Парогенератор

Парогенератор

Реферат

 

Использование: для стерилизации медицинских приборов и растворов лекарственных средств, а также для увлажнения систем кондиционирования воздуха. Сущность изобретения: устройство содержит расположенные в корпусе осесимметричные камеры для воды и пара. Источник переменного тока подсоединен к корпусу и к камерам. Устройство снабжено системой управления. 2 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технике фармации, а именно к электропарогенераторам, предназначенным для обеспечения стерилизации медицинских изделий и растворов лекарственных средств, и может быть использовано в стационарных и полевых аптеках, фармацевтических лабораториях, а также для увлажнения систем кондиционирования воздуха автомобильного, воздушного и водного транспорта.

Известно приспособление для быстрого паробразования-парогенератор, состоящий из сосуда высокого давления, в который вмонтирован водоввод с впрыскивающим воду соплом, и нагревательных бобышек (автсв. N 17258). Подача воды в парогенератор осуществляется через водоввод с соплом. Расход регулируется вентилем подачи воды и контролируется ротаметром. Подогрев и превращение воды в пар происходит на раскаленных бобышках, которые нагреваются керосиновыми подогревателями открытого пламени. Недостатками указанного устройства являются: нагревательное приспособление для быстрого парообразования пожароопасно, неудобно в эксплуатации и имеет большую массу.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является электрический парогенератор для получения пара, который состоит из сосуда высокого давления, электрического подогревателя воды, защитной арматуры и перегревателя пара [1] В сосуде вода подогревается электрическим подогревателем и превращается в пар, который перегревается в электрическом пароперегревателе, а затем подается на дозирующее устройство, оборудованное приборами контроля. Недостатками известного парогенератора являются взрывоопасность, большая стоимость защитной арматуры, значительная масса сосуда высокого давления, а также невозможность точного дозирования массового количества пара в систему.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является скоростной парогенератор [2] Известное устройство так же, как и предлагаемый парогенератор, предназначено для генерации пара, принцип действия основан на получении насыщенного пара при нагревании воды от тепла и дальнейшем пароперегреве с последующей подачей пара потребителю. Устройство, а именно парогенератор, при этом представлен в виде размещенных в корпусе водоввода с входным патрубком, двух осесимметричных камер: кольцевая для воды с каналами перепуска и кольцевая для пара, сообщенная с выходным патрубком, а также источником тепловой энергии. Перечисленные выше признаки являются общими, сходными для данных технических решений.

Недостатками известного парогенератора являются низкая эксплуатационная надежность, недостаточная пожаро- и электробезопасность.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности путем улучшения пусковых свойств, очистки пара от воды и условий эксплуатации за счет уменьшения времени на нагрев воды, массы, стоимости, а также повышения его пожаро- и электробезопасности.

Достигается это тем, что парогенератор содержит корпус с днищем и крышкой, размещенные в корпусе водоввода с входным патрубком, две осесимметричные камеры, камеру для частичного заполнения водой с каналами перепуска и камеру для пара, сообщенную с выходным патрубком-штуцером, а также источник тепловой энергии, и отличается от прототипа тем, что он снабжен системой управления, при этом источник энергии выполнен электрическим и соединен посредством токовводов с корпусом, камерой для воды и водовводом, выполненными в виде трубчатых электродов, причем крышка и днище корпуса выполнены в виде торцевых шайб из изоляционного материала, а водоввод размещен соосно в камере для воды и сообщен с последней посредством сопла, установленного в гнезде, выполненном на одном из концов водоввода, другой конец которого скреплен с входным патрубком и крышкой корпуса посредством соответствующих резьбовых соединений, при этом основание камеры для воды снабжено винтом для крепления с днищем корпуса, а канал перепуска образован посредством ряда сквозных радиальных отверстий, выполненных в боковой стенке камеры для воды со стороны крышки, и кольцевым зазором, образованным дополнительно введенным кожухом защитным, размещенным концентрично между упомянутой камерой и корпусом, при этом между водовводом и боковой стенкой камеры для воды размещены дополнительно введенные пусковой пакет и влагоотделитель, каждый из которых выполнен в виде двух соответствующих шайб из изоляционного материала со сквозными осевыми отверстиями и промежуточной прокладки, выполненной из войлока. Кроме того, парогенератор снабжен двумя сменными втулками, установленными концентрично водовводу, одна из которых размещена со стороны крышки корпуса, а другая между влагоотделителем и пусковым пакетом, при этом днище камеры для воды, защитный кожух, выходной патрубок, токоввод соединены соответственно с боковой стенкой камеры для воды и боковой стенкой корпуса посредством сварного соединения, при этом токоввод корпуса и токоввод водоввода подсоединены к нулевому проводу заземления, а токоввод камеры для воды к фазовому проводу, причем сопло закреплено в гнезде водоввода посредством резьбового соединения, а входной патрубок водоввода подсоединен к дополнительно введенному дюритовому шлангу. При этом парогенератор содержит систему управления, включающую пульт управления, подсоединенный к источнику энергии, соединенный электропроводами с корпусом, боковой поверхностью камеры для воды и водовводом, дозатор пара с предохранительным клапаном и контрольно-измерительными приборами, выполненными в виде манометра и мановакуумметра, подсоединенными соответственно к линии подачи пара и к выходу выходного патрубка, при этом входной патрубок подсоединен к сети водоснабжения посредством предохранительного клапана, двух запорных элементов, промежуточного электронасоса с приводом и фильтра, а к линии слива посредством аналогичного запорного элемента, при этом каждый из запорных элементов через соответствующий пневмораспределитель подсоединен к источнику сжатого воздуха.

