密闭空间水蒸气连续发生装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学实验技术领域，具体设及一种水蒸气连续发生装置。
【背景技术】
[0002] 许多科研项目和工业反应过程在前期试验中均需要在密闭空间连续稳定提供的 水蒸气，并能够实时进行计量，尤其是在某些水蒸气参与反应的小型试验研究中，所需水蒸 气量较小，同时有要求水蒸气供应量稳定，并可W实现在线控制，对水蒸气发生装置提出了 更高的要求。而某些试验环境较为复杂，如高溫高压或所需的试验气体含有氨气等易燃易 爆气体，水蒸气发生装置则需要满足运些严苛的要求。
[0003]目前，针对实验室制取水蒸气的方法可W说多种多样，如采用高溫高压水蒸气发 生器进行水蒸气输入，但小型高溫高压水蒸气发生器结构复杂，价格较贵，并且压力变化很 大，不能进行稳压操作，因此水蒸气流量基本无法控制。采用大型蒸汽锅炉虽能稳定水蒸气 流量，但设备体积庞大，成本较高，水蒸气输送过程较远，在输送途中易有冷凝水产生，不利 于水蒸气的计量，无法满足试验室需要。因此，开发一种能够在密闭空间（常溫常压，高溫 高压）中持续产生水蒸气，并且能够准确计量，安全简单便于操作的实验室用小型水蒸气 发生器具有非常重要的意义。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是：提供一种能够在密闭空间内持续稳定的提供水蒸气输出的水蒸 气发生装置。
[0005] 本发明的技术方案是：密闭空间水蒸气连续发生装置，它包括：耐压储水器、密闭 耐压大罐W及安装在密闭耐压大罐内的水蒸发器；
[0006] 水蒸发器包括：金属铸体、电加热管、导水颗粒、分水网W及测溫热电偶；导水颗 粒为实屯、金属球，多颗等直径或非等直径的导水颗粒存放在金属铸体上表面的凹槽内，在 凹槽的开口处设有分水网；电加热管的加热段伸入金属铸体内，非加热段为金属铸体提供 支撑；测溫热电偶设置在金属铸体上；
[0007] 耐压储水器位于高处，通过输水管向密闭耐压大罐内输送蒸馈水，其中输水管的 管路上设有阀口W及水流量计，且输水管的出口正对金属铸体上表面的凹槽；耐压储水器 与密闭耐压大罐之间设有通气管。
[0008] 有益效果：1)本发明的采用在密闭空间内直接加热的方法产生水蒸气，水蒸气产 生的溫度、压力同密闭空间环境条件相同，不会出现二次冷凝等现象。
[0009] 2)本发明的水蒸气发生装置通过导热效果良好的金属水蒸气发生器和金属颗粒 的分散加热，能够实现水蒸气实时完全的蒸发，产生速度快，溫度易于控制，无液态水残留。
[0010] 3)本发明的水蒸气发生装置具有控溫功能，能够应用于放有氨气等易燃易爆气体 的密闭空间。通过对金属水蒸气发生器表面溫度的控制即可保证设备的安全性和完整性。
[0011] 4)本发明通过阀口和水流量计对液态水流量进行控制，能够实现可控制的水蒸气 发生量。
【附图说明】
[0012] 图1为本发明的结构示意图；
[0013] 其中：1-耐压储水罐，2-阀口，3-水流量计，4-输水管，5-水蒸发器，6-电加热管， 7-金属铸体，8-导水颗粒，9-分水网，10-第一测溫热电偶，11-密闭耐压大罐，12-第二测 溫热电偶，13-导气管。
【具体实施方式】
[0014] 参见附图1，密闭空间水蒸气连续发生装置，它包括：耐压储水器1、密闭耐压大罐 11W及安装在密闭耐压大罐11内的水蒸发器5 ;
[0015] 水蒸发器5包括：金属铸体7、电加热管6、导水颗粒8、分水网9W及测溫热电偶；
[0016] 金属铸体7为柱状结构，采用模具诱铸加工成型，材料选用导热性能良好的铜或 不诱钢；
[0017] 导水颗粒8为实屯、金属球，材料采用导热性能良好的不诱钢或铜，其直径大小为 ;多颗等直径或非等直径的导水颗粒8存放在金属铸体7上表面的凹槽内，与金属 铸体7的上表面平齐或略低于金属铸体7的上表面；由于导水颗粒8间有较大的孔隙，完全 能够确保液体蒸馈水的滴入分散和水蒸气的逸出；
[001引在凹槽的开口处设有分水网9,分水网9为导热性能良好的不诱钢材质的金属网， 分水网9由螺丝固定在金属铸体7上；分水网9用W确保蒸馈水能够均匀的滴入凹槽，并可 W防止导水颗粒8内的液态水突瓣导致金属颗粒和水瓣出凹槽；
[0019] 电加热管6的加热段伸入金属铸体7内，非加热段为金属铸体7提供支撑；电加热 管6露在金属铸体7外部的部分为非加热段，W确保电加热管6表面溫度不会过高，导致易 燃易爆气体溫度过高产生爆燃现象；电加热管6的非加热段与密闭耐压大罐11底部可采用 法兰连接、螺纹连接或焊接等方式进行连接，连接处设有弹黃垫、金属垫片和耐溫无石棉垫 片进行密封；
[0020] 测溫热电偶设置在金属铸体7上；其中，测溫热电偶包括：第一测溫热电偶10W 及第二测溫热电偶12 ;其中第一测溫热电偶布置在金属铸体7侧壁无电加热管6处，第二 测溫热电偶12设置在同金属铸体7下端的电加热管6的连接处；
