CN205603247U - 一种升膜式多效蒸馏水机 - Google Patents

Abstract

一种升膜式多效蒸馏水机，属于医疗器械设备技术领域，其特征是：升膜蒸发器换热管内腔与供水管路内腔连通；升膜蒸发器内换热管内腔与分离器内腔连通；升膜蒸发器和分离器设置两套以上，升膜蒸发器供水管路并联在一起，在先的分离器的纯蒸汽出口端与其相邻的下一套升膜蒸发器的蒸汽入口端相连；水泵输入端与原料水接入管路系统相连接，输出端与预热器入水端密封对接；预热器的输入端与原料水水泵输出端密封连接，有益效果是：（1）节省能源，产水率高。（2）在热量利用上也用到极致，热量损失极少。（3）可使所产生的全部纯蒸汽冷凝形成蒸馏水。（4）各个升膜蒸发器内的液位独立控制，均能达到最大的蒸发能力。

Description

一种升膜式多效蒸馏水机

技术领域

本实用新型属于医疗器械设备技术领域，涉及一种药用蒸馏水制备设备的改进。

背景技术

目前国内在产的多效蒸馏水机大部分为降膜式蒸馏水机。降膜蒸发是被蒸发的料液靠重力沿着加热表面下降成膜过程中被逐步加热而蒸发的一种表面蒸发方式。理想状态下，降膜蒸发过程中不会出现料液的剧烈沸腾过程，蒸发在液膜表面直接发生。在降膜多效蒸馏水机中，由于液体从蒸发器上部经布水器给水，液体在进入蒸发器的换热管时，因为机械加工及布水器的加工精度、加工质量等因素导致进入蒸发器换热管的液体不能全部成膜均布在蒸发器换热管表面，相当一部分是以水柱的型式进入蒸发器换热管内部，这样势必导致一部分换热管内水膜蒸发很快，换热管处于缺水干蒸状态，一部分换热管蒸发比较合适，还有一部分则是不完全蒸发状态。正是这种实际不完全的蒸发方式导致蒸发器换热效率极低，同时导致蒸发产物必然是含水率很高的汽水混合物。在蒸馏水机中正是因为蒸汽中水分的夹杂，导致产生的蒸汽不纯净，冷却后得到的蒸馏水热原指标不合格，无法满足医药用水的要求。正是这种蒸发原理本身加上实际上不可能实现的均匀成膜布水技术现状，势必导致蒸汽与水的必然混合，要想得到合格的蒸发冷凝产物—蒸馏水，必须在后续的流程中增加相应的汽水分离系统才能进行一定程度的分离，分离负荷比较重，容易产生热原不合格的现象，同时也降低了整体的换热效率和产水率，能源消耗很大，纯化水浪费很大，产水成本非常高。

为了提高蒸馏水的生产效率，国内有个别企业也开始将升膜蒸发技术引入蒸馏水机中，比如申请号为200410024083.4的发明公布了一种升膜布水式蒸发器，该机实际上是一种升降膜混合的蒸发器，也存在一定的弊端,该机器制造难度大，设备内分隔的部位非常多，容易产生泄露问题。同时由于有降膜部分的存在布水不均匀的现象依然存在，导致换热效率还不是很高，布水不均同样导致后期杂质分离难度加重，容易导致出水水质不合格的问题。

发明内容

本实用新型的目的是：提供一种升膜式多效蒸馏水机，它可以通过对各效蒸发器、分离器的压力、出汽、出水流量及蒸发器液位的控制作用，使各效蒸发器内的液位保持在合适的位置，且液位处于蒸发器的上部合适的位置，汽水夹带比降膜蒸发中因为布水不均匀、蒸发不均匀导致的人为水汽混合而夹带的水分要少很多很多，后期的进一步汽水分离会更加容易，分离出来的纯蒸汽纯度会更好，更能保证冷凝产生的蒸馏水质量。

本实用新型的技术方案是：主要包括原料水接入管路系统、水泵、预热器、冷凝器、升膜蒸发器、分离器、工业蒸汽接入管系统、纯蒸汽输出管路、浓水排放回流管路系统、工业蒸汽冷凝水管路系统；其中包括至少两套并联安装的升膜蒸发器及分离器。

升膜蒸发器的入口端通过阀门和管路与原料水供水管路密封对接，使升膜蒸发器换热管内腔与供水管路内腔连通；所述的升膜蒸发器的出口端和分离器密封对接，使升膜蒸发器内换热管内腔与分离器内腔连通。

