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汽水混合加热器的实验和发明 长沙水泽加热设备制造有限公司汽水混合加热器实验和汽水混合加热器发明专利，开创了汽水混合加热器的无振动加热时代；解决了汽水混合加热器的振动和噪声；领导汽水混合加热器革命。长沙水泽加热设备制造有限公司（简称“长沙水泽”）本文，简介了汽水混合加热器的十大实验，简介了汽水混合加热器发明专利的重大发明和改进。长沙水泽对 传统的“只有6个零件的汽水混合加热器”的振动、噪声、水击、压力损失、温度分层作了实验，因为技术保密的需要，仅将一部分实验结果和结论，进行公开，以供研究参考。 一、 为什么要进行汽水混合加热器的实验和发明改进请参考下面的传统汽水混合加热器的结构图，您看到的的汽水混合加热器，大多数就是这种“只有6个零件的汽水混合加热器”。 因为，传统的“只有6个零件的汽水混合加热器”，存在严重的结构缺陷和性能缺陷，例如：“水击、振动、噪声”等缺陷。 这些“水击、振动、噪声”缺陷，严重影响企业的生产安全和正常生产，严重影响现场生产工人的身心健康。 所以，长沙水泽加热设备制造有限公司，进行了一系列的实验和重大发明改进，发明了无声QSH型汽水混合加热器。 长沙水泽，已有3060台发明专利“无声QSH型汽水混合加热器”，成功应用在中石化、宝钢、中电投、漯河电厂等大型企业；发明专利号：201110092458.0。 汽水混合加热器，简称为：汽水混合器，应用在电厂进行生水加热时，也称之为“生水加热器”。1、传统的汽水混合加热器简介（参考下面的结构和外形图） 下面这种“只有6个零件的传统汽水混合加热器” ，曾是长沙散热器厂1987年的新型专利；长沙水泽曾经生产了21年。 1987年，长沙水泽加热设备制造有限公司创办人戴拓工程师，在长沙散热器厂，为中国的第一台汽水混合加热器，编写生产工艺；主持汽水混合加热器的改进、日本加热器的研究、德国GEA公司蒸汽喷射加热器的研究和国产化等工作。2、传统汽水混合加热器的结构和性能缺陷说明 请参考上面的传统汽水混合加热器结构图和外形图。 这个“只有6个零件的传统汽水混合加热器”，存在严重的结构缺陷和性能缺陷，严重影响了企业的生产安全和正常生产，严重影响了现场工人的身心健康。 A、传统汽水混合加热器的结构缺陷。 没有消振装置、消音装置、防水击、汽击装置等等，是传统汽水混合加热器的重大结构缺陷。 这个“只有6个零件的传统汽水混合加热器”，其内部结构，由6个零件组成，分别是：壳体、喷管（内芯）、网盖、密封垫、金属丝网、排污塞；其喷管（内芯）呈拉伐尔（文丘里）形状，采用铸造成形，壁厚大于10mm；在内芯壁上分布了无数斜向小孔。B、 传统汽水混合加热器的性能缺陷 一直以来，不同程度的存在“水击、振动、噪声”等缺陷，是传统汽水混合加热器的重大性能缺陷。 因为传统的汽水混合加热器，存在的重大结构缺陷，导致了它的重大性能缺陷。 它一直存在的“水击、振动、噪声”等性能缺陷，严重影响了企业的生产安全和正常生产，影响了现场工人的身心健康。3、汽水混合加热器发明专利和无振动加热技术 长沙水泽加热设备制造有限公司，总结20年汽水混合加热器专业制造经验，融合德国和日本的加热器技术，在大量汽水混合加热器的实验基础上，发明了无振动加热技术，于2008年成功研制了第一台汽水混合加热器发明专利无声QSH型汽水混合加热器，成功应用在中国石化，加热水流量为500吨/时，无水击、无振动、噪声小。又经过4年改进完善，长沙水泽于2011年成功申报国家发明专利。发明专利号：201110092458.0。 汽水混合加热器的发明专利无声QSH型汽水混合加热器，标志汽水混合加热器，进入到无振动加热时代。 它，第一个全面解决了“水击、振动、噪声”缺陷，领先世界先进水平。