CN110454770A - 一种蒸汽混合加热器及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蒸汽混合加热器，包括加热器本体和固定底座，加热器本体安装于固定底座上；加热器本体包括加热筒体，加热筒体的周侧设有蒸汽进入管，加热筒体的周侧内表面固定有填充层，填充层的周侧外壁相对于蒸汽进入管的位置开有蒸汽入口；填充层的周侧内表面设有螺旋管；固定底座包括方形底座，方形底座的侧表面开有第二安装孔，第二安装孔内安装有螺纹杆；方形底座上方安装有卡接架。本发明的蒸汽进入整个加热器后，采用螺纹管对蒸汽进行分流，且螺纹管壁朝向轴线方向均匀开设有出气口，蒸汽由螺纹管上的出气口进入流体，相对于流体来说，蒸汽的进入方向来自四面八方，能够有效增大蒸汽与流体的接触面积，从而提高换热效率。
Description
技术领域
本发明属于加热器设备技术领域，具体是涉及一种蒸汽混合加热器及其工作方法。
背景技术
蒸汽和水(液体)直接混合的加热装置称混合加热器。其优点是传热效果好，水的温度可达到加热蒸汽压力下的饱和温度(即端差为零)，且结构简单、造价低廉。它是浴池给水、生产生活用热水供应及热水采暖系统中最理想的蒸汽加热设备。同时广泛用于食品酿造、医药、化工、石油、橡胶、造纸等行业的流体的混合与加热。当被加热水通过喷射式混合加热器的喷嘴时，压力降低，流速增加，在喷嘴的出口处形成低压区，蒸汽在此区域进入加热器内，与被加热水进行混合，蒸汽在水中凝结放热，汽、水之间进行能量、动量和质量的交换，然后汽水混合物进入混合室进一步均匀混合，最后进入扩压室使水的流速降低，压力升高，完成加热水的过程。
专利号为CN201610750820.1的中国发明专利公开了一种蒸汽混合加热器，包括加热器壳体一端通过闸阀或截止阀和混合蒸汽出口管连接，加热器壳体另一端通过流量调节阀和主蒸汽入口管连接，混合蒸汽出口管和主蒸汽入口管通过闸阀或截止阀连通，靠近主蒸汽入口管的加热器壳体上端通过流量调节阀和辅助蒸汽入口管连接，辅助蒸汽入口管向加热器壳体内延伸设置有辅助蒸汽分配管，主蒸汽入口管向加热器壳体内延伸设置有主蒸汽分配管，辅助蒸汽分配管沿竖直方向垂直排布设置，主蒸汽分配管沿水平方向横向排布设置。该蒸汽混合加热装置能够有效适用于两种压力近似且温度不同的蒸汽的混合。但是该加热器不适用于蒸汽和水(液体)的混合。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蒸汽混合加热器及其工作方法，蒸汽进入整个加热器后，采用螺纹管对蒸汽进行分流，且螺纹管壁朝向轴线方向均匀开设有出气口，蒸汽由螺纹管上的出气口进入流体，相对于流体来说，蒸汽的进入方向来自四面八方，能够有效增大蒸汽与流体的接触面积，从而提高换热效率，适用于蒸汽和流体的混合加热。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种蒸汽混合加热器，包括加热器本体和固定底座，加热器本体安装于固定底座上；
加热器本体包括加热筒体，加热筒体的两端表面分别设有冷水进入管和热水出水管，加热筒体的周侧设有蒸汽进入管，过热蒸汽由蒸汽进入管进入加热筒体内；加热筒体的周侧内表面固定有填充层，填充层的周侧外壁相对于蒸汽进入管的位置开有蒸汽入口；填充层的周侧内表面设有螺旋管，螺旋管的直管部分通过蒸汽入口插入蒸汽进入管内，且直管部分与蒸汽入口过盈配合，螺旋管的表面朝向轴线方向开有均匀分布的出气孔；
