CN111895175B - 一种用于流程阀门的移动自适应整流装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于流程阀门的移动自适应整流装置。在流程阀门的出口处安装有整流装置，流程阀门与整流装置之间固接；管道内依次固定装有前限位板、内套筒和后限位板，内套筒内部装有移动轨道轴、移动孔板和弹簧，移动孔板活动套装移动轨道轴外，且活动可摩擦地套装在内套筒内，移动轨道轴两端连接到前后限位板的中心孔中，移动孔板和后限位板间的移动轨道轴外套装弹簧；管道装有固定孔板。本发明通过整流结构设计，使得移动孔板在偏心紊乱流动情况下能自适应地调整到最佳整流平衡位置，采用汇聚、稳压、消涡和整合的综合整流方式，从而达到移动自适应的整流效果，提高了流程阀门出口流动的稳定性。

Description

一种用于流程阀门的移动自适应整流装置

技术领域

本发明涉及一种流体阀门的整流装置，特别是涉及一种用于流程阀门的移动自适应整流装置。

背景技术

流程阀门在流体传输过程中起着越来越重要的作用，在石油化工、水利水电等行业得到了广泛的应用。在不同的工况下具备调节、分流、启闭等功能。然而，流程阀门在不同开度下可能会引起其出口附近出现非均匀偏心紊乱流动，并伴随漩涡的产生，严重影响其出口流动的稳定性，进而制约着阀后管道流体计量装置的信号采集及精度。

现实中，传统采取延长流程阀门出口端的管道来获得较为稳定的流动，但是这样就对流程管道的空间布置提出了较高要求。然而，整流装置一种消除不正常流动，缩短必要的直管段长度的设备，其功能是将不稳定流动转变为稳定流动，大大缩短或取消延长管道。

现有的整流器以单个整流结构、整流材料的运用较多，主要包括管束式、孔板式和叶片式，而组合式的整流器结构较少；其次，现有的整流器结构比较复杂，制造难度大，对流体的阻力较大；现有的整流器以气体流体整流为主，对液体流体整流的整流器较少；最后，现有的整流器通用性较差，拆装更换不方便。因此，根据流程阀门出流的非均匀偏心紊乱流动特点，以整流结构对整流效果和流动阻力为目的，有针对性的开展流程阀门出流的整流设计具有现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供用于流程阀门的移动自适应整流装置。对于不同流动工况，整流装置中的移动孔板会在来流介质压力、弹簧力和摩擦力的共同作用下移动至适合当前流动工况的最佳整流平衡位置，同时采用汇聚、稳压、消涡和整合的综合整流方式，从而达到移动自适应的整流效果，提高了流程阀门出口流动的稳定性。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明包括流程阀门，在流程阀门的出口处安装有整流装置，流程阀门与整流装置之间利用螺栓和螺母连接；所述的整流装置包括管道、内套筒、固定孔板、移动轨道轴、移动孔板、弹簧、前限位板和后限位板，管道在靠近流程阀门的一端内部沿管道流通方向依次固定装有前限位板、内套筒和后限位板，内套筒内部装有移动轨道轴、移动孔板和弹簧，移动孔板活动套装移动轨道轴外，且活动可摩擦地套装在内套筒内，移动轨道轴两端同轴分别连接到前限位板和后限位板的中心孔中，移动孔板和后限位板之间的移动轨道轴外套装弹簧；管道在远离流程阀门的一端装有固定孔板。

所述的前限位板、移动孔板、后限位板和固定孔板上均开设有用于整流的孔槽：

所述的移动孔板的中心开有用于移动轨道轴活动穿过的轨道孔，轨道孔外周围均匀分布设有多圈具有倾斜角度的圆形整流孔，每个具有倾斜角度的圆形整流孔的轴线由外侧径向向移动孔板中心轴线倾斜布置；

所述的前限位板上沿周向均匀分布间隔设有扇形孔，中心位置开设有用于移动轨道轴端部同轴套装的U形孔；

所述的后限位板上沿周向均匀分布间隔设有扇形孔，中心位置开设有用于移动轨道轴端部同轴套装的U形孔；

所述的固定孔板的中间部位均匀分布开设有多圈圆形整流孔，各圈圆形整流孔的直径从里到外成逐渐增加，外圈的圆形整流孔直径大于内圈的圆形整流孔直径。

所述的移动轨道轴两端端部均设置为与前限位板和后限位板上U形孔相一致形状的U形凸台，移动轨道轴两端的U形凸台分别套装于前限位板与后限位板的的U形孔后，使得移动轨道轴不旋转保持固定。

所述的移动孔板在靠近轨道孔的两圈具有倾斜角度的圆形整流孔之间的且远离流程阀门一侧的移动孔板端面上开有环形的凹槽Ⅰ，后限位板的扇形孔孔间的后限位板上开设有弧形的凹槽Ⅱ，各个弧形凹槽Ⅱ位于同一圆周上；弹簧两端分别连接在移动孔板的凹槽Ⅰ和后限位板的凹槽Ⅱ。

所述的移动孔板上的具有倾斜角度的圆形整流孔轴向和移动孔板轴向之间的夹角角度α为6°～12°。

所述的移动孔板厚度L为0.08D～0.16D，D为管道直径。

本发明具有的有益效果是：

本发明整流装置采用汇聚、稳压、消涡和整合的综合整流方式，从而达到移动自适应的整流效果，提高了流程阀门出口流动的稳定性。

此外，本发明可与流量计、压力传感器等管道流体测量装置配合使用，有利于管道流体测量装置的稳定流动信号采集，提高测量精度。

附图说明

图1是本发明与流程阀门装配外观示意图。

图2是本发明结构的立体图。

图3是本发明整体装配剖视图。

图4是本发明前限位板的主视图。

图5是图4的A-A剖视图。

图6是本发明移动孔板的主视图。

图7是图6的B-B剖视图。

图8是本发明后限位板的主视图。

图9是图8的C-C剖视图。

图10是本发明移动轨道轴的示意图。

图11是本发明固定孔板的主视图。

图12是图11的D-D剖视图。

图中：1、流程阀门，2、整流装置，3、螺栓，4、密封圈，5、螺母，6、管道，7、前限位板，8、螺钉，9、移动轨道轴，10、弹簧，11、移动孔板，12、内套筒，13、后限位板，14、固定孔板，2a、进口区，2b、压缩区，2c、出口区，7a、扇形孔，7b、U形孔，7c、螺纹孔，9a、U形凸台，11a、具有倾斜角度的圆形整流孔，11b、凹槽Ⅰ，11c、轨道孔，13a、凹槽Ⅱ，14a、圆形整流孔，14b、通孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

如图1所示，在流程阀门1的出口处安装有整流装置2，流程阀门1与整流装置2之间利用螺栓3和螺母5连接，连接端面处设置有密封圈4以进行密封；具体是在固定孔板14和管道6端面之间安装密封圈4以进行密封连接。

如图2和图3所示，整流装置2包括管道6、内套筒12、固定孔板14、移动轨道轴9、移动孔板11、弹簧10、前限位板7和后限位板13，管道6在靠近流程阀门1的一端内部沿管道流通方向依次固定装有前限位板7、内套筒12和后限位板13，后限位板13通过焊接方式固定在管道6内部，内套筒12被限位位置固定在前限位板7和后限位板13之间，内套筒12内部装有移动轨道轴9、移动孔板11和弹簧10，移动孔板11活动套装移动轨道轴9外，且活动可摩擦地套装在内套筒12内，移动轨道轴9两端同轴分别连接到前限位板7和后限位板13的中心孔中，移动孔板11和后限位板13之间的移动轨道轴9外套装弹簧10，弹簧10的两端分别连接到移动孔板11和后限位板13端面上；管道6在远离流程阀门1的一端后方装有固定孔板14。

图1中，前限位板7左侧端面与管道6左侧外端面对齐，并前限位板7通过螺钉8和内套筒12固定连接。移动孔板11和前限位板7之间形成进口区2a，移动孔板11和后限位板13之间形成压缩区2b，后限位板13和固定孔板14之间形成出口区2c。

前限位板7、移动孔板11、后限位板13和固定孔板14上均开设有用于整流的孔槽。

如图4、图5所示，前限位板7上沿周向均匀分布间隔设有扇形孔7a，中心位置开设有用于移动轨道轴9端部同轴套装的U形孔7b，扇形孔7a外周围均匀设置有多个用于连接内套筒12的螺纹孔7c。

如图6、图7所示，移动孔板11的中心开有用于移动轨道轴9活动穿过的圆形的轨道孔11c，轨道孔11c外周围均匀分布设有多圈具有倾斜角度的圆形整流孔11a，每个具有倾斜角度的圆形整流孔11a的轴线由外侧径向向移动孔板11中心轴线倾斜布置。

如图8、图9所示，后限位板13上沿周向均匀分布间隔设有扇形孔，中心位置开设有用于移动轨道轴9端部同轴套装的U形孔。

如图11、图12所示，固定孔板14的中间部位均匀分布开设有多圈圆形整流孔14a，每圈圆形整流孔14a是由多个圆形整流孔沿圆周间隔均布构成，各圈圆形整流孔14a的直径从里到外成逐渐增加，外圈的圆形整流孔14a直径大于内圈的圆形整流孔14a直径，固定孔板14外边缘均匀设置有多个用于连接管道6的通孔14b。

如图3、图10所示，移动轨道轴9两端端部均设置为与前限位板7和后限位板13上U形孔7b相一致形状的U形凸台9a，移动轨道轴9两端的U形凸台9a分别套装于前限位板7与后限位板13的的U形孔后，使得移动轨道轴9不旋转保持固定。

移动孔板11在靠近轨道孔的两圈具有倾斜角度的圆形整流孔11a之间的且远离流程阀门1一侧的移动孔板11端面上开有环形的凹槽Ⅰ11b，后限位板13的扇形孔孔间的后限位板13上开设有弧形的凹槽Ⅱ13a，各个弧形凹槽Ⅱ13a位于同一圆周上；弹簧10两端分别连接在移动孔板11的凹槽Ⅰ11b和后限位板13的凹槽Ⅱ13a中，如图3。

如图7所示，具体实施的移动孔板11上的具有倾斜角度的圆形整流孔11a轴向和移动孔板11轴向之间的夹角角度α为6°～12°；移动孔板11厚度L为0.08D～0.16D，D为管道直径。

本发明的工作原理如下：

如图1和如图3所示，管道流体输送中，流程阀门1开度调节会使其出口附近呈现非均匀偏心紊乱流动。

非均匀偏心紊乱流动首先通过前限位板7，进入整流装置的进口区2a，前限位板7上的扇形孔7a进行初步的消涡和整流，然后流体通过移动孔板11上的具有倾斜角度的圆形整流孔11a(图3中以箭头所示)，将流程阀门开度调控引起的射流或者是偏心高速流体引导到管道中心部位，达到汇聚的效果，加快流程阀门后方流场的稳定，流体进入到整流装置2的压缩区2b。移动孔板11在流体介质压力、弹簧力、摩擦力的共同作用下，在前限位板7和后限位板13之间的移动轨道轴9上进行往复运动，最终稳定在特定位置。流体介质压力为流体介质冲击推动移动孔板11沿流动方向的力，弹簧力为弹簧10向移动孔板11施加的反向于流动方向的力，摩擦力为移动孔板11在内套筒12中周面之间的摩擦产生的力。

对于不同流动工况，流程阀门1出口的速度和压力不同，所以移动孔板11达到稳定的位置会有所不同，整流装置2中的移动孔板11会在来流介质压力、弹簧力和摩擦力的共同作用下移动至适合当前流动工况的最佳整流平衡位置，而移动孔板11的往复运动可以快速的打乱偏心流场，稳定流场中的压力。

接着，流体经过后限位板13后，进入到整流装置2的出口区2c，后限位板13也可起到一定的整流效果。由于流体经过具有倾斜角度的圆形整流孔11a后，管道中心部位的速度会比两侧的速度要大，而固定孔板14的渐扩式圆形整流孔14a可以在一定能程度上缓解中间流体的速度，使流场速度和压力更加均匀，进一步更好地实现消涡和整合处理，达到最终的整流效果。

