专利名称：具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉的制作方法
技术领域：
具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉
( 一 )技术领域
本实用新型涉及一种蒸汽锅炉。特别是指具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉。
(二) 背景技术
蒸汽锅炉的效率在于确保尽可能长期地产生恒定量的蒸汽以及锅炉中蒸汽压力 尽可能维持恒定量。为了保持长期地产生恒定量蒸汽的能力，就必须在使用中不断补 充水。在现有技术中，自动加水的方式有很多，但终究因存在这样或者那样的缺陷而 遭淘汰。常用一种是在锅炉上部设置了一个合适的空腔、凹进或搁板，将带发热电 阻的探针安装其中，以探针温度的变化来控制锅炉中的水位。还有一种是将包有探 针的空腔直接置于锅炉内的水中，依靠探针温度的变化实现自动补水。采用这种技 术方案，无疑对探针的精度、结构要求极高，造成高成本。且发热电阻安装于锅炉内 部，安装工艺复杂，对于安装及性能检测极为不便，工作时常与水接触，不但存在不 安全隐患。且因探针安装在空腔内，温控器安装在锅炉本体外壁，二者的间距使温 度的变化无法直接感应，致使温度控制不精确，乃致于控制水泵加水的时间往往滞后。 同时，还存在因高温造成的控制电路复杂，进而更增加了设计和制造成本。
针对现有技术的不足，为了克服现有技术中存在的种种缺陷，本实用新型的目的 在于降低设计与制造成本，结构简单，且控制精度较高，特提出本实用新型。
本实用新型采用 一种在锅炉本体外侧面安装自动补水控制系统，使其在锅炉内确 保尽可能长期地产生恒定量的蒸汽和维持恒定量压力。
(三) 发明内容
为了实现上述目的，按着本实用新型提供的具有自动加水控制系统的蒸汽锅 炉，将采用如下技术方案，该方案包括l、锅炉本体；2、加热部分；3、自动补水系 统；4、蒸汽压力控制系统；5、相应的电器连接部分。其具体结构是
按着本实用新型所述的具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，该蒸汽锅炉包括由泄 压阀、安全阀和电磁阀组成的蒸汽压力控制系统，其特征是在所述蒸汽锅炉本体1 外侧壁上设有上感温片3-4、和下感温片3-1,在上、下感温片的下部分别设有上、 下二个螺旋型的电热管2-2、 2-1，在上、下感温片的上部通过固定件1-3安装上、 下溫度保护器3-6和3-3和上、下温控器3-5和3-2,温度保护器和温控器的感温面 与感温片表面紧密接触。
按着本实用新型提供的具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其所述的感温片附 加技术特征是，下感温片3-1焊接在锅炉本体1下方侧壁上，上感温片3-4焊接在锅 炉本体1中下方侧壁上。
按着本实用新型提供的具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其所述的锅炉本体 1附加技术特征是，该锅炉本体还包括上端盖1-2、下端盖1-1和排水管接头1-4, 在其侧壁上还焊接进水管接头3-7、排汽管接头4-5、泄压阀接头4-1、压力管接头
4- 3，其中，上、下端盖分别焊接在锅炉本体1的上、下二端，安全阀4-2安装在泄 压阀接头4-1上，并通过泄压阀接头4-1与锅炉内腔相通，压力开关4-4安装于压力 管接头4-3上，并通过压力管接头与锅炉内腔相通，排水管接头1-4焊接于下端盖 l-l上。
按着本实用新型提供的一种具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其所述的进水管 接头3-7其附加技术特征是该接头通过进水管3-8与止回阀3-9连接，止回阀通过进 水管、水泵3-10与补水水箱3-11相连接。
