一种蒸汽喷射加热器的制作方法

本发明涉及蒸汽加热设备技术领域，尤其涉及一种蒸汽喷射加热器。

背景技术：

在污水、工业用水、餐厨垃圾、矿浆、糖浆、造纸黑水、纸浆、生活用水的蒸汽直接加热方面广泛应用了蒸汽直接加热设备。一直以来，所有的蒸汽直接加热设备，不讨论水击、振动，甚至噪声，等等，是一个巨大的失误，因为水击，包括较大的振动，是极其不安全的，例如，发生堵塞，就使用不了，等等。。目前的蒸汽直接加热设备，包括汽水混合器等等，都存在很多的应用局限。特别是应用在蒸汽直接加热粘性流体，例如在加热餐厨垃圾、矿浆、糖浆、造纸黑水、纸浆加热时，这些设备或多或少存在的振动、堵塞、噪声问题，甚至因为振动、堵塞，严重时会导致整个设备无法使用。当然，以前的设备，也不能用于含有悬浮物或者含有沉淀性颗粒的液体的蒸汽直接加热。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出了一种蒸汽喷射加热器，该蒸汽喷射加热器旨在解决现有技术中的蒸汽加热设备易振动、堵塞并且噪声大以及特别是不能加热：污水、粘性流体(包括餐厨垃圾、矿浆、糖浆、造纸黑水、纸浆)、含有悬浮物或者含有沉淀性颗粒的液体的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种蒸汽喷射加热器，其中，所述蒸汽喷射加热器包括过液筒体、蒸汽喷射圆锥筒和消音圆锥筒，所述过液筒体的中心轴线沿水平方向设置，所述过液筒体的后端形成液体入口，所述过液筒体的前端形成液体出口，所述蒸汽喷射圆锥筒位于所述过液筒体内部并且环绕所述中心轴线设置，所述蒸汽喷射圆锥筒的前端具有蒸汽喷出口，所述蒸汽喷射圆锥筒的后端连通至所述过液筒体外部以能够接受蒸汽进入，所述蒸汽喷射圆锥筒的侧壁上具有多个蒸汽喷射通孔，所述蒸汽喷射通孔的直径小于所述蒸汽喷出口的直径并且所述蒸汽喷射通孔在所述蒸汽喷射圆锥筒上由内而外斜向前设置，所述消音圆锥筒位于所述过液筒体内部并且环绕所述蒸汽喷射圆锥筒设置，所述消音圆锥筒上具有多个消音通孔，所述过液筒体的内部还具有环绕所述中心轴线设置的环形过液通道，所述环形过液通道包括从后向前连通的第一环形过液通道和第二环形过液通道，所述第一环形过液通道从后向前逐渐缩窄，所述蒸汽喷射圆锥筒与所述消音圆锥筒之间的间隔形成所述第二环形过液通道，所述蒸汽喷射圆锥筒从后向前逐渐缩窄并且所述消音圆锥筒从后向前逐渐扩宽以使得所述第二环形过液通道从后向前逐渐扩宽。

优选地，所述蒸汽喷射通孔从后向前布置有多组，并且每一组蒸汽喷射通孔包括环绕所述中心轴线设置的多个蒸汽喷射通孔。

优选地，所述蒸汽喷射加热器还包括蒸汽接入管，所述蒸汽接入管的一端位于所述过液筒体的外部，所述蒸汽接入管的另一端穿过所述过液筒体的侧壁在所述过液筒体的内部与所述蒸汽喷射圆锥筒的后端连通。

优选地，所述蒸汽接入管为弯管，所述弯管的另一端的管口的中心轴线与所述过液筒体的中心轴线共线。

优选地，所述蒸汽喷射加热器包括连接在所述蒸汽接入管的另一端的外壁面上的外圆锥形圆环以及连接在所述过液筒体的内侧壁面上的内圆锥形圆环，所述外圆锥形圆环与所述内圆锥形圆环之间的间隔形成所述第一环形过液通道。

优选地，所述蒸汽喷射加热器包括连接在所述蒸汽接入管的另一端的外壁面上的外接圆环，所述外接圆环的两端分别连接所述外圆锥形圆环和蒸汽喷射圆锥筒，所述蒸汽喷射加热器还包括连接在所述过液筒体的内侧壁面上的内接圆环，所述内接圆环的两端分别连接所述内圆锥形圆环和消音圆锥筒，所述外接圆环与所述内接圆环之间的间隔形成中间过渡流道，所述第一环形过液通道与所述第二环形过液通道通过所述中间过渡流道连通。

