一种低能耗的MVR浓缩设备

技术领域

本发明涉及MVR浓缩设备领域，更具体地说，涉及一种低能耗的MVR浓缩设备。

背景技术

MVR浓缩设备是一种蒸发浓缩设备，广泛应用于氯碱、石油、化工、医药、水处理、浓缩分离以及生化提取等领域，其通过对含水物质内水分的加热蒸发，实现对待浓缩物质的浓缩提纯。

现有技术中，MVR浓缩设备使用过程中的蒸发浓缩作业在蒸发器内进行，待浓缩物质和高温蒸汽在蒸发器内发生对流，对待浓缩物质进行加热蒸发，实际实施过程中，大量的待浓缩物质堆积在一起，流经的高温蒸汽内的热量无法充分全面地传递至待浓缩物质内，导致高温蒸汽的热能利用率较低，相对地需要使用更多数量的高温蒸汽，从而造成能耗提升。

为此，提出一种低能耗的MVR浓缩设备来解决上述现有技术中提出的一些问题。

发明内容

要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种低能耗的MVR浓缩设备，可以提升对高温蒸汽的利用率，在一定程度上降低了MVR浓缩设备的能耗，有利于实现对能源的节约利用。

技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种低能耗的MVR浓缩设备，包括蒸发罐，蒸发罐的内部固定安装有两个上下对称设置的隔板，蒸发罐内部设置有位于两个隔板之间的蒸发腔，蒸发罐的外端壁上固定安装有与蒸发腔底部相连通的进料管和出料管，蒸发罐的外端壁上固定安装有与蒸发腔顶部相连通的水蒸气导出管，上下两个隔板之间固定连通有多个环绕设置在蒸发腔内部的铜管，蒸发罐的外端壁上固定安装有与铜管上下两端分别连通的进气管和出气管，蒸发腔的内部设置有上下升降的升降台，且升降台的内部开设有分别套设在多个铜管外侧的圈孔，升降台的内部设置为中空结构，圈孔的内端壁上环绕开设有多个与升降台内部中空结构相连通的喷孔，蒸发罐的外端壁上固定安装有水泵，且水泵的进水口与蒸发腔底部相连通，水泵的出水口与升降台内部中空结构相连通。

进一步，进气管设置于蒸发罐的下方外端壁上，并与铜管的下端相连通，出气管设置于蒸发罐的上方外端壁上，并与铜管的上端相连通。

进一步，铜管的内端壁上环绕固定有多个竖直设置的铜片。

进一步，圈孔的上端设置为向外敞开的漏斗形结构，圈孔的内端壁上固定安装有与喷孔相连通的雾化喷头，且雾化喷头的外端向下倾斜45°。

进一步，蒸发罐的右侧内端壁上竖直固定有向上延伸至蒸发罐左侧内端壁上的外套管，外套管的下端与水泵的出水口固定连通，外套管的上端连通至蒸发腔内部的上方左侧，外套管的上方与蒸发罐顶部内端壁贴合位置设置为圆弧形结构，外套管的内部滑动安装有内软管，内软管自外套管上端穿出后向下竖直固定连通在升降台上，并与升降台内部中空结构相连通。

进一步，内软管的内部活动穿插有竖直设置的引导杆，且引导杆的下端活动贯穿升降台后向下竖直固定在下方隔板上。

进一步，升降台上固定安装有竖直设置的螺套，且螺套的内部螺纹旋接有竖直设置在蒸发腔内部的螺杆，蒸发罐的外端壁上固定安装有用于驱动螺杆旋转的伺服电机。

进一步，螺套共设置有多个，多个螺套环绕分布在升降台的内部，每个螺套的内部均螺纹旋接有一个螺杆，多个螺杆的上端或者下端之间均共同传动套接有传动带，其中一个螺杆与伺服电机的驱动轴传动连接。

