CN111271589B - 一种高效节能的密封蒸汽疏水装置 - Google Patents

Abstract

一种高效节能的密封蒸汽疏水装置，属于蒸汽疏水设备技术领域，用于蒸汽疏水。其技术方案是：底盘固定连接在支架上，下筒体固定连接在底盘上方，迷宫盘与下筒体的上端圆周固定连接，上筒体的下端圆周与迷宫盘圆周相连接，上筒体的上端圆周与顶盖下平面固定连接，迷宫筒放置在上筒体内，迷宫筒的下端与迷宫盘的上表面活动连接，在迷宫筒外壁和上筒体内壁之间放置有限位架，在顶盖上有进气管与上筒体的内腔相连通，在迷宫盘的中心有垂直的导水管，导水管的下端与下筒体的内腔相连通，在下筒体的侧壁上有排水管与外界相连通。本发明结构简单、使用方便、对各种疏水量适应性强、稳定性好、使用寿命长，不需要人工频繁巡查或者检查，节约了能源。

Description

一种高效节能的密封蒸汽疏水装置

技术领域

本发明涉及一种用于蒸汽尾汽排水闭汽使用的蒸汽疏水装置，属于蒸汽疏水设备技术领域。

背景技术

疏水阀主要用于蒸汽尾汽排水闭汽。蒸汽和凝结水的转换机制基于蒸汽和凝结水的密度差、温度差和相变，适用于蒸汽和凝结水转换机制的常用疏水阀有三种类型，分别为为机械型、热静力型、热动力型。常见疏水阀的特点是体积小，疏水效果较好，价格低廉,被广泛采用。但是，常见疏水阀的结构复杂，阀体内小零件极易因磨损、腐蚀、冲击等原因发生卡阻、动作迟缓而失去应有功能，且难以维修，保用寿命短。另外，现有的疏水阀普遍存在着阻止蒸汽排放效果差、动作频繁、频繁排放蒸汽等不节能的情况，还需要经常进行人工支调节和巡视检查，否则极易造成大量排放蒸汽甚至是冻害问题。而且，小型疏水阀疏水的能力较差，对于排放量需求较大的情况时，要么疏水速度慢，造成蒸汽使用设备的蒸汽供应量不足；要么疏水阀不停止工作，将大量蒸汽排放。

因此目前常用的疏水阀不能满足生产的需要，急需设计一种新的疏水设备，克服小型疏水阀的诸多弊端，达到高效、节能疏水目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高效节能的密封蒸汽疏水装置，这种密封蒸汽疏水装置能够克服传统疏水阀寿命短、疏水能力受限、不节能的弊端，能够适应各种疏水量，不需要做任何调节和人工频繁巡查，可以达到高效节能的的效果。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种高效节能的密封蒸汽疏水装置，它包括支架、底盘、下筒体、迷宫盘、迷宫筒、限位架、上筒体、顶盖，支架放置在地面或基础上，底盘固定连接在支架上，下筒体固定连接在底盘上方，迷宫盘与下筒体的上端圆周固定连接，上筒体的下端圆周与迷宫盘圆周相连接，上筒体的上端圆周与顶盖下平面固定连接，迷宫筒放置在上筒体内，迷宫筒的下端与迷宫盘的上表面活动连接，在迷宫筒外壁和上筒体内壁之间放置有限位架，在顶盖上有进气管与上筒体的内腔相连通，在迷宫盘的中心有垂直的导水管，导水管的下端与下筒体的内腔相连通，在下筒体的侧壁上有排水管与外界相连通。

上述高效节能的密封蒸汽疏水装置，所述下筒体为圆筒体，圆筒体上端和下端分别焊接有法兰，两个法兰的圆周分别均布有多个法兰孔，下筒体分别通过两端的法兰与下方的底盘和上方的迷宫盘相连接。

上述高效节能的密封蒸汽疏水装置，所述上筒体为圆筒体，圆筒体上端和下端分别焊接有法兰，两个法兰的圆周分别均布有多个法兰孔，上筒体分别通过两端的法兰与下方的迷宫盘和上方的顶盖相连接。

上述高效节能的密封蒸汽疏水装置，所述顶盖为圆盘，顶盖的圆周边缘均布有连接孔，顶盖的连接孔与上筒体的上端法兰的法兰孔相匹配，螺栓通过顶盖连接孔和上筒体的上端法兰的法兰孔将顶盖与上筒体相连接，顶盖中心有进气孔与上筒体内腔相连通，顶盖的进气孔上端焊接进气管。

