CN1391969A - 自动清洗式降膜蒸发器 - Google Patents
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Abstract
一种自动清洗式降膜蒸发器，包括蒸发器和清洗装置。蒸发器包括由上管板、下管板、降膜换热蒸发板构成的蒸发室和加热室。由空心橡胶擦和橡胶擦固定架构成的清洗头嵌入蒸发室，当空心橡胶擦的空腔内充满一定压力的压缩空气时，体积增大，其外缘与蒸发室的内壁间全线相互紧密接触。清洗头通过清洗头牵引和动力传动机构与设置在立式筐状容器外部上方的电机相连接，实现上下运动，对降膜换热蒸发板进行清洗。清洗装置独立运作，不影响蒸发器蒸发过程的正常进行。本发明的自动清洗式降膜蒸发器能在蒸发器工作的同时可对其全部换热面进行清洗，使降膜蒸发器换热面上的热阻长期保持在很低的水平，蒸发器的热效率显著提高，能耗大幅度降低。
Description
技术领域
本发明涉及一种蒸发器，特别是涉及一种在工作同时能自动清洗换热面的降膜换热蒸发器。
背景技术
降膜换热蒸发器广泛用于石化工业、食品工业、制药业、造纸业、环保和海水淡化等工业领域。长时间使用后，蒸发器换热面上将产生污垢，该污垢将导致传热系数降低，使设备所需传热面积增大，引起设备投资增加，并使摩擦阻力增大，蒸汽消耗增多，驱动力增大。
现有除去污垢的方法主要是停车拆卸后采用人工、机械方法或化学方法清洗。从而造成减产损失。在线式免拆卸清洗装置可以很好的解决这一问题。如超声波振动法、气体喷射法、海绵橡胶球系统和钢丝刷系统等。这些方法一般只能用于某些换热器。至于蒸发器，特别是升、降膜蒸发器，如发明人在国际专利WO95-052257所公开的板式降膜蒸发器，无法使用上述的在线式免拆卸清洗方法，一般均需停工拆卸后，采用人工、机械方法或化学方法进行清洗，从而造成了较大的经济损失。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是公开一种自动清洗式降膜蒸发器，以克服现有技术存在的无法进行在线清洗，从而经济损失较大的缺陷。
本发明的技术方案：
本发明的自动清洗式降膜蒸发器，包括蒸发器和清洗装置；
所说的蒸发器为一个立式筐状容器，包括容器上部的料液分布器，设置在料液分布器下方由上管板、下管板、降膜换热蒸发板构成的蒸发室和加热室；
清洗装置包括清洗头、清洗头牵引和动力传动机构。
所述及的清洗头包括空心橡胶擦和橡胶擦固定架。橡胶擦固定架嵌入蒸发室，空心橡胶擦固定在橡胶擦固定架的下方，空心橡胶擦通过管线与压缩空气源相连通，当空心橡胶擦的空腔内未充压缩空气处于卸压状态时，空心橡胶擦外缘与蒸发室的内壁留有间隙，当空心橡胶擦的空腔内充满一定压力的压缩空气时，空心橡胶擦受压膨胀，体积增大，使其外缘与蒸发室的内壁间全线相互紧密接触。
清洗头通过清洗头牵引和动力传动机构与设置在立式筐状容器外部上方的电机相连接。
本发明的自动清洗式降膜蒸发器工作时，蒸发器与常规的蒸发器相同。清洗装置独立运作，不影响蒸发器蒸发过程的正常进行。清洗装置由定时装置控制，每隔一段时间(间歇可调)清洗装置运作一次。开始清洗时，打开压缩空气阀门，对空心橡胶擦充压，使各橡胶擦膨胀，以一定的压力与蒸发室的内壁全面接触，电机转动，通过清洗头牵引和动力传动机构带动清洗头向下运动，对所有的换热面进行清洗，运动速度以0.3-2m/s为宜，使清洗头运动的速度与料液降膜流速相当，清洗时液膜不会破坏。清洗头向下运动时将蒸发室分隔成上下两部分，此两部分的压力差通过4根压力平衡管平衡，清洗头运行到蒸发器底部，即完成一次对换热面的清洗；开启放空阀门，使空心橡胶擦卸压缩小，并使电机反转，清洗头上行，回到上封头内停歇，完成一次清洗运作过程。反复循环进行，即可对蒸发器在线进行清洗，调节压缩空气压力，可改变橡胶擦和蒸发室内表面之间的接触压力。
