CN111392020B - 一种管道内扰流装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种管道内扰流装置，其包括外环组件、内环组件以及固定设置于所述外环组件和内环组件之间的扰流组件；所述外环组件包括至少两个外环本体；所述扰流组件包括若干沿周向分布的扰流叶片，所述扰流叶片两端分别与所述外环本体的内侧表面以及所述内环组件的外侧表面固定连接，且与所述管道内流体方向形成一定夹角。所述管道内扰流装置与管道内壁面抵接固定，同时设置了扰流叶片，利用其与管道内流体形成一定的夹角，实现对管道内排放的洗涤水进行扰流分散的技术目的，增大了洗涤水与海水的接触面积，加快了其稀释速度，避免了由于洗涤水排放集中导致海水局部酸值过大，影响海洋环境的问题；另外还有效减少了其对船舶螺旋桨的干扰。

Description

一种管道内扰流装置

技术领域

本发明涉及船舶工程技术领域，特别是涉及一种管道内扰流装置。

背景技术

国际海事组织(IMO)在海上环境保护委员会第70届会议(MEPC70)大会正式决定2020年1月1日开始，全球航行船舶只能使用硫含量不超过0.5％的燃油，全球现有运营船舶必须满足此要求，以减少废气中的硫化物(SOx)排放。

现有的应对措施主要有加装废气净化系统(脱硫系统)、使用低硫油燃料、改用LNG燃料等，但低硫油使用成本高、LNG改造费用高且占用大量的载货空间，加装脱硫塔为通过海水或者NaOH/Mg(OH)₂液等清洗中废气中的SOx来减少船上硫化物的排放，是现阶段较为经济的选择。安装脱硫系统后，有大量的洗涤水需要排出舷外。根据规范要求，对于排出舷外的海水，需要采取必要的措施，从而保证排放水的pH值达到规范要求。请参照图1和2，图1为现有技术中船舶管道洗涤水排放俯视示意图，图2为现有技术中船舶管道洗涤水排放侧视示意图；如图所示，对于直接的管路排放，由于自管路10内排出的洗涤水较为集中，其与周围海水接触面积较小，限制了洗涤水的扩散，导致排放区域内海水的pH值较高；同时较为集中的洗涤水具有一定的排出速度，当多条管路同时进行排放时，其排放出的排放的洗涤水会对船舶的螺旋桨造成一定的干扰，对船舶的航行造成一定的影响。

发明内容

基于此，本发明的目的在于，提供一种管道内扰流装置，其具有扰流分散、结构稳定的优点。

一种管道内扰流装置，其包括外环组件、内环组件以及固定设置于所述外环组件和内环组件之间的扰流组件；所述外环组件包括至少两个外环本体，所述外环本体用于抵接固定于管道内壁面，且沿管道内壁面周向分布；所述扰流组件包括若干沿周向分布的扰流叶片，所述扰流叶片两端分别与所述外环本体的内侧表面以及所述内环组件的外侧表面固定连接，且与所述管道内流体方向形成一定夹角。

本发明实施例所述的管道内扰流装置，其利用所述外环组件外侧与管道内壁面抵接固定，利用其产生的静摩擦力将所述管道内扰流装置固定于管道内，同时设置了扰流叶片，利用其与管道内流体形成一定的夹角，管道排放的洗涤水流经所述管道内扰流装置时，与所述扰流叶片发生碰撞，其流动方向发生变化，实现对管道内排放的洗涤水进行扰流分散的技术目的，使流体排出管道后不再具有集中的流动方向，增大了洗涤水与海水的接触面积，加快了其稀释速度，增强海水的局部缓冲作用，避免了由于洗涤水排放集中导致海水局部酸值过大，影响海洋环境的问题；另外通过对管道内排放的洗涤水的扰流，使其流动方向分散，有效减少了其对船舶螺旋桨的干扰。

进一步地，还包括有挤压紧固组件；所述内环组件包括至少两个内环本体，所述内环本体围合出一贯穿两端的第一内孔；所述挤压紧固组件包括两个挤压紧固件、紧固螺杆以及紧固螺栓；所述挤压紧固件呈锥台形结构，其较大端的外径不小于所述第一内孔的内径；所述挤压紧固件活动穿设于所述第一内孔两端，且两个挤压紧固件较小端相对设置；所述挤压紧固件内部包括有一贯穿两端的第二内孔，所述紧固螺杆依次穿设于两个挤压紧固件的所述第二内孔中，所述紧固螺栓套设于所述紧固螺杆上。

