专利名称：无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器的制作方法
技术领域：
本发明属于水位的控制技术领域，具体涉及到自动供水控制系统。
锅炉汽包水位的控制设备通常采用水泵等升压设备以及电气元件控制，由于运动部件的长期运转，因磨损和泄漏，以及电气元件损坏，使得该设备经常出现故障，锅炉汽包水位的控制失控，严重影响设备和系统的安全运转。
本发明的目的在于克服上述锅炉汽包水位控制设备的缺点，提供一种结构简单、使用安全可靠、使用寿命长、生产成本低的无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器。
为达到上述目的，本发明采用的解决方案是它包括设置在被控制的锅炉汽包或其连通管内的液位传感器。它还包括通过管道与液位传感器、供水管道、被控制的锅炉汽包相联通的升压器。
本发明的液位传感器为一根两端开口的管子，液位传感器的下端设置在被控制的锅炉汽包内水面的上方。本发明的升压器包括通过管道与液位传感器相联通的蒸汽喷嘴、与蒸汽喷嘴相联通以及通过管道与供水管相联通的一次混合升压喷嘴、与一次混合升压喷嘴相联通以及通过管道与液位传感器和被控制的锅炉汽包相联通的二次混合升压喷嘴，一次混合升压喷嘴与蒸汽喷嘴、与二次混合升压喷嘴联或连为一体且设置在蒸汽喷嘴与二次混合升压喷嘴之间，一次混合升压喷嘴的入口与蒸汽喷嘴的出口相联通、出口与二次混合升压喷嘴的入口相联通。
本发明的蒸汽喷嘴为在升压器壳体内一侧轴向设置有拉瓦尔形管道，其入口通过管道与液位传感器相联通，蒸汽流经该喷嘴高速喷出达到超音速。
本发明的一次混合升压喷嘴是在升压器壳体的中部设与升压器壳体联或连为一体的供水联接管，该供水联接管通过管道与供水管道相联通，在升压器壳体内中部设置有一次环形通道和收敛形管道，一次环形通道与蒸汽喷嘴的出口和供水联接管以及收敛形管道相联通，该收敛形管道的对称中心线与蒸汽喷嘴的拉瓦尔形管道的对称中心线相重合、与供水联接管的对称中心线相垂直，供水联接管出口的一侧面与收敛形管道的入口相吻接、另一出口侧面与蒸汽喷嘴拉瓦尔形管道的外侧面相吻接。
本发明的二次混合升压喷嘴为在升压器壳体的另一侧设与升压器壳体联或连为一体的供汽联接管，该供汽联接管通过管道与液位传感器相联通，在升压器壳体内的另一侧设置外部有一圈与供汽联接管相联通的二次环形通道，在升压器壳体内另一侧轴向中心位置设置有一个圆柱形通道以及入口与圆柱形通道的出口相吻接的扩散形管道，二次环形通道与圆柱形通道的入口以及与一次混合升压喷嘴的收敛形管道的出口相联通，在二次环形通道与圆柱形管道之间的管壁上设置有1～2排蒸汽射入孔，每排有可等分圆周的2～8个蒸汽射入孔，一排蒸汽射入孔与相邻一排蒸汽射入孔交错排列。
本发明的蒸汽射入孔为收敛形孔。
本发明与现有锅炉汽包水位的控制设备相比，具有结构简单、使用安全可靠、使用寿命长、无需供水泵、生产成本低等优点，可在锅炉供水升压及汽包的水位控制中推广使用。
图1是本发明一个实施例的结构示意图。
图2是图1中升压器3的结构示意图。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
在图1中，本发明包括液位传感器1和升压器2，液位传感器1通过管道与升压器2相联通，升压器2通过管道与供水管道以及被控制的锅炉汽包3相联通。液位传感器1设置在被控制的锅炉汽包3内水面的上方，也可设置在与锅炉汽包3相连通的连通管道内，液位传感器1与锅炉汽包3内水面的距离为△X，本实施例的液位传感器1为一根两端开口的管子，液位传感器1的上部焊接固定在锅炉汽包3上、下部放置在锅炉汽包3内，液位传感器1的下端距锅炉汽包3内水面的距离△X为20～50mm，△X是一个不定量，随水位高低而变，当△X发生变化时，锅炉汽包3输出蒸汽量的大小随之变化，即改变供给升压器2蒸汽量的大小，改变向锅炉汽包3的供水量，实现调节锅炉汽包3内水位。
本实施例的升压器2是由升压器壳体2-1蒸汽喷嘴2-2、一次混合升压喷嘴2-3、二次混合升压喷嘴2-4连为一体构成。在升压器壳体2-1内的一侧轴向有一个拉瓦形管道2-13，构成本发明的蒸汽喷嘴2-2，蒸汽喷嘴2-2的入口通过管道与液位传感器1的上端相联通，从锅炉汽包3流经液位传感器1的蒸汽，从蒸汽喷嘴2-2喷出，其流速达超音速。