进一步，进料管上固定连接有预加热管，且预加热管的内部穿插有与出气管相连通的延伸管。

进一步，延伸管内的流动方向与预加热管内的流动方向相反，延伸管位于预加热管内部的一段设置为螺旋形结构。

有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本申请通过将多个竖直设置的铜管环绕设置于蒸发腔的内部，用于高温蒸汽持续供给进行加热，并通过将开设在可上下升降的升降台内的多个圈孔分别套设在多个铜管的外侧，配合环绕设置在圈孔内的喷孔，以及水泵对蒸发腔内待浓缩物质的持续抽送，可以将待浓缩物质持续分散地喷射在铜管的外端壁上，有利于提升喷射出的待浓缩物质与高温蒸汽的热接触面积和热传导效果，进而有效提升待浓缩物质内水分被蒸发的及时性和效率，提升对铜管内高温蒸汽热能的利用率，在一定程度上降低了该MVR浓缩设备的能耗，有利于实现对能源的节约利用。

（2）通过将进气管与铜管的下方相连通，将出气管与铜管的上方相连通，使得高温蒸汽在铜管内部自下而上流动，依次对蒸发腔内部下方大量待浓缩物质和铜管上方外端壁上少量喷射的待浓缩物质进行加热浓缩操作，主次分明，在一定程度上保障了待浓缩物质在蒸发腔内被加热浓缩的稳定性。

（3）通过将多个铜片环绕设置于每个铜管的内端壁上，可以有效提升铜管内部高温蒸汽的热传导面积，有利于提升铜管内高温蒸汽向铜管外端壁上传导的效率，在一定程度上提升了该装置对高温蒸汽热能的利用率。

（4）通过将雾化喷头安装在喷孔上，可以在待浓缩物质通过喷孔向铜管外端壁喷出时，进行雾化，进一步提升了喷射出的待浓缩物质的分散性，从而提升其内部水分被高温蒸汽热传导蒸发的效果，有利于进一步提升该装置的低能耗效果，同时，通过将雾化喷头设置的向下倾斜45°，可以使得喷射出的待浓缩物质处于升降台下方，并配合将圈孔的上端设置为向外敞开的漏斗形结构，这使得喷射而出的待浓缩物质下落过程中可以沿圈孔上端构成的斜面向下顺畅滑落，可以避免待浓缩物质堆积在升降台顶部。

（5）通过将外套管和内软管的滑动连接实现对升降台内待浓缩物质的输送，可以避免升降台上下升降对待浓缩物质输送造成影响，同时，通过将外套管上方与蒸发罐顶部内端壁固定连接的部位设置为圆弧形结构，可以对内软管在外套管内的滑动进行引导，避免外套管与内软管之间的滑动出现卡死现象，有利于保障该装置使用过程中的稳定性。

（6）通过将引导杆竖直穿插在内软管的内部，可以对内软管位于外套管外侧的部分进行竖直方向的引导，在升降台上下升降过程中，带动内软管沿引导杆稳定的上下升降，有利于保障内软管与外套管之间滑动连通的稳定性。

（7）通过在升降台内设置有多个螺套，并在每个螺套内均螺纹连接有一个螺杆，配合上下两侧传动带对多个螺杆的同步传动连接，使得升降台在上下升降时，可以多点同时受力驱动，有利于提升升降台上下升降过程中的稳定性。

（8）通过将与出气管相连通的延伸管穿插在与进料管相连通的预加热管内，可以利用铜管内使用后导出的高温蒸汽对预加热管内的待浓缩物质进行预热，再一次提升该MVR浓缩设备对高温蒸汽的利用率，有利于降低其能耗，实现低能耗生产。

（9）通过将延伸管位于预加热管内部的部位设置为螺旋形结构，可以有效提升高温蒸汽在延伸管内部途经预加热管内部的时长，提升导出的高温蒸汽与待输入蒸发腔内的待浓缩物质的热交换面积，从而有效提升预热效果，同时，通过将延伸管内高温蒸汽的流动方向与预加热管内待浓缩物质的流动方向相反，这使得预加热管内越靠近进料管的待浓缩物质受到的加热效果越好，与待浓缩物质的输入方向相符，有利于进一步保障预加热管内待浓缩物质被预热的效果。

