專利名稱:蒸汽熱水裝置的制作方法
本實(shí)用新型屬于一種蒸汽熱水裝置。
眾所周知，使用最普遍的蒸汽熱水裝置，通常采用間壁式換熱方式，即冷、熱兩種流體被一個固定壁面隔開，熱量通過固體的一個側(cè)面?zhèn)髦亮硪粋?cè)面。這種換熱方式，換熱效率低、換熱器件積大。例如，供一座樓房采暖用的園筒管殼式換熱器，需占用一間十多平方米的房間。
七十年代以來，靜態(tài)混合式汽水加熱器受到重視。這類混合加熱器內(nèi)置有一些靜止元件，當(dāng)冷熱兩種流體通過時(shí)，便分別受到分割，并改變流向，從而達(dá)到充分混合換熱的目的。目前，已有三十多種不同類型的靜態(tài)混合加熱器投入使用。其中，噴管式汽水混合加熱器是近幾年國內(nèi)設(shè)計(jì)投產(chǎn)的一種新型汽水混合加熱器〔參見圖1〕，它主要由帶有三個法蘭的管殼〔1〕、噴管〔2〕、網(wǎng)蓋〔3〕、填料〔4〕，放水栓〔5〕組成，蒸汽和低溫水分別由相應(yīng)管道與管殼的法蘭連接送入，在裝置內(nèi)混合換熱，然后在蒸汽和水壓下輸出高溫水。這種換熱器具有換熱效率高、加熱溫差大，體積小、運(yùn)行平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)。但也存在以下不足之處第一，由于該裝置本身不具備調(diào)節(jié)功能，不能控制蒸汽和進(jìn)水流量大小，故不能控制汽、水混合后的溫度。第二，從節(jié)能角度而言，噴管式汽水混合加熱器在實(shí)際使用中，所需蒸汽量在不同的加熱溫差下相差很大，例如，當(dāng)加熱溫差為20℃和80℃時(shí)，其所需的蒸汽量相差5倍，如只需較低溫度的熱水時(shí)，仍按額定蒸汽量供汽，則造成了能源的浪費(fèi)。第三，當(dāng)停電引起水泵停機(jī)無進(jìn)水時(shí)，蒸汽源繼續(xù)供汽，則容易造成過熱和蒸汽燙傷事故。第四，該裝置不具備成套性，給用戶的配套和安裝使用造成了不方便之處。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種配套齊全、能自動調(diào)溫，遇事故時(shí)能自動停機(jī)，安全可靠、節(jié)能的蒸汽熱水裝置。
本實(shí)用新型以噴管式汽水混合加熱器為加熱部件，同時(shí)包括蒸汽管路、低溫水管路、高溫水管路及水溫檢測、調(diào)節(jié)控制部件，同時(shí)采用機(jī)架和連接件將上述管路和部件組成一體化的整體。
本實(shí)用新型的蒸汽熱水裝置，在水溫控制方案上作了合理的選擇。為了保證噴管式汽水混合器正常工作，設(shè)置了蒸汽、進(jìn)出水壓力檢測指示裝置。在高溫水出口設(shè)置了溫度敏感元件，溫度敏感元件檢測的溫度信息，通過控制回路，改變蒸汽流量的大小，實(shí)現(xiàn)水溫的控制。加熱水溫度可根據(jù)需要設(shè)定(20～150℃)，當(dāng)實(shí)際加熱溫度高于或低于設(shè)定值溫度時(shí)，控制器按比例積分微分(PID)方式，調(diào)節(jié)驅(qū)動電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)自動關(guān)小或開大蒸汽流量，使加熱水達(dá)到設(shè)定溫度，從而實(shí)現(xiàn)按需要供給適量的蒸汽，避免了蒸汽能源的浪費(fèi)。
本實(shí)用新型在蒸汽管路和低溫水管路上設(shè)置多功能電磁閥，在發(fā)生停電事故時(shí)，可自動切斷蒸汽，以免出現(xiàn)超溫和蒸汽燙傷事故。在控制方式上，啟動時(shí)先接通給水，后接通蒸汽，保證了使用安全。