优选地，所述蒸汽喷射圆锥筒、消音圆锥筒、外圆锥形圆环、内圆锥形圆环、外接圆环和内接圆环各自的中心轴线分别与所述过液筒体的中心轴线共线。

优选地，所述蒸汽喷射加热器包括位于所述过液筒体中邻近所述液体入口的流体导流分配装置。

(三)有益效果

本发明与现有技术对比，本发明的有益效果包括：

正如前面提到的，由于本发明的蒸汽喷射加热器设计了过液筒体、蒸汽喷射圆锥筒和消音圆锥筒，并且采用了从后向前逐渐缩窄的第一环形过液通道以及从后向前逐渐扩宽的第二环形过液通道作为被加热液体的流动通道，所以蒸汽可以进入蒸汽喷射圆锥并且通过其往前高速喷射，能带动周围液体向前流动，有利于减少本设备的压力损失，同时能够改变蒸汽在管道长度方向上的分布，并且由于蒸汽和液体存在压力差，蒸汽喷出口的直径比较大，又位于正前方，所以不易产生堵塞现象，蒸汽喷射圆锥筒顺着水流的方向逐渐缩窄(从大到小)并且蒸汽喷射通孔在所述蒸汽喷射圆锥筒上由内而外斜向前设置可以顺着水流方向(水流方向从后向前)喷出，不仅利于消除噪声也有利于消除振动，此外，被加热液体通过逐渐缩窄的第一环形过液通道进行适当加速，也有利于加热工作。总之，该蒸汽喷射加热器尤其适用于加热水、餐厨垃圾、矿浆、糖浆、造纸黑水、纸浆等粘性流体，由于液体是从蒸汽喷射圆锥的周围流动，悬浮物可以通过过液筒体的上部顺利通过的，沉淀性颗粒可以通过过液筒体的下部顺利通过，所以不仅能够加热含有沉淀性颗粒的液体，而且能够加热含有悬浮物的液体，同时能够解决振动、噪声、堵塞问题。

本发明的其它有益效果将在下文的具体实施方式中一一说明。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施方式的蒸汽喷射加热器的主视图。

附图标记说明：

1、过液筒体，2、蒸汽喷射圆锥筒，3、消音圆锥筒，4、液体入口，5、液体出口，6、蒸汽喷射通孔，7、蒸汽喷出口，8、喷射圆板，9、消音通孔，10、第一环形过液通道，11、第二环形过液通道，12、蒸汽接入管，13、外圆锥形圆环，14、内圆锥形圆环，15、外接圆环，16、内接圆环，17、中间过渡流道，18、流体导流分配装置。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，由于本发明的附图1为蒸汽喷射加热器的正视图，本发明中提到的方位词“前”、“后”与图1中反映的“右”、“左”对应，即本发明提到的“前端”在图1中反映为“右端”，“从后向前”在图1中反映为“从左向右”，以此类推，其他地方不再做相应说明。此外，文中提到的“内”、“外”均是相对于部件本身轮廓的内外而言的，例如“蒸汽喷射通孔6在蒸汽喷射圆锥筒2上由内而外斜向前设置”应理解为“蒸汽喷射通孔6在蒸汽喷射圆锥筒2上由蒸汽喷射圆锥筒2内而向蒸汽喷射圆锥筒2外斜向前设置”。

