基于循环泵联动内布水器结构的全浸没电极锅炉
1.本技术是申请日为2020年12月9日，申请号为2020114243288，发明名称为“带内布水器结构的全浸没电极锅炉”的分案申请。
技术领域
2.本发明涉及锅炉领域，尤其涉及一种基于循环泵联动内布水器结构的全浸没电极锅炉。


背景技术：

3.专利cn110375286a提供了一种带循环装置的全浸没式电极蒸汽锅炉，该种锅炉以三相电为动力，锅壳内安装有三对相电极(文献中附图标记序号2)与零位电极(文献中附图标记序号5)，每对相电极与零位电极依靠二者之间的水进行导电，每个相电极接一个三相电的火线。这种电极蒸汽锅炉中通过在锅壳内设置隔板(文中附图标记序号6)，利用隔板将锅炉内的空间分隔成上下两个部分，上方部分是温度较高的水，下方部分是温度较低的水，下方部分的低温水通过隔板上的通孔(文献中附图标记序号601)喷涌向零位电极及相电极。
4.由于隔板下方的水是源源不断地喷涌向相电极与零位电极的，而零位电极的进水口端又是处于完全敞开状态的，所以隔板下方的水在喷涌向零位电极的时候是存在乱流现象的，所以单位时间内流进每个零位电极内的水流量是不一样的，单位时间内流经每个零位电极内的水流量不一样进一步导致了3个零位电极内的水温不一致，水温不一致会导致水的导电率不一样，导电率不一样会导致水的电阻不一样，所以单位时间内流经3个相电极内的水流量不一样最终会导致三对相电极与零位电极之间的电阻不一致，而三对相电极与零位电极之间的电阻不一致会导致供电设备跳闸。综上所述，专利cn110375286a所提供的电锅炉为了避免跳闸必须保证单位时间内流进每个零位电极内的水流量一致，而零位电极的进水口端的完全敞开状态又决定了必然存在因水乱流而导致单位时间内流进零位电极内水流量会出现不一致的情况。与此情况类似的还是有如专利cn108151298a及专利cn110068002a所提供的电锅炉也存在因为水乱流而导致三对相电极与零位电极之间电阻不一致的情况。


技术实现要素：

5.本发明针对上述问题，提出了一种基于循环泵联动内布水器结构的全浸没电极锅炉。
6.本发明采取的技术方案如下：
7.一种基于循环泵联动内布水器结构的全浸没电极锅炉，包括锅壳、相电极、零位电极以及隔离盾，所述相电极及零位电极均固定在锅壳内，所述相电极位于零位电极内，所述隔离盾可移动地设置在锅壳内，且隔离盾位于相电极与零位电极之间，所述相电极、零位电极的个数相等，且相电极的个数为3的整数倍，可选的，还包括布水器、连接管及柔性密封
片，所述锅壳上设置循环出口，所述布水器设置在锅壳内，所述零位电极的进水端口用所述柔性密封片密封，零位电极的出水端口处于敞开状，所述布水器的进水口与所述循环出口联通，所述布水器上的出水口通过所述连接管与所述零位电极内的空间联通，每根连接管的管长相等。
8.本种锅炉因为使用三相电作为动力来源，所以相电极的个数是3个的整数倍。
9.本种锅炉中的工作原理如下，首先从循环出口内离开的水进入布水器，水在布水器内稳定流速后进一步从布水器经由连接管流入零位电极内，而零位电极的进水端口已经有柔性密封片封堵死，所以锅壳中的水无法流进零位电极内(因为是全浸没式，所以零位电极的出水端口处是不会有锅壳内的水流进来的)，且零位电极内的水也不会从进水端口流出，所以采用柔性密封片封堵之后零位电极内的水流只能由布水器进来再离开。由于离开布水器的水流的速度是相同的，所以单位时间内流进每个零位电极内的水流量是相等，且每单位时间内流出每个零位电极的水流量也是相等的，由于布水器内的水的温度是均一的，每根连接管的长度又相等，那么布水器的水流到每个零位电极内的时间也是相等的，这样连接管内的水与锅壳内的水的换热时间也是相等，所以每个零位电极内流入的水的温度也是相等，这样每个零位电极内单位时间流入的水流量相等，流出的水流量也相等，水流入时的温度也相等，水流入时的速度也相等，这样就保证了每个零位电极内的水的温度始终处于相等的状态，这样水温始终相等可以保证水的电阻始终相等，由于每对零位电极与相电极之间的电阻始终处于相等的状态，确保三相电不会跳闸。
10.同时本方案中零位电极的进水端口采用柔性密封片密封，采用柔性密封片的作用如下，一则是隔离盾始终是在相电极与零位电极之间进行移动的，所以隔离盾在移动过程中可能会碰撞的柔性密封片，由于采用了柔性密封片，可以保证隔离盾(因为隔离盾绝大部分情况下是陶瓷制成的，少数情况下是有塑料制成的，这个可参看专利cn110068002a的记载)不会被撞损；第二由于采用柔性密封片来安装连接管，可以保证连接管可以与零位电极之间可以发生一定的晃动而依然保证良好的密封效果，因为锅壳在进水的过程会有水流冲击到零位电极或连接管，由于采用了柔性密封片来安装连接管可以避免零位电极与连接管的密封损坏，且保证连接管不会断裂。
11.同时本方案中锅壳内最上方的水层为汽化层，由于采用了循环水直接进入布水器再直接进入零位电极内，而零位电极内的水是加热层，由于加热层内的水不会乱流，相当于将水中的汽化层与加热层分离，所以本种结构种的电锅炉种加热层不会对汽化层造成影响。
12.同时本方案中由于避免了进入零位电极内的水乱流，这样水流对相电极以及零位电极的冲刷冷却效果更强，可以有效避免相电极与零位电极的温度升高。
13.同时本方案中将布水器设置在了锅壳内，因为锅壳内始终是充满水的，这样就对布水器起到了保护作用，避免布水器处于相对低温的状态，对布水器起到了一定的保护作用，避免布水器处于过热的状态。
14.因此，利用柔性密封片封堵住零位电极的进水端口，采用布水器及连接管对零位电极内冲水，具有如下有益效果：
15.1、避免进入零位电极内的水流发生乱流现象，确保了每个零位电极内水的电阻始终处于相等的状态，不会出现跳闸现象；
16.2、保证了隔离盾在使用调节中不会被撞损，保证了使用安全性；
17.3、实现了锅壳中汽化水层与加热水层的分离，不会对汽化水层造成影响；
18.4、水流对零位电极及相电极的冲刷冷却效果更强。
19.虽然专利cn111795496a也提供了一种将零位电极一端封闭，然后从零位电极的一端进水的锅炉，但是这种锅炉的均流板以及零位电极的侧壁上均是开孔(水可以通过孔进出零位电极)的，所以这种结构的锅炉实际存在这个多个的进水口，本质上与cn110375286a所提供的方案是相同的，所以水依然存在在乱流的现象，只有保证零位电极的只有一个出水口及一个进水口才能避免水乱流的现象。
20.可选的，所述连接管包括第一刚性管及第二刚性管，所述第一刚性管密封固定在所述布水器的出水口上，所述第二刚性管密封贯穿固定在所述柔性密封片上，所述第一刚性管与第二刚性管密封固定配合在一起。
21.采用第一刚性管与第二刚性管来连接锅炉与布水器一则是为了降低锅炉与布水器之间的连接难度，二则是为了保证连接管与柔性密封片之间不会出现配合间隙。
22.可选的，所述第一刚性管为钢铁管，所述第二刚性管为陶瓷管。
23.具体钢铁管与陶瓷管的密封连接结构可以有多种，本方案中优选采用专利cn110068001b中所提供的钢管与陶瓷管连接结构。当然也可以将陶瓷管一端直接嵌套进钢铁管内，然后在钢铁管与陶瓷管之间卡嵌若干氟橡胶材质的密封圈(可耐150设施度的高温)。
24.本方案中布水器采用布水器上安装钢铁管、柔性密封片上贯穿密封安装陶瓷管，本方案中采用上述钢铁管与陶瓷管的组合并且采用柔性密封片封堵具有如下有益效果，由于锅壳内是需要不断地补充进来水(从锅壳底部的进水口)的，所以是会有水流不断地冲击布水器与零位电极的，这样必然会导致布水器与零位电极之间是存在一定的相对晃动的，甚至导致零位电极与布水器之间发生共同震动。
25.基于上述状况如果布水器与零位电极之间采用钢铁管连接，且零位电极采用钢铁板密封的话，长时间的水流冲击必然会导致钢铁管与布水器或者钢铁管与零位电极之间出现漏缝，且这种直接采用钢管连接布水器一旦出现三相不平衡会导致布水器带电，存在巨大的安全隐患。同样如果布水器与零位电极之间只采用陶瓷管连接的话，虽然保证了布水器绝对不会带电，但是陶瓷管本身比较脆，受到较大冲击时陶瓷管自身会断裂开裂(陶瓷材料的脆性在专利cn110068001b中背景技术中有记载)。所以基于上述单独使用陶瓷管与钢铁管存在的缺陷，本结构中组合使用陶瓷管与钢铁管的组合使用，将陶瓷管安装在了柔性密封片上，而钢铁管安装在了布水器上，陶瓷管与钢铁管密封连接在一起，这样既保证了布水器始终不会带电，第二由于钢铁管的韧性较高，而柔性密封片具有一定的可变形性，陶瓷管安装在柔性密封片上，水流对布水器或者零位电极所造成的冲击晃动可以柔性密封片与陶瓷管之间的位移抵消，从而保证布水器与零位电极之间不会相互传递震动，且钢铁管良好的韧性可以保证整个“连接管”不会出现断裂。综上所述，上述通过柔性密封片、陶瓷管及钢铁管的组合使用，保证了布水器始终不会带电，保证了零位电极与布水器之间不会传递震动，避免了零位电极与布水器之间发生共同震动。
