專(zhuān)利名稱(chēng)：熱應(yīng)力三通的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到一種冷熱流體注入混合的熱應(yīng)力三通裝置，屬于工業(yè)過(guò)程先進(jìn)
裝備、節(jié)能和安全輸送技術(shù)領(lǐng)域。
(二)
背景技術(shù)：
在石油、化工、石化、醫(yī)藥等行業(yè)中，冷熱不同的兩股流體介質(zhì)摻混和輸送對(duì)混合 部位的管道元件提出了很苛刻的要求，特別是在溫度較高、溫差較大的場(chǎng)合下，很難找到一 種廉價(jià)的、結(jié)構(gòu)緊湊的管道元件以適應(yīng)復(fù)雜交變應(yīng)力作用、應(yīng)力腐蝕和湍流沖刷作用。因?yàn)?溫度應(yīng)力的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中要降低溫度應(yīng)力水平和承受復(fù)雜的交變應(yīng)力，單純的增加壁厚 并不能解決問(wèn)題，所以本發(fā)明根據(jù)氣動(dòng)力學(xué)、流體動(dòng)力學(xué)和傳熱學(xué)的原理，提出了熱應(yīng)力三 通裝置，有效地解決了這個(gè)問(wèn)題。同時(shí)本發(fā)明提出的一種熱應(yīng)力三通裝置，能有效地提高混 合效率，拓寬有效工作范圍，提高裝置操作水平，從而可以增加經(jīng)濟(jì)性和安全可靠性。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種熱應(yīng)力三通。熱應(yīng)力三通能提高混合效率和有效工 作范圍，適應(yīng)冷熱流體混合時(shí)復(fù)雜交變應(yīng)力的作用，降低峰值溫度應(yīng)力，以及由此引起的應(yīng) 力腐蝕，提高其承受流體湍流沖刷作用能力，從而達(dá)到高效節(jié)能和安全可靠的目的。 本實(shí)用新型所提出的熱應(yīng)力三通裝置，該裝置由主流管道殼體(1)和次流管道殼 體組成，其特征在于，主流管道殼體(1)為單層管道結(jié)構(gòu)，次流管道殼體為雙層套管結(jié)構(gòu)， 次流管道殼體由進(jìn)口段(2)、外層套管(3)和內(nèi)層套管(4)組成。在內(nèi)層套管(4)的端部連 接有各種材料和各種尺寸的或者是圓筒形(7)、或者是直流波瓣形(8)、或者是斜流波瓣形 (9)、或者是它們之間的任意組合的噴嘴。在噴嘴與外層套管(3)之間存在間隙，間隙由計(jì) 算確定。 主流管道殼體(1)與次流管道殼體的外層套管(3)存在連接，形成三通殼體，連 接的形式可以是焊接或其它的連接方式；次流管道殼體的外層套管(3)主體部分或者是直 管、或者是波紋管。 次流管道內(nèi)層套管(4)或者由過(guò)渡段(5)、或者由噴嘴(6)、或者由它們之間的組 合組成。主流工藝介質(zhì)由主流管道殼體(1)的進(jìn)口流入，與由次流管道內(nèi)層套管(4)流入 的次流工藝介質(zhì)混合后由出口流出。噴嘴或者是圓筒形(7)，如圖l所示；或者是直流波瓣 形(8)，如圖2所示；或者是斜流波瓣形(9)，如圖2所示；或者是它們之間的任意組合構(gòu)成。 圓筒形噴嘴(7)的經(jīng)線為直線。波瓣形噴嘴的經(jīng)線(母線)可以是總體上在周向 沒(méi)有傾斜的直線形，即直流波瓣形噴嘴(8);也可以是總體上在周向有傾斜的斜線形或螺 旋線形，即斜流波瓣形噴嘴(9)。