气液分离装置及降膜蒸发器的制作方法

本实用新型涉及气液分离技术领域，特别是涉及一种气液分离装置及降膜蒸发器。

背景技术：

降膜蒸发器被广泛应用于医药领域中的多效蒸馏水机及纯蒸汽发生器工艺中，降膜蒸发器可以将多效蒸馏水机等产生的蒸汽和注射用水的混合物进行分离。而降膜蒸发器内设置的气液分离装置将直接影响注射用水或纯蒸汽的品质。

目前应用于气液分离装置的汽水分离结构主要有内螺旋分离结构、丝网分离结构和大螺距外螺旋分离结构。但是目前的气液分离装置气液分离不彻底、分离精度低。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种气液分离装置及降膜蒸发器，气液分离精度高，有利于提高注射用水或纯蒸汽的品质。

一种气液分离装置，用于设置于降膜蒸发器的壳体内，所述气液分离装置包括：

导流筒和螺旋板，所述导流筒为两端连通的中空管道，所述导流筒的注入端用于通入气液混合物，所述螺旋板盘旋绕设于所述导流筒的外壁上；

分离筒，所述分离筒为两端连通的中空管道，所述导流筒穿设于所述分离筒内，所述螺旋板设于所述导流筒的外壁和所述分离筒的内壁之间，且所述螺旋板的边缘和所述分离筒之间间隔第一间隙；

挡汽圈，所述挡汽圈贴设于所述分离筒的内壁，且所述挡汽圈设于所述螺旋板背离所述注入端的一端，所述挡汽圈封闭所述第一间隙。

下面进一步对技术方案进行说明：

在其中一个实施例中，所述挡汽圈包括环形竖板和环形斜板，所述环形竖板贴设于所述分离筒的内壁，所述环形斜板连接于所述环形竖板的背离所述螺旋板的一端。

在其中一个实施例中，所述挡汽圈为环形斜板，所述环形斜板的一端设于所述分离筒内壁上，所述分离筒的内壁朝向所述壳体顶部的方向与所述环形斜板的板面方向成锐角设置。

在其中一个实施例中，所述螺旋板为多螺旋通道结构，所述螺旋板的螺旋通道为n，2≤n≤4。

在其中一个实施例中，所述气液分离装置还包括锥形漏斗，所述锥形漏斗连通于所述导流筒的所述注入端。

在其中一个实施例中，所述气液分离装置还包括法兰，所述法兰设于所述锥形漏斗背离所述导流筒的一端。

在其中一个实施例中，所述法兰焊接于所述锥形漏斗，所述锥形漏斗焊接于所述导流筒，所述螺旋板可拆卸安装于所述导流筒的外壁上或者所述螺旋板焊接于所述导流筒上。

在其中一个实施例中，所述分离筒的筒壁上开设有多个开孔，所述开孔在所述分离筒上环形分布，且所述开孔相邻所述螺旋板朝向所述注入端的一端设置。

一种降膜蒸发器包括壳体和如上述任一个实施例所述的气液分离装置，所述气液分离装置设于所述壳体内，且所述分离筒的外壁和所述壳体的内壁形成隔离腔，所述隔离腔的朝向所述注入端的一端封闭，所述隔离腔的背离所述注入端的一端敞开，所述分离筒上的开孔连通所述隔离腔和所述分离筒的内部。

在其中一个实施例中，所述壳体的侧壁设有纯蒸汽出口，所述纯蒸汽出口高于所述分离筒设置，所述壳体的底部设有液体出口。

上述气液分离装置及降膜蒸发器，至少具有以下有益效果：

本实施例提供的气液分离装置包括导流筒、螺旋板、分离筒和挡汽圈。气液混合物从导流筒的注入端进入到导流筒内，气液混合物中的大液滴在重力作用下流到降膜蒸发器的壳体底部。由于降膜蒸发器的内部气压高，与外部形成压差，在压差作用下气液混合物中密度较小的蒸汽到达导流筒底部后再折返进入螺旋板形成的通道中。挡汽圈的设置有效避免蒸汽流动到第一间隙中，使得蒸汽能完全进入螺旋板的通道内进行气液分离，提高蒸汽的气液分离精度，有利于提高分离出来的注射用水和纯蒸汽的品质。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型一实施例提供的降膜蒸发器的结构示意图；

