本发明专利技术公开一种管道内气液两相螺旋流发生装置，该装置包括螺旋流发生器（2）和安装管段，所述螺旋流发生器（2）由导流体（6）、固定圆环（8）和三支相同的叶片（14）和组成，所述叶片（14）的总体外部轮廓为螺旋桨叶型，其内侧间隔均匀的固定在导流体（6）上，外侧固定于固定圆环（8）内侧；所述叶片（14）与导流体（6）横截面存在夹角α；所述叶片（14）上设置有以导流体（6）为中心均匀分布的圆弧型导流板（12）；所述安装管段由管型外壳（3）组成，螺旋流发生器（2）安装在所述安装管段的进口端（1）位置。该装置螺旋效果好、流态衰减慢和适用范围广。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于管道内气液两相流体传送装置，尤其涉及一种用于传输气液两相流体的管道起旋装置。
技术介绍
螺旋流是一种具有旋转流场的流动形式，它在工业方面的应用范围极其广泛，在水利工程上、机械加工中都有应用。同时，螺旋流技术也进入了人们日常生活领域，如螺旋流节能煤气灶等。既然螺旋流有如此广泛的应用，那么其产生条件就非常关键。一般来说， 螺旋流常规产生方法有三种切向进流、安装导流片及旋转管道。安装导流片式的螺旋流发生装置是通过改变圆管水流边界条件来产生螺旋流，即在管段内壁设置具有一定安放角的若干个固定的导流叶片，当水流通过该管段时，水流不仅沿轴向向前运动，而且产生了周向运动，二者的合运动便形成了螺旋流。但是缺点也比较多安装精度要求较高，螺旋流的强度有待于提高，能耗较高，衰减较快，对外界依赖性较强，而且对气液两相流体来说，参混效果不理想(阿尔格弗雷·Α. H.,比哈德瓦K., 饶*YVN.管内衰减螺旋流的湍流测量研究.应用科学研究，1988，Vol. 45，233 250. 以及内贾德·Α. S,阿麦德《S. Α.不同螺旋强度分布下轴对称突然胀大管内流场特性研究.国际热与流体流动，1992，Vol. 13，No. 4，314 321.)。另外，管型喷嘴的方式也可以产生螺旋流，即通过切向进流的方式产生周向速度，和轴向速度叠加产生螺旋流， 但是其缺点在于结构复杂、需经常维护、需要保证喷嘴的位置参数(奇格尔· N. A,茜文斯基·Α.喷气式飞机上螺旋涡流运动的实验研究.应用力学学报，1967，Vol. 34，443 451.以及森派如·Ε. Μ,卡波可·Α.圆管内螺旋流动与热传递研究.国际传热，1984， Vol. 106，766 773.)。因此，上述方法并不能满足实际气液两相起旋的要求。此外，还有其他的螺旋流发生装置。1990年，日本白百合女子大学的Kiyoshi Horii教授提出了一种自生成螺旋流发生装置，专利技术者是利用的空气作为流动介质，在雷诺数分别为1.0X105和1.6X105两种条件下，通过轴对称面内小孔径向向心射入的进流方式用粒子显示出螺旋流的存在，并获得了法国专利(No. 0456931)与美国专利(No. 4721126)(浩瑞·Κ，马斯逖姆·Υ.，陈· X. M.,泰克· Μ.，哈斯摩特· B.螺旋流研究之三螺旋流形式下纤维的开放与取向研究，日本航空航天研究，1990a，32(98))，但是结构复杂，安装困难，不利于实验环境和工程上的应用。并且产生的螺旋流周向速度小，螺旋流不稳定而且衰减较快，对于气液两相流体来说起旋与参混效果不高。因此，上述方法也不满足要求。申请号为200910022760. 1的专利技术专利“用在油气输送管道上的轴流式流体涡流发生器”涉及一种油气混合物流体的输送装置，用在油气输送管道上的轴流式流体涡流发生器，由进口端、外壳、出口端连接成一体；在外壳内有一组由进口导流锥、螺旋叶片、中间体、出口导流锥连接而成的装置；螺旋叶片内端固定在中间体上，外端固定在外壳上。此专利技术能使混合物流体在管道内以螺旋和分层的方式流动，适用于管道内的石蜡和结垢沉积量的输送，也利于清理结蜡积垢，但是该专利技术应用范围较小，而且结构较复杂，不满足实验室理论研究的要求，并且该专利技术不利于气液两相流体的起旋和参混。申请号为00210654. X的技术专利“液体旋流发生器”涉及一种用于石油钻井工程固井作业的井下工具。该装置由本体及焊接在其上的导向槽和与导向槽相嵌装的旋流导向带以及固定螺栓组成。适于在循环及注替水泥浆过程中，使流体产生螺旋流动状态，达到确保大井径和井径不规则井段封固质量的目的。但是该装置焊接难度大，安装困难，并且体积较大，对流体流量影响较大。申请号为200620068646.4的技术专利“涡旋发生器”提供了一种涡旋发生器，包括圆钢管、圆钢和四块螺旋叶片，四块螺旋叶片按同一旋向使其一端均布在圆钢的周围、另一端设置在圆钢管的内壁上，螺旋叶片与圆钢的轴向成45°。