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热应力三通制造技术

技术编号:5102660 阅读:200 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及到一种热应力三通装置,由主流管道单层壳体和次流管道的双层套管组成。次流管道壳体由进口段、外层套管和内层套管组成。在内层套管的端部连接有或者是圆筒形、或者是直流波瓣形、或者是斜流波瓣形、或者是它们之间的任意组合的喷嘴。在喷嘴与次流管道外层套管之间存在间隙,间隙根据计算确定。主流管道单层壳体和次流管道外层套管相互连接,形成一个三通结构形状。次流管道外层壳体承受工作压力。主流介质从主流管道进口流入;次流介质首先从次流管道进口流入,然后进入次流管道的内层套管的过渡段,接着通过内层套管端部的喷嘴射入到主流介质中,与主流掺混后排出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种冷热流体注入混合的热应力三通装置,属于工业过程先进装 备、节能和安全输送
,主要提出了一种可以承受冷热流体混合时的各种复杂交变 应力作用,提高混合效率,降低峰值温度应力,以及由此引起的应力腐蚀,提高其承受流体 湍流冲刷作用能力,提高其工作安全可靠性的热应力三通。
技术介绍
在石油、化工、石化、医药等行业中,冷热不同的两股流体介质掺混和输送对混合 部位的管道元件提出了很苛刻的要求,特别是在温度较高、温差较大的场合下,很难找到一 种廉价的、结构紧凑的管道元件以适应复杂交变应力作用、应力腐蚀和湍流冲刷作用。因为 温度应力的特点,在设计中要降低温度应力水平和承受复杂的交变应力,单纯的增加壁厚 并不能解决问题,所以本专利技术根据气动力学、流体动力学和传热学的原理,提出了热应力三 通装置,有效地解决了这个问题。同时本专利技术提出的一种热应力三通装置,能有效地提高混 合效率,拓宽有效工作范围,提高装置操作水平,从而可以增加经济性和安全可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种热应力三通,提高混合效率和有效工作范围,适应复杂 交变应力作用、应力腐蚀和湍流冲刷作用,从而达到高效节能和安全可靠的目的。本专利技术所提出的热应力三通装置,该装置由主流管道壳体(1)和次流管道壳体组 成,其特征在于,主流管道壳体(1)为单层管道结构,次流管道壳体为双层套管结构,次流 管道壳体由进口段O)、外层套管C3)和内层套管(4)组成。在内层套管(4)的端部连接有 各种材料和各种尺寸的或者是圆筒形(7)、或者是圆弧扩张形(8)、或者是直流波瓣形(9)、 或者是斜流波瓣形(10)、或者是它们之间的任意组合的喷嘴。在喷嘴与外层套管C3)之间 存在间隙,间隙由计算确定。主流管道壳体(1)与次流管道壳体的外层套管C3)存在连接,形成三通壳体,连 接的形式可以是焊接或其它的连接方式;次流管道壳体的外层套管C3)主体部分或者是直 管、或者是波纹管。次流管道内层套管(4)或者由过渡段(5)、或者由喷嘴(6)、或者由它们之间的组 合组成。主流工艺介质由主流管道壳体(1)的进口流入,与由次流管道内层套管(4)流入 的次流工艺介质混合后由出口流出。喷嘴或者是圆筒形(7),如图1所示;或者是圆弧扩张 形(8),如图2所示;或者是直流波瓣形(9),如图3所示;或者是斜流波瓣形(10),如图3 所示;或者是它们之间的任意组合构成。圆筒形喷嘴(7)的经线为直线。圆弧扩张形喷嘴(8)经线(母线)或者是圆弧线 段、或者是抛物线段、或者是双曲线段、或者是展开线段、或者是直线收缩形、或者是直线扩 张形、或者是它们之间的任意组合。波瓣形喷嘴的经线(母线)可以是总体上在周向没有倾 斜的直线形,即直流波瓣形喷嘴(9);也可以是总体上在周向有倾斜的斜线形或螺旋线形,即斜流波瓣形喷嘴(10)。直流波瓣形喷嘴(9)和斜流波瓣形喷嘴(10)的截面形状由或者 直线段、或者圆弧线段、或者抛物线段、或者双曲线段、或者展开线段组成的空间平面曲线, 然后将该空间平面曲线分别沿或者圆周方向、或者四边形方向、或者三角形方向、或者正多 边形方向旋转或者延伸复制,形成一个周期性的平面曲线;所述直流波瓣形喷嘴(9)和斜 流波瓣形喷嘴(10)就是将该平面曲线沿轴向或者按相同的大小和形状、或者按等比例的 收缩、或者按等比例的扩大、或者按圆弧线的、或者按抛物线的、或者按双曲线的、或者按展 开线的比例进行收缩或扩大进行拉伸,形成两端开口的复杂形状的中空通道;斜流波瓣形 喷管(10)在拉伸时沿周向有任意角度的倾斜旋转。在直流波瓣形喷嘴(9)的出口次流介 质的流动特征呈直线状射流进入主流介质中。在斜流波瓣形喷嘴(10)的出口次流介质的 流动特征呈倾斜或旋转状射流进入主流介质中。主流管道进口段、次流管道进口段和混合流体出口端的直径可以相同,也可以互 相不同。在直流波瓣形喷嘴(9)和斜流波瓣形喷嘴(10)的对称中心位置或者存在一个大 小匹配的中心锥(11),或者不存在中心锥。如果存在中心锥,则中心锥(11)的形状可以或 者是在轴向两端为圆锥体,在中间为圆柱体的组合体;或者是在轴向两端为圆锥体,去掉中 间圆柱体的组合体。中心锥(11)的形状也可以或者是在轴向两端为锥体,在中间为六面体 的组合体;或者是在两端为锥体,去掉中间六面体的组合体。附图说明图1为本专利技术的圆筒形热应力三通结构示意图。图中1、主流管道,2、次流管道进 口段,3、外层套管,4、内层套管,5、内层套管过渡段,6、喷嘴,7、圆筒形喷嘴。图2为本专利技术的圆弧扩张形热应力三通结构示意图。图中1、主流管道,2、次流管 道进口段,3、外层套管,4、内层套管,5、内层套管过渡段,6、喷嘴,8、圆弧扩张形喷嘴。图3为本专利技术的直流波瓣形和斜流波瓣形热应力三通结构示意图。图中1、主流 管道,2、次流管道进口段,3、外层套管,4、内层套管,9、直流波瓣形喷嘴,10、斜流波瓣形喷 嘴,11、中心锥。图4为图3的A-A剖面图(不按比例),表示了不同的波瓣喷嘴横截面形状。具体实施例方式如附图1至图3所示结构,将本专利技术的热应力三通直接连接于需要冷热两股流 体介质混合的工艺系统中,主流流体从左侧的主流管道进口进入热应力三通,次流流体从 顶部次流管道进口段进入热应力三通,高效混合好的混合流体从右侧的出口流出热应力三ο本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热应力三通装置,该装置由主流管道壳体(1)和次流管道壳体组成,其特征在于,主流管道壳体(1)为单层管道结构,次流管道壳体为双层套管结构,次流管道壳体由进口段(2)、外层套管(3)和内层套管(4)组成。在内层套管(4)的端部连接有各种材料和各种尺寸的或者是圆筒形(7)、或者是圆弧扩张形(8)、或者是直流波瓣形(9)、或者是斜流波瓣形(10)、或者是它们之间的任意组合的喷嘴。在喷嘴与外层套管之间存在间隙,间隙根据计算确定。

