CN101091954A - 一种用于流体流动混合的分布注入装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于流体混合装置范围的一种用于流体流动混合的分布注入装置。由多出口分布管总成、定位旋转轴和支撑固定件等组成，定位旋转轴通过轴承组件与支撑固定支架相连接，定位旋转轴与多出口分布管总成连接为一体，使得定位旋转轴与多出口分布管总成组成一个由支撑固定支架支撑和轴向定位的可自由旋转的注入流体分布注入装置。待注入流体被输送至多出口分布管总成后从多个出口输出而被近似沿径向均匀分布注入主流体中，同时多出口分布管总成在流体的推动下产生绕定位旋转轴的自动旋转而使得待注入流体沿周向分布均匀。本发明具有待注入流体分布均匀、结构简单、使用寿命长、制造和运行费用较低等优点。

Description

一种用于流体流动混合的分布注入装置

技术领域

本发明属于流体混合装置范围，特别涉及一种用于流体流动混合的分布注入装置，具体说是关于利用混合流体的流动作动力而产生旋转的均匀分布注入装置。

背景技术

换热器在电力、石化等工业领域被大量而广泛的应用，换热器在运行中绝大部分都有积污和结垢的现象，特别是采用循环冷却水冷却的冷凝器、水冷器等。换热器的积污和结垢导致设备传热系数降低，能耗增大，甚至出现堵管而导致设备无法正常运行；结垢还会形成垢下腐蚀，缩短了设备的使用寿命。目前，管壳式换热器特别是电厂凝汽器普遍应用在线胶球清洗技术。但目前的在线胶球清洗技术的待注入流体即清洗球和循环水进入换热器进口管线内的分布器，普遍为简单的直管式、向下弯管式或向上弯管式，即待注入流体进入换热器进口管线内为单一进口和固定方向，因而在使用过程中普遍存在清洗球分布不均现象，严重影响了其使用效果。为了解决采用单管式分布器的在线胶球清洗技术存在的换热器管内清洗不均现象，目前还公开了一些在线清洗机器人技术，但又存在结构复杂、易于出现故障、制造和运行费用较高等问题而影响其实际应用效果。此外，在化工、水处理等领域也有一些类似的相对微小量流体物料注入的情况，它们同样存在类似的不均匀注入混合现象。

发明内容

针对上述混合流体的现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于流体流动混合的分布注入装置，特别是关于利用流动作动力而产生旋转的均匀分布注入装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种用于流体流动混合的分布注入装置，其特征在于：由多出口分布管总成、定位旋转轴及其支撑固定件组成，定位旋转轴1通过轴承组件6与支撑固定支架2相连接，支撑固定支架2固定在主流体输送管9上，定位旋转轴1与多出口分布管总成3连接为一体，使得定位旋转轴1与多出口分布管总成3组成一个由支撑固定支架2支撑和轴向定位的可自由旋转的注入流体分布注入装置。

所述多出口分布管总成3包括多出口分布管总成旋转输送主管10、第一级分支管11、第二级分支管12、末级分支管14和多个出口管15，旋转输送主管10分别与多个第一级分支管11连通，第一级分支管11与相应的第二级分支管12和末级分支管14通过过渡管13连通，在出口管15上固定多个扁出口4和分散扇叶5。

所述多出口分布管总成的出口至少在2个以上。

所述多出口分布管总成和定位旋转轴以通过螺栓或焊接方式连接，或制造成为一个整体部件。

所述定位旋转轴为杆状结构或绕旋转轴线旋转的支架式结构。

本发明由于采取以上技术方案，使其具有待注入流体分布均匀、结构简单、使用寿命长、制造和运行费用较低等优点。

附图说明

图1是本发明实施例一的纵剖面结构示意图。

图2是本发明实施例一的纵剖面局部结构示意图。

图3是本发明实施例一的横剖面结构示意图。

图4是本发明实施例一的纵剖面工作原理示意图。

图5是本发明实施例一的横剖面工作原理示意图。

图6是电厂凝汽器在线胶球清洗系统中本发明的系统工作流程示意图。

图7是本发明实施例二的纵剖面工作原理示意图。

图8是本发明实施例二的横剖面工作原理示意图。

图9是本发明实施例三的工作原理示意图。

图10是本发明实施例四的工作原理示意图。

具体实施方式

本发明提供一种用于流体流动混合的分布注入装置，特别是关于利用流动作动力而产生旋转的均匀分布注入装置。

下面结合附图及实施例对本发明进行详细地说明。

实施例一

图1为本发明实施例一的分布注入装置的纵剖面结构示意图，图2本发明实施例一的分布注入装置的纵剖面局部结构示意图，图3为本发明实施例一的分布注入装置的横剖面结构示意图，图4为本发明实施例一的分布注入装置的纵剖面工作原理示意图，图5为本发明实施例一的分布注入装置的横剖面工作原理示意图。

