CN112619191A - 一种高效快速薄膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高效快速薄膜蒸发器，包括外壳、蒸发管组、排气器及分流器，蒸发管组设置在外壳内，排气器旋转设置在蒸发管组的蒸发管上，分流器对进入到蒸发室内的液氨进行分流，通过利用液氨自下向上流动产生的力带动安装在蒸发管上的排气器进行旋转，使得蒸发管上的液氨膜蒸发形成的气体可以快速的散去，避免气体阻挡，后续的液氨快速的在蒸发管上形成新的液氨膜，提高蒸发管的换热效率，并且配合分流器对液氨的分流作用，使得液氨分布的更加均匀，解决了气液转过过程中，气体对液体的阻碍的技术问题。

Description

一种高效快速薄膜蒸发器

技术领域

本发明涉及薄膜蒸发器机械结构技术领域，具体为一种高效快速薄膜蒸发器。

背景技术

薄膜蒸发器是采用升膜蒸发原理，制冷剂经蒸发器底部供液分配系统喷射进入并蒸发，蒸发后的气体在上升过程中夹带细小制冷剂液滴向上运动，液滴接触到换热管壁面后形成高效蒸发，能够达到很大的换热系数，实现高效传热，在相同的换热条件下，采用薄膜蒸发器可比传统壳管式蒸发器节省大量的换热面积。

在专利号为CN101785930B的中国专利中，公开了一种管状薄膜蒸发器，包括壳体，壳体顶部设有进料口和真空抽气口，壳体底部设有出料口，所述壳体内位于进料口下方设有至少一组蒸发单元，每组蒸发单元包括有接料漏斗和换热管，换热管直立设置并穿插在接料漏斗底部的圆孔中，换热管周边与接料漏斗之间留有环形间隙，在聚酯生产时，物料从换热管周边与接料漏斗之间留有的环形间隙中向下流出，并顺着换热管表面成膜状向下流淌，同时，物料与换热管之间进行热交换，自身反应生成的副产物不断逸出并被真空泵抽走。

但是，上述专利公开的管状薄膜蒸发器在进行蒸发冷却过程中，逸出的气体产物包裹在换热管的外部，会阻挡后续液体与换热管的接触，即使液体包裹换热管，液体换热产生的气体也会影响液体的换热效率。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种高效快速薄膜蒸发器，其通过利用液氨自下向上流动产生的力带动安装在蒸发管上的排气器进行旋转，使得蒸发管上的液氨膜蒸发形成的气体可以快速的散去，避免气体阻挡，后续的液氨快速的在蒸发管上形成新的液氨膜，提高蒸发管的换热效率，并且配合分流器对液氨的分流作用，使得液氨分布的更加均匀，解决了气液转过过程中，气体对液体的阻碍的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高效快速薄膜蒸发器，包括筒状设置的外壳，该外壳内设置有蒸发管组，所述外壳包括两端开口设置的圆筒主体及密封设置于该圆筒主体两端开口处的水盖A与水盖B，所述圆筒主体的底部设置有输入制冷剂的输入口，且所述圆筒主体的顶部设置有输出制冷剂的输出口，所述水盖A的下部与上部分别开设有进液口与出液口，且所述水盖A内水平设置有两组的隔板，该隔板将所述水盖A自下向上划分为进液区、中转区及出液区，所述进液区正对所述进液口设置，所述出液区正对所述出液口设置，所述水盖B内水平设置有一组的隔板，该隔板将所述水盖B划分为连通区A与连通区B，所述连通区A连通所述进液区与所述中转区，所述连通区B连通所述中转区与所述出液区，所述蒸发管组位于所述圆筒主体内，该蒸发管组包括管板、蒸发管、折流板及供液管，所述管板分别密封安装于所述圆筒主体的两端开口处，该管板配合所述圆筒主体形成蒸发室，若干的两头开口的所述蒸发管设置于所述管板之间，该蒸发管两端分别与所述水盖A及所述水盖B内的空间连通，若干的所述折流板套设于所述蒸发管上，所述供液管设置于所述管板之间，该供液管与所述输入口连通，且该供液管的下部开设有排液孔；

