CN108844376A - 一种真空冷凝器及包含该真空冷凝器的抽真空系统 - Google Patents

Abstract

一种真空冷凝器及包含该真空冷凝器的抽真空系统，该真空冷凝器包括筒体和冷凝主体，筒体上设有进气口和出气口，冷凝主体设于筒体内；冷凝主体由多根冷却管呈螺旋形排列组成，多根冷却管之间形成冷却通道；在位于最内层的冷却管上设有挡流部，以阻挡待冷却气体不经过冷却通道而直接从最内层冷却管的内腔流出。本发明还包括一种包含该真空冷凝器的抽真空系统。本发明在结构简单的基础之上，还提高了热交换效率和冷却速度，大大缩短冷却时间。

Description

一种真空冷凝器及包含该真空冷凝器的抽真空系统

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，特别是一种真空冷凝器及包含该真空冷凝器的抽真空系统。

背景技术

现有的真空冷凝器为了达到较高的热交换效率，大多结构较为复杂，又或者是结构简单的真空冷凝器，热交换效率又较差，且冷却时间长。因此，亟需设计一种既结构简单，又能提高热交换效率和冷却速度、缩短冷却时间的真空冷凝器。

CN205360648 U公开了一种真空冷凝器，其在冷凝主体内设有排气管，排气管一端连通排气口，即是把排气口连通排气管设置在冷凝主体的内腔中，虽然提高了热交换效率，但使得冷凝主体结构较为复杂，且排气管设于冷凝主体的内腔底部，如果冷凝主体的体积较大，那么排气管的路径就较长，这样会大大延长气体的排出时间，即延长冷却时间；另外，该现有技术的进气口是朝向冷凝主体的侧面设置，且冷凝主体是包括内层螺旋盘管和外层螺旋盘管，通过挡流筒，使得待冷却气体沿筒壁与外层螺旋盘管的间隙流动，并从外层螺旋盘管的侧面进入外层螺旋盘管与挡流筒的间隙，再自下由上流入至内层螺旋盘管，然后再自上由下流入至排气管，再由排气管自下由上流出，这样反复迂回好几圈才将气体排出，大大降低冷却速度，提高冷却时间。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述不足而提供一种结构简单，热交换效率高，冷却速度快，冷却时间短的真空冷凝器及包含该真空冷凝器的抽真空系统。

本发明的技术方案是：

本发明之一种真空冷凝器，包括筒体和冷凝主体，筒体上设有进气口和出气口，冷凝主体设于筒体内；冷凝主体由多根冷却管呈螺旋形排列组成，多根冷却管之间形成冷却通道；在位于最内层的冷却管上设有挡流部，以阻挡待冷却气体不经过冷却通道而直接从最内层冷却管的内腔流出。

本发明具有以下优点：通过将挡流部设置于最内层的冷却管上，经进气口进入的待冷却气体可直接进入冷却通道，并从出气口流出，由于最内层冷却管的内腔是中空的，如果有部分待冷却气体直接从最内层冷却管的内腔中流出，而没有经过冷却通道，就会大大降低冷却效果，甚至没有起到冷却作用，而本发明的挡流部能够使待冷却气体直接进入冷却通道，大大提高冷却速度和热交换效率，相比现有技术，本发明在筒体上设置进气口和出气口，无需在冷凝主体内腔中设置排气管，只加入挡流部就可以使待冷却气体从冷却通道内输出，大大简化结构，且缩短冷却时间。

进一步，所述冷凝主体与筒体的内壁之间设有挡流圈，使待冷却气体经进气口直接进入冷却通道，而不经过冷凝主体与筒体的间隙。通过设置挡流圈，能够进一步提高冷却速度和热交换效率；因为现有的待冷却气体在进入冷凝主体时，有一部分待冷却气体会沿着筒体与冷凝主体之间的间隙进入冷却通道，这样会降低冷却速度，延长冷却时间；而本发明的挡流圈将筒体与冷凝主体阻隔，待冷却气体就不会沿筒体的内壁流入冷却通道，大大缩短冷却时间。

