CN109595418B - 一种抗冲蚀三通管接头 - Google Patents

Abstract

本发明属于三通管技术领域，尤其涉及一种抗冲蚀三通管接头，包括：三通本体和设于所述三通本体内壁上的抗冲蚀结构体；所述抗冲蚀结构体与所述三通本体的内壁一体成形；其中，所述三通本体包括：主输送管道、第一分支管道和第二分支管道；所述第一分支管道与所述第二分支管道结构相同；所述抗冲蚀结构体包括槽形结构和凸包形结构；所述槽形结构分布于所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道各自的内壁上；所述凸包形结构分布与所述述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道之间交汇处的内壁上。在三通管内部设有整流球，用于改变流体流向，来进一步降低冲蚀能量。本发明提供的三通管接头不仅结构简单，而且抗冲蚀性能优异。

Description

一种抗冲蚀三通管接头

技术领域

本发明属于三通管技术领域，尤其涉及一种抗冲蚀三通管接头。

背景技术

管接头是管道系统中重要的连接件，起到管道间的直通连接、变向连接、分流连接、变径连接以及实现管道局部加强和特殊连接等作用。金属管接头是石油、化工、核电重大设备管路系统中用于连接相互垂直或交叉成一定角度的管道的重要零件，应用量极大，使用范围特别广。其应用范围涵盖包括水利水电领域，消防系统领域，石油天然气等高压传输领域乃至核电工程领域与航空航天领域等关乎民生甚至国家安全领域。随着工业技术的高速发展，各领域对管接头的使用性能的要求越来越高，特别是核电、航天领域等极端环境下所使用的管接头，对其性能要求更为苛刻。在管道输送中，尤其是气体输送环境下，易掺杂一些固体颗粒，高速气流携带固体小粒子会对三通管道造成严重的冲蚀磨损，影响气体输送的效率，若造成接头穿孔气体泄漏，将会威胁人的生命健康。

经过检索，中国实用新型专利申请号CN201720546719.4，授权了《一种新型耐磨三通管》，该方法采用曲边三角形内壁的陶瓷内胆，壁厚的一侧与管口相对应，提高了该实用新型的耐冲击和耐磨性能，延长了使用寿命；同时，整流板的使用，可对输送料起到整流作用，防止输送料的堵塞，同时通过整流减少对陶瓷内胆的压力和冲击。

中国实用新型专利申请号CN201620927081.4，授权了《一种用于高温高压条件使用的耐磨三通》，该耐磨三通是以金属为基体，内为刚玉质高耐磨里衬，耐高温、耐磨损、耐腐蚀。抗热冲击能力强，机械加工性能好。可在850℃以下，8MPa以下使用。

以上专利虽然一定程度上增加了三通管的耐磨性，但均存在制造成本高，工艺复杂的缺点，存在一定局限，不符合环保理念。本专利具有制造成本低，加工方便，适用面广的特点。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种抗冲蚀三通管接头解决了现有技术中三通管接头结构复杂，抗冲蚀性能低等技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种抗冲蚀三通管接头，包括：三通本体和设于所述三通本体内壁上的抗冲蚀结构体；

