專利名稱：排空帽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于蒸汽系統(tǒng)的排空帽。
背景技術(shù)：
在使用蒸汽的工業(yè)及加熱工藝中，在鍋爐中產(chǎn)生的蒸汽以高溫高壓狀態(tài)通過管路傳輸至各種工業(yè)工藝場合，從而應(yīng)用蒸汽中的能量。
有些蒸汽系統(tǒng)部件，如排放罐，具有末端開口的蒸汽透氣管，用于將蒸汽泄至大氣中。目前做法是在蒸汽透氣管上安裝排空帽以保證將蒸汽以較低的速度安全地排放至大氣中。
現(xiàn)有的排空帽的外殼具有擋板，所述擋板布置為阻擋進(jìn)入所述外殼的蒸汽。所述擋板將蒸汽中攜帶的水份從蒸汽中分離。然后干燥的蒸汽通過所述外殼中的出口釋放至大氣，分離出的水進(jìn)入排水管，從而從蒸汽系統(tǒng)中排走。
雖然此排空帽適合于一些應(yīng)用場合，但也有若干缺點(diǎn)。例如，不能分離蒸汽攜帶的全部的水份。而且， 該排空帽必需采用管路連接，安裝非常耗時。
因此有必要提供一種改進(jìn)的排空帽，能改進(jìn)蒸汽中水份的分離效率，或降低安裝難度，或者同時改進(jìn)這兩點(diǎn)。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面描述，本發(fā)明提供一種用于蒸汽系統(tǒng)的排空帽，包括界定排空帽室且和具有排空帽出口的基本上為金屬的帽體；具有開放入到排空帽室中的蒸汽出口的蒸汽進(jìn)口導(dǎo)管(進(jìn)汽管)；在排空帽室內(nèi)且在蒸汽出口上方的擋板；所述擋板具有沖擊區(qū)域及設(shè)置在所述沖擊區(qū)域和所述擋板的邊緣之間的凸出部分；其中在使用時蒸汽出口將蒸汽排放進(jìn)入排空帽室，蒸汽沖擊在所述擋板的所述沖擊區(qū)域上，由此從蒸汽中分離攜帶的液體水。該帽體可以由耐蝕金屬制成。例如，帽體可以由如奧氏體不銹鋼(例如304L) 的不銹鋼制成。帽體表面可以處理為防腐蝕的，如通過鍍鋅。帽體可以為鍍鋅鋼。
擋板可以由耐蝕金屬制成。例如，擋板可以由如奧氏體不銹鋼(例如304L)的不銹鋼制成。擋板表面可以處理為防腐蝕的，如通過鍍鋅。擋板可以為鍍鋅鋼。
所述凸出部分具有的曲率半徑可在使用中使水蒸氣繞所述凸出部分，并流動至所述排空帽出口，且水滴從所述凸出部分排放至所述排空帽室中。所述凸出部分的曲率半徑可在約4至7_之間。所述凸出部分的曲率半徑可為約5_。所述凸出部分可在所述沖擊區(qū)域向外向上彎成弧形，并在所述擋板的邊緣結(jié)束。
所述蒸汽進(jìn)口導(dǎo)管可延伸進(jìn)入所述排空帽室。所述排空帽還包括一條在排空帽室和蒸汽進(jìn)汽管之間提供流體連通的泄放通道。泄放通道可包括在進(jìn)入排空帽室的蒸汽進(jìn)汽管上的一個開孔?？删哂卸鄺l泄放通道，每條都有在進(jìn)入排空帽室中的蒸汽進(jìn)汽管上有一個開孔。
所述帽體可包括一個底部殼壁，向著泄放通道進(jìn)口傾斜的底部殼壁。4
所述蒸汽進(jìn)汽管可包括一個外接部分，用于將所述蒸汽進(jìn)汽管附接至末端開口的蒸汽透氣管。所述蒸汽出口的位置可使蒸汽在使用時以近似垂直的方向排出。
所述擋板在使用中可近似水平位置。所述擋板可近似是平面的。所述擋板可近似是圓形的。
所述殼體可包括頂部殼壁，所述排空帽出口設(shè)置在頂部殼壁中。所述排空帽出口可位于所述擋板上方。所述擋板可設(shè)置在所述蒸汽出口與所述排空帽出口之間的蒸汽流動路徑中。當(dāng)從上方看時，所述擋板可延伸到所述蒸汽出口之外。所述凸出部分可位于所述蒸汽出口之外的位置。
根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，本發(fā)明提供一個蒸汽系統(tǒng)，包括蒸汽透氣管，所述蒸汽透氣管具有符合本文任意描述的排空帽。
本發(fā)明可包括本文所指的功能及/或局限的任意組合，互相排斥的功能的組合除外。


現(xiàn)參考附圖僅以實施例的方式說明本發(fā)明的實施方案，其中
圖I示意性地示出了排空帽的第一實施方案的透視圖2以剖切面示意性地示出了圖I的排空帽；
圖3示意性地示出了圖I的排空帽的截面視圖4示意性地示出了圖I的排空帽的擋板的兩個視圖5示意性地示出了圖I的排空帽的擋板的放大視圖；及
圖6示意性地示出了排空帽的第二實施方案的截面視圖。
具體實施方式
如圖I所示，排空帽10包括設(shè)有排空帽出口 14的帽體12，及蒸汽進(jìn)口管(或?qū)Ч?16。蒸汽進(jìn)口管16設(shè)有法蘭18，可將排空帽10連接至末端開口的蒸汽透氣管，所述蒸汽透氣管將待排放的蒸汽導(dǎo)通至大氣。帽體可以由金屬制成，例如不銹鋼，如奧氏體不銹鋼 (例如 304L)。
參見圖2及3，排空帽10的帽體12包括頂部殼壁20，底部殼壁22，及環(huán)形側(cè)壁24， 因此帽體12是近似圓柱形。帽體12包括第一上部12a和第二下部12b。頂部殼壁20及環(huán)形側(cè)壁24的一部分構(gòu)成第一上部12a。包括底部殼壁22及環(huán)形側(cè)壁24的一部分構(gòu)成第二下部12b。上下部12a、12b裝配在一起形成帽體12。帽體12限定排空帽室26，排空帽室 26在帽體12的內(nèi)部。
蒸汽管開口 28設(shè)在帽體12下部12b的底部殼壁22中且軸環(huán)30自開口 28處沿軸向延伸。蒸汽管開口 28和軸環(huán)30與近似圓柱體的帽體12共軸。蒸汽進(jìn)口管16位于開口 28中，以使軸環(huán)30圍繞并與蒸汽進(jìn)口管16的外表面接觸。蒸汽進(jìn)口管16設(shè)有環(huán)形肩部29與軸環(huán)30的邊緣抵靠。蒸汽進(jìn)口管16的上部伸入到排空帽室26中且所述上部分的開口端構(gòu)成蒸汽出口 15。蒸汽進(jìn)口管16的下部延伸到帽體12的外側(cè)且所述下部的開口端構(gòu)成蒸汽進(jìn)口 17。蒸汽進(jìn)口管16的下部的末端設(shè)有法蘭18，法蘭18可使排空帽10耦接至蒸汽出口管的末端(未示出)。
蒸汽進(jìn)口管16設(shè)有四個貫穿進(jìn)口管16管壁泄放孔32。泄放孔32與帽體12的底部殼壁22在同一水平線上，且泄放孔以近似90°彼此圓周地間隔。帽體12的底部殼壁22 向著蒸汽進(jìn)口管16和泄放孔32向下徑向向內(nèi)傾斜。泄放孔32在排空帽室26和蒸汽進(jìn)口管16之間提供泄放通道。
排空帽出口 14設(shè)置在帽體12的上部12a的頂部殼壁20中且與近似圓柱帽體12 共軸。因此，排空帽出口 14在蒸汽進(jìn)口管出口 15的上方。
擋板34設(shè)置在排空帽室26中且位于蒸汽出口 15的上方及排空帽出口 14的下方。 因此，擋板34設(shè)置在蒸汽出口 15和排空帽出口 14之間。在此實施方案中，擋板34為近似平面的，且在使用時處于近似水平面中。擋板34為近似圓形且與圓柱形帽體12共軸。圓形擋板34的直徑大于蒸汽出口 15的直徑，因此當(dāng)從上方看時，擋板34的邊緣延伸到蒸汽出口 15之外。在此實施方案中，圓形擋板34的直徑大約與排空帽出口 14的直徑相同。擋板34，和帽體12 —樣，也由如不銹鋼的金屬制成，例如奧氏體不銹鋼304L.
