CN108869943A - 一种减振型节流装置 - Google Patents

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刘元霖
陈瑞克
王进军
郑冠捷
袁瑞山
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    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
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    • F16L55/027—Throttle passages

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Abstract

本发明公开了一种减振型节流装置，包括管壁以及节流通道，节流通道设置在管壁的内侧，顺着介质流向，节流通道的入口段为通流面积逐渐缩小的回转曲面，节流通道出口段为通流面积逐渐增大的回转曲面；沿着流体经过的路径上，节流通道至少设置有一组；流体介质流经渐缩型入口时，压力逐渐增大，不会发生剧烈的压力变化，流动稳定，流体介质从渐开型出口流出，压力逐渐减小，产生涡流小，同时减少高压流体介质对节流通道的冲蚀，不产生严重的空化现象有效降低管道振动和噪声。

Description

一种减振型节流装置
技术领域
本发明属于高压水汽输送管道领域，具体涉及一种减振型节流装置。
背景技术
传统的节流装置通常为节流孔板，这种节流装置在节流过程中特别是孔板前后压差太大的时候容易使管道产生较大的振动，并时常伴随有刺耳的噪音产生。
节流孔板前为锐角结构，介质通流断面面积突变，阻力系数过大，造成该位置介质能量损耗过大，损耗的能量很大一部分转化成了管道振动的动能；节流孔板后管道介质流动扰动强烈，特别是当孔板前后压差过大，对于液体介质在介质通过孔板后常伴随有相变、闪蒸或汽蚀；对于气体介质由于孔板后压力变低，介质比容急剧增加，流速加快导致流场的雷诺数急剧变大，紊流剧烈，这些都将引起管道振动增强。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种减振型节流装置，管道内的节流通道入口处采用渐缩型横截面，出口处采用渐开型横截面，使得节流通道的节流面积不发生突变，避免节流通道的下游产生强烈的扰动。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种减振型节流装置，包括管壁以及节流通道，节流通道设置在管壁的内侧；顺着介质流向，节流通道的入口段为通流面积逐渐缩小的回转曲面，节流通道的出口段为通流面积逐渐增大的回转曲面；沿着流体经过的路径上，节流通道至少设置有一组。
入口段回转曲面的母线类型为抛物线、双曲线或弧线，出口段回转曲面的母线类型为抛物线、双曲线或弧线。
节流通道的入口端面横截面小于节流通道的出口端面的横截面。
节流通道所在管道为变径管，节流通道的入口设置在小管径一端，节流通道的出口设置在大管径一端。
节流通道所在管道的两端固定连接有法兰盘，节流通道所在管道与其他管道或设备采用法兰盘连接。
在节流通道的出口设置有偏心节流孔板，偏心节流孔板上开设有若干偏心孔，所述偏心孔的圆心位于同一个圆。
偏心节流孔板与管道内壁焊接固定。
节流通道中通流面积最小段的长度大于节流通道的入口段长度和节流通道的出口段长度。
管道的管壁和节流通道一体化加工而成，节流通道处的管壁厚度最大值不超过管道壁厚的1.5倍；节流通道通流面积最小处的外壁设置为弧形外壁，所述弧形外壁设置有加强筋。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：流体介质流经渐缩型入口时，压力逐渐增大，不会发生剧烈的压力变化，流动稳定，流体介质从渐开型出口流出，压力逐渐减小，产生涡流小，同时减少高压流体介质对节流通道的冲蚀，不产生严重的空化现象有效降低管道振动和噪声。
进一步的，在节流通道下游设置偏心节流通道，能够有效降低管道中产生的涡流与空化现象，实现节流降压的作用，避免管道产生高频振动。
附图说明
图1为入口和出口曲面母线均为双曲线的节流通道示意图。
图2为入口曲面母线为抛物线和出口曲面母线为双曲线的节流通道示意图。
图3为去掉图1中节流通道最小处管壁部分材料示意图。
图4为去掉图2中节流通道最小处管壁部分材料示意图。
图5为与图1曲面类型相同的入口处管道直径小于出口处管道直径节流通道示意图。
图6为与图2曲面类型相同的入口处管道直径小于出口处管道直径节流通道示意图。
图7与图3曲面类型相同的入口处管道直径小于出口处管道直径节流通道示意图。
图8与图4曲面类型相同的入口处管道直径小于出口处管道直径节流通道示意图。
图9为图3和图4所示节流通道组成两段节流通道示意图。
图10为图7和图8所示节流通道组成两段节流通道示意图。
图11为两段图4所示节流通道组成的节流通道示意图。
图12为两段图8所示节流通道组成的节流通道示意图。
图13为图1所示节流通道的最小通流段延长的节流通道示意图。
图14为图2所示节流通道的最小通流段延长的节流通道示意图。
图15为图3所示节流通道的最小通流段延长的节流通道示意图。
图16为图4所示节流通道的最小通流段延长的节流通道示意图。
附图中，1-管道，2-节流通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
如图1～图16所示，一种减振型节流装置，包括管壁1以及节流通道2，节流通道2设置在管壁1的内侧，顺着介质流向，节流通道2的入口段为通流面积逐渐缩小的回转曲面，节流通道2的出口段为通流面积逐渐增大的回转曲面；节流通道2的入口段和节流通道2的出口段形成一组，所述一组节流通道为一段节流通道，沿着流体经过的路径上，节流通道至少设置有一组；入口段回转曲面的母线类型为抛物线、双曲线或弧线，出口段回转曲面的母线类型为抛物线、双曲线或弧线；节流通道2的入口端面横截面小于节流通道的出口端面的横截面；
节流通道2中通流面积最小段的长度既大于节流通道2的入口段长度，又节流通道2的出口段长度。
作为本发明的一个实施例，节流通道2所在管道为变径管，节流通道的入口设置在小管径一端，节流通道的出口设置在大管径一端。
节流通道2所在管道的两端固定连接有法兰盘，节流通道2所在管道与其他管道或设备采用法兰盘连接。
作为本发明的一个可选实施例，沿着介质流向，在节流通道2的出口设置有偏心节流孔板，偏心节流孔板上开设有若干偏心孔，所述偏心孔的圆心位于同一个圆；偏心节流孔板与管道内壁焊接固定。
管壁1和节流通道2一体化加工而成，节流通道2的壁厚最大值不超过管道壁厚的1.5倍；节流通道2通流面积最小处的外壁设置为弧形外壁，所述弧形外壁设置有加强筋，避免由于其外壁的弧形凹面中应力集中导致节流通道管壁过早出现缺陷。
现对传统的节流装置改进，改进后节流孔板的轴向截面如图1和图2所示：
虑节流装置的自重因素，在管道管径比较大时，在该节流件中间管壁比较厚的地方可以根据实际情况在满足设计壁厚的条件下适当地挖出部分以减少管件自重，如图3、图4所示。
顺着介质流动方向，节流孔板入口处有渐缩型回转曲面，出口处有渐扩型的曲面。具体曲面线型选择和出入口内径以及节流孔最小内径的选择需要根据实际介质的特性、流量、前后压力以及温度参数综合考虑选取。孔板内表面推荐曲面有：椭圆曲面、双曲面、抛物面以及圆弧曲面；对于气体介质，考虑节流前后介质比容变大的因素，可以将出口口径选取得比入口口径大，并在出口相应配上大规格的管道，如图5～图8所示。
据压力变化的需要，本发明设计成多级节流装置的型式，其典型结构如图9～图12所示。
当节流件前后压差较大，需要介质通过节流装置有更大的压降时，采用加长节流通道中孔径最小部分以增大节流通道阻力系数；孔径最小部分的长度根据管壁1以及介质的工作参数选取，典型结构如图13～16所示。