本实施例的一次混合升压喷嘴2-3由供水联接管2-11与一次环形通道2-12、收敛形管道2-10相联通构成。在升压器壳体2-1的中部有一个与升压器壳体2-1连为一体的供水联接管2-11，供水联接管2-11通过管道与供水管相联通，在升压器壳体2-1内的中部轴向有一个与蒸汽喷嘴2-2同一条对称中心线的收敛形管道2-10，收敛形管道2-10的对称中心线与供水联接管的中心线在不同平面内垂直，在该收敛形管道2-10入口处径向有一个一次环形通道2-12，一次环形通道2-12与供水联接管2-11和收敛形管道2-10以及蒸汽喷嘴2-2的出口相联通，一次环形流通道2-12的一侧面与供水联接管2-11的-侧面以及与收敛形管道2-10的入口相吻接，另一侧面与供水联接管2-11的另一侧面以及与蒸汽喷嘴2-2出口外壁相吻接。从蒸汽喷嘴2-2喷出的超音速蒸汽与供水联接管2-11流入的冷水在一次混合升压喷嘴2-3内混合直接接触，产生强烈的直接对流换热，其换热系数高达106W／(m2·℃)，使蒸汽以极高的速度冲入冷水中，在过冷表面凝结，形成凝结波，其动能传递给过冷水，使给水的压力升高，从收敛形管道2-10喷出进入二次混合升压喷嘴2-4。
本实施例的二次混合升压喷嘴2-4由供汽联接管2-5、二次环形通道2-6、圆柱形通道2-7、扩散形管道2-8、蒸汽射入孔2-9相联通构成。供汽联接管2-5设置在升压器壳体2-1上的另一侧与升压器壳体2-1连为一体，蒸汽联接管2-5通过管道与设置在被控制的锅炉汽包3内的液位传感器1的上端相联通，圆柱形通道2-7设置在升压器壳体2-1内的另一侧，圆柱形通道2-7的出口与扩散形管道2-8相吻接，圆柱形通道2-7的对称中心线与扩散形管道2-13的对称中心线相重合，二次环形通道2-6设置在圆柱形通道2-7的外壁以及圆柱形通道2-7的入口处，二次环形通道2-6与供汽联接管2-5、圆柱形通道2-7、一次混合升压喷嘴2-3的收敛形管道2-10相连通。在圆柱形通道2-7与二次环形通道2-6之间的管壁上加工有两排蒸汽射入孔2-9，每排有2个蒸汽射入孔2-9，一排蒸汽射入孔2-9与另一排蒸汽射入孔2-9交错排列，蒸汽射入孔2-9的形状为收敛形，蒸汽射入孔2-9与二次环形通道2-6和圆柱形通道2-7相联通，锅炉汽包内的蒸汽流经液位传感器1，从供汽联接管2-5进入二次环形通道2-6，一部分蒸汽从圆柱形通道2-7的入口与一次混合升压喷嘴2-3喷出的高压水进入圆柱形通道2-7，另一部分蒸汽从蒸汽射入孔2-9进入圆柱形通道2-7内与水混合，达到二次升压目的。升压后的水流经扩散形管道2-8高压喷出。当水压力大于锅炉汽包3内的蒸汽压力时，水进入锅炉汽包3内，锅炉汽包3内的水位上升，水面与液位传感器1的下端口的距离△X缩短。当锅炉汽包3内的水位上升到设定的位置时，进入液位传感器1的蒸汽量减少，二次混合升压喷嘴2-4喷出的水压力减小，压力等于、小于锅炉汽包3内蒸汽的压力时，水停止流入锅炉汽包3内。反之，当锅炉汽包3内的水位下降到设定的位置时，进入液位传感器1的蒸汽量增加，二次混合升压喷嘴2-4喷出的水压力增大，压力等于、大于锅炉汽包3内蒸汽的压力时，水流入锅炉汽包3内。达到自动控制锅炉汽包3内的水位。
发明人给出了本发明第二个实施例。在本实施例中，在圆柱形通道2-7与二次环形通道2-6之间的管壁上加工有一排蒸汽射入孔2-9，每排有8个蒸汽射入孔2-9，蒸汽射入孔2-9的形状为收敛形。其他零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
发明人给出了本发明第三个实施例。在本实施例中，在圆柱形通道2-7与二次环形通道2-6之间的管壁上加工有两排蒸汽射入孔2-9，每排有5个蒸汽射入孔2-9，蒸汽射入孔2-9的形状为收敛形。其他零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
发明人给出了本发明第四个实施例。在本实施例中，在圆柱形通道2-7与二次环形通道2-6之间的管壁上加工有两排蒸汽射入孔2-9，每排有8个蒸汽射入孔2-9，蒸汽射入孔2-9的形状为收敛形。其他零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
发明人给出了本发明第五个实施例。在本实施例中，在圆柱形通道2-7与二次环形通道2-6之间的管壁上加工有一排蒸汽射入孔2-9，每排有2个蒸汽射入孔2-9，蒸汽射入孔2-9的形状为收敛形。其他零部件以及零部件的联接关系与第一个实施例相同。
根据上述原理，还可设计出另外一种具体结构的无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器。
权利要求
