一种蒸汽发生系统 |
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| 申请号 | CN201610522789.6 | 申请日 | 2016-07-05 | 公开(公告)号 | CN105972571A | 公开(公告)日 | 2016-09-28 |
| 申请人 | 杨富云; | 发明人 | 杨富云; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种 蒸汽 发生系统，汽 水 分离器包括 阀 缸、安装在阀缸上端的阀缸上盖、阀芯、拉杆、感温磁 钢 、永久磁 块 ；所述阀缸呈管状且阀缸内部具有一可供阀芯上下移动的空腔A以及一可供拉杆延伸出阀杆外的空腔B，所述空腔A的口径大于空腔B的口径，所述空腔A的底部至空腔B的顶部具有以过渡腔，所述阀芯底部具有与过渡腔内 侧壁 贴合的锥形块，所述拉杆顶部与阀芯固定连接。本发明的优点在于：本发明技术方案首先冷水从供水软管进入 压 力 容器 ，冷水通过电加热棒加热直至变成水蒸气，随着水蒸气越来越多压力也就越来越大，当压力达到一定程度后阀芯会在压力的作用下上移，从而水蒸气会从蒸汽输出管排除，即开即热、全自动，方便使用。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种蒸汽发生系统，包括汽水分离器、蒸汽发生器、自动供水装置、防干烧装置、工作 电路、压力容器以及压力安全保护装置，所述汽水分离器、蒸汽发生器、自动供水装置、防干 烧装置、工作电路以及压力安全保护装置均设置安装在压力容器上;其特征在于:所述汽水 分离器包括阀缸(11 )、安装在阀缸(11)上端的阀缸上盖(12 )、阀芯(13 )、拉杆(14 )、感温磁 钢(15)、永久磁块(16);所述阀缸(11)呈管状且阀缸(11)内部具有一可供阀芯(13)上下移 动的空腔A以及一可供拉杆(14)延伸出阀杆外的空腔B，所述空腔A的口径大于空腔B的口 径，所述空腔A的底部至空腔B的顶部具有以过渡腔，所述阀芯(13)底部具有与过渡腔内侧 壁贴合的锥形块，所述拉杆(14)顶部与阀芯(13)固定连接，所述拉杆(14)的底部与永久磁 块(16)固定连接，感温磁钢(15)安装在永久磁块(16)的上方;所述永久磁块(16)和感温磁 钢(15)同轴设置；所述缸体还设有一蒸汽输出管，所述蒸汽输出管与空腔A底部连通；所述蒸汽发生器包括电加热棒(21)、固定螺丝(22)、固定螺母(23)、螺旋散热翅片(24) 以及绝热套管(25)，所述电加热棒(21)通过固定螺丝(22)和固定螺母(23)固定在压力容器 上且电加热棒(21)位于压力容器内，所述螺旋散热翅片(24)将电加热棒(21)完全包裹，所 述绝热套管(25)套在螺旋散热翅片(24)的外部且绝热套管(25)的内壁与螺旋散热翅片 (24)留有间隙，所述绝热套管(25)的上部设有蒸汽出口，所述绝热套管(25)的下部设有进 水口；所述自动供水装置包括供水软管(31)以及安装在供水软管(31)两端的供水管接头A (32)和供水管接头B( 33 )，所述供水管接头A( 32)和供水管接头B( 33)—个接外部水源，另一 个接压力容器。 |
