CN103278028A

CN103278028A - 一种蒸汽喷射加热器

Info

Publication number: CN103278028A
Application number: CN2013102441127A
Authority: CN
Inventors: 陈继锋; 戴拓
Original assignee: CHANGSHA SHUIZE HEATING EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: CHANGSHA SHUIZE HEATING EQUIPMENT MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2013-09-04

Abstract

本发明涉及蒸汽直接加热技术领域，提供了一种蒸汽喷射加热器，从左向右设置顺次相连的流体A进口管、流体喷嘴、混合管和混合流体出口管，所述混合管上方设有与之相通的流体B进口管；所述混合管包括从左至右设置的第一混合管、第二混合管，第一混合管扩散角为a1，第二混合管扩散角为a2，其中，a1小于a2，a1大于0。本发明能够减少两种流体混合时产生的摩擦损失、压力损失、相互撞击的能量损失，实现混合流体压力的快速恢复和升高，并且克服了传统蒸汽喷射加热器对流体直接加热时产生的振动缺陷问题。

Description

一种蒸汽喷射加热器

技术领域

本发明涉及蒸汽直接加热技术领域，尤其涉及一种蒸汽喷射加热器。

背景技术

企业的各生产线上工艺用水，最高效率和最经济的方法是蒸汽直接加热。蒸汽喷射加热器是通过两种流体的直接混合来加热的设备，具有传换效率高、体积小、安装简单、运行可靠、投资少等优点，广泛应用于蒸汽直接加热领域。当流体A通过蒸汽喷射加热器的喷嘴时，压力降低，流速增加，在喷嘴的出口处形成低压区，流体A在此区域进入加热器内，与流体B进行混合，混合流体进行能量、动量和质量的交换，然后混合流体进入混合管进一步均匀混合，并从出口处流出，完成加热流体的过程。现在传统的蒸汽喷射加热器中混合管沿长度方向的内径相同，没有扩散角和降低压力损失的设计，两种流体流经混合管混合时会产生压力损失，导致混合流体压力降低。特别是传统蒸汽喷射加热器中为直流喷嘴，流体A经直流喷嘴高速射出形成直射流，直射流流体和流体B冲击、碰撞时，产生的撞击能量大，造成蒸汽喷射加热器不同程度的振动缺陷，导致了设备运行不稳定和使用不安全，存在安全隐患。为解决振动和压力损失问题，需要开发出新一代蒸汽喷射加热器。

因此，针对以上不足，本发明提供了一种蒸汽喷射加热器。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的第一个技术问题是减少两种流体混合时产生的压力损失，实现混合流体压力的快速恢复和升高。

本发明要解决的第二个技术问题是解决传统蒸汽喷射加热器对流体直接加热时产生的振动缺陷问题。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，提供一种蒸汽喷射加热器，从左向右设置顺次相连的流体A进口管、流体喷嘴、混合管和混合流体出口管，所述混合管上方设有与之相通的流体B进口管，其中，所述混合管包括从左至右设置的第一混合管、第二混合管，第一混合管扩散角为a1，第二混合管扩散角为a2，其中，a1小于a2，a1大于0。

其中，所述流体喷嘴为旋流喷嘴。

其中，所述混合管的外部围设封闭的外壳，外壳包括左盖板、壳体和右盖板；所述外壳上方设有与流体B进口管相通的开口；所述混合管上分布若干流体B进入孔；所述外壳和混合管之间构成流体腔。

