CN114225616A - 真空涡流缓滞装置 - Google Patents

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孙秀光
赵旭
冯贵墨
张华庆
刘后楠
赵佳琪
李强
高斌
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Abstract

本发明的目的在于提供真空涡流缓滞装置，包括壳体，壳体里设置隔板，隔板将壳体的内部隔成上方的冷凝室和下方的回收室，冷凝室里设置旋流交换芯，旋流交换芯设置下端的冷媒进口和上端的冷媒出口，冷媒进口和冷媒出口均伸出至壳体外部，壳体的侧方设置真空进口，壳体的顶部设置真空出口，壳体的底部设置排液口。本发明采用上下双腔体结构设计，保证了真空系统的连续运行；真空管路采用封闭涡流通道，保证了真空系统的高速流通能力，满足系统稳定运行；冷媒管路采用渐缩线涡流环管结构，增加了冷却面积，提高了系统的回收效率。

Description

真空涡流缓滞装置
技术领域
本发明涉及的是一种回收装置，具体地说是真空系统尾气中乙醇或丙酮汽的回收装置。
背景技术
在中药提取使用乙醇或丙酮为溶媒的生产过程中，目前使用的真空系统使用真空缓冲罐，无尾气回收装置。对真空尾气中含存的乙醇或丙酮溶媒回收率偏低，且回收不及时；在工况变化时，无法及时快速响应，有大量溶媒气体排入大气，造成污染。
发明内容
本发明的目的在于提供能提高乙醇或丙酮回收率、控制生产过程中向大气排放可燃或有毒气体的真空涡流缓滞装置。
本发明的目的是这样实现的：
本发明真空涡流缓滞装置，其特征是：包括壳体，壳体里设置隔板，隔板将壳体的内部隔成上方的冷凝室和下方的回收室，冷凝室里设置旋流交换芯，旋流交换芯设置下端的冷媒进口和上端的冷媒出口，冷媒进口和冷媒出口均伸出至壳体外部，壳体的侧方设置真空进口，壳体的顶部设置真空出口，壳体的底部设置排液口。
本发明还可以包括：
1、所述旋流交换芯采用环形涡流管，环形涡流管与环形涡流管之间等距布置形成环形涡流管束通道，环形涡流管横向沿着涡流的方向向圆心延伸，环形涡流管束通道的两端分别为冷媒进口和冷媒出口，相邻的环形涡流管与环形涡流管之间设置管板，形成闭合的涡流通道。
2、隔板上方的冷凝室分别设置冷凝室真空连通口和冷凝室溶媒连通口，隔板下方的回收室分别设置回收室真空连通口和回收室溶媒连通口。
3、冷凝室真空连通口安装真空连通阀，回收室真空连通口安装放空阀，冷凝室溶媒连通口和回收室溶媒连通口安装溶媒连通阀，排液口安装排放阀，回收室里设置回收室液位计。
4、冷媒从冷媒进口进入环形涡流管束通道，先自下向上进入到冷媒供水主管，再进入横向的涡流管束，沿着涡流管束做涡流运动后进入到竖向的冷媒回水主管，在冷媒回水主管顶部沿横向从冷媒出口离开；含有乙醇或丙酮的真空气体从真空进口沿切线方向进入冷凝室，沿着闭合的涡流通道做涡流运动，在运动过程中，被冷媒进行逐级冷却，冷媒流入冷凝室下部，剩余气体沿涡流方向进入到涡流通道的中部，在真空出口离开。
5、回收室液位值未达到液位设定上限时，回收室处于收集状态，冷凝室真空连通口与回收室真空连通口间管道上的真空连通阀处于打开状态，放空阀处于关闭状态，冷凝室溶媒连通口和回收室溶媒连通口间的溶媒连通阀处于打开状态，回收室排液口后的排放阀处于关闭状态，冷凝室与回收室处于相互连通状态，冷凝室中的冷媒靠重力进入到回收室中。
6、回收室液位值超过液位设定上限时，进入冷凝液排放状态，冷凝室真空连通口与回收室真空连通口间管道上的真空连通阀处于关闭状态，放空阀处于打开状态，冷凝室溶媒连通口和回收室溶媒连通口间的溶媒连通阀处于关闭状态，回收室排液口后的排放阀处于打开状态，冷凝室与回收室处于相互隔离状态，冷凝室继续保持真空状态，冷凝室中的冷媒通过排放口进行排放。
7、回收室液位值超过液位设定下限时，回收室排液过程结束，重新进入冷凝液收集状态。
本发明的优势在于：
1、采用上下双腔体结构设计，保证了真空系统的连续运行；
2、真空管路采用封闭涡流通道，保证了真空系统的高速流通能力，满足系统稳定运行；
