一种用于旋转雾化蒸发的气体分布装置

摘要

本发明是一种用于旋转雾化蒸发的气体分布装置，进气流道为水平设置的矩形直筒流道，进气流道内设置有分隔板将进气流道均分成左右两侧流道，进气流道的后端设置布气流道，进气流道与布气流道的连接处设置导流板；布气流道为竖直布置，布气流道上半部分为正方形直筒流道，下半部分为圆柱形流道，其连接处使用三角平板平滑过渡；布气流道的下端与出气流道连接，布气流道与出气流道垂直方向为同心布置，布气流道与出气流道的连接处通过分层隔板设置内层旋流叶片和外层旋流叶片；出气流道使用锥形结构，布气流道与出气流道的中心位置上设置有垂直的圆柱形中心筒，其下端为圆锥形，中心筒内设置保温层，下端设置雾化器安装结构，上端设置活动盖板。

说明书

技术领域

本发明涉及气体分布装置技术领域，尤其涉及一种用于旋转雾化蒸发的气体分布装置。

背景技术

采用旋转雾化蒸发的方式，对液体进行蒸发干燥，是一种常见的干燥、造粒的方法。旋转雾化的主要方法为，液体被送至高速旋转的雾化盘时，由于离心力的作用，液体伸展为薄膜或被拉成细丝，在雾化盘边缘破裂分散为液滴。液滴的大小取决于旋转速度和液体处理量。雾化器能够保证在液体流量不发生很大变化时，雾化雾滴的粒径分布不发生显著改变。雾化液体与高温气体充分和均匀混合，使雾滴蒸发，而液体中的盐分和悬浮物析出。该蒸发方法广泛地应用在多种行业中：如食品、医药、化工、废水处理等行业。旋转雾化的蒸发效果，一方面取决于旋转雾化器的雾化效果；另一方面取决于雾化液滴与高温气体的混合均匀程度，和反应时间。

现有的气体分布装置普遍采用蜗壳分布结构，该结构的气体分布装置，普遍存在如下缺陷：1、气体经过气体分布结构的路径过长，导致气体沿程阻力增加，需要更大功率的送风、引风装置，在部分空间受限的场合无法设置匹配的气体分布装置。2、蜗壳结构设计导致气体分布器体积较大，现场需要余量较大的安装空间，并配套较大的蒸发设备；3、气体分布装置在处理不同气量时，流场效果差异很大，使得整套蒸发设备只能对固定量雾滴的蒸发干燥，对其他处理量工况的干燥效果很差；4、蜗壳结构形状不规则，生产加工难度大，生产周期长，制作成本高；5、蜗壳结构结构刚性较差，需要采用支撑加强结构温度装置的形状，而支撑加强结构会影响气体的流场效果，且气体对加强件的冲蚀磨损，易导致分布装置部分结构损坏，影响使用寿命；7、气体分布装置与旋转雾化器之间匹配度不高，导致雾化器安装、拆卸、检修困难，影响系统正常运行的效率。

