專利名稱：一種升膜式蒸發裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于蒸餾水設備領域，尤其是一種升膜式蒸發裝置。
背景技術：
目前國內自主或引進的多效蒸餾水機蒸發方式均為降膜式。降膜蒸發是料液以液膜的形式流經加熱表面進行的一種表面蒸發。和普通的蒸發不同，降膜蒸發過程中，沒有料液的劇烈沸騰。在降膜蒸發傳熱過程中，熱流密度沿液膜厚度方向保持不變，熱量從加熱面經過液膜直到自由表面才以潛熱的形式釋放出來，蒸發一般只在液膜表面發生，是管內氣液兩相的強制對流傳熱。由于降膜式蒸餾水機采用了上部布水，原料水形成部分沿列管降 膜流下，部分列管形成水柱流下，而部分列管缺水，導致各列管原料水分配不均，致使其蒸發效率相對較低，即使采用多級布水，也不能從根本上解決布水不均的問題，這是因為多效蒸餾水機蒸發器的水量是隨一效蒸汽量而變化的，也就從根本上導致了它的進水量波動和布水不均。布水不均的情況下，也就出現了有的換熱管中水量過大，水在管道中不是降膜狀態，而水過水管，不能有效工作，有的換熱管水量過少或無水處于半工作或不工作狀態，這些都導致了降膜式多效蒸餾水機的工作效率低。為了保證蒸餾水質量，提交蒸餾水機的蒸發效率，升膜式蒸餾水機成為了研究的熱點。升膜式蒸餾就是進料水經加熱沸騰后，產生二次蒸汽，進行分離。經檢索，專利號為200410024083. 4的專利公布了一種升膜布水式蒸發器，包括蒸發器體及與之匹配的列管，蒸發器體由上下兩段組成，其中上段為汽水分離段，下段為蒸發段。該列管和蒸發段包括蒸汽上升和下降的部分，不屬于嚴格意義上的升膜式蒸餾水機，該技術從真正意義上來說應為升降膜混合式蒸發，在同一個蒸發器中既有向上運動的水流，也有向下降的水流，這種設備將蒸發段中的蒸發管分成兩部分，一部分為向上運行的水流的升膜部分，一部分為向下運行的降膜式蒸發部分，并且還有向上排汽的通汽管。該設備并沒有完全脫離降膜技術，并且使設備更加復雜，設備加工難度大，分隔部位多，出現滲漏的可能性大大增加。并且在降膜段還是不能解決布水不均的問題。申請號為200410024082. X的專利公開了一種雙蒸餾式多效蒸餾水機，在同一蒸發器中設置升膜和降膜兩種方式將原料水進行蒸發汽化，升膜部分的列管內水膜上升，保證布水均勻，在升膜列管旁邊設有降膜列管，這樣蒸汽循環工作過程中，往往會影響蒸汽的蒸發質量，很難保證汽水充分分離。如果汽液分離不清，液膜和汽相之間的傳質和傳熱機理都將發生較大的變化，將直接影響到蒸餾水的質量和蒸餾水機的節能熱效率、產量等技術經濟指標。所以，汽液分離是保證最終蒸餾水質量的關鍵技術。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種布水均勻、工作穩定、蒸發效率和蒸汽質量高的升膜式蒸發裝置。為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是一種升膜式蒸發裝置，其特征在于包括蒸發器及其內部均勻分布的蒸發管，所述蒸發管的下方設有儲水室，所述蒸發管上方設有消泡器，儲水室和消泡器通過蒸發管連通，消泡器的側壁底端設有濃水出口，所述消泡器的上方連接有汽水分離器，上述結構構成一效蒸發裝置。優選的，所述蒸發器的側壁上設有蒸汽入口和凝水出口，所述凝水出口位于蒸發器的下部且與蒸發器內腔連通，蒸汽入口位于蒸發器上部且與蒸發器內腔連通，所述蒸發管穿過蒸發器內腔，儲水室的下端設有進水口，所述進水口與儲水室連通。優選的，所述消泡器的頂部設有網狀結構的海綿體。本實用新型中的消泡器可以是網狀，也可以是孔板，也可以是柵狀，同時層數也不限一層。消泡器的作用是由蒸發管熱交換蒸發出來的汽水混合物中出現的消泡消除，由于水泡內包裹熱蒸汽，通過消泡器把水泡割破，實現汽水分離，提高熱蒸汽的質量。