参见图1，本发明提供一种蒸汽喷射加热器，蒸汽喷射加热器包括过液筒体1、蒸汽喷射圆锥筒2和消音圆锥筒3，过液筒体1的中心轴线沿水平方向设置，过液筒体1的后端形成液体入口4，过液筒体1的前端形成液体出口5，蒸汽喷射圆锥筒2位于过液筒体1内部并且环绕中心轴线设置，蒸汽喷射圆锥筒2的前端具有蒸汽喷出口7(具体可以形成在蒸汽喷射圆锥筒2的前端的喷射圆板8上)，蒸汽喷射圆锥筒2的后端连通至过液筒体1外部以能够接受蒸汽进入，蒸汽喷射圆锥筒2的侧壁上具有多个蒸汽喷射通孔6，蒸汽喷射通孔6的直径小于蒸汽喷出口7的直径并且蒸汽喷射通孔6在蒸汽喷射圆锥筒2上由内而外斜向前设置，消音圆锥筒3位于过液筒体1内部并且环绕蒸汽喷射圆锥筒2设置，消音圆锥筒3上具有多个消音通孔9，过液筒体1的内部还具有环绕中心轴线设置的环形过液通道，环形过液通道包括从后向前连通的第一环形过液通道10和第二环形过液通道11，第一环形过液通道10从后向前逐渐缩窄，蒸汽喷射圆锥筒2与消音圆锥筒3之间的间隔形成第二环形过液通道11，蒸汽喷射圆锥筒2从后向前逐渐缩窄并且消音圆锥筒3从后向前逐渐扩宽以使得第二环形过液通道11从后向前逐渐扩宽。

根据本发明的优选实施方式，蒸汽喷射加热器包括位于过液筒体1中邻近液体入口4的流体导流分配装置18，目的是合理分配液体分布，适应蒸汽直接加热的运行规律，对于设备的安全、可靠运行有帮助，流体导流分配装置18的具体实施方式可以是导流板，也可以是其他更为复杂的结构。

根据本发明的具体实施方式，蒸汽喷射通孔6从后向前布置有多组，并且每一组蒸汽喷射通孔6包括环绕中心轴线设置的多个蒸汽喷射通孔6。总之，蒸汽喷射圆锥筒2尽可能多的排布蒸汽喷射通孔6。

此外，蒸汽喷射加热器还包括蒸汽接入管12，蒸汽接入管12的一端位于过液筒体1的外部，蒸汽接入管12的另一端穿过过液筒体1的侧壁在过液筒体1的内部与蒸汽喷射圆锥筒2的后端连通。根据本发明的优选实施方式，蒸汽接入管12为弯管，弯管的另一端的管口的中心轴线与过液筒体1的中心轴线共线。但是本发明并不限于此，即使采用了其他形状的管道作为蒸汽接入管12，也将落入本发明的保护范围。

可以理解的是，形成第一环形过液通道10和第二环形过液通道11的具体结构并不受特别的限制，采用各种类型的合适结构或装置、零部件来形成这些通道(只要不影响本发明的正常加热工作)，都是可以的，都是受本发明保护的，但根据本发明的优选实施方式，蒸汽喷射加热器包括连接在蒸汽接入管12的另一端的外壁面上的外圆锥形圆环13以及连接在过液筒体1的内侧壁面上的内圆锥形圆环14，外圆锥形圆环13与内圆锥形圆环14之间的间隔形成第一环形过液通道10。蒸汽喷射加热器包括连接在蒸汽接入管12的另一端的外壁面上的外接圆环15，外接圆环15的两端分别连接外圆锥形圆环13和蒸汽喷射圆锥筒2，蒸汽喷射加热器还包括连接在过液筒体1的内侧壁面上的内接圆环16，内接圆环16的两端分别连接内圆锥形圆环14和消音圆锥筒3，外接圆环15与内接圆环16之间的间隔形成中间过渡流道17，第一环形过液通道10与第二环形过液通道11通过中间过渡流道17连通。

作为优选实施方式，蒸汽喷射圆锥筒2、消音圆锥筒3、外圆锥形圆环13、内圆锥形圆环14、外接圆环15和内接圆环16各自的中心轴线分别与过液筒体1的中心轴线共线。当然，这并不意味着本发明限定于此，即使采用了蒸汽喷射圆锥筒2、消音圆锥筒3、外圆锥形圆环13、内圆锥形圆环14、外接圆环15和内接圆环16各自的中心轴线不与过液筒体1的中心轴线共线的方案(例如与过液筒体1的中心轴线稍有偏差)，也将落入本发明的保护范围，本发明优先保护它们共线的方案，但是也适当扩宽了保护范围对一些改变方案进行保护。

该喷射式蒸汽喷射加热器具体进行加热工作时，以水流为例，从液体入口4进入到过液筒体1内部的水流，经过流体导流分配装置18，合理分布到第一环形过液通道10内。因为，很明显，在水流的前进方向有一个蒸汽接入管12阻挡，所以，需要流体导流分配装置5来合理分布水流，保证进入中间过渡流道17的四周水流是分布一致的。

