CN205188312U - 喷射雾化式冷凝器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷射雾化式冷凝器，包括结晶罐、汁汽管、冷凝罐、喷射喷嘴等，喷射喷嘴与进水管之间设置有过滤筒，过滤筒上设置有排渣口、排渣手轮，排渣手轮可自动将滤渣通过排渣口排出。冷凝器包括用于检测结晶罐内真空度的压力真空变送器、控制调节器、用于调节水流量的气动调节阀、用于测量水流量的流量计，所述的压力真空变送器、流量计分别通过数据通道与控制调节器的信号输入端连接，控制调节器的信号输出端与气动调节阀连接，控制调节器根据压力真空变送器、流量计传输回来的真空度、压力信号反馈控制气动调节阀的开度。本设备具有喷嘴不易堵塞，自动化程度高，节约水量、煮糖真空稳定的优点。

Description

喷射雾化式冷凝器

技术领域

本实用新型涉及制糖行业冷凝技术领域，具体涉及一种喷射雾化式冷凝器。

背景技术

制糖是一个用水量大的产业，在糖厂的工艺生产过程中，制糖的结晶需在真空状态下进行，目前糖厂普遍使用水喷射冷凝器，即以淋酒式将结晶汁汽、不凝气体冷凝或抽走以维持真空度，汁汽的冷凝和不凝气体抽吸全部由同一水喷射冷凝器完成，不凝气体与冷凝水从水喷射冷凝器的尾管排出。为了使得到的真空度达不到制糖结晶的要求，在冷凝的同时，往往也需要配套真空泵才能获得所需的真空度，以确保制糖生产的正常运行。

采用传统冷凝器与真空泵配套使用，其原理是，利用大量循环冷水把绝大部分的蒸汽冷凝凝结成水，获得一定的真空度，然后利用真空泵把不凝气体抽走，从而获得所需的真空度。但是，煮糖工段在真空系统分配上存在几个罐共用真空系统分支的情况，每个罐的需要的真空度时间不一，会互相干扰，其存在几方面的不足：一是，因每个罐没有独立的真空系统，在正常煮炼抽真空时需要时间较长，影响每个罐的罐时利用；二是，一个罐在开、停或分割时因其真空波动较大，会干扰同一真空系统的其他罐正常煮炼，最终会影响整个煮糖罐时；三是，每个罐的水压和蒸汽加热均需靠操作工去手动调整，难以确保其真空度稳定，影响煮糖效率；四是，煮糖真空系统因配套较多数量的真空泵设备（总量达到400KW以上），榨季消耗电量大，同时真空泵出现故障时会影响到同一系统的各个罐正常煮炼。因此，糖厂需要选择具有先进性的真空冷凝系统来在满足工艺条件的前提下达到节能减排、降低生产运行成本。

近几年国内专利数据库公开了一些有关用于糖厂的真空冷凝器的专利技术：

例如：专利文献【申请号】CN201410099887.4，公开(公告)号【CN103868370A】，该专利文献公开了“一种结晶罐真空冷凝器”。其包括汁汽雾化冷凝装置，雾化冷凝装置安装在煮糖罐汁汽管垂直段内部，所述雾化冷凝装置由中央水管和由上到下均匀分布的多个雾化管件组成，所述雾化管件上有多个雾化喷头，所述汁汽管底部水平段靠近垂直段底部开有锥形的汁气凝结水排除管；不凝气体的抽吸由淋洒式水喷射冷凝器完成。该冷凝器没有水过滤装置，容易导致喷头堵塞，维护费用高。

例如：专利文献【申请号】CN201510003225.7，公开(公告)号【CN104630391A】，该专利文献公开了“一种新型多密闭水室与射流调节阀的水喷射冷凝器”。其包括单层或多层射流调节阀、冷凝器器体、双层过滤桶、射水筒等，射水筒内的下花板上用隔板隔开成一个敞开的大水室和数个密闭的小水室，各水室内分别设置有喷射嘴和喷雾嘴，多个密闭的小水室分别由设置在冷凝器外的多个气动或电动蝶阀控制；器体下部有一个可使射流通道的中心圆形孔径的大小保持同轴心变化的单层或多层射流调节阀，各个水室内的喷射嘴和喷雾嘴分别与单层或多层射流调节阀配合动作，根据进入冷凝器的供水量来调控，使冷凝器在生产中能始终保持高真空度。该发明的水喷射冷凝器是根据供水量来调节射流调节阀，并没有根据真空度来调节，调节效果不佳，且没有安装自动控制装置，劳动强度大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可根据罐内真空度大小自动调整进水量，达到汽液充分混合冷凝、节约用水、稳定煮糖真空、提高煮炼质量目的的自动化程度高的喷射雾化式冷凝器。