固定底座包括方形底座，方形底座的上表面开有方形槽口和两个第一安装孔，方形底座的侧表面开有第二安装孔，第二安装孔贯穿整个方形底座，且第二安装孔与方形槽口贯通，第二安装孔内安装有螺纹杆，螺纹杆与第二安装孔转动连接；螺纹杆上安装有滑动块，滑动块为直角梯形棱台，滑动块的表面开有螺纹通孔，螺纹通孔与螺纹杆螺纹配合，滑动块安装于螺纹杆上时，斜面朝上；方形底座上方安装有卡接架，卡接架包括顶板，顶板的下表面固定有卡接块和两根限位杆，限位杆与第一安装孔配合，卡接块的下表面为斜面，斜面与滑动块的斜面接触配合，卡接块的表面还开有圆形通孔，圆形通孔的直径大于冷水进入管的直径。
进一步地，所述冷水进入管、加热筒体和热水出水管均相互贯通。
进一步地，所述填充层为中空结构，冷水与过热蒸汽在该中空结构内发生热交换，填充层采用耐温防水耐腐蚀材料。
进一步地，所述方形槽口位于方形底座上表面中心位置，两个第一安装孔位于方形槽口的两侧。
进一步地，所述螺纹杆一端设有把手。
进一步地，所述滑动块的下表面设有限位条，限位条平行于螺纹杆设置，方形槽口的底面开有条形限位槽，条形限位槽平行于螺纹杆设置且与滑动块下表面的限位条滑动配合。
一种蒸汽混合加热器的工作方法，包括如下步骤：
第一步、旋转螺纹杆，使滑动块向外侧移动，在滑动块与卡接块的斜面配合作用下，卡接块向上移动，直至整个圆形通孔位于方向底座上方；
第二步、将冷水进入管和热水出水管分别通过圆形通孔放置于两侧的固定底座上，再反向旋转螺纹杆，使卡接块缓慢下降直至圆形通孔的上壁部分与冷水进入管/热水出水管紧密结合；
第三步、过热蒸汽由蒸汽进入管进入加热筒体，再由螺旋管的直管部分进入整个螺旋管，螺旋管的表面朝向轴线方向开有均匀分布的出气孔，蒸汽由出气孔往螺旋管的中间区域喷射；
第四步、开启冷水阀，冷水由冷水进入管进入螺旋管的中间区域内，蒸汽由出气孔往螺旋管的中间区域喷射，对冷水进行加热，加热完成后的热水经热水出水管出水，完成加热过程。
本发明的有益效果：
本发明采用的固定底座，通过旋转螺纹杆，使滑动块向外侧移动，在滑动块与卡接块的斜面配合作用下，卡接块向上移动，直至整个圆形通孔位于方向底座上方，将冷水进入管和热水出水管分别通过圆形通孔放置于固定底座上，再反向旋转螺纹杆，使卡接块缓慢下降直至圆形通孔的上壁部分与冷水进入管/热水出水管紧密结合，即完成整个蒸汽混合加热器的安装，此种安装方式简单快捷，能够实现对加热器的有效固定；
本发明的蒸汽进入整个加热器后，采用螺纹管对蒸汽进行分流，且螺纹管壁朝向轴线方向均匀开设有出气口，蒸汽由螺纹管上的出气口进入流体，相对于流体来说，蒸汽的进入方向来自四面八方，能够有效增大蒸汽与流体的接触面积，从而提高换热效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
图1是本发明一种蒸汽混合加热器的结构示意图。
图2是本发明一种蒸汽混合加热器的加热器本体的结构示意图。
图3是图2的局部结构示意图。
图4是本发明一种蒸汽混合加热器的固定底座的结构示意图。
图5是图4的局部结构示意图。
图6是本发明一种蒸汽混合加热器的固定底座的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6所示，一种蒸汽混合加热器，如图1所示，包括加热器本体1和固定底座2，加热器本体1安装于固定底座2上；
如图2、3所示，加热器本体1包括加热筒体11，加热筒体11为整个加热器本体1的壳层，加热筒体11的两端表面分别设有冷水进入管12和热水出水管13，具体的，冷水进入管12、加热筒体11和热水出水管13均相互贯通；加热筒体11的周侧还设有蒸汽进入管17，过热蒸汽由蒸汽进入管17进入加热筒体1内；加热筒体11的周侧内表面固定有填充层14，填充层14为中空结构，冷水与过热蒸汽在该中空结构内发生热交换，较优的，填充层14采用耐温防水耐腐蚀材料，如聚四氟乙烯(PTFE)材料、聚醚醚酮(PEEK)材料等，需要说明的是，填充层14的周侧外壁相对于蒸汽进入管17的位置开有蒸汽入口15；填充层14的周侧内表面设有螺旋管16，螺旋管16的直管部分通过蒸汽入口15插入蒸汽进入管17内，且直管部分与蒸汽入口15过盈配合，过热蒸汽由蒸汽入口15进入后，再由螺旋管16的直管部分进入整个螺旋管16，螺旋管16的表面朝向轴线方向开有均匀分布的出气孔，蒸汽由出气孔往中间的水流中喷射，实现热交换；
