本發(fā)明屬于混合器設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及蒸汽混合器。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)，尤其是在余熱利用裝置中，余熱鍋爐或蒸汽蓄熱器產(chǎn)生的蒸汽為飽和蒸汽，而用戶需要的是具有一定微過(guò)熱度的微過(guò)熱蒸汽，這就需要另一種熱源來(lái)加熱該飽和蒸，工業(yè)上一般采用另一股高品質(zhì)的過(guò)熱蒸汽來(lái)對(duì)其加熱。其方法大致分為間壁換熱和蒸汽噴射，對(duì)于間壁換熱時(shí)間熱的方式一般適用于大溫差，經(jīng)過(guò)換熱的高品質(zhì)蒸汽還有下游用戶的地方，如果經(jīng)過(guò)換熱的高品質(zhì)蒸汽找不到合適的用途，經(jīng)過(guò)換熱后的過(guò)熱蒸汽也還有大量的能量，這將是極大的能量浪費(fèi)，且制造換熱器的設(shè)計(jì)及制造成本也過(guò)于昂貴，后期使用管理及維護(hù)也過(guò)于復(fù)雜；蒸汽噴射的方式雖然能夠解決高品質(zhì)蒸汽的能量利用問(wèn)題，但是蒸汽噴射對(duì)于工作蒸汽的壓力及溫度要求過(guò)于苛刻，且在制造時(shí)噴嘴的加工難度大，制造成本高，且運(yùn)行噪聲大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中余熱利用裝置中大流量的飽和蒸汽向微過(guò)熱蒸汽轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在能量浪費(fèi)的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供蒸汽混合器。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

蒸汽混合器，包括加熱器殼體，加熱器殼體的一端頂部通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥和主蒸汽管連接，加熱器殼體的另一端通過(guò)閘閥或截止閥和混合蒸汽管連接，主蒸汽管通過(guò)閘閥或截止閥和混合蒸汽管連接，與主蒸汽管的入口相對(duì)的加熱器殼體的底部通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥連接加熱蒸汽管，主蒸汽管向加熱器殼體內(nèi)延伸依次設(shè)置有接管和主蒸汽分配管，主蒸汽分配管沿著加熱器殼體的軸向均勻分布，且氣流平行于加熱器殼體的徑向，加熱蒸汽管向加熱器殼體內(nèi)延伸設(shè)置有組合噴嘴。

進(jìn)一步的，所述主蒸汽分配管沿著加熱器外殼的中心軸的上方橫向設(shè)置為圓柱體管，主蒸汽分配管的末端通過(guò)堵板a密封，主蒸汽分配管的底部開(kāi)設(shè)有圓孔形蒸汽孔，相鄰圓孔形蒸汽孔之間設(shè)置有等間距排布的長(zhǎng)條形蒸汽孔，長(zhǎng)條形蒸汽孔從主蒸汽分配管的底部向主蒸汽分配管的中心軸凹陷延伸設(shè)置。

進(jìn)一步的，蒸汽量相對(duì)較小時(shí)開(kāi)啟圓孔形蒸汽孔，圓孔形蒸汽孔的直徑不大于15mm，蒸汽量相對(duì)較大時(shí)可開(kāi)啟長(zhǎng)條形蒸汽孔，長(zhǎng)條形蒸汽孔的寬度a值不大于10mm，長(zhǎng)度b值大于主蒸汽分配管的直徑D2/2，且不大于0.75*D2，圓孔形蒸汽孔和長(zhǎng)條形蒸汽孔的總體開(kāi)孔面積不宜大于由主蒸汽分配管直徑D2計(jì)算面積的0.75～0.8倍。

進(jìn)一步的，所述組合噴嘴包括螺旋噴嘴、中心噴嘴和套管，中心噴嘴沿著螺旋噴嘴的中心軸套設(shè)在的螺旋噴嘴的內(nèi)部，中心噴嘴和螺旋噴嘴的底部通過(guò)堵板b密封，套管套設(shè)在螺旋噴嘴的外側(cè)。

