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1、(10)申请公布号 CN 103861301 A (43)申请公布日 2014.06.18 CN 103861301 A (21)申请号 201410090614.3 (22)申请日 2014.03.12 B01D 1/10(2006.01) (71)申请人 无锡力马化工机械有限公司 地址 214171 江苏省无锡市惠山区惠山经济 开发区金惠路 558 号 (72)发明人 殷歧 胡国宏 陆立 袁彦宏 (74)专利代理机构 无锡市大为专利商标事务所 ( 普通合伙 ) 32104 代理人 殷红梅 徐永雷 (54) 发明名称 多级分布的物料浓缩脱溶换热器 (57) 摘要 本发明涉及多级分布的物料浓缩。
2、脱溶换热 器， 包括由上至下顺次连接的布料装置、 物料蒸发 装置和出料装置， 与其特征在于 ： 所述布料装置 为多级布料装置， 其包括上封头、 上筒身、 上管板、 初始布料器、 中间布料器和下分布器， 所述上封头 下端与上筒身上端连接， 上筒身下端与上管板连 接， 所述初始布料器和中间布料器设置在由上封 头、 上筒身以及上管板围成的空腔内， 初始布料器 上设有用于物料进入的布料进料通道， 上管板上 设有用于将物料输出至物料蒸发装置的布料出料 通道 ； 所述上筒身侧壁上设有冷凝水管。本发明 结构巧妙， 采用多级布料形式来克服物料蒸发遇 到的物料分布不均等技术难题， 具有换热高效、 布 料均匀及节。
3、约能源等优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103861301 A CN 103861301 A 1/2 页 2 1. 多级分布的物料浓缩脱溶换热器， 包括由上至下顺次连接的布料装置、 物料蒸发装 置和出料装置， 与其特征在于 ： 所述布料装置为多级布料装置， 其包括上封头 （1） 、 上筒身 （2） 、 上管板 （3） 、 初始布料器 （4） 、 中间布料器 （5） 和下分布器 （6） ， 所述上封头 （1） 下端与上 筒身。
4、 （2） 上端连接， 上筒身 （2） 下端与上管板 （3） 连接， 所述初始布料器 （4） 和中间布料器 （5） 设置在由上封头 （1） 、 上筒身 （2） 以及上管板 （3） 围成的空腔内， 初始布料器 （4） 上设有 用于物料进入的布料进料通道， 上管板 （3） 上设有用于将物料输出至物料蒸发装置的布料 出料通道。 2. 如权利要求 1 所述的多级分布的物料浓缩脱溶换热器， 其特征在于 ： 所述初始布料 器 （4） 包括接管 （7） 和第一筒体 （8） ， 所述接管 （7） 从上封头 （1） 顶部进入上筒身 （2） 内并 焊接在第一筒体 （8） 內底部， 接管 （7） 作为多级布料装置的布。
5、料进料入通道， 接管 （7） 下端 周壁上均布设置有若干缺口 （7a） ， 第一筒体 （8） 底部设有若干筛孔。 3. 如权利要求 2 所述的多级分布的物料浓缩脱溶换热器， 其特征在于 ： 所述第一筒体 （8） 包括第一筒节 （9） 和第一筛板 （10） ， 接管 （7） 下端焊接在第一筛板 （10） 上， 第一筒节 （9） 设置在接管 （7） 外围， 第一筒节 （9） 下端口边沿与第一筛板 （10） 外周边沿焊接连接， 组 成第一筒体 （8） 。 4. 如权利要求 3 所述的多级分布的物料浓缩脱溶换热器， 其特征在于 ： 所述第一筒节 （9） 通过支撑板 （11） 与上封头 （1） 固定连接。