本實(shí)用新型蒸汽熱水裝置采取在同一側(cè)連接蒸汽管路、低溫水管路、高溫水管路的方式，利用彎管結(jié)構(gòu)進(jìn)行溫度膨脹量自然補(bǔ)償，減小內(nèi)應(yīng)力，且使結(jié)構(gòu)緊湊、體積小。例如，每小時(shí)生產(chǎn)10噸熱水的裝置，占地面積不到一平方米，比具有相同能力的其它加熱裝置小得多。
現(xiàn)結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
附圖1為噴管式汽水混合加熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖2為蒸汽熱水裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖3為蒸汽熱水裝置的儀表和控制電路原理。
附圖4為蒸汽熱水裝置應(yīng)用于開式系統(tǒng)示意圖。
附圖5為蒸汽熱水裝置應(yīng)用于循環(huán)系統(tǒng)示意圖。
下面是本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例參照圖2，本裝置由蒸汽管路、低溫水管路、高溫水管路、噴管式汽水混合加熱器，控制箱組成。蒸汽管路上各部件的連接順序，從蒸汽入口端起依次為變徑管〔6〕、帶過濾器的多功能蒸汽電磁閥〔7〕、蒸汽流量電動調(diào)節(jié)閥〔8〕、止回閥〔9〕、彎管〔10〕，彎管〔10〕的尾端與噴管式汽水混合加熱器〔17〕的蒸汽進(jìn)口法蘭連接，導(dǎo)壓管〔18〕呈T接在變徑管〔6〕上。低溫水管路上各部件的連接順序，從低溫水入口端起依次為直管〔11〕，帶過濾器的多功能電磁閥〔12〕、止回閥〔13〕、變徑管〔14〕，變徑管〔14〕的尾端與噴管式汽水加熱器〔17〕的低溫水進(jìn)口法蘭連接，導(dǎo)壓管〔19〕呈T接在直管〔11〕上。高溫水管路各部件的連接順序，從噴管式汽水混合加熱器〔17〕的高溫水出口法蘭連接起，依次為彎管〔15〕、直管〔16〕、導(dǎo)壓管〔20〕呈T接在直管〔16〕上，溫度敏感元件可接在彎管〔15〕或直管〔16〕上?？刂葡洹?4〕面板上設(shè)置有電源開關(guān)〔26〕、電源指示燈〔30〕，保險(xiǎn)絲盒〔27〕、低溫水壓力指示儀〔21〕、蒸汽壓力指示儀〔22〕、高溫水壓力指示儀〔23〕、溫度指示調(diào)節(jié)儀〔28〕、電動伺服放大器〔29〕、報(bào)警電路工作開關(guān)〔31〕、試驗(yàn)開關(guān)〔32〕、閃光燈〔33〕。
參照圖2和圖3，溫度敏感元件〔25〕裝置在高溫水管路上，其檢測信號送至溫度指示調(diào)節(jié)儀〔28〕，通過該儀表的測量橋路〔41〕，一路由指示儀〔42〕直連顯示溫度值，另一路送至比較電路〔44〕，與溫度設(shè)定電路〔43〕的設(shè)定值比較后，經(jīng)振蕩電路〔46〕和直流放大電路〔47〕，送至電動伺服放大器〔29〕。溫度指示調(diào)節(jié)儀〔28〕具有比例積分微分反饋電路〔45〕，有比例積分微分〔PID〕調(diào)節(jié)特性，輸出0～10mA直流電，電動伺服放大器〔29〕將輸入的直流信號經(jīng)比較電路〔48〕、調(diào)制電路〔49〕、交流放大電路〔50〕、相敏整流〔51〕、繼電開關(guān)〔52〕轉(zhuǎn)換成開關(guān)信號，由偏差信號的極性，決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)蒸汽流量電動調(diào)節(jié)閥〔8〕的開與關(guān)，即當(dāng)測定溫度高于設(shè)定值時(shí)，驅(qū)動電動調(diào)節(jié)閥〔8〕關(guān)小閥門，并汽流量減小，當(dāng)測定溫度低于設(shè)定值時(shí)，驅(qū)動電動調(diào)節(jié)閥〔8〕開大閥門，蒸汽流量增大，從而使加熱水溫達(dá)到設(shè)定值。