为了达到上述目的，本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：喷射雾化式冷凝器包括结晶罐、汁汽管、冷凝罐、进水管，所述的结晶罐通过汁汽管与冷凝罐连接，所述的冷凝罐内壁上设置有间隔排布的喷雾喷嘴、喷射喷嘴，喷雾喷嘴的方向为斜向上，喷射喷嘴的方向为斜向下，喷射喷嘴与进水管连接；所述的喷射喷嘴与进水管之间还设置有过滤筒，过滤筒上设置有排渣口、排渣手轮，排渣手轮可自动将滤渣通过排渣口排出；所述的冷凝器还包括用于检测结晶罐内真空度的压力真空变送器、控制调节器、用于调节水流量的气动调节阀、用于测量水流量的流量计，所述的压力真空变送器、流量计分别通过数据通道与控制调节器的信号输入端连接，控制调节器的信号输出端与气动调节阀连接，控制调节器根据压力真空变送器、流量计传输回来的真空度、压力信号反馈控制气动调节阀的开度，以实现自动调节水流量的目的。

进一步地，所述的压力真空变送器安装在结晶罐上，压力真空变送器型号为EJA430A,输出电流4－20mA,最大工作压力3MPa。

进一步地，所述的气动调节阀和流量计都安装在进水管上，所述的气动调节阀和流量计也可以都安装在过滤筒上。

进一步地，所述的进水管直径为325mm，厚度为10mm，进水压力大于0.08MPa，进水温度为35℃-38℃。

进一步地，所述的结晶罐真空汁汽管的直径为1020mm，厚度为10mm。

进一步地，所述的冷凝罐底部设置有用于将不冷凝气体排出的尾管。

进一步地，所述的喷雾喷嘴连接管道与煮糖罐蒸发后的水蒸汽管道连接。

本实用新型的喷射雾化式冷凝器采用了汽液充分混合冷凝方式，在煮糖时真空调节器可根据罐内真空度大小自动调整进水量，水经过喷嘴之前先经过滤筒过滤，避免水质不好造成喷嘴堵塞，自动化程度高，可达到节约用水、稳定煮糖真空、提高煮炼质量和收回的目的，进一步减轻了员工的劳动强度。

附图说明

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。

图1是本实用新型喷射雾化式冷凝器的结构示意图。

图中，1—结晶罐；2—压力真空变送器；3—控制调节器；4—汁汽管；5—冷凝罐；6—排渣口；7—排渣手轮；8—气动调节阀；9—喷雾喷嘴；10—喷射喷嘴；11—过滤筒；12—流量计；13—进水管；14—尾管。

具体实施方式

由图1可知，本实用新型的喷射雾化式冷凝器，包括结晶罐1、汁汽管4、冷凝罐5、进水管13，所述的结晶罐1通过汁汽管4与冷凝罐5连接，其特征在于：所述的冷凝罐5内壁上设置有间隔排布的喷雾喷嘴9、喷射喷嘴10，喷雾喷嘴9的方向为斜向上，喷射喷嘴10的方向为斜向下，喷射喷嘴10与进水管13连接；所述的喷射喷嘴10与进水管13之间还设置有过滤筒11，过滤筒11上设置有排渣口6、排渣手轮7，排渣手轮7可自动将滤渣通过排渣口6排出，这样设计使得水进入喷射喷嘴10之前先经过滤筒11过滤，避免水质不好造成喷射喷嘴10堵塞，同时打开排渣手轮7可自动清除滤渣，减轻了员工的劳动强度。所述的冷凝器还包括用于检测结晶罐1内真空度的压力真空变送器2、控制调节器3、用于调节水流量的气动调节阀8、用于测量水流量的流量计12，所述的压力真空变送器2、流量计12分别通过数据通道与控制调节器3的信号输入端连接，控制调节器3的信号输出端与气动调节阀8连接，控制调节器3根据压力真空变送器2、流量计12传输回来的真空度、压力信号反馈控制气动调节阀8的开度，达到节能、节水的目的。