直流波瓣形噴嘴(8)和斜流波瓣形噴嘴(9)的截面形狀 由或者直線段、或者圓弧線段、或者拋物線段、或者雙曲線段、或者展開(kāi)線段組成的空間平 面曲線，然后將該空間平面曲線分別沿或者圓周方向、或者四邊形方向、或者三角形方向、 或者正多邊形方向旋轉(zhuǎn)或者延伸復(fù)制，形成一個(gè)周期性的平面曲線；所述直流波瓣形噴嘴(8)和斜流波瓣形噴嘴(9)就是將該平面曲線沿軸向或者按相同的大小和形狀、或者按等 比例的收縮、或者按等比例的擴(kuò)大、或者按圓弧線的、或者按拋物線的、或者按雙曲線的、或 者按展開(kāi)線的比例進(jìn)行收縮或擴(kuò)大進(jìn)行拉伸，形成兩端開(kāi)口的復(fù)雜形狀的中空通道；斜流 波瓣形噴管(9)在拉伸時(shí)沿周向有任意角度的傾斜旋轉(zhuǎn)。在直流波瓣形噴嘴(8)的出口次 流介質(zhì)的流動(dòng)特征呈直線狀射流進(jìn)入主流介質(zhì)中。在斜流波瓣形噴嘴(9)的出口次流介質(zhì) 的流動(dòng)特征呈傾斜或旋轉(zhuǎn)狀射流進(jìn)入主流介質(zhì)中。 主流管道進(jìn)口段、次流管道進(jìn)口段和混合流體出口端的直徑可以相同，也可以互 相不同。 在直流波瓣形噴嘴(8)和斜流波瓣形噴嘴(9)的對(duì)稱(chēng)中心位置或者存在一個(gè)大小 匹配的中心錐(IO)，或者不存在中心錐。如果存在中心錐，則中心錐(10)的形狀可以或者 是在軸向兩端為圓錐體，在中間為圓柱體的組合體；或者是在軸向兩端為圓錐體，去掉中間 圓柱體的組合體。中心錐(10)的形狀也可以或者是在軸向兩端為錐體，在中間為六面體的 組合體；或者是在兩端為錐體，去掉中間六面體的組合體。

圖l為本實(shí)用新型的圓筒形熱應(yīng)力三通結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、主流管道，2、次流管 道進(jìn)口段，3、外層套管，4、內(nèi)層套管，5、內(nèi)層套管過(guò)渡段，6、噴嘴，7、圓筒形噴嘴，Bl、主流進(jìn) 口 ， B2 、次流進(jìn)口 ， B3 、混合出口 。 圖2為本實(shí)用新型的直流波瓣形和斜流波瓣形熱應(yīng)力三通結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、 主流管道，2、次流管道進(jìn)口段，3、外層套管，4、內(nèi)層套管，8、直流波瓣形噴嘴，9、斜流波瓣形 噴嘴，10、中心錐。 圖3為圖2的A-A剖面圖，表示了不同的直流波瓣形、斜流波瓣形噴嘴的橫截面形 狀。
其中(A)表示圓弧線段；(B)雙曲線段；(C)展開(kāi)線段；(D)拋物線段。
具體實(shí)施方式如附圖1至圖2所示結(jié)構(gòu)，將本實(shí)用新型的熱應(yīng)力三通直接連接于需要冷熱兩股 流體介質(zhì)混合的工藝系統(tǒng)中，該裝置由主流管道殼體(1)和次流管道殼體組成，主流管道 殼體(1)為單層管道結(jié)構(gòu)，次流管道殼體為雙層套管結(jié)構(gòu)，次流管道殼體由進(jìn)口段(2)、外 層套管(3)和內(nèi)層套管(4)組成。在內(nèi)層套管(4)的端部連接有噴嘴。噴嘴或者是圓筒形
(7)，如圖1所示；或者是直流波瓣形(8)，如圖2所示；或者是斜流波瓣形(9)，如圖2所示；
或者是它們之間的任意組合構(gòu)成。在噴嘴與外層套管(3)之間存在間隙。 主流管道殼體(1)與次流管道殼體的外層套管(3)存在連接，形成三通殼體，連
接的形式可以是焊接或其它的連接方式；次流管道殼體的外層套管(3)主體部分或者是直
管、或者是波紋管。 圓筒形噴嘴(7)的經(jīng)線為直線。波瓣形噴嘴的經(jīng)線(母線)可以是總體上在周向 沒(méi)有傾斜的直線形，即直流波瓣形噴嘴(8);也可以是總體上在周向有傾斜的斜線形或螺 旋線形，即斜流波瓣形噴嘴(9)。直流波瓣形噴嘴(8)和斜流波瓣形噴嘴(9)的截面形狀 由或者直線段、或者圓弧線段、或者拋物線段、或者雙曲線段、或者展開(kāi)線段組成的空間平
