CN204752254U - 升膜多效式蒸馏水机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种升膜多效式蒸馏水机，包括至少两套并列安装的升膜式蒸发器、冷凝器、换热器、水泵和工业蒸汽接入管系，所述升膜式蒸发器包括自下而上依次密封对接的储水段、蒸发段和分离段；通过对分离段和蒸发段压力的控制，使所有蒸发段蒸发列管内的液位保持一致，而且液位位于蒸发列管中下部，在加热过程中，原料水在蒸发列管内壁上形成较小气泡，较小气泡汇聚成大气泡后向上浮动，气泡将其上方的原料水向上推动，原料水在蒸发列管内壁上形成水膜，相对于现有技术而言，水膜面积更大，蒸发效率更高，实现真正意义上的升膜蒸发，提高蒸发效率。

Description

升膜多效式蒸馏水机

技术领域

本实用新型涉及医用蒸馏水生产设备技术领域，尤其涉及一种升膜多效式蒸馏水机。

背景技术

目前国内自主或引进的多效蒸馏水机蒸发方式均为降膜式。降膜蒸发是料液以液膜的形式流经加热表面进行的一种表面蒸发，和普通的蒸发不同，降膜蒸发过程中，没有料液的剧烈沸腾。在降膜蒸发传热过程中，热流密度沿液膜厚度方向保持不变，热量从加热面经过液膜直到自由表面才以潜热的形式释放出来，蒸发一般只在液膜表面发生，是管内气液两相的强制对流传热。由于降膜式蒸馏水机采用了上部布水，原料水形成部分沿列管降膜流下，部分列管形成水柱流下，而部分列管缺水，导致各列管原料水分配不均，致使其蒸发效率相对较低，即使采用多级布水，也不能从根本上解决布水不均的问题，这是因为多效蒸馏水机蒸发器的水量是随一效蒸汽量而变化的，也就从根本上导致了它的进水量波动和布水不均。布水不均的情况下，也就出现了有的换热管中水量过大，水在管道中不是降膜状态，而水过水管，不能有效工作，有的换热管水量过少或无水处于半工作或不工作状态，这些都导致了降膜式多效蒸馏水机的工作效率低。

为了提高蒸馏水生产效率，国内有个别企业也开始将升膜式蒸发技术引入蒸馏水制备领域，但是，由于升膜式蒸发器控制难度和技术难度较高，尚处于研发探索阶段，比如申请号为200410024083.4的实用新型专利公布了一种升膜布水式蒸发器，包括蒸发器体及与之匹配的列管蒸发器体由上下两段组成，其中上段为汽水分离段，下段为蒸发段。该列管和蒸发段包括蒸汽上升和下降的部分，该技术为升降膜混合式蒸发，在同一个蒸发器中既有向上运动的水流，也有向下降的水流，这种设备将蒸发段中的蒸发管分成两部分，一部分为向上运行的水流的升膜”部分，一部分为向下运行的降膜式蒸发部分，由于该结构必须保证有足够量的水量进入到降膜蒸发部分，致使”升膜”部分不符合升膜蒸发技术特征，严格讲不能称之为升膜蒸发。该设备并没有完全脱离降膜技术，并且使设备更加复杂，设备加工难度大，分隔部位多，出现渗漏的可能性大大增加。并且在降膜段还是不能解决布水不均的问题。

申请号为200410024082.X的专利公开了一种双蒸馏式多效蒸馏水机，其使用专利号为200410024083.4的升膜布水式蒸发器构成蒸馏水机的核心部分，存在的缺陷也相同。

