CN214734641U - 一种柔性表面传热传质蒸发器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种柔性表面传热传质蒸发器，其涉及废水蒸发处理技术领域，其包括壳体，壳体侧壁开设有冷介质进口、热介质进口和介质出口；壳体内部包括除垢组件、连接组件和若干柔性传热层，连接组件连接于壳体内壁，柔性传热层通过连接组件与壳体连接，除垢组件的安装可清洁柔性传热层设置。本申请蒸发器通过柔性传热层就进行热交换，冷介质自冷介质进口喷吹至柔性传热层一侧且自上而下流动，热介质由热介质进口通入柔性传热层另一侧加热冷介质，冷介质中杂质析出在柔性传热层表面，定时由除垢机构输入高压介质或机械位移使柔性传热层震动，清洁柔性传热层表面杂质，具有提高蒸发器内的热交换效率，降低安全风险，延长蒸发器使用寿命的效果。

Description

一种柔性表面传热传质蒸发器

技术领域

本申请涉及废水蒸发处理的技术领域，尤其是涉及一种柔性表面传热传质蒸发器。

背景技术

目前，蒸发器常用于化工废水或者化工生产作业的蒸发处理，通过蒸发，可以使得废水中的水分蒸发形成水蒸汽被排出，排出的水蒸汽一般较为干净，冷凝水蒸汽后可以得到较为纯净的冷凝水。

相关技术中，在蒸发器内将高盐废水与热源进行热量交换，高盐废水中的水分汽化排出，而高盐废水中混杂的结晶盐和钙镁等成分都容易遗留在蒸发器内。蒸发器大多为密闭容器，蒸发器壳体内部一般会安装换热管、换热板等结构，便于冷介质和热介质在壳体内换热。在销售和使用时，蒸发器各结构之间固定连接形成整体。

针对上述中的相关技术，发明人认为使用换热管、换热板等金属换热材质的蒸发器长期在使用后，废水蒸发遗留的钙、镁、有机物、杂质等容易堆积在换热管或换热板上，形成结垢层，影响热交换的效率。

实用新型内容

为了改善蒸发器长时间换热后由于结垢层堆积严重从而降低蒸发器热交换效率的问题，本申请提供一种柔性表面传热传质蒸发器。

本申请提供的一种柔性表面传热传质蒸发器采用如下的技术方案：

一种柔性表面传热传质蒸发器，包括壳体，所述壳体侧壁开设有冷介质进口、热介质进口和介质出口；所述壳体内部包括除垢组件、连接组件和若干柔性传热层，所述连接组件和除垢组件连接于壳体内壁，所述柔性传热层通过连接组件与壳体连接，所述除垢组件可清洁柔性传热层设置。

通过采用上述技术方案，蒸发器进行热交换时，冷介质自冷介质进口通入柔性传热层一侧，热介质由热介质进口通入柔性传热层另一侧加热冷介质，冷介质中结晶盐和钙、镁等成分析出在柔性传热层表面。

清洁柔性传热层时，定时由除垢组件使柔性传热层震动，使沾附在柔性传热层表面的结晶盐和钙、镁等固体有机物和垢层抖落，具有提高蒸发热交换效率，延长蒸发器使用寿命，减少鼓疱、裂纹、爆管等安全事故发生的效果。同时，连接组件连接柔性传热层和壳体，具有使得柔性传热层便于更换，减少蒸发器整体报废的效果。

可选的，所述壳体在冷介质进口位置设置有第一喷头和第一连接管，所述第一连接管一端与壳体内壁连接，另一端与第一喷头连接，所述第一喷头朝向柔性传热层设置。

通过采用上述技术方案，冷介质通入第一连接管，由第一喷头喷向柔性传热层一侧，冷介质在柔性传热层一侧流动，随着冷介质流动，热介质通过柔性传热层传热，使得冷介质完全干化，蒸发器无需进行循环蒸发，具有节省能耗的效果。

