CN217328612U - 一种流体旋流调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种流体旋流调节装置，其解决了现有装置结构复杂的技术问题，其包括主管道和多个旁通支管。其中，旁通支管分布于主管道的周侧面，且两端分别连通主管道的内部，其结构与特斯拉阀的瓣膜管道一致。主管道中分段设有旋流板。本实用新型通过主管道设置多个旁通支管，并采用了特斯拉阀中瓣膜管道的结构，可以实现正向使用增加流体流速，而反向使用可以降压减速的功能；同时，装置不会显著增加管道所占体积，还能减少零部件使用，可广泛应用于流体控制技术领域。

Description

一种流体旋流调节装置

技术领域

本实用新型涉及流体控制技术领域，特别涉及一种流体旋流调节装置。

背景技术

在流体控制领域，现有的调节装置均为多个活动部件组成的机构，如各类型的阀。但是活动部件容易出现故障，同时占用大量空间，尤其是面对双向使用且管道降压需求一定的场景下，问题尤其突出。

冯鲁文，程泽堃.特斯拉阀门的优化与改进仿真[J].技术与市场,2019年,26卷(10期):33-37.中提及了特斯拉阀的一种特性，其对正向流动的流体产生阻力及降压效果较小；但是对逆向流通的流体会产生较大的阻力，使其进出口两端产生较大的降压差，因此可以利用特斯拉阀的特性适配流体控制领域的管道，使其符合上述特定场景要求，减少成本及占用空间。

但是特斯拉阀也有相应的局限性，其管道结构较为复杂，同时折线型路径使其在同等占用空间下能提供的流量较小，不能满足工业或其他行业需求；并且不能实现流体旋流，故还需要进一步改进。

实用新型内容

本实用新型就是为了解决上述背景技术的不足，提供了一种结构简单、流量大，且可以使流体在管道内旋流的调节装置。

为此，本实用新型提供了一种流体旋流调节装置，包括主管道和多个旁通支管；

所述主管道为截面均匀的直管或弯管；所述旁通支管分布于所述主管道的周侧面，且所述旁通支管的两端分别连通所述主管道的内部；所述旁通支管的结构与特斯拉阀的瓣膜管道一致；

所述主管道中分段设有旋流板。

优选的，所述旁通支管沿所述主管道的轴向分为两列，分别设于所述主管道的两侧，且所述旁通支管的弯曲方向均一致。

优选的，每列的旁通支管均沿所述主管道的轴向等距分布。

优选的，两列所述旁通支管沿所述主管道的径向交叉分布。

优选的，所述旁通支管轴向位置处或相邻两个所述旁通支管之间的轴向位置处对应设有一个所述旋流板。

优选的，所述旁通支管的内径与所述主管道的内径比值范围为0.2-0.35。

优选的，所述旁通支管的弯部汇入口长度与所述主管道的内径比值范围为0.25-0.5。

优选的，所述旁通支管的分叉角范围为15°-35°。

本实用新型提供流体旋流调节装置，有如下有益效果：

本实用新型通过在主管道上设置多个旁通支管，并采用了特斯拉阀中瓣膜管道的结构，可以实现正向使用增加流体流速，而反向使用可以降压减速；同时，装置不会显著增加管道所占体积，还能减少零部件使用；

进一步，结合结构尺寸优化，获得较优的正反向流体调节性能。

附图说明

图1是本实用新型管道纵向剖面示意图；

图2是本实用新型管道横向剖面示意图；

图3是特斯拉阀瓣膜管流场模拟示意图(图a为正向流通；图b为逆向流通)；

图4是本实用新型局部结构参数示意图；

图中标记：1.主管道，2.旁通支管，3.旋流板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以助于理解本实用新型的内容。本实用新型中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。

一种流体旋流调节装置，如图1所示，主要包括主管道1和多个旁通支管2。

其中，本实施例中主管道1选取截面为圆形的直管，管径保持一直。旁通支管2则分布于主管道的周侧面，且旁通支管2的两端分别连通主管道1的内部。结合图2所示，旁通支管2截面也是圆形，其主体结构与特斯拉阀的瓣膜管道一致，具体为连通主管道1的斜向管路通过环形管道再连接回主管道1。