另外，授权公告号为CN102417266B的实用新型专利公开了一种升膜式多效蒸馏水机，包括机架，机架上设有通过原料水管路依次连接的蒸发器，蒸发器上方设有冷凝装置，冷凝装置与蒸发器通过纯蒸汽管路与预热器相连，蒸发器的原料水入口与预热器相连，蒸发器内部被分为四段，从上到下依次为汽水分离段、回流消泡段、蒸发段以及储水室，蒸发段内设有纵向排列的蒸发管，蒸发器侧壁上开设有通孔；此种蒸发器虽然可以解决上述两种蒸发器所存在的问题，单纯使用升膜蒸发原理产生蒸汽，但是经过试用发现，由于该种蒸发器中的原料水充满蒸发列管，而且在分离段还有一定量的原料水存在，在加热过程中，从蒸发列管内壁底部产生的小气泡虽然可以汇聚成较大气泡进入分离段，但并未形成真正的升膜，还是停留在沸腾蒸发的阶段，效率极低，因此，在授权公开号为CN102417266B的实用新型专利的基础上研发出真正具有升膜意义的蒸发器，是高效蒸馏水机研发的关键。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种升膜多效式蒸馏水机，通过对分离段和蒸发段压力的控制，使所有蒸发段蒸发列管内的液位保持一致，而且液位位于蒸发列管中下部，在加热过程中，原料水在蒸发列管内壁上形成较小气泡，较小气泡汇聚成大气泡后向上运动，直至气泡充满蒸发列管内壁后依然向上运动，向上运动过程中，将位于气泡上方的原料水向上推动，原料水在蒸发列管内壁上形成水膜，气泡突破水的阻力后破裂，在蒸发列管内壁上形成的水膜经过加热后形成蒸汽，相对于现有技术而言，水膜面积更大，蒸发效率更高，实现真正意义上的升膜蒸发。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种升膜多效式蒸馏水机，包括冷凝器、换热器、水泵、工业蒸汽接入管系和至少两套并列安装的升膜式蒸发器，所述升膜式蒸发器包括自下而上依次密封对接的储水段、蒸发段和分离段，所述蒸发段上端与分离段下端对接、且蒸发段内腔与分离段内腔相互独立，蒸发段下端与储水段上端对接、且蒸发段内腔与储水段内腔相互独立，蒸发段内腔设置的蒸发列管上端与分离段内腔连通，蒸发列管下端与储水段内腔连通，所述工业蒸汽接入管系输出端与第一套升膜式蒸发器的蒸发段上部的蒸汽入口对接，所述水泵输出端与冷凝器的原料水入口对接，所述冷凝器的原料水出口与换热器的原料水入口对接，换热器原料水出口与第一套升膜式蒸发器储水段入水口对接，第一套升膜式蒸发器的储水段出水口与第二套升膜式蒸发器储水段入水口对接，所述换热器的加热介质入口与第一套升膜式蒸发器蒸发段内腔连通，第一套升膜式蒸发器的纯蒸汽出口与第二套升膜式蒸发器的蒸汽入口连通，最后一套升膜式蒸发器的纯蒸汽出口与冷凝器的蒸汽入口连接，进入冷凝器的纯蒸汽经过冷凝后形成蒸馏水从冷凝水出口排出。

所述升膜式蒸发器设置六套，第一套至第六套升膜式蒸发器储水段依次串联，在先的升膜式蒸发器纯蒸汽出口通过管道和与其相邻的下一效升膜式纯蒸汽发生器蒸发段的蒸汽入口对接，所述六套升膜式蒸发器的蒸发列管内的原料水的液位位于蒸发列管中部以下、且六套升膜式蒸发器的蒸发列管内的原料水的液位高度相同。

所述换热器的加热介质出口连接疏水器。

所述分离段为筒状结构，其下端借助于法兰与蒸发段上端密封对接，所述分离段内侧上部设有螺旋分离器，螺旋分离器将分离段分为下腔和上腔，所述下腔侧壁上设有分离段出水口，所述螺旋分离器中部设有与其螺旋状分离通道呈隔离状态的竖向纯蒸汽导管，纯蒸汽导管与上腔连通，纯蒸汽导管下端与设置在分离段侧壁上纯蒸汽出口连通。

还包括长方体框架形支架，所述升膜多效式蒸发器竖向并排固定安装在长方体框架形支架内侧，所述冷凝器、蒸发器、疏水器和水泵均与长方体框架形支架固定连接。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：通过对分离段和蒸发段压力的控制，使所有蒸发段蒸发列管内的液位保持一致，而且液位位于蒸发列管中下部，在加热过程中，原料水在蒸发列管内壁上形成较小气泡，较小气泡汇聚成大气泡后向上运动，直至气泡充满蒸发列管后依然向上运动，向上运动过程中，将位于气泡上方的原料水向上推动，原料水在蒸发列管内壁上形成水膜，气泡上升至突破原料水阻力后后破裂，在蒸发列管内壁上形成的水膜经过加热后形成蒸汽，相对于现有技术而言，水膜面积更大，蒸发效率更高，实现真正意义上的升膜蒸发；另外一方面，多套蒸发器公用一套换热器和一套冷凝器，在纯蒸汽冷凝成蒸馏水过程中散发的热量被原料水吸收，初步提高原料水的温度，换热器利用蒸发器蒸发段内的汽水混合物作为加热介质，进一步提高原料水的温度，充分利用热能，提高蒸发效率。