可选的，所述除垢组件包括若干第二喷头和第二连接管，所述第二连接管一端与壳体内壁连接，另一端与第二喷头连接，所述第二喷头朝向柔性传热层设置。

通过采用上述技术方案，在除垢组件除垢时，定时由第二喷头输入高压介质使柔性传热层震动，使沾附在柔性传热层表面的固体有机物和垢层抖落，继而使得蒸发器内的柔性传热层（即换热板）可以长时间保持较为稳定且高效的热交换状态，具有延长蒸发器使用寿命的效果。同时第二喷头朝向柔性传热层设置，可以使高压介质直接喷向柔性传热层，加强对柔性传热层的冲击力，具有提高柔性传热层清洁程度的效果。

可选的，所述连接组件包括滑轨和滑动轴，所述滑轨连接于壳体内壁一组相对设置的侧壁上，所述柔性传热层两端缠绕于滑动轴外周，且所述滑动轴插设于滑轨内；所述滑轨一端封堵设置，另一端开口设置，所述滑轨开口的一端设置有封堵件。

通过采用上述技术方案，通过滑动轴将柔性传热层固定，使用蒸发器前，将连接有柔性传热层的滑动轴插设于滑轨中，具有柔性传热层便于安装的效果。同时，滑轨一端由封堵件封堵固定设置，可减少滑动轴在滑轨中的位移，具有减少柔性传热层磨损，降低噪声，提高柔性传热层位置稳定性，延长蒸发器使用寿命的效果。

可选的，所述封堵件包括螺栓与柔性垫，所述螺栓与滑轨内壁螺纹连接，所述柔性垫设于滑动轴与螺栓之间。

通过采用上述技术方案，滑轨一端由封堵件封堵设置，通过螺栓与滑轨内壁螺纹连接封堵，具有安装简便易更换的效果。同时，通过调节螺栓伸入长度，具有调整螺栓与滑动轴的抵紧程度，在除垢组件除垢的过程中，降低位于滑轨内的柔性传热层与滑轨内壁的摩擦。同时，通过设于滑动轴与螺栓之间的柔性垫，具有降低螺栓与滑动轴之间的摩擦碰撞，便于提升柔性传热层安装后长期使用的稳定性的效果。

可选的，所述壳体包括盒体和更换板，所述更换板与盒体密封连接，所述更换板设置于滑轨开口的一侧。

通过采用上述技术方案，在更换柔性传热层时，打开更换板，取出滑轨一端的封堵件，抽出滑轨中的滑动轴及两端缠绕于滑动轴的柔性传热层层，更换柔性传热层，再将更换完毕的滑动轴及柔性传热层重新插入滑轨中，具有安装柔性传热层操作简单，易于更换，延长蒸发器使用寿命的效果。

可选的，所述更换板侧壁开设有卡接槽，所述盒体上对应卡接槽位置连接有卡接块，所述更换板通过卡接槽与卡接块卡接。

通过采用上述技术方案，通过卡接块与更换板卡接，提升盒体与更换板装配精度，具有减少冷介质和热介质的泄露，提升盒体与更换板密封性的效果。

可选的，所述卡接块朝向卡接槽一侧连接有密封层，所述密封层将卡接块与设有卡接槽的更换板密闭连接。

通过采用上述技术方案，密封层提高了更换板与盒体的密封性，具有减少热介质和冷介质泄露，提高蒸发器换热质量的效果。

可选的，所述壳体上连接有杂质排出组件，所述杂质排出组件包括导向管和启闭阀门，所述导向管一端呈扩口设置，一端呈缩口设置；所述导向管扩口的一端与壳体连接且与壳体内部连通，所述导向管缩口的一端连接启闭阀门设置。

通过采用上述技术方案，长期使用蒸发器后，经过热交换遗留在壳体内的杂质聚集于杂质排出组件，在清洁时，打开启闭阀门，使杂质由导向管导出，具有提高蒸发器内部杂质清洁效率，延长蒸发器使用寿命的效果。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过除垢组件的设置，能够均匀喷出高压介质，高压介质冲击柔性传热层，使柔性传热层震动，在无需拆开蒸发器，就能够起到清洁柔性传热层，减少蒸发器内部结垢的效果，从而可以延长蒸发器使用寿命，减少安全事故的效果；

