本發(fā)明涉及蒸發(fā)器技術領域，特別是涉及一種能自動調節(jié)雙干度分流的蒸發(fā)器。

背景技術：

蒸發(fā)器是重要的制冷器件之一，其廣泛用于食品在真空條件下的低溫濃縮，以及醫(yī)藥、化工等領域的物料濃縮。

部分蒸發(fā)器采用將熱交換工質分離成高干度工質和低干度工質的方式來提高蒸發(fā)器的熱交換效率。

但一般蒸發(fā)器分離得到的高干度工質和低干度工質，會因為氣相工質和液相工質的混合比例不合理，而存在蒸發(fā)器熱交換效率低的問題。

技術實現(xiàn)要素：

基于此，本發(fā)明在于克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種能自動調節(jié)雙干度分流的蒸發(fā)器，通過改善氣相工質和液相工質的混合比例，來提高蒸發(fā)器的熱交換效率。

一種能自動調節(jié)雙干度分流的蒸發(fā)器，包括依次連接的h段管程和h-1個氣液分離箱，h-1個氣液分離箱連接在相鄰兩段管程之間；每段所述管程均包括高干度管和低干度管；每個所述氣液分離箱內設有混合腔、液相腔和氣相腔，所述液相腔與混合腔連通，所述氣相腔與混合腔或者液相腔之間連通有氣孔；第n個氣液分離箱的混合腔與第n段管程的高干度管和低干度管連通，第n個氣液分離箱的液相腔與第n+1段管程的低干度管連通，第n個氣液分離箱的氣相腔與第n+1段管程的高干度管連通；在第p段管程的低干度管和第q段管程的高干度管之間設有將二者連通的補液管；所述n∈[1，h-1]，所述1≤p＜q≤h。

通過第n個雙干度分流箱的混合腔與第n段管程的高干度管和低干度管連通。高干度管和低干度管內的工質在混合腔內混合，并進行氣相工質、液相工質分層。高干度的氣相工質先通過氣孔進入氣相腔，后沿第n+1段管程的高干度管流走；低干度工質在進入液相腔后沿第n+1段管程1的低干度管流走，使得高干度的氣相工質熱交換效率處于一個較低的水平。此時，在第p段管程的低干度管和第q段管程的高干度管之間設置有補液管。補液管能將低干度管內的液相工質補入到高干度管內，此種補入液相工質的方式，能更有利地把控氣相工質與液相工質的混合比例。如此，對氣相工質和液相工質混合比例的調控，能有效提高蒸發(fā)器的熱交換效率。

在其中一個實施例中，所述q＝p+1，q∈[2，h]，所述補液管有h-1段，所述第n段補液管的一端與第n段管程的低干度管連通，第n段補液管的另一端與第n+1段管程的高干度管連通。此時，與氣液分離箱中氣相腔連接的每一段高干度管均連接有補液管，如此，被有利調控氣相工質和液相工質比例的高干度管增多。隨著被調控的高干度管的數(shù)量增多，蒸發(fā)器的熱交換效率能夠得到進一步提升。另外，在q＝p+1時，補液管連接的高干度管和低干度管相距尺寸小，補液管長度變短，能有效節(jié)省材料。

在其中一個實施例中，在每段所述管程外均套設有熱交換套管，所述熱交換套管用于通入加快管程內液相工質氣化的介質。使用中，輸入進熱交換套管內流體溫度高于與管程內工質的溫度，流體能加快液相工質的氣化，為后續(xù)熱交換提供氣相工質。

在其中一個實施例中，還包括連接管，所述連接管將所述熱交換套管串接連通。各個熱交換套管之間通過連接管連通，能夠提高熱交換套管內流體的利用率。

在其中一個實施例中，在所述液相腔內設有與氣孔對應的浮塞，在所述浮塞隨液相工質到第一位置時，浮塞堵住氣孔，在浮塞隨液相工質到第二位置時，浮塞敞開氣孔。浮塞會隨液相腔內液相工質的液面上、下浮動，當液相腔內液相工質的液面上升時，浮塞從第二位置向第一位置移動，浮塞能效地防止液相工質通過進入氣相腔，避免了氣相腔內氣相工質的干度受到影響，如此能有效的控制氣相腔內氣相工質的干度。

