一种蒸汽凝结水闪蒸罐用的汽水比例调节阀

技术领域

本发明涉及蒸汽换热的技术领域，尤其是涉及一种蒸汽凝结水闪蒸罐用的汽水比例调节阀。

背景技术

特斯拉阀是科学家尼古拉特斯拉发明的单向导通阀，无任何活动部件，无需输入能量即可实现气体单向导通，其正向流动与反向流动差别巨大，不需要内部进行机械运动，利用空间结构推动气体流动，通过物理结构加速气体，减小气体在运输中的能量损耗。

在现代化的工业生产中，往往会产生大量的废余蒸汽，这些带有高温高压性的废余蒸汽往往会被直接排放到大气中，造成了大量的热能损失，余热利用不充分，对环境也会造污染，为防止蒸汽污染和余热的流失，通常是对废余蒸汽进行回收利用，但废余蒸汽通常会携带者雾状水滴，无法直接回收利用。

现有的蒸汽换热系统中，对压力和防爆等级要求都比较高，蒸汽凝结水闪蒸罐的液位控制难度比较大，导致在转换的过程中，水滴和蒸汽的分离效率低下，且当分离空间有限时，难以保证输出合格的干饱和蒸汽。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种蒸汽凝结水闪蒸罐用的汽水比例调节阀，利用特斯拉阀的原理制成通气通水管道，方便实现对蒸汽凝结水闪蒸罐的液位控制，进行蒸汽和凝结水的分离，具有良好的排水阻汽作用，分离效果明显，能够有效地提升二次利用时输出蒸汽的品质，通过具有特殊几何外形的管道使得蒸汽流速加快，凝结水的流速减慢，实现在前端的水量发生变化时，蒸汽凝结水闪蒸罐内的水位始终处于恒液位的状态，同时整个设计无需电控，也没有运动部件，大大提高了使用寿命。

本发明是通过以下技术方案得以实现的：

一种蒸汽凝结水闪蒸罐用的汽水比例调节阀，其特征在于，包括汽相管、水相管和气泡混合室，所述汽相管与气泡混合室的上端连通，所述水相管与气泡混合室的侧面连通，气泡混合室内部设有微孔隔断板，微孔隔断板将气泡混合室分割凝结水室和蒸汽室，气泡混合室侧面开设有排水管，排水管与凝结水室连通，蒸汽通过汽相管进入到蒸汽室中，蒸汽室中的蒸汽通过微孔隔断板进入到凝结水室中，水通过水相管进入到凝结水室中，凝结水室中的水通过排水管排出；所述汽相管和水相管为采用特斯拉阀原理制成的具有固定几何形状的管道，汽相管包括依次首尾连接的蒸汽输入管、顺向特斯拉管和蒸汽输出管，蒸汽输出管与蒸汽室连通，水相管包括依次首尾连接的凝结水输入管、逆向特斯拉管和凝结水输出管，凝结水输出管与凝结水室连通。

进一步地，所述顺向特斯拉管为一体式，包括顺向主流管、顺向分流管一及顺向分流管二，顺向分流管一位于顺向主流管的侧面并与顺向主流管连通，顺向分流管二位于顺向主流管的另一侧面且顺向分流管二与顺向主流管连通，所述逆向特斯拉管为一体式，包括逆向主流管、逆向分流管一及逆向分流管二，逆向分流管一位于逆向主流管的侧面并与逆向主流管连通，逆向分流管二位于逆向主流管的另一侧面且逆向分流管二与逆向主流管连通。

进一步地，所述顺向特斯拉管为一体式，包括顺向主流管、顺向分流管一及顺向分流管二，顺向分流管一位于顺向主流管的侧面并与顺向主流管连通，顺向分流管二位于顺向主流管的另一侧面且顺向分流管二与顺向主流管连通，所述逆向特斯拉管为拼接式，包括逆向主流节和逆向分流节，逆向分流节位于逆向主流节侧面且逆向分流节和逆向主流节连通，所述相邻的逆向特斯拉管螺纹连接。

进一步地，所述顺向特斯拉管为拼接式，所述顺向特斯拉管包括顺向主流节和顺向分流节，顺向分流节位于顺向主流节侧面且顺向分流节和顺向主流节连通，所述相邻的顺向特斯拉管螺纹连接，所述逆向特斯拉管为一体式，包括逆向主流管、逆向分流管一及逆向分流管二，逆向分流管一位于逆向主流管的侧面并与逆向主流管连通，逆向分流管二位于逆向主流管的另一侧面且逆向分流管二与逆向主流管连通。

进一步地，所述顺向特斯拉管为拼接式，所述顺向特斯拉管包括顺向主流节和顺向分流节，顺向分流节位于顺向主流节侧面且顺向分流节和顺向主流节连通，所述相邻的顺向特斯拉管螺纹连接，所述逆向特斯拉管为拼接式，包括逆向主流节和逆向分流节，逆向分流节位于逆向主流节侧面且逆向分流节和逆向主流节连通，所述相邻的逆向特斯拉管螺纹连接。

