專利名稱：噴射冷卻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制過熱蒸汽溫度的噴射冷卻器，它包括一個本體，該本體由一個帶有水入口的本體頭和一個噴嘴插管組成，和一個設(shè)置在噴射插管端側(cè)的噴嘴頭，在該噴嘴頭中裝有沿軸向前后相繼設(shè)置在壁上的噴嘴。在本體內(nèi)側(cè)的一個位于水入口和噴嘴之間的空心筒形冷卻水導(dǎo)管中設(shè)置了一個可軸向移動的活塞桿，在噴嘴一側(cè)該活塞桿上有一個控制活塞，該活塞按其所處的位置使噴嘴打開或封閉，以控制冷卻水的流量。其中，當(dāng)控制活塞處于封閉位置時則從入口側(cè)將噴嘴頭完全封閉，當(dāng)處于開啟位置時則將全部噴嘴打開。
上述這種噴射冷卻器是公知的，在控制過熱蒸汽的溫度方面有多種應(yīng)用，例如應(yīng)用在發(fā)電廠中。
在Narvik配件貿(mào)易公司(地址德國杜塞爾多夫13，埃里希米勒大街22-24號)的一個樣本(編號為VN-A.T.-Temp-9002/08)中描述了一個上述類型的噴射冷卻器。這一公知的冷卻器通過噴射由噴嘴霧化的水來冷卻鍋爐中或蒸汽導(dǎo)管引導(dǎo)的過熱蒸汽。通過調(diào)節(jié)控制活塞的行程(由此開啟或關(guān)閉一個或多個噴嘴)可以預(yù)先確定噴入鍋爐或蒸汽導(dǎo)管中的冷卻介質(zhì)量，從而可控制出來的蒸汽溫度。
控制活塞的行程位置可以手動調(diào)節(jié)，或者液壓地或電動地進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制，例如通過一個設(shè)置在蒸汽導(dǎo)管中的溫度傳感器將相應(yīng)的信號傳給一個控制提升運(yùn)動的微機(jī)來進(jìn)行調(diào)節(jié)或控制。
這一公開的噴射冷卻器的缺點(diǎn)在于，噴嘴往往處于冷卻水的準(zhǔn)備好的、很高的供給壓力的作用之下并從而較快地磨損和受到破壞。
在應(yīng)用場所中經(jīng)常存在工作壓力在100巴以上的壓力水導(dǎo)管。公知的噴射冷卻器則在這種部分超過100巴的水壓下使用，而要冷卻的蒸汽的反壓常常很小，因此水壓幾乎在整個高度上作用在各打開的噴嘴上。由此噴嘴相當(dāng)快地被流動速度所決定的侵蝕所破壞。這除了增加了維修成本和部件更換成本外，還造成維護(hù)間隔很短而費(fèi)用增大。
本發(fā)明的任務(wù)是改善開頭所述類型的噴射冷卻器，使之在各個噴嘴上作用的水壓近似相同并且該水壓一方面能保證足夠的霧化，另一方面又不會破壞噴嘴，而且與冷卻水的輸送量無關(guān)。
按照本發(fā)明，解決上述任務(wù)的技術(shù)方案在于，在水入口和噴嘴之間，在活塞桿上設(shè)置至少一個具有一個沿軸向持續(xù)地擴(kuò)展的節(jié)流橫截面的同軸節(jié)流區(qū)域，該節(jié)流區(qū)域在活塞桿處于封閉位置時是封閉的，而在開啟位置時則開啟一個最大的環(huán)形節(jié)流橫截面。
從屬權(quán)利要求的內(nèi)容涉及噴射冷卻器的有利的結(jié)構(gòu)形式。
本發(fā)明的噴射冷卻器有利地利用通過控制活塞對噴嘴密封的控制所預(yù)先確定的控制活塞的行程，以便實現(xiàn)對冷卻水導(dǎo)管的密封和在各個開啟的噴嘴處的降壓。
在控制活塞處于封閉位置時，除了對噴嘴的水出口進(jìn)行封閉的控制活塞外，通常是一個節(jié)流錐體的密封節(jié)流體封閉住冷卻水導(dǎo)管。
相應(yīng)于由控制活塞的升降運(yùn)動所限定的、決定噴嘴開度的控制活塞的位置，通過在噴嘴上游打開一個與已開啟的噴嘴面相匹配的冷卻水通流面，使密封活塞釋放開冷卻水導(dǎo)管。密封活塞的錐形結(jié)構(gòu)限定了冷卻水通流面與提升運(yùn)動成比例的增大。
由密封錐體的位置限定的冷卻水通流面積使作用在水入口上的冷卻水壓力減小到一個為噴嘴所設(shè)計的尺度，由此減少噴嘴受侵蝕所決定的磨損。
在該新型噴射冷卻器中，冷卻水壓力分兩級降低。在該兩級噴射冷卻器中，第一級壓力降低發(fā)生在密封活塞處，第二級壓力降低發(fā)生在噴嘴處。
密封錐體有利地設(shè)置在本體頭中。由此在應(yīng)用不同長度的噴嘴插管時，可以應(yīng)用具有與各種噴嘴插管相組合的導(dǎo)向座的相同本體頭，由此使倉貯和生產(chǎn)費(fèi)用維持在很低的水平。
在冷卻水導(dǎo)管中有利地擰上一個起錐座作用的導(dǎo)向座，在該導(dǎo)向座上安裝了設(shè)置在活塞桿上的密封錐體。通過這種結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用特別耐侵蝕的材料用于導(dǎo)向座。由此可以節(jié)省費(fèi)用地用另一種價廉材料來生產(chǎn)本體頭。
壓入的導(dǎo)向座最好用一個密封環(huán)相對于本體頭進(jìn)行汽密密封。
密封錐體的長度最好至少相應(yīng)于控制活塞的行程。由此保證了密封活塞在噴嘴側(cè)的導(dǎo)向座出口中的導(dǎo)向。密封活塞在噴嘴側(cè)出口封閉時利用其錐形結(jié)構(gòu)進(jìn)行自身的對中心，由此保證在封閉行程位置時冷卻水導(dǎo)管被精確地封閉住。
密封錐體最好在導(dǎo)向座外側(cè)有一個擴(kuò)展的密封凸緣，在封閉行程位置時該凸緣從出口側(cè)附加地密封導(dǎo)向座，由此密封冷卻水導(dǎo)管。該擴(kuò)展的密封凸緣一方面保證在封閉行程位置時冷卻水導(dǎo)管被汽密地密封，另一方面也用作封閉行程位置的定位止擋。
密封節(jié)流體有利地做成錐形或拋物面形的結(jié)構(gòu)。密封體的通過一條拋物線確定的錐形結(jié)構(gòu)曲率在同時考慮流動和壓力比率的情況下使冷卻水通流面積與水出口面積更精確的匹配。
在噴射冷卻器的另一種實施例，即三級噴射冷卻器中，規(guī)定在控制活塞上沿軸向前后相繼設(shè)置兩個密封錐體。兩個密封錐體各歸屬于一個位于冷卻水導(dǎo)管的導(dǎo)向座，并在封閉行程位置時封閉各個導(dǎo)向座，由此汽密地封閉冷卻水導(dǎo)管。當(dāng)活塞桿進(jìn)行開啟的升降運(yùn)動時，則使導(dǎo)向座開啟，由此打開通向噴嘴頭腔的冷卻水導(dǎo)管，并與通過控制活塞使水出口開放的情況相適應(yīng)。
這種結(jié)構(gòu)的噴射冷卻器在兩個附加級中降低作用在水入口上的冷卻水壓力，而使降低后的剩余壓力作用在噴嘴上。冷卻水壓力在第一級中的第一密封錐體處降低，和在第二級中的第二密封錐體處降低，由此也可以采用一個作用在水入口上的很高的冷卻水壓力對蒸汽進(jìn)行冷卻，而不會損傷構(gòu)成第三壓力降低級的噴嘴。
兩個前后相繼設(shè)置的錐座是在一個由阻流材料制成的導(dǎo)向座中構(gòu)成的，該導(dǎo)向座擰在冷卻水導(dǎo)管上。
具有兩個錐座的導(dǎo)向座用一個密封環(huán)相對于本體頭汽密地密封。
下方的密封錐體有利地在導(dǎo)向座外側(cè)有一個擴(kuò)展的密封凸緣，在封閉行程位置時，該凸緣從出口側(cè)附加地密封住導(dǎo)向座，由此密封住冷卻水導(dǎo)管，同時該凸緣還作為封閉行程位置的定位止擋。
本發(fā)明的噴射冷卻器也可以在高的冷卻水壓力下使用而不損傷噴嘴，因為密封錐體在冷卻水達(dá)到噴嘴之前就將水壓降低到一個足夠的程度。
在應(yīng)用兩級噴射冷卻器時，亦即只有一個密封錐體，例如85巴的冷卻水壓經(jīng)本發(fā)明的密封錐體降低了30巴。在除去蒸汽導(dǎo)管中與冷卻水壓力反向作用的例如10巴的蒸汽壓力后，位于噴嘴上的剩余壓力則為45巴，該壓力一方面不會損傷噴嘴，另一方面又高到足夠能使噴嘴中的水達(dá)到冷卻蒸汽所須的充分霧化。
