CN2069064U - 高粘液体液环输送的液环成型装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种采用液环技术管输高粘
液体的最简单的液环成型装置。它由中心管(1)、封
闭环(2)和渐缩管(3)同轴焊接而成。液环由低粘液
体(水或稀油)沿管壁形成。本实用新型规定了各个
部件的最佳尺寸比例和最佳结构形状,从而消除了高
粘液芯的断裂分散和低粘液环的脱壁不稳定,减轻了
两种液体的形变和界面混合,能够形成稳定的低粘液
环和高粘液芯。
Description
本实用新型是一种形成低粘液环的装置。它是采用液环工艺管输高粘液体的关键性技术。涉及管道系统和影响液体流动的装置。
单独管输高粘液体非常困难,甚至无法输送。若用与高粘液体基本不相互溶解的低粘液体贴管壁形成液环(水环或稀油环),高粘液体形成液芯,则输送过程中液环会集中绝大部分的流动剪切形变,使输送压力大大减小。这种液环输送技术的经济效益很高:
1、只要管线温度高于低粘液体的凝点(对于水环来说是0℃),就可以正常运行,不需要加热和保温,容易实现常温输送。
2、减阻效果明显,液环输送高粘液体的压力是输量相同时低粘液体单独流动压力的0.7~2.0倍,与高粘液体粘度无关。而掺液率(低粘液体流量与整个管输量的比值)为10%左右。
3、高粘液体愈粘,效果愈好。
美国专利No3502103、No3826279和No3993097先后提出过数种结构的液环成形装置。它们虽能形成液环,但其中的No3826279和No3993097结构比较复杂。与本装置相近且较简单的是No3502103专利,采用了渐缩管套中心管的结构。其低粘液体环形空腔的轴向截面是长方形,环形空腔出口接渐缩管,低粘液体在此处折流后与高粘液体相迂,易产生湍动,其结果是易混合或乳化,液环和液芯都不稳定。
图1给出了本高粘液体液环输送的液环成形装置的结构简图。它包括中心管[1]、封闭环[2]、渐缩管[3]、进液口[4]、出液口[5]、环形空腔[6]、掺液管[7]、渐缩管缩口端[8]、输送管[9]和环形空腔出口[10]。中心管[1]的出液端口[5]插进渐缩管[3]的扩口端,环形空腔[6]包在中心管[1]外,在环形空腔[6]的前端有与轴线正交的掺液管[7]与其相通,渐缩管[3]的缩口端[8]与输送管[9]相接,且两者直径相同。其主要技术特征是环形空腔[6]的轴向截面为三角形,中心管出液口管壁[11]的轴向截面呈楔子状。
其环形空腔[6]直接由中心管[1]、封闭环[2]和渐缩管[3]同轴焊接围成,环形空腔[6]的长度应大于环形空腔出口[10]宽度的15倍。中心管出液口管壁[11]为外壁斜坡的楔状,其外表面与轴线的夹角 等于或小于渐缩管[3]的锥度,而渐缩管[3]的锥度为10°~30°。中心管[1]与环形空腔出口[10]的截面面积比等于某一掺液率时的高粘液体与低粘液体的流量比。中心管[1]与输送管[9]的管径比等于或大于 (1-X1),其中X1为最低掺液率。渐缩管缩口端[8]与输送管[9]的交接处为圆滑过渡。
环形空腔[6]的轴向截面是三角形而不是长方形,一方面环形空腔[6]的外壳直接由渐缩管[3]形成,结构简单、加工容易;另一方面三角形截面具有储备调节液体的功能和均速作用,使低粘液体在环形空腔[6]中的流动逐渐加快,有利于液环的速度稳定和轴对称分布。
中心管出液端管壁[11]的轴向截面加工成楔子状,其外表面与轴线的夹角等于或小于渐缩管[3]的锥度,使两种液体平滑相迂,消除了中心管[1]管壁厚度引起的旋涡,避免了两种液体相迂时的湍动混合。
中心管[1]与输送管[9]的管径比为 (1-X1)。当高粘液体形成高粘液芯时,其主体部分速度不变,只有边缘部分在渐缩管[3]的作用下收缩加速,整体形变小。若管径比太小,则高粘液芯易拉断不连续;若管径比太大,则高粘液体形变大,两种液体易混合。若输送速度大于1.5m/s,则管径比应适当大些。
环形空腔出口[10]与中心管[1]的截面面积比,等于掺液率为X0时的低粘液体与高粘液体的流量比。
式中X1、X2分别是最低和最高的掺液率。这样可以保证当掺液率为X0时,两种液体的速度相等;当掺液率在X1、X2的范围内时,两种液体的速度差的极大值和平均值都最小。因而减轻了两种液体相迂后的剪切摩擦混合。
此外,渐缩管[3]对高粘液体有收缩和均速作用,其锥度应在10°~30°的范围内。中心管[1]与环形空腔[6]的长度,大于环形空腔出口[10]宽度的15倍,促使液体速度分布均匀。渐缩管缩口端[8]与输送管[9]连接处的内壁加工成园弧状,成园滑过渡,消除液环高速流动时的脱壁现象,使液环稳定。
