CN109737262A - 阶梯迷宫型节流件 - Google Patents

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陆道纲
宋怡
宋英杰
周培德
周志伟
刘光耀
钟达文
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Abstract

本发明公开了属于热泵系统领域的一种阶梯迷宫型节流件；包括：圆形管道和节流板组，其中若干节流板组顺序安装于圆形管道内，且都垂直于圆形管道的轴线；节流板组由两块厚度相同的节流板组成，两块节流板相对设置且两块节流板间设置有弦面通道；各弦面通道呈阶梯状设置，当流体流过时，各临近节流板组的上节流板之间和下节流板之间分别形成漩涡。本发明在同侧两块节流板间形成的漩涡消耗了大量能量，既能保证沿管道轴向方向的流速较低从而减小节流板的振动，又能保证沿管道径向方向的流速较低从而减少对节流板的冲刷，广泛地应用于核电、化工、冶金、食品加工、采矿等其他领域。

Description

阶梯迷宫型节流件
技术领域
本发明属于热泵系统技术领域，具体为一种阶梯迷宫型节流件。
背景技术
在核电站的各管道系统中，节流件有着广泛的应用。在核电站的闭式循环回路中，如果流体到达某些重要设备前的压力过大，将会对设备产生巨大的冲击力进而减小设备的使用寿命。因此，在核电站的管道系统中，需要安装节流件来减少流体的压力。但是，流体流经节流件时，在压力降低的同时，必然对节流板产生冲刷与振动，过度的冲刷与振动会减少节流件的使用寿命。为了延长节流件的使用寿命，需要保证节流件的结构能够使在节流件内部的流体流速降低。因此需要设计一种节流件形式，使得在能实现较大压降的前提下，节流件内部流体的流速也尽可能地低。
鉴于此，需要一种既能保证沿管道轴向方向的流速较低从而减小节流板的振动，又能保证沿管道径向方向的流速较低从而减少对节流板的冲刷，并且能达到降低压力的目的。
发明内容
针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种阶梯迷宫型节流件，其特征在于，包括：圆形管道和节流板组，其中若干节流板组顺序安装于圆形管道内，且都垂直于圆形管道的轴线；节流板组由两块厚度相同的节流板组成，两块节流板相对设置且两块节流板间设置有弦面通道；节流板板厚为圆形管道内径的9％～11％；各弦面通道呈阶梯状设置，且相邻弦面通道的间距等于节流板板厚的0％-350％。
当流体流过时，各临近节流板组的上节流板之间和下节流板之间分别形成漩涡。
所述若干节流板组的数量在5～7组之间，且若干节流板组中最上端和最下端节流板的弦高＝圆形管道内径的65％-75％。
节流板组包括上节流板、下节流板和弦面通道，上节流板和下节流板上都开有弓形孔，上节流板弦面和下节流板弦面间形成一条弦面通道。
所述弦面通道的厚度为节流板板厚的0-100％。
所述上节流板和下节流板的间距为节流板板厚的200％。
所述若干节流板组中最下方节流板组内的下节流板通过可拆卸安装于圆形管道内。
本发明的有益效果在于：
1.本发明在同侧两块节流板间形成漩涡，消耗了大量能量，从而既能保证沿管道轴向方向的流速较低从而减小节流板的振动，又能保证沿管道径向方向的流速较低从而减少对节流板的冲刷，并且能达到降低压力的目的。
2.本发明是节流板形式的，易于加工。
3.当工作结果与预期结果有误差时，只需改变本发明中第一块板的高度即可，省时省力。
4.当本发明应用于核电站的各管道系统中时，既能较好控制流速又能达到降压目的，且可以广泛地应用于化工、冶金、食品加工、采矿等其他领域。
附图说明
图1为本发明一种阶梯迷宫型节流件实施例的剖面图；
图2为图1在A-A断面的断面图；
图3为图1在B-B断面的断面图；
图4为本发明实施例的应用简图；
图5为本发明实施例的数值模拟结果流线图。
其中：1-圆形管道，2-节流板组，3-流量计，4-差压计，5-泵，201-上节流板，202-下节流板，203-弦面通道。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示的本发明实施例，包括：圆形管道1和节流板组2，其中若干节流板组2顺序安装于圆形管道1内，且都垂直于圆形管道1的轴线；节流板组2由两块厚度相同的节流板组成，两块节流板相对设置且两块节流板间设置有平行于圆形管道1轴线的弦面通道203；节流板板厚约为圆形管道1内径的10％；
各弦面通道203呈阶梯状设置，且相邻弦面通道203的间距为：板厚的0％-350％；
节流板组2的数量在5～7组之间，且若干节流板组2中最上端和最下端节流板(最上方节流板组中的上节流板201和最下方节流板组中的下节流板202)的弦高h＝圆形管道1内径的65％-75％；
圆形管道1的内径为60mm～200mm，圆形管道1的壁厚参照无缝钢管的国标标准GB/T8163-1999；
在本实施例中，圆形管道1横截面的内径为123mm，管道壁厚为6mm，材料为不锈钢；
在本实施例中，每块节流板厚度为10mm，材料为不锈钢；
在本实施例中，包括五组节流板组2即十块节流板，由下至上各节流板的弦高h分别为：145mm、53mm、112mm、78mm、95mm、105mm、63mm、127mm、49mm和146mm；
如图2和图3所示的节流板组2包括上节流板201、下节流板202和弦面通道203，上节流板201和下节流板202板厚相同且上节流板201和下节流板202上都开有弓形孔，上节流板201和下节流板202相对设置且上节流板201弦面和下节流板202弦面间形成一条竖直的弦面通道203，弦面通道203的厚度为板厚的0-100％，上节流板201和下节流板202都垂直于圆形管道1的轴线且上节流板201和下节流板202的间距为板厚的200％；
当流体流过时，各临近节流板组2的上节流板201之间和下节流板202之间会分别形成漩涡；
在本实施例中，各上节流板201和下节流板202都焊接在圆形管道1内，如果在设计前对压降提出预估值和精确度，可以在加工时将最下方节流板组2中的下节流板202做成通过可拆卸连接的，当实验结果与预期结果有误差时，只需改变第一块板的高度即可。
如图4所示的本实施例应用，本实施例的圆形管道1通过管道与流量计3和泵5相连构成核电站的闭式循环回路，且在圆形管道1上下端外的管道间设置有差压计4；流量计3和泵5之间的管路还可以与稳压器相连。
在本实施例工作时；流体自下而上流入本实施例，流体的一部分沿管道两侧节流板之间的流道直接流过节流件，而在主流流体中，不断有流体流入同侧相邻节流板之间的区域，在每块节流板的前后都形成漩涡。
本实施例数值模拟的结果如图5所示，流体沿弦面通道203流过节流件时，流速本身就会相应减小；由于同侧节流板间形成了漩涡区，旋涡区使得直接流过节流件的流体流量减小，在消耗流体的能量的同时大幅减少了流速；同时，节流板将流体域切割成一个一个小部分，由于漩涡区内部会形成较低的压力，因此每部分主流流体的总压都高于同位置漩涡区的总压，总压的整体趋势也是依次减小。
所以本实施例可以在实现较大压降的前提下，保证节流件内部流体的流速尽可能地低。

