CN102297414B - 排空帽 - Google Patents

Abstract

本文提供一种用于蒸汽系统的排空帽，所述排空帽的帽体包括排空帽室和排空帽出口。所述排空帽包括一个在排空帽室开蒸汽出口的蒸汽进汽管，及设置在排空帽室内且在蒸汽出口上方的挡板。在排空帽室和蒸汽进汽管之间设有泄放通道以提供流体连通。使用时，蒸汽出口将蒸汽排放进入排空帽室，蒸汽撞击在挡板上，由此分离出蒸汽中携带的液体水。分离的水收集在排空帽室中并经泄放通道返回至蒸汽进汽管。

Description

排空帽

技术领域

本发明涉及一种用于蒸汽系统的排空帽。

背景技术

在使用蒸汽的工业及加热工艺中，在锅炉中产生的蒸汽以高温高压状态通过管路传输至各种工业工艺场合，从而应用蒸汽中的能量。

有些蒸汽系统部件，如排放罐，具有末端开口的蒸汽透气管，用于将蒸汽泄至大气中。目前做法是在蒸汽透气管上安装排空帽以保证将蒸汽以较低的速度安全地排放至大气中。

现有的排空帽的外壳具有挡板，所述挡板布置为阻挡进入所述外壳的蒸汽。所述挡板将蒸汽中携带的水份从蒸汽中分离。然后干燥的蒸汽通过所述外壳中的出口释放至大气，分离出的水进入排水管，从而从蒸汽系统中排走。

虽然此排空帽适合于一些应用场合，但也有若干缺点。例如，不能分离蒸汽携带的全部的水份。而且，排空帽必需采用管路连接，安装非常耗时。

因此有必要提供一种改进的排空帽，能改进蒸汽中水份的分离效率，或降低安装难度，或者同时改进这两点。

发明内容

根据本发明的一个方面描述，本发明提供一种用于蒸汽系统的排空帽，包括：界定排空帽室且和具有排空帽出口的帽体；具有开放入到排空帽室中的蒸汽出口的蒸汽进口导管(进汽管)；在排空帽室内且在蒸汽出口上方的挡板；及在排空帽室和蒸汽进汽管之间提供流体连通的泄放通道其中在使用时，蒸汽出口将蒸汽排放进入排空帽室，蒸汽撞击在挡板上，由此蒸汽中携带的液体水被分离，液体水在排空帽室中收集，并经泄放通道返回至蒸汽进口导管。

蒸汽进口导管可延伸入排空帽室内。泄放通道可包括在蒸汽进汽管延伸进入排空帽室中部分的开孔。可具有多条泄放通道，每条都有一个在蒸汽进汽管延伸进入排空帽室中部分中的开孔。

所述帽体可包括一个底部壳壁，向着泄放通道进口倾斜的底部壳壁。

所述蒸汽进汽管可包括一个外接部分，用于将所述蒸汽进汽管附接至末端开口的蒸汽透气管。所述蒸汽出口的位置可使蒸汽在使用时以近似垂直的方向排出。

所述挡板在使用中可近似水平位置。所述挡板可近似是平面的。所述挡板可近似是圆形的。

所述壳体可包括顶部壳壁，所述排空帽出口设置在顶部壳壁中。

所述排空帽出口可位于所述挡板上方。所述挡板可设置在所述蒸汽出口与所述排空帽出口之间的蒸汽流动路径中。当从上方看时，所述挡板可延伸到所述蒸汽出口之外。

所述挡板可包括撞击区域，使用时蒸汽撞击在所述撞击区域上，及设置在所述撞击区域和所述挡板的边缘之间的凸出部分。所述凸出部分具有的曲率半径可在使用中使水蒸气绕所述凸出部分流动至所述排空帽出口，且水滴从所述凸出部分排放至所述排空帽室中。所述凸出部分的曲率半径可在约4至7mm之间。所述凸出部分的曲率半径可为约5mm。所述凸出部分可在离开所述撞击区域的方向中向上弯成弧形，并在所述挡板的边缘结束。当从上方看时，所述凸出部分可位于所述蒸汽出口之外的位置。

根据本发明的另外一个方面，本发明提供一个蒸汽系统，包括蒸汽透气管，所述蒸汽透气管具有符合本文任意描述的排空帽。

本发明可包括本文所指的功能及/或局限的任意组合，互相排斥的功能的组合除外。

附图说明

现参考附图仅以实施例的方式说明本发明的实施方案，其中：

图1示意性地示出了排空帽的第一实施方案的透视图；

图2以剖切面示意性地示出了图1的排空帽；

图3示意性地示出了图1的排空帽的截面视图；

图4示意性地示出了图1的排空帽的挡板的两个视图；

图5示意性地示出了图1的排空帽的挡板的放大视图；及

图6示意性地示出了排空帽的第二实施方案的截面视图。

具体实施方式

如图1所示，排空帽10包括设有排空帽出口14的帽体12，及蒸汽进口管(或导管)16。蒸汽进口管16设有法兰18，可将排空帽10连接至末端开口的蒸汽透气管，所述蒸汽透气管将待排放的蒸汽导通至大气。

