CN217735921U - 一种流量控制体、阀体及输送管道 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种流量控制体、阀体及输送管道，包括内螺旋涡流室和外螺旋涡流室；所述外螺旋涡流室为两端开口的筒形结构；所述内螺旋涡流室安装于所述外螺旋涡流室内；所述内螺旋涡流室包括中心轴、以及多个结构相同的内螺旋翅片；多个所述内螺旋翅片均布于所述中心轴的周向，所述内螺旋翅片呈螺旋形设置于所述中心轴的侧壁上，两个相邻的所述内螺旋翅片之间、以及所述外螺旋涡流室的内壁形成内螺旋通道。本申请解决了现有技术中阀门内高强度湍流区域形成的剪切力会使多相流中的液滴破裂、变形和乳化，进而导致下游分离设备效率低的问题。

Description

一种流量控制体、阀体及输送管道

技术领域

本申请属于阀技术领域，具体涉及一种流量控制体、阀体及输送管道。

背景技术

石油、天然气开采输运系统中，在采出物脱水和含油污水处理环节，都有提高油水分离效率的需求。对于系统中重力沉降及离心分离类分离设备，离散相液滴粒径是影响油水分离效率的最关键因素，而阀门内高强度湍流区域形成的剪切力会导致多相流中的液滴破裂、变形和乳化，离散相的乳化和液滴破碎会降低下游分离设备的效率。

实用新型内容

本申请实施例通过提供一种流量控制体、阀体及输送管道，解决了现有技术中阀门内高强度湍流区域形成的剪切力会使多相流中的液滴破裂、变形和乳化，进而导致下游分离设备效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种流量控制体，包括内螺旋涡流室和外螺旋涡流室；

所述外螺旋涡流室为两端开口的筒形结构；

所述内螺旋涡流室安装于所述外螺旋涡流室内；所述内螺旋涡流室包括中心轴、以及多个结构相同的内螺旋翅片；

多个所述内螺旋翅片均布于所述中心轴的周向，所述内螺旋翅片呈螺旋形设置于所述中心轴的侧壁上，两个相邻的所述内螺旋翅片之间、以及所述外螺旋涡流室的内壁形成内螺旋通道。

在一种可能的实现方式中，所述外螺旋涡流室包括环形结构的轴环、以及多个结构相同的外螺旋翅片；

多个所述外螺旋翅片均布于所述轴环的周向，所述外螺旋翅片呈螺旋形设置于所述轴环的外侧壁上，两个相邻的所述外螺旋翅片之间形成外螺旋通道；

所述内螺旋涡流室安装于所述轴环内，所述内螺旋通道和所述外螺旋通道共同形成螺旋通道。

在一种可能的实现方式中，所述内螺旋涡流室和所述轴环为转动连接，所述轴环的两侧设置有限位环，所述内螺旋涡流室的端部和所述限位环的侧壁抵接。

在一种可能的实现方式中，所述内螺旋涡流室的内螺旋翅片的侧壁固定连接于所述轴环的内壁。

在一种可能的实现方式中，所述外螺旋翅片和所述内螺旋翅片对应的圆心角位于45～1080度之间。

本实用新型实施例还提供了一种阀体，包括阀座、设置于所述阀座内的阀芯、以及上述的流量控制体；

所述阀芯的中心设置有流道；

所述流量控制体安装于所述阀座的输出流道上。

在一种可能的实现方式中，所述流道的孔径大于轴环的外径。

在一种可能的实现方式中，外螺旋涡流室转动安装于所述输出流道内。

本实用新型实施例还提供了一种输送管道，包括输送管、以及上述的流量控制体；

所述输送管的进水口连接于阀体的出水口；所述流量控制体安装于所述输送管内且靠近所述输送管的进水口的一侧。

在一种可能的实现方式中，外螺旋涡流室转动安装于所述输送管内。

本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本实用新型实施例提供了一种流量控制体，该流量控制体使用时，将其安装在阀门内高强度湍流区域后方的通道内，流体经过阀门后进入流量控制体的螺旋通道，螺旋通道使流体以旋转的方式流动，并提高了流体的流动速度，流体形成了涡流，流体在离开流量控制体之后继续以旋转的方式流动，在这过程中增大了流量控制体内的压差，即减小了流量控制体内的能量耗散率，进而降低了球阀的剪切力，减少了液滴变形和破裂的形成。流量控制体完成介质分离、扰动，抑制了泡沫及乳液的形成，同时降低了流体上的剪切力，提高了分离系统的整体稳健性。避免了现有技术中阀门内高强度湍流区域形成的剪切力会使多相流中的液滴破裂、变形和乳化，进而导致下游分离设备效率低的问题。

