疏水器工作原理

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1、蒸汽疏水器的比较一、浮球热静力式疏水器 两种基本型式现在在许多用蒸汽加工产品的装置中有两种基本形式的浮王一热静力式疏水器在应用1. 自由浮球式2. 杠杆浮球式 为了了解它们之间的差别，需要依次探讨它们的工作原理,（一杠杆浮球的工作原理构造如图1所示控制冷凝水从疏水器流出的主阀是通过一个杠杆 连接在一个空心的不锈钢球上此球漂浮在疏水器阀 体内的冷凝水中要注意的是阀和阀座的位置低于 停滞的冷凝水液面.这是为了将蒸汽泄漏减至最少在杠杆和浮球的上方安有一热静力排空气阀，用 于排放初始空气当疏水器连接到蒸汽设备.并开通蒸汽时.首先空气 会在蒸汽之前被赶进疏水器内这时，浮球在其最低 位置将阀关在阀座上然而

2、，热静力排空气阀是冷的.所以“空气能通过阀孔排入出口通道冷的冷凝水接着随空气进入到疏水器内当冷凝水液面升高浮球向上浮起连接浮球的杠杆同时 打开阀使冷凝水通过阀孔流出疏水器如果流入疏水器的冷凝水量增加浮球会升得更高于是带动 阀打开更大 使之更多的冷凝水流过阀孔 图2：最后蒸汽到达疏水器相应的温度会使热静力排空气阀膨胀 将此阀关闭自身阀座 如果没有冷 凝 水继续流入疏水器 而来了是蒸汽 阀体中液位就会下降 随之浮球就会带动阀关闭阀座 防止蒸 汽逃1 / 17阀孔口径和工作压力之间的关系了解阀孔口径和最大工作压力之间的关系是重要的它事实上是由浮球的浮力加上杠杆和支点产 生的机械效应而决定的为了使阀提

3、起离开阀座，保证冷凝水流过阀孔面积A -浮球/杠杆产生的浮力F必须大于 作用在面积A上的蒸汽压力 即：FbL 八A这里| L=杠杆效应。浮球的浮力和杠杆的机械效应是固定的.让我们假设这个力等于100如果阀孔的面积是1单位面 积.那么.最大工作压力将正好在100以下 即：10茂10 99、1如果阀孔面积是0.5单位面积 那么最大压力就上升到正好低于200即：1010 199 衣 0. 5于是疏水器的设计者就在一个大口径阀孔、能有最大流量但工作压力低或具有小流量的小口径 阀孔.但工作压力高之间找一个平衡 因此 在浮球热静力疏水器选型时 尽管制造商已经给出了阀 体 的最大工作压力值但也应该仔细核对实

4、际的工作压差和必须流过疏水器的冷凝水量以选取正确的阀这种形式的疏水器具有以下优点：1. 它的热静力排空气装置能够快速排放初始空气和冷凝水.启动快.工作稳定2. 浮球随冷凝水量的多少改变自身位置.自动调节阀的开度.保证连续的冷凝水排放3. 阀孔始终在液面以下.形成水密封“无蒸汽泄漏4杠杆的作用使它能够把阀孔做的很大，从而做到大排量但是它同时有以下缺点：1. 大多数杠杆浮球热静力疏水器的热静力排空气装置使用寿命短，并且不能用于过热蒸 汽2. 浮球与杠杆的连接处和杠杆的支点处可能断裂.降低了使用寿命3”阀与阀座存在集中磨损4耐水击性能差5”可能存在由于杂质引起的堵塞等故障潜在的故障可能图4（二）自由

5、浮球热静力疏水器的构造集中磨损优点然而.它不是普通浮球.而是由 316L不锈钢制成的高精磨浮球阀 座也由淬火的420F不锈钢材质构成 的高质量组件.见图6 :.每一点都可与阀座接触长寿命316不锈钢.只有一个运动部件厂420F不锈钢(Rockwell 50C).工作过程工作过程当疏水器安好通蒸汽 至设备时，空气先在蒸汽 前面被赶进入到疏水器， 空气排放阀是冷的，此阀 离开阀座.空气可以自由 地通过阀孔排至疏水器出 口接着.冷的冷凝水跟 随空气进入进入疏水器， 使浮球上升打开阀座.冷凝水流出疏水器变动作的，图8,浮球的运动图8滚动动作的原因是最初浮球被作用在阀孔上的蒸汽压力P A ：压在阀座上当

