专利名称：喷雾式脱气器的制作方法
技术领域：
在第一方面，本发明涉及一种用于处理水的设备，特别地用作用于给水除气的喷雾式脱气器或用作用于预热水的预热器。脱气器为用于给水除气的设备，例如经常用于从锅炉的给水中除去空气和其它溶解的气体。就预热容量和储存容量而言，锅炉装置通常具有有限容量的预热器。与惯常应用的预热器相比，根据本发明的设备还可被用作具有相对大的预热容量和储存容积的预热器。
背景技术：
典型地，按照待被除气的水的供给规则来分类除气设备。在塔盘式脱气器中，无论在主容器顶部的圆顶形部分中，还是在主容器自身中或在单独的箱中，待被除气的水像瀑布一样沿塔盘流动。在喷雾式脱气器中，待被除气的水被喷射到限定了脱气室的容器中。本发明涉及喷雾式脱气器。 在喷雾式脱气器中发生的物理脱气过程包括两个步骤预脱气步骤，其中待被除气的水被喷射到脱气室的蒸汽空间中(也被称为预脱气区)，通常为容器一端的顶部区域；和对容纳在脱气室中的主要容积的水进行的末级脱气，在脱气室中，使蒸汽紧密接触待被除气的水。在预脱气区，喷雾器确保将水加热到饱和温度并提供用于进行聚集和热交换的大的区域。被喷射的水通过来自于容器中容纳的主要的容积的水的蒸汽而被预热，蒸汽被导入(例如,注入)到容器中。在饱和条件下,水中包含的气体(例如,氧气)的溶解度(几乎)为零，导致气体从喷射的小滴迁移到周围的蒸汽环境中。未凝结的气体和少量蒸汽被允许从容器溢出。通过导入蒸汽或热的冷凝液引起在容纳在脱气室中的主要体积的水发生末级脱气。已被处理的水通常在容器的底部从脱气室排放。在已知的喷雾式脱气器中，容器的顶部被提供有连接管，该连接管终止于用于进一步连接待被除气的水源的容器法兰。典型地，与容器中的压力相比，该水具有过压。法兰被加工为使得环形承载边缘被提供为邻近内壁。喷雾器单元被悬挂在法兰上，喷雾器单元被用螺栓固定到法兰的环形承载边缘，以使喷雾器单元的一个或多个喷嘴位于脱气室的预脱气区中。水供给管道通过反向法兰被连接到容器法兰。该容器法兰由于其需要允许加工凹入式边缘而不是标准尺寸。因此，根据特定说明的要求来制造容器法兰。结果，容器和喷雾器的设计涉及高的制造成本。从US2689018A获知一种用于对水脱气的装置，该装置包括箱，该箱具有在其顶部的水入口管、蒸汽入口管、水出口管和在其底部的排水管线以及用于相对未能凝结的气体(主要为空气)的排气口。特别地，该装置具有被提供在箱的顶部并具有法兰的颈部。具有中心孔的盖板被用螺栓登记(in registry at)在水入口管中的开口，水入口管被用螺栓固定到盖板的顶部。圆柱形板与顶板被整体形成，顶板被用螺栓固定到盖板和水入口管。从属管(depending tube)与顶板被整体形成,并对准水入口管的开口。顶板被提供有对准的中心开口从而允许管与从属软管之间自由连通。喷雾器被安装到该软管。该已知结构是复杂的且不易于为了维护和维修目的装配(拆卸)。
发明内容
本发明的目的是开发一种喷雾式水处理设备的新的或替代的设计，该水处理设备特别地允许使用用于在处理室中悬挂喷雾单元并将其连接到待被处理的水的供给部的标准尺寸的零件以便在锅炉应用中处理水或预热水，特别地不需要进一步加工容器法兰。本发明的进一步的目的是减少喷雾式水处理设备的制造、维护和/或维修的成本。根据本发明，一个或多个目的通过如权利要求1所述的用于处理水的设备而被实现。根据本发明的用于处理水的设备包括容器，该容器具有如通常被用于所涉及的各种流体的各种入口和出口。然而，根据本发明，所述喷雾器被直接悬挂到喷雾器法兰(与所述容器的法兰相关联)，并在其另一端部与从所述喷雾器法兰延伸到隔开的联接法兰的连接管流体连通，所述联接法兰被连接到待被处理的水的供给部，例如，锅炉。所述连接管、所 述喷雾器法兰和所述联接件形成一体式零件。