CN202123018U - 注醇旋流型雾化喷嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种注醇旋流型雾化喷嘴，特别适用于石化行业向天然气输送管道内加注醇液，它主要由配装于注醇阀本体内的套筒、压紧顶杆、起旋头和喷头构成，起旋头设置环流旋槽和切向起旋槽构成“起旋结构”，使加注的醇液能在涡流室内形成加速旋转的涡漩运动，利用高速涡漩运动的离心力可使醇液从喷头呈钟罩形扩散的雾炬状喷入输气管内，本实用新型具有高速流程短、压损小、起旋旋流效率高的显著特性，在压力低至1MPa的情况下也能获得满意的注醇效果，对增强输气管网系统的防冻阻冰性能有显著效果，有很好的推广使用前景。

Description

注醇旋流型雾化喷嘴

技术领域：

本实用新型涉及输气管的注醇装置，具体地说是一种注醇旋流型雾化喷嘴，特别适用于石化行业向天然气输送管道内加注醇液。

背景技术：

我们知道，石化企业对天然气的采集、存贮和调配输送是一个复杂的系统控制工程。所采集的高压天然气需要经过逐级降压后才能安全地进行转运、存贮和输配送供使用。就天然气的固有性质而言，它在逐级降压的过程中温度也会随之下降，由于温度的降低会导致天然气中的一些杂质化合物与水结合生成水化物而冷凝结冰，这些冷凝冰又会在管道内逐渐聚集并增大为结冰块，由于结冰块的逐渐增多容易引发堵塞输气管道的设备事故，严重时还会导致整个管网设备系统瘫痪而无法进行正常的输气作业。为了解决输气管网的结冰问题，长期以来最为传统的方法是：采用修建水套炉的方式进行加热化冰，但是，这种传统的加热方式存在能源消耗大、安全隐患多、设备投资和运行管理费用高的使用缺陷，现在已经很少被使用了。而目前最常用的方法是：向输气管管道内加注一些醇类防冻剂，可从源头上阻止天然气中冷凝水化物的生成，能有效防止输气管内发生冷凝结冰的现象，可确保输气管网系统能够正常进行输气作业。一般来说，它是在输气管道配装注醇阀、注醇泵设备，将适量的乙二醇(又名：甘醇)注入输气管内混合于天然气中，即可达到防止输气管道内出现冷凝结冰现象的目的。但是，根据用户使用情况调查了解到：现行的注醇设备在实际使用中也存在一些技术结构性缺陷，其主要表现为：它配装于输气管管壁的注醇口为细管加注结构，所加注的醇液是呈水柱状流入输气管内的。客观地说，这种成“水柱状流入”的注醇方式，所注入的醇液与管内天然气气体的混合均匀性能较差，即是说醇液与天然气的有效接触反应面小，这将影响加注醇液的防冻效果，即使增加注入醇液的数量，它的防冻阻止结冰的效果也仍然较差。

实用新型内容：

本实用新型的目的旨在克服现有技术的不足之处而提出一种注醇旋流型雾化喷嘴，它能使醇液呈钟罩形扩散雾状喷入输气管内，使加注的醇液能够快速均匀地混合于天然气之中进行有效反应，这对增强注醇防冻、阻止结冰的使用效果具有明显作用。

本实用新型所提出的注醇旋流型雾化喷嘴，它包括配装于注醇阀本体内的套筒、设置有进液中孔的压紧顶杆、起旋头和喷头，所说的起旋头、喷头由压紧顶杆配装于套筒内形成环室，其特征在于：起旋头设置有与环室相通的一组分流孔和环流旋槽，在起旋头的底端设置有涡流室和与涡流室相切的一组切向起旋槽。它是按如下方式进行工作的：将压紧顶杆的进液中孔连接于醇液压注管并将醇液压入进液中孔内，注入的带压醇液将由起旋头的一组分流孔进行分配流量分流进入套筒与起旋头上半段形成的环室内，在压力的作用下，环室内向下流动的醇液经流量分配压入起旋头下半段的环流旋槽，醇液将沿着环流旋槽作由上向下的螺旋圆周运动，最后经起旋头底端的一组切向起旋槽汇入涡流室内，在这个过程中醇液的旋流速度将逐渐增大，即是说沿切线方向汇入的醇液会在涡流室内旋转加速形成涡漩运动，高速涡漩运动的醇液会在质量流动离心力的作用下从喷头的喷孔高速喷出，所喷出的醇液同时具有的轴向速度和涡漩切向速度，使它在刚喷离喷孔时即能形成具有一定锥角的钟罩状液膜，由于喷出醇液的速度大，它与介质环境存在极大的速差所形成的摩擦阻力能将钟罩状液膜撕裂成片状、丝状继而再被拉断，并在液体表面张力作用下收缩成微小的球状液滴，这些微细滴液最终被扩散成一定雾化角呈环状喷出。至此，即可使加注的醇液形成具有较大张角的钟罩形雾炬喷入输气管内，使加注的醇液能快速均匀地混合于天然气气体之中，能够极大地提高注醇防冻、阻止结冰的效果。