26.上述采用柔性密封片、陶瓷管及钢铁管的方案具有如下效果：
27.1、确保了布水器始终不对带电；2、零位电极与布水器之间不会传递震动，确保了
零位电极与布水器之间不会发生共同震动。
28.可选的，所述柔性密封片为氟橡胶材质的柔性密封片。
29.氟橡胶材质的柔性密封片一则可以保证良好的密封性，二则氟橡胶材质的柔性密封片是绝缘的，这样就与陶瓷管起到了双重保证作用，确保布水器始终不会带电。具体氟橡胶材质的柔性密封片卡嵌在零位电极的筒口处，并且在零位电极的筒口处焊接若干铁片来固定柔性密封片，柔性密封片上中间处开设有通孔，陶瓷管卡嵌在柔性密封片的通孔处。
30.可选的，所述锅壳的壳底处设置有进水口，所述锅壳的壳顶处设置有出口。
31.进水口为新鲜水进入锅壳的通道，而出口可以是蒸汽出口，当出口是蒸汽出口时，本锅炉为电极蒸汽锅炉，当出口是热水出口时，本锅炉为电极热水锅炉。
32.可选的，所述隔离盾为圆筒状隔离盾，所述相电极为圆筒状相电极。
33.可选的，还包括循环泵，所述布水器通过所述循环泵与所述锅壳上的循环出口相联通。
34.可选的，所述相电极有3个，所述隔离盾有三个。
35.具体三个相电极呈等边三角形状分布，所述布水器位于这个等边三角形的中心处，布水器到每个相电极(即零位电极)的距离相等，这样降低了加工及安装连接管的难度。
36.具体隔离盾、相电极及零位电极的安装结构与专利cn110375286a中所提供的方案一致。为了保证锅壳内的水位安全，还可以在锅壳上安装液位计。
37.可选的，所述隔离盾通过升降机构可移动地安装在锅壳内。
38.可选的，所述布水器为密闭的箱子，箱子上开设有进水口及出水口，箱子的进水口用于跟壳体的循环出口联通，箱子的出水口用于安装连接管。
39.具体布水器可以是一个钢铁箱子。
40.需要说明的是本中锅炉的整体结构与专利cn110375286a所提供的的锅炉是一致，二者的区别在于增加布水器、柔性密封片、陶瓷管及钢铁管，利用柔性密封片堵住了零位电极一端，而后在柔性密封片上连接陶瓷管以及钢铁管，钢铁管再与布水器连接，布水器再跟循环泵联通。循环泵直接将水泵进布水器内，然后经由钢铁管及陶瓷管进入零位电极。
41.本发明的有益效果是：
42.1、避免进入零位电极内的水流发生乱流现象，确保了每个零位电极内水的电阻始终处于相等的状态，不会出现跳闸现象；
43.2、保证了隔离盾在使用调节中不会被撞损，保证了使用安全性；
44.3、实现了锅壳中汽化水层与加热水层的分离，不会对汽化水层造成影响；
45.4、水流对零位电极及相电极的冲刷冷却效果更强。
附图说明：
46.图1是基于循环泵联动内布水器结构的全浸没电极锅炉示意简图。
47.图中各附图标记为：1、锅壳，101、出口，102、进水口，103、循环出口，2、液位计，3、布水器，301、钢铁管，302、陶瓷管，4、柔性密封片，401、进水端口，402、出水端口，5、循环泵，6、零位电极，7、隔离盾。8、相电极，9、升降机构。
具体实施方式：
48.下面结合各附图，对本发明做详细描述。
49.如附图1所示，一种基于循环泵联动内布水器结构的全浸没电极锅炉，包括锅壳1、相电极8、零位电极6以及隔离盾7，相电极8及零位电极6均固定在锅壳1内，相电极8位于零位电极6内，隔离盾7可移动地设置在锅壳1内，且隔离盾7位于相电极8与零位电极6之间，相电极8、零位电极6的个数相等，且相电极8的个数为3的整数倍，如附图1所示，还包括布水器、连接管及柔性密封片4，锅壳1上设置循环出口103，布水器设置在锅壳1内，零位电极6的进水端口401用柔性密封片4密封，零位电极6的出水端口402处于敞开状，布水器的进水口102与循环出口103联通，布水器上的出水口通过连接管与零位电极6内的空间联通，每根连接管的管长相等。
50.本种锅炉因为使用三相电作为动力来源，所以相电极8的个数是3个的整数倍。
51.本种锅炉中的工作原理如下，首先从循环出口103内离开的水进入布水器3，水在布水器3内稳定流速后进一步从布水器3经由连接管流入零位电极6内，而零位电极6的进水端口401已经有柔性密封片4封堵死，所以锅壳1中的水无法流进零位电极6内(因为是全浸没式，所以零位电极6的出水端口402处是不会有锅壳1内的水流进来的)，且零位电极6内的水也不会从进水端口401流出，所以采用柔性密封片4封堵之后零位电极6内的水流只能由布水器3进来再离开。由于离开布水器3的水流的速度是相同的，所以单位时间内流进每个零位电极6内的水流量是相等，且每单位时间内流出每个零位电极6的水流量也是相等的，由于布水器3内的水的温度是均一的，每根连接管的长度又相等，那么布水器3的水流到每个零位电极6内的时间也是相等的，这样连接管内的水与锅壳1内的水的换热时间也是相等，所以每个零位电极6内流入的水的温度也是相等，这样每个零位电极6内单位时间流入的水流量相等，流出的水流量也相等，水流入时的温度也相等，水流入时的速度也相等，这样就保证了每个零位电极6内的水的温度始终处于相等的状态，这样水温始终相等可以保证水的电阻始终相等，由于每对零位电极6与相电极8之间的电阻始终处于相等的状态，确保三相电不会跳闸。
52.同时本方案中零位电极6的进水端口401采用柔性密封片4密封，采用柔性密封片4的作用如下，一则是隔离盾7始终是在相电极8与零位电极6之间进行移动的，所以隔离盾7在移动过程中可能会碰撞的柔性密封片4，由于采用了柔性密封片4，可以保证隔离盾7(因为隔离盾7绝大部分情况下是陶瓷制成的，少数情况下是有塑料制成的，这个可参看专利cn110068002a的记载)不会被撞损；第二由于采用柔性密封片4来安装连接管，可以保证连接管可以与零位电极6之间可以发生一定的晃动而依然保证良好的密封效果，因为锅壳1在进水的过程会有水流冲击到零位电极6或连接管，由于采用了柔性密封片4来安装连接管可以避免零位电极6与连接管的密封损坏，且保证连接管不会断裂。
53.同时本方案中锅壳1内最上方的水层为汽化层，由于采用了循环水直接进入布水器3再直接进入零位电极6内，而零位电极6内的水是加热层，由于加热层内的水不会乱流，相当于将水中的汽化层与加热层分离，所以本种结构种的电锅炉种加热层不会对汽化层造成影响。
54.同时本方案中由于避免了进入零位电极6内的水乱流，这样水流对相电极8以及零位电极6的冲刷冷却效果更强，可以有效避免相电极8与零位电极6的温度升高。
55.同时本方案中将布水器3设置在了锅壳1内，因为锅壳1内始终是充满水的，这样就对布水器3起到了保护作用，避免布水器3处于相对低温的状态，对布水器3起到了一定的保护作用，避免布水器3处于过热的状态。
56.因此，利用柔性密封片4封堵住零位电极6的进水端口401，采用布水器3及连接管对零位电极6内冲水，具有如下有益效果：
57.1、避免进入零位电极6内的水流发生乱流现象，确保了每个零位电极6内水的电阻始终处于相等的状态，不会出现跳闸现象；
58.2、保证了隔离盾7在使用调节中不会被撞损，保证了使用安全性；
59.3、实现了锅壳1中汽化水层与加热水层的分离，不会对汽化水层造成影响；
60.4、水流对零位电极6及相电极8的冲刷冷却效果更强。
61.如附图1所示，连接管包括第一刚性管及第二刚性管，第一刚性管密封固定在布水器的出水口上，第二刚性管密封贯穿固定在柔性密封片4上，第一刚性管与第二刚性管密封固定配合在一起。
62.采用第一刚性管与第二刚性管来连接锅炉与布水器3一则是为了降低锅炉与布水器3之间的连接难度，二则是为了保证连接管与柔性密封片4之间不会出现配合间隙。
63.如附图1所示，第一刚性管为钢铁管301，第二刚性管为陶瓷管302。