进一步地，所述螺纹连接处均设有密封组件，密封组件包括密封盘一和密封盘二，密封盘一和密封盘二相适配，密封盘一的外端面上开设有环形的密封槽，密封槽和密封盘一同轴，密封盘二的外端面上对应密封槽的位置开设有容纳槽，容纳槽和密封槽相适配，密封槽中安装有O形圈，密封盘一和密封盘二相抵触并挤压O形圈以密封连接处。

进一步地，所述水相管倾斜设置，凝结水输入管的位置高于凝结水输出管的位置。

综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：

1.以特斯拉阀的原理设计汽相管和水相管，汽相管上带有顺向特斯拉管，水相管上带有逆向特斯拉管，工作时，蒸汽通过汽相管进入到蒸汽室中，气相管能够加快蒸汽的流动速度同时防止蒸汽回升，水通过水相管进入到凝结水室，水相管能够减缓凝结水流速，蒸汽室中的蒸汽能够通过微孔隔断板进入到凝结水室中与水混合，形成均匀气泡，进一步减轻水的排放速度，维持液位稳定，当水位超过液位线时，凝结水室内是纯水状态，排水速度最快，罐体内的液位迅速降低，当液面低于液位线时，凝结水室内是气泡状态，排水速度最慢，罐体内的液位迅速升高，导致排水速度忽快忽慢，实现排水阻汽的效果，始终将水位控制在液位线的位置，可实现在前端的水量发生变化时候，罐体内的水位始终处于恒液位的状态，有效地将水和蒸汽分离，提升二次利用时输出蒸汽的品质，整个设计无需电控，也没有运动部件，大大提高了使用寿命；

2.设计拼接式的特斯拉管，能够按照实际施工情况和使用需求，实现对顺向特斯拉管和逆向特斯拉管长度的调节，增强使用时的便捷性和适用性；

3.通过密封组件对螺纹连接处实现有效密封，防止发生泄漏现象。

附图说明

图1是凸显本发明原理的示意图；

图2是拼接式顺向特斯拉管的示意图；

图3是凸显拼接式顺向特斯拉管连接方式的示意图；

图4是拼接式逆向特斯拉管的示意图；

图5是凸显拼接式逆向特斯拉管连接方式的示意图。

图中，1、汽相管；2、水相管；3、气泡混合室；4、排水管；5、蒸汽输入管；6、顺向特斯拉管；7、蒸汽输出管；8、凝结水输入管；9、逆向特斯拉管；10、凝结水输出管；11、顺向主流管；12、顺向分流管一；13、顺向分流管二；14、逆向主流管；15、逆向分流管一；16、逆向分流管二；17、顺向主流节；18、顺向分流节；19、逆向主流节；20、逆向分流节；21、密封组件；22、密封盘一；23、密封盘二；24、密封槽；25、容纳槽；26、O形圈；27、液位线；28、微孔隔断板；29、凝结水室；30、蒸汽室。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的汽水比例调节阀与蒸汽凝结水闪蒸罐配合使用，以控制蒸汽凝结水闪蒸罐的液位。

实施例一，如图1所示，一种蒸汽凝结水闪蒸罐用的汽水比例调节阀，包括汽相管1、水相管2和气泡混合室3，汽相管1安装在蒸汽凝结水闪蒸罐的侧面，水相管2安装在蒸汽凝结水闪蒸罐的下方，汽相管1和水相管2之间通过气泡混合室3连通，气泡混合室3内部设有微孔隔断板28，微孔隔断板28将气泡混合室3分割为凝结水室29和蒸汽室30，气泡混合室3侧面开设有排水管4，排水管4与凝结水室29连通，蒸汽通过汽相管1进入到蒸汽室30中，蒸汽室30中的蒸汽通过微孔隔断板28进入到凝结水室29中，水通过水相管2进入到凝结水室29中，凝结水室29中的水通过排水管4排出，汽相管1和水相管2为采用特斯拉阀原理制成的具有固定几何形状的管道，汽相管1包括依次收尾连接的蒸汽输入管5、顺向特斯拉管6和蒸汽输出管7，蒸汽输入管5水平设置，顺向特斯拉管6和蒸汽输出管7均竖向设置，蒸汽输入管5的初始端与蒸汽凝结水闪蒸罐相连通，蒸汽输出管7的末端与蒸汽室30连通，水相管2包括依次首相连接的凝结水输入管8、逆向特斯拉管9和凝结水输出管10，凝结水输入管8的初始端和蒸汽凝结水闪蒸罐的底部连通，凝结水输出管10的末端与凝结水室29连通。