针对目前现有技术中存在的上述缺陷，实有必要进行研究，解决现有技术中存在的缺陷，优化了气体分布器结构。

发明内容

为克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于旋转雾化蒸发的气体分布装置。

一种用于旋转雾化蒸发的气体分布装置，包括气体分布装置本体，所述气体分布装置本体包括进气流道101，所述进气流道为水平设置的矩形直筒流道，所述进气流道内设置有分隔板101-1将进气流道均分成左右两侧流道，所述进气流道101的后端设置布气流道102，所述进气流道与布气流道相连接，所述进气流道与布气流道的连接处设置导流板102-1；所述布气流道为竖直方向布置，布气流道上半部分为正方形直筒流道，下半部分为圆柱形流道，正方形直筒流道与圆柱形流道连接处使用三角平板102-2平滑过渡；所述布气流道的下端与出气流道103连接，布气流道与出气流道垂直方向为同心布置，所述布气流道与出气流道的连接处设置内层旋流叶片103-1和外层旋流叶片103-2；内层旋流叶片与外层旋流叶片之间设置有分层隔板103-3，所述内层旋流叶片与外层旋流叶片为可调结构设置；所述出气流道使用锥形结构，所述布气流道与出气流道的中心位置上设置有中心筒104，所述中心筒设置为垂直方向，整体为圆柱形，下端为圆锥形，所述中心筒内设置保温层104-2，中心筒下端的圆锥内设置雾化器安装结构104-3，所述中心筒上端设置活动盖板104-1。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述进气流道101的截面为矩形，进气流道截面高：宽为1:1-1:2.5，所述进气流道的进气流速为9m/s-18m/s，所述进气流道的流道长度为（1.5-3）* 进气流道截面对角线的长度。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述导流板102-1的数量为3-7个，所述导流板的形状为90°圆弧折弯板结构，折弯板的两端设有直边段，所述直边段分别与进行流道和布气流道平行，相邻导流板间距为150mm-500mm。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述布气流道102的流速为6m/s-15m/s。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述三角平板102-2在正方形直筒流道与圆柱形流道连接处周期均匀布置，其数量为4只。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述内层旋流叶片103-1分流气体流量为总流量的20%-45%，内层旋流叶片的旋流角度为5°-30°，相邻内层旋流叶片的间距为100mm-200mm；所述外层旋流叶片103-2分流气体流量为总流量的55%-80%，外层旋流叶片的旋流角度为7.5°-40°，相邻的外层旋流叶片间距为100mm-250mm。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述出气流道103采用锥形流道结构，出气流道与垂直方向夹角为流道锥角，所述流道锥角为20°-60°。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述隔热层材质包括岩棉、硅酸铝棉、聚氨酯中的一种或几种。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明进气流道的进气速度跨度大，加大了气体分布装置可处理的负荷弹性，在处理不同气体流量时，其气体分布效果均能满足旋转雾化蒸发的要求，进气流道内部设置分隔板，有效提高了气体流场整合效果，并缩短进气流道所需长度，使设计的进气流道长度在保证有效的整合进气口流场同时最大限度缩小了装置外形尺寸；进气口直筒管道长度低于设计值时会导致进气流场紊乱，而高于设计值时会导致气体分布装置外形尺寸增加；

2、本发明进气流道与布气流道连接处设置导流板，保证整合后的气体流场完全转化成所需要的布气流场，且同时保证气体流场不紊乱；当导流板布置间隔和数量低于设计值时，转化后的流场不能满足旋转雾化蒸发的流场需求，当高于设计值时，气体分布装置整体流场阻力明显增大，需要消耗额外的动力能耗；

3、本发明出气流道设置了内外两层旋流叶片均采用可调结构，安装高度现场可调节，确保现场可以灵活分配内层、外层气量比例，满足多种工程需要；出气流道设置了外层旋流叶片，充分保证气体流场对雾滴的混合均匀，极大降低了所需的干燥蒸发时间，减少了蒸发器所需的体积；出气流道设置了内层旋流叶片，加强了分布后气体流场对翔浮雾滴导流作用，并通过三级导流板级锥形挡板优化了对雾滴的导流轨迹，避免了雾滴在被蒸发前腐蚀蒸发器壁面，或在蒸发器壁面结构，同时大大降低了蒸发器直径，及占地面积；

4、本发明设置中心筒结构，并设计及了中心筒锥与气体分布装置快速拆卸安装结构，方便旋转雾化器与气体分布装置之间安装、拆卸、维修；中心筒设置隔热层，进一步满足了雾化器工作温度的需要；中心筒设置活动盖板，进一步杜绝了高温气体的泄漏，保证了运动过程的安全以及高温气体的能量损失；

5、本发明导流板、内层旋流叶片、外层旋流叶片采用包括耐磨钢，低合金钢，高合金钢中一种或几种，有效抵抗了气体对分布装置冲蚀磨损，极大延长了气体分布装置的使用寿命；

6、本发明气体分布装置摈弃现有的蜗壳式结构，大大节省了装置外形尺寸，和占地空间，使气体分布装置可以在车间整体加工，整体运输，现场整体安装，极大减少了制造安装成本，制作周期，气体分布装置自身设计结构稳定，不需要额加强结构，不会因此阻挡、改变设计流道。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的进气流道与布气流道的结构示意图；

图3是本发明的出气流道的结构示意图；

图4是本发明的中心筒结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

如图1所示，一种用于旋转雾化蒸发的气体分布装置，包括气体分布装置本体，所述气体分布装置本体包括进气流道101、布气流道102、出气流道103、中心筒104，进气流道设置有气体入口，出气流道设置有气体出口。所述进气流道为水平设置的矩形直筒流道，所述进气流道内设置有分隔板101-1将进气流道均分成左右两侧流道，进气流道内部设置分隔板，有效提高了气体流场整合效果，并缩短进气流道所需长度，使设计的进气流道长度在保证有效的整合进气口流场同时最大限度缩小了装置外形尺寸，进气口直筒管道长度低于设计值时会导致进气流场紊乱，而高于设计值时会导致气体分布装置外形尺寸增加。

