[發(fā)明專利]一種管內(nèi)振動(dòng)螺旋往復(fù)清洗式降膜蒸發(fā)器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210374716.9
• 申請(qǐng)日: 2012-10-08
• 公開（公告）號(hào): CN103706135A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞天翔;俞秀民;俞天蘭;彭德其;吳金香
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 俞天翔
• 主分類號(hào): B01D1/22
• 分類號(hào): B01D1/22;B01D1/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的一種管內(nèi)振動(dòng)螺旋往復(fù)清洗式降膜蒸發(fā)器，涉及列管降膜蒸發(fā)裝置的管內(nèi)螺旋振動(dòng)往復(fù)清洗和傳熱強(qiáng)化。它主要適用于加熱管內(nèi)容易生長(zhǎng)污垢的降膜蒸發(fā)裝置，對(duì)易垢溶液的列管降膜式熱泵蒸發(fā)裝置能夠大幅度的提高節(jié)能效益。

背景技術(shù)

現(xiàn)有的蒸發(fā)器自動(dòng)清洗技術(shù)有多種。例如，ZL002224697.x專利《自轉(zhuǎn)扭帶自動(dòng)清洗式高效蒸發(fā)器》的扭帶清洗技術(shù)，2008年無機(jī)鹽工業(yè)第8期《蒸發(fā)裝置防垢新技術(shù)及其在氯化鈣生產(chǎn)中的應(yīng)用》介紹的流態(tài)化清洗技術(shù)，都是加熱管內(nèi)滿流條件下應(yīng)用的清洗技術(shù)，不能夠作為管內(nèi)壁降膜流動(dòng)的蒸發(fā)器。

2006年石油化工設(shè)備第5期介紹的自動(dòng)清洗式管式降膜蒸發(fā)器，是對(duì)管外污垢清洗的技術(shù)，可是降膜蒸發(fā)器的絕大多數(shù)是管內(nèi)降膜、而不是管外降膜，并且靠外力驅(qū)動(dòng)、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又是間歇清洗。

最新專利CN201110038777.3《一種管內(nèi)自動(dòng)清洗防垢降膜式蒸發(fā)裝置》，雖然除垢防垢能力強(qiáng)，但是流態(tài)化粒子容易阻塞布膜器入口，可靠性不高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種管內(nèi)振動(dòng)螺旋往復(fù)清洗式降膜蒸發(fā)器，利用管內(nèi)壁降膜流動(dòng)的流速波動(dòng)性和高流速的兩大特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)管內(nèi)振動(dòng)螺旋往復(fù)運(yùn)動(dòng)的自動(dòng)清洗，不僅可以解決現(xiàn)有技術(shù)的這些不足，而且是管內(nèi)傳熱流體動(dòng)力自動(dòng)清洗，不需要外部動(dòng)力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)能、可靠性高，能夠比較好地應(yīng)用于列管式管內(nèi)降膜蒸發(fā)裝置的自動(dòng)清洗和傳熱強(qiáng)化，尤其適合于管內(nèi)壁生長(zhǎng)結(jié)晶性鹽垢和硬垢的降膜蒸發(fā)器和降膜式熱泵蒸發(fā)裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種管內(nèi)振動(dòng)螺旋往復(fù)清洗式降膜蒸發(fā)器，主要部件有加熱管、鋼絲彈簧、布膜螺旋、鋼絲螺旋、進(jìn)料室、篩板、分區(qū)篩板、噴淋管、噴淋閥、循環(huán)泵。

每根加熱管內(nèi)設(shè)置一根鋼絲螺旋。鋼絲螺旋的上端與布膜螺旋的導(dǎo)向鉤連接，下端自由。鋼絲螺旋的主要功能是在加熱管內(nèi)流量周期性變化和降膜液流波動(dòng)的共同作用下，產(chǎn)生徑向振動(dòng)和軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而且，每分鐘都有多次行程不小于鋼絲螺旋一個(gè)螺距的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)加熱管內(nèi)壁的污垢實(shí)現(xiàn)有效的均勻清洗；同時(shí)由于鋼絲螺旋對(duì)管內(nèi)壁降膜液流的周期性擾動(dòng)，實(shí)現(xiàn)傳熱強(qiáng)化。鋼絲螺旋的鋼絲直徑1.0～3.0mm，鋼絲螺旋的外徑比加熱管內(nèi)徑小3～10mm，鋼絲螺旋的螺距為加熱管內(nèi)徑的(0.40～1.20)倍。鋼絲螺旋一般采用不銹鋼鋼絲制造，對(duì)于重腐蝕性料液蒸發(fā)，可以采用包塑、涂塑或浸塑的鋼絲。

