CN111810841B - 一种流体整流装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械领域，具体而言，涉及一种流体整流装置。流体整流装置包括：壳体，壳体设有容纳腔，容纳腔包括依次连通的入口区、中间区和出口区；入口区设置有第一挡板，第一挡板与壳体的夹角为70‑80°；中间区间隔设置有多个分隔板，多个分隔板围成换向流道；出口区设置有第二挡板，第二挡板与壳体的夹角为50‑60°。通过第一挡板的设置可以使从入口进入的流体快速整流，降低其湍流程度，中间区内的换向流道多次调整流体的流动方向，进一步降低其湍流程度；第二挡板的设置使中间区流出的流体进一步得到整流降低其湍流程度。容纳腔还具有短暂储存流体的作用，可以使出口的流体压力趋近于平衡，降低压力波动。

Description

一种流体整流装置

技术领域

本申请涉及机械领域，具体而言，涉及一种流体整流装置。

背景技术

焦化煤气净化系统各设备产生的尾气通过管道送入煤气鼓风机前负压煤气管道，利用尾气管道上的自动调节阀远程控制尾气的排放。尾气主要来自于氨水系统和粗苯系统的槽罐，排除的气体主要由水蒸气和不凝性(氨、苯等)气体组成，在经过管道的输送过程中，由于前期工序的气体流动状态不稳定，从而导致排气过程中气体的流动状态不稳定。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种流体整流装置，其旨在提供一种能改善流体流动状态的装置。

本申请提供一种流体整流装置，流体整流装置包括：

壳体，壳体设有容纳腔以及与容纳腔连通的入口和出口，沿入口至出口的方向，容纳腔包括依次连通的入口区、中间区和出口区；入口区与入口连通，出口区与出口连通；

入口区设置有一端与壳体连接的第一挡板，第一挡板的自由端沿朝向入口方向倾斜，第一挡板与壳体的夹角为70-80°；所述入口至少部分区域位于所述第一挡板在所述壳体上的投影内，所述第一挡板远离所述壳体的一端与所述壳体围成与所述中间区连通的流道；

中间区间隔设置有多个与壳体连接的分隔板，多个分隔板围成换向流道；

出口区设置有一端与壳体连接的第二挡板，第二挡板的自由端朝向出口倾斜，第二挡板与壳体的夹角为50-60°。

通过第一挡板的设置可以使从入口进入的流体快速整流，降低其湍流程度，中间区内的换向流道多次调整流体的流动方向，进一步降低其湍流程度；第二挡板的设置使中间区流出的流体进一步得到整流降低其湍流程度。容纳腔还具有短暂储存流体的作用，对于流体压力轻微波动的流体而言，可以使出口的流体压力趋近于平衡，降低压力波动。本申请实施例提供的流体整流装置尤其适用于含有液体的流体，第一挡板具有的捕捉液体的作用；液体在容纳腔内聚集，后续的流体继续从入口进入容纳腔内，容纳腔内的液体会迫使所有的流体在中间区内的换向流道中流动以降低湍流程度，进一步与第二挡板接触后从出口流出。

在本申请的一些实施例中，每个分隔板均与壳体垂直。

在本申请的一些实施例中，第一挡板的自由端设置有齿；第二挡板的自由端设置有齿。

齿条具有梳理流体的作用，同时齿还兼有捕捉流体中液体的作用。

在本申请的一些实施例中，部分分隔板的自由端设置有齿。

在本申请的一些实施例中，容纳腔为圆柱形腔，多个分隔板与壳体连接的位置沿容纳腔的圆周方向分布；且多个分隔板与壳体连接的位置沿容纳腔的长度方向分布。

在本申请的一些实施例中，容纳腔为圆柱形腔，入口与出口之间的连线与容纳腔的轴线平行。

在本申请的一些实施例中，壳体设置有与容纳腔连通的排液口，排液口位于壳体远离入口的一侧。

在本申请的一些实施例中，壳体设置有与容纳腔连通的溢流口，溢流口在容纳腔内对应的液位高于排液口在容纳腔内对应的液位。

排液口以及溢流口的设置可以将流体中的气体和液体的分离。

在本申请的一些实施例中，溢流口在容纳腔内对应的液位为第一液位，任意一个分隔板均位于第一液位上方。

在本申请的一些实施例中，流体进入入口的方向与第一挡板的夹角为10-20°；流体流出出口的方向与第二挡板的夹角为30-40°。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例提供的流体整流装置的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的流体整流装置的内部结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的第一挡板的结构示意图；

图4示出了流体整流装置中各个部件的尺寸。

图标：100-流体整流装置；101-容纳腔；102-入口；103-出口；104-溢流口；105-排液口；110-壳体；111-入口区；112-中间区；113-出口区；120-第一挡板；130-第二挡板；140-分隔板。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

