布液装置和蒸发器的制作方法

文档序号:15552413发布日期:2018-09-29 00:20阅读:233来源:国知局

本发明涉及热交换领域,具体地涉及布液装置和蒸发器。



背景技术:

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备,又称热交换器。换热器是化工、石油、动力、食品及其它许多工业部门的通用设备,在生产中占有重要地位。在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等,应用更加广泛。

特别是板式换热器,又称板式蒸发器作为一种高效换热器,因其由一定波纹形状的金属片叠装而成,与管壳式换热器相比,具有热效率高、紧凑性好及容易清洁等优点,近年来被广泛应用于制冷、化工等领域中。

但是,板式换热器的流程组合较为复杂,在同一流程中一般存在有多个并联的流道,容易出现海水在并联流道之间的无法均匀分配的问题。当海水在相邻两个流道内流量分布不均衡时,蒸发器换热面积无法得到充分的利用,从而导致蒸发换热与水蒸汽的冷凝换热不充分,降低了换热器的换热性能。



技术实现要素:

本发明的目的是为了克服现有技术存在的流道内流量分布不均衡问题,提供一种布液装置,该布液装置能够调整待蒸发液体以适宜量均匀地喷射到分布到蒸发板上,从而使待蒸发液体更容易蒸发产生二次蒸汽,从而有利于快速蒸发,即提高换热性能。

为了实现上述目的,本发明一方面提供一种布液装置,该布液装置包括:布液单元,该布液单元具有用于通入待蒸发液体的液体入口和用于将所述待蒸发液体分布到蒸发板上的布液出口,和流量控制单元,该流量控制单元具有覆盖在所述布液出口上的开度部、能够驱动所述开度部移动的驱动控制部,所述驱动控制部根据设置在所述蒸发板上的感应部调整所述开度部的开口大小。

优选地,所述布液单元形成为具有中空部的柱形体,其一端设置有所述液体入口,另一端封闭,所述布液出口为均布在所述柱形体的周面上多个节流孔,所述节流孔能够使所述待蒸发液体形成为低温低压雾状。

优选地,所述节流孔为长方形孔、正方形孔或圆形孔。

优选地,所述开度部为多个板体,该多个板体对应于所述多个节流孔分别设置。

优选地,所述驱动控制部包括从所述液体入口插入到所述中空部中的驱动轴和使所述驱动轴移动的直线驱动单元,所述开度部连接于该驱动轴。

优选地,所述柱形体为圆柱体,所述驱动控制部包括从所述液体入口插入到所述中空部中的驱动轴和使所述驱动轴旋的旋转驱动单元,所述开度部连接于该驱动轴。

优选地于,所述开度部包括第一弧形板和第二弧形板,所述第一弧形板和所述第二弧形板能够由所述驱动控制部分别控制。

本发明第二方面提供一种蒸发器,包括蒸发板,和用于向所述蒸发板布液的布液装置,所述布液装置为根据上述技术方案任意一项所述的布液装置。

优选地,所述蒸发板包括多个波纹传热蒸发板,相邻波纹传热蒸发板之间形成有板间流道,所述布液出口对应所述板间流道设置有多个。

优选地,所述蒸发器具有蒸汽出口,所述感应部设置在所述蒸汽出口处。

通过上述技术方案,布液装置中设置有流量控制单元,通过将感应部所检测获得的温度和压力等值反馈到驱动控制部,并通过驱动控制部使开度部移动以改变布液单元的布液出口的开度大小,从而调整待蒸发液体能够以适宜量均匀地喷射到分布到蒸发板上,形成低压均匀连续薄膜,使待蒸发液体更容易蒸发产生二次蒸汽。

附图说明

图1是本发明所述布液装置的一种具体实施方式的结构示意图(主视方向)。

图2是本发明所述布液装置的一种具体实施方式的结构示意图(剖视方向)。

图3是图2的a-a剖视图(全闭)。

图4是图2的a-a剖视图(全开)。

附图标记说明

10布液单元11液体入口

12布液出口

20流量控制单元21开度部

22驱动控制部221驱动轴

223驱动连杆

具体实施方式

在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右;“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