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| 说明书全文 | 一种蒸汽发生系统技术领域[0001] 发明涉及一种蒸汽发生系统，尤其是一种即热式全自动蒸汽发生系统。背景技术 [0002] 中国专利申请号201310459758.7公开了一种蒸汽发生系统，水位控制装置用于控制容纳腔内水位高度以保证发热体组件的头部裸露在水位液面线以上，避免水位过高而造成溢出的现象，又可避免水位过低出现干烧现象，水位液面线以上产生与水分离的蒸汽排出。通过水位控制电极为传感器控制电机供水装置，稳定水位高度，来达到自供水的目的， 这种蒸汽和水及自供水设备复杂，成本高。中国专利申请号200810216381.1公开了一种自供水快速蒸汽发生器，包括供水箱和配置有电热转换组件的加热仓，两者组成供水通道的连接台，加热仓空间与加热仓加热空间相通，设有控制水在加热仓内保持平衡水面的平衡管;供水箱有控制水的单向阀，单向出水;加热仓空间与加热仓加热空间之间有隔板。单向阀控制从供水箱单向进入加热仓，控制加热仓内保持水平面平衡。其供水箱与发生蒸汽的加热仓分离，边加热边供水，缩小加热空间，缩短蒸汽发生的时间，这种加热仓还是对整个加热仓里的水整体同时加热。中国专利申请号201510554234.5公开了一种流通式蒸汽发生器及其实现方法，一端经汽化器穿入其内的进水管，一端经汽化器底部穿入至其内的蒸汽排出管，分流板对称开设在板体内部两侧的汽液流动孔，汽化器内部设有至少两个由上往下分层叠放的分流板，相邻两个分流板与汽化器顶部相邻两个分流板，分流板与汽化器底部之间的空间均完全填满有不锈钢9环填料，实现液态水在线实时汽化，无液态水残留，可在常压下获得所需温度的水蒸汽。这种汽分器是靠水的重力，自上而下落下，靠充填的不锈钢0环填料为传热中介汽化的。加热元件用的是环形电热板。这种结构因体积大，不易缩小体积，不宜用在体积很小的电热棒上使用，产生高压的高温水蒸气成本高，因此就必须研制出一种即热式全自动蒸汽发生系统，经检索，未发现与本发明相同的装置。发明内容 [0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种即热式全自动蒸汽发生系统。 [0004] 为解决上述技术问题，本发明的技术方案为:一种蒸汽发生系统，包括汽水分离器、蒸汽发生器、自动供水装置、防干烧装置、工作电路、压力容器以及压力安全保护装置， 汽水分离器、蒸汽发生器、自动供水装置、防干烧装置、工作电路以及压力安全保护装置均设置安装在压力容器上；其创新点在于:汽水分离器包括阀缸、安装在阀缸上端的阀缸上盖、阀芯、拉杆、感温磁钢、永久磁块；阀缸呈管状且阀缸内部具有一可供阀芯上下移动的空腔A以及一可供拉杆延伸出阀杆外的空腔B，空腔A的口径大于空腔B的口径，空腔A的底部至空腔B的顶部具有以过渡腔，阀芯底部具有与过渡腔内侧壁贴合的锥形块，拉杆顶部与阀芯固定连接，拉杆的底部与永久磁块固定连接，感温磁钢安装在永久磁块的上方;永久磁块和感温磁钢同轴设置； [0005] 缸体还设有一蒸汽输出管，所述蒸汽输出管与空腔A底部连通； [0006] 蒸汽发生器包括电加热棒、固定螺丝、固定螺母、螺旋散热翅片以及绝热套管，电加热棒通过固定螺丝和固定螺母固定在压力容器上且电加热棒位于压力容器内，螺旋散热翅片将电加热棒完全包裹，绝热套管套在螺旋散热翅片的外部且绝热套管的内壁与螺旋散热翅片留有间隙，绝热套管的上部设有蒸汽出口，绝热套管的下部设有进水口； [0007] 自动供水装置包括供水软管以及安装在供水软管两端的供水管接头A和供水管接头B，供水管接头A和供水管接头B—个接外部水源，另一个接压力容器。 [0009] 本技术方案的拉杆底部的永久磁块和感温磁钢外侧设有限位装置，限位装置为一 S型固定架，S型固定架包括上部分和下部分，感温磁块位于S型固定架的上部分且可再S型固定架的上部分上下位移，永久磁块固定在S型固定架的下部分。 [0010] 本技术方案的阀芯与阀缸之间的空腔A内还设有限压装置，限压装置为一限压弹簧。 [0011] 本技术方案的阀芯与阀缸之间的空腔A内还设有限压装置，限压装置为至少一个钢球或者可沿空腔A上下滑动的重物。 [0012] 本技术方案的阀芯底部的锥形块外表面设有一环形槽，环形槽内嵌有密封圈A。 [0013] 本技术方案的固定螺丝和固定螺母与压力容器闭合处设有密封圈B。 [0014] 本技术方案的螺旋散热翅片的翅片空隙处还设有若干散热金属颗粒。 [0016] 本技术方案的工作电路包括固态继电器以及将固态继电器、液位开关、电加热棒以及外部电源连接并可正常工作的线路； [0017] 所述电加热棒串联在固态继电器的输出端，液位开关串联在固态继电器的输入端。 [0018] 本发明的优点在于:本发明技术方案首先冷水从供水软管进入压力容器，冷水通过电加热棒加热直至变成水蒸气，随着水蒸气越来越多压力也就越来越大，当压力达到一定程度后阀芯会在压力的作用下上移，从而水蒸气会从蒸汽输出管排除，即开即热、全自动，方便使用； [0019] 本技术方案的液位开关可以感应压力容器中水位的高度，避免了在水位过低时电加热棒继续工作，安全，有效； [0021] 图1为本发明蒸汽水分离系统汽水分离器的结构示意图A。 [0022] 图2为本发明蒸汽水分离系统汽水分离器的结构示意图B。 [0023] 图3为本发明蒸汽水分离系统蒸汽发生器的结构示意图。 [0024] 图4为本发明蒸汽水分离系统自动供水装置的结构示意图。 [0025] 图5为本发明蒸汽水分离系统工作电路图。具体实施方式 [0027] 如图1至图5所示的本发明由以下六大部分装置组成:汽水分离器、蒸汽发生器、自动供水装置、压力容器及压力安全保护装置、防干烧装置、工作电路等构成了本发明的即热式全自动蒸汽发生系统。 [0028] 第一:本发明的蒸汽水分离器包括蒸汽输出管、阀缸上盖12、阀缸11、限压弹簧17、 阀芯13、拉杆14、永久磁块16、感温磁钢15、上防堵固定罩、下防堵固定罩或“S”型固定架、阀缸11下端与压力容器盖壁之间的密封圈、阀芯13外锥上的密封圈、阀芯13复位的限压弹簧 17,或至少一个以上的钢球18,阀芯13下端呈锥形且锥面上设有一环形槽，槽内设有一凸在锥面外的密封圈等组成，其中阀缸上盖12通过螺旋丝扣由阀缸11上端口密封圈封堵阀缸 11上口，在阀缸上盖12内侧的下方至上而下分别设有限压弹簧17，限压弹簧17将阀芯13的外锥通过外锥上的圆环槽内的密封圈紧压贴实阀缸11的内锥内侧，使阀缸11分为空腔A和空腔B两个腔，此时汽水分离器为常闭状态，蒸汽输汽管内腔与阀缸11上、下腔相连通，并成 90°与阀缸11的内腔呈“T”字型相连通，形成三通并焊接为一体，拉杆14上端与阀芯13下端的螺孔丝扣连接，拉杆14的下端铆接或螺丝连接带中间有孔的环形永久磁块16,且拉杆14 的下端伸出阀缸11的下端出口外一段长度，此长度为阀芯13打开时可上升的高度，以保障阀芯13的充分打开。