进一步，所述挡流部设于最内层冷却管的端部或内腔。挡流部可以设于最内层冷却管的内腔顶端，也可以设于内腔里面。

进一步，所述冷凝主体由多根盘管呈螺旋形并列排列，形成在水平方向上有多联并列、在竖直方向上有多层排列的多联多层结构。多根盘管并列排列能够提高热交换效率；水平方向上多联并列可将多根盘管连接在一起，不易拆分。

可替代地，所述冷凝主体包括多层呈螺旋形排列的支架，多根冷却管间隔固定于支架上，形成在水平方向上有多圈并列、在竖直方向上有多层排列的结构。通过支架式结构，可节省冷却管的材料，且无需将冷却管加工成螺旋形状，每根冷却管呈弧形固定于支架上即可，工艺简单。

进一步，所述挡流部为挡流帽、挡流板或挡流块。本发明优选挡流帽，因为挡流帽为帽体结构，设于最内层冷却管的内腔时，可将待冷却气体向两侧分流，不会让气流积累在一侧来增加压力，能够大大提高待冷却气体在冷却通道内的均流性。

优选的，所述挡流部的数量为两个，间隔设置于最内层冷却管的内腔上部和下部。之所以优选两个挡流部，可强制使待冷却气体必须完整通过冷却通道才经出气口输出，大大提高热交换效率，冷却效果显著。

进一步，所述进气口设于冷凝主体的上方，并朝向冷却通道设置。这样，可使得待冷却气体直接进入冷却通道，自上而下从出气口排出，无需绕迂回的路径，大大缩短冷却时间。

进一步，所述筒体上设有出水口，出水口连接凝水缸。凝水缸用于收集待冷却气体经冷却通道冷却后产生的水滴。

进一步，所述凝水缸上设有进水口、进气口、排水口以及用于测量其内部压力的真空压力表，进气口和排水口上均安装有阀门。凝水缸的进气口可用于抽真空，使凝水缸的内腔处于真空状态，而且待冷却气体在真空环境下更容易进入冷却通道，提高冷却速度。

进一步，所述凝水缸上还设有视镜，便于观察凝水缸内的状况。

进一步，所述进气口和出气口的连接方式为法兰连接、螺纹连接、卡箍连接、卡压连接或焊接。

本发明之一种抽真空系统，包括前述任一项所述的真空冷凝器和真空泵组，真空泵组连接筒体的出气口。如果真空泵组对高温炉体进行抽真空时，炉体内的高温气体进入真空泵会对其造成损坏，大大提高成本，本发明在真空泵组之前加入真空冷凝器，可对高温气体进行预冷却，从而保护真空泵组不被损坏。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是图1所示实施例1的俯视图；

图3是本发明实施例的筒体与凝水缸连接的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示：一种真空冷凝器，包括筒体1和冷凝主体2，筒体1上设有进气口11和出气口12，冷凝主体2设于筒体1内；冷凝主体2由三根盘管21呈螺旋形排列组成，形成在水平方向上有多联并列、在竖直方向上有多层排列的多联多层结构，三根盘管21之间形成冷却通道22；盘管21内循环有热交换介质，盘管21上连接有三根回水管23和三根供水管24。位于最内层的盘管的内腔25上部和下部各设有一个挡流帽3，以阻挡待冷却气体不经过冷却通道22而直接从最内层盘管的内腔25流出。而设于下部的挡流帽可以防止待冷却气体从上部挡流帽的下方直接经最内层盘管的内腔25流出，这样，也会降低热交换效率，下部的挡流帽3可强制使待冷却气体必须完整通过冷却通道22才从出气口12输出，大大提高热交换效率，冷却效果显著。

冷凝主体2与筒体1的内壁之间设有挡流圈4，使待冷却气体经进气口11直接进入冷却通道22，而不经过冷凝主体2与筒体1的间隙。挡流圈4的内壁与最外层盘管的外壁接触，挡流圈4的外壁与筒体1的内壁接触。这样，待冷却气体从进气口11直接进入冷却通道22，而不会从最外层盘管21的外侧进入冷却通道22，大大提高冷却速度，缩短冷却时间。

