專利名稱：常壓蒸汽鍋爐的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及蒸汽鍋爐設備，特別是一種在常壓下能產(chǎn)生蒸汽、無爆炸危險的 常壓蒸汽鍋爐。
背景技術：
目前，在生產(chǎn)、生活領域廣泛使用的汽水兩用鍋爐，如圖1所示，主要由鍋殼筒體、 封頭、爐膽、煙 、沖天管、主汽管、壓力表、進水管、排污管、水位表、水封安全裝置等組成， 由于其結構簡單、安裝使用方便、運行成本低廉，受到了用戶的普遍歡迎。但同時存在一些 設計缺陷一是為了使鍋筒內產(chǎn)生的蒸汽輸送至用汽設備或地點，將汽水兩用鍋爐設計為 承壓使用的密閉設備，具有爆炸危險；二是鍋爐主汽管管徑偏小，不能迅速地將爐內產(chǎn)生的 蒸汽排放掉，常引起鍋爐承壓甚至超壓使用。這些設計缺陷的存在，使汽水兩用鍋爐密閉而 承壓使用，極易發(fā)生爆炸等事故，造成人員傷亡及財產(chǎn)損失。這類汽水兩用鍋爐屬特種設 備管理范疇，其制造、安裝、使用都有嚴格要求，運行及管理成本較高；同時，因使用分散、流 動性強，監(jiān)管部門難于管理；加之使用者安全意識淡薄、違章操作、違規(guī)使用情況時有發(fā)生； 存在著許多安全隱患。目前生產(chǎn)、生活中部分使用汽水兩用鍋爐的機關、學校、中小型企業(yè)等，對蒸汽品 質及溫度要求不高，僅需蒸汽用于蒸飯、沖開水，加熱、養(yǎng)護產(chǎn)品，因此迫切需要設計、制造 出一種不承壓使用、無爆炸危險的，安全性能高的常壓蒸汽鍋爐。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的就是汽水兩用鍋爐承壓使用的問題。通過對汽水兩用鍋爐 結構的改造，制造出一種新型的在任何情況下，鍋爐本體頂部表壓為零的無爆炸危險的安 全性能高的常壓蒸汽鍋爐。本實用新型的技術方案如下常壓蒸汽鍋爐，包括鍋殼筒體、固定安裝于鍋殼筒體頂部的封頭、位于鍋殼筒體內 的爐膽和均設置于封頭頂部的煙囪與主汽管，鍋殼筒體和爐膽之間為水箱，其特征在于在 鍋殼筒體上端或者在封頭上開孔安裝安全器，安全器包括底座和緊密扣合在底座上的密封 蓋。當鍋爐內的蒸汽壓力超過常壓時，因為密封蓋和底座的設計，蒸汽自動可以將密封蓋沖 開進行排氣泄壓。該鍋爐可以在密封蓋和底座的下端設置連接管，連接管安裝于鍋殼筒體上端或者 封頭上的開孔處，底座固定于連接管的頂端。這種由連接管、底座和密封蓋組成的安全器， 有利于連接管和底座的安裝、維修和更換?；蛘?，該鍋爐還可以設計成在密封蓋和底座的下端設置連接管，連接管的下端設 置有管座，管座的底端安裝于鍋殼筒體上端或者封頭上的開孔處。這種將連接管安裝于安 全器管座的安全器，特別方便連接管、底座和管座的安裝、維修和更換。密封蓋和底座之間通過鉸鏈連接。這樣當蒸汽沖開密封蓋時，因為鉸鏈的連接，可以保證密封蓋的起跳和回座靈敏。密封蓋和底座之間為插接扣合方式，密封蓋和底座之間無任何連接件。安全器底座與密封蓋根據(jù)密封面和密封形式不同，分別設計有導向的蓋芯、蓋沿 和座沿，以保證密封蓋動作的穩(wěn)定性和密封的緊密性。密封蓋和底座的上端還可以設置防止密封蓋脫落的防護罩，防護罩安裝于底座或 連接管上。這種防護罩的設計，可以有效防止密封蓋彈開脫落，特別適合采用插接扣合方式 進行密封的密封蓋和底座。