二、实验目的 长沙水泽进行的一系列汽水混合加热器实验，其目的如下： 基本目的是：全面解决“只有6个零件的传统汽水混合加热器”，一直存在的“水击、振动、噪声”缺陷。 1、实验研究汽水混合加热器的水击、振动、噪声、压力损失、温度分层等产品性能，分析其原因，实验研究相关的技术、结构和工艺改进措施的效果。 2、实验主要是，测试了长沙水泽的发明专利无声QSH型汽水混合加热器的消振装置、消音装置、喷管成形方式、喷管厚度、蒸汽喷射小孔孔径和倾斜角等，对汽水混合加热器的水击、振动、噪声、压力损失、温度分层等产品性能的影响。 3、为长沙水泽的“无振动加热技术和无振动加热器”作相关实验，进行实证。 4、实验研究加热器的新技术、新结构、新工艺。三、实验采用的汽水混合加热器及实验条件 1、长沙水泽主要以汽水混合加热器和喷管（又称为内芯），作为实验对象，其喷管（内芯）结构，请参见下面2个内芯图。 2、实验主要是，采用壁厚为10mm、12mm的铸造成形的拉伐尔（又称为文丘里）喷管（内芯）和10mm、20mm 的PTFE材料喷管（内芯）。3、实验是在长沙水泽的汽水混合加热器用户的现场进行的。受条件限制， 从2003年开始用了8年才全面完成这些工作。在此，长沙水泽感谢提供帮助的朋友们。四、长沙水泽进行的一系列汽水混合加热器实验和相关结论1、长沙水泽加热器实验之一：蒸汽喷射小孔的孔径对振动和噪声的影响。如上图，分别采用2mm和5mm的蒸汽喷射小孔，其产生的振动和噪声有很大的差别。不同的实验条件，即采用不同压力的蒸汽，在不同的喷射小孔孔径时，其振动和噪声也不同。在不同的条件下，蒸汽喷射小孔的孔径越小，其振动和噪声也越小，经过振动和噪声设备检测，振动和噪声也一直是有的。结论：长沙水泽的一系列实验证明：蒸汽喷射小孔的孔径达到2mm,也存在振动和噪声。“只有6个零件的传统汽水混合加热器”， 仅仅依靠蒸汽喷射小孔，是无法解决振动和噪声缺陷的，必须对这种“只有6个零件的传统汽水混合加热器”，进行技术和结构的改进。2、长沙水泽加热器实验之二： 安装“消振装置和消音等装置”对振动和噪声的影响实验，在大型企业的现场运行实验。 长沙水泽采用无振动加热技术设计制造，通过安装“消振装置和消音等装置”，进行了实验。 同样是3.5mm的蒸汽喷射小孔，在内芯的两端和外圆周安装“消振装置和消音等装置”之后，经过振动和噪声设备检测，实现了无振动、噪声极小。同时从2003年到现在（2012年），已有发明专利无声QSH型汽水混合加热器，3060台在中石化、宝钢、中电投、漯河电厂等大型企业成功应用。 请参考长沙水泽发明专利无声QSH型汽水混合加热器，发明专利号201110092458.0的结构图。 下面是长沙水泽，采用无振动加热技术设计制造的无振动加热器部分发明专利产品在大型企业的生产现场的运行实验，成功应用案例如下：例如，在上海宝钢，长沙水泽的发明专利：无声SQS型汽水混合器，2批各3台共6台，悬空安装在空中，后接塑料管，台台无振动、噪声极小。例如，在中国石化，长沙水泽的流量550吨/时的发明专利：无声QSH型汽水混合加热器，替代传统汽水混合加热器，解决其振动和运行不稳定问题。例如，为长沙同行提供的流量1200吨/时的和550吨/时的发明专利：无声QSH型汽水混合加热器各一台，用于采暖系统加热，效果很好。例如，在外资企业-赛得利，长沙水泽的专利产品-GEA型蒸汽喷射加热器，采用无振动加热技术设计制造，悬空安装在空中，液体为硫酸，后接氟塑料管，替代德国GEA公司的Steam Jet Heater，2003年6台，2004年2台，2008年10台，2010年12台，这30台蒸汽喷射加热器，台台无振动。2012年又采购24台蒸汽喷射加热器。例如，长沙水泽的发明专利“无声生水加热器”，使用在华电漯河电厂，加热550吨/时流量的生水，悬空安装，没有水击、没有振动；例如，“无声生水加热器”，2012年在中电投，出口欧洲，加热电厂生水。