CN206951135U - 一种管道式溶液稀释加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管道式溶液稀释加热装置，该装置包括用于将溶液A与蒸汽混合的汽液混合加热机构（1），还包括混合管（14），所述混合管（14）的入口端与汽液混合加热机构（1）的出口端连通，所述混合管（14）上设有用于将溶液B通入混合管（14）内的进液管（15）。本实用新型的管道式溶液稀释加热装置在管状通道中实现了溶液的同时稀释和加热，相比于传统稀释加热槽省去了槽体、复杂的搅拌系统及加热系统；结构简单且加热效果好，容易获得均匀度高的混合溶液；另外，该溶液稀释加热装置只需在特定部位使用防腐管材即可适用于腐蚀性较强的溶液的稀释加热，节省大笔防腐成本。

Description

一种管道式溶液稀释加热装置

技术领域

本实用新型属于溶液稀释加热装置技术领域，具体涉及一种管道式溶液稀释加热装置。

背景技术

工业生产中常需要对某些溶液进行加热并稀释的操作（尤其在冬季），通常做法是将待稀释溶液与稀释水置于带有搅拌系统和加热系统（夹套、蛇管或蒸汽喷头等）的槽体内，通过边搅拌边直接或间接蒸汽加热的方式达到使溶液稀释并加热的目的。现有的这一类用于溶液稀释加热槽体设备普遍存在着体积较大、结构复杂、投资及运行成本高、维护困难等缺点。特别是对于加热稀释腐蚀性较强溶液（例如溶液中氟、氯离子含量较高），此类溶液在与高温蒸汽的混合过程中由于蒸汽分布不均易导致某些温度过高的局部区域内（例如高温蒸汽的入口处、槽体内的流动死区）溶液腐蚀性呈几何倍数增加，对槽体、搅拌系统及加热系统的抗腐蚀能力有较强的要求（通常需用到钛、锆、特种合金等昂贵金属作为防腐材料），无疑加大了设备的投资成本，如何经济有效解决防腐问题、保证设备安全运行成为这类传统设备亟待解决的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种结构简单且能够同时实现溶液加热与稀释的管道式溶液稀释加热装置。

本实用新型的技术方案为：一种管道式溶液稀释加热装置，包括用于将蒸汽与溶液A混合的汽液混合加热机构，还包括混合管，所述混合管的入口端与汽液混合加热机构的出口端连通，所述混合管上设有用于将溶液B通入混合管内的进液管。

其中，“溶液A”、“溶液B”可以为同种溶液，也可以为不同溶液，只是为了方便描述。

采用这样的结构设计，一定压力的待加热的溶液A通过汽液混合加热机构时，高温蒸汽与待加热的溶液A混合在一起，溶液A瞬间得到加热，得到温度较高的溶液A；热的溶液A和蒸汽混合物进入混合管，在混合管内与从进液管内通入的待稀释加热的溶液B充分接触、混合，产生的混合液较原溶液温度升高，浓度降低，同时实现稀释和加热的目的。

进一步地，所述进液管的入射线与混合管的中心线不在同一个平面内，这样进液管射入的待稀释加热溶液B在混合管内进行涡旋运动，使得待稀释加热的溶液B与已被蒸汽加热的溶液A充分混合，提高换热效率，并得到成分均一的混合液。

优选地，所述进液管垂直于混合管设置且进液管内溶液沿混合管内壁切线方向进入混合管内，这样待稀释加热溶液B沿着混合管内壁射入混合管内，形成强烈的涡流，使得已被加热的溶液A与待稀释加热溶液B充分混合。

进一步地，所述混合管和汽液混合加热机构通过过渡管连通，过渡管的设置可以使得溶液与蒸汽的混合得更为均匀，有利于获得温度均一的汽水混合液。

进一步地，所述过渡管为弯管或直管，优选为90°的弯管。

进一步地，所述过渡管的内径从入口端至出口端逐渐增大，以适当减小溶液流速，提高溶液A与溶液B混合后在混合管内的停留时间，提高换热及混合效果。

进一步地，所述过渡管出口端的内径是入口端的内径的1.2~2.5倍。

进一步地，所述混合管内进液管的前端设有圆锥形的分布器，用于将水流集中分布到混合管内壁上，这样水流以较快的速度在混合管内壁上与进液管入射的溶液撞击，混合到一起，提高混合效率，进一步提升混合效果和换热效果。

进一步地，所述汽液混合加热机构包括壳体，所述壳体内设有水喷管，所述水喷管包括依次连接的渐缩管、直管和渐扩管；所述水喷管的外壁与壳体的内壁围成蒸汽腔，壳体上设置有与蒸汽腔连通的蒸汽进口；所述渐扩管的管壁上开有若干蒸汽孔。

本实用新型的管道式溶液稀释加热装置可用于稀释并加热化工、冶金等领域各类溶液。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果如下：

（1）本实用新型通过管道式的装置实现了溶液的稀释加热过程，相比于传统稀释加热槽省去了复杂的搅拌系统及加热系统；

（2）加热效果好，容易获得均匀度高的混合溶液；

（4）具有结构简单、体积小重量轻、投资及运行成本低；

（5）由于本装置的原理是将待稀释加热的溶液B与温度稍高的溶液A（无腐蚀性或腐蚀性较低）混合稀释，而并非将其与高温蒸汽直接接触，防腐要求大大降低，因此该溶液稀释加热装置只需在特定部位（如混合管和进液管）使用耐普通温度（通常低于80摄氏度）防腐管材即可适用于腐蚀性较强的溶液的稀释加热，节省大笔防腐成本，大大降低了使用成本。

