CN104266168A - 一种全压切换安全阀及使用其的全压相变锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全压切换安全阀及使用其的全压相变锅炉，其特征在于：所述全压相变锅炉实现常压、负压和承压三种压力模式进行自由切换。本发明全压相变锅炉，能够在相变锅炉基础上实现任何工作压力下的相变换热过程。

Description

一种全压切换安全阀及使用其的全压相变锅炉

技术领域

本发明涉及一种安全阀及使用其的相变锅炉，尤其是涉及一种全压切换安全阀及使用其的全压相变锅炉。

背景技术

相变锅炉是由燃烧室、蒸汽室、热交换器和热媒液体介质组成。通常炉内为真空状态，与外部空气隔绝，形成密闭状态。热媒水覆盖着受热面并密闭在蒸汽室内部，因负压蒸汽室内的压力保持在大气压之下，当密闭在内的热媒水在燃烧加热后，立即就沸腾起来，产生与热媒水相同温度的蒸汽。蒸汽室内产生的蒸汽在上升过程中，接触到配置在负压蒸汽室内的热交换器表面，由于热交换器内的水温低于蒸汽温度，蒸汽会在热交换器表面上冷凝并放出大量汽化热，加热热交换器中的水，冷凝水在重力作用下重新回到热媒水中。因此，热媒水不断在封闭的机体内进行着“沸腾→蒸发→冷凝→热媒水”的循环。无须补充热煤水，也无空烧的危险。上述工作原理是真空相变锅炉的工作原理。

但是，本领域技术人员通常还会把相变锅炉根据压力的不同分为以下三种：

1、压力相变锅炉：锅内介质额定表压力大于0.1MPa的相变锅炉。

2、微压相变锅炉：锅内介质额定表压力不大于0.1MPa的相变锅炉。

3、真空相变锅炉：锅内介质额定表压力不大于0MPa的相变锅炉。

现有的相变锅炉比如真空相变锅炉、微压相变锅炉、压力相变锅炉锅内介质工作额定表压力都限定在相对固定的范围内，无法做到他们之间的通用性和连续性变化。

本发明全压相变锅炉定义为：锅内介质额定表压力可以是任意压力的相变锅炉。

发明内容

本发明设计了一种全压切换安全阀及使用其的全压相变锅炉，其解决的技术问题是现有的相变锅炉比如真空相变锅炉、微压相变锅炉、压力相变锅炉锅内介质工作额定表压力都限定在相对固定的范围内，无法做到他们之间的通用性和连续性变化。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种全压相变锅炉，所述全压相变锅炉实现常压、负压和承压三种压力模式进行自由切换。

进一步，所述全压相变锅炉包括燃烧器(1)和蒸汽室(2)，燃烧器(1)与蒸汽室(2)连接并将蒸汽室(2)中的介质液体(25)加热成蒸发气体(26)，蒸汽室(2)中设有换热器(24)，外部的水通过换热器(24)与蒸汽室(2)中的蒸发气体(26)进行换热，蒸汽室(2)上设有全压切换安全阀(3)，蒸汽室(2)的常压、负压和承压三种压力模式切换通过全压切换安全阀(3)控制。

进一步，所述全压切换安全阀(3)包括上盖板(31)、下盖板(32)以及法兰座(34)，所述全压切换安全阀(3)通过法兰座(34)与蒸汽室(2)连接，下盖板(32)位于上盖板(31)和法兰座(34)之间，下盖板(32)覆盖在法兰座(34)上，上盖板(31)、下盖板(32)之间夹持一弹簧(35)，上盖板(31)、下盖板(32)和法兰座(34)上设有螺孔并且通过连接螺栓(33)进行螺接，上盖板(31)与下盖板(32)之间的间距以及弹簧(35)的弹力大小通过连接螺栓(33)进行调节。

进一步，连接螺栓(33)为多根，并沿着法兰座(34)圆周进行均匀分布。

进一步，弹簧(35)中间设有一导向杆(36)，导向杆(36)螺接固定在所述下盖板(32)上。

进一步，导向杆(36)位于上盖板(31)和下盖板(32)之间的部分长度为可调节的。

进一步，下盖板(32)与法兰座(34)之间设有用于放置密封圈的环形凹槽(37)。

一种全压相变锅炉常压、负压和承压三种压力模式切换方法，包括以下步骤：

全压相变锅蒸汽室内的压力为负压时，全压切换安全阀(3)的上盖板(31)、下盖板(32)和弹簧(35)产生向下的重力，并且与外界的大气压共同作用，将法兰座(34)进行密封，全压相变锅炉的压力表(21)显示为负压；

全压相变锅蒸汽室内的压力为常压时，全压相变锅炉内压力等于外界大气压力，靠全压切换安全阀(3)的上盖板(31)、下盖板(32)和弹簧(35)的重力对法兰座(34)进行来密封，全压锅炉的压力表(21)显示为零；

