一种含均流结构的中空纤维膜增湿器的制作方法

专利2025-03-17  6


本发明属于增湿器,尤其涉及一种含均流结构的中空纤维膜增湿器。


背景技术:

1、在现代工业和环境工程中,增湿器是一种用于调节气体湿度的设备,广泛应用于空气调节系统、工业生产过程以及医疗设备等领域。传统的增湿器通常采用喷雾增湿、蒸汽增湿等方法,这些方法在某些应用场景下存在效率低下、能耗高、维护困难等问题。

2、为了提高增湿效率并降低能耗,近年来,中空纤维膜技术被引入到增湿器的设计中。中空纤维膜因其独特的结构和优异的传质性能,在气体分离、传质和增湿等过程中显示出巨大潜力。然而,现有的中空纤维膜增湿器设计往往存在流体分布不均、传质效率不高等问题,这限制了其在实际应用中的性能表现。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种含均流结构的中空纤维膜增湿器,旨在通过改进流体动力学设计,提高传质效率,降低能耗,并简化结构以便于维护。

2、为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种含均流结构的中空纤维膜增湿器,包括主体、进口端盖、出口端盖、进口接头、出口接头和均流单元;

3、所述进口端盖,安装在主体的前端,用于第一流体流入主体内部;

4、所述出口端盖,安装在主体的后端,用于第一流体从主体内部流出;

5、所述进口接头,安装在主体靠近后端的侧壁接口上,用于第二流体流入主体内部;

6、所述出口接头,安装在主体靠近前端的侧壁接口上,用于第二流体流出主体内部;

7、所述均流单元,安装在主体靠近后端的侧壁接口上,用于对进口接头流入的第二流体进行均流;

8、所述主体内具有中空纤维膜管,流入主体内部的第一流体流过中空纤维膜管内部,流入主体内部的第二流体流过中空纤维膜管外壁。

9、上述方案具有以下优点:

10、1、结构完整性:通过主体、进口端盖、出口端盖、进口接头、出口接头和均流单元的组合,提供了一种结构完整、功能明确的增湿器设计;

11、2、流体分离:第一流体和第二流体分别通过进口端盖和进口接头进入主体内部,通过出口端盖和出口接头流出,实现了两种流体的有效分离和控制;

12、3、均流设计:均流单元的设计有助于第二流体在进入主体内部后均匀分布,提高传质效率。

13、上述含均流结构的中空纤维膜增湿器,所述中空纤维膜管的数量为多个,多个所述中空纤维膜管分为多个管组,属于同一管组的多个中空纤维膜管处于同一管壳内且相邻的中空纤维膜管之间具有间隙,所述管壳上开设有多个流体窗,所述流体窗用于供第二流体通行。

14、上述方案具有以下优点:

15、1、增加传质面积:多个中空纤维膜管的设计增加了气体与水的接触面积,从而提高了传质效率;

16、2、流体均匀分布:通过将中空纤维膜管分组并设置间隙,有助于第二流体在膜管外壁的均匀分布;

17、3、流体窗设计:管壳上的流体窗设计允许第二流体在不同管组之间自由流动,进一步促进了流体的均匀分布。

18、上述含均流结构的中空纤维膜增湿器,所述主体的两端处具有封装树脂,所述封装树脂填充在所述主体内壁和多个所述中空纤维膜管的外壁之间,主体两端的封装树脂之间构成流体腔。

19、上述方案具有以下优点:

20、1、密封性:封装树脂的使用增强了主体的密封性,防止流体泄漏;

21、2、结构稳定性:封装树脂填充在主体内壁和中空纤维膜管外壁之间,增强了整体结构的稳定性。

22、上述含均流结构的中空纤维膜增湿器,所述流体腔由前至后分为流出部、过渡部和流入部,所述流出部和出口接头连通,所述流入部和进口接头连通,所述过渡部的横截面小于流出部和流入部的横截面,所述流出部和流入部的横截面相同。

23、上述方案具有以下优点:

24、1、流体动力学优化:流体腔的流出部、过渡部和流入部的设计优化了流体动力学,使得流体在增湿器内部流动更加顺畅;

25、2、过渡部设计:过渡部横截面小于流出部和流入部,有助于流体在进入和流出时的平稳过渡,减少湍流。

26、上述含均流结构的中空纤维膜增湿器,所述流入部的顶壁局部或全部为均流单元,所述均流单元为拱形板结构,所述均流单元上开设有多个均流孔。

27、上述方案具有以下优点:

