CN219307938U - 一种快速加热的加热器及料液蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种快速加热的加热器及料液蒸发器，加热器包括壳体、上管板、下管板、上封头、下封头；其中，所述壳体的内部设置用于流通料液的第一列管、第二列管，所述第一列管、第二列管的上端与上管板连接，所述第一列管、第二列管的下端与下管板连接；所述上管板上设置有隔板，所述隔板用于将上管板上与第一列管和第二列管连接的列管孔分隔开，并将与上管板连接的上封头的内部分隔成两个独立的腔室；所述上封头上设有料液进口、料液出口，料液进口与上封头的一个腔室连通，料液出口与上封头的另一个腔室连通。该加热器料液2次通过加热管，流速增大2倍以上，雷诺系数大，且料液换热面积大，大大提高了加热器的换热效率，使料液在加热器中快速受热蒸发。

Description

一种快速加热的加热器及料液蒸发器

技术领域

本实用新型涉及溶液浓缩装置技术领域，具体涉及一种快速加热的加热器及料液蒸发器。

背景技术

在制药、化工等技术领域，为实现有效物质的提纯浓缩，一般需采用料液蒸发器进行浓缩提纯处理。料液蒸发器包括用于料液加热的加热器、蒸发室和用于使蒸发室产生负压环境的助力循环装置；加热器和蒸发室间具有将料液从加热器输送至蒸发室的第一管路和使得料液从蒸发室回流至加热器的第二管路；其中，加热器包括壳体、列管、两个管板、两个封头；列管设置在壳体内，列管的两端分别与两个管板连接，两个管板分别焊在壳体的两端，并在其上连接有封头，封头和壳体上均装有流体进出口接管。在真空状态下，将蒸汽通入到加热器的壳体内，在列管内通入料液，列管内的料液吸收热量，其中的水分从蒸发室上方排出，使料液中的溶剂相对减少，蒸发室内的料液重新进入加热器中循环蒸发，达到浓缩的目的。现有料液蒸发器料液单次通过加热器的列管后便直接进入蒸发室，由于直管的雷诺系数小，液料在管程内为层流状态自然循环蒸发，管内壁逐渐形成粘滞力，粘滞力对流场的影响大于惯性，料液的流速会因粘滞力而衰减，导致流速下降，极易发生料液贴付在管程内壁，受热过程中发生碳化或糊壁现象。此外，在同等温度下流速变慢，雷诺系数小的管道会导致蒸发的速度下降，换热效果不好。

实用新型内容

鉴于上述技术问题和缺点，本实用新型的目的在于提供一种快速加热的加热器，料液从加热器上部一侧供入，由上至下落入加热器底部的料液从加热器另一侧列管由下至上送出，料液2次通过加热管，流速增大2倍以上，雷诺系数大，且料液换热面积大，大大提高了加热器的换热效率，使料液在加热器中快速受热蒸发。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种快速加热的加热器，包括壳体、上管板、下管板、上封头、下封头，所做的改进是，所述壳体的内部设置用于流通料液的第一列管、第二列管，所述第一列管、第二列管的上端与上管板连接，所述第一列管、第二列管的下端与下管板连接；所述上管板上设置有隔板，所述隔板用于将上管板上与第一列管和第二列管连接的列管孔分隔开，并将与上管板连接的上封头的内部分隔成两个独立的腔室；所述上封头上设有料液进口、料液出口，料液进口与上封头的一个腔室连通，料液出口与上封头的另一个腔室连通。

作为本实用新型的优选，所述第一列管与第二列管对称设置，所述隔板设置在上管板的中间位置。

作为本实用新型的优选，所述第一列管、第二列管均包括多个加热管，所述加热管为直管、螺旋管或直管与螺旋管的组合。

作为本实用新型的优选，所述下封头安装在下管板上，下封头与第一列管、第二列管连通，所述壳体上设有蒸汽进口、蒸汽出口。

本实用新型还提供一种快速加热的料液蒸发器，该料液蒸发器采用上述料液2次通过加热管的加热器，之后输送至蒸发室，此种蒸发器换热效果好，占地空间小，同时还能避免加热器管壁出现挂壁或糊壁现象。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种快速加热的料液蒸发器，包括用于料液加热的加热器、蒸发室，加热器和蒸发室间具有将料液从加热器输送至蒸发室的第一管路和使得料液从蒸发室回流至加热器的第二管路；所做的改进是，所述加热器为上述快速加热的加热器。

