CN219128298U - 一种真空蒸发冷却设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种真空蒸发冷却设备。一种真空蒸发冷却设备，包括依次连通的蒸发装置、冷凝器以及冷却水罐，若干个气液分离装置设置于蒸发装置和冷凝器之间；蒸发装置顶端设置有蒸汽出口，蒸汽出口处设置有蒸汽循环管道，蒸汽循环管道依次连通蒸发装置、若干个气液分离装置、冷凝器及冷却水罐；冷凝器上设置有用于对蒸发装置抽真空的抽真空装置；冷凝器上设置冷凝出气端，冷凝出气端处设置有流体循环管道，流体循环管道包括热流循环管道和冷凝循环管道，热流循环管道依次连通换热装置、气液分离装置、加热装置及蒸发装置，冷凝循环管道依次连通冷却水罐、水泵、换热装置以及冷凝器。该真空蒸发冷却设备，结构简单，蒸发效率高。

Description

一种真空蒸发冷却设备

技术领域

本实用新型涉及蒸发冷却技术领域，特别是一种真空蒸发冷却设备。

背景技术

物料真空蒸发是在真空状态下进行的蒸发操作，其特点是在低压下溶液的沸点降低，即可用较少的蒸汽蒸发大量的水分。真空蒸发的方式可用于处理高温下易分解的物质，同时低温热源，降低了能耗。在食品领域，多用于乳品、果汁、葡萄酒等热敏性物质的浓缩，也可用于特殊奶类的脱膻。

现有的真空蒸发冷却设备在液态食品真空蒸发的过程中，通过外部加热装置对物料进行加热，液体表面蒸发，效率较低；常用的蒸发装置缺乏有效的隔热保温结构，因此易受到外界温度的影响，内部蒸发效率不高；同时，抽真空装置抽真空时有少量液体和杂质会被抽取到抽真空装置内，影响抽真空装置的性能和使用寿命，从而降低了蒸发装置的蒸发效率。

因此，如何提高真空蒸发装置的蒸发效率，是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术中真空蒸发装置的蒸发效率较低的问题，提供一种可提高真空蒸发装置蒸发效率的真空蒸发冷却设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种真空蒸发冷却设备，包括依次连通的蒸发装置、冷凝器以及冷却水罐，还包括设置于所述蒸发装置和所述冷凝器之间的若干个气液分离装置；

所述蒸发装置顶端设置有蒸汽出口，所述蒸汽出口处设置有蒸汽循环管道，所述蒸汽循环管道依次连通所述蒸发装置、若干个所述气液分离装置、所述冷凝器及所述冷却水罐；

所述冷凝器上设置有抽真空装置，所述抽真空装置用于对所述蒸发装置抽真空；

所述冷凝器底端设置冷凝出气端，所述冷凝出气端处设置有流体循环管道，所述流体循环管道包括热流循环管道和冷凝循环管道，所述热流循环管道依次连通换热装置、所述气液分离装置、加热装置及所述蒸发装置，所述冷凝循环管道依次连通所述冷却水罐、所述水泵、所述换热装置以及所述冷凝器。

根据温度和真空压力之间的关系式，可以得知真空度越高，沸点温度越低，蒸发相同水分所需要的蒸汽越少。因此，提高蒸发效率的途径之一，就是提高所述抽真空装置的性能以及使用寿命。

影响所述抽真空装置性能的一个原因，是在抽真空的过程中，所述蒸发装置的蒸汽，通过所述冷凝器液化时，所含水分过多，多余的水分被抽入所述抽真空装置，导致抽真空装置性能下降，且由于所述抽真空装置设置于所述冷凝器上，因此在所述蒸发装置和所述冷凝器之间设置了若干个利用制冷剂或是设置离心设备进行除液的所述气液分离装置。