6、。 5. 如权利要求 1 所述的多级分布的物料浓缩脱溶换热器， 其特征在于 ： 所述中间布料 器 （5） 包括第二筒体 （12） 、 分布管 （14） 和支撑螺杆 （16） ， 所述第二筒体 （12） 位于第一筒体 （8） 下方， 第二筒体 （12） 通过支撑螺杆 （16） 与上管板 （3） 固定连接， 第二筒体 （12） 直径大 于第一筒体 （8） 直径， 第二筒体 （12） 上端口高出第一筒体 （8） 底部， 第二筒体 （12） 底部均 布设置有若干通孔， 每个通孔内焊接有分布管 （14） 。 6. 如权利要求 5 所述的多级分布的物料浓缩脱溶换热器， 其特征在于 ： 所述中间布料 器 （。
7、5） 上的分布管 （14） 与下方的换热管 （20） 错开布置， 并且分布管 （14） 上部开设有若干 个沿周向均布的豁口 （14a） 。 7. 如权利要求 5 所述的多级分布的物料浓缩脱溶换热器， 其特征在于 ： 所述第二筒体 （12） 包括第二筒节 （13） 和第二筛板 （15） ， 第二筛板 （15） 通过支撑螺杆 （16） 与上管板 （3） 固定连接， 第二筒节 （13） 设置在第一筒节 （9） 下方外围， 第二筒节 （13） 下端口边沿与第二 筛板 （15） 外周边沿焊接连接， 组成第二筒体 （12） 。 8. 如权利要求 1 所述的多级分布的物料浓缩脱溶换热器， 其特征在于 ： 所。
8、述下分布器 （6） 包括上管板 （3） 和分布头 （18） ， 上管板 （3） 焊接在上筒身 （2） 上， 上管板 （3） 上均布设 置有若干通孔， 所述物料蒸发装置 2 中的换热管 （20） 上端设置在上管板 （3） 上的通孔内， 分 布头 （18） 插设在换热管 （20） 中， 分布头 （18） 作为多级布料装置的布料出料通道。 9. 如权利要求 8 所述的多级分布的物料浓缩脱溶换热器， 其特征在于 ： 所述分布头 （18） 底部插入换热管 （20） 内， 分布头 （18） 上部开有两个在圆周方向 180对称分布的切向 小槽 （18a） 。 10. 如权利要求 1 所述的多级分布的物料浓缩。
9、脱溶换热器， 其特征在于 ： 所述物料蒸发 装置包括筒身 （19） 、 换热管 （20） 、 换热管支撑件 （21） 、 蒸汽进口管 （22） 、 蒸汽出口管 （23） 、 冷凝水进口管 （24） 、 冷凝水出口管 （25） 和排污管 （26） ， 筒身 （19） 上端与上管板 （3） 焊接连 权 利 要 求 书 CN 103861301 A 2 2/2 页 3 接， 换热管 （20） 竖直设置在筒身 （19） 内， 换热管 （20） 上端穿设在上管板 （3） 上的通孔内， 换热管 （20） 通过换热管支撑件 （21） 与筒身 （19） 内壁连接固定， 筒身 （19） 上部设置蒸汽进 口管 （。
10、22） 和冷凝水进口管 （24） ， 筒身 （19） 中部设置蒸汽出口管 （23） 和冷凝水出口管 （25） ， 筒身 （19） 下部设置冷凝水出口管 （17） 和排污管 （26） ； 所述出料装置包括下封头 （27） ， 下封 头 （27） 上端与筒身 （19） 连接， 下封头 （27） 下端设有出料口。 权 利 要 求 书 CN 103861301 A 3 1/4 页 4 多级分布的物料浓缩脱溶换热器 技术领域 0001 本发明涉及一种用于物料浓缩脱溶的换热器， 具体地说是一种多级分布的物料浓 缩脱溶换热器， 属于化工机械设备技术领域。 背景技术 0002 在医药、 食品、 化工、 轻工等。
