CN110770448B - 流体管中的无叶风扇 - Google Patents

Abstract

一种在流体管中的无叶风扇，所述无叶风扇包括：双层中空管被分成外层和内层，使得流体吸入层形成外层(8)，并且流体释放到内层(9)将中空管围绕管的周边放置在水平位置和至少一个位置；单个中空管附接外层流体入口(8)和内层流体释放(9)，其中来自内层流体释放(9)的流体流动通过单个中空管而不是两个中空管的内层。外层流体入口(8)将接收来自分离管(4)的流体。无叶风扇可引起压力和面积减小，流体力学以恒定速度或在接近单个中空管处发生。

Description

流体管中的无叶风扇

技术领域

本发明涉及物理和工程领域，具体而言，涉及流体管中的无叶风扇的设备。

背景技术

现今，各种流体管道系统都有速度增加和速度保持需求，例如通过工程计算设计的空气管道、石油管道和排斥管道等，以通过选择管道尺寸、管道安装系统、压力和速度保持设备或足以从源头到目的地推动的功率来适应特定工作。在所产生的工作中将存在差异，其具有弱点。它适合于特定的工作，但它不是通用的。另外的解决方案是增加在各个点处的液体源头的数量，以减少能够轻松控制压力的管道的长度，但是该方法对于在工业中使用成本更昂贵。另一种流行的方法是使用液体压力提升装置，但是存在缺点。源头处的压力较强，但是目的地处的压力会下降。该问题可通过在诸如涡轮风扇的管道内部添加一些装置以不断加速或维持速度来解决。通过使用管道内的风扇来增加移动或增加管道内部的速度，缺点是需要使用许多设备，产生更多的噪声并且消耗更多的能量。

专利WO 2010/109169 A2公开了一种具有涡轮或无叶风扇和发电机的装置。涡轮机位于类似管道的通道内，以输送流体，例如水、空气等，并以螺旋方式流出。这不同于本发明。流体的特性是以连续螺旋模式流出。并且当在管线中使用时，其需要比直接流动的流体更高的能量。与本发明不同，流体的方向是向前流动。

专利EP 2623328 B1公开了一种干式鼓风机。它由具有内部风扇的长管组成，以加速并将其安装在整个管线中。其具有气流、空气通道和内部加热装置，这不同于本发明。该专利具有内部加热装置和单层管类型。内部风扇的安装不能在建筑物中的管道系统中使用，因为当一个风扇出现故障时难以维护。这难以改变，因为建筑物内的管道和墙壁是封闭的。

专利WO2006/078434 A2公开了空腔中的流体运动和水运动。在空腔内使用具有风扇和马达的装置，这不同于本发明。因为该专利使用更多的设备并且使用具有螺旋桨的风扇，该螺旋桨需要更多的能量成本并且难以维护。

本发明将在本说明书中示出，其需要较少的能量并且由于具有无叶和无声音或轻声音的较少设备和风扇而易于维护。这适用于建筑工业和油气工业中的建筑或管道系统。

发明概要

本发明提供了一种在所公开的流体管中的无叶风扇。

本发明的目的是在管道内形成具有无叶风扇的特殊管道，使风扇以恒定或接近的速度沿着管道增加管道内的流体流动速度，例如空气或液体。

本发明的特性是具有无叶风扇的设备。所述无叶风扇固定到管道上，并以双壁的方式周期性放置或产生。内层是用于一般流体工业的管道。外层通过流体管道附接到内层，流体管道在相同方向上流动，用于向内层添加流体，该流体保持流体速度恒定或接近。本发明还添加了一种流体分选装置，可控制内管中的流体运动至所需形状。

