一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器的制作方法

1.本发明涉及高效低温结晶器技术领域，具体地说是一种热泵型高温热水(85℃)加热的高效低温结晶器。


背景技术：

2.国内常规的结晶器一般是采取高温蒸汽蒸馏的方法，溶液被加热至沸点，蒸发浓缩，达到过饱和而结晶，蒸发出的水蒸汽需要特定的冷源冷凝成水收集排放；在这过程中加热跟冷凝采取不同冷热源分别进行高温蒸发和低温冷凝，设备采用分离式的，占地面积大，浪费能源浪费空间。
3.因此，急需发明一种热泵型高温热水(85℃)加热的高效低温结晶器来解决上述问题。


技术实现要素：

4.针对上述问题，本发明提供如下技术方案：一种热泵型高温热水(85℃)加热的高效低温结晶器，包括结晶室、冷凝器，还包括与所述结晶室连通的蒸汽冷凝室，所述结晶室与所述蒸汽冷凝室均保持真空状态，所述蒸汽冷凝室内的顶部设有蒸发器，所述结晶室内设置有热泵机构，所述蒸发器的冷媒出口经过压缩机后与热泵机构的进口连通，所述热泵机构的出口与所述冷凝器的进口连通，所述冷凝器的出口与所述蒸发器的进口连通，所述蒸汽冷凝室内部设置有用于收集冷凝水的冷凝水盘，且所述冷凝水盘将冷凝水输送至与所述蒸汽冷凝室内部连通的冷凝水收集器内，所述冷凝水收集器的底部连接有冷凝水排出泵，所述冷凝水收集器的顶部连接有真空泵。
5.优选的，所述热泵机构包括进媒管，所述进媒管固定连接在所述结晶室的左侧外壁并与其内部连通，所述结晶室的右侧外壁固定连接有出媒管并与其内部连通，所述结晶室的内部两侧端壁对称固定连接有伸缩管，所述伸缩管分别与所述进媒管、所述出媒管的内部连通，且所述伸缩管的外壁均固定连接有浮力板，所述伸缩管的底部均固定连接有与其内部连通的支撑套，所述支撑套的一端转动连接有与其内部连通的旋转接头，所述旋转接头的另一端固定连接有与其内部的连通的t型板，左侧的所述t型板的另一端均匀固定连接有与其内部连通的换热管，所述换热管的另一端与右侧的所述t型板的内部连通，所述结晶室的右侧外壁对称固定连接有与其内部连通的进出料管。
6.优选的，所述结晶室的内壁嵌入有传动环，且所述传动环的内壁与所述结晶室的内壁平齐，且所述传动环的外壁与所述结晶室的内壁密封转动连接，所述传动环的内壁均匀固定连接有搅拌板，且所述结晶室的外壁固定连接有电机，所述结晶室的上侧外壁开设有壁槽，所述传动环的外壁均匀开设有齿槽，且所述电机的主轴一端固定连接有齿轮，所述齿轮的轮齿穿过所述壁槽与所述齿槽相互啮合。
7.优选的，所述传动环的内壁固定连接有传动伸缩杆，所述传动伸缩杆的另一端与所述t型板的外圈壁固定连接。
8.优选的，所述支撑套的内壁均固定连接有丝杠固定杆，所述丝杠固定杆依次穿过所述旋转接头及所述t型板并延伸至所述t型板的外部，且所述t型板被所述丝杠固定杆贯穿处内壁与所述丝杠固定杆的外壁密封转动连接，左侧的所述丝杠固定杆延伸至所述t型板的一端，且固定连接有往复丝杠，且所述往复丝杠的另一端与右侧的所述丝杠固定杆的一端固定连接，所述往复丝杠的外壁设置有与其进行螺纹连接的滑块，且所述滑块的外壁均匀固定连接有联动板，所述换热管的外壁均滑动连接有刮环，且所述联动板的另一端与所述刮环的外壁固定连接。
9.优选的，所述换热管的外壁均匀开设有换热槽。
10.优选的，所述刮环的两端均匀固定连接有槽刮杆，且所述槽刮杆延伸至所述换热槽内并与其内壁接触。
11.优选的，所述槽刮杆延伸至所述换热槽内一端均为倾斜设置。
12.优选的，所述搅拌板的与所述传动环固定连接的一端与所述结晶室的内壁贴合。
13.优选的，所述搅拌板为倾斜设置。
14.本发明的技术效果和优点：
15.1、本发明通过将蒸发器内经过换热后的冷媒变成热媒由压缩机排进热泵机构内，热泵机构对蒸发室内的溶液进行加热，真空泵将结晶室内维持成真空状态，使得结晶室内的溶液可以在很低的温度下沸腾蒸发，在热泵机构中流通的热媒会进入到冷凝器的内部，冷凝器将热媒进行换热后成为冷媒重新进入到蒸发器内，以此实现溶液蒸发浓缩和水蒸气冷凝所需的热源和冷源都来自同一装置，实现装置可以整体式，从而节省占地空间，且一定意义上达到了节能的目的。
