本实用新型涉及制药辅助设备技术领域，特别是一种高节能型热压式蒸馏水机。
背景技术：
目前，国内外生产的热压式蒸馏水机有两种，一种是立式蒸发器型，另一种是卧式蒸发器型，其工作原理都是采用了蒸汽压缩机(也称热压机)，将电能转换成热能进行蒸发操作，只有进料水使用工作蒸汽进行加热。虽然，节能效果是目前生产蒸馏水的专用设备中最好的，但是，仍存在以下问题：
一是工作蒸汽产生的凝水中含有大量的热量，没有进行有效的回收利用，而是白白的扔掉了，所浪费的热量由下面的说明可以看出：
以10吨生产能力的热压式蒸馏水机为例，每小时生产10,000kg蒸馏水，就得耗用1200kg工作蒸汽，即产生1200kg冷凝水，经检测，冷凝水的排出温度为120-125℃。
冷凝水温度取t1＝120℃，蒸馏水机的进料水温度一般情况下为15-25℃，取中间值T1＝20℃。如果，用进料水冷却冷凝水，那么，由进料水温度T1知可以将冷凝水温度降至35℃以下，取35℃。根据水的定压比热近似为cp＝1kcal/(kg·℃)，可知冷凝水被进料水所获取的热量为Q＝1200×cp×(t1－35)＝102000kcal。根据热压式蒸馏水机正常运行时，进料水加热器的工作蒸汽表压力2kgf/cm2，查饱和水蒸汽物性表得，工作蒸汽的汽化潜热为r＝518.1kcal/kg，将热量Q折合成工作蒸汽量
W＝Q/r＝196.9kg。
也就是说，每生产10吨蒸馏水就白白的扔掉了工作蒸汽196.9kg。
如果，回收利用这些工作蒸汽，那么，节能效率就可提高(196.9/1200)×100％＝16.4％。
二是热量回收比较难：虽然大家都知道存在着较大的热量损耗，但是，要做好上述热量的回收存在较多的困难，其主要原因是：
要想真正做到能够有效的回收上述热量，就必须解决工作蒸汽冷凝后产生的不凝气的排出问题，否则加热器长时间连续工作时(有很多制药企业的蒸馏水机每天运行16小时以上，甚至还有每天24小时运行的)，在工作蒸汽加热操作室内的不凝气就会大量增加，在传热界面形成的不凝气膜层也就会加厚，使工作蒸汽与传热界面的热阻就会增大，加热器的传热系数也就会急剧下降，导致整机的生产能力急剧下降甚至无法正常运行。
当工作蒸汽凝水热量不回收时，因凝水排放管路较短且是一般是由上向下或水平的直接流入下水井中扔掉(因此在制药企业中可以经常看到下水井口冒出大量的蒸汽现象)，故凝水流动时不会产生有效的水封现象，即管路没有被凝水完全封住，管路中就会有少量的汽(气)体流动空间，不凝气可随着汽(气)体流动空间排放出来。
当工作蒸汽凝水的热量进行回收时，凝水需要收集到热交换器中以后再进行热量回收，即凝水由加热器与热量回收器(就是热交换器)之间的管路进入工作蒸汽凝水热量回收器，凝水管路长而且还有上升管段，尤其凝水进入热量回收器后，因热量回收器只有采用逆流式水平列管换热器时，才能最有效的进行热量回收。凝水在壳程流动(根据GMP要求，管程较壳程卫生洁净故走原料水)，壳程装有折流板，当凝水充满壳程产生换热管的横向流动时且在逆流传热的工艺条件下，才能具有最好的换热效率。否则，因“水→水”换热效果较差，根本就达不到凝水中热量的最大回收目的。在这种情况下，凝水在流动过程中必然会产生有效的水封，使不凝气没有可通过的气体通道而不能排出。以上原因可能就是，国内外的热压式蒸馏水机迄今为止还没有能够做到工作蒸汽凝水的热量回收。