综上所述，本发明的自动清洗式降膜蒸发器能在蒸发器工作的同时可对其全部换热面进行有效清洗，可使降膜蒸发器换热面上的热阻长期保持在很低的水平，清洗时对蒸发操作的正常进行没有不利影响。根据不同的物料和工况，采用适当的清洗时间间隔和接触压力，能大幅度降低蒸发器中污垢带来的经济损失，降低清洗的劳动强度。由于自动清洗式降膜蒸发器换热面上的热阻能长期控制在任意低的水平，因此传热系数能自始至终维持在很高的水平，使蒸发器的热效率显著提高，能耗大幅度降低。
附图说明
图1为本发明自动清洗式降膜蒸发器结构示意图，它为图2中所示A-A阶梯剖面图。
图2为图1中所示E-E剖面图。
图3为图1中所示F-F剖面图。
图4为清洗头与蒸发室配合图。
图5为图4中所示B-B剖面图。
图6为图4中所示C-C剖面图。
具体实施方式
参见图1和图3，本发明的自动清洗式降膜蒸发器，包括蒸发器和清洗装置。
由图可见，蒸发器为一个立式筐状容器，容器上部设有料液分布器15，料液分布器15下方设有上管板11，容器下部设有下管板4，上管板11和下管板4对称开有多个纵向通道孔和一个横向的通道孔，纵向通道孔和横向通道孔形成“王字”，上管板11的通道孔和下管板4的通道孔之间连接有降膜换热蒸发板6，上管板11和下管板4通道孔之间的空腔为蒸发室5，两个蒸发室之间的密闭空间为加热室7，蒸发器两侧的蒸发室5对称设置一对半圆形导向槽21，在蒸发器两侧的加热室7中设有气压平衡管10，平衡管10下方的容器下底壁上设有链孔3。
由图1和图2可见，所说的清洗装置包括清洗头9、清洗头牵引和动力传动机构。
参见图4、图5和图6，所述及的清洗头9包括空心橡胶擦32、橡胶擦固定架34，橡胶擦固定架34为一个嵌入蒸发室5的“王”字型框架，其两侧对称设有与导向槽21相配合导向滑块30，以保证橡胶擦固定架34和蒸发室5之间的相对位置精度，同时便于其上下运动，橡胶擦固定架34的外缘与蒸发室5的内壁间的间隙为1～3mm；橡胶擦固定架34上设有具有压缩空气入口36的压缩空气室35，橡胶擦固定架34上设有清洗头加强筋31，以增加橡胶擦固定架34的强度和刚度；空心橡胶擦32牢固地粘贴在橡胶擦固定架34的下方，空心橡胶擦32通过管线33与压缩空气室35相连通，当空心橡胶擦32处于卸压状态时，空心橡胶擦32外缘与蒸发室5的内壁间的间隙为1～3mm，当空心橡胶擦32的空腔内充满压缩空气受压膨胀时，体积增大，其外缘与蒸发室5的内壁间全线相互紧密接触；
参见图1和图2，所说的清洗头运动牵引和动力传动机构包括：
设置在立式筐状容器外部上方的电机22；
与电机22相连接的伸入立式筐状容器内的左主动轴24，左主动轴24与容器壁之间设有动密封机构；
通过链传动装置23与左主动轴24进行动力传递的、设置在筐状容器器壁上的中间轴28，其变速比最好为1；
一个一端通过齿轮29与中间轴28进行动力传递的、伸入立式筐状容器内、另一端与设置在器壁上的压缩空气入口25相连通的中空右主动轴26，其变速比最好为1，当电机转动时，左主动轴24与右主动轴26转速相等，转动方向相反，右主动轴26与容器壁之间设有动密封机构；
对称设置在左、右主动轴24、26上的主动链轮16；
设置在立式筐状容器底部从动链轮盒38中的从动轴1，从动链轮盒38底部最好设置排液阀，以排除从动链轮盒38中的液体；
对应地配置在主动链轮16下方、从动轴1上的从动链轮2，主动链轮16和从动链轮2的大小相等；
一端固连在清洗头9上侧的链条8，链条8在蒸发室5内垂直向上，绕过主动链轮16后通过平衡管10垂直向下，穿过筐状容器底部的链孔3，再绕过从动链轮盒38中的从动链轮2，在蒸发室5内垂直向上，固定在清洗头9的下方；由图1可见，链孔3上焊接有链条套管37，其作用是防止液体从链孔3中流出，链条8穿过链条套管37；