進(jìn)一步的，所述套管設(shè)置有中空?qǐng)A柱體腔，中空?qǐng)A柱體腔的上下兩端均設(shè)置為內(nèi)縮端口，套管上端口內(nèi)側(cè)壁設(shè)置的內(nèi)螺紋和螺旋噴嘴外側(cè)壁的外螺紋組裝配合，螺旋噴嘴的外側(cè)壁上設(shè)置有突出的U形卡箍，U形卡箍與套管上端面相卡合。

進(jìn)一步的，所述中心噴嘴及螺旋噴嘴均設(shè)置為漸縮漸擴(kuò)的啞鈴型結(jié)構(gòu)，螺旋噴嘴延伸至套管的中空?qǐng)A柱體腔中的管壁沿切線方向設(shè)置有至少一個(gè)條形溝槽，條形溝槽沿螺旋噴嘴的管壁呈360°環(huán)形排布。

更進(jìn)一步的，所述條形溝槽的寬度c不大于套管的壁厚δ，條形溝槽的的長(zhǎng)度d不小于n×π×d1×d1/(2×c)；n為條形溝槽的數(shù)量且為不小于1的整數(shù)。

更進(jìn)一步的，所述中心噴嘴的喉徑d3不大于1/5倍的螺旋噴嘴的喉徑d1，中心噴嘴的喉寬l2值不小于喉徑d3的0.5倍；螺旋噴嘴的喉徑d1取值為1/3～1/2倍的套管內(nèi)徑d5，螺旋噴嘴的喉寬l1值不小于喉徑d1的0.3倍；螺旋噴嘴延伸至套管中的管壁內(nèi)徑d2的值不小于螺旋噴嘴喉徑d1的1.5倍；套管的內(nèi)徑d4不小于(d5×d5-(d2+δ)×(d2+δ))^0.5；套管的強(qiáng)度按GB150；套管內(nèi)徑d5的直徑由所需加熱的過(guò)熱蒸汽量來(lái)確定，其通過(guò)的過(guò)熱蒸汽的流速不大于30m/s。

進(jìn)一步的，所述加熱器殼體的內(nèi)徑D1不小于主蒸汽分配管內(nèi)徑D2的2倍，加熱器殼體混合腔的長(zhǎng)度L1不小于蒸汽分配管開(kāi)孔長(zhǎng)度L2的兩倍，混合蒸汽管的出口截面積不小于主蒸汽管和加熱蒸汽管截面積的和。

進(jìn)一步的，所述接管突出于主蒸汽分配管的部分設(shè)置為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，接管延伸在主蒸汽分配管內(nèi)的部分設(shè)置為中空椎體結(jié)構(gòu)；所述加熱器殼體的上端還設(shè)置有壓力檢測(cè)口、安全泄放口和溫度檢測(cè)口；加熱器殼體的下端中部設(shè)置有排污及疏水口，所述加熱器殼體的底部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置有滑動(dòng)或滾動(dòng)支座、固定支座。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明將一種大流量的飽和蒸汽與一種過(guò)熱蒸汽在設(shè)備內(nèi)進(jìn)行混合，形成一種具有一定微過(guò)熱度的微過(guò)熱蒸汽；對(duì)過(guò)熱蒸汽的壓力(該壓力應(yīng)該大于或等于被件熱蒸汽的壓力)及溫度要求相對(duì)靈活，采用直接混合加熱的方式，有著高效的換熱效率，它能夠有效利用兩種蒸汽的能量，緩解由于蒸汽壓力波動(dòng)造成管網(wǎng)的壓力沖擊，也能夠減少由于蒸汽混合不均勻而引起的管網(wǎng)熱應(yīng)力的頻繁變化，有力于管網(wǎng)的安全運(yùn)行。由于該設(shè)備最終形成的是一種過(guò)熱蒸汽，因此可以有效減少管網(wǎng)在輸送蒸汽時(shí)產(chǎn)生的水錘沖擊。本發(fā)明制造簡(jiǎn)單，使用、維護(hù)方便，運(yùn)行效率高，噪聲水平小。是一種蒸汽混合的節(jié)能設(shè)備，它能將一種大流量的飽和蒸汽通過(guò)該設(shè)備加熱成特定的微過(guò)熱蒸汽后，供給特定的用戶，能夠廣泛應(yīng)用于余熱回收及泛汽回收的工程上。