另外，可以在鍋殼筒體上開孔安裝水封安全裝置，其中一種方式是水封安全裝置設計為U型管式，水封安全裝置包括依次連接的U型 管、定壓管，還可以連接溢流管；所述U型管是在鍋殼筒體上高于鍋爐的最高火界位置開孔 引出，并安裝于鍋殼筒體外部，U型管的末端連接有定壓管，定壓管的末端連接溢流管，U型 管的底部還可以設置放水管。另一種設計方式是水封安全裝置設計為直管式，水封安全裝置包括直接插入水 箱的垂直定壓管和從垂直定壓管頂端水平引出鍋殼筒體或封頭外的溢流管，垂直定壓管的 下端高于鍋爐的最高火界。安全器密封蓋的重量以及水封安全裝置的定壓管或垂直定壓管的高度，必須保證 鍋爐的壓力始終控制在常壓以內，確保鍋爐本體頂部表壓為零。在封頭上開孔，開孔直徑大于同類鍋爐，在開孔處安裝增大了管徑的主汽管；或者 在開孔處安裝主汽管管座，并將增大了管徑的主汽管安裝于主汽管管座上。主汽管上可設 置控制排汽的球閥。爐膽和煙@通過沖天管連接，鍋殼筒體外的下部連接有進水管，鍋殼筒體外的中 上部還設置有水位表、開水管、溫度計，鍋爐底部設置有排污管，爐膽側面的下部設置有用 于添加燃料的爐門圈。封頭上還可以根據(jù)需要設置壓力表。本實用新型所設計的安全器按如下原理進行工作鍋爐通過燃燒將水箱內的水加熱，安全器密封蓋利用自身重量與底座緊密結合、 封閉，使爐內產(chǎn)生的蒸汽通過主汽管送至用汽設備或地點，這時密封蓋成為鍋爐的鍋蓋；當 爐內壓力超過常壓時，密封蓋自動開啟排氣泄壓，這時安全器的連接管即成為鍋爐與大氣 相通的連通管；當爐內壓力泄壓至常壓時，密封蓋自動關閉、密封，蒸汽停止排放，并將爐內 產(chǎn)生的蒸汽重新送至用汽設備或地點。通過安全器密封蓋的啟閉，使常壓蒸汽鍋爐本體頂 部表壓始終為零，確保安全使用。本實用新型的有益效果如下本實用新型經(jīng)過多次試驗表明，安全器靈敏可靠，主汽管排汽暢通，鍋爐產(chǎn)生的蒸 汽能滿足需要，鍋爐能在常壓下運行，其結構設計合理，具有制造容易、生產(chǎn)成本低、維護操 作使用方便和安全性能高等突出優(yōu)點，有極好的市場前景。本實用新型為不承壓蒸汽鍋爐，其鍋爐的選材范圍更廣，可使用更多節(jié)能、新型的 材料，減少了制造成本；因不承壓使用，沒有爆炸危險，不屬特種設備管理范疇，不需監(jiān)督檢 驗、定期檢驗和使用登記，減少了使用成本和管理成本；因設計為密封而不密閉的常壓設 備，從根本上消除了爆炸的可能性，解決了汽水兩用鍋爐小型分散、隱蔽、難于管理、事故頻繁的難題。本實用新型適用于對蒸汽品質、溫度要求不高的不以蒸汽為動力的生產(chǎn)、生活領 域，必將逐步取代汽水兩用鍋爐，并在生產(chǎn)、生活中廣泛使用。本實用新型所提出的常壓蒸汽鍋爐，可采用燃煤、燃油、燃氣或電加熱等多種加 熱、燃燒方式。本實用新型所提出的技術方案，同樣適用于對熱水機組、常壓鍋爐、蒸汽發(fā)生 器等的改造，通過改造可制造出同類的常壓蒸汽發(fā)生設備。本實用新型同現(xiàn)有技術相比較具有如下突出的實質性特點和顯著進步本實用新型首創(chuàng)了在鍋殼筒體上端或者封頭上開孔安裝結構新穎、靈敏可靠的安 全器，從根本上解決了要使用蒸汽就必須將鍋爐密閉并承壓使用的技術難題，從而制造出 一種密封而不密閉的安全性能高的常壓蒸汽鍋爐；本實用新型首創(chuàng)了“增大鍋爐主汽管管徑”的結構，保證了主汽管的截面積足夠 大，使蒸汽排放更通暢，確保了鍋爐在常壓下運行。本實用新型降低了水封安全裝置定壓管或垂直定壓管的高度，使其鍋爐內的壓力 始終控制在常壓以內，確保鍋爐常壓安全運行。

