CN111569560B - 膨胀释能汽水分离器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蒸汽输送辅助设备领域内的一种膨胀释能汽水分离器，其进液口设置在上筒体上，出液口设置在下筒体上，上筒体和下筒体之间经中间体相隔离，上筒体内水平设置有微孔隔板，进液口设置在微孔隔板上方；上筒体上口位置设有顶盖，顶盖上设有若干定位螺母，定位螺母上螺纹连接有调节杆，调节杆下端设有阀芯，中间体上设有若干连通上筒体和下筒体的通孔，通孔上口位置经定位套固定安装有阀座，调节杆穿过微孔隔板伸入定位套内，阀芯与阀座对应设置；阀座的下口呈喇叭口形状，通孔的直径不小于喇叭口的直径。该装置使得汽水分离后的水可以膨胀释能，产生动力推动水流快速排出，达到提高汽水分离效果的目的。其可用于各种蒸汽系统中。

Description

膨胀释能汽水分离器

技术领域

本发明涉及蒸汽输送管道上使用的一种辅助设备，特别涉及一种汽水分离装置。

背景技术

在蒸汽输送过程中，随着蒸汽的不断换热或散热，会有大量的蒸汽凝结成水，这些水会阻碍蒸汽的输送，因此，需要采用汽水分离器将水从蒸汽中分离出来并及时排出。目前的汽水分离器种类繁多，有挡板式、离心式、旋流式、重力式、折流式、填充式等等结构形式。

中国专利数据库中，公开了一种外置式汽水分离器，其公开号：CN101703871A，公开日：20100512；该装置一个中空的壳体，其上有进汽管、出汽管、排污管，其外部有保温层，其内部自上而下设置有锥形折流板和旋流板，所述锥形折流板的中心有圆孔，中间部位有细孔，边缘有疏水孔，所述的旋流板的中心有圆孔，其上周方设置有长形孔，长形孔的上方设置有导叶片，导叶片同向倾斜固定在旋流板的上方，旋流板的边缘有导流孔和疏水管孔，锥形折流板和旋流板将壳体内部自上而下分成上、中、下三个汽室，上汽室的出汽口处设置有分离盒，分离盒的底部有排水管，上汽室的底部边缘处有疏水管，所述的进汽管伸入下汽室的内部，进汽管的两侧设置有出汽孔。其工作时，壳体内部自上而下设置锥形折流板和锥形旋流板，锥形折流板和锥形旋流板将壳体内部自上而下分成上汽室、中汽室和下汽室，未经净化的高速湿蒸汽流进入进汽管，从进汽管两侧的出汽孔排出，汽流进入容积突然增大的下汽室，汽流的流速会急剧减缓，大量蒸汽中的水滴由于重力作用沉降落入底部，通过排污管排出，同时蒸汽流和少量水汽则上升通过锥形旋流板，由于锥形旋流板上沿圆周方向均匀设置有六个长形孔，所述每个长形孔的上方设置有一片导叶片，所述的导叶片按相同旋转方向倾斜固定在锥形旋流板的上方，蒸汽流通过长形孔所在导叶片的作用下，会加速旋转进入中汽室，蒸汽流在中汽室中旋转上升，由于惯性和离心力的作用，蒸汽中的水滴被甩向中汽室的内壁，水滴沿着中汽室的内壁下流，通过锥形旋流板上的导流孔流入下汽室的底部，通过排污管排出，同时蒸汽流则旋转着不断上升，经过锥形折流板，由于锥形折流板上的细孔位于其中间部位，水滴被甩向四周的蒸汽流必须经过折流才能从细孔中通过锥形折流板，从而使进入上汽室的蒸汽中所含的水滴已经大大减少，进入上汽室的蒸汽流继续上升，经过惯性折流后进入出气口分离盒，进一步将蒸汽中的水滴去除，上汽室中产生的水滴通过疏水管进入下汽室的底部，通过排污管排出，出气口分离盒中的水滴通过排水管进入下汽室的底部，通过排污管排出，出气口分离盒中的蒸汽从出汽管流出，此时的蒸汽的干燥度和清洁度达到99％以上。