電動調(diào)節(jié)閥〔8〕的閥門開度大小信號，經(jīng)位置反饋電路〔53〕，由閥位指示器〔54〕指示。此外，控制箱〔24〕內(nèi)還設(shè)有啟動時(shí)間順序控制和報(bào)警保護(hù)電路〔34〕，在啟動時(shí)控制進(jìn)蒸汽比進(jìn)水滯后0.4～60秒的時(shí)間，以保證使用的安全性。針對部分有用水泵直接供水的情況，為避免偶然停電，水泵停止供水，造成只有蒸汽而無供水的事故，本實(shí)用新型在控制電路中采用了停電自動聲光報(bào)警電路，并自動切斷給水和蒸汽管路。
現(xiàn)參照圖2和圖3，說明本裝置的工作過程當(dāng)裝置與蒸汽源、低溫水源及電源接通后，壓力指示儀〔21〕、〔22〕分別指示進(jìn)水壓力和蒸汽壓力，符合規(guī)定值后，將溫度調(diào)節(jié)指示儀〔28〕的溫度設(shè)定在所需水溫，開啟電源開關(guān)〔26〕，電源指示燈〔30〕亮，進(jìn)水電磁閥〔12〕通電開閥，低溫水進(jìn)入汽水混合加熱器〔17〕，時(shí)間繼電器〔35〕延時(shí)觸點(diǎn)吸合，接通多功能蒸汽電磁閥〔7〕，蒸汽進(jìn)入噴管式汽水混合加熱器〔17〕，在噴管中與水混合換熱。由汽水混合加熱器〔17〕出來的高溫水溫度，由溫度傳感器〔25〕檢測，控制箱上儀表〔28〕指示瞬時(shí)水溫，并根據(jù)設(shè)定溫度與實(shí)際溫度的正、負(fù)偏差，控制蒸汽流量電動調(diào)節(jié)閥〔8〕的開度大小，自動調(diào)整蒸汽流量，使加熱水溫穩(wěn)定在設(shè)定值。停機(jī)時(shí)，將電源開關(guān)〔26〕切斷，電源指示燈〔30〕滅，電磁閥〔7〕、〔12〕同時(shí)斷電而切斷蒸汽和水源，熱水生產(chǎn)裝置停止工作。當(dāng)發(fā)生突然停電時(shí)，電源開關(guān)〔26〕仍處于導(dǎo)通位置，時(shí)間繼電器〔35〕斷電，常閉觸點(diǎn)復(fù)位，接通停電報(bào)警電路的3V干電池電源，使集成電路CIC285處于通電工作狀態(tài)，驅(qū)動發(fā)光管和揚(yáng)聲器發(fā)出報(bào)警光、聲信號。與此同時(shí)，繼電器〔35〕斷電時(shí)立即將吸合的常開觸點(diǎn)松開，多功能電磁閥〔7〕，〔12〕斷電復(fù)位，將蒸汽與低溫水源切斷。
參照圖4，所示為本裝置應(yīng)用于開式系統(tǒng)的情況，將本實(shí)用新型裝置〔36〕，接通電源、水源、蒸汽源，開機(jī)就可生產(chǎn)一定溫度的熱水，送至一定高度的熱水容器〔37〕。
參照圖5，所示為本裝置應(yīng)用于循環(huán)系統(tǒng)的情況，以電動水泵〔38〕為循環(huán)動力，本實(shí)用新型裝置〔36〕裝在水泵出口側(cè)，按設(shè)定溫度生產(chǎn)的高溫水輸送給散熱器〔39〕?！?0〕為膨脹水箱。
本裝置測量溫度范圍0～150℃。加熱溫差控制范圍0～80℃(對于不同進(jìn)水溫度和飽和蒸汽壓力，設(shè)定溫度分別在20～150℃范圍內(nèi)選擇，加熱以后的最高水溫可達(dá)到比出口水壓下的飽和蒸汽溫度低10℃)。控制靈敏度小于1℃。蒸汽壓力4.4×105～12.7×105帕，給水壓力低于蒸汽壓力0.49×105帕以上。工作電源AC220V±10V，50～60HZ。本裝置適用于環(huán)境溫度為0～50℃、相對濕度不超過85％、無腐蝕性氣體的場合，可用于食堂、澡堂、熱水采暖系統(tǒng)、低粘度無腐蝕性工業(yè)過程流體加熱和既供蒸汽又供熱水的鍋爐房。