Отличия предлагаемого парогенератора от известного состоят в том, что его корпус выполнен цилиндрическим с двумя торцевыми шайбами из изоляционного материала, водоввод в виде цилиндрической трубки или трубчатого электрода, соединенного на верхнем участке с входным патрубком и прикрепленного к одной из шайб посредством соответственно внутреннего и внешнего резьбового соединения на его наружном конце, при этом на противоположном конце трубки выполнено посадочное гнездо для сопла, закрепленного посредством резьбового соединения и сообщенного с камерой для воды, основание которой снабжено фиксирующей шпилькой для крепления со второй шайбой корпуса, причем канал перепуска выполнен в виде двух попарно размещенных с зазором друг относительно друга колец с рядом сквозных осевых отверстий, и промежуточной прокладки-пакета, выполненный из войлока, и сквозных радиальных отверстий, выполненных в боковой стенке камеры для воды, при этом попарные кольца закреплены на водовводе посредством торцевой гайки и цилиндрических втулок, а боковая поверхность камеры для пара и выходной штуцер прикреплены к корпусу, выполненному в виде электрода, посредством сварного соединения, причем между корпусом и водовводом с втулками и промежуточными прокладками-пакетами размещен центральный электрод, выполненный в виде внутренней стенки камеры для пара, к нижнему торцу которой приварено днище с винтом для крепления центрального электрода к шайбе.

С целью упрощения эксплуатации парогенератора путем улучшения условий крепежа деталей и регулирования силы проходящего электротока на водоввод-электрод установлены сменные втулки и подведен первый токоввод для подключения нулевого провода заземления, второй аналогичный токоввод припаян к корпусу-электроду, а фазовый провод прикреплен к третьему токовводу, соединенному с центральным трубчатым электродом камеры для пара, причем для обеспечения постоянных зазоров между электродами и их изоляции друг от друга в период отсутствия воды в парогенератор введены две шайбы-изоляторы, при этом в рабочем режиме пространство между водовводом-электродом и центральным электродом камеры для пара заполнено рабочей жидкостью (водой), а пространство между экраном-кожухом и центральным электродом заполнено паром, которые в комплексе составляют внутреннюю цепь электрического тока. Таким образом, заявляемый парогенератор соответствует критерию изобретения "Новизна".

С целью повышения эксплуатационной надежности путем улучшения пусковых свойств и очистки пара от воды, между центральным электродом и водовводом-электродом установлены промежуточные прокладки-пакеты и отделители влаги, а с целью увеличения степени перегрева пара путем уменьшения сопротивления паровой полости и увеличения времени прохождения пара, к корпусу парогенератора приварен защитный экран-кожух. Более того, с целью улучшения пусковых свойств путем автоматизированного регулирования подачи воды и отвода пара потребителю, в парогенератор дополнительно введена система управления, которая содержит пульт управления, запорные клапаны с пневмоприводами, пневмораспределителями, соединенные с источником сжатого воздуха, и электроцепь, подключенную через кнопочный выключатель пульта управления к источнику тока, и дозатор пара, оборудованный приборами контроля. Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемый парогенератор соответствует критерию изобретения "существенные отличия".

Существенность признаков заявленного изобретения приведена в формуле изобретения. Заявленный технический результат состоит в повышении эксплуатационной надежности путем улучшения пусковых свойств, очистки пара от воды и условий эксплуатации за счет уменьшения времени на нагрев воды, массы, стоимости, а также повышения его пожаро- и электробезопасности. Поэтому признаки, касающиеся выполнения соединения днища камеры для воды с ее боковой поверхностью, выходного патрубка с боковой поверхностью корпуса и защитного кожуха с корпусом посредством сварного соединения, можно считать несущественными признаками и их целесообразно отразить в дополнительных пунктах формулы изобретения. Это касается и признака-крепления сопла в гнезде водоввода посредством резьбового соединения. Это сделано на основании улучшения условий крепежа деталей, а также постольку, поскольку объем правовой защиты патента определяется независимым пунктом формулы изобретения. 3-й пункт формулы также является зависимым и содержит развивающие признаки, позволяющие однозначно судить, за счет каких средств происходит улучшение пусковых свойств путем автоматизированного регулирования подачи воды и отвода пара потребителю.

