一种内置换热器的气液分离装置及其气液分离方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种内置换热器的气液分离装置，包括壳体，壳体内部横向设置有管式热交换器，管式热交换器下部设置有减速孔板；壳体内部纵向设置有上折流板和下折流板，管式热交换器贯穿于上折流板和下折流板，上折流板和下折流板将壳体的内部依次分为第一分离换热区、第二分离换热区和换热集水区，气液混合物依次通过第一分离换热区、第二分离换热区和换热集水区分别进行换热和气液分离后从出水管排出。本发明专利技术还提供了一种基于该内置换热器的气液分离装置的气液回收方法和真空机组的回水系统。本发明专利技术的气液分离装置具备气液分离和换热两种功能，而且阻力小、结构紧凑、分离和降温效果好、制造和使用成本低，有利于推广运用。

Gas liquid separation device of built-in heat exchanger and gas-liquid separation method thereof

The invention discloses a gas-liquid separation device with built-in heat exchanger, which comprises a shell, the shell is transversely provided with a tube type heat exchanger, tube heat exchanger is provided with a deceleration orifice; the shell is longitudinally arranged on the baffle plate and a lower baffle plate, pipe penetrates through on the baffle plate and fold down plate type heat exchanger on the baffle plate and a lower baffle plate of the housing interior is divided into a first separated heat exchanger and second separate heat exchange and heat transfer in the catchment, gas-liquid mixture by first separating the heat exchanger and the heat exchange and heat separation of second catchments were heat transfer and gas-liquid separation after discharged from the water outlet pipes. The invention also provides a gas-liquid recovery method based on the built-in heat exchanger and a return water system of the vacuum unit. The gas-liquid separation device of the invention has two functions of gas-liquid separation and heat exchange, and has the advantages of small resistance, compact structure, good separation and cooling effect, low manufacture and use cost, and favorable popularization and application.

【技术实现步骤摘要】
一种内置换热器的气液分离装置及其气液分离方法
本专利技术涉及化工、制药、食品、机械、勘探、电力、电子生产等领域的气液分离装置，具体涉及一种内置换热器的气液分离装置及其气液分离方法，尤其涉及一种采用该内置换热器的气液分离装置的真空泵机组的回水系统。
技术介绍
在化工、制药、食品、机械、勘探、电力、电子生产等工程领域，广泛采用真空泵，在密闭容器或系统中形成真空或压力，部分气液混合物经由气液分离器分离后，分离出来的液态产物需要回流循环利用，如在液环真空泵系统中，分离液体液相分离产物只有经过换热器冷却后，才能进入真空泵本体内并作为真空泵液环的补充液使用。