中国专利数据库中，还公开了一种浮球位式调节汽水分离器，其公开号：CN2090468U，公开日：19911211，该装置包括带有进气管和二次蒸汽排气管的罐体，液位继电器、浮球、电磁阀，在罐体的顶部或侧部装有液位继电器，液位继电器的摆杆通入罐体内，另一端装有浮球，在罐体下部装有排水管，其排水管上装有电磁阀。液位继电器由控制电路控制其动作，当浮球升至上限时，其磁钢运动带动一对常开触点闭合，使时间继电器、中间继电器及示灯得电中间继电器常开触点闭合，使电磁阀工作，排出冷凝水。当浮球下落至下限时，时间继电器、中间继电器失电，中间继电器常开触点打开，电磁阀失电，停止排水，此时液位继电器常闭触点接通。

中国专利数据库中，还公开了一种混合式汽水分离器，其公开号： CN2105329U，公开日：19920527，该混合式汽水分离器是一种兼有离心式分离器，其在带孔的底板上放置3～10层直径为10～50mm的玻璃球或不锈钢球，若同时使用不同直径的球体时，大直径的球放在下层，小直径的球放在上层。球层之上放置5～25层50目至120目的不锈钢金属丝网，大孔的丝网放在下面，小孔的丝网放在上面。最后用带孔的盖板压紧。如果把底板和盖板直接固定于蒸发器中，则可利用蒸发器外壳作为侧板。该装置工作时，蒸汽经带孔底板进入分离器，汽流先沿球体组成的离心层曲折道路上升流动。汽流在球体表面进行曲线运动，使有较大直径的液滴在离心力作用下被清除。表现为顺着球体表面不断下滑的液滴。经离心处理的汽流只含有较小直径的液滴。它们上升进入过滤层，通过由金属丝网组成的细微曲折孔道继续上升，液滴由较大到细微逐一被截住。也表现为沿金属网下滴的液滴，最后得到基本没有任何液滴的纯粹的汽流经带孔盖板流出。

尽管现有技术中有很多种适用于各种应用场所的汽水分离，但这些汽水分离器均具有共同的缺点。其一：汽水分离后的水排出时，均通过正压推动其排出，有时候还会夹带蒸汽，不能达到节能的效果；其二，存在频繁动作的部件，这些部件易于卡阻，例如电磁阀、浮球阀等，其使用寿命相对较短，需要进一步改进；其三，排水管道内流动阻力较大，在零背压情况下不能实现正常排水；其四：汽水分离效率不高，无法进行精细流量的调节。

发明内容

本发明的目的是提供一种膨胀释能汽水分离器，使汽水分离后的水自身膨胀释能，产生动力推动水流快速排出，达到提高汽水分离效果的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种膨胀释能汽水分离器，包括进液口和出液口，进液口设置在上筒体上，出液口设置在下筒体上，所述上筒体和下筒体之间经中间体相隔离，上筒体内水平设置有微孔隔板，进液口设置在微孔隔板上方；上筒体上口位置设有顶盖，顶盖上设有若干定位螺母，定位螺母上螺纹连接有调节杆，调节杆下端设有阀芯，中间体上设有若干连通上筒体和下筒体的通孔，所述通孔上口位置经定位套固定安装有阀座，所述调节杆穿过微孔隔板伸入定位套内，阀芯与阀座一一对应设置；所述阀座的下口呈外扩的喇叭口形状，所述通孔的直径不小于喇叭口的直径。

本发明工作时，进液口连接在蒸汽管道上，出液口连接至回水收集装置，蒸汽中的凝结水从进液口进入微孔隔板上方，管道内的蒸汽压力推动凝结水穿过微孔隔板，进入微孔隔板的下方，微孔隔板上的微孔具有虹吸效果，可以快速吸水形成水封，起聚凝阻气的作用，使得透过微孔隔板后的凝结水的压力大幅度降低，凝结水排出时，不会夹带大量蒸汽；在上筒体内，凝结水通过阀芯和阀座之间的间隙流入到下筒体内。凝结水穿过喇叭口时，凝结水失压膨胀，自身可再次蒸发形成蒸汽，推动凝结水快速排出。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该装置使汽水分离后的水经过喇叭口时，节流后自身膨胀释能，凝结水会闪蒸，再次汽化，体积膨胀产生动力推动水流快速排出，达到提高汽水分离效果的目的。该装置汽水分离快速高效，使用可靠，可用于各种蒸汽系统中。