优选的，如图所示，旁通支管2共有8个，并沿主管道1的轴向分为两列，每列阵列有4个。两列对向设置于主管道1的两侧。每列之中的旁通支管2的弯曲方向均一致。进一步，每列的旁通支管2均沿主管道1的轴向等距分布。并且，如图所示，两列旁通支管2沿主管道1的径向交叉分布，即每个旁通支管2的对侧为另两个旁通支管2的间隔区。

如图1、2所示，主管道1中分段设有旋流板3；优选的，旁通支管2轴向位置处或相邻两个旁通支管之间的轴向位置处对应设有一个旋流板3。本实施例中如图所示，在主管道1中间隔设置有4个旋流板3。

上述设计优点可以参考图3中显示的特斯拉阀瓣膜管流场模拟图，如左侧图a所示，以烟气为例，在管中正向流动的时候，部分烟气进入瓣膜管之后在末端汇入，使气流增速；当如右侧图b所示，烟气在管中逆向流动的时候，部分烟气进入瓣膜管之后在前端冲出，速度分量与后来的烟气相反，发生阻碍作用，从而降低了流速和最终端压力。本实施例中，通过在主管道1上设置多个旁通支管2，实现相同的正反向调节效果，但是不同的本实施例中主体为截面均匀的圆形直管，虽然逆向阻隔效果低于同尺寸特斯拉阀，但是保证了整体通气率，化简了结构，并且直管有利于安装旋流板3，

优选的，结合图4所示，为了进一步优化旁通支管2的调节性能，设计其内径R₂与主管道的内径R₁的比值范围为0.2-0.35。进一步，根据仿真模拟和实验得出，旁通支管2的弯部汇入口长度L与主管道的内径R₁的比值范围为0.25-0.5，其中，汇入口长度L为汇入口沿径向投影后，其轴向方向上的长度。更进一步，由于本实施例区别于常规特斯拉阀的折线型结构，以30°-45°的设计，主管道1中的烟气逆向流动时进入旁通支管2的烟气量较少，进而产生的阻力较小，降压效果不明显，故本实施例中设置旁通支管2的分叉角α的范围为15°-35°。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左”、“右”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”、“外”、“背”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具备特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

惟以上者，仅为本实用新型的具体实施例而已，当不能以此限定本实用新型实施的范围，故其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本实用新型权利要求书涵盖之范畴。

Claims (8)

1.一种流体旋流调节装置，其特征在于，包括主管道和多个旁通支管；

所述主管道为截面均匀的直管或弯管；所述旁通支管分布于所述主管道的周侧面，且所述旁通支管的两端分别连通所述主管道的内部；所述旁通支管的结构与特斯拉阀的瓣膜管道一致；

所述主管道中分段设有旋流板。

2.根据权利要求1所述的一种流体旋流调节装置，其特征在于，所述旁通支管沿所述主管道的轴向分为两列，分别设于所述主管道的两侧，且所述旁通支管的弯曲方向均一致。

3.根据权利要求2所述的一种流体旋流调节装置，其特征在于，每列的旁通支管均沿所述主管道的轴向等距分布。

4.根据权利要求3所述的一种流体旋流调节装置，其特征在于，两列所述旁通支管沿所述主管道的径向交叉分布。

5.根据权利要求4所述的一种流体旋流调节装置，其特征在于，所述旁通支管轴向位置处或相邻两个所述旁通支管之间的轴向位置处对应设有一个所述旋流板。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种流体旋流调节装置，其特征在于，所述旁通支管的内径与所述主管道的内径比值范围为0.2-0.35。

7.根据权利要求6所述的一种流体旋流调节装置，其特征在于，所述旁通支管的弯部汇入口长度与所述主管道的内径比值范围为0.25-0.5。

8.根据权利要求7所述的一种流体旋流调节装置，其特征在于，所述旁通支管的分叉角范围为15°-35°。

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