按着本实用新型提供的一种具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其所述的排汽管 接头4-5其附加技术特征是该接头通过两通4-7与电磁阀4-6连接，通过微动开关
5- 3实现开启与关闭，用以控制蒸汽通道的打开或者闭合。
按着本实用新型提供的一种具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其所述的上、下 温度保护器3-6和3-3分别与上、下电热管串联，为常闭触头。
按着本实用新型提供的一种具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其所述的上、下 温控器3-5和3-2相互并联，同时与水泵3-10串接，实现对水泵的开启与关闭控制， 为常开触头。
按着本实用新型提供的一种具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其所述的水箱 3-11是通过控制电路板5-2控制无水报警。
按着本实用新型提供的一种具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其所述的螺旋型 电热管其附加技术特征是下螺旋型电热管2-l功率大于中下部螺旋型电热管2-2的功率。
按着本实用新型提供的一种具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其所述的螺旋型 电热管其附加技术特征是通过接插件2-2-1与电源连接。
按着本实用新型提供的一种具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其所述的压力 开关4-4其附加技术特征是触点NB与上、下螺旋型电热管连接，触点NA与指 示灯5-4连接。上、下温度保护器3-6和3-3与上、下螺旋型电热管2-2 和2-1串连> 温控器3-5和3-2并联后与水泵3-10串接，对螺旋型电热管 的加热实现双重控制。使系统更安全、更可靠。 实施本实用新型有益效果是
1、 由于电热管呈螺旋型缠绕在锅炉本体外侧壁上，安装、检修省时、方便。加 工工艺成熟。大大降《氐设计与制造成本。
2、 由于上、下感温片采用热传导率较高的铝材，使电热管通电产生的热量迅速 的传导到感温片上，而温控器的感温面与感温片表面紧密接触，使温控器动作温度更 准确，/人而确4果补水。
3、 由于上、下温度保护器串接于上、下电热管电路中，起到温度保护作用。温 度保护器采用手动回复型，如果电磁水泵因意外损坏而无法将水注入锅炉内，上电热 管不断加热使上温度保护器动作断开上电热管(参见图3);而当压力开关损坏时，
下电热管不断加热使下温度保护器动作断开下电热管电路J吏锅炉内不致因压力过大 产生危险，维修时需打开产品外壳手动复位才可恢复使用。/人而防止因无法补水造成 锅炉干烧。致使更安全、更可靠。
4、 由于实现双重温度控制，对水位变化有着很高的灵敏性。温度调节精确，每次 补进水量较少，使之能够均匀的产生蒸汽，并使蒸汽压力基本维持在一个稳定的数值 上。
5、 由于压力的大小决定压力开关NB、NA、 NC触点的通断关系压力 大则断开电热管电路，接通指示灯电路，反之亦然，/人而实现了压力与温度的双 重配合。使系统更安全、更可靠。
6、不会由于水垢产生故障。
图l为本实用新型整体系统示意图。图2是图l的右视图，图3是电 器控制原理图。
参见图1和图2，其中
1为锅炉本体；1-1为锅炉下端盖；1-2为锅炉上端盖；1-3为固定件；1-4为 排水管接头；l-5为排水管塞。
2- 1为下电热管；2-2为上电热管；2-2-1为插接件。
