混合控制型疏水器以及疏水系统技术方案

本发明专利技术提供一种疏水器以及疏水系统，疏水器包括本体，位于侧壁的水汽进口接收高温水汽混合气体，经水汽分离和冷凝，位于侧壁的冷凝水出口将水输出；本体包括：水汽接收腔室，对混合气体作初步水汽分离，顶部有导出水蒸汽的出汽口、底部有导出液态水的出水口；水汽分离腔室，接收水蒸汽和液态水并储存，水蒸汽囤积于上部并产生压力，将下部的冷凝水由出水口挤出；冷凝水出水腔室，接收冷凝水并输出。疏水系统包括：疏水器，接收高温水汽混合气体并作分离，将冷凝水输出；压力释放容器，将疏水器输出的冷凝水暂存，释放残留压力；水流平缓器，容纳冷凝水，待平缓水流后输出。本发明专利技术将蒸汽加热设备产生的冷凝水及时排出，无蒸汽泄漏，节省能源消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水汽分离
，具体来说，本专利技术涉及一种混合控制型疏水器以 及疏水系统。
技术介绍
疏水器也称疏水阀或是水汽分离器(Steam Trap)，它用在蒸汽加热设备或蒸汽输 送管网上，是起自动阻汽排水作用的装置。选择合适的疏水器，可使蒸汽加热设备达到最高 工作效率。自从产业革命以来，蒸汽已被广泛地应用在各工业部门，特别在石化、化工、纺织、 轻工、电力等行业，都大量地使用蒸汽。及时排除蒸汽系统中的冷凝水、减少蒸汽的泄漏；提 高蒸汽使用设备的热效率等问题。得到了各工业部门的普遍重视，蒸汽疏水器就是解决这 些问题的主要装置。疏水器的正确设计、安装使用直接影响到蒸汽系统的安全运行和节能 工作的好坏。蒸汽中的冷凝水和空气是影响热量交换和管道通过能力的有害物质，排除它 们能提高用汽设备的效率，节约蒸汽、降低燃料消耗。疏水器的品种很多，各有不同的性能。但是归根结底，疏水器要能“识别”蒸汽和 冷凝水，才能起到阻汽排水作用。“识别”蒸汽和冷凝水可以基于三个原理:密度差、温度差 和相变。于是就可以根据这三个原理制造出三种类型的疏水器:分类为机械型疏水器、热静 力型疏水器、热动力型疏水器。一、机械型疏水器:机械型疏水器也称浮子型疏水器，是利用冷凝水与蒸汽的密度差，通过冷凝水液 位变化，使浮子升降带动阀瓣开启或关闭，达到阻汽排水目的。机械型疏水器的过冷度小， 不受工作压力和温度变化的影响，有水即排，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换 热效率。其最大背压率为80%，工作质量高，是生产工艺加热设备的较理想的疏水器。机械型疏水器又可以分为自由浮球式、自由半浮球式、杠杆浮球式、倒吊桶式等。1.自由浮球式疏水器:自由浮球式疏水器的结构简单，内部只有一个活动部件-精细研磨的不锈钢空心 浮球，其既是浮子又是启闭件，无易损零件，使用寿命较长。2.自由半浮球式疏水器:自由半浮球式疏水器只有一个半浮球式的球桶为活动部件，开口朝下。球桶既是 启闭件，又是密封件。整个球面都可为密封，使用寿命很长，能抗水锤，没有易损件，故障较 少，经久耐用，一般无蒸汽泄漏。其背压率大于80%，能排饱和温度冷凝水，最小过冷度为 (TC，加热设备里不存水，能使加热设备达到最佳换热效率。其中，自由半浮球式疏水器的工作原理可以简要描述如下:当装置刚启动时，管道内的空气和低温冷凝水经过发射管进入疏水器内，阀内的 双金属片排空元件把球桶弹开，阀门开启，空气和低温冷凝水被迅速排出。当蒸汽进入球桶 内，球桶产生向上浮力，同时阀内的温度升高，双金属片排空元件收缩，球捅漂向阀口，阀门关闭。当球桶内的蒸汽变成冷凝水，球桶失去浮力往下沉，阀门开启，冷凝水迅速排出。当 蒸汽再进入球桶之内，阀门再关闭，如此间隔和连续工作。3.杠杆浮球式疏水器:杠杆浮球式疏水器的基本特点与自由浮球式疏水器类似，其内部结构为浮球连接 杠杆带动阀心，随着冷凝水的液位升降进行开关阀门。杠杆浮球式疏水器利用双阀座增加 冷凝水排量，体积小、排量大，其最大疏水量可达100吨/小时，是大型加热设备理想的疏水器。4.倒吊桶式疏水器:倒吊桶式疏水器内部有一个倒吊桶为液位敏感件，该吊桶开口向下。倒吊桶连接 杠杆带动阀心开闭阀门。倒吊桶式疏水器能排空气，不怕水击，抗污性能好。其过冷度小，漏 汽率小于3 %，最大背压率为75 %。但是其连接件比较多，灵敏度不如自由浮球式疏水器。 另外，因倒吊桶式疏水器是靠蒸汽向上浮力关闭阀门，当工作压差小于0.1MPA时不适合使用。其中，倒吊桶式疏水器的工作原理可以简要描述如下:当装置刚启动时，管道内的空气和低温冷凝水进入疏水器内，倒吊桶靠自身重量 下坠。