一種管式降膜噴淋裝置的製作方法

2023-05-12 17:30:56

本發明屬於降膜技術液體分布裝置技術領域，涉及一種噴淋裝置，特別是一種管式降膜噴淋裝置。

技術背景

降膜流動裝置廣泛應用於海水淡化系統、吸收式製冷系統、蒸汽壓縮式製冷系統等設備中。降膜裝置主要由布液器、管束、排液管、排氣管組成。

布液器是對進入降膜蒸發器的工質進行均勻分配的裝置，是降膜蒸發器中的重要組成部分.判斷布液器性能優劣，主要看它能否滿足兩點要求:①能否在降膜蒸發換熱管外整個圓周和長度方向上將製冷劑均勻分配以及液膜層厚度能否保證充分換熱並且不出現乾涸；②能否均勻分布到每根換熱管上。系統能否正常、高效運行很大程度上取決於布液器的性能，因此布液器的設計和研究對於提升整個降膜蒸發系統效率具有至關重要的作用.

目前水平管降膜蒸發常用的布液器大致有噴嘴式布液器、噴淋板式布液器、噴淋管式布液器

噴淋管式布液器的原理是：液體被輸送到工作管頂部的噴淋管中，從噴淋管上所開的孔或槽流出，由於重力作用落到下排的工作管上，在管束上形成液膜。這種方式成本低、安裝方便、易於維護。在降膜裝置中，布液是否均勻直接影響到降膜流動流型的好壞，進而影響到傳熱特性的好壞。管噴淋的均勻性主要與管的沿程壓降和噴淋密度有關。水平管直接噴淋結構簡單，但由於其管內沿程壓降大，且在大流量時十分明顯，同時還會出現斜向噴淋，導致沿管的局部噴淋密度嚴重不均，且出口噴淋流速不同，嚴重影響布液，進而影響裝置效率。

技術實現要素：

為了克服水平管降膜蒸發器直接噴淋或噴嘴噴淋的弊端，尤其是在大流量情況下局部噴淋密度不均的缺點，本發明提供一種管式降膜噴淋裝置，它能夠在全流量範圍內維持沿管的均勻噴淋。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種管式降膜噴淋裝置，包括內管、套管和引流管；套管和引流管的外徑與噴淋對象的工作管的外徑相同。

套管的壁厚為1-2mm；套管底部沿直線設有一列直徑為1-3mm的出流孔，相鄰孔中心距不大於6mm，且出流孔不交叉。

內管外徑比套管外徑小6-14mm；內管頂部有2-4mm寬的開口；內管的開口前後兩端應與套管最外側出流孔外邊緣對齊；內管放置於套管內部，內管與套管的軸線重合；內管外壁與套管內壁間隙為1-3mm；套管內壁頂部嵌有半環面隔片，半環面隔片的厚度為1mm，兩隔片間距為10-20mm，隔片下邊緣與內管外壁剛好接觸，用於引導從內管開口出來的流體沿半環面隔片向下流動到套管底部出流孔；半環面隔片的中心點與套管底部任意兩齣流孔的間距中心點在一條垂直線上；內管開口中線、內管的軸線與套管底部出流孔中線處於同一豎直平面；在內管與套管之間的左右兩端空隙處各使用一個以上的密封管箍，起到密封和支撐作用。

引流管固定安裝於套管下方，引流管中軸線與套管中軸線處於同一豎直平面；引流管與套管的管間隙距離為1-3mm。

進一步地，所述的引流管與套管的管間隙距離為2mm，噴淋效果更優。

進一步地，引流管與套管間採用焊接或管板固定連接。

進一步地，引流管可進行表面親水性處理，或使用親水性好的材料作為引流管管材，減小管壁的固液接觸角，有利於小流量下液體在引流管表面的鋪展，降低乾涸的臨界噴淋密度。

若需要增加所述裝置的最大噴淋密度，可適當減小孔中心距。

液體從內管左右兩側以相同的流動特性進入，對稱入流有利於減小由管長沿程壓降引起的局部噴淋密度分布不均。內管頂部有開口，在小流量情況下，液體可以從開口平穩的溢出，達到整根管均勻噴淋的目的。套管內壁頂部等間距鑲嵌的半環面隔片，在起到引流作用的同時，減少大流量下從開口斜向衝擊出的液體對噴淋橫向分布造成的嚴重影響，能在很大程度上的維持大流量條件下，整根管的均勻噴淋。套管底部均勻分布的出流孔使得從內管開口出來的液體能夠再次均勻分布。較厚的套管壁厚，有利於保證從出流孔流出的液體朝正下方出流。套管與引流管有較小間隔，使液體能夠平穩的過渡到引流管管面，從而在引流管表面形成均勻分布的液膜。引流管可進行表面親水性處理，或使用親水性好的材料作為引流管管材，減小管壁的固液接觸角，有利於小流量下液體在引流管表面的鋪展，降低乾涸的臨界噴淋密度。