通过挤压紧固组件的设置，通过调节紧固螺栓在所述紧固螺杆上的位置，即可调整两个挤压紧固件之间的距离，当其之间的距离减小时，由于所述挤压紧固件较大端的外径大于所述第一内孔的内径，所述挤压紧固件会对所述第一内孔产生使所述第一内孔内径扩大的作用力，进一步产生使所述内环本体以及所述外环本体外径扩大的运动，所述外环本体与管道内壁面之间的作用力增大，导致其与管道内壁面之间的静摩擦力增大，使所述管道内扰流装置在管道内的固定更为牢固；反之，当两个挤压紧固件之间的距离增大时，所述外环本体产生使其外径减小的运动，所述外环本体与管道内壁面的静摩擦力减小，甚至所述外环本体外侧与管道内壁面不再抵接，所述管道内扰流装置能够轻松从管道内脱落。此设置，在不影响其固定稳定性的同时实现管道内扰流组件的简便安装及拆卸，操作方便，且不会对所述管道内扰流装置以及管道造成破坏，装置简单，可批量化生产且生产成本低，通过相应的参数调整即可适应各种尺寸的管道，进行简单加装即可实现扰流效果，无需对管道进行改装，改装成本低。

进一步地，所述第一内孔呈两端内径大中间内径小的形状，其包括水平段以及位于所述水平段两端的锥形段；所述锥形段具有与所述挤压紧固件相匹配的形状，且其内径最大处不大于所述挤压紧固件较大端的外径。所述第一内孔的设置使得所述挤压紧固件能够给予所述内环组件更加均匀的作用力，装置结构更为稳定。

进一步地，所述外环本体呈圆弧面状结构，其圆弧面与所述管道内壁面同心且所述外环本体的圆弧面半径不大于所述管道内壁面的半径；所述内环本体呈圆弧面状结构，其圆弧面与所述管道内壁面同心。所述内环本体形状的设置有助于作用力的传递，所述外环本体形状的设置有助于增大其与所述管道内壁面的接触面积，增大其与所述管道内壁面的摩擦力，使所述管道内扰流装置的固定更为稳定。

进一步地，所述外环本体圆弧面的半径与所述管道内壁面的半径相同，且所述外环组件所有外环本体圆弧面的弧度之和小于360°，进一步扩大其与所述管道内壁面的接触面积，使所述管道内扰流装置的固定更为稳定。

进一步地，所述外环本体的数目为2，其圆弧面的弧度之和为350-360°；所述内环本体的数目为2，其其圆弧面的弧度之和为350-360°，保证所述外环本体与所述管道内壁面具有足够的接触面积，使所述管道内扰流装置的固定更为稳定。

进一步地，每个外环本体圆弧面的弧度相等；所述内环本体圆弧面的弧度相等，使所述管道内扰流装置与所述管道内壁面的摩擦力分布均衡，避免由于局部受力不均导致发生滑脱的问题。

进一步地，所述扰流叶片的数目至少为4，其沿周向均匀设置，用以确保所述扰流组件的扰流效果。

进一步地，所述扰流叶片与管道内流体的方向所形成的夹角为40-80°，用以确保所述扰流组件的扰流效果，使管道内排放的流体更为分散。

进一步地，还包括有至少两个限位件，其等间距周向固定设置于管道内壁，并位于所述外环组件和扰流组件背向管道流体方向的一侧。限位件用于所述管道内扰流装置的辅助固定，能够避免所述管道内扰流装置发生意外滑脱时被管道内流体冲出。