一个固定在右主动轴26上的输气管轮盘27；
缠绕在输气管轮盘27上、一端与橡胶擦固定架34上的压缩空气室35相连通，另一端与右驱动轴26内端相连通的输气管19；
由图1可见，筐状容器内设有与链条8相配合的刮料器14，以保持链条8的清洁。
Claims (11)
1.一种自动清洗式降膜蒸发器，包括蒸发器，该蒸发器为一个立式筐状容器，包括由上管板(11)、下管板(4)、蒸发板(6)构成的蒸发室(5)和加热室(7)，其特征在于：
(1)蒸发器两侧的蒸发室(5)对称设置一对半圆形导向槽(21)，蒸发器两侧的加热室(7)中设有气压平衡管(10)；
(2)该降膜蒸发器还包括清洗装置，该清洗装置包括清洗头(9)、清洗头牵引和动力传动机构，所述及的清洗头(9)包括空心橡胶擦(32)、橡胶擦固定架(34)，橡胶擦固定架(34)为一个嵌入蒸发室(5)的框架，其两侧对称设有与导向槽(21)相配合导向滑块(30)，橡胶擦固定架(34)上设有具有压缩空气入口(36)的压缩空气室(35)，空心橡胶擦(32)固定在橡胶擦固定架(34)下方，空心橡胶擦(32)通过管线(33)与压缩空气室(35)相连通；
清洗头(9)通过清洗头牵引和动力传动机构与设置在立式筐状容器外部上方的电机(22)相连接。
2.如权利要求1所述的自动清洗式降膜蒸发器，其特征在于，所说的清洗头运动牵引和动力传动机构包括：
与电机(22)相连接的伸入立式筐状容器内的左主动轴(24)；
通过链传动装置(23)与左主动轴(24)进行动力传递的、设置在筐状容器器壁上的中间轴(28)；
一个一端通过齿轮(29)与中间轴(28)进行动力传递的、伸入立式筐状容器内、另一端与设置在器壁上的压缩空气入口(25)相连通的中空右主动轴(26)；
对称设置在左、右主动轴(24)、(26)上的主动链轮(16)；
设置在立式筐状容器底部从动链轮盒(38)中的从动轴(1)；
对应地配置在主动链轮(16)下方、从动轴(1)上的从动链轮(2)；
一端固连在清洗头(9)上侧的链条(8)，链条(8)在蒸发室(5)内垂直向上，绕过主动链轮(16)后通过平衡管(10)垂直向下，穿过开在筐状容器底部、平衡管10下方的链孔(3)，再绕过从动链轮盒(38)中的从动链轮(2)，在蒸发室(5)内垂直向上，固定在清洗头(9)的下方；
一个固定在右主动轴(26)上的输气管轮盘(27)；
缠绕在输气管轮盘(27)上、一端与橡胶擦固定架(34)上的压缩空气室(35)相连通，另一端与右驱动轴(26)内端相连通的输气管(19)；
3.如权利要求1所述的自动清洗式降膜蒸发器，其特征在于，筐状容器内设有以保持链条(8)的清洁与链条(8)相配合的刮料器(14)。
4.如权利要求2所述的自动清洗式降膜蒸发器，其特征在于，链孔(3)上焊接有链条套管(37)，链条(8)穿过链条套管(37)。
5.如权利要求2所述的自动清洗式降膜蒸发器，其特征在于，左主动轴(24)与中间轴(28)变速比为1。
6.如权利要求2所述的自动清洗式降膜蒸发器，其特征在于，中间轴(28)与中空右主动轴(26)变速比为1。
7.如权利要求2所述的自动清洗式降膜蒸发器，其特征在于，主动链轮(16)和从动链轮(2)的大小相等。
8.如权利要求1所述的自动清洗式降膜蒸发器，其特征在于，橡胶擦固定架(34)的外缘与蒸发室(5)的内壁间的间隙为1～3mm。
9.如权利要求1所述的自动清洗式降膜蒸发器，其特征在于，橡胶擦固定架(34)上设有清洗头加强筋(31)。
10.如权利要求2所述的自动清洗式降膜蒸发器，其特征在于，右主动轴(26)和左主动轴(24)与容器壁之间设有动密封机构。
11.如权利要求2所述的自动清洗式降膜蒸发器，其特征在于，从动链轮盒(38)底部设置排液阀。
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