[发明专利]水蒸汽的真空冷凝方法及装置

说明书

本发明涉及水蒸汽优选来自干燥装置的水蒸汽的真空冷凝法，由液体流过的液环式真空泵产生真空，蒸汽在液环式真空泵中被冷凝成流过真空泵的液体。

在用作快速和平稳地除去包含在必须干燥的湿物料中的水分的真空干燥装置中，使用这种冷凝方法。例如，德国专利2821259介绍了一种干燥木材的真空干燥炉，就是用这种方法冷凝排出的水蒸汽。为了降低能耗，用从水蒸汽中得到的热能来加热干燥炉，然而，其缺点是费用昂贵以及所涉及的已知方法复杂，例如需提供两个独立的流体循环，其中一个甚至要载有两种已知特性的不同流体的循环，另一个是水的循环，由于流体不同，必需在该方法的过程中再分离。该方法的实施涉及高度复杂的技术以及昂贵的费用。《化学文摘》（73卷（1970年）Ref.№132387y）公开了水蒸汽减压冷凝成流动水的热量回收。但是这种方法基本上应用在蒸汽汽轮机的废蒸汽冷凝，回收的热量用来提高热能转换为机械能的效率，不适于用作干燥和/或加热的目的。

问题是由设计涉及上述类型的冷凝方法而产生的。因而，应设计可避免所述缺点，尤其是操作简易，少用昂贵而复杂的装置的冷凝方法，特别是应具有所要求的热平衡。此外，应研制实施这种方法的装置。

根据本发明可解决这问题的第一部分。在开头叙述的典型方法中，用水作为流过液环式真空泵的液体;在水循环中传送水，且至少配备一个热交换器，将水产生的热量用于加热;在流入水环式真空泵之前，在循环中传送的水先通过热交换器，将泵及其驱动装置中的废热传给水; 并用泵及其驱动装置以及热交换器周围的绝热外壳来防止热损耗。

用此方法可回收蒸汽本身含有的热以及凝聚热，并将热传给水。首先，通过减成用单一流体即水的方法，使方法简化。此外，由真空泵同时充当热泵的结果使工艺费用降低。由于附加利用泵及其驱动装置的废热，以及由绝热外壳避免热损耗，因而对热平衡特别有利。

由于在实际应用时需要有比水环式真空泵达到的真空度还要高的真空，水环式真空泵可作为旋转阀真空泵或气环式真空泵的前级真空泵使用。蒸汽在通过液环式真空泵前先通过旋转阀真空泵或气环式真空泵。

本发明方法的其它细节和特征以及可能的应用为：水蒸汽取自物料的真空干燥装置中的废蒸汽，产生热量的热交换器是真空干燥装置的一部分，并且对正干燥的物料给与热量。在密闭的真空喷射室中，由水环式真空泵的水循环放出的喷射水产生的蒸汽，以及喷射前的水和/或由喷射产生的蒸汽都是通过吸收环境热和/或废热的吸热器来完成的。

所提出的问题的第二部分的解决方案，即创制用来实施本方法的装置，该装置设有液环式真空泵，与液环式真空泵的进口端相连接的水蒸汽输送管，把液体输送到液环式真空泵的供应管，将液体从液环式真空泵带走的排料管。根据本发明，液环式真空泵输送作力液体的水;至少有一个热交换器连接在排水管和供水管之间，并使循环水中产生的热量用于加热;另一个将泵及其驱动电机的废热传递给水的热交换器，配置在泵前的供水管中;有导管的绝热外壳围绕在泵及其驱动电机的周围。

本装置的另一些最佳实施例及特征如下：在水蒸汽输送管与水环式真空之间配置旋转阀真空泵或气环式真空泵。预热和增热装置配置在排水管中。绝热外壳还封住真空干燥装置，该装置通过水蒸汽输送管将水蒸汽输送到真空泵，其中，用热交换器来加热待干燥物品。

下文借助附图进一步阐明本发明的方法和装置。

图1    是本发明的真空干燥装置的部分示意图。

图2    是以热泵加热系统方式实施的示意图。

图3    是与图1相应的另一个实施方案的装置示意图。

从图1右边部分可以看出，本发明所阐述的实施方案是装置1，其与真空干燥装置5组合，主要由第一真空泵2;作为第二真空泵的水环式真空泵3;以及热交换器4组成。在第一真空泵2（最好是旋转阀真空泵或气环式真空泵）的入口端，安置蒸汽输送管21，借助泵2和泵3，可使该管线处于真空。真空泵2的出口端与蒸汽连接管22相连，该连接管22连接到产生初级真空的水环式真空泵的入口端。水流过水环式真空泵3，因此它有一条供水管31和排水管32。由发动机23和33，最好是电动机，分别驱动泵2和3。热交换器4通过入口41及出口42连接到供水管31，可以利用驱动系统的废热。两个泵2和3以及热交换器4都在闭合的外壳10内，该外壳带有绝热层11以及导管直通口13、13′和13″。这使漏向外界的热损耗减至最小。在这个实施例中，外壳10内部12中的热空气被风扇43驱赶，通过热交换器4。装配适当的单个风扇还可以使发动机23和33以及热交换器4所需要的空气流动。

本装置的操作，即实施本发明的方法如下：