如圖4所示，擋板34包括中心沖擊區(qū)域35及向上彎成弧形的凸出部分40。凸出部分40位于沖擊區(qū)域35和擋板34的邊緣之間。在此實施方案中，凸出部分40是擋板34 的向上彎成弧形的環(huán)形邊緣。凸出部分40的曲率半徑在此實施方案中約為5mm。然而，在其他實施方案中，所述曲率半徑可在4到7_之間。下文將介紹凸出部分40的目的。
擋板34設(shè)有三個支撐件36，該支撐件固定在擋板34的邊緣且彼此以120°圓周地間隔。支撐件36沿軸向方向延伸且每個支撐件36包括一個從支撐件36的末端沿徑向向外突出的唇緣38。支撐件36用于將擋板34連接并支撐在帽體12上。如圖2及3所示， 支撐件36的唇緣38與排空帽出口 14的邊緣接合并靠在帽體12的頂部殼壁20上，由此在帽體12上支撐擋板34。
使用時，排空帽10通過法蘭18附接至蒸汽透氣管的開口端(未示出)。法蘭18 由例如碳鋼的金屬制成。所述蒸汽透氣管可以是蒸汽系統(tǒng)任意部分的蒸汽透氣管，蒸汽從蒸汽透氣管排放，或通至大氣。應(yīng)用實例包括但不限于排放罐的蒸汽透氣管，熱井柜，供給柜或壓力驅(qū)動泵。
蒸汽通過蒸汽進(jìn)口管16的蒸汽進(jìn)口 17引入排空帽10。然后蒸汽以近似垂直的方向從蒸汽進(jìn)口管16的蒸汽出口 15排放并進(jìn)入排空帽室26。
如圖5所示，蒸汽出口 15排出的蒸汽沖擊在水平擋板34的沖擊區(qū)域35上，擋板 34直接地位于蒸汽出口 15的上方。當(dāng)蒸汽沖擊在擋板34上時，攜帶在蒸汽中的水滴由于表面張力附著在擋板的表面上并因此從蒸汽流中分離。由于排空帽室26與大氣之間的壓力降，蒸汽向排空帽出口 14流動并因此沿徑向向外流動越過擋板34的表面。蒸汽在擋板 34表面流動，將在表面張力作用下附著在擋板34表面的水滴在擋板34的表面上沿徑向向擋板34的邊緣拉動。
當(dāng)蒸汽到達(dá)擋板34的凸出部分40時，水蒸氣被吸引至擋板34的凸出部分40并因此繞凸出部分40流動并通過排空帽出口離開排空帽10。水蒸氣在科恩達(dá)效應(yīng)的作用下繞凸出部分40流動。然而，附在擋板34表面的水滴太重而無法在蒸汽作用下越過凸出部分40，因此在凸出部分40處被排放。由于凸出部分40位于蒸汽出口 15的外側(cè)，這些水滴集中在排空帽室26的底部。被擋板34從蒸汽中分離出的水沿帽體12的向下傾斜的底部殼壁22徑向向內(nèi)流向蒸汽進(jìn)口管16。分離出的水然后流過蒸汽進(jìn)口管16中的泄放孔(泄放通道)32進(jìn)入管16的內(nèi)部。水然后沿蒸汽進(jìn)口管16的內(nèi)壁向下流動并返回至蒸汽系統(tǒng)。
排空帽10使得蒸汽可以安全地排向大氣。這是因為擋板34減慢了蒸汽的速度， 且蒸汽攜帶水的大部分被擋板從蒸汽中分離。這導(dǎo)致從排空帽出口排出的幾乎是干蒸汽。
將蒸汽中分離出的液體水返回至蒸汽系統(tǒng)提供了諸多益處。蒸汽系統(tǒng)中使用的水含有各種幫助改進(jìn)系統(tǒng)性能的加工化學(xué)物質(zhì)。如果水從系統(tǒng)中損失則必須用淡水補(bǔ)充這些水，而補(bǔ)充的淡水必須用這些化學(xué)物質(zhì)處理。因此，減少從蒸汽系統(tǒng)損失的水量減少了添加到系統(tǒng)的淡水處理化學(xué)物質(zhì)的量。這可節(jié)省成本。而且，從蒸汽系統(tǒng)損失的水含有有用熱量，因此用擋板將蒸汽中分離出的液體水返回改進(jìn)了系統(tǒng)的能量效率。
進(jìn)一步的益處是由于分離出的水沿蒸汽進(jìn)口管16向下返回至蒸汽系統(tǒng)，所以不再需要在排空帽10上連接外部排水管道。這減少了管路及接頭的數(shù)量，從而減少費(fèi)用和安裝時間。
相比傳統(tǒng)的擋板，擋板34的凸出部分40能夠從蒸汽中提取(或分離)更多的液體水。這至少部分地是 由于科恩達(dá)效應(yīng)使水蒸氣被吸引至并繞凸出部分40流動，而迫使水滴被排放進(jìn)排空帽室26。凸出部分40選用特定的曲率半徑，使流過擋板34的水蒸氣被吸引至凸出部分40并繞凸出部分40流動，而同時水滴從凸出部分40被排放掉。
圖6所示為排空帽10的第二個實施方案。此實施方案類似于第一實施方案，除蒸汽進(jìn)口管16的上部厚度增加。此外，蒸汽進(jìn)口管16的下部不配備法蘭，因此可以用其他方式接到蒸汽透氣管上。
權(quán)利要求