На фиг.1 изображена принципиальная функциональная схема парогенератора; на фиг.2 то же (вертикальный разрез ).

Парогенератор состоит из корпуса 1, входного патрубка 2 с дюритовым шлангом, водоввода 3 с соплом 4, выходного штуцера 5 и содержит пульт 6 управления, запорные (предохранительные) клапаны 7 с пневмоприводами, пневмораспределители 8, соединенные с источником 9 сжатого воздуха, электроцепь 10, подключенную через кнопочный выключатель пульта 6 управления к источнику 11 переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц, дозатор 12 пара, оборудованный приборами 13 контроля-манометром и мановакуумметром. Парогенератор содержит приваренные к корпусу 1 экран-кожух 14 и выходной штуцер 5, водоввод 3 выполнен в виде трубчатого электрода, на верхнем участке которого имеется венец 15 и резьбовое соединение для крепления его к шайбе 16, а на нижнем участке водоввода-электрода 3 имеется гнездо и резьбовое соединение для размещения сопла 4, которое закрепляется гайкой 17, между корпусом 1, выполненным также в виде электрода, и водовводом-электродом 3 с втулками 18 и пусковыми пакетами 19 размещен центральный трубчатый электрод 20, к нижнему торцу которого приварено днище 21 с винтом 22 для крепления его к шайбе 23, причем пространство между водовводом-электродом 3 и центральным электродом 20 заполнено водой 24, пространство между экраном-кожухом 14 и центральным электродом 20 заполнено паром 25, которые в комплексе составляют внутреннюю цепь электротока, при этом между центральным электродом 20 и водовводом-электродом 3 закреплены отделители влаги 26 и пусковые пакеты 19, состоящие из шайб с отверстиями, выполненных из изоляционного материала, а между шайбами проложен войлок 27. На водоввод-электрод 3 установлены сменные втулки 18 и подведен первый токоввод 28 для подключения нулевого провода заземления, второй аналогичный токоввод 29 припаян к корпусу-электроду 1, а фазовый провод прикреплен к третьему токовводу 30, соединенному с центральным электродом 20 парогенератора, при этом для обеспечения постоянных зазоров между электродами и их изоляции друг от друга в период отсутствия воды в устройство введены две шайбы-изоляторы 16, 23, а крепление всех деталей на корпусе-электроде 1 осуществлено болтами и металлическими шайбами 31. Дозатор пара 12 соединен с предохранительным клапаном 32 для быстрого сброса пара, манометром 13 и мановакуумметром 13, служащими для контроля давления в линии 33 подачи пара, при этом входной патрубок 2 через первый запорный клапан 7-1 соединен с пневмоприводом, подключенным к первому пневмораспределителю 8-1, и подключен к сети 34 канализации, а через обратный клапан 35 и второй запорный клапан 7-2, подключенный к источнику 9 сжатого воздуха через второй пневмораспределитель 8-2, соединен с электронасосом 36, подключенным к электродвигателю 37, причем электронасос 36 для питания парогенератора водой соединен через третий запорный клапан 7-3 с пневмоприводом, подключенным к третьему пневмораспределителю 8-3, и фильтр 38 очистки к сети 39 водоснабжения.

Парогенератор работает следующим образом. При включении парогенератора под напряжение электрический ток подается на центральный электрод 20 и водоввод-электрод 3, а также на корпус-электрод 1, но до поступления воды в парогенератор цепь разомкнута. После подачи воды из системы снабжения 39 через дюритовый шланг входного патрубка 2, водоввод-электрод 3 и сопло 4 пространство между электродами 3, 20 заполняется водой-рабочей жидкостью и цепь питания замыкается. Вода, заполнившая камеру для воды, составляет внутреннюю часть цепи электротока, прямо пропорционального степени заполнения межэлектродного пространства водой и величине зазора между электродами. В результате чего начинается интенсивный нагрев воды. Достигнув пускового пакета 19, вода вскипает. Насыщенный (мокрый) пар достигает влагоотделители 26 и увлажняет их, делает их токопроводными, в результате чего капельная вода испаряется. Пар 25 через отверстия в центральном трубчатом электроде 20 поступает к экрану-кожуху 14 и перегревается, после чего пар 25 через выходной штуцер 5 поступает на стерилизацию медицинских изделий и растворов лекарственных средств, находящихся в паровом стерилизаторе. Для увеличения степени перегрева пара 25 приваренный к корпусу-электроду 1 экран-кожух 14 уменьшает сопротивление паровой полости и увеличивает время прохождения пара 25. Вверху между водовводом-электродом 3 и центральным электродом 20 устанавливаются влагоотделители 26, по конструкции аналогичные пусковым пакетам 19, которые осушают пар 25. Пусковые пакеты 19 и влагоотделители 26 перед началом работы крепятся сменными втулками различной толщины. Последние одновременно выполняют функции регулятора силы тока (времени парообразования).