顺向特斯拉管6为一体式，包括顺向主流管11、顺向分流管一12和顺向分流管二13，顺向分流管一12的数量为3个，顺向分流管二13的数量为2个，顺向分流管一12位于顺向主流管11的左侧，顺向分流管一12和顺向主流管11连通形成闭合回路，顺向分流管二13位于顺向主流管11的右侧，顺向分流管二13和顺向主流管11连通形成闭合回路，顺向主流管11的上端为蒸汽进入口，顺向主流管11的下端为蒸汽输出口，蒸汽从蒸汽输入口流经顺向主流管11至蒸汽输出口流出，通过顺向特斯拉管6能够加速蒸汽的流动速度，同时能够防止蒸汽回流。

逆向特斯拉管9为一体式，包括逆向主流管14、逆向分流管一15和逆向分流管二16，逆向分流管一15的数量为3个，逆向分流管二16的数量为2个，逆向分流管一15位于逆向主流管14的上侧，逆向分流管一15和逆向主流管14连通形成闭合回路，逆向分流管二16位于逆向主流管14的下侧，逆向分流管二16和逆向主流管14连通形成闭合回路，逆向主流管14的上端为水进入口，逆向主流管14的下端为水输出口，水从水输入口流经逆向主流管14至水输出口流出，通过逆向特斯拉管9能够减缓水的流动速度，同时能够防止水回流，保持液位高度。

参照图1，当水位超过液位线27的时候，液位线27上方的水通过汽相管1进入凝结水室29中，液位线27下方的水通过水相管2进入到凝结水室29中，此时凝结水室29内是纯水状态，充满了水，此时的排水速度最快，同时在顺向特斯拉管6的加速作用下，罐体内的水迅速进入到凝结水室29中，罐体中的液位迅速降低至液位线27，此时蒸汽通过汽相管1进入到蒸汽室30中；当水位低于液位线27的时候，液位线27上方的蒸汽通过汽相管1进入气泡混合室3中，液位线27下方的水通过水相管2进入到凝结水室29中，蒸汽室30中的蒸汽通过微孔隔断板28进入到凝结水室29中与凝结水混合形成均匀气泡，此时凝结水室29内是气泡状态，水和蒸汽混合共存在凝结水室29中，此时的排水速度最慢，同时在顺向特斯拉管6的加速作用下，蒸汽能够迅速通过微孔隔断板28进入到凝结水室29中，罐体内的液位迅速升高至液位线27，此时又改为水通过汽相管1进入到气泡混合室3中，排水速度加快，随着水和蒸汽交叉通过汽相管1进入到凝结水室29中，排水速度忽快忽慢，实现排水阻汽的效果，可实现在前端的水量发生变化时候，罐体内的水位始终处于恒液位的状态，始终将水位控制在液位线27的位置，有效地将水和蒸汽分离，提升二次利用时输出蒸汽的品质，整个设计无需电控，也没有运动部件，大大提高了使用寿命。

实施例二，如图2-5所示，与实施例1的不同之处在于，顺向特斯拉管6和逆向特斯拉管9均为拼接式，顺向特斯拉管6包括顺向主流节17和顺向分流节18，顺向分流节18位于顺向主流节17侧面且顺向分流节18和顺向主流节17连通，相邻的顺向特斯拉管6通过螺纹连接。逆向特斯拉管9包括逆向主流节19和逆向分流节20，逆向分流节20位于逆向主流节19侧面且逆向分流节20和逆向主流节19连通，相邻的逆向特斯拉管9通过螺纹连接。

采用拼接式的特斯拉管，能够按照实际施工情况和使用需求，调节顺向特斯拉管6和逆向特斯拉管9的长度，合理利用空间。

拼接式特斯拉管的螺纹连接处设有密封组件21，密封组件21包括密封盘一22和密封盘二23，密封盘一22和密封盘二23相适配，密封盘一22的外端面上开设有环形的密封槽24，密封槽24和密封盘一22同轴，密封盘二23的外端面上对应密封槽24的位置开设有容纳槽25，容纳槽25和密封槽24相适配，密封槽24中安装有O形圈26，相邻的两特斯拉管拼接时，密封盘一22和密封盘二23相互对压并挤压O形圈26，进一步加强拼接式特斯拉管的密封性，防止蒸汽和水泄漏。

实施例三，与实施例1的不同之处在于，顺向特斯拉管6为一体式，逆向特斯拉管9为拼接式。

实施例四，与实施例1的不同之处在于，顺向特斯拉管6为拼接式，逆向特斯拉管9为一体式。

本实施例的实施原理为：根据特斯拉阀的原理，设计具有固定几何外形的汽相管1和水相管2，使用时，通过汽相管1和水相管2的配合，使得水和蒸汽交叉通过汽相管1进入到凝结水室29中，当水位超过液位线27时，凝结水室29内是纯水状态，排水速度最快，水位迅速降低，当水位低于液位线27时，凝结水室29内是气泡状态，排水速度最慢，水位迅速升高，从而导致排水速度忽快忽慢，实现排水阻汽的效果，即可实现在前端的水量发生变化时，罐体内的水位始终处于恒液位的状态，始终将水位控制在液位线27的位置，有效地将水和蒸汽分离，提升二次利用时输出蒸汽的品质，整个设计无需电控，也没有运动部件，大大提高了使用寿命。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。