其中，所述混合管左、右两端外圆周分别安装消振装置A和消振装置B，所述消振装置A和消振装置B位于流体腔内并固定在外壳内壁。

其中，所述旋流喷嘴和混合管的接口处以及混合流体出口管和混合管的接口处分别安装密封装置A和密封装置B。

其中，所述流体A进口管、混合流体出口管、流体B进口管外端分别设置流体A进口法兰、混合流体出口法兰、流体B进口法兰。

其中，所述第二混合管右端依次连接扩散角逐次增大的混合管。

其中，所述流体B进入孔为间隔开设在混合管上的圆形斜向通孔。

其中，所述流体A进口管为圆锥形管。

（三）有益效果

本发明第一混合管和第二混合管中分别采用扩散角a1、a2的设计，其中，a1小于a2，a1大于0；这种二级扩散的方式，管径沿流体流动方向持续增大，并在第二混合管部分更大幅度的增大，使得流体流速迅速降低，压力增大，同时能够减少流体和混合管的摩擦损失；实现混合管中流体的压力快速恢复和升高。同时，采用旋流喷嘴的设计，混合流体经过旋流喷嘴时高速旋转，并在旋流喷嘴内部产生旋流，流体A涌出旋流喷嘴时，旋流会发展形成紊流，同时流体A的一部分雾化。极大减少了流体B与雾化的紊流流体A在混合时的相互冲击、撞击，克服了传统蒸汽喷射加热器的振动缺陷。

附图说明

图1是蒸汽喷射加热器的内部剖视图。

其中，1：流体A入口；2：流体A进口法兰；3：流体A进口管；4：左盖板；5：旋流喷嘴；6：密封装置A；7：消振装置A；8：第一混合管；9：第二混合管；10：外壳；11：消振装置B；12：密封装置B；13：右盖板；14：混合流体出口管；15：混合流体出口法兰；16：混合流体出口；17：流体B进入孔；18：流体B进口管；19：流体B进口法兰；20：流体B进口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，蒸汽喷射加热器从左向右设置顺次相连的流体A进口管3、流体喷嘴、混合管和混合流体出口管14，混合管上设有与之相通的流体B进口管18，流体A可以为蒸汽或者液体，流体B也可以为蒸汽或者液体。其中，混合管包括从左至右设置的第一混合管8、第二混合管9，第一混合管8扩散角为a1，第二混合管9扩散角为a2，其中，a1小于a2，a1大于0。这种二级扩散的方式，使得管径沿流体流动方向持续增大，并在第二混合管9部分更大幅度的增大。因为混合流体的流量是恒定的，所以随着混合管管径的增大，混合流体流经的管道横截面增大，导致流速降低。根据伯努利方程，混合流体的总能量守恒，流速越低，压力越大。混合流体在管道中流动时因流体具有的粘性会产生压力损失，混合管中二级扩散的方式，可以使混合流体的摩擦损失最小，同时实现压力快速恢复和升高，解决流体混合时的压力损失问题。

流体喷嘴为旋流喷嘴5。流体A流经旋流喷嘴5产生高速旋转，并在旋流喷嘴5内部产生旋流，流体A涌出旋流喷嘴5时，旋流会发展形成紊流，同时喷出的流体雾化，旋流喷嘴5的雾化效果好。流体B经过斜向圆孔与经过雾化的紊流流体A混合产生的相互冲击最小，减小和克服了传统蒸汽喷射加热器的振动缺陷问题。

混合管的外部围设封闭的外壳10，外壳10包括左盖板4、壳体和右盖板13。外壳10上部设有与流体B进口管18相通的开口，混合管上分布若干流体B进入孔17，外壳10和混合管之间构成流体腔。流体B沿流体B进口管18进入流体腔，再经过流体B进入孔17进入混合管，与流体A相混合。

混合管的左、右两端外圆周分别安装消振装置A和消振装置B，消振装置A和消振装置B位于流体腔内并固定在外壳10内壁上。消振装置A7和消振装置B8的设计进一步消除了流体A和流体B在混合管混合时，发生冲击、碰撞而引起的振动。

旋流喷嘴5和混合管的接口处以及混合流体出口管14和混合管的接口处分别安装密封装置A6和密封装置B7。可以防止蒸汽或者液体在接口处外漏，同时能够吸收振动，具有消振作用。密封装置A6和密封装置B7可以为垫片密封、密封胶密封、软填料密封等多种形式。

流体A进口管3、混合流体出口管14、流体B进口管18外端分别设置流体A进口管法兰2、混合流体出口管法兰15、流体B进口管法兰19。流体A进口管3通过流体A进口法兰2和流体A进口1连接，混合流体出口管14通过混合流体出口法兰15和混合流体出口16连接，流体B进口管18通过流体B进口法兰19和流体B进口20连接。