2.通过滑轨、滑动轴和封堵件的设置，能够起到柔性传热层可拆装，操作简单，减少滑动轴与封堵件磨损，降低噪声，从而延长蒸发器使用寿命的效果；

3.通过杂质排出组件的设置，能够起到定期清洁蒸发器内部残留的杂质，提高蒸发器热交换质量，从而延长蒸发器使用寿命的效果。

附图说明

图1是本申请实施例的蒸发器的整体结构示意图。

图2是图1所示的蒸发器连接组件的爆炸结构示意图。

图3是本申请实施例的蒸发器的俯视图。

图4是沿图3中A-A线的剖视图。

图5是图2所示A部分的局部放大结构图。

附图标记说明：1、冷介质进口；11、第一连接管；12、第一喷头；2、热介质进口；3、介质出口；4、除垢组件；41、第二连接管；42、第二喷头；5、连接组件；51、滑轨；52、滑动轴；53、封堵件；531、螺栓；532、柔性垫；6、柔性传热层；7、壳体；71、盒体；711、卡接块；712、密封层；72、更换板；721、卡接槽；8、杂质排出组件；81、导向管；82、启闭阀门；9、连接件。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种柔性表面传热传质蒸发器。参照图1和图2，蒸发器包括壳体7，壳体7内部设有若干柔性传热层6、连接组件5和除垢组件4，连接组件5和除垢组件4连接于壳体7内壁，柔性传热层6通过连接组件5与壳体7连接。壳体7侧壁设有冷介质进口1、热介质进口2和介质出口3，冷介质进口1处通入冷介质，冷介质可以是高盐废水，通过热介质进口2向蒸发器通入高温空气，由于高盐废水压力较低，高温空气压力较高，使得蒸发器处于负压蒸发状态，以此降低水蒸发的沸点，使高盐废水中的水分在60～90摄氏度即可蒸发。高盐废水与高温空气通过柔性传热层6进行热交换，高温空气加热高盐废水，将高盐废水中的水分蒸发，含有水蒸汽的热气从介质出口3排出。除垢组件4用于震动柔性传热层6，从而清洁柔性传热层6。壳体7底部连接有杂质排出组件8，通过杂质排出组件8可以定期排出结晶盐和钙镁等成分，适用于高结垢倾向的结晶场合。

参照图3和图4，冷介质进口1可以设置于壳体7顶部，也可以设置于壳体7侧壁，本实施例中冷介质进口1设置于壳体7侧壁，且位于靠近壳体7顶部的一侧。壳体7在冷介质进口1处设置有第一连接管11和第一喷头12，第一喷头12通过第一连接管11与壳体7内壁连接，第一喷头12朝向柔性传热层6设置。高盐废水顺着柔性传热层6一侧表面自上而下的流动，柔性传热层6上可以开设有微孔，一部分高温空气可以通过微孔透过柔性传热层6，进行传热蒸发。

柔性传热层6可以是一个，也可以是多个，本实施例中柔性传热层6设置为两个，柔性传热层6可以采用P84工业过滤无纺布，具有耐高温、防腐蚀的性能。冷介质进口1可以设置一个，也可以设置多个，本实施例中对应于柔性传热层6数量设置对应数量的冷介质进口1，冷介质进口1设置于壳体7侧壁与柔性传热层6之间。热介质进口2设置于壳体7侧壁并靠近杂质排出组件8设置，热介质进口2可以设置一个，也可以设置多个，本实施例中对应于柔性传热层6数量设置有一个热介质进口2，热介质进口2设置于两个柔性传热层2之间的壳体7侧壁。介质出口3设置于壳体7顶部，便于使得蒸发的水汽随之热气排出。

参照图2和图5，连接组件5包括滑轨51和滑动轴52，一组滑轨51安装于壳体7一组相对设置的侧壁上，滑轨51一端封堵设置，另一端开口设置柔性传热层6两端缠绕于滑动轴52外周，随后将滑动轴52自滑轨51开口处插设于滑轨51中。滑轨51开口的一端设置有封堵件53，封堵件53用于固定滑动轴52的位置，减小柔性材料与滑轨51内壁的摩擦。封堵件53包括螺栓531和柔性垫532，螺栓531与滑轨51内壁螺纹连接，柔性垫532设于滑动轴52与螺栓531之间，减小滑动轴52与螺栓531之间的摩擦碰撞，减少磨损，降低噪音。