28、1、增强均流效果:流入部顶壁局部或全部为均流单元的设计,进一步增强了第二流体的均流效果;

29、2、拱形板结构:拱形板结构的均流单元有助于流体在进入主体内部时形成均匀的流动模式;

30、3、均流孔设计:均流单元上的均流孔有助于第二流体的均匀分布,提高传质效率。

31、上述含均流结构的中空纤维膜增湿器,多个所述均流孔阵列排布在均流单元上,属于同一列的均流孔的形状和/或大小相同。

32、上述方案具有以下优点:

33、1、均流孔阵列排布:均流孔的阵列排布确保了流体在均流单元上的均匀分布;

34、2、统一设计:同一列的均流孔形状和大小相同,简化了制造过程,提高了生产效率。

35、上述含均流结构的中空纤维膜增湿器,多个所述均流孔均为椭圆孔,多个所述均流孔的长轴尺寸相同,多个所述均流孔中越靠近均流单元两端的孔的短轴尺寸越接近长轴尺寸。

36、上述方案具有以下优点:

37、1、椭圆孔设计:椭圆孔的设计有助于流体的导向和分布,长轴尺寸相同有助于保持流体流动的一致性;

38、2、尺寸渐变:越靠近均流单元两端的孔短轴尺寸接近长轴尺寸,这种渐变设计可能有助于优化流体在不同区域的流动特性,提高均流效果。

39、本发明与现有技术相比具有以下优点:

40、1、主体设计:主体是增湿器的核心部件,内部设有中空纤维膜管,用于实现气体与水的传质过程。

41、2、端盖设计:进口端盖和出口端盖分别安装在主体的前后端,确保第一流体(通常为待增湿气体)的有序流入和流出。

42、3、接头设计:进口接头和出口接头分别安装在主体的侧壁接口上,用于第二流体(通常为水或水蒸气)的流入和流出。

43、4、均流单元:均流单元是本设计的关键创新点,安装在主体靠近后端的侧壁接口上,用于对进口接头流入的第二流体进行均流,确保流体在整个膜表面均匀分布,提高传质效率。

44、5、流体流动路径:第一流体流过中空纤维膜管内部,而第二流体流过中空纤维膜管外壁,这种设计有助于最大化流体接触面积,提高增湿效率。

45、通过上述设计,本技术方案能够有效解决现有技术中的问题,提供一种结构简单、维护方便、能耗低且增湿效率高的中空纤维膜增湿器。

46、下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。



技术特征:

1.一种含均流结构的中空纤维膜增湿器,其特征在于,包括主体、进口端盖、出口端盖、进口接头、出口接头和均流单元;

2.按照权利要求1所述的一种含均流结构的中空纤维膜增湿器,其特征在于,所述中空纤维膜管的数量为多个,多个所述中空纤维膜管分为多个管组,属于同一管组的多个中空纤维膜管处于同一管壳内且相邻的中空纤维膜管之间具有间隙,所述管壳上开设有多个流体窗,所述流体窗用于供第二流体通行。

3.按照权利要求2所述的一种含均流结构的中空纤维膜增湿器,其特征在于,所述主体的两端处具有封装树脂,所述封装树脂填充在所述主体内壁和多个所述中空纤维膜管的外壁之间,主体两端的封装树脂之间构成流体腔。

4.按照权利要求3所述的一种含均流结构的中空纤维膜增湿器,其特征在于,所述流体腔由前至后分为流出部、过渡部和流入部,所述流出部和出口接头连通,所述流入部和进口接头连通,所述过渡部的横截面小于流出部和流入部的横截面,所述流出部和流入部的横截面相同。


技术总结
本发明公开了一种含均流结构的中空纤维膜增湿器,包括主体、进口端盖、出口端盖、进口接头、出口接头和均流单元;所述进口端盖,安装在主体的前端,用于第一流体流入主体内部;所述出口端盖,安装在主体的后端,用于第一流体从主体内部流出;所述进口接头,安装在主体靠近后端的侧壁接口上,用于第二流体流入主体内部;所述出口接头,安装在主体靠近前端的侧壁接口上,用于第二流体流出主体内部;所述均流单元,安装在主体靠近后端的侧壁接口上,用于对进口接头流入的第二流体进行均流;所述主体内具有中空纤维膜管,流入主体内部的第一流体流过中空纤维膜管内部,流入主体内部的第二流体流过中空纤维膜管外壁。本发明提高了增湿传质效率。

技术研发人员:刘静
受保护的技术使用者:上海创胤能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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