蒸汽压力匹配器的制作方法

1.本发明涉及蒸汽增压技术领域，具体涉及一种蒸汽压力匹配器。


背景技术：

2.蒸汽压力匹配器是高压蒸汽通过喷嘴时产生高速气流，在喷嘴出口处产生负压，在负压作用下将低压蒸汽吸入，经过高低压蒸汽混合后形成中压蒸汽，达到为低压蒸汽加压的目的。低压蒸汽的压力对混合后形成的中压蒸汽的压力有一定的影响，如果需要的中压蒸汽压力与低压蒸汽压力差距过大，会导致蒸汽压力匹配器的加压效率降低。相关技术中一般会提高进入蒸汽压力匹配器的低压蒸汽压力，但提高进入蒸汽压力匹配器的低压蒸汽压力，不但会额外增加很大的成本，而且提高效率也很低。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种蒸汽压力匹配器，提高蒸汽压力匹配器的加压效率，降低加压成本。
4.本发明实施例的蒸汽压力匹配器，包括：第一管道，所述第一管道内具有第一流道，所述第一流道具有进口和出口；第二管道，所述第二管道内具有第二流道，所述第二管道至少部分伸入所述第一管道内，所述第二流道与所述第一流道连通，且所述第二流道内流通的气体压力大于所述第一流道内流通的气体压力；增压器和涡轮，所述增压器设在所述第一流道内，且所述增压器邻近所述进口布置，所述增压器与所述涡轮同轴布置，所述涡轮邻近所述第一流道与所述第二流道的连通处布置，所述涡轮与所述增压器相连以带动所述增压器转动。
5.本发明实施例的蒸汽压力匹配器，可以提高蒸汽压力匹配器的加压效率，降低加压成本。
6.在一些实施例中，所述增压器包括多个第一叶轮和转轴，多个所述第一叶轮分别与所述转轴相连，多个所述第一叶轮在所述第一管道的长度方向上间隔布置，所述转轴穿设在所述第一管道内，且所述转轴相对于所述第一管道可转动。
7.在一些实施例中，多个所述第一叶轮在所述转轴径向上的尺寸在所述第一管道的长度方向上沿靠近涡轮的方向上逐渐减小。
8.在一些实施例中，所述涡轮设在所述第一流道内，所述涡轮邻近所述出口布置，所述涡轮包括多个第二叶轮，多个所述第二叶轮分别与所述转轴相连，且多个所述第二叶轮在所述第一管道的长度方向上间隔布置。
9.在一些实施例中，多个所述第二叶轮在所述转轴的径向上的尺寸在所述第一管道的长度方向上沿远离所述增压器的方向上逐渐增大。
10.在一些实施例中，所述第二流道的流道面积在所述第一管道的长度方向上沿靠近涡轮的方向上逐渐减小。
11.在一些实施例中，所述第一管道包括依次连通的第一管段、第二管段、第三管段和
第四管段，所述第一管段的流通面积在所述第一管道的长度方向上沿靠近出口的方向上逐渐减小，所述第三管段的流通面积在所述第一管道的长度方向上沿靠近出口的方向上逐渐减小，所述第四管段的流通面积在所述第一管道的长度方向上沿靠近出口的方向上逐渐增大。
12.在一些实施例中，所述增压器位于所述第一管段内，所述涡轮设在所述第四管段内，所述第二管道伸入所述第二管段内，且所述第二流道与所述第一流道的连通处位于所述第三管段。
13.在一些实施例中，所述蒸汽压力匹配器还包括支撑架，所述支撑架设在所述第一管道内，所述转轴穿设在所述支撑架内，且所述转轴相对于所述支撑架可转动。
14.在一些实施例中，所述支撑架包括彼此相连的支撑部和连接部，所述连接部与所述第一管道内壁面相连，所述转轴穿设在所述支撑部内。
附图说明
15.图1是本发明实施例的蒸汽压力匹配器的示意图。
16.图2是本发明实施例的蒸汽压力匹配器的结构示意图，且具有压力标识。
17.图3是本发明实施例的第一叶轮的示意图。
18.图4是本发明实施例的第二叶轮的示意图。
19.图5是本发明实施例的支撑架的示意图。
20.图6是本发明实施例的第一轴承的示意图。
21.附图标记：
22.第一管道1，进口11,出口12，第一管段13，第二管段14，第三管段15，第四管段16，第一流道17，