3- l为下感温片；3-2为下温控器；3-2-1为接地片；3-3为下温度保护器；3-4 为上感温片；3-5为上温控器；3-6为上温度保护器；3-7为进水管接头；3-8为进水 管；3-9为止回阀；3-IO为电磁水泵；3-11为水箱。
4- 1为泄压管接头；4-2为安全阀；4-3为压力管接头；4-4为压力开关；4-5为 排汽管接头；4-6为排汽电磁阀；4-7为排汽口两通；4-8为排汽管。
参见图3,其中
5- 1为总电源开关；5-2为控制电路板；5-3为微动开关，5-4为指示灯。
具体实施方式
参见附图进一步说明本实用新型实施方式及其工作原理。
在锅炉本体1侧壁合适位置焊接上、下感温片3-4和3-1,在其上，通过固定件
1- 3安装上、下温度保护器3-6和3-3及上、下温控器3-5和3-2。在各自感温片的 下部，焊接两个不同功率的上、下电热管2-2和2-l。所述感温片采用热传导率较高 的铝材，使电热管通电产生的热量迅速的传导到感温片上，而温控器和温度保护器的 感温面与感温片表面紧密接触，使温控器和温度保护器动作温度更准确。上电热管
2- 2焊接于上感温片3-4和锅炉侧壁的中下部，其功率较小，与其附近的上温控器3-5 配合用来控制自动加水的水位和一次性加水的水量；
所述下电热管2-1焊接于下感温片3-l和锅炉侧壁的下部，其功率较大，除了在 锅炉无水时控制加水，主要还用来产生连续不断的蒸汽。
压力开关4-4安装于压力管接头4-3上，将锅炉内的压力控制在一定范围内。 电磁阀4-6安装于排汽管两通4-7上，通过微动开关5-3 4安下或者抬起用以实现
蒸汽通道的打开或者关闭。
安全阀4-2安装在泄压管接头4-1上，当压力开关4-4、上温度保护器3-6和下 温度保护器3-3均不能正常工作时，此时，当锅炉侧壁电热管一直处于通电状态，水 不断的转化为水蒸汽，锅炉内压力增大，当压力增大到安全阀4-2所设定的压力值时， 安全阀4-2跳开，锅炉内蒸汽从泄压管接头4-1喷出使锅炉内蒸汽压力减小。安全阀 起到了使锅炉内的压力受到限制的安全范围。起到保护作用。
止回阀3-9安装在锅炉两进水管3-8之间，用来防止水从锅炉内回流到水泵，如 果水倒流入水泵，将使水泵无法正常工作。
水泵3-IO通过进水管3-8安装在止回阀和水箱3-11之间，当水泵的电源被接通 后，水泵从水箱抽水通过水管及止回阀注入锅炉内。如果水泵电源断开，水泵停止抽 水。
当锅炉内蒸汽压力达到正常使用压力时，按下微动开关5-3,打开电磁阀4-6, 通过排汽口两通4-7打开蒸汽通道，经排汽管4-8排出蒸汽。
接地片3-2-1焊接于锅炉本体1上，用来接通电源线的地线，实现接地保护。 接插件2-2-l焊接在上、下电热管的引出端，使电热管实现电的连接。 在锅炉本体1的侧壁上还焊接8个固定件l-3。上、下感温片通过固定件定位并 焊接在锅炉本体1的侧壁上，上、下温度保护器和上、下温控器安装在对应的固定件 上。所述温度保护器为手动回复型常闭触点。如果水泵因意外损坏而无法将水抽入锅 炉内，上电热管附近的温度却始终上升，当上感温片的温度上升到上温度保护器所设 定的起跳温度后，其触点从常闭状态转为常开状态，此时，立即切断上电热管电源， 起到温度保护作用。当触点由常闭状态再次转向常开状态时，上温度保护器必须手动 复位方可实施。维修时须打开产品外壳，手动按下上控制按4丑，完成重新起动。这是 对安全操作的最佳保障。
上温控器3-5和下温控器3-2并联，并同时串接于水泵3-10电路中，为自动回 复常开触点。当锅炉内水位下降至上电热管2-2设定位置以下时，上电热管附近的锅 炉管壁被干烧，通过锅炉管壁传热和上感温片3-4的迅速导热，当感温片的温度上升 到上温控器3-5设定起跳温度后，上温控器的触点由常开状态转为常闭状态，接通了 水泵的电源，水从水箱3-11经水泵被抽入锅炉内。水注入后随着水位上升，使上电 热管2-2附近的管壁温度开始下降，下降的温度通过锅炉管壁和上感温片3-4被迅速 传导，当上感温片3-4的温度下降到上温控器3-5设定的回复温度时，触点由常闭状 态又转向常开状态，切断了水泵3-10的电源，水泵停止从水箱3-11中抽水。