升膜蒸发器和分离器设置两套以上，所有升膜蒸发器的原料水供水管路并联在一起，在先的分离器的纯蒸汽出口端与其相邻的下一套升膜蒸发器的蒸汽入口端相连，每一套升膜蒸发器的原料水液位可以根据控制要求单独设定和控制在合适的位置上，保证蒸发效果最好。

水泵输入端与原料水接入管路系统相连接，输出端与预热器入水端密封对接。

预热器的输入端与原料水水泵输出端密封连接，预热器输出端与冷凝器的输入端密封对接；预热器的蒸汽入口端与第一套升膜蒸发器的凝结水出口端通过管道和阀门密封对接。预热器的凝结水排出口与排水管道相连。

冷凝器的输入端通过管道和预热器的输出端密封连接，冷凝器的输出端通过阀门和管路与各效升膜蒸发器的原料水入口端相连接。 冷凝器的蒸汽入口端和第二效及以后的各效升膜蒸发器的凝结水出口端相连接，冷凝器的出口端接蒸馏水出水管路。

升膜蒸发器采用外径2毫米-5毫米 的毛细管作为换热器换热管进行换热，且换热器采用双管板结构。

分离器为圆柱筒形结构，内部设有纯蒸汽收集导管且与升膜蒸发器纯蒸汽出口端通过卫生卡盘或法兰连接。

分离器内部设置蒸汽收集上升腔、蒸汽下降折返腔、蒸汽螺旋分离腔、液滴收集腔，各腔沿蒸汽走向依次通过内部的腔孔相连通。纯蒸汽经螺旋分离腔出口引出。多次分离出的液滴在液滴收集腔收集汇总经浓水口引出。

本实用新型的有益效果是：（1）机器的预热器、冷凝器、蒸发器全部采用外径2毫米-5毫米毛细管作为换热管进行换热、冷凝及蒸发，由于毛细管换热器本身的较高的换热效率使得整机热量利用非常充分，工业蒸汽凝结水中的热量几乎被完全利用后排放，不存在高温排水，因此节省能源，产水率高。相对于传统降膜蒸发的蒸馏水机而言，生产相同重量的蒸馏水，本机同比传统水机消耗蒸汽量可节省30%以上。同时因为采用毛细管换热器技术，本方案制造的蒸馏水机体积同比传统的多效蒸馏水机体积小很多，仅为传统水机的六分之一左右。以产水量3吨/小时的机型为例，传统降膜蒸馏水机的总高度约为4.5米，本方案生产的多效蒸馏水机高度仅为1.8米高。（2）由于采用浓水全部回收反复再蒸发技术，本机的原料水利用率极高理论上可以达到接近100%，而传统的降膜多效蒸馏水机仅仅为70%，甚至更低。并且也因为浓水的完全回用，在热量利用上也用到极致，热量损失极少。（3）采用本技术生产的蒸馏水机不用额外的冷却水冷却产出的纯蒸汽，便可使所产生的全部纯蒸汽冷凝形成蒸馏水。在机器工作过程中完全靠原料水给预热器预热及在冷凝器中给纯蒸汽冷凝过程中，将纯蒸汽及工业蒸汽凝结水中的热量进行了最大限度的回收，热量全部被吸收到原料水中后送到蒸发器中进行蒸发。在本发明方案中，工业蒸汽凝结水通过预热器给原料水预热后，凝结水本身温度降低到比原料水高20摄氏度，被直接排放掉，而在传统降膜多效蒸馏水机中，此部分的被排放掉的工业蒸汽凝结水其温度约为90度-110度，热能被白白浪费掉，因此热能利用率非常低。（4）采用本发明方案生产的多效蒸馏水机 ，各个升膜蒸发器内的液位独立控制，均能达到最大的蒸发能力，液位自动保持在设定的高度上实现最高的产汽率。