适于磨煤喷粉机中煤粉流与空气的充分混合。但是此专利技术没有解决安装问题，螺旋效果不明显，而且不适用于气液两相的螺旋流的产生。鉴于以上种种问题，本专利技术的叶轮式螺旋流发生装置解决了以下几大难题1.采用新型的叶轮式起旋，螺旋效果好，流态衰减慢。2.叶轮部件上面设置有过流孔以及锯齿形后缘，有利于气液两相之间的螺旋与参混。3.做成特定的管段形式，使整体易于安装。4 .将固定圆环与叶轮连接，方便具有不同参数的叶轮的安装与更换。5.在叶轮中部安装有锥型体，以利于不同流体之间的参混和密度较大流体的通过。6.不需要添加其他的耗能设备。7.适用于十分广的关于螺旋流的实验和实际工程领域。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种利用叶轮产生螺旋流的管道内气液两相螺旋流发生装置，该装置螺旋效果好、流态衰减慢和适用范围广。本专利技术的技术方案一种管道内气液两相螺旋流发生装置，包括螺旋流发生器 (2)和安装管段，所述螺旋流发生器(2)由导流体(6)、固定圆环(8)和三支相同的叶片(14) 和组成，所述叶片(14)的总体外部轮廓为螺旋桨叶型，其内侧间隔均勻的固定在导流体 (6)上，外侧固定于固定圆环(8)内侧；所述叶片(14)与导流体(6)横截面存在夹角α ；所述叶片(14)上设置有以导流体(6)为中心均勻分布的圆弧型导流板(12)；所述导流体(6) 由锥体(7)，圆柱体(9)和半球体(10)依次组合而成；所述安装管段由管型形外壳(3)组成， 螺旋流发生器(2)安装在所述安装管段的进口端(1)位置，所述导流体(6)的锥体(7)朝向所述进口端(1) 一侧。进一步，所述导流板(12)高5-20mm，其与叶片(14)的夹角γ为90° -110°。进一步，所述叶片(14)上设有圆形过流孔(13)，其分布在半径为R2的圆周上，且满足R1:R2:R3=1:2:3，其中Rl为导流体(6)最大截面半径，R3为固定圆环(8)内径。进一步，所述叶片(14)上设有锯齿状后缘(15)。进一步，所述夹角α为10° -30°。进一步，所述锥体(7)、圆柱体(9)和半球体(10)的轴向长度之比为2:3:1。本专利技术的有益效果采用叶片与固定圆环相结合的方式，使流体的螺旋效果好，流态衰减慢，节省能耗；叶轮部件上面设置有过流孔以及锯齿形后缘，有利于气液两相之间的螺旋与参混；采用进口端为锥体的导流体，便于不同流体之间的参混和密度较大流体的通过；采用管型安装设备便于与其他设备的连接，其结构简单，适用范围广。附图说明图1叶轮式气液两相螺旋流发生装置安装截面图； 图2螺旋流发生器主视示意图3图2中锯齿状后缘的局部放大图； 图4图2中A-A局部放大图； 图5图2中B-B局部放大图； 其中1 一进口端；2 —螺旋流发生器；3 —外壳；4 一螺栓孔；5 —出口端；6 —导流体； 7 —锥体；8 —固定圆环；9 一圆柱体；10 —半球体；11 一叶轮；12 —导流板；13 —过流孔； 14 一叶片；15 —锯齿状后缘。具体实施例方式如图1、2所示，本专利技术由螺旋流发生器2和安装管段组成。螺旋流发生器包括固定圆环8、叶轮11和导流体6 ；叶轮11由三支相同的叶片14组成，固定圆环8和叶片14通过焊接进行连接，叶片14的总体外部轮廓为螺本文档来自技高网...
【技术保护点】
１． 一种管道内气液两相螺旋流发生装置，包括螺旋流发生器（２）和安装管段，所述螺旋流发生器（２）由导流体（６）、固定圆环（８）和三支相同的叶片（１４）和组成，所述叶片（１４）的总体外部轮廓为螺旋桨叶型，其内侧间隔均匀的固定在导流体（６）上，外侧固定于固定圆环（８）内侧；所述叶片（１４）与导流体（６）横截面存在夹角α；所述叶片（１４）上设置有以导流体（６）为中心均匀分布的圆弧型导流板（１２）；所述导流体（６）由锥体（７），圆柱体（９）和半球体（１０）依次组合而成；所述安装管段由管型外壳（３）组成，螺旋流发生器（２）安装在所述安装管段的进口端（１）位置，所述导流体（６）的锥体（７）朝向所述进口端（１）一侧。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王树立，饶永超，金海鸥，周诗岽，李恩田，
申请(专利权)人：常州大学，常州市能源设备总厂有限公司，
类型：发明
国别省市：32
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