下温度保护器3-3串接于下电热管2-1电路中，为手动回复型常闭触点。当压力 开关4-4损坏后，下电热管2-1处于加热状态，温度一直上升。当下感温片3-1的温 度上升到下温度保护器3-3设定的起跳温度后，下温度保护器的触点从常闭状态转为 常开状态，切断下电热管2-1的电源'从而起到保护作用。当下温度保护器3-3的触 点由常闭转为常开后，亦设有手动复位功能，维修时需打开外壳，手动按下温度保护 器3-3上的按钮，完成重新起动。这是对安全操作的又一最佳保障。
当系统开始运行时，此时锅炉内无水。上、下温控器串接于水泵电路中，该温控 器均为自动回复型，其触点为常开触点。下电热管2-1附近的锅炉管壁被干烧，通过 锅炉管壁传热和下感温片3-1迅速导热，使下感温片的温度上升到下温控器3-2设定 起跳温度后，触点由常开转为常闭，接通水泵3-11的电源，水通过水泵3-11抽入锅 炉内，使温度下降。注水后锅炉内水位上升，使下电热管2-1附近的管壁温度开始下 降，温度通过锅炉管壁和下感温片3-1的迅速传导，当温度下降到下温控器3-2设定 的回复温度时，触点由常闭转为常开，切断水泵电源，水泵停止从水箱内抽水。 加水时间的长短取决于上、下温控器设定的起跳温度和回复温度。 排水塞l-5安装于排水管接头1-4上，当需要清洗锅炉或者排出锅炉内剩余的水 时可拧下排水塞。
控制电路板5-2监测水箱3-11的储水情况。可通过灯光、声音等方式实现无水 报警及实现其他控制功能。 工作原理
当第一次^f吏用或清洗锅炉后，此时锅炉内无水。按下电源开关5-1,因锅炉内没 有水因此没有足够的蒸汽压力，此时锅炉内压力小于压力开关4-4所设定的压力。压 力开关处于与电热管接通状态。上、下电热管接通电源。由于锅炉内无水，此时电热 管发热产生热量使锅炉管壁干烧。下电热管2-l因功率较大，产生的热量较大，其锅 炉附近的管壁比上电热管2-2附近管壁升温更快，下电热管2-1产生的热量通过下感 温片3-1传导温度到下温控器3-2的感温面上，管壁导热和下感温片传导温度的共同 作用下，下感温片3-1温度迅速上升到下温控器3-2设定的起跳温度时，该温控器触 点由常开转为常闭，从而使水泵接通电源。水泵从水箱抽水，通过进水系统将水注入 锅炉内。
当冷水注入锅炉内使水位上升，由于金属良好的热传导性，下感温片3-1的温度 开始下降。直到下降到下电热温控器3-2的回复温度时，触点由常闭又转向常开状态， 从而断切水泵电源，停止加水。在加水过程中下电热管2-1 —直通电，锅炉内的水由 于吸收热量而转变成水蒸汽。
由于第一次加的水量较少并未达到上电热管2-2所要控制的水位，此时，上电热 管从通电后一直产生热量，其锅炉侧壁附近的温度也在逐渐上升，同时上电热管本身 产生的热量一部分通过上感温片3-4传导到上温控器3-5的感温面。当温度上升到一 定值，足以达到上温控器3-5所设定的起跳温度时，触点由常开状态转为常闭状态， 从而使水泵接通电源。将水注入锅炉内。由于水不断注入锅炉内，使水位开始上升， 上电热管附近的锅炉侧壁温度开始下降。直到上感温片的温度下降到上电热温控器 3-5所设定的回复温度时，上温控器的触点才由常闭状态转为常开状态，此时切断水 泵的电源，水停止注入。完成系统运行的第一次注水。
随着水吸收热能转化为水蒸汽，水位逐渐下降，上、下电热管附近的管壁被千烧， 上、下感温片温度迅速升高。通过上温控器3-5和下温控器3-2并联，其中任何一温 控器温度到达所设定的动作温度时，该温控器触点由从常开转为常闭状态，从而接通 水泵电源。水泵从水箱抽水注入锅炉内，随着水的注入，锅炉内7JM立开始上升，随着 水位的上升，管壁温度开始下降，当温度下降到所设定的数值时，其温控器由常闭状 态又转为常开状态，就此切断水泵电源，水停止注入。如此循环下去。直到系统停止 工作止。