Claims (7)

1.一种阶梯迷宫型节流件，其特征在于，包括：圆形管道(1)和节流板组(2)，其中若干节流板组(2)顺序安装于圆形管道(1)内，且都垂直于圆形管道(1)的轴线；节流板组(2)由两块厚度相同的节流板组成，两块节流板相对设置且两块节流板间设置有弦面通道(203)；节流板板厚为圆形管道(1)内径的9％～11％；各弦面通道(203)呈阶梯状设置，且相邻弦面通道(203)的间距等于节流板板厚的0％-350％。
2.根据权利要求1所述的一种阶梯迷宫型节流件，其特征在于，当流体流过时，各临近节流板组(2)的上节流板(201)之间和下节流板(202)之间分别形成漩涡。
3.根据权利要求1所述的一种阶梯迷宫型节流件，其特征在于，所述若干节流板组(2)的数量在5～7组之间，且若干节流板组(2)中最上端和最下端节流板的弦高＝圆形管道(1)内径的65％-75％。
4.根据权利要求1所述的一种阶梯迷宫型节流件，其特征在于，所述节流板组(2)包括上节流板(201)、下节流板(202)和弦面通道(203)，上节流板(201)和下节流板(202)上都开有弓形孔，上节流板(201)弦面和下节流板(202)弦面间形成一条弦面通道(203)。
5.根据权利要求1或4之一所述的一种阶梯迷宫型节流件，其特征在于，所述弦面通道(203)的厚度为节流板板厚的0-100％。
6.根据权利要求4所述的一种阶梯迷宫型节流件，其特征在于，所述上节流板(201)和所述下节流板(202)的间距为节流板板厚的200％。
7.根据权利要求1所述的一种阶梯迷宫型节流件，其特征在于，所述若干节流板组(2)中最下方节流板组(2)内的下节流板(202)可拆卸安装于圆形管道(1)内。
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