Завихритель потока текучей среды

Авторы патента:

F15D1/04 - устройство направляющих заслонок или дефлекторов в коленах труб или поворотах каналов; конструкции элементов трубопроводов, каналов или колен, обеспечивающие уменьшение потерь в потоке

Владельцы патента RU 2562352:

Акционерное общество "Научно-производственное предприятие "Исток" имени А.И. Шокина" (АО "НПП "Исток" им. Шокина") (RU)

Изобретение относится к транспортировке текучих сред по трубопроводам и может быть использовано в устройствах воздействия на поток текучей среды в трубопроводе. Завихритель содержит цилиндрический корпус, внутри которого концентрично установлены три лопатки треугольной формы. Лопатки закреплены по большому катету на стержне, расположенном на оси корпуса, и закреплены в основании. Основание выполнено в виде кольца с перемычками. Основание установлено на выходе корпуса. На стержне закреплен обтекатель с ребрами, а сам корпус со стороны обтекателя выполнен конусным. Боковая поверхность конуса и ребра обтекателя параллельны. Между обтекателем и основанием концентрично оси закреплена конусообразная спираль. Каждая лопатка вдоль большого катета по малому катету изогнута по радиусу и закреплена на перемычке основания, изогнутой по тому же радиусу. Изгибы лопаток и наклоны витков спирали к оси направлены в противоположные стороны. Технический результат - повышение эффективности перемешивания потока текучей среды, при снижении гидравлического сопротивления и повышении выравнивания скоростей потока по сечению трубопровода. 1 ил.

Изобретение относится к транспортировке текучих сред по трубопроводам и может быть использовано в устройствах воздействия на поток текучей среды в трубопроводе.

Известен двухлопастный завихритель потока текучей среды, содержащий установленные в трубе под углом к потоку текучей среды плоские лопатки [1]. Две одинаковые лопатки установлены в трубе с круглым поперечным сечением, при этом каждая лопатка имеет профиль половинки эллипса, разрезанного вдоль большой его оси на две лопатки и полученного наклонным сечением трубы, выполненным под углом к оси трубы, равным углу наклона края лопатки, причем угол наклона края лопаток образован большой осью эллипса и обратно симметричен оси трубы. Данный завихритель позволяет закручивать поток текучей среды, однако интенсивность перемешивания низкая.

Известен аксиально-лопаточный завихритель потока текучей среды в трубопроводах с поворотом, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого концентрично установлены лопатки и центральное тело, принятый за прототип [2].

Аксиально-лопаточный завихритель выравнивает скорости потока по сечению трубопровода, но недостаточно, а также слабо снижает гидравлическое сопротивление.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности перемешивания потока текучей среды, при снижении гидравлического сопротивления и повышении выравнивания скоростей потока по сечению трубопровода.

Технический результат достигается тем, что предлагаемый завихритель потока текучей среды содержит цилиндрический корпус, внутри которого концентрично установлены по крайней мере три лопатки треугольной формы. Лопатки закреплены по большому катету на стержне, расположенном на оси корпуса, и закреплены в основании. Основание выполнено в виде кольца с перемычками. Основание установлено на выходе корпуса. При этом на входе корпуса на стержне закреплен обтекатель с ребрами, а сам корпус со стороны обтекателя выполнен конусным, при этом боковая поверхность конуса и ребра обтекателя параллельны. Между обтекателем и основанием концентрично оси закреплена конусообразная спираль. Каждая лопатка вдоль большого катета по малому катету изогнута по радиусу и закреплена на перемычке основания, изогнутой по тому же радиусу. Спираль выполнена с шагом t, определяемым из соотношения: t=(s+d)/tg α/2, где s - просвет между соседними витками спирали размером не менее d, d - диаметре прутка или ширина ленты, из которых она навита, α - угол конуса спирали, при этом изгибы лопаток и наклоны витков спирали к оси направлены в противоположные стороны.

Наличие по крайней мере трех лопаток треугольной формы позволяет интенсивно перемешивать поток текущей среды.

Конусообразный обтекатель с ребрами выравнивает поток за счет усиления отделения газа из смеси.

Конусообразная спираль, намотанная с предлагаемым шагом, способствует дроблению потока на отдельные части и закручивает его к внутренней стенке корпуса, что способствует дополнительному выделению из потока газовой составляющей.

Изгибы лопаток, расположенных внутри спирали, и наклоны витков самой спирали к оси направлены в противоположные стороны, что позволяет получить двойную закрутку потока в разные стороны. Происходит слияние встречных потоков, что приводит к высокой степени турбулентности потока и усиленному выделению газа.

Основание, выполненное в виде кольца с перемычками, является съемной опорой, на которой крепятся все части завихрителя. Это позволяет производить их быстрый съем, что упрощает ремонт устройства.

На фиг. 1 представлен предлагаемый завихритель потока текучей среды, где:

цилиндрический корпус 1;

лопатка 2;

стержень 3;

основание с перемычками 4;

обтекатель 5;

спираль 6.