本發明的有益效果是：在該管式降膜裝置中，能夠使噴淋的液體沿管方向均勻分布，有利於獲得較好的流型和較高的傳熱特性，從而提高裝置的效率。

附圖說明

圖1是本發明的結構主視圖。

圖2是本發明的結構側視圖。

圖3是本發明的安裝主視圖。

圖4是本發明的安裝側視圖。

圖中：1內管；2開口；3套管；4半環面隔片；5出流孔；6引流管；7密封管箍；8焊塊。

具體實施方式

方案1：

降膜蒸發器工作管為DN20的管(外徑為19mm)。套管和引流管的管外徑均為19mm；套管的壁厚為1mm；內管外徑為13mm，壁厚1.5mm；內管頂部有2mm寬的開口；套管底部有沿直線開設一列直徑為1mm的出流孔，孔中心距為2mm；內管放置於套管內部，內管與套管的軸線重合；套管內壁頂部嵌有半環面隔片，半環面隔片的厚度為1mm，間距為12mm，其下邊緣與內管外壁剛好接觸；半環面隔片的中心點與套管底部任意兩齣流孔的間距中心點在一條垂直線上；內管開口中線、內管的軸線與套管底部出流孔中線處於同一豎直平面；內管開口前後兩端應與套管最外側出流孔外邊緣對齊；在內管與套管的左右兩端間隙處各使用一個以上的密封管箍，起到密封和支撐作用；引流管安裝於套管下方，其中軸線與套管中軸線處於同一豎直平面；引流管與套管的管間距為1mm，引流管與套管間採用焊接或管板固定連接。

方案2：

降膜蒸發器工作管為DN25的管(外徑為25.4mm)。套管和引流管的管外徑均為25.4mm；套管的壁厚為2mm；內管外徑為18mm，壁厚1.5mm；內管頂部有3mm寬的開口；套管底部有沿直線開設一列直徑為2mm的出流孔，孔中心距為5mm；內管放置於套管內部，內管與套管的軸線重合；套管內壁頂部嵌有半環面隔片，半環面隔片的厚度為1mm，間距為15mm，其下邊緣與內管外壁剛好接觸；半環面隔片的中心點與套管底部任意兩齣流孔的間距中心點在一條垂直線上；內管開口中線、內管的軸線與套管底部出流孔中線處於同一豎直平面；內管開口前後兩端應與套管最外側出流孔外邊緣對齊；在內管與套管的左右兩端間隙處各使用一個以上的密封管箍，起到密封和支撐作用；引流管安裝於套管下方，其中軸線與套管中軸線處於同一豎直平面；引流管與套管的管間距為2mm，引流管與套管間採用焊接或管板固定連接。

方案3：

降膜蒸發器工作管為DN32的管(外徑為31.75mm)。套管和引流管的管外徑均為31.75mm；套管的壁厚為2mm；內管外徑為21mm，壁厚1.5mm；內管頂部有4mm寬的開口；套管底部有沿直線開設一列直徑為3mm的出流孔，孔中心距為6mm；內管放置於套管內部，內管與套管的軸線重合；套管內壁頂部嵌有半環面隔片，半環面隔片的厚度為2mm，間距為18mm，其下邊緣與內管外壁剛好接觸；半環面隔片的中心點與套管底部任意兩齣流孔的間距中心點在一條垂直線上；內管開口中線、內管的軸線與套管底部出流孔中線處於同一豎直平面；內管開口前後兩端應與套管最外側出流孔外邊緣對齊；在內管與套管的左右兩端間隙處各使用一個以上的密封管箍，起到密封和支撐作用；引流管安裝於套管下方，其中軸線與套管中軸線處於同一豎直平面；引流管與套管的管間距為3mm，引流管與套管間採用焊接或管板固定連接。

液體從內管1左右兩側以相同的流動特性進入。隨後，液體從開口2溢出。套管4內頂部等間距鑲嵌的半圓扇面隔片4，在起到引流作用的同時，減少大流量下從槽道2斜向衝擊出的液體對噴淋橫向分布造成的嚴重影響，能在很大程度上的維持大流量條件下，整根管的均勻噴淋。液體沿內管1外壁和套管3內壁的間隙流至套管底部的出流孔5，從出流孔流出。套管底部均勻分布的出流孔5使得從內管開口2出來的液體能夠再次均勻分布。套管3管壁較厚，有利於保證從出流孔5流出的液體不斜向出流。套管3與引流管6有較小間隔，使液體能夠平穩的過渡到引流管6管面，從而在引流管6表面形成均勻分布的液膜，然後流向工作管。引流管6進行表面處理，減小表面的液體接觸角，有利於小流量下液體在引流管6表面的鋪展，降低乾涸的臨界噴淋密度。

該管式降膜噴淋裝置在調節之初，採用最大流量進流，將內管1外壁與套管3內壁間隙中的空氣排出，之後調節至工作流量，形成均勻穩定的液膜。