冷凝水排放设备

摘要

一种使冷凝水在压力下排出/输入，不漏失蒸汽并与原生侧和次生侧对应的压力无关的冷凝水排放设备，它包括一个冷凝水接受室，一个设置在接受室内的浮子；一个连接在浮子上用以打开和关闭进口的入口阀；一个连接在浮子上用以打开和关闭出口的排放阀；和两个设置在冷凝水进口和出口的止回阀。其改进在于它包括一个连接在浮子上的阀机构，以便独立于止回阀将排放口打开和关闭。

说明书

本发明涉及一种用于将使用蒸汽和蒸汽管道的各种设备中产生出的冷凝水排放或将冷凝水在压力下输入锅炉或利用废热的设备中的冷凝水排放设备。

在使用蒸汽的设备中冷凝的冷凝水通常都是通过凝汽阀排出的。然而，在冷凝水回收在一个压力较高的地方，例如一个锅炉或一个利用废热的设备，或者在次生压力高于原生压力的情况，例如将真空中的冷凝水排放至大气中时，就不能使用凝汽阀来排放冷凝水。

在次生压力高于原生压力的情况中，可以使用一种公开在日本实用新型公开说明书昭-50-147228号中的冷凝水排放设备（泵阀）。这种设备包括一个设有一个冷凝水进入口和一个冷凝水排出口，和一个高压工作液（压力气）进口和出口的冷凝水接受室。在冷凝水接受室内，设置有一个开放型或闭合型的浮子以便随着水平面升高和降低，该浮子连接在一个入口阀上用于打开和关闭工作高压液进口并连接在一个排放阀上以便打开和关闭该液体的出口。通过与配置在冷凝水进入口和排出口处的相应的止回阀配合，在工作高压液进口被关闭和该液体的出口被打开之后，冷凝水就被导入冷凝水接受室一直等到冷凝水接受室内的水平面达到一个预定的水平时为止。当预定的水平面达到时，工作高压液出口被关闭而该液体的进口被打开，使工作高压液流入冷凝水接受室内，因此压力的作用促使冷凝水从打开的排出口中排出。

此外，美国专利第5141405号公开了一种其构造基本上与上述设备相类似的设备。

在上述使用蒸汽的设备中，例如在一种用蒸汽对一种液体加热的热交换器中，对热交换器的供应是在蒸汽的压力得到控制以后进行的以便使由热交换器输送的待加热的液体的温度恒定，由此使原生压力升高至一个高于次生压力的压力或者降低至一个低于次生压力的压力。

如果将在上述实用新型公开说明书昭50-147228号或美国专利第5141405号中公开的冷凝水排放设备安装在这样一种使用蒸汽的设备上时，会出现一个问题，即当原生压力升至一个高于次生压力的压力时，设置在冷凝水出口处的止回阀总是打开的，以致不仅冷凝水而且蒸汽在高压作用下都通过该出口流出。而且，如果一个普通的凝汽阀安装在这样一种使用蒸汽的设备上，它就不能用在原生压力低于次生压力的情况中。

因此，本发明的一个目的就是提供一种冷凝水排放设备，该设备只能让冷凝水在压力下排出或输入而不会让蒸汽漏出，与原生侧和次生侧的相应压力无关。

为了达到上述目的，根据本发明提供的冷凝水排放设备包括一个冷凝水接受室，其上设置有一个冷凝水进入口和一个冷凝水排出口以及一个工作高压液进口和一个出口;一个开放型或闭合型的浮子设置在所述冷凝水接受室内，并适合于随着水平面的起落而升降;一个入口阀连接在所述浮子上，用以打开和关闭所述液体进口;一个排放阀连接在所述浮子上并用以打开和关闭所述液体出口;两个止回阀，一个设置在所述冷凝水进入口处而另一个设在所述冷凝水排出口处;和一个阀装置，它连接在所述浮子上以便独立于所述止回阀打开和关闭所述冷凝水排出口，所述阀装置用于在所述冷凝水接受室内的水平面低时关闭所述冷凝水排出口，而在水平面升起时打开所述排出口，由此在所述浮子将所述液体进口关闭而将所述液体出口打开之后，冷凝水就从所述冷凝水进入口引入所述冷凝水接受室，一直等到在所述冷凝水接受室内的水平面达到一个预定的水平面，而所述液体出口被关闭和所述液体进口被打开时为止，这样，当达到所述预定的水平面时，冷凝水就从打开的冷凝水排出口排出。