所述抗冲蚀结构体与所述三通本体的内壁一体成形；

其中，所述三通本体包括：主输送管道、第一分支管道和第二分支管道；

所述第一分支管道与所述第二分支管道结构相同；

所述抗冲蚀结构体包括槽形结构和凸包形结构；

所述槽形结构分布于所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道各自的内壁上；

所述凸包形结构分布与所述述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道之间交汇处的内壁上。

优选地，所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道的外端上均套设有法兰盘；

所述法兰盘上设有连接通孔；

所述所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道的内壁面均设有耐磨硬铬镀层；

所述耐磨硬铬镀层的厚度为20μm。

优选地，所述主输送管道的内径自外端至三管交汇处的末端内径呈逐渐增大趋势；

末端处的内径为外端处内径的1.5倍。

优选地，所述槽形结构为V形槽；

所述凸包结构为半球形凸包。

优选地，所述V形槽的横截面为正三角形；

所述正三角形的边不小于5mm；

所述半球形凸包的半径为2-5mm。

优选地，所述正三角形的边为10mm；

所述半球形凸包的半径为3mm。

优选地，相邻两槽形结构的间距与所述槽形结构的槽宽相等；

相连两凸包结构的间距不小于2mm；

所述槽形结构体呈螺旋形布置于所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道各自的内壁上；

所述V形槽的槽内壁上设有波浪形条纹。

优选地，所述三通本体的材质成分包括：铁、铬、镍、碳、钙和硅；

其中重量组分为：铁95、铬2、镍1、碳0.8、钙0.5和硅0.7。

优选地，所述槽形结构的底部还设有减震结构。

优选地，所述减震结构包括多个微型锥体；

所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道之间通过圆弧过渡连接；

所述过渡圆弧的半径为内端处内径的0.2倍；

所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道之间交汇处的内部空间设有整流球；

所述整流球的直径为所述内端处内径的0.5倍；

所述整流球通过三个支撑杆与所述三通管本体连接；

三个所述支撑杆的杆直径均为所述内端处内径的0.1倍；

所述整流球、三个所述支撑杆和所述三通管本体为一体成形结构；

三个所述支撑杆之间相互的夹角均为120°；

三个所述支撑杆和整流球被所述三通管本体的中性面平分。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明提供的一种抗冲蚀三通管接头，在三通管道内壁设置V形槽结构，在交汇处设置凸包结构，改变了边界层流动状态，增加了粒子与V形槽结构或凸包结构的碰撞反射，同时整流球用于改变流体流向，来进一步降低冲蚀能量。极大的降低了固体粒子冲击表面的能量与概率，节约了生产成本，提高生产效率，同时降低管道震动，提高使用寿命，具有环保理念。

附图说明

图1为本发明提供的一种抗冲蚀三通管接头的立体结构示意图；

图2为本发明提供的一种抗冲蚀三通管接头的正视图；

图3为本发明提供的一种抗冲蚀三通管接头的内壁结构示意图；

图4为本发明提供的一种抗冲蚀三通管接头的V形槽的局部放大示意图；

图5为本发明提供的一种抗冲蚀三通管接头的凸包结构的局部放大示意图。

【附图标记说明】

1：主输送管道；

2：第一分支管道；

3：凸包形结构；

4：槽形结构；

5：连接通孔；

6：法兰盘；

7、支撑杆；

8、整流球。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

如图1-图3所示：本实施例公开了一种抗冲蚀三通管接头，包括：三通本体和设于所述三通本体内壁上的抗冲蚀结构体。

本实施例中所述的抗冲蚀结构体与所述三通本体的内壁一体成形。

其中，所述三通本体包括：主输送管道1、第一分支管道2和第二分支管道。

所述第一分支管道1与所述第二分支管道结构相同。

所述抗冲蚀结构体包括槽形结构4和凸包形结构3。

所述槽形结构4分布于所述主输送管1道、第一分支管道2和第二分支管道各自的内壁上。

所述凸包形结构3分布与所述述主输送管道1、第一分支管道2和第二分支管道之间交汇处的内壁上。

应说明的是：本实施例中所述的主输送管道1、第一分支管道2和第二分支管道的外端上均套设有法兰盘6；

所述法兰盘6上设有连接通孔5。

所述所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道的内壁面均设有耐磨硬铬镀层；所述耐磨硬铬镀层的厚度为20μm。

本实施例中所述主输送管道1的内径自外端至三管交汇处的末端内径呈逐渐增大趋势。末端处的内径为外端处内径的1.5倍。同时结合表面的V形槽结构，可以减缓气流的速度，降低冲蚀破坏。

具体地，本实施例中所述的槽形结构4为V形槽；所述凸包结构3为半球形凸包。

具体地，所述V形槽的横截面为正三角形；所述正三角形的边不小于5mm；所述半球形凸包的半径为2-5mm。

应说明的是：本实施例中所述的所述正三角形的最优边为10mm；同理，所述半球形凸包的半径为3mm。

本实施例中相邻两槽形结构4的间距与所述槽形结构4的槽宽相等；相连两凸包结构3的间距不小于2mm。在这样的间距下能够达到最好的抗冲蚀性能。

本实施例中所述槽形结构体4呈螺旋形布置于所述主输送管道1、第一分支管道2和第二分支管道各自的内壁上；所述V形槽的槽内壁上设有波浪形条纹。

本实施例中所述的三通本体的材质成分包括：铁、铬、镍、碳、钙和硅；

其中重量组分为：铁95、铬2、镍1、碳0.8、钙0.5和硅0.7。

详细地，钙和硅加强了金属材料的耐腐蚀效果，其它元素的相互作用使金属的耐滑动摩损、磨料磨损和抗冲蚀磨损性能好，提高使用寿命，具备安全性好的特性。

最后，应说明的是：本实施例中所述的槽形结构4的底部还设有减震结构。

具体地，所述减震结构包括多个微型锥体；所述主输送管道1、第一分支管道2和第二分支管道之间通过圆弧过渡连接。

所述过渡圆弧的半径为内端处内径的0.2倍；所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道之间交汇处的内部空间设有整流球8；所述整流球8的直径为所述内端处内径的0.5倍。

所述整流球8通过三个支撑杆7与所述三通管本体连接；三个所述支撑杆7的杆直径均为所述内端处内径的0.1倍；所述整流球8、三个所述支撑杆7和所述三通管本体为一体成形结构。

三个所述支撑杆7之间相互的夹角均为120°；三个所述支撑杆7和整流球8被所述三通管本体的中性面平分。

如图1所示的一种三通管接头，包括三通本体，其中有变径的主输送管道1为进口，两侧平行的分支管道为出口。

本实施例中的主输送管1、第一分支管道2和第二分支管道的的外端均套设有法兰盘6，这里的法兰盘上设有连接通孔5。这里的法兰盘6起到连接件的功能。下述的主输送管道1、第一分支管道2和第二分支管道由管道统称。管道内壁有凹槽结构，交汇处布置有凸包。

