汽水混合器的系统研究（论文）长沙水泽加热设备制造有限公司戴拓、谭学锋摘要：系统介绍汽水混合器——简介、定义、分类、特殊性、使用条件、结构、原理、优点、设计公式、关键缺陷、危害性、原因分析、发展动态、应用举例。

关键词：汽水混合器、特殊性、最新专利产品、设计公式、关键缺陷、危害性、混合式加热设备、汽水混合加热器。

1、引言A、汽水混合器的特殊性汽水混合器具有特殊性，它看似简单，能做好它的却只有一两个厂家。

因为蒸汽和水直接混合，汽泡爆炸产生冲击力而形成的锤击、振动和噪声问题，解决难度很大。

所以“一不小心买废品，买回一试即闹心”。

这是汽水混合器不同于其它任何产品的地方。

国内很多设计院、研究所、企业都曾尝试制造汽水混合器，都以失败而告终。

当然，现在还在忽悠的企业也不少。

B、汽水混合器简介汽水混合器是“汽水混合加热器”的简称。

其常用名称有“汽水混合器”、“汽水混合加热器”、“管线型混合式加热设备（即最新一代汽水混合器，是长沙水泽加热设备制造有限公司的一个发明专利，发明名称：管线型混合式加热设备）”。

其名称最早源自“国内第一台湖南长沙的QSH型汽水混合加热器”。

汽水混合器是一种应用非常广泛的混合式加热设备，在各行各业的工艺和生活用水中得到了广泛应用。

长沙水泽加热设备制造有限公司戴拓工程师等，依据自已的24年设计制造经验、设备使用现场的各种情况和多年的研究、开发新产品经验，在国内第一次对汽水混合器进行系统全面地介绍和总结。

希望能够对设计选型和采购汽水混合器的朋友们有所帮助。

同时希望大家对汽水混合器有一个全面的了解和认识。

特别指出：汽水混合器因其有两种极不同的安装方式而分为二种：第一种是管线型，是安装在各种管道上，直接与进、出水管道和蒸汽管道相连，这一种常称为“汽水混合器”，也称为“汽水混合加热器”，称之为“管线型混合式加热设备”最适当，最科学。

（最新科研成果是发明专利：管线型混合式加热设备）；第二种是槽罐型，是安装在水箱或槽罐内的水中，常称为“浸没式汽水混合器”，也称为“浸没式汽水混合加热器”，称之为“槽罐型混合式加热设备”最适当，最科学。

（最新科研成果是新型专利：槽罐型混合式加热设备）。

两种汽水混合器最大区别：a.是否安装在水中；是否直接安装在水管道上。

2、定义、使用条件A、定义：汽水混合器是一种利用蒸汽直接将水加热到所需要温度的设备。

B、使用条件：a.在汽水混合器入口处，要求蒸汽压力≥进水压力+0.05MPa；b.蒸汽只能允许水平方向或垂直向下进入汽水混合器内；c.蒸汽直接加入到水（或液体）中，与水（或液体）混合凝结；d.不适合粘性流体加热。

C、精准定义：汽水混合器，它利用蒸汽和水之间的压力差，将蒸汽压入（或喷入）水中，将水加热到所需要的温度，它是一种混合式加热设备。

在本设备中，蒸汽和水直接混合凝结。

从这个定义出发，所以汽水混合器，是不同于“蒸汽喷射器”和“蒸汽喷射加热器”的。

同时汽水混合器与“蒸汽喷射液化器”也是不同的一个设备，后者专用于粘性流体。

汽水混合器仅是众多“混合式加热设备——蒸汽和水直接混合加热设备”中的其中一种设备。

3、分类和常用名称根据其是否直接与进、出水管连接，是否安装在水箱（或槽罐）内的水中，汽水混合器分为两种。

其中一种是管线型，直接与进、出水管道和蒸汽管道相连接，设备不是安装在水中。

常用名称有：汽水混合器、汽水混合加热器、生水加热器（混合式），管线型混合式加热设备等。

长沙水泽加热设备制造有限公司，把这类不是安装在水中的管线型设备，归类为“管线型混合式加热设备”，同时与“槽罐型混合式加热设备”相区别。

简称为“汽水混合器”。

追索历史，汽水混合器，最早被称之为“汽水混合加热器”。

国内最早的一个新型专利是1987年长沙的QSH汽水混合加热器。

因其存在一些锤击、振动、噪声等缺陷，长沙水泽加热设备制造有限公司戴工历时24年研究、改进，开发出了一个混合式加热设备，替代传统的“汽水混合器、汽水混合加热器、生水加热器”，并获得了国家发明专利，这是国内汽水混合器行业唯一的一个国家发明专利，彻底解决传统汽水混合器在实际运行中存在的各种缺陷，其技术和性能领先世界水平。

