CN104501124A - 双级空气增压低能耗大流量多用途高温蒸汽发生器 - Google Patents

Abstract

双级空气增压低能耗大流量多用途高温蒸汽发生器，本发明是属于工业清洗领域的高温蒸汽发生装置。本发明提供一种低电能消耗，快速加热，有高压水流冲洗、高压空气吹洗、高温蒸汽吹洗3种功能的高温蒸汽发生装置。现有饱和蒸汽发生器预热时间长，工作能耗大，功能单一，压力容器内易生水垢，浪费残水资源。本发明取消现有饱和蒸汽发生器的锅炉；采用高压水泵，形成高压水流，送入加热腔体；采用串联排列的气泵组合，产生高压空气，与加热腔体内的高压水混合，加热后形成大流量高温蒸汽；采用超音频(10KHz-30KHz)电感加热装置快速制取高温蒸汽；前述高压水泵、气泵组合中的高压气泵的缸筒及活塞采用陶瓷材料，实现防锈蚀、耐磨损的使用效果。

Description

双级空气增压低能耗大流量多用途高温蒸汽发生器

技术领域

本发明是属于应用于工业清洗领域的新型多用途高温蒸汽发生装置。

背景技术

现有工业清洗领域已采用加热型饱和蒸汽发生器，其基本原理是在封闭的压力容器内用大功率电热管对水进行持续加热，使之转化成180摄氏度及以上，压力约为10Mpa及以上的饱和蒸汽。此蒸汽水含量极低，可用于各种工件的冲刷清洗。

现有上述加热型饱和蒸汽发生器存在如下缺陷：工作时能耗较大，通常电功率为36KW及以上，使用成本较高；在压力容器内进行工作介质状态转换，易产生水垢，需要经常维护和检查，使用要求较高；工作结束时，为减少水垢，通常需要将残水直接排放，造成水资源的长期浪费和对环境的污染；工作开始阶段的预热时间偏长，工作液从液态加热到饱和蒸汽状态约需要30分钟，使用效率受到影响。功能单一，只能使用饱和蒸汽状态完成作业。

发明内容

本发明提供一种降低电能消耗，快速瞬时加热，可在水洗、空气流吹洗、蒸汽吹洗3种方式间自由转换的多用途高温蒸汽发生装置。

基本原理1：取消现有饱和蒸汽发生器所采用的压力容器——锅炉，改设常温常压式储水箱。

基本原理2：采用并联安装、交替反向工作，步进电机或伺服电机驱动的2个往复活塞式高压水泵，连续交替抽取来自储水箱的水，形成高压水流，再送入加热腔体，进入腔体的水流压力约为2-3Mpa。

基本原理3：采用普通气泵产生0.8-1.2Mpa压力的空气后，再送入与之串联的并联安装、交替反向工作，步进电机或伺服电机驱动的2个往复活塞式高压气泵，最终产生2-3Mpa的高压空气，引入加热腔体内与水快速混合加热。此时，极大量高温高压空气内分布极微小汽化水颗粒，所以可在低于现有饱和蒸汽发生器所需加热能耗下，得到单位体积含水量可控、流量更大的高温蒸汽。

基本原理4：采用超音频(10KHz-30KHz)电感加热装置实现高温蒸汽制取。利用环绕在加热腔体外部的电感线圈与腔体中的不锈钢蜂窝式孔管体实现电磁感应，在此过程中，不锈钢蜂窝式孔管体产生约240摄氏度及以上的高温热能，对流经管体内部的高压气液混合物迅速加热。

基本原理5：上述并联往复活塞式高压水泵及高压气泵的缸筒及活塞采用陶瓷材料，实现防锈蚀、耐磨损的使用效果。

附图说明

图1：整体结构立体示意图。

图2：整体结构电路控制逻辑关系图。

图3：超音频电感加热装置及高压供水系统示意图。

图4：超音频电感加热及高压泵系统主要结构剖面示意图。

图5：超音频电感加热装置主体结构立体剖视图。

图6：双级空气增压系统结构图。

具体实施方式

1、如图1所示，双级空气增压低能耗大流量多用途蒸汽发生器整体结构如下：超音频电感加热装置控制箱1；主控制箱2；储水箱3；输水泵4；并联往复活塞式高压水泵5；超音频加热用电感线圈6；装备触发开关的喷枪7；控制高压泵出水口流向的机械式单向水阀8；装在储水箱上的水位传感器9；用于控制储水箱3向高压水泵5的水流方向的机械式单向水阀10；接受喷枪触发开关控制的蒸汽管路控制电磁阀11；保持高压水泵5缸体内部压力平衡用连接管12；产生0.8-1.2Mpa压力空气的第一级低压气泵18；与第一级气泵串联，产生2-3Mpa的并联安装、交替反向工作，步进电机或伺服电机驱动的2个往复活塞式高压气泵14；控制低压气泵向高压气泵的空气流向的2个机械式单向阀15；保持高压气泵缸体内部压力平衡用连接管16。控制高压气泵出气口气流方向的机械式单向阀17。

