CN106823427B - 一种管式降膜喷淋装置 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/22—Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D1/00—Evaporating
    • B01D1/30—Accessories for evaporators ; Constructional details thereof

Abstract

本发明公开了一种管式降膜喷淋装置，包括内管、套管和引流管；套管和引流管的管外径与工作管管外径相同；内管外径比套管小；内管顶部有开口；套管底部有沿直线开设一列出流孔；内管于套管内部对中放置；套管内壁顶部嵌有半环面隔片，其下边缘与内管外壁刚好接触；内管开口中线、内管的轴线与套管底部出流孔中线处于同一竖直平面；内管开口前后两端应与套管最外侧出流孔外边缘对齐；在内管与套管的左右两端间隙处各使用一个以上的密封管箍；引流管安装于套管正下方，与套管的管间距为2mm；引流管与套管间采用焊接或管板固定连接。该装置能够实现喷淋工质的均匀分布，有利于获得较好的流型和较高的传热特性，从而提高装置的效率。

Description

一种管式降膜喷淋装置
技术领域
本发明属于降膜技术液体分布装置技术领域，涉及一种喷淋装置，特别是一种管式降膜喷淋装置。
技术背景
降膜流动装置广泛应用于海水淡化系统、吸收式制冷系统、蒸汽压缩式制冷系统等设备中。降膜装置主要由布液器、管束、排液管、排气管组成。
布液器是对进入降膜蒸发器的工质进行均匀分配的装置，是降膜蒸发器中的重要组成部分.判断布液器性能优劣，主要看它能否满足两点要求:①能否在降膜蒸发换热管外整个圆周和长度方向上将制冷剂均匀分配以及液膜层厚度能否保证充分换热并且不出现干涸；②能否均匀分布到每根换热管上。系统能否正常、高效运行很大程度上取决于布液器的性能，因此布液器的设计和研究对于提升整个降膜蒸发系统效率具有至关重要的作用.
目前水平管降膜蒸发常用的布液器大致有喷嘴式布液器、喷淋板式布液器、喷淋管式布液器
喷淋管式布液器的原理是：液体被输送到工作管顶部的喷淋管中，从喷淋管上所开的孔或槽流出，由于重力作用落到下排的工作管上，在管束上形成液膜。这种方式成本低、安装方便、易于维护。在降膜装置中，布液是否均匀直接影响到降膜流动流型的好坏，进而影响到传热特性的好坏。管喷淋的均匀性主要与管的沿程压降和喷淋密度有关。水平管直接喷淋结构简单，但由于其管内沿程压降大，且在大流量时十分明显，同时还会出现斜向喷淋，导致沿管的局部喷淋密度严重不均，且出口喷淋流速不同，严重影响布液，进而影响装置效率。
发明内容
为了克服水平管降膜蒸发器直接喷淋或喷嘴喷淋的弊端，尤其是在大流量情况下局部喷淋密度不均的缺点，本发明提供一种管式降膜喷淋装置，它能够在全流量范围内维持沿管的均匀喷淋。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种管式降膜喷淋装置，包括内管、套管和引流管；套管和引流管的外径与喷淋对象的工作管的外径相同。
套管的壁厚为1-2mm；套管底部沿直线设有一列直径为1-3mm的出流孔，相邻孔中心距不大于6mm，且出流孔不交叉。
内管外径比套管外径小6-14mm；内管顶部有2-4mm宽的开口；内管的开口前后两端应与套管最外侧出流孔外边缘对齐；内管放置于套管内部，内管与套管的轴线重合；内管外壁与套管内壁间隙为1-3mm；套管内壁顶部嵌有半环面隔片，半环面隔片的厚度为1mm，两隔片间距为10-20mm，隔片下边缘与内管外壁刚好接触，用于引导从内管开口出来的流体沿半环面隔片向下流动到套管底部出流孔；半环面隔片的中心点与套管底部任意两出流孔的间距中心点在一条垂直线上；内管开口中线、内管的轴线与套管底部出流孔中线处于同一竖直平面；在内管与套管之间的左右两端空隙处各使用一个以上的密封管箍，起到密封和支撑作用。
引流管固定安装于套管下方，引流管中轴线与套管中轴线处于同一竖直平面；引流管与套管的管间隙距离为1-3mm。
进一步地，所述的引流管与套管的管间隙距离为2mm，喷淋效果更优。
进一步地，引流管与套管间采用焊接或管板固定连接。
进一步地，引流管可进行表面亲水性处理，或使用亲水性好的材料作为引流管管材，减小管壁的固液接触角，有利于小流量下液体在引流管表面的铺展，降低干涸的临界喷淋密度。
若需要增加所述装置的最大喷淋密度，可适当减小孔中心距。