附图说明

图1是本实用新型原理图；

图2是升膜式蒸发器结构示意图；

图3是本实用新型组装结构示意图；

在附图中：1、升膜式蒸发器；1-1、储水段；1-2、蒸发列管；1-3、蒸发段；1-4、纯蒸汽出口；1-5、螺旋分离器；1-6、分离段；2、冷凝器；3、换热器；4、疏水器；5、长方体框架形支架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

为了解决现有技术中并未真正将升膜式蒸发器应用到蒸馏水机上，蒸发效率低下，操作困难的问题，本实用新型提供一种如图1所示的升膜多效式蒸馏水机，包括冷凝器2、换热器3、水泵、工业蒸汽接入管系和至少两套并列安装的升膜式蒸发器1，升膜式蒸发器1包括自下而上依次密封对接的储水段1-1、蒸发段1-3和分离段1-6，蒸发段1-3上端与分离段1-6下端对接、且蒸发段1-3内腔与分离段1-6内腔相互独立，蒸发段1-3下端与储水段1-1上端对接、且蒸发段1-3内腔与储水段1-1内腔相互独立，蒸发段1-3内腔设置的蒸发列管1-2上端与分离段1-6内腔连通，蒸发列管1-2下端与储水段1-1内腔连通，工业蒸汽接入管系输出端与第一套升膜式蒸发器1的蒸发段1-3上部的蒸汽入口对接，水泵输出端与冷凝器2的原料水入口对接，冷凝器2的原料水出口与换热器3原料水入口对接，换热器3原料水出口与第一套升膜式蒸发器1储水段1-1入水口对接，第一套升膜式蒸发器1的储水段出水口与第二套升膜式蒸发器1储水段入水口对接，换热器3的加热介质入口与第一套升膜式蒸发器1蒸发段1-3冷凝水出口连通，第一套升膜式蒸发器1的纯蒸汽出口1-4与第二套升膜式蒸发器1的蒸汽入口连通，最后一套升膜式蒸发器1的纯蒸汽出口1-4与冷凝器2的蒸汽入口连接，进入冷凝器2的纯蒸汽经过冷凝后形成蒸馏水从冷凝水出口排出。

升膜式蒸发器1设置六套，第一套至第六套升膜式蒸发器1储水段1-1依次串联，在先的升膜式蒸发器1纯蒸汽出口1-4通过管道和与其相邻的下一效升膜式纯蒸汽发生器蒸发段1-3的蒸汽入口对接，六套升膜式蒸发器1的蒸发列管1-2内的原料水的液位位于蒸发列管1-2中部以下、且六套升膜式蒸发器1的蒸发列管1-2内的原料水的液位高度相同；换热器3的加热介质出口连接疏水器4。

分离段1-6为筒状结构，其下端借助于法兰与蒸发段1-3上端密封对接，分离段1-6内侧上部设有螺旋分离器1-5，螺旋分离器1-5将分离段1-6分为下腔和上腔，下腔侧壁上设有分离段1-6出水口，螺旋分离器1-5中部设有与其螺旋状分离通道呈隔离状态的竖向纯蒸汽导管，纯蒸汽导管与上腔连通，纯蒸汽导管下端与设置在分离段侧壁上纯蒸汽出口1-4连通，从蒸发列管蒸发出来的汽水混合物进入蒸发段的下腔后沿着螺旋分离器螺旋上升，在离心力作用下汽水混合物中的微滴附着在螺旋分离器侧壁上，形成的纯蒸汽从纯蒸汽导管输出，前效升膜式蒸发器形成的纯蒸汽作为后效升膜式蒸发器的蒸发段加热蒸汽，以此类推，直至最后一效输出纯蒸汽进入冷凝器冷凝成蒸馏水；本实用新型还包括长方体框架形支架5，升膜多效式蒸发器竖向并排固定安装在长方体框架形支架5内侧，冷凝器2、蒸发器、疏水器4和水泵均与长方体框架形支架5固定连接。