23.增压器2，第一叶轮21，第一叶片211，转轴22，
24.涡轮3，第二叶轮31，第二叶片311，
25.第二管道4，第二流道41，
26.支撑架5,支撑部51，连接部52，第一轴承6，第二轴承7。
具体实施方式
27.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
28.如图1-6所示，本发明实施例提出的蒸汽压力匹配器，包括第一管道1、第二管道4、增压器2和涡轮3。
29.在一些实施例中，第一管道1内具有第一流道17，第一流道17具有进口11和出口12。第二管道4内具有第二流道41，第二管道4至少部分伸入第一管道1内，且第二流道41与第一流道17连通，第二流道41内流通的气体压力大于第一流道17内流通的气体压力。增压器2设在第一流道17内，且增压器2邻近进口11布置，涡轮3与增压器2相连以带动增压器2转动。
30.具体地，通过第一流道17的进口11流入第一管道1内的是低压蒸汽，通过第一流道17的出口12流出第一管道1的是中压蒸汽，增压器2设在靠近低压蒸汽的进口11处，涡轮3设
在靠近中压蒸汽的出口12处。中压蒸汽的流动带动涡轮3转动，涡轮3转动带动与其相连的增压器2转动，使低压蒸汽流入增压器2内，增压器2对流入增压器2内的低压蒸汽进行增压，从而提高蒸汽压力匹配器的加压效率。
31.具体地，第一流道17的进口11与低压蒸汽源连通，低压蒸汽源通过第一流道17的进口11往第一流道17内传输低压蒸汽，第一管道1为圆管，有利于蒸汽在第一管道1内流通，提高蒸汽压力匹配器性能。
32.具体地，第二管道4内流通的是高压蒸汽，第二管道4的部分伸入第一管道1内，提高第二流道41内的高压蒸汽进入第一流道17时对第一流道17内的低压蒸汽的引射能力。
33.可选地，第二流道41内的高压蒸汽压力比较大时，将涡轮3设在第二流道41与第一流道17的连接处，使流经涡轮3的蒸汽压力更大，提高涡轮3的转换效果，进而提高增压器2的增压效果。
34.可选地，第一流道17的进口11和出口12分别与传输管道连接时，可以通过法兰盘进行连接。
35.在一些实施例中，增压器2包括多个第一叶轮21和转轴22，多个第一叶轮21分别与转轴22相连，多个第一叶轮21在第一管道1的长度方向上间隔布置，转轴22穿设在第一管道1内，且转轴22相对于第一管道1可转动。
36.具体地，多个第一叶轮21分别与转轴22相连，使转轴22转动时能够带动多个第一叶轮21转动。每一个第一叶轮21的增压能力有限，通过设置多个第一叶轮21，提高第一叶轮21的增压效果，并将多个第一叶轮21在第一管道1的长度方向上(如图1所示的左右方向)间隔布置，使多个第一叶轮21对低压蒸汽实现多级加压，提高增压器2对低压蒸汽的增压效果，进而提高蒸汽压力匹配器的加压效率。
37.可选地，第一叶轮21的数量可以根据实际使用需求进行设定，例如第一叶轮21的数量设置为三个、四个、五个。
38.具体地，如图3所示，第一叶轮21上设有多个第一叶片211，多个第一叶片211在转轴的周向上均匀间隔布置。
39.在一些实施例中，多个第一叶轮21在转轴22径向上的尺寸在第一管道1的长度方向上沿靠近涡轮3的方向上逐渐减小。
40.具体地，多个第一叶轮21在转轴22从左到右方向上的径向尺寸依次减小，转轴22左边的第一个第一叶轮21对低压蒸汽进行压缩后，低压蒸汽的密度增大，体积会变小。
41.换言之，低压蒸汽进入第一个第一叶轮21时的低压蒸汽体积大于进入第二个第一叶轮21时的低压蒸汽体积，而低压蒸汽进入第二个第一叶轮21时的低压蒸汽体积大于进入第三个第一叶轮21时的低压蒸汽体积，依此类推，直至低压蒸汽进入最后一个第一叶轮21，进入倒数第二个第一叶轮21的低压蒸汽体积大于进入最后一个第一叶轮21的低压蒸汽体积，最后一个第一叶轮21对低压蒸汽进行压缩后输出，即完成多个第一叶轮21对低压蒸汽压缩以提高低压蒸汽的压力，从而提高蒸汽压力匹配器的加压效率。