在图1、图2、图3、图4和图5中，杆状定位旋转轴1通过轴承组件6与支撑固定支架2相连接，支撑固定支架2通过螺栓或/和焊接方法固定在主流体输送管9上，定位旋转轴1采用螺栓或/和焊接方法与多出口分布管总成3连接为一体，使得定位旋转轴1与多出口分布管总成3组成一个由支撑固定支架2支撑和轴向定位的可自由旋转的注入流体分布注入装置。上述多出口分布管总成3包括1个多出口分布管总成旋转输送主管10、2个第一级分支管11、2个第二级分支管12、2个末级分支管14和9个出口管15，在9个出口管15中有8个弯头出口管和一个直出口管，在9个出口管15上固定有多个扁出口4和分散扇叶5，旋转输送主管10分别与2个第一级分支管11和1个出口管15相连接和连通，第一级分支管11与相应的第二级分支管12和末级分支管14通过过渡管13相连接和连通。待注入流体输送主管7通过焊接等方法固定在主流体输送管9上。多出口分布管总成3的旋转输送主管10与待注入流体输送主管7通过固定在旋转输送主管10的连接配合套8相连通。

本发明实施例一的分布注入装置的工作原理是：当待注入流体在输送泵16的压力作用下，由输送待注入输送主管7输送进入分布注入装置，在分别流经多出口分布管总成3的旋转输送主管10、多级支管11、12、14和多个扁出口4后，进入主流体输送管9内与主流体混合，并在分散扇叶5的作用下进一步分散在主流体中，使在径向接近均匀分布。由于多个出口4是倾斜周向旋转方向，在主流体的作用下以及在待注入流体的反作用下，分布注入装置的可旋转部分反向旋转，从而使得待注入流体在主流体输送管9内沿周向均匀分布。所述流体可以是单相流体也可以是多相流体。

本实施例的分布注入装置设置了9个分布管出口，一般分布管出口的数量至少2个以上，以便待注入流体在进入主流体内接近均匀分布。本实施例的待注入流体分布注入装置设置了多个扁出口和分散扇叶，以提高待注入流体分布注入的均匀性，也可根据需要少设置或不设置扁出口和分散扇叶。本实施例的分布注入装置为立式安装，也可根据结构形式不同而采用水平或倾斜安装。本实施例的固定的输送管7与旋转的分布管总成3的连接采用配合套连接方式，也可采用轴承连接等方式。

本发明的应用领域主要针对电厂凝汽器的在线胶球清洗过程中的清洗球的旋转均匀分布注入，但不排除在其它领域的应用。下面结合电厂凝汽器的在线胶球清洗过程，说明本发明的分布注入装置在电厂凝汽器清洗系统中的工作流程和原理。应用于电厂凝汽器的在线胶球清洗过程中的分布注入装置的系统工作流程示意图如图6所示。装球室17内的清洗球22在输送泵16的输送压力作用下，随循环水输送进入待注入流体输送主管7内，随后被输送进入位于凝汽器冷却水进口的主流体输送管9内的本发明分布注入装置21，然后由分布注入装置21的多出口4进入凝汽器冷却水进口管线9内。由于分布注入装置的多出口分布注入和旋转均匀分布注入作用，清洗球进入凝汽器冷却水进口的主流体输送管9内与主冷却水(主流体)混合并在冷却水进口的主流体输送管9内获得比较均匀分布。清洗球22随主冷却水(主流体)进入凝汽器前水室23和管束24，对换热管内壁进行刮擦，从而达到清洗除垢作用，然后进入后水室25以及出口管线26，在出口管线内由收球装置18收集清洗球，最后由清洗球输送泵16抽出重新回到装球室17，如此循环往复对换热器管内实现连续在线清洗除垢。由于清洗球在凝汽器冷却水进口管线内即为比较均匀分布，因而对换热管的清洗除垢比较均匀。

实施例二

图7为本发明实施例二的分布注入装置的纵剖面工作原理示意图，图8为本发明实施例二的分布注入装置横剖面的工作原理示意图。在图7和图8中，上述定位旋转轴1由多出口分布管总成旋转输送主管10担任，多出口分布管总成旋转输送主管10既作多出口分布管的功能同时也作为定位旋转轴的功能，定位旋转轴与多出口分布管总成3包括旋转输送主管10和多根分支管以及多个扁出口4，轴承组件6，待注入流体输送主管7，连接待注入流体输送主管7与旋转的定位旋转轴与分布管总成3的连接配合套8，以保证待注入流体从待注入流体输送管7输送至担任定位旋转轴1的多出口分布管总成的旋转输送主管10与多出口分布管总成3和主流体输送管9内。定位旋转轴与分布管总成3通过轴承组件6与支撑固定支架2相连接，支撑固定支架2通过螺栓或/和焊接方法固定在主流体输送管上，支撑固定支架2使得定位旋转轴与分布管总成3在主流体输送管9内被支撑和轴向定位。

本实施例与实施例一的不同之处是：本实施例的定位旋转轴与多出口分布管合二为一而成为一个整体，支撑固定支架设置在多出口分布管的两测，其特点是稳定性更佳；本实施例的多出口分布管的一级支管为4个且在周向均匀布置，相对于实施例一的周向均匀布置2个一级支管，其特点是多出口的流量更容易实现均匀；本实施例未设置分散扇叶5，其特点是待注入流体在径向不能进一步分散分布。

实施例三

图9为本发明实施例三的分布注入装置的纵剖面工作原理示意图。在图9中，多出口分布管总成3包括旋转输送主管10和分支管以及9个扁出口4，7为待注入流体输送管，连接配合套8连通待注入流体输送管7与多出口分布管总成3，以保证待注入流体从待注入流体输送管7输送至多出口分布管总成3，旋转定位支架29、轴承滚组件30和固定在主流体输送管9管壁的周向导轨31组成一个可在主流体管线内旋转的旋转定位支架总成。轴承滚组件30在周向导轨31上自由旋转，旋转定位支架29与多出口分布管总成3采用螺栓或/和焊接方法固定，使得支架29与多出口分布管总成3组成一个在主流体输送管9内可自由旋转的待注入流体分布注入装置。本实施例与实施例一的不同之处是：旋转定位支架总成替代了实施例一的杆状定位旋转轴，其特点是稳定性更佳但制造和安装难度相对略有增加。

实施例四

图10为本发明实施例四的分布注入装置的横剖面工作原理示意图。在图10中，树枝状的定位旋转轴与分布管总成32，固定在主流体输送管9内管壁上的对开轴承支座33，连接配合套8连通待注入流体输送管7与旋转的定位旋转轴与分布管总成32，以保证待注入流体从待注入流体输送管7输送至旋转的定位旋转轴与分布管总成32。定位旋转轴与分布管总成32通过轴承组件6与固定轴承支架33相连接，固定轴承支座33通过螺栓或/和焊接方法固定在主流体输送管9上，固定轴承支座33使得定位旋转轴与分布管总成33在主流体输送管9内被支撑和轴向定位。树枝状的定位旋转轴与分布管总成32，包括1个旋转输送主管、4个第一级支管、8个第二级支管和8个扁出口管。

本实施例与实施例一的不同之处是：定位旋转轴与多出口分布管合二为一而成为一个整体，固定(轴承)支座设置在多出口分布管的两测，其特点是结构简单、稳定性更佳；实施例一的定位旋转轴的轴线与主流体管的轴线基本平行，而实施例四定位旋转轴的轴线与主流体管的轴线基本垂直或较大倾斜度，其特点是结构简单但待注入流体旋转均匀分布注入的均匀程度略低于实施例一。

所述支撑固定件是指支撑固定支架与主流体输送管之间的固定装置，在上述实施例中是支撑固定支架或支座结构(实施例1、2、4)，周向导轨(滑道式)旋转定位支架(实施例3)

以上尽管公开了若干实施例一种流体流动混合的分布注入装置的结构还是可以变化的，本发明不应受到上述各实施例的限制，凡根据本发明原理进行的等效变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (7)

1.一种用于流体流动混合的分布注入装置，其特征在于：由多出口分布管总成、定位旋转轴及其支撑固定件组成，定位旋转轴(1)通过轴承组件(6)与支撑固定支架(2)相连接，支撑固定支架(2)固定在主流体输送管(9)上，定位旋转轴(1)与多出口分布管总成(3)连接为一体，使得定位旋转轴(1)与多出口分布管总成(3)组成一个由支撑固定支架(2)支撑和轴向定位的可自由旋转的注入流体分布注入装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于流体流动混合的分布注入装置，其特征在于：所述多出口分布管总成(3)包括多出口分布管总成旋转输送主管(10)、第一级分支管(11)、第二级分支管(12)、末级分支管(14)和多个出口管(15)，旋转输送主管(10)分别与多个第一级分支管(11)相连接和连通，第一级分支管(11)与相应的第二级分支管(12)和末级分支管(14)通过过渡管(13)相连接和连通，在出口管(15)上固定多个扁出口(4)和分散扇叶(5)。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于流体流动混合的分布注入装置，其特征在于：所述多出口分布管总成的出口至少在2个以上。

4.根据权利要求1所述的一种用于流体流动混合的分布注入装置，其特征在于：所述多出口分布管总成和定位旋转轴以通过螺栓或焊接方式连接，或制造成为一个整体部件。

5.根据权利要求1所述的一种用于流体流动混合的分布注入装置，其特征在于：所述定位旋转轴为杆状结构或绕旋转轴线旋转的支架式结构。

6.根据权利要求1所述的一种用于流体流动混合的分布注入装置，其特征在于：所述的多出口分布管总成的出口可以设置成扁出口和/或设置分散扇叶以使得待注入流体进一步分散和较均匀分布注入主流体中。

7.根据权利要求1所述的一种用于流体流动混合的分布注入装置，其特征在于：所述的支撑固定件是指固定支架与主流体输送管之间的固定装置，可以是支架或支座结构，也可以是滑道式结构。

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