网状液膜球自蒸发式蒸汽冷凝器的制作方法

本发明涉及冷凝器，具体涉及网状液膜球自蒸发式蒸汽冷凝器。

背景技术：

冷凝器是能源、化工、食品、药品、环保等诸多领域经常应用的通用设备，有壳管式、板式、喷淋式、喷射式等多种形式，各有特点，但总是需要一个低温冷源(液体或气体)对高温气体进行冷却使之凝结，不同形式的冷凝器效率差别很大，耗材、成本差别也较大。并且，大量冷却后的热量很多无法被利用而排入大气，对大气形成热污染。

蒸汽冷凝器有多种形式，有直接接触式与非接触式两类，接触式蒸汽冷凝器为冷凝器的一种，常见的实现方式有：(1)喷淋式冷凝器，冷水从上部喷嘴喷入，蒸汽从侧面入口进入，蒸汽与冷水充分接触后被冷凝为水，同时沿管下流，部分不凝汽体也可能被带出；(2)充填式冷凝器，蒸汽从侧管进入后与上面喷下的冷水相接触冷凝器里面装了满了瓷环填料，填料被水淋湿后，增大了冷水与蒸汽的接触面积，蒸汽冷凝成水后沿下部管路流出，不凝气体同上部管路被真空泵抽出，以保证冷凝器内一定的真空度；(3)淋水板或筛板冷凝器，目的是增大冷水与蒸汽的接触面积。首先，上述冷凝器需要外部提供冷源，另外，上述冷凝器的蒸汽虽然可以与冷源相接触，但蒸汽与冷源的热交换效率仍然较低，并且循环水量很大。

技术实现要素：

本公开的一方面解决的一个技术问题是，本冷凝器不需要另外的低温冷源来将蒸汽凝结成液体，而是采用较高压蒸汽自身的能量制造部分冷源用于将低压蒸汽冷凝成液体。

本公开的另一方面解决的一个技术问题是，本冷凝器采用网状液膜球做液体蒸发器件，使得高温液体快速变成液膜形成大量蒸发表面积。用少量较高压力的新蒸汽驱动蒸汽射吸泵形成真空，部分高温液体靠自身的热量使之蒸发，剩余未被蒸发的液体温度快速降低，被降温的低温液体返回进入蒸汽冷却区，冷却需冷凝的低压蒸汽，低温液体被低压蒸汽加热成高温液体，高温液体再进入高效网状液膜球蒸发器，部分蒸发，部分降温，周而复始，稳定循环运转。这一冷却过程没有热量输出，而产出部分低压蒸汽，即蒸汽凝结的潜热被再次利用。本冷凝器即回收了排放的废热而节能，又减少了废热对环境的污染。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括外筒体，其技术特征在于，外筒体内设有内筒体，外筒体与内筒体之间设有夹层，外筒体的顶部设有上盖板、底部设有下底板；

内筒体内设有填料区和喷淋装置，填料区设置在内筒体的中部，填料区内装有填料，喷淋装置设置在填料区的上方；

外筒体下部的侧面设有低温进液管，低温进液管与夹层相通，低温进液管的上方设有蒸汽进气管，蒸汽进气管与夹层相连通，外筒体的上部侧面设有高温出液管，高温出液管的上方设有高温进液管，高温进液管的一端与内筒体的喷淋装置相连接，高温出液管的一端与夹层相连通、另一端与高温进液管的另一端相连接；

所述上盖板上设有低压蒸汽出气管和夹层排气管，低压蒸汽出气管一端与内筒体相连通、另一端与真空设备相连接，低压蒸汽出气管上设有低压蒸汽出气控制阀，夹层排气管与夹层相连通，夹层排气管上设有夹层排气管控制阀，下底板上设有低温出液管，低温出液管上设有低温出液控制阀，低温出液管与内筒体相连通。

