CN1082190A - 蒸汽流量表 - Google Patents

Abstract

装有蒸汽流量、压力及温度检测装置的蒸汽流量 表，为精确保持被加热材料的加热温度无需提供任 何其他测量装置，并用廉价和简单结构检测蒸汽加热 设备热传导效率的变化。该流量表还装有检测该材 料温度的装置和连接材料温度、蒸汽流量和蒸汽压力 及温度诸检测装置的运算单元。由此根据用材料温 度检测装置测量的材料温度和根据基于来自蒸汽流 量检测装置和蒸汽压力及温度检测装置的信号所算 得的已通过的蒸汽热量计算待测设备的热传导效 率。

Description

本发明涉及用于测量在各种设备中完成加热或干燥的蒸汽流量的蒸汽流量表。

蒸汽加热设备通常在设备的入口侧装有蒸汽流量表。该蒸汽流量表是以不同原理为基础，但是，在任何速率下，每个原理都使所消耗的蒸汽数量受到控制并且（同时）使用于待加热材料的适当数量蒸汽能供给该设备。此外，重要的是要正确理解所讨论的蒸汽的性质以便提供更适当的蒸汽数量。

在传统的方式中（例如）对应的流速是通过测量压差作为流过供应管的蒸汽的对应物来确定，同时分别地测量所讨论的蒸汽的真正温度和压力，最后，在温度和压力的测量值基础上将该流量修正为正确流量。可是，由于以测量压差为基础的传统流量表只具有测量真正压差的功能，所以在确定蒸汽的正确数量的情况下为实现所需校正除流量表以外，还需提供温度计和气压计。这增加了设备的成本和结构。为了解决这一问题，JP-A    Hei-4（1992）-50620专利揭示了一种流量表，它除在测量过程中测量流量的压差以外，同时还测量静态压力和温度以便在测量过程中实现流量的温度和压力修正。这给流量表本身提供了一附加值，同时，无需分别提供任何测量装置或算术校正单元，由此使设计的设备和结构的成本都能降低。

此外，分别提供用于在待加热材料的供应侧测量待加热材料的数量的装置（诸如流量表或其他同类仪表），并掌握待加热材料的供应量以便使供应量合理化，也是广泛地加以实现。

对大多数待加热材料来说，通过蒸汽和待加热材料的供应量二者的这种合理化，把蒸汽供给的热量控制在相对于固定数量的待加热材料的一个预定范围内，以便调节待加热材料的加热程度。

但是，存在的问题是，由于包含在蒸汽内部的灰尘、水垢、铁锈等等随着时间的消逝而粘附到蒸汽加热设备的加热表面上，因此，降低了给予待加热材料的热传输效率。为进行所需加温需要大量超过理论计算值的蒸汽热量，这样就降低了每单位能量的生产率。此外，在热传导效率的降低不能正确地加以控制的情况下，发生了往待加热材料的热传导的不均匀性，导致产品质量的降低。

视待加热材料的种类不同而异，有必要保持变化小并具有高精度的加热温度。例如，食品原料、医药物质、化学制品等等会由于加热期间温度的变化而使其质量变坏，因此，需要预防这样的变质。

相应地，在先有技术的蒸汽加热设备中，为了准确地检测热传导效率的减低对加到蒸汽加热设备的蒸汽进行了压力、温度流量的测量，以及在加热前和后对待加热材料的温度的测量。就是说，能提供给待加热材料的热量是根据所供给蒸汽的压力、温度和流量计算出来的，然后根据由于供给的热量所造成的材料温度的上升来检测热传导效率的降低。

为该目的，即使为了精确地检测热传导效率的降低和更准确地保持该材料的加热温度而使用在上述JP-A    Hei-4（1992）-50620中所揭示的流量表，还是必需分别提供测量待加热材料在加热前后温度用的温度计，而且，用于按其测量数据进行计算和调节供应的蒸汽或待加热材料的数量的操作仍是必不可少的。

在上述先有技术中，鉴于除蒸汽流量表以外还需要分别提供测量单元或运算单元，所以存在的问题是用于使用蒸汽的设备总费用增加了，另外，设备的结构也变得复杂起来。

因此本发明的一个目的是提供能准确地保持待加热材料的加热温度而不必提供任何分开的测量单元或其他同类设备等的蒸汽流量表。

本发明的另一目的是以中等价格和简单结构提供能检测蒸汽加热设备的热传导效率变化的蒸汽流量表。

为了达到上述目的，提供了包含蒸汽流量检测装置和用于检测蒸汽的压力及温度的蒸汽压力及温度检测装置的蒸汽流量表，按照本发明该蒸汽流量表还包括：

用于检测待加热材料的温度的装置;及

连接所述材料温度检测装置、所述蒸汽流量检测装置以及所述蒸汽压力及温度检测装置的算术运算单元;