16.2、本发明通过使换热管可以随着溶液液面的高低而移动，使得换热管一直处于溶液的内部，与溶液充分接触，以此极大地增加了对结晶室内的溶液进行加热时的效率及效果，具有一定的节能效果。
17.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解，本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明流程示意图；
20.图2是本发明中结晶室的立体图；
21.图3是本发明中结晶室的内部结构图；
22.图4是图3中的a处局部放大图；
23.图5是本发明中t型板的内部结构图；
24.图6是本发明中换热管的截面图。
25.图中：1、结晶室；2、冷凝器；3、蒸汽冷凝室；4、蒸发器；5、热泵机构；6、压缩机；7、冷
凝水盘；8、冷凝水收集器；9、冷凝水排出泵；10、真空泵；11、进媒管；12、出媒管；13、伸缩管；14、浮力板；15、支撑套；16、旋转接头；17、t型板；18、换热管；19、进出料管；20、传动环；21、搅拌板；22、电机；23、壁槽；24、齿槽；25、齿轮；26、传动伸缩杆；27、丝杠固定杆；28、往复丝杠；29、滑块；30、联动板；31、刮环；32、换热槽；33、槽刮杆。
具体实施方式
26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.如图1所示；一种热泵型高温热水(85℃)加热的高效低温结晶器，包括结晶室1、冷凝器2，还包括与所述结晶室1连通的蒸汽冷凝室3，所述结晶室1与所述蒸汽冷凝室3均保持真空状态，所述蒸汽冷凝室3内的顶部设有蒸发器4，所述结晶室1内设置有热泵机构5，所述蒸发器4的冷媒出口经过压缩机6后与热泵机构5的进口连通，所述热泵机构5的出口与所述冷凝器2的进口连通，所述冷凝器2的出口与所述蒸发器4的进口连通，所述蒸汽冷凝室3内部设置有用于收集冷凝水的冷凝水盘7，且所述冷凝水盘7将冷凝水输送至与所述蒸汽冷凝室3内部连通的冷凝水收集器8内，所述冷凝水收集器8的底部连接有冷凝水排出泵9，所述冷凝水收集器8的顶部连接有真空泵10；
29.使用时，溶液在结晶室1内蒸发后浓缩结晶，水蒸气进入到与结晶室1连通的蒸汽冷凝凝室内，并与设置在蒸汽冷凝室3内顶部设置的蒸发器4接触，蒸发器4运转进行冷媒换热，与蒸发器4接触的水蒸气冷凝成水并落在冷凝水盘7内，随后进入到冷凝水收集器8中，并且可通过冷凝水排出泵9将冷凝水收集器8中的冷凝水排出，而在蒸发器4内经过换热后的冷媒变成热媒由压缩机6排进热泵机构5内，热泵机构5对蒸发室内的溶液进行加热，真空泵10将结晶室1内维持成真空状态，使得结晶室1内的溶液可以在很低的温度下沸腾蒸发，在热泵机构5中流通的热媒会进入到冷凝器2的内部，冷凝器2将热媒进行换热后成为冷媒重新进入到蒸发器4内，以此实现溶液蒸发浓缩和水蒸气冷凝所需的热源和冷源都来自同一装置，实现装置可以整体式，从而节省占地空间，且一定意义上达到了节能的目的。
30.如图2至图6所示；所述热泵机构5包括进媒管11，所述进媒管11固定连接在所述结晶室1的左侧外壁并与其内部连通，所述结晶室1的右侧外壁固定连接有出媒管12并与其内部连通，所述结晶室1的内部两侧端壁对称固定连接有伸缩管13，所述伸缩管13分别与所述进媒管11、所述出媒管12的内部连通，且所述伸缩管13的外壁均固定连接有浮力板14，所述伸缩管13的底部均固定连接有与其内部连通的支撑套15，所述支撑套15的一端转动连接有与其内部连通的旋转接头16，所述旋转接头16的另一端固定连接有与其内部的连通的t型板17，左侧的所述t型板17的另一端均匀固定连接有与其内部连通的换热管18，所述换热管
18的另一端与右侧的所述t型板17的内部连通，所述结晶室1的右侧外壁对称固定连接有与其内部连通的进出料管19；
