專利名稱：一種管道降壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶圓盤式降壓元件的管道降壓裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，在高壓力管道中使用的內(nèi)部降壓大多為降壓閥或緩沖罐，通過多級分流或增大流通截面積達(dá)到降壓效果，其缺點(diǎn)在于加工制造降壓元件復(fù)雜，另外安裝也較復(fù)雜，設(shè)備成本相對較高。傳統(tǒng)管道降壓裝置適用范圍較窄，為了避免降壓元件被較小的固體顆粒物阻塞，只能適用于介質(zhì)中無固體顆粒的單相流體降壓中。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是通過增強(qiáng)介質(zhì)在流道內(nèi)部的湍動(dòng)效應(yīng)，加劇介質(zhì)在流動(dòng)過程中的流團(tuán)摩擦和對撞，消耗流動(dòng)介質(zhì)的能量，達(dá)到降壓目的。
本發(fā)明是一種管道降壓裝置，包括有直管段4與帶頸法蘭5組成的管道降壓裝置主體，矩形孔導(dǎo)流盤I和矩形孔分流盤2疊合形成多級降壓組，固定降壓元件的定位環(huán)3安裝在管道內(nèi)壁，矩形孔導(dǎo)流盤I和矩形孔分流盤2，按照矩形流道壁面平行原則兩兩組成一對矩形孔降壓元件，每對矩形孔降壓元件的矩形流道壁面與下一對降壓元件流道壁面相垂直疊放，向以XX’軸為中心線，多對矩形孔降壓元件疊放組成本管道降壓裝置的降壓組件， 可根據(jù)管道入口和出口介質(zhì)壓力數(shù)值調(diào)整降壓組數(shù)量，降壓組件安放在管道降壓裝置入口通道內(nèi)。
本發(fā)明的有益之處為:通過增強(qiáng)介質(zhì)在流道內(nèi)部的湍動(dòng)效應(yīng)，加劇介質(zhì)在流動(dòng)過程中的流團(tuán)摩擦和對撞，消耗流動(dòng)介質(zhì)的能量，達(dá)到降壓目的。另外本發(fā)明裝置流通總面積相對較大，可處理較大流量的介質(zhì)降壓。本發(fā)明裝置單個(gè)流通通道面積也相對較大，可將管道壓力波動(dòng)時(shí)可能產(chǎn)生的瞬時(shí)汽蝕對降壓元件影響進(jìn)行緩沖，提高管道運(yùn)行的可靠性與安全性。另外，由于本發(fā)明的管道降壓裝置單個(gè)流通通道面積相對較大，避免了較小的固體顆粒物阻塞流道的情況，因此可以處理固粒兩相流介質(zhì)的降壓。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)和操作。


圖1是本發(fā)明處于工作狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中多級降壓元件的裝配結(jié)構(gòu)a對矩形孔降壓元件安裝位置示意圖，圖3是本發(fā)明中多級降壓元件的裝配結(jié)構(gòu)b對矩形孔降壓元件安裝位置示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，所述的管道降壓裝置，包括有直管段4與帶頸法蘭5組成的管道降壓裝置主體，矩形孔導(dǎo)流盤I和矩形孔分流盤2疊合形成多級降壓組，定位環(huán)3焊接在管道內(nèi)壁固定降壓元件。矩形孔導(dǎo)流盤I和矩形孔分流盤2，按照矩形流道壁面平行原則兩兩 組成矩形孔降壓組，每對矩形孔降壓元件的矩形流道壁面與下一對降壓元件流道壁面相垂直疊放，向以XX’軸為中心線，多對矩形孔降壓元件疊放組成本管道降壓裝置的多級降壓組，可根據(jù)管道入口和出口介質(zhì)壓力數(shù)值調(diào)整降壓組數(shù)量。
如圖1所示，管道降壓裝置多級降壓組安放在直管段4內(nèi)，每組矩形孔降壓元件可使來流壓力降低約15%，降壓組數(shù)量可根據(jù)最終出口壓力增減。本發(fā)明可調(diào)節(jié)壓力范圍為6.4MPa^l8MPa,流速在15m/s^60m/s左右的氣相介質(zhì)以及流速在8m/s^20m/s左右的多相介質(zhì)。