由此根据用所述材料温度检测装置测得的所述待加热材料的温度以及根据已经通过基于来自所述蒸汽流量检测装置和所述蒸汽压力及温度检测装置的信号所算出的蒸汽热量可计算出待测设备的热传导效率。

上述流量表的操作描述如下：

供给蒸汽加热设备的热量是根据蒸气的压力、温度和流量，计算出来的。此外，待加热材料用的设备进气口上的温度和出气口上的温度是由材料温度检测装置加以检测。在待加热材料的供应量为恒定情况下，可简单地通过把上述待加热材料出气口上的温度和进气口上的温度之差数除以供应的热量而换算出热传导效率。此外，通过把供应的热量除以从蒸汽的温度中减去在出气口和进气口处待加热材料的温度平均值所得到的值也可算出热传导效率。对蒸汽流量的定期测量和（同时）在待加热材料的供应量恒定情况下，对热传导效率变化的测量，使得附着于蒸汽加热设备的加热面上的杂质或类似物质等的情况能被检测，换句话说，所讨论的设备的热传导效率总是能被检测。因此，若在适当时间进行清理，就可在所需范围内保持设备的热传导效率。

此外，上述目的也可借助于具有蒸汽流量检测装置和用于检测蒸汽的压力及温度的蒸汽压力及温度检测装置的蒸汽流量表来达到，该蒸汽流量表包括：

用于输入参考热量的装置;及

连接所述参考热量输入装置、所述蒸汽流量检测装置以及所述蒸汽压力和温度检测装置的运算单元。

由此，根据来自所述蒸汽流量检测装置和所述蒸汽压力及温度检测装置的信号计算已流过的蒸汽热量，同时把该蒸汽热量与参考热量加以比较并计算。通过计算该蒸汽的热量和参考热量的比例，便能以参考热量为基准而掌握供应的蒸汽热量是否适当。同时，如果（例如）使用待加热材料的数量是预定量的情况下的设备蒸汽中所需热量被选为参考热量，就能了解待加热材料的数量是否超过预定数量，也就是说，供应的待加热材料的数量是否适当。因此，就能适当地供应蒸汽的数量和待加热材料的数量。此外，能测量设备的热传导效率的变化。

本发明的其他目的和形式将从下面参照附图描述的实施例说明中得到更好理解，附图中：

图1是说明用于测量通过蒸汽加热设备的蒸汽流量的结构的视图，该加热设备使用本发明的一个实施例的蒸汽流量表;及

图2是说明使用本发明另一实施例的蒸汽流量表的用于测量蒸汽流量的结构。

现在，将参照显示本发明的实施例的诸附图详细地阐明本发明。

参考图1所展示的一个例子，其中按照本发明的蒸汽流量表作用于蒸汽加热设备，蒸汽供应管10被接到蒸汽加热设备1。蒸汽流量表3附装到蒸汽供应管10。蒸汽流量表3配有流量测量部件4、蒸汽压力测量部件5、蒸汽温度测量部件6以及待加热材料温差的测量部件7。就流量测量部件4而论，基于任一测量原理的已知流量表的结构可加以应用：例如，把孔板安装在供应管10内，就可以从孔板前后的压力差来确定蒸汽的流量。同样地，任何周知的传统技术可用于压力测量部件5和温度测量部件6。蒸汽流量表3还装有运算单元8，该单元接到流量测量部件4、蒸汽压力测量部件5、蒸汽温度测量部件6和待加热材料的温差测量部件7。

在蒸汽流量表3的一次侧，设有用于调整蒸汽供应量的调整阀和用于在蒸汽供应管10内分离蒸汽和冷凝液的分离器22。分离器22装有蒸汽截除器23，用于排放从系统中分离出来的冷凝液。

在蒸汽加热设备1的二次侧，连接有一个冷凝液排放管20，用于排放在蒸汽加热设备1中作为热交换的结果所产生的冷凝液。用于强制排放往下流的冷凝液的蒸汽截除器9被安装到冷凝液排放管20上;不过如果在蒸汽加热设备1内所产生冷凝液的数量恒定时，这样的蒸汽截除器未必总是需要的。

用于供应待加热材料的管道12和阀门14还一起连接到蒸汽加热设备1，同样，用于运送待加热材料的管道13也接到蒸汽加热设备1上。温度传感器17作为检测在进气口材料的温度装置被安排在靠近蒸汽加热设备1的材料供应管道12上，温度传感器18作为检测在出气口材料温度的装置被安排在靠近蒸汽加热设备1的材料运送管道13上。温度传感器17和18都接到蒸汽流量表3的材料温差测量部件7上。