附图说明

图1为本发明蒸发罐内结构的立体图；

图2为本发明的立体图；

图3为本发明上方隔板和铜管的立体图；

图4为本发明升降台的立体图；

图5为本发明的正视图；

图6为本发明图5中A-A处的剖切图；

图7为本发明的俯视图；

图8为本发明图7中B-B处的剖切图；

图9为本发明图7中C-C处的剖切图；

图10为本发明图9中a处结构的示意图；

图11为本发明预加热管和延伸管的拆分图。

图中标号说明：

1、蒸发罐；101、隔板；102、蒸发腔；103、进料管；104、出料管；105、水蒸气导出管；2、铜管；201、进气管；202、出气管；203、铜片；3、升降台；301、圈孔；302、喷孔；303、雾化喷头；304、外套管；305、内软管；306、引导杆；307、水泵；4、螺套；401、螺杆；402、伺服电机；403、传动带；5、预加热管；501、延伸管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅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“上”“下”“内”“外”“顶/底端”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”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”“设置有”“套设/接”“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接；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。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。

实施例1：

请参阅图1－图11，一种低能耗的MVR浓缩设备，包括蒸发罐1，蒸发罐1的内部固定安装有两个上下对称设置的隔板101，蒸发罐1内部设置有位于两个隔板101之间的蒸发腔102，蒸发罐1的外端壁上固定安装有与蒸发腔102底部相连通的进料管103和出料管104，蒸发罐1的外端壁上固定安装有与蒸发腔102顶部相连通的水蒸气导出管105，上下两个隔板101之间固定连通有多个环绕设置在蒸发腔102内部的铜管2，蒸发罐1的外端壁上固定安装有与铜管2上下两端分别连通的进气管201和出气管202，蒸发腔102的内部设置有上下升降的升降台3，且升降台3的内部开设有分别套设在多个铜管2外侧的圈孔301，升降台3的内部设置为中空结构，圈孔301的内端壁上环绕开设有多个与升降台3内部中空结构相连通的喷孔302，蒸发罐1的外端壁上固定安装有水泵307，且水泵307的进水口与蒸发腔102底部相连通，水泵307的出水口与升降台3内部中空结构相连通。

进料管103、出料管104和水蒸气导出管105与蒸发腔102的连通处均安装有单向阀，可以保障各个物质的单向流动，避免物质输送过程中出现倒流造成污染的问题，进料管103、出料管104和水蒸气导出管105内还安装有控制阀，用于控制各个对应物质输送过程中的启停，该装置工作时，工作人员通过导线将本装置连接外界电源，使得外界电源为本装置提供电力支持，随后，工作人员控制该装置启动，待浓缩物质通过进料管103输送至蒸发腔102内部，并在蒸发腔102内存储适当的数量，待浓缩物质存在于蒸发腔102内部的液面高度应当不高于蒸发腔102内部总高度的一半。

同步的，用于加热蒸发腔102内部待浓缩物质的高温蒸汽通过进气管201进入多个铜管2内部，并自出气管202导出，高温蒸汽在铜管2内部流动时，由于铜管2竖直插设于蒸发腔102内部，可以对导入至蒸发腔102内的待浓缩物质进行加热，通过升温蒸发的方式，使得待浓缩物质内的水分蒸发为水蒸气向上升腾，通过水蒸气导出管105导出，水蒸气导出管105外接换热器，蒸腾而出的水蒸气在换热器内冷凝成水珠收集，而蒸发腔102内的待浓缩物质由于内部水分的蒸发，完成浓缩操作。

此过程中，为提升蒸发腔102内待浓缩物质内水分蒸发而出的效率，水泵307会通电启动，将蒸发腔102内部灌注的待浓缩物质持续抽入至升降台3内，在水泵307的持续抽送下，泵入升降台3内中空结构中的待浓缩物质通过圈孔301内端壁上环绕开设的喷孔302喷出，在升降台3上下循环升降过程中，可以将待浓缩物质薄薄地喷射在铜管2上未被蒸发腔102底部灌入的待浓缩物质浸泡的外端壁上。

通过减少铜管2外端壁单位面积内接触待浓缩物质的数量，提升喷射而出的待浓缩物质内水分被加热的效率，从而提升其内部水分被蒸发的效率效果，可以在一定程度上提升水分蒸发，以及待浓缩物质浓缩的及时性，提升高温蒸汽热量传导至待浓缩物质上的效率效果，有利于提升高温蒸汽的热能利用率，进而在一定程度上降低了该MVR浓缩设备的能耗，有利于实现对能源的节约利用。