附图说明

图1是本实用新型原理结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述：

如图所示，1 、疏水器；

2-1、第一套升膜蒸发器；

2-2、第二套升膜蒸发器；

2-3、第三套升膜蒸发器；

2-4、第四套升膜蒸发器；

3、工业蒸汽供给给管路系统；

4-1第一套分离器；

4-2第二套分离器；

4-3第三套分离器；

4-4第四套分离器；

5、分离器浓水排放管路；

6、原料水供水管路；

7、冷凝器；

8、蒸馏水输出管路

9、预热器；

10、水泵；

11、原料水接入管路系统；

12、工业蒸汽凝结水排放管路。

通过各效蒸发器、分离器的压力、出汽、出水流量及蒸发器液位的控制作用，使各效蒸发器内液位保持在合适的位置，且液位处于蒸发器的上部合适的位置。在机器工作的过程中，原料水经过预热器和冷凝器预热后，温度逐渐升高，经过供给阀门和蒸发器的下端入口进入蒸发器，并受控制器的控制作用达到预先设定的液位位置。原料水被蒸发器壳程的加热蒸汽继续加热蒸发后形成气泡沿着蒸发器列管向上移动，在移动过程中气泡受高温蒸汽的进一步加热作用而膨胀破碎形成蒸汽上移，气泡残存的水分则被飞溅到蒸发器换热管内壁形成水膜继续蒸发，形成蒸汽后继续上移。如此反复多次升膜蒸发后后形成较纯净、含水率极低的蒸汽进入到蒸汽分离器进行进一步的汽水分离。在此种升膜蒸发过程中，受热蒸发形成的气泡在沸腾中可能夹带水分，但这种夹带比降膜蒸发中因为布水不均匀、蒸发不均匀导致的人为水汽混合而夹带的水分要少很多很多，后期的进一步汽水分离会更加容易，分离出来的纯蒸汽纯度会更好，更能保证冷凝产生的蒸馏水质量。

所述的升膜蒸发器2的入口端通过阀门和管路与原料水供水管路密封对接，使升膜蒸发器换热管内腔与供水管路内腔连通；所述的升膜蒸发器的出口端和分离器密封对接，使升膜蒸发器内换热管内腔与分离器内腔连通。

所述的升膜蒸发器2和分离器4设置四套或更多，第一套至第四套升膜蒸发器的原料水供水管路并联在一起，在先的分离器的纯蒸汽出口端与其相邻的下一套升膜蒸发器的蒸汽入口端相连，所述四套升膜蒸发器的原料水液位可以根据控制要求单独设定和控制在合适的位置上，保证蒸发效果最好。

所述的水泵10输入端与原料水接入管路系统11相连接，输出端与预热器9入水端密封对接。

所述的预热器9的输入端与原料水水泵10输出端密封连接，预热器9输出端与冷凝器7的输入端密封对接；预热器9的蒸汽入口端与第一套升膜蒸发器2-1的凝结水出口端通过管道和阀门密封对接。预热器9的凝结水排出口与排水管道相连。

所述的冷凝器7的输入端通过管道和预热器9的输出端密封连接，冷凝器7的输出端通过阀门和管路与各效升膜蒸发器的原料水入口端相连接。 冷凝器7的蒸汽入口端和第二效及以后的各效升膜蒸发器的凝结水出口端相连接，冷凝器7的出口端接蒸馏水出水管路。

所述的工业蒸汽接入管路系统3与第一效升膜蒸发器2-1的蒸汽入口端对接，第一效升膜蒸发器2-1的凝结水出口经过疏水器1后与预热器9的蒸汽入口端连接，第一效升膜蒸发器2-1的原料水入口端通过管道和阀门与冷凝器7输出端密封连接，第一效升膜蒸发器2-1的纯蒸汽出口端与第一套分离器4-1纯蒸汽入口端相连；

所述的第一效分离器4-1的纯蒸汽入口端与第一套升膜蒸发器2-1的纯蒸汽出口端连接，第一效分离器4-1的纯蒸汽出口端与第二效升膜蒸发器2-1的蒸汽入口端通过阀门和管道与相连接，第一效分离器4-1的浓水出口端通过管道和阀门与第一效升膜蒸发器2-1的原料水入口端相连接。

所述的第二效升膜蒸发器2-2的蒸汽入口端与第一效分离器4-1的纯蒸汽出口端通过阀门及管道相连，所述的第二效升膜蒸发器2-2的凝结水出口端通过阀门及管道与冷凝器7的蒸汽入口端相连接，第二效升膜蒸发器2-2的原料水入口端通过管道和阀门与冷凝器7的输出端密封连接，第二效升膜蒸发器2-2的纯蒸汽出口端与第二效分离器4-2的纯蒸汽入口端密封连接；

所述的第二效分离器4-2的纯蒸汽入口端与第二效升膜蒸发器2-2的纯蒸汽出口端连接，第二效分离器4-2的纯蒸汽出口端与第三效升膜蒸发器2-3的蒸汽入口端通过阀门和管道与相连接，第二效分离器4-2的浓水出口端通过管道和阀门与第二效升膜蒸发器2-2的原料水入口端相连接。

所述的第三效升膜蒸发器2-3的蒸汽入口端与第二效分离器4-2的纯蒸汽出口端通过阀门及管道相连，所述的第三效升膜蒸发器2-3的凝结水出口端通过阀门及管道与冷凝器7的蒸汽入口端相连接，第三效升膜蒸发器2-3的原料水入口端通过管道和阀门与冷凝器7的输出端密封连接，第三效升膜蒸发器2-3的纯蒸汽出口端与第三效分离器4-3的纯蒸汽入口端相连；