在阀缸11下端的外丝扣部分穿进压力容器上的孔，通过密封圈密封固定在压力容器盖壁上，由阀缸11下端的丝母紧固，在丝母与压力容器内壁之间设有一固定卡爪，固定上防堵固定罩;下固定罩通过爪子折弯钩，钩住并固定在上防堵固定罩的排汽窗口上，在下固定罩与上防堵固定罩之间固定夹住一感温磁钢15,感温磁钢15是采用镍锌铁氧体制成的，具有感温磁阀钢为l〇3±2°C以上时即失去磁性，即处在蒸汽中即失去磁性，处在100°C及以下的水中即具有磁性，能被与之处在同轴的上方的永久磁块16所吸的特性，也就是上防堵固定罩的上翻边按下去内侧正好卡在防堵固定罩的卡爪上，下固定罩固定在上防堵固定罩上，得以固定感温磁阀。或者用“S”型支架的下部分固定感温磁钢15; “S”型支架上部分限定永久磁块16,在一定范围内上下移动，以通过拉杆14控制阀芯13在阀缸11内的关闭和开通，“S”型支架上端有一孔固定在压力容器的盖壁上。 [0029] 当压力容器内小于或等于100°C的水或空气浸没感温磁钢15时，感温磁钢15因< 100°C，而且有磁性，被永久磁块16吸住，通过固定在永久磁块16的拉杆14向下拉住阀芯13， 同时在限压弹簧17的伸张力的作用下，阀芯13上的密封圆环槽内的凸出的环形密封圈紧压阀缸11的内锥面，使阀缸11的上腔，蒸汽输出管与阀缸11的下腔之间关闭隔开，从而使压力容器的低于103°C的水和空气不能通过蒸汽和水分离器;反之，当压力容器内的蒸汽浸没感温磁钢15,加热感温磁钢15,使感温磁钢15温度达到居里点温度103±2°C以上时，感温磁钢 15失去磁性，变成非磁性材料，此时永久磁块16吸不住感温磁钢15。要注意的是固定感温磁钢15的上、下固定罩或“S”形固定支架及其周围无铁质配件，可采用铝质、铜质或不锈钢材料的配件，以免影响永久磁块16与感温磁钢15吸引的灵敏度。在压力容器内的蒸汽压力的作用下，克服弹簧的伸张力和阀芯13、限压弹簧17、拉杆14及永久磁块16的共同重力的作用，使限压弹簧17压缩，推动阀芯13向上移动，打通阀缸11下腔与上腔及蒸汽输出管内腔的通道，而上腔因上盖及密封圈的封堵而不通，因此，此时蒸汽和水分离器处于开通状态，压力容器内的蒸汽大量排出，等到压力容器内的蒸汽压力下降到一定值时，又在钢球18的重力或限压弹簧17弹力、阀芯13、拉杆14、永久磁块16的重力作用下自动关闭该蒸汽和水分离器。另外，当关闭后，且感温磁钢15处于< 103 ± 2 °C环境中，则又自动恢复磁性，而与永久磁块16吸合，使阀芯13下拉，关闭和锁死蒸汽和水分离器。如此循环往复，起到自动从盛装蒸汽和水的密闭压力容器中分离并排放出蒸汽的作用。 [0030]第二:本发明蒸汽发生系统，即蒸汽发生器，由电加热棒21、螺旋散热翅片24、绝热套管25组成，其中电加热棒21可为一根或多根电加热棒21组成，也可为整体形状为长棒状的螺旋状的电加热棒21，或扁长状的电加热管，其加热器在压力容器中为立置的，引出线口端用螺丝及密封圈封闭并固定在压力容器的盖壁上，可以是上盖壁，也可以是下盖壁上，其加热器内的电阻加热丝通过二根引线引出，并电连接到接触器的负荷侧的一对触点接线柱上，保险管、交流接触器的线圈、浮球液位开关串联后两端分别接入〜220V电源，当水位达到一定高度时，浮球液位开关接通，交流接触器线圈有电工作，其常开触点吸合，电加热棒 21接通电源，有电工作，对电加热棒21周围的水加热，螺旋散热翅片24的内圈紧密套在电加热管的外壳上，而绝热套管25的内壁又紧密套在螺旋散热翅片24的外圈上，在绝热套管25 的内壁与电加热棒21之间由螺旋散热翅片24隔开，其中间充填可透水和蒸汽的导热金属颗粒，由于立置的电加热棒21对其周围的水加热，这部分水受热后体积膨胀，甚至被气化，而在绝热套管25与电加热棒21之间，沿螺旋散热翅片24的通道向上移动，这时进水口不断有冷水流过来补充，绝热套管2 