一种降膜蒸发器用液体分布器及降膜蒸发器

摘要

本发明涉及蒸发设备技术领域，公开了一种降膜蒸发器用液体分布器，其包括顶盖、导流管和锥台形管，所述顶盖设有中心通孔，所述导流管的一端插入中心通孔与所述顶盖连接，所述导流管的另一端与所述锥台形管的小端连接，所述锥台形管的大端正下方设有底板，所述底板与所述锥台形管的大端端面之间留有环向间隙，所述底板通过支撑件与锥台形管连接；本发明还提供一种降膜蒸发器。本发明液体流动平稳、布膜均匀稳定、换热效率高。

说明书

技术领域

本发明涉及蒸发设备技术领域，特别是涉及一种降膜蒸发器用液体分布器及降膜蒸发器。

背景技术

降膜蒸发器是一种高效的蒸发设备，属于薄膜蒸发器类。一般的，薄膜蒸发器可分为升膜蒸发器、降膜蒸发器和刮膜式蒸发器三类。立式降膜蒸发器属于降膜蒸发器的一种。立式降膜蒸发器具有传热系数高、物料加热时间短、对热敏性物料不会引起降解，压降小、传热温差损失小、节约能源、不易结垢、内滞液量小等优点，而被广泛应用于化工、轻工、化纤、食品加工、医药、海水淡化、污水处理和冶金等行业。

立式降膜蒸发器是将分布于管壁上的液膜进行加热蒸发的设备，所以其生产能力和操作性能在很大程度上取决于液体的均匀分配，即液体分布器的性能。一种好的液体分布器能使液体在整根管壁面上形成稳定而均匀的液膜，如果液料分布不均匀，则容易存在偏流或沟流，导致管内液膜中断或蒸干即产生干途径，从而引发结垢或结疤，一方面导致传热效率降低，另一方面会使蒸发器使用寿命受到影响。

专利CN102805949A公布了一种切向进料的高效降膜蒸发器，是在导流管上开设切向孔及在管板与进料口之间设置环形导流圈，实现液体均匀进料及均匀布膜。该发明中导流管上开设的切向孔不足则无法使液膜完全浸湿蒸发管内壁，过多会使切向孔进入的液体相互干扰，影响液膜的均匀分布；

美国专利US3995663公布了一种管子内插件分布器，使液体从顶部垂直圆孔进入一倒圆锥体将液体在换热管内壁均匀分布。这种液 体分部设备易形成湍流而产生气泡，影响均匀液膜的形成；

专利CN102657948A公布了一种液体分布器，该液体分布器的进液通道设置在蒸发管两侧，液体进入时沿导流体的四周凹面以放射线状流向蒸发管内表面。但该液体分布器只能使液体沿水平方向流入到蒸发管内，而且在蒸发管内沿凹面流动过程中，会有一部分液体以液滴的形式落入蒸发管中心，影响换热效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种流动平稳、布膜均匀稳定、换热效率高的降膜蒸发器用液体分布器。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种降膜蒸发器用液体分布器，其包括顶盖、导流管和锥台形管，所述顶盖设有中心通孔，所述导流管的一端插入中心通孔与所述顶盖连接，所述导流管的另一端与所述锥台形管的小端连接，所述锥台形管的大端正下方设有底板，所述底板与所述锥台形管的大端端面之间留有环向间隙，所述底板通过支撑件与锥台形管连接。

其中，所述顶盖为上端大下端小的阶梯轴结构。

其中，所述底板与所述锥台形管的大端端面平行设置。

其中，所述底板呈与所述锥台形管的大端端面大小相适应的圆形。

其中，所述底板的表面为圆平面、圆锥面、圆台面、圆球凹面或圆球凸面中的一种。

其中，所述支撑件为多个，多个支撑件通过粘结、焊接、螺纹连接或螺栓紧固与所述锥台形管的侧壁连接在一起。

其中，所述支撑件呈细杆状或细条状。

本发明还提供一种降膜蒸发器，其设有竖直设置的蒸发管，其包 括上述技术方案所述的液体分布器，所述顶盖的大端卡设在所述蒸发管的上端，所述顶盖的小端延伸进所述蒸发管内，所述顶盖与所述蒸发管同轴设置。

