CN203906457U - 流体螺旋涡流发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种流体螺旋涡流发生器，所述流体螺旋涡流发生器包括：流入管道；上护板，与流入管道流体连通；下护板，设置在上护板之下；多个叶片，设置在上护板和下护板之间，每个叶片从通孔的边缘沿着通孔的圆周方向按照预定角间隔布置；多个导流板，每个导流板从多个叶片中相邻的两个叶片中的一个叶片的外边缘延伸至另一个叶片的外边缘的外侧，从而由叶片、导流板、上护板和下护板形成流体出口。由上护板、下护板、多个叶片和多个导流板限定的多个空间形成为多个螺旋涡流通道，由流入管道流入的流体通过多个螺旋涡流通道形成涡流从流体出口流出。根据本实用新型的螺旋涡流发生器，产生的螺旋涡流流体的阻力小、能耗低并且流速高。

Description

流体螺旋涡流发生器

技术领域

本实用新型涉及一种流体螺旋涡流发生器，更具体地讲，涉及一种气态或液态流体螺旋涡流发生器。

背景技术

传统的气态或液态流体螺旋涡流分布器多采用的是在发生器内加设旋风子或分布器。从实际工业生产来看，采用旋风子或是内部结构设置成螺旋板式的发生器，当流体高速进入螺旋发生器时对旋风子进行冲刷，旋风子吸收流体的部分动能进行旋转，流体穿过旋风子后呈涡流、螺旋状态而从螺旋发生器流出去。在这个过程中，流体通过旋风子后损失大量动能，造成流体输送管线阻力大、能耗高，产生的螺旋涡流体流速低，气态或液态物质输送难度高，并且由于旋风子或是内部结构设置成螺旋板式的发生器体积大，安装难度增加。

实用新型内容

本实用新型提供一种气态或液态流体螺旋涡流发生器，以解决现有技术中的设备体积大、安装困难、产生的螺旋涡流流体流速低以及能耗高等问题。

根据本实用新型的示例性实施例，提供一种流体螺旋涡流发生器，所述流体螺旋涡流发生器包括：流入管道；上护板，中间形成有通孔，与所述流入管道流体连通；下护板，设置在所述上护板之下；多个叶片，设置在所述上护板和所述下护板之间，所述多个叶片的每个叶片从所述通孔的边缘沿着所述通孔的圆周方向按照预定角间隔布置；多个导流板，每个导流板从所述多个叶片中相邻的两个叶片中的一个叶片的外边缘沿着第一方向延伸至相邻的两个叶片中的另一个叶片的外边缘的外侧，从而由叶片、导流板、上护板和下护板形成流体出口，其中，由所述上护板、所述下护板、所述多个叶片和所述多个导流板限定的多个空间形成为多个螺旋涡流通道，使得经由所述流入管道流入的流体通过所述多个螺旋涡流通道产生涡流从所述流体出口流出。

所述多个叶片中的每个叶片可沿着所述通孔的径向向外延伸，并在所述上护板和下护板之间竖直地布置。

所述多个叶片中的每个叶片可按照第一预定曲率弯曲，以降低流体流动阻力。

所述多个导流板中的每个导流板可按照第二预定曲率弯曲，以使流体从所述流体出口沿着所述导流板的切线方向流出。

所述下护板的位于所述多个叶片的正下方的部分可呈锥形。

所述锥形下护板的顶部可被切除，以形成流体溢出口，所述流体溢出口的直径小于所述通孔的直径。

所述下护板可呈圆环形，并且在所述下护板的中央可形成有流体溢出口，所述流体溢出口的直径小于所述通孔的直径。

所述流入管道可形成在所述通孔的上端并按照与所述通孔相同的内径形成。

所述多个叶片可以为6个叶片。

所述上护板和所述下护板之间的距离H₁可根据下式计算：

$H_1=\frac{{\mathrm{ND}}_4}{4}$

其中，N为叶片的数量，D₄为流入管道的内径。

所述上护板可呈圆环形，所述流体溢出口与所述上护板之间的距离H₂可根据下式计算：

$H_2=0.8(H_1-\frac{D_2-\tan \mathrm{\φ}}{2})$

其中，H₁为上护板和下护板之间的距离，D₂为上护板的直径，φ为下护板与水平面之间的夹角。

所述流体溢出口的直径D₃可根据下式计算：

D₃＝0.1D₄

其中，D₄为流入管道的内径。

根据本实用新型的螺旋涡流发生器，流体进入螺旋涡流发生器后，经螺旋涡流通道产生的螺旋涡流流体的阻力小，能耗低，从而能够产生流速较高的螺旋涡流。另外，本实用新型的螺旋涡流发生器体积小，制造方便，实用性强，便于安装，具有广泛的应用价值。

附图说明

通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中：

图1A是根据本实用新型的示例性实施例的流体螺旋涡流发生器的主视图；

图1B是根据本实用新型的示例性实施例的流体螺旋涡流发生器的俯视图；

图1C是沿着图1B的A-A线截取的剖视图。

具体实施方式

现在对本实用新型实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本实用新型。

图1A是根据本实用新型的示例性实施例的流体螺旋涡流发生器的主视图；图1B是根据本实用新型的示例性实施例的流体螺旋涡流发生器的俯视图；图1C是沿着图1B的A-A线截取的剖视图。

参照图1A至图1C，根据本实用新型的示例性实施例的流体螺旋涡流发生器10可包括：流入管道100；上护板200，中间形成有通孔240，与流入管道100流体连通；下护板300，设置在上护板200之下；多个叶片400，设置在上护板200和下护板300之间，每个叶片400从通孔240的边缘沿着通孔240的圆周方向按照预定角间隔布置；多个导流板500，每个导流板500从多个叶片400中相邻的两个叶片中的一个叶片的外边缘沿着第一方向延伸至所述相邻的两个叶片中的另一个叶片的外边缘的外侧，从而由相互相邻的两个叶片400、上护板200和下护板300形成流体入口110，由叶片400、导流板500、上护板200和下护板300形成流体出口120，其中，由上护板200、下护板300、多个叶片400和多个导流板500限定的多个空间形成为多个螺旋涡流通道P，使得经由流入管道100流入的流体通过多个螺旋涡流通道P形成螺旋涡流从流体出口120流出。

其中，第一方向可以为逆时针方向或者顺时针方向，但在本示例性实施例中，以逆时针方向作为第一方向的示例。此外，下文中提到的内边缘与外边缘是相对于距离通孔240的远近而定义的，具体地讲，靠近通孔240的边缘称为内边缘，远离通孔240的边缘称为外边缘。

在本实用新型的示例性实施例中，多个叶片400中的每个叶片400形成为平板形，并沿着通孔240的径向向外延伸，从而在所述上护板200和下护板300之间竖直地布置，具体地讲，多个叶片400中的每个叶片400形成为它们的内边缘和外边缘均垂直于上护板200的平板形。但叶片400的形状不限于此，每个叶片400也可按照第一预定曲率弯曲，具体地讲，多个叶片400中的每个叶片400具有垂直于上护板200的内边缘和外边缘，并且每个叶片400按照第一预定曲率沿着第一方向弯曲形成为弧形板。在这种情况下，每个叶片400和与其相连的导流板500沿着相同的方向弯曲，因此使得涡流形成的阻力更小。但叶片400的形状不限于此，也可根据实际生产需要设置其他形状的叶片。此外，多个叶片400中的每个叶片400的上端面全部与上护板200的下表面紧密接触并固定(优选地采用焊接)，并且每个叶片400的下端面全部与下护板300的上表面紧密接触并固定(优选地采用焊接)，以形成多个螺旋涡流通道P。此外，相邻叶片400的内边缘与上护板200和下护板300形成多个螺旋涡流通道P的流体入口110。

此外，多个导流板500中的每个导流板500竖直地布置在上护板200和下护板300之间。多个导流板500中的每个导流板500可具有与叶片400的外边缘相同的高度，并按照第二预定曲率从叶片400中的一个叶片400的外边缘朝向相邻的另一个叶片400的外边缘的外侧弯曲地延伸，即，多个导流板500的外边缘的连线形成的假想的圆C₂的直径D₂大于多个叶片400的外边缘的连线形成的假想圆C₁的直径D₁。并且，优选地，多个导流板500的每个导流板500的内边缘与外边缘垂直于上护板200。此外，与叶片400相同，多个导流板500中的每个导流板500的上端面全部与上护板200的下表面紧密地接触并固定(优选地采用焊接)，并且每个导流板500的下端面全部与下护板300的上表面紧密接触并固定(优选地采用焊接)，在这种情况下，上护板200可按照直径为D₂的圆环形状形成(即，上护板200的直径为D₂)，并且上护板200的外圆周与圆C₂重合，从而可使得全部的叶片400和全部的导流板500位于上护板200的正下方。此外，下护板300可形成为具有与上护板200的外边缘相同的外边缘。这样，从流入管道100流入的流体可沿着与流入管道100垂直的方向流出，并且由于导流板500的设置，使得流体再次改变流动方向而形成涡流。