優選的，所述汽水分離器為雙層壁結構的圓柱形腔體，其內層壁為設有透水孔的板筒，汽水分離器的內層壁與外層壁之間形成一個環形空腔，所述汽水分離器的中心設有 封閉的中心管，所述中心管與汽水分離器的內層壁之間設有螺旋室。本實用新型中利用分離螺旋實現蒸汽中的水霧分離，螺旋室可以是單頭螺旋也可以是多頭螺旋，通過圍繞中心管旋轉過程中，利用離心力，把汽水混合物中較重的液珠分離到汽水分離器的內層壁，由于內層壁上具有透水孔，液珠由孔透出并沿著環形內腔流下至消泡器，實現濃水回收，這個過程進一步實現汽水分離，純凈的蒸汽從上口排出。優選的，所述蒸發器的外壁設有隔熱層。本實用新型中，隔熱層可以為泡沫或隔熱棉，由于蒸發器內部蒸汽溫度較高，防止外界接觸時燙傷。優選的，本實用新型至少還設有二效蒸發裝置，所述二效蒸發裝置與一效蒸發裝置相同，且一效蒸發裝置上的濃水出口與二效蒸發裝置的進水口連通，一效蒸發裝置上的凝水出口與二效蒸發裝置的蒸汽入口連通。本實用新型的蒸發器可以利用管道串聯起來形成多效蒸發器，通過蒸發器上的濃水出口與下一效的進水口連接，蒸發器上的蒸汽入口和下一效的凝水出口連接，可實現蒸發器串聯，多級布水均勻，蒸發效率高。采用上述技術方案所產生的有益效果在于本實用新型由于采用升膜原理制取蒸餾水，通過在蒸發器內部的熱交換，實現原料水汽化，并在消泡器和汽水分離器中實現汽水混合物中的水滴分離，生產潔凈蒸汽，該結構在蒸發管中完全、均勻布水，蒸發效率和蒸汽質量提高，而且避免了產生滲漏的可能性。
以下結合附圖
和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。圖I是本實用新型的結構示意圖，圖中a、汽水分離段，b、回流消泡段，C、蒸發段，d、儲水段；圖2是汽水分離器的結構示意圖；其中1、汽水分離器,1-1、連接法蘭，1-2、外筒，1-3、板筒,1_4、螺旋室，1_5、中心管，2、消泡器，3、濃水，4、管板，5、蒸汽入口，6、濃水出口，7、蒸發管，8、隔熱層，9、外壁，10、凝水，11、原料水，12、儲水室，13、進水口，14、凝水出口。
具體實施方式
[0017]根據附圖I可知，本實用新型一種升膜式蒸發裝置，包括蒸發器及其內部均勻分布的蒸發管7，蒸發管7的下方設有儲水室12，蒸發管7上方設有消泡器2，儲水室12和消泡器2通過蒸發管7連通，消泡器2的側壁底端設有濃水出口 3，消泡器2的上方連接有汽水分離器1，蒸發器的側壁上設有蒸汽入口 5和凝水出口 14，凝水出口 14位于蒸發器的下部且與蒸發器內腔連通，蒸汽入口 5位于蒸發器上部且與蒸發器內腔連通，蒸發管7穿過蒸發器內腔，儲水室12的下端設有進水口 13，進水口 13與儲水室12連通，消泡器2的頂部設有網狀結構的海綿體。蒸發器的外壁9設有隔熱層8。根據附圖2可知，汽水分離器I為雙層壁結構的圓柱形腔體，其內層壁為設有透水孔的板筒1-3，汽水分離器I的內層壁與外層壁之間形成一個環形空腔，汽水分離器I的中心設有封閉的中心管1-5，中心管1-5與汽水分離器I的內層壁之間設有螺旋室1-4。本實用新型的具體使用方法原料水11由下部進水口 13進入下部儲水室12，原料水11在外部壓力作用下進入蒸發管7上升到蒸發段C，由蒸汽入口 5進入的工業蒸汽(一效)或上效產生的二次蒸汽作用下，產生氣泡上升，同時外部原料水11在壓力與氣泡共同 作用下，上升的原料水11在蒸發管7的內表面形成上升的水膜(也就是升膜)，當汽水混合物到達管板4以上時，進入回流消泡段b，在消泡器2 (消泡器根據不同情況可設一層或多層)作用下汽泡破裂，水形成濃水3，由濃水出口 6排出，進入下效或最終排出。上升的蒸汽進入汽水分離段a，進行完全的汽水分離。分離的水由環形腔回流至回流消泡段b與濃水3匯合。