附图说明

为了更全面地理解本发明及其优点，现在结合附图参考以下描述进行说明。在附图中，相同的附图标记表示相同的部分：

图1示出了基于本发明的实施例的形式1的无叶风扇和流体管路。

图2示出了基于本发明的实施例的形式2的无叶风扇、流体管和流体分选装置。

图3示出了基于本发明的中空管(1)、无叶风扇(2)的上和下无叶风扇(3)的组合。

图4示出了基于本发明的中空管(1)的内视图或截面图和无叶风扇(2)的顶视图。

图5示出了基于本发明的中空管(1)和下无叶风扇(3)的附接部件的视图。

图6示出了基于本发明的下无叶风扇(3)的内视图或截面图。

图7示出了基于本发明的具有管道的流体分选装置(16)。

图8示出了基于本发明的实施例的上无叶风扇(3)和流体分选装置(16)的内视图或截面图。

图9示出了基于本发明的实施例的形式3的流体管上的无叶风扇。

图10示出了本发明中的流体运动过程实施例的示意方框图。

具体实施方式

根据本发明的方面，在包括两层中空管的流体管中的无叶风扇被分成外层和内层。存在流体吸入到外层(8)和流体释放到内层(9)。将所述中空管围绕所述管的周边放置在水平位置中的至少一个位置处。此外，可以通过周期性地将焊接管与内层间隔开，从而在流体出口处形成焊接管，该焊接管类似于小的中空管或阻塞管。在该位置处，来自外层的流体吸入点和流体释放到内层，该内层将中空管围绕管的周边放置在水平方向上，这被称为无叶风扇。

双层中空管的发明可以以三种形式设计流体管中的风扇：1.作为无叶风扇，将附接到管道的部件分离。2.作为附接到管的无叶风扇。3.两个中空管熔化为单一管。

形式1：建造类似无叶风扇的装置，如图1所示，并且可以放置在如图2中所示的管道上，也可以放置在由空心管(1)组成的管道组成的流体分选装置中，其特征在于两个中空管，外层和内层附接在具有分离管(4)的无叶风扇(2)的顶部处，用于沿着管道输送流体，这取决于各工程领域。上无叶风扇被附接到下无叶风扇(3)，其具有用于分离的特性设计，将来自外层的流体释放到内层。将所述中空管围绕所述管的周边放置在水平的至少一个位置中。

为了考虑中空管(1)的附接和无叶风扇(2)的顶部，在图4中示出。图4的顶视图示出了当将分离管(4)转动到上部并且将中空管(1)转动到左侧时的顶视图。无叶风扇的顶部位于中间(2)，而下无叶风扇(3)位于右侧。轴线A(6)上的截面图为(7)。该特殊特性是中空管，该中空管可以突出并开口端，该开口端将相同的轴线定位到分离管(4)。当考虑圆圈B时，将看到如下细节：外层流体入口(8)和内层流体释放(9)成为无叶风扇，其由在上无叶风扇(2)的区域处的中空管(1)的一部分和下部无叶片风扇(3)的一部分组成，其保持管和分离管(4)中的流体速度恒定或接近。

考虑如图5所示的中空管(1)和上无叶风扇(2)的附接部件。图5的顶部图像描述了当转向分离管(4)到上部并且下部无刀片风扇(3)在右侧时的顶视图。轴线C(11)的截面图为(12)，其示出部件的壁。当考虑圆圈D时，下无叶风扇(3)的壁像鸟喙一样突出。曲线和最高(10)的形状在此处等待被组装到无叶风扇中。可以周期性地将流体释放处的焊接管安装到内层。其特征是既是小的中空管也是阻塞管。所述一端附接到(10)。

为了考虑如图6所示的下无叶风扇(3)，左上图像示出了下无叶风扇(3)，右侧示出了下无叶风扇(3)的顶视图。当下无刀片风扇(3)沿对称轴线E(13)切割时，图像为E-E(14)，该E-E(14)为内视图。为了考虑圆F，存在结束的中空管(15)，并且在结束的中空管(15)的表面处可以周期性地将焊接的管安装在向内层的流体释放处。其特征是既是小的中空管也是阻塞管。通过放置一条线，将小的中空管或阻塞管的另一侧附接到(10)。在放置多于一条线路的情况下，该情况是周期性的位置。适当的间隔是每个间隔线，其具有从区域(10)的周边和/或(15)一个或另一个测量的等间距或类似的间距。小的中空管或阻塞管的安装可以通过附接到上或下无叶风扇的一个内层，然后将其连接到相对的侧，或使小的中空管或阻塞管附接到一个或另一个来制造。

