CN111692451A - 用于管道内使用的均流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于管道内使用的均流装置，属于管道设备技术领域，均流装置包括，第一管体，内部同轴连接第二管体，第二管体内的进水端设置第一均流组件，出水端设置第二均流组件。第一管体两端内壁上设有第一连接板，第二管体两端设有与第一连接板位置对应的第二连接板，第一连接板与第二连接板之间通过弹性件连接；第一均流组件包括相互垂直设置在第二管体内的第一分流板和第二分流板，第二分流板由两分流板体组成，两分流板体同一侧端部连接，且连接端设于第二管体进水端。本发明解决了现有分流装置中主管液体流向并联管路的支管时出现部分支管流量差较大甚至断流问题，并有效保证流体流速，减小流体流动过程中的影响因素。

Description

用于管道内使用的均流装置

技术领域

本发明属于管道设备技术领域，具体涉及一种用于管道内使用的均流装置。

背景技术

随着国内外大型常规及抽水蓄能电站的兴建，压力管道作为水电站输水系统的重要组成部分，其设计理论、计算方法和施工技术均得到很大发展，抽水蓄能电站中对于抽取水体部分会采用多管抽取，例如通过三通管或四通管等进行多管抽取，最终由一总管排出抽取的水体，例如附图1所示的三通管抽取方式，但是在水体抽取过程中出水管处易出现紊动，不利于高效抽取水体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于管道内使用的均流装置，解决现有多管抽取水体过程中汇流时水头损失过大的问题，有效保证流体流速，减小流体流动过程出现紊流。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：用于管道内使用的均流装置，包括：

第一管体，第一管体内同轴连接第二管体，第二管体内的进水端设置第一均流组件，出水端设置第二均流组件。

第一管体两端内壁上设有第一连接板，第二管体两端设有与第一连接板位置对应的第二连接板，第一连接板与第二连接板之间通过弹性件连接；

其中，第一均流组件包括相互垂直设置在第二管体内的第一分流板和第二分流板，第二分流板由两分流板体组成，两分流板体同一侧端部连接，且连接端设于第二管体进水端，两分流板体上均开设有透水孔。

本发明的装置安装于三通管的出水端或者是四通管、五通管等，避免或降低对于流体从一流动管体进入另一流动管体内并且流向产生偏转而出现的水流动力影响，利用第一管体连接于上述流体从一流动管体进入另一流动管体的出水端，因为在此处水流动力影响产生变化，例如会出现出水口处压力损失不一致或者出水口处出现紊流现象等情况，在第一管体内同轴安装第二管体，大部分进入第一管体内的流体在第二管体内流动，少部分的流体从第一管体内壁与第二管体外壁空间流动，实现流体分层流动，这样利于分化各流层的流体压力，由于第一管体与第二管体内壁空间较小，在该空间内容流动的水体压力较大利于降低水体输送压力损失并且较小的流动空间避免或减小旋涡的产生，通过第一连接板和第二连接板以及弹性件实现第一管体与第二管体的连接，第二管体进水口端在受到较大水流压力的情况下沿水流流动方向拉伸弹性件，而出口端的弹性件收缩，第二管体因不同的进水流速及进水压力自主调节第二管体进水口相对第一管体进水口的间距来自主调控进水流通面积，第一分流板和第二分流板的设计对于多管混合水体进行分流操作，多股混合水流易出现较多相互缠连、大小不等的漩涡流，通过第一分流板和第二分流板对混合流体的分流减小流通量并利用透水孔进一步分散流体实现消除混合流体中的涡流，通过上述设计实现克服汇流时水头损失过大的问题，有效保证流体流速，减小流体流动过程出现紊流。

根据本发明一实施方式，两分流板体之间形成夹角α，夹角α范围为15°-35°，优选的夹角α为21°。第二分流板33截面为“V”字形，V字形的第二分流板33开口方向与第一管体内水体出水方向一致。将第二分流板的截面设计成V字形，使第一分流板和第二分流板分流通道由原来的4个变为5个，扩大分流效果，同时利用V形截面的第二分流板的斜面对流体起到引导作用，利于部分流体沿其斜面向同一方向流动实现较好的汇流。

根据本发明一实施方式，第一管体一侧端部至少设置两块以上的第一连接板，第一连接板为弧形板且与第二连接板形状对应，第一连接板与第二管体外表面具有间隙。间隙控制在2cm以内，优选0.7cm。通过报纸第一管体的一侧至少有两块以上的第一连接板用于保证第一管体与第二管体两端部的连接稳定性，第一管体同一侧的第一连接板应是均匀分布的，第一连接板与第二管体表面具有间隙的设计以及控制间隙用于避免两者形成不必要的摩擦，以及在水体冲击作用下降低第二管体与第一连接板接触几率，例如摩擦或碰撞，更进一步的将第一连接板和第二连接板形状设计成弧形板状也可降低第二连接板与第二管体接触几率。

根据本发明一实施方式，第二均流组件包括与第二管体同轴的限位套，限位套外壁与第二管体内壁之间通过连接叶板连接，连接叶板的叶面与第二管体进流方向倾斜设置，限位套两端部贯通设置。限位套内插接有转动件，经过第一均流组件的处理有效消除或减小汇合水体中的旋涡降低水体紊动强度，通过设置第二均流组件来促使管道内的流体流线变化，利于经过第一均流组件分隔的流体的快速汇合且避免紊流，通过设计的连接叶板为扇叶结构，且设置其连接方式来引导流体形成螺旋流动，利于汇流。限位套的设置用于安装转动件，利于水流冲击作用来使转动件的旋转引导水流沿螺旋流线方向流动，实现各流体的高效汇流并有效减小汇流时流体影响以及汇流造成的噪音。

根据本发明一实施方式，转动件为柱状结构，其通过轴承圈与限位套内壁连接，转动件一端部设于限位套进水端外侧且四周环绕设置导流扇叶。设于限位套外侧的转动件端面中部设有同轴的柱状体，且柱状体端部为半球状。限位套内的转动件表面环绕设置有导流副叶，转动件外径小于限位套内径，导流副叶的回转直径小于限位套内径，柱状结构的转动件可配合轴承圈安装于限位套内，转动件迎水流方向的导流扇叶在汇流的水体作用下转动，进而带动水体螺旋流动利于经过第一均流组件分隔的流体的快速汇合且避免紊流，促使管道内的流体流线变化，这样也有效避免了多股流体汇合时的噪音降低即降低管道内流体流动噪音。柱状结构的转动件端部设置成半球状用于降低水流冲击转动件造成的能量损失，也利于引导水流。

根据本发明一实施方式，第一管体出水端口连接有均流件，均流件为柱状结构，其外壁与第一管体内壁螺纹连接，均流件与第一管体连接端面开设有半通的排水通孔，均流件外壁开设有与排水通孔连通的第一均流孔，均流件外壁连接有环状结构的第一均流板，第一均流孔设于第一均流板与排水通孔进水端面之间的均流件上，第一管体排水端设置均流件的方式用于使经过第一管体的水体均匀的向外流出，具体的使其经过排水通孔并向第一均流孔向外流出，第一均流孔为环绕布设于均流件侧壁上，水体可环绕排出，根据使用需求可选择是否安装均流件。

根据本发明一实施方式，均流件出水段的端面设有均流副件，均流副件为一端面开口设置的柱状体，且开口与排水通孔连通，均流副件侧壁开设第一均流孔，均流副件外壁还连接有第二均流板，第二均流板具有与均流副件同轴连接的圆形板体，圆形板体侧边连接环套，均流副件上的第一均流孔出水方向与环套内表面对应设置。均流副件的设计用于分担排水通孔的排水压力，并且通过设置第二均流板使均流附件段排出的水体与均流件段排出水体分层，在管道内形成均匀的水流层。

根据本发明一实施方式，均流件出水端设置于法兰盘连接的通管体内，即连接管体内，用于实现液体在出水端均匀出水至所连接的管体内，有效避免流体紊流。

根据本发明一实施方式，第一管体两端部连接有法兰盘，法兰盘上开设有装配通孔，通过法兰盘和其上部的装配孔与相邻的连接管体进行连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的装置安装于三通管的出水端或者是四通管、五通管等，避免或降低对于流体从一流动管体进入另一流动管体内并且流向产生偏转而出现的水流动力影响，通过本发明所提出的设计实现克服汇流时水头损失过大的问题，有效保证流体流速，减小流体流动过程出现紊流。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是背景技术中所述的三通管示意图；

图2是本发明的用于管道内使用的均流装置结构示意图；

图3是第一均流组件结构示意图；

图4是第二连接板与第一连接板连接示意图；

图5是第一分流板和第二分流板结构示意图；

图6是第二均流组件示意图；

图7是均流件示意图；

图8是抽水试验中各试验组水头损失与流量关系图。

附图标记说明：10-第一管体；11-法兰盘；12-第一连接板；13-装配通孔；20-第二均流组件；21-连接叶板；22-限位套；23-导流扇叶；24-转动件；25-导流副叶；30-第一均流组件；31-第二管体；32-第一分流板；33-第二分流板；34-第二连接板；35-弹性件；36-透水孔；50-均流件；51-第一均流孔；52-第一均流板；53-连接管体；54-第二均流板；55-均流副件；56-排水通孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

