CN113280204A - 一种单级多孔节流孔板及节流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单级多孔节流孔板及节流装置，解决了现有技术中节流孔板存在噪音大及管道振动的问题，具有降低管道噪音和振动，且方便现场制作的有益效果，具体方案如下：一种单级多孔节流孔板，包括板体，板体具有设定的厚度且板体尺寸与管道尺寸相适配，板体开有至少两个节流孔，多个节流孔以板体的中心轴线为中心环向布置，或者多个节流孔中其中一个节流孔设于板体中心处。

Description

一种单级多孔节流孔板及节流装置

技术领域

本发明涉及火力发电厂领域，尤其是一种单级多孔节流孔板及节流装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

火力发电厂汽水管道中经常使用节流孔板作为减压元部件，在火力发电厂汽水管道零件及部件典型设计手册中能查到成品节流孔板有多级节流孔板和单级节流孔板；在火力发电厂汽水管道实际设计中可现场制作单级节流孔板，即在钢板中心钻出一个圆孔作为单级节流孔板使用。以上几种节流孔板有一个共同的特征是在每一块孔板上只有一个节流孔。

节流孔板主要用于给管道内介质减压，在设计只有单孔节流孔时，发明人发现，在节流孔板通流孔径选择较小时，节流孔板的通流面积会设计的相对较小，在系统投入运行时，节流孔板前后介质流场容易因为变化剧烈而导致噪音较大及管道出现振动的问题。

另外，现场经常会遇到需要调整节流孔板的通流面积的问题，当采购困难时，就需要现场加工制作新的节流孔板，虽然现场制作的节流孔板相比成品节流孔板同样能起到节流作用，但发明人发现，现场制作节流孔板的节流孔径不一定能适配节流效果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种单级多孔节流孔板，相对单孔节流孔板在节流孔板设置多个节流孔，节流孔板后的涡流被分化削弱，减缓节流孔板后介质流场变化，达到降低管道噪音和振动的目的，而且有效保证节流效果。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种单级多孔节流孔板，包括板体，板体具有设定的厚度且板体尺寸与管道尺寸相适配，板体开有至少两个节流孔，多个节流孔以板体的中心轴线为中心环向布置，或者多个节流孔中其中一个节流孔设于板体中心处。

上述的单级多孔节流孔板中，通过板体的设置便于在现场制作节流孔板，通过在板体设置多个节流孔，可改善节流孔板前后流场、减缓孔板后的涡流，达到降低节流孔板噪音和所在管道振动的目的。

上述的单级多孔节流孔板，可分焊接连接和法兰夹接两种形式。

如上所述的一种的单级多孔节流孔板，针对焊接连接的方式，为了进一步保证板体与管道的配合，所述板体两端面周向均设置台阶，使得板体两端周侧均形成凹槽结构以便于同管道配合，管道能够卡设于板体的台阶处，为了保证管道与板体的可靠连接，针对焊接连接的节流孔板，板体台阶的高度小于等于管道的壁厚。