所述蒸发管上套设有转动设置的排气器，且所述供液管的下方设置有分流器，所述分流器对所述供液管排出的液氨进行分流，分流后的液氨对所述蒸发管内流通的盐液进行冷却，且分流后的液氨带动所述分流器旋转。

作为改进，盐液经所述进液口输入进液区内后，依次经过连通区A、中转区、连通区B及出液区从所述出液口排出，盐液呈蛇形在所述蒸发管内流动。

作为改进，所述排气器呈间隔设置，相邻的所述蒸发管之间，任一的所述蒸发管上套设所述排气器，则另一所述蒸发管上则未套设所述排气器。

作为改进，所述所述排气器包括：

套环，所述套环分别转动设置于所述蒸发管长度方向的两端；以及

叶片，若干的所述叶片沿所述蒸发管的周向等距设置于所述套环之间。

作为改进，任一所述叶片的根部设置有弧形的抵靠板，该抵靠板与所述蒸发管的外圆周侧壁抵触贴合设置。

作为改进，所述排气器上未设置所述抵靠板的叶片的根部至所述蒸发管的圆周侧壁的距离为2-10mm。

作为改进，所述分流器包括：

分流板，所述分流板呈弧形设置，该分流板位于所述供液管的正下方，且该分料板正对所述供液管上的排液孔设置并向所述蒸发管反射所述排液孔喷出的液氨，所述分流板沿竖直方向滑动设置于所述折流板上；以及

弹簧片，所述弹簧片设置于所述分流板的下端部，该弹簧片驱动所述分流板复位。

作为改进，所述分流板的上端面上沿其自身的长度方向设置有若干凸条，该凸条用于改变液氨的反射方向。

作为改进，所述分流板宽幅方向两端对称安装有分流槽，该分流槽侧边的开口正对所述分流板的中心线设置，且该分料槽的上端面开设有若干的分流口，该分流口处设置有旋转摆动的导流板，且该导流板均位于对应的所述蒸发管宽幅方向的一侧。

本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过利用液氨自下向上流动产生的力带动安装在蒸发管上的排气器进行旋转，使得蒸发管上的液氨膜蒸发形成的气体可以快速的散去，避免气体阻挡，后续的液氨快速的在蒸发管上形成新的液氨膜，提高蒸发管的换热效率，并且配合分流器对液氨的分流作用，使得液氨分布的更加均匀，解决了气液转过过程中，气体对液体的阻碍的技术问题；

(2)本发明通过将水盖A和水盖B运用分隔板进行分隔，形成进液区、中转区、出液区、连通区A与连通区B，使得盐液在蒸发管内沿蛇形进行流动，延长盐液在蒸发管内流动的路径，使得盐液与液氨的热交换更加的充分，提高盐液的冷却效率；

(3)本发明利用分流器的反射将液氨进行分流，分流后的液氨会形成无序的反射液流，液流在蒸发管上进行碰撞与弹射，使得蒸发管的表面形成液膜，利于蒸发管的热交换工作，并且在外部供液设备停止向蒸发室内输入液氨时，分流器会依靠弹簧片进行向上复位，通过分流器阻挡供液管内的液氨再向蒸发室内输入，避免液氨在蒸发室内气化形成较高的气压，对下次液氨的输入造成影响；

(4)本发明通过在分料器上设置分流槽，利用分流槽对排气器喷射液氨液流，利用液氨液流带动蒸发管上的排气器进行旋转，此外，上部蒸发管上的排气器则依靠下部的排气器的旋转搅拌形成的液流或者是气流带动，排气器之间相互作用形成若干个快速排出气体的涡流，加快气体的流动；

(5)本发明在设置排气器时，在一组叶片的根部设置了抵靠板，其余各组的叶片根部不与蒸发管抵触，留有空间，利用抵靠板在蒸发管外圆周上的刮动，带动气体离开蒸发管，使得液氨能冲破气体的阻挡，附着在蒸发管上形成液膜。