在應(yīng)用三級噴射冷卻器時，亦即具有兩個沿軸向上下設(shè)置的密封錐體時，例如115巴的冷卻水壓力經(jīng)第一個密封錐體降低了30巴，經(jīng)另一個密封錐體同樣降低30巴。在除去蒸汽導(dǎo)管中與冷卻水壓反向作用的蒸汽壓力譬為10巴后，噴嘴上的剩余壓力為45巴，該壓力一方面不會損傷噴嘴，另一方面又高到足以能夠為了使蒸汽冷卻而使噴嘴中的水充分霧化。
以下對照附

圖1至3詳細(xì)說明本發(fā)明。
圖1是兩級噴射冷卻器的一個軸向截面圖；圖2是帶有一個密封錐體的導(dǎo)向座的軸向截面圖；圖3是三級噴射冷卻器的一個軸向截面圖。
圖1示出了兩級噴射冷卻器(1)的一個軸向截面，該噴射冷卻器(1)有一個本體(2，3)，它由一個帶一個冷卻水入口(4)的本體頭(2)和一個噴嘴插管(3)構(gòu)成。冷卻水入口(4)配有一個預(yù)焊接法蘭(4A)，以便于安裝。
噴嘴插管(3)的一端上通過螺紋環(huán)(20)連接著一個噴嘴頭(6)，該噴嘴頭(6)有一個噴嘴頭腔(7)，腔(7)中沿軸向前后相繼在管壁上設(shè)置了一些噴嘴(8)，這些噴嘴具有水出口(8)。
在噴射冷卻器(1)的本體(2，3)中，一個能軸向移動的活塞桿(10)在噴嘴端有一個控制活塞(11)，該控制活塞汽密地封閉著噴嘴頭腔(7)，活塞桿(10)和控制活塞(11)一起設(shè)置在位于水入口(4)和噴嘴(8)之間伸展的筒形空心冷卻水導(dǎo)管(9)中，控制冷卻水的通流量。
在圖中位于上方的活塞桿(10)的桿段(10A)通過一個密封墊圈(21)從本體頭(2)中伸出，并能在本體外側(cè)例如由電機(jī)驅(qū)動，由此可以在行程(HS)之內(nèi)對控制活塞(11)的升降運(yùn)動進(jìn)行控制。
控制活塞(11)處于關(guān)閉位置時，活塞環(huán)將噴嘴頭腔(7)的入口端完全封閉。當(dāng)控制活塞(11)在向出口方向移動時，前后相繼設(shè)置的噴嘴(8)或確切地說水出口則在一個與該移動量相對應(yīng)的程度上被開啟或者相反即被封閉。
在本體頭(2)中位于水入口(4)和噴嘴(8)之間，一個密封錐體(12)設(shè)置在活塞桿(10)上，該密封錐體(12)為逆著流動箭頭所示的水流動方向的錐形結(jié)構(gòu)。
密封錐體(12)裝在一個具有錐座(13)的導(dǎo)向座(13A)中，導(dǎo)向座壓裝在冷卻水導(dǎo)管(9)中，用一個密封環(huán)(14)對本體頭(2)進(jìn)行汽密密封。
密封錐體(12)在封閉行程位置時將冷卻水導(dǎo)管(9)密封地封閉，并由此加強(qiáng)通過具有活塞環(huán)的控制活塞(11)對噴嘴(8)實施的密封。
在活塞桿(10)向出口側(cè)方向運(yùn)動時，密封錐體(12)則打開通向噴嘴頭腔(7)的冷卻水導(dǎo)管(9)，并且與由活塞(11)打開水出口(8)相匹配，由此在噴嘴(8)之前形成第一降壓級，它保證噴嘴(8)上具有一個與噴嘴開啟度無關(guān)的近乎恒定的水壓力。
通過這種結(jié)構(gòu)使噴射冷卻器(1)具有兩個降壓級，即下端的噴嘴(8)和設(shè)置在本體頭(2)中的密封錐體(12)。
密封錐體(12)在導(dǎo)向座外側(cè)有一個擴(kuò)張的密封凸緣(15)，當(dāng)處于封閉位置時它附加地從出口側(cè)密封住導(dǎo)向座(13A)和冷卻水導(dǎo)管(9)，此外它還起著封閉位置止擋的作用。
圖2示出了具有一個密封錐體(12)的導(dǎo)向座(13A)的一個軸向截面。
密封錐體(12)錐形地設(shè)置在活塞桿(10)上。
