CN209405707U - 单效升降膜式强制循环热泵蒸发机组 - Google Patents

Abstract

一种单效升降膜式强制循环热泵蒸发机组，包括:自动排液单元、升降膜强制循环蒸发单元及真空自动调节单元三部分。自动排液单元通过疏水器与升降膜强制循环蒸发单元的升降膜加热器连通，而升降膜强制循环蒸发单元的汽液分离器通过管道与真空自动调节单元的冷凝器连通。它具有升膜、降膜、强制循环及热泵吸压节能的特点，在不设均布器的条件下可使升降膜加热器的各个加热管均匀给料，快速加热、蒸发，实现热敏溶质物料的低温高效节能、汽液离心分离，达到提高低温浓缩效率的目的，同时，便于加热管壁的清洗，能更符合GMP要求。它结构简单、紧凑，能减少设备投资成本，有利于实现自动控制、无值守的蒸发浓缩生产。

Description

单效升降膜式强制循环热泵蒸发机组

技术领域

本实用新型涉及一种蒸发浓缩设备，特别是单效升降膜式强制循环热泵蒸发机组，应用于化工及制药行业的浸取液蒸发浓缩加工，特别适用于中药材（动植物）水提取液的蒸发浓缩，也适用于生化药，保健饮品，食品，精细化工，轻工等行业中水溶液的真空蒸发。尤其适用于热敏性物料的蒸发浓缩。

背景技术

近年来，我国在植物提取液蒸发浓缩领域的新型设备层出不穷，蒸发浓缩技术进步很快。曾采用的蒸发器种类很多。二十一世纪初，在温州等地区曾销售有“热泵式蒸发器”、“单效循环式蒸发器”、“升膜蒸发器”、“降膜蒸发器”、“强制循环蒸发器”、“MVR蒸发器”等多种新型蒸发器。以上蒸发器都体现出节能、低温、环保的优点，但也有自身的不足之处。如MVR蒸发器，由于采用机械热压泵，转速高、噪声大，维修难度大，运行成本高。降膜蒸发器，加热管太长，加热管壁难以清理。普通升膜蒸发器，蒸发面不易掌控，容易“跑料”及加热管壁“结焦”等。生产实践中曝露出很多不完善之处。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种单效升降膜式强制循环热泵蒸发机组，它能够克服已有技术的不足，具有升膜、降膜、强制循环及热泵吸压节能的特点，可有效地提高单效蒸发器的综合能效，并能提高设备的低温高效节能，无人值守的综合效能，可实现溶质物料的低温高效节能、分离，达到提高渗漉浸取效率的目的。

其解决方案是: 单效升降膜式强制循环热泵蒸发机组，包括:自动排液单元、升降膜强制循环蒸发单元及真空自动调节单元三部分。自动排液单元通过疏水器与升降膜强制循环蒸发单元的升降膜加热器连接，而升降膜强制循环蒸发单元的汽液分离器通过旁通管道与真空自动调节单元的冷凝器连接。 所述自动排液单元由冷凝液储液罐及与其连接的自动输液泵以及液位控制器构成; 所述真空自动调节单元由列管冷凝器及与其依次连接的集液器、集液输液泵，以及集液器罐内设的液位控制器及压力传感器构成。所述升降膜强制循环蒸发单元由升降膜加热器，它通过蒸汽喷射热泵与汽液分离器连接，又通过回液管道与汽液分离器连接，还依次通过管道循环泵及流量浓度控制器与汽液分离器连接而构成。并且，升降膜加热器与蒸汽喷射热泵及汽液分离器构成热泵吸引并压缩二次蒸汽机构，升降膜加热器与管道循环泵、汽液分离器及流量浓度控制器构成强制循环加热蒸发系统。

所述升降膜加热器由加热器壳体及与其铰接的弯管上盖，以及与其固定连接的分流底盖构成，在弯管上盖内分布有上盖弯管，它与加热器壳体内设置的升膜管及降膜管分别相应连通。于分流底盖内设分流隔板，将升膜管及降膜管通道分隔，形成各自通道路径。