若是仅仅设置一个所述气液分离装置，由于环境因素和设备加工因素，无法完全将所述蒸汽出口的蒸汽中所含有的水分，在进入所述冷凝器之前进行除液；因此设置了多级所述气液分离装置，多次除液，尽可能的减少进入所述冷凝器的蒸汽中所含的水分，从而减少所述抽真空装置吸入的液体，提高所述抽真空装置的性能。所述抽真空装置性能越好，所述蒸发装置内的真空度越高，物料所含水分的沸点越低，相同数量的蒸汽可蒸发更多的物料，从而提高所述蒸发装置的蒸发效率。

本实用新型的一种真空蒸发冷却设备，相较于已有技术中抽真空装置在抽真空的过程中吸入少量液体以及杂质，致使蒸发装置中的真空度较低，导致蒸发装置的蒸发效率过低而言，本实用新型的真空蒸发冷却设备，在蒸汽进入冷凝器之前设置了若干个气液分离装置进行除液，减少了抽真空装置在抽真空时吸入的水分，从而提高抽真空装置的性能，进而提高蒸发设备的蒸发效率。此结构的真空蒸发冷却设备，结构简单，安装方便。

此种真空蒸发冷却设备，可适用于牛奶、果汁、蜂蜜、抗生素以及果酱等物料的真空蒸发处理。

作为本实用新型的优选方案，所述蒸发装置上设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括动力装置，以及设置于所述动力装置上的搅拌组件。

所述搅拌装置设置于所述蒸发装置内部底端，通过所述动力装置驱动所述搅拌组件，搅拌组件不断搅拌，使被加热的物料受热更均匀，加快蒸发，从而提高整个蒸发设备的蒸发效率。

作为本实用新型的优选方案，所述搅拌组件设置于所述蒸发装置内部，所述搅拌组件包括搅拌轴以及沿所述搅拌轴长度方向设置的若干个搅拌叶；所述动力装置设置于所述蒸发装置外，所述动力装置与所述搅拌轴连通。

所述动力装置设置于所述蒸发装置外部，同时所述搅拌轴端部与所述动力装置连通，从而驱动所述搅拌轴旋转；若干个所述搅拌叶均匀或是错位固定于所述搅拌轴上，所述搅拌轴旋转，则所述搅拌叶旋转，所述搅拌叶为带有一定宽度的浆叶，旋转过程中翻动物料，使其受热均匀，加快物料的蒸发。

作为本实用新型的优选方案，所述蒸发装置外侧壁设置有保温结构，所述保温结构上设置有进水口和出水口；所述进水口通过所述热流循环管道与所述加热装置连通。

所述保温结构包覆于蒸发装置外侧，对所述蒸发装置进行保温，避免蒸发过程中由于外界与蒸发装置内的温差过大，从而导致热量散失。所述保温结构可以采用热系数小于或等于0.12的材料进行制作得到。

同时，为了减少热耗，提高能源利用效率，在所述保温结构内设置有管道，以及所述进水口和所述出水口；将所述气液分离装置中分离得到的水以及所述冷却水罐中的液化水，通过所述热流循环管道，经所述加热装置，从所述进水口处输送到所述保温结构内，进一步提高所述蒸发装置的蒸发效率。

作为本实用新型的优选方案，所述蒸汽循环管道包括第一蒸汽循环管道、第二蒸汽循环管道、第三蒸汽循环管道以及第四蒸汽循环管道；所述第一蒸汽循环管道用于连通所述蒸发装置与所述气液分离装置，所述第二蒸汽循环管道用于连通相邻两个所述气液分离装置，所述第三蒸汽循环管道用于连通所述气液分离装置与所述冷凝器，所述第四蒸汽循环管道用于连通所述冷凝器与所述冷却水罐。

作为本实用新型的优选方案，所述第一蒸汽循环管道和所述第二蒸汽循环管道气流出口端均设置有折弯部，每个所述折弯部设置于对应的所述气液分离装置内。

根据气流循环方向，气流流出的一端为气流出口端。所述折弯部为设置于所述第一蒸汽循环管道和所述第二蒸汽循环管道气流出口端的弯曲管口，防止所述气液分离装置内的液体倒吸。

