专利名称:蒸汽热水装置的制作方法
本实用新型属于一种蒸汽热水装置。
众所周知，使用最普遍的蒸汽热水装置，通常采用间壁式换热方式，即冷、热两种流体被一个固定壁面隔开，热量通过固体的一个侧面传至另一侧面。这种换热方式，换热效率低、换热器件积大。例如，供一座楼房采暖用的园筒管壳式换热器，需占用一间十多平方米的房间。
七十年代以来，静态混合式汽水加热器受到重视。这类混合加热器内置有一些静止元件，当冷热两种流体通过时，便分别受到分割，并改变流向，从而达到充分混合换热的目的。目前，已有三十多种不同类型的静态混合加热器投入使用。其中，喷管式汽水混合加热器是近几年国内设计投产的一种新型汽水混合加热器〔参见图1〕，它主要由带有三个法兰的管壳〔1〕、喷管〔2〕、网盖〔3〕、填料〔4〕，放水栓〔5〕组成，蒸汽和低温水分别由相应管道与管壳的法兰连接送入，在装置内混合换热，然后在蒸汽和水压下输出高温水。这种换热器具有换热效率高、加热温差大，体积小、运行平稳等优点。但也存在以下不足之处第一，由于该装置本身不具备调节功能，不能控制蒸汽和进水流量大小，故不能控制汽、水混合后的温度。第二，从节能角度而言，喷管式汽水混合加热器在实际使用中，所需蒸汽量在不同的加热温差下相差很大，例如，当加热温差为20℃和80℃时，其所需的蒸汽量相差5倍，如只需较低温度的热水时，仍按额定蒸汽量供汽，则造成了能源的浪费。第三，当停电引起水泵停机无进水时，蒸汽源继续供汽，则容易造成过热和蒸汽烫伤事故。第四，该装置不具备成套性，给用户的配套和安装使用造成了不方便之处。
本实用新型的目的在于提供一种配套齐全、能自动调温，遇事故时能自动停机，安全可靠、节能的蒸汽热水装置。
本实用新型以喷管式汽水混合加热器为加热部件，同时包括蒸汽管路、低温水管路、高温水管路及水温检测、调节控制部件，同时采用机架和连接件将上述管路和部件组成一体化的整体。
本实用新型的蒸汽热水装置，在水温控制方案上作了合理的选择。为了保证喷管式汽水混合器正常工作，设置了蒸汽、进出水压力检测指示装置。在高温水出口设置了温度敏感元件，温度敏感元件检测的温度信息，通过控制回路，改变蒸汽流量的大小，实现水温的控制。加热水温度可根据需要设定(20～150℃)，当实际加热温度高于或低于设定值温度时，控制器按比例积分微分(PID)方式，调节驱动电动执行机构自动关小或开大蒸汽流量，使加热水达到设定温度，从而实现按需要供给适量的蒸汽，避免了蒸汽能源的浪费。
本实用新型在蒸汽管路和低温水管路上设置多功能电磁阀，在发生停电事故时，可自动切断蒸汽，以免出现超温和蒸汽烫伤事故。在控制方式上，启动时先接通给水，后接通蒸汽，保证了使用安全。
本实用新型蒸汽热水装置采取在同一侧连接蒸汽管路、低温水管路、高温水管路的方式，利用弯管结构进行温度膨胀量自然补偿，减小内应力，且使结构紧凑、体积小。例如，每小时生产10吨热水的装置，占地面积不到一平方米，比具有相同能力的其它加热装置小得多。
现结合附图对本实用新型作进一步详细描述。
附图1为喷管式汽水混合加热器结构示意图。
附图2为蒸汽热水装置结构示意图。
附图3为蒸汽热水装置的仪表和控制电路原理。
附图4为蒸汽热水装置应用于开式系统示意图。
附图5为蒸汽热水装置应用于循环系统示意图。
