專利名稱：聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)上所用的真空泵制冷設(shè)備領(lǐng)域，特別是廣泛應(yīng)用于航空、航天、冶金、制冷、制藥、化工等工業(yè)上的一種蒸汽噴射真空泵。
本發(fā)明的目的是以下列技術(shù)方案來實現(xiàn)，本設(shè)計的主要思路是通過在蒸汽噴射真空泵中引入吸收介質(zhì)利用真空泵中做功后工作蒸汽的余熱和部分工作蒸汽制冷，可以獲得穩(wěn)定的冷量，因而使第一號冷凝器的設(shè)置區(qū)間可以從6.5～10kpa前移至0.65～1kpa，使得被抽氣體中可凝性氣體提高卸載，從而達到節(jié)約大量蒸汽的目的。具體方案是該聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵，包括由真空室、多級、多列式或多級單列式噴射器及多級冷凝器組成的現(xiàn)有真空回路系統(tǒng)，所說的噴射器1～9列，每列至少2級，冷凝器1～9個。其特別之處是1、在1號冷凝器前各級噴射器間的一處設(shè)置有吸收器，吸收器內(nèi)有吸收劑；2、在真空回路系統(tǒng)增設(shè)有由節(jié)由蒸汽源、升壓噴射器構(gòu)成的蒸汽回路系統(tǒng)，將蒸汽或廢蒸汽升壓后送往噴射器和吸收劑發(fā)生器作動力；3、在吸收器的連接端設(shè)置有吸收劑泵、循環(huán)泵和吸收劑發(fā)生器，它們構(gòu)成吸收劑回路系統(tǒng)，其中吸收劑發(fā)生器的汽路輸出端與升壓噴射器相接；4、在真空回路系統(tǒng)還增設(shè)有由冷卻塔、熱水池、回水泵、供水泵構(gòu)成的冷卻回路系統(tǒng)，其中冷卻塔通過供水泵與吸收器連接，熱水池置于冷凝器的液體排放管下部，并通過回水泵與冷卻塔相接。
5、所述吸收劑回路系統(tǒng)中的吸收劑發(fā)生器可以是由獨立的高壓吸收劑發(fā)生器構(gòu)成，也可以由高壓吸收劑發(fā)生器與低壓吸收劑發(fā)生器連接構(gòu)成，其中高壓吸收劑發(fā)生器與吸收劑泵相接，在低壓吸收劑發(fā)生器的連接端設(shè)有一循環(huán)泵，它與吸收器相接。
6、在高壓吸收劑發(fā)生器與吸收劑泵連接之間、低壓吸收劑發(fā)生器與循環(huán)泵連接之間分別可以設(shè)置有熱交換器。
本發(fā)明對傳統(tǒng)的蒸汽噴射真空泵及吸收式制冷機做了很大變革，其優(yōu)點是解決了真空泵在高真空及大抽氣量下工作蒸汽消耗量太大的難題，同時充分利用了做過功的廢蒸汽余熱制取穩(wěn)定的低溫水(5～20℃)，大大提高了蒸汽噴射真空泵的效率。還解決了吸收式制冷機冷量衰減和不能制取0℃以下低溫水的難題。在吸收器前設(shè)置數(shù)級噴射器可以將制取低溫水或冰的溫度下限延伸到-50℃，并且在真空泵造成的穩(wěn)定真空下工作，解決了因氣體泄露引起冷量衰減和腐蝕問題。例如一、用于100M2冷凍升華干燥機(凍干機)的真空系統(tǒng)，如采用機械式真空系統(tǒng)，需配真空泵功率500KW，或者配蒸汽噴射真空泵耗蒸汽量3672kg/h，若該機每天工作20小時，每年工作300天，需耗電300萬千瓦時或者耗蒸汽2.2萬噸。而采用本發(fā)明，即聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵則僅耗蒸汽1830kg/h，每年節(jié)約蒸汽1.1萬噸，按90元/噸計算，每年節(jié)約費用99萬元。
二、本發(fā)明用于400噸/天色拉油生產(chǎn)線。由于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量脂肪酸，在真空泵中增設(shè)了一個冷凝器，吸收劑只吸收純水蒸汽。用原有蒸汽噴射真空泵耗汽3232kg/h，采用聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵僅耗汽1730kg/h，年可節(jié)氣1500×24×300＝10800噸/年。按90元/噸計，每年可節(jié)約資金97.2萬元。中國現(xiàn)有約16000臺蒸汽噴射真空泵在運轉(zhuǎn)，可節(jié)約資金100多億元。
圖2為本發(fā)明實施例二的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明實施例三的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
該聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵的工作原理是見

圖1，真空室1放出的氣體被一、二級噴射器抽吸進入吸收器，將其中的水蒸汽被吸收，并由吸收劑泵2送入高壓吸收劑發(fā)生器6，在那里吸收劑被加熱放出水蒸汽，濃縮后再次回到吸收器5吸收水蒸汽。吸收器未吸收的氣體繼續(xù)被三、四級噴射器抽吸到1號冷凝器11中，可凝性氣體被冷凝，不可凝性氣體被五級噴射器12抽吸進入2號冷凝器14中，可凝性氣體冷凝，不可凝性氣體被六級噴射器抽吸進入消音冷凝器15并排入大氣中。而進入高壓吸收劑發(fā)生器6內(nèi)的稀釋吸收劑被如熱后放出的水蒸汽，被升壓噴射器7升壓后作為一、二級噴射器的工作蒸汽，進一步節(jié)省能源。來自冷卻塔16的冷卻水經(jīng)過吸收器5，略有升溫后，送往各冷凝器吸熱冷凝氣體，然后排入熱水池17，由回水泵送往冷卻塔降溫，再次循環(huán)冷卻。
圖2所示，它是用于潔凈介質(zhì)的聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵，其結(jié)構(gòu)與實施例一基本相同，不同的是其真空回路系統(tǒng)中噴射器為雙列六級結(jié)構(gòu)式，為了提高熱效率而設(shè)置有高壓吸收劑發(fā)生器6和低壓吸收劑發(fā)生器22，該低壓吸收劑發(fā)生器通過一個循環(huán)泵24與吸收器5連接。在高、低壓吸收劑發(fā)生器與吸收器5的連接之間，第5級噴射器12、第6級噴射器14之后分別設(shè)置有熱交換器25、26、23、21、20。其工作原理以100M2真空冷凍升華干燥機為例，真空室1內(nèi)裝有1000公斤物料，其中需蒸發(fā)掉水分880公斤，處理周期8小時，平均放氣量110公斤/小時，工作動態(tài)過程為真空室1氣體110公斤/小時進入一級噴射器4，耗蒸汽220公斤/小時，之后的混合氣體330公斤/小時進入二級噴射器3耗蒸汽660公斤/小時，之后的混合氣體990公斤/小時進入吸收器5，假設(shè)混合氣體中880公斤/小時蒸汽被吸收劑吸收，則有110公斤/小時氣體進入三、四、五、六級噴射器被排出，共耗蒸汽2200公斤/小時，另外，吸收劑進入吸收劑發(fā)生器后需耗汽880公斤/小時方可將吸收劑重新濃縮成再吸收狀態(tài)，故共耗汽3080公斤/小時。而不設(shè)吸收器的常規(guī)真空系統(tǒng)需耗汽9240公斤/小時。本實施例中由于產(chǎn)品初期放氣量大，后期放氣量小，所以蒸汽噴射真空泵真空回路系統(tǒng)噴射器的設(shè)計為兩列形式，以適應(yīng)產(chǎn)品工藝曲線需要，且節(jié)省蒸汽消耗。
當(dāng)吸收劑在25～30℃較低溫度下有強大的吸收能力，在吸收水蒸汽后稀釋變?yōu)榈蜏叵∪芤?，送往發(fā)生器后經(jīng)蒸汽或其他熱源加熱放出水蒸汽后成為高溫濃溶液，一般要求進入吸收器的濃溶液應(yīng)降低為30℃左右，而進入發(fā)生器的稀溶液應(yīng)升溫到140℃左右，所以為提高熱效率，本實例具有一個高壓吸收劑發(fā)生器6和一個低壓吸收劑發(fā)生器22，并設(shè)置有五個熱交換器，26、25、23、21、20和循環(huán)泵24，其作用是由吸收劑泵2泵出的大部分低溫稀溶液在熱交換器26中與高壓吸收劑發(fā)生器的蒸汽凝結(jié)成水，而提高溫度后進入熱交換器25與高壓吸收劑發(fā)生器流出的高溫濃液換熱，再升溫后進入高壓吸收劑發(fā)生器加熱濃縮。高溫濃溶液經(jīng)兩次換熱后降溫進入吸收器。吸收劑泵2泵出的小部分低溫稀溶液與來自低壓吸收劑發(fā)生器22的中溫濃溶液在熱交換器23中換熱后進入熱交換器21與五級噴射器排出氣體換熱再進入熱交換熱器20與六級噴射器排出氣體換熱后進入低壓吸收劑發(fā)生器被來自高壓吸收劑發(fā)生器的多余蒸汽加熱濃縮，濃溶液被熱交換器23換熱降溫后流回循環(huán)泵與吸收器的一部分稀溶液一起被循環(huán)泵24重新泵入吸收器吸收水蒸汽。該實施例與實施例一相比可再節(jié)能20％左右。