本实例在每个管道的外端均布置法兰盘6，具有拆装方便的优点。

入口端设置为管道直径逐渐增大，将入口端面直径与末端端面直径之比控制在2～5之间，同时结合表面的V形槽结构，可以减缓气流的速度，降低冲蚀破坏。这里的入口端是指主输送管道1。

根据管道的直径特性，将其内部的V形槽特征尺寸定为10mm，交汇处的凸包为半球体，如图5所示，半径尺寸R定为3mm。

关于制造本实施例中的抗冲蚀三通管接头的过程，详细如下：首先采用铸造加工工艺制造如图3和图4所示，具有内部抗冲蚀壁面、整流球，交汇处圆弧过渡连接的三通管道，其中V型槽特征尺寸D为10mm，凸包半径尺寸R为3mm，然后去除毛刺与飞边。采用焊接工艺将法兰盘6焊接在管道端部，焊接完成后进行水压测试，获得本实施例中所述的抗冲蚀三通管连接头。

最后应说明的是：在三通管的内壁面使用电镀工艺，镀上一层耐磨硬铬镀层，镀层厚度为20μm。

在三通管中心设置整流球8，整流球8与其固定结构采用铸造方法与三通管主体一并制造，同时其表面上也镀硬铬镀层。整流球8的作用为改善流体的流动轨迹，同时降低其碰撞壁面的速度，达到提高抗冲蚀性能的目的。

其中整流球8的直径为内端处内径的0.5倍，整流球8的支撑杆7直径为内端处内径的0.1倍，三个支撑杆7之间角度为120度，并且杆与球被三通管的中性面平分。

本实施例提供的具有特殊结构的三通管接头的抗冲蚀性能相比现有技术中的产品提高了25％-35％。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理，这些描述只是为了解释本发明的原理，不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种抗冲蚀三通管接头，其特征在于，包括：三通本体和设于所述三通本体内壁上的抗冲蚀结构体；

所述抗冲蚀结构体与所述三通本体的内壁一体成形；

其中，所述三通本体包括：主输送管道、第一分支管道和第二分支管道；

所述第一分支管道与所述第二分支管道结构相同；

所述抗冲蚀结构体包括槽形结构和凸包形结构；

所述槽形结构分布于所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道各自的内壁上；

所述凸包形结构分布与所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道之间交汇处的内壁上；

所述主输送管道的内径自外端至三管交汇处的末端内径呈逐渐增大趋势；

所述槽形结构为V形槽；

所述V形槽的槽内壁上设有波浪形条纹。

2.根据权利要求1所述的三通管接头，其特征在于，

所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道的外端上均套设有法兰盘；

所述法兰盘上设有连接通孔；

所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道的内壁面均设有耐磨硬铬镀层；

所述耐磨硬铬镀层的厚度为20μm。

3.根据权利要求2所述的三通管接头，其特征在于，

所述主输送管道的末端处的内径为所述主输送管道的外端处内径的1.5倍。

4.根据权利要求3所述的三通管接头，其特征在于，

所述凸包结构为半球形凸包。

5.根据权利要求4所述的三通管接头，其特征在于，

所述V形槽的横截面为正三角形；

所述正三角形的边不小于5mm；

所述半球形凸包的半径为2-5mm。

6.根据权利要求5所述的三通管接头，其特征在于，

所述正三角形的边为10mm；

所述半球形凸包的半径为3mm。

7.根据权利要求6所述的三通管接头，其特征在于，

相邻两槽形结构的间距与所述槽形结构的槽宽相等；

相连两凸包结构的间距不小于2mm；

所述槽形结构体呈螺旋形布置于所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道各自的内壁上。

8.根据权利要求7所述的三通管接头，其特征在于，所述三通本体的材质成分包括：铁、铬、镍、碳、钙和硅；

其中重量组分为：铁95、铬2、镍1、碳0.8、钙0.5和硅0.7。

9.根据权利要求1-8任一项所述的三通管接头，其特征在于，

所述槽形结构的底部还设有减震结构。

10.根据权利要求9所述的三通管接头，其特征在于，所述减震结构包括多个微型锥体；

所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道之间通过过渡圆弧连接；

所述过渡圆弧的半径为内端处内径的0.2倍；

所述主输送管道、第一分支管道和第二分支管道之间交汇处的内部空间设有整流球；

所述整流球的直径为所述内端处内径的0.5倍；

所述整流球通过三个支撑杆与所述三通管本体连接；

三个所述支撑杆的杆直径均为所述内端处内径的0.1倍；

所述整流球、三个所述支撑杆和所述三通管本体为一体成形结构；

三个所述支撑杆之间相互的夹角均为120°；

三个所述支撑杆和整流球被所述三通管本体的中性面平分。

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