综上所述，本发明具有结构巧妙、热交换效果好等优点，尤其适用于热交换结构技术领域。

附图说明

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本发明剖视结构示意图；

图3为本发明运转状态示意图；

图4为本发明蒸发管组立体结构示意图；

图5为本发明蒸发管组纵向剖视示意图；

图6为本发明蒸发管组底部结构示意图；

图7为本发明排气器立体结构示意图；

图8为本发明排气器剖视结构示意图；

图9为本发明分流器立体结构示意图；

图10为图9中A处结构放大示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例一：

如图1至图7所示，一种高效快速薄膜蒸发器，包括筒状设置的外壳1，该外壳1内设置有蒸发管组2，其特征在于，所述外壳1包括两端开口设置的圆筒主体11及密封设置于该圆筒主体11两端开口处的水盖A12与水盖B13，所述圆筒主体11的底部设置有输入制冷剂的输入口111，且所述圆筒主体11的顶部设置有输出制冷剂的输出口112，所述水盖A12的下部与上部分别开设有进液口121与出液口122，且所述水盖A12内水平设置有两组的隔板14，该隔板14将所述水盖A12自下向上划分为进液区123、中转区124及出液区125，所述进液区123正对所述进液口121设置，所述出液区125正对所述出液口122设置，所述水盖B13内水平设置有一组的隔板14，该隔板14将所述水盖B13划分为连通区A131与连通区B132，所述连通区A131连通所述进液区123与所述中转区124，所述连通区B132连通所述中转区124与所述出液区125，所述蒸发管组2位于所述圆筒主体11内，该蒸发管组2包括管板21、蒸发管22、折流板23及供液管24，所述管板21分别密封安装于所述圆筒主体11的两端开口处，该管板21配合所述圆筒主体11形成蒸发室113，若干的两头开口的所述蒸发管22设置于所述管板21之间，该蒸发管22两端分别与所述水盖A12及所述水盖B13内的空间连通，若干的所述折流板23套设于所述蒸发管22上，所述供液管24设置于所述管板21之间，该供液管24与所述输入口111连通，且该供液管24的下部开设有排液孔241；

所述蒸发管22上套设有转动设置的排气器3，且所述供液管24的下方设置有分流器4，所述分流器4对所述供液管24排出的液氨进行分流，分流后的液氨对所述蒸发管22内流通的盐液进行冷却，且分流后的液氨带动所述分流器4旋转。

如图3所示，作为改进，盐液经所述进液口121输入进液区123内后，依次经过连通区A131、中转区124、连通区B132及出液区125从所述出液口122排出，盐液呈蛇形在所述蒸发管22内流动。

进一步的，所述排气器3呈间隔设置，相邻的所述蒸发管22之间，任一的所述蒸发管22上套设所述排气器3，则另一所述蒸发管22上则未套设所述排气器3。

需要说明的是，盐液自述进液口121输入到进液区123内后，依靠蒸发管22的输送，依次在连通区A131、中转区124、连通区B132及出液区125进行流转，完成换热的冷却工作后，从出液口122排出，而液氨(制冷剂)则通过输入口111输入到蒸发室113内，对蒸发管22内的盐液进行冷却，液氨与蒸发管22内的盐液完成热交换后，会有液态转为气态从输出口112输出，进入到压缩机内从新转换为液体再次循环使用。

进一步说明的是，在蒸发管22内盐液与蒸发室113内的液氨进行热交换，使得盐液冷却的过程中，液氨由液态转变为气态，而形成的气体不及时的排出就好阻挡后续液体对冷却管的冷却作用，通过液氨的流动带动排气器3进行工作，将蒸发管22外围的气体及时的向上引导排出，可以提高蒸发管22的热交换效率。