所述低温出液管与低温进液管相连接，低温出液管上设有循环泵和低温排液管，低温排液管上设有低温排液控制阀。

所述低温进液管与蒸汽进气管均设有若干个且数量相同，低温进液管的高度相同，蒸汽进气管的高度相同。

所述高温进液管上设有高温进液控制阀，低温进液管上设有低温进液控制阀，蒸汽进气管上设有蒸汽进气控制阀。

所述高温出液管设有高温分液管，高温分液管上设有高温分液管控制阀。

优选的，所述填料区的填料为网状液膜球，所述网状液膜球的球体内为空心，球面为网状。

所述内筒体的下部侧面设有低温液位指示器和低温液位感应器。

所述外筒体的上部侧面，高温进液管与上盖板之间设有高温液位指示器和高温液位感应器。

所述外筒体的外侧设有保温层。

本发明与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

(1)本冷凝器不需要另外的低温冷源来将蒸汽凝结成液体，而是依靠部分较高压力的新蒸汽通过蒸汽射吸泵形成真空，通过管路与上盖板的低压蒸汽出气管连接，使内筒体也成为真空状态，高温水在真空状态下立刻蒸发，蒸发潜热带走了大量高温水的热量，使未蒸发的水快速降温变成低温水。本冷凝器利用蒸汽自身的能量制造部分冷源持续将蒸汽冷凝成液体；

(2)网状液膜球表面有许多网格，在网格表面有极大的表面积，高温液体一接触网格瞬间形成大面积液膜，使得液体暴露的表面积最大化，蒸发面积最大化使得高温液体快速蒸发，同时将未蒸发液体快速冷却，即高温液体部分高效蒸发变成低压蒸汽，部分高效冷却变成低温液体。故，蒸发速度极快，体积小，占地小，投资降低；

(3)网状液膜球充满了内筒体中部，高温液体自网状液膜球上部的布液管流出，在液膜球网格上均匀流下，快速展开形成液膜，暴露在蒸发空间，由于重力作用，液体一边蒸发一边向下流动，使得蒸发的液膜表面一直有新液体，相当于液体的自搅拌，保证了持续的蒸发效率。

(4)蒸发的气体在网状液膜球的空腔部分向上流动，网状液膜球的结构保证了气体的阻力极小，便于气体的蒸发及抽出，进一步提高蒸发效率。

总之，本发明蒸汽冷凝效率高，无需外部冷源，节能效果好，既回收了热能，提高了热利用率，又不产生热排放，无任何热污染。同时设备结构紧凑合理，等容量设备体积小、占地少，又降低了投资。

附图说明

图1是根据本公开的一个方面的整体结构示意图；

图2是根据本公开的一个方面的另一种实施方案的整体结构示意图

图中：1-外筒体、2-内筒体、3-夹层、4-上盖板、5-下底板、6-网状液膜球、7-喷淋装置设置、8-低压蒸汽出气管、9-夹层排气管、81-低压蒸汽出气控制阀、91-夹层排气管控制阀、10-低温进液管、11-蒸汽进气管、101-低温进液控制阀、111-蒸汽进气控制阀、12-高温出液管、13-高温进液管、131-高温进液控制阀、14-低温出液管、141-低温出液控制阀、15-低温液位指示器、16-低温液位感应器、17-高温液位指示器、18-高温液位感应器、19-循环泵、20-低温排液管、201-低温排液控制阀、21-保温层、22-高温分液管、221-高温分液管控制阀。

具体实施方式

下面将结合具体的实施方案对本发明进行进一步的解释，但并不局限本发明，说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例一：

如图1所示，网状液膜球自蒸发式蒸汽冷凝器，包括外筒体1和内筒体2，外筒体1的外侧设有保温层21，内筒体2设置在外筒体1内部，外筒体1与内筒体2之间设有夹层3，外筒体1的顶部设有上盖板4、底部设有下底板5，内筒体2及夹层3与上盖板4和下底板5密封连接；内筒体2内设有填料区和喷淋装置7，填料区设置在内筒体2的中部，填料区内装有网状液膜球6填料，所述网状液膜球6的球体内为空心，球面为镂空的网状，喷淋装置7设置在填料区的上方；上盖板4上设有低压蒸汽出气管8和夹层排气管9，低压蒸汽出气管8一端与内筒体2相连通、另一端与真空设备相连接，低压蒸汽出气管8上设有低压蒸汽出气控制阀81，夹层排气管9与夹层3相连通，夹层排气管9上设有夹层排气管控制阀91；