【技术特征摘要】
1.一种热应力三通装置,该装置由主流管道壳体(1)和次流管道壳体组成,其特征在 于,主流管道壳体(1)为单层管道结构,次流管道壳体为双层套管结构,次流管道壳体由进 口段O)、外层套管C3)和内层套管(4)组成。在内层套管(4)的端部连接有各种材料和各 种尺寸的或者是圆筒形(7)、或者是圆弧扩张形(8)、或者是直流波瓣形(9)、或者是斜流波 瓣形(10)、或者是它们之间的任意组合的喷嘴。在喷嘴与外层套管之间存在间隙,间隙根据 计算确定。2.根据权利要求1所述的热应力三通装置,其特征在于,主流管道壳体(1)与次流管道 壳体的外层套管C3)存在连接,形成三通壳体,连接的形式可以是焊接或其它的连接方式; 次流管道壳体的外层套管C3)或者是直管、或者是波纹管。3.根据权利要求1所述的热应力三通装置,其特征在于,各种尺寸和各种材料的内层 套管(4)或者由过渡段(5)、或者由喷嘴(6)、或者由它们之间的组合连接而成;喷嘴(6)位 于内层套管⑷的端部;喷嘴(6)或者为圆筒形(7);圆筒形喷嘴(7)的经线为直线;圆筒 形喷嘴(7)出口沿壁厚方向或者采用各种曲线光滑过渡、或者采用平面倒角过渡。4.根据权利要求1和3所述的热应力三通装置,其特征在于,喷嘴(6)或者为圆弧扩张 形(8);圆弧扩张形喷嘴(8)的经线(母线)或者是圆弧线段、或者是抛物线段、或者是双 曲线段、或者是展开线段、或者是直线收缩形、或者是直线扩张形、或者是它们之间的任意 组合;圆弧扩张形喷嘴(8)出口沿壁厚方向或者采用各种曲线光滑过渡、或者采用平面倒 角过渡。5.根据权利要求1和3所述的热应力三通装置,其特征在于,喷嘴(6)或者为为直流波 瓣形喷嘴(9);直流波瓣形喷嘴(9)的经线(母线)沿轴向是直的、即沿周向没有倾斜;直 流波瓣形喷嘴(9)出口沿壁厚方向或者采用各种曲线光滑过渡、或者采用平面倒角过渡。6.根据权利要求1和3所述的热应力三...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘友宏
申请(专利权)人:刘友宏
类型:发明
国别省市:11[中国|北京]

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