第二混合管9右端依次连接扩散角逐次增大的混合管。根据所需流体压力实际情况，可以在第二混合管9之后连接更大扩散角的混合管。

流体B进入孔17为间隔开设在混合管上的圆形斜向通孔，斜向通孔的方向指向混合流体的出口方向。根据技术条件，也可以设计制造不同大小的圆孔或其它形状的孔，便于流体B进入第一混合管8和第二混合管9内。

下面说明蒸汽喷射加热器的工作过程：将流体A进口管3通过流体A进口法兰2和流体A进口1连接，混合流体出口管14通过混合流体出口法兰15和混合流体出口16连接，流体B进口管18通过流体B进口法兰19和流体B进口20连接。流体A通过流体A进口管3之后流进旋流喷嘴5，向前高速旋转喷射，并先后进入扩散角分别为a1和a2的第一混合管8和第二混合管9内。由于喷射水流速特别高，将压力能转变为速度能，使吸气区压力降低产生真空，将流体B通过第一混合管8和第二混合管9上的流体B进入孔17吸入到混合管内，并与流体A快速混合，进行能量和动量交换。包含流体A和流体B的混合流体流经混合管时，随着管径的增大，流速降低，压力增高，从混合流体出口16处流出。

由以上实施例可以看出：本发明第一混合管8和第二混合管9中分别采用扩散角a1、a2的设计，其中，a1小于a2，这种二级扩散的方式，管径沿流体流动方向持续增大，并在第二混合管9部分更大幅度的增大，使得流体流速迅速降低，压力增大，实现混合管中流体的压力快速恢复和升高。同时，采用旋流喷嘴5的设计，混合流体经过旋流喷嘴5时高速旋转，并在旋流喷嘴5内部产生旋流，流体A涌出旋流喷嘴5时，旋流会发展形成紊流，同时流体A雾化。流体B与雾化的紊流流体A混合时冲击、撞击时损失的能量小，克服传统蒸汽喷射加热器的振动缺陷。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种蒸汽喷射加热器，从左向右设置顺次相连的流体A进口管、流体喷嘴、混合管和混合流体出口管，所述混合管上方设有与之相通的流体B进口管，其特征在于，所述混合管包括从左至右设置的第一混合管、第二混合管，第一混合管扩散角为a1，第二混合管扩散角为a2，其中，a1小于a2，a1大于0。

2.根据权利要求1所述的蒸汽喷射加热器，其特征在于，所述流体喷嘴为旋流喷嘴。

3.根据权利要求1或2所述的蒸汽喷射加热器，其特征在于，所述混合管的外部围设封闭的外壳，外壳包括左盖板、壳体和右盖板；所述外壳上方设有与流体B进口管相通的开口；所述混合管上分布若干流体B进入孔；所述外壳和混合管之间构成流体腔。

4.根据权利要求3所述的蒸汽喷射加热器，其特征在于，所述混合管左、右两端外圆周分别安装消振装置A和消振装置B，所述消振装置A和消振装置B位于流体腔内并固定在外壳内壁。

5.根据权利要求4所述的蒸汽喷射加热器，其特征在于，所述旋流喷嘴和混合管的接口处以及混合流体出口管和混合管的接口处分别安装密封装置A和密封装置B。

6.根据权利要求5所述的蒸汽喷射加热器，其特征在于，所述流体A进口管、混合流体出口管、流体B进口管外端分别设置流体A进口管法兰、混合流体出口管法兰、流体B进口管法兰。

7.根据权利要求6所述的蒸汽喷射加热器，其特征在于，所述第二混合管右端依次连接扩散角逐次增大的混合管。

8.根据权利要求7所述的蒸汽喷射加热器，其特征在于，所述流体B进入孔为间隔开设在混合管上的圆形斜向通孔。

9.根据权利要求4至8任一项所述的蒸汽喷射加热器，其特征在于，所述流体A进口管为圆锥形管。