本发明提供一种布液装置,如图1-2所示,该布液装置包括布液单元10和流量控制单元20。

其中,布液单元10具有用于通入待蒸发液体的液体入口11和用于将待蒸发液体分布到蒸发板上的布液出口12。待蒸发液体能够为各种液体,布液单元10特别适用于海水蒸发,且能够利用布液出口12使适宜量的海水进入到蒸发板上,从而能够提高蒸发板上蒸发效率。该布液单元10可以为现有的能够用于布液的各种装置,例如喷淋式液体分布器、孔盘式液体分流器等。

流量控制单元20具有覆盖在布液出口12上的开度部21、能够驱动所述开度部21移动的驱动控制部22,驱动控制部22根据设置在蒸发板上的感应部调整开度部21的开口大小。通过在布液出口12处设置流量控制单元20,并通过将感应部所检测获得的温度和压力等值反馈到驱动控制部22,以利用驱动控制部22使开度部21移动以改变布液出口12的开口大小,从而调整蒸发液体能够以适宜量分布到蒸发板上。

通过利用流量控制单元20调整进入到蒸发板上(即下述板间流道)中的流量,从而避免当蒸发板的加热量不足,板间流道中的液体只有部分蒸发,而在蒸汽出口处造成液体积累过多,生成的蒸汽无法可靠地排出的情况。而且,还能够避免加热量充足,板间流道中的液体完全蒸发而在蒸发板上产生干涸现象的情况,有利于提高蒸发板的使用寿命

作为本发明的一种优选实施方式,布液单元10形成为具有中空部的柱形体,其一端设置有液体入口11,另一端封闭,布液出口12为均布在柱形体的周面上多个节流孔。该节流孔为能够使待蒸发液体形成为低温低压雾状物的节流孔,从而利用布液单元10也能够起到节流膨胀阀作用。即,使预加热加压海水流经布液单元的节流孔(布液出口12),由于节流作用,体积突然变大而降压,变成低温、低压的雾状物(液体)而分布到蒸发板上。节约了空间,使设备更加紧凑。

节流孔能够为各种形状的孔,例如长方形孔、正方形孔或圆形孔各种,多个节流孔优选为形状相同的孔,也能够为形状不同的孔。优选如图所示的长方形小孔,长方形小孔宽度为小于下述板式蒸发器板间距,长度优选为小于布液器圆柱形周长的一半。这样在开度部21相对长方形小孔的移动过程中,流量的变化是均匀的,从而更便于流量得控制。

具体地,开度部21能够一个板体,或者多个板体。当开度部21为多个板体对应于所述多个节流孔分别设置,能够减少相对运动时的摩擦力,使开度部21的相对运动更为流畅。图1-2所示的是开度部21形成一个板体,同时覆盖在多个节流孔(布液出口12)上,从而能够可靠地保证各节流孔的开度大小一致。

开度部21相对节流孔(布液出口12)的移动能够以各种方式进行,优选为如下两种方式。

驱动控制部22包括从液体入口11插入到中空部中的驱动轴221和使所述驱动轴221移动的直线驱动单元,开度部21连接于该驱动轴221。即开度部为多个板体,且对应于所述多个节流孔分别设置,因此当驱动轴221沿柱形体的轴向移动时,多个板体也在驱动轴221的带动下相对节流孔(布液出口12)移动,从而使节流孔的开度分别发生变化。

更优选为柱形体为圆柱体,驱动控制部22包括从液体入口11插入到中空部中的驱动轴221和使驱动轴221旋的旋转驱动单元,所述开度部21连接于驱动轴221。如图3所示,该开度部21为一个弧形板,并通过驱动连杆223连接在驱动轴221上。图3和图4分别图示了全闭(节流孔最小,无液体通过)及开度部21全开(节流孔最大)。