现在将说明其操作。

在蒸汽加热设备1内部的待加热材料是用从蒸汽供应管道10提供的蒸汽来加热，并从材料运送管13取出。供应的蒸汽量是由蒸汽流量表13来测量。由于加热材料其热量从中被导出的蒸汽变为冷凝液，并通过安装在蒸汽加热设备1的二次侧的蒸汽截除器9从系统中排放。来自蒸汽流量表3的流量测量部件4、蒸汽压力测量部件5和蒸汽温度测量部件6的相应信号被输入到运算单元8。在该单元8中，供给蒸汽加热设备1的蒸汽的热量是根据蒸汽流量、蒸汽压力和温度计算的。此外，在蒸汽加热设备1的进气和出气口处待加热材料的温度平均值或在进气和出气两侧温度之间的差值（这些温度是由温度传感器17和18加以检测）是在材料温差测量部件7中导出。运算单元8还能从这类数据简单地确定蒸汽加热设备1的热传导效率。也就是说，把待加热材料的供应量控制为常数的情况下，热传导效率可以通过把在进气和出气口材料的温差除以算出的蒸汽量或通过把蒸汽的热量除以从蒸汽的实测温度减去材料在进气和出气口上的温度平均值所得到的数值加以计算的。因此，在所有时间检测供应蒸汽的流量使热传导效率的变化可以精确地加以控制，并且调整蒸汽的供应量或诸如此类的参数使材料的加热温度可以准确地加以固定。提供的接到运算单元8的控制装置使所讨论的调整得以自动化。

图2显示另一实施例，在该实施例中，结构不同于上述实施例的蒸汽流量表应用于蒸汽加热设备。蒸汽供应管10接到蒸汽加热设备1。蒸汽流量表3连接到蒸汽供应管10上。流量表3装有流量测量部件4、蒸汽压力测量部件5、蒸汽温度测量部件6以及运算单元8。运算单元8接到流量测量部件4、蒸汽压力测量部件5以及蒸汽温度测量部件6，并且还接到用于输入参考热量的装置（图中未显示），例如，这装置相当于以数字值输入参考热量的数据用的键盘上的一个或多个键。

在本实施例的结构中，流量表3中的流量测量部件4、蒸汽压力测量部件5、蒸汽温度测量部件6以及调整阀门11，14，蒸汽截除器9，23等等基本上与上述实施例相同，例如，流量表的压差型测量系统的结构对流量测量部件4是更可取的。与上述实施例是共同的部件被标以相同的参考数字，并为此省略了对其结构的说明。

本实施例的操作如下：

在蒸汽加热设备1内部的待加热材料是由蒸汽供应管10提供的蒸汽来加热，并由材料运送管13取出。至于供应的蒸汽数量都由蒸汽流量表3来测定。来自流量测量部件4、蒸汽压力测量部件5和蒸汽温度测量部件6的相应信号被输入到运算单元8，在单元8中，供给蒸汽加热设备1的蒸汽的热量是根据蒸汽的流量、温度和压力的数据计算的。供应蒸汽的热量与参考热量之比是通过把所讨论蒸汽的计算热量除以从连接到运算单元8的参考热量输入装置（图中未显示）输入的参考热量的数据而加以计算的。从这计算结果能了解到实际供应的蒸汽热量是少于还是多于参考热量，或者是正确的数值。此外，如果在待加热材料的数量是预定数量的情况下所需热量（即，在设计设备时确定的设计热量）被选为参考热量，则热传导效率的变化就可根据计算的蒸汽热量和设计热量的相互比较来加以控制。此外，从上述比较中，有可能理论上地了解待加热材料的数量是较多还是较少，而调整材料供应管12的阀门14使材料的数量可加以调整。因此，待加热材料的加热程度可通过控制供应蒸汽的热量和待加热材料的量仅由蒸汽流量表3加以调整并调整它们。

Claims (2)

1、装有蒸汽流量检测装置和用于检测蒸汽压力和温度的蒸汽压力和温度检测装置的蒸汽流量表，所述蒸汽流量表另外包括：

用于检测待加热材料的温度的装置；及

连接所述材料温度检测装置、所述蒸汽流量检测装置和所述蒸汽压力及温度检测装置的运算单元，

由此根据用所述材料温度检测装置测得的所述待加热材料的温度以及根据基于来自所述蒸汽流量检测装置和所述蒸汽压力及温度检测装置的信号所计算的已通过蒸汽的热量可计算出待测设备的热传导效率。

2、装有蒸汽流量检测装置和用于检测蒸汽的压力及温度的蒸汽压力及温度检测装置的蒸汽流量表，它还包括：

用于输入参考热量的装置;

连接所述参考热量输入装置、所述蒸汽流量检测装置和所述蒸汽压力及温度检测装置的运算单元，

因此已通过蒸汽的热量是在来自所述蒸汽流量检测装置和所述蒸汽压力及温度检测装置的诸信号的基础上加以计算的，并比较和计算所述的蒸汽热量和所述的参考热量。

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