新型专利“水箱加热器”，替代浸没式汽水混合加热器，使用在大连热电厂、山东铝厂，山东兖矿，加热水箱用水，无振动、无水击、噪声小无。长沙水泽的实验和3060台产品的现场成功应用表明：仅仅采用小孔蒸汽喷射，不能解决振动、噪声、水击缺陷。只有采用长沙水泽的发明专利-无振动加热技术，只有通过安装消振装置和消音等装置，防止振动传导和噪声扩散，才能解决振动和噪声问题。 结论：在蒸汽和水混合加热时，必须采取无振动加热技术，通过安装“消振装置和消音等装置”，才能全面解决“振动、噪声、水击”缺陷。3、长沙水泽加热器实验之三：喷管的厚度和长度对振动和噪声的影响。如上图，分别采用厚度为10mm和20mm的喷管（内芯）, 经过振动和噪声设备检测，喷管的厚度越厚，其振动、噪声性能越好；使用寿命越长，但成本越高。内芯的壁厚，一般建议为1012mm，小于10mm, 影响产品的使用寿命。内芯的长度过长，压力损失加大，内芯长度过短，同样不好，混合不好，振动和噪声等性能不好。实验证明：喷管（内芯）的厚度和长度，不能从根本上解决振动和噪声问题，但它有一定程度 的帮助。内芯的壁厚，一般建议为1012mm。4、加热器实验之四：铸造成形喷管和卷板成形喷管的对比研究。 如上图，内芯（喷管），一个是采用铸造成形并经过加工，厚度10mm，另一个喷管是采用卷板成形并经过加工而成，厚度6mm（6mm以上，卷板成形困难）。采用相同的实验条件，实验结果是铸造成形的喷管，其压力损失，振动性能、噪声性能明显好于卷板成形的喷管。结论：长沙水泽认为：铸造成形的喷管，在拉伐尔喷管的结构、形状、尺寸和厚度等方向更有保证，这为产品性能提供了保证；同时卷板成形的喷管则因形状、尺寸、厚度等方面难以保证，导致了产品性能变差。内芯（喷管）的壁厚和形状等，关系到产品的使用寿命和产品的振动、噪声、压力损失等性能。只有采用铸造成形的喷管，而且其壁厚大于10mm,产品的性能和品质，才能更有保证。5、长沙水泽加热器实验之五：一种压力损失更小的内芯（喷管）。根据有关文献，有一种压力损失较小的喷管（内芯），长沙水泽命名为“类似拉伐尔内芯”。长沙水泽据此设计制造了一个，和现在的拉伐尔喷管进行了对比研究，实验表明，其压力损失更小。结论：长沙水泽认为，实验研究证明，存在压力损失更小的喷管。长沙水泽命名为“类似拉伐尔内芯”。即使是“类似拉伐尔内芯和拉伐尔内芯，采用不同的扩散角、不同的长度，其压力损失也是不一样的，这也为长沙水泽的实验所证实，拉伐尔内芯的长度对压力损失也是有影响的。6、长沙水泽加热器实验之六：喷管进水口形状对混合和温度分层的影响。A如上图：当喷管（内芯）进水口，采用圆弧形入口时，此时水更容易和蒸汽凝结混合，此时温度分层现象得到了极好的解决。B当喷管进水口，采用圆锥形入口时，此时水流与蒸汽混合凝结较慢，同时温度分层现象较为突出。结论：长沙水泽认为：圆锥形进水口，较之圆弧形进水口，导致水流聚集，延缓了混合，并进而延长了混合均匀度，使温度分层现象更严重。7、长沙水泽加热器实验之七：喷管扩散角B对压力损失的影响。 如上图，增大扩散角B角度，压力损失加大，只有当B处于某一数值时，压力损失最小，当B进一步减少时，压力损失又进一步加大，即存在一个压力损失最小的扩散角B。结论：长沙水泽认为：喷管（内芯）扩散角B极小时，此时摩擦阻力大，导致压力损失大；而扩散角B过大时，则产生湍流导致压力损失增大；只有扩散角B处于某一数值时，此时摩擦阻力和湍流导致的压力损失，都实现了最小化。8、长沙水泽加热器实验之八：蒸汽喷射小孔倾斜角对振动和噪声的影响。 如上图，采用不同的倾斜角度A，其产生的振动和噪声是有区别的，甚至有很大的差别。不同的实验条件，即采用不同压力的蒸汽，在不同的倾斜角度A时，其振动和噪声最小时，对应的倾斜角度是不相同的。