本实用新型无需改变现有开采输运工艺，通过在阀门内高强度湍流区域后方的通道内增加流量控制体入手解决高剪切力的问题，实现了流体能量耗散目的，因此本实用新型是减小剪切力最经济、实用、而且可行的理想方法，避免了现有技术中通过加热、加入化学品或者增加介质在分离器内的停留时间等方法来减小剪切力，而存在成本高、以及实施难度大的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的流量控制体的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的内螺旋涡流室的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的外螺旋涡流室的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的阀体的结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的输送管道的结构示意图。

附图标记：1-内螺旋涡流室；11-中心轴；12-内螺旋翅片；13-内螺旋通道；2-外螺旋涡流室；21-轴环；22-外螺旋翅片；23-外螺旋通道；24-限位环；3-阀座；4-阀芯；5-输送管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的流量控制体，包括内螺旋涡流室1和外螺旋涡流室2。

外螺旋涡流室2为两端开口的筒形结构。

内螺旋涡流室1安装于外螺旋涡流室2内。内螺旋涡流室1包括中心轴11、以及多个结构相同的内螺旋翅片12。

多个内螺旋翅片12均布于中心轴11的周向，内螺旋翅片12呈螺旋形设置于中心轴11的侧壁上，两个相邻的内螺旋翅片12之间、以及外螺旋涡流室2的内壁形成内螺旋通道13。

需要说明的是，流量控制体可以通过直接铸造、3D打印或铣削获得。流量控制体为一种阀，流量控制体使用时，将其安装在阀门内高强度湍流区域后方的通道内，流体经过阀门后进入流量控制体的螺旋通道，螺旋通道使流体以旋转的方式流动，并提高了流体的流动速度，流体形成了涡流，流体在离开流量控制体之后继续以旋转的方式流动，在这过程中增大了流量控制体内的压差，即减小了流量控制体内的能量耗散率，进而降低了球阀的剪切力，减少了液滴变形和破裂的形成。流量控制体完成介质分离、扰动，抑制了泡沫及乳液的形成，同时降低了流体上的剪切力，提高了分离系统的整体稳健性。避免了现有技术中阀门内高强度湍流区域形成的剪切力会使多相流中的液滴破裂、变形和乳化，进而导致下游分离设备效率低的问题。

本实用新型无需改变现有开采输运工艺，通过在阀门内高强度湍流区域后方的通道内增加流量控制体入手解决高剪切力的问题，实现了流体能量耗散目的，因此本实用新型是减小剪切力最经济、实用、而且可行的理想方法，避免了现有技术中通过加热、加入化学品或者增加介质在分离器内的停留时间等方法来减小剪切力，而存在成本高、以及实施难度大的问题。

本实施例中，外螺旋涡流室2包括环形结构的轴环21、以及多个结构相同的外螺旋翅片22。

多个外螺旋翅片22均布于轴环21的周向，外螺旋翅片22呈螺旋形设置于轴环21的外侧壁上，两个相邻的外螺旋翅片22之间形成外螺旋通道23。

内螺旋涡流室1安装于轴环21内，内螺旋通道13和外螺旋通道23共同形成螺旋通道。

需要说明的是，内螺旋通道13和外螺旋通道23使混合介质的流体在以旋转的方式流动前实现初步分离，即混合介质的流体中高密度相在外螺旋通道23内通过，混合介质的流体中低密度相在内螺旋通道13通过，进而提高后续分离效率。流量控制体利用气旋流来增加流动能量耗散。

当流体流过内螺旋通道13和外螺旋通道23时，气体可以通过局部闪蒸沿外螺旋翅片22、内螺旋翅片12的表面形成，以将流体的剩余部分的气体分离。

本实施例一中，内螺旋涡流室1和轴环21为转动连接，轴环21的两侧设置有限位环24，内螺旋涡流室1的端部和限位环24的侧壁抵接。

需要说明的是，将内螺旋涡流室1转动安装于轴环21内，内螺旋涡流室1在流体的作用下在原位做旋转运动，进而能提供更大的旋流场和离心力，有利于液滴汇集，提高后续分离效率。流体为低流速的工况时，分体式的流量控制体分离效果更好。

本实施例二中，内螺旋涡流室1的内螺旋翅片12的侧壁固定连接于轴环21的内壁。

需要说明的是，也即流量控制体为一体式结构，一体式结构的流量控制体制造工艺简单。

本实施例中，外螺旋翅片22和内螺旋翅片12对应的圆心角位于45～1080度之间。

需要说明的是，外螺旋翅片22、内螺旋翅片12对应的圆心角为360度时，也即外螺旋翅片22、内螺旋翅片12正好绕轴环21、中心轴11一周，因此圆心角能够清楚地表达外螺旋翅片22、内螺旋翅片12的缠绕长度。外螺旋翅片22和内螺旋翅片12对应的圆心角位于45～1080度之间，能够满足大多数的使用需求。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供的阀体，包括阀座3、设置于阀座3内的阀芯4、以及如上述流量控制体。