三是热压机的的工作效率降低：由于传统的除雾器(汽水分离器)的结构，导致蒸发器的纯蒸汽出汽口(在蒸发器的顶部)太高，使得蒸发器的纯蒸汽出口与热压机的纯蒸汽入口之间的连接管路太长(均为4m左右，尤其是卧式蒸发器的热压蒸馏水机更长，约5m以上)。在正常工作中蒸发器内的纯蒸汽是由热压机吸入到热压机中进行加压、升温，之后再由热压机送入蒸发管组壳程对管程中的原料水进行蒸发操作。因纯蒸汽进入热压机的管路长，所以纯蒸汽流动阻力增大，使热压机的吸入力也随之增大，热压机的压缩功却随之减小，导致在额定的生产能力下热压机的耗电量增加，即浪费能源。
中国专利(专利申请号为99234696.7)公开的“热压式蒸馏水机”，它由电器控制柜、蒸汽压缩机、蒸发冷凝器和换热器构成,蒸汽压缩机的吸入口与蒸发冷凝器上部的除沫室相通,出气口与蒸发冷凝器中部的蒸发室管路相连通,换热器底部与进水管路输送泵相连,其中部与出水管路输送泵和出水回流调节罐相连。
另一中国专利(专利申请号为201410596563.1)公开的“横管降膜热压式蒸馏水机”，由原料水泵、热交换器、蒸发室、补充加热器、横管加热器、蒸汽压缩机、循环泵、喷淋装置、不凝气体换热器及蒸馏水收集罐组成。原料水经热交换器预热后进入蒸发室，经补充加热器加热产生二次蒸汽，二次蒸汽被蒸汽压缩机吸入压缩后形成高温二次蒸汽进入横管加热器的管内，同时原料水通过循环泵送入喷淋装置，将原料水均匀地喷淋在横管加热器外壁，通过管壁传热，使管外的原料水蒸发，连续不断产生二次蒸汽。高温二次蒸汽在管内被冷凝，产生蒸馏水。
还有中国专利(专利申请号201520513986.2)公开的“热压式蒸馏水机系统”，包括：原水加热系统、卧式蒸发器、压缩机、脱汽罐和PLC控制系统，PLC控制系统控制所述原水加热系统、卧式蒸发器、压缩机和脱汽罐工作。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有节能效率更高的热压式蒸馏水机。
为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是设计一种高节能型热压式蒸馏水机，包括热压式蒸馏水生产装置1，所述热压式蒸馏水生产装置1包括原料水进水系统、蒸发系统、原料水加热系统、蒸馏水温度调节系统和不凝气分离系统；还包括有工作蒸汽凝水热量回收装置19；
所述的工作蒸汽凝水热量回收装置19包括工作蒸汽凝水热量一级回收器25和工作蒸汽凝水热量二级回收器22；
工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程的进口端通过管路分别连接原料水加热系统和蒸发系统，其出口端一方面引出不凝气排放管路27、另一方面通过凝水连接管路24连接工作蒸汽凝水热量二级回收器22的壳程的进口端；
工作蒸汽凝水热量一级回收器25的管程的出口端分别连接原料水加热系统和蒸馏水温度调节系统，其进口端通过原料水初热管路23连接工作蒸汽凝水热量二级回收器22的管程的出口端，工作蒸汽凝水热量二级回收器22的管程的进口端通过管路20连接原料水进水系统；
工作蒸汽凝水热量二级回收器22的壳程的出口端引出凝水排出管路21。
所述的原料水进水系统包括原料水泵13、原料水管路14和浓缩水热量回收器18，原料水管路14的一端连接原料水泵13，另一端连接浓缩水热量回收器18的管程的进口端；浓缩水热量回收器18的管程的出口端通过管路20连接工作蒸汽凝水热量二级回收器22的管程的进口端；浓缩水管路12的一端连接蒸发系统，另一端连接浓缩水热量回收器18的壳程的进口端；浓缩水排出管路17由浓缩水热量回收器18的壳程的出口端引出；