即在不同条件下，有一个对应的振动和噪声都较小的最佳倾斜角度A。当蒸汽喷射小孔倾斜角A，接近90度时，振动和噪声最大。结论：长沙水泽认为：不同的蒸汽压力下，存在一个最佳的倾斜角度A，应该是对应着一个最小的蒸汽爆炸冲击力。这个实验也证明，蒸汽在加入水中时，产生了爆炸并形成了振动和噪声。9、长沙水泽加热器实验之九：采用长沙水泽的发明专利技术-“无振动加热技术”、通过安装“消振装置、消音装置”，可以消除振动和噪声。 长沙水泽的汽水混合加热器发明专利无声QSH型汽水混合加热器，全部采用了无振动加热技术，台台无水击、无振动、噪声小无。发明专利无声QSH型汽水混合加热器，采用长沙水泽的无振动加热技术，同时在内芯（喷管）的两端，安装了消振装置，长沙水泽进行了对比研究。 实验结果表明：长沙水泽的无振动加热技术和消振装置，能极好地消除振动。结论：长沙水泽认为：无振动加热技术和防振动装置，确保了蒸汽加入水中时，形成的爆炸冲击力和振动、被吸收和消化了，防止了振动的传导。安装了消音装置，实验结果表明，噪声能够大幅减小。 长沙水泽，已有3060台加热器，采用了无振动加热技术和消振装置；其中有120台，在加热器没有支撑固定，采用悬空安装方式，加热器后面连接塑料管道的现场条件下，使用在赛得利、上海宝钢等大型企业，加热器已成功运行了多年。实践证明，加热器无振动是完全可以做到的，长沙水泽的无振动加热技术是成功的。10、“长沙水泽加热器实验之十：“无振动加热技术和无振动加热器”实验：长沙水泽还进行了发明专利技术：无振动加热技术和无振动加热器的其它实验。例如防振动材料、密封材料、消音装置结构和材料、加热器内部结构、蒸汽喷射孔径等实验，同时对振动和噪声等进行了现场测试。因为技术保密的需要，在这里不做介绍。五、长沙水泽汽水混合（加热）器实验的结论。 1、传统加热器，“只有6个零件的传统汽水混合加热器”，包括汽水混合器、汽水混合加热器、生水加热器等等，其内部结构是不科学的；仅仅依靠蒸汽喷射小孔，是无法解决振动和噪声缺陷的。2、在传统加热器的基础上，长沙水泽采用无振动加热技术，通过在内芯的两端和外圆周安装“消振装置和消音等装置”，发明专利无声QSH型汽水混合加热器，全面解决了传统加热器一直存在的“水击、振动、噪声”缺陷。3、蒸汽和水混合加热，其本身必然存在“水击、振动、噪声”，应该采取无振动加热技术进行解决。4、长沙水泽的无振动加热技术和无振动加热器，通过实验、产品现场运行、产品性能检测，证明是成功的。5、蒸汽喷射小孔实验和安装“消振装置和消音等装置”等实验，是长沙水泽无振动加热技术和无振动加热器的理论基础和实验基础。6、加热器，和其它产品一样，要通过实验研究，不断总结完善。六、长沙水泽对传统汽水混合加热器的重大发明和改进长沙水泽加热设备制造有限公司，在20年传统汽水混合加热器的设计制造的专业经验的基础上，在大量的汽水混合加热器的实验和研究的基础上，融合德国、日本的加热技术，发明了无振动加热技术，发明了无声QSH型汽水混合加热器。长沙水泽发明专利无声QSH型汽水混合加热器，已有3060台在大型企业，例如，在中国石化、宝钢、中电投、华能漯河电厂成功运行。第一个通过了“水击、振动、噪声”性能测试。A、长沙水泽发明专利无声QSH型汽水混合加热器的重大突破和发明改进(发明专利号：201110092458.0)。发明专利无声QSH型汽水混合加热器，有21个零件，所以称之为“21个零件的加热器”；采用了无振动加热技术，第一个解决了“水击、振动、噪声”缺陷；台台：无水击、无振动、噪声小无；所以称之为“无振动加热器”、“无声加热器”。1、长沙水泽汽水混合加热器发明专利的重大突破发明专利无声QSH型汽水混合加热器的三个重大突破是： A、发明专利的应用突破主要有： 已有3060台，成功应用在中国石化、宝钢、中电投、华能漯河电厂等大型企业，同时出口欧洲。 