本發(fā)明涉及流體的管道運(yùn)輸增壓裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種氣體管道增壓運(yùn)輸裝置。

背景技術(shù)：

目前在管道氣體長距離輸送方面所面臨的應(yīng)用瓶頸主要體現(xiàn)在：氣體長輸管道的輸送量提高難度大，氣體在管道傳輸過程中的壓力損失以及摩擦阻力較大。管道提輸技術(shù)通常有以下幾種常見方法：1、增大入口管道氣壓或管道直徑；2、建設(shè)復(fù)線；3、采用天然氣管道減阻劑技。在現(xiàn)有的輸送條件下，這三種方法成本均較高。自激振蕩脈沖流利用自激振蕩效應(yīng)將平均射流變?yōu)槊}沖射流，將流體沿管道壁面的流動由“滑動摩擦”變?yōu)椤皾L動摩擦”，減小了管道流體的摩擦阻力，增大了輸氣量

傳統(tǒng)的自激振蕩管道脈沖增壓運(yùn)輸器在提升管道輸氣量上有明顯的效果，但由于自激振蕩效應(yīng)帶來的低頻脈動，使腔體的壁面產(chǎn)生一定的幅值跳動，長此以往，腔體的壁面可能發(fā)生疲勞斷裂，造成嚴(yán)重的工程事故。

如中國實用新型專利(授權(quán)公告號：cn203549260u，授權(quán)公告日：2014-04-16)公開了一種管道增壓運(yùn)輸器，該增壓運(yùn)輸器包括脈沖流發(fā)生裝置和整流器，它利用整流器消除附加渦，利用脈沖流發(fā)生裝置增壓，該裝置能提供更高的脈沖壓力，缺點是與此同時帶來的壓力振幅同樣變大，沒有采取有效的減震裝置來提高增壓運(yùn)輸器的安全性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種氣體管道增壓運(yùn)輸裝置。該裝置設(shè)計了減震裝置，在保證腔體結(jié)構(gòu)安全性的同時，提高了管道的增壓運(yùn)輸性能。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種氣體管道增壓運(yùn)輸裝置，包括自激振蕩上噴嘴，所述自激振蕩上噴嘴為橫向截面為十字型的實心圓筒，所述實心圓筒內(nèi)開有進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣管為進(jìn)氣管入口端直徑大于進(jìn)氣管出口端直徑的空心圓臺體，所述進(jìn)氣管與自激振蕩上噴嘴的橫向?qū)ΨQ軸在同一條直線上，所述自激振蕩上噴嘴的外表面通過第一減震橡膠與空心圓筒狀內(nèi)襯套的內(nèi)表面上的一個缺口密封固定連接，所述內(nèi)襯套的外圍設(shè)有中心對稱軸與內(nèi)襯套在同一條直線上的圓筒狀外殼，所述外殼的內(nèi)表面通過第二減震橡膠與內(nèi)襯套的外表面密封固定相連，所述內(nèi)襯套的出口端設(shè)有第三減震橡膠，所述第三減震橡膠將外殼的內(nèi)表面與碰撞壁的外表面密封固定連接，所述碰撞壁為內(nèi)部開有空心圓柱腔體的圓臺體，所述碰撞壁的出口端通過第四減震橡膠與下游噴嘴的入口端密封固定連接，所述下游噴嘴的出口端密封固定連接下節(jié)管道的入口端，所述內(nèi)襯套內(nèi)的空心圓筒、碰撞壁內(nèi)的空心圓柱腔體及下游噴嘴內(nèi)的空心腔體構(gòu)成腔室，所述腔室兩端分別與進(jìn)氣管和出氣管保持內(nèi)部相通。

進(jìn)一步地，所述外殼的外表面上開有八個對稱分布的通孔，所述八個通孔的中心線均與外殼的橫向軸線垂直，所述內(nèi)襯套上與所述八個通孔豎直對應(yīng)的位置均設(shè)有3mm的下沉孔，所述八個通孔內(nèi)均滑動設(shè)有導(dǎo)向桿，所述八個導(dǎo)向桿外圍均套有減震彈簧，所述八個減震彈簧的一端深入下沉孔內(nèi)部，另一端與外殼保持相連。

再進(jìn)一步地，所述進(jìn)氣管有錐角α1為15°。

更進(jìn)一步地，所述腔室的最大內(nèi)徑dt為自激振蕩上噴嘴最小內(nèi)徑d1的3～8倍，所述自激振蕩上噴嘴與碰撞壁之間的距離l為自激振蕩上噴嘴最小內(nèi)徑d1的6～8倍。