倒吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门，空气和低温冷凝水被迅速排出。当蒸汽进入倒 吊桶内，倒吊桶的蒸汽产生向上浮力，倒吊桶上升连接杠杆带动阀心关闭阀门。倒吊桶上开 有一小孔，当一部份蒸汽从小孔排出，另一部份蒸汽产生冷凝水时，倒吊桶失去浮力，靠自 身重量向下沉，则倒吊桶连接杠杆带动阀心开启阀门。如此循环工作，间断排水。二、热静力型疏水器:这类疏水器是利用蒸汽和冷凝水的温差引起感温元件的变型或膨胀带动阀心启 闭阀门。热静力型疏水器的过冷度比较大，一般过冷度为15°C到40°C。它能利用冷凝水中 的一部分显热，阀前始终存有高温冷凝水，无蒸汽泄漏，节能效果显著。在蒸汽管道、伴热管 线、小型加热设备、采暖设备和温度要求不高的小型加热设备上，属于理想的疏水器。热静力型疏水器又可以分为膜盒式、波纹管式、双金属片式等。1.膜盒式疏水器:膜盒式疏水器的主要动作元件是金属膜盒，内充一种气化温度比水的饱和温度低 的液体，有开阀温度低于饱和温度15°C和30°C两种供选择。膜盒式疏水器的反应特别灵 敏，不怕冻，体积小，耐过热，任意位置都可安装。其背压率大于80%，能排不凝结气体，膜盒 坚固，使用寿命长，维修方便，应用范围广。其中，膜盒式式疏水器的工作原理可以简要描述如下:当装置刚起动时，管道出现低温冷凝水，疏水器的膜盒内的液体处于冷凝状态，阀 门处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，膜合内充液开始蒸发，膜合内压力上升，膜片带 动阀心向关闭方向移动，在冷凝水达到饱和温度之前，疏水器开始关闭。膜盒随蒸汽温度变 化控制阀门开关，起到阻汽排水作用。2.波纹管式疏水器:波纹管式疏水器的阀芯可为不锈钢，波纹管内充一种汽化温度低于水饱和温度的 液体，随蒸汽温度变化控制阀门开关。该阀设有调整螺栓，可根据需要调节使用温度。一般 过冷度调整范围低于饱和温度15°C 40°C。其背压率大于70%，不怕冻，体积小，任意位置都可安装，能排不凝结气体，使用寿命长。其中，波纹管式疏水器的工作原理可以简要描述如下:当装置启动时，管道出现冷却冷凝水，波纹管内液体处于冷凝状态，阀心在弹簧的 弹力下，处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，波纹管内充液开始蒸发膨胀，内压增高，变 形伸长，带动阀心向关闭方向移动。在冷凝水达到饱和温度之前，疏水器开始关闭。其随蒸 汽温度变化控制阀门开关，阻汽排水。3.双金属片式疏水器:双金属片疏水器的主要部件是双金属片感温元件，随蒸汽温度升降受热变形，推 动阀心开关阀门。双金属片式疏水器设有调整螺栓，可根据需要调节使用温度，一般过冷度 调整范围低于饱和温度15°C 30°C。其背压率大于70%，能排不凝结气体，不怕冻，体积 小，能抗水锤，耐高压，任意位置都可安装。不过，双金属片疏水器中的双金属片有疲劳性， 须要经常调整。其中，双金属片式疏水器的工作原理可以简要描述如下:当装置刚起动时，管道出现低温冷凝水，双金属片是平展的，阀心在弹簧的弹力 下，阀门处于开启位置。当冷凝水温度渐渐升高，双金属片感温起元件开始弯曲变形，并把 阀心推向关闭位置。在冷凝水达到饱和温度之前，疏水器开始关闭。双金属片随蒸汽温度 变化控制阀门开关，阻汽排水。三、热动力型疏水器这类疏水器根据相变原理，依靠蒸汽和冷凝水通过时的流速和体积变化的不同热 力学原理，使阀片上下产生不同压差，驱动阀片开关阀门。但是，因热动力型疏水器的工作 动力来源于蒸汽，所以蒸汽浪费比较大。其特点还有结构简单、耐水击、最大背压率为50%。 平时工作时会有噪音，阀片工作频繁，使用寿命较短。热动力型疏水器又可以分为热动力式(圆盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合控制型疏水器(100)，其特征在于，包括：疏水器本体(101)，其侧壁分别具有水汽进口(103)和冷凝水出口(105)，所述水汽进口(103)接收高温水汽混合气体，经过所述疏水器本体(101)的水汽分离和冷凝，由所述冷凝水出口(105)将冷凝水输出；其中，所述疏水器本体(101)包括：水汽接收腔室(107)，与所述水汽进口(103)相连接，其顶部具有第一出汽口(113)且底部具有第一出水口(115)，对所述高温水汽混合气体进行初步水汽分离，所述混合气体中的水蒸汽从所述第一出汽口(113)导出，所述混合气体中的液态水从所述第一出水口(115)导出；水汽分离腔室(109)，与所述水汽接收腔室(107)相连接，分别接收所述第一出汽口(113)导出的所述水蒸汽和所述第一出水口(115)导出的所述液态水并冷凝储存，所述水蒸汽囤积于所述水汽分离腔室(109)的上部并逐渐产生压力，将位于其下部的所述冷凝水通过一第二出水口(119)挤压出所述水汽分离腔室(109)之外；冷凝水出水腔室(111)，与所述水汽分离腔室(109)相连接，接收所述第二出水口(119)导出的所述冷凝水，并通过所述冷凝水出口(105)将所述冷凝水输出。...