本发明实施例所述的管道内扰流装置，其利用所述外环组件外侧与管道内壁面抵接固定，利用两者之间产生的静摩擦力将所述管道内扰流装置固定于管道内，同时设置了扰流叶片，利用其与管道内流体形成一定的夹角，对管道内排放的洗涤水进行扰流，使流体排出管道后不再具有集中的流动方向，增大了洗涤水与海水的接触面积，加快了其稀释速度，避免了由于洗涤水排放集中导致海水局部酸值过大，影响海洋环境的问题；另外通过对管道内洗涤水的扰流，使其流动方向分散，有效减少了其对船舶螺旋桨的干扰；进一步地利用挤压紧固组件的设置，通过调节紧固螺栓即可实现对所述内环组件和外环组件外径的调节，进而调节所述外环组件与管道内壁之间的静摩擦力，在不影响其固定稳定性的同时实现管道内扰流组件的简便安装及拆卸，不需要对管道进行改装即可实现对排放的洗涤水的扰流处理，并进一步加设限位件，有效避免所述管道内扰流组件发生意外滑脱而被管道内流体冲出的问题。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1为现有技术中船舶管道洗涤水排放俯视示意图；

图2为现有技术中船舶管道洗涤水排放侧视示意图；

图3为本发明实施例1所述管道内扰流装置横剖示意图；

图4为船舶管道安装本发明实施例1所述管道内扰流装置后洗涤水排放俯视示意图；

图5为船舶管道安装本发明实施例1所述管道内扰流装置后洗涤水排放侧面示意图；

图6为本发明实施例2所述管道内扰流装置结构示意图；

图7为本发明实施例2所述管道内扰流装置安装示意图；

图8为本发明实施例2所述管道内扰流装置安装横剖示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

请参照图3，图3为本发明实施例1所述管道内扰流装置横剖示意图。如图所示，本发明实施例1提供了一种管道内扰流装置，其固定设置于船舶舷外排放洗涤水的管道10内，且位于靠近出口一端；所述管道内扰流装置包括外环组件20、内环组件30以及固定设置于外环组件20和内环组件30之间的扰流组件40；外环组件20包括至少两个外环本体22，外环本体22用于抵接固定于管道10内避免，且沿管道10内壁面周向分布；扰流组件40包括若干周向分布的扰流叶片42，扰流叶片42两端分别与外环本体22的内侧表面以及内环组件30的外侧表面固定连接，且与管道10内流体方向形成一定夹角。

请参照图4和5，图4为船舶管道安装本发明实施例1所述管道内扰流装置后洗涤水排放俯视示意图；图5为船舶管道安装本发明实施例1所述管道内扰流装置后洗涤水排放侧面示意图；如图所示，本发明实施例1所述的管道内扰流装置，其利用所述外环组件外侧与管道内壁面抵接固定，利用其产生的静摩擦力将所述管道内扰流装置固定于管道内，同时设置了扰流叶片，利用其与管道内流体形成一定的夹角，管道内流体流经时与所述扰流叶片发生碰撞，其流动方向发生改变，实现了对管道内排放的洗涤水进行扰流的技术目的，使流体排出管道后不再具有集中的流动方向，增大了洗涤水与海水的接触面积，加快了其稀释速度，增强海水的局部缓冲作用，避免了由于洗涤水排放集中导致海水局部酸值过大，影响海洋环境的问题；另外通过对管道内排放的洗涤水的扰流，使其流动方向分散，有效减少了其对船舶螺旋桨的干扰。

实施例2

请参照图6-8，图6为本发明实施例2所述管道内扰流装置结构示意图，图7为本发明实施例2所述管道内扰流装置安装示意图，图8为本发明实施例2所述管道内扰流装置安装横剖示意图。如图所示，本发明实施例2提供了一种管道内扰流装置，包括外环组件20、内环组件30、固定设置于外环组件20和内环组件30之间的扰流组件40以及挤压紧固组件50。

外环组件20包括至少两个外环本体22，外环组件20包括至少两个外环本体22，外环本体22用于抵接固定于管道10内避免，且沿管道10内壁面周向分布。外环本体22可以为多种形状，只需其可与管道10内壁面抵接固定即可，作为一种优选实施方式，在本实施例中，外环本体22呈圆弧面状结构，其圆弧面与管道10内壁面同心且外环本体22的圆弧面半径不大于管道10内壁面的半径。外环本体22形状的设置有助于增大其与管道10内壁面的接触面积，增大其与管道10内壁面的摩擦力，使所述管道内扰流装置的固定更为稳定。作为一种优选实施方式，外环本体22圆弧面的半径与管道10内壁面的半径相同，且外环组件20所有外环本体22圆弧面的弧度之和小于360°，进一步优选地，外环本体22的数目为2，其圆弧面的弧度之和为350-360°，进一步扩大其与管道10内壁面的接触面积，使所述管道内扰流装置的固定更为稳定，同时，每个外环本体22圆弧面的弧度相等，使所述管道内扰流装置与管道10内壁面的摩擦力分布均衡，避免由于局部受力不均导致发生滑脱的问题。