优选地，如图1B所示，多个导流板500中的每个导流板500延伸使得导流板500的外边缘与所述另一叶片的外边缘和通孔240的中心线所在的平面在同一平面上，并且导流板500的曲率使得流体从流体出口120沿着切线方向流出，即，从各个流体出口120流出的流体在同一圆周面上。但导流板500的边缘设置不限于此，在不要求流出的流体流速时，导流板500的延伸的长度可比流体沿着切线流出时的导流板500延伸的长度较短，或者导流板500延伸的长度也可比流体沿着切线流出时的导流板500延伸的长度较长，只要流体能够形成涡流即可。此外，导流板500也可形成为平板形或其他合适的形状，可根据实际需要来设置导流板500的形状和导流板500的边缘的位置。

在上述情况下，根据多个叶片400的上表面和多个导流板500的上表面的形状，上护板200也可优选地形成如图1B所示的锯齿状(在这种情况下，也可将上护板200的直径限定为D₂)。具体地讲，上护板200的外边缘可具有与导流板500的上端面相同的形状，并且上护板200的位于相邻的导流板500之间部分沿直线(即，从导流板500的外边缘朝向沿着第一方向与其相邻的叶片400的外边缘)切除，从而节省材料，并减小螺旋涡流发生器10的体积。此外，由于导流板500竖直地布置，因此下护板300的外边缘可按照与上护板200的外边缘的形状相同的形状形成。

为了增大流体进入螺旋涡流发生通道P的流速并提高涡流效率，下护板300的位于多个叶片400的正下方的部分优选地呈锥形。具体地讲，下护板300从多个叶片400的外边缘处(即，沿着圆C₂的圆周)以预定倾斜角度按照锥形向内凹陷地形成。在这种情况下，根据上护板200和下护板300的形状，多个叶片400中的每个叶片400可呈内边缘和外边缘平行的梯形平板形状或者内边缘和外边缘平行的弧形板状。

此外，如果流入螺旋涡流发生器10的介质为固液混合物或易结晶的溶液，那么在运行过程中，固液混合物/易结晶的溶液中的固态晶体物质在螺旋涡流发生器10的内部易发生结晶、挂壁或结块等现象，从而造成螺旋涡流发生器10的堵塞，使得螺旋涡流发生器10的涡流发生效率急剧降低。因此，可优选地使锥形的下护板300的顶部被切除(即，形成截头锥形状)，以形成流体溢出口340，这样，流入到螺旋涡流发生器10的部分流体在从流体溢出口340溢出的过程中可对螺旋涡流发生器10的内部进行冲洗，因此能较好地解决固液混合物中的固态晶体物质在螺旋涡流发生器10的内部挂壁、结块等现象。另外，流体溢出口340的直径D₃应小于通孔240的直径D₄。然而，如果流入螺旋涡流发生器10的介质为液态或气态物质，可不设置流体溢出口340。

此外，流入管道100形成在通孔240的上端并具有与通孔240相同的内径，此外，为了便于将螺旋涡流发生器10安装到需要产生螺旋涡流的设备(例如，硫铵溶液槽进料管)，流体管道100的上端形成有法兰600。然而，本实用新型的实施例不限于此，流体管道100处也可设置其他合适的连接装置。

此外，根据本实用新型的示例性实施例，螺旋涡流发生器10优选地包括6个叶片400及6个导流板500，从而形成6个螺旋涡流通道P。

如上所述，当通过法兰600将螺旋涡流发生器10安装到需要产生涡流的设备中时，从外部流入的流体通过流入管道100进入到螺旋涡流发生器10中，流体流经通孔240并通过多个流体入口110沿径向分流进入到多个螺旋涡流发生通道P中，然后经导流板500的导流作用使得流体通过多个流体出口120沿圆周方向流出。此外，流入到通孔240中的流体的一部分流入到流体溢出口340中，对螺旋涡流发生器10的内部进行在线冲洗，从而防止螺旋涡流发生器10堵塞。

下面将描述具有附图中示出的结构的螺旋涡流发生器的各部分的尺寸的计算。

如图1B和图1C所示，流入管道100的直径等于与其相连的设备的流体输送管道直径，因此流入管道100的直径D₄为已知量。N为螺旋涡流通道P的数量并且由需要产生的流体流速所决定。此外，下护板300与水平面的夹角φ与流体的黏度相关，流体粘度越大或是固体含量越多，夹角φ就越大，反之越小。

流体溢出口340的直径D₃应小于通孔240的直径(与流入管道100的直径相同)D₄，而流体溢出口340的直径D₃优选地根据下式计算：

D₃＝0.1D₄  (1)

其中，D₄为流入管道的内径。

如果流体溢出口340的直径太大，那么大部分流体将从流体溢出口340流出，造成不必要的流体损耗。如果流体溢出口340的直径太小，则仍有可能发生结晶、挂壁或结块等现象。因此，流体溢出口340的直径应优选地根据方程式(1)设计。