5内加热后形成的蒸汽或热水通道中下边的冷水逐渐被加热， 螺旋上升，温度逐渐升高，最后达到l〇〇°C，再上升加热后变为蒸汽，过热蒸汽，再从上方的加热器蒸汽出口排出，进入压力容器的上方，聚积在压力容器盖的下方，而这些积聚的蒸汽的下方是冷水，随着加热的不断进行，蒸汽的体积越来越大，压强则近似等于进水的动态压强，此时蒸汽从蒸汽和水分离器的排汽窗口输入，进入蒸汽和水分离器的排汽窗口输入，进入蒸汽和水分离器，进行蒸汽的分离和输出，由于采用了以上小断面的小体积冷水不断流动逐渐加热的技术方案，从而达到即热的目的，缩小了单位时间内加热成蒸汽的水的体积， 达到即热的目的。[〇〇31]第三:本发明蒸汽发生系统，自动供水装置由供水管阀门，丝扣连接对丝，对丝的另一端丝扣连接合金丝编制管的供水管接头，通过合金丝编制管的另一端的供水管接头丝扣螺旋连接六角外牙接头的一端丝扣，并在此丝扣下方的六角外牙接头的六角与压力容器盖壁之间设有一密封圈，并通过压力容器盖壁内侧的外牙接头的压紧螺母紧固、密封，在六角外牙接头的另一端螺纹连接内丝异径接头，再螺旋连接一根缩小管径的金属管，自来水管路由此路连接的管路向压力容器内供应冷水源，由于压力容器的密闭，所供应的冷水源的压力一般为自来水的动压力，在不超过限压阀的动作压力以下，因而不至于使压力容器的安全阀、限压阀、泄压窗、自锁阀、蒸汽和水分离器等动作;否则就要在供水管路中串接降压阀来降压，当即热蒸汽发生系统工作后，压力容器内产生一定的蒸汽时，当蒸汽压力升高时，由于蒸汽和冷水源都在同一容器中，所以两者的压力保持相同；当蒸汽进一步增多，蒸汽和水分离器打开，排蒸汽，但在起初压力容器内开始积聚蒸汽时，一少部分冷水将被回压进原供水管道，而倒流，以保证蒸汽的压力始终与冷水源的动压力一致。注意冷水源的控制阀即供水管阀不能关闭，如果关闭此阀，则会由于蒸汽的不断增多，在压力容器中积聚压力，而使限压阀顶起、动作，并排放超过的压力，以达到保持压力容器内一定的压强，当压力容器内的水被加热后变为水蒸汽，被蒸汽和水分离器排放出以后，压力容器内的水将会逐渐减少，此时，自来水管路及压力容器供水管路将源源不断地向压力容器内供水，以补充因变为蒸汽而失去的水，达到本发明自动供水的目的。 [0032] 第四:本发明蒸汽发生系统压力容器及其多种压力安全保护装置包括各种压力容器及限压阀、安全阀、自锁阀、泄压窗，这些都是已有技术，不再叙述；另外还有新增加的释压装置蒸汽和水分离器，以及进水管的倒流释压，故本发明较安全可靠，其工作原理不复述。 [0033] 第五:本发明蒸汽发生系统所述防干烧保护装置，包括由液位开关引出线，液位开关的密封圈、紧固螺母、浮子滑动导管，内置磁铁的浮子、浮子滑动导管内置干簧管、限位卡子等组成的液位开关传感电器是已有技术，其工作原理这里不复述。防干烧保护系统还包括电加热棒21的控制电路和执行电路。具体地，当压力容器内的水位上升到某一高度时，液位开关内置磁铁的浮子在水的浮力的作用下沿浮子滑动的导管向上滑动，当滑到使导管内的干簧管动作时，干簧管由断开变为接通，交流接触器线圈两端就接通了电源，交流接触器一组常开触点变为闭合，接通了电加热棒21的电源，电加热棒21工作，对绝热套内的水加热，并产生蒸汽；当蒸汽逐渐增多，水位下降到电加热棒21发热的部分以下时，液位开关的浮子随水面下降，下降到此高度时，浮子内的磁铁对干簧管距离增加，而失去磁场吸引力， 此时干簧管的接点在弹性的作用下断开，与干簧管相串联的交流接触器线圈失电，交流接触器的触点由原来的吸合变为断开，电加热棒21无电，从而保护了电加热棒21的发热部分露在水面以上时能立即切断其供电电源，达到防止电加热棒21干烧的目的。 [0034] 第六:本发明蒸汽发生系统所述电工作原理，包括由浮球液位开关控制交流接触器的线圈电源，由交流接触器的一组常开触点控制电加热棒21的电源、保险管、交流接触器以及干簧管相串联可直接接入〜220V电源控制，交流接触器的一组常开触点串接在电加热棒21的交流电源中。本发明也可采用〜380V的三相四线制供电，3个电加热棒21采用“A”形或“Y”型接法接入电源中，交流接触器的电源线圈串联中间继电器的常开触点，再接入电源相线上。中间继电器的常开触点由中间继电器控制，中间继电器的电源线圈串联浮子液位开关的干簧管两端，再接入相匹配的电源。即由压力容器中的水位控制浮子液位开关，由浮子液位开关控制中间继电器，由中间继电器控制交流接触器，再由交流接触器控制电加热棒21的工作状态。 [0035] 连贯以上六大系统，本发明打开供水阀门向压力容器中供水，插上电源向液位开关、继电器、交流接触器、电加热棒21供电，六部分装置工作，原理见以上分述，蒸汽将从蒸汽输出管输出。调节电加热管功率的大小，可以获得不同速度对绝热管内的水或蒸汽的加热快慢;若对蒸汽的进一步向上流动的再加热，可以获得更高温度的蒸汽，因此调节电热管功率可以获得不同温度的蒸汽;调节供水的动压力，可以获得不同压力的蒸汽;但要保证压力容器中注入自来水冷水时，压力容器的安全阀、限压阀、泄压窗、自锁阀、密封圈、压力容器外壳以及蒸汽和水分离都不动作或处于安全状态;蒸汽和水分离器的弹簧要调节到适当位置，或钢球18的重量要适宜；以保证感温磁钢15在蒸汽中加热后失去磁性时，压力容器中的蒸汽能充分释放出来；当压力容器中添加的冷水浸没了感温磁钢15时，感温磁钢15具有磁性，其吸住永久强磁的力，限压弹簧17的力以及限压弹簧17、阀芯13、拉杆14、永久磁块16 的重力的作用下能使蒸汽和水分离器堵截住压力容器内水的最大压力，即既能留住水，又能充分释放一定压强的蒸汽。 [0036] 在供水时，由于压力容器各压力安全装置都不出水;在无水时，由于浮子液位器的浮下移，干簧管断开，因而不能供电，电加热棒21不能工作。 [0037] 在停电时，控制电路、传感器电路、加热电路都不工作，容器中水可由各个关闭的压力安全装置封闭住。 [0038] 在需停蒸汽时，可断电，也可关闭供水阀门。 [0039] 若误操作时，将供水阀门关阀，电路仍工作，蒸汽不断聚积，压力容器内达到一定压强时，则限压阀或蒸汽和水分离器自动打开，释压。 [0040] 从上述可得:本发明自动添加水、自动工作加热、自动出蒸汽、自动保护，因省去了上水的液位控制的电机和水栗，因而成本很低；因采用了蒸汽和水分离器，使本发明结构简单，运行可靠，体积很小，成本低；因采用了绝热套管25以及螺旋散热翅片24,或置入金属颗粒技术，使单位时间内被加热的水流量更少，且靠水的自动热膨胀向上流动，冷水从下边补充技术，能达到即速加热，快速出蒸汽的效果；由于采用了高压锅式的压力容器，可以获得更高压力的蒸汽输出，使用、检查、保养、维修故障处理时与高压锅的使用说明书的内容相同，所以安全、可靠。以上所述仅是本发明的优选方式，应当指出，对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干相似的变形和改进，这些也应视为本发明的保护范围之内。 |
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