作为本实用新型的优选方案,每个所述气液分离装置顶端均设置有第一进气口和第一出气口；所述第一进气口与所述第一蒸汽循环管道或所述第二蒸汽循环管道设置有所述折弯部的一端连通，所述第一出气口与所述第二蒸汽循环管道或所述第三蒸汽循环管道气流进口端连通。

根据气流循环方向，气流流进的一端为气流进口端。设置的所述第一进气口连通与上一级设备之间设置的管道，所述第一出气口连通与下一级设备之间设置的管道。根据所述蒸汽循环管道的流向，最上一级设备为所述蒸发装置，后续依次是若干个所述气液分离装置，最后是所述冷凝器。

作为本实用新型的优选方案，设置有所述折弯部且延伸入所述气液分离装置内所述第一蒸汽循环管道或所述第二蒸汽循环管道长度，大于设置于所述第一出气口且延伸入所述气液分离装置内的所述第二蒸汽循环管道或所述第三蒸汽循环管道长度。

所述气液分离装置中，管道的设计为长进短出，也就是说设置于所述第一进气口处的管道，伸入所述气液分离装置的长度，需要大于设置于所述第一出气口处的管道，伸入所述气液分离装置的长度。

作为本实用新型的优选方案，所述气液分离装置底端设置有控制阀门，所述控制阀门与所述热流循环管道连通。

所述控制阀门开启之后，所述气液分离装置流入所述热流循环管道；所述控制阀门控制所述气液分离装置内部液体，向所述热流循环管道流动的流量。

作为本实用新型的优选方案，所述冷凝器上一端设置有冷凝进水口，另一端设置有冷凝出水口；所述抽真空装置设置于所述冷凝器靠近所述冷凝进水口的一端。

所述抽真空装置靠近所述冷凝进水口，也就是冷凝出气端，是由于蒸汽温度较高，需要经过冷凝器降低温度。同时，将所述抽真空装置设置于靠近所述冷凝进水口的一端，也可以从一定程度上减少所述抽真空装置吸入液体。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型的一种真空蒸发冷却设备，在蒸汽进入冷凝器之前设置了若干个气液分离装置进行除液，减少了抽真空装置在抽真空时吸入的水分，从而提高抽真空装置的性能，进而提高蒸发设备的蒸发效率。此结构的真空蒸发设备，结构简单，安装方便。

2、本实用新型的一种真空蒸发冷却设备，设置了搅拌装置和保温结构，提高了整个蒸发设置的蒸发效率，同时将蒸汽液化之后产生的液体进行换热以及回热，重复利用，减少了能耗，进一步的提高了整个蒸发冷却设备的蒸发效率。

附图说明

图1为本实用新型一种真空蒸发冷却设备结构示意图；

图2为本实用新型一种真空蒸发冷却设备蒸汽循环管道结构示意图；

图3为本实用新型一种真空蒸发冷却设备热流循环管道结构示意图；

图4为本实用新型一种真空蒸发冷却设备冷凝循环管道结构示意图；

图5为本实用新型一种真空蒸发冷却设备中搅拌装置结构示意图。

图中标记：1-蒸发装置，11-蒸汽出口，12-搅拌装置，121-动力装置，122-搅拌组件，1221-搅拌轴，1222-搅拌叶，13-保温结构，131-进水口，132-出水口，2-气液分离装置，21-第一进气口，22-第一出气口，23-控制阀门，3-冷凝器，31-冷凝出气端，32-冷凝进水口，33-冷凝出水口，4-冷却水罐，5-蒸汽循环管道，51-第一蒸汽循环管道，52-第二蒸汽循环管道，53-第三蒸汽循环管道，54-第四蒸汽循环管道，55-折弯部，6-流体循环管道，61-热流循环管道，62-冷凝循环管道，7-抽真空装置，8-水泵，9-换热装置，10-加热装置。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