下面是本实用新型的最佳实施例参照图2，本装置由蒸汽管路、低温水管路、高温水管路、喷管式汽水混合加热器，控制箱组成。蒸汽管路上各部件的连接顺序，从蒸汽入口端起依次为变径管〔6〕、带过滤器的多功能蒸汽电磁阀〔7〕、蒸汽流量电动调节阀〔8〕、止回阀〔9〕、弯管〔10〕，弯管〔10〕的尾端与喷管式汽水混合加热器〔17〕的蒸汽进口法兰连接，导压管〔18〕呈T接在变径管〔6〕上。低温水管路上各部件的连接顺序，从低温水入口端起依次为直管〔11〕，带过滤器的多功能电磁阀〔12〕、止回阀〔13〕、变径管〔14〕，变径管〔14〕的尾端与喷管式汽水加热器〔17〕的低温水进口法兰连接，导压管〔19〕呈T接在直管〔11〕上。高温水管路各部件的连接顺序，从喷管式汽水混合加热器〔17〕的高温水出口法兰连接起，依次为弯管〔15〕、直管〔16〕、导压管〔20〕呈T接在直管〔16〕上，温度敏感元件可接在弯管〔15〕或直管〔16〕上。控制箱〔24〕面板上设置有电源开关〔26〕、电源指示灯〔30〕，保险丝盒〔27〕、低温水压力指示仪〔21〕、蒸汽压力指示仪〔22〕、高温水压力指示仪〔23〕、温度指示调节仪〔28〕、电动伺服放大器〔29〕、报警电路工作开关〔31〕、试验开关〔32〕、闪光灯〔33〕。
参照图2和图3，温度敏感元件〔25〕装置在高温水管路上，其检测信号送至温度指示调节仪〔28〕，通过该仪表的测量桥路〔41〕，一路由指示仪〔42〕直连显示温度值，另一路送至比较电路〔44〕，与温度设定电路〔43〕的设定值比较后，经振荡电路〔46〕和直流放大电路〔47〕，送至电动伺服放大器〔29〕。温度指示调节仪〔28〕具有比例积分微分反馈电路〔45〕，有比例积分微分〔PID〕调节特性，输出0～10mA直流电，电动伺服放大器〔29〕将输入的直流信号经比较电路〔48〕、调制电路〔49〕、交流放大电路〔50〕、相敏整流〔51〕、继电开关〔52〕转换成开关信号，由偏差信号的极性，决定执行机构蒸汽流量电动调节阀〔8〕的开与关，即当测定温度高于设定值时，驱动电动调节阀〔8〕关小阀门，并汽流量减小，当测定温度低于设定值时，驱动电动调节阀〔8〕开大阀门，蒸汽流量增大，从而使加热水温达到设定值。电动调节阀〔8〕的阀门开度大小信号，经位置反馈电路〔53〕，由阀位指示器〔54〕指示。此外，控制箱〔24〕内还设有启动时间顺序控制和报警保护电路〔34〕，在启动时控制进蒸汽比进水滞后0.4～60秒的时间，以保证使用的安全性。针对部分有用水泵直接供水的情况，为避免偶然停电，水泵停止供水，造成只有蒸汽而无供水的事故，本实用新型在控制电路中采用了停电自动声光报警电路，并自动切断给水和蒸汽管路。
现参照图2和图3，说明本装置的工作过程当装置与蒸汽源、低温水源及电源接通后，压力指示仪〔21〕、〔22〕分别指示进水压力和蒸汽压力，符合规定值后，将温度调节指示仪〔28〕的温度设定在所需水温，开启电源开关〔26〕，电源指示灯〔30〕亮，进水电磁阀〔12〕通电开阀，低温水进入汽水混合加热器〔17〕，时间继电器〔35〕延时触点吸合，接通多功能蒸汽电磁阀〔7〕，蒸汽进入喷管式汽水混合加热器〔17〕，在喷管中与水混合换热。由汽水混合加热器〔17〕出来的高温水温度，由温度传感器〔25〕检测，控制箱上仪表〔28〕指示瞬时水温，并根据设定温度与实际温度的正、负偏差，控制蒸汽流量电动调节阀〔8〕的开度大小，自动调整蒸汽流量，使加热水温稳定在设定值。停机时，将电源开关〔26〕切断，电源指示灯〔30〕灭，电磁阀〔7〕、〔12〕同时断电而切断蒸汽和水源，热水生产装置停止工作。当发生突然停电时，电源开关〔26〕仍处于导通位置，时间继电器〔35〕断电，常闭触点复位，接通停电报警电路的3V干电池电源，使集成电路CIC285处于通电工作状态，驱动发光管和扬声器发出报警光、声信号。与此同时，继电器〔35〕断电时立即将吸合的常开触点松开，多功能电磁阀〔7〕，〔12〕断电复位，将蒸汽与低温水源切断。
参照图4，所示为本装置应用于开式系统的情况，将本实用新型装置〔36〕，接通电源、水源、蒸汽源，开机就可生产一定温度的热水，送至一定高度的热水容器〔37〕。