在其中一個實施例中，在所述浮塞上設有與所述氣孔漸變配合的封堵面，在浮塞從第二位置向第一位置移動的過程中，浮塞與氣孔之間的通道截面逐漸減小。液相工質的液位上升，浮塞上浮，浮塞與氣孔之間的通道截面減小。如此能根據(jù)氣相工質和液相工質比例，來自動調整浮塞與氣孔之間的通道截面。能有效保證氣相工質和液相工質的有效分流。

在其中一個實施例中，還包括與所述浮塞滑動配合的導向柱，所述導向柱固接在氣液分離箱內，浮塞沿導向柱在第一位置和第二位置之間移動。導向柱的設置，能限定浮塞的浮動軌跡，保證了浮塞與氣孔對應配合的準確性。

在其中一個實施例中，在所述氣液分離箱內設有引液管和離心導流管，所述離心導流管與混合腔內的低干度管連通，所述引液管與氣相腔內的高干度管連通；所述補液管位于氣液分離箱內，補液管的一端與離心導流管連通，補液管的另一端與引液管連通。在低干度管內工質進入混合腔前，離心導流管利用氣工質和液相工質具有不同的離心力，將氣相工質和液相工質分離開來，并利用液相工質離心力大的特性，將液相工質通過補液管引入到高干度管內。通過補入的液相工質能夠調整氣相工質的干度，使高干度管內的工質具有高熱交換效率。

在其中一個實施例中，在所述離心導流管內設有積液區(qū)，水平設置的補液管一端與所述積液區(qū)相連。在工質從首段段管程流到尾段管程的過程中，低干度管內的液相工質會逐漸減少，液相工質會增多。此時，離心導流管內的積液區(qū)能匯集液態(tài)工質。匯集的液態(tài)工質能對高干度管進行有效地補液，如此能有效地調控高干度管內的氣相工質和液相工質的比例，進而提高蒸發(fā)器的熱交換效率。

在其中一個實施例中，所述首段管程為混合管程和/或所述尾段管程為混合管程。尾段管程和尾段管程均為采用混合管程能簡化整體機構，節(jié)省成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例所述的能自動調節(jié)雙干度分流的蒸發(fā)器的結構示意圖；

圖2為圖1中氣液分離箱的連接結構剖視圖；

圖3為圖2中a-a向的剖視圖；

圖4為圖2中b-b向的剖視圖。

附圖標記說明：1、管程，11、高干度管，12、低干度管，2、氣液分離箱，21、混合腔，211、離心導流管，212、補液孔，22、液相腔，221、導向柱，23、氣相腔，231、引液管，24、氣孔，3、補液管，4、熱交換套管，5、浮塞，6、連接管。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。相反，當元件被稱作“直接在”另一元件“上”時，不存在中間元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

參見圖1-圖4，本實施例一種能自動調節(jié)雙干度分流的蒸發(fā)器，包括依次連接的h段管程1和h-1個氣液分離箱2，h-1個氣液分離箱2連接在相鄰兩段管程1之間；每段所述管程1均包括高干度管11和低干度管12；每個所述氣液分離箱2內設有混合腔21、液相腔22和氣相腔23，所述液相腔22與混合腔21連通，所述氣相腔23與混合腔21或者液相腔之間連通有氣孔24；第n個氣液分離箱2的混合腔21與第n段管程1的高干度管11和低干度管12連通，第n個氣液分離箱2的液相腔22與第n+1段管程1的低干度管12連通，第n個氣液分離箱2的氣相腔23與第n+1段管程1的高干度管11連通；在第p段管程1的低干度管12和第q段管程1的高干度管11之間設有將二者連通的補液管3；所述n∈[1，h-1]，所述1≤p＜q≤h。

通過第n個雙干度分流箱2的混合腔21與第n段管程1的高干度管11和低干度管12連通。高干度管11和低干度管12內的工質在混合腔21內混合，并進行氣相工質、液相工質分層。高干度的氣相工質先通過氣孔24進入氣相腔23，后沿第n+1段管程1的高干度管11流走；低干度工質在進入液相腔22后沿第n+1段管程1的低干度管12流走，使得高干度的氣相工質熱交換效率處于一個較低的水平。此時，在第p段管程1的低干度管12和第q段管程1的高干度管11之間設置有補液管3。補液管3能將低干度管12內的液相工質補入到高干度管11內，此種補入液相工質的方式，能更有利地把控氣相工質與液相工質的混合比例。如此，對氣相工質和液相工質混合比例的調控，能有效提高蒸發(fā)器的熱交換效率。