11、行业的水或有机溶液 （热敏性物料） 的蒸发过程中， 现 有技术使用的立式换热器一般将需要加工生产的有机溶液 （热敏性物料） 直接加入到换热 器里面进行蒸发， 其存在操作过程中物料停留时间比较长、 传热系数不高及布料不均等缺 点。 发明内容 0003 本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足， 提供一种多级分布的物料浓缩脱 溶换热器， 其结构巧妙， 采用多级布料形式来克服物料蒸发遇到的物料分布不均等技术难 题， 具有换热高效、 布料均匀及节约能源等优点。 0004 按照本发明提供的技术方案 ： 多级分布的物料浓缩脱溶换热器， 包括由上至下顺 次连接的布料装置、 物料蒸发装置和出料装置， 与其特征。
12、在于 ： 所述布料装置为多级布料装 置， 其包括上封头、 上筒身、 上管板、 初始布料器、 中间布料器和下分布器， 所述上封头下端 与上筒身上端连接， 上筒身下端与上管板连接， 所述初始布料器和中间布料器设置在由上 封头、 上筒身以及上管板围成的空腔内， 初始布料器上设有用于物料进入的布料进料通道， 上管板上设有用于将物料输出至物料蒸发装置的布料出料通道。 0005 作为本发明的进一步改进， 所述初始布料器包括接管和第一筒体， 所述接管从上 封头顶部进入上筒身内并焊接在第一筒体內底部， 接管作为多级布料装置的布料进料入通 道， 接管下端周壁上均布设置有若干缺口， 第一筒体底部设有若干筛孔。 0。
13、006 作为本发明的进一步改进， 所述第一筒体包括第一筒节和第一筛板， 接管下端焊 接在第一筛板上， 第一筒节设置在接管外围， 第一筒节下端口边沿与第一筛板外周边沿焊 接连接， 组成第一筒体。 0007 作为本发明的进一步改进， 所述第一筒节通过支撑板与上封头固定连接。 0008 作为本发明的进一步改进， 所述中间布料器包括第二筒体、 分布管和支撑螺杆， 所 述第二筒体位于第一筒体下方， 第二筒体通过支撑螺杆与上管板固定连接， 第二筒体直径 大于第一筒体直径， 第二筒体上端口高出第一筒体底部， 第二筒体底部均布设置有若干通 孔， 每个通孔内焊接有分布管。 0009 作为本发明的进一步改进， 所。
14、述中间布料器上的分布管与下方的换热管错开布 置， 并且分布管上部开设有若干个沿周向均布的豁口。 0010 作为本发明的进一步改进， 所述第二筒体包括第二筒节和第二筛板， 第二筛板通 过支撑螺杆与上管板固定连接， 第二筒节设置在第一筒节下方外围， 第二筒节下端口边沿 与第二筛板外周边沿焊接连接， 组成第二筒体。 说 明 书 CN 103861301 A 4 2/4 页 5 0011 作为本发明的进一步改进， 所述下分布器包括上管板和分布头， 上管板焊接在上 筒身上， 上管板上均布设置有若干通孔， 所述物料蒸发装置中的换热管上端设置在上管板 上的通孔内， 分布头插设在换热管中， 分布头作为多级布料。
15、装置的布料出料通道。 0012 作为本发明的进一步改进， 所述分布头底部插入换热管内， 分布头上部开有两个 在圆周方向对称分布的切向小槽。 0013 作为本发明的进一步改进， 所述物料蒸发装置包括筒身、 换热管、 换热管支撑件、 蒸汽进口管、 蒸汽出口管、 冷凝水进口管、 冷凝水出口管和排污管， 筒身上端与上管板焊接 连接， 换热管竖直设置在筒身内， 换热管上端穿设在上管板上的通孔内， 换热管通过换热管 支撑件与筒身内壁连接固定， 筒身上部设置蒸汽进口管和冷凝水进口管， 筒身中部设置蒸 汽出口管和冷凝水出口管和冷凝水出口管， 筒身下部设置冷凝水出口管和排污管 ； 所述出 料装置包括下封头， 下。
16、封头上端与筒身连接， 下封头下端设有出料口。 0014 本发明与现有技术相比， 具有如下优点 ： 本发明结构巧妙， 采用多级布料形式来克 服物料蒸发时存在的物料分布不均等技术难题， 在操作过程中物料的停留时间很短， 传热 系数很高， 布料均匀， 非常适合热敏性物料的蒸发， 也可以用于蒸发粘度较大的物料。 附图说明 0015 图 1 为本发明实施例的结构示意图。 0016 图 2 为图 1 中布料装置的结构放大示意图。 0017 图 3.1 为图 2 中中间布料器的结构主视图。 0018 图 3.2 为图 3.1 的俯视图。 0019 图 4.1 为图 3.1 中分布管的结构主视图。 0020 。