参见图2-7所示，用于管道内使用的均流装置，包括：

第一管体10，第一管体10内同轴连接第二管体31，第二管体31内的进水端设置第一均流组件30，出水端设置第二均流组件20。

第一管体10两端内壁上设有第一连接板12，第二管体12两端设有与第一连接板12位置对应的第二连接板34，第一连接板12与第二连接板34之间通过弹性件35连接；

其中，第一均流组件30包括相互垂直设置在第二管体31内的第一分流板32和第二分流板33，第二分流板33由两分流板体组成，两分流板体同一侧端部连接，且连接端设于第二管体31进水端，两分流板体上均开设有透水孔36。

本发明的装置安装于三通管的出水端或者是四通管、五通管等，避免或降低对于流体从一流动管体进入另一流动管体内并且流向产生偏转而出现的水流动力影响，利用第一管体10连接于上述流体从一流动管体进入另一流动管体的出水端，因为在此处水流动力影响产生变化，例如会出现出水口处压力损失不一致或者出水口处出现紊流现象等情况，在第一管体10内同轴安装第二管体31，大部分进入第一管体10内的流体在第二管体31内流动，少部分的流体从第一管体10内壁与第二管体31外壁空间流动，实现流体分层流动，这样利于分化各流层的流体压力，由于第一管体10与第二管体31内壁空间较小，在该空间内容流动的水体压力较大利于降低水体输送压力损失并且较小的流动空间避免或减小旋涡的产生，通过第一连接板12和第二连接板34以及弹性件35实现第一管体10与第二管体31的连接，第二管体31进水口端在受到较大水流压力的情况下沿水流流动方向拉伸弹性件35，而出口端的弹性件35收缩，第二管体31因不同的进水流速及进水压力自主调节第二管体31进水口相对第一管体10进水口的间距来自主调控进水流通面积，第一分流板32和第二分流板33的设计对于多管混合水体进行分流操作，多股混合水流易出现较多相互缠连、大小不等的漩涡流，通过第一分流板和第二分流板33对混合流体的分流减小流通量并利用透水孔36进一步分散流体实现消除混合流体中的涡流，通过上述设计实现克服汇流时水头损失过大的问题，有效保证流体流速，减小流体流动过程出现紊流。

两分流板体之间形成夹角α，夹角α范围为15°-35°，优选的夹角α为21°。第二分流板33截面为“V”字形，V字形的第二分流板33开口方向与第一管体10内水体出水方向一致。将第二分流板33的截面设计成V字形，使第一分流板32和第二分流板33分流通道由原来的4个变为5个，扩大分流效果，同时利用V形截面的第二分流板33的斜面对流体起到引导作用，利于部分流体沿其斜面向同一方向流动实现较好的汇流。

第一管体10一侧端部至少设置两块以上的第一连接板12，第一连接板12为弧形板且与第二连接板34形状对应，第一连接板12与第二管体31外表面具有间隙。间隙控制在2cm以内，优选0.7cm。通过报纸第一管体10的一侧至少有两块以上的第一连接板12用于保证第一管体10与第二管体31两端部的连接稳定性，第一管体10同一侧的第一连接板12应是均匀分布的，第一连接板12与第二管体31表面具有间隙的设计以及控制间隙用于避免两者形成不必要的摩擦，以及在水体冲击作用下降低第二管体31与第一连接板12接触几率，例如摩擦或碰撞，更进一步的将第一连接板12和第二连接板34形状设计成弧形板状也可降低第二连接板12与第二管体31接触几率。

第二均流组件20包括与第二管体31同轴的限位套22，限位套22外壁与第二管体31内壁之间通过连接叶板21连接，连接叶板21的叶面与第二管体31进流方向倾斜设置，限位套22两端部贯通设置。限位套22内插接有转动件24，经过第一均流组件30的处理有效消除或减小汇合水体中的旋涡降低水体紊动强度，通过设置第二均流组件20来促使管道内的流体流线变化，利于经过第一均流组件30分隔的流体的快速汇合且避免紊流，通过设计的连接叶板21为扇叶结构，且设置其连接方式来引导流体形成螺旋流动，利于汇流。限位套22的设置用于安装转动件24，利于水流冲击作用来使转动件24的旋转引导水流沿螺旋流线方向流动，实现各流体的高效汇流并有效减小汇流时流体影响以及汇流造成的噪音。

