CN108700095A - 用于管道中流体对称流动的整流器 - Google Patents

Abstract

用于管道中流体对称流动的整流器由至少一个双室(1)形成，所述双室由膨胀室(2)和压缩室(3)组成，在所述膨胀室中安装入口轴向整流构件(4)，所述入口轴向整流构件在圆周上设置有径向圆周穿孔(5)，所述压缩室设置有出口开口(8)，而所述膨胀室(2)通过具有轴向穿孔(7)的至少一个径向整流构件(6)与所述压缩室(3)分开，而所述径向整流构件(6)由至少一个径向板(6a)形成，所述径向板具有形成轴向穿孔(7)的许多开口。

Description

用于管道中流体对称流动的整流器

技术领域

本发明涉及用于管道中流体对称流动的整流器，特别是但不仅仅是用于远程输送流体的高压管道中的流体流动对称整流器。

背景技术

用于输送流体的管道系统的非常频繁的要求是精确测量贸易输送的液体或其精确剂量。连续流量测量以各种测量方式进行，例如，借助涡轮机、超声波流量计等。为了在大多数情况下实现流量测量的高精度，需要具有带规则抛物线剖面的均匀层流流体。特别是在输送诸如石油和天然气之类的能量流体期间，强调对所输送的流体的极端精确测量。在复杂管道系统和具有高流量的系统中进行精确流量测量通常是一个严峻的问题，这是因为由于螺旋流等原因经常出现湍流或具有不同程度的理想流动剖面变形的层流。各种类型的流动整流器用于引导流动并产生适当的流动剖面。用于输送液体的管道系统中的流动整流器的区域相对非常好地受到监控。该问题的许多标准解决方案是已知的，并且一些专利解决方案也是已知的。大多数整流器基于多种穿孔板或一组穿孔板，它们插在管道法兰之间或直接插入管道中。

还有基于轴向延伸的整流器束(例如，轴向管束、交叉轴向堆叠板等)的各种系统。这些已知的解决方案在ISO整流器ANSI、DIN等标准以及以下专利文献中给出：CA2228928、EP0942220、EP1564475、WO2014110673。

这些整流器解决了层流问题并产生料流的理想流动剖面。然而，在某些情况下，流体的流动，特别是在螺旋流动的情况下，使流动明显偏向管道边缘仅仅部分地解决这个问题。基于虹膜原理的插入管道法兰之间的整流器的另一大缺点是它们的高压力损失。这些整流器的屏蔽通常超过50％，随后会在整流器本身上产生高压降。这些损失需要通过增加用于所输送流体的输送机械(例如气体压缩机、液体泵)的输出来克服。当在大型天然气和石油管道、产品管道或供水中输送材料时，这些损失代表了相当高的能量损失值。

发明内容

根据本发明，用于管道中流体对称流动的整流器大大消除了这些缺陷。

其特征在于至少一个双室，该双室由膨胀室和压缩室组成，该膨胀室具有膨胀副室，入口轴向整流构件插入该膨胀副室中并且配有圆周径向穿孔，压缩室配备有出口开口。径向穿孔的总面积在大多数情况下优选地等于或大于入口开口的横截面。然而，取决于整流器的特定用途和所需的压降，它也可以更小。膨胀室通过具有轴向穿孔的至少一个径向整流构件与压缩室分开。径向整流构件由至少一个径向横向多钻孔板形成，而该板可由任何可渗透板形成，例如具有钻孔的板、多孔材料、钢丝绒、筛网或其他类似方式。径向可渗透表面构件的总流动横截面优选等于或大于入口开口的横截面。然而，取决于整流器的特定用途和所需的压降，它也可以更小。径向整流构件可以由几个逐渐成排布置的可渗透板组成，例如，可以使用具有各种尺寸的开口的筛网、金属丝网筛、插入筛网之间的钢丝绒、或多孔材料及任意组合、或其他已知的解决方案。整流器的工作如下：介质(例如在管道中输送的高压天然气(约6MPa))被驱入轴向整流构件的入口，该轴向整流构件直接连接到输送管道。流动方向在轴向整流构件的入口处转移成许多部分径向流线。随后，在穿过轴向整流构件的壁之后发生每条流线的膨胀，并且这些流线被引导到膨胀室的壁，其中膨胀的流线的流动方向反复变化。这确保了移除任何湍流涡漩或螺旋流动，发生位移的流动剖面形成了进入管道中的介质流，并且设计了膨胀室中的工作介质的相等压力流。随后，介质穿过径向整流构件的轴向孔进入压缩室，在压缩室中，借助穿过径向整流构件的轴向孔且随后在压缩室中压缩而存在流线的单一轴向对齐，其中被压缩的流线形成层流体流动的理想抛物线剖面。这种具有理想流动剖面的层流保证了高精度测量液体输送量的理想条件，可用于在大型国际天然气管道、大+管道或类似工业场所输送液体。该解决方案的另一个重要优点是考虑到与管道面积相比的穿孔横截面，根据本发明的整流器具有最小的压降，远小于现有的解决方案。这样可以节省输送机械-例如压缩机或泵，具体取决于输送的介质的能量。