如图7与图8所示，作为一种优选的实施方式，所述所述排气器3包括：

套环31，所述套环31分别转动设置于所述蒸发管22长度方向的两端；以及

叶片32，若干的所述叶片32沿所述蒸发管22的周向等距设置于所述套环31之间。

进一步的，任一所述叶片32的根部设置有弧形的抵靠板33，该抵靠板33与所述蒸发管22的外圆周侧壁抵触贴合设置。

更进一步的，所述排气器3上未设置所述抵靠板33的叶片32的根部至所述蒸发管22的圆周侧壁的距离为2-10mm。

需要说明的是，排气器3在绕蒸发管22进行旋转的过程中，通过抵靠板33将气体从蒸发管22的外壁上引导脱离，而后续补充进入的液氨则很快在蒸发管22的表面形成液膜，进行高效的热交换。

如图9与图10所示，作为一种优选的实施方式，所述分流器4包括：

分流板41，所述分流板41呈弧形设置，该分流板41位于所述供液管24的正下方，且该分料板41正对所述供液管24上的排液孔241设置并向所述蒸发管22反射所述排液孔241喷出的液氨，所述分流板41沿竖直方向滑动设置于所述折流板23上；以及

弹簧片42，所述弹簧片42设置于所述分流板41的下端部，该弹簧片42驱动所述分流板41复位。

进一步的，所述分流板41的上端面上沿其自身的长度方向设置有若干凸条411，该凸条411用于改变液氨的反射方向。

更进一步的，所述分流板41宽幅方向两端对称安装有分流槽43，该分流槽43侧边的开口431正对所述分流板41的中心线设置，且该分料槽42的上端面开设有若干的分流口432，该分流口432处设置有旋转摆动的导流板433，且该导流板433均位于对应的所述蒸发管22宽幅方向的一侧,导流板433的两侧设置有与其旋转摆动轨迹相同的导向块4331，导向块4331上设置有弧形的导向槽，导向槽与导向柱4332配合，对导流板433的摆动进行导向，使得导流板433在液氨压力不定时，进行摆动，改变液流方向。

需要说明的是，分流板41对供液管24向蒸发室113输入的液氨进行反射打散处理，反射后的液氨喷向位于最底部的蒸发管22，之后在蒸发管22上形成液膜对蒸发管22进行冷却，而蒸发管22上的排气器3则依靠这些液氨流进行旋转，带动蒸发管22上的气化的气体进行流动，同时带动打散的液氨液滴不断的向上扩散。

进一步说明的是，最初始时，分流板41依靠弹簧片42的弹性作用，是与供液管24的排液孔241抵触的，在排液孔241排出的液氨的压力作用在分流板41上时，分流板41向下移动，对液氨进行分流反射处理，并且分流板41上设置有对液氨进行分流形成不规则流向的凸条411。

更进一步说明的是，供液管24输出的液氨打到分流板41上后，一部分的液氨进入搭配分流槽43内后，通过分流槽43向外排出，对排气器3提供驱动力，使得排气器3进行流畅的运转。

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，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 (9)

1.一种高效快速薄膜蒸发器，包括筒状设置的外壳(1)，该外壳(1)内设置有蒸发管组(2)，其特征在于，所述外壳(1)包括两端开口设置的圆筒主体(11)及密封设置于该圆筒主体(11)两端开口处的水盖A(12)与水盖B(13)，所述圆筒主体(11)的底部设置有输入制冷剂的输入口(111)，且所述圆筒主体(11)的顶部设置有输出制冷剂的输出口(112)，所述水盖A(12)的下部与上部分别开设有进液口(121)与出液口(122)，且所述水盖A(12)内水平设置有两组的隔板(14)，该隔板(14)将所述水盖A(12)自下向上划分为进液区(123)、中转区(124)及出液区(125)，所述进液区(123)正对所述进液口(121)设置，所述出液区(125)正对所述出液口(122)设置，所述水盖B(13)内水平设置有一组的隔板(14)，该隔板(14)将所述水盖B(13)划分为连通区A(131)与连通区B(132)，所述连通区A(131)连通所述进液区(123)与所述中转区(124)，所述连通区B(132)连通所述中转区(124)与所述出液区(125)，所述蒸发管组(2)位于所述圆筒主体(11)内，该蒸发管组(2)包括管板(21)、蒸发管(22)、折流板(23)及供液管(24)，所述管板(21)分别密封安装于所述圆筒主体(11)的两端开口处，该管板(21)配合所述圆筒主体(11)形成蒸发室(113)，若干的两头开口的所述蒸发管(22)设置于所述管板(21)之间，该蒸发管(22)两端分别与所述水盖A(12)及所述水盖B(13)内的空间连通，若干的所述折流板(23)套设于所述蒸发管(22)上，所述供液管(24)设置于所述管板(21)之间，该供液管(24)与所述输入口(111)连通，且该供液管(24)的下部开设有排液孔(241)；