转动件24为柱状结构，其通过轴承圈与限位套22内壁连接，转动件24一端部设于限位套22进水端外侧且四周环绕设置导流扇叶23。设于限位套22外侧的转动件24端面中部设有同轴的柱状体，且柱状体端部为半球状。限位套22内的转动件24表面环绕设置有导流副叶25，转动件24外径小于限位套22内径，导流副叶25的回转直径小于限位套22内径，柱状结构的转动件24可配合轴承圈安装于限位套22内，转动件24迎水流方向的导流扇叶23在汇流的水体作用下转动，进而带动水体螺旋流动利于经过第一均流组件30分隔的流体的快速汇合且避免紊流，促使管道内的流体流线变化，这样也有效避免了多股流体汇合时的噪音降低即降低管道内流体流动噪音。柱状结构的转动件24端部设置成半球状用于降低水流冲击转动件24造成的能量损失，也利于引导水流。

第一管体10出水端口连接有均流件50，均流件50为柱状结构，其外壁与第一管体10内壁螺纹连接，均流件50与第一管体10连接端面开设有半通的排水通孔56，均流件50外壁开设有与排水通孔56连通的第一均流孔51，均流件50外壁连接有环状结构的第一均流板52，第一均流孔51设于第一均流板52与排水通孔56进水端面之间的均流件50上，第一管体10排水端设置均流件50的方式用于使经过第一管体10的水体均匀的向外流出，具体的使其经过排水通孔56并向第一均流孔51向外流出，第一均流孔56为环绕布设于均流件50侧壁上，水体可环绕排出，根据使用需求可选择是否安装均流件50。

均流件50出水段的端面设有均流副件55，均流副件55为一端面开口设置的柱状体，且开口与排水通孔56连通，均流副件55侧壁开设第一均流孔51，均流副件55外壁还连接有第二均流板54，第二均流板54具有与均流副件55同轴连接的圆形板体，圆形板体侧边连接环套，均流副件55上的第一均流孔51出水方向与环套内表面对应设置。均流副件55的设计用于分担排水通孔56的排水压力，并且通过设置第二均流板54使均流附件55段排出的水体与均流件50段排出水体分层，在管道内形成均匀的水流层。

均流件50出水端设置于法兰盘11连接的通管体内，即连接管体53内，用于实现液体在出水端均匀出水至所连接的管体内，有效避免流体紊流。

第一管体10两端部连接有法兰盘11，法兰盘11上开设有装配通孔13，通过法兰盘11和其上部的装配孔与相邻的连接管体进行连接，例如用于在三通管中使用，具体安装在三通管出水端，如图1所示。

实施例2：

本发明的装置实际使用时，将其安装多通管的出水口端，具体通过法兰盘进行连接，进行必要的密封处理防止传送液体外泄，多通管体在泵体的作用下抽取水体进入总管，在多通管多股流体进入总管过程中经过本发明的装置进行均流处理，多股流体先通过第一均流组件30，大部分进入第一管体10内的流体在第二管体31内流动，少部分的流体从第一管体10内壁与第二管体31外壁空间流动，实现流体分层流动，第二管体31因不同的进水流速及进水压力自主调节第二管体31进水口相对第一管体10进水口的间距来自主调控进水流通面积，所设计的第一分流板32和第二分流板33的设计对于多管混合水体进行分流操作，设置第二均流组件20来促使管道内的流体流线变化，利于经过第一均流组件30分隔的流体的快速汇合且避免紊流，经过第二均流组件20的流体实现汇流然后进入主管体内。

实施例3：

本发明的第一均流组件30和第二均流组件20优选安装在同一第二管体31内，在考虑到传输路径过大时，可分别安装在不同段的第二管体31内；弹性件35优选采用橡胶弹簧，在长期与水体接触过程中有效避免金属弹簧腐蚀污染传输介质的问题，第二管体31优选选用金属管件但需在其内外表面进行喷涂防腐、防污涂料，当然也可选用橡胶管件作为第二管体31，第二管体31的厚度不易过大，一般控制在0.5-1.5cm内，另转动件24表面可设置导流副叶25用于提高在限位套22内流动的流体流动效果。

