專利名稱：一種冷凝管道減振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種管道減振領(lǐng)域，具體涉及ー種冷凝管道減振器。
背景技術(shù)：
輸流管道在石油、化工、電站等行業(yè)生產(chǎn)裝置中，被廣ー泛應(yīng)用。在一定的壓カ和速度的流體作用下，這些管道壁上會(huì)產(chǎn)生流體動(dòng)壓力。非定常的管流會(huì)引起管道的振動(dòng)，如往復(fù)泵由于吸、排量的間歇性，閥門的開(kāi)關(guān)閉合等，致使管流的壓力、速度、密度等參數(shù)隨時(shí)間和位置呈現(xiàn)周期性的變化。由此產(chǎn)生的現(xiàn)象為“管流脈動(dòng)”。管流脈動(dòng)是引起管道振動(dòng)的主要原因。這種脈動(dòng)又分為氣流和液流之別，根據(jù)輸送介質(zhì)的不同而有所差別。無(wú)論是氣流還是液流脈動(dòng)，它們都是引起管道振動(dòng)的直接原因，因此要消除管道振動(dòng)，必須首先從遏制流體脈動(dòng)入手，也就是說(shuō)，解決管道振動(dòng)的最好辦法是消除振源。管道振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生許多危害，研究表明，世界石化行業(yè)100起特大財(cái)產(chǎn)損毀事件中，有管道振動(dòng)引起的事故占到19%，占據(jù)第二位(第一位為機(jī)械故障)。強(qiáng)烈的管道振動(dòng)會(huì)致使管道結(jié)構(gòu)、管路附件產(chǎn)生疲勞破壞；產(chǎn)生噪音，影響操作環(huán)境等多方面的危害，尤其是對(duì)裝有危害介質(zhì)的管道，避免其振動(dòng)的產(chǎn)生，有著重要的意義。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外針對(duì)管道振動(dòng)開(kāi)展了不少研究，管道中的流量和壓カ脈動(dòng)是產(chǎn)生管道振動(dòng)的主要原因，控制流量和壓カ脈動(dòng)技術(shù)包括脈動(dòng)源、傳遞特性和響應(yīng)特性的研究和改善等內(nèi)容。而消除管道振動(dòng)最直接的方法則是在脈動(dòng)源處消除流體的振蕩，然而，以現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)要做到這一點(diǎn)，具有較大的難度。對(duì)于不同的管道系統(tǒng)，不僅振動(dòng)源難以控制，而且還需要對(duì)管道結(jié)構(gòu)進(jìn)行較大的改裝，可操作性差，還不一定能成功。因此，需要采用專門的減振器來(lái)平穩(wěn)工作介質(zhì)的流動(dòng)。目前，針對(duì)管道振動(dòng)開(kāi)發(fā)的減振器，根據(jù)輸送介質(zhì)，分為氣體、液體管道減振器。氣體管道的減振器主要有緩沖器、孔板等；針對(duì)液體管道的減振器主要有蓄能式、擴(kuò)張管式、赫姆霍茲共鳴器以及多強(qiáng)共鳴器等。雖然這些減振器在一定程度上降低了管道系統(tǒng)的壓カ脈動(dòng)，改善了整個(gè)管道的流體流動(dòng)狀態(tài)，但它們也存在著以下難以克服的缺點(diǎn)I)減振器容積較大；如緩沖罐、蓄能器等，較大的容積，不僅給安裝和施工帶來(lái)較大的困難，而且占據(jù)較大的安裝空間。2)沒(méi)有簡(jiǎn)單的方法來(lái)調(diào)節(jié)減振器的諧振頻率，以保證其流體脈動(dòng)的衰減效果。因?yàn)楗r的改變，都有可能改變流體脈動(dòng)頻率，從而影響衰減效果。3)參數(shù)選擇較為困難，如對(duì)于緩沖罐、蓄能器來(lái)說(shuō)，其最重要的是工作容積和預(yù)充壓カ，而這些參數(shù)的確定，往往需要通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)來(lái)確定，較難推廣應(yīng)用。4)衰減性能較低,衰減效果不理想。查閱國(guó)內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)和報(bào)道,針對(duì)氣體管道振動(dòng)和液體管道振動(dòng)而開(kāi)發(fā)的減振器相對(duì)較多，然而針對(duì)有相變的管道振動(dòng)，相關(guān)的減振器未見(jiàn)報(bào)道