本实施例中，进气口11设于筒体1的顶部，进气口11与冷凝主体2之间的间距为20mm。进气口11朝向冷却通道22设置，这样，待冷却气体就可直接进入冷却通道22。出气口12设于筒体1的侧面，待冷却气体自上向下流出。进气口11和出气口12通过法兰连接系统管道5，例如出气口12连接真空泵组，进气口11连接炉体，对炉体抽真空时，可将炉体内输出的高温气体进行预冷后再送入真空泵组，防止高温气体进入真空泵组会导致真空泵烧坏。

如图3所示：筒体1的下端设有出水口13，出水口13连接凝水缸6的进水口61，可将冷凝主体2经热交换产生的水收集至凝水缸6中进行回收利用。凝水缸6的顶部还设有进气口62和真空压力表63，凝水缸6的下部设有排水口64，且凝水缸6的进气口62和排水口64上均安装有阀门，当真空泵组抽真空时，以保证凝水缸6处于真空状态，通过真空压力表63用于测量其内部压力。凝水缸6上还设有视镜65，便于观看凝水缸6内的状况。

本实施例的工作原理为：待冷却气体经进气口11直接从冷凝主体2的上方进入冷却通道22，由于挡流帽3和挡流圈4的阻挡，使得待冷却气体不会向最外层盘管的侧面进入冷却通道22，强制其只能从上方进入，且待冷却气体也不会只流经一部分冷却通道22就从最内层冷却管的内腔25排出了，必须完整通过冷却通道22才经出气口12输出，大大提高热交换效率，缩短冷却时间，冷却效果显著。

本实施例具有以下优点：仅在筒体上开设进气口、出气口，在筒体内安装冷凝主体，通过挡流帽和挡流圈的设置就能够提高热交换效率，缩短冷却时间，提高冷却速度，且相比现有技术大大简化了真空冷凝器的结构，可以说，本发明在结构简单的基础之上，还提高了热交换效率和冷却速度。

Claims (10)

1.一种真空冷凝器，包括筒体和冷凝主体，筒体上设有进气口和出气口，冷凝主体设于筒体内；冷凝主体由多根冷却管呈螺旋形排列组成，多根冷却管之间形成冷却通道；其特征在于，在位于最内层的冷却管上设有挡流部。

2.根据权利要求1所述的真空冷凝器，其特征在于，所述冷凝主体与筒体的内壁之间设有挡流圈，使大部分待冷却气体经进气口直接进入冷却通道。

3.根据权利要求1所述的真空冷凝器，其特征在于，所述挡流部设于最内层冷却管的端部或内腔。

4.根据权利要求1或2所述的真空冷凝器，其特征在于，所述冷凝主体由多根盘管呈螺旋形并列排列，形成在一方向上有多联并列、在另一方向上有多层排列的结构。

5.根据权利要求1或2所述的真空冷凝器，其特征在于，所述冷凝主体包括多层呈螺旋形排列的支架，多根冷却管间隔固定于支架上，形成在一方向上有多圈并列、在另一方向上有多层排列的结构。

6.根据权利要求1或2所述的真空冷凝器，其特征在于，所述挡流部为挡流帽、挡流板或挡流块。

7.根据权利要求6所述的真空冷凝器，其特征在于，所述挡流部的数量为两个，间隔设置于最内层冷却管的内腔上部和下部。

8.根据权利要求1或2所述的真空冷凝器，其特征在于，所述进气口设于冷凝主体的上方，并朝向冷却通道设置。

9.根据权利要求1或2所述的真空冷凝器，其特征在于，所述筒体上设有出水口，出水口连接凝水缸；所述凝水缸上设有进水口、进气口、排水口以及用于测量其内部压力的真空压力表，进气口和排水口上均安装有阀门。

10.一种抽真空系统，其特征在于，包括如权利要求1~9任一项所述的真空冷凝器和真空泵组，真空泵组连接筒体的出气口。