上述冷凝水排放设备的操作情况如下所述。

在原生压力低于次生压力的情况中，设置在冷凝水排出口处的止回阀和用于打开和关闭工作高压液进口的入口阀被关闭，而设置在冷凝水进入口处的止回阀和用于打开和关闭排放出口的排放阀被打开，一直等到冷凝水接受室内的水平面达到一个预定的水平面时为止。冷凝水从冷凝水进入口流入冷凝水接受室而浮子随着水平面的上升而上升。浮子的上升使连接在浮子上的阀装置打开冷凝水排出口，但是设置在冷凝水排出口处的止回阀使阀保持关闭。当冷凝水接受室内的预定水平面达到时，入口阀被打开而排放阀被关闭。工作高压液从液体进口处引入使冷凝水接受室内的压力升高，促使在冷凝水排出口处的止回阀打开而将冷凝水从冷凝水排出口排出。浮子随着由于冷凝水排出造成的水平面下降而下降，当它降落至一个预定的位置时，入口阀被关闭而排放阀被打开。此外，阀装置关闭冷凝水排出口，此时，在冷凝水排出口处的止回阀被关闭以使冷凝水的排出停止。这种操作是循环进行的，以使冷凝水的贮入和排放重复进行。

在原生压力高于次生压力的情况中，设置在冷凝水进入口和排出口的止回阀被打开。浮子根据冷凝水接受室内的水平面而上升和下降，使阀装置关闭和打开冷凝水排出口，由此将冷凝水从中排出。

当阅读了下面的详细说明和附图后将会对本发明的上述和其它目的以及特点有更清楚的认识，图中：

图1至4是根据本发明一个实施例的冷凝水排放设备的截面图，显示出当原生压力低于次生压力时的操作情况。

图1是显示浮子处于最高位置时的情况的截面图;

图2是显示浮子处于最低位置时的情况的截面图;

图3是显示浮子处于中间位置，冷凝水即将排出之前时的情况的截面图;

图4是显示浮子处于中间位置，冷凝水正在排出时的情况的截面图;和

图5是本发明另一个实施例的冷凝水排出装置的截面图，其中浮子的位置对应于图1。

以下通过实施例和参看显示上述技术措施实施的附图对本发明予以详细描述。

参看图1，冷凝水排放设备包括一个本体，其上用螺栓（未显示）安装有一个盖子2，内部中空部份被称为冷凝水接受室3。本体1的上部具有一个与冷凝水接受室3相连通的冷凝水进入口4，在其下部具有一个冷凝水排出口5。止回阀6和7分别设置在进入口4和排出口5处。盖子2上设置有用于工作高压液的一个进口8和一个出口9。进口8经由一个入口阀10与冷凝水接受室3相连通，而出口9经由一个排放阀11与冷凝水接受室3相连通。入口阀10包括一个入口阀座12和一个入口阀体13，阀体进入和脱开与入口阀座12的座合连接就能关闭和打开入口阀10。排放阀11包括一个排放阀座14和一个排放阀体15，阀体进入和脱开与排放阀座14的座合连接就能关闭和打开排放阀11。一个主阀座形成在冷凝水排出口5的端部，它朝冷凝水接受室3开启。一个设置在冷凝水接受室3内的主阀体17进入和脱开与主阀座16的座合连接，由此关闭和打开该主阀，主阀体的中央部分设置有一个子阀座18，子阀座的上面有一个子阀体19，子阀体进入和脱开与子阀座18的连接，由此关闭和打开该子阀。主阀座16和主阀体17连同子阀座18和子阀体19构成一个阀装置20，用以关闭和打开冷凝水排出口5。

