CN220039156U - 一种水蒸汽快速冷却设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于发酵工程领域，具体涉及一种水蒸汽快速冷却设备，包括水下进气冷却模块、水上过气冷却模块及水下出气冷却模块，所述水下进气冷却模块包括相连通的进气腔室和延阻通道，所述水上过气冷却模块包括与延阻通道连通的水上冷却通道，所述水下出气冷却模块包括与水上冷却通道连通的出气腔室。本发明用水、用电量较少，最后收集的水还能循环利用，而且对场地占用空间小，自身结构简单，具有良好应用前景；本发明安全且环保，凭借高效平稳的工作效率，在短时间内即可完成水蒸汽的充分液化，确保蒸汽不会进入车间或大气中，进而避免了局部高温高湿环境的出现。

Description

一种水蒸汽快速冷却设备

技术领域

本实用新型属于发酵工程领域，具体涉及一种水蒸汽快速冷却设备。

背景技术

发酵工程是指人为创造适宜目标微生物生长的环境，利用微生物强大的代谢能力，引导其源源不断产生所需产物的一种现代生物技术手段。它几乎涵盖了生物、医药、食品以及化工等诸多与人类密切相关的行业。对人类生活质量与水平的稳步提升，有着重要而深远的影响。

为了确保目标微生物生存环境干净无污染，在发酵开始前，需要对培养基和培养设备进行空消和实消处理，使其达到充分无菌的目的。然而空消或实消因为主要依赖于高温水蒸汽的大量使用，并且水蒸汽在高温条件下很难液化，这就直接导致在灭菌过程中有大量水蒸汽需要排放处理。而发酵工厂因考虑到处理成本过高等因素对这些蒸汽在灭菌结束后一般则是不经液化直接通过管路排放到大气或车间中，又由于水蒸汽属于高温高湿气体，直接排放的后果，往往会致使车间中充满雾气，在一定程度上，干扰到工作人员的视线，影响了其工作积极性和效率的同时，会导致地面、设备及产品大面积积水和门窗的大量水珠附着，而且若排放不当，对周边的居民和车间工作人员将会造成严重的伤害，甚至可能会威胁到他们的生命安全，鉴于此，一种简易蒸汽快速冷却装置的开发，对于这个问题的解决，在安全和经济、环保等几个方面，将会产生极为重要的积极意义。

实用新型内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种水蒸汽快速冷却设备的技术方案，可用在所有涉及到水蒸汽排放的发酵车间中，也可用于大量生成高温且易溶于水的臭气等一系列废气以及高温废水的工厂中带有污染性质的气与水的吸收和分离，分离得到的水经处理后，还可实现循环利用，既经济实用又绿色环保。

所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于包括

水下进气冷却模块，所述水下进气冷却模块包括相连通的进气腔室和延阻通道，所述进气腔室和延阻通道内均储有用以与水蒸汽进行热交换的冷凝水，进气腔室用以接入水蒸汽，延阻通道用以对水蒸汽的流动进行延阻；

水上过气冷却模块，所述水上过气冷却模块包括与延阻通道连通的水上冷却通道；以及

水下出气冷却模块，所述水下出气冷却模块包括与水上冷却通道连通的出气腔室，所述出气腔室内同样储有用以与水蒸汽进行热交换的冷凝水，出气腔室上还设置用以供水蒸汽排出的出气口。

所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述进气腔室内设置金属丝网，所述金属丝网用以对水蒸汽的流动进行延阻并与水蒸汽进行热交换。

所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述延阻通道内设置可转动的延阻挡板，延阻通道的出口设置可转动的延阻盖板，所述延阻盖板盖住延阻通道的出口，当水蒸汽上升时，水蒸汽的压力能够将延阻盖板顶开。

所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述进气腔室内上下设置两组相对的第一喷头，所述第一喷头用以向进气腔室内接入水蒸汽。

所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述水上冷却通道与出气腔室之间设置净化膜。

所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述进气腔室与延阻通道之间连通设置上升通道，所述上升通道内转动安装轴流式浆叶，所述轴流式浆叶能够在水流带动下旋转，所述上升通道的下端设置朝向轴流式浆叶的第二喷头。