附图说明

借助附图进一步解释本发明，在这些附图中：

图1示出了用于管道中流体对称流动的整流器，其具有可移除的轴向整流构件和带有不可移除的径向构件的不可拆卸的双室。

图2示出了用于管道中流体对称流动的整流器，其具有不可移除的轴向整流构件和可拆卸的双室以及可互换的径向整流构件。

图3示出了用于管道中流体对称流动的整流器，其具有可拆卸的轴向整流构件和不可拆卸的双室，该双室的形状为管道弯头且具有不可拆卸的径向构件。

发明实施例

实施例1

用于管道中流体对称流动的整流器如图1所示。它由一个双室1形成，该双室由膨胀室2和压缩室3组成，其中该膨胀室配有入口轴向整流构件4，它具有圆周穿孔5；该压缩室具有出口开口8。在这种情况下，径向穿孔的总横截面积是入口管横截面的1.2倍。膨胀室2通过具有轴向穿孔7的一个径向整流构件6与压缩室3分开。在这种情况下，径向整流构件6借助一个径向板6a形成，该径向板具有形成轴向穿孔7的许多开口。径向整流构件6的整个可渗透表面等于入口管横截面的1.1倍。整流器配备有入口法兰11a和出口法兰11b，它们将安装到带有法兰9和10的输送管道的法兰上。该解决方案提供了将轴向整流构件4更换为具有不同特性的其他构件的可能性。具有不可替换的整流构件的这种构造类型的最简单的整流器当然可以配备焊接套管而不是入口和出口法兰。图1示出了入口法兰9下方和出口法兰10下方的输入介质的变形流动剖面，示出了在通过整流器之后实现的流动剖面。

实施例2

用于管道中流体对称流动的整流器如图2所示。它由一个双室1形成，该双室由膨胀室2和压缩室3组成，其中该膨胀室配有入口轴向整流构件4，它具有圆周径向穿孔5；该压缩室配备有出口开口8。在这种情况下，径向穿孔的总面积是入口管横截面的1.0倍。双腔室1以可拆卸的方式实现，并且配备有法兰12a和12b，而径向整流构件6装配在法兰之间。膨胀室2通过具有轴向穿孔7的径向整流构件6与压缩室3分开。在这种情况下，径向整流构件6由一个径向板6a形成，该径向板具有形成轴向穿孔7的许多开口。径向整流构件6的整个可渗透表面等于入口管横截面的1.0倍。可拆卸的双腔室1确保了将径向整流构件6替换为具有不同特性的构件的可能性，例如，6b。整流器在其端部配备有入口法兰11a和出口法兰11b，它们将安装到输送管道9和10的法兰上。图2示出了入口法兰9下方和出口法兰10下方的输入介质的变形流动剖面，示出了在通过整流器之后实现的流动剖面。

实施例3

用于管道中流体对称流动的整流器如图3所示。它由一个双室1形成，该双室由弯头形膨胀室2和压缩室3组成，其中该膨胀室配有入口轴向整流构件4，它具有圆周穿孔5；该压缩室具有出口开口8。在这种情况下，径向穿孔的总横截面积是入口管横截面的1.2倍。膨胀室2通过具有轴向穿孔7的一个径向整流构件6与压缩室3分开。在这种情况下，径向整流构件6借助一个径向板6a形成，该径向板具有形成轴向穿孔7的许多开口。径向整流构件6的整个可渗透表面等于入口管的横截面的1.1倍。整流器在其端部配备有入口法兰11a和出口法兰11b，它们将安装到输送管道9和10的法兰上。该解决方案提供了将轴向整流构件4更换为具有不同特性的构件的可能性。该变型可用于由于空间或其他原因不能使用直接整流器的那些情况。图3示出了入口法兰9下方和出口法兰10下方的输入介质的变形流动剖面，示出了在通过整流器之后实现的流动剖面。

工业适用性

用于管道中流体对称流动的整流器可以在工业上制造并且在工业上用于输送流体的所有管道，包括但不限于大型天然气和石油管道、产品管道以及水管道系统中的物质运输。

Claims (2)

1.一种用于管道中流体对称流动的整流器，其特征在于，它由至少一个双室(1)组成，所述双室由膨胀室(2)和压缩室(3)组成，在所述膨胀室中安装入口轴向整流构件(4)并且所述入口轴向整流构件在圆周上设置有径向圆周穿孔(5)，所述压缩室设置有出口开口(8)，而所述膨胀室(2)通过具有轴向穿孔(7)的至少一个径向整流构件(6)与所述压缩室(3)分开，而所述径向整流构件(6)由至少一个径向板(6a)形成，所述径向板具有形成轴向穿孔(7)的许多开口。

2.根据权利要求1所述的用于管道中流体对称流动的整流器，其特征在于，所述径向构件(6)由成排布置的径向板(6a)和所述轴向穿孔(7)的系统形成，所述轴向穿孔由筛网和/或钢丝绒和/或多孔物质形成。