[发明专利]一种采用Ω形弹簧的管壳卧式液膜翻转降膜吸收装置有效

专利信息
申请号: 201410227740.9 申请日: 2014-05-27
公开(公告)号: CN103983048A 公开(公告)日: 2014-08-13
发明(设计)人: 杨柳;杜垲;张小松 申请(专利权)人: 东南大学
主分类号: F25B37/00 分类号: F25B37/00
代理公司: 南京瑞弘专利商标事务所(普通合伙) 32249 代理人: 杨晓玲
地址: 211189 江*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 采用 弹簧 管壳 卧式 翻转 吸收 装置
【说明书】:

技术领域

发明属于用于吸收式制冷技术领域,具体来说,涉及一种采用Ω形弹簧的管壳卧式液膜翻转降膜吸收装置。

背景技术

降膜吸收器广泛应用于制冷空调、化工等行业中,而管壳式喷淋降膜形式为主要应用形式。在常见的管壳式喷淋降膜吸收器中,吸收溶液由溶液托盘下流小孔喷淋到管内通过冷却介质的管束表面上,吸收液依次由上排管束流到下排管束,液体沿管壁呈液膜下流,管内通过的冷却介质用于冷却液膜,管间充满被吸收气体,气体在与管壁上吸收溶液液膜接触时被吸收入膜。

在吸收过程中,由于溶液膜表层吸收的气体和吸收所放出的热量要通过液膜表层传向溶液内部,因此在降膜的厚度方向上,形成了温度梯度和浓度梯度,液膜表层处的的温度和浓度比较高。根据惠特曼双膜理论和质扩散斐克定律可知,某组分质量的传递率=扩散率×传递的推动力,吸收过程中组分由气相迁移至液相的推动力是压力差Pa-Pa*,其中Pa是被吸收气体的分压力,Pa*是与吸收溶液温度、浓度相对应的溶液表面被吸收气体饱和分压力。随着吸收过程的进行,溶液温度升高,浓度上升,Pa*也随之上升,吸收推动力减小,使得吸收过程受阻。

如果能使得液膜在流动过程中受到一定的扰动,使得液膜厚度方向上的浓度场与温度场均化,则可以有效降低液膜表面浓度与温度;如果能将液膜翻转,使液膜内层(紧贴冷却管表面一侧)翻到表层(与吸收气体接触的一侧),则可以更有效地降低液膜表层的温度和吸收浓度,在基本不增加设备投资的情况下,降低Pa*,加大吸收推动力,从而提高吸收效果。

此外,液膜在流动过程中,由于降膜管外壁面的物理特性变化常出现液膜分布不均,甚至出现降膜干管、沟流或股流等现象,这样会减小液膜的有效吸收面积,导致吸收速率下降。而长时间使用降膜管外表面吸附的杂质、絮状物、沉积物等也会影响到液膜的分布、吸收效果以及与冷却水的传热效果。

发明内容

技术问题:本发明所要解决的技术问题是:提供一种采用Ω形弹簧的管壳卧式液膜翻转降膜吸收装置,利用虹吸原理,通过设置自动往复清洗弹簧,使得降膜管外弹簧自动往复运动,增强液膜扰动、均匀化液膜分布,并具备自动除垢功能。

技术方案:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:

一种采用Ω形弹簧的管壳卧式液膜翻转降膜吸收装置,该吸收装置包括壳体、第一隔板、布液盘、处于水平状态的降膜管、可动孔板、定滑轮、滑轮线、悬吊接液桶、虹吸管、出液管、气体进口、第二隔板;第一隔板和第二隔板分别固定连接在壳体内腔的两端,壳体的一端设有冷却介质出口和冷却介质进口,壳体中部壁面设有气体进口,壳体的顶端设有溶液进口,出液管连接在壳体的底端,出液管的底端设有溶液出口;布液盘固定连接在第一隔板和第二隔板之间,且布液盘位于壳体内腔上部;降膜管位于布液盘下方,降膜管在高度方向上成排布置,相邻两排之间的降膜管在水平方向上交叉排列;每根降膜管上套装有一根Ω形弹簧;可动孔板位于壳体中,且可动孔板上设有通孔,降膜管穿过可动孔板的通孔,可动孔板的通孔孔径大于降膜管的外径;可动孔板通过定位凸缘与壳体内壁相接触;Ω形弹簧的一端连接第一隔板,另一端连接可动孔板的一侧;定滑轮通过轮轴连接在第二隔板上,滑轮线的一端连接可动孔板的另一侧,滑轮线的另一端绕过定滑轮,与悬吊接液桶连接;悬吊接液桶位于出液管中,虹吸管固定连接在悬吊接液桶中。

进一步,所述的采用Ω形弹簧的管壳卧式液膜翻转降膜吸收装置,还包括止回凸台,止回凸台固定连接在壳体内壁上,且止回凸台位于定滑轮和可动孔板之间。

进一步,所述的Ω形弹簧的两翼对称布设在降膜管两侧,且其两翼的底部下端分别位于下排两相邻降膜管的上表面上方。

进一步,所述的可动孔板上设有四个定位凸缘,分别与壳体的内壁面接触,可动孔板可沿着壳体滑动。

进一步,所述的悬吊接液桶、虹吸管、第一隔板和第二隔板均为密度小于1g/cm3的塑料制成。

进一步,所述的Ω形弹簧的弧形部分的内径与降膜管外径相等,Ω形弹簧的弧形部分的内圈与降膜管外壁相触,Ω形弹簧的弹簧丝直径小于或等于液膜厚度的一半,螺距为2-4毫米,劲度系数满足下式:

k=(Gm-Gk)/(nL)

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