图2为图1所示的降膜蒸发器中的p处的结构放大示意图；

图3为本实用新型另一个实施例提供的降膜蒸发器的结构示意图；

图4为图3所示的降膜蒸发器中的m处的结构放大示意图；

图5为本实用新型一实施例提供的四螺旋通道的螺旋板的俯视结构示意图。

附图标记说明：100、降膜蒸发器；110、壳体；111、纯蒸汽出口；112、液体出口；120、气液分离装置；121、导流筒；1211、注入端；122、螺旋板；123、分离筒；1231、开孔；124、挡汽圈；1241、环形竖板；1242、环形斜板；125、锥形漏斗；126、法兰；127、隔离腔；128、第一间隙。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

本实施例提供了一种气液分离装置120及降膜蒸发器100，具有气液分离精度高，有利于提高注射用水或纯蒸汽的品质的优点，以下将结合附图进行详细说明。

在一个实施例中，请参阅图1、图3和图5，图1示出的是本实用新型一实施例提供的降膜蒸发器的结构示意图；图3示出的是本实用新型另一个实施例提供的降膜蒸发器的结构示意图；图5示出的是本实用新型一实施例提供的四螺旋通道的螺旋板的俯视结构示意图。一种气液分离装置120用于设置于降膜蒸发器100的壳体110内。所述气液分离装置120包括导流筒121、螺旋板122、分离筒123和挡汽圈124。导流筒121为两端连通的中空管道。导流筒121的注入端1211用于通入气液混合物。螺旋板122盘旋绕设于导流筒121的外壁上。分离筒123为两端连通的中空管道，导流筒121穿设于分离筒123内。螺旋板122设于导流筒121的外壁和分离筒123的内壁之间，且螺旋板122的边缘和分离筒123之间间隔第一间隙128。挡汽圈124贴设于分离筒123的内壁，且挡汽圈124设于螺旋板122并背离所述注入端1211的一端。挡汽圈124封闭所述第一间隙128。

本实施例提供的气液分离装置120包括导流筒121、螺旋板122、分离筒123和挡汽圈124。气液混合物从导流筒121的注入端1211进入到导流筒121内，气液混合物中的大液滴在重力作用下流到降膜蒸发器100的壳体110底部。由于降膜蒸发器100的内部气压高，与外部形成压差，在压差作用下气液混合物中密度较小的蒸汽到达导流筒121底部后再折返进入螺旋板122形成的通道中。挡汽圈124的设置，有效避免蒸汽流动到第一间隙128中，使得蒸汽能完全进入螺旋板122的通道内进行气液分离，提高蒸汽的气液分离精度，有利于提高分离出来的注射用水和纯蒸汽的品质。

作为一种可选的实施方式，请参阅图1和图2，图2示出的是图1所示的降膜蒸发器中的p处的结构放大示意图。挡汽圈124包括环形竖板1241和环形斜板1242，环形竖板1241贴设于分离筒123的内壁，环形斜板1242连接于环形竖板1241的背离螺旋板122的一端。具体地，环形斜板1242所在环形面和环形竖板1241所在环形面的夹角α为钝角，且环形斜板1242封闭第一间隙128，防止蒸汽流动到第一间隙128中而导致蒸汽未进行气液分离，使得蒸汽能完全进入螺旋板122的通道内进行气液分离，提高蒸汽的气液分离精度，有利于提高分离出来的注射用水和纯蒸汽的品质。