31.使用时，经过蒸发器4换热后的热媒进入进媒管11，随后以此经过左侧的伸缩管13、左侧的支撑套15、左侧的旋转接头16、左侧的t型板17的内部，随后进入到换热管18的内部，在换热管18的内部将热量传递给换热管18，换热管18将热量传递给结晶室1内的溶液，使其沸腾蒸发，而换热管18内的热媒在以此从右侧的t型板17、右侧的旋转接头16、右侧的支撑套15、右侧的伸缩管13流进出媒管12内，随后从出媒管12排出到冷凝器2中。以此循环完成对结晶室1内溶液的加热，而随着溶液的沸腾蒸发，溶液的液面会发生下降，此时浮力板14会随着液面的下降一起下降，而此时伸缩管13就会发生伸长，从而使得支撑套15向下移动，支撑套15带动旋转接头16向下移动，旋转接头16带动t型板17向下移动，t型板17则带动换热管18同步向下移动，浮力板14会随着蒸发室内液面的降低与增加而上下移动，以此使得换热管18可以随着溶液液面的高低而移动，使得换热管18一直处于溶液的内部，与溶液充分接触，以此极大地增加了对结晶室1内的溶液进行加热时的效率及效果，具有一定的节能效果。
32.如图2、图3和图5所示；所述结晶室1的内壁嵌入有传动环20，且所述传动环20的内壁与所述结晶室1的内壁平齐，且所述传动环20的外壁与所述结晶室1的内壁密封转动连接，所述传动环20的内壁均匀固定连接有搅拌板21，且所述结晶室1的外壁固定连接有电机22，所述结晶室1的上侧外壁开设有壁槽23，所述传动环20的外壁均匀开设有齿槽24，且所述电机22的主轴一端固定连接有齿轮25，所述齿轮25的轮齿穿过所述壁槽23与所述齿槽24相互啮合；
33.所述传动环20的内壁固定连接有传动伸缩杆26，所述传动伸缩杆26的另一端与所述t型板17的外圈壁固定连接；
34.使用时，电机22转动会带动齿轮25转动，因为齿轮25是穿过壁槽23与均匀开设在传动环20外壁的齿槽24相互啮合的，所以齿轮25转动会带动传动环20转动，传动环20转动会带动搅拌板21在结晶室1内转动，搅拌板21转动对结晶室1内的溶液进行搅拌，以此使得结晶室1内的溶液与换热管18的接触更加充分，以此增加对溶液的加热效果；
35.而传动环20在转动时会带动传动伸缩杆26一起转动，传动伸缩杆26在转动的过程中会带动t型板17转动，因为t型板17是通过旋转接头16与支撑套15连通的，所以t型板17是可以转动的，t型板17转动带动换热管18转动，转动的换热管18可以与结晶室1内的溶液接触的更加充分，以此增加对结晶室1内溶液的加热效果，因为换热管18会随着液面的降低而向下移动，这就使得t型板17与传动环20之间不在同一圆心，所以当传动环20转动时，带动传动伸缩杆26转动，随着传动伸缩杆26的转动，传动伸缩杆26会被t型板17的外壁推挤和拉伸，从而使得传动伸缩杆26伸长、缩短，从而使得即使传动环20与t型板17不是同一圆心，传动伸缩杆26也可以带动不与传动环20为同一圆心的t型板17转动。
36.如图3和图4所示；所述支撑套15的内壁均固定连接有丝杠固定杆27，所述丝杠固定杆27依次穿过所述旋转接头16及所述t型板17并延伸至所述t型板17的外部，且所述t型板17被所述丝杠固定杆27贯穿处内壁与所述丝杠固定杆27的外壁密封转动连接，左侧的所述丝杠固定杆27延伸至所述t型板17的一端，且固定连接有往复丝杠28，且所述往复丝杠28的另一端与右侧的所述丝杠固定杆27的一端固定连接，所述往复丝杠28的外壁设置有与其
进行螺纹连接的滑块29，且所述滑块29的外壁均匀固定连接有联动板30，所述换热管18的外壁均滑动连接有刮环31，且所述联动板30的另一端与所述刮环31的外壁固定连接；
37.使用时，当换热管18转动时，与支撑套15的内壁固定连接的丝杠连接杆不会发生转动，所以与丝杠连接杆固定连接的往复丝杠28也不会转动，而随着换热管18的转动，换热管18会带动刮环31一起转动，刮环31在转动时会带动联动板30一起转动，联动板30转动带动滑块29沿着往复丝杠28的螺纹转动，从而使得滑块29沿着往复丝杠28的螺纹进行往复移动，从而使得刮环31随着滑块29在换热管18的外壁往复移动，使得刮环31对换热管18的外壁进行剐蹭，从而防止浓缩后的溶液或溶液垢粘连在换热管18的外壁，导致换热管18的导热效果下降。
38.如图4和图6所示；所述换热管18的外壁均匀开设有换热槽32；
39.所述刮环31的两端均匀固定连接有槽刮杆33，且所述槽刮杆33延伸至所述换热槽32内并与其内壁接触；
40.所述槽刮杆33延伸至所述换热槽32内一端均为倾斜设置；