1.用于蒸汽系統(tǒng)的排空帽，包括形成排空帽室且具有排空帽出口的金屬帽體；在排空帽室中開口排蒸汽的蒸汽進(jìn)汽管；及設(shè)置在排空帽室內(nèi)且在蒸汽出口上方的金屬擋板，所述擋板具有沖擊區(qū)域及設(shè)置在所述沖擊區(qū)域和所述擋板的邊緣之間的凸出部分；其中，在使用時蒸汽出口將蒸汽排放進(jìn)入排空帽室，蒸汽沖擊在所述擋板的所述沖擊區(qū)域上，由此從蒸汽中分離攜帶的液體水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的排空帽，其中金屬帽體由不銹鋼構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的排空帽，其中金屬擋板由不銹鋼構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的排空帽，其中，在使用中，所述凸出部分具有的曲率半徑可使水蒸氣繞所述凸出部分流動至所述排空帽出口，且水滴從所述凸出部分排放至所述排空帽室中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的排空帽，其中，所述凸出部分的曲率半徑在約4至7_之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的排空帽，其中，所述凸出部分的曲率半徑為約5_。
7.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中，所述凸出部分沿所述沖擊區(qū)域向外向上彎成弧形，并在所述擋板的所述邊緣結(jié)束。
8.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中，所述蒸汽進(jìn)汽管延伸進(jìn)入所述排空帽室中。
9.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，還包括在排空帽室和蒸汽進(jìn)汽管之間提供流體連通的泄放通道。
10.如權(quán)利要求9所述的排空帽，當(dāng)權(quán)利要求7從屬于權(quán)利要求6時，其中，所述泄放通道包括在進(jìn)入排空帽室中的蒸汽進(jìn)汽管上的一個開孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的排空帽，其中，具有多條泄放通道，每條都在進(jìn)入排空帽室中的蒸汽進(jìn)汽管上的有一個開孔。
12.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，所述帽體具有向著泄放通道進(jìn)口向下傾斜的底部殼壁。
13.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中所述蒸汽進(jìn)汽管包括一個外接部分，用于將所述蒸汽進(jìn)汽管附接至末端開口的蒸汽透氣管。
14.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中，所述蒸汽出口的位置可使蒸汽在使用時以近似垂直的方向排出。
15.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中，所述擋板在使用中位于近似水平的位置。
16.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中，所述擋板是近似平面的。
17.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中，所述擋板是近似圓形的。
18.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中，所述殼體包括頂部殼壁，所述排空帽出口設(shè)置在頂部殼壁中。
19.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中，所述排空帽出口位于擋板的上方。
20.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中，所述擋板設(shè)置在所述蒸汽出口與所述排空帽出口之間的蒸汽流動路徑中。
21.根據(jù)之前任意一條權(quán)利要求所述的排空帽，其中，當(dāng)從上方看時，所述擋板延伸到所述蒸汽出口之外。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的排空帽，其中，所述凸出部分位置位于所述蒸汽出口之外。
23.一種蒸汽系統(tǒng)，包括一種蒸汽透氣管，其排空帽如前述任何權(quán)利要求。
全文摘要
本文提供一種用于蒸汽系統(tǒng)的排空帽，所述排空帽的基本上為金屬的帽體包括排空帽室和排空帽出口。所述排空帽包括一個在排空帽室開蒸汽出口的蒸汽進(jìn)汽管，及設(shè)置在排空帽室內(nèi)且在蒸汽出口上方的基本上為金屬的擋板。所述擋板具有沖擊區(qū)域及設(shè)置在所述沖擊區(qū)域和所述擋板的邊緣之間的凸出部分。使用時，蒸汽出口將蒸汽排放進(jìn)入排空帽室，蒸汽沖擊在所述擋板的所述沖擊區(qū)域上，由此從蒸汽中分離攜帶的液體水。
文檔編號F22B37/02GK102927553SQ201110226069
公開日2013年2月13日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者湯姆·維維安, 喬伊·羅薩格洛 申請人:斯普瑞斯-薩克有限公司