專利名稱：一種圓錐式螺旋流發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種流體螺旋發(fā)生裝置，具體是一種圓錐式螺旋流發(fā)生器。
背景技術(shù)：
螺旋流是一種具有旋轉(zhuǎn)流場(chǎng)的流動(dòng)形式，它在工業(yè)方面的應(yīng)用范圍極其廣泛，在水利工程上、機(jī)械加工中都有應(yīng)用。同時(shí)，螺旋流技術(shù)也進(jìn)入了人們?nèi)粘Ｉ铑I(lǐng)域，如螺旋流節(jié)能煤氣灶等。螺旋流應(yīng)用的關(guān)鍵在于其發(fā)生裝置，目前來講，產(chǎn)生方法多種多樣。首先，專利“渦旋發(fā)生器”(200620068646. 4，公開(公告)號(hào)CN 2869720Y)提供了一種渦旋發(fā)生器，包括圓鋼管、圓鋼和四塊螺旋葉片，四塊螺旋葉片按同一旋向使其一端均布在圓鋼的周圍、另一端設(shè)置在圓鋼管的內(nèi)壁上，螺旋葉片與圓鋼的軸向成45°。此裝置可以產(chǎn)生螺旋流并提高流體的輸送效率，但是該裝置也存在一些缺點(diǎn)安裝不便，在專利的描述中沒有涉及圓鋼管與管道的連接方式；另外，強(qiáng)度不高，專利是將四支葉片設(shè)置在內(nèi)壁上，當(dāng)有漿體流過時(shí)，會(huì)對(duì)葉片造成很大的沖擊。另外，專利“用在油氣輸送管道上的軸流式流體渦流發(fā)生器”(200910022760. 1，公開(公告)號(hào)CN 101603628A)是一種油氣混合物流體的裝置，用在油氣輸送管道上的軸流式流體渦流發(fā)生器，由進(jìn)口端、外殼、出口端連接成一體；在外殼內(nèi)有一組由進(jìn)口導(dǎo)流錐、螺旋葉片、中間體、出口導(dǎo)流錐連接而成的裝置；螺旋葉片內(nèi)端固定在中間體上，外端固定在外殼上。此發(fā)明能使混合物流體在管道內(nèi)以螺旋和分層的方式流動(dòng)，適用于管道內(nèi)的石蠟和結(jié)垢沉積量的輸送，也利于清理結(jié)蠟積垢，但是該發(fā)明也存在明顯的缺陷①螺旋葉片較薄，不利于固定。其中間體是通過螺旋葉片固定，而當(dāng)有漿體等類固體流體通過時(shí)會(huì)對(duì)中間體造成大的沖擊，從而有可能損壞葉片。②此裝置是封閉型的，內(nèi)部加工難度大，不利于實(shí)際的推廣。就目前來說，雖然存在較多的螺旋流發(fā)生裝置，但是均普遍存在螺旋效果不好，抗沖擊強(qiáng)度不高以及加工困難等問題，因此，上述方法都不能滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及實(shí)際工程的需求，并且在綜合以往各種裝置優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上而發(fā)明的一種高效、連續(xù)以及低能耗的螺旋流發(fā)生與輸送裝置。通過新型的圓錐翅片式的起旋方式，使裝置產(chǎn)生的螺旋流效果明顯，螺旋流流型保持較好。另外，采用了固定法蘭的形式，使該裝置易于安裝。最后，該裝置不需要添加其他的耗能設(shè)備，適用于廣泛的關(guān)于螺旋流的實(shí)驗(yàn)和實(shí)際工程領(lǐng)域。本發(fā)明圓錐式螺旋流發(fā)生器，由法蘭、筒體和翅片三部分組成，其中，法蘭上設(shè)有螺栓孔，用于通過螺栓使該發(fā)生器和待連接管道進(jìn)行連接；所述筒體下段為圓柱形筒體，上段為圓錐形型筒體，圓柱形筒體的內(nèi)徑與待接管道內(nèi)徑相同，圓柱形筒體末端與法蘭固定連接；圓錐形筒體的底面內(nèi)徑D與圓柱形筒體相同，圓錐形筒體高度h與底面內(nèi)徑之比為1:1 1:2，其錐角為β，β =2arctan(D/2h);圓錐形筒體表面沿著錐面均勻分布有過流孔，所述翅片設(shè)置圓錐形筒體表面上，過流孔的外側(cè)，翅片底面與過流孔平面的角度α為30。 60。。上述方案中，所述過流孔數(shù)量為3 6個(gè)；過流孔呈長方形，長邊和圓錐形筒體母線平行，長度為母線長度的O. 4 O. 7倍，并且離錐頂較近的一端與底面的距離為母線的