作为本发明的进一步改进，所述阀座与阀芯为相互耦合的球面形状。球面形状易于调整间隙，关闭后密封严密。

作为本发明的进一步改进，所述定位套上设有若干贯穿定位套的侧向孔。该方案使得凝结水从侧向多点进入定位套，水流均匀。

作为本发明的进一步改进，所述下筒体内的空间为上大下小的涡旋空腔，出液口与涡旋空腔的底部相连。凝结水穿过阀座经通孔进入下筒体内，经过涡旋空腔时，凝结水形成漩涡被快速排出。

作为本发明的进一步改进，所述涡旋空腔内壁上设有旋向相同的若干旋流槽。旋流槽具有导流作用，促进凝结水排出时形成漩涡，以便更快速彻底地排出。

作为本发明的进一步改进，进液口连接有向上筒体内延伸连接导管，连接导管上设有若干液流孔。更进一步的改进在于，所述连接导管另一端穿出上筒体并经排污阀与出液口在外部相连。所述排污阀可以为电磁阀。该方案使得本装置可以实现排污，必要时打开排污阀，使得进液口和出液口直通，可以清除管道内的垃圾。

作为本发明进一步的改进在于，所述微孔隔板上设有若干蜂窝状的微通道。该微通道可以起阻水阻气作用，减少排出凝结水时夹带的蒸汽。

作为本发明的进一步改进，所述阀座由热膨胀材料制成，初始时，阀芯与阀座之间留有间隙，当高温蒸汽经过阀座时，阀座膨胀逐渐关小阀芯与阀座之间的间隙，可以达到自动减小流量的目的，避免蒸汽夹在凝结水中泄漏。通过调节杆可以精细调节流量。

附图说明

图1为本发明膨胀释能汽水分离器的主视图。

图2为本发明膨胀释能汽水分离器的左视图。

图3为图2的A-A向剖视图。

图4为本发明内部结构立体图。

图5为下筒体结构示意图。

图6为本发明内部结构平面图。

图7为图6的B-B向视图。

图8为图7中C的局部放大图。

其中，1出液口，2排污阀，3顶盖，4进液口，5上筒体，6中间体，7下筒体，8液流孔，9连接导管，10通孔，11涡旋空腔，12定位套，13调节杆，14微孔隔板，15定位螺母，16侧向孔，17阀芯，18阀座， 19旋流槽，20喇叭口。

具体实施方式

如图1-8所示，为一种膨胀释能汽水分离器，包括进液口4和出液口1，进液口4设置在上筒体5上，出液口1设置在下筒体7上，上筒体5和下筒体7之间经中间体6相隔离，上筒体5内水平设置有微孔隔板14，进液口4设置在微孔隔板14上方；上筒体5上口位置设有顶盖3，顶盖3上设有若干定位螺母15，定位螺母15上螺纹连接有调节杆13，调节杆13下端设有阀芯17，中间体6上设有若干连通上筒体5和下筒体7的通孔10，通孔10上口位置经定位套12固定安装有阀座18，调节杆13穿过微孔隔板14伸入定位套12内，阀芯17与阀座18一一对应设置；阀座18的下口呈外扩的喇叭口20的形状，通孔10的直径不小于喇叭口20的直径。

阀座18与阀芯17为相互耦合的球面形状。球面形状易于调整间隙，关闭后密封严密。

定位套12上设有若干贯穿定位套12的侧向孔16。该方案使得凝结水从侧向多点进入定位套12，水流均匀。

下筒体7内的空间为上大下小的涡旋空腔11，出液口1与涡旋空腔11的底部相连。凝结水穿过阀座18经通孔10进入下筒体7内，经过涡旋空腔11时，凝结水形成漩涡被快速排出。