在具体应用过程中，本实用新型通过对分离段和蒸发段压力的控制，使所有蒸发段蒸发列管内的液位保持一致，而且液位位于蒸发列管中下部，在加热过程中，原料水在蒸发列管内壁上形成较小气泡，较小气泡汇聚成大气泡后向上运动，直至气泡充满蒸发列管后依然向上运动，向上运动过程中，将位于气泡上方的原料水向上推动，原料水在蒸发列管内壁上形成水膜，气泡上升至突破原料水阻力后后破裂，在蒸发列管内壁上形成的水膜经过加热后形成蒸汽，相对于现有技术而言，水膜面积更大，蒸发效率更高，实现真正意义上的升膜蒸发；另外一方面，多套蒸发器共用一套换热器和一套冷凝器，在纯蒸汽冷凝成蒸馏水过程中散发的热量被原料水吸收，初步提高原料水的温度，换热器利用蒸发器蒸发段内的汽水混合物作为加热介质，进一步提高原料水的温度，充分利用热能，提高蒸发效率。

Claims (5)

1.一种升膜多效式蒸馏水机，其特征在于：包括冷凝器（2）、换热器（3）、水泵、工业蒸汽接入管系和至少两套并列安装的升膜式蒸发器（1），所述升膜式蒸发器（1）包括自下而上依次密封对接的储水段（1-1）、蒸发段（1-3）和分离段（1-6），所述蒸发段（1-3）上端与分离段（1-6）下端对接、且蒸发段（1-3）内腔与分离段（1-6）内腔相互独立，蒸发段（1-3）下端与储水段（1-1）上端对接、且蒸发段（1-3）内腔与储水段（1-1）内腔相互独立，蒸发段（1-3）内腔设置的蒸发列管（1-2）上端与分离段（1-6）内腔连通，蒸发列管（1-2）下端与储水段（1-1）内腔连通，所述工业蒸汽接入管系输出端与第一套升膜式蒸发器（1）的蒸发段（1-3）上部的蒸汽入口对接，所述水泵输出端与冷凝器（2）的原料水入口对接，所述冷凝器（2）的原料水出口与换热器（3）的原料水入口对接，换热器（3）原料水出口与第一套升膜式蒸发器（1）储水段（1-1）入水口对接，第一套升膜式蒸发器（1）的储水段出水口与第二套升膜式蒸发器（1）储水段入水口对接，所述换热器（3）的加热介质入口与第一套升膜式蒸发器（1）蒸发段（1-3）内腔连通，第一套升膜式蒸发器（1）的纯蒸汽出口（1-4）与第二套升膜式蒸发器（1）的蒸汽入口连通，最后一套升膜式蒸发器（1）的纯蒸汽出口（1-4）与冷凝器（2）的蒸汽入口连接，进入冷凝器（2）的纯蒸汽经过冷凝后形成蒸馏水从冷凝水出口排出。

2.根据权利要求1所述的升膜多效式蒸馏水机，其特征在于：所述升膜式蒸发器（1）设置六套，第一套至第六套升膜式蒸发器（1）储水段（1-1）依次串联，在先的升膜式蒸发器（1）纯蒸汽出口（1-4）通过管道和与其相邻的下一效升膜式纯蒸汽发生器蒸发段（1-3）的蒸汽入口对接，所述六套升膜式蒸发器（1）的蒸发列管（1-2）内的原料水的液位位于蒸发列管（1-2）中部以下、且六套升膜式蒸发器（1）的蒸发列管（1-2）内的原料水的液位高度相同。

3.根据权利要求1或2所述的升膜多效式蒸馏水机，其特征在于：所述换热器（3）的加热介质出口连接疏水器（4）。

4.根据权利要求3所述的升膜多效式蒸馏水机，其特征在于：所述分离段（1-6）为筒状结构，其下端借助于法兰与蒸发段（1-3）上端密封对接，所述分离段（1-6）内侧上部设有螺旋分离器（1-5），螺旋分离器（1-5）将分离段（1-6）分为下腔和上腔，所述下腔侧壁上设有分离段（1-6）出水口，所述螺旋分离器（1-5）中部设有与其螺旋状分离通道呈隔离状态的竖向纯蒸汽导管，纯蒸汽导管与上腔连通，纯蒸汽导管下端与设置在分离段侧壁上纯蒸汽出口（1-4）连通。

5.根据权利要求1或2所述的升膜多效式蒸馏水机，其特征在于：还包括长方体框架形支架（5），所述升膜多效式蒸发器竖向并排固定安装在长方体框架形支架（5）内侧，所述冷凝器（2）、蒸发器、疏水器（4）和水泵均与长方体框架形支架（5）固定连接。