水流继续前进，经第一环形过液通道3、在中间过渡流道17全面加速喷射，由于中间过渡流道17，实际是一个圆环形的喷嘴，同时很狭窄，水流速度特别快，这特别有利于消除振动、也对控制噪声有帮助。

需要重点并反复强调的是：

上面这个圆环形水喷嘴，实现水的圆环形喷射流动。国内外的蒸汽直接加热设备，本发明首创设计了圆环形水喷嘴。

这个高速喷射的水流在第二环形过液通道11内部，缓慢减速通过，在这个过程中，受到从蒸汽喷射圆锥筒2内部高速喷射出来的蒸汽，得到直接加热。流出第二环形过液通道11的水，又受到蒸汽喷出口7的蒸汽高速喷射的带动，向前从液体出口5流出本设备。

由弯管形状的蒸汽接入管12、蒸汽喷射圆锥筒2、外圆锥形圆环13、喷射圆板8一起，构成了一个全新结构的蒸汽内腔，这个蒸汽内腔，和其他的结构比较，体积是最小的，是特别有利于消除水击、振动的。因为蒸汽内腔极小，可以减少蒸汽波动而引起系统激荡，进而减少蒸汽直接加热过程中的水击、振动。

虽然蒸汽喷出口7直径比较大一点，但是从这个蒸汽喷出口7喷射的蒸汽流量极小，这个对这个系统噪声的影响是极小的，没有影响的。

由于本发明的主体部分，是位于水流的中心，而且，蒸汽喷出口7直径比较大，所以，不会发生堵塞。因为蒸汽压力高于液体的压力，存在压力差，设备运行时，物料不可能进入到蒸汽喷射圆锥筒2的内部，包括蒸汽内腔的内部，这个时候，不存在堵塞问题。在本设备没有加入蒸汽之前，进入到蒸汽喷射圆锥筒2的内部，包括进入到蒸汽内腔的内部的物料，在蒸汽加入后，由于蒸汽压力高于液体的压力，同时有专门设计的蒸汽喷出口7，因为孔的直径比较大，这个物料会被在蒸汽的压力下，从蒸汽喷出口7喷射出去，所以，不会堵塞。

本发明首次独创性地采用这一种基础结构，可以对各种液体(包括水、污水、粘性流体、含有悬浮物或者含有沉淀性颗粒的液体)的蒸汽直接加热，又可以消除振动、堵塞、噪声，这是蒸汽直接加热领域的重大突破。

蒸汽喷射圆锥筒包括圆锥角为0度这一个特殊情况。

很明显，上面这个全新的基础结构，因为它的主体部分，是位于水流的中心，水流是从它的四周流动，悬浮物，是可以通过这个基础结构的上部顺利通过的。沉淀性颗粒，也是可以通过这个全新的基础结构的下部顺利通过的。第一个实现了含有悬浮物，或者含有沉淀性颗粒的蒸汽直接加热。

很明显，即使是粘性流体，例如；餐厨垃圾、矿浆、糖浆、造纸黑水、纸浆等等，是可以从基础结构主体部分的四周顺利通过的。因为，蒸汽喷射通孔，根据需要可以是不同的直径，所以，解决了堵塞问题。又因为蒸汽喷出口，比较大，借助蒸汽的力量，可以把进入到蒸汽喷射圆锥筒2内部的大颗粒冲走。

这个全新的基础结构，可以全面实现对各种液体的蒸汽直接加热。

由于绝大部分蒸汽，是通过直径比较小的蒸汽喷射通孔6，斜向喷射到四周高速流动的液体中，所以，噪声小。蒸汽喷射圆锥筒，采用圆锥筒形状，是有利于控制噪声的。

此外，这种基础结构，特别是由弯管形状的蒸汽接入管12、蒸汽喷射圆锥筒2、外圆锥形圆环13、喷射圆板8一起，构成一个蒸汽内腔。因为这个蒸汽内腔，和其他的结构比较，体积是最小的，特别有利于消除水击、振动。因为蒸汽内腔小，可以减少蒸汽波动而引起系统激荡，进而减少蒸汽直接加热过程中的水击、振动。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。