作为本实用新型的优选，所述加热器的料液出口通过第一管路与蒸发室的上端连通，加热器的料液进口通过第二管路与蒸发室的底部连通，所述第二管路上安装有助力循环装置。

作为本实用新型的优选，所述第一管路连接蒸发室的一端为使料液在蒸发室侧壁内侧形成涡流的螺旋段，第一管路与加热器连接端为直线段，直线段和螺旋段密封导通。

作为本实用新型的优选，所述第一管路的截面为矩形。

作为本实用新型的优选，所述助力循环装置为真空泵、离心泵、轴流泵或混流泵。

本实用新型的优点和有益效果：

(1)本实用新型提供的加热器通过对加热器结构进行改进，使料液2次通过加热器，料液从加热器上部一侧供入，由上至下落入加热器底部的料液从加热器另一侧列管由下至上送出，料液2次通过加热器时的流速将增大2倍以上，雷诺系数大，且料液换热面积大，大大提高了加热器的换热效率，使料液在加热器中快速受热蒸发。

(2)本实用新型提供的蒸发器采用自行设计的加热器，料液2次通过加热器后输送至蒸发室，此种蒸发器换热效果好，浓缩速度快，同时还能避免加热器管壁出现挂壁或糊壁现象。

(3)本实用新型提供的加热器上的加热管可以是直管或螺旋管，也可以是直管与螺旋管的组合；实际使用时，根据加热器通过路线行程的长短选择不同加热列管，采用直管后由于料液流速大，雷诺系数大，料液为紊流状态，因为也不会发生料液贴付在管程内壁，受热过程中发生碳化或糊壁的现象。

(4)本实用新型提供的蒸发器料液2次通过加热列管，加热列管采用2次通过后，流速加快，在原有加热器高度不变的情况下加热壳(壳体)直径变小，使加热器占用空间变小，减小了设备的占地空间，同时提高了加热器的换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型快速加热料液蒸发器的示意图；

图2为本实用新型加热器的结构示意图；

图3为本实用新型加热器的截面图；

图4为本实用新型上管板的示意图。

附图标记：加热器1、蒸发室2、助力循环装置3、第一管路4、第二管路5、第一列管11、第二列管12、上管板13、下管板14、隔板15、上封头16、料液进口17、料液出口18、第一列管孔131、第二列管孔132。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上端”、“下端”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1

如图2至图4所示，本实施例提供一种快速加热的加热器1，包括壳体(未示意)、上管板13、下管板14、上封头16、下封头(未示意)，所做的改进是，所述壳体的内部设置用于流通料液的第一列管11、第二列管12，所述第一列管11、第二列管12的上端与上管板13连接，所述第一列管11、第二列管12的下端与下管板14连接；所述上管板13上设置有隔板15，所述隔板15用于将上管板13上与第一列管和第二列管连接的第一列管孔131、第二列管孔132分隔开，并将与上管板连接的上封头16的内部分隔成两个独立的腔室；所述上封头16上设有料液进口17、料液出口18，料液进口17与上封头16的一个腔室连通，料液出口18与上封头的另一个腔室连通。

本实施例中，所述第一列管孔131用于安装第一列管11，第二列管孔132用于安装第一列管12。

进一步，本实施例中，所述第一列管11与第二列管12对称设置，所述隔板15设置在上管板13的中间位置，所述第一列管11、第二列管12均包括多个加热管a，所述加热管a为直管、螺旋管或直管与螺旋管的组合。

实施例2

如图1至图4所示，本实施例提供一种快速加热料液蒸发器，包括用于料液加热的加热器1、蒸发室2和用于使蒸发室2产生负压环境的助力循环装置3；其中，所述加热器1和蒸发室2间具有将料液从加热器1输送至蒸发室2的第一管路4和使得料液从蒸发室回流至加热器的第二管路5；所做的改进是，所述加热器1采用实施例1所述的快速加热的加热器，具体结构为：所述加热器1包括壳体(未示意)、上管板13、下管板14、上封头16、下封头(未示意)，所述壳体的内部设置用于流通料液的第一列管11、第二列管12，所述第一列管11、第二列管12的上端与上管板13连接，所述第一列管11、第二列管12的下端与下管板14连接；所述上管板13上设置有隔板15，所述隔板15用于将上管板13上与第一列管和第二列管连接的第一列管孔131、第二列管孔132分隔开，并将与上管板连接的上封头16的内部分隔成两个独立的腔室；所述上封头16上设有料液进口17、料液出口18，料液进口17与上封头16的一个腔室连通，料液出口18与上封头的另一个腔室连通。

本实施例中，所述第一列管孔131用于安装第一列管11，第二列管孔132用于安装第一列管12。

本实施例中，所述料液进口17与上封头16内部左侧的腔室连通，料液出口18与上封头16内部右侧的腔室连通，与上封头16内部左侧的腔室连通的列管为第一列管11，与上封头16内部右侧的腔室连通的列管为第二列管12，料液从加热器的料液进口17由上至下落入到上封头16内部左侧的腔室、第一列管11，落入加热器底部的料液通过下管板14和与下管板14连接的下封头输送到第二列管12，之后由下至上输送至上封头16内部右侧的腔室，并通过料液出口18、第一管路4输送至蒸发室2，蒸发室2中的料液通过第二管路5输送至加热器1。