實施例三，如圖3所示，它是用于污染介質(zhì)聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵。因為航天、冶金、化工、制藥、油脂、凍干等幾十個行業(yè)，其中大部分生產(chǎn)工藝過程釋放的氣體都是污染介質(zhì)，如含油、含塵、含腐蝕性氣體、有毒氣體，它們能使吸收劑吸收效率下降，甚至失去作用，因此需要增加附屬設(shè)備即以保證其正常工作。本實例是用于真空冶金的400公斤/小時蒸汽噴射真空泵系統(tǒng)。由于放氣中含有大量粉塵，故增設(shè)了冷凍水泵27，冷凍水池28，在第二級噴射器之后設(shè)置有預(yù)冷凝器29和蒸發(fā)器30。其工作原理是，真空室中的鋼液處理過程中放出大量含塵氣體，被一、二級噴射器抽吸后進入預(yù)冷凝器29，被來自蒸發(fā)器30的10℃左右低溫水將其中的水蒸汽冷凝連同氣體中粉塵一同排出冷凍水池28，在池中粉塵沉淀，冷凍水池的水吸收冷凝蒸汽熱量升溫到15℃左右，被冷凍水泵27送入蒸發(fā)器30，蒸發(fā)器與第三級噴射器相連保持高真空，水進入真空后急劇蒸發(fā)，水失熱為10℃左右的冷凍水再次進入預(yù)冷凝器循環(huán)。水蒸發(fā)失熱產(chǎn)生的水蒸汽被吸收器中的吸收劑吸收再次換熱送往吸收劑發(fā)生器濃縮再返回吸收器，進而完成全過程。
所述聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵的所有另部件均可由市場或廠家采購獲得，所用吸收劑為多種形式可以是溴化鋰、氨和氟利昂以及三氟已醇——四甘醇滲二甲醚。熱交換器加熱方式可以采用蒸汽、導(dǎo)熱油、燃氣、燃油、電熱等。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵，它包括由真空室、多級、多列式或多級單列式噴射器及多級冷凝器組成的現(xiàn)有真空回路系統(tǒng)，所說的噴射器1～9列，每列至少2級，冷凝器1～9個，其特征是1.1、在1號冷凝器前的各級噴射器之間的一處設(shè)置有吸收器(5)，吸收器內(nèi)有吸收劑；1.2、在真空回路系統(tǒng)增設(shè)有由蒸汽源(8)、升壓噴射器(7)構(gòu)成的蒸汽回路系統(tǒng)，將動力蒸汽或廢蒸汽升壓后送往噴射器和吸收劑發(fā)生器作動力；1.3、在吸收器(5)的連接端設(shè)置有吸收劑泵(2)、和吸收劑發(fā)生器，它們構(gòu)成吸收劑回路系統(tǒng)，其中吸收劑發(fā)生器的汽路輸出端與升壓噴射器(7)相接；1.4、在真空回路系統(tǒng)還增設(shè)有由冷卻塔(16)、熱水池(17)、回水泵(18)、供水泵(19)構(gòu)成的冷卻回路系統(tǒng)，其中冷卻塔(16)通過供水泵(19)與吸收器(5)連接，熱水池(17)置于冷凝器的液體排放管下部，并通過回水泵(18)與冷卻塔(16)相接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵，其特征是所述吸收劑回路系統(tǒng)中的吸收劑發(fā)生器可以是由獨立的高壓吸收劑發(fā)生器(6)構(gòu)成，也可以由高壓吸收劑發(fā)生器(6)與低壓吸收劑發(fā)生器(22)連接構(gòu)成，其中高壓吸收劑發(fā)生器(6)與吸收劑泵(2)相接，在低壓吸收劑發(fā)生器(22)的連接端設(shè)有一循環(huán)泵(24)，它與吸收器(5)相接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵，其特征是在高壓吸收劑發(fā)生器(6)與吸收劑泵(2)連接之間、低壓吸收劑發(fā)生器(22)與循環(huán)泵連接之間分別可以設(shè)置有熱交換器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聯(lián)合制冷式蒸汽噴射真空泵,它主要包括有由真空室、多級單列式或多級多列式噴射器及多級冷凝器構(gòu)成的真空回路系統(tǒng);由蒸汽源和升壓噴射器構(gòu)成的蒸汽回路系統(tǒng);由吸收劑泵、循環(huán)泵、吸收器和吸收劑發(fā)生器構(gòu)成的吸收劑回路系統(tǒng);以及由冷卻塔、熱水池、回水泵及供水泵構(gòu)成的冷卻水回路系統(tǒng)四大部分組成。本發(fā)明是將傳統(tǒng)的蒸汽噴射真空泵與吸收式制冷方式有機的結(jié)合起來,把蒸汽噴射真空泵中的廢氣吸收或制取低溫水并使其冷凝,從而大大減輕下一級噴射器的負載,達到節(jié)約大量工作蒸汽的目的。
文檔編號F04F5/00GK1363779SQ0211443
公開日2002年8月14日 申請日期2002年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月1日
發(fā)明者王宇志 申請人:王宇志