更進(jìn)一步地，所述碰撞壁的錐度α為110°～120°。

更進(jìn)一步地，所述下游噴嘴內(nèi)有錐角α2為20°。

更進(jìn)一步地，所述下游噴嘴的最小內(nèi)徑d2為自激振蕩上噴嘴最小內(nèi)徑d1的1～2倍。

有益效果：

1、本發(fā)明的氣體管道增壓運(yùn)輸裝置在不需要任何外加輔助以及動力裝置的條件下，將連續(xù)流動的氣體轉(zhuǎn)化為脈沖流動，提高射流的壓力幅值以及流動速度，起到了增壓器的作用；

2、本發(fā)明的氣體管道增壓運(yùn)輸裝置設(shè)計了二級減震裝置，有效地削弱了腔室外部和內(nèi)壁面的振動，在降低能耗的前提下，可廣泛應(yīng)用于管道氣體的長距離運(yùn)輸。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的氣體管道增壓運(yùn)輸裝置的主剖視圖；

圖2為本發(fā)明的氣體管道增壓運(yùn)輸裝置的左視圖；

圖中各部件的標(biāo)號如下：

腔室1、進(jìn)氣管2、出氣管3、自激振蕩上噴嘴4、內(nèi)襯套5、外殼6、碰撞壁7、下游噴嘴8、下節(jié)管道9、第一減震橡膠10a、第二減震橡膠10b、第三減震橡膠10c、第四減震橡膠10d、導(dǎo)向桿11：通孔11a、減震彈簧12。

具體實施方式

為了更好地解釋本發(fā)明，以下結(jié)合具體實施例及附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明的主要內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于以下實施例。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種氣體管道增壓運(yùn)輸裝置，該裝置包括自激振蕩上噴嘴4，所述自激振蕩上噴嘴4優(yōu)選為橫向截面為十字型的實心圓筒，如圖1所示的，即兩個不同直徑的實心圓筒套在一起，使得該自激振蕩上噴嘴4的縱向截面為圓環(huán)形，直徑較小的實心圓筒的頂端和低端都伸出直徑較大的實心圓筒。在所述實心圓筒內(nèi)開有進(jìn)氣管2，所述進(jìn)氣管2為進(jìn)氣管入口端直徑大于進(jìn)氣管出口端直徑的空心圓臺體，且圓臺體的錐角α1優(yōu)選為15°，所述進(jìn)氣管2與自激振蕩上噴嘴4的橫向?qū)ΨQ軸在同一條直線上，結(jié)合圖1可知，所述自激振蕩上噴嘴4有兩個管口徑，其中，較小管口徑也為進(jìn)氣管2的入口端直徑用于與輸氣管道的管口相連，如圖1所示，所述自激振蕩上噴嘴4的右端外表面通過第一減震橡膠10a與空心圓筒狀內(nèi)襯套5的內(nèi)表面上的一個缺口密封固定連接(連接方式優(yōu)選為焊接)，所述內(nèi)襯套5的外圍設(shè)有中心對稱軸與內(nèi)襯套5在同一條直線上的圓筒狀外殼6，所述外殼6的內(nèi)表面與內(nèi)襯套5的外表面之間設(shè)有第二減震橡膠10b，所述第二減震橡膠10b將外殼6的內(nèi)表面與內(nèi)襯套5的外表面密封固定相連(連接方式優(yōu)選為焊接)，所述內(nèi)襯套5的出口端還設(shè)有第三減震橡膠10c，所述第三減震橡膠10c將外殼6的內(nèi)表面與碰撞壁7的外表面密封固定連接(連接方式優(yōu)選為焊接)，所述碰撞壁7為內(nèi)部開有空心圓柱腔體的圓臺體，所述圓臺體的錐角斜度α，又稱為錐度α為110°～120°，(本實施例優(yōu)選為120°)，所述碰撞壁7的出口端通過第四減震橡膠10d與下游噴嘴8的入口端密封固定連接(連接方式優(yōu)選為焊接)，所述下游噴嘴8內(nèi)部也開有空心圓臺體，且空心圓臺體的錐角α2優(yōu)選為20°，所述下游噴嘴8的出口端密封固定連接下節(jié)管道9的入口端(連接方式優(yōu)選為焊接)，因此，所述內(nèi)襯套5內(nèi)的空心圓筒、碰撞壁7內(nèi)的空心圓柱腔體及下游噴嘴8內(nèi)的空心圓臺體構(gòu)成了腔室1，再次結(jié)合圖1可知，所述下游噴嘴8的出口端密封固定連接下節(jié)管道9的入口端(連接方式優(yōu)選為焊接)，所述下節(jié)管道9內(nèi)開設(shè)有空心圓筒狀的出氣管3，所述腔室1兩端分別與進(jìn)氣管2和出氣管3保持內(nèi)部相通。

