CN220899536U - 降膜蒸发器及蒸发器系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种降膜蒸发器及蒸发器系统，该降膜蒸发器包括：壳体，具有换热腔；多个溢流挡板，沿壳体的轴向间隔布置于换热腔内，溢流挡板上设有过孔；以及换热管件，穿设于过孔中；换热管件包括内管、外管及降膜头，内管穿设于外管内，降膜头上设有布流孔，降膜头通过布流孔套设于内管外，降膜头的外周缘连接于外管的内壁，布流孔与内管的外壁之间具有布流距离。本申请技术方案有效解决了传统降膜蒸发器的运行荷载大，热介质流动性差，换热效果差，物料处理量少，整个蒸发效率低下的技术问题。

Description

降膜蒸发器及蒸发器系统

技术领域

本申请涉及蒸发设备技术领域，尤其涉及一种降膜蒸发器及蒸发器系统。

背景技术

降膜蒸发器作为一种高效蒸发设备以其特有的优点被广泛应用于石油化工、冶金、轻工、食品加工、医药、海水淡化、污水处理等领域。相关技术中，通常是将物料自降膜蒸发器的加热室上管箱加入，然后经液体分布及成膜装置，均匀分配到各换热管内；并在重力和真空诱导及气流作用下，形成均匀膜状自上而下流动。但是，由于降膜蒸发器的加热介质充满壳程，持液量大，使得整个设备的运行荷载大，加热介质的流动性差，物料换热效果差，物料处理量少，严重影响了降膜蒸发器的蒸发效率。

实用新型内容

本申请提供了一种降膜蒸发器及蒸发器系统，以解决传统降膜蒸发器的运行荷载大，热介质流动性差，换热效果差，物料处理量少，整个蒸发效率低下的技术问题。

为此，第一方面，本申请实施例提供了一种降膜蒸发器，其包括：

壳体，具有换热腔；

多个溢流挡板，沿壳体的轴向间隔布置于换热腔内，溢流挡板上设有过孔；以及

换热管件，穿设于过孔中；换热管件包括内管、外管及降膜头，内管穿设于外管内，降膜头上设有布流孔，降膜头通过布流孔套设于内管外，降膜头的外周缘连接于外管的内壁，布流孔与内管的外壁之间具有布流距离。

在一种可能的实施方式中，降膜头倾斜设置在外管与内管之间，在壳体的轴向上，降膜头的外周缘高于布流孔的周缘。

在一种可能的实施方式中，降膜头与溢流挡板之间的夹角为0°～60°。

在一种可能的实施方式中，布流孔的展开形状为直线、齿状折线或波浪线中的任一者。

在一种可能的实施方式中，降膜头上设有第一溢流孔。

在一种可能的实施方式中，溢流挡板上设有第二溢流孔。

在一种可能的实施方式中，溢流挡板上设有溢流缺口。

在一种可能的实施方式中，降膜蒸发器还包括第一封头和第二封头，第一封头设于壳体的进料端，第一封头上设有进料口，进料口连通内管的进料端；第二封头设于壳体的出料端，第二封头上设有出料口，出料口连通内管的出料端。

在一种可能的实施方式中，降膜蒸发器还包括连通换热腔的热介质进口和热介质出口，热介质进口位于壳体的进料端，热介质出口位于壳体的出料端。

第二方面，本申请实施例还提供了一种蒸发器系统，包括如上任一项所述的降膜蒸发器。

根据本申请实施例提供的降膜蒸发器及蒸发器系统，该降膜蒸发器包括：壳体，具有换热腔；多个溢流挡板，沿壳体的轴向间隔布置于换热腔内，溢流挡板上设有过孔；以及换热管件，穿设于过孔中；换热管件包括内管、外管及降膜头，内管穿设于外管内，降膜头上设有布流孔，降膜头通过布流孔套设于内管外，降膜头的外周缘连接于外管的内壁，布流孔与内管的外壁之间具有布流距离。本申请技术方案，通过优化降膜蒸发器的具体结构，以减小热介质的运行荷载，提高热介质的流动性，提高换热效果；同时，通过溢流挡板和降膜头实现双降膜换热，大幅提高了蒸发效率，提高了单位时间内的物料处理量。具体而言，将降膜蒸发器配置为至少包括壳体、多个溢流挡板及换热管件的组合构件，多个溢流挡板间隔分布于壳体的换热腔中，以将进入加热腔的热介质沿壳体的轴向分隔成多段，每段壳程持液量大大减小，降低了降膜蒸发器的运行荷载压力；并且，每一溢流挡板均能给热介质提供支撑力，有利于提高热介质在换热管件中流动换热的稳定性，提高降膜蒸发器的整体性能。同时，换热管件被配置为至少包括内管、外管及降膜头的组合构件，该降膜头的布流孔与内管外壁之间设置有布流距离，以便热介质从该间隙进入内管和外管之间、并使其沿着内管的外壁布流，从而对内管中的物料进行换热，提高热介质的利用率，提高整体换热效果。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请实施例提供的降膜蒸发器的结构示意图；