参照图2和图5，壳体7包括盒体71和更换板72，盒体71位于滑轨51开口的一侧安装更换板72，更换板72对应于滑轨51位置设置。更换板72朝向盒体71一侧设有卡接槽721，盒体71朝向更换板72一侧对应于卡接槽721连接有卡接块711，卡接块711表面连接有密封层712，密封层712提高盒体71与更换板72之间的密封性，本实施例中，密封层712采用全氟醚橡胶，耐高温防腐蚀且密封性高。更换板72通过连接件9与盒体71紧固连接，本实施例中，连接件9采用连接板和四个固定栓的方式，将连接板一端通过两个固定栓与更换板72固定连接，另一端通过两个固定栓与盒体71固定连接。安装更换柔性传热层6时，取出固定栓和连接板，将更换板72朝壳体7顶部方向抽出，打开封堵件53，取出滑动轴52，更换柔性传热层6，更换完毕后将缠绕有柔性传热层6的滑动轴52插入滑轨51中，使用封堵件53封堵，再将更换板72由壳体7顶部自上而下插入壳体7缺口处，最后使用连接件9将盒体71与更换板72固定连接。

参照图4，除垢组件可以通过定时鼓入压力更高的压缩空气的方式使柔性材料发生震动，将沾附在表面的结晶盐和结垢层抖下来的，或者采用机械位移的方式使柔性材料发生震动。本实施例中除垢组件4采用定时鼓入压力更高的压缩空气的方式进行除垢。除垢组件4设置于壳体7侧壁，除垢组件4的数量与柔性传热层6数量对应设置。其中一个除垢组件4设置于壳体7侧壁与柔性传热层6之间，另一个除垢组件4设置于两个柔性传热层6之间。除垢组件4包括第二喷头42和第二连接管41，第二喷头42通过第二连接管41与壳体7连接，第二喷头42朝向柔性传热层6设置。使用除垢组件4除垢时，第二喷头42喷吹压缩气体，压缩气体冲击柔性传热层6，柔性传热层6受力抖动，遗留在柔性传热层6上的杂质被抖落至杂质排出组件8。

参照图1，杂质排出组件8包括导向管81和启闭阀门82，导向管81一端呈扩口设置，一端呈缩口设置，导向管81扩口的一端与壳体7底部连接且与壳体7内部连通，导向管81缩口的一端连接启闭阀门82设置。导向管81一端扩口设置，扩大杂质收集范围，另一端缩口设置，使杂质聚集易于收集，定期打开启闭阀门82，清理杂质。

本申请实施例一种柔性表面传热传质蒸发器的实施原理为：使用蒸发器时，将高盐废水由冷介质进口1输入，通过第一喷头12将高盐废水喷向柔性传热层6，高盐废水顺着柔性传热层6表面一侧自上而下的流动。通过热介质进口2向柔性传热层6另一侧通入高温空气，部分高温空气可以通过柔性传热层6表面微孔进入高盐废水一侧，进行传热蒸发。大部分高温空气不通过微孔，进行传热蒸发。由于高温空气压力高，高盐废水压力低，高盐废水不会通过微孔进入高温空气一侧，且蒸发器内形成负压蒸发状态，使得高盐废水中的水低于沸点即可蒸发。高温空气加热高盐废水，使得高盐废水中的盐和垢析出在柔性传热层6表面，当高盐废水流动至柔性传热层6靠近壳体7底部时，高盐废水已经完全干化，不进行循环蒸发，节省能耗。热交换后的含有水汽的热气由介质出口3排出，蒸发后高盐废水中的结晶盐和钙镁等成分都析出在柔性传热层6朝向冷介质进口1一侧表面。