64.具体钢铁管301与陶瓷管302的密封连接结构可以有多种，本方案中优选采用专利cn110068001b中所提供的钢管与陶瓷管302连接结构。
65.本方案中布水器3采用布水器3上安装钢铁管301、柔性密封片4上贯穿密封安装陶瓷管302，本方案中采用上述钢铁管301与陶瓷管302的组合并且采用柔性密封片4封堵具有如下有益效果，由于锅壳1内是需要不断地补充进来水(从锅壳1底部的进水口102)的，所以是会有水流不断地冲击布水器3与零位电极6的，这样必然会导致布水器3与零位电极6之间是存在一定的相对晃动的，甚至导致零位电极6与布水器3之间发生共同震动。
66.基于上述状况如果布水器3与零位电极6之间采用钢铁管301连接，且零位电极6采用钢铁板密封的话，长时间的水流冲击必然会导致钢铁管301与布水器3或者钢铁管301与零位电极6之间出现漏缝，且这种直接采用钢管连接布水器3一旦出现三相不平衡会导致布水器3带电，存在巨大的安全隐患。同样如果布水器3与零位电极6之间只采用陶瓷管302连接的话，虽然保证了布水器3绝对不会带电，但是陶瓷管302本身比较脆，受到较大冲击时陶瓷管302自身会断裂开裂(陶瓷材料的脆性在专利cn110068001b中背景技术中有记载)。所以基于上述单独使用陶瓷管302与钢铁管301存在的缺陷，本结构中组合使用陶瓷管302与钢铁管301的组合使用，将陶瓷管302安装在了柔性密封片4上，而钢铁管301安装在了布水器3上，陶瓷管302与钢铁管301密封连接在一起，这样既保证了布水器3始终不会带电，第二由于钢铁管301的韧性较高，而柔性密封片4具有一定的可变形性，陶瓷管302安装在柔性密封片4上，水流对布水器3或者零位电极6所造成的冲击晃动可以柔性密封片4与陶瓷管302之间的位移抵消，从而保证布水器3与零位电极6之间不会相互传递震动，且钢铁管301良好的韧性可以保证整个“连接管”不会出现断裂。综上，上述通过柔性密封片4、陶瓷管302及钢铁管301的组合使用，保证了布水器3始终不会带电，保证了零位电极6与布水器3之间不会传递震动，避免了零位电极6与布水器3之间发生共同震动。
67.上述采用柔性密封片4、陶瓷管302及钢铁管301的方案具有如下效果：
68.1、确保了布水器3始终不对带电；2、零位电极6与布水器3之间不会传递震动，确保了零位电极6与布水器3之间不会发生共同震动。
69.如附图1所示，柔性密封片4为氟橡胶材质的柔性密封片4。
70.氟橡胶材质的柔性密封片4一则可以保证良好的密封性，二则氟橡胶材质的柔性密封片4是绝缘的，这样就与陶瓷管302起到了双重保证作用，确保布水器3始终不会带电。
71.如附图1所示，锅壳1的壳底处设置有进水口102，锅壳1的壳顶处设置有出口101。
72.进水口102为新鲜水进入锅壳1的通道，而出口101可以是蒸汽出口101，当出口101是蒸汽出口101时，本锅炉为电极蒸汽锅炉，当出口101是热水出口101时，本锅炉为电极热水锅炉。
73.如附图1所示，隔离盾7为圆筒状隔离盾7，相电极8为圆筒状相电极8。
74.如附图1所示，还包括循环泵5，布水器3通过循环泵5与锅壳1上的循环出口103相联通。
75.如附图1所示，相电极8有3个，隔离盾7有三个。
76.具体三个相电极8呈等边三角形状分布，布水器3位于这个等边三角形的中心处，布水器3到每个相电极8(即零位电极6)的距离相等，这样降低了加工及安装连接管的难度。
77.具体隔离盾7、相电极8及零位电极6的安装结构与专利cn110375286a中所提供的方案一致。为了保证锅壳1内的水位安全，还可以在锅壳1上安装液位计2。
78.如附图1所示，隔离盾7通过升降机构9可移动地安装在锅壳1内。
79.如附图1所示，布水器3为密闭的箱子，箱子上开设有进水口102及出水口，箱子的进水口102用于跟壳体的循环出口103联通，箱子的出水口用于安装连接管。
80.具体布水器3可以是一个钢铁箱子。
81.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书所作的等效变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。