圖1為背景技術中傳統(tǒng)的汽水兩用鍋爐的結構示意圖圖2是本實用新型常壓蒸汽鍋爐的主視剖面結構示意圖圖3是本實用新型常壓蒸汽鍋爐的側視剖面結構示意圖圖4是本實用新型常壓蒸汽鍋爐安全器的結構示意圖圖5. 1-5. 3是本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋和底座通過鉸鏈連接的結構示意 圖圖6. 1-6. 2是本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋和底座插接扣合的第1種實施方式 的結構示意圖圖7. 1-7. 2是本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋和底座插接扣合的第2種實施方式 的結構示意圖圖8. 1-8. 2是本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋和底座插接扣合的第3種實施方式 的結構示意圖圖9. 1-9. 2是本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋和底座插接扣合的第4種實施方式 的結構示意圖圖10. 1-10. 2是本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋和底座插接扣合的第5種實施方 式的結構示意圖圖11. 1-11. 2是本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋和底座插接扣合的第6種實施方 式的結構示意圖圖12. 1-12. 2是本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋和底座插接扣合的第7種實施方 式的結構示意圖圖13. 1-13. 2是本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋和底座插接扣合的第8種實施方 式的結構示意圖圖14. 1-14. 2是本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋和底座插接扣合的第9種實施方式的結構示意圖圖15是本實用新型常壓蒸汽鍋爐在鍋殼筒體上端安裝安全器的開孔位置示意圖圖16是本實用新型常壓蒸汽鍋爐在封頭上安裝安全器的開孔位置示意圖圖17是本實用新型常壓蒸汽鍋爐安裝U型管式水封安全裝置的結構示意圖圖18是本實用新型常壓蒸汽鍋爐安裝直管式水封安全裝置的結構示意圖其中附圖標記為1排污管，2進水管，3開水管，4水位表，5溫度計，6主汽管，7壓 力表，8 U型管，9放水管，10定壓管，11溢流管，12管座，13連接管，14底座，15密封蓋，16 蓋芯，17防護罩，18鍋殼筒體，19封頭，20煙囪，21爐膽，22沖天管，23主汽管管座，24用汽 設備，25蓋沿，26座沿，27爐門圈，觀水箱，29橫水管，30球閥，31垂直定壓管。
具體實施方式