如图2所示，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述进气流道101的后端设置布气流道102，导流板沿转角对角线方向布置，所述导流板形状为90°圆弧折弯板结构，折弯板两端设有直边段，直边段分别与进行流道和布气流道平行。所述进气流道与布气流道相连接，所述进气流道与布气流道的连接处设置导流板102-1；所述布气流道为竖直方向布置，布气流道的上半部分为正方形直筒流道，所述正方形直筒流道的大小与进气流道一致，用于与进气流道相连接，所述布气流道的下半部分为圆柱形流道，正方形直筒流道与圆柱形流道连接处使用三角平板102-2平滑过渡；所述圆柱形流道下方与出气流道103连接，所述布气流道与出气流道垂直方向为同心布置。

如图3所示，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述布气流道与出气流道的连接处设置内层旋流叶片103-1和外层旋流叶片103-2；内层旋流叶片与外层旋流叶片之间设置有分层隔板103-3，分隔板确保了两侧气体之间不发生串流，提高气体流场整合效果，缩短进气流道需要长度，确保现场可以灵活分配内层、外层气量比例，满足多种工程需要；出气流道设置了外层旋流叶片，充分保证气体流场对雾滴的混合均匀，极大降低了所需的干燥蒸发时间，减少了蒸发器所需的体积；出气流道设置了内层旋流叶片，加强了分布后气体流场对翔浮雾滴导流作用，并通过三级导流板级锥形挡板优化了对雾滴的导流轨迹，避免了雾滴在被蒸发前腐蚀蒸发器壁面，或在蒸发器壁面结构，同时大大降低了蒸发器直径，及占地面积。所述内层旋流叶片与外层旋流叶片为可调结构设置，安装高度现场可调节。所述出气流道使用锥形结构，所述布气流道与出气流道的中心位置上设置有中心筒104，中心筒采用可拆卸结构。

如图4所示，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述中心筒设置为垂直方向，整体为圆柱形，圆柱形的下方设置有为圆锥形底部，所述中心筒内设置保温层104-2，所述保温层的材质包括岩棉、硅酸铝棉、聚氨酯中的一种或几种。中心筒下端的圆锥内设置雾化器安装结构104-3，用于安装雾化器，所述中心筒上端设置活动盖板104-1。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述进气流道101的截面为矩形，进气流道截面高：宽为1:1-1:2.5，所述进气流道的进气流速为9m/s-18m/s，所述进气流道的流道长度为（1.5-3）* 进气流道截面对角线的长度。进气流道的进气速度跨度大，加大了气体分布装置可处理的负荷弹性，在处理不同气体流量时，其气体分布效果均能满足旋转雾化蒸发的要求。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述导流板102-1的数量为3-7个，所述导流板的形状为90°圆弧折弯板结构，折弯板的两端设有直边段，所述直边段分别与进行流道和布气流道平行，相邻导流板间距为150mm-500mm。进气流道与布气流道连接处设置导流板，保证整合后的气体流场完全转化成所需要的布气流场，且同时保证气体流场不紊乱；当导流板布置间隔和数量低于设计值时，转化后的流场不能满足旋转雾化蒸发的流场需求，当高于设计值时，气体分布装置整体流场阻力明显增大，需要消耗额外的动力能耗。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述布气流道102的流速为6m/s-15m/s。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述三角平板102-2在正方形直筒流道与圆柱形流道连接处周期均匀布置，其数量为4只。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述内层旋流叶片103-1分流气体流量为总流量的20%-45%，内层旋流叶片的旋流角度为5°-30°，相邻内层旋流叶片的间距为100mm-200mm；所述外层旋流叶片103-2分流气体流量为总流量的55%-80%，外层旋流叶片的旋流角度为7.5°-40°，相邻的外层旋流叶片间距为100mm-250mm。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述出气流道103采用锥形流道结构，出气流道与垂直方向夹角为流道锥角，所述流道锥角为20°-60°。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，所述隔热层材质包括岩棉、硅酸铝棉、聚氨酯中的一种或几种。

进一步的，在上述旋转雾化蒸发的气体分布装置，导流板102-1、内层旋流叶片103-1、外层旋流叶片103-2采用包括耐磨钢，低合金钢，高合金钢中一种或几种，有效抵抗了气体对分布装置冲蚀磨损，极大延长了气体分布装置的使用寿命。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。