液体从内管左右两侧以相同的流动特性进入，对称入流有利于减小由管长沿程压降引起的局部喷淋密度分布不均。内管顶部有开口，在小流量情况下，液体可以从开口平稳的溢出，达到整根管均匀喷淋的目的。套管内壁顶部等间距镶嵌的半环面隔片，在起到引流作用的同时，减少大流量下从开口斜向冲击出的液体对喷淋横向分布造成的严重影响，能在很大程度上的维持大流量条件下，整根管的均匀喷淋。套管底部均匀分布的出流孔使得从内管开口出来的液体能够再次均匀分布。较厚的套管壁厚，有利于保证从出流孔流出的液体朝正下方出流。套管与引流管有较小间隔，使液体能够平稳的过渡到引流管管面，从而在引流管表面形成均匀分布的液膜。引流管可进行表面亲水性处理，或使用亲水性好的材料作为引流管管材，减小管壁的固液接触角，有利于小流量下液体在引流管表面的铺展，降低干涸的临界喷淋密度。
本发明的有益效果是：在该管式降膜装置中，能够使喷淋的液体沿管方向均匀分布，有利于获得较好的流型和较高的传热特性，从而提高装置的效率。
附图说明
图1是本发明的结构主视图。
图2是本发明的结构侧视图。
图3是本发明的安装主视图。
图4是本发明的安装侧视图。
图中：1内管；2开口；3套管；4半环面隔片；5出流孔；6引流管；7密封管箍；8焊块。
具体实施方式
方案1：
降膜蒸发器工作管为DN20的管(外径为19mm)。套管和引流管的管外径均为19mm；套管的壁厚为1mm；内管外径为13mm，壁厚1.5mm；内管顶部有2mm宽的开口；套管底部有沿直线开设一列直径为1mm的出流孔，孔中心距为2mm；内管放置于套管内部，内管与套管的轴线重合；套管内壁顶部嵌有半环面隔片，半环面隔片的厚度为1mm，间距为12mm，其下边缘与内管外壁刚好接触；半环面隔片的中心点与套管底部任意两出流孔的间距中心点在一条垂直线上；内管开口中线、内管的轴线与套管底部出流孔中线处于同一竖直平面；内管开口前后两端应与套管最外侧出流孔外边缘对齐；在内管与套管的左右两端间隙处各使用一个以上的密封管箍，起到密封和支撑作用；引流管安装于套管下方，其中轴线与套管中轴线处于同一竖直平面；引流管与套管的管间距为1mm，引流管与套管间采用焊接或管板固定连接。
方案2：
降膜蒸发器工作管为DN25的管(外径为25.4mm)。套管和引流管的管外径均为25.4mm；套管的壁厚为2mm；内管外径为18mm，壁厚1.5mm；内管顶部有3mm宽的开口；套管底部有沿直线开设一列直径为2mm的出流孔，孔中心距为5mm；内管放置于套管内部，内管与套管的轴线重合；套管内壁顶部嵌有半环面隔片，半环面隔片的厚度为1mm，间距为15mm，其下边缘与内管外壁刚好接触；半环面隔片的中心点与套管底部任意两出流孔的间距中心点在一条垂直线上；内管开口中线、内管的轴线与套管底部出流孔中线处于同一竖直平面；内管开口前后两端应与套管最外侧出流孔外边缘对齐；在内管与套管的左右两端间隙处各使用一个以上的密封管箍，起到密封和支撑作用；引流管安装于套管下方，其中轴线与套管中轴线处于同一竖直平面；引流管与套管的管间距为2mm，引流管与套管间采用焊接或管板固定连接。
方案3：
降膜蒸发器工作管为DN32的管(外径为31.75mm)。套管和引流管的管外径均为31.75mm；套管的壁厚为2mm；内管外径为21mm，壁厚1.5mm；内管顶部有4mm宽的开口；套管底部有沿直线开设一列直径为3mm的出流孔，孔中心距为6mm；内管放置于套管内部，内管与套管的轴线重合；套管内壁顶部嵌有半环面隔片，半环面隔片的厚度为2mm，间距为18mm，其下边缘与内管外壁刚好接触；半环面隔片的中心点与套管底部任意两出流孔的间距中心点在一条垂直线上；内管开口中线、内管的轴线与套管底部出流孔中线处于同一竖直平面；内管开口前后两端应与套管最外侧出流孔外边缘对齐；在内管与套管的左右两端间隙处各使用一个以上的密封管箍，起到密封和支撑作用；引流管安装于套管下方，其中轴线与套管中轴线处于同一竖直平面；引流管与套管的管间距为3mm，引流管与套管间采用焊接或管板固定连接。
液体从内管1左右两侧以相同的流动特性进入。随后，液体从开口2溢出。套管4内顶部等间距镶嵌的半圆扇面隔片4，在起到引流作用的同时，减少大流量下从槽道2斜向冲击出的液体对喷淋横向分布造成的严重影响，能在很大程度上的维持大流量条件下，整根管的均匀喷淋。液体沿内管1外壁和套管3内壁的间隙流至套管底部的出流孔5，从出流孔流出。套管底部均匀分布的出流孔5使得从内管开口2出来的液体能够再次均匀分布。套管3管壁较厚，有利于保证从出流孔5流出的液体不斜向出流。套管3与引流管6有较小间隔，使液体能够平稳的过渡到引流管6管面，从而在引流管6表面形成均匀分布的液膜，然后流向工作管。引流管6进行表面处理，减小表面的液体接触角，有利于小流量下液体在引流管6表面的铺展，降低干涸的临界喷淋密度。
该管式降膜喷淋装置在调节之初，采用最大流量进流，将内管1外壁与套管3内壁间隙中的空气排出，之后调节至工作流量，形成均匀稳定的液膜。