参见图2及3，排空帽10的帽体12包括顶部壳壁20，底部壳壁22，及环形侧壁24，因此帽体12是近似圆柱形。帽体12包括第一上部12a和第二下部12b。顶部壳壁20及环形侧壁24的一部分构成第一上部12a。包括底部壳壁22及环形侧壁24的一部分构成第二下部12b。上下部12a、12b装配在一起形成帽体12。帽体12限定排空帽室26，排空帽室26在帽体12的内部。

蒸汽管开口28设在帽体12下部12b的底部壳壁22中且轴环30自开口28处沿轴向延伸。蒸汽管开口28和轴环30与近似圆柱体的帽体12共轴。蒸汽进口管16位于开口28中，以使轴环30围绕并与蒸汽进口管16的外表面接触。蒸汽进口管16设有环形肩部29与轴环30的边缘抵靠。蒸汽进口管16的上部伸入到排空帽室26中且所述上部分的开口端构成蒸汽出口15。蒸汽进口管16的下部延伸到帽体12的外侧且所述下部的开口端构成蒸汽进口17。蒸汽进口管16的下部的末端设有法兰18，法兰18可使排空帽10耦接至蒸汽出口管的末端(未示出)。

蒸汽进口管16设有四个贯穿进口管16管壁泄放孔32。泄放孔32与帽体12的底部壳壁22在同一水平线上，且泄放孔以近似90°彼此圆周地间隔。帽体12的底部壳壁22向着蒸汽进口管16和泄放孔32向下径向向内倾斜。泄放孔32在排空帽室26和蒸汽进口管16之间提供泄放通道。

排空帽出口14设置在帽体12的上部12a的顶部壳壁20中且与近似圆柱帽体12共轴。因此，排空帽出口14在蒸汽进口管出口15的上方。

挡板34设置在排空帽室26中且位于蒸汽出口15的上方及排空帽出口14的下方。因此，挡板34设置在蒸汽出口15和排空帽出口14之间。在此实施方案中，挡板34为近似平面的，且在使用时处于近似水平面中。挡板34为近似圆形且与圆柱形帽体12共轴。圆形挡板34的直径大于蒸汽出口15的直径，因此当从上方看时，挡板34的边缘延伸到蒸汽出口15之外。在此实施方案中，圆形挡板34的直径大约与排空帽出口14的直径相同。

如图4所示，挡板34包括中心撞击区域35及向上弯成弧形的凸出部分40。凸出部分40位于撞击区域35和挡板34的边缘之间。在此实施方案中，凸出部分40是挡板34的向上弯成弧形的环形边缘。凸出部分40的曲率半径在此实施方案中约为5mm。然而，在其他实施方案中，所述曲率半径可在4到7mm之间。下文将介绍凸出部分40的目的。

挡板34设有三个支撑件36，该支撑件固定在挡板34的边缘且彼此以120°圆周地间隔。支撑件36沿轴向方向延伸且每个支撑件36包括一个从支撑件36的末端沿径向向外突出的唇缘38。支撑件36用于将挡板34连接并支撑在帽体12上。如图2及3所示，支撑件36的唇缘38与排空帽出口14的边缘接合并靠在帽体12的顶部壳壁20上，由此在帽体12上支撑挡板34。

使用时，排空帽10通过法兰18附接至蒸汽透气管的开口端(未示出)。所述蒸汽透气管可以是蒸汽系统任意部分的蒸汽透气管，蒸汽从蒸汽透气管排放，或通至大气。应用实例包括但不限于排放罐的蒸汽透气管，热井柜，供给柜或压力驱动泵。

蒸汽通过蒸汽进口管16的蒸汽进口17引入排空帽10。然后蒸汽以近似垂直的方向从蒸汽进口管16的蒸汽出口15排放并进入排空帽室26。

如图5所示，蒸汽出口15排出的蒸汽撞击在水平挡板34的撞击区域35上，挡板34直接地位于蒸汽出口15的上方。当蒸汽撞击在挡板34上时，携带在蒸汽中的水滴由于表面张力附着在挡板的表面上并因此从蒸汽流中分离。由于排空帽室26与大气之间的压力降，蒸汽向排空帽出口14流动并因此沿径向向外流动越过挡板34的表面。蒸汽在挡板34表面流动，将在表面张力作用下附着在挡板34表面的水滴在挡板34的表面上沿径向向挡板34的边缘拉动。

当蒸汽到达挡板34的凸出部分40时，水蒸气被吸引至挡板34的凸出部分40并因此绕凸出部分40流动并通过排空帽出口离开排空帽10。水蒸气在科恩达效应的作用下绕凸出部分40流动。然而，附在挡板34表面的水滴太重而无法在蒸汽作用下越过凸出部分40，因此在凸出部分40处被排放。由于凸出部分40位于蒸汽出口15的外侧，这些水滴集中在排空帽室26的底部。被挡板34从蒸汽中分离出的水沿帽体12的向下倾斜的底部壳壁22径向向内流向蒸汽进口管16。分离出的水然后流过蒸汽进口管16中的泄放孔(泄放通道)32进入管16的内部。水然后沿蒸汽进口管16的内壁向下流动并返回至蒸汽系统。