阀芯4的中心设置有流道。

流量控制体安装于阀座3的输出流道上。

需要说明的是，该球阀工作时，使设定流量的流体从球阀的流体进口进入并通过球体中心的通道。然后流体进入流量控制体的螺旋通道，螺旋通道使流体以旋转的方式流动，并提高了流体的流动速度，在这过程中降低了球阀的剪切力，减少了液滴变形和破裂的形成。

本实施例中，流道的孔径大于轴环21的外径。使得球体通道内的流体能够进入外螺旋通道23。

本实施例中，外螺旋涡流室2转动安装于输出流道内。

外螺旋涡流室2转动安装于输出流道内，外螺旋涡流室2在流体的作用下在原位做旋转运动，进而能提供更大的旋流场和离心力，有利于液滴汇集，提高后续分离效率。

如图1至图3、图5所示，本实用新型实施例提供的输送管道，包括输送管5、以及如上述的流量控制体。

输送管5的进水口连接于阀体的出水口。流量控制体安装于输送管5内且靠近输送管5的进水口的一侧。

需要说明的是，球阀工作时，流体从球阀的流体出口进入输送管5，并通过流量控制体的螺旋通道。螺旋通道使流体以旋转的方式流动，并提高了流体的流动速度，进而降低了球阀的剪切力，减少了液滴变形和破裂的形成。

当球阀内不便于安装流量控制体时，可在输送管5的进水口处安装流量控制体，这样便于流量控制体的安装和维护，同时对现有开采输运工艺改动小，因此实用性强。

本实施例中，外螺旋涡流室2转动安装于输送管5内，进而利于液滴汇集，提高了后续分离效率。

本实施例中，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (10)

1.一种流量控制体，其特征在于：包括内螺旋涡流室（1）和外螺旋涡流室（2）；

所述外螺旋涡流室（2）为两端开口的筒形结构；

所述内螺旋涡流室（1）安装于所述外螺旋涡流室（2）内；所述内螺旋涡流室（1）包括中心轴（11）、以及多个结构相同的内螺旋翅片（12）；

多个所述内螺旋翅片（12）均布于所述中心轴（11）的周向，所述内螺旋翅片（12）呈螺旋形设置于所述中心轴（11）的侧壁上，两个相邻的所述内螺旋翅片（12）之间、以及所述外螺旋涡流室（2）的内壁形成内螺旋通道（13）。

2.根据权利要求1所述的流量控制体，其特征在于：所述外螺旋涡流室（2）包括环形结构的轴环（21）、以及多个结构相同的外螺旋翅片（22）；

多个所述外螺旋翅片（22）均布于所述轴环（21）的周向，所述外螺旋翅片（22）呈螺旋形设置于所述轴环（21）的外侧壁上，两个相邻的所述外螺旋翅片（22）之间形成外螺旋通道（23）；

所述内螺旋涡流室（1）安装于所述轴环（21）内，所述内螺旋通道（13）和所述外螺旋通道（23）共同形成螺旋通道。

3.根据权利要求2所述的流量控制体，其特征在于：所述内螺旋涡流室（1）和所述轴环（21）为转动连接，所述轴环（21）的两侧设置有限位环（24），所述内螺旋涡流室（1）的端部和所述限位环（24）的侧壁抵接。

4.根据权利要求2所述的流量控制体，其特征在于：所述内螺旋涡流室（1）的内螺旋翅片（12）的侧壁固定连接于所述轴环（21）的内壁。

5.根据权利要求2所述的流量控制体，其特征在于：所述外螺旋翅片（22）和所述内螺旋翅片（12）对应的圆心角位于45～1080度之间。

6.一种阀体，其特征在于：包括阀座（3）、设置于所述阀座（3）内的阀芯（4）、以及如权利要求1至5任一项所述的流量控制体；

所述阀芯（4）的中心设置有流道；

所述流量控制体安装于所述阀座（3）的输出流道上。

7.根据权利要求6所述的阀体，其特征在于：所述流道的孔径大于轴环（21）的外径。

8.根据权利要求6所述的阀体，其特征在于：外螺旋涡流室（2）转动安装于所述输出流道内。

9.一种输送管道，其特征在于：包括输送管（5）、以及如权利要求1至5任一项所述的流量控制体；

所述输送管（5）的进水口连接于阀体的出水口；所述流量控制体安装于所述输送管（5）内且靠近所述输送管（5）的进水口的一侧。

10.根据权利要求9所述的输送管道，其特征在于：外螺旋涡流室（2）转动安装于所述输送管（5）内。

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