CN109611681A

CN109611681A - 新型蒸汽管道疏水收集器

Info

Publication number: CN109611681A
Application number: CN201910043682.7A
Authority: CN
Inventors: 王海; 朱彤
Original assignee: Tongji University
Current assignee: Tongji University
Priority date: 2019-01-17
Filing date: 2019-01-17
Publication date: 2019-04-12

Abstract

本发明涉及一种新型蒸汽管道疏水收集器，包括：引导管、疏水暂存容器、疏水排除管、磁铁封水盖及电磁控制装置，所述引导管为从蒸汽管道中连接到疏水暂存容器的一根管道，所述疏水暂存容器为球形，所述疏水暂存容器的上端连接所述引导管，所述疏水暂存容器的下端连接所述疏水排除管，所述疏水排除管远离所述疏水暂存容器的一端的侧壁上设有卡槽，所述磁铁封水盖设置于所述卡槽上，所述电磁控制装置设置在所述疏水排除管的外部且与所述磁铁封水盖相对应设置。本发明可收集管道中形成的凝结水，并自动将这些水分作为疏水释放到疏水管道中去，能够有效的收集蒸汽管道凝结水，减少水和热量损失，提高蒸汽系统的能源效率。

Description

新型蒸汽管道疏水收集器

技术领域

本发明属于节能技术领域，尤其涉及一种蒸汽管道疏水收集器。

背景技术

我国现有的典型工业系统中，经常采用蒸汽管道作为热量输送的方式。在输送过程中，会有部分水蒸气凝结下来。蒸汽疏水阀的基本作用是将蒸汽系统中的空气及冷的不凝气体和蒸汽使用后产生的冷凝水尽快排出；同时自动防止蒸汽的泄露。疏水阀的品种很多，各有不同的性能。国内生产疏水阀的厂家比较多，连接尺寸也大多不统一。主要分以下几个大类：以JB/T2203－1999《疏水阀结构长度》为主的通用类。国内大多数疏水阀生产厂家均按本标准设计生产。如疏水阀最大公称通径为DN500(Diameter Nominal,公称直径，单位：mm)，浮球式疏水阀最大公称通径DN600。根据疏水阀规格及掌握的资料来看，疏水阀最大公称通径为DN500，浮球式疏水阀最大公称通径DN600。疏水器根据作用原理不同，主要可分为三种类型：1.机械型疏水阀；机械型也称浮子型，是利用凝结水与蒸汽的密度差，通过凝结水液位变化，使浮子升降带动阀瓣开启或关闭，达到阻汽排水目的。机械型疏水阀的过冷度小，不受工作压力和温度变化的影响，有水即排，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率。机械型疏水阀的最大背压率为80％，工作质量高，普遍用于生产工艺加热设备。机械型疏水阀的类型有自由浮球式、自由半浮球式、杠杆浮球式、倒吊桶式等。2.热静力型疏水阀；这类疏水阀是利用蒸汽和凝结水的温差引起感温元件的变型或膨胀带动阀心启闭阀门。热静力型疏水阀的过冷度比较大，一般过冷度为15度到40度，它能利用凝结水中的一部分显热，但是，阀前始终存有高温凝结水。一般来说，无蒸汽泄漏，节能效果显著。应用在蒸汽管道，伴热管线、小型加热设备，采暖设备，温度要求不高的小型加热设备上。热静力型疏水阀有膜盒式、波纹管式、双金属片式。3.热动力型疏水阀。这类疏水阀根据相变原理，靠蒸汽和凝结水通过时的流速和体积变化的不同热力学原理，使阀片上下产生不同压差，驱动阀片开关阀门。因热动力式疏水阀的工作动力来源于蒸汽，所以蒸汽浪费比较大。结构简单、耐水击、最大背压率为50％。但是，普遍存在有噪音，阀片工作频繁，使用寿命短的情况。热动力型疏水阀的类型有热动力式(圆盘式)、脉冲式、孔板式。为了克服当前在蒸汽管道上的疏水装置的技术不足，本发明提供了一种新型蒸汽管道新型疏水收集器。本发明提供的一种蒸汽管道新型疏水收集器，可收集管道中形成的凝结水，并自动将这些水分作为疏水释放到疏水管道中去，能够有效的收集蒸汽管道凝结水，减少水和热量损失，提高蒸汽系统的能源效率。