5面曲線，然后將該空間平面曲線分別沿或者圓周方向、或者四邊形方向、或者三角形方向、 或者正多邊形方向旋轉(zhuǎn)或者延伸復(fù)制，形成一個(gè)周期性的平面曲線；所述直流波瓣形噴嘴 (8)和斜流波瓣形噴嘴(9)就是將該平面曲線沿軸向或者按相同的大小和形狀、或者按等 比例的收縮、或者按等比例的擴(kuò)大、或者按圓弧線的、或者按拋物線的、或者按雙曲線的、或 者按展開(kāi)線的比例進(jìn)行收縮或擴(kuò)大進(jìn)行拉伸，形成兩端開(kāi)口的復(fù)雜形狀的中空通道；斜流 波瓣形噴管(9)在拉伸時(shí)沿周向有任意角度的傾斜旋轉(zhuǎn)。在直流波瓣形噴嘴(8)的出口次 流介質(zhì)的流動(dòng)特征呈直線狀射流進(jìn)入主流介質(zhì)中。在斜流波瓣形噴嘴(9)的出口次流介質(zhì) 的流動(dòng)特征呈傾斜或旋轉(zhuǎn)狀射流進(jìn)入主流介質(zhì)中。 主流管道進(jìn)口段、次流管道進(jìn)口段和混合流體出口端的直徑可以相同，也可以互 相不同。 在直流波瓣形噴嘴(8)和斜流波瓣形噴嘴(9)的對(duì)稱(chēng)中心位置或者存在一個(gè)大小 匹配的中心錐(IO)，或者不存在中心錐。如果存在中心錐，則中心錐(10)的形狀可以或者 是在軸向兩端為圓錐體，在中間為圓柱體的組合體；或者是在軸向兩端為圓錐體，去掉中間 圓柱體的組合體。中心錐(10)的形狀也可以或者是在軸向兩端為錐體，在中間為六面體的 組合體；或者是在兩端為錐體，去掉中間六面體的組合體。 主流流體從左側(cè)的主流管道殼體(1)的進(jìn)口進(jìn)入熱應(yīng)力三通，次流流體從頂部次 流管道內(nèi)層套管(4)的進(jìn)口段進(jìn)入熱應(yīng)力三通，高效混合好的混合流體從右側(cè)的出口流出 熱應(yīng)力三通。
權(quán)利要求一種熱應(yīng)力三通裝置，該裝置由主流管道殼體和次流管道殼體組成，其特征在于，主流管道殼體為單層管道結(jié)構(gòu)，次流管道殼體為雙層套管結(jié)構(gòu)，次流管道殼體由進(jìn)口段、外層套管和內(nèi)層套管組成，在內(nèi)層套管的端部連接有或者是圓筒形、或者是直流波瓣形、或者是斜流波瓣形、或者是它們之間的任意組合的噴嘴，在噴嘴與外層套管之間存在間隙，間隙根據(jù)計(jì)算確定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，主流管道殼體與次流管道殼 體的外層套管存在連接，形成三通殼體；次流管道殼體的外層套管或者是直管、或者是波紋管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，所述的連接的形式可以是焊接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，內(nèi)層套管或者由過(guò)渡段、或者 由噴嘴、或者由它們之間的組合連接而成；噴嘴位于內(nèi)層套管的端部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1和4中任一項(xiàng)所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，噴嘴或者為圓筒 形；圓筒形噴嘴的經(jīng)線為直線；圓筒形噴嘴出口沿壁厚方向或者采用曲線光滑過(guò)渡、或者 采用平面倒角過(guò)渡。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，噴嘴或者為直流波瓣形噴嘴； 直流波瓣形噴嘴的經(jīng)線沿軸向是直的、即沿周向沒(méi)有傾斜；直流波瓣形噴嘴出口沿壁厚方 向或者采用曲線光滑過(guò)渡、或者采用平面倒角過(guò)渡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，噴嘴或者為斜流波瓣形噴嘴； 斜流波瓣形噴嘴的經(jīng)線沿軸向是斜的、即沿周向有傾斜；斜流波瓣形噴嘴出口沿壁厚方向 或者采用曲線光滑過(guò)渡、或者采用平面倒角過(guò)渡。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，噴嘴或者為圓筒形、直流波瓣 形、斜流波瓣形之間的任意組合構(gòu)成，噴嘴出口沿壁厚方向或者采用曲線光滑過(guò)渡、或者采 用平面倒角過(guò)渡。
9. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，噴嘴或者為直流波瓣形噴嘴； 直流波瓣形噴嘴的經(jīng)線沿軸向是直的、即沿周向沒(méi)有傾斜；直流波瓣形噴嘴出口沿壁厚方 向或者采用曲線光滑過(guò)渡、或者采用平面倒角過(guò)渡。
10. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，噴嘴或者為斜流波瓣形噴 嘴；斜流波瓣形噴嘴的經(jīng)線沿軸向是斜的、即沿周向有傾斜；斜流波瓣形噴嘴出口沿壁厚 方向或者采用曲線光滑過(guò)渡、或者采用平面倒角過(guò)渡。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，噴嘴或者為圓筒形、直流波 瓣形、斜流波瓣形之間的任意組合構(gòu)成，噴嘴出口沿壁厚方向或者采用曲線光滑過(guò)渡、或者 采用平面倒角過(guò)渡。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1、6_11中任一項(xiàng)所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，所述直流波 瓣形噴嘴或斜流波瓣形噴嘴的截面形狀由或者直線段、或者圓弧線段、或者拋物線段、或者 雙曲線段、或者展開(kāi)線段、或者它們的任意組合組成的空間平面曲線，然后將該空間平面曲 線或者沿圓周方向、或者沿四邊形、或者沿三角形、或者沿正多邊形方向旋轉(zhuǎn)或延伸復(fù)制， 形成的一個(gè)周期性的平面曲線；所述直流波瓣形噴嘴或斜流波瓣形噴嘴是將該平面曲線沿 軸向或者按相同的大小和形狀、或者按等比例的收縮、或者按等比例的擴(kuò)大、或者按圓弧線的、或者按拋物線的、或者按雙曲線的、或者按展開(kāi)線的比例進(jìn)行收縮或擴(kuò)大進(jìn)行拉伸，形 成兩端開(kāi)口的中空通道；斜流波瓣形噴嘴在拉伸時(shí)沿周向有旋轉(zhuǎn)傾斜。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1、6_11中任一項(xiàng)所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，在直流波瓣 形噴嘴或斜流波瓣形噴嘴的對(duì)稱(chēng)中心位置處存在一個(gè)中心錐。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1、6-11中任一項(xiàng)所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，在直流波瓣 形噴嘴或斜流波瓣形噴嘴的對(duì)稱(chēng)中心位置處不存在一個(gè)中心錐。