排空帽10使得蒸汽可以安全地排向大气。这是因为挡板34减慢了蒸汽的速度，且蒸汽携带水的大部分被挡板从蒸汽中分离。这导致从排空帽出口排出的几乎是干蒸汽。

将蒸汽中分离出的液体水返回至蒸汽系统提供了诸多益处。蒸汽系统中使用的水含有各种帮助改进系统性能的加工化学物质。如果水从系统中损失则必须用淡水补充这些水，而补充的淡水必须用这些化学物质处理。因此，减少从蒸汽系统损失的水量减少了添加到系统的淡水处理化学物质的量。这可节省成本。而且，从蒸汽系统损失的水含有有用热量，因此用挡板将蒸汽中分离出的液体水返回改进了系统的能量效率。

进一步的益处是由于分离出的水沿蒸汽进口管16向下返回至蒸汽系统，所以不再需要在排空帽10上连接外部排水管道。这减少了管路及接头的数量，从而减少费用和安装时间。

相比传统的挡板，挡板34的凸出部分40能够从蒸汽中提取(或分离)更多的液体水。这至少部分地是由于科恩达效应使水蒸气被吸引至并绕凸出部分40流动，而迫使水滴被排放进排空帽室26。凸出部分40选用特定的曲率半径，使流过挡板34的水蒸气被吸引至凸出部分40并绕凸出部分40流动，而同时水滴从凸出部分40被排放掉。

图6所示为排空帽10的第二个实施方案。此实施方案类似于第一实施方案，除蒸汽进口管16的上部厚度增加。此外，蒸汽进口管16的下部不配备法兰，因此可以用其他方式接到蒸汽透气管上。

Claims (21)

1.用于蒸汽系统的排空帽，包括：

形成排空帽室且具有排空帽出口的帽体；

在排空帽室中开口排蒸汽的蒸汽进汽管；

设置在排空帽室内且在蒸汽出口上方的挡板；及

在排空帽室和蒸汽进汽管之间提供流体连通的泄放通道；

其中，在使用时，蒸汽出口将蒸汽排放进入排空帽室，蒸汽撞击在挡板上，由此将蒸汽中携带的液体水分离出，液体水收集在排空帽室中并经泄放通道返回至蒸汽进汽管。

2.根据权利要求1所述的排空帽，其中，蒸汽进汽管延伸到排空帽室中。

3.根据权利要求2所述的排空帽，其中，所述泄放通道包括设在蒸汽进汽管延伸进入排空帽室中的部分中的开孔。

4.根据权利要求3所述的排空帽，其中，具有多个泄放通道，每个包括一个设在蒸汽进汽管延伸进入排空帽室的部分中的开孔。

5.根据权利要求1所述的排空帽，其中，所述帽体包括向着泄放通道的进口向下倾斜的底部壳壁。

6.根据权利要求1所述的排空帽，其中，所述蒸汽进汽管包括一个连接部分，能够将所述蒸汽进汽管连接到具有末端开口的蒸汽透气管。

7.根据权利要求1所述的排空帽，其中，所述蒸汽出口的布置使蒸汽在使用时以近似垂直的方向排出。

8.根据权利要求1所述的排空帽，其中，所述挡板在使用时是近似水平的。

9.根据权利要求1所述的排空帽，其中，所述挡板是近似平面的。

10.根据权利要求1所述的排空帽，其中，所述挡板是近似圆形的。

11.根据权利要求1所述的排空帽，其中所述帽体包括顶部壳壁，所述排空帽出口设置在所述顶部壳壁中。

12.根据权利要求1所述的排空帽，其中，所述排空帽出口位于所述挡板上方。

13.根据权利要求1所述的排空帽，其中，所述挡板设置在所述蒸汽出口与所述排空帽出口之间的蒸汽流动路径中。

14.根据权利要求1所述的排空帽，其中，当从上方看时，所述挡板延伸到所述蒸汽出口之外。

15.根据权利要求1所述的排空帽，其中，所述挡板包括撞击区域，使用时蒸汽撞击在所述撞击区域上；及凸出部分设置在所述撞击区域和所述挡板的边缘之间。

16.根据权利要求15所述的排空帽，其中，所述凸出部分具有的曲率半径在使用中使水蒸气绕所述凸出部分流动至所述排空帽出口，且水滴从所述凸出部分排放至所述排空帽室中。

17.根据权利要求16所述的排空帽，其中所述凸出部分的曲率半径在约4至7mm之间。

18.根据权利要求17所述的排空帽，其中所述凸出部分的曲率半径为约5mm。

19.根据权利要求15所述的排空帽，其中所述凸出部分在离开所述撞击区域的方向中向上弯成弧形，并在所述挡板的所述边缘结束。

20.根据权利要求15所述的排空帽，其中，当从上方看时，所述凸出部分位于所述蒸汽出口之外的位置。

21.一种蒸汽系统，包括一种蒸汽透气管，其排空帽如前述任何权利要求。