本实用新型还有如下的从属技术特征：

所说起旋头的环流旋槽横截面为T型，或矩形，或三角形，或半圆形，都能很好地使醇液形成由上向下的螺旋圆周运动，均有极佳的使用效果。

起旋头设置的一组分流孔的数量为二个，或四个，或六个，对醇液的流量分配均有很好的分流效果。

起旋头底端设置的一组切向起旋槽的数量为二个，或四个，或六个，这对醇液在涡流室内加速旋转形成涡漩运动都有很好的使用效果。

所说喷头的底部做成倒锥形喷角结构，使喷出的醇液形成规则的雾化锥角有一定作用。

所说注醇阀本体的底端做成雾化扩散角结构，使喷出的醇液能稳定地形成雾化锥角也有一定作用。

本实用新型有如下突出的优点：

本实用新型首创了在起旋头上设置环流旋槽和切向起旋槽的“醇液起旋结构”，使加注的醇液能沿环流旋槽作螺旋加速运动后再连贯地经切向起旋槽汇入涡流室内形成涡漩加速运动，即可使醇液呈钟罩形扩散雾炬状喷入输气管内，极大地改善了注醇效果，彻底扬弃了传统的“醇液呈水柱状流入输气管内”的注醇方式，这对增强注醇防冻、阻止结冰的效果具有十分明显的作用。

附图说明：

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的起旋头结构图，展示起旋头下段设置环流旋槽的结构示意图。

图3是图2的A-A视图，展示在起旋头上部设置接液孔和一组分流孔的结构示意图。

图4是图2的仰视图，展示起旋头底端设置一组切向起旋槽的起旋原理图。

图5是图2的B-B视图，展示在起旋头底端设置与涡流室相切的切向起旋槽的结构图。

附图标记说明：

1为分流孔，2为箭头，3为环室，4为起旋头，5为套筒，6为注醇阀本体，7为内凸环，8为切向起旋槽，9为雾化喷孔，10为倒锥形喷角结构，11为喷头，12为雾化扩散角结构，13为涡流室，14为密封圈，15为环流旋槽，16为接液孔，17为“O”型密封圈，18为压紧顶杆，19为进液中孔。

具体实施方式：

本实用新型提出的注醇旋流型雾化喷嘴是按照如下方式进行实施的：一种注醇旋流型雾化喷嘴，它主要由配装于注醇阀本体6内的套筒5、设置有进液中孔19的压紧顶杆18、起旋头4和喷头11构成，将注醇阀本体6的底端做成雾化扩散角结构12，喷头11的底部做成倒锥形喷角结构10，在套筒5与注醇阀本体6的配合面装配有“O”型密封圈17，所说的起旋头4、喷头11是由压紧顶杆18配装于套筒5内，喷头11配装于套筒5底部设置的内凸环7处，在喷头11与套筒5的配合面装配有密封圈14，起旋头4的上半段与套筒5内壁形成环室3，在起旋头4上部设置有接液孔16和连通环室3的一组分流孔1，所说一组分流孔1的数量为四个并按对称均布设置，起旋头4的下半段设置有T型环流旋槽15，即环流旋槽15横截面做成T型形状，在起旋头4的底端设置有涡流室13和与涡流室13相切的一组切向起旋槽8，切向起旋槽8的旋向与环流旋槽15的旋向相同，所说的一组切向起旋槽8的数量为四个并按均布设置，可将起旋头4的环流旋槽15做成四头螺旋结构，使其与起旋头4底端设置的四个切向起旋槽8成连贯顺畅的液流通道，能使醇液具有极佳的起旋效果。安装使用时，先将注醇阀本体6配装于输送天然气管的注醇管座上，再将压紧顶杆18的进液中孔19连接于醇液压注管，压入进液中孔19的带压醇液将经过起旋头4的接液孔16、一组分流孔1分配流量分流进入环室3内，如箭头2所示，醇液将沿环室3向下流动、并经流量分配压入起旋头4的环流旋槽15作螺旋圆周运动，最后由一组切向起旋槽8汇入涡流室13内，醇液将会在涡流室13内形成加速旋转的涡漩运动，即可使高速涡漩运动的醇液从喷头11的雾化喷孔9高速喷出，在刚喷离雾化喷孔9时即能扩散成环形雾化锥角状，使加注醇液形成较大张角的钟罩形雾炬喷入输气管内并均匀地混合于天然气气体之中，能快速提高注醇效果，这对增强输气管网系统的防冻阻冰性能有显著效果。

本实用新型经过试用表明：采用不同的注醇压力和配装不同喷孔直径φ的喷头可以得到不同的喷射流量，能最大程度地满足输气管网各种工况的运行要求。具有高速流程短、压损小、起旋旋流效率高的显著特性，即使在注醇压力低至1MPa的压力下，也能使醇液形成雾化良好、张角大的钟罩雾炬状喷入输气管内，获得极佳的注醇防冻效果。

Claims (6)

1.一种注醇旋流型雾化喷嘴，它包括配装于注醇阀本体(6)内的套筒(5)、设置有进液中孔(19)的压紧顶杆(18)、起旋头(4)和喷头(11)，所说的起旋头(4)、喷头(11)由压紧顶杆(18)配装于套筒(5)内形成环室(3)，其特征在于：起旋头(4)设置有与环室(3)相通的一组分流孔(1)和环流旋槽(15)，在起旋头(4)的底端设置有涡流室(13)和与涡流室(13)相切的一组切向起旋槽(8)。

2.根据权利要求1所述的注醇旋流型雾化喷嘴，其特征在于：所说起旋头(4)的环流旋槽(15)横截面为T型，或矩形，或三角形，或半圆形。

3.根据权利要求1或2所述的注醇旋流型雾化喷嘴，其特征在于：起旋头(4)设置的一组分流孔(1)的数量为二个，或四个，或六个。

4.根据权利要求1或2所述的注醇旋流型雾化喷嘴，其特征在于：起旋头(4)底端设置的一组切向起旋槽(8)的数量为二个，或四个，或六个。

5.根据权利要求1或2所述的注醇旋流型雾化喷嘴，其特征在于：喷头(11)的底部做成倒锥形喷角结构(10)。

6.根据权利要求1或2所述的注醇旋流型雾化喷嘴，其特征在于：所说注醇阀本体(6)的底端做成雾化扩散角结构(12)。

Images