无声QSH型汽水混合加热器，是大型企业的第一选择。 无声QSH型汽水混合加热器，是蒸汽和水混合加热的第一选择。 B、发明专利的技术和结构突破主要有： 无振动加热技术、消振装置、消音装置、防水击、汽击装置、保密装置等；无声QSH型汽水混合加热器，是汽水混合加热器的第一个和唯一一个发明专利。发明专利号：201110092458.0。 C、发明专利的性能和品质突破主要有： 台台：无水击、无振动、噪声小无，具有高一致性和高可靠性； 第一个解决了“水击、振动、噪声”缺陷，领先世界先进水平。 第一个通过了“水击、振动、噪声”性能测试。2、长沙水泽汽水混合加热器发明专利的重大发明和改进（请参考下面的长沙水泽汽水混合加热器发明专利结构图） 1987年的汽水混合加热器，一直存在“水击、振动、噪声”缺陷。 1987的汽水混合加热器，是“只有6个零件的汽水混合加热器”。 长沙水泽的发明专利无声QSH型汽水混合加热器，不仅有21个零件，更有多方面的重大发明和改进。 2011年长沙水泽的汽水混合加热器发明专利，第一个解决了“水击、振动、噪声”缺陷，领先世界先进水平。 发明专利的重大发明和改进，主要有以下八个方面： A、采用了长沙水泽发明的无振动加热技术，这是汽水混合加热器的重大理论突破和技术突破。B、发明专利，内部结构由21个零件组成，主要零件11个，虽然结构复杂，造价高，但这些是保证加热器的性能所必需的。这是发明专利的结构组成特点和重大改进。相反，传统汽水混合加热器，内部只有6个零件，没有消除振动、噪声、水击的任何有效技术和结构；仅仅依靠小孔，是不能解决“水击、振动、噪声”缺陷，这也是传统加热器多年来，一直存在“水击、振动、噪声”的根本原因。C、在加热器的内芯两端，设计安装了消振装置，是发明专利的第一个最大技术和结构突破，也是发明专利和“只有6个零件的加热器”的一个关键区别。D、在加热器内芯的外圆周设计安装了消音装置，是发明专利的第二个最大技术和结构突破。E、在加热器内部，设计安装了防水击、汽击装置、保密装置等，是发明专利的第三个最大技术和结构突破。F、不同的使用条件，采用不同的加热器内部结构，是发明专利的一大特点。 G、加热器内芯，壁厚大于10mm，同时采用铸造成形，是发明专利的第一个工艺特点。 H、在铸造成形的加热器内芯上，加工斜向小孔，是发明专利的第二个工艺特点。B、发明专利无声QSH型汽水混合加热器简介1、定义：无声QSH型汽水混合加热器，是一种利用蒸汽和水之间的压力差，将蒸汽加入（压入）到管道内的水流中，对水快速加热的一种新型蒸汽直接加热设备；它是一种管线型混合式加热设备。这是汽水混合加热器的第一个明确定义。2、 使用要求：从长沙水泽的汽水混合加热器定义，可以发现：1、汽水混合加热器的设计和使用，需要具有一定的条件：a、蒸汽压力，要高于进水压力，通常要高0.05MPa,b、蒸汽是直接加入水中，是直接加热方式，它不同于间接加热方式，所以，被称之为“管线型混合式加热设备”。3、应用范围：发明专利广泛应用于：企业的工艺用水加热、电厂的生水加热、企业的锅炉水处理加热、生活用水加热，采暖系统的循环加热等方面。1、是蒸汽和水混合加热的第一选择，是大型企业的第一选择。2、替代“只有6个零件的传统汽水混合器和汽水混合加热器”，解决它们存在的水击、振动和噪声等缺陷。3、替代“板换和管壳式热交换器”,解决“板换”等存在的堵塞、不节能、清洗维护困难，投资大等缺陷。4、发明专利-无声QSH型汽水混合加热器，具有以下性能和特点：1、台台好用、耐用，具有高一致性和高可靠性。2、无水击、无振动、噪声小无，已第一个通过了振动和噪声性能的第三方权威检测。3、不堵塞、不结垢、无需检修维护、无运营成本。4、加热快、出水即达到所需要的温度。5、蒸汽利用率几乎百分之百，高效节能。6、压力损失小、无，降低了水泵投资和电耗。7、坚固耐