O.I O. 2倍，短邊與底面平行，長度為長邊的O. 2 O. 4倍。本發(fā)明方案中，所述翅片也是產(chǎn)生螺旋流的主要部件之一，可以是由長方體與三角體組成的梯狀體；與過流孔接觸的是長方體，另一端即為三角體；長方體的長邊與過流孔長邊相同，短邊長度為長邊的O. 2 O. 4倍，高度為短邊的O. 2 O. 3倍；三角體的三角面與長方體的寬邊和高邊組成的平面相連接，其軸向截面是等腰直角三角形。由長方體與三角體組成的梯狀體，其底面與過流孔平面的角度α為30° 60°，角度越小，螺旋強(qiáng)度越聞。做為具體的實(shí)例，其中，法蘭厚度為I 2_，法蘭表面有4個(gè)均勻分布的螺栓孔，通過螺栓使該新型裝置和待連接管道進(jìn)行牢固連接。關(guān)于圓柱形筒體，其筒體內(nèi)徑與待接管道內(nèi)徑相同，軸向長度為5 20cm，筒體厚度為2-5mm。關(guān)于圓錐形筒體，是產(chǎn)生螺旋流的主要部件之一，其底面內(nèi)徑D與圓柱形筒體相同，筒體錐面厚度與圓柱形筒體厚度相同，為3 5mm，圓錐形筒體高度h與底面內(nèi)徑之比為I: I 1: 2，隨著其比值的增大，螺旋流產(chǎn)生的強(qiáng)度會(huì)逐漸變大；其錐角為β，β =2arctan(D/2h)。該新型螺旋流發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)新穎，安裝方便，螺旋強(qiáng)度高。使用時(shí)，將該新型螺旋流發(fā)生器連接在官道上。一般管道內(nèi)的輸送物質(zhì)有油、空氣、天然氣、水以及沉淀物等。當(dāng)混合物流體帶壓由圓錐形筒體內(nèi)部進(jìn)入時(shí)，混合物流體將從過流孔流過。由過流孔流出的流體會(huì)經(jīng)過圓錐形筒體表面翅片的作用，使流體產(chǎn)生周向速度，這樣混合物流體由原來的軸向運(yùn)動(dòng)變?yōu)閺?qiáng)螺旋運(yùn)動(dòng)。這樣避免了沉淀物以及其他物質(zhì)粘附在管道上，導(dǎo)致管道阻塞而造成流動(dòng)能力下降。在長距離的管道中會(huì)出現(xiàn)動(dòng)能的衰減，為了防止過流能力下降，應(yīng)在管道上每隔一段距離(2 5Km)設(shè)置一個(gè)新型螺旋流發(fā)生器。另外，根據(jù)輸送流體的物質(zhì)比例和種類的不同，可以調(diào)整翅片底面與過流孔平面的角度α的大小以提高效率。而且，本裝置不需要在混合物流動(dòng)后附加任何動(dòng)力，靠起初的動(dòng)能以及產(chǎn)生的離心力即可實(shí)現(xiàn)螺旋和軸向流動(dòng)，減少途中對(duì)外來動(dòng)力的依賴。最后，本裝置和管道密閉相連，裝修簡單，運(yùn)行安全可靠。本發(fā)明采用新型的圓錐翅片式起旋，結(jié)構(gòu)新穎，螺旋效果好，螺旋強(qiáng)度大。采用固定墊片的形式，使整體易于安裝。不需要添加其他的耗能設(shè)備，能耗低。


圖I新型螺旋流發(fā)生器與管道組合示意圖
I一管道；2 —圓錐形筒體；3 —過流孔；4 一三角體；5 —翅片；6 —長方體；7 —圓柱形筒體；8 —管道法蘭；9 一螺栓孔；10 —法蘭。圖2新型螺旋流發(fā)生器三維示意圖一。圖3新型螺旋流發(fā)生器三維示意圖二。圖4翅片示意圖。符號(hào)說明
α一翅片底面與過流孔平面的角度β一錐形筒體錐角h一錐形筒體高度D 一錐形筒體底面內(nèi)徑。