41.使用时，换热管18外壁均匀开设的换热槽32，可以增加换热管18的外壁与结晶室1内的溶液的接触面积，以此增加换热管18对结晶室1内溶液的加热效果，而为了防止溶液浓缩后和沸腾蒸发所产生的溶液垢粘连在换热槽32内，导致换热槽32堵塞，所以在刮环31的两端均匀固定连接有延伸至所述换热槽32内的槽刮杆33，槽刮杆33随着往复移动的刮环31一起移动对换热槽32的内壁进行剐蹭，将溶液浓缩后和沸腾蒸发所产生的溶液垢剐蹭下来，从而防止换热槽32堵塞，导致换热管18的加热效果下降，并且槽刮杆33延伸至换热槽32内的一端均为倾斜的设置，使得槽刮杆33在对换热槽32进行剐蹭时，起到一个“铲”的作用，使得槽刮杆33对换热槽32的剐蹭清理效果增加。
42.如图3所示；所述搅拌板21的与所述传动环20固定连接的一端与所述结晶室1的内壁贴合；
43.所述搅拌板21为倾斜设置；
44.使用时，搅拌板21与传动环20固定连接的一端与结晶室1的内壁贴合的设计，使得搅拌板21可以对沉淀在结晶室1底部的结晶物进行搅拌，从而防止其粘连在结晶室1的内壁，并且倾斜的搅拌板21在对结晶物进行搅拌时，可以对结晶物进行推挤，使其向结晶室1底部固定连接的进出料管19移动，从而防止结晶后的物料粘连在结晶室1的内壁。
45.本发明工作原理：
46.参照说明书附如图1所示，溶液在结晶室1内蒸发后浓缩结晶，水蒸气进入到与结晶室1连通的蒸汽冷凝凝室内，并与设置在蒸汽冷凝室3内顶部设置的蒸发器4接触，蒸发器4运转进行冷媒换热，与蒸发器4接触的水蒸气冷凝成水并落在冷凝水盘7内，随后进入到冷凝水收集器8中，并且可通过冷凝水排出泵9将冷凝水收集器8中的冷凝水排出，而在蒸发器4内经过换热后的冷媒变成热媒由压缩机6排进热泵机构5内，热泵机构5对蒸发室内的溶液进行加热，真空泵10将结晶室1内维持成真空状态，使得结晶室1内的溶液可以在很低的温度下沸腾蒸发，在热泵机构5中流通的热媒会进入到冷凝器2的内部，冷凝器2将热媒进行换热后成为冷媒重新进入到蒸发器4内，以此实现溶液蒸发浓缩和水蒸气冷凝所需的热源和冷源都来自同一装置，实现装置可以整体式，从而节省占地空间，且一定意义上达到了节能的目的。
47.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，包括结晶室(1)、冷凝器(2)，其特征在于：还包括与所述结晶室(1)连通的蒸汽冷凝室(3)，所述结晶室(1)与所述蒸汽冷凝室(3)均保持真空状态，所述蒸汽冷凝室(3)内的顶部设有蒸发器(4)，所述结晶室(1)内设置有热泵机构(5)，所述蒸发器(4)的冷媒出口经过压缩机(6)后与热泵机构(5)的进口连通，所述热泵机构(5)的出口与所述冷凝器(2)的进口连通，所述冷凝器(2)的出口与所述蒸发器(4)的进口连通，所述蒸汽冷凝室(3)内部设置有用于收集冷凝水的冷凝水盘(7)，且所述冷凝水盘(7)将冷凝水输送至与所述蒸汽冷凝室(3)内部连通的冷凝水收集器(8)内，所述冷凝水收集器(8)的底部连接有冷凝水排出泵(9)，所述冷凝水收集器(8)的顶部连接有真空泵(10)。2.根据权利要求1所述的一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，其特征在于：所述热泵机构(5)包括进媒管(11)，所述进媒管(11)固定连接在所述结晶室(1)的左侧外壁并与其内部连通，所述结晶室(1)的右侧外壁固定连接有出媒管(12)并与其内部连通，所述结晶室(1)的内部两侧端壁对称固定连接有伸缩管(13)，所述伸缩管(13)分别与所述进媒管(11)、所述出媒管(12)的内部连通，且所述伸缩管(13)的外壁均固定连接有浮力板(14)，所述伸缩管(13)的底部均固定连接有与其内部连通的支撑套(15)，所述支撑套(15)的一端转动连接有与其内部连通的旋转接头(16)，所述旋转接头(16)的另一端固定连接有与其内部的连通的t型板(17)，左侧的所述t型板(17)的另一端均匀固定连接有与其内部连通的换热管(18)，所述换热管(18)的另一端与右侧的所述t型板(17)的内部连通，所述结晶室(1)的右侧外壁对称固定连接有与其内部连通的进出料管(19)。3.