温控器设置的(常开到常闭或者反之)使触点转换的温度，应尽可能满足锅炉内 充足而稳定的蒸汽和尽可能恒定的压力，为此，应使锅炉内水位始终保持在一定高度 范围内。每次注水量不能够太大。以确保蒸汽和压力尽量恒定。
下电热管2-1主要用来产生连续不断的高温。在上述由温控器控制水泵自动加水 的过程中，电热管不断产生热量，热量一部分用来加热锅炉本体1, 一部分直接通过
上、下感温片传导给温控器，进而实现补水的自动控制。当锅炉本体达到一种热平衡 后，其大部分热量用来加热锅炉内的水，使水转化为水蒸汽。随着蒸汽的产生，锅炉 内压力增大，当压力增大到压力开关4-4设定上限后，压力开关触点NC与NB断开， 触点NC与NA接通(参见图3)，从而使上、下二电热管与总电源断开，电热管停止 加热。同时接通了指示灯5-夂通过光、声报警。由于上、下电热管与电源断开后， 电热管不再产生热量，其锅炉壁附近的温度逐渐下降，蒸汽量自然减小。如果断开电 热管的时间较长使水无法继续加热，此时锅炉内压力下降，当压力下降到一定值后， 压力开关4-4触点NC与NA断开，触点NC与NB重新接通，上、下电热管重新与电 源接通的同时断开了指示灯5-4电源。电热管通电后继续加热而产生蒸汽。这样反复 循环，使压力控制在所设定的安全范围内。同时保障熨斗或喷头等手持器具喷出的蒸 汽具有一定的压力。
当压力开关4-4损坏时，压力开关无法完成触点的转换功能，此时，锅炉内压力 已经达到安全阀4-2所设定的极限值时，安全阀跳开，增大的压力就从安全阀出口排 出。
压力控制系统和温控器控制水泵自动加水是同时进行的。当长时间不按下微动开 关5-3时(不消耗蒸汽)，锅炉管内完全密封。由于下电热管2-1功率较大，不断加 热锅炉内的水，水蒸气不断产生，蒸汽压力不断增大，随着蒸汽的产生，水位也在下 降，当水位下降到上电热管2-2所要控制的水位时，上温控器控制水泵加水。注水片 刻，上温控器关闭水泵电源，停止注水。而注入的水不断^fe加热产生蒸气，水位又开 始下降，当水位再次下降到上电热管所要控制的水位时，如前所述接通水泵电源，又 开始加水。这样循环2-3个周期后，锅炉内的蒸汽压力足够大，压力开关和安全阀起 双重保护，使自动加水系统不会发生误动作，即指在不该加水的时候注水。
本实用新型最佳实施例中，锅炉本体采用不锈钢圆管，管壁外径somm。
本实用新型使用的压力开关是采用市场上早已公开使用的、专用于蒸汽熨烫机上
通用的压力开关。感温片釆用导热性能好、且具有一定柔软度的铝型材制作。温控器 采用性能稳定的陶瓷材料。
为了适应美化家庭及办公场所的需要，可将本实用新型外形包装制成精巧而别致 的各类造型。使之本实用新型即是工业产品，也不失具有美化与装饰效果。
上述实施例仅供说明本实用新型之用，而并非是对本实用新型的限制，有关技术 领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，所作出的其他变 化及所有等同的技术方案也应属于本实用新型保护的范畴。
权利要求1、一种具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉，该蒸汽锅炉包括泄压阀、安全阀和电磁阀，其特征是在所述蒸汽锅炉本体(1)外侧壁上设有上感温片(3-4)和下感温片(3-1)，在上、下感温片的下部分别设有上、下二个螺旋型的电热管(2-2)和(2-1)，在上、下感温片的上部通过固定件(1-3)安装上、下温度保护器(3-6)、(3-3)和上、下温控器(3-5)、(3-2)，温度保护器和温控器的感温面与感温片表面紧密接触。