全压相变锅蒸汽室内的压力为承压时，向下旋转连接螺栓(33)减小上盖板(31)和下盖板(32)的间距从而压紧弹簧(35)，此时全压切换安全阀(3)产生向下的力包括上盖板(31)、下盖板(32)和弹簧(35)的重力以及弹簧(35)形变产生的向下弹力，全压锅炉的压力表(21)显示为大于零。

进一步，当全压相变锅炉蒸汽室压力过高超出安全值(该安全值根据所述全压切换安全阀(3)产生向下力的计算)时，下盖板(32)被弹起沿着连接螺栓(33)和导向杆(36)向上滑动，此时从下盖板(32)和法兰座(34)之间进行泄压以保护全压锅炉安全。

该全压切换安全阀及使用其的全压相变锅炉具有以下有益效果：

(1)本发明全压相变锅炉，能够在相变锅炉基础上实现任何工作压力下的相变换热过程。

(2)本发明锅炉采用特殊的全压切换安全阀，通过它的设定及工作来实现锅内介质在选定的工作压力下发生相变(蒸发、冷凝的气液两项循环)并且将热量传递给相变换热装置内的供热工质的锅炉。

附图说明

图1：本发明全压相变锅炉的结构示意图；

图2：本发明全压相变锅炉使用的全压切换安全阀结构示意图。

附图标记说明：

1-燃烧器；11-冷凝器；2-蒸汽室；21-压力表；22-补液阀；23-截止阀；24-换热器；25-介质液体；26-蒸发气体；3-全压切换安全阀；31-上盖板；32-下盖板；33-连接螺栓；34-法兰座；35-弹簧；36-导向杆；37-凹槽。

具体实施方式

下面结合图1和图2，对本发明做进一步说明：

如图1所示，一种全压相变锅炉，全压相变锅炉实现常压、负压和承压三种压力模式进行自由切换。

全压相变锅炉包括燃烧器1和蒸汽室2，燃烧器1与蒸汽室2连接并将蒸汽室2中的介质液体25加热成蒸发气体26，蒸汽室2中设有换热器24，外部的水通过换热器24与蒸汽室2中的蒸发气体26进行换热，蒸汽室2的入口端设有补液阀22，蒸汽室2的出口端设有截止阀23。蒸汽室2上设有压力表21和全压切换安全阀3，蒸汽室2的常压、负压和承压三种压力模式切换通过全压切换安全阀3控制。

如图2所示，全压切换安全阀3包括上盖板31、下盖板32以及法兰座34，全压切换安全阀3通过法兰座34与蒸汽室2连接，下盖板32位于上盖板31和法兰座34之间，下盖板32覆盖在法兰座34上，上盖板31、下盖板32之间夹持一弹簧35，上盖板31、下盖板32和法兰座34上设有螺孔并且通过连接螺栓33进行螺接，上盖板31与下盖板32之间的间距以及弹簧35的弹力大小通过连接螺栓33进行调节。

连接螺栓33为多根，并沿着法兰座34圆周进行均匀分布。

弹簧35中间设有一导向杆36，导向杆36螺接固定在下盖板32上。导向杆36位于上盖板31和下盖板32之间的部分长度为可调节的。该调节的目的在于：当转换为承压锅炉时，上盖板31和下盖板32之间的间距缩小以增加弹簧35产生的弹力，因而导向杆36位于上盖板31和下盖板32之间的部分长度也应当相应减小。

下盖板32与法兰座34之间设有用于放置密封圈的环形凹槽37。环形凹槽37位于法兰座34上。

本发明全压相变锅炉工作原理如下：

全压相变锅蒸汽室内的压力为负压时，全压切换安全阀3的上盖板31、下盖板32和弹簧35产生向下的重力，并且与外界的大气压共同作用，将法兰座34进行密封，全压相变锅炉的压力表21显示为负压；

全压相变锅蒸汽室内的压力为常压时，全压相变锅炉内压力等于外界大气压力，靠全压切换安全阀3的上盖板31、下盖板32和弹簧35的重力对法兰座34进行来密封，全压锅炉的压力表21显示为零；

全压相变锅蒸汽室内的压力为承压时，向下旋转连接螺栓33减小上盖板31和下盖板32的间距从而压紧弹簧35，此时全压切换安全阀3产生向下的力包括上盖板31、下盖板32和弹簧35的重力以及弹簧5形变产生的向下弹力，全压锅炉的压力表21显示为大于零。

当全压相变锅炉蒸汽室压力过高超出安全值(该安全值根据所述全压切换安全阀3产生向下力的计算)时，下盖板32被弹起沿着连接螺栓33和导向杆36向上滑动，此时从下盖板32和法兰座34之间进行泄压以保护全压锅炉安全。