所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于还包括进出水管，所述进出水管分别与上升通道的排水口、第二喷头、出气腔室的排水口和出气腔室的补水口配合连接，进出水管与上升通道的排水口之间配合安装第一阀门，进出水管与第二喷头之间配合安装第二阀门，进出水管与出气腔室的排水口之间配合安装第三阀门，进出水管与出气腔室的补水口之间配合安装第四阀门，所述出气腔室的补水口处设置浮球阀。

所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述水上冷却通道沿其通行方向布置若干第三喷头。

所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于还包括用以从将出气腔室内的水抽送至第三喷头的抽水泵。

所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述出气口上设置出气机构，所述出气机构包括上下连通的出气漏斗和出气引口，所述出气漏斗位于出气腔室外，所述出气引口位于出气腔室内，且出气引口为倒锥形；所述抽水泵分别通过管路连接设置第四喷头和第五喷头，所述第四喷头用以对出气漏斗处出来的水蒸汽进行热交换，所述第五喷头设置于出气腔室内。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1)用水、用电量较少，最后收集的水还能循环利用，而且对场地占用空间小，自身结构简单，具有良好应用前景；

2)安全且环保，该设备凭借高效平稳的工作效率，在短时间内即可完成水蒸汽的充分液化，确保蒸汽不会进入车间或大气中，进而避免了局部高温高湿环境的出现；

3)既经济又很实用，制作成本低廉，整套设备依据发酵罐大小的不同，一般价格在几十至上百之间；

4)改进空间大，应用面较广，在此装置的基础加以适当的改良，还可用于臭气、尾气等废气以及高温废水的高效处理。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“一端”、“另一端”、“外侧”、“上”、“内侧”、“水平”、“同轴”、“中央”、“端部”、“长度”、“外端”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图所示，一种水蒸汽快速冷却设备，包括

水下进气冷却模块，所述水下进气冷却模块包括相连通的进气腔室1和延阻通道3，所述进气腔室1和延阻通道3内均储有用以与水蒸汽进行热交换的冷凝水，进气腔室1用以接入水蒸汽，延阻通道3用以对水蒸汽的流动进行延阻；

水上过气冷却模块，所述水上过气冷却模块包括与延阻通道3连通的水上冷却通道4；以及

水下出气冷却模块，所述水下出气冷却模块包括与水上冷却通道4连通的出气腔室5，所述出气腔室5内同样储有用以与水蒸汽进行热交换的冷凝水，出气腔室5上还设置用以供水蒸汽排出的出气口。

具体地，本发明整体为组合式立体结构，包含一个较大的主水箱26和一个较小的蓄水池27，所述水下进气冷却模块包含在主水箱26内，所述水下出气冷却模块包含在蓄水池27内。

作为优化：所述进气腔室1内设置金属丝网6，所述金属丝网6用以对水蒸汽的流动进行延阻并与水蒸汽进行热交换。具体地，进气腔室1的底部一侧具有连通至上升通道2的出口，所述金属丝网6安装于该出口旁边，水蒸汽经过出口时必须经过金属丝网6，该金属丝网6优选为密集高耐受性铜丝网，主要用于水蒸汽的拦截和冷凝换热。

作为优化：所述延阻通道3内设置可转动的延阻挡板7，延阻通道3的出口设置可转动的延阻盖板8，所述延阻盖板8盖住延阻通道3的出口，当水蒸汽上升时，水蒸汽的压力能够将延阻盖板8顶开。具体地，所述延阻通道3为弓字形结构，主要用于引导水体流向和延长水蒸汽滞留时间。延阻盖板8的端部和延阻通道3的出口边沿上具有相应的台阶结构，使延阻盖板8与该出口盖合时能够尽量无缝叠合。水蒸汽离开水体前需将延阻盖板8顶开，一定程度上起到阻滞作用，进一步增加换热效率。延阻挡板7同样用于水蒸汽的拦阻，延长气体在水中停留时间。

作为优化：所述进气腔室1内上下设置两个相对的第一喷头9，所述第一喷头9用以向进气腔室1内接入水蒸汽，主要用于确保水蒸汽尽可能的充满整个空腔长方体，进而提高水汽的换热效率。具体地，所述主水箱26的外底部设置蒸汽管25，蒸汽管25分别与两个第一喷头9配合连接，且通过一统一的阀门对两个第一喷头9进行控制。两个第一喷头9优选为可转动的扁嘴喷头，主要用于让水蒸汽以辐射状均匀进入水体中从而提高换热效率。