Пример

Завихритель потока текучей среды содержит цилиндрический корпус 1, имеющий со стороны входа коническую форму, выполнен из нержавеющий стали, внутри которого концентрично установлены лопатки 2. Три лопатки 2 выполнены треугольной формы из нержавеющей стали толщиной 3 мм. Каждая лопатка 2 изогнута вдоль большого катета и по малому катету на радиус 50 мм. Лопатка 2 приварена по большому катету на стержень 3, а по малому катету к перемычке основания 4. Основание 4 выполнено в виде кольца из нержавеющей стали с перемычками шириной 5 мм и установлено на выходе корпуса 1. Каждая перемычка основания 4 изогнута по тому же радиусу 50 мм, что и приваренная к ней лопатка 2. Стержень 3, выполненный из нержавеющей стали диаметром 16 мм, расположен на оси корпуса 1 и приварен к центру основания 4. На входе корпуса 1 на стержне 3 закреплен конусный обтекатель 5 с восьмью ребрами, выполненный из нержавеющей стали. Корпус 1 со стороны обтекателя 5 выполнен конусным. Боковая поверхность конуса корпуса 1 и ребра обтекателя 5 параллельны. Конусообразная спираль 6 намотана из прутка нержавеющей стали диаметром 8 мм с шагом 45 мм, угол конуса составляет 40°, просвет 8 мм. Спираль 6 закреплена между обтекателем 5 и основанием 4 концентрично оси. Лопатки 2 изогнуты к оси вправо, а витки спирали 6 наклонены к оси влево.

Завихритель потока текучей среды работает следующим образом. Поток текучей среды, в частности нефтегазовой смеси, из трубопровода поступает на вход корпуса 1 и на конический обтекатель 5, который выравнивает поток благодаря наличию ребер, что особенно важно при сильной газовой струе, проходит к спирали 6 и через просветы между витками расслаивается на отдельные цилиндрической формы струи, происходит резкое отделение газа. На выходе из спирали 6 из-за изгиба лопаток 2 возникает сильная завихренность и повышенная турбулентность текучей среды и снова выделяется газ.

Предлагаемый завихритель потока текучей среды прошел испытание на макетном образце. При прохождении текучей среды через устройство происходит повышение эффективности перемешивания потока текучей среды, при снижении гидравлического сопротивления и повышает выравнивание скоростей потока по сечению трубопровода. Увеличение количества лопаток повышает турбулентность потока смеси и ускоряет выделение газа.

Предлагаемое устройство будет использовано в измерительной установке состава компонентов газонефтяной смеси, добываемой из скважин.

Источники информации

1. Патент RU №2323386, МПК F23D, 14/24.

2. Патент RU №2142582, МПК F15D, 1/04 - прототип.

Завихритель потока текучей среды, содержащий цилиндрический корпус, внутри которого концентрично установлены лопатки, отличающийся тем, что по крайней мере три лопатки треугольной формы закреплены по большому катету на стержне, расположенном на оси корпуса и закрепленном в основании, выполненном в виде кольца с перемычками, установленном на выходе корпуса, при этом на входе корпуса на стержне закреплен обтекатель с ребрами, а сам корпус со стороны обтекателя выполнен конусным, при этом боковая поверхность конуса и ребра обтекателя параллельны, между обтекателем и основанием концентрично оси закреплена конусообразная спираль, причем каждая лопатка вдоль большого катета по малому катету изогнута по радиусу и закреплена на перемычке основания, изогнутой по тому же радиусу, спираль выполнена с шагом t, определяемым из соотношения:
t=(s+d)/tg α/2,
где s - просвет между соседними витками спирали размером не менее d, d - диаметра прутка или ширины ленты, из которых она навита, α - угол конуса спирали, при этом изгибы лопаток и наклоны витков спирали к оси направлены в противоположные стороны.

Группа изобретений касается криволинейного канала, относящегося к гидравлической машине, а также распределительного узла для рабочего колеса турбины Пелтона и гидравлической машины, содержащей такой криволинейный канал.

Выходной узел с отклонителем флюида, перенаправляющим флюид по двум или более каналам // 2548694

Выходной узел предназначен для направления и регулирования расхода потока. Выходной узел содержит впуск флюида; выходную камеру; выпуск флюида, расположенный внутри выходной камеры, и отклонитель флюида, при этом отклонитель флюида соединен с впуском флюида и выходной камерой, причем флюид имеет возможность протекать от впуска флюида через отклонитель в выходную камеру и при этом форму отклонителя флюида выбирают таким образом, чтобы он имел возможность перенаправлять текущий от впуска флюид в первый флюидный канал, во второй флюидный канал или в оба канала в разных комбинациях, причем первый и второй флюидный каналы расположены внутри выходной камеры.

Способ формирования транспортирующего потока в магистральном трубопроводе // 2537651

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для пропуска жидкостей, нефтепродуктов, газа и гидросмесей. Способ включает придание вращательного движения потоку в трубопроводе и увеличение скорости потока вдоль его продольной оси.