发明内容

基于此，提供一种蒸汽管道疏水收集器。

一种新型蒸汽管道疏水收集器，包括：

引导管、疏水暂存容器、疏水排除管、磁铁封水盖及电磁控制装置，所述引导管为从蒸汽管道中连接到疏水暂存容器的一根管道，所述疏水暂存容器为球形，所述疏水暂存容器的上端连接所述引导管，所述疏水暂存容器的下端连接所述疏水排除管，所述疏水排除管用于连接外部排水管道或环境大气，

所述疏水排除管远离所述疏水暂存容器的一端的侧壁上设有卡槽，所述磁铁封水盖设置于所述卡槽上，所述电磁控制装置设置在所述疏水排除管的外部且与所述磁铁封水盖相对应设置，所述电磁控制装置包含第一电极、第二电极、电源、电磁圈及衔铁，所述第一电极和所述第二电极分别与所述电磁圈电连接，所述第一电极和所述第二电极相对设置在所述疏水排除管靠近所述疏水暂存容器的内侧壁上，所述衔铁的根部插设在所述电磁圈的内部，所述衔铁的头部露在电磁圈外部且与所述磁铁封水盖对应设置。

在其中一个实施例中，所述引导管为刚性材料。

在其中一个实施例中，所述磁铁封水盖内部设置有永磁体，所述磁铁封水盖是用于隔绝所述疏水排除管与外界大气的闸门型封水盖。

在其中一个实施例中，所述磁铁封水盖为圆柱体或矩形。

在其中一个实施例中，当水位低时，第一电极和第二电极不导通，衔铁没有受到电磁圈的磁化作用，永磁体与疏水排除管外部的电磁圈衔铁形成强磁力吸引作用，磁铁封水盖关闭；当水位高时，衔铁受到电磁圈的磁化作用，永磁体与疏水排除管外部的电磁圈衔铁形成强磁力排斥作用，磁铁封水盖打开。

在其中一个实施例中，所述衔铁产生的电磁吸力可按照如下式(1)所示：

其中，F为衔铁产生的电磁吸力；B为衔铁与管壁面的气隙中的磁感应强度；S为磁力线穿过磁极的总面积；μ₀为空气导磁系数。

在其中一个实施例中，所述电磁圈的匝数、直径与疏水排除管的管径正相关，所述疏水排除管的管径越大，所述电磁圈的匝数和直径也相应增加。

在其中一个实施例中，所述第一电极和所述第二电极是裸露在所述疏水排除管的管壁内部且与管壁绝缘的导电电极。

在其中一个实施例中，在蒸汽管道中，每30m布置一个疏水收集器。

在其中一个实施例中，所述磁铁封水盖可滑动卡设于所述卡槽。

为了解决当前疏水器装置中由于原理或结构所限，不能同时实现连续排除疏水，疏水的过冷度较大及疏水装置内存水时间较长的问题。本发明提供了一种基于电磁驱动原理的快速排除疏水的新型收集器装置。本发明的有益效果包括：可实现连续排除疏水，无需疏水有过冷度，也不会在疏水装置内需要存水时间长的缺点。

附图说明

图1为本发明型蒸汽管道疏水收集器的结构示意图；

图2为本发明型蒸汽管道疏水收集器的关闭状态示意图；

图3为本发明型蒸汽管道疏水收集器的开启状态示意图；

图4为本发明型蒸汽管道疏水收集器的布置图；

图5为本发明磁铁封水盖的结构示意图。

图中：100-蒸汽管道 200-引导管 300-疏水暂存容器 500-疏水排除管 400-电磁控制装置 410-第一电极 420-第二电极 430-衔铁 440-磁铁封水盖 450-电磁圈 510-卡槽 441-可动部件 442-密封部件。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