實(shí)用新型內(nèi)容
[0011]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可以用于氣體管道振動(dòng)和液體管道振動(dòng)、尤其是用于有相變的冷凝管道的減振器。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種冷凝管道減振器，包括液體主流入口，所述液體主流入ロ與一供兩相流通過(guò)的支管連通，所述支管垂直于所述液體主流入ロ方向；所述減振器包括與所述液體主流入口貫通的內(nèi)腔，及與所述支管連通的外腔，所述內(nèi)腔套接于所述外腔內(nèi)，所述內(nèi)腔在與外腔連通處設(shè)有空隙；所述外腔內(nèi)壁設(shè)置有螺紋槽結(jié)構(gòu)。其中，所述內(nèi)腔入口為漸縮ロ結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)腔在與所述外腔連通處的口徑小于內(nèi)腔入口處口徑。進(jìn)ー步地，所述支管采用偏離所述液體主流入口軸線方式安裝。進(jìn)ー步地，所述空隙為環(huán)形空隙，所述環(huán)形空隙的截面積略大于所述支管的截面積。其中，所述支管采用筋板固定。其中，所述支管處采用法蘭連接。進(jìn)ー步地，所述減振器的整體安裝采用法蘭連接。本實(shí)用新型的技術(shù)原理是(I)發(fā)明了ー個(gè)利用流體力學(xué)機(jī)理的脈動(dòng)衰減器(即減振器)。其原理是流體在流經(jīng)減振器的過(guò)程中，主管道流體走內(nèi)腔，支管的兩相流走外腔，經(jīng)過(guò)螺紋槽，回流至內(nèi)腔中，以達(dá)到減振的效果。該減振器主要包括帶有漸縮ロ的內(nèi)筒、刻有螺紋的外腔、支管、法蘭等元件，見(jiàn)圖1。本發(fā)明采用該種結(jié)構(gòu)的原因?yàn)榈谝?，兩相流管道存在著相變，不僅支管中由于冷凝而產(chǎn)生較大的壓カ脈動(dòng)，而且由于壓カ傳遞，主管道中也存在較大的脈動(dòng)壓力，因此有必要對(duì)主管道和支管同時(shí)消振。第二，兩端采用法蘭結(jié)構(gòu)，方便安裝和拆卸，提高利用效率。第三，該減振器體積小，操作簡(jiǎn)單，無(wú)需考慮管道安裝空間狹小而造成的無(wú)法安裝。(2)支管中為氣液兩相流動(dòng)，流體在流動(dòng)過(guò)程中不斷冷凝，然后匯流到主管道中。在此過(guò)程中，存在著較大的壓カ波動(dòng)。流體冷凝所需的時(shí)間越長(zhǎng)，壓カ波動(dòng)所造成的影響和傳遞距離就越大，這對(duì)整個(gè)管道的振動(dòng)影響巨大。因此本實(shí)用新型外腔中刻有螺紋槽結(jié)構(gòu)，并且支管采用偏軸線安裝，該設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是 第一，螺紋槽結(jié)構(gòu)在擾亂原有脈動(dòng)壓力的同時(shí)，更能起到強(qiáng)化傳熱的作用，加快蒸汽的冷凝，使支管流體在匯流之前保持壓カ穩(wěn)定，將壓カ脈動(dòng)降到最低。第二，支管偏軸線安裝，使流體在流經(jīng)螺紋槽時(shí)，能夠擁有最大的切線速度，保證有更足夠的能量流經(jīng)螺紋槽，然后匯流到主管道中。(3)內(nèi)腔中，采用漸縮ロ結(jié)構(gòu)，并在漸縮ロ處刻有環(huán)隙，方便外腔冷凝液匯流至主管道中，環(huán)隙截面積略大于小支管截面積。采用流體力學(xué)原理，確定漸縮ロ的最佳截面積，以達(dá)到最優(yōu)的減振效果，使主管道的壓カ降達(dá)到最大；漸縮結(jié)構(gòu)，保證了流體過(guò)渡平穩(wěn)，避免了結(jié)構(gòu)突變而造成的更大的壓カ脈動(dòng)，同時(shí)也在保證消減脈動(dòng)壓力的同時(shí)，使阻カ損失達(dá)到最低；環(huán)隙截面積的確定，保證了支管流體具有較大的空隙流入主管道中，不因?yàn)榻孛娣e過(guò)小而產(chǎn)生積液，同時(shí)兼顧設(shè)計(jì)要求，以使整個(gè)減振器體積達(dá)到最優(yōu)化。