如圖2、圖3所示，所述的多級降壓元件的裝配結(jié)構(gòu)，由矩形孔導(dǎo)流盤I和矩形孔分流盤2組成，其中a對矩形孔降壓元件中，Ia為矩形孔導(dǎo)流盤I矩形孔橫向，2a為矩形孔分流盤2矩形孔橫向，b對矩形孔降壓元件中，Ib為矩形孔導(dǎo)流盤I矩形孔豎向，2b 為矩形孔分流盤2矩形孔豎向。矩形孔長邊長度為n，短邊長度為n/2，介質(zhì)流動(dòng)方向?yàn)?2b — Ib — 2a — la,介質(zhì)通過2b與Ib組成的豎向矩形孔流道，由于流通截面發(fā)生變化，一部分介質(zhì)在流至2a迎流面時(shí)，在2a迎流面上的導(dǎo)流斜坡B上被阻擋，并流入導(dǎo)流槽A中， 導(dǎo)流槽A深度為h，寬度為d，導(dǎo)流斜坡B寬度為0.5n。流入導(dǎo)流槽A的介質(zhì)在壓力作用下向主流相反方向流動(dòng)到Ib上的導(dǎo)流槽D中，導(dǎo)流槽D的深度為0.67h，寬度為d。在導(dǎo)流槽 D中介質(zhì)被分為兩部分，一部分沿導(dǎo)流槽D向主軸線方向流動(dòng)，通過Ib上的導(dǎo)流斜坡C，由 Ib上的矩形孔長邊側(cè)噴孔Co噴出，矩形孔長邊側(cè)噴孔Co的寬度為0.3535η，噴出的介質(zhì)流動(dòng)方向與主流方向垂直相交，通過流體之間的降速增壓以及湍流摩擦效應(yīng)降低該位置的總壓力；另一部分介質(zhì)由導(dǎo)流槽D兩端的通孔F流經(jīng)Ib的迎流面一側(cè)，通孔F直徑為d，介質(zhì)被導(dǎo)入2b背流面上的導(dǎo)流槽G，導(dǎo)流槽G深度為0.33h，寬度為d，介質(zhì)沿導(dǎo)流槽G經(jīng)整流圓弧Gr，整流圓弧Gr半徑為1.44d，通過2b上的矩形孔短邊側(cè)噴孔Go噴出，矩形孔短邊側(cè)噴孔Go的寬度為0.3535η，噴出的介質(zhì)流動(dòng)方向與主流方向垂直相交，通過流體之間的降速增壓以及湍流摩擦效應(yīng)降低該位置的總壓力。流動(dòng)介質(zhì)通過a、b兩對矩形孔降壓元件長短邊垂直相交的矩形流道，通過流道截面形狀變化，使流動(dòng)的介質(zhì)產(chǎn)生反向壓力局部抵消總壓力，同時(shí)利用矩形孔長短邊上噴孔中的射流與主流垂直相交，產(chǎn)生反向壓力并增大流動(dòng)損耗以降低局部總壓力。局部降壓多級疊加可達(dá)到最終的降壓效果。在矩形孔導(dǎo)流盤I和矩形孔分流盤2邊緣上，沿矩形孔長短軸方向加工有定位槽E，由直管段4內(nèi)壁面上的導(dǎo)軌進(jìn)行定位。參數(shù)h、n、d,滿足以下關(guān)系:h.d=0.0625η2。
如圖1所示，矩形孔導(dǎo)流盤I和矩形孔分流盤2重疊組成了一對降壓組，該組矩形孔通道長軸與短軸一致，后面的矩形孔導(dǎo)流盤I和矩形孔分流盤2重疊形成降壓組后，在安裝中與前一降壓組矩形孔通道長軸與短軸位置互換，即前一降壓組矩形孔長軸與后一降壓組矩形孔短軸重合，前一降壓組矩形孔短軸與后一降壓組矩形孔長軸重合，流動(dòng)介質(zhì)進(jìn)入矩形孔通道后，會(huì)因流道結(jié)構(gòu)改變加劇對流道沖擊，同時(shí)通過矩形孔導(dǎo)流盤I和矩形孔分流盤2疊加形成的分流流道，產(chǎn)生與主流流動(dòng)方向垂直和逆向的流束，加劇流體內(nèi)部的摩擦沖擊，增大流動(dòng)能量損耗，起到降壓作用，多個(gè)矩形孔導(dǎo)流盤I和矩形孔分流盤2重疊形成多級降壓，用來處理管道入口介質(zhì)壓力較高狀態(tài)時(shí)的，可根據(jù)管道入口和出口介質(zhì)壓力數(shù)值調(diào)整降壓組數(shù)量。該降壓組流動(dòng)通道較大，可處理含有微小固體顆粒的流動(dòng)介質(zhì)；通過分流流道，流體最終匯聚到主流道中心，因降壓產(chǎn)生的氣泡在主流道中心流體內(nèi)部位置破裂，盡可能減·小了氣蝕對降壓部件的損害。
權(quán)利要求