请参阅图1和图3，一种新型蒸汽管道疏水收集器，包括：引导管200、疏水暂存容器300、疏水排除管500、磁铁封水盖440及电磁控制装置400，所述引导管为从蒸汽管道100中连接到疏水暂存容器的一根管道，所述引导管与蒸汽管道的连接方式采用直接焊接，也可以采用法兰连接；引导管的直径必须符合相关的疏水阀连接的尺寸标准要求；所述疏水暂存容器为球形，所述疏水暂存容器的尺寸大小与疏水排除速度有关，当最大排水流量为100m3/h时，所述疏水暂存容器的容积为42L；所述疏水暂存容器的上端连接所述引导管，所述疏水暂存容器的下端连接所述疏水排除管，所述疏水排除管用于连接外部排水管道或环境大气，所述疏水排除管是非铁磁性的刚性材料，例如：PVC或PE等塑料材料。如图3所示，所述疏水排除管远离所述疏水暂存容器的一端的侧壁上设有卡槽，所述磁铁封水盖设置于所述卡槽上，所述电磁控制装置设置在所述疏水排除管的外部且与所述磁铁封水盖相对应设置，所述电磁控制装置包含第一电极410、第二电极420、电源及电磁圈450及衔铁430；这些部件之间通过电连接；所述电源用于提供电能，所述第一电极410和所述第二电极420分别与所述电磁圈电连接，所述第一电极和所述第二电极相对设置在所述疏水排除管靠近所述疏水暂存容器的内侧壁上，即在所述疏水排除管的内侧壁上下相对设置，所述衔铁的根部插设在所述电磁圈内部，所述衔铁为T型，所述衔铁的头部露在电磁圈外部且与所述磁铁封水盖对应设置，通过衔铁与所述磁铁封水盖的配合实现所述疏水排除管的导通及封闭。

在其中一个实施例中，所述引导管为刚性材料，例如，所述引导管为不锈钢，铜材等刚性材料。

在其中一个实施例中，所述磁铁封水盖为圆柱体或矩形，例如，该磁铁封水盖为矩形，长320mm，宽36mm。

在其中一个实施例中，请参阅图2，当水位低时，第一电极和第二电极不导通，衔铁没有受到电磁圈的磁化作用，永磁体与疏水排除管外部的电磁圈衔铁形成强磁力吸引作用，磁铁封水盖关闭；如图3所示，当水位高时，衔铁受到电磁圈的磁化作用，永磁体与疏水排除管外部的衔铁形成强磁力排斥作用，磁铁封水盖打开；具体的，当疏水蓄水量达到一定高度，接通第一电极和第二电极时，电磁控制装置电路接通，产生电磁力移动磁铁封水盖的可动部分。磁铁封水盖打开，疏水排出到外界。当疏水量下降，第一电极和第二电极不再接通。电磁控制装置电路断开，电磁力消失。永磁体对衔铁的磁力将移动磁铁封水盖的可动部分。磁铁封水盖关闭，疏水不再排出。

在其中一个实施例中，衔铁产生的电磁吸力可按照如下式(1)所示：

在其中一个实施例中，所述电磁圈的匝数、直径与疏水排除管的管径正相关，所述疏水排除管的管径越大，所述电磁圈的匝数和直径也相应增加，反之亦然；对应关系如下表1所示：

表1

疏水排除管管径(DN)mm	匝数	直径mm
			50	100	10
100	200	15
			150	300	20
200	400	25
			250	500	30
300	600	35

