CN212672693U - 管道整流装置及管道 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种管道整流装置及管道。该管道整流装置与管道的轴向呈预定角度设置于管道中。管道整流装置包括基板，基板包括整流区，整流区设置有贯穿基板的多个整流孔，整流孔沿流体的流动方向延伸设置。本实用新型提供的管道整流装置，可以将管道中的流体整流为接近理想流体的层流流体，便于后续精准测量管道中流体的相关参数。

Description

管道整流装置及管道

技术领域

本实用新型涉及流体技术领域，特别是涉及一种管道整流装置及管道。

背景技术

管道中的流体，特别是大流量管道中的流体，在管道中流动时内部会发生严重的湍流，影响流体的形态，使流体在管道内变得混乱。如果需要测量流体的流速或者监测流体中是否含有颗粒物质是非常不利的，可能引起测量结果不准确，或者测量精度降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种管道整流装置及管道，该管道整流装置可以将管道中的流体整流为接近理想流体的层流流体。

一方面，本实用新型提供了一种管道整流装置，该管道整流装置与管道的轴向呈预定角度设置于管道中，管道整流装置包括基板，基板包括整流区，整流区设置有贯穿基板的多个整流孔，整流孔沿流体的流动方向延伸设置。

根据本实用新型的一个方面，多个整流孔在整流区呈阵列排布。

根据本实用新型的一个方面，多个整流孔在行方向和/或列方向上对齐排布。

根据本实用新型的一个方面，多个整流孔在行方向和/或列方向上交错排布。

根据本实用新型的一个方面，整流孔的形状呈圆形、矩形、椭圆形、多边形中的任一者。

根据本实用新型的一个方面，相邻的整流孔之间的中心距为L1，整流孔的最大外径尺寸为L2，则L1/L2＝1.1～1.5。

根据本实用新型的一个方面，整流区的形状与管道的横截面形状相同；和/或，整流区的面积小于或者等于管道的横截面面积。

根据本实用新型的一个方面，多个整流孔的横截面面积之和为S1，整流区的面积为S0，则S1/S0≥90％。

根据本实用新型的一个方面，基板的厚度小于或者等于3mm。

根据本实用新型的一个方面，基板垂直于流体的流动方向设置。

另一方面，本实用新型还提供了一种管道，包括：第一管段；第二管段；如前所述的管道整流装置，设置于第一管段与第二管段之间，第一管段内的流体流经基板的整流区后，以层流流体进入第二管段。

本实用新型提供的一种管道整流装置及管道，通过在管道整流装置的基板的整流区设置贯穿基板的多个整流孔，可以将管道中的流体整流为接近理想流体的层流流体，便于后续精准测量管道中流体的相关参数。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

图1是本实用新型实施例提供的一种管道整流装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的另一种管道整流装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种管道的剖面结构示意图；

图4是图3所示的区域A的局部放大结构示意图。

附图标记说明：

1-管道整流装置；2-第一管段；21-第一法兰盘；3-第二管段；31-第二法兰盘；

11-基板；111-整流区；112-固定区；12-整流孔。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图4对本实用新型实施例提供的管道整流装置及管道进行详细描述。

图1是本实用新型实施例提供的一种管道整流装置的结构示意图，图2是本实用新型实施例提供的另一种管道整流装置的结构示意图。

请一并参阅图1和图2，本实用新型实施例提供了一种管道整流装置1，与管道的轴向呈预定角度设置于管道中。管道整流装置1包括基板11，基板11包括整流区111，整流区111设置有贯穿基板11的多个整流孔12，整流孔12沿流体的流动方向延伸。

可选地，基板11的形状为圆形、椭圆形、多边形或者不规则形状等，根据管道的横截面形状而定。基板11的材料为金属，例如钛合金或者不锈钢等，以满足流体流经基板11时的冲击强度要求。

管道整流装置1与管道的轴向呈预定角度设置，即基板11与管道的轴向呈预定角度设置。基板11上的整流孔12沿流体的流动方向延伸，以减小流体流经基板11的整流孔12时的压力损失。

当管道中的流体例如湍流经过管道整流装置1时，流体会被基板11上的多个整流孔12分成多股较小的流体，流经各个整流孔12后再汇合到一起。由于原来管道内的湍流流体被切割破坏，流体内部的小旋涡被打散，通过基板11后，各细小流体将以近似平行于管道的轴向方向流出。这样，大幅降低流体的湍流现象，将流体最大限度地整流为接近理想流体的层流流体，便于准确地测量流体流速，或者监测流体中是否有颗粒物质及颗粒物质的含量等相关参数。

本实用新型实施例提供的一种管道整流装置1，通过在基板11的整流区111设置贯穿基板11的多个整流孔12，可以将管道中的流体整流为接近理想流体的层流流体，便于后续精准测量管道中流体的相关参数。

进一步地，本实用新型实施例提供的管道整流装置1与管道的轴向之间的预定角度可以为90°，即基板11垂直于管道的轴向设置，或者说，基板11垂直于流体的流动方向设置，使得整流孔12以垂直角度贯穿基板11，以使整流孔12沿流体的流动方向延伸，降低了基板11上的整流孔12的工艺制作难度。

进一步地，基板11的整流区111设置的多个整流孔12在整流区111呈阵列排布。整流区111的形状可以与基板11的形状类似，例如圆形、椭圆形、多边形或者不规则形状等，以提高流体的整流面积。

可选地，如图1所示，多个整流孔12可以在行方向对齐排布，也可以在列方向上对齐排布，还可以在行方向和列方向上对齐排布。由此管道中的湍流流体经过基板11上的多个整流孔12时，将被均匀切割为多条平行的小细流。

可选地，如图2所示，多个整流孔12可以在行方向交错排布，也可以在列方向上交错排布，还可以在行方向和列方向上交错排布。由此管道中的湍流流体经过基板11上的多个整流孔12时，将被均匀切割为更加琐碎的多条平行的小细流。

另外，整流孔12的形状呈圆形、矩形、椭圆形、多边形中的任一者。例如，图1所示的整流孔12的形状为矩形，图2所示的整流孔12的形状为圆形。

流体流经基板11时，为了提高流体的切割率，整流孔12的数量越多越好，相应地，相邻的整流孔12之间的中心距越小越好。但同时，基板11的结构强度需要能够抵抗流体的冲击力，故相邻的整流孔12之间的中心距需要提供足够的结构强度。为了平衡结构强度与切割率，相邻的整流孔12之间的中心距为L1，整流孔12的最大外径尺寸为L2，则L1/L2＝1.1～1.5。

可选地，相邻的整流孔12之间的中心距为L1与整流孔12的最大外径尺寸为L2的比值为：L1/L2＝1.2。例如整流孔12的形状为正方形，边长为2mm，相邻的两个整流孔12之间的中心距为2.4mm，即相邻的两个整流孔12邻近的边缘之间的距离为0.4mm，既能保证提高基板11提供足够的抵抗流体冲击力的结构强度，又能最大限度地提高流体的切割率。

另外，整流区111的形状与管道的横截面形状相同，便于流体在管道与管道整流装置1之间顺利过渡。例如，管道的横截面为圆形，则整流区111呈圆形，如图1、图2中的圆形虚线所示。如管道的横截面为矩形，则整流区111呈矩形。

进一步地，为了最大限度地利用管道整流装置1的切割流体的功能，整流区111的面积小于或者等于管道的横截面面积。

由于流体流过管道整流装置1时会有压力损失，降低了流体的流动速率。为了使压力损失尽可能地小，例如小于5％，可选地，多个整流孔12的横截面面积之和为S1，整流区111的面积为S0，则S1/S0≥90％。

为了进一步降低流体流过管道整流装置1时的压力损失，基板11的厚度小于或者等于3mm。

另外，基板11还包括围绕整流区111的固定区112，管道整流装置1通过固定区112固定于管道中，结构简单、安装方便、成本低。

图3是本实用新型实施例提供的一种管道的剖面结构示意图，图4是图3所示的区域A的局部放大结构示意图。

请一并参阅图3和图4，本实用新型实施例还提供了一种管道，包括第一管段2、第二管段3和如前所述的管道整流装置1。

管道整流装置1设置于第一管段2与第二管段3之间，第一管段2内的流体流经基板11的整流区111后，以层流流体进入第二管段3。

进一步地，第一管段2沿自身轴向一端具有第一法兰盘21，第二管段3沿自身轴向一端具有第二法兰盘31，第一管段2和第二管段3通过第一法兰盘21与第二法兰盘31的配合相互连接，管道整流装置1通过基板11的固定区112固定于第一法兰盘21与第二法兰盘31之间。