如上所述的一种单级多孔节流孔板，考虑到管道的纵向截面通常为圆形，所述板体的纵向截面为圆形，方便了节流孔板与管道的安装。

如上所述的一种单级多孔节流孔板，所述节流孔可设有2个、4个、5个或7个，节流孔的孔数n≥2；

相邻节流孔之间的孔边间距大于等于所述板体厚度，以保证节流孔板的强度。

如上所述的一种单级多孔节流孔板，在一些方案中，所述节流孔的中心均匀布置于距离所述板体中心设定距离的圆周上，即在该方案中节流孔的中心位于同一圆周上。

如上所述的一种单级多孔节流孔板，在另一些方案中，所述节流孔中其中一处节流孔设于所述板体的中心处，另外的节流孔均匀布置于板体中心处节流孔的外侧。

如上所述的一种单级多孔节流孔板，所述节流孔中其中一处节流孔设于所述板体的中心处，另外的节流孔的中心均匀布置于距离板体中心设定距离的圆周上。

如上所述的一种单级多孔节流孔板，所述板体节流孔的孔径d采用以下方式进行计算：

d＝(421.6*G/n/((ρ*ΔP)^1/2))^1/2

其中，G为通过节流孔板的介质流量，n为节流孔的孔数，ρ为通过节流孔板的介质密度，ΔP为节流孔板的前后压差。

第二方面，本发明还提供了一种节流装置，包括所述的一种单级多孔节流孔板。

如上所述的一种节流装置，还包括能够与管道连接的两个法兰，这两法兰能够连接，两法兰之间间隔设定距离设置，每一法兰的端面设置能够容纳部分节流孔板的凹槽，以通过两临近的法兰夹接所述的一种单级多孔节流孔板；

考虑到方便节流孔板的安装，板体的直径小于法兰端面凹槽的直径，在凹槽中可设置垫片，垫片为金属石墨缠绕垫片，用于保证节流孔板两侧的密封性。

上述本发明的有益效果如下：

1)本发明通过节流孔板设置多个节流孔，不再单单是在节流孔的中心设置单个节流孔，通过多个节流孔分流，并通过分析可有效改善节流孔板前后流场、减缓孔板后的涡流(见图21)，达到降低节流孔板噪音和所在管道振动的目的。

2)本发明通过设置板体，板体的形状与管道尺寸适配，可便于现场快速将节流孔板与管道或法兰连接，保证与管道的连接效果；而且通过给出节流孔直径的计算公式，便于在现场快速准确地制作合适的能够真正起到节流作用的节流孔板。

3)本发明通过节流孔板中板体的两端分别设置台阶，通过台阶的设置便于同管道配合，保证管道与节流孔板连接的可靠性。

4)本发明通过节流装置中采用带凹槽的法兰，便于通过两相邻法兰凹槽来安装节流孔板，不仅可有效保证节流孔板卡设于凹槽，而且通过垫片，有效保证节流孔板设置位置处的密封性能，且方便节流装置的维护。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种焊接式单级多孔节流孔板安装于管道的示意图。

图2是本发明图1中A-A处截面示意图。

图3是本发明根据一个或多个实施方式的一种法兰夹接式多孔节流孔板安装示意图。

图4是本发明图3中A-A处截面示意图。

图5是本发明根据一个或多个实施方式的一种焊接式单级多孔节流孔板的主视图。

图6是本发明图5中A-A处截面示意图。

图7是本发明根据一个或多个实施方式的另一种焊接式单级多孔节流孔板的主视图。

图8是本发明图7中A-A处截面示意图。

图9是本发明根据一个或多个实施方式的另一种焊接式单级多孔节流孔板的主视图。

图10是本发明图9中A-A处截面示意图。

图11是本发明根据一个或多个实施方式的另一种焊接式单级多孔节流孔板的主视图。

图12是本发明图11中A-A处截面示意图。

图13是本发明根据一个或多个实施方式的一种法兰夹接式单级多孔节流孔板的主视图。

图14是本发明图13中A-A处截面示意图。

图15是本发明根据一个或多个实施方式的另一种法兰夹接式单级多孔节流孔板的主视图。

图16是本发明图15中A-A处截面示意图。

图17是本发明根据一个或多个实施方式的另一种法兰夹接式单级多孔节流孔板的主视图。

图18是本发明图17中A-A处截面示意图。

图19是本发明根据一个或多个实施方式的另一种法兰夹接式单级多孔节流孔板的主视图。

图20是本发明图19中A-A处截面示意图。

图21是单孔节流孔板和多孔节流孔板分别用于管道时管道内介质流场对比示意图。

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。

其中：1.板体，2.管道，3.法兰，4.垫片，5.节流孔，6.台阶。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

术语解释部分：本发明中的术语“安装”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在节流孔板只有单个节流孔，使得节流孔板处存在噪音和管道振动的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种单级多孔节流孔板及节流装置。