以下結合附圖1-4，15，16，17，18描述本實用新型提出的常壓蒸汽鍋爐的實施例一種常壓蒸汽鍋爐，包括鍋殼筒體18、固定安裝于鍋殼筒體18頂部的封頭19、位 于鍋殼筒體18內的爐膽21和均設置于封頭19頂部的煙囪20與主汽管6，爐膽21連接有 橫水管四，主汽管6的末端連接至用汽設備對，鍋殼筒體18和爐膽21之間為水箱28，鍋殼 筒體18外的中上部還設置有水位表4，特別地，在鍋殼筒體18上端或者封頭19上開孔安裝 安全器，安全器包括底座14和緊密扣合在底座14上的密封蓋15。當鍋爐內的蒸汽壓力超 過常壓時，因為密封蓋15和底座14的設計，蒸汽自動可以將密封蓋15沖開進行排氣泄壓。該鍋爐可以在密封蓋15和底座14的下端設置連接管13，連接管13安裝于鍋殼筒 體18上端或者封頭19上的開孔處，底座14固定于連接管的頂端。這種由連接管13、底座 14和密封蓋15組成的安全器，有利于連接管13和底座14的安裝、維修和更換。或者，該鍋爐還可以設計成在密封蓋15和底座14的下端設置連接管13，連接管 13的下端設置有管座12，管座12的底端安裝于鍋殼筒體18上端或者封頭19上的開孔處。 這種將連接管13安裝于安全器管座12的安全器，特別方便連接管13、底座14和管座12的 安裝、維修和更換。安全器底座14與密封蓋15之間采用插接扣合和鉸鏈連接兩種方式進行密封，并 根據(jù)密封面和密封形式不同，分別設計有導向的蓋芯16、蓋沿25和座沿26，以保證密封蓋 15動作的穩(wěn)定性和密封的緊密性。如圖5. 1-5. 3所示，為本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封蓋 和底座通過鉸鏈連接的結構示意圖；如圖6. 1-14. 2所示，為本實用新型常壓蒸汽鍋爐密封 蓋和底座插接扣合的幾種實施方式的結構示意圖。密封蓋15和底座14的上端還可以設置防止密封蓋15脫落的防護罩17，防護罩 17安裝于底座14或連接管13上。這種防護罩17的設計，可以有效防止密封蓋15彈開脫 落，特別適合采用插接扣合方式進行密封的密封蓋15和底座14。另外，可以在鍋殼筒體18上部開孔安裝水封安全裝置，其中—種方式是水封安全裝置設計為U型管式，水封安全裝置包括依次連接的U型管 8、定壓管10，還可連接溢流管11 ；所述U型管8是在鍋殼筒體18上高于鍋爐的最高火界位 置開孔引出，并安裝于鍋殼筒體18外部，U型管8的末端連接有定壓管10，定壓管10的末 端連接溢流管11，U型管的底部設置有放水管9。如圖17所示，為本實用新型常壓蒸汽鍋 爐安裝U型管式水封安全裝置的結構示意圖。[0058]另一種設計方式是水封安全裝置設計為直管式，水封安全裝置包括直接插入水 箱觀的垂直定壓管31和從垂直定壓管31頂端水平引出鍋殼筒體18或封頭19外的溢流 管11，垂直定壓管31的下端高于鍋爐的最高火界。如圖18所示，為是本實用新型常壓蒸汽 鍋爐安裝直管式水封安全裝置的結構示意圖。安全器密封蓋15的重量以及水封安全裝置的定壓管10或垂直定壓管31的高度， 必須保證鍋爐的壓力始終控制在常壓以內，確保鍋爐本體頂部表壓為零。在封頭19上開孔，開孔直徑大于同類鍋爐，開孔的大小根據(jù)鍋爐的額定蒸發(fā)量或 額定熱功率，參照《常壓鍋爐通用技術條件》，常壓鍋爐“開孔當量直徑”計算方法。要求開 孔的截面積必須滿足，排放量必須大于鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量。安裝時，在開孔處安裝增大了 管徑的主汽管6 ；或者在開孔處安裝主汽管管座23，并將增大了管徑的主汽管6安裝于主汽 管管座23上。主汽管6上可設置控制排汽的球閥30。爐膽21和煙囪20通過沖天管22連接，鍋殼筒體18外的下部連接有進水管2，鍋 殼筒體18外的中上部還設置有水位表4、開水管3、溫度計5，鍋爐底部設置有排污管1，爐 膽21側面的下部設置有用于添加燃料的爐門圈27。