上述高效节能的密封蒸汽疏水装置，所述迷宫盘由圆盘和多个迷宫圆环组成，圆盘的圆周边缘均布有连接孔，圆盘通过连接孔分别与下筒体的上端法兰和上筒体的下端法兰相连接，多个迷宫圆环垂直焊接在圆盘上，多个迷宫圆环环绕圆盘的中心，多个迷宫圆环的直径逐渐增加，多个迷宫圆环的高度相等，导水管垂直焊接在圆盘的中心，导水管的高度与迷宫圆环的高度相等。

上述高效节能的密封蒸汽疏水装置，所述迷宫筒由顶板、圆筒壁和多个迷宫壁组成，顶板为圆盘，圆筒壁和多个迷宫壁分别为等高度的圆筒体，圆筒壁焊接在顶板圆周的下边缘，多个迷宫壁分别垂直焊接在顶板的下底面上，多个迷宫壁环绕顶板圆盘的中心，多个迷宫壁的直径逐渐增加，多个迷宫壁的外径分别与迷宫盘的多个迷宫圆环的内径相匹配。

上述高效节能的密封蒸汽疏水装置，所述限位架有两个限位环、多个连接杆和多个限位杆组成，两个限位环为相同的圆环，限位环的内径与迷宫筒的圆筒壁外径相匹配，两个限位环上下平行放置，多个连接杆位于两个限位环之间环绕限位环均布，多个连接杆的两端分别与两个限位环相连接，多个限位杆的长度相等。多个限位杆分别位于两个限位环的外周，多个限位杆环绕两个限位环均布，多个限位杆与限位环的平面平行，多个限位杆的一端分别与限位环的外壁垂直焊接连接，多个限位杆的另一端分别与上筒体的圆筒体内壁相接触。

本发明的的有益效果是：

本发明的顶盖与上筒体的上端相连接，上筒体的下端与迷宫盘相连接，迷宫筒放置在上筒体内，迷宫筒的下端与迷宫盘的表面活动接触，顶盖下表面、上筒体内壁、迷宫筒外壁和迷宫盘上表面形成环绕迷宫筒的密闭空间，蒸汽从顶盖进入上筒体后凝结为冷凝水，冷凝水积存一定深度后将迷宫筒浮起，冷凝水从迷宫筒下方进入，然后从迷宫盘中心的导水管流出到下筒体，再从下筒体排出。冷凝水从上筒体下端的迷宫盘排出后，水位下降，迷宫筒下落恢复密封状态，上筒体内重新积存冷凝水，如此循环，达到止蒸汽、疏水的目的。

本发明是钢铁企业蒸汽疏水装置的首创，克服了传统疏水阀寿命短、疏水能力受限、不节能的弊端，具有结构简单、使用方便、对各种疏水量适应性强、稳定性好、使用寿命长的优点，且制作简单、安装方便、拆卸维护简单，不需要做任何调节，不需要人工频繁巡查或者检查，经使用统计，每台疏水装置平均比原使用普通疏水阀节约蒸汽用量3.6%，每年可以实现直接经济效益12.6万元，节约了能源，具有显著的经济效益，值得在行业内推广应用。

附图说明

图1是现有的一种疏水阀结构示意图；

图2是本发明的结构示意图；

图3是图2的剖视图；

图4是顶盖的结构示意图；

图5是上筒体的结构示意图；

图6是下筒体的结构示意图；

图7是迷宫筒的结构示意图；

图8是迷宫盘的结构示意图；

图9是限位架的结构示意图。

图10、11、12均为本发明的工作状态示意图；

图中标记如下：疏水阀1、支架2、底盘3、下筒体4、迷宫盘5、迷宫筒6、限位架7、上筒体8、顶盖9、进气管10、导水管11、排水管12、法兰13、法兰孔14、圆盘15、迷宫圆环16、顶板17、圆筒壁18、迷宫壁19、限位环20、连接杆21、限位杆22、连接孔23。