權(quán)利要求
1.一種以蒸汽為熱源的蒸汽熱水裝置，由蒸汽管路、低溫水管路、高溫水管路、噴管式汽水混合式加熱器、控制箱組成，其中蒸汽管路由變徑管[6]、導(dǎo)壓管[18]、帶過濾器的多功能蒸汽電磁閥[7]、蒸汽流量電動調(diào)節(jié)閥[8]、止回閥[9]、彎管[10]組成，低溫水管路由直管[11]、導(dǎo)壓管[19]、帶過濾器的多功能電磁閥[12]、止回閥[13]、變徑管[14]組成，高溫水管路由彎管[15]、直管[16]、導(dǎo)壓管[20]組成，高溫水管路上裝有溫度敏感元件[25]，控制箱[24]由溫度指示調(diào)節(jié)儀[28]、電動伺服放大器[29]、啟動時(shí)間順序控制和報(bào)警保護(hù)電路[34]組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的蒸汽熱水裝置，其特征在于采用機(jī)架和連接件將噴管式汽水混合加熱器〔17〕、控制箱〔24〕、蒸汽管路、低溫水管路、高溫水管路組成為一整體裝置〔36〕。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1、2所述的蒸汽熱水裝置，其特征是蒸汽管路、低溫水管路、高溫水管路在同一側(cè)連接，使蒸汽進(jìn)口、低溫水進(jìn)口及高溫水出口在裝置的同一端。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的蒸汽熱水裝置，其特征是蒸汽管路上各部件的連接順序，從蒸汽入口端起依次為變徑管〔6〕、帶過濾器的多功能蒸汽電磁閥〔7〕、蒸汽流量電動調(diào)節(jié)閥〔8〕、止回閥〔9〕、彎管〔10〕，彎管〔10〕的尾端與噴管式汽水混合加熱器〔17〕的蒸汽進(jìn)口法蘭連接，導(dǎo)壓管〔18〕呈I接在變徑管〔6〕上。
5.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的蒸汽熱水裝置，其特征在于低溫水管路上各部件的連接順序，從低溫水入口端起依次為直管〔11〕、帶過濾器的多功能電磁閥〔12〕、止回閥〔13〕、變徑管〔14〕，變徑管〔14〕的尾端與噴管式汽水混合加熱器〔17〕的低溫水進(jìn)口法蘭連接，導(dǎo)壓管〔19〕呈T接在直管〔11〕上。
6.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的蒸汽熱水裝置，其特征在于高溫水管路上各部件的連接順序，從噴管式汽水混合加熱器〔17〕的高溫水出口法蘭連接起，依次為彎管〔15〕、直管〔16〕，導(dǎo)壓管〔20〕呈T接在直管〔16〕上。
專利摘要
一種以蒸汽為熱源的蒸汽熱水裝置，其特點(diǎn)是它的汽、水管路、噴管式汽水混合加熱器、儀表控制箱為一整體。通過溫度敏感元件和控制電路，可自動調(diào)節(jié)執(zhí)行器閥門開度，控制蒸汽流量，以達(dá)到按設(shè)定溫度(20°～150℃)生產(chǎn)熱水之目的。當(dāng)發(fā)生停電時(shí)，本裝置具有自動斷汽、斷水、保護(hù)和報(bào)警功能。本實(shí)用新型具有體積小、熱效率高、加熱溫差可控、節(jié)能和安全等優(yōu)點(diǎn)。適用于食堂、澡堂、熱水采暖的系統(tǒng)、及低粘度、無腐蝕性工業(yè)過程流體的加熱。
文檔編號F24H1/12GK86207953SQ86207953
公開日1987年11月7日 申請日期1986年9月30日
發(fā)明者文嗚岐, 楊正祥, 鄧在德 申請人:湖南省能源研究所, 長沙散熱器廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan