CN104976481A - 一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，包括输入机构与输出机构，输入机构与输出机构连接后内部形成空腔，输入机构上开设进流口，输出机构上开设有出流口，进流口与出流口分别与管道相连，空腔内设置有减速机构，该减速机构包括一主轴、设置在主轴上端的多个堵块、设置在主轴下端的转轮，以及设置在转轮上的叶片，堵块位于进流口后侧，叶片位于出流口前侧，转轮及叶片受流体流动作用而回转。与现有技术相比，本发明利用堵块封堵进流口的方法实现流体压力与流体流速之间的负反馈调节，进而实现流速自稳定的功能；调节转轮叶片与转轮主轴的夹角可改变流体在出流口剩余的能量，实现流速稳定范围的可调节。

Description

一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器
技术领域
本发明涉及一种流速调节装置，尤其是涉及一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器。
背景技术
工业生产中流体无处不在，包括用途最广的水、机械设备运转必要的润滑油和一些特定的生产需要用到的液体，如工业酒精、浓硫酸等。在生产中，液体流体的输送往往都是用管道实现的，但是这样就会造成一个问题——流量和流速不好控制，往往靠近源头的地方，液体流体压力大造成流量和流速也很大。给特定的地方提供符合要求的流量和流速，而又不影响其他地方，是工业生产中一直想解决但还没有很好地解决的问题。
目前，一般的解决方法是设置阀门和增大管径。但是，设置阀门往往会影响到其他管道分支，增大管径意味着管道需要占用更大的空间，这就使得生产效率下降，产品成本上升。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使用方便、结构简单的用于管道的可调节自稳定的流速减速器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，包括输入机构与输出机构，所述的输入机构与输出机构连接后内部形成空腔，所述的输入机构上开设进流口，所述的输出机构上开设有出流口，所述的进流口与出流口分别与管道相连，所述的空腔内设置有减速机构，该减速机构包括一主轴、设置在主轴上端的多个堵块、设置在主轴下端的转轮，以及设置在转轮上的叶片，所述的堵块位于输入机构的圆柱形空腔内，所述的叶片位于出流口前侧，所述的转轮及叶片受流体流动作用而回转，且回转速度受流体流动速度影响，与转轮同轴设置的堵块随转轮的转动而转动，周期性堵住进流口，实现流体压力与流体流速之间的负反馈调节。
所述的减速机构的上端通过轴承连接在输入机构上，下端通过轴承连接在输出机构上。
所述的转轮与反击式水轮机转轮相似，所述的堵块均布设置在主轴的径向，所述的叶片均布设置在转轮的径向，堵块的个数大于2个，实际使用时根据要求而定，相邻堵块之间夹角相等，叶片的个数为4，优选方式为：相邻叶片之间夹角为90°。
所述的叶片与主轴之间夹角可调。
所述的堵块为椭圆形结构，且与进流口后侧相吻合，所述堵块的作用是封堵进流口阻止流体的流动。
所述的输入机构内部上部为圆柱形空腔，下部为圆台形空腔，所述的进流口与输入机构的圆柱形空腔连通，所述的堵块设置在输入机构的圆柱形空腔内。
所述的输出机构内部上部为圆柱形空腔，下部为圆锥形空腔，输出机构的圆柱形空腔与圆锥形空腔之间通过孔道连通，所述的叶片设置在输出机构的圆柱形空腔内，所述的出流口与输出机构的圆锥形空腔连通。
本发明使用在具有一定流速的管道中，其进流口和出流口分别与管道相连，立式使用，管道中的流体从进流口处流入。减速机构下部的转轮受流体流动的作用，使整个减速机构回转，且每转过一定角度，减速机构上部配置的堵块就会将进流口封堵一次，封堵进流口可使流速降低。管道中流体压力增大而使流速增大，相应减速机构回转的角速度随之增大，堵块封堵进流口的频率也随之增大，流速又因堵块封堵进流口的频率增大而减小，减速机构实现了流体压力与流体流速之间的负反馈调节，进而实现流速自稳定的功能，流速和堵块封堵进流口的频率相协调，这样管道流速就可自稳定在某个范围内而无需外加附件和能源。流体在进流口的能量等于流体在出流口剩余的能量与减速机构获得的能量的总和。如需获得指定的流速变动范围，可调节叶片与转轮主轴的夹角实现，根据能量守恒定律，流体在进流口的能量等于流体在出流口剩余的能量加上减速机构获得的能量，调节减速机构下部转轮叶片与转轮主轴的夹角可改变叶片受力，即可改变减速机构获得的能量，同时改变流体在出流口剩余的能量，实现流速稳定范围的可调节功能。这样就可获得本发明能实现的指定的流速变动范围。
与现有技术相比，本发明利用堵块封堵进流口的方法实现流体压力与流体流速之间的负反馈调节，进而实现流速自稳定的功能；调节转轮叶片与转轮主轴的夹角可改变流体在出流口剩余的能量，实现流速稳定范围的可调节。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为图1中B-B的剖视结构示意图；
图3为减速机构的结构示意图。
图中，1为输出机构、2为转轮、3为叶片、4为空腔、5为堵块、6为输入机构、7为减速机构、8为出流口、9为进流口，10为主轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，如图1～图2所示，包括输入机构6与输出机构1，输入机构6与输出机构1连接后内部形成空腔4，输入机构6上开设进流口9，输出机构1上开设有出流口8，进流口9与出流口8分别与管道相连，空腔4内设置有减速机构7。