( 4 )該減振器在安裝前，無(wú)需預(yù)操作，可以直接安裝使用，減少了操作麻煩，提高了減振效果，易于推廣。(5)支管部位，采用筋板固定，更增強(qiáng)了支管的穩(wěn)定性和使用壽命，提高了整個(gè)減振器的安全使用性能。[0025]本實(shí)用新型的有益效果是( I)采用傳熱強(qiáng)化技術(shù)和振動(dòng)控制理論，設(shè)計(jì)了針對(duì)有相變管系振動(dòng)的減振器，改變了原有減振器減振單一、使用范圍狹隘，減振效果不理想的狀況。本發(fā)明將填補(bǔ)我國(guó)在該種情況下減振的空白。(2)采用內(nèi)外腔雙重流道，將主管道和支管道壓カ脈動(dòng)同時(shí)消減，達(dá)到最大減振效果。(3)采用漸縮ロ結(jié)構(gòu)，并確定了合適的環(huán)隙截面。既保證了最佳的壓カ降，而且過(guò)渡較為平穩(wěn)，避免了過(guò)大的阻カ損失，節(jié)省了能源。同時(shí)確保了外腔中的流體順利回流至內(nèi)腔中。(4)外腔空間采用螺紋槽結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)化傳熱的作用，使氣相加快冷凝，將壓カ脈動(dòng)降到最低。從而達(dá)到更好的減振效果。(5)采用法蘭形式，保證了該減振器在使用過(guò)程中，易于拆裝，提高了減振器的使用效率，節(jié)約了成本。(6)通過(guò)數(shù)值模擬的方法，分析了該減振器對(duì)脈動(dòng)壓カ衰減的情況，驗(yàn)證了該減振器的減振效果。

圖1是本實(shí)用新型冷凝管道減振器的整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是圖1中I處的放大示意圖，即外腔中的螺紋槽結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1-第一法蘭;2_外筒；3-漸縮ロ ;4_支管;5_第二法蘭;6_內(nèi)筒；7_外腔；8-內(nèi)腔，9-螺紋槽。箭頭A表示主流方向，箭頭B表示兩相流方向。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作進(jìn)ー步詳細(xì)描述。如圖1所示，一種冷凝管道減振器，包括液體主流入口，所述液體主流入口與一供兩相流通過(guò)的支管4連通；所述減振器包括與所述液體主流入ロ貫通的內(nèi)腔8，及與所述支管4連通的外腔7，所述內(nèi)腔8套接于所述外腔7內(nèi)，所述內(nèi)腔8在與外腔7連通處設(shè)有空隙；所述外腔7內(nèi)壁設(shè)置有螺紋槽9。內(nèi)腔8入口為漸縮ロ結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)腔8在與所述外腔7連通處的口徑小于內(nèi)腔8入口處口徑。內(nèi)腔8的外緣即為內(nèi)筒6，外腔的外緣即為外筒2，主流液體通過(guò)內(nèi)筒流出減振器。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述支管4垂直于所述液體主流入口。所述內(nèi)腔入口即為液體主流入口。所述內(nèi)腔8在與外腔7連接處的空隙為環(huán)形空隙，所述環(huán)形空隙的截面積略大于所述支管4的截面積。進(jìn)ー步地，在另ー個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述支管4采用偏離所述液體主流入口軸線方式安裝，如圖2所示。支管偏軸線安裝，使流體在流經(jīng)螺紋槽9時(shí)，能夠擁有最大的切線速度，保證有足夠的能量流經(jīng)螺紋槽9，然后匯流到主管道中。螺紋槽9的放大結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3.支管4可以采用筋板固定。支管4處可以采用法蘭連接，即第二法蘭5。此外，減振器的整體安裝也可以采用法蘭連接，即圖1中的第一法蘭I。這樣可以方便施工和檢修，提聞利用效率。減振器的減振流程是主管道的流體通過(guò)漸縮ロ，流入到減振器內(nèi)腔8中，然后流出減振器，流向如圖橫向箭頭所示。