需要说明一下：导向杆36产生的重力有限，在计算压力时，可以忽略不计。如果导向杆36质量够大，则应当将其计入。

本发明具有以下技术效果和经济效果：

1、本发明首创的全压相变锅炉概念；

2、本发明全压相变锅炉一次性投资，得到三种炉型，真空相变锅炉、微压相变锅炉、压力相变锅炉的三合一；

3、本发明全压相变锅炉节能环保；

4、本发明全压相变锅炉效率高；

5、本发明全压相变锅炉操作方便、维修简单。

由此可见，本发明全压相变锅可以实现负压、常压以及承压状态下的工作，完全可以将传统真空相变锅炉、微压相变锅炉以及压力相变锅炉锅包含其中。因此，改进后的锅炉可以实现相变锅炉压力范围内任何压力下的相变过程，压力包括负压，当地大气压、正压，压力的设定靠特殊安全阀实现，这样就可以根据用户的不同需要选择在不同的压力状态下进行锅内介质相变换热。

上面结合附图对本发明进行了示例性的描述，显然本发明的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种全压相变锅炉，其特征在于：所述全压相变锅炉实现常压、负压和承压三种压力模式进行自由切换。

2.根据权利要求1所述全压相变锅炉，其特征在于：所述全压相变锅炉包括燃烧器(1)和蒸汽室(2)，燃烧器(1)与蒸汽室(2)连接并将蒸汽室(2)中的介质液体(25)加热成蒸发气体(26)，蒸汽室(2)中设有换热器(24)，外部的水通过换热器(24)与蒸汽室(2)中的蒸发气体(26)进行换热，蒸汽室(2)上设有全压切换安全阀(3)，蒸汽室(2)的常压、负压和承压三种压力模式切换通过全压切换安全阀(3)控制。

3.根据权利要求2所述全压相变锅炉，其特征在于：所述全压切换安全阀(3)包括上盖板(31)、下盖板(32)以及法兰座(34)，所述全压切换安全阀(3)通过法兰座(34)与蒸汽室(2)连接，下盖板(32)位于上盖板(31)和法兰座(34)之间，下盖板(32)覆盖在法兰座(34)上，上盖板(31)、下盖板(32)之间夹持一弹簧(35)，上盖板(31)、下盖板(32)和法兰座(34)上设有螺孔并且通过连接螺栓(33)进行螺接，上盖板(31)与下盖板(32)之间的间距以及弹簧(35)的弹力大小通过连接螺栓(33)进行调节。

4.根据权利要求3所述全压相变锅炉，其特征在于：连接螺栓(33)为多根，并沿着法兰座(34)圆周进行均匀分布。

5.根据权利要求3或4所述全压相变锅炉，其特征在于：弹簧(35)中间设有一导向杆(36)，导向杆(36)螺接固定在所述下盖板(32)上。

6.根据权利要求1-5中任何一项所述全压相变锅炉，其特征在于：导向杆(36)位于上盖板(31)和下盖板(32)之间的部分长度为可调节的。

7.根据权利要求1-6中任何一项所述全压锅炉，其特征在于：下盖板(32)与法兰座(34)之间设有用于放置密封圈的环形凹槽(37)。

8.一种权利要求2-7中的任何一种全压切换安全阀。

9.一种全压相变锅炉常压、负压和承压三种压力模式切换方法，包括以下步骤：

全压相变锅蒸汽室内的压力为负压时，全压切换安全阀(3)的上盖板(31)、下盖板(32)和弹簧(35)产生向下的重力，并且与外界的大气压共同作用，将法兰座(34)进行密封，全压相变锅炉的压力表(21)显示为负压；

全压相变锅蒸汽室内的压力为常压时，全压相变锅炉内压力等于外界大气压力，靠全压切换安全阀(3)的上盖板(31)、下盖板(32)和弹簧(35)的重力对法兰座(34)进行来密封，全压锅炉的压力表(21)显示为零；

全压相变锅蒸汽室内的压力为承压时，向下旋转连接螺栓(33)减小上盖板(31)和下盖板(32)的间距从而压紧弹簧(35)，此时全压切换安全阀(3)产生向下的力包括上盖板(31)、下盖板(32)和弹簧(35)的重力以及弹簧(35)形变产生的向下弹力，全压锅炉的压力表(21)显示为大于零。

10.根据权利要求9所述全压相变锅炉常压、负压和承压三种压力模式切换方法，其特征在于：当全压相变锅炉蒸汽室压力过高超出安全值(该安全值根据所述全压切换安全阀(3)产生向下力的计算)时，下盖板(32)被弹起沿着连接螺栓(33)向上滑动，此时从下盖板(32)和法兰座(34)之间进行泄压以保护全压锅炉安全。