根据温度和真空压力之间的关系，可以得知真空度越高，沸点温度越低，蒸发相同水分所需要的蒸汽越少。因此，提高蒸发效率的途径之一，就是提高抽真空装置7的性能以及使用寿命，从而提高真空度。因此，本实用新型的一种真空蒸发冷却设备，是通过设置多个气液分离装置2，在蒸汽进入冷凝器3前进行除液，减少抽真空装置7所吸入的液体，从而提高蒸发效率。

上述的一种真空蒸发冷却设备，如图1所示，包括依次连通的蒸发装置1、若干个气液分离装置2、冷凝器3、冷却水罐4，以及用于对蒸发装置1抽真空的抽真空装置7。同时设置了两大循环管道，用于连通各设备，循环蒸汽以及流体。

如图2所示，蒸发装置1顶端设置有蒸汽出口11，蒸汽循环管道5自蒸汽出口11处开始，依次连通蒸发装置1、气液分离装置2、冷凝器3及冷却水罐4。蒸汽循环管道5包括第一蒸汽循环管道51、第二蒸汽循环管道52、第三蒸汽循环管道53以及第四蒸汽循环管道54；第一蒸汽循环管道51用于连通蒸发装置1与气液分离装置2，第二蒸汽循环管道52用于连通相邻两个气液分离装置2，第三蒸汽循环管道53用于连通气液分离装置2与冷凝器3，第四蒸汽循环管道54用于连通冷凝器3与冷却水罐4。

设置若干级气液分离装置2的原理，是由于在抽真空的过程中，水分被抽入到抽真空装置7，导致抽真空装置7性能下降，且由于抽真空装置7设置于冷凝器3上，因此在蒸发装置1和冷凝器3之间设置了若干个利用制冷剂或是设置离心设备进行除液的气液分离装置2。

若是仅仅设置一个气液分离装置2，由于环境因素和设备加工因素，无法完全将蒸汽出口11的蒸汽中所含有的水分，在进入冷凝器3之前进行除液；因此设置了多级气液分离装置2，多次除液，尽可能的减少进入冷凝器3的蒸汽中所含的水分，从而减少抽真空装置7吸入液体，提高抽真空装置7的性能。抽真空装置7性能越好，蒸发装置1内的真空度越高，物料所含水分的沸点越低，相同数量的蒸汽可蒸发更多的物料，从而提高蒸发装置1的蒸发效率。

设置多级气液分离装置2时，靠近蒸发装置1的气液分离装置2除液效果较为明显，但是越靠近冷凝器3的气液分离装置2性价比越低。因此，综合考虑其经济效益以及安装和操作的不便，设置的气液分离装置2不宜过多，所设置的气液分离装置2在2-3个为宜，本实施例中采取的是二级气液分离装置2，也就是两个气液分离装置2。

为了防止气液分离装置2内的液体倒吸，在第一蒸汽循环管道51和第二蒸汽循环管道52末端均设置有折弯部55，折弯部55为设置于气液分离装置2内的弯曲管口。同时在气液分离装置2顶端上设置了用于设置管道的第一进气口21和第一出气口22；设置的第一进气口21连通与上一级设备之间设置的管道，第一出气口22连通与下一级设备之间设置的管道。根据蒸汽循环管道5的流向，最上一级设备为蒸发装置1，后续依次是若干个气液分离装置2，以及冷凝器3。

遵循长进短出的原则，设置有折弯部55且伸入气液分离装置2内的第一蒸汽循环管道51或第二蒸汽循环管道52的长度，要大于延伸入气液分离装置2内，且位于第一出气口22的第二蒸汽循环管道52或第三蒸汽循环管道53长度。也就是说，设置于第一进气口21出的管道，伸入气液分离装置2的长度，需要大于设置于第一出气口22处的管道，伸入气液分离装置2的长度，从而达到长进短出的目的。