42.具体地，低压蒸汽通过多个第一叶轮21的逐级增压，低压蒸汽的体积会越来越小，低压蒸汽在第一叶轮21内的流道面积也越来越小，设置多个第一叶轮21在径向尺寸上越来越小，能够提高第一叶轮21的增压效果，从而提高蒸汽压力匹配器的加压效率。
43.在一些实施例中，涡轮3设在第一流道17内，涡轮3邻近出口12布置，涡轮3包括多
个第二叶轮31，多个第二叶轮31分别与转轴22相连，且多个第二叶轮31在第一管道1的长度方向上间隔布置。
44.具体地，多个第二叶轮31第一流道17的出口12处，即设在邻近中压蒸汽的出口12处，中压蒸汽流过第二叶轮31时带动第二叶轮31转动，多个第二叶轮31分别与转轴22相连，使每一个第二叶轮31的转动都能够带动转轴22的转动。
45.具体地，第二叶轮31能将中压蒸汽流过第二叶轮31的风能转换为第二叶轮31的机械能，但每一个第二叶轮31的转换能力有限，通过设置多个第二叶轮31，以提高第二叶轮31的转换效率，提高转轴22的转速。
46.具体地，多个第二叶轮31在第一管道1的长度方向上(如图1所示的左右方向)间隔布置，中压蒸汽流过多个第二叶轮31使多个第二叶轮31旋转，第二叶轮31通过转轴22带动增压器2旋转，使增压器2对低压蒸汽增压。
47.可选地，第二叶轮31的数量可以根据实际使用需求进行设定，例如第二叶轮31的数量设定为两个、三个、四个。
48.具体地，如图4所示，第二叶轮31上设有多个第二叶片311，多个第二叶片311在转轴的周向上均匀间隔布置。第二叶片311和第一叶片211的螺旋方向相反。
49.可选地，涡轮3也可以设置在蒸汽压力匹配器的外部，例如将涡轮3设置在废气出口12，能够降低蒸汽压力匹配器内中压蒸汽的能量损耗，更大程度的提高蒸汽压力匹配器的加压效果。
50.可选地，当涡轮3设置在废气出口时，可以将涡轮3与增压器2之间通过转轴22的连接方式改为齿轮啮合的连接方式，以提高传递效率。
51.可选地，涡轮3也可以设置为其他驱动部件，例如直接外设驱动部件驱动增压器2的转动，避免蒸汽压力匹配器内的能量损耗，得到更高压力的中压蒸汽，提高蒸汽压力匹配器的加压效果。
52.具体地，涡轮3驱动所消耗的能量小于提高低压蒸汽压力或提高高压蒸汽所消耗的其他能量，节省了能源损耗，降低了加压成本，进而提高了蒸汽压力匹配器的加压效果。
53.在一些实施例中，多个第二叶轮31在转轴22的径向上的尺寸在第一管道1的长度方向上沿远离增压器2的方向上逐渐增大。
54.具体地，多个第二叶轮31在转轴22从左到右方向上的径向尺寸依次增大，当中压蒸汽流经转轴22左边的第一个第二叶轮31时，使中压蒸汽膨胀，体积会变大。
55.换言之，中压蒸汽流经第一个第二叶轮31时的体积小于中压蒸汽流经第二个第二叶轮31时的中压蒸汽体积，中压蒸汽流经第二个第二叶轮31时的体积小于中压蒸汽流经第三个第二叶轮31时的中压蒸汽体积，依此类推，直至中压蒸汽进入最后一个第二叶轮31时，中压蒸汽体积达到最大，即完成中压蒸汽对第二叶轮31的做工，通过逐层使中压蒸汽气体膨胀，以提高第二叶轮31的转换效率，进而提高增压器2的增压效率。
56.在一些实施例中，第二流道41的流道面积在第一管道1的长度方向上沿靠近涡轮3的方向上逐渐减小。
57.具体地，第二流道41的流通面积在从左到右的方向上逐渐减小，使第二流道41与第一次流道连接处形成锥形流道，能够有效减少阻力降。
58.在一些实施例中，第一管道1包括依次连通的第一管段13、第二管段14、第三管段