[0021] 耐压储水器1位于高处，利用液位差通过输水管4向密闭耐压大罐11内输送蒸馈 水，其中输水管4的管路上设有阀口 2W及水流量计3,且输水管4的出口正对金属铸体7 上表面的凹槽；耐压储水器1与密闭耐压大罐11之间设有通气管13,W确保耐压储水器1 内的压力同密闭耐压大罐11的压力相同； 阳02引测溫热电偶W及电加热管6通过化C自动控溫调节，W确保水蒸发器表面溫度不 高于罐内气体的爆燃点。
[0023]本发明的工作过程如下：首先打开水蒸发器5电源，电加热管6将水蒸发器5进行 预热，通过测溫热电偶对金属铸体7的溫度进行监测，并通过数据反馈对电加热管6的功率 进行调控，确保水蒸发器5表面溫度不超过密封耐压大罐11内充入气体的爆燃溫度。利用 如下公式计算所需水蒸气流量：
[0024]
[00巧]其中：q?據气--水蒸气流量，L/min;q水--液态水流量，ml/min;P--液态水 密度，g/ml;T--罐内溫度，K;P--罐内压力，KPa。
[00%] 当水蒸发器5溫度达到预定溫度时，打开阀口 2,调节水流量计3,蒸馈水由输水管 4滴入水蒸发器5凹槽内气化，导水颗粒8的加入增加了水热接触面积，进而增加了水蒸气 的发生效率，使得水蒸气能够实时的完全的进行蒸发，之后水蒸气存留在密封耐压大罐11 内或通过密封耐压大罐11的排气口排出。
【主权项】
1. 密闭空间水蒸气连续发生装置，它包括：耐压储水器（I)、密闭耐压大罐（11)以及 安装在所述密闭耐压大罐（11)内的水蒸发器（5);其特征在于： 所述水蒸发器（5)包括：金属铸体（7)、电加热管（6)、导水颗粒（8)、分水网（9)以及 测温热电偶；所述导水颗粒（8)为实心金属球，多颗等直径或非等直径的所述导水颗粒（8) 存放在所述金属铸体（7)上表面的凹槽内，在所述凹槽的开口处设有所述分水网（9);所述 电加热管（6)的加热段伸入所述金属铸体（7)内，非加热段为所述金属铸体（7)提供支撑； 所述测温热电偶设置在所述金属铸体（7)上； 所述耐压储水器（1)位于高处，通过输水管（4)向所述密闭耐压大罐（11)内输送蒸馏 水，所述输水管（4)的管路上设有阀门（2)以及水流量计（3)，且其出口正对所述金属铸体 (7)上表面的凹槽；所述耐压储水器（1)与所述密闭耐压大罐（11)之间设有通气管（13)。2. 如权利要求1所述的密闭空间水蒸气连续发生装置，其特征在于：所述金属铸体 (7)为柱状结构，采用模具浇铸加工成型，材料选用铜或不锈钢。3. 如权利要求1或2所述的密闭空间水蒸气连续发生装置，其特征在于：所述电加热 管（6)的非加热段与所述密闭耐压大罐（11)的连接处设有弹簧垫、金属垫片和耐温无石棉 垫片进行密封。4. 如权利要求1或2所述的密闭空间水蒸气连续发生装置，其特征在于：所述测温热 电偶包括：第一测温热电偶（10)以及第二测温热电偶（12);其中所述第一测温热电偶布置 在所述金属铸体（7)侧壁无所述电加热管（6)处，所述第二测温热电偶（12)设置在所述金 属铸体（7)下端同所述电加热管（6)的连接处。5. 如权利要求1或2所述的密闭空间水蒸气连续发生装置，其特征在于：所述测温热 电偶以及所述电加热管（6)通过PLC自动控温调节。6. 如权利要求1或2所述的密闭空间水蒸气连续发生装置，其特征在于：所述导水颗 粒⑶的材料采用不锈钢或铜，其直径大小为多颗所述导水颗粒⑶均匀的放置 在所述金属铸体（7)上表面的凹槽内，与所述金属铸体（7)的上表面平齐或略低于所述金 属铸体（7)的上表面。7. 如权利要求1或2所述的密闭空间水蒸气连续发生装置，其特征在于：分水网（9) 为不锈钢材质的金属网。
【专利摘要】本发明属于化学实验技术领域，具体涉及一种水蒸气连续发生装置。密闭空间水蒸气连续发生装置,其技术方案是：它包括：耐压储水器(1)、密闭耐压大罐(11)以及安装在密闭耐压大罐(11)内的水蒸发器(5)；耐压储水器(1)位于高处，通过输水管(4)向密闭耐压大罐(11)内输送蒸馏水，输水管(4)的管路上设有阀门(2)以及水流量计(3)，且输水管(4)的出口正对金属铸体(7)上表面的凹槽；耐压储水器(1)与密闭耐压大罐(11)之间设有通气管(13)。本发明的采用在密闭空间内直接加热的方法产生水蒸气，水蒸气产生的温度、压力同密闭空间环境条件相同，不会出现二次冷凝等现象。
【IPC分类】F22B35/00, F22B1/28
【公开号】CN105202511
【申请号】CN201510701028
【发明人】罗沙, 徐月, 覃亮
【申请人】中国船舶重工集团公司第七一八研究所
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年10月26日