17、图 4.2 为图 4.1 中的 A-A 面剖视图。 0021 图 5.1 为图 2 中分布头的结构主视图。 0022 图 5.2 为图 5.1 的俯视图。 0023 附图标记说明 ： 1- 上封头、 2- 上筒身、 3- 上管板、 4- 初始布料器、 5- 中间布料器、 6-下分布器、 7-接管、 7a-缺口、 8-第一筒体、 9-第一筒节、 10-第一筛板、 11-支撑架、 12-第 二筒体、 13- 筒节、 14- 发布管、 14a- 豁口、 15- 第二筛板、 16- 支撑螺杆、 17- 冷凝水出口管、 18- 分布头、 18a- 切向小槽、 19- 筒身、 20- 换热管、 21- 换。
18、热管支撑件、 22- 蒸汽进口管、 23- 蒸汽出口管、 24- 冷凝水进口管、 25- 冷凝水出口管、 26- 排污管、 27- 下封头。 具体实施方式 0024 下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。 0025 如图所示 ： 实施例中的多级分布的物料浓缩脱溶换热器主要由由上至下顺次连接 的多级布料装置、 物料蒸发装置和出料装置组成。 0026 如图 1、 图 2 所示， 所述多级布料装置主要由上封头 1、 上筒身 2、 上管板 3、 初始布 料器4、 中间布料器5和下分布器6组成， 所述上封头1下端与上筒身2上端焊接连接， 上筒 身 2 下端与上管板 3 焊接连接， 所述初始布料器。
19、 4 和中间布料器 5 设置在由上封头 1、 上筒 身 2 以及上管板 3 围成的空腔内， 初始布料器 4 上设有用于物料进入的布料进料通道， 上管 板 3 上设有用于将物料输出至物料蒸发装置的布料出料通道。 说 明 书 CN 103861301 A 5 3/4 页 6 0027 如图 1、 图 2 所示， 本发明实施例中， 所述初始布料器 4 主要由接管 7 和第一筒体 8 组成， 所述接管 7 从上封头 1 顶部进入上筒身 2 内并焊接在第一筒体 8 內底部， 接管 7 作为 多级布料装置的布料进料入通道， 接管7下端周壁上均布设置有若干缺口7a， 第一筒体8底 部设有若干筛孔。 0028。
20、 所述第一筒体 8 主要由第一筒节 9 和第一筛板 10 组成， 接管 7 下端焊接在第一筛 板 10 上， 第一筒节 9 设置在接管 7 外围， 第一筒节 9 下端口边沿与第一筛板 10 外周边沿焊 接连接， 组成第一筒体 8。所述第一筒节 9 通过支撑板 11 与上封头 1 固定连接。 0029 如图 1、 图 2 所示， 本发明实施例中， 所述中间布料器 5 主要由第二筒体 12、 分布管 14 和支撑螺杆 16 组成， 所述第二筒体 12 位于第一筒体 8 下方， 第二筒体 12 通过支撑螺杆 16与上管板3固定连接， 第二筒体12直径大于第一筒体8直径， 第二筒体12上端口高出第 一。
21、筒体 8 底部， 第二筒体 12 底部均布设置有若干通孔， 每个通孔内焊接有分布管 14。 0030 所述第二筒体 12 主要由第二筒节 13 和第二筛板 15 组成， 第二筛板 15 通过支撑 螺杆 16 与上管板 3 固定连接， 第二筒节 13 设置在第一筒节 9 下方外围， 第二筒节 13 下端 口边沿与第二筛板 15 外周边沿焊接连接， 组成第二筒体 12。 0031 如图 2、 3.1、 3.2、 4.1、 4.2 所示， 所述中间布料器 5 上的分布管 14 与下方的换热管 20 错开布置， 并且分布管 14 上部开设有若干个沿周向均布的豁口 14a。这样可以使物料从 中间布料器 。