15和第四管段16，第一管段13的流通面积在第一管道1的长度方向上沿靠近出口12的方向上逐渐减小，第三管段15的流通面积在第一管道1的长度方向上沿靠近出口12的方向上逐渐减小，第四管段16的流通面积在第一管道1的长度方向上沿靠近出口12的方向上逐渐增大。
59.在一些实施例中，增压器2位于第一管段13内，涡轮3设在第四管段16内，第二管道4伸入第二管段14内，且第二流道41与第一流道17的连通处位于第三管段。
60.具体地，增压器2位于第一管段13内，增压器2对第一管段13内的低压蒸汽进行压缩增压，多个第一叶轮21对第一管段13内的低压蒸汽的逐层增压，将第一管段13的流通面积设置为从左到右方向上逐渐减小的形状，不仅可以适应多个第一叶轮21在转轴22径向上的尺寸从左往右逐渐减小的形状，而且还可以提高第一叶轮21的逐层增压效果，进而提高增压器2的增压效果。
61.可选地，涡轮3设在第四管段16内，第四管段16内的中压蒸汽流经涡轮3，第四管段16内的中压蒸汽流经多个第二叶轮31，多个第二叶轮31在转轴22的径向上的尺寸从左往右逐渐增大，将第四管段16的流通面积设置为从左到右逐渐增大的形状，不仅可以适应多个第二叶轮31的形状，而且还可以提高第二叶轮31的转化效率和增压器2的增压效果。
62.具体地，第二管道4伸入第二管段14内，且第二流道41与第一流道17的连通处位于第三管段15。第三管段15的流通截面积从左往右逐渐减小，形成锥形形状，能够使第二管道4内的高压蒸汽进入第三管路时带动第一管段13和第二管段14内的低压蒸汽进入第三管段15更加流畅，有效减少阻力降，从而提高蒸汽压力匹配器的加压效果。
63.具体地，如图2所示，设定第一管段13内的低压蒸汽的压力为p1，设定第二管道4内的高压蒸汽的压力为p0，高压蒸汽通过第三管段15时，在第三管段15处形成负压，设定负压的压力为p2，而且p2小于p1，第一管段13和第二管段14内的低压蒸汽在负压的作用下进入第三管段15，高压蒸汽和低压蒸汽在第三管段15和第四管段16进行混合，设定混合完成后的中压蒸汽压力为p3，混合完成的中压蒸汽流经第二叶轮31使第二叶轮31转动，第二叶轮31转动带动第一叶轮21转动，第一叶轮21对第一管段13内的低压蒸汽进行增压，增压后的低压蒸汽再在高压蒸汽的带动下进入第三管段15和第四管段16与高压蒸汽混合，提高蒸汽压力匹配器的加压效果。
64.在一些实施例中，蒸汽压力匹配器还包括支撑架5，支撑架5设在第一管道1内，转轴22穿设在支撑架5内，且转轴22相对于支撑架5可转动。
65.在一些实施例中，支撑架5包括彼此相连的支撑部51和连接部52，连接部52与第一管道1内壁面相连，转轴22穿设在支撑部51内。
66.具体地，支撑架5设在第四管段16内，且支撑架5设在第二叶轮31的左侧，支撑架5的连接部52设在第四管段16的内壁面。连接部52可以设置为两个、三个、四个、六个，在保证支撑架5稳定支撑的前提下，提高中压蒸汽流通的流畅性。
67.具体地，转轴22穿过第二管道4的连接处设有第一轴承6，转轴22与支撑部51的连接处设有第二轴承7，提高转轴22的稳定性。
68.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
69.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
70.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
71.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
72.在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
73.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。