CN105311847B - 改良的节能型高效自动除垢蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了改良的节能型高效自动除垢蒸发器，包括内含若干圈列管的加热器和蒸发室，在加热器的底部设置流量分流器，顶部设置流体收集器，在加热器外侧上端设置粒子投放器；在加热器与蒸发室之间设置多级粒子分离系统，多级粒子分离系统从上向下依次由一级粒子分离器、二级粒子分离器以及若干三级喷射粒子分离器组成；在加热器与蒸发室之间还设置蒸气反向循环系统；本发明从根本上解决了固体粒子全部循环分离进入加热器中，不造成固体粒子浪费，而且保证了蒸发室中液相的纯度，本发明技术方案还从根本上解决了现有技术除垢效率不高，效果不好的缺点，延长了加热器列管的使用寿命。

Description

改良的节能型高效自动除垢蒸发器

技术领域

本发明涉及一种蒸发器，，尤其涉及一种改良的节能型高效自动除垢蒸发器。

背景技术

蒸发器结垢是蒸发浓缩过程中最为普遍的问题，其结垢现象主要发生在加热器的列管中，垢层大大削弱了传热系数，增加了能耗，影响了产能和质量，严重时会影响生产，甚至造成停产，传统的方法主要是停车拆卸装备，检查内部结垢情况，采取相应措施并采用人工、机械或化学方法去除，这样停车除垢将造成大面积减产，造成损失。

现有技术中公开了“全自动除垢多效蒸发器”，其公开号为CN202876396 U，其主要包括加热器和蒸发室，且加热器底部设置有能使流体均匀分布到加热管列管中的颗粒分布器，加热器和蒸发室之间还设置颗粒分离器，该技术方案在一定程度上对污垢的自动消除提出了有效的措施，而且也取得了一定的效果，但是，该技术方案还存在以下几个缺陷：

1、粒子分离循环器只设置一级，其粒子的分离效果不能达到最佳，会有部分固体颗粒随着液体流进蒸发室，造成固体颗粒的浪费以及液相纯度的不纯净；

2、因其采用的是自下向上的流动方式，固体颗粒只从下面向上流动，其虽然在接触管壁的时候造成了粒子与壁面的剪应力，但是方向唯一，其剪应力的力度小，除垢不够完善、彻底。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明在现有的技术要点上提出一种改良的节能型高效自动除垢蒸发器，为了将粒子分离器中的固体粒子重新引入加热器，本发明技术方案则从根本上解决了固体粒子全部循环分离进入加热器中，不造成固体粒子浪费，而且保证了蒸发室中液相的纯度，本发明技术方案还从根本上解决了现有技术除垢效率不高，效果不好的缺点，延长了加热器列管的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

改良的节能型高效自动除垢蒸发器，包括内含若干圈列管的加热器和蒸发室，在所述加热器的底部设置流量分流器，顶部设置流体收集器，在所述加热器外侧上端设置粒子投放器；在所述加热器与所述蒸发室之间设置多级粒子分离系统，所述多级粒子分离系统从上向下依次由一级粒子分离器、二级粒子分离器以及若干三级喷射粒子分离器组成，所述一级粒子分离器内部设置若干倾斜的导流板，所述二级粒子分离器为锥体结构，若干所述三级分离器设置在所述二级粒子分离器下端的下降管外侧；在所述加热器与所述蒸发室之间还设置蒸气反向循环系统。

本发明的进一步改进在于：所述一级粒子分离器为圆柱体，若干所述导流板在所述一级粒子分离器内侧壁上交错排列，且每个所述导流板上铸有粒子下降孔。

本发明的进一步改进在于：每个所述导流板为椭圆形状，每个所述导流板一端固定在所述一级粒子分离器内侧壁上，另一端悬空设置，且与所述一级粒子分离器另一边的内侧壁之间留有折弯通道。

