專利名稱：旋流式液體分配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋流式液體分配裝置，這種裝置用于蒸發(fā)器、冷凝器等換 熱類產(chǎn)品中，將液體均勻分配或散開。
背景技術(shù)：
因蒸發(fā)器在工業(yè)生產(chǎn)中得以長期應(yīng)用，人們積累了豐富的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)， 形成了完整的理論體系。往往根據(jù)物性的不同或工藝需要，有逆流流程、順流 流程及混流流程，又分大循環(huán)、小循環(huán)、兩段蒸發(fā)等多種工藝路線，凡此種種， 不一而足。對于目前應(yīng)用最廣泛的降膜蒸發(fā)器，循環(huán)液體分配影響著布膜是否 均勻，直接關(guān)系到設(shè)備的蒸發(fā)強(qiáng)度和運(yùn)行效率。但是常用的液體分配器仍然為 安放在蒸發(fā)器加熱元件正上方的塔盤孔式結(jié)構(gòu)，上層塔盤主要是為了消除流體 動能使之穩(wěn)定進(jìn)入下層分配盤中，流體在分配盤上存在著一定的液位，以零初 速度沿板孔流出，對液體進(jìn)行分配，并沿各加熱元件表面布膜。但由于分配盤 上孔橋的存在，使液體不可能均勻分配，更加嚴(yán)重的現(xiàn)象是極易形成堵孔現(xiàn)象， 造成加熱元件千燒。
中國專利申請M0580028572.X公開了一種本發(fā)明涉及一種纏繞式換熱器， 具有多個(gè)纏繞在芯管上的管，具有一個(gè)限定環(huán)繞這些管的外部空間的邊界的殼 并且具有一個(gè)用于在該外部空間中分配液體的液體分配器。中國實(shí)用新型專利 02250269.6公開了一種旋轉(zhuǎn)播水器與外接管的連接裝置，其中接頭通過螺紋配 合旋接在旋轉(zhuǎn)播水器的分水口上，接頭內(nèi)有鎖止密封圈位于分水口與接頭的錐 形壓頭之間，當(dāng)外接管穿過鎖止密封圈插入分水口時(shí)，錐形壓頭可以將鎖止密 封圈緊壓在外接管上。中國發(fā)明專利申請200410089459.X公開了一種帶有新型 散水頭的散水器。它主要是由結(jié)合底座和散水頭組成，所述的散水頭的散水口 外設(shè)有一導(dǎo)流傘，其傘面順?biāo)鞣较蛟O(shè)有弧形導(dǎo)流槽。但現(xiàn)有的這類分配器不 適用于如薄膜蒸發(fā)器之類的設(shè)備使用，因此在生產(chǎn)實(shí)踐中迫切需要解決這一問 題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種旋流式液體分配裝置，這種裝置適用于類似薄膜蒸發(fā)器、 冷凝器等換熱類產(chǎn)品中，可將液體均勻分布于加熱元件上，同時(shí)可以克服現(xiàn)有 技術(shù)的不足，同時(shí)具有結(jié)構(gòu)簡單、液體分散效果更佳的特點(diǎn)。
本發(fā)明的旋流式液體分配裝置是在一段直管內(nèi)設(shè)置有與管軸線相傾斜的相 互相錯布置的兩個(gè)半橢圓形導(dǎo)流板，兩導(dǎo)流板分別位于直管橫截面對稱軸的兩 側(cè)，導(dǎo)流板與直管軸線間的夾角0相等，iOG<0<9O° ，導(dǎo)流板的對稱軸處開設(shè)有一個(gè)缺口。本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)參見附圖.