所述蒸发管(22)上套设有转动设置的排气器(3)，且所述供液管(24)的下方设置有分流器(4)，所述分流器(4)对所述供液管(24)排出的液氨进行分流，分流后的液氨对所述蒸发管(22)内流通的盐液进行冷却，且分流后的液氨带动所述分流器(4)旋转。

2.根据权利要求1所述的一种高效快速薄膜蒸发器，其特征在于，盐液经所述进液口(121)输入进液区(123)内后，依次经过连通区A(131)、中转区(124)、连通区B(132)及出液区(125)从所述出液口(122)排出，盐液呈蛇形在所述蒸发管(22)内流动。

3.根据权利要求1所述的一种高效快速薄膜蒸发器，其特征在于，所述排气器(3)呈间隔设置，相邻的所述蒸发管(22)之间，任一的所述蒸发管(22)上套设所述排气器(3)，则另一所述蒸发管(22)上则未套设所述排气器(3)。

4.根据权利要求1所述的一种高效快速薄膜蒸发器，其特征在于，所述所述排气器(3)包括：

套环(31)，所述套环(31)分别转动设置于所述蒸发管(22)长度方向的两端；以及

叶片(32)，若干的所述叶片(32)沿所述蒸发管(22)的周向等距设置于所述套环(31)之间。

5.根据权利要求4所述的一种高效快速薄膜蒸发器，其特征在于，任一所述叶片(32)的根部设置有弧形的抵靠板(33)，该抵靠板(33)与所述蒸发管(22)的外圆周侧壁抵触贴合设置。

6.根据权利要求5所述的一种高效快速薄膜蒸发器，其特征在于，所述排气器(3)上未设置所述抵靠板(33)的叶片(32)的根部至所述蒸发管(22)的圆周侧壁的距离为2-10mm。

7.根据权利要求1所述的一种高效快速薄膜蒸发器，其特征在于，所述分流器(4)包括：

分流板(41)，所述分流板(41)呈弧形设置，该分流板(41)位于所述供液管(24)的正下方，且该分料板(41)正对所述供液管(24)上的排液孔(241)设置并向所述蒸发管(22)反射所述排液孔(241)喷出的液氨，所述分流板(41)沿竖直方向滑动设置于所述折流板(23)上；以及

弹簧片(42)，所述弹簧片(42)设置于所述分流板(41)的下端部，该弹簧片(42)驱动所述分流板(41)复位。

8.根据权利要求7所述的一种高效快速薄膜蒸发器，其特征在于，所述分流板(41)的上端面上沿其自身的长度方向设置有若干凸条(411)，该凸条(411)用于改变液氨的反射方向。

9.根据权利要求7所述的一种高效快速薄膜蒸发器，其特征在于，所述分流板(41)宽幅方向两端对称安装有分流槽(43)，该分流槽(43)侧边的开口(431)正对所述分流板(41)的中心线设置，且该分料槽(42)的上端面开设有若干的分流口(432)，该分流口(432)处设置有旋转摆动的导流板(433)，且该导流板(433)均位于对应的所述蒸发管(22)宽幅方向的一侧。

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