另外,优选节流孔沿圆柱体的长度方向等间距布置,且将弧形板紧贴在圆柱体的内表面,通过旋转弧形板,使弧形板沿内表面周向移动,是开口度发生变化。

另外,作为另一种优选实施方式,开度部21还能包括多个弧形板,例如第一弧形板和第二弧形板,由第一弧形板和第二弧形板共同覆盖节流孔(布液出口12),另外能够第一弧形板和第二弧形板控制同时运行,从而加快开口的变化速度,也能够由驱动控制部22分别控制。例如,第一弧形板向顺时针方向旋转,第二弧形板向逆时针旋转。

另外,本发明还提供一种蒸发器,包括蒸发板,和用于向蒸发板布液的布液装置,布液装置为根据上述技术方案中任意一项所述的布液装置。

所述蒸发板包括多个波纹传热蒸发板,相邻波纹传热蒸发板之间形成有板间流道,布液出口12对应所述板间流道设置有多个。例如布液出口12为多个长方形节流孔,间距为2~15mm,长方形节流孔宽度为小于蒸发器板间距。

通过将布液出口12对应于板间流道设置,而且能够利用流量控制单元20改变布液出口12的开度,从而解决并联流道间流体的分配问题,进一步提高板式换热器的换热效率。

举例而言,波纹板式换热器由a、b两种蒸发板交替叠装,四周通过垫片密封,并用框架和压紧螺旋重叠压紧而成。蒸发板和垫片的四个角孔形成了流体的分配管和汇集管,同时又合理的将制冷剂和冷却水分开,使其分别在蒸发板两侧的流道中流动,通过蒸发板进行热交换。利用本发明的布液装置能够将待蒸发液体以雾状通过布液出口12(长方形的节流孔)均匀的喷射到波纹蒸发板间流道内,在蒸发板上形成低压均匀连续薄膜,使待蒸发液体更容易蒸发产生二次蒸汽。

因此,根据本发明的蒸发器,改善了海水在板式蒸发器流道间流动分配的均匀性,为海水等待蒸发液体在板式蒸发器内快速蒸发创造了良好的条件。另外,也能够使蒸发板上通孔的数目减少,提升蒸发板的可用面积,进而提高流体换热效率和利用率,且由于通孔以及挡圈数目的减少,流体可以流动的区域扩大,流体在板间的分配更为均匀。此外对流体分配器管道形状、粗糙度等因素加以改变,就可以较为方便地改变管道内流体的压降大小,以适应不同工况的需求,达到降低泵功、节能降耗的目的。

感应部能够设置在多个位置,优选设置在蒸发板上的靠经蒸汽出口处的位置上,以便能够更加蒸汽的温度等更加可靠地获得蒸发状态。另外,也可以根据需要设置在蒸发板的其他位置。

下面以由多个波纹传热蒸发板作为蒸发板的板式蒸发器为例进行工作状态的说明,待蒸发液体从图1左侧的液体入口11进入布液装置的布液单元中,流经布液出口12(长方形的节流孔),流入板式蒸发器两个波纹传热板间的板间流道,待蒸发液体由板壁面加热并蒸发,由板式蒸发器的蒸汽出口流出。

通过在板式蒸发器蒸汽出口处设置感应部,检测此处蒸汽的温度和压力,并将信号传递到驱动控制部22。

当蒸发板的加热量不足,板间流道内的液体只有一部分蒸发,在板式蒸发器的蒸汽出口处积累的液体过多,驱动控制部22转动第一弧形板和第二弧形板,将布液出口12(长方形的节流孔)的开度减小,从而进入流道内的液体流量也减少。液体在流道内不断被加热,直至完全蒸发,

当流道内液体量减少时,在蒸发板上会产生干涸现象,位于板式蒸发器出口处的感应部同样会将这种工况反馈驱动控制部22,驱动控制部22转动第一弧形板和第二弧形板,将布液出口12(长方形的节流孔)的开度变大,及时调节待蒸发液体的流量。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

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