3、冷媒管路采用渐缩线涡流环管结构，增加了冷却面积，提高了系统的回收效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明安装真空连通阀、放空阀、溶媒连通阀、排放阀的示意图；
图3为旋流交换芯的结构示意图；
图4为装配示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：
结合图1-4，本发明结构如图1所示，装置整体为304不锈钢结构，通过隔板4采用上下双层结构设计，上部为冷凝室1，装配有涡流缓滞交换芯3，涡流缓滞交换芯3由冷媒供水主管5、涡流管束6、管板7、冷媒回水主管8组成，负责将真空尾气中的乙醇(或丙酮)气体冷却为液体；下部为回收室2，采用圆柱形结构，将冷却后的冷凝液在该部分进行回收；冷凝室1与回收室2之间使用304不锈钢隔板4进行隔离；冷凝室1和回收室2分别设置有真空联通口和溶媒联通口，使用外部管道、阀门将真空联通与溶媒联通口进行连通，通过阀门的开闭实现溶媒的收集与排放。
本发明的涡流缓滞交换芯结构3如图3、图4所示。冷媒管路采用环型涡流管束通道、下进上出结构设计，冷媒从冷凝室1下部进口c进入冷凝室1，然后竖向向上延伸至冷媒供水主管5，形成冷媒供水主管道；在主管道上间隔相应的距离，分别设置相应的涡流管束6，涡流管束6横向沿着涡流的方向向圆心延伸，与中部竖向布置的冷媒回水主管8连接；冷媒回水主管8上部横向延伸至设备外部，形成冷媒出口d。各层涡流管束之间采用管板7进行连接，形成闭合的涡流通道。
冷媒从下部冷媒入口c进入冷凝室1，先自下向上进入到竖向的冷媒供水主管5，然后再进入横向的涡流管束6，沿着涡流管束6做涡流运动后进入到中部的竖向的冷媒回水主管8，在冷媒回水主管8顶部沿横向从冷媒出口d离开。含有乙醇(或丙酮)的真空气体从真空进口a沿切线方向进入冷凝室1，沿着闭合的涡流通道做涡流运动，在运动过程中，被冷媒进行逐级冷却，冷凝液沿着闭合的管板7流入冷凝室1下部，剩余气体沿涡流方向进入到装置中部，在上封头中心处的真空出口b离开。
工作时，冷凝室真空连通口e与回收室真空连通口f间使用管道进行连接，管道上安装真空连通阀门V5和放空阀门V6；冷凝室溶媒连通口h和回收室溶媒连通口j间使用管道进行连接，管道上安装溶媒连通阀门V7；排液口g处安装排液阀V8。
冷凝室1的主要作用是将真空气体中的乙醇(或丙酮)气体由气态变为液态，具体的工作原理为：含有乙醇(或丙酮)的真空气体采用侧进上出的方式，在冷凝室1上部切线方向的进口a从外部进入外层的涡流通道，沿着通道向内进行涡流运动，最终从涡流结构的中部进入冷凝室1的上封头，从上封头中部的出口b离开设备；在运动的过程中，冷媒管道对含有乙醇(或丙酮)的真空气体进行冷却，冷媒采用下进上出的方式，从冷凝室1的下部进口c进入，沿着内部环型涡流管束流动，对设备内的真空气体进行冷却，最后从冷凝室1上部的出口d离开；真空气体中被冷凝下来的乙醇(或丙酮)冷凝液沿着连接在管束之间的管板7流入到冷凝室1的下部。
回收室2的主要作用是在对真空系统无干扰的情况下进行冷凝液的收集和排放，具体的工作原理如下。
冷凝液的收集：在回收室液位LI01值未达到液位设定上限时，收集室处于收集状态。此时，冷凝室真空连通口e与回收室真空连通口f间管道上的真空连通阀门V5处于打开状态，放空阀门V6处于关闭状态，冷凝室溶媒连通口h和回收室溶媒连通口j间的溶媒连通阀门V7处于打开状态，回收室排液口g后的排液阀V8处于关闭状态。冷凝室与回收室处于相互连通状态，冷凝室中的冷凝液靠重力沿着溶媒连通管进入到回收室中。
冷凝液的排放：在冷凝液收集过程中，当回收室液位LI01值超过液位设定上限时，进入冷凝液排放状态。此时，冷凝室真空连通口e与回收室真空连通口f间管道上的真空连通阀门V5处于关闭状态，放空阀门V6处于打开状态，冷凝室溶媒连通口h和回收室溶媒连通口j间的溶媒连通阀门V7处于关闭状态，回收室排液口g后的排液阀V8处于打开状态。冷凝室与回收室处于相互隔离状态，冷凝室继续保持真空状态，回收室破空后，处于常压状态。冷凝室中的冷凝液通过排液口g进行排放。
在冷凝液的排放过程中，当回收室液位LI01值超过液位设定下限时，回收室排液过程结束，重新进入冷凝液收集状态。