2、如图2所示，双级空气增压低能耗大流量多用途高温蒸汽发生器整体结构电路控制逻辑如下：在饱和蒸汽功能状态时，当使用喷枪7时，触发开关触发开启信号传送到主控制箱2，再由主控制箱2控制高压水泵5运转和低压气泵18和高压气泵14运转，分别通过机械式单向水阀8、机械式单向空气阀17同时向加热用电感线圈6围绕的加热腔体内部输送高压水流和高压气流，两者压力均为2-3Mpa；同时，主控制箱2也向超音频电感加热装置控制箱1发送控制信号，再由后者接通电感线圈6的电源电路，使之快速进入高能加热状态，将高压水气混合物加热成高温蒸汽状态；同时，蒸汽管路控制电磁阀11开启，向喷枪7输送高温蒸汽。

3、如图2所示，储水箱3上装有水位传感器9用于向主控制箱2传送水位信号，用于控制输水泵4的运转状态；当水位低到设定值时，主控制箱2接收到水位传感器9的信号，即会接通输水泵4的电源，使其运转，向储水箱3内补充水；待到达设定水位时，立即停止供电，输水泵4停转；依此，保证储水箱3内的水量充足。

4、如图3所示，超音频电感加热装置及高压供水系统主体由并联往复活塞式高压水泵5；超音频加热用电感线圈6；控制高压泵出水口流向的机械式单向水阀8；用于控制储水箱3向高压水泵5的水流方向的机械式单向水阀10；保持高压水泵5缸体内部压力平衡用连接管12组成。

5、如图4所示，并联往复活塞式高压水泵5是交替工作特性；超音频加热用电感线圈6围绕在加热腔外壳周围，加热腔内部有不锈钢蜂窝式孔管体13承载和加热高压水流；控制高压泵出水口流向的是2个安装方向相同的机械式单向水阀。

6、如图5所示，超音频电感加热装置主体结构由不锈钢蜂窝式孔管体13和围绕在加热腔外壳周围的电感线圈6共同构成，当有强交变超音频电流流经电感线圈6时，在不锈钢蜂窝式孔管体13上即刻会产生强烈电磁感应作用，在此作用下，不锈钢蜂窝式孔管体13会迅速发热并进入高温状态，这样，就能将快速流过其内部蜂窝状孔管的水流瞬间加热汽化，随之生成高温蒸汽；因此，无需再在传统压力容器内预热，从而降低能源消耗。

7、如图6所示，双级空气增压系统由产生0.8-1.2Mpa压力空气的第一级低压气泵18；与第一级气泵串联，产生2-3Mpa的并联安装、交替反向工作，步进电机或伺服电机驱动的2个往复活塞式高压气泵14；控制低压气泵向高压气泵的空气流向的2个机械式单向阀15；控制高压气泵出气口气流方向的机械式单向阀17组成。其中，高压气泵14的内部构造与高压水泵5相同。高压空气经由单向阀17上方的空气管与通向加热腔的管道相连接。

Claims (6)

1.采用普通气泵产生0.8-1.2Mpa压力的空气后，再送入与之串联的并联安装、交替反向工作，步进电机或伺服电机驱动的2个往复活塞式高压气泵，气压可通过调节电机转速进行控制。

2.采用可任意设定转速的并联安装、交替反向工作，步进电机或伺服电机驱动的2个往复活塞式高压水泵，水流压力可通过调节电机转速进行控制。

3.利用超音频(10KHz--30KHz)电感加热装置对水进行快速高温加热，以此制备高温蒸汽。

4.如前所述的超音频电感加热装置主体由环绕在加热腔体外部的电感线圈与腔体中的不锈钢蜂窝式孔管体构成。

5.如前所述的并联往复活塞式高压水泵及气泵的缸筒及活塞均采用陶瓷材料。

6.可以实现高压空气吹洗、高压水流冲洗、高温蒸汽吹洗3种功能。