进污水并提供蒸发的能量。但由于其喷淋式蒸发器和冷凝器是分离用管路连接的形式，这造成换热效率不高等问题。现有技术中，虽然也有将蒸发器和冷凝器组合在一起，从而克服前述问题的设备，但其换热效率依然不够理想，且将蒸发器和冷凝器组合设备用于污水处理时，其表面还会结垢。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种组合式蒸发器和冷凝器以及其控制方法。

本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：

一种组合式蒸发器和冷凝器，包括由旋转轴上带动由多个平行间隔设置的起到蒸发作用的旋转盘构成的旋转盘式蒸发器以及管束式冷凝器，其特征在于，所述的管束式冷凝器的管束迂回设置在旋转盘的间隔内，且沿该管束的外表面并列设置有多个环形凸起。

优选的，所述的环形凸起的外表面与管束的接触面平滑过渡。

优选的，所述的旋转盘与环形凸起的间距为1mm~10mm之间。

优选的，所述的旋转盘与环形凸起的间距为2mm。

优选的，所述的管束的内壁上下间隔设置有挡片。

一种如权利要求1所述的组合式蒸发器和冷凝器的控制方法，其特征在于，该控制方法包括以下步骤：

（1）控制旋转轴正向旋转A时长；

（2）检测到旋转轴正向旋转A时长后，控制旋转轴停转B时长；

（3）检测到旋转轴停转B时长后，控制旋转轴反向旋转C时长；

（4）检测到旋转轴反向旋转C时长后，控制旋转轴停转D时长；

（5）返回重复步骤（1）。

优选的，所述的A时长为1min~30min。

优选的，所述的B时长为1min~5min。

优选的，所述的C时长为1min~30min。

优选的，所述的D时长为1min~5min。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、可以使冷凝器管束表面的液体的流动速度保持较高状态，从而强化了冷凝器管束和液体的换热效率；

2、管束的表面设有多很凸起，可以进一步加大液体与管束的接触面，从而进一步提高冷凝器管束和液体的换热效率；

3、环形凸起的外表面与管束的接触面为平滑过渡，可以使得当将本装置用于污水处理时，降低污垢在管束表面的结垢速度，以防止污垢影响换热效率。

4、管束的内壁上下间隔设置有挡片，可以降低管束内的液体的流速，同时还增加了液体通过管束的时间，从而使管束中的液体能充分换热。

5、本发明的组合结构还能通过冷凝器管束和旋转盘的“刮刷作用”降低污垢在旋转盘盘面的结垢速度。

6、本发明的控制方法，使得当旋转盘正向转动时，能带动液体正向流动，当旋转盘反向转动时，由于此时液体由于惯性还在做正向流动，从而可增加旋转盘和管束表面的液体冲击力，能够进一步除去表面的污垢；同时这种冲击力还会造成液体表面动荡，甚至荡起水花（如果处理水），从而提高液体蒸发速度。

附图说明

图1为本发明装置的主视结构示意图；

图2为图1的侧视结构示意图；

图3为管束的结构示意图。

1、为旋转盘式蒸发器，2为旋转轴，3为液面，4为冷凝汽进气口，5为管束式冷凝器，6为冷凝液出口，7为管束，8为挡片，9为环形凸起。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例

如图1~图3所示：一种组合式蒸发器和冷凝器，包括由旋转轴2上带动由多个平行间隔设置的起到蒸发作用的旋转盘构成的旋转盘式蒸发器1以及管束式冷凝器5。管束式冷凝器5的管束7迂回设置在旋转盘的间隔内，且沿该管束7的外表面并列设置有多个环形凸起9。环形凸起9的外表面与管束7的接触面平滑过渡。旋转盘与环形凸起9的间距为1mm~10mm之间，本实施例选为2mm。管束7的内壁上下间隔设置有挡片8。

安装使用时，蒸发液的液面3位于旋转盘式蒸发器1的旋转盘的下半部，并淹没过所有管束式冷凝器1的管束7。旋转盘式蒸发器1的旋转轴的轴心稍微高于液面，管束式冷凝器5的管束7全部位于液面下方，液面下的旋转盘和管束7以小间隔紧密排列。