如图4所示，固定底座2包括方形底座21，方形底座21的上表面开有方形槽口22和两个第一安装孔23，较优的，方形槽口22位于方形底座21上表面中心位置，两个第一安装孔23位于方形槽口22的两侧；方形底座21的侧表面开有第二安装孔24，第二安装孔24贯穿整个方形底座21，且第二安装孔24与方形槽口22贯通，第二安装孔24内安装有螺纹杆25，螺纹杆25与第二安装孔24转动连接，螺纹杆24一端设有把手26；螺纹杆25上安装有滑动块27，滑动块27为直角梯形棱台，滑动块27的表面开有螺纹通孔2701，螺纹通孔2701与螺纹杆25螺纹配合，滑动块27安装于螺纹杆15上时，斜面朝上；需要说明的是，滑动块27的下表面设有限位条，限位条平行于螺纹杆25设置，方形槽口22的底面开有条形限位槽，条形限位槽平行于螺纹杆25设置且与滑动块27下表面的限位条滑动配合，起到限位的作用，使螺纹杆25在旋转的时候，带动滑动块27沿其轴向滑动；如图5、6所示，方形底座21上方安装有卡接架28，卡接架28包括顶板2801，顶板2801的下表面固定有卡接块2802和两根限位杆2803，限位杆2803与第一安装孔23配合，卡接块2802的下表面为斜面，该斜面与滑动块27的斜面接触配合，卡接块2802的表面还开有圆形通孔2804，该圆形通孔2804的直径大于冷水进入管12的直径；使用时，通过旋转螺纹杆25，使滑动块27向外侧移动，在滑动块27与卡接块2802的斜面配合作用下，卡接块2802向上移动，直至整个圆形通孔2804位于方向底座21上方，将冷水进入管12和热水出水管13分别通过圆形通孔2804放置于固定底座2上，再反向旋转螺纹杆25，使卡接块2802缓慢下降直至圆形通孔2804的上壁部分与冷水进入管12/热水出水管13紧密结合，即完成整个蒸汽混合加热器的安装；安装结束后，过热蒸汽由蒸汽进入管17进入加热筒体11，再由螺旋管16的直管部分进入整个螺旋管16，螺旋管16的表面朝向轴线方向开有均匀分布的出气孔，蒸汽由出气孔往中间的水流中喷射，实现热交换；
一种蒸汽混合加热器的工作方法，包括如下步骤：
第一步、旋转螺纹杆25，使滑动块27向外侧移动，在滑动块27与卡接块2802的斜面配合作用下，卡接块2802向上移动，直至整个圆形通孔2804位于方向底座21上方；
第二步、将冷水进入管12和热水出水管13分别通过圆形通孔2804放置于两侧的固定底座2上，再反向旋转螺纹杆25，使卡接块2802缓慢下降直至圆形通孔2804的上壁部分与冷水进入管12/热水出水管13紧密结合；
第三步、过热蒸汽由蒸汽进入管17进入加热筒体11，再由螺旋管16的直管部分进入整个螺旋管16，螺旋管16的表面朝向轴线方向开有均匀分布的出气孔，蒸汽由出气孔往螺旋管16的中间区域喷射；
第四步、开启冷水阀，冷水由冷水进入管12进入螺旋管16的中间区域内，蒸汽由出气孔往螺旋管16的中间区域喷射，对冷水进行加热，加热完成后的热水经热水出水管13出水，完成加热过程。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所述本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种蒸汽混合加热器，其特征在于，包括加热器本体(1)和固定底座(2)，加热器本体(1)安装于固定底座(2)上；