【技术特征摘要】
1.一种混合控制型疏水器(100)，其特征在于，包括:疏水器本体(101)，其侧壁分别具有水汽进口(103)和冷凝水出口(105)，所述水汽进口(103)接收高温水汽混合气体，经过所述疏水器本体(101)的水汽分离和冷凝，由所述冷凝水出口(105)将冷凝水输出；其中，所述疏水器本体(101)包括:水汽接收腔室(107)，与所述水汽进口(103)相连接，其顶部具有第一出汽口(113)且底部具有第一出水口(115)，对所述高温水汽混合气体进行初步水汽分离，所述混合气体中的水蒸汽从所述第一出汽口(113)导出，所述混合气体中的液态水从所述第一出水口 (115)导出；水汽分离腔室(109)，与所述水汽接收腔室(107)相连接，分别接收所述第一出汽口 (113)导出的所述水蒸汽和所述第一出水口(115)导出的所述液态水并冷凝储存，所述水蒸汽囤积于所述水汽分离腔室(109)的上部并逐渐产生压力，将位于其下部的所述冷凝水通过一第二出水口(119)挤压出所述水汽分离腔室(109)之外；冷凝水出水腔室(111)，与所述水汽分离腔室(109)相连接，接收所述第二出水口 (119)导出的所述冷凝水，并通过所述冷凝水出口(105)将所述冷凝水输出。2.根据权利要求1所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述水汽分离腔室 (109)包括:第一进水管道(12 3)，其具有位于所述水汽分离腔室(109)底部的第一进水口(117)， 并由下而上与所述冷凝水出水腔室(111)上部开出的所述第二出水口(119)相导通，从所述水汽分离腔室(109)的底部将所述冷凝水挤压至所述冷凝水出水腔室(111)中。3.根据权利要求2所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述冷凝水出水腔室(111)包括:第二进水管道(125)，其具有位于所述冷凝水出水腔室(111)底部的第二进水口 (121)，并由下而上与所述冷凝水出口(105)相导通，从所述冷凝水出水腔室(111)的底部将所述冷凝水输出。4.根据权利要求3所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述第一进水口 (117)和/或所述第二进水口(121)连接有金属进水接头(118、122)，所述金属进水接头 (118、122)下方具有触头，与所述疏水器本体(101)的底部相抵触；和/或所述金属进水接头(118、122)下表面分布有一个或多个小孔，所述小孔的分布位置、 形状、大小和/或数量根据所述疏水器(100)的实际应用需要是可调整的。5.根据权利要求4所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述金属进水接头 (118,122)下表面沿着所述小孔的分布路径设置有环形凹槽，此时所述小孔的入口位于所述环形凹槽的底部。6.根据权利要求3所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述水汽分离腔室 (109)还包括:液位传感器(128)，分为低液位传感器(127)和高液位传感器(129)，分别安装在所述疏水器本体(101)的顶部并往下伸入所述水汽分离腔室(109)中，分别用于监测所述水汽分离腔室(109)中的所述冷凝水的低液位和/或高液位。7.根据权利要求6所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述液位传感器(128)包括机械式液位探针和电子式液位传感器。8.根据权利要求7所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述水汽分离腔室 (109)还包括:传感器防护罩(131)，分别包围所述低液位传感器(127)和所述高液位传感器(129)， 所述传感器防护罩(131)的底部封闭且顶部与所述疏水器本体(101)的顶盖相接触，在所述传感器防护罩(131)底部和顶部的侧面分别设有第三进水口(133)和第二出汽口(135)， 分别将所述冷凝水导入所述传感器防护罩(131)内供所述液位传感器(128)监测所述冷凝水的液位，以及将所述水蒸汽从所述传感器防护罩(131)内排出。