一个随着水平面升降的封闭式浮子21安装在冷凝水接受室3之内。一根杆22以其一端固定在浮子21上，而其另一端用一个销钉25连接在一个向上伸展的槽铁形截面的连接件23和一个向下伸展的浮子轴24上。一根有台阶的导杆26以螺纹连接在浮子轴24的下端。多个L形导肋27与导杆26一体形成在浮子轴24下面的具有较小直径部分的下面部位处，而且，一个子阀体19安装在导杆26上具有较小直径的部分上，该部分介于导肋27之间并与其螺纹连接，从而使浮子轴24，导杆26，子阀体19和导肋27如同一体。主阀体17沿着导肋27能滑动地设置在子阀体19和多个导肋27的支承部分之间。主阀体17的中央孔的直径稍大于导杆26具有较小直径的部分。其结果是，当子阀体19与形成在主阀体17的中央孔周边上的子阀座18相啮合时，相邻导肋27之间的连通间隙就被关闭，当子阀体19和子阀座18彼此分开而主阀体17由导肋27的支承部分所支承时，冷凝水接受室3和冷凝水排出口5就通过上述间隙而相互连通。导杆26的下部由以螺纹连接在本体1上的塞头28的中央导孔29所导引。

在本设备的中间部分，杆22的前端由一个销钉31可转动地连接在一个固定在盖子2上的安装件30上。销钉31构成浮子21的支轴。连接件23在其上端设置有以虚线表示的自由空隙32，一个销钉34接合在连接到一个排放阀体15上的阀杆33上并且宽松地装入和连接到自由空隙32上。

现在，参看图1至4来说明本设备的操作情况。

当设置在冷凝水进入口4处的止回阀6上的原生压力低于设置在冷凝水排出口5处的止回阀7上的次生压力时，止回阀6就被打开，使冷凝水流入冷凝水接受室3内，如图2所示。此时，浮子21处于其最低位置，入口阀10被关闭，而排放阀11由于通过杆22连接在浮子21上的连接件23和阀杆33之间的位置关系而被打开。此外，阀装置20由于通过杆22连接在浮子21上的浮子轴24的位置关系而被关闭。

随着冷凝水流入而造成的水平面升高，浮子21也升高，促使连接件23和浮子轴24朝上移动。当浮子轴24升高时，子阀体19连同导杆26一起向上移动脱开子阀座18，以打开该子阀，从而使阀装置20下部空间内的压力与冷凝水接受室3内的压力相等，而且等于止回阀6内的原生压力。此时，由于较高的次生压力，在冷凝水排出口5处的止回阀7维持在关闭状态。

当浮子21继续升高时，导肋27的支承部分将主阀体17抬离主阀座16，如图3中的下面部分所示，这样，阀装置20就处于完全打开的状态，而冷凝水排出口5就能被打开，但止回阀7则仍维持处于关闭状态。

当浮子21升高至一个预定的位置时起，浮子21的浮力就作用在阀杆33上，连接件23的自由空隙32的底端与阀杆33的销钉34相接触（图3）。当水平面升高使浮子升至一个较高位置时，阀杆33也升起将入口阀体13抬离入口阀座12，从而打开入口阀10。与此同时，排放阀体15与排放阀座14座合连接，从而关闭排放阀11，如图1中所示。

入口阀10的打开状态和排放阀11的关闭状态引起一股工作高压液从进口8经由入口阀10流入冷凝水接受室3，从而使冷凝水接受室3内的压力升高而将止回阀6关闭。当冷凝水接受室3内的压力高过止回阀7上的次生压力时，后者就被打开而冷凝水从冷凝水排出口5排出。