图7示出了在附图中示出的各种视图中的流体分选装置，并且描述了流体分选装置(16)的安装。流体分选装置(16)适合安装在下无叶风扇(3)下方。它的特性是固体附着到管道上。在各种尺寸的管(如蜂窝体(或紧密地))内部存在用于使流体充分流动的中空管。其可以设计为任何形式。适当的形式取决于流体分选装置(16)的长度和内部中空管的安装的用途。布置装置的长度随着压降而变化，并增加管内的摩擦。如果设计太短，则将不可能布置流体管线。必须相对地计算流管内部的速度和压力以及中空管尺寸。从内部中空管(17)出现的布置的外观可以在图7中的底部图像的顶视图中看到。该指定必须以多边形形式(诸如三角形和正方形等)小心地设计，因为当流体移动到不适合它时的高速时，多边形会发热。

当下无叶风扇沿着对称轴线J连接到流体分选装置时，其示出了流过通道的流体流的图像，如在左下角所示。当上无叶风扇在对称轴G处附接时，图像在右上角。在圆圈H中看到无叶风扇，其将圆圈H扩大到下方的右侧图像。

流体管道中的无叶风扇的过程被划分成2种情况，包括：

情况1：当中空管(1)、上无叶风扇(2)和下部叶片风扇(3)组装在一起时，将发生该过程。流体从具有两部分的中空管(1)流出：外层和内层。内部流体是管道系统中使用的流体。外层中的流体流入组装的无叶风扇，以保持流体的速度恒定或接近。当两个流体层从中空管(1)流动到上无叶风扇的放置时，在上和下无叶风扇组装到无叶风扇的区域处。来自外层中空管(1)的流体通过外层流体入口(8)，然后流动到内层流体释放部(9)。这导致流向下无叶风扇的流体运动。该区域中的压力减小。因此，来自内层中空管(1)的流体改为流动。这导致整个区域中的连续流。在上无叶风扇区段具有分离管(4)，来自内层中空管(1)的流体具有向分离管(4)流动的两个方向，而另一个将两段无叶风扇通过附接到其上的中空管。这使得中空管(1)中的流体的速度沿着路径是恒定的或接近的，即使在分离管(4)中也是如此。

情况2：当中空管(1)、上无叶风扇(2)、下无叶风扇(3)和流体布置装置(16)组装在一起时。该操作类似于情况1，并且当流体流过下无叶风扇并且流入安装在中空管旁边或下无叶风扇中的流体分选装置(16)中或者流动到另一个中时，流体以无叶风扇(17)的内中空管的形状布置。这使得流体在线路上顺畅流动。流体分选装置(16)可以安装在中空管(1)的所有区域中，除了外层流体入口(8)和内层流体释放部(9)，即，在内层流体释放(9)或两者之前或之后。最适当的位置是在分离管(4)附近。

形式1可以减少在上无叶风扇处的分离管(4)，用于在系统中不存在分离管的区域中使用。上无叶风扇(2)和下无叶风扇(3)可以分成两个或更多个部件，然后以与组装上无叶风扇(2)和下无叶风扇(3)相同的方式组装。

形式2是附接或熔化到管道的无叶风扇。如图9所示，即，具有与来自组合件1的无叶风扇相同的特性的无叶风扇(19)的工具已经组装。这可以附接到中空管(1)或用于到中空管(1)的一些路径，或者与在图中的无叶风扇的两侧都连接。所述中空管(18)具有底座。形式2适合于在没有分离管(4)的情况下安装。它可以使管道中的流体速度保持恒定或接近。更高的压力在流体源头处进行传输。在管道端部中的开始压力和较小压力下将存在高压。它还节省了更多的能量。