所述的原料水加热系统包括原料水加热器36，原料水加热器36的壳程的进口端连接原料水加热工作蒸汽供给调节阀及其管路34；原料水加热工作蒸汽凝水排出疏水器及其管路32的一端连接原料水加热器36的壳程的出口端、另一端连接工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程的进口端；原料水加热器36的管程的进口端一方面连接气动调节阀29、另一方面通过调温原料水管路38连接蒸馏水温度调节系统，原料水加热器36的管程的出口端通过加热原料水管路37连接不凝气分离系统；
所述的蒸馏水温度调节系统包括蒸馏水温度调节器39、蒸馏水缓冲罐9和蒸馏水泵15；蒸馏水温度调节器39的壳程的进口端通过管路28连接作蒸汽凝水热量一级回收器25的管程的出口端，蒸馏水温度调节器39的壳程的出口端通过调温原料水管路38连接原料水加热器36的管程的进口端；蒸馏水温度调节器39的管程的进口端通过蒸馏水中间管路16依次连接蒸馏水泵15、蒸馏水管路11、蒸馏水缓冲罐9和蒸发系统，蒸馏水温度调节器39的管程的出口端通过蒸馏水排出管路35排出蒸馏水；蒸馏水和纯蒸汽中不凝气引出管路42的一端连接蒸馏水缓冲罐9，另一端连接不凝气分离系统；
所述的不凝气分离系统包括不凝气分离器40，加热原料水管路37的一端连接不凝气分离器40的入口，另一端连接原料水加热器36的管程的出口端；不凝气排出管路41由不凝气分离器40引出，蒸馏水和纯蒸汽中不凝气引出管路42的两端分别连接蒸馏水缓冲罐9和不凝气分离器40，分离原料水管路10的两端分别连接不凝气分离器40的出口和蒸发系统；
所述的蒸发系统包括蒸发器43、热压机4、蒸发管组6、启动蒸发管组8和浓缩水限位排出管7，蒸发管组6和启动蒸发管组8分别安装在蒸发器43内腔的中下部和下部，浓缩水限位排出管7安装在蒸发器43内腔下部的中间、并通过浓缩水管路12连接浓缩水热量回收器18的壳程的进口端；热压机4通过纯蒸汽入口管路3连接蒸发器43，并通过纯蒸汽出口管路5连接蒸发管组6；蒸发管组6的壳程还与蒸馏水缓冲罐9连接；分离原料水管路10的两端分别连接不凝气分离器40的出口和蒸发器43的下部内腔；热压机启动蒸发器的工作蒸汽供给调节阀及其管路31连接启动蒸发管组8的进口端，启动蒸发管组8的出口端通过启动工作蒸汽凝水排出管路30连接工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程的进口端。
在所述蒸发器43的内腔上部，还设置有除雾器(也称汽水分离器)2，所述的纯蒸汽入口管路3由除雾器2的上部中间向下经蒸发器43的内腔中上部引出、并与热压机4连接。
所述的蒸发管组6为垂直列管蒸发管组。
所述的启动蒸发管组8为C型蒸发管组。
在所述原料水加热器36的壳程的出口端还设置有节流孔33，并通过不凝气引出管路26连接工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程的进口端。
本实用新型的高节能型热压式蒸馏水机：
一是采用了两级逆流换热工艺流程的工作蒸汽凝水热量回收装置，即凝水由高温段向低温段流动，原料水由低温段向高温段流动，因此，增大了有效传热温差，提高了换热效率，使原料水能够最大限度的吸收凝水中的热量，带入机器中重新加以利用。与目前国内外的热压式蒸馏水机相比，其节能效率提高了15％以上。