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1、6-11中任一項(xiàng)所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，所述直流波 瓣形噴嘴或斜流波瓣形噴嘴的截面形狀由或者直線段、或者圓弧線段、或者拋物線段、或者 雙曲線段、或者展開(kāi)線段、或者它們的任意組合組成的空間平面曲線，然后將該空間平面曲 線或者沿圓周方向、或者沿四邊形、或者沿三角形、或者沿正多邊形方向旋轉(zhuǎn)或延伸復(fù)制， 形成的一個(gè)周期性的平面曲線；所述直流波瓣形噴嘴或斜流波瓣形噴嘴是將該平面曲線沿 軸向或者按相同的大小和形狀、或者按等比例的收縮、或者按等比例的擴(kuò)大、或者按圓弧線 的、或者按拋物線的、或者按雙曲線的、或者按展開(kāi)線的比例進(jìn)行收縮或擴(kuò)大進(jìn)行拉伸，形 成兩端開(kāi)口的中空通道；斜流波瓣形噴嘴在拉伸時(shí)沿周向有旋轉(zhuǎn)傾斜，在直流波瓣形噴嘴 或斜流波瓣形噴嘴的對(duì)稱(chēng)中心位置處存在一個(gè)中心錐。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1、6-11中任一項(xiàng)所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，所述直流波 瓣形噴嘴或斜流波瓣形噴嘴的截面形狀由或者直線段、或者圓弧線段、或者拋物線段、或者 雙曲線段、或者展開(kāi)線段、或者它們的任意組合組成的空間平面曲線，然后將該空間平面曲 線或者沿圓周方向、或者沿四邊形、或者沿三角形、或者沿正多邊形方向旋轉(zhuǎn)或延伸復(fù)制， 形成的一個(gè)周期性的平面曲線；所述直流波瓣形噴嘴或斜流波瓣形噴嘴是將該平面曲線沿 軸向或者按相同的大小和形狀、或者按等比例的收縮、或者按等比例的擴(kuò)大、或者按圓弧線 的、或者按拋物線的、或者按雙曲線的、或者按展開(kāi)線的比例進(jìn)行收縮或擴(kuò)大進(jìn)行拉伸，形 成兩端開(kāi)口的中空通道；斜流波瓣形噴嘴在拉伸時(shí)沿周向有旋轉(zhuǎn)傾斜，在直流波瓣形噴嘴 或斜流波瓣形噴嘴的對(duì)稱(chēng)中心位置處不存在一個(gè)中心錐。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，中心錐的形狀或者是在軸向 兩端為圓錐體、在中間為圓柱體的組合體，或者是在軸向兩端為圓錐體、去掉中間圓柱體的 組合體，或者是在軸向兩端為錐體、在中間為六面體的組合體；或者是在兩端為錐體、去掉 中間六面體的組合體。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的熱應(yīng)力三通裝置，其特征在于，中心錐的形狀或者是在軸 向兩端為圓錐體、在中間為圓柱體的組合體，或者是在軸向兩端為圓錐體、去掉中間圓柱體 的組合體，或者是在軸向兩端為錐體、在中間為六面體的組合體；或者是在兩端為錐體、去 掉中間六面體的組合體。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及到一種熱應(yīng)力三通裝置，由主流管道單層殼體和次流管道的雙層套管組成。次流管道殼體由進(jìn)口段、外層套管和內(nèi)層套管組成。在內(nèi)層套管的端部連接有或者是圓筒形、或者是直流波瓣形、或者是斜流波瓣形、或者是它們之間的任意組合的噴嘴。在噴嘴與次流管道外層套管之間存在間隙，間隙根據(jù)計(jì)算確定。主流管道單層殼體和次流管道外層套管相互連接，形成一個(gè)三通結(jié)構(gòu)形狀。次流管道外層殼體承受工作壓力。主流介質(zhì)從主流管道進(jìn)口流入；次流介質(zhì)首先從次流管道進(jìn)口流入，然后進(jìn)入次流管道的內(nèi)層套管的過(guò)渡段，接著通過(guò)內(nèi)層套管端部的噴嘴射入到主流介質(zhì)中，與主流摻混后排出。
文檔編號(hào)F16L41/00GK201517672SQ20092016751
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月22日
發(fā)明者劉友宏 申請(qǐng)人:劉友宏