本发明的进一步改进在于：在所述下降管两相对的外侧均设有三级喷射粒子分离器，且每个所述三级喷射粒子分离器上端均横向设置喷嘴，每个所述喷嘴与所述下降管贯通连接。

本发明的进一步改进在于：每个所述三级喷射粒子分离器为水流喷射器。

通过减小下降管中液体的流速，使固体粒子受到液体对它向上的浮力与曳力之和小于它受到的自身的重力，从而使固体粒子在其自身的重力作用下从粒子分离器中分离出来。

本发明的进一步改进在于：所述流量分流器包括储液槽以及设在所述储液槽上端的分流管，每个所述分流管与对应的一个所述列管贯通连接。

本发明的进一步改进在于：所述粒子投放器上设置一圈方便下料的倾斜投放孔，每个所述倾斜投放孔末端穿透其对应的一个所述列管，且位于所述列管内部中心位置。

本发明的进一步改进在于：所述蒸气反向循环系统为一蒸气回流管，且在蒸气回流管与所述加热器侧壁之间开有若干分气管。

本发明的进一步改进在于：所述下降管下端与所述蒸发室下端的回流管交汇处设置混合器。

本发明的进一步改进在于：所述加热器内部中心位置设置轴向的加热元件，且在所述加热器内部侧壁上设置一层隔热材料。

本发明的有益效果是：首先，本发明技术方案主要采取多级粒子分离系统，对固体粒子进行彻底、完全的循环分离，保证了固体粒子不浪费、不影响蒸发室中液相的纯度；其次，在加热器下端设置流量分流器，可使气液固均匀分散至每个列管中，且在上端还设置流体收集器，将经过加热的气液固再次收集在一起，便于同时进入粒子分离器中分离；再次，为了彻底、全面的清除结垢层，在加热器上端设置粒子投放器，并通过粒子投放孔将固体粒子间歇性的投放进去，使得向上流动的气液固与向下流动的固体粒子产生碰撞，以及与列管内壁的多次摩擦，增大了固体粒子与壁面的剪应力，除垢效率高，效果好；此外，在加热器和蒸发室之间设置蒸发反向循环系统，能将蒸发室中产生的热交换余热反向传输至加热器中，为加热器提供均匀的热量，减少资源的浪费，降低耗能，节能环保。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明导流板的示意图。

图3为本发明加热器内部结构俯视图。

图4为本发明粒子投放器与加热器相设置的内部结构示意图。

其中：1-加热器，2-蒸发室，3-一级粒子分离器，31-导流板，32-粒子下降孔，33-折弯通道，4-二级粒子分离器，5-三级粒子喷射分离器，51-喷嘴，6-流量分流器，61-储液槽，62-分流管，7-流体收集器，8-粒子投放器，81-投放孔，9-压力泵，10-混合器，11-加热元件，12-列管，13-隔热材料，14-下降管，15-出料口，16-蒸发回流管，17-分气管，18-气液管，19-气液固管，20-回流管。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的描述。

参照附图1、3所示的改良的节能型高效自动除垢蒸发器，包括内含两圈圈列管12的加热器1和蒸发室2，在所述蒸发室2的下端还设置浓缩物料的出料口15，加热器1和蒸发室2均为圆柱体，所述加热器1内部中心位置设置轴向的加热元件11，且在所述加热器1内部侧壁上设置一层隔热材料13，加热元件11设置在中心位置可向靠近加热元件11的两圈列管12均匀散热，增设隔热材料13目的是在加热元件11均匀散热的同时能够保温，保证热量不流失，在加热器1的下端设有进料管，进料管上设置压力泵9，压力泵9可将气液固气三相压进加热器1中，在所述加热器1的底部设置流量分流器6，顶部设置流体收集器7，流体收集器7能将经加热的气固液三相统一收集，统一进入多级粒子分离系统进行分离，在所述加热器1外侧上端设置粒子投放器8；在所述加热器1与所述蒸发室2之间设置多级粒子分离系统，所述多级粒子分离系统从上向下依次由一级粒子分离器3、二级粒子分离器4以及两个三级喷射粒子分离器5组成，加热器1与一级粒子分离器3上端之间连接三相气液固管19，经加热的气液固三相经气液固管19进入一级粒子分离器3中，所述一级粒子分离器3内部设置若干倾斜的导流板31，所述二级粒子分离器4为锥体结构，二级粒子分离器4设计成锥形结构目的是三相流体在二级粒子分离器4中运动时会产生较大的离心力，流体做离心运动，固体粒子的比重较大，会向下降落，而质量较轻的气液两相会上浮，经由管道流进蒸发室2中，两个所述三级分离器5设置在所述二级粒子分离器4下端的下降管14外侧；在所述加热器1与所述蒸发室2之间还设置蒸气反向循环系统。

如附图1、2所示，本实施例中，所述一级粒子分离器3为圆柱体，若干所述导流板31在所述一级粒子分离器3内侧壁上交错排列，一个导流板31的终点与另一个导流板31的终点等高设置，每个所述导流板3为椭圆形状，每个所述导流板3一端固定在所述一级粒子分离器3内侧壁上，另一端悬空设置，且与所述一级粒子分离器3另一边的内侧壁之间留有折弯通道33，导流板31类似圆柱体的斜切面，导流板31的倾斜角度依加热器1中的流体含量而定，流体含量多，导流板31的角度设定较平缓但不平直，流体含量少，设定较陡，但不垂直，每个所述导流板31上铸有粒子下降孔32，三相流体进入一级粒子分离器3中后，一部分固体粒子可通过粒子下降孔32率先垂直下落，其导流板31对液体起到一个缓流作用。

本实施例中，在所述下降管14两相对的外侧均设有三级喷射粒子分离器5，且每个所述三级喷射粒子分离器5上端均横向设置喷嘴51，每个所述喷嘴51与所述下降管14贯通连接，每个所述三级喷射粒子分离器5为水流喷射器，所述下降管14下端与所述蒸发室1下端的回流管20交汇处设置混合器10，回流管20上还设置压力泵9，混合器10能将分离的固体颗粒以及从蒸发室2中循环的液相重新混合后再次循环使用，经过一级、二级粒子分离器3、4后还有部分固体粒子没有分离出来，此时流经二级粒子分离器4下端下降管14处的固液流体在水流喷射器的强力冲击下，两个喷射器同时水平喷射，对液体的向下流动产生一个阻力，通过减小下降管14中的流速，使固体粒子受到液体对它向上的浮力与曳力之和小于它自身向下的重力，进而将固体粒子分离出来。