图1示出了本申请实施例提供的流体整流装置100的结构示意图，图2示出了本申请实施例提供的流体整流装置100的内部结构示意图，请一并参阅图1与图2，在本实施例中，流体整流装置100的外部形状大致为圆柱形，相应地，流体整流装置100内部的容纳腔101也大致为圆柱形，需要说明的是，在本申请的其他实施例中，流体整流装置100的外部形状可以为椭圆形柱、方形柱等其他形状，相应地，流体整流装置100内部的容纳腔101的形状也可以为其他形状。在本申请的实施例中，流体整流装置100的主要作用在于对含有水蒸气和不凝性气体(氨、苯等)的混合气进行整流。在本申请的其他实施例中，流体整流装置100可以用于其他流体的整流，例如气体、液体或者气液混合物、气固混合物等。本申请以含有水蒸气和不凝性气体作为示例进行描述。

请一并参阅图1与图2，流体整流装置100包括壳体110以及设置于壳体110内部的第一挡板120、第二挡板130以及多个分隔板140。

壳体110内部设置有容纳腔101，壳体110还设置有与容纳腔101连通的入口102以及出口103。为了便于描述，将容纳腔101分隔为三个区域，沿入口102到出口103的方向，容纳腔101包括入口区111、中间区112和出口区113；入口区111、中间区112和出口区113依次连通，入口区111与入口102连通，出口区113与出口103连通。第一挡板120位于入口区111且与壳体110连接，第二挡板130位于出口区113且与壳体110连接。多个分隔板140均位于中间区112且与壳体110连接，多个分隔板140间隔设置。

在入口区111处，第一挡板120的一端与壳体110连接，另一端与壳体110之间具有供流体通过的通道，入口区111通过该通道与中间区112连通。第一挡板120的自由端(远离壳体110的一端)朝向入口102的一侧倾斜，第一挡板120与壳体110的夹角为70-80°。

入口102的至少部分区域位于第一挡板120在壳体110上的投影内；以使从入口102进入容纳腔101内的流体能指向第一挡板120，在第一挡板120的作用下使流体中气液分离，并快速对流体进行整流。

作为示例性地，第一挡板120与壳体110的夹角可以为70°、75°、78°、79°或者90°。

在本实施例中，流体进入入口102的方向与第一挡板120的角度为10-20°，例如可以为10°、15°、18°或者20°。流体进入入口102的方向与第一挡板120的角度为10-20°的情况下，流体进入入口区111后会与第一挡板120接触迫使其转换10-20°然后从第一挡板120的自由端与壳体110之间的流道进入中间取112，可以避免流体大幅度的改变方向有利于降低流体的湍流程度。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，流体进入入口102的方向与第一挡板120的角度例如可以为90°，或者例如可以为70-80°等等。

在本实施例中，第一挡板120与壳体110连接的位置处位于入口102的边缘。

图3示出了本申请实施例提供的第一挡板120的结构示意图，请参阅图3，在本实施例中，第一挡板120的自由端设置有齿，该齿的齿的方向为从入口102至出口103的方向。齿具有梳理流体的作用。此外，对于含有水蒸气的流体而言，齿还兼具有捕捉气体中水蒸气的作用。在本实施例中，齿的齿高与第一挡板120的高度比例为1：50。进一步地，在本申请的一些实施例中，第一挡板120可以不设置齿，在本申请的实施例中，多个分隔板140均位于中间区112且与壳体110连接。在中间区112设置有多个分隔板140，多个分隔板140沿流体的流动方向间隔设置。换言之，从入口102至出口103的方向，相邻两个分隔板140之间具有一定的距离。

多个分隔板140错位布置以将中间区112分隔成换向流道；换言之，相邻两个分隔板140围成沿预设方向延伸的流道，相邻两个预设方向并不同向。

在本实施例中，流体整流装置100包括三个分隔板140，位于中间的分隔板140与其两侧的分隔板140形成的流道的延伸方向不相同。换言之，位于中间的分隔板140使流体与其接触后改变流动的方向。

可以理解的是，在本申请的其他实施例中，流体整流装置100可以包括两个、四个、五个或者更多个分隔板140。对于流体整流装置100包括两个分隔板140的实施例而言，两个分隔板140与第一挡板120、第二挡板130也可以构成换向流道。

在本申请的实施例中，三个分隔板140与壳体110连接的位置沿容纳腔101的圆周方向分布；且多个分隔板140与壳体110连接的位置沿容纳腔101的长度方向分布。换言之，相邻两个分隔板140沿容纳腔101的长度方向具有一定的距离，同时，相邻两个分隔板140与壳体110的连接位置处沿容纳腔101的周向方向间隔。

请再次参阅图2，在本实施例中，入口区111输出的流体进入中间区112后，部分流体经过第一挡板120与第一个分隔板140(与入口区111最近的分隔板140)之间的流道流入换向流道内，部分流体经过第一挡板120与壳体110之间的空隙进入中间区112。