Технико-экономическая эффективность предлагаемого парогенератора.

Использование воды 24 (рабочей жидкости) в качестве нагревателя, которая кипит внутри трубчатых электродов 3, 20 с пусковыми пакетами 19 из изоляционных шайб и войлока, позволяет в 16-18 раз сократить массу парогенератора, а также изменять его производительность в зависимости от подачи количества воды 24 в диапазоне от 0,5 до 30 кг/ч.

Использование электродных элементов 1, 3, 20 позволило повысить пожаробезопасность по сравнению с прототипом, так как предлагаемый парогенератор имеет незначительное накопление потенциальной энергии, при этом уменьшена и его взрывоопасность. Применение экрана-кожуха 14 в парогенераторе позволило в нужном диапазоне перегревать пар 25 без использования дополнительного пароперегревателя. Более того, время на разогрев и охлаждение у предлагаемого устройства в несколько раз меньше, чем у известного.

Таким образом, предлагаемый парогенератор является быстродействующим, имеет незначительные габаритные размеры, пожаро- и электробезопасен, может управляться дистанционно и размещаться в непосредственной близости от объекта обеспечения-стерилизатора (или увлажнителя системы).

Формула изобретения

1. ПАРОГЕНЕРАТОР, содержащий корпус с днищем и крышкой, размещенные в корпусе водоввод с входным патрубком, две осесимметричные камеры: камеру для частичного заполнения водой с каналами перепуска и камеру для пара, сообщенную с выходным патрубком-штуцером, а также источник тепловой энергии, отличающийся тем, что он снабжен системой управления, при этом источник энергии выполнен электрическим и соединен посредством токовводов с корпусом, камерой для частичного заполнения водой и водовводом, выполненными в виде трубчатых электродов, причем крышка и днище корпуса выполнены в виде торцевых шайб из изоляционного материала, а водоввод размещен соосно в камере для частичного заполнения водой и сообщен с последней посредством сопла, установленного в гнезде, выполненном на одном из концов водоввода, другой конец которого скреплен с входным патрубком и крышкой корпуса посредством соответствующих резьбовых соединений, при этом основание камеры для частичного заполнения водой снабжено винтом для крепления с днищем корпуса, а канал перепуска образован посредством ряда сквозных радиальных отверстий, выполненных в боковой стенке камеры для частичного заполнения водой со стороны крышки, и кольцевым зазором, образованным дополнительно введенным защитным кожухом, размещенным концентрично между упомянутой камерой и корпусом, при этом между водовводом и боковой стенкой камеры для частичного заполнения водой размещены дополнительно введенные пусковой пакет и влагоотделитель, каждый из которых выполнен в виде двух соответствующих шайб из изоляционного материала со сквозными осевыми отверстиями и промежуточной прокладкой, выполненной из войлока.

2. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен двумя сменными втулками, установленными концентрично водовводу, одна из которых размещена со стороны крышки корпуса, а другая - между влагоотделителем и пусковым пакетом, при этом днище камеры для частичного заполнения водой, защитный кожух, выходной патрубок, токоввод соединены соответственно с боковой стенкой камеры для частичного заполнения водой и боковой стенкой корпуса посредством сварного соединения, причем токоввод корпуса и токоввод водоввода подсоединены к нулевому проводу заземления, а токоввод камеры для частичного заполнения водой - к фазовому проводу, причем сопло закреплено в гнезде водоввода посредством резьбового соединения, а входной патрубок водоввода подсоединен к дополнительно введенному дюритовому шлангу.

3. Парогенератор по п.1, отличающийся тем, что система управления содержит пульт управления, подсоединенный к источнику энергии, дозатор пара с предохранительным клапаном и контрольно-измерительными приборами, выполненными в виде манометра и мановакуумметра, подсоединенных соответственно к линии подачи пара и к выходу выходного патрубка, при этом входной патрубок подсоединен к сети водоснабжения посредством предохранительного клапана, двух запорных элементов, промежуточного электронасоса с приводом и фильтра, а к линии слива - посредством аналогичного запорного элемента, при этом каждый из запорных элементов через соответствующий пневмораспределитель подсоединен к источнику сжатого воздуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2