CN202733198U

CN202733198U - 管道

Info

Publication number: CN202733198U
Application number: CN2012202679831U
Authority: CN
Inventors: 张青富
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-06-07
Filing date: 2012-06-07
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2022-06-07

Abstract

本实用新型涉及工业领域，具体涉及管道，能够有效减小湍流和压力损失。该管道的形状为螺旋状，且该管道螺旋的幅度不超过所述管道内径的一半；其中，所述管道的螺旋中心线围绕该管道的轴线螺旋旋转分布，所述管道螺旋的幅度为所述管道的螺旋中心线偏离该管道的轴线的最大垂直距离。

Description

管道

技术领域

本实用新型涉及工业领域，具体涉及管道。

背景技术

很多工业过程涉及将流体从工厂或机器的一处输送到另一处，通常这种输送过程是通过使用管道来实现的。在使用管道输送流体的过程中也可以通过加热、辐射、化学反应等手段来处理该流体。

以这种处理方式所使用的管道，特别是那些用于长距离输送流体的管道，一般都是直管道，也就是说，这类管道的中心线是直线，且平行于管道的壁。

然而，使用这种直管道输送流体时，会发生较大的湍流。

实用新型内容

本实用新型提出了管道，能够有效减小湍流。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

该管道的形状为螺旋状，且该管道螺旋的幅度不超过所述管道的内径的一半；其中，所述管道的螺旋中心线围绕该管道的轴线螺旋旋转分布，所述管道螺旋的幅度为所述管道的螺旋中心线偏离该管道的轴线的最大垂直距离。

优选地，所述管道的相对幅度大于0且小于等于0.45，该相对幅度为所述管道螺旋的幅度除以所述管道的内径所得的商值。

优选地，所述相对幅度大于0且小于等于0.25。

优选地，所述管道的螺旋角的角度值大于0且小于等于65度。

优选地，所述螺旋角的角度值大于0且小于等于55度。

优选地，所述螺旋角的角度值大于0且小于等于30度。

优选地，所述管道的所述轴线为直线。

优选地，所述管道的所述轴线为曲线。

优选地，所述管道的断面的形状为圆形。

与现有技术相比，本实用新型提供的管道，由于该管道的形状为螺旋状，使得当有流体通过该管道时，可促使该流体短时间内在管道的整个宽度上产生涡流，而涡流与流体在常规的直管道中的流动相比，可有效减小湍流。

此外，通过本实用新型提供的管道，还能够达到以下积极效果：

1、由于管道的形状为螺旋状，进一步地，也可以有效减小流体撞击管道内壁而造成的压力损失；

2、由于流体在通过管道时形成了涡流，进而该流体是在管道的整个横截面上混合，这样就使得流体在管道内流动的速度分布比现有技术中在常规的直管道中的流动更均匀平缓，流动时对管道内壁的冲刷程度也有效减小；

3、由于管道螺旋的幅度不超过管道内径的一半，从而使得沿管道的管腔存在“视线（line of sight）”，这样就为压力计或其他设备在插入管道的管腔时提供了空间；

4、由于管道的相对幅度大于0且小于等于0.25，这种较小的相对幅度使得管道的管腔内存在较宽的“视线”，从而为仪器或设备等在插入管道的管腔时提供了更多的空间。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，以下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，以下描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1为本实用新型实施例一提供的管道的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的管道的断面图。

附图标记：1-管道，2-轴线，3-螺旋中心线。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例一

本实用新型实施例一提供了一种管道，该管道可用来输送流体，或者作为流体进行化学反应的反应器管，如热燃烧气体在该反应器管中进行燃烧反应，等等。

参见图1，包括：

管道1，轴线2，螺旋中心线3；

该管道1的形状为螺旋状，该管道1螺旋的幅度不超过所述管道1的内径的一半；其中，所述管道1的螺旋中心线3围绕该管道1的轴线2螺旋旋转分布，所述管道1螺旋的幅度为所述管道1的螺旋中心线3偏离该管道的轴线2的最大垂直距离。也就是说，该管道1螺旋的幅度指的是螺旋中心线3在管道1的径向上最大的变位程度。

在本实施例中，可根据实际需要调整管道1的分布路线，即可调整管道的直线型分布或者弯曲分布，相应地，管道的轴线2可以为直线，也可以为曲线。

这样，与现有技术相比，由于该管道的形状为螺旋状，使得当有流体通过该管道时，可促使该流体短时间内在管道的整个宽度上产生涡流，而涡流与流体在常规的直管道中的流动相比，可有效减小湍流.

进一步地，由于管道的形状为螺旋状，也可以有效减小流体撞击管道内壁而造成的压力损失。

由于管道螺旋的幅度不超过管道内径的一半，从而使得沿管道的管腔存在“视线（line of sight）”，这样就为压力计或其他设备在插入管道的管腔时提供了空间。

管道1螺旋的幅度除以管道的1内径所得的商值称之为管道1的相对幅度。优选地，在本实施例中，该管道1的相对幅度大于0且小于等于0.45。

由于较小的相对幅度可以产生较宽的“视线”，进而为仪器或设备等在插入管道的管腔时提供更多的空间，使得插入的操作更加容易。进一步地，在本实施例中，相对幅度大于0且小于等于0.25。

然而非常小的相对幅度在某些情况下也会导致二次运动和混合的减少，因此相对幅度的值不应过小。在雷诺数较高时，可以使用较小的相对幅度，同时也可引起程度合适的涡流。也就是说，在管道内径固定，且流体的流速较高的情况下，可以使用较小的相对幅度，同时仍足以引发涡流。