外筒体1下部的侧面设有低温进液管10，低温进液管10与夹层3相通，低温进液管10不远的上方设有蒸汽进气管11，蒸汽进气管11与夹层3相连通，低温进液管10上设有低温进液控制阀101，蒸汽进气管11上设有蒸汽进气控制阀111，蒸汽在夹层3内与低温液体直接接触，很快将低温液体加热成高温液体，低温进液管10与蒸汽进气管11均设有若干个且数量相同，低温进液管10的高度相同，蒸汽进气管11的高度相同，外筒体1的上部侧面设有高温出液管12，高温出液管12设置在夹层3的液面下方，高温出液管12的上方设有高温进液管13，高温进液管13的一端与喷淋装置7相连接，高温出液管12的一端与夹层3相连通、另一端与高温进液管13的另一端相连接，高温进液管13上设有高温进液控制阀131，下底板5上设有低温出液管14，低温出液管14与内筒体2相连通，低温出液管14上设有低温出液控制阀141。高温液体从喷淋装置7流出，从上部网状液膜球6均匀流下，液体铺满网状液膜球6的网格，网状液膜球6有极大的水膜表面积，由于内筒体2内部压力低，高温液体快速蒸发，蒸发的气体经上部低压蒸汽出气管8排出，未蒸发的液体变成低温液体从内筒体2底部的低温出液管排出。控制内筒体2内部的压力和高温液体进液量就可得到不同温度的低温液体。

在内筒体2的下部侧面设有低温液位指示器15和低温液位感应器16，外筒体1的上部侧面，高温进液管13与上盖板4之间设有高温液位指示器17和高温液位感应器18。

喷淋装置7为现有公开技术，喷淋装置设有若干个布液管，布液管的下方安装有若干喷头，本装置对喷淋的均匀性没有很高的要求。

本冷凝器在运行时，低温液体通过低温进液管10进入夹层3内，低温液体向上流动时与从蒸汽进气管11的蒸汽直接接触，低温液体被蒸汽加热并继续向上流动，加热后的高温液体从高温出液管12流出并从高温进液管13经喷嘴流入内筒体2，高温液体经喷淋装置7喷出，从上部网状液膜球6均匀流下，液体铺满液膜球的网格表面，网状液膜球6有极大的水膜表面积，由于内筒体2内部压力低，高温液体一进入内筒体2快速蒸发，蒸发的气体经上部低压蒸汽出气管8排出，未蒸发的液体变成低温液体从内筒体2下部低温出液管14排出。控制内筒体2内部的压力和高温液体进液量就可得到不同温度的低温液体。通过低温进液控制阀控101制流入低温液体的流量；通过蒸汽进气控制阀控111制流入蒸汽的流量；通过高温液位感应器18获取夹层3内的水位；通过高温进液控制阀131控制进入内筒体2内的高温液体的流量；通过低温液位感应器16获取内筒体的水位；通过低温出液控制阀141控制低温液体流出的流量；通过低压蒸汽出气管8外部连接的真空设备和低压蒸汽出气控制阀81来控制排出的蒸汽的流量，以达到控制内筒体2内的压力；通过夹层排气控制阀91控制夹层3内的压力。

实施例二：

结合实施例一，参考图2所示，低压蒸汽出气管8与抽气设备相连接，通过抽气设备可以更好的排出低压蒸汽以及控制内筒体2内的压力。低温进液管10上设有分水管，低温出液管14与分水管相连接，低温出液管14上设有循环泵19和低温排液管20，低温排液管20上设有低温排液控制阀201。低温水可以排出另作他用，也可循环进入夹层3下部，不断往复循环。本冷凝器不需要另外的低温冷源，采用部分蒸汽作引射驱动产生抽力，使得高温液体自身蒸发制造低温液体，低温液体又去冷凝新的蒸汽。高温出液管12设有高温分液管22，高温分液管22上设有高温分液管控制阀221，高温分液管22可以连接至锅炉，为锅炉供水。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。