热交换完成，使用除垢组件4除垢时，将比高温空气压力更高的压缩气体由第二喷头42喷吹柔性传热层6，使得柔性传热层6受力震动，将沾附在表面的结晶盐和垢层抖落至导向管81内。通过定期打开启闭阀门82，使得杂质由导向管81导出壳体7，便于排出盐颗粒和杂质。在保持蒸发器热交换效率的同时，便于减少结垢，提升蒸发器的使用寿命。蒸发器长期使用中，还可以直接更换柔性传热层6，通过打开壳体7外壁上的更换板72，取出滑动轴52及螺栓531和柔性垫532，更换柔性传热层6，完成后将柔性过滤两端缠绕于滑动轴52外周，依次将滑动轴52、柔性垫532放入滑轨51内，并且由螺栓531封堵，最后，关闭更换板72，完成更换。更换步骤简单，操作方便，延长蒸发器的使用寿命。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种柔性表面传热传质蒸发器，其特征在于：包括壳体（7），所述壳体（7）侧壁开设有冷介质进口（1）、热介质进口（2）和介质出口（3）；所述壳体（7）内部包括除垢组件（4）、连接组件（5）和若干柔性传热层（6），所述连接组件（5）和除垢组件（4）连接于壳体（7）内壁，所述柔性传热层（6）通过连接组件（5）与壳体（7）连接，所述除垢组件（4）可清洁柔性传热层（6）设置。

2.根据权利要求1所述的一种柔性表面传热传质蒸发器，其特征在于：所述壳体（7）在冷介质进口（1）位置设置有第一喷头（12）和第一连接管（11），所述第一连接管（11）一端与壳体（7）内壁连接，另一端与第一喷头（12）连接，所述第一喷头（12）朝向柔性传热层（6）设置。

3.根据权利要求1所述的一种柔性表面传热传质蒸发器，其特征在于：所述除垢组件（4）包括若干第二喷头（42）和第二连接管（41），所述第二连接管（41）一端与壳体（7）内壁连接，另一端与第二喷头（42）连接，所述第二喷头（42）朝向柔性传热层（6）设置。

4.根据权利要求1所述的一种柔性表面传热传质蒸发器，其特征在于：所述连接组件（5）包括滑轨（51）和滑动轴（52），所述滑轨（51）连接于壳体（7）内壁一组相对设置的侧壁上，所述柔性传热层（6）两端缠绕于滑动轴（52）外周，且所述滑动轴（52）插设于滑轨（51）内；所述滑轨（51）一端封堵设置，另一端开口设置，所述滑轨（51）开口的一端设置有封堵件（53）。

5.根据权利要求4所述的一种柔性表面传热传质蒸发器，其特征在于：所述封堵件（53）包括螺栓（531）与柔性垫（532），所述螺栓（531）与滑轨（51）内壁螺纹连接，所述柔性垫（532）设于滑动轴（52）与螺栓（531）之间。

6.根据权利要求4所述的一种柔性表面传热传质蒸发器，其特征在于：所述壳体（7）包括盒体（71）和更换板（72），所述更换板（72）与盒体（71）密封连接，所述更换板（72）设置于滑轨（51）开口的一侧。

7.根据权利要求6所述的一种柔性表面传热传质蒸发器，其特征在于：所述更换板（72）侧壁开设有卡接槽（721），所述盒体（71）上对应卡接槽（721）位置连接有卡接块（711），所述更换板（72）通过卡接槽（721）与卡接块（711）卡接。

8.根据权利要求7所述的一种柔性表面传热传质蒸发器，其特征在于：所述卡接块（711）朝向卡接槽（721）一侧连接有密封层（712），所述密封层（712）将卡接块（711）与设有卡接槽（721）的更换板（72）密闭连接。

9.根据权利要求1所述的一种柔性表面传热传质蒸发器，其特征在于：所述壳体（7）上连接有杂质排出组件（8），所述杂质排出组件（8）包括导向管（81）和启闭阀门（82），所述导向管（81）一端呈扩口设置，一端呈缩口设置；所述导向管（81）扩口的一端与壳体（7）连接且与壳体（7）内部连通，所述导向管（81）缩口的一端连接启闭阀门（82）设置。

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