本实用新型在喷嘴的设计上，采用了同时具有喷射抽吸和喷雾冷凝功能的设计结构方式，即喷射喷嘴10和喷雾喷嘴9，喷雾喷嘴9通过喷出具有很大表面积的雾化水滴充分与汁汽混合进行热交换，汽液混合均匀，使可凝性气体迅速凝结成水而形成真空，剩下的不冷凝气体通过喷射喷,10射出的射流水抽吸而排出尾管14，从而达到稳定高真空的目的，这部分残留的不凝缩气体较少，对其所做的压缩功较小。

作为本实用新型的进一步改进，所述的压力真空变送器2安装在结晶罐1上，压力真空变送器2型号为EJA430A,输出电流4－20mA,最大工作压力3MPa。

压力真空变送器2用于测量结晶罐1的真空度，当结晶罐1内的真空度不满足生产需求时，会将真空度信号发送给控制调节器3，控制调节器3判断该信号后会反馈一个信号给气动调节阀8，并以控制气动调节阀8的开度，调节水流量与蒸汽的接触面积，从而改变真空度。

作为本实用新型的进一步改进，所述的气动调节阀8和流量计12都安装在进水管13上，也可以安装在过滤筒11上，这里不限制气动调节阀8和流量计12的安装位置，只要气动调节阀8能够控制进水管13的开度，流量计12能够测量进水管13的水流量即可。

作为本实用新型的进一步改进，所述的进水管13直径为325mm，厚度为10mm，进水压力大于0.08MPa，进水温度为35℃-38℃，结晶罐1真空汁汽管4的直径为1020mm，厚度为10mm。

作为本实用新型的进一步改进，所述的冷凝罐5底部设置有用于将不冷凝气体排出的尾管14，这样设计的目的主要是将剩下的不冷凝气体通过喷射喷嘴10射出的射流水抽吸后通过尾管14排出，从而达到稳定高真空的目的，其结构简单。

作为本实用新型的进一步改进，所述的所述的喷雾喷嘴9连接管道与煮糖罐蒸发后的水蒸汽管道连接。

本实用新型的喷射雾化式冷凝器运作过程如下：进水管13内的水经过过滤筒11过滤后直接通过喷射喷嘴10喷入冷凝罐5内，滤渣通过打开排渣手轮7清除滤渣；水蒸汽从喷雾喷嘴9喷入冷凝罐5内并形成较大表面积的雾化水，雾化水由于表面积较大能够高效率地与从喷射喷嘴10喷出的水滴混合接触，汁汽迅速凝结，通过传热传导迅速形成真空汁汽，喷雾喷嘴9与喷射喷嘴10间隔排布使整个装置雾化效果更佳，雾化后的真空汁汽通过汁汽管4进入结晶罐1内，为结晶罐1提供足够的真空度条件，同时，冷凝罐5内的不冷凝气体通过喷射喷嘴10射出的射流水抽吸带走后通过尾管14排出并收集。

在冷凝器冷凝的过程中，压力真空变送器2不断地测量结晶罐1内的真空度，流量计12不断地测量进水管13内的水流量，当压力真空变送器2读取到结晶罐1内的真空度太低时，会将该真空度信号发送给控制调节器3，控制调节器3判断该信号后，结合读取到水流量信号会反馈一个信号给气动调节阀8，并以控制气动调节阀8的开度，从而加大水流量与蒸汽的接触面积，提高结晶罐1内的真空度；当压力真空变送器2读取到结晶罐1内的真空度太高时，会将该真空度信号发送给控制调节器3，控制调节器3判断该信号后，结合读取到水流量信号会反馈一个信号给气动调节阀8，并以控制气动调节阀8的开度，进一步减小水流量与蒸汽的接触面积，降低结晶罐1内的真空度，从而达到节约用水、节约能源的目的。