进一步，本实施例中，所述第一列管11与第二列管12对称设置，所述隔板15设置在上管板13的中间位置，所述第一列管11、第二列管12均包括多个加热管a，所述加热管a为直管(雷诺数较小)、螺旋管或直管与螺旋管(雷诺数较大)的组合。

本实施例中可以根据加热器通过路线行程的长短选择不同加热管a。雷诺数较小时，粘滞力对流场的影响大于惯性，流场中流速的扰动会因粘滞力而衰减，流体流动稳定，为层流；反之，若雷诺数较大时，惯性对流场的影响大于粘滞力，流体流动较不稳定，流速的微小变化容易发展、增强，形成紊乱、不规则的紊流流场。一般管道中雷诺系数Re<2000为层流状态，Re>6500为紊流状态，Re处于2000～6500之间为过渡状态，不同雷诺系数下液体的流动状态、运动规律不同，因此雷诺系数的大小决定了粘性流体的流动特性，雷诺系数高，流速高，换热面积大时，现有技术同等高度下加热器的直径缩小，加热器会变小，减小了设备的占地空间，同时提高了加热器的换热效率。

进一步，本实施例中，所述助力循环装置5可为真空泵、离心泵、轴流泵或混流泵。

进一步，本实施例中，所述加热器的料液出口通过第一管路4与蒸发室2的上端连通，加热器的料液进口通过第二管路5与蒸发室2的底部连通，所述第二管路5上安装有助力循环装置3；所述第一管路4连接蒸发室的一端为使料液在蒸发室侧壁内侧形成涡流的螺旋段，第一管路4与加热器连接端为直线段，直线段和螺旋段密封导通，且所述第一管路4的截面为矩形，此种连接形式增加了进入蒸发室的料液的蒸发比表面积，提高了蒸发效率(详见CN 105056556A公开的一种料液浓缩装置及其料液蒸发器)。

本实用新型提供的蒸发器，料液2次通过加热器时的流速将增大2倍以上，雷诺系数大，且料液换热面积大，换热效率显著提高，在原有加热器高度不变的情况下加热壳(壳体)直径变小，使加热器占用空间变小。此外，料液的流速大，料液在加热器的加热管内以紊流状态流动，因此加热管内部不易形成挂壁或糊壁现象。

以上为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种快速加热的加热器，包括壳体、上管板、下管板、上封头、下封头，其特征在于，所述壳体的内部设置用于流通料液的第一列管、第二列管，所述第一列管、第二列管的上端与上管板连接，所述第一列管、第二列管的下端与下管板连接；所述上管板上设置有隔板，所述隔板用于将上管板上与第一列管和第二列管连接的列管孔分隔开，并将与上管板连接的上封头的内部分隔成两个独立的腔室；所述上封头上设有料液进口、料液出口，料液进口与上封头的一个腔室连通，料液出口与上封头的另一个腔室连通。

2.根据权利要求1所述的一种快速加热的加热器，其特征在于，所述第一列管与第二列管对称设置，所述隔板设置在上管板的中间位置。

3.根据权利要求1所述的一种快速加热的加热器，其特征在于，所述第一列管、第二列管均包括多个加热管，所述加热管为直管、螺旋管或直管与螺旋管的组合。

4.根据权利要求1所述的一种快速加热的加热器，其特征在于，所述下封头安装在下管板上，下封头与第一列管、第二列管连通，所述壳体上设有蒸汽进口、蒸汽出口。

5.一种快速加热的料液蒸发器，包括用于料液加热的加热器、蒸发室，加热器和蒸发室间具有将料液从加热器输送至蒸发室的第一管路和使得料液从蒸发室回流至加热器的第二管路；其特征在于，所述加热器为权利要求1至4任意一项所述的快速加热的加热器。

6.根据权利要求5所述的一种快速加热的料液蒸发器，其特征在于，加热器的料液出口通过第一管路与蒸发室的上端连通，加热器的料液进口通过第二管路与蒸发室的底部连通，所述第二管路上安装有助力循环装置。

7.根据权利要求5所述的一种快速加热的料液蒸发器，其特征在于，所述第一管路连接蒸发室的一端为使料液在蒸发室侧壁内侧形成涡流的螺旋段，第一管路与加热器连接端为直线段，直线段和螺旋段密封导通。

8.根据权利要求5所述的一种快速加热的料液蒸发器，其特征在于，所述第一管路的截面为矩形。

9.根据权利要求6所述的一种快速加热的料液蒸发器，其特征在于，所述助力循环装置为真空泵、离心泵、轴流泵或混流泵。

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