參見圖4，具體的，上述氣相腔23位于液相腔22的上方，二者之間通過氣孔24連通；混合腔21位于液相腔22和氣相腔23的一側，混合腔21與液相腔22連通。液相工質和氣相工質在混合腔21內混合后，進入到液相腔21中，高干度的氣相工質通過氣孔24進入氣相腔23內，低干度的工質通過低干度管流走。此處的低干度工質為液相工質；或者低干度工質為氣相工質和液相工質；或者低干度工質為氣相工質。

例：若h＝5，則有五段管程、四個氣液分離箱、一段補液管。第一段管程、第一氣液分離箱、第二段管程、第二氣液分離箱、第三段管程、第三氣液分離箱、第四段管程、第四氣液分離箱和第五段管程依次相連。補液管的連接關系為下述之一：

當p＝1，q＝2時，補液管將第一管程的低干度管和第二管程的高干度管連通。

當p＝1，q＝3時，補液管將第一管程的低干度管和第三管程的高干度管連通。

當p＝1，q＝4時，補液管將第一管程的低干度管和第四管程的高干度管連通。

當p＝1，q＝5時，補液管將第一管程的低干度管和第五管程的高干度管連通。

當p＝2，q＝3時，補液管將第二管程的低干度管和第三管程的高干度管連通。

當p＝2，q＝4時，補液管將第二管程的低干度管和第四管程的高干度管連通。

當p＝2，q＝5時，補液管將第二管程的低干度管和第五管程的高干度管連通。

當p＝3，q＝4；p＝3，q＝5；p＝4，q＝5時，補液管的連接就不再贅述。

優(yōu)選的，所述q＝p+1，q∈[2，h]，所述補液管3有h-1段，所述第n段補液管3的一端與第n段管程1的低干度管12連通，第n段補液管3的另一端與第n+1段管程1的高干度管11連通。

例：若h＝5、p∈[1，4]，則有五段管程、四個氣液分離箱、四段補液管。第一段管程、第一氣液分離箱、第二段管程、第二氣液分離箱、第三段管程、第三氣液分離箱、第四段管程、第四氣液分離箱和第五段管程依次相連。四段補液管的連接關系如下：

當p＝1時，第一補液管將第一管程的低干度管和第二管程的高干度管連通。

當p＝2時，第二補液管將第二管程的低干度管和第三管程的高干度管連通。

當p＝3時，第三補液管將第三管程的低干度管和第四管程的高干度管連通。

當p＝4時，第四補液管將第四管程的低干度管和第五管程的高干度管連通。

此時，與氣液分離箱2中氣相腔23連接的每一段高干度管11均連通有補液管3，如此，被調控氣相工質和液相工質比例的高干度管11增多。隨著被調控的高干度管11的數(shù)量增多，蒸發(fā)器的熱交換效率能夠得到顯著提升。

另外，在q＝p+1時，補液管3連接的高干度管11和低干度管12相距尺寸小，補液管3長度變短，能有效節(jié)省材料。當然，在其他實施例中，q＝p+2、q＝p+3或q＝p+4也是可以的；同時在其他實施例中，同時存在q＝p+x、q＝p+y，x≠y，也是可以的。

本實施例能自動調節(jié)雙干度分流的蒸發(fā)器，在每段所述管程1外均套設有熱交換套管4，所述熱交換套管4用于通入加快管程1內液相工質氣化的介質。

使用中，輸入進熱交換套管4內流動的介質溫度高于管程內工質的溫度，流體能加快液相工質的氣化，為后續(xù)熱交換提供氣相工質。

優(yōu)選的，所述能自動調節(jié)雙干度分流的蒸發(fā)器還包括連接管6，所述連接管6將所述熱交換套管4串接連通。

各個熱交換套管4之間通過連接管6相互連通，如此能夠提高熱交換套管4內流體的利用率。

本實施例能自動調節(jié)雙干度分流的蒸發(fā)器，在所述液相腔22內設有與氣孔24對應的浮塞5，在所述浮塞5隨液相工質到第一位置時，浮塞5堵住氣孔24，在浮塞5隨液相工質到第二位置時，浮塞5敞開氣孔24。

浮塞5會隨液相腔22內液相工質的液面上、下浮動。當液相腔22內液相工質的液面上升時，浮塞5從第二位置向第一位置移動，浮塞5能效地防止液相工質通過進入氣相腔23，避免了氣相腔23內氣相工質的干度受到影響，如此能有效的控制氣相腔23內氣相工質的干度。