二是将纯蒸汽入口管路的出口位于除雾器的下方，而目前国内外的热压式蒸馏水机的纯蒸汽出口都在除雾器的上方的蒸发器顶部。由于除雾器的纯蒸汽入口管路的出口位置较低，接近热压机(目前的热压机实际上就是卧牛式高温离心风机，轴向入气口)的入汽口，使得连接管的长度很短[仅为0.6m，为国内其他热压蒸馏水机的管长的(0.6÷4)×100％＝15％]，因此，大大的降低了纯蒸汽流动的阻力和散热损失能量，同时也减小了热压机的吸入功，节省了耗电量，提高了热压机的工作效率。
附图说明
图1是本实用新型的结构原理示意图。
图中：
1是热压式蒸馏水生产装置，2是除雾器，3是纯蒸汽入口管路，4是热压机，5是纯蒸汽出口管路，6是蒸发管组，7是浓缩水限位排出管，8是启动蒸发管组，9是蒸馏水缓冲罐，10是分离原料水管路，11是蒸馏水管路，12是浓缩水管路，13是原料水泵，14是原料水管路，15是蒸馏水泵，16是蒸馏水中间管路，17是浓缩水排出管路，18是浓缩水热量回收器，19是工作蒸汽凝水热量回收装置，20是管路，21是凝水排出管路，22是工作蒸汽凝水热量二级回收器，23是原料水初热管路，24是凝水连接管路，25是工作蒸汽凝水热量一级回收器，26是不凝气引出管路，27是不凝气排放管路，28是管路，29是气动调节阀，30是工作蒸汽凝水排出疏水器及其管路，31是热压机启动蒸发器的工作蒸汽供给调节阀及其管路，32是原料水加热工作蒸汽凝水排出疏水器及其管路，33是节流孔，34是原料水加热工作蒸汽供给调节阀及其管路，35是蒸馏水排出管路，36是原料水加热器，37是加热原料水管路，38是调温原料水管路，39是蒸馏水温度调节器，40是不凝气分离器，41是不凝气排出管路，42是蒸馏水和纯蒸汽中不凝气引出管路，43是蒸发器。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，对本实用新型作进一步的说明。下面的说明是采用例举的方式，但本实用新型的保护范围不应局限于此。
本实施例为高节能型的立式热压蒸馏水机，是由立式热压式蒸馏水生产装置1、工作蒸汽凝水热量回收装置19构成。
立式热压式蒸馏水生产装置1是由原料水进水系统、蒸发系统、原料水加热系统、蒸馏水温度调节系统和不凝气分离系统构成；工作蒸汽凝水热量回收装置19是由工作蒸汽凝水热量一级回收器25和工作蒸汽凝水热量二级回收器22构成。
工作蒸汽凝水热量一级回收器25采用了立式列管式换热器，壳程同时存在汽液两相流空间，使得汽(气)、液都有充分的换热空间，工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程的进口端通过管路分别连接原料水加热系统和蒸发系统，其出口端一方面引出不凝气排放管路27、另一方面通过凝水连接管路24连接工作蒸汽凝水热量二级回收器22的壳程的进口端。
工作蒸汽凝水热量一级回收器25的管程的出口端分别连接原料水加热系统和蒸馏水温度调节系统，其进口端通过原料水初热管路23连接工作蒸汽凝水热量二级回收器22的管程的出口端，工作蒸汽凝水热量二级回收器22的管程的进口端通过管路20连接原料水进水系统。
工作蒸汽凝水热量二级回收器22的壳程的出口端引出凝水排出管路21。
原料水进水系统包括原料水泵13、原料水管路14和浓缩水热量回收器18，原料水管路14的一端连接原料水泵13，另一端连接浓缩水热量回收器18的管程的进口端；浓缩水热量回收器18的管程的出口端通过管路20连接工作蒸汽凝水热量二级回收器22的管程的进口端；浓缩水管路12的一端连接蒸发系统，另一端连接浓缩水热量回收器18的壳程的进口端；浓缩水排出管路17由浓缩水热量回收器18的壳程的出口端引出。