具体实施方式

图1是现有的一种疏水阀结构示意图。

本发明由支架2、底盘3、下筒体4、迷宫盘5、迷宫筒6、限位架7、上筒体8、顶盖9组成。

图2、3显示，支架2放置在地面或基础上，底盘3固定连接在支架2上，下筒体4固定连接在底盘3上方，迷宫盘5与下筒体4的上端圆周固定连接，上筒体8的下端圆周与迷宫盘5圆周相连接，上筒体8的上端圆周与顶盖9下平面固定连接。迷宫筒6放置在上筒体8内，迷宫筒6的下端与迷宫盘5的上表面活动连接，迷宫筒6可以上下移动。在迷宫筒6外壁和上筒体8内壁之间放置有限位架7，用于限制迷宫筒6在水平方向的移动。在顶盖9上有进气管10与上筒体8的内腔相连通，用于将蒸汽输入到上筒体8内。在迷宫盘5的中心有垂直的导水管11，导水管11的下端与下筒体4的内腔相连通，用于将上筒体8内冷凝水输送到下筒体4中。在下筒体4的侧壁上有排水管12与外界相连通，用于将冷凝水排出。

图4显示，顶盖9为钢板圆盘，顶盖9的圆周边缘均布有连接孔23，顶盖9的连接孔23与上筒体8的上端法兰13的法兰孔14相匹配，螺栓通过顶盖9的连接孔23和上筒体8的上端法兰13的法兰孔14将顶盖9与上筒体8相连接，顶盖9中心有进气孔与上筒体8内腔相连通，顶盖9的进气孔上端焊接进气管10。顶盖9的功能是将蒸汽尾汽导入上筒体8，并与上筒体8和迷宫盘5围成的密闭空间，存储冷凝水及蒸汽。

本发明的一个实施例的顶盖9为1Cr18Ni9Ti钢板制作，顶盖9的外径为900mm，连接孔23的直径为12mm，连接孔23为20个，在顶盖9的直径Φ860mm的圆周均布，连接螺栓为M10×45螺栓/螺母组合件，进气管10为Φ25/Φ16钢管制作。

图5显示，上筒体8为圆筒体，圆筒体上端和下端分别焊接有法兰13，两个法兰13的圆周分别均布有多个法兰孔14，上筒体8分别通过两端的法兰13与下方的迷宫盘5和上方的顶盖9相连接。

本发明的一个实施例的上筒体8用1Cr18Ni9Ti钢板焊接制作，上筒体8的法兰13外径为900mm，在法兰13圆周均匀分布加工20个法兰孔14，法兰孔14的直径为12mm，法兰孔14与顶盖9的连接孔23相对应，连接螺栓为M10×45螺栓/螺母组合件。

图6显示，下筒体4为圆筒体，圆筒体上端和下端分别焊接有法兰13，两个法兰13的圆周分别均布有多个法兰孔14，下筒体4分别通过两端的法兰13与下方的底盘3和上方的迷宫盘5相连接。由迷宫盘5、底盘3和下筒体4围成下部密闭空间，接受由导水管11导入的冷凝水，并通过排水管12排放。

本发明的一个实施例的下筒体4用1Cr18Ni9Ti钢板焊接制作，下筒体4两端的法兰13外径为900mm，在法兰13圆周均匀分布加工20个法兰孔14，法兰孔14的直径为12mm。

图8显示，迷宫盘5由圆盘15和多个迷宫圆环16组成。圆盘15的圆周边缘均布有连接孔，圆盘15通过连接孔分别与下筒体4的上端法兰和上筒体8的下端法兰相连接。多个迷宫圆环16垂直焊接在圆盘15上，多个迷宫圆环16环绕圆盘15的中心，多个迷宫圆环16的直径逐渐增加，多个迷宫圆环16的高度相等，导水管11垂直焊接在圆盘15的中心，导水管11的高度与迷宫圆环16的高度相等。由顶盖9、上筒体8和迷宫盘5围成上部密闭空间，由迷宫盘5、下筒体4和底盘3围成下部密闭空间。

本发明的一个实施例的迷宫盘5用1Cr18Ni9Ti钢板制作，迷宫盘5的圆盘15的钢板厚度10mm，圆盘15上焊有100mm等高的由直径250mm到550mm厚度为2mm的4个迷宫圆环16，要求连续焊缝，不得有渗漏。焊接成型后，要逐筒盛满水做不低于2小时的不渗漏试验。导水管11为Φ25/Φ16mm钢管。迷宫盘5的外径为900mm，在圆盘16的860mm圆上均匀分布加工直径12mm的20个圆孔与上筒体8及下筒体4的法兰孔对应配合，用M10×45螺栓/螺母组合件紧固连接。