Claims (8)

1.真空涡流缓滞装置，其特征是：包括壳体，壳体里设置隔板，隔板将壳体的内部隔成上方的冷凝室和下方的回收室，冷凝室里设置旋流交换芯，旋流交换芯设置下端的冷媒进口和上端的冷媒出口，冷媒进口和冷媒出口均伸出至壳体外部，壳体的侧方设置真空进口，壳体的顶部设置真空出口，壳体的底部设置排液口。
2.根据权利要求1所述的真空涡流缓滞装置，其特征是：所述旋流交换芯采用环形涡流管，环形涡流管与环形涡流管之间等距布置形成环形涡流管束通道，环形涡流管横向沿着涡流的方向向圆心延伸，环形涡流管束通道的两端分别为冷媒进口和冷媒出口，相邻的环形涡流管与环形涡流管之间设置管板，形成闭合的涡流通道。
3.根据权利要求1所述的真空涡流缓滞装置，其特征是：隔板上方的冷凝室分别设置冷凝室真空连通口和冷凝室溶媒连通口，隔板下方的回收室分别设置回收室真空连通口和回收室溶媒连通口。
4.根据权利要求3所述的真空涡流缓滞装置，其特征是：冷凝室真空连通口安装真空连通阀，回收室真空连通口安装放空阀，冷凝室溶媒连通口和回收室溶媒连通口安装溶媒连通阀，排液口安装排放阀，回收室里设置回收室液位计。
5.根据权利要求4所述的真空涡流缓滞装置，其特征是：冷媒从冷媒进口进入环形涡流管束通道，先自下向上进入到冷媒供水主管，再进入横向的涡流管束，沿着涡流管束做涡流运动后进入到竖向的冷媒回水主管，在冷媒回水主管顶部沿横向从冷媒出口离开；含有乙醇或丙酮的真空气体从真空进口沿切线方向进入冷凝室，沿着闭合的涡流通道做涡流运动，在运动过程中，被冷媒进行逐级冷却，冷媒流入冷凝室下部，剩余气体沿涡流方向进入到涡流通道的中部，在真空出口离开。
6.根据权利要求4所述的真空涡流缓滞装置，其特征是：回收室液位值未达到液位设定上限时，回收室处于收集状态，冷凝室真空连通口与回收室真空连通口间管道上的真空连通阀处于打开状态，放空阀处于关闭状态，冷凝室溶媒连通口和回收室溶媒连通口间的溶媒连通阀处于打开状态，回收室排液口后的排放阀处于关闭状态，冷凝室与回收室处于相互连通状态，冷凝室中的冷媒靠重力进入到回收室中。
7.根据权利要求4所述的真空涡流缓滞装置，其特征是：回收室液位值超过液位设定上限时，进入冷凝液排放状态，冷凝室真空连通口与回收室真空连通口间管道上的真空连通阀处于关闭状态，放空阀处于打开状态，冷凝室溶媒连通口和回收室溶媒连通口间的溶媒连通阀处于关闭状态，回收室排液口后的排放阀处于打开状态，冷凝室与回收室处于相互隔离状态，冷凝室继续保持真空状态，冷凝室中的冷媒通过排放口进行排放。
8.根据权利要求4所述的真空涡流缓滞装置，其特征是：回收室液位值超过液位设定下限时，回收室排液过程结束，重新进入冷凝液收集状态。
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