抽水试验：

选用总管直径为15cm，副管直径11cm的三岔管进行抽水试验，三岔管为60°三岔管。抽水使用上海产QY型油浸式潜水泵(具体型号为65-7-22，Q＝65m³/h,H＝7.0m)，具体在水池内进行抽水试验，抽取的水体重新排入水池中以便循环使用，抽取水体流量通过主管或支管上的阀门进行调节，在进出水口段分别安装液体差压计，用于获取压强。分设三组试验组测取各组的三岔管水头损失，试验组1在三岔管出水口段的管体内安装金属网作为均流器进行抽水试验，试验组2在三岔管出水口端安装本发明的均流装置，试验组3在三岔管出水口端安装本发明的均流装置但该装置不安装第一均流组件30；各试验组水头损失如图8所示，由浮体8可知三组试验组中，试验组1随管内流量的增加损失量逐步增加，特别是在流量达到20L/s时增加量明显，试验组2的结果显示管内流量的增加对水头损失影响无明显变化，试验组3的结果显示管内流量增加到10L/s时其水头损失量开始出现缓慢增加。通过上述试验可是试验组2的装置可有效降低三岔管出水端的水头损失。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.用于管道内使用的均流装置，包括：

第一管体(10)，所述第一管体(10)内同轴连接第二管体(31)，所述第二管体(31)内的进水端设置第一均流组件(30)，出水端设置第二均流组件(20)。

其特征是：所述第一管体(10)两端内壁上设有第一连接板(12)，所述第二管体(12)两端设有与第一连接板(12)位置对应的第二连接板(34)，所述第一连接板(12)与第二连接板(34)之间通过弹性件(35)连接；

其中，所述第一均流组件(30)包括相互垂直设置在第二管体(31)内的第一分流板(32)和第二分流板(33)，所述第二分流板(33)由两分流板体组成，两所述分流板体同一侧端部连接，且连接端设于第二管体(31)进水端，两所述分流板体上均开设有透水孔(36)。

2.根据权利要求1所述的用于管道内使用的均流装置，其特征在于：两所述分流板体之间形成夹角α，所述夹角α范围为15°-35°，优选的夹角α为21°。

3.根据权利要求1所述的用于管道内使用的均流装置，其特征在于：所述第一管体(10)一侧端部至少设置两块以上的第一连接板(12)，所述第一连接板(12)为弧形板且与第二连接板(34)形状对应，所述第一连接板(12)与第二管体(31)外表面具有间隙，间隙控制在2cm以内，优选0.7cm。

4.根据权利要求1所述的用于管道内使用的均流装置，其特征在于：所述第二均流组件(20)包括与第二管体(31)同轴的限位套(22)，所述限位套(22)外壁与第二管体(31)内壁之间通过连接叶板(21)连接，所述连接叶板(21)的叶面与所述第二管体(31)进流方向倾斜设置，所述限位套(22)两端部贯通设置。

5.根据权利要求4所述的用于管道内使用的均流装置，其特征在于：所述限位套(22)内插接有转动件(24)，所述转动件(24)为柱状结构，其通过轴承圈与限位套(22)内壁连接，所述转动件(24)一端部设于限位套(22)进水端外侧且四周环绕设置导流扇叶(23)。

6.根据权利要求1所述的用于管道内使用的均流装置，其特征在于：所述第一管体(10)出水端口连接有均流件(50)，所述均流件(50)为柱状结构，其外壁与第一管体(10)内壁螺纹连接，所述均流件(50)与第一管体(10)连接端面开设有半通的排水通孔(56)，所述均流件(50)外壁开设有与排水通孔(56)连通的第一均流孔(51)，所述均流件(50)外壁连接有环状结构的第一均流板(52)，所述第一均流孔(51)设于第一均流板(52)与排水通孔(56)进水端面之间的均流件(50)上。

7.根据权利要求6所述的用于管道内使用的均流装置，其特征在于：所述均流件(50)出水段的端面设有均流副件(55)，所述均流副件(55)为一端面开口设置的柱状体，且开口与排水通孔(56)连通，所述均流副件(55)侧壁开设第一均流孔(51)，所述均流副件(55)外壁还连接有第二均流板(54)，所述第二均流板(54)具有与均流副件(55)同轴连接的圆形板体，所述圆形板体侧边连接环套，所述均流副件(55)上的第一均流孔(51)出水方向与环套内表面对应设置。

8.根据权利要求1所述的用于管道内使用的均流装置，其特征在于：第一管体(10)两端部连接有法兰盘(11)，所述法兰盘(11)上开设有装配通孔(13)。

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