请参阅图8，进气管201设置于蒸发罐1的下方外端壁上，并与铜管2的下端相连通，出气管202设置于蒸发罐1的上方外端壁上，并与铜管2的上端相连通，该装置工作时，由于进气管201设置于蒸发罐1的下方，并与铜管2的下端相连通，而出气管202则设置与蒸发罐1的上方，与铜管2的上端相连通，这使得在进行高温蒸汽的持续供给时，被供入的高温蒸汽在铜管2内部自下而上流动，优先对蒸发腔102内部下方灌入的待浓缩物质进行加热操作，利用加热蒸发腔102内部下方待浓缩物质后的余热，再对喷射在铜管2上方外端壁上的待浓缩物质进行加热浓缩，使得该装置以加热蒸发腔102内部下方大量待浓缩物质为主，以加热铜管2上方外端壁上喷射的少量待浓缩物质为辅，两者相辅相成，主次分明，保障了待浓缩物质在蒸发腔102内被加热浓缩的稳定性。

请参阅图3，铜管2的内端壁上环绕固定有多个竖直设置的铜片203，该装置工作时，通过将多个铜片203环绕设置于每个铜管2的内端壁上，可以有效提升铜管2内部高温蒸汽的热传导面积，有利于提升铜管2内高温蒸汽向铜管2外端壁上传导的效率，在一定程度上提升了该装置对高温蒸汽热能的利用率。

请参阅图4和图10，圈孔301的上端设置为向外敞开的漏斗形结构，圈孔301的内端壁上固定安装有与喷孔302相连通的雾化喷头303，且雾化喷头303的外端向下倾斜45°，该装置工作时，由于将圈孔301的上端设置为向外敞开的漏斗形结构，这使得喷射而出的待浓缩物质下落过程中可以沿圈孔301上端构成的斜面向下顺畅滑落，可以避免待浓缩物质下落时堆积在升降台3顶部，同时，由于将雾化喷头303安装在喷孔302上，可以在待浓缩物质通过喷孔302向铜管2外端壁喷出时，进行雾化，进一步提升了喷射出的待浓缩物质的分散性，从而提升其内部水分被高温蒸汽热传导蒸发的效果，有利于进一步提升该装置的低能耗效果，并且，该装置还将雾化喷头303设置的向下倾斜45°，可以使得喷射出的待浓缩物质处于升降台3下方，进一步降低待浓缩物质留存在升降台3上方的概率。

请参阅图1和图8，蒸发罐1的右侧内端壁上竖直固定有向上延伸至蒸发罐1左侧内端壁上的外套管304，外套管304的下端与水泵307的出水口固定连通，外套管304的上端连通至蒸发腔102内部的上方左侧，外套管304的上方与蒸发罐1顶部内端壁贴合位置设置为圆弧形结构，外套管304的内部滑动安装有内软管305，内软管305自外套管304上端穿出后向下竖直固定连通在升降台3上，并与升降台3内部中空结构相连通。

该装置工作时，水泵307通电启动抽送的待浓缩物质通过其出水口进入至外套管304内部，随后通过内软管305的连通进入至升降台3内中空结构中，当升降台3在蒸发腔102内部上下升降时，带动与其连接的内软管305在外套管304内部同步滑动，保障待浓缩物质向升降台3内中空结构持续输送的稳定性，由于外套管304上方与蒸发罐1顶部内端壁相贴合位置设置为圆弧形结构，使得内软管305在外套管304内部滑动时可以进行一定程度的弧形引导，保障内软管305沿外套管304内部滑动伸缩的稳定性，避免内软管305滑动过程中卡死在外套管304的内部。

外套管304与内软管305之间滑动密封连接，外套管304的内端壁由导磁性材料构成，内软管305的外端壁上均匀镶嵌有对外套管304内端壁磁性吸引的磁石，通过磁石对外套管304内端壁的磁性吸引，可以保障内软管305饱满支撑在外套管304的内部，从而保障内软管305外端壁与外套管304内端壁之间的贴合紧密性，进而保障外套管304和内软管305之间滑动连接的密封性。