现有的真空泵机组中，往往设有气液分离罐和换热器，气液分离罐的作用主要是分离真空泵排出的气液混合物中所含有的大量气体，把分离液收集用于再循环利用，并避免气体进入真空泵，造成真空泵抽吸性能下降，在现有技术中，如：专利CN203239642U公开了一种真空泵工作水冷却装置，包括真空泵、气水分离器、工作水冷却器，其主要技术方案是在真空泵和工作水冷却器之间的管路上设置工作水深度冷却装置和用以切换工作水冷却器和工作水深度冷却装置独立工作的切换阀，从而改善了冷却水的水质，减小冷却水的硬度，减少了冷却水管路中容易出现结垢、堵塞的现象，但此类传统的气水分离及冷却逐步进行方式存在换热率低、能耗高、气水分离效率差的问题，已不能满足现有真空泵气液混合物循环再利用的发展要求；专利CN101691858A公开了一种水环真空泵机组自冷凝气水分离装置，内设置有一中间水箱，中间水箱内部设置有内冷凝箱，中间水箱外包有外冷凝箱，中间水箱的顶部设有排气口和泵工作液返回口，底部设有泵工作液供应口，内冷凝箱和外冷凝箱分别连通补水管和抽气管，其主要技术原理是利用水在负压状态下快速蒸发降温的原理而设计，巧妙地实现了气水分离和对水环真空泵工作液降温两种功能，虽然在一定程度上取代了板式换热器和气水分离器，简化了结构，减轻了装置的重量，但相应的增加了额外的冷凝箱和抽真空装置，使得生产成本更高，且存在运行不稳定的问题；再如专利CN106422531A公开了一种换热器内置的卧式气水分离器，其包括壳体、气水分离区、换热区、整流区、气水混合物入口、气相出口、分离液产物出口、换热液进口和换热液出口、导流板、气相通道、第一液相通道、第一引流隔板、第二引流隔板、第二液相通道；换热区内安装有换热管和换热隔板，相邻两个换热管之间安装有挡板，多个下换热管的出水口与所述多个上换热管的进水口连通；换热液进口与下换热管的进水口连通；换热液出口与上换热管的出水口连通。其充分的利用高度空间，采用引流隔板和导流板将壳体内部分为了三个区域，上部为分离区和整流区，下部分离液体覆盖区为换热区，在气水分离区内进行气水分离，分离气体经由导流孔板整流后可减少液滴携带，分离液体在进入换热区后可被热升或降温，虽然如其所述在实现气液分离的同时，还实现了气态产物中液滴的拦截和液态产物的高效换热目的，但是冷水中的含气量较高，而热水中含气量低，其所采用的换热方式对气水分离率存在一定的影响，使得气水分离不完全，继而使得冷却后的分离液体中所含相对较高含气量，造成抽气能力下降、汽蚀等问题，在一定程度上影响了真空泵的工作效率和使用寿命。真空泵在运行时，工作水的温度和含气量应保持在稳定低温和稳定低含量状态，并希望越低越好。但在实际运行中很难保持，尤其长时间运行中，工作水温度将升高至50℃以上，导致真空泵的抽气效率变差，当温度更高时，真空泵甚至丧失抽气功能，直接影响着真空泵的工作性能和系统的安全运行，而传统的气水分离器只能将气和水分离，不具备降温功能，工作水的降温依靠独立的换热器实现，而当前的换热器降温效果差，难以满足真空泵工作水水温要求，且换热器阻力较大，增大了真空泵进水阻力，从而导致真空泵耗电量上升，而抽气效率降低。而目前较为普遍采用的内置换热器的气水分离器，如上述专利所述的气水分离器，因其生产成本、分离液温度、气体含量以及运行的稳定性等不能有效的兼容，造成生产成本高，检修频繁，工作效率低，以及易产生气浊、真空泵使用寿命短等问题。
技术实现思路
本专利技术为解决现有技术中的上述问题，提出一种同时具备气液分离和换热两种功能，且阻力小、结构紧凑、成本低、运行稳定的内置换热器的气液分离装置及其气液分离方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的第一个方面是提供一种内置换热器的气液分离装置，包括壳体，所述壳体顶部设置有气液混合物进口、出气口，其中：所述壳体内部横向设置有贯穿其左、右两侧壁的管式热交换器，所述管式热交换器下部与所述壳体底部之间横向设置有减速孔板；所述壳体内部自左到右依次纵向设置有上折流板和下折流板，所述管式热交换器贯穿于所述上折流板和下折流板设置，所述上折流板的顶端与所述壳体的顶部不接触连接，所述上折流板的下端止于所述减速孔板，所述下折流板的上端低于所述上折流板，所述下折流板底端止于所述壳体底部；所述上折流板和下折流板将所述壳体的内部自左到右依次分为第一分离换热区、第二分离换热区和换热集水区，所述第一分离换热区与所述气液混合物进口连通，所述换热集水区底部与出水管连通，使得气液混合物依次通过第一分离换热区、第二分离换热区和换热集水区分别进行多次换热和气液分离后从出水管排出。进一步地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述出气口位于所述换热集水区顶部的壳体上，并分别与所述第一分离换热区、第二分离换热区、换热集水区连通。进一步地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述气液混合物进口正下方位置设置有挡流板，所述挡流板宽度略大于所述气液混合物进口的直径。进一步地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述减速孔板采用表面凸起形状为矩形或三角形锯齿状的平板，且所述平板表面均匀钻设有通孔。进一步地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述出水管从壳体侧壁下部插入壳体内，并从所述减速孔板的下部穿过所述下折流板与所述换热集水区连通。进一步地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述壳体上部设置有溢水口。进一步地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述壳体底部设置有补水口和排污口。