本实用新型采用上述技术方案，在蒸汽喷射热泵的作用下，使一次蒸汽与二次蒸汽均匀混合并压缩进入升降膜加热器，均匀温和加热管壁，在管道循环泵的强制作用下，使溶剂高速进入升降膜加热器的底部分流底盖中，顺升膜管的管程均匀上升，并经升降膜加热器的顶部上盖弯管进入降膜管管段，由升降膜加热器的底部分流底盖进入汽液分离器，并高速旋转，使产生的汽、液在离心力的作用下快速分离，同时，可消除汽液分离器中产生的泡沫及蒸发液面，有利于实现自动控制，无值守的蒸发浓缩效能。并且，具有升膜、降膜、强制循环及热泵吸压二次蒸汽的节能特性，可实现热敏溶质物料的低温浓缩、高效节能、离心分离，达到提高渗漉浸取效率等综合效能的目的。

另外，由于本实用新型采用的升降膜加热器的外形尺寸与己有的降膜加热器等比长度缩短一半，外观与己有升膜加热器相似，但管程长度与降膜管程相同，可产生与降膜蒸发器相同的功效。由于，在升降膜加热器顶端设置可快开的弯管上盖，便于对加热管壁的清洗，可有效地解决已有降膜加热器因加热管太长，对物料粘壁而无法清净的问题。更符合GMP要求。又由于升降膜加热器下端进液口通过管道循环泵与汽液分离器下端连通，循环溶液从升降膜加热器的升膜管底部进入，不设均布器也可使各个加热管均匀给料，快速加热、蒸发。不仅结构简单，结构紧凑，还能减少设备投资成本。

附图说明

图１为单效升降膜式强制循环热泵蒸发机组的结构示意图。

图２为图１中升降膜加热器的结构示意放大图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型的具体实施方式。

图１、图2中，升降膜加热器6及汽液分离器19分别固定连接在操作平台16上。蒸汽喷射热泵11的吸气口13与汽液分离器19的顶端出汽口12法兰连接,而蒸汽喷射热泵喷射口10与升降膜加热器的进气口9法兰连接。升降膜加热器6的底部连接分流底盖3，分流底盖3的回液口通过回液管道5与汽液分离器19的接口连接。管道循环泵21的进液口通过循环泵进液管道20与汽液分离器19底部的出液口连接，而管道循环泵21通过循环泵出液管道22经流量浓度控制器23与升降膜加热器6的进液口连接，形成连续蒸发分离的循环系统通道，由升降膜加热器6与蒸汽喷射热泵11及汽液分离器19构成热泵吸引并压缩二次蒸汽机构，由升降膜加热器6与流量浓度控制器23、管道循环泵21及汽液分离器19构成强制循环加热蒸发系统，构成升降膜强制循环蒸发单元。汽液分离器19顶端的旁通出汽口通过旁通管道14与列管冷凝器15的进气口连接。冷凝器15与集液器17同体连接，集液器17底部通过管道与集液器输液泵18连接，集液器17罐内设液位控制器及压力传感器构成真空自动调节单元。可用于调节汽液分离器19内的真空度及自动输液，以保持汽液分离器19内的真空度稳定。而升降膜加热器6的冷凝水出口通过浮球式疏水器4与冷凝液储液罐2进液口连接，冷凝液储液罐2下部通过管道与自动输液泵1连接，并连接液位控制器（图中未画出），构成自动排水系统。

所述升降膜加热器6由加热器壳体7及其顶部铰接的弯管上盖8，以及其下部法兰固定连接的分流底盖3构成。弯管上盖8由上盖壳体24及其内分布的上盖弯管25构成，且上盖弯管25分别与固定连接在加热器壳体7内的相应列管式升膜管26及列管式降膜管27连通，于分流底盖3内设分流隔板，将列管式升膜管26及列管式降膜管27通道分隔，形成各自通道路径。弯管上盖8可翻转快速打开。它不仅便于操作，而且还便于加热管内的清洗，便于循环加热。