原料水加热系统包括原料水加热器36，原料水加热器36的壳程的进口端连接原料水加热工作蒸汽供给调节阀及其管路34；原料水加热工作蒸汽凝水排出疏水器及其管路32的一端连接原料水加热器36的壳程的出口端、另一端连接工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程的进口端；原料水加热器36的管程的进口端一方面连接气动调节阀29、另一方面通过调温原料水管路38连接蒸馏水温度调节系统，原料水加热器36的管程的出口端通过加热原料水管路37连接不凝气分离系统；在所述原料水加热器36的壳程的出口端还设置有节流孔33，并通过不凝气引出管路26连接工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程的进口端。
蒸馏水温度调节系统包括蒸馏水温度调节器39、蒸馏水缓冲罐9和蒸馏水泵15；蒸馏水温度调节器39的壳程的进口端通过管路28连接作蒸汽凝水热量一级回收器25的管程的出口端，蒸馏水温度调节器39的壳程的出口端通过调温原料水管路38连接原料水加热器36的管程的进口端；蒸馏水温度调节器39的管程的进口端通过蒸馏水中间管路16依次连接蒸馏水泵15、蒸馏水管路11、蒸馏水缓冲罐9和蒸发系统，蒸馏水温度调节器39的管程的出口端通过蒸馏水排出管路35排出蒸馏水；蒸馏水和纯蒸汽中不凝气引出管路42的一端连接蒸馏水缓冲罐9，另一端连接不凝气分离系统。
不凝气分离系统包括不凝气分离器40，加热原料水管路37的一端连接不凝气分离器40的入口，另一端连接原料水加热器36的管程的出口端；不凝气排出管路41由不凝气分离器40引出，蒸馏水和纯蒸汽中不凝气引出管路42的两端分别连接蒸馏水缓冲罐9和不凝气分离器40，分离原料水管路10的两端分别连接不凝气分离器40的出口和蒸发系统。
蒸发系统包括蒸发器43、热压机4、蒸发管组6、启动蒸发管组8和浓缩水限位排出管7，蒸发管组6(为垂直列管蒸发管组)和启动蒸发管组8(为C型蒸发管组)分别安装在蒸发器43内腔的中下部和下部，浓缩水限位排出管7安装在蒸发器43内腔下部的中间、并通过浓缩水管路12连接浓缩水热量回收器18的壳程的进口端；热压机4通过纯蒸汽入口管路3连接蒸发器43，并通过纯蒸汽出口管路5连接蒸发管组6；蒸发管组6还与蒸馏水缓冲罐9连接；分离原料水管路10的两端分别连接不凝气分离器40的出口和蒸发器43的下部内腔；热压机启动蒸发器的工作蒸汽供给调节阀及其管路31连接启动蒸发管组8的一端，启动蒸发管组8的另一端通过工作蒸汽凝水排出疏水器及其管路30连接工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程的进口端。
在所述蒸发器43的内腔上部，还设置有除雾器2，所述的纯蒸汽入口管路3由除雾器2的上部中间向下经蒸发器43的内腔中上部引出、并与热压机4连接。
使用时：原料水由原料水泵13顺次送入原料水管路14、浓缩水热量回收器18的管程、管路20、工作蒸汽凝水热量二级回收器22的管程、原料水初热管路23、工作蒸汽凝水热量一级回收器25的管程、管路28、气动调节阀29及其所在管路和蒸馏水温度调节器39的壳程、调温原料水管路38(调温原料水管路38与气动调节阀29及其所在管路是并联连接，大部分原料水由管路28经蒸馏水温度调节器39、调温原料水管路38流入原料水加热器36，少部分原料水经气动调节阀29及其所在管路流入原料水加热器36)、加热原料水管路37、不凝气分离器40、分离原料水管路10流入蒸发器43的内腔下部。