图2为图1中A处的放大图；

图3为图2的局部放大图；

图4为图3中B处的放大图；

图5为本申请实施例提供的降膜头的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的溢流挡板的结构示意图。

附图标记说明：

100、壳体；101、换热腔；

200、溢流挡板；201、过孔；202、第二溢流孔；203、溢流缺口；

300、换热管件；310、内管；320、外管；330、降膜头；331、布流孔；332、第一溢流孔；

400、第一封头；410、进料口；500、第二封头；510、出料口；

600、热介质进口；700、热介质出口；

Z、轴向。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，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的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。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的相对位置关系或运动情况，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”、“前”、“后”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置发生了位置翻转或者姿态变化或者运动状态变化，那么这些方向性的指示也相应的随着变化，例如：描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

参见图1至图6，本申请实施例提供了一种降膜蒸发器，其包括：壳体100、多个溢流挡板200及换热管件300。

壳体100，具有换热腔101；

多个溢流挡板200，沿壳体100的轴向Z间隔布置于换热腔101内，溢流挡板200上设有过孔201；以及

换热管件300，穿设于过孔201中；换热管件300包括内管310、外管320及降膜头330，内管310穿设于外管320内，降膜头330上设有布流孔331，降膜头330通过布流孔331套设于内管310外，降膜头330的外周缘连接于外管320的内壁，布流孔331与内管310的外壁之间具有布流距离。

本实施例中，通过优化降膜蒸发器的具体结构，以减小热介质的运行荷载，提高热介质的流动性，提高换热效果；同时，通过溢流挡板200和降膜头330实现双降膜换热，大幅提高了蒸发效率，提高了单位时间内的物料处理量。

具体而言，将降膜蒸发器配置为至少包括壳体100、多个溢流挡板200及换热管件300的组合构件，多个溢流挡板200间隔分布于壳体100的换热腔101中，以将进入加热腔的热介质沿壳体100的轴向Z分隔成多段，每段壳程持液量大大减小，降低了降膜蒸发器的运行荷载压力；并且，每一溢流挡板200均能给热介质提供支撑力，有利于提高热介质在换热管件300中流动换热的稳定性，提高降膜蒸发器的整体性能。同时，换热管件300被配置为至少包括内管310、外管320及降膜头330的组合构件，该降膜头330的布流孔331与内管310外壁之间设置有布流距离，以便热介质从该间隙进入内管310和外管320之间、并使其沿着内管310的外壁布流，从而对内管310中的物料进行换热，提高热介质的利用率，提高整体换热效果。

在一示例中，过孔201设有多个，换热管件300设有多个，一个换热管件300对应一个过孔201设置，如此，以提高物料的处理效率。

在一示例中，内管310和外管320均为长管状结构，内管310的径向尺寸小于外管320的径向尺寸，内管310的轴向Z尺寸大于外管320的轴向Z尺寸。降膜头330为圆环结构，降膜头330的最大径向尺寸等于外管320的孔径，降膜头330的布流孔331尺寸略大于内管310的径向尺寸。

在一种可能的实施方式中，降膜头330倾斜设置在外管320与内管310之间，在壳体100的轴向Z上，降膜头330的外周缘高于布流孔331的周缘。

本实施例中，对降膜头330的具体配置进行优化。具体而言，将降膜头330倾斜设置在外管320上，以在外管320和内管310的入口处形成倾斜的引流结构，将热介质引流至内管310的外壁上，使热介质直接在内管310壁上流动，实现对内管310中的物料的换热。降膜头330可以为漏斗结构，漏斗结构的外圈连接在外管320的内壁上，并与顶部的溢流挡板200相齐平，漏斗结构的内圈环设在内管310的外侧且与内管310相间隔。

在一种可能的实施方式中，降膜头330与溢流挡板200之间的夹角为0°～60°。

本实施例中，进一步对降膜头330的具体配置进行优化。具体而言，为保证降膜头330的引流效果，使被引流的热介质沿着内管310的外壁流动，将降膜头330与溢流挡板200之间的夹角配置在0°～60°之间。例如但不限于，降膜头330与溢流挡板200之间的夹角为30°。

在一种可能的实施方式中，布流孔331的展开形状为直线、齿状折线或波浪线中的任一者。

本实施例中，对布流孔331的具体形状进行优化。具体而言，将布流孔331的内壁设置成平面、齿状面或波浪曲面中的任一者，如此，以提高引流至内管310外壁上的热介质，使其呈膜状地均匀分布在内管310的周侧壁上。例如但不限于，布流孔331的形状为齿状。

在一种可能的实施方式中，降膜头330上设有第一溢流孔332。

本实施例中，进一步对降膜头330的具体配置进行优化。具体而言，在降膜头330上设置了第一溢流孔332，第一溢流孔332位于布流孔331的外侧，以确保外管320中具有一定量的热介质流通量，以便将外管320及外管320外的热量传递至内管310中的物料中，提高换热效果。

在一示例中，第一溢流孔332设有多个，多个第一溢流孔332间隔分布在布流孔331的外周侧。

在一种可能的实施方式中，溢流挡板200上设有第二溢流孔202。

本实施例中，对溢流挡板200的具体配置进行优化。具体而言，在溢流挡板200上设置了第二溢流孔202，第二溢流孔202与过孔201间隔设置。第二溢流孔202保证了溢流挡板200具有一定高度的持液量，有利于减少每个溢流挡板200上方的壳程持液量，降低设备的运行荷载。第二溢流孔202的孔径远小于过孔201的孔径。