本液环成形装置的工作过程是将其接入输送管道中,低粘液体经掺液管[7]进入环形空腔[6],在环形空腔的狭窄出口[10]处形成液环流出。高粘液体经进液口[4]输入中心管[1],在出液口[5]管壁处与液环相迂。两种液体流至缩口端[8]时,形成稳定的低粘液环和高粘液芯,然后进入输送管[9]。
在实际应用中,视具体高粘液体,可适当选择低粘液体。如输送高粘原油,形成液环的低粘液体可选用低粘原油、成品油或水。
本装置结构简单,加工制造容易,形成的液环稳定。
应用实例
在50mm×70m的液环试验环道上,采用图1结构的液环成形装置,形成了稳定的环芯流。中心管[1]与输送管[9]的管径比为1.3,渐缩管[3]的锥度为15°,X0=10%。低粘液体是水,高粘液体是高粘原油。输送速度0.7~1.7m/s,原油密度920~930kg/m3,试验温度下原油粘度500~1000mpa.s。试验中液环压降是管输量相同的纯水流动压降的0.8~1.5倍。
附图说明:
图1为高粘液体液环输送的液环成形装置结构图。
其中:
1-中心管 2-封闭环 3-渐缩管
4-高粘液体进液口 5-高粘液体出液口
6-环形空腔 7-低粘液体掺液管
8-渐缩管缩口端 9-输送管
10-环形空腔出口 11-出液口管壁
Claims (7)
1、一种高粘液体液环输送的液环成形装置,包括中心管[1]、封闭环[2]、渐缩管[3]、进液口[4]、出液口[5]、环形空腔[6]、掺液管[7]、渐缩管缩口端[8]、输送管[9]和环形空腔出口[10],中心管[1]的出液口[5]插进渐缩管[3]的扩口端,环形空腔[6]包在中心管[1]外,在环形空腔[6]的前端有掺液管[7]与其相通,渐缩管[3]的缩口端[8]与输送管[9]相连,且两者直径相同,其特征是环形空腔[6]的轴向截面为三角形,中心管出液口管壁[11]的轴向截面呈楔子状。
2、按权利要求1所述的高粘液体液环输送的液环成形装置,其特征是环形空腔[6]直接由中心管[1]、封闭环[2]和渐缩管[3]同轴焊接围成,其长度大于环形空腔出口[10]宽度的15倍。
3、按权利要求1所述的高粘液体液环输送的液环成形装置,其特征是中心管出液口[5]处的出液口管壁[11]为外壁斜坡的楔状,其锥度等于或小于渐缩管[3]的锥度。
4、按权利要求1、2和3所述的高粘液体液环输送的液环成形装置,其特征是中心管[1]与环形空腔出口[10]的截面面积比等于某一掺液率X0时的高粘液体与低粘液体的流量比。
5、按权利要求1、2和3所述的高粘液体液环输送的液环成形装置,其特征是渐缩管[3]的锥度为10°~30°。
7、按权利要求1、2和3所述的高粘液体液环输送的液环成形装置,其特征是渐缩管缩口端[8]与输送管[9]的连接处内壁成园弧状。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 90209004 CN2069064U (zh) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 高粘液体液环输送的液环成型装置 |
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CN 90209004 CN2069064U (zh) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 高粘液体液环输送的液环成型装置 |
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CN2069064U true CN2069064U (zh) | 1991-01-09 |
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ID=4889155
Family Applications (1)
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CN 90209004 Withdrawn CN2069064U (zh) | 1990-06-20 | 1990-06-20 | 高粘液体液环输送的液环成型装置 |
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