Claims (9)

1.一种减振型节流装置，其特征在于，包括管壁(1)以及节流通道(2)，节流通道(2)设置在管壁(1)的内侧；顺着介质流向，节流通道(2)的入口段为通流面积逐渐缩小的回转曲面，节流通道(2)的出口段为通流面积逐渐增大的回转曲面；沿着流体经过的路径上，节流通道(2)至少设置有一组。
2.根据权利要求1所述的减振型节流装置，其特征在于，入口段回转曲面的母线类型为抛物线、双曲线或弧线，出口段回转曲面的母线类型为抛物线、双曲线或弧线。
3.根据权利要求1所述的减振型节流装置，其特征在于，节流通道(2)的入口端面横截面小于节流通道的出口端面的横截面。
4.根据权利要求1所述的减振型节流装置，其特征在于，节流通道(2)所在管道为变径管，节流通道的入口设置在小管径一端，节流通道的出口设置在大管径一端。
5.根据权利要求1所述的减振型节流装置，其特征在于，节流通道(2)所在管道的两端固定连接有法兰盘，节流通道(2)所在管道与其他管道或设备采用法兰盘连接。
6.根据权利要求1所述的减振型节流装置，其特征在于，沿着介质流向，在节流通道的出口设置有偏心节流孔板，偏心节流孔板上开设有若干偏心孔，所述偏心孔的圆心位于同一个圆。
7.根据权利要求1所述的减振型节流装置，其特征在于，偏心节流孔板与管道内壁焊接固定。
8.根据权利要求1所述的减振型节流装置，其特征在于，节流通道(2)中通流面积最小段的长度大于节流通道(2)的入口段长度和节流通道(2)的出口段长度。
9.根据权利要求1～8任一项所述的减振型节流装置，其特征在于，管道的管壁(1)和节流通道(2)一体化加工而成，节流通道(2)处的管壁厚度最大值不超过管道壁厚的1.5倍；节流通道(2)通流面积最小处的外壁设置为弧形外壁，所述弧形外壁设置有加强筋。
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