附图说明

图1是本实用新型的第一种实施方式的管道式溶液稀释加热装置的结构示意图。

图2是沿图1中A-A线的剖视结构示意图。

图3是本实用新型的第一种实施方式的管道式溶液稀释加热装置的蒸汽孔的放大结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

图1是本实用新型的第一种实施方式的管道式溶液稀释加热装置的结构示意图，具体地，该管道式溶液稀释加热装置，包括用于将待加热的水与蒸汽混合的汽液混合加热机构1，还包括混合管14，所述混合管14的入口端与汽液混合加热机构1的出口端连通，所述混合管14上设有用于将待稀释加热的溶液通入混合管14内的进液管15。

其中，进液管15的入射线与混合管的中心线不在同一个平面内，进液管15垂直于混合管14设置且进液管14内溶液沿混合管管壁切线方向进入混合管15内（见图2），另外，也可以与切线方向呈一定夹角进入，可使得进液管15的溶液的入射方向为沿着混合管管壁并偏向混合管进口端的方向，这样入射溶液与热水形成对冲，两者激荡，混合。

混合管14和汽液混合加热机构1通过弯管13连通，弯管13的内径从入口端至出口端逐渐增大，弯管13出口端的内径是入口端的内径的1.5倍。

混合管内进液管的前端设有圆锥形的分布器16，用于将水流分布到混合管14内壁上，优选地，分布器17的外壁上可均匀设置一些用于导向的导液凸槽，以使得水流在混合管内壁上流动时，与混合管的中心线形成一定夹角，构成涡流，进一步提高换热、稀释效果。

汽液混合加热机构1包括壳体2，所述壳体2内设有水喷管，所述水喷管包括依次连接的渐缩管4、直管5和渐扩管6，所述水喷管的外壁与壳体2的内壁围成蒸汽腔，壳体2上设置有与蒸汽腔连通的蒸汽进口7，渐扩管6的管壁上开有若干蒸汽孔9。

渐扩段内，由于溶液高速流动形成负压，导致蒸汽通过蒸汽孔被高速吸入至渐扩段，起到汽水混合加热效果。

如图1所示，本实施方式的管道式溶液稀释加热装置的汽液混合加热机构1的壳体2上设有冷水进口3、用于通入热蒸汽的蒸汽进口7、热水出口8和排污口10。冷水进口3和热水出口8通过设置在壳体2内部的水喷管相连通；水喷管由渐缩管4、直管5和渐扩管6依次连接而成，渐扩管6的管壁上开有若干蒸汽孔9（见图3）。冷水进口3进入的冷水依次通过的渐缩管4、直管5形成高速运动并在渐扩管6内产生局部负压将蒸汽口7进入的蒸汽从若干蒸汽孔9高速吸入渐扩管段6内，二者高速流动中充分混合，冷水得到加热。弯管13的入口端至出口端逐渐增大，以适当减小水流速度，提高热水与待稀释加热溶液混合后在混合管内的停留时间，提高换热及混合效果。弯管13的热水进口12与汽液混合加热机构1连接。冷水经过汽液混合加热机构1加热成热水后，在混合管14内与待加热稀释的溶液接触混合，形成混合稀释液，然后通过混合管14的稀释液出口11流出装置。

这样可以将无腐蚀性的冷水从汽液混合加热机构1通入装置内，与蒸汽混合，加热，然后进入混合管与从进液管15通入的具有腐蚀性的待加热稀释溶液混合，将该溶液稀释加热。这样，只需混合管14和进液管15采用防腐材料即可，而汽液混合加热机构1和弯管13可采用普通的材质，大大降低装置的制造成本。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种管道式溶液稀释加热装置，包括用于将蒸汽与溶液A混合的汽液混合加热机构（1），其特征在于，还包括混合管（14），所述混合管（14）的入口端与汽液混合加热机构（1）的出口端连通，所述混合管（14）上设有用于将溶液B通入混合管（14）内的进液管（15）。

2.根据权利要求1所述的管道式溶液稀释加热装置，其特征在于，所述进液管（15）的入射线与混合管的中心线不在同一个平面内。

3.根据权利要求1所述的管道式溶液稀释加热装置，其特征在于，所述进液管（15）垂直于混合管（14）设置且进液管（15）内溶液沿混合管管壁切线方向进入混合管（14）内。

4.根据权利要求1所述的管道式溶液稀释加热装置，其特征在于，所述混合管（14）和汽液混合加热机构（1）通过过渡管连通。

5.根据权利要求4所述的管道式溶液稀释加热装置，其特征在于，所述过渡管为弯管（13）或直管。

6.根据权利要求4所述的管道式溶液稀释加热装置，其特征在于，所述过渡管的内径从入口端至出口端逐渐增大。

7.根据权利要求6所述的管道式溶液稀释加热装置，其特征在于，所述过渡管出口端的内径是入口端的内径的1.2~2.5倍。

8.根据权利要求1~7任一项所述的管道式溶液稀释加热装置，其特征在于，所述混合管（14）内进液管（15）的前端设有圆锥形的分布器（16），用于将溶液分布到混合管（14）内壁上。

9.根据权利要求1~7任一项所述的管道式溶液稀释加热装置，其特征在于，所述汽液混合加热机构（1）包括壳体（2），所述壳体（2）内设有水喷管，所述水喷管包括依次连接的渐缩管（4）、直管（5）和渐扩管（6）；所述水喷管的外壁与壳体（2）的内壁围成蒸汽腔，壳体（2）上设置有与蒸汽腔连通的蒸汽进口（7）；所述渐扩管（6）的管壁上开有若干蒸汽孔（9）。