实施例一

本发明的一种典型的实施方式中，一种单级多孔节流孔板，包括板体1，板体1具有设定的厚度且板体尺寸与管道2尺寸相适配，板体1开有至少两个节流孔5，多个节流孔5以板体1的中心轴线为中心环向布置，或者多个节流孔中其中一个节流孔设于板体中心处。

上述的单级多孔节流孔板，可分焊接连接和法兰夹接两种形式。

本实施例中针对焊接连接的节流孔板，为了进一步保证板体与管道的配合，参考图1和图2所示，板体两端面周向均设置台阶6，使得板体两端周侧均形成凹槽结构以便于同管道配合，板体台阶的高度小于等于管道的壁厚，通过板体周向凹槽结构支撑管道与管道卡合，将板体与管道焊接连接，有效保证焊接式节流孔板处的密封性能。

而且针对焊接连接的节流孔板，板体的最大直径小于等于同其连接的管道的外径。

考虑到管道的纵向截面通常为圆形，相应板体的纵向截面同样为圆形，由此方便了节流孔板与管道的安装。

当然，每一节流孔板设置多个节流孔，参考图5-图12，图13-图20所示，单级多孔节流孔板中节流孔的数量可为2个、4个、5个或7个；当然容易理解的是，节流孔的设置数量还可以是其他数量；当管道内径达到DN(公称直径)300以上时，可适当增加周围节流孔的数量，周围节流孔相对圆心均匀布置，且保证节流孔的直径尺寸不宜过小(节流孔直径大于等于10mm)。

进一步地，相邻节流孔之间的孔边间距大于等于板体厚度，以保证节流孔板的强度。

可以理解的是，优选地，同一节流孔板所有节流孔大小相同，也可根据现场需要采用中心节流孔和周围节流孔大小不同的形式，即中心节流孔的直径与周围节流孔的直径相异，但相对圆心对称的周围节流孔的直径相同。

在一些示例中，参考图5-图8(或图13-图16)所示，当节流孔的数量为2个或4个时，节流孔的中心均匀布置于距离板体中心设定距离的圆周上，具体地，在一些示例中，考虑到节流孔板的强度和节流的效果，针对焊接式的节流孔板，节流孔的中心与板体中心即板体圆心的距离为0.25D，D为节流孔板所在管道的内径，该距离有利于降低节流孔板前后的噪音和振动问题。

在另一些示例中，参考图9-图12(或图17-图20)所示，当节流孔的数量为5个或7个时，节流孔中其中一处节流孔设于板体的中心处，另外的4个或6个节流孔均匀布置于板体中心处节流孔的外侧。

节流孔中其中一处节流孔设于板体的中心处，另外的节流孔的中心均匀布置于距离板体中心设定距离的圆周上；具体地，针对焊接式的节流孔板，另外的节流孔中心距离板体圆心的距离为0.309D，该距离可有效保证节流孔板的节流效果，同时将噪音降低至相对较低的水平。

当然，在其他一些示例中，节流孔与板体中心即板体圆心之间的距离还可以是其他选择，上述的数值只为具体某一种选择。

需要说明的是，当节流孔数量为7个时，一个在板体中心，剩余的6个节流孔围绕板体中心的节流孔设置，相邻两节流孔同板体中心之间连线的夹角为60°。

上述的单级多孔节流孔板中，通过板体的设置便于在现场制作节流孔板，通过在板体设置多个节流孔，参考图21所示，与单孔节流孔板相比，可改善节流孔板前后流场、减缓孔板后的涡流，达到降低节流孔板噪音和所在管道振动的目的。

当然，本实施例提供的多孔节流孔板安装于管道的安装要求与现有单孔节流孔板的安装要求是相同的，需保证节流孔板前后直管道的距离；此外，多孔节流孔板所有节流孔的通流面积与采用单级单孔节流孔板时的通流面积相同。