本發(fā)明的旋流式液體分配裝置的導(dǎo)流板上所設(shè)的缺口為矩形缺口 ，矩形的 寬度為噴頭出口直徑/3，矩形的長度為噴頭出口直徑/2。
本發(fā)明的旋流式液體分配裝置，其噴頭噴灑覆蓋半徑R與受液面距離/、裝
置內(nèi)的體積流量Q、裝置噴頭出口直徑d，以及導(dǎo)流板傾角與裝置直管軸線間夾
角e和重力加速度g的關(guān)系如式1所示
式中R、 d和/的單位為米；Q的單位是(MVs); 0以度計(jì)。 本發(fā)明原理是在圓形噴頭內(nèi)設(shè)置相互交錯的半橢圓導(dǎo)流板(附圖1)，與噴 頭軸線形成一定的傾角e，利用水泵機(jī)械做功，將流體的直線流動強(qiáng)制轉(zhuǎn)化為 螺旋運(yùn)動，在離心力的作用下流體相互分離散開。受離心力的作用，，出口流體 向周圍散開，最終形成中空無水現(xiàn)象，為此，在導(dǎo)流板中部設(shè)置缺口，部分流 體由此補(bǔ)充中間，使得流體在一定范圍內(nèi)均勻散化。
由式l可見當(dāng)其它條件不變時(shí)，增大噴頭管內(nèi)流量，或增加導(dǎo)流板傾角， 都將增加噴灑覆蓋面積。而要獲得更遠(yuǎn)的噴灑距離，則應(yīng)減小噴頭出口管徑， 以獲得較高的初速度。在實(shí)際應(yīng)用中，綜合考慮，調(diào)整各參數(shù)關(guān)系，均能得到 滿意的效果。
旋流式液體分配裝置從根本上克服了塔盤孔式結(jié)構(gòu)分配器以及現(xiàn)有其它種 類的分配器的不足。首先，螺旋噴頭將流體充分散化，均勻噴射在加熱元件端 部，給液體在加熱元件表面布膜創(chuàng)造了必要條件；其次，螺旋噴頭充分利用流 體動能，以較高速度與加熱元件接觸，使得流體在加熱元件表面流動更加快速 活躍，增大了相對流速，強(qiáng)化了對流傳熱，提高了蒸發(fā)強(qiáng)度；再次，較高的表 面流速起到物理沖洗作用，破壞熱垢形成條件，大大減緩熱垢在加熱元件表面 的堆積，延長設(shè)備清洗周期，降低設(shè)備使用運(yùn)行成本；另外，螺旋噴頭口徑較 大，流體高速流動，加之流體沖刷，杜絕了堵塞現(xiàn)象。從附圖還可見，本發(fā)明 的結(jié)構(gòu)極其簡單，它僅是由在一個(gè)直管中設(shè)置兩塊相錯布置的橢圓導(dǎo)流板構(gòu)成， 因此其制造的難度和成本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于現(xiàn)有技術(shù)中的任一種液體分配器。同時(shí)本 發(fā)明的何種較現(xiàn)有技術(shù)也更為緊湊，當(dāng)其用于各種蒸發(fā)器時(shí)所占用的空間最小， 因此還可以相對減小蒸發(fā)器的體積。
通常，在大氣冷凝器等設(shè)備中安裝一正錐將液體散開，再安裝一倒錐收集， 如此反復(fù)，多層組裝，以增加物質(zhì)接觸面積，如果其中應(yīng)用本發(fā)明既會流體充分散化作用，能起到理想的效果，還可進(jìn)一步簡化設(shè)備結(jié)構(gòu)。


圖1為本發(fā)明的剖面示意圖。圖2為沿導(dǎo)流面平面位置剖面示意圖。圖3 為圖1a-a位置剖面圖。圖4為本發(fā)明的參數(shù)計(jì)算示意圖，本圖為簡明起見僅畫 出直管4內(nèi)的一個(gè)導(dǎo)流板，其剖視位置相當(dāng)于沿一個(gè)導(dǎo)流板的邊緣進(jìn)行剖切。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以下結(jié)合

。
參見附圖1，本發(fā)明是在一個(gè)直管4內(nèi)相錯固定設(shè)置兩塊半橢圓板2和3， 導(dǎo)流板的形狀參見附圖2，各導(dǎo)流板的橢圓參數(shù)與直管4內(nèi)壁傾斜剖面形成的內(nèi) 橢圓參數(shù)相同，這樣當(dāng)一塊導(dǎo)流板固定于直管內(nèi)時(shí)可將直管4的一半完全封閉。 本發(fā)明所述的兩塊導(dǎo)流板相錯布置是指一塊導(dǎo)流板固定設(shè)置在直管的左側(cè)，而 另一個(gè)導(dǎo)流板則設(shè)置于直管的右側(cè)，兩導(dǎo)流板與直管軸線對稱布置，參見附圖3。 在各導(dǎo)流板的對稱軸處開設(shè)有一個(gè)矩形的缺口 3。缺口 3的寬度為d/3，長度為 d/2。經(jīng)理論的推算和實(shí)際的試驗(yàn)表明，其噴頭噴灑覆蓋半徑R與受液面距離/、 裝置內(nèi)的體積流量Q、裝置噴頭出口直徑d，以及導(dǎo)流板傾角與裝置直管軸線間 夾角0的關(guān)系如式1所示，根據(jù)式1可以得出不同管徑及不同使用條件下本發(fā) 明的相關(guān)參數(shù)。 .