密封錐體(12)裝在一個具有錐座(13)的導(dǎo)向座(13A)中，導(dǎo)向座擰入冷卻水導(dǎo)管(9)中，并用一個密封環(huán)(14)使之相對于本體頭(2)汽密密封。導(dǎo)向座(13A)基本上是具有內(nèi)徑(I)的空心筒形的，錐座(13)有一個位于噴嘴側(cè)的出口(5)，該出口有一個漸縮的直徑(D)。
在所示的封閉位置時，密封錐體(12)密封地封閉冷卻水導(dǎo)管(9)。
密封錐體(12)在導(dǎo)向座外側(cè)有一個擴(kuò)展的密封凸緣(15)，該凸緣(15)在封閉位置時從出口側(cè)附加地密封導(dǎo)向座(13A)，因而密封冷卻水導(dǎo)管(9)，此外還起著封閉位置止擋的作用。
密封錐體的長度(VL)大約等于圖1中所示的控制活塞(11)的行程(HS)。
密封錐體(12)是錐形的或者是拋物面形的。
圖3示出了三級噴射冷卻器(1A)的一個軸向截面。
與兩級噴射冷卻器不同，三級噴射冷卻器(1A)具有兩個沿軸向前后設(shè)置的密封錐體(12，12A)。
密封錐體(12，12A)設(shè)置在活塞桿(10)上，各配屬于一個在冷卻水導(dǎo)管(9)中的錐座(13B，13C)。
在封閉位置時，密封錐體(12，12A)分別密封地封閉錐座(13B，13C)，由此密封住冷卻水導(dǎo)管(9)。
在活塞桿(10)進(jìn)行開啟的升降運(yùn)動時，則會打開錐座(13B，13C)，因而打開通向噴嘴頭腔(7)的冷卻水導(dǎo)管(9)，并與通過控制活塞(11)使水出口(8)開啟的情況相匹配。
錐座(13B，13C)設(shè)置在一個位于本體頭(2A)中的導(dǎo)向座(13D)中，該導(dǎo)向座擰入冷卻水導(dǎo)管(9)中。
導(dǎo)向座(13D)用一個密封環(huán)(14)相對于本體頭(2A)汽密密封。
下方的密封錐體(12)在導(dǎo)向座外側(cè)有一個擴(kuò)展的密封凸緣(15)，它在封閉位置時從出口側(cè)附加地密封導(dǎo)向座(13D)，從而密封冷卻水導(dǎo)管(9)，并附加地起著封閉位置止擋的作用。
將節(jié)流器的錐形部位設(shè)置在殼體側(cè)，將筒形部位設(shè)置在活塞桿側(cè)，這屬于本專業(yè)的范疇，其中，在活塞桿上設(shè)置一個相應(yīng)的凸緣或環(huán)，該凸緣或環(huán)根據(jù)行程的位置將通向錐形殼體的具體所屬的節(jié)流橫截面釋放開。
錐座(13)和導(dǎo)向座(13D)也可以壓裝到冷卻水導(dǎo)管(9)中。
權(quán)利要求
1.控制過熱蒸汽溫度的噴射冷卻器，包括一個本體(2，3)，該本體由一個帶水入口(4)的本體頭(2)和一個噴嘴插管(3)組成，和一個從端部設(shè)置在噴嘴插管(3)上的噴嘴頭(6)，在該噴嘴頭(6)中裝有沿軸向前后相繼設(shè)置的位于壁側(cè)上的噴嘴(8)，在本體內(nèi)側(cè)，在一個位于水入口(4)和噴嘴(8)之間的空心筒形冷卻水導(dǎo)管(9)中設(shè)置了一個可軸向移動的活塞桿(10)，活塞桿(10)在噴嘴一側(cè)上有一個控制活塞(11)，該活塞(11)根據(jù)所處的位置使噴嘴(8)打開或封閉，控制冷卻水的通流量，其中，當(dāng)控制活塞(11)處于封閉位置時從入口側(cè)將噴嘴頭(7)完全封閉，當(dāng)處于開啟位置時則將全部的噴嘴(8)打開，其特征是，在水入口(4)和噴嘴(8)之間，活塞桿(10)上設(shè)置至少一個具有一個沿軸向持續(xù)地擴(kuò)展的節(jié)流橫截面的同軸節(jié)流區(qū)域，該節(jié)流區(qū)域在活塞桿(10)處于封閉位置時是封閉的，而在開啟位置時則開啟一個最大的環(huán)形節(jié)流橫截面。
2.按權(quán)利要求1的噴射冷卻器，其特征是，一個形狀為向下游擴(kuò)展的密封節(jié)流體(12，12A)分別作為節(jié)流區(qū)域之一設(shè)置在一個位于冷卻水導(dǎo)管(9)中的錐座(13，13B，13C)中。