根据权利要求2所述的一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，其特征在于：所述结晶室(1)的内壁嵌入有传动环(20)，且所述传动环(20)的内壁与所述结晶室(1)的内壁平齐，且所述传动环(20)的外壁与所述结晶室(1)的内壁密封转动连接，所述传动环(20)的内壁均匀固定连接有搅拌板(21)，且所述结晶室(1)的外壁固定连接有电机(22)，所述结晶室(1)的上侧外壁开设有壁槽(23)，所述传动环(20)的外壁均匀开设有齿槽(24)，且所述电机(22)的主轴一端固定连接有齿轮(25)，所述齿轮(25)的轮齿穿过所述壁槽(23)与所述齿槽(24)相互啮合。4.根据权利要求3所述的一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，其特征在于：所述传动环(20)的内壁固定连接有传动伸缩杆(26)，所述传动伸缩杆(26)的另一端与所述t型板(17)的外圈壁固定连接。5.根据权利要求2所述的一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，其特征在于：所述支撑套(15)的内壁均固定连接有丝杠固定杆(27)，所述丝杠固定杆(27)依次穿过所述旋转接头(16)及所述t型板(17)并延伸至所述t型板(17)的外部，且所述t型板(17)被所述丝杠固定杆(27)贯穿处内壁与所述丝杠固定杆(27)的外壁密封转动连接，左侧的所述丝杠固定杆(27)延伸至所述t型板(17)的一端，且固定连接有往复丝杠(28)，且所述往复丝杠(28)的另一端与右侧的所述丝杠固定杆(27)的一端固定连接，所述往复丝杠(28)的外壁设置有与其进行螺纹连接的滑块(29)，且所述滑块(29)的外壁均匀固定连接有联动板(30)，所述换热管(18)的外壁均滑动连接有刮环(31)，且所述联动板(30)的另一端与所述刮环(31)的外壁固定连接。6.根据权利要求5所述的一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，其特征在于：所
述换热管(18)的外壁均匀开设有换热槽(32)。7.根据权利要求6所述的一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，其特征在于：所述刮环(31)的两端均匀固定连接有槽刮杆(33)，且所述槽刮杆(33)延伸至所述换热槽(32)内并与其内壁接触。8.根据权利要求7所述的一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，其特征在于：所述槽刮杆(33)延伸至所述换热槽(32)内一端均为倾斜设置。9.根据权利要求3所述的一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，其特征在于：所述搅拌板(21)的与所述传动环(20)固定连接的一端与所述结晶室(1)的内壁贴合。10.根据权利要求9所述的一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，其特征在于：所述搅拌板(21)为倾斜设置。

技术总结
本发明涉及高效低温结晶器技术领域，具体地说是一种热泵型高温热水加热的高效低温结晶器，包括结晶室、冷凝器，还包括与所述结晶室连通的蒸汽冷凝室，所述结晶室与所述蒸汽冷凝室均保持真空状态，本发明通过将蒸发器内经过换热后的冷媒变成热媒由压缩机排进热泵机构内，热泵机构对蒸发室内的溶液进行加热，真空泵将结晶室内维持成真空状态，使得结晶室内的溶液可以在很低的温度下沸腾蒸发，在热泵机构中流通的热媒会进入到冷凝器的内部，冷凝器将热媒进行换热后成为冷媒重新进入到蒸发器内，以此实现溶液蒸发浓缩和水蒸气冷凝所需的热源和冷源都来自同一装置，从而节省占地空间，且一定意义上达到了节能的目的。且一定意义上达到了节能的目的。且一定意义上达到了节能的目的。


技术研发人员：鲍伟东 鲍天钰 鲍天钧 卢丽君 顾付朝
受保护的技术使用者：无锡朗盼环境科技有限公司
技术研发日：2023.04.12
技术公布日：2023/9/7