所述的第三效分离器4-3的纯蒸汽入口端与第三效升膜蒸发器2-3的纯蒸汽出口端连接，第三效分离器4-3的纯蒸汽出口端与第四效升膜蒸发器2-4的蒸汽入口端通过阀门和管道与相连接，第三效分离器4-3的浓水出口端通过管道和阀门与第三效升膜蒸发器2-3的原料水入口端相连接。

所述的第四效升膜蒸发器2-4的蒸汽入口端与第三效分离器4-3的纯蒸汽出口端通过阀门及管道相连，所述的第四效升膜蒸发器2-4的凝结水出口端通过阀门及管道与冷凝器7的蒸汽入口端相连接，第四效升膜蒸发器2-4的原料水入口端通过管道和阀门与冷凝器7的输出端密封连接，第四效升膜蒸发器2-4的纯蒸汽出口端与第四效分离器4-4纯蒸汽入口端相连；

所述的第四效分离器4-4的纯蒸汽入口端与第四效升膜蒸发器2-4的的纯蒸汽出口端连接，第四效分离器4-4的纯蒸汽出口端通过阀门与管道与冷凝器7的蒸汽入口端相连接，第四效分离器4-4的浓水出口端通过管道和阀门与第四效升膜蒸发器2-4的原料水入口端相连接。

所述的升膜蒸发器采用外径2毫米-5毫米 的毛细管作为换热器换热管进行换热，且换热器采用双管板结构，以最大限度地提高换热效率，并符合GMP 要求，双管板结构可以有效监督蒸发器壳程和管程间的介质泄露情况，出现泄露情况时及时发现和处理 ，防止注射用水受到污染。

所述的分离器为圆柱筒形结构，内部设有纯蒸汽收集导管且与升膜蒸发器纯蒸汽出口端通过卫生卡盘或法兰连接。分离器内部设置蒸汽收集上升腔、蒸汽下降折返腔、蒸汽螺旋分离腔、液滴收集腔，各腔沿蒸汽走向依次通过内部的腔孔相连通。纯蒸汽经螺旋分离腔出口引出。多次分离出的液滴在液滴收集腔收集汇总经浓水口引出。

所述的多效式升膜蒸馏水机还包括一个长方体形状的框架，各套升膜蒸发器、分离器及预热器、冷凝器、水泵、疏水器、管道、机器电器显示控制柜等均安装固定在框架上。

Claims (4)

1.一种升膜式多效蒸馏水机，其特征是：

升膜蒸发器的原料水入口端通过阀门和管路与原料水供水管路密封对接，使升膜蒸发器换热管内腔与供水管路内腔连通；所述的升膜蒸发器的纯蒸汽出口端和分离器密封对接，使升膜蒸发器内换热管内腔与分离器内腔连通；

升膜蒸发器和分离器设置两套以上，所有升膜蒸发器的原料水供水管路并联在一起，在先的分离器的纯蒸汽出口端与其相邻的下一套升膜蒸发器的蒸汽入口端相连；

水泵输入端与原料水接入管路系统相连接，输出端与预热器入水端密封对接；

预热器的输入端与原料水水泵输出端密封连接，预热器输出端与冷凝器的输入端密封对接；预热器的蒸汽入口端与第一套升膜蒸发器的凝结水出口端通过管道和阀门密封对接；预热器的凝结水排出口与排水管道相连；

冷凝器的输入端通过管道和预热器的输出端密封连接，冷凝器的输出端通过阀门和管路与各效升膜蒸发器的原料水入口端相连接； 冷凝器的蒸汽入口端和第二效及以后的各效升膜蒸发器的凝结水出口端相连接，冷凝器的出口端接蒸馏水出水管路。

2.如权利要求1所述的一种升膜式多效蒸馏水机，其特征是：升膜蒸发器采用外径2毫米-5毫米 的毛细管作为换热器换热管进行换热，且换热器采用双管板结构。

3.如权利要求1所述的一种升膜式多效蒸馏水机，其特征是：分离器为圆柱筒形结构，内部设有纯蒸汽收集导管且与升膜蒸发器纯蒸汽出口端通过卫生卡盘或法兰连接。

4.如权利要求1所述的一种升膜式多效蒸馏水机，其特征是：分离器内部设置蒸汽收集上升腔、蒸汽下降折返腔、蒸汽螺旋分离腔、液滴收集腔，各腔沿蒸汽走向依次通过内部的腔孔相连通；纯蒸汽经螺旋分离腔出口引出；多次分离出的液滴在液滴收集腔收集汇总经浓水口引出。