图7显示，迷宫筒6由顶板17、圆筒壁18和多个迷宫壁19组成，顶板17为圆盘，圆筒壁18和多个迷宫壁19分别为等高度的圆筒体，圆筒壁18焊接在顶板17圆周的下边缘，多个迷宫壁19分别垂直焊接在顶板17的下底面上，多个迷宫壁19环绕顶板17圆盘的中心，多个迷宫壁19的直径逐渐增加，多个迷宫壁19的外径分别与迷宫盘6的多个迷宫圆环16的内径相匹配。

迷宫筒6的多个迷宫壁19嵌在迷宫盘5的多个迷宫圆环16之间，使迷宫筒6和迷宫盘5之间形密闭空间，同时迷宫筒6可以在上下方向移动。当上筒体8内的水位达到一定高度时，浮力克服迷宫筒6的重量将其上浮移动100mm后，冷凝水可以通过迷宫筒6与迷宫盘5的迷宫缝隙进入到导水管11，通过导水管11将冷凝水导入下筒体4的密闭空间内，再通过排水管12排放。当排水达到一定程度，迷宫筒6在自重作用下，落入迷宫盘5内，与迷宫盘5共同限制蒸汽通过导水管11和排水管12处溢而浪费能源。

本发明的一个实施例的迷宫筒6用1Cr18Ni9Ti钢板焊接制作，顶板17钢板厚度3mm，圆筒壁18和迷宫壁19为高度600mm、直径100mm到600mm的5层结构，要求连续焊缝，不得有渗漏。焊接成型后，要逐筒盛满水做不低于2小时的不渗漏试验。

图9显示，限位架7有两个限位环20、多个连接杆21和多个限位杆22组成。两个限位环20为相同的圆环，限位环20的内径与迷宫筒6的圆筒壁18外径相匹配，两个限位环20上下平行放置。多个连接杆21位于两个限位环20之间环绕限位环20均布，多个连接杆21的两端分别与两个限位环20相连接。多个限位杆22的长度相等。多个限位杆22分别位于两个限位环20的外周，多个限位杆22环绕两个限位环29均布，多个限位杆22与限位环20的平面平行，多个限位杆22的一端分别与限位环20的外壁垂直焊接连接，多个限位杆22的另一端分别与上筒体8的圆筒体内壁相接触。限位架7的功能是限制迷宫筒6向直径方向移动，而仅在在顶盖9、上筒体8和迷宫盘5围成的密闭空间内上下1m的范围内移动。

本发明的一个实施例的限位架7用1Cr18Ni9Ti钢管焊接制作。限位架7的限位杆22的外端圆周直径为786mm，与上筒体9的内径800mm相匹配，限位架7的限位环20的内径为610mm，与迷宫筒6的外径600mm相匹配，限位架7置入上筒体9内壁和迷宫筒6外壁之间的间隙中，可以限制迷宫筒6在有限的间隙中上下移动。

图10、11、12显示，本发明的工作过程如下：

将顶盖9上的进气管10与蒸汽管道相连接，将蒸汽通入到顶盖9下方的上筒体8内腔中，蒸汽进入上筒体8内后进行冷凝。

迷宫盘5水平放置，迷宫筒6扣在迷宫盘5上，迷宫圆环16和迷宫壁19互相交错，形成一个密闭空间，上筒体8内水位较低时，冷凝水被密闭在上筒体8、迷宫筒6外侧和迷宫盘5上面围成的空间内。

迷宫筒6可以在上筒体8空间1米范围内上下自由移动，迷宫,6自重23.6kg，筒底直径600mm，当上筒体8、迷宫筒6外侧和迷宫盘5上面围成的空间内的水位达到83.5mm时，迷宫筒6的排水量正好与迷宫筒6的重量平衡，迷宫筒6向上移动。当迷宫筒6移动量超过100mm时，迷宫筒6与迷宫盘5分离，冷凝水可以通过迷宫筒6与迷宫盘5分离的缝隙流到导水管11处，并通过导水管11进入下筒体4内的空间内，再通过溢流由排水管12排放。

当上筒体8内积水排放到一定程度，水位下降，对迷宫筒6的浮力小于迷宫筒6的重量时，在自重的作用下，迷宫筒6下降落入迷宫盘5内，与迷宫盘5形成密封作用，停止排放冷凝水。