由于冷凝水排出造成的水平面下降，浮子21也下降，导致连接件23和浮子轴24向下移动，因而阀装置20开始朝着阀关闭的状态移动。如图4所示，当浮子21下降至一个预定位置时起，阀杆33就向下移动而自由空隙32的上端就与销钉34相接触，因而浮子21的自重就作用在阀杆33上。阀杆33的向下运动促使入口阀10关闭而排放阀11打开。入口阀10的关闭状态和排放阀的打开状态使得冷凝水接受室3内的压力逐渐降低，冷凝水的排出就在残留压力下进行。

当浮子21进一步下降时，主阀体17就与主阀座16座合连接，从而使主阀关闭。在这种连接的时刻，子阀体19并不与子阀座18座合连接，因此，冷凝水可以从相邻的导肋27之间的连通空间排出。不久，子阀体19与子阀座18座合连接，这样，整个阀装置20就关闭了冷凝水排出口5，使止回阀7闭合，又回到了图2中所示的状态，其中冷凝水的排放停止了。然后，上述循环又重复进行。

在原生压力高于次生压力的情况中，止回阀6和止回阀7可以很容易地促使其形成如图2中所示情况的阀开启状态。当冷凝水从冷凝水进入口4流入冷凝水接受室3时，浮子21随着水平面的升高而上升，相应地，连接件23和浮子轴24也向上移动。浮子轴24的向上移动使子阀体19从子阀座18脱开，从而使冷凝水通过相邻导肋27之间的连通空间排出。由于冷凝水量的增加造成浮子21的进一步上升，促使主阀体17从主阀座16脱开，因而大量的冷凝水通过冷凝水排出口5被排出。根据冷凝水流入冷凝水接受室3的速度，也可能发生浮子21的上升导致阀杆33通过连接件23的向上移动，使入口阀体13抬起从而容许一股工作高压液流入冷凝水接受室3。在这种情况下，该工作高压液增大了冷凝水的排出量，并且根据其压力的大小还可调节止回阀6的开启状态。

由于冷凝水的排出，浮子21随着水平面的下降而降落，首先，主阀体17与主阀座16座合连接。然后，子阀体19也与子阀座18座合连接，因而阀装置20就被关闭，由此使冷凝水排出口5关闭。

图5显示出另一个实施例，其中浮子的位置对应于图1中所示位置。整个冷凝水排放装置的结构基本上与上述实施例相同，这里所述的装置包括冷凝水接受室3;设置在冷凝水接受室3上方用于工作高压液的入口阀10和排放阀11;冷凝水进入口4;冷凝水排出口5;和用于排放冷凝水的阀装置。与上述实施例相同部件的说明被省去了，为了说明的简便起见，相同的部件都给以同样的标号，在这里将叙述阀装置与上述实施例不同的结构以及本设备的操作情况。

冷凝水接受室3在其下端设置有一个开口40，该开口由一个用螺栓（未显示）连接的下部盖子41所闭合。一个在其上端具有一个上部阀座42的上部阀座件设置在开口40和下部盖子41之间，而且，一个在其上端具有一个下部阀座43的下部阀座件被拧入上部阀座件的下部内侧。上部和下部阀座件都由下部盖子41所托住。

在上部阀座件至下部阀座件的一段区间中，一个带台阶的阀杆管47以与浮子轴24同心的方式连接在带台阶的浮子轴24的下部，浮子轴24通过杆22连接到浮子21上。浮子轴24穿过阀杆管47，其间留有间隙49，并在其下端有一个以螺纹连接在其上的螺帽50。

一个能与上部阀座42座合和脱开连接的上部阀体44和一个能与下部阀座43座合和脱开连接的下部阀体45通过一根两者之间的连接管46安装在阀杆管47的外周边上，并由一个以螺纹连接在阀杆管47下端的螺帽48所固定，上部阀体44的上端和阀杆管47的上端分别与阀杆管47的台阶和浮子轴24的台阶相邻接。上部阀座42，上部阀体44，下部阀座43和下部阀体45构成一个复合座阀。上部和下部阀体44和45上分别配置有多个导片，用以导引上部和下部阀座件。