2 、根据权利要求1所述的一种自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其特征是所述的 下感温片(3-1 )焊接在锅炉本体(1 )下方侧壁上，上感温片(3-4 )焊接在锅炉本 体(1)中下方侧壁上。
3、 根据权利要求1所述的一种自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其特征是所述的 锅炉本体(1 )还包括上端盖(1-2 )、下端盖(1-1)和排水管接头(l-4 ),在其侧壁 上还焊接进水管接头(3-7 )、排汽管接头(4-5 )、泄压阔接头(4-1 )、压力管接头(4-3 ), 其中，上、下端盖分别焊接在锅炉本体(1)的上、下二端，安全阔(4-2)安装在泄 压阀接头(4-1)上，并通过泄压阀接头与锅炉内腔相通，压力开关(4-4)安装于压 力管接头(4-3)上，并通过压力管接头与锅炉内腔相通，排水管接头(1-4)焊接于 下端盖(1-1)上。
4、 根据权利要求3所述的一种自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其特征是所述 的进水管接头(3-7 )通过进水管(3-8 )与止回阀(3-9 )连接，止回阀通过进水管(3-8 )、水泵(3-10 )与补水水箱(3-11 )相连接。
5、 根据权利要求3所述的一种自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其特征是所述的 排汽管接头(4-5)是通过两通(4-7)与电磁阀(4-6)连接，通过微动开关(5-3) 实现开启与关闭，用以控制蒸汽通道的打开或者闭合。
6、根据权利要求1所述的一种自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其特征是所述的 上、下温度保护器(3-6)和(3-3)分别与上、下电热管(2-2)和(2-1)串联。
7 、根据权利要求1所述的一种自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其特征是所述的 上、下温控器(3-5)和(3-2)相互并联，同时与水泵(3-10)串接，实现对水泵的 开启与关闭。
8、 才艮据权利要求4所述的一种自动加7jc控制系统的蒸汽锅炉，其特征是所述的 水箱(3-11)是通过控制电路板(5-2)控制无水报警。
9、 根据权利要求1所述的一种自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其特征是所述的 螺旋型电热管下螺旋型电热管(2-1)功率大于上螺旋型电热管(2-2)的功率。
10、 根据权利要求9所述的一种自动加水控制系统的蒸汽锅炉，其特征是所述的 螺旋型电热管是通过接插件(2-2-1)与电源连接。
专利摘要本实用新型涉及一种具有自动加水控制系统的蒸汽锅炉。其特征是在所述蒸汽锅炉本体外侧壁上设有上、下感温片。在上、下感温片的下部分别设有上、下螺旋型的电热管。在上、下感温片上部安装上、下温度保护器和上、下温控器。温度保护器和温控器的感温面与感温片表面紧密接触。上、下感温片分别焊接在锅炉本体中下方和下方的侧壁上。由于电热管、温度保护器和温控器安装在锅炉本体外侧壁上，安装、检修省时、方便。加工工艺成熟。大大降低设计与制造成本。由于上、下感温片采用热传导率较高的铝材，使电热管通电产生的热量迅速的传导使温控器控制温度更准确，确保补水。同时确保锅炉内产生恒定量的蒸汽和维持恒定的压力。
文档编号F22D5/34GK201184587SQ20072019556
公开日2009年1月21日 申请日期2007年11月5日 优先权日2007年11月5日
发明者张艳红, 邵博言 申请人:邵博言