Claims (5)

1.一种管式降膜喷淋装置，其特征在于，包括内管、套管和引流管；套管和引流管的外径与喷淋对象的工作管的外径相同；
套管的壁厚为1-2mm；套管底部沿直线设有一列直径为1-3mm的出流孔，相邻孔中心距不大于6mm，且出流孔不交叉；
内管外径比套管外径小6-14mm；内管顶部有2-4mm宽的开口；内管的开口前后两端应与套管最外侧出流孔外边缘对齐；内管放置于套管内部，内管与套管的轴线重合；内管外壁与套管内壁间隙为1-3mm；套管内壁顶部嵌有半环面隔片，半环面隔片的厚度为1mm，两隔片间距为10-20mm，隔片下边缘与内管外壁刚好接触，用于引导从内管开口出来的流体沿半环面隔片向下流动到套管底部出流孔；半环面隔片的中心点与套管底部任意两出流孔的间距中心点在一条垂直线上；内管开口中线、内管的轴线与套管底部出流孔中线处于同一竖直平面；在内管与套管之间的左右两端空隙处各使用一个以上的密封管箍，起到密封和支撑作用；
引流管固定安装于套管下方，引流管中轴线与套管中轴线处于同一竖直平面；引流管与套管的管间隙距离为1-3mm。
2.根据权利要求1所述的一种管式降膜喷淋装置，其特征在于，所述的引流管与套管的管间隙距离为2mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种管式降膜喷淋装置，其特征在于，引流管与套管间采用焊接或管板固定连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种管式降膜喷淋装置，其特征在于，引流管的表面亲水性处理，或使用亲水性材料作为引流管管材，用于减小管壁的固液接触角。
5.根据权利要求3所述的一种管式降膜喷淋装置，其特征在于，引流管的表面亲水性处理，或使用亲水性材料作为引流管管材，用于减小管壁的固液接触角。
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