形式3将两层中空管形成为单一管。其看起来与图9相同。不同之处在于无叶风扇和中空管的模具实现在一起，成为具有相同过程的长管道。

除了上述三种形式之外，它们也可应用于一个单一的中空管。

形式4是附接到具有上述工艺的无叶风扇的单个中空管，即，其具有外层流体入口(8)和内层流体释放(9)，其中来自内层流体释放(9)的流体流经单个中空管而不是两个中空管的内层。并且外层流体入口(8)将不从两个中空管的外层接收流体，但是将接收来自不是单一中空管的分离管的流体。来自无叶风扇的流体将经流体进口进入到单个中空管中的流体释放点。因此，单个中空管内部的流体向前移动。这导致此处压力降低。当密度较低时，来自高压区域的流体流动位移。流体动力学以恒定速度或接近于单个中空管发生。

图10是描述整个系统的流体运动过程实施例的示意方框图，包括：

流体从流体源(100)通过管道(101)流动，其中在图中的线图像表示为整个管道。当流体进入管(101)时，流体将具有恒定的速度或接近来自流体源(100)的速度。当流体穿过无叶风扇安装点(201)时，无叶风扇将随着流体密度变化而工作。通过(201)的流体将沿着管道流动到无叶风扇安装点(202)的点，并传递到使流体沿两个方向移动的分离管：无叶风扇安装点(203)和终点(304)，这使得无叶风扇(202)附近的区域改变密度。这使得无叶风扇(202)释放额外的流体，以使来自阻塞管的流体加速流动，以保持两个分离管的速度恒定或接近。因此，分成端点(304)的管道具有恒定的速度或接近来自流体源(100)的速度。流过管道到无叶风扇安装点(203)的流体将沿着管道(203)进一步流动。管道中的流体将具有恒定或接近的速度并且流动到无叶风扇安装点(204)。流体通过管线流动到分离管2路。存在与图的底部分开的端点(301)。分成端点(301)的流体将具有恒定或接近的速度。无叶风扇(201)、(202)、(203)和(204)使流体在管道中保持速度恒定或接近。另一种方式是流体流入分离管并流动到无叶风扇安装点(205)，并且当流体通过(205)到形成为双向结的分离管。存在端点(303)和无叶风扇安装点(206)。行进到端点(303)的分离管将在整个管道中具有恒定的速度。即使管的角度再次分裂。因为无叶风扇安装点(205)在该安装点更快地分配密度常数之前将提供额外的流体和流体。流动到无叶风扇安装点(206)的分离管将具有恒定或接近的速度。流体从无叶风扇安装点(205)流动到无叶风扇安装点(206)，并且当流体以恒定或接近速度从流体源(100)传递(206)到终点(302)时。

在形式4的情况下，管是单个中空管。流体源(100)的情况，包括：

情况1：管(101)是单个中空管。流体源(100)被分成至少两个源，使得流体流到管(101)，并且流体在另一流体源处分离到无叶风扇。

情况2：管(101)是单个中空管。流体源(100)具有带有流体分离器管(101)的单个源和具有来自相同流体源的流体的到无叶风扇的流体管。

选择工作模式的适当性表格。图中具有无叶风扇安装。

无叶风扇安装编号	适当模式
		201	1,2,4
202	1,4
		203	1,2,4
204	1,4
		205	1,4
206	1,2,4
		201,202,203,204,205,206	3

在上表的最后一行中，可以通过熔化整个管道系统或进行部分熔融来完成形式3的熔化或形成。在熔化过程中存在多于一个无叶风扇位置。然后将每个部件熔化并组装到管道系统中。该方法不太适用于工业级，因为它需要经常改变熔化模式。