6、冷凝水液位 升高浮球上浮这个浮力是逐渐增加的它克服了关阀的.力P A 合力的结果使球滚动离 开. 阀 座这样“参照它的工作原理 当冷凝水量增加时 浮球滚动离开阀座把阀孔开得更大 能使增多的冷 凝水排出 若流量增大到接近阀孔的最大额定流过能力时 浮球就会完全的从阀座滚开 这样做 时 浮球在疏水器中有一点旋转 以致当冷凝水减少 疏水器液面下降 浮球又重新落下时 是由浮 球表面 的另一个位置和阀座接触的要注意因为浮球不是“砰的一下猛落到阀座上而且浮球旋转作用使之几乎有无数的阀面来关 住阀座因此，阀的磨损，浮球表面）可以忽略不计阀的寿命极长随着疏水器继续运行,冷的冷凝水排放,蒸汽设备和疏水器由排水而温

7、度上升,冷凝水量减少,同时 变 得较热，蒸汽也进入疏水器使排空气阀加热，直至关闭 浮球现在靠滚开或滚落阀座来控制冷凝水 排量在全部时间中保持在疏随器中的冷凝水液面始终覆盖住阀孔.因此防止了蒸汽漏出独有的三点式托座某些型号的TLV自由浮球热静力式疏水器采用一种独有的三点式托座设计.保证了浮球对阀座的 完美密封，图9 .支托浮球的“托架是机械加工的.它和阀孔在一个夹具中定位精密打磨加工 这 保证了浮球同时座落在三个点上，也就是阀座和每个托叉上把“托架“支撑安装在疏水器体内时，它要固定得能在阀座上方维持一个水封.以防蒸汽漏出图 9这种构造对冷凝水流量特别少.又用高压或过热蒸汽时特别有益 对于后者通常

8、有与装置有关的 风险即高温过热蒸汽会在疏水器起动后存在的冷凝水水封煮干即使这样用于高压蒸汽的三点式托 架合适和小阀孔也能确保完善的密封自由浮球式先导机构自由浮球式疏水器的原理在无负荷状况下.也能保证浮球和阀座也能很好闭合可是由于没有机 械杠杆和铰接 与相当的杠杆浮球疏水器相比就需要大直径的浮球 通常对于自由浮球疏水器处理 中 等流量的冷凝水流量这不是问题在流量高的地方，需要大尺寸自由浮球 疏水器阀体将很大 于是 为了处理大排量而阀体物理 尺 寸又在合理的比例之内TLV设计了使用自由浮球作为先导机构与由活塞操纵的主阀相结合此机构如 图 10 所 示图10当冷凝水进入疏水器浮球上升离开阀座这就开启

9、了在主阀中的中心钻出的先导通道使冷凝水 由此通道流到活塞下方因为在水流过时又闪发成蒸汽在通道底部的腔内产生的压力与阀体内的压 力相等但它的作用在等于活塞下方面积的大面积上 结果从活塞下面作用在主阀上的有效力大于 作 用在主阀顶部的力主阀被向上打开 使冷凝水流出冷凝水排掉后 浮球滚回到主阀上 盖住中心 通道 活塞下的压力失去 主阀顶部的力比主阀下面的力要大 于是主阀关闭图 11用于过热蒸汽具有三点式托架和没有排空气阀的自由浮球式疏水器是用于排放过热蒸汽设备疏水的最佳选 择背压的影响在有高背压的用途中自由浮球热静力疏水阀工作极佳，它的性能是由疏水器两侧的工作压差而不 是工作原理本身来决定的 换句话

10、说当冷凝水回送主管的背压升高压差下降.随之疏水器能力下 降因此在选择疏水器时要小心 不但要满足疏水器入口的最大压力 还要考虑到因背压降低了压 差 时阀孔有能力通过要求的冷凝水量 还要注意若背压突然消失 产生在疏水器两则的极高压差超 过了 疏水器阀孔的选择这样疏水器就会关闭同样的事情在杠杆浮球和倒吊桶疏水器中也会发生防冻和保温所有品牌的自由浮球热静力疏水器设计得总有一部分冷凝水留在疏水器底部因此.为了防止疏水器安装在室外时结冻.疏水器和相应的管路应该妥善保温自由浮球热静力疏水器的主要特性好处特性只有一个运动部件易维修.备件不多因此花费少坚固而容易拆卸的上盖不需要从管路上拆下疏水器就可以维修高精磨

