申请日2017.09.22
公开(公告)日2017.12.19
IPC分类号B01D1/06; B01D1/30; C02F1/04; F04C18/12
摘要
本发明公开了一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，包括蒸发器，蒸发器内设有罗茨风机，罗茨风机内的风机主动转子轴通过联轴器连接电机的转轴，能够实现水蒸馏过程中水、气相变热的回收再利用，同时降低了蒸发器的结垢风险。
权利要求书
1.一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，其特征在于：包括蒸发器(1)，蒸发器(1)内设有罗茨风机，罗茨风机内的风机主动转子轴(54)通过联轴器(56)连接电机(55)的转轴。
2.根据权利要求1所述的一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，其特征在于：所述蒸发器(1)包括竖直设置的圆筒状冷凝室侧壁(1-1)，冷凝室侧壁(1-1)的上端水平设有冷凝室上隔板(1-2)，冷凝室侧壁(1-1)的下端水平设有冷凝室下隔板(1-3)，冷凝室侧壁(1-1)内沿竖直方向设有至少两根蒸发管(1-4)，所有蒸发管(1-4)与冷凝室上隔板(1-2)、冷凝室下隔板(1-3)和冷凝室侧壁(1-1)一起构成的封闭空间为冷凝室。
3.根据权利要求2所述的一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，其特征在于：所述冷凝室上隔板(1-2)的上方设有蒸发室布液板(1-5)，蒸发室布液板(1-5)的上方设有蒸发室顶盖(1-10)，蒸发室顶盖(1-10)与蒸发室布液板(1-5)之间的空间为蒸发室A;蒸发室布液板(1-5)的底部均匀分布有开口朝下的布液管(1-6)，其中一个布液管(1-6)的内部设置有液体循环管路1-20，液体循环管路出液口(1-9)位于蒸发室布液板(1-5)的上方;蒸发管(1-4)的上端口处设有蒸发管导气管(1-8)，蒸发管(1-4)与冷凝室上隔板(1-2)的接口处设有蒸发管进液口(1-7)，每个蒸发管(1-4)的内部均为一个蒸发单元，所有的蒸发单元一起构成了蒸发室B;冷凝室下隔板(1-3)的下方设有蒸发室C。
4.根据权利要求3所述的一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，其特征在于：所述蒸发室C包括圆筒状的蒸发室侧壁(1-11)，蒸发室侧壁(1-11)的上端为冷凝室下隔板(1-3)，蒸发室侧壁(1-11)的下端为蒸发室底盖(1-12)，蒸发室底盖(1-12)上设有风机润滑油入口接头(1-13)、蒸发室浓缩液出口(1-14)、冷凝室出液口(1-15)、蒸发室进液口(1-16)和风机润滑油出口接头(1-17)，所述罗茨风机位于蒸发室C内。
5.根据权利要求1所述的一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，其特征在于：所述罗茨风机包括壳体A(2)，壳体A(2)内分别平行安装有风机主动转子轴(54)和风机从动转子轴(3)，风机主动转子轴(54)上安装有三叶型主动转子叶轮(50)，风机从动转子轴(3)上安装有三叶型从动转子叶轮(53)，从动转子叶轮(53)的一叶位于主动转子叶轮(50)的相邻两叶之间;壳体A(2)的一侧连接有齿轮腔(4)，齿轮腔(4)内设有齿轮传动系统和轴承传动机构A，所述齿轮传动系统和轴承传动机构A均与风机主动转子轴(54)及风机从动转子轴(3)连接;所述壳体A(2)的另一侧连接有风机后轴承室(32)，风机后轴承室(32)内设有轴承传动机构B，所述轴承传动机构B与风机主动转子轴(54)及风机从动转子轴(3)连接;所述壳体A(2)的相对两侧分别设有风机进气口(46)和风机出气口(47)，风机进气口(46)和风机出气口(47)均与壳体A(2)内部连通。