旋转盘式蒸发器的旋转盘面可以采用为吸水的多孔性材料制作，如海绵等。旋转盘的盘面通过旋转携带其液池中的液体在液面上部的空间中进行蒸发，控制好转速和蒸发面的吸水性和蒸发面积，不能让盘面有溅落的液体，尽量使盘面的液体全部蒸发完毕，就算有未蒸发的液体，也将跟随转盘再次融入水池中，这样还可以避免喷淋式蒸发器液滴溅落而损失的势能。冷凝汽从冷凝汽进气口4进入管束式冷凝器的管束中，通过冷凝器的壁面把冷凝过程中的相变热传递给液池中的液体，冷凝汽变成液态水从冷凝液出口6排出。换热过程中，由于管束的表面设有多很凸起，可以进一步加大液体与管束的接触面，从而进一步提高冷凝器管束和液体的换热效率；同时，环形凸起的外表面与管束的接触面为平滑过渡，可以使得当将本装置用于污水处理时，降低污垢在管束表面的结垢速度，以防止污垢影响换热效率。管束的内壁上下间隔设置的挡片，可以降低管束内的液体的流速，同时还增加了液体通过管束的时间，从而使管束中的液体能充分换热。

在冷凝器的换热过程中，管内的冷凝汽在壁面为凝结换热，具有很高的换热系数，因此冷凝管外壁的换热热阻就成了影响冷凝汽向液池中传递热量的主要热阻。由于旋转式蒸发器盘面的转动（搅动），可以使得管束式冷凝器传递给液池的热量在液池内均与扩散，使得液池的温度保持均匀。同时转盘在液面下部和冷凝器管束小间隔的紧密排列，可以使得冷凝器管束表面的流动速度保持为较高状态，从而强化了冷凝管束的液体的换热，大大提高了冷凝管的传热系数，使得冷凝管内的冷凝器和液池的液体能进行小温差换热。而且，该结构用于污水处理的蒸发时，还可以通过冷凝管束和盘面的“刮刷作用”降低污物在蒸发盘面的结构速度。

在使用本发明装置时，还可以采用以下控制方法，该控制方法包括以下步骤：

（1）控制旋转轴正向旋转A时长，A时长可根据需要进行设定，可选1min~30min；

（2）检测到旋转轴正向旋转A时长后，控制旋转轴停转B时长，B时长可根据需要进行设定，可选1min~5min；

（3）检测到旋转轴停转B时长后，控制旋转轴反向旋转C时长；C时长可根据需要进行设定，可选1min~30min；

（4）检测到旋转轴反向旋转C时长后，控制旋转轴停转D时长，D时长可根据需要进行设定，可选1min~5min；

（5）返回重复步骤（1）。

通过上述控制方法，还能使得当旋转盘正向转动时，能带动液体正向流动，当旋转盘反向转动时，由于此时液体由于惯性还在做正向流动，从而可增加旋转盘和管束表面的液体冲击力，能够进一步除去表面的污垢；同时这种冲击力还会造成液体表面动荡，甚至荡起水花（如果处理水），从而提高液体蒸发速度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种组合式蒸发器和冷凝器，包括由旋转轴上带动由多个平行间隔设置的起到蒸发作用的旋转盘构成的旋转盘式蒸发器以及管束式冷凝器，其特征在于，所述的管束式冷凝器的管束迂回设置在旋转盘的间隔内，且沿该管束的外表面并列设置有多个环形凸起。

2.根据权利要求1所述的一种组合式蒸发器和冷凝器，其特征在于，所述的环形凸起的外表面与管束的接触面平滑过渡。

3.根据权利要求2所述的一种组合式蒸发器和冷凝器，其特征在于，所述的旋转盘与环形凸起的间距为1mm~10mm之间。

4.根据权利要求3所述的一种组合式蒸发器和冷凝器，其特征在于，所述的旋转盘与环形凸起的间距为2mm。

5.根据权利要求1~4之一所述的一种组合式蒸发器和冷凝器，其特征在于，所述的管束的内壁上下间隔设置有挡片。

6.根一种如权利要求1所述的组合式蒸发器和冷凝器的控制方法，其特征在于，

该控制方法包括以下步骤：

（1）控制旋转轴正向旋转A时长；

（5）返回重复步骤（1）。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，其特征在于，所述的A时长为1min~30min。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，其特征在于，所述的B时长为1min~5min。

9.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，其特征在于，所述的C时长为1min~30min。

10.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，其特征在于，所述的D时长为1min~5min。