封頭19上還可以根據(jù)需要設置壓力表7，可方便隨時監(jiān)控爐內的壓力情況。在鍋爐上安裝安全器的步驟如下在鍋爐的汽空間上開孔開孔位置可選擇鍋爐高水位線以上的汽空間，即可在鍋 殼筒體18上端或封頭19上開孔，但不得開在焊縫上。開孔的大小根據(jù)鍋爐的額定蒸發(fā)量 或額定熱功率，參照《常壓鍋爐通用技術條件》，常壓鍋爐“開孔當量直徑”計算方法。要求 開孔的截面積必須滿足，排放量必須大于鍋爐最大連續(xù)蒸發(fā)量。如圖15所示，為本實用新 型常壓蒸汽鍋爐在鍋殼筒體上端安裝安全器的開孔位置示意圖，如圖16所示，為本實用新 型常壓蒸汽鍋爐在封頭上安裝安全器的開孔位置示意圖。當直接安裝安全器時，是直接在鍋殼筒體18上端或封頭19上的開孔處安裝底座 14，并將密封蓋15安裝在底座14上。當采用連接管方式時將連接管13的一端安裝在鍋殼筒體18上端或封頭19上的 開孔處，連接管13的另一端安裝底座14，并將密封蓋15安裝在底座14上。當采用管座的方式時是在鍋殼筒體18上端或封頭19上開孔安裝管座12，管座 12的另一端安裝連接管13，然后在連接管13的另一端再安裝底座14，并將密封蓋15安裝 在底座14上。在安全器管座12或者連接管13上安裝安全器時，安全器與管座12或者連接管13 之間均可用絲口或法蘭連接。安裝好之后，安全器按如下原理進行工作鍋爐通過燃燒將水箱觀內的水加熱， 安全器密封蓋15利用自身重量與底座14緊密結合、封閉，使爐內產(chǎn)生的蒸汽通過主汽管6 送至用汽設備M或地點，這時密封蓋15成為鍋爐的鍋蓋；當爐內壓力超過常壓時，密封蓋 15自動開啟排氣泄壓，這時安全器的連接管13即成為鍋爐與大氣相通的連通管；當爐內壓 力泄壓至常壓時，密封蓋15自動關閉、密封，蒸汽停止排放，并將爐內產(chǎn)生的蒸汽重新送至 用汽設備M或地點。通過安全器密封蓋15的啟閉，使常壓蒸汽鍋爐本體頂部表壓始終為 零，確保安全使用。本實用新型的工作過程如下首先由進水管2向鍋爐水箱28給水，通過調整定壓管10或垂直定壓管31的高度及安全器密封蓋15的重量，將鍋爐的水封安全裝置及安全器 的安全保護值設定為常壓即一個標準大氣壓；通過對鍋爐爐膛進行加熱燃燒，對水箱觀內 的水進行加熱，至爐內水汽化時，爐內產(chǎn)生的蒸汽通過主汽管6送至用汽設備24，隨著加熱 的不斷進行，爐內壓力隨之升高，當爐內蒸汽壓力超過所設定值(常壓)時，安全器密封蓋15 會自動開啟泄壓，水封定壓管10或垂直定壓管31內的水會自動溢出泄壓，進行安全保護； 當爐內壓力等于或低于設定壓力時，安全器密封蓋15自動關閉、密封，水封定壓管10或垂 直定壓管31內的水會自動停止溢出，爐內產(chǎn)生的蒸汽重新送至用汽設備M ；確保常壓蒸汽 鍋爐在常壓下安全運行。 上述實施例僅僅是能夠實現(xiàn)本實用新型所提出的技術方案的具體方式之一，并不 構成本實用新型所要求保護范圍的限制，還應包括本技術領域的普通技術人員按照本實用 新型提出的技術領域所能變化的其它實施方式。
權利要求1.常壓蒸汽鍋爐，包括鍋殼筒體(18)、固定安裝于鍋殼筒體(18)頂部的封頭(19)、位 于鍋殼筒體(18)內的爐膽(21)和均設置于封頭(19)頂部的煙囪(20)與主汽管(6)，鍋殼 筒體(18)和爐膽(21)之間為水箱(28)，其特征在于在鍋殼筒體(18)上端或者封頭(19) 上開孔安裝安全器，安全器包括底座(14)和緊密扣合在底座(14)上的密封蓋(15)。