在一示例中，第二溢流孔202设有多个，多个第二溢流孔202间隔分布在溢流挡板200上。

在一种可能的实施方式中，溢流挡板200上设有溢流缺口203。

本实施例中，进一步对溢流挡板200的具体配置进行优化。具体而言，在溢流挡板200上设置了溢流缺口203，该溢流缺口203配置在溢流挡板200的边缘，当溢流挡板200装配至壳体100中时，该溢流缺口203与壳体100的内壁围合形成过液孔，确保热介质向下流动。

在一种可能的实施方式中，降膜蒸发器还包括第一封头400和第二封头500，第一封头400设于壳体100的进料端，第一封头400上设有进料口410，进料口410连通内管310的进料端；第二封头500设于壳体100的出料端，第二封头500上设有出料口510，出料口510连通内管310的出料端。

本实施例中，进一步对降膜蒸发器的具体配置进行优化。具体而言，将降膜蒸发器配置为至少包括壳体100、多个溢流挡板200、换热管件300、第一封头400及第二封头500的组合构件，该第一封头400连接在壳体100的进料端，换热管件300的内管310的进料端伸入第一封头400的内腔中，第一封头400上设有进料口410，外管320的进料端设置在壳体100的换热腔101中；第二封头500连接在壳体100的出料端，换热管件300的内管310的出料端伸入第二封头500的内腔中，第二封头500上设于出料口510，外管320的出料端设置在壳体100的换热腔101中。如此，待处理物料从进料口410进入第一封头400的内腔中，再进入第一封头400内的内管310中，然后进入壳体100中的内管310中进行换热，再后进入第二封头500的内管310中，进入第二封头500的内腔中，并从出料口510处进入收集罐中完成收集。

在一种可能的实施方式中，降膜蒸发器还包括连通换热腔101的热介质进口600和热介质出口700，热介质进口600位于壳体100的进料端，热介质出口700位于壳体100的出料端。

本实施例中，进一步对降膜蒸发器的具体配置进行优化。具体而言，将降膜蒸发器配置为至少包括壳体100、多个溢流挡板200、换热管件300、热介质进口600及热介质出口700的组合构件，该热介质进口600连通热源，热介质出口700连通回收罐，热介质进口600设置在热介质出口700的上方。热介质从热介质进口600进入壳体100的换热腔101中，然后在降膜头330的引流下进入内管310和外管320之间的间隙中实现对内管310中物料的换热，或者从溢流挡板200的溢流缺口203处向下流动，或者从溢流挡板200的第二溢流孔202处向下流动，并最终从热介质出口700处流出壳体100，被回收循环使用。

此外，本申请实施例还提供了一种蒸发器系统，包括如上任一项所述的降膜蒸发器。该降膜蒸发器的具体结构参照上述实施例，由于本蒸发器系统采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实施例中，蒸发器系统还包括原料罐和收集罐，该原料罐连通降膜蒸发器的进料口410，收集罐连通降膜蒸发器的出料口510。如此，待处理物料从原料罐进入进料口410，并顺次经过上封头存储、内管310换热、下封头存储，最后从出料口510进入收集罐中，实现换热处理和收集。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种降膜蒸发器，其特征在于，包括：

壳体，具有换热腔；

多个溢流挡板，沿所述壳体的轴向间隔布置于所述换热腔内，所述溢流挡板上设有过孔；以及

换热管件，穿设于所述过孔中；所述换热管件包括内管、外管及降膜头，所述内管穿设于所述外管内，所述降膜头上设有布流孔，所述降膜头通过所述布流孔套设于所述内管外，所述降膜头的外周缘连接于所述外管的内壁，所述布流孔与所述内管的外壁之间具有布流距离。

2.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述降膜头倾斜设置在所述外管与所述内管之间，在所述壳体的轴向上，所述降膜头的外周缘高于所述布流孔的周缘。

3.根据权利要求2所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述降膜头与所述溢流挡板之间的夹角为0°～60°。

4.根据权利要求2所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述布流孔的展开形状为直线、齿状折线或波浪线中的任一者。

5.根据权利要求2所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述降膜头上设有第一溢流孔。

6.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述溢流挡板上设有第二溢流孔。

7.根据权利要求6所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述溢流挡板上设有溢流缺口。

8.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述降膜蒸发器还包括第一封头和第二封头，所述第一封头设于所述壳体的进料端，所述第一封头上设有进料口，所述进料口连通所述内管的进料端；所述第二封头设于所述壳体的出料端，所述第二封头上设有出料口，所述出料口连通所述内管的出料端。

9.根据权利要求1所述的降膜蒸发器，其特征在于，所述降膜蒸发器还包括连通所述换热腔的热介质进口和热介质出口，所述热介质进口位于所述壳体的进料端，所述热介质出口位于所述壳体的出料端。

10.一种蒸发器系统，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的降膜蒸发器。