请参阅图8，内软管305的内部活动穿插有竖直设置的引导杆306，且引导杆306的下端活动贯穿升降台3后向下竖直固定在下方隔板101上，该装置工作时，通过将引导杆306竖直穿插在内软管305的内部，可以对内软管305位于外套管304外侧的部分进行竖直方向的引导，在升降台3上下升降过程中，带动内软管305沿引导杆306稳定的上下升降，有利于保障内软管305与外套管304之间滑动连通的稳定性，升降台3与引导杆306的滑动连接处设置有密封胶圈，可以避免泵入至升降台3中空结构内的待浓缩物质通过升降台3和引导杆306的连接处向外泄露，从而保障了该装置运行的稳定性。

请参阅图1和图2，升降台3上固定安装有竖直设置的螺套4，且螺套4的内部螺纹旋接有竖直设置在蒸发腔102内部的螺杆401，蒸发罐1的外端壁上固定安装有用于驱动螺杆401旋转的伺服电机402，该装置工作时，当需要升降台3上下升降时，伺服电机402通电启动，带动螺杆401旋转，借助螺杆401与螺套4之间的螺纹连接，驱使螺套4带动升降台3上下方向上升降移动，通过控制伺服电机402驱动轴的旋转方向，对螺杆401的旋转方向进行改变，从而循环调节升降台3的上下升降方向，使得升降台3在蒸发腔102内部待浓缩物质液面上方的空间中循环的上下升降。

请参阅图1和图6，螺套4共设置有多个，多个螺套4环绕分布在升降台3的内部，每个螺套4的内部均螺纹旋接有一个螺杆401，多个螺杆401的上端或者下端之间均共同传动套接有传动带403，其中一个螺杆401与伺服电机402的驱动轴传动连接，该装置工作时，伺服电机402带动其中一个螺杆401旋转使，通过多个螺杆401上下两端之间传动连接的传动带403的传动，使得多个螺杆401同步旋转，多个螺杆401同步旋转并同时借助螺杆401与螺套4之间的啮合，保障升降台3的稳定升降操作，本申请中，为了保障蒸发腔102内部密闭性，有关于伺服电机402驱动轴与螺杆401之间的传动连接，可以通过磁力耦合器实现。

请参阅图8，进料管103上固定连接有预加热管5，且预加热管5的内部穿插有与出气管202相连通的延伸管501，该装置工作时，途径铜管2内的高温蒸汽通过出气管202导出进入至延伸管501内，待浓缩物质则通过预加热管5输送至进料管103内，随后输送至蒸发腔102内，在高温蒸汽通过延伸管501导出时，预加热管5内存储有后续即将输送至蒸发腔102内的待浓缩物质，由于延伸管501穿插在预加热管5的内部，这使得通过延伸管501排出的高温蒸汽可以对预加热管5内存储的即将输送至蒸发腔102内的待浓缩物质进行预加热，再一次提升该MVR浓缩设备对高温蒸汽的利用率，有利于降低其能耗，实现低能耗生产。

请参阅图8和图11，延伸管501内的流动方向与预加热管5内的流动方向相反，延伸管501位于预加热管5内部的一段设置为螺旋形结构，该装置工作时，由于延伸管501位于预加热管5内部的部位设置为螺旋形结构，可以有效提升高温蒸汽在延伸管501内部途经预加热管5内部的时长，提升导出的高温蒸汽与待输入蒸发腔102内的待浓缩物质的热交换面积，从而有效提升预热效果。

并且，由于延伸管501内高温蒸汽的流动方向与预加热管5内待浓缩物质的流动方向相反，由于高温蒸汽在延伸管501内流动时的热损耗，这使得预加热管5内越靠近进料管103的待浓缩物质受到的加热效果越好，预加热管5内自远向近靠近蒸发腔102的待浓缩物质被逐步由低向高加热，进一步保障预加热管5内待浓缩物质被预热的效果，蒸发罐1、进料管103、水蒸气导出管105、进气管201、出气管202、预加热管5以及延伸管501裸露在预加热管5外侧的外端壁上均包裹有保温层，避免该MVR浓缩设备内热能非必要的损耗。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。