参照图5，所示为本装置应用于循环系统的情况，以电动水泵〔38〕为循环动力，本实用新型装置〔36〕装在水泵出口侧，按设定温度生产的高温水输送给散热器〔39〕。〔40〕为膨胀水箱。
本装置测量温度范围0～150℃。加热温差控制范围0～80℃(对于不同进水温度和饱和蒸汽压力，设定温度分别在20～150℃范围内选择，加热以后的最高水温可达到比出口水压下的饱和蒸汽温度低10℃)。控制灵敏度小于1℃。蒸汽压力4.4×105～12.7×105帕，给水压力低于蒸汽压力0.49×105帕以上。工作电源AC220V±10V，50～60HZ。本装置适用于环境温度为0～50℃、相对湿度不超过85％、无腐蚀性气体的场合，可用于食堂、澡堂、热水采暖系统、低粘度无腐蚀性工业过程流体加热和既供蒸汽又供热水的锅炉房。
权利要求
1.一种以蒸汽为热源的蒸汽热水装置，由蒸汽管路、低温水管路、高温水管路、喷管式汽水混合式加热器、控制箱组成，其中蒸汽管路由变径管[6]、导压管[18]、带过滤器的多功能蒸汽电磁阀[7]、蒸汽流量电动调节阀[8]、止回阀[9]、弯管[10]组成，低温水管路由直管[11]、导压管[19]、带过滤器的多功能电磁阀[12]、止回阀[13]、变径管[14]组成，高温水管路由弯管[15]、直管[16]、导压管[20]组成，高温水管路上装有温度敏感元件[25]，控制箱[24]由温度指示调节仪[28]、电动伺服放大器[29]、启动时间顺序控制和报警保护电路[34]组成。
2.根据权利要求
1所述的蒸汽热水装置，其特征在于采用机架和连接件将喷管式汽水混合加热器〔17〕、控制箱〔24〕、蒸汽管路、低温水管路、高温水管路组成为一整体装置〔36〕。
3.根据权利要求
1、2所述的蒸汽热水装置，其特征是蒸汽管路、低温水管路、高温水管路在同一侧连接，使蒸汽进口、低温水进口及高温水出口在装置的同一端。
4.根据权利要求
3所述的蒸汽热水装置，其特征是蒸汽管路上各部件的连接顺序，从蒸汽入口端起依次为变径管〔6〕、带过滤器的多功能蒸汽电磁阀〔7〕、蒸汽流量电动调节阀〔8〕、止回阀〔9〕、弯管〔10〕，弯管〔10〕的尾端与喷管式汽水混合加热器〔17〕的蒸汽进口法兰连接，导压管〔18〕呈I接在变径管〔6〕上。
5.根据权利要求
3所述的蒸汽热水装置，其特征在于低温水管路上各部件的连接顺序，从低温水入口端起依次为直管〔11〕、带过滤器的多功能电磁阀〔12〕、止回阀〔13〕、变径管〔14〕，变径管〔14〕的尾端与喷管式汽水混合加热器〔17〕的低温水进口法兰连接，导压管〔19〕呈T接在直管〔11〕上。
6.根据权利要求
3所述的蒸汽热水装置，其特征在于高温水管路上各部件的连接顺序，从喷管式汽水混合加热器〔17〕的高温水出口法兰连接起，依次为弯管〔15〕、直管〔16〕，导压管〔20〕呈T接在直管〔16〕上。
专利摘要
一种以蒸汽为热源的蒸汽热水装置，其特点是它的汽、水管路、喷管式汽水混合加热器、仪表控制箱为一整体。通过温度敏感元件和控制电路，可自动调节执行器阀门开度，控制蒸汽流量，以达到按设定温度(20°～150℃)生产热水之目的。当发生停电时，本装置具有自动断汽、断水、保护和报警功能。本实用新型具有体积小、热效率高、加热温差可控、节能和安全等优点。适用于食堂、澡堂、热水采暖的系统、及低粘度、无腐蚀性工业过程流体的加热。
文档编号F24H1/12GK86207953SQ86207953
公开日1987年11月7日 申请日期1986年9月30日
发明者文呜岐, 杨正祥, 邓在德 申请人:湖南省能源研究所, 长沙散热器厂导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan