CN108889157B - 用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及天然气添加剂混入设备技术领域，特别涉及一种用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置；外管套装在内管外，内管顶部有封头，封头上设置有毛细孔，外管与内管、封头间等距，外管底端与内管接触密封，外管底端侧面设置有外管进气口，外管顶部设置有外管排气口，芯柱安装在内管内部中央且与内管共轴；涡轮安装在内管与外管之间，内管增压桨叶安装在内管内壁上，芯柱增压桨叶安装在芯柱外壁上，内管增压桨叶与芯柱增压桨叶交错且倾斜方向相反，内管增压桨叶或芯柱增压桨叶与涡轮间有传动关系；本发明在不增加额外动力需要的情况下，以较低的成本实现了对天然气低粘度液态添加剂比例稳定的混入。

Description

用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置
技术领域：
本发明涉及天然气添加剂混入设备技术领域，特别涉及一种用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置。
背景技术：
天然气是目前推广使用的重要能源，但通常的天然气由于燃烧热值相对较低，在切割、焊接等领域并不适用，无法替代乙炔等高热值燃气。
目前，可以采用添加剂方式改善天然气性能。现有的添加剂混入设备主要为主动增压混入类设备和被动混入类设备两种。主动增压混入设备需要使用独立的添加剂增压泵或其他增压装置，混入比例稳定，但需要额外的动力装置，设备成本较高。被动混入类设备多为液位下通入天然气的洗气原理或通过流速压差吸入原理，无需额外的动力输入，但混入比例稳定性较差；在用于低粘度液体添加剂时，洗气原理设备中天然气与添加剂接触时间过短，易出现添加剂混入量不足的问题，流速压差吸入原理则易出现过度吸入导致天然气管内溢液问题，严重时会堵塞后续的天然气管路，造成设备故障。
发明内容：
鉴于此，有必要设计一种不额外配置动力、设备成本低且混入比例较稳定的天然气低粘度液态添加剂混入设备。
用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置，包括：外管、外管进气口、外管排气口、内管、涡轮、芯柱、内管增压桨叶与芯柱增压桨叶。
其中，外管套装在内管外，内管顶部有封头，封头上设置有毛细孔，外管与内管、封头间等距，外管底端与内管接触密封，外管底端侧面设置有外管进气口，外管顶部设置有外管排气口，芯柱安装在内管内部中央且与内管共轴。
涡轮安装在内管与外管之间，内管增压桨叶安装在内管内壁上，芯柱增压桨叶安装在芯柱外壁上，内管增压桨叶与芯柱增压桨叶交错且倾斜方向相反，内管增压桨叶或芯柱增压桨叶与涡轮间有传动关系。
工作时，天然气由外管进气口进入，通过外管与内管间的区域向上由外管排气口输出，同时，低粘度液态添加剂注入内管内；在上述过程中，天然气通过外管与内管间的区域时，驱动涡轮旋转，涡轮通过相应的传动关系驱动内管增压桨叶或芯柱增压桨叶转动，转动的增压桨叶将添加剂向上抬升实现内管顶部的添加剂增压，静止的桨叶与转动的桨叶倾斜方向相反，消除添加剂随转动桨叶周向运动的动量，防止后一级转动桨叶的抬升失效，同时利用该动量进一步抬升添加剂以增压；增压后的添加剂由毛细孔溢出内管，在涡轮区域与受涡轮影响而旋流的天然气接触混合，实现添加剂的混入。
由于天然气的流速、涡轮的转速、传动后转动的增压桨叶的转速、添加剂增压效率、通过毛细孔的添加剂流量均呈正相关，因此在天然气设计流速附近的较宽流速区间内，添加剂的混入均可以维持合适的比例。
优选的，当采用涡轮向内管增压桨叶传动方案时，涡轮固定安装在内管管壁外侧，内管可绕其轴心转动，涡轮通过内管与内管增压桨叶传动连接，内管与外管底端动静环密封。
优选的，当采用涡轮向芯柱增压桨叶传动方案时，涡轮上端通过轴承可转动安装在外管管壁内侧，涡轮下端通过轴承可转动安装在内管管壁外侧，涡轮上固定安装有永磁体；内管与外管底端固定连接密封，芯柱可绕其轴心转动，芯柱顶端安装有鼠笼绕组，涡轮通过永磁体、鼠笼绕组、芯柱与芯柱增压桨叶传动连接。
优选的，为方便涡轮的安装，外管由上下两段拼接组成，两段间法兰连接密封。
优选的，外管排气口内壁处安装有垂直板状的稳流翼片，消除通过涡轮后天然气的旋流，使天然气的输出稳定。
本发明通过天然气驱动涡轮进而带动增压桨叶为添加剂增压的方式，在不增加额外动力需要的情况下，以较低的成本实现了对天然气低粘度液态添加剂比例稳定的混入。
附图说明：
附图1是用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置的具体实施例一结构示意图；
附图2是用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置的具体实施例二结构示意图。
图中：外管1、外管进气口101、外管排气口102、稳流翼片103、法兰104、动静环密封105、内管2、内管增压桨叶201、毛细孔202、涡轮3、永磁体301、芯柱4、芯柱增压桨叶401、鼠笼绕组402、轴承5。
具体实施方式：
具体实施例一：用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置，包括：外管1、外管进气口101、外管排气口102、内管2、涡轮3、芯柱4、内管增压桨叶201与芯柱增压桨叶401。
其中，外管1由上下两段拼接组成，两段间法兰104连接密封，套装在内管2外，内管2顶部有封头，封头上设置有毛细孔202，外管1与内管2、封头间等距，外管1底端与内管2接触密封，外管1底端侧面设置有外管进气口101，外管1顶部设置有外管排气口102，外管排气口102内壁处安装有垂直板状的稳流翼片103，芯柱4安装在内管2内部中央且与内管2共轴。
涡轮3固定安装在内管2管壁外侧，内管2可绕其轴心转动，内管增压桨叶201安装在内管2内壁上，芯柱增压桨叶401安装在芯柱4外壁上，内管增压桨叶201与芯柱增压桨叶401交错且倾斜方向相反，涡轮3通过内管2与内管增压桨叶201传动连接，内管2与外管1底端动静环密封105。
具体实施例二：用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置，包括：外管1、外管进气口101、外管排气口102、内管2、涡轮3、芯柱4、内管增压桨叶201与芯柱增压桨叶401。
其中，外管1由上下两段拼接组成，两段间法兰104连接密封，套装在内管2外，内管2顶部有封头，封头上设置有毛细孔202，外管1与内管2、封头间等距，外管1底端与内管2接触密封，外管1底端侧面设置有外管进气口101，外管1顶部设置有外管排气口102，外管排气口102内壁处安装有垂直板状的稳流翼片103，芯柱4安装在内管2内部中央且与内管2共轴。
涡轮3安装在内管2与外管1之间，涡轮3上端通过轴承5可转动安装在外管1管壁内侧，涡轮3下端通过轴承5可转动安装在内管2管壁外侧，涡轮3上固定安装有永磁体301；内管增压桨叶201安装在内管2内壁上，芯柱增压桨叶401安装在芯柱4外壁上，内管增压桨叶201与芯柱增压桨叶401交错且倾斜方向相反，内管2与外管1底端固定连接密封，芯柱4可绕其轴心转动，芯柱4顶端安装有鼠笼绕组402，涡轮3通过永磁体301、鼠笼绕组402、芯柱4与芯柱增压桨叶401传动连接。

Claims (5)

1.用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置，包括：外管、外管进气口、外管排气口、内管，其中，外管套装在内管外，内管顶部有封头，封头上设置有毛细孔；其特征在于，还包括：涡轮、芯柱、内管增压桨叶与芯柱增压桨叶；
其中，外管与内管、封头间等距，外管底端与内管接触密封，外管底端侧面设置有外管进气口，外管顶部设置有外管排气口，芯柱安装在内管内部中央且与内管共轴；
涡轮安装在内管与外管之间，内管增压桨叶安装在内管内壁上，芯柱增压桨叶安装在芯柱外壁上，内管增压桨叶与芯柱增压桨叶交错且倾斜方向相反，内管增压桨叶或芯柱增压桨叶与涡轮间有传动关系，涡轮通过传动关系驱动内管增压桨叶或芯柱增压桨叶转动。
2.如权利要求1所述的用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置，其特征在于，所述涡轮固定安装在内管管壁外侧，内管可绕其轴心转动，涡轮通过内管与内管增压桨叶传动连接，内管与外管底端动静环密封。
3.如权利要求1所述的用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置，其特征在于，所述涡轮上端通过轴承可转动安装在外管管壁内侧，涡轮下端通过轴承可转动安装在内管管壁外侧，涡轮上固定安装有永磁体；内管与外管底端固定连接密封，芯柱可绕其轴心转动，芯柱顶端安装有鼠笼绕组，涡轮通过永磁体、鼠笼绕组、芯柱与芯柱增压桨叶传动连接。
4.如权利要求1至3任一项所述的用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置，其特征在于，所述外管由上下两段拼接组成，两段间法兰连接密封。
5.如权利要求1至3任一项所述的用于天然气低粘度液态增效添加剂的混入装置，其特征在于，所述外管排气口内壁处安装有垂直板状的稳流翼片。
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