进一步优选地，所述补水口安装于所述换热集水区底部的壳体上，所述排污口安装于所述第一分离换热区或第二分离换热区底部的壳体上。进一步优选地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述壳体上设置有液位计。更进一步优选地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述换热集水区底部的壳体上还设置有分离液体温度计，用于检测经气液分离和换热后的分离液体的液体温度。进一步地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述管式热交换器包括多个间隔布置的传热管，所述多个传热管由至少一个出水传热管和至少一个进水传热管组成，所述出水传热管和进水传热管的同一端设置于换热器封头内并相互连通，所述出水传热管的另一端与换热器出水管连通，所进水传热管的另一端与换热器进水管连通。进一步地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述出水传热管和进水传热管分别为多个且水平间隔排列设置，采用串联设置以增加管束换热长度，从而提升换热效率。更进一步优选地，在所述的内置换热器的气液分离装置上，所述换热器出水管上安装有换热器出水温度计，所述换热器进水管上安装有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内置换热器的气液分离装置，包括壳体(1)，所述壳体(1)顶部设置有气液混合物进口(2)、出气口(6)，其特征在于：所述壳体(1)内部横向设置有管式热交换器(17)，所述管式热交换器(17)下部与所述壳体(1)底部之间横向设置有减速孔板(13)；所述壳体(1)内部自左到右依次纵向设置有上折流板(4)和下折流板(5)，所述管式热交换器(17)贯穿于所述上折流板(4)和下折流板(5)设置，所述上折流板(4)的顶端与所述壳体(1)的顶部不接触连接，所述上折流板(4)的下端止于所述减速孔板(13)，所述下折流板(5)的上端低于所述上折流板(4)，所述下折流板(5)的底端止于所述壳体(1)底部；所述上折流板(4)和下折流板(5)将所述壳体(1)的内部自左到右依次分为第一分离换热区(a)、第二分离换热区(b)和换热集水区(c)，所述第一分离换热区(a)与所述气液混合物进口(2)连通，所述换热集水区(c)底部与出水管(16)连通，使得气液混合物依次通过第一分离换热区(a)、第二分离换热区(b)和换热集水区(c)分别进行多次换热和气液分离后从所述出水管(16)排出。

【技术特征摘要】
1.一种内置换热器的气液分离装置，包括壳体(1)，所述壳体(1)顶部设置有气液混合物进口(2)、出气口(6)，其特征在于：所述壳体(1)内部横向设置有管式热交换器(17)，所述管式热交换器(17)下部与所述壳体(1)底部之间横向设置有减速孔板(13)；所述壳体(1)内部自左到右依次纵向设置有上折流板(4)和下折流板(5)，所述管式热交换器(17)贯穿于所述上折流板(4)和下折流板(5)设置，所述上折流板(4)的顶端与所述壳体(1)的顶部不接触连接，所述上折流板(4)的下端止于所述减速孔板(13)，所述下折流板(5)的上端低于所述上折流板(4)，所述下折流板(5)的底端止于所述壳体(1)底部；所述上折流板(4)和下折流板(5)将所述壳体(1)的内部自左到右依次分为第一分离换热区(a)、第二分离换热区(b)和换热集水区(c)，所述第一分离换热区(a)与所述气液混合物进口(2)连通，所述换热集水区(c)底部与出水管(16)连通，使得气液混合物依次通过第一分离换热区(a)、第二分离换热区(b)和换热集水区(c)分别进行多次换热和气液分离后从所述出水管(16)排出。2.根据权利要求1所述的内置换热器的气液分离装置，其特征在于，所述气液混合物进口(2)下方位置设置有挡流板(3)，所述挡流板(3)宽度略大于所述气液混合物进口(2)的直径。3.根据权利要求1所述的内置换热器的气液分离装置，其特征在于，所述减速孔板(13)采用表面凸起形状为矩形或三角形锯齿状的平板，且所述平板表面均匀钻设有通孔。4.根据权利要求1所述的内置换热器的气液分离装置，其特征在于，所述出气口(6)位于所述换热集水区(c)顶部的壳体(1)上，并分别与所述第一分离换热区(a)、第二分离换热区(b)、换热集水区(c)连通。5.根据权利要求1所述的内置换热器的气液分离装置，其特征在于，所述壳体(1)上部设置有溢水口(7)；所述壳体(1)底部设置有补水口(14)和排污口(15)；所述壳体(1)上设置有液位计(8)。6.根据权利要求1所述的内置换热器的气液分离装置，其特征在于，所述管式热交换器(17)包括多个间隔布置的传热管(20)，所述多个传热管(20)由至少一个出水传热管(201)和至少一个进水传热管(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：张怀明，
申请(专利权)人：武汉武泵泵业制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42