本發(fā)明中在主蒸汽分配管上分布著經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)的圓孔形蒸汽孔或長(zhǎng)條形蒸汽孔，及加熱蒸汽組合噴嘴上的漸縮漸擴(kuò)的組合噴嘴，該蒸汽孔及噴嘴起到了減速增壓限流的作用，因此可以很好的解決由于蒸汽壓力波動(dòng)造成的對(duì)設(shè)備及管網(wǎng)的沖擊；由于兩股蒸汽為相互垂直的混合碰撞，并在設(shè)備內(nèi)形成渦流，使得設(shè)備內(nèi)的流體溫度分布均勻，兩股蒸汽在更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到混合均勻的程度，從而降低了由于兩股流體的溫度波動(dòng)所造成的設(shè)備及管網(wǎng)上的溫差應(yīng)力，從而保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。

本發(fā)明中的組合噴嘴結(jié)構(gòu)獨(dú)特，加工難度低，制造成本低，且由內(nèi)到外依次套設(shè)而成的中心噴嘴、螺旋噴嘴和套管結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，運(yùn)行噪聲小，漸縮漸擴(kuò)的啞鈴型結(jié)構(gòu)的中心噴嘴及螺旋噴嘴有效控制蒸汽噴射面均勻，靈活滿足蒸汽噴射對(duì)于工作蒸汽的壓力及溫度的要求，螺旋噴嘴的管壁沿切向呈環(huán)形設(shè)置的條形溝槽，保證了蒸汽從條形溝槽中高速流出，且與中心噴嘴中的主流蒸汽呈相互垂直混合碰撞，形成渦流，這樣就增加了蒸汽流動(dòng)的定向有序性，組合噴嘴可以依次完成進(jìn)液、混合和熱交換，從而增加了熱交換的均勻性，使得設(shè)備內(nèi)的流體溫度分布均勻，再?gòu)臐u縮漸擴(kuò)的噴嘴喉徑中減速增壓噴射而出，增大了徑流噴射加熱器相對(duì)于其他類型加熱組件的有效性，從而降低了由于兩股流體的溫度波動(dòng)所造成的設(shè)備及管網(wǎng)上的溫差應(yīng)力，無(wú)震動(dòng)、噪聲小，熱利用率90％以上，而且穩(wěn)定分布均勻，體積小，利于推廣應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明中加熱器殼體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明中主蒸汽分配管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中加熱蒸汽噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明中螺旋噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5中的A-A截面示意圖。

圖7為本發(fā)明中套管的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明中中心噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、混合蒸汽管；2、壓力檢測(cè)口；3、安全泄放口；4、溫度檢測(cè)口；5、主蒸汽分配管；6、主蒸汽管；7、滑動(dòng)或滾動(dòng)支座；8、排污及疏水口；9、加熱蒸汽管；10、固定支座；11、加熱器殼體；12、堵板a；13、圓孔形蒸汽孔；14、長(zhǎng)條形蒸汽孔；15、接管；16、螺旋噴嘴；17、中心噴嘴；18、堵板b；19、套管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。

