CN209495058U - 一种降低流体脉动冲击力的装置 - Google Patents

Abstract

一种降低流体脉动冲击力的装置，整体呈倒L型，包括依次连接并连通的第一管、第二管、第三管、第四管、第五管和第六管；该第一管、第二管、第三管、第四管、第五管和第六管的中轴线均位于同一平面；该第一管为水平的直管，该第二管为弯管，该第三管为竖直的直管，该第四管和第五管为弯管，该第六管为竖直的直管；该第一管和第三管之间通过第二管连接，该第三管和第六管之间通过第四管和第五管连接，使该第一管和第三管相互垂直，该第三管和第六管相互平行。本实用新型降低流体脉动冲击力的装置，其通过弯头连接的方式，可以降低进液管道的振动荷载，缓冲其液体对容积泵的脉动冲击压力。

Description

一种降低流体脉动冲击力的装置

技术领域

本实用新型属于流体设备技术领域，特别是一种降低流体脉动冲击力的装置。

背景技术

现在轻工业生产过程中，输送流体的机械设备主要通过泵来完成。一般情况下，若液体粘度超过150cP的流体选用容积泵，容积泵的类型很多，但其共同的工作特点都是容积泵的流量不采用出口调节阀来调节，一般采用的方法为：旁路、转速和行程调节，其共有的缺点为：其容积的周期性变化产生了流量脉动，造成了排出流量的不均衡，管道内受到流体的冲击载荷较大，导致传动管件的摩擦，并使其松动至断裂，严重了影响了工艺的连续进行。

泵进口的管件大小不等，时间不同步，方向也不尽相同，这些力有的叠加增强，有的消弱衰减，导致进出口管道在轴向和径向产生周期性位移，这就引起了泵入口管道的振动。要降低振动，须减弱或消除管道内流体介质产生的脉动压力。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种降低流体脉动冲击力的装置，其通过弯头连接的方式，可以降低进液管道的振动荷载，缓冲其液体对容积泵的脉动冲击压力。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种降低流体脉动冲击力的装置，整体呈倒L型，包括依次连接并连通的第一管、第二管、第三管、第四管、第五管和第六管；该第一管、第二管、第三管、第四管、第五管和第六管的中轴线均位于同一平面；该第一管为水平的直管，该第二管为弯管，该第三管为竖直的直管，该第四管和第五管为弯管，该第六管为竖直的直管；该第一管和第三管之间通过第二管连接，该第三管和第六管之间通过第四管和第五管连接，使该第一管和第三管相互垂直，该第三管和第六管相互平行。

进一步的，所述第二管为90度的弯管，且由所述第一管末端向下弯曲延伸。

进一步的，所述第四管为45度的弯管，且由所述第三管末端向所述第一管的方向弯曲延伸；所述第五管为45度的弯管，且由所述第四管末端向下弯曲延伸。

进一步的，所述第一管连接进液管道，所述第五管连接容积泵的连接法兰。

进一步的，所述第二管、第四管、第五管所在的圆周的直径为所述第二管、第四管、第五管的内径的1.5倍。

进一步的，所述第三管长度为200～300mm，所述第六管长度为100～500mm。

本实用新型的有益效果是：本实用新型降低流体脉动冲击力的装置，其通过弯头连接的方式，可以降低进液管道的振动荷载，缓冲其液体对容积泵的脉动冲击压力。

附图说明

图1是本实用新型降低流体脉动冲击力的装置的结构示意图。

图2是本实用新型降低流体脉动冲击力的装置的第二管的液体受力分析图。

图3是本实用新型降低流体脉动冲击力的装置的第二管的受力分析图。

图4是本实用新型降低流体脉动冲击力的装置的第四管的受力分析图。

图5是本实用新型降低流体脉动冲击力的装置的第五管的受力分析图。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供一种降低流体脉动冲击力的装置，整体呈倒L型，包括依次连接并连通的第一管1、第二管2、第三管3、第四管4、第五管5和第六管6。该第一管1连接进液管道，该第五管5连接容积泵的连接法兰。该第一管1、第二管2、第三管3、第四管4、第五管5和第六管6的中轴线均位于同一平面。该第一管1为水平的直管，该第二管2为弯管，该第三管3为竖直的直管，该第四管4和第五管5为弯管，该第六管6为竖直的直管。该第一管1和第三管3之间通过第二管2连接，该第三管3和第六管6之间通过第四管4和第五管5连接，使该第一管1和第三管3相互垂直，该第三管3和第六管6相互平行。

具体来说，该第二管2为90度的弯管，且由该第一管1末端向下弯曲延伸。该第四管4为45度的弯管，且由该第三管3末端向该第一管1的方向弯曲延伸。该第五管5为45度的弯管，且由该第四管4末端向下弯曲延伸。该第二管2、第四管4、第五管5所在的圆周的直径为该第二管2、第四管4、第五管5的内径的1.5倍。该第三管3长度为200～300mm，该第六管6长度为100～500mm。

