ЗАВИХРИТЕЛЬ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ Российский патент 2015 года по МПК F15D1/04 

Описание патента на изобретение RU2562352C1

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.

Похожие патенты RU2562352C1

название год авторы номер документа
УСТРОЙСТВО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СЕПАРАЦИИ И ФИЛЬТРАЦИИ 2014
  • Исаев Алексей Алексеевич
  • Бойко Павел Иванович
  • Ермаков Владимир Александрович
  • Бриенков Александр Сергеевич
RU2578686C1
ЗАВИХРИТЕЛЬ ГАЗОВОГО ПОТОКА 2019
  • Коленчуков Олег Александрович
  • Петровский Эдуард Аркадьевич
RU2703643C1
СЕПАРАТОР ГАЗОВЫЙ ВИХРЕВОГО ТИПА 2014
  • Исаев Алексей Алексеевич
RU2574628C1
ИНЕРЦИОННЫЙ ОЧИСТИТЕЛЬ ГАЗА 2003
  • Кореневский Л.Г.
  • Фишер А.В.
  • Юдовин Б.И.
RU2226121C1
ТУРБИННЫЙ РАСХОДОМЕР 1991
  • Теплицкий В.А.
  • Бордюговский А.А.
  • Иссык Т.В.
RU2029240C1
ТРУБНОЕ УСТРОЙСТВО ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ СЕПАРАЦИИ 2015
  • Исаев Алексей Алексеевич
  • Бойко Павел Иванович
RU2596754C1
СПОСОБ ТРАНСПОРТИРОВКИ ГАЗООБРАЗНЫХ И ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ПО ТРУБОПРОВОДАМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2012
  • Тюпаев Клим Келюевич
  • Дружинин Петр Владимирович
  • Савчук Александр Дмитриевич
  • Тюпаев Евгений Климович
RU2528545C2
Пылеуловитель 1986
  • Попов Валерий Иванович
SU1425348A1
ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ КАПЕЛЬ ЖИДКОСТИ ОТ ГАЗОВОГО ПОТОКА 2007
  • Шишов Андрей Владимирович
  • Скибин Александр Петрович
  • Мустафина Дарья Александровна
  • Петров Виктор Евгеньевич
RU2363520C1
ВИХРЕВОЙ ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ 2015
  • Кошкарёв Сергей Аркадьевич
  • Азаров Денис Валерьевич
  • Гладков Евгений Владимирович
  • Азаров Артем Викторович
  • Абдулджалил Мохаммед Саиф Али
  • Николенко Максим Александрович
  • Абрамова Любовь Михайловна
  • Семенова Елена Анатольевна
RU2617473C2

Реферат патента 2015 года ЗАВИХРИТЕЛЬ ПОТОКА ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ

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.

Формула изобретения RU 2 562 352 C1

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.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2562352C1

АКСИАЛЬНО-ЛОПАТОЧНЫЙ ЗАВИХРИТЕЛЬ 1997
  • Аин Е.М.
  • Агеев А.В.
  • Щетинин А.С.
  • Кублицкий Б.С.
  • Попов К.Я.
RU2142582C1
ЗАВИХРИТЕЛЬ ПОТОКА 2006
  • Маркова Татьяна Валерьевна
  • Тишин Анатолий Петрович
RU2323386C1
ТРУБНАЯ ВСТАВКА ДЛЯ ЗАКРУЧИВАНИЯ ПОТОКА 2009
  • Шаталов Геннадий Анатольевич
  • Зенькович Владимир Константинович
RU2403460C1
WO 2011009166 A1, 27.01.2011
US 5363699 A, 15.11.1994

RU 2 562 352 C1

Авторы

Исаев Алексей Алексеевич

Бойко Павел Иванович

Ермаков Владимир Александрович

Бриенков Александр Сергеевич

Даты

2015-09-10Публикация

2014-10-16Подача