如图3-4所示，循环流体的管道统称为流体循环管道6，在冷凝器3底端设置冷凝出气端31，流体循环管道6包括热流循环管道61和冷凝循环管道62，热流循环管道61依次连通换热装置9、气液分离装置2、加热装置10及蒸发装置1，冷凝循环管道62依次连通冷却水罐4、水泵8、换热装置9以及冷凝器3。

气液分离装置2底端设置有控制阀门23，控制阀门23与热流循环管道61连通；控制阀门23开启之后，气液分离装置2流入热流循环管道61；控制阀门23控制气液分离装置2内部液体，向热流循环管道61流动的流量。设置的流体循环管道6是将经过冷凝器3时收集的冷却水一部分经加热回到保温结构13，实现水资源节约；同时利用气液分离装置2中的液化水，经加热回到保温结构13处，较少能耗。

如图5所示，为了提高蒸发设备的蒸发效率，蒸发装置1上设置有搅拌装置12，搅拌装置12包括动力装置121，以及设置于动力装置121上的搅拌组件122。搅拌组件122设置于蒸发装置1内部，搅拌组件122包括搅拌轴1221以及沿搅拌轴1221长度方向设置的若干个搅拌叶1222。

搅拌装置12设置于蒸发装置1内部底端，动力装置121设置于蒸发装置1外部，同时搅拌轴1221端部与动力装置121连通，从而驱动搅拌轴1221旋转；若干个搅拌叶1222均匀或是错位固定于搅拌轴1221上，搅拌轴1221旋转，则搅拌叶1222旋转，搅拌叶1222为带有一定宽度的浆叶，旋转过程中翻动物料，使其受热均匀，加快物料的蒸发。通过动力装置121驱动搅拌组件122，搅拌组件122不断搅拌，使被加热的物料受热更均匀，加快蒸发，从而提高整个蒸发设备的蒸发效率。

为了避免蒸发过程中外界与蒸发装置1内的温差过大，从而导致热量散失，在蒸发装置1外侧壁设置有保温结构13，保温结构13包覆于蒸发装置1外侧，对蒸发装置1进行保温，保温结构13可以采用热系数小于或等于0.12的材料进行制作得到。

为了减少热耗，提高能源利用效率，在保温结构13内设置有管道，以及进水口131和出水口132；将气液分离装置2中分离得到的水以及冷却水罐4中的液化水，通过热流循环管道61，经加热装置10，从进水口131处输送到保温结构13内，进一步提高蒸发装置1的蒸发效率。

由于热蒸汽经过冷凝降低温度，对抽真空装置7的损伤降低，因此将抽真空装置7设置于靠近冷凝进水口32的一端。同时，由于冷凝出气端31的一端相对于冷凝出水口33的一端温度较低，液化流出的水分较多，蒸汽中所含水分较少，所以将抽真空装置7设置于靠近冷凝进水口32的一端，可以从一定程度上减少抽真空装置7吸入液体。

本实施例的有益效果：本实用新型的一种真空蒸发冷却设备，在蒸汽进入冷凝器3之前设置了若干个气液分离装置2进行除液，减少了抽真空装置7在抽真空时吸入的水分，从而提高抽真空装置7的性能；同时设置了搅拌装置12和保温结构13，提高了蒸发设置1的蒸发效率，并将蒸汽液化之后产生的液体进行换热以及回热，重复利用，减少了能耗。此结构的真空蒸发冷却设备，结构简单，安装方便。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空蒸发冷却设备，包括依次连通的蒸发装置(1)、冷凝器(3)以及冷却水罐(4)，其特征在于，还包括设置于所述蒸发装置(1)和所述冷凝器(3)之间的若干个气液分离装置(2)；

所述蒸发装置(1)顶端设置有蒸汽出口(11)，所述蒸汽出口(11)处设置有蒸汽循环管道(5)，所述蒸汽循环管道(5)依次连通所述蒸发装置(1)、若干个所述气液分离装置(2)、所述冷凝器(3)及所述冷却水罐(4)；