本实用新型的控制系统可采用普通电器按钮控制，也可配置可编程控制器进行自动控制。

生产时，由于蒸汽喷射热泵11吸汽作用，使汽液分离器19内产生真空，提取液可自动经汽液分离器19进液口B进入汽液分离器19内，在管道循环泵21的驱动下，提取液进入升降膜加热器6内的升膜管26 及降膜管27，进行加热、蒸发，再经回液管道5进入汽液分离器19，使提取液经加热后产生的高压汽体及泡沫液滴沿汽液分离器19壁高速旋转，形成离心分离状态，这时泡沫液滴被消泡并沿壁流动形成液体顺壁下行，汽体在蒸汽喷射热泵11的吸汽作用下，进入蒸汽喷射热泵11，被喷射高压蒸汽混合并压缩后，进入升降膜加热器6壳程内被二次利用。经这样强制循环，提取液被快速蒸发浓缩，经检测达到规定浓度时，可通过出液口A自动出膏。由于提取液在强制循环下加热、蒸发、分离的过程中，无机会产生蒸发液面及泡沫，故不会产生“跑料潏锅”现象。

当高压蒸汽进入蒸汽喷射热泵11的进汽口D后，由于高压蒸汽经喷枪喷射，在蒸汽喷射热泵11的吸气口13处产生真空，将汽液分离器19的二次蒸汽吸入蒸汽喷射热泵11腔内，并与高压蒸汽混合一起进入升降膜加热器6壳程内,加热升膜管26及降膜管27，并产生蒸汽冷凝水，该蒸汽冷凝水由升降膜加热器6的冷凝水出口排出、经浮球式疏水器4排入冷凝液储液罐2，通过由冷凝液储液罐2内设置的液位控制器及自动输液泵1组成的自动排水系统，将蒸汽冷凝水自动排出。

生产过程中，为确保汽液分离器19内真空负压平衡，当汽液分离器19内产生的蒸汽太多时，使蒸汽喷射热泵11吸收不了，这时二次蒸汽可通过汽液分离器19顶部的旁通管道14进入列管冷凝器15冷凝后落入集水器17，该冷凝水通过由集水器17内设置的液位控制器及集液输液泵18组成的自动排中水系统，将蒸汽冷凝水自动排出。

Claims (2)

1.一种单效升降膜式强制循环热泵蒸发机组，其特征在于，包括:自动排液单元、升降膜强制循环蒸发单元及真空自动调节单元三部分，自动排液单元通过疏水器（4）与升降膜强制循环蒸发单元的升降膜加热器（6）连接，而升降膜强制循环蒸发单元的汽液分离器（19）通过旁通管道（14）与真空自动调节单元的冷凝器(15)连接; 所述自动排液单元由冷凝液储液罐(2)及与其连接的自动输液泵(1)以及液位控制器构成; 所述真空自动调节单元由列管冷凝器 (15)及依次与其连接的集液器(17)、集液输液泵(18)，以及集液器(17)罐内设置的液位控制器、压力控制器构成；所述升降膜强制循环蒸发单元由升降膜加热器(6)，它通过蒸汽喷射热泵(11) 与汽液分离器(19)连接，又通过回液管道（5）与汽液分离器(19) 连接，还依次通过管道循环泵(21)及流量浓度控制器（23）与汽液分离器(19)连接而构成；由升降膜加热器(6)与蒸汽喷射热泵(11)及汽液分离器(19)构成热泵吸引并压缩二次蒸汽机构，由升降膜加热器（6）与管道循环泵（21）、汽液分离器（19）及流量浓度控制器（23）构成强制循环加热蒸发系统。

2.如权利要求1 所述单效升降膜式强制循环热泵蒸发机组，其特征在于，所述升降膜加热器(6)由加热器壳体(7)及其铰接的弯管上盖(8)，以及与其固定连接的分流底盖（3）构成，在弯管上盖（8）内分布有上盖弯管（25），上盖弯管（25）与加热器壳体(7)内设置的升膜管(26)及降膜管(27)分别相应连通，于分流底盖（3）内设分流隔板，将升膜管（26）及降膜管（27）通道分隔，形成各自通道路径。