本实用新型的喷射雾化式冷凝器投入3个榨季生产使用至今，每只罐都安装了喷射雾化式冷凝器，运行正常、稳定可靠，满足了生产要求，解决了困扰糖厂多年的节能降耗难题，该设备节省了真空泵的投资费用，而且设备简单，操作和维修方便，既节约用水又减少动力消耗，而且大幅减轻了员工的劳动强度。具体优势如下：

（1）每只罐具备了独立的真空系统，煮炼过程互不干扰，确保了每只罐的正常煮炼，既有利于保证产品质量的稳定，又提高了罐时的利用率；

（2）由于每只罐具备了独立的真空系统，在抽真空开始煮炼时缩短了辅助时间，由原来的20分钟左右缩短至10分钟以内，冷罐时抽真空时间30分钟以内，煮糖时抽真空时间4-6分钟，节约用水；

（3）喷射雾化式冷凝器设计有水过滤排渣系统并加装了真空控制装置，喷嘴不易堵塞，耐腐蚀；罐内真空信号反馈到真空控制装置，并把信号传输至气动调节阀8调节进水量，以达到稳定控制煮糖真空度，在整个生产期间保持真空度在-0.085MPa以上，既减轻了员工的劳动强度，又确保了整个煮炼过程罐内真空的稳定，用利于产品质量的稳定及提高收回，达到真空稳定、节能减排、提高产品质量和收回的目的。

（4）由于喷射雾化式冷凝器不需要配套真空泵及其附属设备、管道等，整个煮糖真空系统由原来复杂繁琐变成简单明了，与旧式冷凝器相比体积小，重量轻，可利用旧基础来安装，既节省了榨季电力消耗和真空泵检修、维护费用，又能够节省厂房空间，提高了车间厂房空间的利用率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种喷射雾化式冷凝器，包括结晶罐（1）、汁汽管（4）、冷凝罐（5）、进水管（13），所述的结晶罐（1）通过汁汽管（4）与冷凝罐（5）连接，其特征在于：所述的冷凝罐（5）内壁上设置有间隔排布的喷雾喷嘴（9）、喷射喷嘴（10），喷雾喷嘴（9）的方向为斜向上，喷射喷嘴（10）的方向为斜向下，喷射喷嘴（10）与进水管（13）连接；所述的喷射喷嘴（10）与进水管（13）之间还设置有过滤筒（11），过滤筒（11）上设置有排渣口（6）、排渣手轮（7），排渣手轮（7）可自动将滤渣通过排渣口（6）排出；所述的冷凝器还包括用于检测结晶罐（1）内真空度的压力真空变送器（2）、控制调节器（3）、用于调节水流量的气动调节阀（8）、用于测量水流量的流量计（12），所述的压力真空变送器（2）、流量计（12）分别通过数据通道与控制调节器（3）的信号输入端连接，控制调节器（3）的信号输出端与气动调节阀（8）连接，控制调节器（3）根据压力真空变送器（2）、流量计（12）传输回来的真空度、压力信号反馈控制气动调节阀（8）的开度。

2.根据权利要求1所述的喷射雾化式冷凝器，其特征在于：所述的压力真空变送器（2）安装在结晶罐（1）上，压力真空变送器（2）型号为EJA430A,输出电流4-20mA,工作压力不大于3MPa。

3.根据权利要求1所述的喷射雾化式冷凝器，其特征在于：所述的气动调节阀（8）和流量计（12）都安装在进水管（13）上。

4.根据权利要求1所述的喷射雾化式冷凝器，其特征在于：所述的气动调节阀（8）和流量计（12）都安装在过滤筒（11）上。

5.根据权利要求1所述的喷射雾化式冷凝器，其特征在于：所述的进水管（13）直径为325mm，厚度为10mm，进水压力大于0.08MPa，进水温度为35℃-38℃。

6.根据权利要求1所述的喷射雾化式冷凝器，其特征在于：所述的结晶罐（1）真空汁汽管（4）的直径为1020mm，厚度为10mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的喷射雾化式冷凝器，其特征在于：所述的冷凝罐（5）底部设置有用于将不冷凝气体排出的尾管（14）。

8.根据权利要求1-6任一项所述的喷射雾化式冷凝器，其特征在于：所述的喷雾喷嘴（9）连接管道与煮糖罐蒸发后的水蒸汽管道连接。