本发明的整流装置2采用汇聚、稳压、消涡和整合的综合整流方式，从而达到移动自适应的整流效果，提高了流程阀门出口流动的稳定性。

此外，本发明可与流量计、压力传感器等管道流体测量装置配合使用，有利于管道流体测量装置的稳定流动信号采集，提高测量精度。

Claims (5)

1.一种用于流程阀门的移动自适应整流装置，包括流程阀门(1)，其特征在于：在流程阀门(1)的出口处安装有整流装置(2)，流程阀门(1)与整流装置(2)之间利用螺栓(3)和螺母(5)连接；

所述的整流装置(2)包括管道(6)、内套筒(12)、固定孔板(14)、移动轨道轴(9)、移动孔板(11)、弹簧(10)、前限位板(7)和后限位板(13)，管道(6)在靠近流程阀门(1)的一端内部沿管道流通方向依次固定装有前限位板(7)、内套筒(12)和后限位板(13)，内套筒(12)内部装有移动轨道轴(9)、移动孔板(11)和弹簧(10)，移动孔板(11)活动套装移动轨道轴(9)外，且活动可摩擦地套装在内套筒(12)内，移动轨道轴(9)两端同轴分别连接到前限位板(7)和后限位板(13)的中心孔中，移动孔板(11)和后限位板(13)之间的移动轨道轴(9)外套装弹簧(10)；管道(6)在远离流程阀门(1)的一端装有固定孔板(14)；

所述的前限位板(7)、移动孔板(11)、后限位板(13)和固定孔板(14)上均开设有用于整流的孔槽：

所述的移动孔板(11)的中心开有用于移动轨道轴(9)活动穿过的轨道孔(11c)，轨道孔(11c)外周围均匀分布设有多圈具有倾斜角度的圆形整流孔(11a)，每个具有倾斜角度的圆形整流孔(11a)的轴线由外侧径向移动孔板(11)中心轴线倾斜布置；

所述的前限位板(7)上沿周向均匀分布间隔设有扇形孔(7a)，中心位置开设有用于移动轨道轴(9)端部同轴套装的U形孔(7b)；

所述的后限位板(13)上沿周向均匀分布间隔设有扇形孔，中心位置开设有用于移动轨道轴(9)端部同轴套装的U形孔；

所述的固定孔板(14)的中间部位均匀分布开设有多圈圆形整流孔(14a)，各圈圆形整流孔(14a)的直径从里到外成逐渐增加，外圈的圆形整流孔(14a)直径大于内圈的圆形整流孔(14a)直径。

2.根据权利要求1所述的一种用于流程阀门的移动自适应整流装置，其特征在于：所述的移动轨道轴(9)两端端部均设置为与前限位板(7)和后限位板(13)上U形孔(7b)相一致形状的U形凸台(9a)，移动轨道轴(9)两端的U形凸台(9a)分别套装于前限位板(7)与后限位板(13)的U形孔后，使得移动轨道轴(9)不旋转保持固定。

3.根据权利要求1所述的一种用于流程阀门的移动自适应整流装置，其特征在于：所述的移动孔板(11)在靠近轨道孔(11c)的多圈圆形整流孔(11a)中间的且远离流程阀门(1)一侧的移动孔板(11)端面上开有环形的凹槽Ⅰ(11b)，后限位板(13)的扇形孔孔间的后限位板(13)上开设有弧形的凹槽Ⅱ(13a)，各个弧形凹槽Ⅱ(13a)位于同一圆周上；弹簧(10)两端分别连接在移动孔板(11)的凹槽Ⅰ(11b)和后限位板(13)的凹槽Ⅱ(13a)。

4.根据权利要求1所述的一种用于流程阀门的移动自适应整流装置，其特征在于：所述的移动孔板(11)上的具有倾斜角度的圆形整流孔(11a)轴向和移动孔板(11)轴向之间的夹角角度α为6°～12°。

5.根据权利要求1所述的一种用于流程阀门的移动自适应整流装置，其特征在于：所述的移动孔板(11)厚度L为0.08D～0.16D，D为管道直径。

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