6.根据权利要求5所述的一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，其特征在于：所述罗茨风机齿轮腔(4)包括圆筒状的壳体B(4-1)，壳体B(4-1)的两端分别连接有风机前端盖(4-2)和转子腔前盖板(4-3)，转子腔前盖板(4-3)一端与壳体A(2)的一端连接，转子腔前盖板(4-3)的另一端与轴承传动机构A连接。
7.根据权利要求5或6所述的一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，其特征在于：所述轴承传动机构A包括风机前轴承座(5)，风机前轴承座(5)通过螺栓与转子腔前盖板(4-3)连接，风机前轴承座(5)上分别设有轴承a(7)和轴承b(8);所述风机主动转子轴(54)的一端、风机从动转子轴(3)的一端均穿过转子腔前盖板(4-3)伸入齿轮腔(4)内，且所述风机主动转子轴(54)的一端套接在轴承a(7)内，风机从动转子轴(3)的一端套接在轴承b(8)内;
所述风机主动转子轴(54)上套接有补偿弹簧a(10)，补偿弹簧a(10)位于轴承a(7)和转子腔前盖板(4-3)之间;补偿弹簧a(10)与转子腔前盖板(4-3)之间还设有机械密封a(12);风机从动转子轴(3)上套接有补偿弹簧b(11)，补偿弹簧b(11)位于轴承b(8)和转子腔前盖板(4-3)之间，补偿弹簧b(11)与转子腔前盖板(4-3)之间还设有机械密封b(13)。
8.根据权利要求5所述的一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，其特征在于：所述齿轮传动系统包括主动齿轮(14)，主动齿轮(14)的中心开设有锥形中心孔a，锥形中心孔a内设有锥形圆环定位销a(15)，锥形圆环定位销a(15)套接在风机主动转子轴(54)上;所述风机主动转子轴(54)的一端端部连接齿轮定位销轴a(16)的一端，齿轮定位销轴a(16)的另一端穿过风机前端盖(4-2)伸出齿轮腔(4)构成主动转子驱动轴(19)，齿轮定位销轴a(16)上套接有补偿弹簧c(17)，补偿弹簧c(17)位于主动齿轮(14)和风机前端盖(4-2)之间，补偿弹簧c(17)与风机前端盖(4-2)之间还设有机械密封c(18);
所述风机从动转子轴(3)的一端端部设有剖面显“T”型的从动齿轮a(22)，从动齿轮a(22)外部套接有从动齿轮b(23)，从动齿轮a(22)和从动齿轮b(23)通过螺栓固定，从动齿轮a(22)的中心开设有锥形中心孔b，锥形中心孔b内设有锥形圆环定位销b(24)，锥形圆环定位销b(24)套接在风机从动转子轴(3)上;
所述风机从动转子轴(3)的一端端部连接齿轮定位销轴b(25)的一端部，齿轮定位销轴b(25)的另一端套接有补偿弹簧d(27)，补偿弹簧d(27)与风机前端盖(4-2)之间设有机械密封d(28)，补偿弹簧d(27)的外部套接有离心泵结构;
所述离心泵结构包括离心泵叶轮(26)，风机前端盖(4-2)上开设有安装槽，离心泵叶轮(26)位于所述安装槽内，风机前端盖(4-2)的外部通过螺栓连接有盖板(29)，盖板(29)上设有离心泵进液口(30)，风机前端盖4-2上开设有离心泵出液口(33)。
9.根据权利要求5所述的一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，其特征在于：所述风机后轴承室(32)包括一端封闭的筒状风机后端盖(32-1)，风机后端盖(32-1)未封闭的一端与转子腔后盖板(32-2)的一端连接，转子腔后盖板(32-2)的另一端与壳体A(2)连接;同时转子腔后盖板(32-2)的一端与轴承传动机构B连接;所述轴承传动机构B包括风机后轴承座(41)，风机后轴承座(41)通过后轴承座定位销(42)与转子腔后盖板(32-2)固连，轴承c(37)和轴承d(40)安装在风机后轴承座(41)上;