以下提供一個(gè)本發(fā)明在蒸發(fā)器中的應(yīng)用實(shí)例
實(shí)例中蒸發(fā)器的換熱元件寬度為1.5米，長度超過4米，需要的噴灑范圍較 大，噴頭為組合使用，經(jīng)計(jì)算，單件噴頭的Q=0.03 (mVs)， d=0.11m， l=0.6m，
預(yù)期單個(gè)噴頭的噴灑范圍為直徑不小于1.5米的圓周。 將上述各參數(shù)帶入式1 :
計(jì)算結(jié)果為噴頭噴灑半徑0.768米，即直徑1.536米，達(dá)到預(yù)期設(shè)定的目標(biāo)， 從實(shí)際運(yùn)行情況來看，與計(jì)算值相當(dāng)吻合，效果非常理想。
權(quán)利要求
1、旋流式液體分配裝置，其特征是在一段直管內(nèi)設(shè)置有與管軸線相傾斜的相互相錯布置的兩個(gè)半橢圓形導(dǎo)流板，兩導(dǎo)流板分別位于直管橫截面對稱軸的兩側(cè)，導(dǎo)流板與直管軸線間的夾角θ相等，且00<θ<90°，導(dǎo)流板的對稱軸處開設(shè)有一個(gè)缺口。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋流式液體分配裝置，其特征是導(dǎo)流板上所設(shè)的 缺口為矩形缺口，矩形的寬度為噴頭出口直徑/3，矩形的長度為噴頭出口直徑/2。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旋流式液體分配裝置，其特征是噴頭噴灑范 圍和受液面距離、體積流量、噴頭出口直徑及導(dǎo)流板傾角的關(guān)系符合下式-式中R為噴頭噴灑覆蓋半徑；Q為噴頭內(nèi)體積流量，單位是(M^S); d為 噴頭的出口直徑；/為噴頭出口與受液面之間的距離；0為導(dǎo)流板與噴頭直管軸 線間的夾角。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于蒸發(fā)器、冷凝器等換熱類產(chǎn)品中，將液體均勻分配或散開的旋流式液體分配裝置。本發(fā)明的旋流式液體分配裝置是在一段直管內(nèi)設(shè)置有與管軸線相傾斜的相互相錯布置的兩個(gè)半橢圓形導(dǎo)流板，兩導(dǎo)流板分別位于直管橫截面對稱軸的兩側(cè)，導(dǎo)流板與直管軸線間的夾角θ相等，且0°＜θ＜90°，導(dǎo)流板的對稱軸處開設(shè)有一個(gè)缺口。本發(fā)明具有可使流體充分分散，均勻分布于加熱元件表面，可使液體有較高流速，結(jié)構(gòu)極其簡單等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號F28F25/00GK101504262SQ200910128590
公開日2009年8月12日 申請日期2009年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月18日
發(fā)明者舒 張, 張培洲, 勇 王, 琿 邵 申請人:蘭州節(jié)能環(huán)保工程有限責(zé)任公司;九江九洲節(jié)能環(huán)保工程有限公司