1.一種管道降壓裝置，包括有直管段(4)與帶頸法蘭(5)組成的管道降壓裝置主體，其特征在于矩形孔導(dǎo)流盤(I)和矩形孔分流盤(2)疊合形成多級降壓組，固定降壓元件的定位環(huán)(3)安裝在管道內(nèi)壁，矩形孔導(dǎo)流盤(I)和矩形孔分流盤(2)，按照矩形流道壁面平行原則兩兩組成一對矩形孔降壓元件，每對矩形孔降壓元件的矩形流道壁面與下一對降壓元件流道壁面相垂直疊放，向以(XX’)軸為中心線，多對矩形孔降壓元件疊放組成本管道降壓裝置的降壓組件，可根據(jù)管道入口和出口介質(zhì)壓力數(shù)值調(diào)整降壓組數(shù)量，降壓組件安放在管道降壓裝置入口通道內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道降壓裝置，其特征在于:所述的矩形孔導(dǎo)流盤(I)和矩形孔分流盤(2 )圓心都在流道周向上，并且每個(gè)矩形孔導(dǎo)流盤(I)和矩形孔分流盤(2 )矩形孔直邊同在一個(gè)平面上，兩兩重合組成一對降壓組件，沿著介質(zhì)流動(dòng)方向的排列順序?yàn)?矩形孔分流盤(2)在前，矩形孔導(dǎo)流盤(I)在后；每對降壓組件矩形孔直邊與前面一對降壓組件對應(yīng)的矩形孔直邊垂直，即每對降壓組件矩形孔的長邊與前一對降壓組件矩形孔的長邊相垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道降壓裝置，其特征在于矩形孔導(dǎo)流盤(I)和矩形孔分流盤(2)組成的每對降壓組件，矩形孔長邊長度為n，短邊長度為n/2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道降壓裝置，其特征在于矩形孔分流盤(2)迎流面開有導(dǎo)流斜坡，導(dǎo)流斜坡與導(dǎo)流槽相連，導(dǎo)流斜坡與導(dǎo)流槽在分流盤中心線上沿矩形孔長邊兩側(cè)對稱分布；導(dǎo)流槽邊緣輪廓與矩形孔分流盤(2)外圓廓為同心圓，深度為h，寬度為d，導(dǎo)流斜坡寬度為0.5n ;矩形孔分流盤(2)背流面開有導(dǎo)流槽，導(dǎo)流槽在分流盤中心線上沿矩形孔短邊兩側(cè)對稱分布；導(dǎo)流槽邊緣輪廓與矩形孔分流盤(2)外圓廓為同心圓，導(dǎo)流槽深度為0.33h，寬度為d，導(dǎo)流槽上的整流圓弧半徑為1.44d，導(dǎo)流槽的出口為矩形孔短邊側(cè)噴口，形孔短邊側(cè)噴口的寬度為0.3535η，高度為0.33h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道降壓裝置，其特征在于矩形孔導(dǎo)流盤(I)背流面上開有導(dǎo)流槽和導(dǎo)流斜坡，導(dǎo)流槽和導(dǎo)流斜坡在導(dǎo)流盤中心線上沿矩形孔長邊兩側(cè)對稱分布，導(dǎo)流槽D的深度為0.67h，寬度為d ;導(dǎo)流槽和導(dǎo)流斜坡相連，導(dǎo)流斜坡的出口是矩形孔長邊側(cè)噴口，矩形孔長邊側(cè)噴口的寬度為0.3535η，高度為0.33h，導(dǎo)流槽兩端有通孔穿過導(dǎo)流盤， 通孔直徑為d,參數(shù)h、n、d，滿足以下關(guān)系:h.d=0.0625η2。
全文摘要
一種管道降壓裝置，其目的是通過增強(qiáng)介質(zhì)在流道內(nèi)部的湍動(dòng)效應(yīng)，加劇介質(zhì)在流動(dòng)過程中的流團(tuán)摩擦和對撞，消耗流動(dòng)介質(zhì)的能量，達(dá)到降壓目的；該裝置包括有直管段(4)與帶頸法蘭(5)組成的管道降壓裝置主體，矩形孔導(dǎo)流盤(1)和矩形孔分流盤(2)疊合形成多級降壓組，固定降壓元件的定位環(huán)(3)安裝在管道內(nèi)壁。
文檔編號(hào)F16L55/027GK103256447SQ20131022181
公開日2013年8月21日 申請日期2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年6月6日
發(fā)明者余龍, 俞樹榮, 桂芳 申請人:蘭州理工大學(xué)