扰流组件40包括若干周向的扰流叶片42，所扰流叶片42的数目至少为4，在本实施例中，所述扰流叶片42的数目为5，在其他实施方式中，其数目可以为更多；扰流叶片42两端分别与外环本体22的内侧表面以及内环组件30的外侧表面固定连接，且与管道10内流体方向形成一定夹角。扰流叶片42与管道10内流体方向所形成的夹角θ可根据管道不同的管径以及管道内流体的流速计算所得，在本实施例中夹角θ为40-80°，用以确保扰流组件40的扰流效果，使管道10内排放的流体更为分散。

内环组件30包括至少两个内环本体32，内环本体32围合出一贯穿两端的第一内孔34；内环本体32呈圆弧面状结构，其圆弧面与管道10内壁面同心且所述内环本体32的圆弧面半径小于管道10内壁面的半径，内环组件30所有内环本体32圆弧面的弧度之和小于360°，进一步优选地，内环本体32的数目为2，其圆弧面的弧度之和为350-360°，此设置有助于作用力的传递。

挤压紧固组件50包括两个挤压紧固件52、紧固螺杆54以及紧固螺栓56；挤压紧固件52呈锥台形结构，其包括上下两个半径不等的圆形底面以及与所述圆形底面固定连接的侧表面，其中底面半径较大的一端为较大端，底面半径较小的一端为较小端；挤压紧固件52较大端的外径不小于第一内孔34的内径；挤压紧固件52活动穿设于内环组件30的第一内孔34两端，且两个挤压紧固件52外径较小一端相对设置；挤压紧固件52包括有一贯穿两端的第二内孔58，所述紧固螺杆54依次穿设两个挤压紧固件的第二内孔58中，所述紧固螺栓56套设于所述紧固螺杆54上。

进一步优选地，第一内孔34呈两端内径大中间内径小的形状，其包括水平段342以及位于水平段342两端的锥形段344；锥形段344具有与挤压紧固件52相匹配的形状，且其内径最大处不大于挤压紧固件52较大端的外径。第一内孔34的设置使得所述挤压紧固件能够给予内环组件30更加均匀的作用力，装置结构更为稳定。

通过挤压紧固组件50以及内环组件30的设置，通过调节紧固螺栓56在紧固螺杆54上的位置，即可调整两个挤压紧固件52之间的距离，当其之间的距离减小时，由于挤压紧固件52较大端的外径大于第一内孔34的内径，挤压紧固件52会对第一内孔34产生使其内径扩大的作用力，进一步使内环本体32以及外环本体22产生外径产生外径增大的运动，外环本体22与管道10内壁面之间的作用力增大，导致外环本体22与管道10内壁面之间的静摩擦力增大，使所述管道内扰流装置在管道10内的固定更为牢固；反之，当两个挤压紧固件52之间的距离增大时，外环本体22产生使其外径减小的运动，外环本体22与管道10内壁面的静摩擦力减小，甚至外环本体22外侧与管道10内壁面不再抵接，所述管道内扰流装置能够轻松从管道10内脱落。此设置，在不影响其固定稳定性的同时实现管道10内扰流组件的简便安装及拆卸，操作方便，且不会对所述管道内扰流装置以及管道10造成破坏，装置简单，可批量化生产且生产成本低，通过相应的参数调整即可适应各种尺寸的管道10，进行简单加装即可实现扰流效果，无需对管道10进行改装，改装成本低。

作为一种优选实施方式，所述管道内扰流装置还包括有限位件60，其固定设置于管道10内壁，并位于外环组件20和扰流组件背向管道10流体方向的一侧。限位件60用于所述管道内扰流装置的辅助固定，能够避免所述管道内扰流装置发生意外滑脱时被管道10内流体冲出。进一步优选地，限位件60的数目至少为两个，其等间距周向设置于管道10内壁上，进一步避免所述管道内扰流装置发生意外滑脱时被管道10内流体冲出。