優(yōu)選的，在所述浮塞5上設有與所述氣孔漸變配合的封堵面，在浮塞5從第二位置向第一位置移動的過程中，浮塞5與氣孔24之間的通道截面逐漸減小。

液相工質的液位上升，浮塞5上浮，浮塞5與氣孔24之間的通道截面減小。如此能根據(jù)氣相工質和液相工質比例，來自動調整浮塞5與氣孔24之間的通道截面。能有效保證氣相工質和液相工質的有效分流。

具體的，參見圖4，上述的封堵面呈臺階面。當然，除了臺階面，封堵面也還可以漸變的曲面。

優(yōu)選的，本實施例能自動調節(jié)雙干度分流的蒸發(fā)器，還包括與所述浮塞5滑動配合的導向柱221，所述導向柱221固接在氣液分離箱2內，浮塞5沿導向柱221在第一位置和第二位置之間移動。

具體的，在本實施例中，導向柱221固定在液相腔22內。

導向柱221的設置，能限定浮塞5的浮動軌跡，保證了浮塞5與氣孔24對應配合的準確性。

優(yōu)選的，在所述氣液分離箱2內設有引液管231和離心導流管211，所述離心導流管211與混合腔21內的低干度管12連通，所述引液管231與氣相腔23內的高干度管11連通；所述補液管3位于氣液分離箱2內，補液管3的一端與離心導流管211連通，補液管3的另一端與引液管231連通。

在低干度管12內工質進入混合腔21前，離心導流管211利用氣工質和液相工質具有不同的離心力，將氣相工質和液相工質分離開來，并利用液相工質離心力大的特性，將液相工質通過補液管3引入到高干度管11內。通過補入的液相工質能夠調整氣相工質的干度，使高干度管11內的工質具有高熱交換效率。

優(yōu)選的，在所述離心導流管211內設有積液區(qū)，水平設置的補液管3一端與所述積液區(qū)相連。在工質從首段段管程1流到尾段管程1的過程中，低干度管12內的液相工質會逐漸減少，液相工質會增多。此時，離心導流管211內的積液區(qū)能匯集液態(tài)工質。匯集的液相工質能對高干度管11進行有效地補液，如此，能有效地調控高干度管11內的氣相工質和液相工質的比例，進而提高蒸發(fā)器的熱交換效率。

在本實施例中，上述的積液區(qū)是包含了離心導流管211內流動工質離心力最大處的區(qū)域。

參見圖3，在本實施例中，控制補液量體積的補液孔212開設于離心導流管211的補液區(qū)內，通過設置補液孔212的大小來調整補液量。當然，在其他實施例中，也可以是通過來改變補液管3內的通道直徑的大小來控制補液量。

在本實施例中，蒸發(fā)器內的h段管程1呈螺旋型。如此能減小管程1內工質流動的阻力。另外，在其他實施例中，h段管程1可以呈盤型。

為了優(yōu)化前段管程1的熱交換效率，本實施例能自動調節(jié)雙干度分流的蒸發(fā)器，還包括連接有增壓器的補氣管，所述補氣管的一端與尾段管程1的高干度管11和/或低干度管12連通，所述補氣管的另一端與首段管程1的低干度管12和/或高干度管11連通。

尾段高干度管11內的氣態(tài)工質在增壓泵的作用下，沿補氣管流向首段管程1的低干度管12和/或高干度管11內。在工況使用中，首段管程1內存在的主要是液相工質，尾段管程1內存在的主要是氣相工質。要提高管程1內工質的熱交換效率，需要調整氣相工質和液相工質的比例。補入的氣相工質避免了需要依靠氣化首段管程1內液相工質，來得到氣相工質的問題。能有效提高蒸發(fā)器內前段管程1的熱交換效率。

所述首段管程1為混合管程和/或所述尾段管程1為混合管程。

蒸發(fā)器內首段管程1是工質的流入段，尾段管程1是工質的流出段。流入首段管程1的工質是主要液相工質，流出尾段管程1的工質主要氣相工質?；诖?，首段管程和尾段管程內的高干度管和低干度管可以合并成一根管程，即該管程為混合管程?；旌瞎艹痰奶鎿Q能簡化整體機構，節(jié)省成本。

以上所述實施例的各技術特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術特征的組合不存在矛盾，都應當認為是本說明書記載的范圍。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。