作为另一种可选的实施方式，请参阅图3和图4，图4示出的是图3所示的降膜蒸发器中的m处的结构放大示意图。挡汽圈124为环形斜板1242，环形斜板1242的一端设于分离筒123内壁上，分离筒123的内壁朝向壳体110的顶部的方向与环形斜板1242的板面方向成锐角β设置。具体地，环形斜板1242为一端固定在分离筒123内壁上，第一间隙128背离注入端1211的入口处被环形斜板1242所遮蔽，如此可以防止蒸汽流动到第一间隙128中而使得蒸汽未进行气液分离，保证蒸汽能完全进入螺旋板122的通道内进行气液分离，提高蒸汽的气液分离精度，有利于提高分离出来的注射用水和纯蒸汽的品质。

在一个实施例中，请参阅图1、图3和图5，螺旋板122为多螺旋通道结构，螺旋板122的螺旋通道为n，2≤n≤4。具体地，n可以取值为2、3或者4。传统的气液分离装置120为达到理想的气液分离效果，螺旋板122的螺距会很大，导致整个气液分离装置120的尺寸较大，也增大降膜蒸发器100的加工难度。但是，本实施例提供的螺旋板122为多螺旋通道结构，比如，螺旋板122为四螺旋通道，螺距可以减小约1/4，从而显著减小螺旋通道的螺距，很好地减小了降膜蒸发器100的外形尺寸，也有利于降低降膜蒸发器100的加工难度。

在一个实施例中，请参阅图1以及图3，气液分离装置120还包括锥形漏斗125，锥形漏斗125连通于导流筒121的注入端1211。具体地，锥形漏斗125的尖端连接于导流筒121的注入端1211，气液混合物从锥形漏斗125流入到导流筒121内。

进一步地，请参阅图1、图3以及图5，所述气液分离装置120还包括法兰126，法兰126设于锥形漏斗125背离导流筒121的一端。具体地，法兰126焊接于所述锥形漏斗125，所述锥形漏斗125焊接于导流筒121，螺旋板122可拆卸安装于导流筒121的外壁上或者螺旋板122焊接于导流筒121上。这样，法兰126、锥形漏斗125、导流筒121以及螺旋板122为一个整体，使用者可以直接拉出法兰126，即可将锥形漏斗125、导流筒121以及螺旋板122等取出，便于使用者更换螺旋板122等零件，便于使用者后期维护气液分离装置120。使用者也可直接将法兰126、锥形漏斗125、导流筒121以及螺旋板122形成的整体放入到降膜蒸发器100内，安装气液分离装置120也十分简单快捷。

在一个实施例中，请参阅图1以及图3，一种降膜蒸发器100包括壳体110和上述任一个实施例所述的气液分离装置120。所述气液分离装置120设于壳体110内，且分离筒123的外壁和壳体110的内壁形成隔离腔127，隔离腔127的朝向所述注入端1211的一端封闭，隔离腔127的背离所述注入端1211的一端敞开。

进一步地，请参阅图1以及图3，分离筒123的筒壁上开设有多个开孔1231。所述开孔1231在分离筒123上环形分布，且所述开孔1231相邻螺旋板122朝向所述注入端1211的一端设置。分离筒123上的开孔1231连通隔离腔127和分离筒123的内部。具体地，分离筒123朝向锥形漏斗125的一端焊接到壳体110的内壁上，用来封闭隔离腔127的朝向注入端1211的一端。从壳体110顶部到壳体110底部的方向上数螺旋板122的螺距，在螺旋板122第一螺距到第三螺距的位置对应设置该开孔1231。开孔1231的形状可以为圆形，也可以为方形等，在此不做具体限定。开孔1231均匀轴向分布于分离筒123的筒壁上。