本实用新型通过第二管2、第四管4、第五管5改变液体产生的冲击力F的方向，逐级降低F对液体出口的冲击力，减少对泵入口的冲击力。流体对弯头的冲击力如下公式1所示：

∑F＝ρQ(β₂v₂-β₁v₁) 公式1

β：系数，通常值取1.0

ρ：流体密度，kg/m³

v：流体断面的平均速度

Q：流量，m³

若分析其设备的受力原理，其理论分析如下，假设x,y在同一平面上，液体受力分析如图2所示。

假设流量稳定的情况下，根据流体动量守恒方程得出，弯头对流体的作用力x,y分量如下式：

F_x＝ρ₂v₂ ²A₂cosβ-ρ₁v₁ ²A₁+p₂A₂cosβ-p₁A₁

F_y＝-ρ₂v₂ ²A₂sinβ+G-p₂A₂sinβ

第二管2、第四管4、第五管5的受力分析分别如图3-图5所示，由图中可以看出，液体产生的冲击力F使得第二管2、第四管4、第五管5的受力方向，x方向的受力为Fx，y方向的受力为Fy。假设液体流动状态为稳态，假定流体流速v1＝v2＝v3＝v4，流体的横截面积A1＝A2＝A，P1可以当作流体进口的液体静压力，维持不变，p2、p3是方向相反大小相等的作用力分别作用在两个受力面上。根据流体动量守恒方式得出：

第二管2受力分析如下，β＝90°：

Fx＝-ρv²A-p1A

Fy＝-ρv²A-p2A

第四管4受力分析如下，β＝45°：

Fx1＝(ρv²A+p2A)*(cos45°-1)

Fy1＝-(ρv²A+p3A)*sin45°

第五管5受力分析如下，β＝-45°：

Fx2＝(ρv²A+p3A)*[cos(-45°)-1]

Fy2＝-(ρv²A+p4A)*sin(-45°)

由计算公式可以看出，Fx,Fx1,Fx2＜0，其流体受力方向与图中所示方向相反。流体最终的受力Fy2＞0，其流体受力方向与图中所示方向相同。

分析结果如下：

1.x，y方向上液体的受力方向为-Fx，-Fy，与弯头产生的压力为一对方向相反，大小相等的作用力与反作用力。

2.根据力的分解，可以看出所有Fx的水平作用力，都通过弯头自行吸收，即弯头的增加可以减弱流体产生的脉冲压力。

3.第三管3的作用起到一个缓冲的作用，避免第二管2和第四管4直接连接使得流体的进出口夹角角度大于90°，β≥90°会增大弯头水平方向的作用力，带来负面影响。

4.从第五管5受力分析的计算公式可以得出，若可以忽略管道内流体的压力损失，即p2＝p4，则Fy2的作用力大小约为0.7Fy。

需要说明的是，以上所述仅是本实用新型较佳的具体实施方式而已，目的是为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型，不应用以限制本实用新型的范围及应用，凡是在本实用新型的精神或原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本实用新型所保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种降低流体脉动冲击力的装置，其特征在于，整体呈倒L型，包括依次连接并连通的第一管、第二管、第三管、第四管、第五管和第六管；该第一管、第二管、第三管、第四管、第五管和第六管的中轴线均位于同一平面；该第一管为水平的直管，该第二管为弯管，该第三管为竖直的直管，该第四管和第五管为弯管，该第六管为竖直的直管；该第一管和第三管之间通过第二管连接，该第三管和第六管之间通过第四管和第五管连接，使该第一管和第三管相互垂直，该第三管和第六管相互平行。

2.根据权利要求1所述的降低流体脉动冲击力的装置，其特征在于：所述第二管为90度的弯管，且由所述第一管末端向下弯曲延伸。

3.根据权利要求1或2所述的降低流体脉动冲击力的装置，其特征在于：所述第四管为45度的弯管，且由所述第三管末端向所述第一管的方向弯曲延伸；所述第五管为45度的弯管，且由所述第四管末端向下弯曲延伸。

4.根据权利要求1或2所述的降低流体脉动冲击力的装置，其特征在于：所述第一管连接进液管道，所述第五管连接容积泵的连接法兰。

5.根据权利要求1或2所述的降低流体脉动冲击力的装置，其特征在于：所述第二管、第四管、第五管所在的圆周的直径为所述第二管、第四管、第五管的内径的1.5倍。

6.根据权利要求1或2所述的降低流体脉动冲击力的装置，其特征在于：所述第三管长度为200～300mm，所述第六管长度为100～500mm。