另一种是槽罐型，直接与蒸汽管道相连接，安装在水箱或槽罐内的水中。

常用名称有：浸没式汽水混合器、浸没式汽水混合加热器，槽罐型混合式加热设备、涡旋式蒸汽加热器、蒸汽消音喷射器，长沙水泽加热设备制造有限公司把这类安装在水箱或槽罐内水中的浸没式汽水混合器，归类为“槽罐型混合式加热设备”。

最新科研成果是长沙水泽加热设备制造有限公司申报的一个专利产品“槽罐型混合式加热设备”。

因此，通常讲的汽水混合器主要是指管线型的汽水混合器。

4、优点和特点A.优点a.蒸汽利用率百分之百，热交换效率高、节能，是其它任何间接式热交换器（例如板换等）无法相比的；b.加热快捷、迅速、混合均匀，被加热水经过汽水混合器即达到所需要的温度；c.产品体积小，占地少，投资小；d.安装简单；e.最新国家发明专利产品——长沙水泽加热设备制造有限公司的最新一代汽水混合器（管线型混合式加热设备）已彻底解决了传统汽水混合器普通存在的振动噪声等各种缺陷，其技术和性能领先世界水平。

在绝大部分时候，用长沙水泽加热设备制造有限公司的汽水混合器取代板换等间接式加热设备是最经济和最科学的方案。

B.特点蒸汽和水直接混合加热，是一种蒸汽直接加热设备，所以也称之为“混合式加热设备”。

它不是间接加热，因此不是间接式加热的热交换器。

5、结构和原理㈠汽水混合器结构和原理这里我们主要谈管线型的汽水混合器结构和原理。

结构不同，原理有所不同。

典型结构和原理有两种。

A、管线型混合式加热设备——发明专利产品典型结构：这是当今世界上最先进的汽水混合器。

是以长沙水泽加热设备制造有限公司的国家发明专利产品——管线型混合式加热设备为代表的一种全新结构。

它由壳体、改良内芯(喷嘴)、防振装置、消音装置、防水击·汽击装置、网板、排污口等部分组成。

这种结构第一次全面实现了汽水混合器的无缺陷运行。

其原理是蒸汽通过小孔喷射加入改良内芯内的水流中。

蒸汽和水直接混合过程中，因蒸汽汽泡破裂产生的冲击力而导致的锤击、振动、噪声由防振装置、消音装置、防水击·汽击装置进行吸收消化，全面解决了锤击、振动、噪声等问题。

“内芯”设计制造问题特别说明：a.长沙水泽加热设备制造有限公司独创了五种“改良内芯”；b.在设计制造方面，长沙水泽公司为保证汽水混合器性能和无缺陷运行，改良内芯采用了木模铸造方式，以确保形状和尺寸等要求，同时壁厚大于10mm以上；c.这五种“改良内芯”和防振装置、消音装置、防水击·汽击装置一起实现了汽水混合器的无锤击、无振动、无噪声，安静稳定运行。