法兰和连接管的这种一体式设计允许使用现货供应的部件，而不需要额外加工所述容器法兰，由此节省可观的成本。此外，通过在空间上分别分开地连接到所述容器和待被处理的水的所述供给部，则装配和拆卸较不复杂，使得维护和维修更易于执行。在实施例中，所述连接管具有承载所述喷雾器的第一下端，并且其中所述联接法兰被提供在第二上端处，喷雾器法兰被提供在各端之间。优选地，所述第一(容器)法兰与所述喷雾器法兰的尺寸相同。更优选地，它们在商业上是能获得的且现货供应的尺寸。在这里，要注意的是，可根据条件使用蒸汽、加压热水和蒸汽/水的混合物。为了简明，蒸汽、加压热水和蒸汽/水的混合物在本申请的权利要求书中被共同表示为措辞“热处理流体”。在第二方面，本发明涉及一种如权利要求6所限定的喷雾器和连接器的组件。此外，本发明涉及根据本发明的设备用作上面示例的对水进行除气的脱气器，即用于对水除气的设备，其包括限定脱气室的容器；至少一个喷雾器，被布置在所述脱气室的顶部中并通过连接部与待被除气的水的供给部流体连通；用于已从水中分离的气体的至少一个气体出口，被布置在所述容器的顶侧上并与所述脱气室流体连通；至少一个除气流体入口，被布置在所述容器中并具有用于热除气流体的供给连接部，且通向所述脱气室；以及用于已被除气的水的至少一个水出口 ；其中所述容器和所述喷雾器以及待被除气的水的供给部之间的连接部包括管部分，所述管部分具有与所述脱气室流体连通的第一开口端和提供有用于连接喷雾器单元的第一法兰的第二开口端，所述喷雾器单元包括被连接到所述第一法兰的喷雾器法兰，所述喷雾器法兰承载所述喷雾器，所述喷雾器与连接管在其一端流体连通，所述连接管延伸通过所述第一法兰到达用于连接到所述水的供给部的联接法兰。在这种设备中，待被除气的水通过喷雾器被供给到所述容器内的所述脱气室中，而热除气流体通常使用具有多个出口开口的歧管经由所述除气流体入口而被导入所述脱气室中。分离的气体经由所述气体出口被排出。已除气的水经由已被除气的水出口从所述脱气室被排放。在装置中循环的水还可经由单独的入口被添加到所述脱气器。
类似地，根据本发明的设备可被用作具有缓冲器的预热器。该缓冲器在通常应用的但具有相当小容量的一个或多个预热器失效的情况下是有利的。这种用于例如在锅炉应用中预热水的预热器包括限定热处理室的容器；至少一个喷雾器，被布置在所述热处理室的顶部并经由连接部与待被加热的水的供给部流体连通；用于已从水中分离的气体的至少一个气体出口，被布置在所述容器的顶侧上并与所述热处理室流体连通；至少一个加热流体入口，被布置在所述容器中并具有用于热的加热流体的通向所述热处理室的供给连接部；和用于被加热的水的至少一个水出口，其中所述容器和所述喷雾器以及待被加热的水的供给部之间的连接部包括管部分，所述管部分具有与热处理室流体连通的第一开口端和被提供具有用于连接喷雾器单元的第一法兰的第二开口端，所述喷雾器单元包括被连接到所述第一法兰的喷雾器法兰，所述喷雾器法兰承载所述喷雾器，所述喷雾器与连接管在其一端流体连通，所述连接管延伸通过所述第一法兰到达用于连接水的供给部的联接法兰。所述预热器的操作类似于如上所讨论的所述脱气器的操作。
在附图中进一步例示本发明，其中 图1为喷雾式脱气器的实施例的图示；图2示出被连接到喷雾式脱气器的容器的现有技术中的喷雾单元的结构；图3为被连接到根据本发明的喷雾式脱气器的容器的喷雾单元的结构的实施例；和图4示出如图3所使用的根据本发明的喷雾器和连接部的组件的实施例。相同的附图标记在附图中始终用于表示相同的部件。