所述冷凝器(3)上设置有抽真空装置(7)，所述抽真空装置(7)用于对所述蒸发装置(1)抽真空；

所述冷凝器(3)底端设置冷凝出气端(31)，所述冷凝出气端(31)处设置有流体循环管道(6)，所述流体循环管道(6)包括热流循环管道(61)和冷凝循环管道(62)，所述热流循环管道(61)依次连通换热装置(9)、所述气液分离装置(2)、加热装置(10)及所述蒸发装置(1)，所述冷凝循环管道(62)依次连通所述冷却水罐(4)、水泵(8)、所述换热装置(9)以及所述冷凝器(3)。

2.根据权利要求1所述的一种真空蒸发冷却设备，其特征在于，所述蒸发装置(1)上设置有搅拌装置(12)，所述搅拌装置(12)包括动力装置(121)，以及设置于所述动力装置(121)上的搅拌组件(122)。

3.根据权利要求2所述的一种真空蒸发冷却设备，其特征在于，所述搅拌组件(122)设置于所述蒸发装置(1)内部，所述搅拌组件(122)包括搅拌轴(1221)以及沿所述搅拌轴(1221)长度方向设置的若干个搅拌叶(1222)；

所述动力装置(121)设置于所述蒸发装置(1)外，所述动力装置(121)与所述搅拌轴(1221)连通。

4.根据权利要求1所述的一种真空蒸发冷却设备，其特征在于，所述蒸发装置(1)外侧壁设置有保温结构(13)，所述保温结构(13)上设置有进水口(131)和出水口(132)；

所述进水口(131)通过所述热流循环管道(61)与所述加热装置(10)连通。

5.根据权利要求1所述的一种真空蒸发冷却设备，其特征在于，所述蒸汽循环管道(5)包括第一蒸汽循环管道(51)、第二蒸汽循环管道(52)、第三蒸汽循环管道(53)以及第四蒸汽循环管道(54)；

所述第一蒸汽循环管道(51)用于连通所述蒸发装置(1)与所述气液分离装置(2)，所述第二蒸汽循环管道(52)用于连通相邻两个所述气液分离装置(2)，所述第三蒸汽循环管道(53)用于连通所述气液分离装置(2)与所述冷凝器(3)，所述第四蒸汽循环管道(54)用于连通所述冷凝器(3)与所述冷却水罐(4)。

6.根据权利要求5所述的一种真空蒸发冷却设备，其特征在于，所述第一蒸汽循环管道(51)和所述第二蒸汽循环管道(52)的气流出口端均设置有折弯部(55)，每个所述折弯部(55)设置于对应的所述气液分离装置(2)内。

7.根据权利要求6所述的一种真空蒸发冷却设备，其特征在于，每个所述气液分离装置(2)顶端均设置有第一进气口(21)和第一出气口(22)；

所述第一进气口(21)与所述第一蒸汽循环管道(51)或所述第二蒸汽循环管道(52)设置有所述折弯部(55)的一端连通，所述第一出气口(22)与所述第二蒸汽循环管道(52)或所述第三蒸汽循环管道(53)气流进口端连通。

8.根据权利要求7所述的一种真空蒸发冷却设备，其特征在于，设置有所述折弯部(55)且延伸入所述气液分离装置(2)内所述第一蒸汽循环管道(51)或所述第二蒸汽循环管道(52)长度，大于设置于所述第一出气口(22)且延伸入所述气液分离装置(2)内的所述第二蒸汽循环管道(52)或所述第三蒸汽循环管道(53)长度。

9.根据权利要求1所述的一种真空蒸发冷却设备，其特征在于，所述气液分离装置(2)底端设置有控制阀门(23)，所述控制阀门(23)与所述热流循环管道(61)连通。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种真空蒸发冷却设备，其特征在于，所述冷凝器(3)一端设置有冷凝进水口(32)，另一端设置有冷凝出水口(33)；

所述抽真空装置(7)设置于所述冷凝器(3)靠近所述冷凝进水口(32)的一端。

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