本实施例中，所述流量分流器6包括储液槽61以及设在所述储液槽61上端的分流管62，每个所述分流管62与对应的一个所述列管12贯通连接，气液固三相经压力泵9先压进储液槽61中，待储液槽61中的气液固流体平稳上升后，再通过分流管62均匀分配，设计储液槽61的目的是确保气液固流体没有较大的冲力，可使气液固均匀分散至每个列管中。

如图4所示，本实施例中，所述粒子投放器8上设置一圈方便下料的倾斜投放孔81，每个所述倾斜投放孔81末端穿透其对应的一个所述列管12，且位于所述列管12内部中心位置，通过粒子投放孔81将固体粒子间歇性的投放进去，使得向上流动的气液固与向下流动的固体粒子产生碰撞，以及与列管12内壁的多次摩擦，增大了固体粒子与壁面的剪应力，除垢效率高，效果好。

本实施例中，所述蒸气反向循环系统为一蒸气回流管16，且在蒸气回流管16与所述加热器1侧壁之间开有三个分气管17，三个分气管17分别设置在加热器1的上、中、下位置，能将蒸发室2中产生的热交换余热反向传输至加热器1中，为加热器1提供均匀的热量，减少资源的浪费，降低耗能，节能环保。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并非作为对本发明的限定，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的各种等效替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.改良的节能型高效自动除垢蒸发器，包括内含若干圈列管（12）的加热器（1）和蒸发室（2），其特征在于：在所述加热器（1）的底部设置流量分流器（6），顶部设置流体收集器（7），所述加热器（1）外侧上端设有粒子投放器（8）；在所述加热器（1）与所述蒸发室（2）之间设置多级粒子分离系统，所述多级粒子分离系统从上向下依次由一级粒子分离器（3）、二级粒子分离器（4）以及若干三级喷射粒子分离器（5）组成，所述一级粒子分离器（3）内部设置若干倾斜的导流板（31），所述二级粒子分离器（4）为锥体结构，若干所述三级分离器（5）设置在所述二级粒子分离器（4）下端的下降管（14）外侧；在所述加热器（1）与所述蒸发室（2）之间还设置蒸气反向循环系统。

2.根据权利要求1所述的改良的节能型高效自动除垢蒸发器，其特征在于：所述一级粒子分离器（3）为圆柱体，若干所述导流板（31）在所述一级粒子分离器（3）内侧壁上交错排列，且每个所述导流板（31）上铸有粒子下降孔（32）。

3.根据权利要求2所述的改良的节能型高效自动除垢蒸发器，其特征在于：每个所述导流板（31）为椭圆形状，每个所述导流板（31）一端固定在所述一级粒子分离器（3）内侧壁上，另一端悬空设置，且与所述一级粒子分离器（3）另一边的内侧壁之间留有折弯通道（33）。

4.根据权利要求1所述的改良的节能型高效自动除垢蒸发器，其特征在于：在所述下降管（14）两相对的外侧均设有三级喷射粒子分离器（5），且每个所述三级喷射粒子分离器（5）上端均横向设置喷嘴（51），每个所述喷嘴（51）与所述下降管（14）贯通连接。

5.根据权利要求4所述的改良的节能型高效自动除垢蒸发器，其特征在于：每个所述三级喷射粒子分离器（5）为水流喷射器。

6.根据权利要求1所述的改良的节能型高效自动除垢蒸发器，其特征在于：所述流量分流器（6）包括储液槽（61）以及设在所述储液槽（61）上端的分流管（62），每个所述分流管（62）与对应的一个所述列管（12）贯通连接。

7.根据权利要求1所述的改良的节能型高效自动除垢蒸发器，其特征在于：所述粒子投放器（8）上设置一圈方便下料的倾斜投放孔（81），每个所述倾斜投放孔（81）末端穿透其对应的一个所述列管（12），且位于所述列管（12）内部中心位置。

8.根据权利要求1所述的改良的节能型高效自动除垢蒸发器，其特征在于：所述蒸气反向循环系统为一蒸气回流管（16），且在蒸气回流管（16）与所述加热器（1）侧壁之间开有若干分气管（17）。

9.根据权利要求1所述的改良的节能型高效自动除垢蒸发器，其特征在于：所述下降管（14）下端与所述蒸发室（2）下端的回流管（20）交汇处设置混合器（10）。

10.根据权利要求1所述的改良的节能型高效自动除垢蒸发器，其特征在于：所述加热器（1）内部中心位置设置轴向的加热元件（11），且在所述加热器（1）内部侧壁上设置一层隔热材料。