另外，如果螺旋涡流发生器10的压降过大，那么流体输送的阻力就会增大，能耗也会相应提高；如果螺旋涡流发生器10的流体出口的流速过太低，那么螺旋涡流发生器10的螺旋效率将会下降。而螺旋涡流发生器中的压降与上护板200和下护板300之间的距离有关，下面将描述上护板200和下护板300之间的距离的计算。

由于上护板200为平板形，而下护板300的中部向内凹陷，因此，可分别计算不同位置处的上护板200和下护板300之间的距离。其中，上护板200和下护板300的外边缘处之间的距离H₁据下式计算：

$H_1=\frac{{\mathrm{ND}}_4}{4}---\left(2\right)$

下护板300的流体溢出口340与上护板200之间的距离H₂根据下式计算：

$H_2=0.8(H_1-\frac{D_2-\tan \mathrm{\φ}}{2})---\left(3\right)$

其中，0.8为经验系数，可根据流体的物理性质(例如，流速、黏度、密度等)灵活地选取。

然而，本实用新型提出的上述计算公式仅适用于具有附图中示出的结构的螺旋涡流发生器。具有其他结构的螺旋涡流发生器可通过另外的计算进行设计。此外，本实用新型的具有附图中示出的结构的螺旋涡流发生器不限于以上面提出的计算公式而选取的尺寸参数，上述计算公式仅是最佳设计方案，还可根据其他计算公式或经验公式选取螺旋涡流发生器的结构参数。

根据本实用新型的螺旋涡流发生器，流体进入螺旋涡流发生器后，经螺旋涡流通道产生的螺旋涡流流体的阻力小，能耗低，从而能够产生流速较高的螺旋涡流。另外，本实用新型的螺旋涡流发生器体积小，制造方便，实用性强，便于安装，具有广泛的应用价值。

虽然已表示和描述了本实用新型的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。

Claims (12)

1.一种流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述流体螺旋涡流发生器包括：

流入管道；

上护板，中间形成有通孔，与所述流入管道流体连通；

下护板，设置在所述上护板之下；

多个叶片，设置在所述上护板和所述下护板之间，所述多个叶片的每个叶片从所述通孔的边缘沿着所述通孔的圆周方向按照预定角间隔布置；

多个导流板，每个导流板从所述多个叶片中相邻的两个叶片中的一个叶片的外边缘沿着第一方向延伸至相邻的两个叶片中的另一个叶片的外边缘的外侧，从而由叶片、导流板、上护板和下护板形成流体出口，

其中，由所述上护板、所述下护板、所述多个叶片和所述多个导流板限定的多个空间形成为多个螺旋涡流通道，使得经由所述流入管道流入的流体通过所述多个螺旋涡流通道形成涡流从所述流体出口流出。

2.根据权利要求1所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述多个叶片中的每个叶片沿着所述通孔的径向向外延伸，并在所述上护板和下护板之间竖直地布置。

3.根据权利要求1所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述多个叶片中的每个叶片按照第一预定曲率弯曲，以降低流体流动阻力。

4.根据权利要求2所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述多个导流板中的每个导流板按照第二预定曲率弯曲，以使流体从所述流体出口沿着所述导流板的切线方向流出。

5.根据权利要求4所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述下护板的位于所述多个叶片的正下方的部分呈锥形。

6.根据权利要求5所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述锥形下护板的顶部被切除，以形成流体溢出口，所述流体溢出口的直径小于所述通孔的直径。

7.根据权利要求1所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述下护板呈圆环形，并且在所述下护板的中央形成有流体溢出口，所述流体溢出口的直径小于所述通孔的直径。

8.根据权利要求1所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述流入管道形成在所述通孔的上端并按照与所述通孔相同的内径形成。

9.根据权利要求1所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述多个叶片为6个叶片。

10.根据权利要求1所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述上护板和所述下护板之间的距离H₁根据下式计算：

$H_1=\frac{{\mathrm{ND}}_4}{4}$

其中，N为叶片的数量，D₄为流入管道的内径。

11.根据权利要求6所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，上护板呈圆环形，所述流体溢出口与所述上护板之间的距离H₂根据下式计算：

$H_2=0.8(H_1-\frac{D_2-\tan \mathrm{\φ}}{2})$

其中，H₁为上护板和下护板之间的距离，D₂为上护板的直径，φ为下护板与水平面之间的夹角。

12.根据权利要求6所述的流体螺旋涡流发生器，其特征在于，所述流体溢出口的直径D₃根据下式计算：

D₃＝0.1D₄

其中，D₄为流入管道的内径。