具體實(shí)施例方式如圖1、2、3所示，本發(fā)明由法蘭10、筒體和翅片5三部分組成。其中，法蘭厚度為2_，法蘭表面有4個(gè)均勻分布的螺栓孔9，通過螺栓使該新型裝置和待連接管道I進(jìn)行牢固連接。筒體包括圓柱形筒體7和圓錐形型筒體2。關(guān)于圓柱形筒體7，其使圓錐形筒體和法蘭以焊接的形式進(jìn)行牢固連接，筒體外徑與待接管道內(nèi)徑相同，為200mm，軸向長度為50_，筒體厚度為2_。關(guān)于圓錐形筒體2，是產(chǎn)生螺旋流的主要部件之一，其底面內(nèi)徑D與圓柱形筒體內(nèi)徑相同，D=196mm,筒體錐面厚度與圓柱形筒體相同，為2mm,圓錐形筒體高度h=300mm ;其錐角為β , β =2arctan(D/2h)=37°。圓錐形筒體表面有過流孔3,關(guān)于過流孔3，沿著錐面均勻分布3個(gè)；過流孔呈長方形，長邊和圓錐形筒體中軸線在同一平面內(nèi)，并和圓錐形筒體母線平行，長度150mm，并且長邊的一端與底面的距離為50mm，短邊與底面平行，長度為30mm。關(guān)于翅片5，如圖4，也是產(chǎn)生螺旋流的主要部件之一，其為長方體6與三角體4組成的梯狀體，方便安裝；與過流孔接觸的是長方體6，另一端即為三角體4 ;關(guān)于長方體6,長邊與過流孔長邊相同，為150mm,短邊長度60mm,高度為IOmm ;關(guān)于三角體4,三角面與長方體的寬邊和高邊組成的平面重合，其軸向截面是等腰直角三角形。由長方體與三角體組成的梯狀體，其底面與過流孔平面的角度α為45°。兩螺旋流發(fā)生器之間的距離為3Km。
權(quán)利要求
1.一種圓錐式螺旋流發(fā)生器，其特征在于由法蘭(10)、筒體和翅片(5)三部分組成，其中，法蘭上設(shè)有螺栓孔(9)，用于通過螺栓使該發(fā)生器和待連接管道(I)進(jìn)行連接；所述筒體下段為圓柱形筒體(7)，上段為圓錐形型筒體(2)，圓柱形筒體的內(nèi)徑與待接管道內(nèi)徑相同，圓柱形筒體末端與法蘭固定連接；圓錐形筒體的底面內(nèi)徑D與圓柱形筒體相同，圓錐形筒體高度h與底面內(nèi)徑之比為1:1 1:2，其錐角為β，i3=2arctan(D/2h);圓錐形筒體表面沿著錐面均勻分布有過流孔(3)，所述翅片(5)設(shè)置圓錐形筒體表面上，過流孔的外側(cè)，翅片底面與過流孔平面的角度α為30° 60°。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的圓錐式螺旋流發(fā)生器，其特征在于所述過流孔數(shù)量為3 6個(gè)；過流孔呈長方形，長邊和圓錐形筒體母線平行，長度為母線長度的O. 4 O. 7倍，并且離錐頂較近的一端與底面的距離為母線的O. I O. 2倍，短邊與底面平行，長度為長邊的O.2 O. 4 倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圓錐式螺旋流發(fā)生器，其特征在于所述翅片(5)是由長方體(6)與三角體(4)組成的梯狀體；與過流孔接觸的是長方體(6)，另一端即為三角體(4);長方體的長邊與過流孔長邊相同，短邊長度為長邊的O. 2 O. 4倍，聞度為短邊的O. 2 O. 3倍；三角體的三角面與長方體的寬邊和高邊組成的平面相連接，其軸向截面是等腰直角三角形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種圓錐式螺旋流發(fā)生器，該發(fā)生器由法蘭、筒體和翅片三部分組成，其中，法蘭上設(shè)有螺栓孔，所述筒體下段為圓柱形筒體，上段為圓錐形型筒體，圓柱形筒體的內(nèi)徑與待接管道內(nèi)徑相同，圓柱形筒體末端與法蘭固定連接；圓錐形筒體的底面內(nèi)徑D與圓柱形筒體相同，圓錐形筒體高度h與底面內(nèi)徑之比為1:1～1:2，其錐角為β，β=2arctan(D/2h)；圓錐形筒體表面沿著錐面均勻分布有過流孔，所述翅片設(shè)置圓錐形筒體表面上，過流孔的外側(cè)，翅片底面與過流孔平面的角度α為30°～60°。本發(fā)明采用圓錐翅片式起旋，結(jié)構(gòu)新穎，螺旋效果好，螺旋強(qiáng)度大。采用固定墊片的形式，使整體易于安裝。不需要添加其他的耗能設(shè)備，能耗低。
文檔編號(hào)F17D1/20GK102927443SQ20121045021
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者王樹立, 饒永超, 周詩崠, 李恩田 申請(qǐng)人:常州大學(xué)