当单级多孔节流孔板设置的多个节流孔的孔径均相同时，单个节流孔的孔径的直径d的计算采用以下方式：

d＝(421.6*G/n/((ρ*ΔP)^1/2))^1/2

其中，G为通过节流孔板的介质流量(t/h)，n为节流孔的孔数，ρ为通过节流孔板的介质密度(kg/m³)，ΔP为节流孔板的前后压差(MPa)。

实施例二

本实施例与实施例一的不同之处在于，节流孔板为法兰夹接式连接。

为了适用于法兰夹接式节流孔板的安装，参考图3和图4所示，法兰的直径大于板体的直径，且管道端部通过法兰连接，两法兰之间设置具有设定厚度的节流孔板，板体的直径大于同板体连接法兰3即管道的内径。

针对法兰夹接式的连接方式，板体的直径大于法兰的内径相应大于同该法兰连接管道的内径。

实施例三

本实施例提供了一种节流装置，包括实施例一或实施例二所述的一种单级多孔节流孔板。

在一些示例中，一种节流装置，还包括法兰，法兰能够与管道连接，两法兰之间间隔设定距离设置以避免法兰接触影响节流板的节流效果，法兰端面(相邻两法兰之间的临近侧)设置能够容纳部分节流孔板的凹槽，通过两临近法兰的凹槽容纳节流孔板，这样可保证节流孔板在凹槽内设置的贴合性，提高了法兰与板体连接的可靠性。

凹槽的直径大于管道的内径，相应，板体的尺寸大于管道的内径，考虑到方便节流孔板的安装，板体的直径小于法兰端面凹槽的直径，法兰凹槽内设置金属石墨缠绕垫片，即在板体的两端面分别设置垫片4；通过垫片的设置，法兰的连接，有效保证现场制作的节流装置的密封性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单级多孔节流孔板，其特征在于，包括板体，板体具有设定的厚度且板体尺寸与管道尺寸相适配，板体开有至少两个节流孔，多个节流孔以板体的中心轴线为中心环向布置，或者多个节流孔中其中一个节流孔设于板体中心处。

2.根据权利要求1所述的一种单级多孔节流孔板，其特征在于，所述板体两端面周向均设置台阶，使得板体两端周侧均形成凹槽结构以便于同管道配合，板体台阶的高度小于等于管道的壁厚。

3.根据权利要求1或2所述的一种单级多孔节流孔板，其特征在于，所述板体的纵向截面为圆形。

4.根据权利要求1或2所述的一种单级多孔节流孔板，其特征在于，所述节流孔设有2个、4个、5个或7个；

相邻节流孔之间的孔边间距大于等于所述板体厚度。

5.根据权利要求1所述的一种单级多孔节流孔板，其特征在于，所述节流孔的中心均匀布置于距离所述板体中心设定距离的圆周上，即节流孔的中心位于同一圆周上。

6.根据权利要求1所述的一种单级多孔节流孔板，其特征在于，所述节流孔中其中一处节流孔设于所述板体的中心处，另外的节流孔均匀布置于板体中心处节流孔的外侧。

7.根据权利要求1所述的一种单级多孔节流孔板，其特征在于，所述节流孔中其中一处节流孔设于所述板体的中心处，另外的节流孔的中心均匀布置于距离板体中心设定距离的圆周上。

8.根据权利要求1所述的一种单级多孔节流孔板，其特征在于，板体节流孔的孔径d采用以下方式进行计算：

d＝(421.6*G/n/((ρ*ΔP)^1/2))^1/2

其中，G为通过节流孔板的介质流量，n为节流孔的孔数，ρ为通过节流孔板的介质密度，ΔP为节流孔板的前后压差。

9.一种节流装置，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的一种单级多孔节流孔板。

10.根据权利要求9所述的一种节流装置，还包括能够与管道连接的两个法兰，两法兰之间间隔设定距离设置，每一法兰的端面设置能够容纳部分节流孔板的凹槽，以通过两临近的法兰夹接所述的一种单级多孔节流孔板。

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