如图3所示，该减速机构7包括一主轴10、设置在主轴10上端的多个堵块5、设置在主轴10下端的转轮2，以及设置在转轮2上的叶片3，主轴10的上端通过轴承连接在输入机构6上，下端通过轴承连接在输出机构1上。转轮2与反击式水轮机转轮相似，堵块5均布设置在主轴10的径向，叶片3均布设置在转轮2的径向，且堵块5的个数与叶片3的个数相等。本实施例中堵块5与叶片3均设置4个，相邻堵块5之间夹角为90°，相邻叶片3之间夹角为90°。叶片3与主轴10之间夹角可调。堵块5为椭圆形结构，所述堵块5的作用是封堵进流口9阻止流体的流动。
其中，输入机构6内部上部为圆柱形空腔，下部为圆台形空腔，进流口9与输入机构6的圆柱形空腔连通，堵块5设置在输入机构6的圆柱形空腔内。输出机构1内部上部为圆柱形空腔，下部为圆锥形空腔，输出机构1的圆柱形空腔与圆锥形空腔之间通过孔道连通，叶片3设置在输出机构1的圆柱形空腔内，出流口8与的输出机构1的圆锥形空腔连通。堵块5位于进流口9后侧，叶片3位于出流口8前侧，转轮2及叶片3受流体流动作用而回转，且回转速度受流体流动速度影响，与转轮2同轴设置的堵块5随转轮2的转动而转动，周期性堵住进流口9，实现流体压力与流体流速之间的负反馈调节，进而实现流速自稳定的功能。
本实施例的减速器使用在具有一定流速的管道中，其进流口和出流口分别与管道相连，立式使用，管道中的流体从进流口处流入。减速机构下部的转轮受流体流动的作用，使整个减速机构回转，且每转过90°，减速机构上部配置的堵块就会将进流口封堵一次，封堵进流口可使流速降低。管道中的流速增大时，相应减速机构回转的角速度随之增大，堵块封堵进流口的频率也随之增大，流速又因堵块封堵进流口的频率增大而减小，减速机构实现了流体压力与流体流速之间的负反馈调节，流速和堵块封堵进流口的频率相协调，这样管道流速就可自稳定在某个范围内而无需外加附件和能源。
流体在进流口的能量等于流体在出流口剩余的能量与减速机构获得的能量的总和。如需获得指定的流速变动范围，可调节叶片与转轮主轴的夹角(图3中α角)实现，根据能量守恒定律，流体在进流口的能量等于流体在出流口剩余的能量加上减速机构获得的能量，调节减速机构下部转轮叶片与转轮主轴的夹角可改变叶片受力，即可改变减速机构获得的能量，同时改变流体在出流口剩余的能量，实现流速稳定范围的可调节功能。这样就可获得本发明能实现的指定的流速变动范围。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，包括输入机构(6)与输出机构(1)，所述的输入机构(6)与输出机构(1)连接后内部形成空腔(4)，所述的输入机构(6)上开设进流口(9)，所述的输出机构(1)上开设有出流口(8)，所述的进流口(9)与出流口(8)分别与管道相连，其特征在于，所述的空腔(4)内设置有减速机构(7)，该减速机构(7)包括一主轴(10)、设置在主轴(10)上端的多个堵块(5)、设置在主轴(10)下端的转轮(2)，以及设置在转轮(2)上的叶片(3)，所述的堵块(5)位于输入机构(6)的空腔内，所述的叶片(3)位于出流口(8)前侧，所述的转轮(2)及叶片(3)受流体流动作用而回转，且回转速度受流体流动速度影响，与转轮(2)同轴设置的堵块(5)随转轮(2)的转动而转动，周期性堵住进流口(9)，实现流体压力与流体流速之间的负反馈调节。
2.根据权利要求1所述的一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，其特征在于，所述的主轴(10)的上端通过轴承连接在输入机构(6)上，下端通过轴承连接在输出机构(1)上。
3.根据权利要求1所述的一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，其特征在于，所述的堵块(5)均布设置在主轴(10)的径向，所述的叶片(3)均布设置在转轮(2)的径向。
4.根据权利要求3所述的一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，其特征在于，所述的堵块(5)与叶片(3)均匀布置，堵块(5)个数多于2个，所述的叶片(3)个数为4个。
5.根据权利要求1所述的一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，其特征在于，所述的叶片(3)与主轴(10)之间夹角可调。
6.根据权利要求1所述的一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，其特征在于，所述的堵块(5)为椭圆形结构，与进流口(9)后侧相吻合，所述堵块(5)用于封堵进流口(9)阻止流体的流动。
7.根据权利要求1所述的一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，其特征在于，所述的输入机构(6)内部上部为圆柱形空腔，下部为圆台形空腔，所述的进流口(9)与输入机构(6)的圆柱形空腔连通，所述的堵块(5)设置在输入机构(6)的圆柱形空腔内。
8.根据权利要求1所述的一种用于管道的可调节自稳定的流速减速器，其特征在于，所述的输出机构(1)内部上部为圆柱形空腔，下部为圆锥形空腔，输出机构(1)的圆柱形空腔与圆锥形空腔之间通过孔道连通，所述的叶片(3)设置在输出机构(1)的圆柱形空腔内，所述的出流口(8)与的输出机构(1)的圆锥形空腔连通。
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