Способ транспортировки газообразных и жидких продуктов по трубопроводам и устройство для его осуществления // 2528545

Способ и устройство предназначены для транспортировки газообразных и жидких продуктов по трубопроводам. Способ заключается в том, что создают избыточное давление транспортируемого продукта на входе в трубопровод и при этом продукту при помощи активаторов вращения, расположенных внутри трубопровода, придают вращательное движение на всем протяжении трубопровода, при этом активаторы вращения располагают в стыках трубопроводов.

Устройство для изменения направления движения потоков жидкостей и газов // 2457014

Изобретение относится к устройствам для закручивания потока жидкости или газа и изменения направления движения их потоков. .

Канавчатый генератор вихревого потока // 2453737

Генератор вихревого потока // 2453736

Устройство для изменения направления протекающей в трубопроводе среды // 2392531

Изобретение относится к устройству для изменения направления протекающей в трубопроводе среды и может быть подключено перед подлежащим калибровке расходомером. .

Система выпрямления струйного потока // 2330998

Изобретение относится к системе выпрямления потока текучей среды посредством выпрямляющего устройства на участке трубопровода. .

Завихритель // 2321779

Изобретение относится к энергетике, в частности к области производства тепловой и электрической энергии на тепловых и атомных электростанциях, и может быть использовано в трубопроводах с двухфазными потоками.

Износостойкий крутоизогнутый отвод "игр" // 2580854

Изобретение относится к средствам воздействия на поток текучей среды в трубах или каналах и может быть использовано в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности. Износостойкий крутоизогнутый отвод содержит входную, выходную и центральную криволинейную части с углом изгиба от 45° до 180°. Внутри отвода вдоль оси кривизны между плоскостями торцов входной и выходной части установлена лопатка с заостренными кромками и шириной не более диаметра условного прохода отвода. Лопатка имеет поверхность отрицательной Гауссовой кривизны. Крепление лопатки внутри отвода вблизи торцов входной и выходной части выполнено неподвижным и обтекаемым. Лопатка выполнена из стойкого в рабочей среде моно- или полиматериала. Технический результат: устранение сосредоточенного воздействия загрязненного механическими примесями потока среды на стенку отвода и повышение износостойкости отвода. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наполнительное клапанное устройство // 2591367

Изобретение представляет собой клапан и поверхности управления потоком для продвижения ламинарного потока через клапан и предназначено для проведения испытаний труб. Первый клапанный элемент имеет ось и первую поверхность седла с сужающимся контуром, обращенным аксиально вниз по потоку. Второй клапанный элемент имеет вторую поверхность седла с сужающимся контуром, обращенным аксиально вверх по потоку. Второй клапанный элемент имеет закрытое положение, в котором вторая поверхность седла упирается в первую поверхность седла, и имеет открытое положение, в котором вторая поверхность седла расположена на расстоянии аксиально ниже по потоку от первой поверхности седла. Второй клапанный элемент дополнительно имеет терминальный концевой участок, выполненный в виде носового конуса. Носовой конус может быть расположен полностью ниже по потоку от второй поверхности седла и может иметь полость с дренажным отверстием. 6 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.

Соединительный фасонный элемент с профилирующими вставками // 2604264

Изобретение относится к гидродинамике. Элемент предназначен для трубопроводных коммуникаций. Элемент содержит скривление, выполненное в виде профилирующей вставки, профиль поверхности которой со стороны текучей среды полностью совпадает с огибающей зону вихреобразования крайней линией тока. Скривления, выполненные в виде профилирующих вставок, могут быть установлены в стандартные, типовые или индивидуально сконструированные отводы, переходы, тройники, крестовины и другие соединительные фасонные элементы трубопроводов. Технический результат - снижение потерь давления. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство изменения направления движения подвижной среды // 2630812

Устройство предназначено для изменения направления движения подвижной среды. Устройство содержит суживающийся короб 1, на боковой стороне которого последовательно расположены выпускные щелевые отверстия 8, а кроме того, на боковой стороне короба 1 поперек его продольной оси последовательно расположены прямые треугольные призмы 4, их первые грани 5 - контактные, размещены на боковой стороне короба 1 и открыты в сторону полости короба 1, вторые грани 6 - рабочие, в них по середине выполнены выпускные щелевые отверстия 8 с разворотом вдоль продольной оси короба 1, причем рабочие грани 6 расположены к продольной оси короба 1 под углом Φ (град), определяемым формулой где Τ - угол заданного изменения направления подвижной среды в пределах 60°≤Τ≤150°, отчитываемый от первоначального направления подвижной среды и, соответственно, от продольной оси суживающегося короба 1. Изобретение позволяет: изменить направление движения подвижной среды в заданном направлении и обеспечить равномерное распределение расхода подвижной среды в продольном направлении и симметричность относительно плоскости изменения ее направления. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.