22、5 的分布管 14 落下时不会直接落入换热管 20 内， 而是落到上管板 3 的管桥 （通 孔与通孔之间的区域） 上， 有利于实现物料的均匀布膜。 0032 如图 1、 图 2 所示， 本发明实施例中， 所述下分布器 6 主要由上管板 3 和分布头 18 组成， 上管板 3 焊接在上筒身 2 上， 上管板 3 上均布设置有若干通孔， 所述物料蒸发装置中 的换热管 20 上端设置在上管板 3 上的通孔内， 分布头 18 插设在换热管 20 中， 分布头 18 作 为多级布料装置的布料出料通道。 0033 如图 5.1、 5.2 所示， 为了使物料能在换热管 20 内壁成膜状向下流动， 所述分布头。
23、 18 底部插入换热管 20 内， 分布头 18 上部开有两个在圆周方向 180对称分布的切向小槽 18a。 0034 本发明中， 所述物料蒸发装置可以采用现有技术中的常规设计或直接选用市售产 品， 本发明实施例提供的物料蒸发装置的结构如图 1 所示， 其主要由筒身 19、 换热管 20、 换 热管支撑件 21、 蒸汽进口管 22、 蒸汽出口管 23、 冷凝水进口管 24、 冷凝水出口管 25 和排污 管 26 组成， 筒身 19 上端与上管板 3 焊接连接， 换热管 20 竖直设置在筒身 19 内， 换热管 20 上端穿设在上管板3上的通孔内， 换热管20通过换热管支撑件21与筒身19内壁连。
24、接固定， 筒身 19 上部设置蒸汽进口管 22 和冷凝水进口管 24， 筒身 19 中部设置蒸汽出口管 23 和冷 凝水出口管 17 和冷凝水出口管 25， 筒身 19 下部设置冷凝水出口管 17 和排污管 26。 0035 如图 1 所示， 本发明中的出料装置为常规的下封头 27， 下封头 27 上端与物料蒸发 装置的筒身 19 连接， 下封头 27 下端设有出料口。 0036 具体应用时， 物料从接管7进入， 经初始布料器4分配后流经中间布料器5， 然后通 过分布管 14 落到下分布器 6 的上管板 3 的管桥上， 再通过下分布器 6 上的分布头 18 溢流 进入换热管 20， 在换热管 。
25、20 内壁呈膜状流下， 达到均匀布膜的目的 ； 在物料蒸发装置中， 在 换热管20外热媒介质的传热下， 物料在换热管20内被汽化， 被汽化的蒸汽与液体一起沿换 热管 20 向下由出料口 3 引出， 经气液分离后即得到浓缩液。 说 明 书 CN 103861301 A 6 4/4 页 7 0037 考虑到蒸发过程产生的二次蒸汽会对分布器中的液流有一定影响， 导致布料不均 匀。因此在蒸发换热过程采用真空操作， 使二次蒸汽强制性地沿换热管 20 下降由底部排 出， 这样还可以对物料产生吸引作用， 促使物料向下流动。 0038 在上述操作过程中， 由于物料的停留时间很短 （约 510s） ， 传热系数很高， 因此本 发明可以较广泛地用于医药、 食品、 化工、 轻工等行业的水或有机溶液的蒸发热敏性物料的 蒸发操作， 也可以用于粘度较大的物料的蒸发操作。 说 明 书 CN 103861301 A 7 1/2 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 103861301 A 8 2/2 页 9 图 2 图 3.1 图 3.2 图 4.1 图 4.2 图 5.1 图 5.2 说 明 书 附 图 CN 103861301 A 9 。