實(shí)施例1

如圖1和圖2所示，蒸汽混合器，包括加熱器殼體11，加熱器殼體11的一端頂部通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥和主蒸汽管6連接，加熱器殼體11的另一端通過(guò)閘閥或截止閥和混合蒸汽管1連接，主蒸汽管6通過(guò)閘閥或截止閥和混合蒸汽管1連接，與主蒸汽管6的入口相對(duì)的加熱器殼體11的底部通過(guò)流量調(diào)節(jié)閥連接加熱蒸汽管9，主蒸汽管6向加熱器殼體11內(nèi)延伸依次設(shè)置有接管15和主蒸汽分配管5，主蒸汽分配管5沿著加熱器殼體11的軸向均勻分布，且氣流平行于加熱器殼體11的徑向，加熱蒸汽管9向加熱器殼體11內(nèi)延伸設(shè)置有組合噴嘴。

主蒸汽通過(guò)主蒸汽分配管5使得蒸汽在設(shè)備的局部沿軸向均勻分布，且氣流平行于徑向；加熱蒸汽通過(guò)組合噴嘴與設(shè)備軸線垂直進(jìn)入設(shè)備，并在設(shè)備的后端形成旋轉(zhuǎn)渦流后分布于整個(gè)設(shè)備的后端，然后沿著設(shè)備的軸線勻速向設(shè)備的混合段流動(dòng)，加熱蒸汽與主蒸汽流以相互垂直的角度相互碰撞以達(dá)到均勻混合，混合后的流體經(jīng)過(guò)蒸汽出口進(jìn)入管網(wǎng)。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，不同于實(shí)施例1，如圖3所示，蒸汽混合器，主蒸汽分配管5沿著加熱器外殼的中心軸的上方橫向設(shè)置為圓柱體管，主蒸汽分配管5的末端通過(guò)堵板a12密封，主蒸汽分配管5的底部開(kāi)設(shè)有圓孔形蒸汽孔13，相鄰圓孔形蒸汽孔13之間設(shè)置有等間距排布的長(zhǎng)條形蒸汽孔14，長(zhǎng)條形蒸汽孔14從主蒸汽分配管5的底部向主蒸汽分配管5的中心軸凹陷延伸設(shè)置。

蒸汽量相對(duì)較小時(shí)開(kāi)啟圓孔形蒸汽孔13，圓孔形蒸汽孔13的直徑不大于15mm，蒸汽量相對(duì)較大時(shí)可開(kāi)啟長(zhǎng)條形蒸汽孔14，長(zhǎng)條形蒸汽孔14的寬度a值不大于10mm，長(zhǎng)度b值大于主蒸汽分配管5的直徑D2/2，且不大于0.75*D2，圓孔形蒸汽孔13和長(zhǎng)條形蒸汽孔14的總體開(kāi)孔面積不宜大于由主蒸汽分配管5直徑D2計(jì)算面積的0.75～0.8倍。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，不同于實(shí)施例1，如圖4、圖5、圖6、圖7和圖8所示，蒸汽混合器，組合噴嘴包括螺旋噴嘴16、中心噴嘴17和套管19，中心噴嘴17沿著螺旋噴嘴16的中心軸套設(shè)在的螺旋噴嘴16的內(nèi)部，中心噴嘴17和螺旋噴嘴16的底部通過(guò)堵板b18密封，套管19套設(shè)在螺旋噴嘴16的外側(cè)。

套管19設(shè)置有中空?qǐng)A柱體腔，中空?qǐng)A柱體腔的上下兩端均設(shè)置為內(nèi)縮端口，套管19上端口內(nèi)側(cè)壁設(shè)置的內(nèi)螺紋和螺旋噴嘴16外側(cè)壁的外螺紋組裝配合，螺旋噴嘴16的外側(cè)壁上設(shè)置有突出的U形卡箍，U形卡箍與套管19上端面相卡合。

中心噴嘴17及螺旋噴嘴16均設(shè)置為漸縮漸擴(kuò)的啞鈴型結(jié)構(gòu)，螺旋噴嘴16延伸至套管19的中空?qǐng)A柱體腔中的管壁沿切線方向設(shè)置有至少一個(gè)條形溝槽，條形溝槽沿螺旋噴嘴16的管壁呈360°環(huán)形排布。