11、的不锈钢浮球容易接近到阀孔浮球滚动地离开阀座浮球的转动使得与阀座间有无数个接触面因此 磨损小 寿命长，不用从管路上拆下疏水器就可以进行阀孔的检 查如需要更换也简单疏水器随从蒸汽设备排出的冷凝水流量变化自动 调排量蒸汽设备一产生水就可以排除简单的浮球/阀孔设计在背压下疏水器能最好地工作阀孔位于水面之下防止蒸汽漏出疏水器装有热静力排空气阀确保无汽锁地快速起动蒸汽装置安有内置过滤网?防止管道污垢等疏水器的损坏可加装汽锁释放阀有用独有的三点式托做的型号用于发生汽锁时的理想疏水器提高装置效率和 产量能在很低流量并无漏汽下良好工作是用于过热 蒸汽的最佳选择二、倒吊桶式蒸汽疏水器 工作原理杠杆支点所有型式的

12、吊桶式疏水器都在同样的原 理下工作，即一个一端封闭的小倒置圆桶， 当桶里的冷凝水被蒸汽替代时就有浮力图12示以这样一个简单的疏水器在疏 水器内这个圆桶或倒吊桶连接在杠杆上.在杠杆上固定阀头杠杆末端支在阀座上 作为支 点 在吊桶的顶部有一个小的排汽孔排放孔吊桶出口图 12工作过程图 13蒸汽进入，吊桶浮起当蒸汽进入设备，空气在蒸汽 前被驱赶进疏水器因为吊桶在下 面并且阀打开所以空气能通过阀 孔缓 慢逐出接着冷凝水到达疏水器 , 灌进了水由于吊桶仍然 在下面 水能通过阀孔流出然 后蒸汽进入入口替换了存在吊桶内 的水这使得浮桶成为有浮力而上浮带动杠杆和阀向阀座上移当阀接近关闭阀座时通过阀孔高速流过的

13、冷凝 水流 突发地推阀到阀座上图13)要注意吊桶内的蒸汽被吊桶底部和周围的冷凝水密封住不会漏出-疏水器会一直关闭到直到冷凝水再次流入入口.把一些蒸汽通过排汽孔挤出同时吊桶内的蒸汽 开始冷凝，吊桶失去浮力而开始下沉，这就带动安有阀的杠杆向下，最终阀在杠杆支点作用下离开阀 座阀孔打开.冷凝水再次经阀孔排放.直至过程又重复进行为止如果少量冷凝水流入疏水器.一些困在吊桶内的蒸汽将冷凝，还有一些则通过排汽孔被疏水器顶 部更冷的冷凝水冷凝这使吊桶顿时失去浮力疏水器再次重复工作因此倒吊桶式疏水器会在冷凝 水量少时耗费一点蒸汽倒吊桶式疏水器不能适用于入口蒸汽压力突然改变这一点是本质性的.因为压力快速下落会造成

14、 水封闪发成汽浮桶失去浮力而下落带动阀离开阀座蒸汽则能径直冲出疏水器流出直到冷凝水再 次 形 成 水 封 为 止倒吊桶式疏水器的排空气能力工作情况倒吊桶倒吊桶式疏水器在正常工作排空气速度慢时的排放空气和不凝性气体的能 力是差的.，其原因在探讨了图14 即可明白入口处的蒸汽压力是作用在 疏水器阀体中的压力因此，如 果入口的和吊桶上的冷凝水处于 同一压力，推动空气通过小直径 排气孔的有效力就仅是水位差 显而易见，这个力很小“排气孔.也小空气排放会需要很长 时间图 14阀孔尺寸和工作压力间的关系在设计倒吊桶式疏水器时要考虑的因素是图15示出的受力情况 原则上吊桶的重量必须相当轻以 能浮起，而又要足够重在下落时通过杠杆才能将阀离开阀座 也就是FwXL PXA像浮球热静力疏水器一样.必须在小阀孔和高工作压但低排量与大阀孔低工作压但高排量二者之 间作出选择注意选型时不能只简单地依据阀体所能承受的最大工作压力来选择到吊桶式疏水器而还要根据 安在疏水器中的阀孔的压力等级用于过热蒸汽在不超过阀体构造的最大压力和温度时.一些倒吊桶式疏水器的生产厂家推荐若采取有两个预防 措施“则他们的疏水器在过热蒸汽时可用于阀体构造的最大压力和温度下一是在疏水器入口安装一 个逆止阀.如果入口有突然压降或过热蒸汽进入疏水器 由于逆止阀关闭可以防止回流 因此水封不 会 闪发蒸干二是安装旁