形式2具有仅适合某些安装点的缺点。因为分离管应该在无叶风扇中并且远离风扇内的流体释放。它不适于在分管系统中使用。通常总是存在分开的管道。

形式4可以与所有无叶风扇安装编号一起使用。然而，难以制造用于承载流体的分离管，并且不适合在有限区域系统中使用，会浪费资源。有必要使流体存储区域被放置到无叶风扇中，但它是不合适的。

最适合的模型是形式1，其中有多于2件无叶风扇组件被设计成组合成为上无叶风扇(2)和下无叶风扇(3)。但是以本发明的相同原理工作的组装好的系统或类似的系统。其在本发明的领域中进行计数。

“管道系统”、“管道尺寸”、“生产物料”和“流体速度”的指定取决于各种操作条件。本发明可以应用于所有类型的流体，例如空气、水、油、溶液等，因此不记录尺寸、物料和流体类型。

Claims (15)

1.一种流体管道中的无叶风扇，其包括：

双层中空管，所述双层中空管被分成外层和内层，流体从所述外层吸入，并且被释放到所述内层，使所述双层中空管围绕所述流体管道的周边水平放置在至少一个位置，

所述双层中空管附接外层流体入口(8)和内层流体释放部(9)，其中来自内层流体释放部(9)的流体流动通过所述双层中空管的内层，外层流体入口(8)将从所述双层中空管的外层接收流体；

其中，中空管的内层和外层附接在上无叶风扇(2)的顶部处，上无叶风扇(2)附接到下无叶风扇(3)，在上无叶风扇(2)处设置有与中空管垂直的分离管(4)。

2.根据权利要求1所述的流体管道中的无叶风扇，其特征在于，通过周期性地将流体出口与所述内层间隔开，在所述流体出口处形成焊接管，其中来自所述外层的流体吸入点和所述流体释放到所述内层，使所述双层中空管围绕所述流体管道的周边水平地放置。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的流体管道中的无叶风扇，其特征在于，包含安装在下无叶风扇(3)下方的流体分选装置(16)，使得所述流体分选装置(16)的特性是牢固地附接到流体管道，并且所述流体分选装置(16)的内部有各种尺寸的内部中空管，所述内部中空管布置为蜂窝形状或紧密的布置。

4.根据权利要求1或2所述的流体管道中的无叶风扇，存在来自外层的流体并且将流体释放到内层，使所述双层中空管围绕所述流体管道的周边水平放置在至少一个位置中。

5.根据权利要求1或2所述的流体管道中的无叶风扇，其中，流体分选装置(16)适合安装在所述下无叶风扇(3)下方。

6.根据权利要求1或2所述的流体管道中的无叶风扇，其中，附接或熔化到所述流体管道的无叶风扇可以附接到所述双层中空管(1)或用于通向所述双层中空管(1)的一些路径，或者与所述无叶风扇的两侧都附接。

7.根据权利要求1或2所述的流体管道中的无叶风扇，其中，将双层中空管替换为单层中空管，其中，

所述单层中空管附接外层流体入口(8)和内层流体释放部(9)，其中来自内层流体释放部(9)的流体流动通过所述单层中空管而不是所述双层中空管的内层，外层流体入口(8)将不从所述双层中空管的外层接收流体，而是将接收来自分离管的流体，其中，所述分离管不是单层中空管。