布膜螺旋上設(shè)計(jì)有2-3個(gè)頭的螺旋片，布膜螺旋與鋼絲螺旋一起往復(fù)運(yùn)動(dòng)。布膜螺旋上的螺旋片的螺旋角在10°-30°的范圍，螺旋片的主要作用是對(duì)流入加熱管的液體進(jìn)行導(dǎo)流，使之沿加熱管內(nèi)壁呈液膜螺旋流向下流動(dòng)，提高液膜在管內(nèi)壁的周向均布程度；另一個(gè)作用是，布膜螺旋與鋼絲螺旋一起往復(fù)運(yùn)動(dòng)，對(duì)加熱管的入口段進(jìn)行往復(fù)擦洗，防止管口被污垢阻塞。布膜螺旋的下部為錐形的導(dǎo)向鉤，往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)具有進(jìn)入加熱管的導(dǎo)向功能，也有利于懸掛鋼絲螺旋的自動(dòng)對(duì)中性。布膜螺旋的頂部是懸掛鉤，用來與鋼絲彈簧直接連接，也可以通過耐磨耐熱的軟繩與鋼絲彈簧連接。

鋼絲彈簧的彈性系數(shù)低，在10～40(N/m)的范圍，大小取值與管內(nèi)流速和加熱管長(zhǎng)度兩者都有一致性的關(guān)系。鋼絲彈簧的功能是鋼絲螺旋往復(fù)行程的放大器，其原理是受降膜液流沖擊的軸向力大小波動(dòng)變化時(shí)產(chǎn)生的伸縮量可以大于鋼絲螺旋的螺距。鋼絲彈簧的安裝方式是，上端穿過分區(qū)篩板，固定在分組鋼絲上；并且，每根分組鋼絲上固定的鋼絲彈簧數(shù)必須在2個(gè)以上，以此防止鋼絲螺旋在降膜液流作用下發(fā)生自轉(zhuǎn)磨損管內(nèi)壁。

篩板和分區(qū)篩板上的篩孔均布排列；篩孔大小為5-15mm；篩孔總面一般為篩板總面積的5％～20％，取值原則是保障設(shè)計(jì)負(fù)荷流量下，篩板和分區(qū)篩板上能有10mm以上的積液深度，來保障料液的均勻分布。

噴淋管的流量大小通過噴淋閥調(diào)節(jié)，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入噴淋管。噴淋管的噴淋量大小以鋼絲螺旋的軸向往復(fù)行程不小于一個(gè)螺距為原則。噴淋管的自轉(zhuǎn)動(dòng)力是從噴淋孔流出液流的反作用力。噴淋管的自轉(zhuǎn)速度可以通過壓蓋對(duì)填料的壓緊力大小調(diào)節(jié)。

分區(qū)篩板上有4-12塊區(qū)隔板，設(shè)備直徑愈大，塊數(shù)愈多。中心區(qū)比扇形區(qū)小得多，并且與其中的一個(gè)扇形區(qū)連通。區(qū)隔板的高度30mm以上，區(qū)間液體不聯(lián)通。工作原理是在篩板淋降流量和自轉(zhuǎn)噴淋管的旋轉(zhuǎn)噴淋量的變化組合下，使得各區(qū)的總流量發(fā)生周期性的變化，使加熱管內(nèi)的流量大小發(fā)生相應(yīng)的周期性變化，作用在鋼絲螺旋上的軸向力也同周期的變化，誘導(dǎo)鋼絲彈簧周期性的伸長(zhǎng)與縮短，實(shí)現(xiàn)鋼絲螺旋往復(fù)運(yùn)動(dòng)均勻清洗的目的。