純凈的蒸發由頂部出口排出，進入下效或冷凝器凝結成合格水。由蒸汽入口 5進入的蒸汽在加熱原料水11使其蒸發的同時，自身被冷凝成液態，形成凝水10，其中一效水為工業蒸汽凝成，二到末效凝水為蒸餾水，然后由凝水出口 14排出。從蒸發管7出來的含有大量汽泡的蒸汽，在消泡器2作用下，汽泡的表面張力被消泡器2破壞，汽泡迅速破裂，含有霧沫的蒸汽繼續向上運動，到達除沫器，除沫器捕捉大部分的霧沫，這些霧沫及破裂的汽泡形成的水滴向下運動與未蒸發的水合在一起，仍攜帶一部分霧沫的蒸汽繼續向上運動進入上部的汽霧分離部分。汽霧進入螺旋室1-4后，在螺旋離心力的作用下，汽霧圍繞中心管1-5作高速螺旋運動。高速運動的汽霧產生較強的離心力，使汽霧中的霧沫向外運動，與具有透水孔的板筒1-3相接觸，被透板筒1-3捕捉形成的水膜，水膜在旋風的作用下，通過筒上的小孔到透水孔板筒外側，從板筒1-3與外筒1-2的縫隙向下流，與除沫器捕捉的霧滴匯合。經過多圈旋轉后，純凈的蒸汽從上口排出，進入有連接法蘭1-1連接的冷凝器中，進行冷凝制取醫用蒸餾水。本實用新型各蒸發管7中內部水位一致，外部蒸汽壓力相同也就是蒸發條件相同，因此各管的工作效率一致，沒有管中水量過多或過少的情況，并且是標準的嚴格意義上的升膜蒸發技術。
權利要求1.一種升膜式蒸發裝置，其特征在于包括蒸發器及其內部均勻分布的蒸發管(7)，所述的蒸發器的下方設有儲水室(12)，所述蒸發器上方設有消泡器(2)，儲水室(12)和消泡器(2)通過蒸發管(7)連通，消泡器(2)的側壁底端設有濃水出口(3)，所述消泡器(2)的上方和汽水分離器(I)連通，上述結構構成一效蒸發裝置。
2.根據權利要求I所述的一種升膜式蒸發裝置，其特征在于所述蒸發器的側壁上設有蒸汽入口(5)和凝水出口( 14)，所述凝水出口( 14)位于蒸發器的下部且與蒸發器內腔連通，蒸汽入口(5)位于蒸發器上部且與蒸發器內腔連通，所述蒸發管(7)穿過蒸發器內腔，儲水室(12)的下端設有進水口( 13 )，所述進水口( 13 )與儲水室(12)連通。
3.根據權利要求I所述的一種升膜式蒸發裝置，其特征在于所述消泡器(2)的頂部設有網狀結構的海綿體。
4.根據權利要求I所述的一種升膜式蒸發裝置，其特征在于所述汽水分離器(I)為雙層壁結構的圓柱形腔體，其內層壁為設有透水孔的板筒(1-3)，汽水分離器(I)的內層壁與外層壁之間形成一個環形空腔，所述汽水分離器(I)的中心設有封閉的中心管(1-5)，所述中心管(1-5)與汽水分離器(I)的內層壁之間設有螺旋室(1-4)。
5.根據權利要求I所述的一種升膜式蒸發裝置，其特征在于所述蒸發器的外壁(9)設有隔熱層(8)。
6.根據權利要求I、2、3、4或5所述的一種升膜式蒸發裝置，其特征在于至少還設有二效蒸發裝置，所述二效蒸發裝置與一效蒸發裝置相同，且一效蒸發裝置上的濃水出口(3)與二效蒸發裝置的進水口(13)連通，一效蒸發裝置上的凝水出口(14)與二效蒸發裝置的蒸汽入口(5)連通。
專利摘要本實用新型公開了一種升膜式蒸發裝置，屬于蒸餾水設備領域，該升膜式蒸發裝置包括蒸發器及其內部均勻分布的蒸發管，蒸發管的下方設有儲水室，蒸發管上方設有消泡器，儲水室和消泡器通過蒸發管連通，消泡器的側壁底端設有濃水出口，消泡器的上方連接有汽水分離器。本實用新型實現汽水混合物中的水滴分離，生產潔凈蒸汽，該結構在蒸發管中完全、均勻布水，蒸發效率和蒸汽質量提高，而且避免了產生滲漏的可能性。
文檔編號C02F1/08GK202430028SQ201120567398
公開日2012年9月12日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者付廣宏, 劉占強, 尹永方, 尹愛琴, 康分清, 段江英, 蔡春山, 閆進召 申請人:河北巴瑞斯科技發展有限公司