涡旋空腔11内壁上设有旋向相同的若干旋流槽19。旋流槽19具有导流作用，促进凝结水排出时形成漩涡，以便更快速彻底地排出。

进液口4连接有向上筒体5内延伸连接导管9，连接导管9上设有若干液流孔8。连接导管9另一端穿出上筒体5并经排污阀2与出液口1在外部相连。排污阀2为电磁阀。该方案使得本装置可以实现排污，必要时打开排污阀2，使得进液口4和出液口1直通，可以清除管道内的垃圾。同时，可以抽吸微孔隔板14上的垃圾，达到清污再生的目的。

微孔隔板14上设有若干蜂窝状的微通道。该微通道可以起阻水阻气作用，减少排出凝结水时夹带的蒸汽。

阀座18由热膨胀材料制成，初始时，阀芯17与阀座18之间留有间隙，当高温蒸汽经过阀座18时，阀座18膨胀逐渐关小阀芯17与阀座18之间的间隙，可以达到自动减小流量的目的，避免蒸汽夹在凝结水中泄漏。

本发明工作时，进液口4连接在蒸汽管道上，出液口1连接至回水收集装置，蒸汽中的凝结水从进液口4进入微孔隔板14上方，管道内的蒸汽压力推动凝结水穿过微孔隔板14，进入微孔隔板14的下方，微孔隔板14上的微孔具有虹吸效果，可以快速吸水形成水封，起聚凝阻气的作用，使得透过微孔隔板14后的凝结水的压力大幅度降低，凝结水排出时，不会夹带大量蒸汽；在上筒体5内，凝结水通过阀芯17和阀座18之间的间隙流入到下筒体7内。凝结水穿过喇叭口20时，凝结水失压膨胀，自身可再次蒸发形成蒸汽，推动凝结水快速排出。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该装置使汽水分离后的水经过喇叭口时，节流后自身膨胀释能，自身会再次汽化，体积膨胀产生动力推动水流快速排出，达到提高汽水分离效果的目的。该装置汽水分离快速高效，使用可靠，可用于各种蒸汽系统中。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种膨胀释能汽水分离器，其特征在于：包括进液口和出液口，进液口设置在上筒体上，出液口设置在下筒体上，所述上筒体和下筒体之间经中间体相隔离，上筒体内水平设置有微孔隔板，进液口设置在微孔隔板上方；上筒体上口位置设有顶盖，顶盖上设有若干定位螺母，定位螺母上螺纹连接有调节杆，调节杆下端设有阀芯，中间体上设有若干连通上筒体和下筒体的通孔，所述通孔上口位置经定位套固定安装有阀座，所述调节杆穿过微孔隔板伸入定位套内，阀芯与阀座一一对应设置；所述阀座的下口呈外扩的喇叭口形状，所述通孔的直径不小于喇叭口的直径；所述定位套上设有若干贯穿定位套的侧向孔；进液口连接有向上筒体内延伸连接导管，连接导管上设有若干液流孔；所述连接导管另一端穿出上筒体并经排污阀与出液口在外部相连。

2.根据权利要求1所述的膨胀释能汽水分离器，其特征在于：所述阀座与阀芯为相互耦合的球面形状。

3.根据权利要求1或2所述的膨胀释能汽水分离器，其特征在于：所述下筒体内的空间为上大下小的涡旋空腔，出液口与涡旋空腔的底部相连。

4.根据权利要求3所述的膨胀释能汽水分离器，其特征在于：所述涡旋空腔内壁上设有旋向相同的若干旋流槽。

5.根据权利要求1所述的膨胀释能汽水分离器，其特征在于：所述排污阀为电磁阀。

6.根据权利要求1或2所述的膨胀释能汽水分离器，其特征在于：所述微孔隔板上设有若干蜂窝状的微通道。

7.根据权利要求1或2所述的膨胀释能汽水分离器，其特征在于：所述阀座由热膨胀材料制成，初始时，阀芯与阀座之间留有间隙，当高温蒸汽经过阀座时，阀座膨胀逐渐关小阀芯与阀座之间的间隙。

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