作为优化：所述水上冷却通道4与出气腔室5之间设置净化膜10，净化膜10将主水箱26和蓄水池27隔开，净化膜27优选为耐高温净化过滤膜，用于将滤前冷凝水过滤后，除去杂质净化水体，进而转化为可循环使用的滤后冷凝水。

作为优化：所述进气腔室1与延阻通道3之间连通设置上升通道2，所述上升通道2内转动安装轴流式浆叶11，所述轴流式浆叶11能够在水流带动下旋转，所述上升通道2的下端设置朝向轴流式浆叶11的第二喷头12。具体地，所述轴流式浆叶11的主轴竖直设置，其自带双层叶片，主要用于带动水体旋转流动，加速散热和增加换热面积，叶片分别位于主轴的中部与端部处，每层都有三个叶片，构成三叶推进搅拌器，叶片上布有圆孔，主轴倾角可调。所述第二喷头12优选为雾化喷头，主要用于将水体转化成雾状形式，增加换热面积。

进一步地，本发明还包括进出水管13，所述进出水管13分别与上升通道2的排水口、第二喷头12、出气腔室5的排水口和出气腔室5的补水口配合连接，进出水管13与上升通道2的排水口之间配合安装第一阀门14，进出水管13与第二喷头12之间配合安装第二阀门15，进出水管13与出气腔室5的排水口之间配合安装第三阀门16，进出水管13与出气腔室5的补水口之间配合安装第四阀门17，所述出气腔室5的补水口处设置浮球阀18。其中，第一阀门14用于控制进气腔室1、上升通道2以及延阻通道3的排水，第二阀门15用以控制第二喷头12的进水，第三阀门16用于控制出气腔室5的排水，所述第四阀门17用于辅助控制出气腔室5内液位稳定，通过浮球阀32调节出气腔室5内液面处于恒定高度。

作为优化：所述水上冷却通道4沿其通行方向布置若干第三喷头19，所述第三喷头19包括雾化喷头和可转动的扁嘴喷头，扁嘴喷头主要用于让滤后冷凝水以扇形均匀进入水体中从而增大水网拦截面积，提高换热效率。其中，扁嘴喷头构成左右摆动式扇形拦截水网，雾化喷头形成雾化区域。此外，有一个雾化喷头位于延阻通道3的出口上端，主要同于将冷却水转化成的雾气，用于推动水上冷却通道4内的水汽加速向前流动。

进一步地，本发明还包括用以从将出气腔室5内的水抽送至第三喷头19的抽水泵20。

在上述结构中，所述出气口上设置出气机构，所述出气机构包括上下连通的出气漏斗21和出气引口22，所述出气漏斗21位于出气腔室5外，所述出气引口22位于出气腔室5内，且出气引口22为倒锥形；所述抽水泵20分别通过管路连接设置第四喷头23和第五喷头24，所述第四喷头23用以对出气漏斗21处出来的水蒸汽进行热交换，所述第五喷头24设置于出气腔室5内。具体地，倒锥形的出气引口22主要用于迫使冷凝气在挤压的状态下从排气口被释放，第四喷头23优选为雾化喷头，第四喷头23将滤后冷凝水转化成雾化形态覆盖在出气漏斗21上方，保证与滤后冷凝气充分接触，完成最后一步的冷却。第五喷头24同样优选为雾化喷头，主要用于将滤后冷凝水转化成雾气状态进入水池上方，增加换热面积。