阀杆管47在其上下部分别设置有通孔51和52，因而冷凝水接受室3和下部阀体45下面的空间可以通过间隙49相互连通。这种结构减少了由于压差产生的对打开和关闭阀的操作上的影响。

当设置在冷凝水进入口4处的止回阀6上的原生压力低于设置在冷凝水排出口5处的止回阀7上的次生压力时，在进入口4处的止回阀6被打开，允许冷凝水流入冷凝水接受室3内。此时，浮子21处于最低位置，并且由于连接件23与通过杆22连接在浮子21上的阀杆33的位置关系使入口阀10关闭而排放阀11开启。此外，上下阀体44和45由于通过杆22连接在浮子21上的浮子轴24的位置关系，分别与上部和下部阀座42和43座合连接。

随着冷凝水的流入造成的水平面的升高，浮子21也上升，促使连接件23和浮子轴24也上升。当浮子轴24上升时，复合座阀也上升，促使上部阀体44和下部阀体45同时从上部阀座42和下部阀座43分别脱开，从而打开复合座阀，这样，开口40和下部盖子41之间空间的压力就与冷凝水接受室3内的压力相等，而且等于止回阀6上的原生压力。此时，由于次生压力高于原生压力，在排出口5处的止回阀保持关闭。

从浮子21升至一个预定的位置时起，浮子21的浮力就作用在阀杆33上，连接件23的自由空隙32内的下端与阀杆33的销钉34相接触。当水平面上升而浮子21达到一个较高位置时，阀杆33也上升促使入口阀体13抬起而从入口阀座12脱开，从而打开入口阀10。此时，排放阀体15与排放阀座14座合连接，由此关闭排放阀11，如图5所示。

入口阀10的开启状态和排放阀11的关闭状态使工作高压液从液体进口8径由入口阀10流入冷凝水接受室3，从而使冷凝水接受室3内的压力上升以关闭止回阀6。当冷凝水接受室3内的压力高于止回阀7上的次生压力时，止回阀7就打开，让冷凝水从排出口5排出。

随着冷凝水的排出造成的水平面的下降，浮子21也下降，使连接件23和浮子轴24通过杆22朝着复合阀的关闭状态向下移动。从浮子21下降至一个预定的位置之时起，阀杆33即向下移动，而自由空隙32内的上端与销钉34相邻接，从而使浮子21的自重作用在阀杆33上。阀杆33的向下移动立刻使入口阀10关闭而使排放阀11打开。入口阀10的关闭状态和排放阀11的打开状态使冷凝水接受室3内的压力逐渐减小，因而冷凝水的排放在残留压力下进行。

浮子21的继续下降使上部阀体44和下部阀体45分别与下部阀座42和下部阀座43座合连接，以关闭复合座阀，由此关闭排出口5，使排出口5处的止回阀关闭，冷凝水的排放停止。这样，上述的循环又重复进行。

当原生压力高过于次生压力的情况中，止回阀6和7可以很容易地一起打开。当冷凝水从进入口4流入冷凝水接受室3时，水平面就上升，使浮子21上升从而通过杆22将连接件23和浮子轴24向上移动。浮子轴24的升起使上部阀体44和下部阀体45分别从上部和下部阀座42和43脱开，由此使冷凝水从排出口5排出。根据冷凝水流入冷凝水接受室3的速度，浮子21的浮力通过连接件23将阀杆33提高，从而迫使入口阀体13向上使工作高压液流入冷凝水接受室3。这样，工作高压液增大了冷凝水的排出，而止回阀6的开启状态也可以根据压力的大小予以调节。

随着冷凝水的排出造成的水平面下降，浮子21也下降，使上部阀体44和下部阀体45分别与上部阀座42和下部阀座43座合连接以关闭复合座阀，由此关闭排出口5。