请参阅图4，在其中一个实施例中，在蒸汽管道中，每30m布置一个疏水收集器，由于蒸汽管道的应用非常广泛，节能的需求很大，蒸汽管道上普遍需要安装大量疏水收集器。一般来说，每30-50米就应该安装一个疏水收集器，在该蒸汽中压管道中，主要以DN250(Diameter Nominal,公称直径，单位：mm)管径为主，本实施例中，每30m布置一个疏水收集器。管道布置如下图4所示；在DN250管道中布置的新型疏水收集器采用的电磁控制装置的参数优选为：电磁圈匝数500，电磁圈直径30mm；电源采用24v直流电源，额定功率500W。衔铁的尺寸优选为直径29mm。衔铁接近管壁的头部采用圆形结构，直径50mm，厚度为5mm。

请参阅图5，在其中一个实施例中，所述磁铁封水盖可滑动卡设在所述卡槽上，所述磁铁封水盖作为疏水排除管的阀门，所述磁铁封水盖由密封部件442和可动部件441组成，所述磁铁封水盖内部设置有一块永磁体，即可动部件内部设置有一块永磁体，所述可动部件长260mm，宽28m，所述密封部件与所述疏水排除管的管壁紧密结合，防止蒸汽外泄，可动部件可在受到外部电磁力推动时，左右移动，最大移动距离5mm。

上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种新型蒸汽管道疏水收集器，其特征在于，包括：引导管、疏水暂存容器、疏水排除管、磁铁封水盖及电磁控制装置，所述引导管为从蒸汽管道中连接到疏水暂存容器的一根管道，所述疏水暂存容器为球形，所述疏水暂存容器的上端连接所述引导管，所述疏水暂存容器的下端连接所述疏水排除管，所述疏水排除管用于连接外部排水管道或环境大气，

所述疏水排除管远离所述疏水暂存容器的一端的侧壁上开设有卡槽，所述磁铁封水盖设置于所述卡槽上，所述电磁控制装置设置在所述疏水排除管的外部，所述电磁控制装置包括第一电极、第二电极、电源、电磁圈及衔铁，所述第一电极和所述第二电极分别与所述电磁圈电连接，所述第一电极和所述第二电极相对设置在所述疏水排除管靠近所述疏水暂存容器的内侧壁上，所述衔铁的根部插设在所述电磁圈的内部，所述衔铁的头部露在所述电磁圈外部且与所述磁铁封水盖对应设置。

2.根据权利要求1所述的新型蒸汽管道疏水收集器，其特征在于，所述引导管为刚性材料。

3.根据权利要求1所述的新型蒸汽管道疏水收集器，其特征在于，所述磁铁封水盖内部设置有永磁体，所述磁铁封水盖是用于隔绝所述疏水排除管与外界大气的闸门型封水盖。

4.根据权利要求1所述的新型蒸汽管道疏水收集器，其特征在于，所述磁铁封水盖为圆柱体或矩形。

5.根据权利要求3所述的新型蒸汽管道疏水收集器，其特征在于，当水位低时，所述第一电极和所述第二电极不导通，所述衔铁没有受到所述电磁圈的磁化作用，所述永磁体与疏水排除管外部的所述衔铁形成强磁力吸引作用，所述磁铁封水盖关闭；当水位高时，衔铁受到电磁圈的磁化作用，所述永磁体与疏水排除管外部的所述衔铁形成强磁力排斥作用，所述磁铁封水盖打开。

6.根据权利要求5所述的新型蒸汽管道疏水收集器，其特征在于，所述衔铁产生的电磁吸力可按照如下式(1)所示：

7.根据权利要求6所述的新型蒸汽管道疏水收集器，其特征在于，所述电磁圈的匝数、直径与疏水排除管的管径正相关，所述疏水排除管的管径越大，所述电磁圈的匝数和直径也相应增加。

8.根据权利要求1所述的新型蒸汽管道疏水收集器，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极是裸露在所述疏水排除管的管壁内部且与管壁绝缘的导电电极。

9.根据权利要求8所述的新型蒸汽管道疏水收集器，其特征在于，在蒸汽管道中，每30m布置一个疏水收集器。

10.根据权利要求1所述的新型蒸汽管道疏水收集器，其特征在于，所述磁铁封水盖可滑动卡设于所述卡槽。