本发明的工作工程：

通过水蒸汽管25将水蒸汽通过第一喷头9进入进气腔室1，水蒸汽与进气腔室1中的冷凝水充分换热后，以挤压接触方式混合着水体从嵌合在进气腔室1正面底部的金属丝网6中通过，并迅速进入上升通道2，此时夹带着水蒸汽的水体在短暂的无差别运动后，在靠近主水箱26右侧面时，与第二喷头12中以雾化状态产生的至下而上的水体形成二次混合换热，与此同时产生较强的轴向的推动力带动由轴流式桨叶11定向旋转，从而产生螺旋形水流。在向上进入延阻通道3后，先后推开延阻通道3内的延阻挡板7和延阻盖板8，在顺利摆脱其形成的阻滞作用后，顺利通过延阻通道3，其中有一部分未液化的水蒸汽或热空气会离开液面进入主水箱26顶部，在该位置会与第三喷头19产生的冷却水汽正面相遇换热，并在其中一个雾化喷头产生的雾化推力作用下，连续穿过扁嘴喷头构筑成的左右摆动式扇形拦截水网以及由雾化喷头形成的雾化区域。在抵达出气腔室5后，水汽和滤前冷凝水依次通过净化膜10，其中水汽进入出气腔室5上方，与第五喷头24产生的雾化水汽相遇换热，然后从出气漏斗21处离开出气腔室5并与安装在其正上方的第四喷头23产生的雾汽发生对冲，实现最后一步的换热，最后进入环境中。而滤前冷凝水则经过滤后转变成滤后冷凝水，再由抽水泵20泵入主管路中，通过两种喷头重新回到主水箱中，进而实现水体的重复使用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于包括：

水下进气冷却模块，所述水下进气冷却模块包括相连通的进气腔室(1)和延阻通道(3)，所述进气腔室(1)和延阻通道(3)内均储有用以与水蒸汽进行热交换的冷凝水，进气腔室(1)用以接入水蒸汽，延阻通道(3)用以对水蒸汽的流动进行延阻；

水上过气冷却模块，所述水上过气冷却模块包括与延阻通道(3)连通的水上冷却通道(4)；以及

水下出气冷却模块，所述水下出气冷却模块包括与水上冷却通道(4)连通的出气腔室(5)，所述出气腔室(5)内同样储有用以与水蒸汽进行热交换的冷凝水，出气腔室(5)上还设置用以供水蒸汽排出的出气口。

2.根据权利要求1所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述进气腔室(1)内设置金属丝网(6)，所述金属丝网(6)用以对水蒸汽的流动进行延阻并与水蒸汽进行热交换。

3.根据权利要求1所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述延阻通道(3)内设置可转动的延阻挡板(7)，延阻通道(3)的出口设置可转动的延阻盖板(8)，所述延阻盖板(8)盖住延阻通道(3)的出口，当水蒸汽上升时，水蒸汽的压力能够将延阻盖板(8)顶开。

4.根据权利要求1所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述进气腔室(1)内上下设置两组相对的第一喷头(9)，所述第一喷头(9)用以向进气腔室(1)内接入水蒸汽。

5.根据权利要求1所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述水上冷却通道(4)与出气腔室(5)之间设置净化膜(10)。

6.根据权利要求1-5中任一所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述进气腔室(1)与延阻通道(3)之间连通设置上升通道(2)，所述上升通道(2)内转动安装轴流式浆叶(11)，所述轴流式浆叶(11)能够在水流带动下旋转，所述上升通道(2)的下端设置朝向轴流式浆叶(11)的第二喷头(12)。

7.根据权利要求6所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于还包括进出水管(13)，所述进出水管(13)分别与上升通道(2)的排水口、第二喷头(12)、出气腔室(5)的排水口和出气腔室(5)的补水口配合连接，进出水管(13)与上升通道(2)的排水口之间配合安装第一阀门(14)，进出水管(13)与第二喷头(12)之间配合安装第二阀门(15)，进出水管(13)与出气腔室(5)的排水口之间配合安装第三阀门(16)，进出水管(13)与出气腔室(5)的补水口之间配合安装第四阀门(17)，所述出气腔室(5)的补水口处设置浮球阀(18)。

8.根据权利要求1-5中任一所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述水上冷却通道(4)沿其通行方向布置若干第三喷头(19)。

9.根据权利要求8所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于还包括用以从将出气腔室(5)内的水抽送至第三喷头(19)的抽水泵(20)。

10.根据权利要求9所述的一种水蒸汽快速冷却设备，其特征在于所述出气口上设置出气机构，所述出气机构包括上下连通的出气漏斗(21)和出气引口(22)，所述出气漏斗(21)位于出气腔室(5)外，所述出气引口(22)位于出气腔室(5)内，且出气引口(22)为倒锥形；所述抽水泵(20)分别通过管路连接设置第四喷头(23)和第五喷头(24)，所述第四喷头(23)用以对出气漏斗(21)处出来的水蒸汽进行热交换，所述第五喷头(24)设置于出气腔室(5)内。