2.根據(jù)權利要求1所述的常壓蒸汽鍋爐，其特征在于密封蓋(15)和底座(14)的下端 設置有連接管(13)，連接管(13)安裝于鍋殼筒體(18)上端或者封頭(19)上的開孔處，底座 (14)固定于連接管(13)的頂端。
3.根據(jù)權利要求1所述的常壓蒸汽鍋爐，其特征在于密封蓋(15)和底座(14)的下端 設置有連接管(13)，連接管(13)的下端連接有管座(12)，管座(12)的底端安裝于鍋殼筒體 (18)上端或者封頭(19)上的開孔處。
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的常壓蒸汽鍋爐，其特征在于密封蓋(15)和底座 (14)之間通過鉸鏈連接。
5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的常壓蒸汽鍋爐，其特征在于密封蓋(15)和底座 (14)之間為插接扣合方式。
6.根據(jù)權利要求1或2或3所述的常壓蒸汽鍋爐，其特征在于密封蓋(15)和底座 (14)的上端設置有防止密封蓋(15)脫落的防護罩(17)，防護罩(17)安裝于底座(14)或連 接管(13)上。
7.根據(jù)權利要求1或2或3所述的常壓蒸汽鍋爐，其特征在于在鍋殼筒體(18)上開 孔安裝U型管式的水封安全裝置，水封安全裝置包括依次連接的U型管(8)、定壓管(10)， 所述U型管(8)是在鍋殼筒體(18)上高于鍋爐最高火界的位置開孔引出，并安裝于鍋殼筒 體(18)外部，U型管(8)的末端連接有定壓管(10)。
8.根據(jù)權利要求1或2或3所述的常壓蒸汽鍋爐，其特征在于在鍋殼筒體(18)上開 孔安裝直管式的水封安全裝置，水封安全裝置包括直接插入水箱(28)的垂直定壓管(31) 和從垂直定壓管(31)頂端水平引出鍋殼筒體(18)或封頭(19)外的溢流管(11)，垂直定壓 管(31)的下端高于鍋爐的最高火界。
9.根據(jù)權利要求1或2或3所述的常壓蒸汽鍋爐，其特征在于在封頭(19)上開孔，在 開孔處安裝主汽管(6)，或者在開孔處安裝主汽管管座(23)，再將主汽管(6)安裝于主汽管 管座(23)上。
10.根據(jù)權利要求1或2或3所述的常壓蒸汽鍋爐，其特征在于爐膽(21)和煙囪(20) 通過沖天管(22)連接，鍋殼筒體(18)外的下部連接有進水管(2)，鍋爐底部設置有排污管 (1)，爐膽(21)側面的下部設置有用于添加燃料的爐門圈(27)。
專利摘要本實用新型公開了常壓蒸汽鍋爐，包括鍋殼筒體、固定安裝于鍋殼筒體頂部的封頭、位于鍋殼筒體內的爐膽和均設置于封頭頂部的煙囪與主汽管，其特征在于在鍋殼筒體上端或者封頭上開孔安裝安全器，安全器包括底座和緊密扣合在底座上的密封蓋；它是對現(xiàn)有汽水兩用鍋爐的改造，通過在鍋殼筒體上端或者封頭上開孔安裝安全器，制造出一種新型的能在常壓下運行的無爆炸危險的安全性能高的常壓蒸汽鍋爐；本實用新型具有制造容易、生產(chǎn)成本低和安全性能高等優(yōu)點；適用于對蒸汽品質、溫度要求不高的不以蒸汽為動力的生產(chǎn)、生活領域，必將逐步取代汽水兩用鍋爐，并在生產(chǎn)、生活中廣泛使用，有極好的市場前景。
文檔編號F22B37/42GK201819195SQ20102054796
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月29日 優(yōu)先權日2010年9月29日
發(fā)明者余嘉琦 申請人:余建平