9.根据权利要求6至8中任一项所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，还包括:控制器(137)，接收所述低液位传感器(127)和/或所述高液位传感器(129)的液位传感信号并产生控制指令，控制所述冷凝水的输出速度；一个或多个金属调控阀门(139、141)，通过管道与所述冷凝水出口(105)相连接，根据所述控制器(137)的所述控制指令来控制所述金属调控阀门(139、141)的启闭及其幅度， 调节所述水汽分离腔室(109)内的液位高度。10.根据权利要求9所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述控制器(137)为:手动式控制器，根据所述冷凝水产生的流量大小人为手动地控制一个或多个金属调控阀门(139、141)的启闭及其幅度；和/或第一自动式控制器，根据所述液位传感器(128)监测所述冷凝水在所述疏水器本体 (101)内的水位高低，自动控制所述金属调控阀门(139、141)的启闭及其幅度；和/或第二自动式控制器，在所述液位传感器(128)的基础上增设有一温度传感器，根据所述冷凝水在所述疏水器本体(101)内的水位高低和所述水汽分离腔室(109)内的温度，自动控制所述金属调控阀门(139、141)的启闭及其幅度；和/或第三自动式控制器，根据所述液位传感器(128)监测所述冷凝水在所述疏水器本体 (101)内的水位高低，相应地输出4 20mA的电流大小，相对应地自动控制一比例阀门的启闭及其幅度，同时还根据在所述水汽分离腔室(109)内另外安装的一温度传感器监测的所述水汽分离腔室(109)内的温度，补偿控制所述比例阀门的启闭及其幅度大小。11.根据权利要求10所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述金属调控阀门 (139,141)包括手动式调控阀门(139)、自动式调控阀门(141)和手自一体式调控阀门。12.根据权利要求11所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述自动式调控阀门(141)包括电动式调控阀门、气动式调控阀门和电气组合式调控阀门。13.根据权利要求12所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述冷凝水出口 (105)通过所述金属调控阀门(139、141)与回用水管道相连 接，将所述冷凝水排入回用水池后等待回用。14.根据权利要求1所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述疏水器本体 (101)为不锈钢材质，通过满焊焊接方式制成。15.根据权利要求14所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述水汽接收腔室(107)和所述冷凝水出水腔室(111)分别通过点焊焊接方式制成，与所述水汽分离腔室(109)独立隔开。16.根据权利要求9或10所述的混合控制型疏水器(100)，其特征在于，所述控制器 (137)通过无线方式和/或有线方式与所述低液位传感器(127)和/或所述高液位传感器(129)相连接，接收其发出的所述液位传感信号并依此控制所述金属调控阀门(139、141)。17.一种混合控制型疏水系统(200)，其特征在于，包括:混合控制型疏水器(100)，接收高温水汽混合气体并对其作分离，将冷凝水输出；压力释放容器(202)，与所述疏水器(100)相连通，将所述疏水器(100)输出的所述冷凝水暂存，并释放其中的残留压力；水流平缓器(204)，与所述压力释放容器(202)相连通，接收并容纳释放了残留压力的所述冷凝水，将所述冷凝水流速平缓后再予以输出。18.根据权利要求17所述的混合控制型疏水系统(200)，其特征在于，所述水流平缓器 (204)包括:水流接收腔室(206)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张水友，俞建云，王保生，
申请(专利权)人：张水友，
类型：发明
国别省市：