所述风机主动转子轴(54)的另一端穿过转子腔后盖板(32-2)伸入风机后轴承室(32)内与轴承c(37)套接，轴承c(37)与转子腔后盖板(32-2)之间的风机主动转子轴(54)上套接有补偿弹簧e(35)，补偿弹簧e(35)与转子腔后盖板(32-2)之间还设有机械密封e(36);
所述风机从动转子轴(3)的另一端穿过转子腔后盖板(32-2)伸入风机后轴承室(32)内与轴承d(40)套接，轴承d(40)与转子腔后盖板(32-2)之间的风机从动转子轴(3)上套接有补偿弹簧f(38)，补偿弹簧f(38)与转子腔后盖板(32-2)之间还设有机械密封f(39)。
10.根据权利要求5所述的一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，其特征在于：所述风机后端盖(32-1)的侧面开设有风机润滑油入口(44);风机后轴承座(41)的相对两侧分别设有后轴承座进油口(43)和后轴承座出油口(49)，后轴承座进油口(43)和后轴承座出油口(49)之间设有后轴承润滑油流道(45)，风机前轴承座(5)上开设有前轴承座润滑油流道(52)，转子腔前盖板(4-3)上开设有前轴承润滑油流道(6)，后轴承座出油口(49)通过润滑油管路与前轴承座润滑油流道(52)连通，风机前轴承座(5)远离转子腔前盖板(4-3)的一端端面上设有前轴承座出油口(9);壳体B(4-1)的一侧设有风机润滑油出口(34)。
说明书
一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置
技术领域
本发明属于机械式蒸汽再压缩蒸馏设备技术领域，涉及一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置。
背景技术
对水进行蒸馏处理是一种获得高品质纯净水的常用方法，但常见的蒸馏处理系统一般存在以下不足：一是未对水蒸馏过程中水、气的相变热进行回收再利用，造成系统能耗较大;二是系统为了降低能耗虽然采用了利用电厂废热等其它热源进行多效蒸馏的技术方案，但系统也因此出现了体积庞大，结构复杂，对热源依赖性大，使用范围受限等问题;三是，系统蒸馏压力为常压或接近常压，蒸馏温度较高，容易造成原水中沸点较低的污染物大量溢出并进入蒸馏水中，使蒸馏水的水质变差，同时蒸发器内因蒸馏温度高而容易积垢。
发明内容
本发明的目的是提供一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，能够实现水蒸馏过程中水、气相变热的回收再利用、提高蒸馏水的水质、同时降低了蒸发器的结垢风险。
本发明所采用的技术方案是，一种水处理用小型集成式蒸汽压缩蒸馏装置，包括蒸发器，蒸发器内设有罗茨风机，罗茨风机内的风机主动转子轴通过联轴器连接电机的转轴。
本发明的特点还在于，
其中蒸发器包括竖直设置的圆筒状冷凝室侧壁，冷凝室侧壁的上端水平设有冷凝室上隔板，冷凝室侧壁的下端水平设有冷凝室下隔板，冷凝室侧壁内沿竖直方向设有至少两根蒸发管，所有蒸发管与冷凝室上隔板、冷凝室下隔板和冷凝室侧壁一起构成的封闭空间为冷凝室。
其中冷凝室上隔板的上方设有蒸发室布液板，蒸发室布液板的上方设有蒸发室顶盖，蒸发室顶盖与蒸发室布液板之间的空间为蒸发室A;蒸发室布液板的底部均匀分布有开口朝下的布液管，其中一个布液管内设置有液体循环管路，液体循环管路的出液口位于蒸发室布液板的上方;蒸发管的上端口处设有蒸发管导气管，蒸发管与冷凝室上隔板的接口处设有蒸发管进液口，每个蒸发管的内部均为一个蒸发单元，所有的蒸发单元一起构成了蒸发室B;冷凝室下隔板的下方设有蒸发室C。
其中蒸发室C包括圆筒状的蒸发室侧壁，蒸发室侧壁的上端为冷凝室下隔板，蒸发室侧壁的下端为蒸发室底盖，蒸发室底盖上设有风机润滑油入口接头、蒸发室浓缩液出口、冷凝室出液口、蒸发室进液口和风机润滑油出口接头，罗茨风机位于蒸发室C内。