本发明实施例所述的管道内扰流装置，其利用所述外环组件外侧与管道内壁面抵接固定，利用两者之间产生的静摩擦力将所述管道内扰流装置固定于管道内，同时设置了扰流叶片，利用其与管道内流体形成一定的夹角，对管道内排放的洗涤水进行扰流，使流体排出管道后不再具有集中的流动方向，增大了洗涤水与海水的接触面积，加快了其稀释速度，避免了由于洗涤水排放集中导致海水局部酸值过大，影响海洋环境的问题；另外通过对管道内洗涤水的扰流，使其流动方向分散，有效减少了其对船舶螺旋桨的干扰；进一步地利用挤压紧固组件的设置，通过调节紧固螺栓即可实现对所述内环组件和外环组件外径的调节，进而调节所述外环组件与管道内壁之间的静摩擦力，在不影响其固定稳定性的同时实现管道内扰流组件的简便安装及拆卸，不需要对管道进行改装即可实现对排放的洗涤水的扰流处理，并进一步加设限位件，有效避免所述管道内扰流组件发生意外滑脱而被管道内流体冲出的问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种管道内扰流装置，其特征在于：包括外环组件、内环组件、挤压紧固组件以及固定设置于所述外环组件和内环组件之间的扰流组件；所述外环组件包括至少两个外环本体，所述外环本体用于抵接固定于管道内壁面，且沿管道内壁面周向分布；所述内环组件包括至少两个内环本体，所述内环本体围合出一贯穿两端的第一内孔；所述挤压紧固组件包括两个挤压紧固件、紧固螺杆以及紧固螺栓；所述挤压紧固件呈锥台形结构，其较大端的外径不小于所述第一内孔的内径；所述挤压紧固件活动穿设于所述第一内孔两端，且两个挤压紧固件较小端相对设置；所述挤压紧固件内部包括有一贯穿两端的第二内孔，所述紧固螺杆依次穿设于两个挤压紧固件的所述第二内孔中，所述紧固螺栓套设于所述紧固螺杆上；

所述扰流组件包括若干沿周向分布的扰流叶片，所述扰流叶片两端分别与所述外环本体的内侧表面以及所述内环组件的外侧表面固定连接，且与所述管道内流体方向形成一定夹角。

2.根据权利要求1所述的管道内扰流装置，其特征在于：所述第一内孔呈两端内径大中间内径小的形状，其包括水平段以及位于所述水平段两端的锥形段；所述锥形段具有与所述挤压紧固件相匹配的形状，且其内径最大处不大于所述挤压紧固件较大端的外径。

3.根据权利要求2所述的管道内扰流装置，其特征在于：所述外环本体呈圆弧面状结构，其圆弧面与所述管道内壁面同心且所述外环本体的圆弧面半径不大于所述管道内壁面的半径；所述内环本体呈圆弧面状结构，其圆弧面与所述管道内壁面同心。

4.根据权利要求3所述的管道内扰流装置，其特征在于：所述外环本体圆弧面的半径与所述管道内壁面的半径相同，且所述外环组件所有外环本体圆弧面的弧度之和小于360°。

5.根据权利要求4所述的管道内扰流装置，其特征在于：所述外环本体的数目为2，其圆弧面的弧度之和为350-360°；所述内环本体的数目为2，其其圆弧面的弧度之和为350-360°。

6.根据权利要求5所述的管道内扰流装置，其特征在于：每个外环本体圆弧面的弧度相等；所述内环本体圆弧面的弧度相等。

7.根据权利要求6所述的管道内扰流装置，其特征在于：所述扰流叶片的数目至少为4，其沿周向均匀设置。

8.根据权利要求1所述的管道内扰流装置，其特征在于：所述扰流叶片与管道内流体的方向所形成的夹角为40-80°。

9.根据权利要求1所述的管道内扰流装置，其特征在于：还包括有至少两个限位件，其等间距周向固定设置于管道内壁，并位于所述外环组件和扰流组件背向管道流体方向的一侧。

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