进一步地，请参阅图1以及图3，壳体110的侧壁设有纯蒸汽出口111，所述纯蒸汽出口111高于分离筒123设置，壳体110的底部设有液体出口112。具体地，锥形漏斗125外接多效蒸馏水机等将原水(原水是指工艺用水)蒸发的机器。多效蒸馏水机产生的水蒸气和注射用水混合物经过锥形漏斗125达到导流筒121，并在导流筒121内向着壳体110底部流动。壳体110内充入气液混合物后的压强高于纯蒸汽出口111外部的压强，即壳体110内部和壳体110外部形成压差。气液混合物到达导流筒121底部时，气液混合物夹带的密度大的大液滴在重力的作用下被分离出来，大液滴汇集到蒸发器壳体110底部，可以从液体出口112排出。气液混合物夹带的密度较小的蒸汽在压差的作用下经过180°折返后进入多螺旋板122形成的螺旋通道内，在螺旋通道内旋转上升时受到离心力的作用，蒸汽中的微小雾滴被离心力甩出，被分离出的小雾滴从分离筒123的开孔1231中进入隔离腔127，小雾滴在隔离腔127内由上向下回流入蒸发器壳体110底部，如此得到高品质的纯蒸汽，而且纯蒸汽继续上升到螺旋板122的顶部并从纯蒸汽出口111流出。其中，在蒸汽折返180°的过程中，分离筒123内壁固定的挡汽圈124可以强制蒸汽全部进入螺旋通道内并向上流动，避免蒸汽直接从第一间隙128向上流动而没有经过螺旋板122进行气液分离，从而有利于达到较好的气液分离效果。分离筒123的开孔1231也有利于分离出蒸汽中的微小雾滴，提高了气液分离精度。

在一个实施例中，参阅图1以及图3，由于降膜蒸发器100包括上述所述的气液分离装置120，技术效果由气液分离装置120带来，有益效果已经包括了气液分离装置120的有益效果，故在此不进行赘述。进一步地，气液分离装置120中的所有部件均为耐腐蚀不锈钢。

本实施例提供的气液分离装置120包括导流筒121、螺旋板122、分离筒123和挡汽圈124。气液混合物从导流筒121的注入端1211进入到导流筒121内，气液混合物中的大液滴在重力作用下流到降膜蒸发器100的壳体110底部。由于降膜蒸发器100的内部气压高，与外部形成压差，在压差作用下气液混合物中密度较小的蒸汽到达导流筒121底部后再折返进入螺旋板122形成的通道中。挡汽圈124的设置有效避免蒸汽流动到第一间隙128中，使得蒸汽能完全进入螺旋板122的通道内进行气液分离，提高蒸汽的气液分离精度，有利于提高分离出来的注射用水和纯蒸汽的品质。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

需要说明的是，该“第一凸体”可以为“第一安装件的一部分”，即“第一凸体”与“第一安装件的其他部分”一体成型制造；也可以与“第一安装件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“第一凸体”可以独立制造，再与“第一安装件的其他部分”组合成一个整体。

等同的，“某体”、“某部”可以为对应“构件”的一部分，即“某体”、“某部”与该“构件的其他部分”一体成型制造；也可以与“构件的其他部分”可分离的一个独立的构件，即“某体”、“某部”可以独立制造，再与“构件的其他部分”组合成一个整体。本申请对上述“某体”、“某部”的表达，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述特征且作用相同应当理解为是本申请等同的技术方案。

需要说明的是，该“第一安装件”可以为“安装单元”这一模块的其中一个零件，即与“安装单元的其他构件”进行模块化组装；也可以与“安装单元的其他构件”相对独立，可分离，即可在本装置中与“安装单元的其他构件”模块化组装。

等同的，本申请“单元”、“组件”、“机构”、“装置”所包含的构件亦可灵活进行组合，即可根据实际需要进行模块化生产，以方便进行模块化组装。本申请对上述构件的划分，仅是其中一个实施例，为了方便阅读，而不是对本申请的保护的范围的限制，只要包含了上述构件且作用相同应当理解是本申请等同的技术方案。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。