8.根据权利要求3所述的流体管道中的无叶风扇，其中所述流体分选装置(16)的安装是在所述内层流体释放部(9)之后的适当位置。

9.根据权利要求1或2所述的流体管道中的无叶风扇，其特征在于，流体在所述无叶风扇的流动过程包括：所述双层中空管(1)、所述上无叶风扇(2)和所述下无叶风扇(3)使得所述流体从所述双层中空管(1)流出，所述双层中空管具有两个部分，即，所述外层和所述内层；外层中的流体流入组装的无叶风扇，以保持流体的流速恒定或接近；当外层中的流体和内层中的流体从所述双层中空管(1)流动到上无叶风扇时，在上和下无叶风扇组装到无叶风扇的区域处；来自所述双层中空管(1)的外层的流体通过外层流体入口(8)，然后流动到内层流体释放部(9)；因此，来自所述双层中空管(1)的内层的流体改为流动；这导致整个区域中的连续流；在上无叶风扇区段具有分离管(4)，来自所述双层中空管(1)的内层的流体具有两个方向，一个流向分离管(4)，而另一个流过通过所述双层中空管(1)附接的两段无叶风扇；这使得即使在有分离管(4)的情况下，所述双层中空管(1)中的流体的速度沿着路径保持恒定或接近。

10.根据权利要求1或2所述的流体管道中的无叶风扇，其中有多于2件的无叶风扇部件被设计成组合成为所述上无叶风扇(2)和所述下无叶风扇(3)。

11.根据权利要求1或2所述的流体管道中的无叶风扇，

流体从流体源(100)通过管道(101)流动，当流体进入管道(101)时，流体将具有恒定的速度或接近来自流体源(100)的速度，当流体流经第一无叶风扇安装点(201)时，无叶风扇将随着流体密度变化而工作，通过第一无叶风扇安装点(201)的流体将沿着管道流动到第二无叶风扇安装点(202)处，并传递到使流体沿两个方向移动的分离管：第三无叶风扇安装点(203)和第四终点(304)，这使得第二无叶风扇安装点(202)附近的区域改变密度，这使得无叶风扇释放额外的流体以使来自阻塞管的流体加速流动，以保持两个分离管的速度恒定或接近；因此，分至第四终点(304)的管道具有恒定的速度或接近来自流体源(100)的速度，流过管道到第三无叶风扇安装点(203)的流体将沿着管道进一步流动，管道中的流体将具有恒定或接近的速度并且流动到第四无叶风扇安装点(204)，流体通过管道流动到分离管2路；存在第一终点(301)；分至第一终点(301)的流体将具有恒定或接近的速度；第一无叶风扇安装点(201)、第二无叶风扇安装点(202)、第三无叶风扇安装点(203)和第四无叶风扇安装点(204)使管道中的速度保持恒定或接近；另一种方式是流体流入分离管并流动到第五无叶风扇安装点(205)，并且当流体通过第五无叶风扇安装点(205)到形成双向汇合点的分离管时，存在第三终点(303)和第六无叶风扇安装点(206)，流动到第三终点(303)的分离管道将在整个管道中具有恒定的速度，即使管道的角度再次分裂，因为第五无叶风扇安装点(205)在该安装点更快地分配密度常数之前将提供额外的流体，流动到第六无叶风扇安装点(206)的分离管将具有恒定或接近的速度，流体从第五无叶风扇安装点(205)流动到第六无叶风扇安装点(206)，并且流体以恒定或接近速度从流体源(100)通过第六无叶风扇安装点(206)到第二终点(302)。

12.根据权利要求11所述的流体管道中的无叶风扇，其特征在于，流体源(100)被分成至少两个源，使得流体流到管道(101)，并且流体在另一流体源处分离到无叶风扇。

13.根据权利要求11所述的流体管道中的无叶风扇，其特征在于，流体源(100)具有带有流体分离器的管道(101)的单个源和具有来自相同流体源的流体的到无叶风扇的流体管道。

14.根据权利要求2所述的流体管道中的无叶风扇，其中小的中空管或阻塞管的安装可以通过附接到所述上无叶风扇或所述下无叶风扇的一个内层，然后将其连接到相对侧。

15.根据权利要求7所述的流体管道中的无叶风扇，其中熔融或成形可通过熔融整个管道系统或进行部分熔融而完成，而在熔融过程中存在多于一个无叶片风扇位置，则每个部件被熔融并组装到管道系统中。

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