B、传统汽水混合器的典型结构：是传统的，也即现在常用的以“湖南长沙的QSH 型汽水混合加热器”为代表的结构，即第一代汽水混合器结构。

这种结构由壳体、文丘里式内芯(喷嘴)、法兰、网板、排污口和不锈钢丝网等部分组成。

其原理是蒸汽通过小孔喷射进入内芯的水流中，以此实现减小噪音目的。

从近三十年的运行实践结果观察，除极少数情况下，绝大多数时候，这种结构的汽水混合器不同程度存在着锤击、振动、噪声等关键缺陷。

特别指出：传统的这种典型结构。

其“文丘里式内芯”，又称为“拉伐尔内芯”，传统制造方法也是采用木模铸造方式，要求壁厚大于10mm以上。

非专业厂家采用卷板制造方式，不仅严重损害了汽水混合器的各项性能，而且严重损害了设备的使用寿命，给用户造成不必要的损失。

C、两种结构区别：我们明显地发现这两种结构和原理有着巨大差异，伴随着结构和原理差异，也明显表现出了性能差异。

除这两种典型结构外，现在尚未发现其它典型结构。

㈡浸没式汽水混合器结构和原理浸没式汽水混合器，它安装在水箱或槽罐内的水中，用于水箱、槽罐内液体的蒸汽直接加热。

其结构多种多样，根据不同应用场合（例如污水、生活洗浴水、工艺用水、矿浆）等等。

本文主要列举四种典型结构。

A 、典型结构之一：是以长沙水泽加热设备制造有限公司申报的槽罐型混合式加热设备专利产品为代表，其结构最大特点是采用了多级混合装置，以彻底解决传统浸没式汽水混合加热器的堵塞、冒汽、振动和噪声问题。

B 、典型结构之二：是以长沙水泽加热设备制造有限公司替代斯派萨克公司蒸汽喷射器为代表的蒸汽喷射器，其结构最大特点是采用了多管喷射，主要是解决堵塞、温度分层、振动和噪声问题。

C 、典型结构之三：是以长沙水泽加热设备制造有限公司蒸汽喷射加热器（槽罐型）系列为代表，主要是解决料浆、矿浆、污水（混）等粘性流体的加热时易于出现的堵塞、冒汽、振动和噪声问题。

以长沙水泽加热设备制造有限公司为代表的这三种典型结构，其内部结构基本由蒸汽腔、多级混合腔、外壳、消音装置、消振装置等组成。

D 、典型结构之四：是以长沙某公司专利产品为代表的浸没式汽水混合加热器，这个产品在汽压0.3MPa 以下，加热水温在45℃以下效果也不错。

其结构仅由蒸汽腔，混合室等组成。

以上工作原理各有不同。

另外请参阅浸没式汽水混合加热器的研究一文。

6、设计公式对于不同型号的汽水混合器，为了加热不同温度的水，在额定流量D 1（吨/时）下，所需蒸汽量D 0（吨/时）可由下式计算：D 0= ———————— （吨/时） 式中：C —水的比热 （大卡/公斤·℃）t 1—进入加热器的水温 （℃） t 2—加热后的水温 （℃）i ″—进入加热器压力P 0下饱和蒸汽的热焓 （大卡/公斤）7、关键缺陷、相关缺陷、危害性，缺陷发生的原因分析无论是管线型还是槽罐型汽水混合器，不合格产品都存在以下缺陷。

A 、关键缺陷：有“锤击、振动和噪声”三种。

B 、相关缺陷：其它缺陷有“加不热、容易坏、堵塞、拆卸清洗困难，性能不稳定”等。

槽罐型汽水混合器还可能存在“冒汽”、“温度分层”等缺陷。

百余年来，即使欧美先进厂家也不同程度存在上述缺陷。

这是一个世界性难题，解决难度颇大。

历时24年长沙水泽加热设备制造有限公司才彻底解决各种缺陷。

C 、危害性：损害设备和现场工人身心健康，影响企业安全生产，严重时停机停产，现场无人敢呆，甚至导致机毁人亡。

D 、原因分析：a.蒸汽遇水发生冷凝，压力急剧降低，泡沫膨胀破裂，形成爆炸冲击力。

由此形成锤击、 振动和噪声；b.蒸汽和水形成汽液二相流，极易发生振动和噪声；C （t 2－t 1）×D 1i ″0－ct 2c.上述两者相互叠加，故普遍存在锤击、振动和噪声缺陷。

市场上的汽水混合器，不合格产品很多，因为真正能做好汽水混合器的企业只有一两家。

8、国内外汽水混合器不好用、无法用的原因分析A.蒸汽和水混合，本身易于存在各种缺陷，国外产品也存在缺陷，汽水混合器要做好，确实不容易；这就是汽水混合器的特殊性。