此外，由于该管道的管腔内存在一定空间的“视线”，同时又没有现有技术中常规的直管道中所采用的隔板或叶片这些部件，因此给清洁管道管腔的工作带来很大的便利，进而使得该管道易于维护，且对管道管腔的磨损也相对减少。

该管道1的螺旋角的角度值大于0且小于等于65度。

在实际应用中，可根据各种实际条件，例如管道内所载运的流体的粘性、密度和速度来优化该螺旋角，也可以优化管道的节距，该节距为管道螺旋一圈的长度。

进一步地，管道1的螺旋角的角度值大于0且小于等于55度。

一般来说，在雷诺数较高时，管道的螺旋角可以较小，同时可以产生合适的涡流；但在雷诺数较低时，需要较高的螺旋角才可以产生合适的涡流。然而，一般不建议为了获得较快的流动速度而使用角度值较大的螺旋角，因为这样可能会在靠近管道内壁出产生滞留流体囊。因此，在雷诺数给定的情况下，为了产生合适的涡流，管道的螺旋角尽可能选择较小的角度值。

优选地，在本实施例中，该管道1的螺旋角的角度值大于0且小于等于30度。

进一步地，参见图2，该管道1的断面的形状为圆形。

本实用新型实施例一提供的管道，适用于通过管道输送或移动流体，或者在管道内混合流体，或者将热量和质量转移进入或离开管道内的流体，或者在管道中发生化学反应等。其中，这种用法可适用于单相的气体或流体，或者作为多相混合的气体、液体或固体任意组合的混合物。

因为使用这种螺旋状的管道输送流体时，会有效减小湍流和压力的损失，从而在适当的条件下使得泵送成本较低，这样就使得使用这种管道时可以具有显著的经济影响。

下面举例说明该螺旋状的管道的用途。

用途一：

该管道可用于分送碳氢化合物。例如，用于我国或国外使用的石油生产的立管和出油管中，这样就可以改善立管或出油管的流体动力性，有效减小了通过立管或出油管的湍流，也相应减小了压力损失。其中，该立管或出油管可以是相对垂直的，或者是相对水平的，或者是具有弯曲的几何形状，如S形或垂链形；且该立管或出油管的材料可以是刚性的或是柔性的，或者是两者的任一组合。

类似地，在油井、气井、水井或地热井中使用的井下生产管道也可以使用本实用新型提供的管道，同样会有效减小湍流和压力的损失。

用途二：

在水电应用的压力水管和引流管中，也可以使用本实用新型提供的管道。由此带来的压力损失的减小，将引起发电输出的增加，即使只是很小程度上减小了压力损失，也将引起输出电力的很大提高。

类似地，利用本实用新型提供的管道所具有的压力损失减小的益处，发电站和其他工业工厂周围的蒸汽的分送也可以使用该管道。

用途三：

因为该管道所具有的压力损失较小的益处，从而一些化学反应可在本实用新型提供的管道中进行。因为化学反应过程中需要将管道内的压力控制在尽可能低的水平，以此来提高产量，例如用热解来生产烯烃，或者由乙苯生产苯乙烯。

用途四：

在化学、食品、制药、水和油工业等很多工业中，往往需要将少量的活性化学品均匀地分布到大量的其他材料中，在某些情况下，这种过程叫配量。例如，向多种材料和食物中加入抗氧化剂，以及向饮用水中加入氟或碱。因为本实用新型提供的管道，具有良好的输送混合能力，因此上述配量过程可以在本实用新型提供的管道中进行，从而能够减少活性化学品的用量，同时也能够保证配量的浓度可达到预期要求，并且能够保证在配量过程中不会在局部出现不符合要求的较高或较低的添加剂浓度。

用途五：本实用新型提供的管道，还可以用于将两种或更多股较大的流体汇集到一起，并保证它们不会分开。例如，在生产原油和煤气时，气的离析产生腾涌（slugging），腾涌会减小输送管的容量并增大作业的费用。而使用本实用新型提供的管道，可以在输送流体时，减小活塞流，使得流体得以顺利输送。

类似地，对于要求保持流体稳定的混合相，这类流体也可以使用本实用新型提供的管道进行输送，可以保持气体或空气在流体内，而不会让气体或空气聚集在管道内的顶端而导致气塞，从而可以使得流体得以顺利输送。

类似地，本实用新型提供的管道也可以用于用流体输送固态物质，如在污水的输送中或者在矿物提取过程中用输送管输送矿物时，因为要防止固态物质沉淀下来，因此这种情况下也是需要充分混合，而使用本实用新型提供的管道，可以使得输送过程中流体与固态物质在管道的径向充分混合，从而有效较少因沉淀而造成的阻塞。此外，本实用新型提供的管道，还会使得在混合过程中产生的压力损失较小。

显然，本领域技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若对本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也包含这些改动和变型在内。

Claims

1.管道，其特征在于，

2.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述管道的相对幅度大于0且小于等于0.45，该相对幅度为所述管道螺旋的幅度除以所述管道的内径所得的商值。

3.如权利要求2所述的管道，其特征在于，所述相对幅度大于0且小于等于0.25。

4.如权利要求1-3任意一项所述的管道，其特征在于，所述管道的螺旋角的角度值大于0且小于等于65度。

5.如权利要求4所述的管道，其特征在于，所述螺旋角的角度值大于0且小于等于55度。

6.如权利要求5所述的管道，其特征在于，所述螺旋角的角度值大于0且小于等于30度。

7.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述管道的所述轴线为直线。

8.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述管道的所述轴线为曲线。

9.如权利要求1所述的管道，其特征在于，所述管道的断面的形状为圆形。