條形溝槽的寬度c不大于套管19的壁厚δ，條形溝槽的的長(zhǎng)度d不小于n×π×d1×d1/(2×c)；n為條形溝槽的數(shù)量且為不小于1的整數(shù)。

中心噴嘴17的喉徑d3不大于1/5倍的螺旋噴嘴16的喉徑d1，中心噴嘴17的喉寬l2值不小于喉徑d3的0.5倍；螺旋噴嘴16的喉徑d1取值為1/3～1/2倍的套管19內(nèi)徑d5，螺旋噴嘴16的喉寬l1值不小于喉徑d1的0.3倍；螺旋噴嘴16延伸至套管19中的管壁內(nèi)徑d2的值不小于螺旋噴嘴16喉徑d1的1.5倍；套管19的內(nèi)徑d4不小于(d5×d5-(d2+δ)×(d2+δ))^0.5；套管19的強(qiáng)度按GB150；套管19內(nèi)徑d5的直徑由所需加熱的過(guò)熱蒸汽量來(lái)確定，其通過(guò)的過(guò)熱蒸汽的流速不大于30m/s。

在主蒸汽分配管5上分布著經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)的圓孔形蒸汽孔13或長(zhǎng)條形蒸汽孔14，及加熱蒸汽組合噴嘴上的漸縮漸擴(kuò)的組合噴嘴，該蒸汽孔及噴嘴起到了限流的作用，因此可以很好的解決由于蒸汽壓力波動(dòng)造成的對(duì)設(shè)備及管網(wǎng)的沖擊；由于兩股蒸汽為相互垂直的混合碰撞，并在設(shè)備內(nèi)形成渦流，使得設(shè)備內(nèi)的流體溫度分布均勻，從而降低了由于兩股流體的溫度波動(dòng)所造成的設(shè)備及管網(wǎng)上的溫差應(yīng)力，從而保證了設(shè)備的安全運(yùn)行。

實(shí)施例4

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，不同于實(shí)施例1，如圖1和圖2所示，蒸汽混合器，加熱器殼體11的內(nèi)徑D1不小于主蒸汽分配管5內(nèi)徑D2的2倍，加熱器殼體11混合腔的長(zhǎng)度L1不小于蒸汽分配管開(kāi)孔長(zhǎng)度L2的兩倍，混合蒸汽管1的出口截面積不小于主蒸汽管6和加熱蒸汽管9截面積的和，所述接管15突出于主蒸汽分配管5的部分設(shè)置為中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，接管15延伸在主蒸汽分配管5內(nèi)的部分設(shè)置為中空椎體結(jié)構(gòu)；加熱器殼體11的下端中部設(shè)置有排污及疏水口8，排污及疏水口8有利于將加熱器殼體11內(nèi)的雜質(zhì)底料進(jìn)行隔段時(shí)間排放，有利于快速清理內(nèi)部空間，保持組分混合的清潔度；所述加熱器殼體11的上端還設(shè)置有壓力檢測(cè)口2、安全泄放口3和溫度檢測(cè)口4；溫度檢測(cè)口4和壓力檢測(cè)口2這兩個(gè)端口的設(shè)置，有利于對(duì)加熱器殼體11內(nèi)的溫度、壓力等參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，保證了蒸汽混合的實(shí)時(shí)安全監(jiān)控，安全泄放口3保證了生產(chǎn)安全性；所述加熱器殼體11的底部?jī)蓚?cè)分別設(shè)置有滑動(dòng)或滾動(dòng)支座7、固定支座10，起到支撐固定性的作用。

以上所述并非是對(duì)本發(fā)明的限制，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明實(shí)質(zhì)范圍的前提下，還可以做出若干變化、改型、添加或替換，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。