1．一种无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器，其特征在于它包括设置在被控制的锅炉汽包(3)或其连通管内的液位传感器(1)；它还包括通过管道与液位传感器(1)、供水管道、被控制的锅炉汽包(3)相联通的升压器(2)。
2．按照权利要求1所述的无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器，其特征在于所说的液位传感器(1)为一根两端开口的管子，液位传感器(1)的下端设置在被控制的锅炉汽包(3)内水面的上方；所说的升压器包括通过管道与液位传感器(1)相联通的蒸汽喷嘴(2-2)、与蒸汽喷嘴(2-2)相联通以及通过管道与供水管相联通的一次混合升压喷嘴(2-3)、与一次混合升压喷嘴(2-3)相联通以及通过管道与液位传感器(1)和被控制的锅炉汽包(3)相联通的二次混合升压喷嘴(2-4)，一次混合升压喷嘴(2-3)与蒸汽喷嘴(2-2)、与二次混合升压喷嘴(2-4)联或连为一体且设置在蒸汽喷嘴(2-2)与二次混合升压喷嘴(2-4)之间，一次混合升压喷嘴(2-3)的入口与蒸汽喷嘴(2-2)的出口相联通、出口与二次混合升压喷嘴(2-4)的入口相联通。
3．按照权利要求2所述的无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器，其特征在于所说的蒸汽喷嘴(2-2)为在升压器壳体(2-1)内一侧轴向设置有拉瓦尔形管道(2-13)，其入口通过管道与液位传感器(1)相联通，蒸汽流经该喷嘴高速喷出达到超音速。
4．按照权利要求2所述的无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器，其特征在于所说的一次混合升压喷嘴(2-3)是在升压器壳体(2-1)的中部设与升压器壳体(2-1)联或连为一体的供水联接管(2-11)，该供水联接管(2-11)通过管道与供水管道相联通，在升压器壳体(2-1)内中部设置有一次环形通道(2-12)和收敛形管道(2-10)，一次环形通道(2-12)与蒸汽喷嘴(2-2)的出口和供水联接管(2-11)以及收敛形管道(2-10)相联通，该收敛形管道(2-10)的对称中心线与蒸汽喷嘴(2-2)的拉瓦尔形管道(2-13)的对称中心线相重合、与供水联接管(2-11)的对称中心线相垂直，供水联接管(2-11)出口的一侧面与收敛形管道(2-10)的入口相吻接、另一出口侧面与蒸汽喷嘴(2-2)拉瓦尔形管道(2-13)的外侧面相吻接。
5．按照权利要求2所述的无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器，其特征在于所说的二次混合升压喷嘴(2-4)为在升压器壳体(2-1)的另一侧设与升压器壳体(2-1)联或连为一体的供汽联接管(2-5)，该供汽联接管(2-5)通过管道与液位传感器(1)相联通，在升压器壳体(2-1)内的另一侧设置外部有一圈与供汽联接管(2-5)相联通的二次环形通道(2-6)，在升压器壳体(2-1)内另一侧轴向中心位置设置有一个圆柱形通道(2-7)以及入口与圆柱形通道(2-7)的出口相吻接的扩散形管道(2-8)，二次环形通道(2-6)与圆柱形通道(2-7)的入口以及与一次混合升压喷嘴(2-3)的收敛形管道(2-10)的出口相联通，在二次环形通道(2-6)与圆柱形管道(2-7)之间的管壁上设置有1～2排蒸汽射入孔(2-9)，每排有可等分圆周的2～8个蒸汽射入孔(2-9)，一排蒸汽射入孔(2-9)与相邻一排蒸汽射入孔(2-9)交错排列。
6．按照权利要求5所述的无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器，其特征在于所说的蒸汽射入孔(2-9)为收敛形孔。
全文摘要
一种无运动部件的锅炉供水升压以及汽包水位控制器,包括设置在被控制的锅炉汽包或其连通管内的液位传感器;还包括通过管道与液位传感器、供水管道、被控制的锅炉汽包相联通的升压器。上述的升压器由蒸汽喷嘴、一次混合升压喷嘴、二次混合升压喷嘴连为一体构成。它无机械运转部件和电气元件,具有结构简单、使用安全可靠、使用寿命长、生产成本低等优点,可在锅炉供水升压以及汽包的水位控制中推广使用。
文档编号F22D5/00GK1282849SQ00113908
公开日2001年2月7日 申请日期2000年8月23日 优先权日2000年8月23日
发明者林万超, 陈国慧, 邢秦安, 严俊杰, 刘继平 申请人:西安交通大学