一种高真空状态下的连续排液装置及其浓缩系统的制作方法

本发明涉及蒸发器或浓缩器技术领域，具体涉及一种高真空状态下的连续排液装置及其浓缩系统。

背景技术：

蒸发器和浓缩器被广泛应用于化工、制药、食品等技术领域，蒸发器通常包括几组加热器和蒸发室、冷凝器、真空泵及排水装置，用前一级蒸发室产生的蒸汽作为下一级加热器的热源，最后一级蒸发室的蒸汽通过冷凝器的冷凝变成液体再通过排水装置排出。蒸发器或浓缩器通常在真空状态下工作，现有的排水装置不管是手动排水,还是自动排水,排水时泵都是在破坏真空的装态下工作,都需要将受液罐与大气相通,等受液罐内没有真空时,才能将受液罐内的液体排放出来,排液完成后需重新抽真空,此时浓缩系统内的真空度会下降，造成真空度不稳定，蒸发温度上升或容易产生泡沫。

中国专利文献cn209908790u公开了一种树脂烘干处理中冷凝液自动排水装置，通过plc控制系统根据液位情况实现对冷凝液泵的自动启停控制，此种形式的排水装置，在排水初期泵体汽蚀问题严重，影响泵的使用寿命，同时也不利于具有发泡性溶液的排出。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供了一种高真空状态下的连续排液装置及其浓缩系统，可以实现受液罐内冷凝液的自动快速排放，避免排液泵产生汽蚀问题，减少泡沫的产生。

本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种高真空状态下的连续排液装置，包括冷凝器、受液罐、排液泵、液位传感器和控制器，所述控制器分别与所述的排液泵和液位传感器电性连接；所述冷凝器上设有蒸汽入口，所述受液罐与所述冷凝器相连通，用于接收所述泠凝器所产生的冷凝液，所述排液泵的输入管道与所述受液罐下端的出液口连通，所述冷凝器上设有与其内部相连通的抽真空管，所述排液泵的出液管道分别连通一输出管道和回流管道，所述回流管道与所述受液罐的内部相连通，所述回流管道上设有回流阀，所述输出管道在液体排出方向上依次设有出液阀和单向阀，所述控制器分别与所述的回流阀和出液阀电性连接。

所述排液泵的输出管道上还设有快装阀门，用于控制所述输出管道的排液扬程。

优选地，所述快装阀门为手动球阀。

其中，所述液位传感器包括：

上液位传感器，设置于所述受液罐的上部，检测到所述受液罐内的液体到位时，通过所述控制器控制所述排液泵的开启动作；

下液位传感器，设置于所述受液罐的下部，检测不到所述受液罐内的液体时，通过所述控制器控制所述排液泵的关闭动作；

所述回流管道与所述受液罐的连通位置设置于所述上液位传感器和下液位传感器之间。

所述上液位传感器检测到所述受液罐的液位时，所述控制器控制所述回流阀开启、所述出液阀关闭，并使所述排液泵产生回流运转；所述排液泵回流运转所设定的时间后，关闭回流阀，并开启出液阀，所述输出管道将所述受液罐内的冷凝液排出。

所述控制器所设定的排液泵回流运转时间为6-10秒。

所述抽真空管设置于所述冷凝器的下端。

所述装置包括多个冷凝器，所述受液罐与每个所述冷凝器的下部相连通，用于接收各个所述冷凝器所产生的冷凝液。

另一方面，本发明还提供了一种高真空状态下的浓缩系统，包括浓缩器和与其连接的排液装置，所述排液装置为上述的连续排液装置，所述浓缩器的蒸汽出口与排液装置上的所述蒸汽入口连接。

所述浓缩器为单效浓缩器、双效浓缩器、多效浓缩器、降膜蒸发器、酒精回收浓缩器、真空减压浓缩器和球形浓缩器中的一种。

本发明技术方案，具有如下优点：

a.本发明可以在浓缩时不破坏真空，连续不间断排水，在真空度>0.095mpa时也可以连续排出，排液泵不会出现汽蚀现象，排液时真空度不会下降，真空度更稳定，适用于各种有机溶媒和水的蒸发或浓缩器，对于有泡沫或泡沫大的物料蒸发时相比现有常规浓缩器优势更明显。

b.本发明在排液泵的出液管道上分别连通有回流管道和输出管道，在排液初期可以通过控制回流阀打开，出液阀关闭，实现回流循环，将管道中的气体完全排出，避免了汽蚀现象；再通过切换线路，将回流管道关闭，实现冷凝液在输出管道中的高效排出，通过对快装阀门开关量的控制，达到对排出冷凝液扬程和流量的控制，自动工作，减轻操作强度。结构简单,且成本低，适用于各种浓缩/蒸发器，应用范围广。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的连续排液装置整体结构示意图；

图2为本发明在单效浓缩器上使用的结构示意图；

图3为本发明在多效浓缩器上使用的结构示意图；

图4为本发明在降膜蒸发器上使用的结构示意图；

图5为本发明在酒精回收浓缩器上使用的结构示意图。

图中标识如下：

1-蒸汽入口；2-冷凝器端盖；3-冷却水出口；4-冷凝器；5-冷却水进口；6-冷凝器法兰；7-抽真空管；8-冷凝液输出管；9-上液位传感器；10-下液位传感器；11-回流阀；12-出液阀；13-单向阀；14-快装阀门；15-排液泵；16-输入管道；17-出液管道；18-输出管道；19-回流管道；20-受液罐；21-浓缩器；22-蒸汽出口。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供了一种高真空状态下的连续排液装置，包括冷凝器4、受液罐20、排液泵15、液位传感器和控制器，控制器分别与排液泵15和液位传感器电性连接；冷凝器4上设有蒸汽入口1，蒸汽入口1设置在冷凝器的上端或上部，受液罐20与冷凝器4相连通，用于接收泠凝器4所产生的冷凝液，排液泵15的输入管道16与受液罐20下端的出液口连通，冷凝器4上设有与其内部相连通的抽真空管7，排液泵15的出液管道17分别连通一输出管道18和回流管道19，回流管道19与受液罐20的内部相连通，回流管道19上设有回流阀11，输出管道18在液体排出方向上依次设有出液阀12和单向阀13，控制器分别与回流阀11和出液阀12电性连接。冷凝器4内部设置有呈往复折回的冷凝列管，冷凝列管的冷却水进口5设置在冷凝器的下部，冷凝列管的冷却水出口3设置在冷凝器4的上部，在冷凝列管的上方还设置一冷凝器端盖2，冷凝器端盖2上连接蒸汽入口1，冷凝器4的两端分别通过冷凝器法兰6与冷凝器端盖2、受液罐20形成密封连接。进入冷凝器端盖内的高温蒸汽通过冷凝列管交换热量后形成冷凝液体，再通过冷凝液输出管8进入受液罐20中收集。

这里的排液泵15为现有的卫生泵，回流阀11、出液阀12均为电动或气动阀门，通过控制器进行自动控制，可以在市场上购得，这里不再对其结构和功能进行赘述。在排液泵15的输出管道18上还设有快装阀门14，用于控制输出管道18的排液扬程。快装阀门14优选为手动球阀，当然也可以采用电动或气动阀门，分别通过控制器进行流量控制。

本发明中的液位传感器包括：上液位传感器9和下液位传感器10

上液位传感器9设置于受液罐20的上部，检测到受液罐20内的液体到位时，通过控制器控制排液泵15的开启动作；下液位传感器10设置于受液罐20的下部，检测不到受液罐20内的液体时，通过控制器控制排液泵15的关闭动作。当然通过受液罐20的输入液体量调节快装阀门14的输出量，达到二者平衡，实现自动连续排出冷凝液体，保持罐体内真空度的平衡。

优选地回流管道19与受液罐20的连通位置设置于上液位传感器9和下液位传感器10之间，且靠近上液位传感器9高度。

在排液泵执行排液初期，当上液位传感器9检测到受液罐20的液位时，控制器控制回流阀11开启、出液阀12关闭，并使排液泵15产生回流运转；排液泵15回流运转所设定的时间后，关闭回流阀11，并开启出液阀12，输出管道18将受液罐20内的冷凝液排出。控制器所设定的排液泵15回流运转时间为6-10秒。

进一步地，为了高效引入蒸汽，本发明优选地将抽真空管7设置于冷凝器4的下端，与抽真空管7连接的真空装置执行抽真空时，使得蒸汽完全通过冷凝器内部的冷凝列管，达到快速冷凝的目的。

如图5所示，在连续排液装置中还可以包括多个冷凝器4，受液罐20与每个冷凝器4的下部相连通，用于接收各个冷凝器4所产生的冷凝液。

作为本发明所提供的连续排液装置的具体应用，可以与图2中单效浓缩器，图3中的多效浓缩器，图4中的降膜蒸发器以及图5中的酒精回收浓缩器中应用，当然还包括真空减压浓缩器和球形浓缩器，浓缩器21的蒸汽出口22与排液装置上的蒸汽入口1连接。

本发明可以在浓缩时不破坏真空，连续不间断排水，在真空度>0.095mpa时也可以连续排出，排液泵不会出现汽蚀现象，排液时真空度不会下降，因此真空度更稳定，适用于各种有机溶媒和水的蒸发或浓缩器，对于有泡沫或泡沫大的物料蒸发时相比常规浓缩器优势更明显。

由于抽真空管7中抽真空，蒸发时产生的二次蒸汽经过蒸汽入口1进入冷凝器内，由于冷却水经过冷却水进口5，由冷却水出口3排出，二次蒸汽会冷凝，冷凝液输出管8和球阀流入受液罐20内，液位上升到上液位传感器液位9时，控制器控制回流阀11打开，同时排液泵15也打开，冷凝液经过排液泵15和回流阀11形与一个回流状态，目的是消除管内的空气，让冷凝液充满整个管道，不让泵形成汽蚀现象。回流6-10秒后，排液泵15继续工作，回流阀11与出液阀12切换工作状态，回流停止，冷凝液经过出液阀12、单向阀13和快装阀门14排出设备外。快装球阀14优选为手动阀，初次工作时手动调整开度，阀门全开时，排液泵扬程会降低，开度越小排液泵的扬程越高。

当液位下降到下液位传感器液位10时，排液泵15停止工作，出液阀12同时关闭，停止排液。液位上升到上液位传感器9液位时开始排液。

其中的控制器可以采用单片机控制或plc程序控制，通过编写控制程序可以实现对各个控制阀门及排液泵的自动控制，按照本发明所提供的控制流程即可实现整个控制程序的编写，通过编程语言和控制元器件实现控制，这里不再赘述。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。