加热器本体(1)包括加热筒体(11)，加热筒体(11)的两端表面分别设有冷水进入管(12)和热水出水管(13)，加热筒体(11)的周侧设有蒸汽进入管(17)，过热蒸汽由蒸汽进入管(17)进入加热筒体(11)内；加热筒体(11)的周侧内表面固定有填充层(14)，填充层(14)的周侧外壁相对于蒸汽进入管(17)的位置开有蒸汽入口(15)；填充层(14)的周侧内表面设有螺旋管(16)，螺旋管(16)的直管部分通过蒸汽入口(15)插入蒸汽进入管(17)内，且直管部分与蒸汽入口(15)过盈配合，螺旋管(16)的表面朝向轴线方向开有均匀分布的出气孔；
固定底座(2)包括方形底座(21)，方形底座(21)的上表面开有方形槽口(22)和两个第一安装孔(23)，方形底座(21)的侧表面开有第二安装孔(24)，第二安装孔(24)贯穿整个方形底座(21)，且第二安装孔(24)与方形槽口(22)贯通，第二安装孔(24)内安装有螺纹杆(25)，螺纹杆(25)与第二安装孔(24)转动连接；螺纹杆(25)上安装有滑动块(27)，滑动块(27)为直角梯形棱台，滑动块(27)的表面开有螺纹通孔(2701)，螺纹通孔(2701)与螺纹杆(25)螺纹配合，滑动块(27)安装于螺纹杆(15)上时，斜面朝上；方形底座(21)上方安装有卡接架(28)，卡接架(28)包括顶板(2801)，顶板(2801)的下表面固定有卡接块(2802)和两根限位杆(2803)，限位杆(2803)与第一安装孔(23)配合，卡接块(2802)的下表面为斜面，斜面与滑动块(27)的斜面接触配合，卡接块(2802)的表面还开有圆形通孔(2804)，圆形通孔(2804)的直径大于冷水进入管(12)的直径。
2.根据权利要求1所述的一种蒸汽混合加热器，其特征在于，所述冷水进入管(12)、加热筒体(11)和热水出水管(13)均相互贯通。
3.根据权利要求1所述的一种蒸汽混合加热器，其特征在于，所述填充层(14)为中空结构，冷水与过热蒸汽在该中空结构内发生热交换，填充层(14)采用耐温防水耐腐蚀材料。
4.根据权利要求1所述的一种蒸汽混合加热器，其特征在于，所述方形槽口(22)位于方形底座(21)上表面中心位置，两个第一安装孔(23)位于方形槽口(22)的两侧。
5.根据权利要求1所述的一种蒸汽混合加热器，其特征在于，所述螺纹杆(24)一端设有把手(26)。
6.根据权利要求1所述的一种蒸汽混合加热器，其特征在于，所述滑动块(27)的下表面设有限位条，限位条平行于螺纹杆(25)设置，方形槽口(22)的底面开有条形限位槽，条形限位槽平行于螺纹杆(25)设置且与滑动块(27)下表面的限位条滑动配合。
7.一种蒸汽混合加热器的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步、旋转螺纹杆(25)，使滑动块(27)向外侧移动，在滑动块(27)与卡接块(2802)的斜面配合作用下，卡接块(2802)向上移动，直至整个圆形通孔(2804)位于方向底座(21)上方；
第二步、将冷水进入管(12)和热水出水管(13)分别通过圆形通孔(2804)放置于两侧的固定底座(2)上，再反向旋转螺纹杆(25)，使卡接块(2802)缓慢下降直至圆形通孔(2804)的上壁部分与冷水进入管(12)/热水出水管(13)紧密结合；
第三步、过热蒸汽由蒸汽进入管(17)进入加热筒体(11)，再由螺旋管(16)的直管部分进入整个螺旋管(16)，螺旋管(16)的表面朝向轴线方向开有均匀分布的出气孔，蒸汽由出气孔往螺旋管(16)的中间区域喷射；
第四步、开启冷水阀，冷水由冷水进入管(12)进入螺旋管(16)的中间区域内，蒸汽由出气孔往螺旋管(16)的中间区域喷射，对冷水进行加热，加热完成后的热水经热水出水管(13)出水，完成加热过程。
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