其中，所述顶盖的小端直径比蒸发管内径小0.05mm～0.5mm。

其中，所述锥台形管的小端直径为蒸发管内径的0.3～0.7倍，其大端直径为蒸发管内径的0.8倍。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明提供的一种降膜蒸发器用液体分布器，采用从上至下依次连通的顶盖、导流管和锥台形管，所述导流管与所述锥台形管的小端连接，所述锥台形管的大端正下方设有底板，所述底板通过支撑件与锥台形管连接，所述底板与所述锥台形管的大端端面之间留有环向间隙，从而液体能够从360度方向流入蒸发管内壁均匀成膜，布膜无死区，利于形成均匀稳定的液膜；有效降低了以往液体分布器中普遍存在的落入换热管中心的液滴量，使液体能够更多的分布到换热管内壁；

本液体分布器结构简单，不易堵塞，且对安装要求不高，易于拆卸，便于清洗和维护。

附图说明

图1为本发明的液体分布器与降膜蒸发器的整体安装结构示意图；

图2为本发明的导流管与锥台形管的连接结构示意图；

图3为本发明的导流管的结构示意图。

图中，1、顶盖；2、管板；3、导流管；4、锥台形管；5、蒸发管；6、支撑件；7、底板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细 描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

如图1和图2所示，为本发明提供的一种降膜蒸发器5用液体分布器，所述液体分布器垂直安装在所述降膜蒸发器5中，所述降膜蒸发器5设有蒸发管；液体分布器包括顶盖1、导流管3和锥台形管4，所述顶盖1在使用时起到固定作用，所述顶盖1设有中心通孔，所述导流管3为空心管，用于液体进料，所述导流管3的一端插入中心通孔与所述顶盖1固定连接，连接方式为焊接或螺纹连接或与顶盖1整体加工得到；所述导流管3的另一端与所述锥台形管4的小端固定连接，所述锥台形管4的大端正下方设有底板7，所述底板7与所述锥台形管4的大端端面之间留有环向间隙，使得液体能够从该环向间隙360度流出，从而将液体均匀分布到蒸发管的内壁。如图1中箭头所指方向为液体的流动方向，液体从所述顶盖1的中心通孔流入导流管3，并流入锥台形管4中，从锥台形管4的大端端面与底板7之间的环向间隙流出；保证液料平稳流入、流出，避免了因湍流引起的气泡，并实现液体360度方向流入蒸发管内壁均匀成膜，布膜无死区，利于形成均匀稳定的液膜。

其中，所述顶盖1为上端大下端小的阶梯轴结构，其大端直径应大于蒸发管内径，且小于相邻蒸发管的中心孔距，其小端直径应略小于蒸发管内径。

为了保证从四周流出的流量均匀，所述底板7与所述锥台形管4的大端端面平行设置，进而保证间隙高度一致。

优选地，所述底板7呈与所述锥台形管4的大端端面大小相适应的圆形，便于液体均匀分布流出。具体地，所述底板7的表面可以为圆平面、圆锥面、圆台面、圆球凹面或圆球凸面中的一种，具体形状可以根据实际需要选择。

其中，所述底板7通过支撑件6与锥台形管4连接，所述支撑件6为多个，具体可以为2-6个，多个支撑件6通过粘结、焊接、螺纹连接或螺栓紧固与所述锥台形管4的侧壁连接在一起。通过调节支撑件6与锥台形管4的侧壁的连接位置，或者选择不同长度的支撑件6调节环形间隙的高度，从而实现液体流量可调。

优选地，所述支撑件6呈细杆状或细条状，以确保该支撑件6对液体的流动不起阻挡作用。

如图3所示，为了安装方便，所述空心管两端均可以做倒角处理，倒圆半径可以大于2mm，图中画圈的位置为倒角位置。

本发明还提供一种降膜蒸发器5，其设有竖直设置的蒸发管，其包括上述技术方案所述的液体分布器，所述顶盖1的大端卡设在所述蒸发管的上端，所述蒸发管的上端套设有管板2，所述顶盖1的大端扣在所述管板2上，所述顶盖1的小端延伸进所述蒸发管内，所述顶盖1与所述蒸发管同轴设置，从而保证所述锥台形管4处于蒸发管的中心，进而保证流出的液体都能够流到蒸发管内壁。

具体地，为了便于安装，所述顶盖1的小端直径比蒸发管内径小0.05mm～0.5mm，优选为0.1mm。

经过多次试验，为了达到更好的效果，所述锥台形管4的小端直径为蒸发管内径的0.3～0.7倍，优选为0.5倍；其大端直径优选为蒸发管内径的0.8倍。

本发明的工作过程为：管板2上方的液体通过顶盖1的中心通孔进 入导流管3，接着流入锥台形管4，液体通过锥台形管4的360度环向环隙，成发散状流出，落到蒸发管内壁形成液膜。

由以上实施例可以看出，本发明液体流动平稳、布膜均匀稳定；结构简单，不易堵塞，易于拆卸，便于清洗和维护。

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