具体实施例方式通过绘制出本发明优选应用的喷雾式脱气器的实施例的图，例示出本发明。图1示意性地示出整体用附图标记10表示的这种喷雾式脱气器的实施例。脱气器10包括被水平布置的圆柱形箱或容器12。箱12的圆柱形壁14和各个左手端壁(头部)16和右手端壁(头部)17限定脱气室20，在操作过程中水的除气发生在脱气室20中。托架22被提供用于支撑箱12。在所示的实施例中，箱12在右手端壁17处被提供有人孔24。中心蒸汽入口 18延伸通过圆柱形壁14的顶部进入箱12中，并被连接到用于将蒸汽传送到整个脱气室20的蒸汽歧管26，在所示的实施例中，歧管被布置在脱气室20的下半部。歧管的位置特别取决于设备的总体设计和将被应用到的特定操作条件。例如，歧管可被定位在脱气室的上半部。用于已被处理的水的出口 28存在于圆柱形壁14的底部。在左手端壁16，用于另外的热水(已除气并在整个装置中循环的冷凝液(condensate))的入口 30被提供用于将水导入脱气室20。此外，被连接到喷雾器单元34的连接部，这里为冷凝液入口 32在邻近左手端壁16处被提供在圆柱形壁14的顶部中，喷雾器单元34包括用于喷射将在脱气室20的蒸汽空间中被除气的冷凝液的至少一个喷雾器。被连接到入口 32的待被处理的水的源头或供给部在该图中未被示出。作为用于排放气体和蒸汽的气体出口的若干排放口 36被定位在箱12的顶部。内部隔板(未视出)可提供在脱气室中用于迫使水沿特定的流动路径流动。图2示出根据现有技术实施例的脱气器10中的喷雾器单元34的结构，如在说明书的介绍部分所述，连接部32包括在箱的圆柱形壁的顶部上的管部分40，管部分40在其一端通向脱气室。尺寸例如为32英寸的特殊法兰46被焊接到管部分40的另一端44。该特殊法兰46包括通过加工而制造的环形承载边缘48，环形承载边缘48通过螺栓52连接类似的特殊制造的喷雾器法兰50。喷雾器法兰50承载包括例如喷嘴和过滤器(若有的话)的喷雾器单元(在图2中未示出)。特殊法兰46的外边缘被连接到通常为肘形部分的连接管56的大反向法兰54，连接管56具有用于进一步连接到水供给管道(也未示出)的另外的更小的法兰。连接管接着被连接到待被处理的水的源头。图3示出根据本发明的基本布置。虚线表示箱及其部件。实线示出喷雾器单元、连接管和法兰的组件。另外，包括管部分40的连接部32被提供在圆柱形壁14的顶部，管部分40在其端部42处通向脱气室20。管部分40的另一端部44被焊接到例如26英寸的标准尺寸的现货供应的容器法兰60，容器法兰60不具有凹入式环形承载边缘。包括一个或多个盘62和过滤器(若存在)的喷雾器单元34被承载在具有与容器法兰60类似尺寸的喷雾器法兰68的下侧66处。法兰60和68以惯常的方式彼此紧固，例如利用未示出的螺栓并在指向彼此的法兰表面之间插入垫圈70。喷雾器法兰68被焊接到短连接管部分72。该 部分延伸通过法兰68进入箱12，并在其下端73承载喷雾器单元34。相反端75被提供有用于连接到给水管道(又未示出)的较小的法兰74。法兰68和74被分隔开。它们用于不同的目的。上法兰74将组件连接到待被处理的水的源头，下法兰68提供为将组件安装到箱12的连接部32的管部分40。可见，在双功能连接部的数量方面，箱12的特殊法兰46被单功能的标准尺寸的法兰60取代，而单功能的特别喷雾器法兰50被同样具有标准尺寸的两个单独法兰68和74的设置取代。图4分别示出喷雾器单元34、连接管部分72和整体式法兰68和74的组件。法兰74被焊接到连接管部分72的上端75。喷雾器单元34被安装到下端(下法兰)73。喷雾器法兰68被焊接到连接管部分72的在各个端73和74之间的位置。翼76被提供在部分72的外围位于法兰68和法兰73之间，以便在安装(拆卸)到连接部32中的过程中保护喷雾器。由喷雾器单元34、法兰68和74以及连接管部分72构成的组件可被预先制造为模块从而允许简单和快速安装。
权利要求