当上筒体8内冷凝水位再次升高，迷宫筒6受到浮力上升后再次排水，如此反复，达到止蒸汽、疏水的功能。蒸汽与排水口通过迷宫筒6与迷宫盘5之间存储的冷凝水被完全阻隔，冷凝水作为中间介质，完全可以杜绝蒸汽外排，达到完全的节能效果。

Claims (1)

1.一种高效节能的密封蒸汽疏水装置，其特征在于：它包括支架（2）、底盘（3）、下筒体（4）、迷宫盘（5）、迷宫筒（6）、限位架（7）、上筒体（8）、顶盖（9），支架（2）放置在地面或基础上，底盘（3）固定连接在支架（2）上，下筒体（4）固定连接在底盘（3）上方，迷宫盘（5）与下筒体（4）的上端圆周固定连接，上筒体（8）的下端圆周与迷宫盘（5）圆周相连接，上筒体（8）的上端圆周与顶盖（9）下平面固定连接，迷宫筒（6）放置在上筒体（8）内，迷宫筒（6）的下端与迷宫盘（5）的上表面活动连接，在迷宫筒外壁和上筒体内壁之间放置有限位架（7），在顶盖（9）上有进气管（10）与上筒体（8）的内腔相连通，在迷宫盘（5）的中心有垂直的导水管（11），导水管（11）的下端与下筒体（4）的内腔相连通，在下筒体（4）的侧壁上有排水管（12）与外界相连通；

所述下筒体（4）为圆筒体，圆筒体上端和下端分别焊接有法兰，两个法兰的圆周分别均布有多个法兰孔，下筒体（4）分别通过两端的法兰与下方的底盘（3）和上方的迷宫盘（5）相连接；

所述上筒体（8）为圆筒体，圆筒体上端和下端分别焊接有法兰，两个法兰的圆周分别均布有多个法兰孔，上筒体（8）分别通过两端的法兰与下方的迷宫盘（5）和上方的顶盖（9）相连接；

所述顶盖（9）为圆盘，顶盖（9）的圆周边缘均布有连接孔（23），顶盖（9）的连接孔（23）与上筒体（8）的上端法兰（13）的法兰孔（14）相匹配，螺栓通过顶盖（9）的连接孔（23）和上筒体（8）的上端法兰（13）的法兰孔（14）将顶盖（9）与上筒体（8）相连接，顶盖中心有进气孔与上筒体内腔相连通，顶盖（9）的进气孔上端焊接进气管（10）；

所述迷宫盘（5）由圆盘（15）和多个迷宫圆环（16）组成，圆盘（15）的圆周边缘均布有连接孔，圆盘（15）通过连接孔分别与下筒体（4）的上端法兰和上筒体（8）的下端法兰相连接，多个迷宫圆环（16）垂直焊接在圆盘（15）上，多个迷宫圆环（16）环绕圆盘（15）的中心，多个迷宫圆环（16）的直径逐渐增加，多个迷宫圆环（16）的高度相等，导水管（11）垂直焊接在圆盘（15）的中心，导水管（11）的高度与迷宫圆环（16）的高度相等；

所述迷宫筒（6）由顶板（17）、圆筒壁（18）和多个迷宫壁（19）组成，顶板（17）为圆盘，圆筒壁（18）和多个迷宫壁（19）分别为等高度的圆筒体，圆筒壁（18）焊接在顶板（17）圆周的下边缘，多个迷宫壁（19）分别垂直焊接在顶板（17）的下底面上，多个迷宫壁（19）环绕顶板（17）圆盘的中心，多个迷宫壁（19）的直径逐渐增加，多个迷宫壁（19）的外径分别与迷宫盘（5）的多个迷宫圆环（16）的内径相匹配；

所述限位架（7）有两个限位环（20）、多个连接杆（21）和多个限位杆（22）组成，两个限位环（20）为相同的圆环，限位环（20）的内径与迷宫筒（6）的圆筒壁（18）外径相匹配，两个限位环（20）上下平行放置，多个连接杆（21）位于两个限位环（20）之间环绕限位环（20）均布，多个连接杆（21）的两端分别与两个限位环（20）垂直连接，多个限位杆（22）的长度相等；多个限位杆（22）分别位于两个限位环（20）的外周，多个限位杆（22）环绕两个限位环（20）均布，多个限位杆（22）与限位环（20）的平面平行，多个限位杆（22）的一端分别与限位环（20）的外壁垂直焊接连接，多个限位杆（22）的另一端分别与上筒体（8）的圆筒体内壁相接触。