原料水，流入浓缩水热量回收器18的管程时将流经其壳程的浓缩水的热量吸收，流入工作蒸汽凝水热量二级回收器22的管程时将其壳程中的凝水的热量吸收，流入工作蒸汽凝水热量一级回收器25的管程时将其壳程中的凝水、水蒸汽、不凝气的热量吸收，流入原料水加热器36的管程时被其壳程的工作蒸汽加热，流入不凝气分离器40时在原料水喷洒的状态下将其自身中的不凝气分离后由不凝气排出管路41排放掉，之后流入蒸发器43被蒸发成水蒸汽。未被蒸发的原料水成为浓缩水，由浓缩水限位排出管经浓缩水管路12流入浓缩水热量回收器18的壳程中将自身的热量传给了原料水，之后经浓缩水排出管路17排出扔掉或回收再利用。开机初始阶段，原料水被启动蒸发管组8蒸发，产生的水蒸汽为湿饱和水蒸汽，湿饱和水蒸汽上升通过除雾器2(高效丝网除雾器)除去蒸汽中的雾沫后成为纯蒸汽(即干饱和水蒸汽)，纯蒸汽经纯蒸汽入口管路3吸入热压机4中进行加压升温，之后经纯蒸汽出口管路5流入蒸发管组6的壳程对管程中的原料水进行蒸发，而自身被冷凝成蒸馏水。待热压机4能够独立进行蒸发操作时，启动蒸发管组8就会停止蒸发工作，即热压机启动蒸发器的工作蒸汽供给调节阀及其管路31关闭停止工作蒸汽供给。
蒸馏水和不凝气由蒸发器43中的垂直列管式蒸发管组6的壳程流入蒸馏水缓冲罐9，不凝气经蒸馏水和纯蒸汽中不凝气引出管路42流入不凝气分离器40中，其中泄漏的极少量的纯蒸汽被喷洒的原料水冷凝成凝水混合在原料水中，不凝气由不凝气排出管路41排放出。
蒸馏水缓冲罐9中的蒸馏水经蒸馏水管路11由蒸馏水泵15顺次送入蒸馏水中间管路16、蒸馏水温度调节器39的管程、蒸馏水排出管路35，由蒸馏水排出管路35流出机器。蒸馏水流入蒸馏水温度调节器39的管程后将一部分热量传给原料水自身降温至控制值82-86℃，控制值是由气动调节阀29通过调节(冷流体)原料水流经蒸馏水温度调节器39的流量(即改变冷却负荷)来实现的。
热压机启动蒸发器的工作蒸汽供给调节阀及其管路31中的工作蒸汽，进入启动蒸发管组8对蒸发器43中的原料水进行蒸发，而自身被冷凝成凝水由工作蒸汽凝水排出疏水器及其管路30(包含有疏水器)流入工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程，当热压机4能够正常进行蒸发操作后热压机启动蒸发器的工作蒸汽供给调节阀及其管路31关闭停止供汽，即启动蒸发管组8停止蒸发工作；原料水加热工作蒸汽供给调节阀及其管路34中的工作蒸汽，进入原料水加热器36的壳程对原料水进行加热，而自身被冷凝成凝水由原料水加热工作蒸汽凝水排出疏水器及其管路32(包含有疏水器)流入工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程。原料水加热器36的壳程中工作蒸汽冷凝后产生的不凝气由节流孔33经不凝气引出管路26流入工作蒸汽凝水热量一级回收器25的壳程，伴随不凝气引出而泄漏的极少量的工作蒸汽被管程中原料水冷凝成凝水流入其它凝水中，不凝气由不凝气排放管路27排出。工作蒸汽凝水热量一级回收器25壳程中的凝水将热量传给其管程中的原料水后，由凝水连接管路24流入工作蒸汽凝水热量二级回收器22的壳程中将热量再次传给原料水，之后由凝水排出管路21排出扔掉或回收再利用。
本实用新型的高节能型热压式蒸馏水机，适合制药厂、食品饮料厂、医院和生化科研等部门用于制备蒸馏水。