1.一种用于处理水的设备(10)，包括限定处理室(20)的容器(12);至少一个喷雾器(34)，被布置在所述处理室(20)的顶部中并通过连接部与待被处理的水的供给部流体连通；用于已在处理过程中从水中分离的气体的至少一个气体出口(36)，被布置在所述容器(12)的顶侧上并与所述处理室(20)流体连通；至少一个处理流体入口( 18，26)，被布置在所述容器中并具有用于热处理流体并通向所述处理室的供给连接部；和用于已被处理的水的至少一个水出口(28)，其中所述容器(12)和所述喷雾器(34)以及所述待被处理的水的供给部之间的连接部(32)包括管部分(40)，所述管部分具有与所述处理室(20)流体连通的第一开口端(42)和被提供具有用于连接喷雾器单元的第一法兰(60)的第二开口端 (44)，所述喷雾器单元包括被连接到所述第一法兰(60)的喷雾器法兰(68)，所述喷雾器法兰(68 )承载所述喷雾器(34 )，所述喷雾器(34 )与连接管(72 )在所述连接管(72 )的一端流体连通，所述连接管(72)延伸通过所述第一法兰(60)到达用于连接到所述水的供给部的联接法兰(74)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述连接管(72)、所述喷雾器法兰(68)和所述联接(74)为一体式零件。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述连接管(72)具有承载所述喷雾器(34) 的第一下端(73)，并且其中所述联接法兰(74)被提供在第二上端(75)处，所述喷雾器法兰 (68)被提供在各端(73，75)之间的位置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述第一法兰(60)和所述喷雾器法兰(68)的尺寸相同。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述法兰(60，68)具有商业上能获得的现货供应的尺寸。
6.一种用在用于处理水的设备中的喷雾器(34)和能连接到配合反向法兰的喷雾器法兰(68)的组件，所述喷雾器法兰(68)承载所述喷雾器(34)，所述喷雾器(34)与连接管(72) 在所述连接管(72 )的一端(73 )流体连通，所述连接管(72 )的相反端(75 )具有用于连接到水的供给部联接法兰(74)。
7.根据权利要求6所述的组件，其中所述连接管(72)、所述喷雾器法兰(68)和所述联接法兰(74)为一体式零件。
8.根据权利要求6或7所述的组件，其中所述连接管(72)具有承载所述喷雾器(34) 的第一下端(73)，并且其中所述联接法兰(74)被提供在第二上端(75)处，所述喷雾器法兰 (68)被提供在各端(73，75)之间的位置。
9.使用根据权利要求1-5中任一项的设备对水进行除气。
10.使用根据权利要求1-5中任一项的设备用于预热水。
全文摘要
本发明涉及一种喷雾器式的处理水的设备，诸如脱气器或预热器。根据本发明，容器(12)和喷雾器(34)以及待被处理的水的供给部之间的连接部包括管部分(40)，管部分(40)具有与处理室流体连通的第一开口端和被提供具有用于连接喷雾器(34)的第一法兰(60)的第二开口端，喷雾器(34)包括被连接到所述第一法兰(60)的喷雾器法兰(68)，喷雾器法兰(68)承载喷雾器(34)，喷雾器(34)与连接管(72)在连接管(72)的一端流体连通，连接管(72)延伸通过第一法兰(60)到达用于连接待被处理的水的供给部的联接法兰(74)。
文档编号C02F1/20GK103011323SQ201210374450
公开日2013年4月3日 申请日期2012年9月27日 优先权日2011年9月27日
发明者詹·约翰·阿韦雷施 申请人:施托克热能技术公司