再次結(jié)合圖1可知，所述自激振蕩上噴嘴4的最小內(nèi)徑為d1，d1也可為圖1所示的進(jìn)氣管出口端直徑，所述腔室1的最大內(nèi)徑為dt，dt也為圖1所示的內(nèi)襯套5的內(nèi)徑，所述自激振蕩上噴嘴4出口端與碰撞壁7進(jìn)口端之間的距離l，所述下游噴嘴8的最小內(nèi)徑d2，d2也為下游噴嘴8進(jìn)口端的直徑，同時，所述腔室1的最大內(nèi)徑dt為自激振蕩上噴嘴4最小內(nèi)徑d1的3～8倍，所述自激振蕩上噴嘴4出口端與碰撞壁7進(jìn)口端之間的距離l為自激振蕩上噴嘴4最小內(nèi)徑d1的6～8倍，所述下游噴嘴8的最小內(nèi)徑d2為自激振蕩上噴嘴4最小內(nèi)徑d1的1～2倍，所述下游噴嘴8的最小內(nèi)徑d2也為碰撞壁7的內(nèi)徑。

因此，上述第一減震橡膠10a、第二減震橡膠10b、第三減震橡膠10c和第四減震橡膠10d構(gòu)成了該氣體管道增壓運(yùn)輸裝置的一級減震裝置，利用減震橡膠的焊接使得腔室的壁面可以在小范圍內(nèi)運(yùn)動。

再次結(jié)合圖1和圖2可知，所述外殼6的側(cè)面上開有八個對稱分布的通孔11a，所述八個通孔11a的中心線均與外殼6的橫向軸線垂直，同時，所述的八個通孔11a中心線的垂直度誤差不能超過0.1mm，所述內(nèi)襯套5上與所述八個通孔11a豎直對應(yīng)的位置均設(shè)有3mm的下沉孔，所述八個通孔11a內(nèi)均滑動設(shè)有導(dǎo)向桿11，如圖2所示，所述八個導(dǎo)向桿11外圍均套有減震彈簧12，所述八個減震彈簧12的一端深入下沉孔內(nèi)部，另一端與外殼6保持相連，如圖2所示，所述導(dǎo)向桿11的一端伸出通孔。

所述導(dǎo)向桿11和減震彈簧12組成了該氣體管道增壓運(yùn)輸裝置的二級減震裝置，保證了腔室的壁面可以進(jìn)行二次減震。

本發(fā)明的氣體管道增壓運(yùn)輸裝置的工作過程如下：初始流度為v的氣體由自激振蕩上噴嘴4的入口進(jìn)入腔室1中，腔室1內(nèi)部處于靜止?fàn)顟B(tài)氣體被快速進(jìn)入的射流影響，高速射流和腔室1內(nèi)的靜止氣體之間發(fā)生強(qiáng)烈的動能交換，形成剪切層；由于剪切層的不穩(wěn)定性，擾動波跟隨主流束向腔室下端移動與碰撞壁7進(jìn)行碰撞，在碰撞壁7的附近引發(fā)新的壓力擾動，在此過程中，擾動波加強(qiáng)了腔室碰撞區(qū)剪切層的橫向脈動，當(dāng)在分離區(qū)和碰撞壁附近的壓力擾動相差半個周期時，將會出現(xiàn)擾動形成、擾動放大、新的擾動產(chǎn)生的循環(huán)現(xiàn)象，造成振蕩腔內(nèi)流體的阻抗呈周期改變，形成對進(jìn)入腔室內(nèi)流體的“全部間斷”、“部分間斷”及“完全不影響”的變化過程，此過程一直循環(huán)。同時，也就使得連續(xù)流體轉(zhuǎn)變成周期性的脈沖射流，由于脈沖效應(yīng)，導(dǎo)致流體流速以及壓力幅值增大，單位時間內(nèi)通過管道的氣體輸送量增大。此外，由于沿軸向?qū)ΨQ產(chǎn)生的大結(jié)構(gòu)渦環(huán)以及氣體與碰撞壁7碰撞發(fā)生的管道壁面振動使得管道近壁面的湍流邊界層內(nèi)層結(jié)構(gòu)發(fā)生較大改變，在減弱流體由于徑向脈動所造成流層間動量的相互交換，同時破壞流體剪切流動的流動阻力也被逐漸消弱，延緩?fù)牧鞯男纬?，從而減小了氣體與管道的摩擦阻力，最終實現(xiàn)管道輸氣量增大。

本發(fā)明的氣體管道增壓運(yùn)輸裝置的減震過程如下：管道增壓運(yùn)輸裝置運(yùn)行過程中，腔室內(nèi)流體的脈動使腔室產(chǎn)生徑向振動，徑向振動可有效改善邊界層的流動特性，減小氣體輸送過程中的摩擦力，增大氣體輸氣量，但持續(xù)振動會導(dǎo)致壁面材料的疲勞斷裂，第一減震橡膠、第二減震橡膠、第三減震橡膠和第四減震橡膠的焊接設(shè)置，使得腔室內(nèi)壁密封連接，導(dǎo)向桿和減震彈簧使外殼所受的振動不大，也就保護(hù)了壁面不受流體流動的影響。

以上實施例僅為最佳舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。除上述實施例外，本發(fā)明還有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。