其中罗茨风机包括壳体A，壳体A内分别平行安装有风机主动转子轴和风机从动转子轴，风机主动转子轴上安装有三叶型主动转子叶轮，风机从动转子轴上安装有三叶型从动转子叶轮，从动转子叶轮的一叶位于主动转子叶轮的相邻两叶之间;壳体A的一侧连接有齿轮腔，齿轮腔内设有齿轮传动系统和轴承传动机构A，齿轮传动系统和轴承传动机构A均与风机主动转子轴及风机从动转子轴连接;壳体A的另一侧连接有风机后轴承室，风机后轴承室内设有轴承传动机构B，轴承传动机构B与风机主动转子轴及风机从动转子轴连接;壳体A的相对两侧分别设有风机进气口和风机出气口，风机进气口和风机出气口均与壳体A内部连通。
其中罗茨风机齿轮腔包括圆筒状的壳体B，壳体B的两端分别连接有风机前端盖和转子腔前盖板，转子腔前盖板一端与壳体A的一端连接，转子腔前盖板的另一端与轴承传动机构A连接。
其中轴承传动机构A包括风机前轴承座，风机前轴承座通过螺栓与转子腔前盖板连接，风机前轴承座上分别设有轴承a和轴承b;风机主动转子轴的一端、风机从动转子轴的一端均穿过转子腔前盖板伸入齿轮腔内，且风机主动转子轴的一端套接在轴承a内，风机从动转子轴的一端套接在轴承b内;
其中风机主动转子轴上套接有补偿弹簧a，补偿弹簧a位于轴承a和转子腔前盖板之间;补偿弹簧a与转子腔前盖板之间还设有机械密封a;风机从动转子轴上套接有补偿弹簧b，补偿弹簧b位于轴承b和转子腔前盖板之间，补偿弹簧b与转子腔前盖板之间还设有机械密封b。
其中齿轮传动系统包括主动齿轮，主动齿轮的中心开设有锥形中心孔a，锥形中心孔a内设有锥形圆环定位销a，锥形圆环定位销a套接在风机主动转子轴上;风机主动转子轴的一端端部连接齿轮定位销轴a的一端，齿轮定位销轴a的另一端穿过风机前端盖伸出齿轮腔构成主动转子驱动轴;齿轮定位销轴a上套接有补偿弹簧c，补偿弹簧c位于主动齿轮和风机前端盖之间，补偿弹簧c与风机前端盖之间还设有机械密封c;
其中风机从动转子轴的一端端部设有剖面显“T”型的从动齿轮a，从动齿轮a外部套接有从动齿轮b，从动齿轮a和从动齿轮b通过螺栓固定，从动齿轮a的中心开设有锥形中心孔b，锥形中心孔b内设有锥形圆环定位销b，锥形圆环定位销b套接在风机从动转子轴上;
其中风机从动转子轴的一端端部连接齿轮定位销轴b的一端部，齿轮定位销轴b的另一端套接有补偿弹簧d，补偿弹簧d与风机前端盖之间设有机械密封d，补偿弹簧d的外部套接有离心泵结构;
其中离心泵结构包括离心泵叶轮，风机前端盖上开设有安装槽，离心泵叶轮位于所述安装槽内，风机前端盖的外部通过螺栓连接有盖板，盖板上开设有离心泵进液口，风机前端盖上开设有离心泵出液口。
其中风机后轴承室包括一端封闭的筒状风机后端盖，风机后端盖未封闭的一端与转子腔后盖板的一端连接，转子腔后盖板的另一端与壳体A连接;同时转子腔后盖板的一端与轴承传动机构B连接;轴承传动机构B包括风机后轴承座，风机后轴承座通过后轴承座定位销与转子腔后盖板固连，轴承c和轴承d安装在风机后轴承座上;
其中风机主动转子轴的另一端穿过转子腔后盖板，伸入风机后轴承室内与轴承c套接，轴承c与转子腔后盖板之间的风机主动转子轴上套接有补偿弹簧e，补偿弹簧e与转子腔后盖板之间还设有机械密封e;
其中风机从动转子轴的另一端穿过转子腔后盖板，伸入风机后轴承室内与轴承d套接，轴承d与转子腔后盖板之间的风机从动转子轴上套接有补偿弹簧f，补偿弹簧f与转子腔后盖板之间还设有机械密封f。
其中风机后端盖的侧面开设有风机润滑油入口，风机后轴承座的相对两侧分别设有后轴承座进油口和后轴承座出油口，风机后轴承座上还开设有后轴承润滑油流道，后轴承润滑油流道位于后轴承座进油口和后轴承座出油口之间，风机前轴承座上开设有前轴承座润滑油流道，后轴承座出油口通过润滑油管路与前轴承座润滑油流道连通，风机前轴承座远离转子腔前盖板的一端端面上设有前轴承座出油口;壳体B的一侧设有风机润滑油出口。
本发明的有益效果是如下：
(1)实现了水蒸馏过程中汽化潜热的回收再利用，降低了系统的处理能耗。
(2)提出了一种小体积、结构紧凑、热利用效率高的蒸发器，可用于对设备体积要求高的蒸馏水处理系统。
(3)提出了一种耐压、高气密性的蒸发器，可用于负压蒸馏水处理系统。