3.按權(quán)利要求2的噴射冷卻器(1)，其特征是，一個或兩個密封節(jié)流體(12)設(shè)置在本體頭(2)中。
4.按權(quán)利要求2或3的噴射冷卻器(1)，其特征是，密封節(jié)流體(12)裝在一個導(dǎo)向座(13A)中，該導(dǎo)向座(13A)擰入冷卻水導(dǎo)管(9)中。
5.按權(quán)利要求4的噴射冷卻器(1)，其特征是，導(dǎo)向座(13A)用一個密封環(huán)(14)相對于本體頭(2)密封。
6.按前述權(quán)利要求中之一的噴射冷卻器(1)，其特征是，密封節(jié)流體的長度(VL)至少等于控制活塞(11)在封閉位置和開啟位置之間的行程(HS)。
7.按前述權(quán)利要求中之一的噴射冷卻器(1)，其特征是，密封節(jié)流體(12)在導(dǎo)向座外側(cè)有一個擴(kuò)展的密封凸緣(15)，它在封閉行程位置時從出口側(cè)附加地密封導(dǎo)向座(13A)，由此密封冷卻水導(dǎo)管(9)。
8.按前述權(quán)利要求中之一的噴射冷卻器(1)，其特征是，密封節(jié)流體(12，12A)為錐形或者拋物面形結(jié)構(gòu)。
9.按權(quán)利要求1的噴射冷卻器(1A)，其特征是，兩個密封節(jié)流體(12，12A)沿軸向上下地設(shè)置在活塞桿(10)上，它們分別配屬于一個位于冷卻水導(dǎo)管(9)中的錐座(13B，13C)，從而在封閉位置時兩個密封節(jié)流體分別封閉各相屬的錐座(13B，13C)。
10.按權(quán)利要求9的噴射冷卻器(1A)，其特征是，錐座(13B，13C)安置在一個位于本體頭(2A)中的導(dǎo)向座(13D)中，導(dǎo)向座(13D)擰入冷卻水導(dǎo)管(9)中。
11.按權(quán)利要求9或10的噴射冷卻器(1A)，其特征是，導(dǎo)向座(13D)用一個密封環(huán)(14)相對于本體頭(2A)進(jìn)行密封。
12.按權(quán)利要求9至11中之一的噴射冷卻器(1A)，其特征是，下游側(cè)的密封節(jié)流體(12)在導(dǎo)向座外側(cè)有一個擴(kuò)展的密封凸緣(15)，它在封閉位置時從出口側(cè)附加地密封導(dǎo)向座(13D)，由此密封冷卻水導(dǎo)管(9)。
全文摘要
控制過熱蒸汽溫度的噴射冷卻器，包括一個本體(2，3)，該本體由一個帶有一個水入口(4)的本體頭(2)和一個噴嘴插管(3)組成，和一個從端部設(shè)置在噴嘴插管(3)上的噴嘴頭(6)，它有一個噴嘴頭腔(7)。在該噴嘴頭腔的壁上前后設(shè)置一些噴嘴(8).在本體內(nèi)側(cè)，在一個位于水入口(4)和噴嘴(8)之間的空心筒形冷卻水導(dǎo)管(9)中設(shè)置了一個可軸向移動的活塞桿(10)?；钊麠U(10)在噴嘴一側(cè)上有一個控制活塞(11)，它按照所處的位置使噴嘴(8)打開或封閉，以控制冷卻水的通流量。其中，當(dāng)控制活塞(11)處于封閉位置時它將噴嘴(8)完全封閉，而當(dāng)其處于開啟位置時則將全部噴嘴(8)打開。在水入口(4)和噴嘴(8)之間，活塞桿(10)上至少設(shè)置一個具有一個沿軸向持續(xù)變化的節(jié)流橫截面的同軸節(jié)流區(qū)域，該節(jié)流區(qū)域在活塞桿(10)處于封閉位置時是封閉的，而在活塞桿處于開啟位置時則開啟一個最大的環(huán)形節(jié)流橫截面。
文檔編號F22G5/12GK1117311SQ94191085
公開日1996年2月21日 申請日期1994年1月18日 優(yōu)先權(quán)日1993年2月3日
發(fā)明者G·楚木赫倫 申請人:霍爾特一般儀表兩合公司