兩相流進(jìn)入到支管4中，如豎向箭頭所示，流入減振器外腔7中，通過(guò)螺紋槽9的作用，充分冷凝，冷凝液體進(jìn)入到漸縮ロ 3的環(huán)形空隙中，然后匯流入內(nèi)腔8中。流體經(jīng)過(guò)漸縮ロ，以及外腔螺紋槽9的作用，實(shí)現(xiàn)壓力脈動(dòng)的衰減，從而實(shí)現(xiàn)減振。本實(shí)用新型公開(kāi)了ー種帶有漸縮口和螺紋結(jié)構(gòu)的雙重流道減振器。其原理是利用螺紋槽結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化傳熱，加快冷凝，從而將蒸汽冷凝造成的壓カ脈動(dòng)降到最低；冷凝液回流至內(nèi)腔中，經(jīng)過(guò)漸縮ロ，再次改變?cè)械膲亥▌?dòng)，實(shí)現(xiàn)雙重減振。該減振器可以適用于氣體和液體同時(shí)存在的冷凝管道，減振效果十分良好。
權(quán)利要求1.一種冷凝管道減振器，包括液體主流入口，其特征在于所述液體主流入口與一供兩相流通過(guò)的支管(4)連通，所述支管(4)垂直于所述液體主流入口方向；所述減振器包括與所述液體主流入口貫通的內(nèi)腔(8)，及與所述支管(4)連通的外腔(7)，所述內(nèi)腔(8)套接于所述外腔(7)內(nèi)，所述內(nèi)腔(8)在與外腔(7)連通處設(shè)有空隙；所述外腔(7)內(nèi)壁設(shè)置有螺紋槽結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述內(nèi)腔(8)入口為漸縮口結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)腔(8)在與所述外腔(7)連通處的口徑小于內(nèi)腔(8)入口處口徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述支管(4)采用偏離所述液體主流入口軸線方式安裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述空隙為環(huán)形空隙，所述環(huán)形空隙的截面積略大于所述支管(4)的截面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求1
6.根據(jù)權(quán)利要求1
7.根據(jù)權(quán)利要求6i連接。所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述支管(4)采用筋板固定。所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述支管(4)處采用法蘭連接。所述的冷凝管道減振器，其特征在于所述減振器的整體安裝采用法
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種冷凝管道減振器，包括液體主流入口，所述液體主流入口與一供兩相流通過(guò)的支管連通，所述支管垂直于所述液體主流入口方向；所述減振器包括與所述液體主流入口貫通的內(nèi)腔，及與所述支管連通的外腔，所述內(nèi)腔套接于所述外腔內(nèi)，所述內(nèi)腔在與外腔連通處設(shè)有空隙；所述外腔內(nèi)壁設(shè)置有螺紋槽結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型利用螺紋槽結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化傳熱，加快冷凝，從而將蒸汽冷凝造成的壓力脈動(dòng)降到最低；冷凝液回流至內(nèi)腔中，經(jīng)過(guò)漸縮口，再次改變?cè)械膲毫Σ▌?dòng)，實(shí)現(xiàn)雙重減振。該減振器可以適用于氣體和液體同時(shí)存在的冷凝管道，減振效果十分良好。
文檔編號(hào)F16L55/04GK202868189SQ20122055185
公開(kāi)日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者王學(xué)生, 竇偉圻, 陳琴珠, 陳國(guó)康, 劉勇, 劉玉蘭, 黃勇輝, 張崇 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 華東理工大學(xué), 中國(guó)石化上海石油化工股份有限公司