参阅图4，可选地，第一法兰盘21或者第二法兰盘31中的任一者设置有容纳基板11的固定区112的第一凹槽C1，且第一凹槽C1的深度尺寸小于或者等于基板11的厚度尺寸，以便于将基板11的固定区112紧固于第一法兰盘21与第二法兰盘31之间。如图4所示，第二法兰盘31上设置有容纳基板11的固定区112的第一凹槽C1，第一法兰盘21盖合于第一凹槽C1，以将基板11压合于第一凹槽C1。

可选地，第一法兰盘21或者第二法兰盘31中的任一者还设置有容纳另一者的第二凹槽C2，以便于将第一法兰盘21容纳于第二法兰盘31的第二凹槽C2中，或者将第二法兰盘31容纳于第一法兰盘21的第二凹槽C2中。如图4所示，第二法兰盘31上还设置有容纳第一法兰盘21的第二凹槽C2，第二凹槽C2的底面与第一法兰盘21接触。

可选地，第一法兰盘21与第二法兰盘31之间通过焊接连接为一体，以将第一管段2和第二管段3连接为一体的管道，其中第二凹槽C2的底面为焊接面。

可选地，第一法兰盘21或者第二法兰盘31中的任一者均不设置第二凹槽C2，直接将第一法兰盘21与第二法兰盘31焊接为一体的管道即可。

如果管道的材质为金属，则第一法兰盘21与第二法兰盘31之间通过金属焊料焊接为一个整体的管道。如果管道的材质为塑料，则第一法兰盘21与第二法兰盘31之间通过热铆焊接为一个整体的管道。管道整流装置1的基板11被压装于第一法兰盘21或者第二法兰盘31中的任一者的第一凹槽C1内，固定牢靠。

由此，第一管段2内原本杂乱无章的湍流流体被管道整流装置1的整流区111整流后，分为多个细小地平行的层流流体流入第二管段3内，从而可以更精准地测量管道中流体的相关参数。例如，管道整流装置1可以筛选出流体中的颗粒物质，从而获得颗粒物质的含量；通过测量任一个细小的层流流体的速率可以获得管道中所有流体的速率，提高了测量精度。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种管道整流装置(1)，其特征在于，所述管道整流装置与管道的轴向呈预定角度设置于所述管道中，所述管道整流装置(1)包括基板(11)，所述基板(11)包括整流区(111)，所述整流区(111)设置有贯穿所述基板(11)的多个整流孔(12)，所述整流孔(12)沿流体的流动方向延伸设置。

2.根据权利要求1所述的管道整流装置(1)，其特征在于，多个所述整流孔(12)在所述整流区(111)呈阵列排布。

3.根据权利要求2所述的管道整流装置(1)，其特征在于，多个所述整流孔(12)在行方向和/或列方向上对齐排布；

或者，多个所述整流孔(12)在行方向和/或列方向上交错排布。

4.根据权利要求1所述的管道整流装置(1)，其特征在于，所述整流孔(12)的形状呈圆形、矩形、椭圆形、多边形中的任一者。

5.根据权利要求1所述的管道整流装置(1)，其特征在于，相邻的所述整流孔(12)之间的中心距为L1，所述整流孔(12)的最大外径尺寸为L2，则L1/L2＝1.1～1.5。

6.根据权利要求1所述的管道整流装置(1)，其特征在于，所述整流区(111)的形状与所述管道的横截面形状相同；和/或，所述整流区(111)的面积小于或者等于所述管道的横截面面积。

7.根据权利要求1所述的管道整流装置(1)，其特征在于，多个所述整流孔(12)的横截面面积之和为S1，所述整流区(111)的面积为S0，则S1/S0≥90％。

8.根据权利要求1所述的管道整流装置(1)，其特征在于，所述基板(11)的厚度小于或者等于3mm。

9.根据权利要求1所述的管道整流装置(1)，其特征在于，所述基板(11)垂直于流体的流动方向设置。

10.一种管道，其特征在于，包括：

第一管段(2)；

第二管段(3)；

如权利要求1至9任一项所述的管道整流装置(1)，设置于所述第一管段(2)与所述第二管段(3)之间，所述第一管段(2)内的流体流经所述基板(11)的整流区(111)后，以层流流体进入所述第二管段(3)。

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