对于流体中含有液体以及大量水汽的实施例而言，在液体的重力作用下，液体经过第一挡板120与壳体110之间的空隙进入中间区112。气体则经过第一挡板120与第一个分隔板140之间的流道流入换向流道内，在换向流道内，流体不断碰撞分隔板140不断改变的方向，使流体的湍流程度得到降低。

进一步地，在本实施例中，三个分隔板140中位于中间位置的分隔板140的端部设置有齿，该齿有利于对流体流动方向的梳理；此外，该齿条还有利于捕捉流体中的水汽。

在本申请的其他实施例中，也可以在每个分隔板140的自由端设置齿。或者，在一些实施例中，在一部分分隔板140上设置齿。

进一步地，在本申请的实施例中，为了将流体中的液体与气体进行分离，壳体110设置有与容纳腔101连通的排液口105，排液口105位于壳体110远离入口102的一侧。换言之，当流体整流装置100以入口102向上的方位进行摆设时，排液口105位于壳体110的下端。当流体中含有液体或者大量水汽时，液体以及水汽会聚集于容纳腔101的下端，液体以及水汽可以从排液口105中排出。可以理解的是，壳体110可以通过设置与排液口105连通的排液管进行排液，相应地，在一些实施例中，排液口105可以配置阀门。

进一步地，在本实施例中，壳体110设置有与容纳腔101连通的溢流口104，溢流口104在容纳腔101内对应的液位高于排液口105在容纳腔101内对应的液位。换言之，当液体储存于容纳腔101后，溢流口104在容纳腔101内对应有一液位，排液口105在容纳腔101内对应有一液位；溢流口104在容纳腔101内对应的液位高于排液口105在容纳腔101内对应的液位。溢流口104可以使容纳腔101内的液体从溢流口104中排除，避免液位过高而影响气体在中间区112内的流动。

进一步地，在本申请的实施例中，溢流口104在容纳腔101内对应的液位为第一液位，任意一个分隔板140均位于所述第一液位上方。换言之，当容纳腔101内储存有一定量的液体且该液体的液位达到溢流口104位置处后，所有的分隔板140均位于所述第一液位上方；使分隔板140位于液面上方。承上所述，在中间区112，多个分隔板140间隔设置以形成换向流道，分隔板140位于上述第一液位上方，使换向流道内的气体不需要流过液面内从而直接分隔板140下端流过，避免形成大量的气泡增加气体携带液体的量。

在出口区113，第二挡板130与壳体110连接，且第二挡板130远离壳体110的一端朝向出口103倾斜。换言之，第二挡板130与壳体110之间具有夹角以使第二挡板130的自由端朝向出口103，在本申请的实施例中，第二挡板130与壳体110之间的夹角为50-60°，例如可以为50°、51°、54°、57°、59°或者60°等等。进一步地，在本申请的实施例中，流体流出出口103的方向与第二挡板130的夹角为30-40°。出口103的开口方向约束流体流出出口103的方向，出口103的轴线与第二挡板130的夹角为30-40°，例如可以为30°、32°、37°、39°或者40°。出口103的开设方向与第二挡板130的夹角为30-40°，在第二挡板130的约束条件下，流体以比较平稳的流动状态从出口103流出。

可以理解的是，在本申请的其他实施例中，出口103的开设方向可以与第二挡板130垂直，或者，出口103的开设方向与第二挡板130之间的夹角也可以为其他值，例如10-20°等等。

在本申请的实施例中，流体整流装置100可以根据实际需求配置液位计、压力表以及阀门等。

本申请实施例提供的流体整流装置100至少具有以下优点：

通过第一挡板120的设置可以使从入口102进入的流体快速整流，降低其湍流程度，中间区112内的换向流道多次调整流体的流动方向，进一步降低其湍流程度；第二挡板130的设置使中间区112流出的流体进一步得到整流降低其湍流程度。本申请实施例提供的流体整流装置100尤其适用于含有液体的流体，第一挡板120具有的捕捉液体的作用；液体在容纳腔101内聚集，后续的流体继续从入口102进入容纳腔101内，容纳腔101内的液体会迫使中间区112内的流体在换向流道中流动以降低湍流程度，进一步与第二挡板130接触后从出口103流出。

此外，容纳腔101还具有短暂储存流体的作用，对于流体压力轻微波动的流体而言，可以使出口103的流体压力趋近于平衡，降低压力波动。

齿具有梳理流体的作用，同时齿还兼有捕捉流体中液体的作用，排液口105以及溢流口104的设置可以将流体中的气体和液体的分离。

本实施例提供流体整流装置100中各个部件的尺寸作为示例。图4示出了流体整流装置100中各个部件的尺寸，请参阅图4，图4中示出了一些部件的尺寸以及部件之间的位置关系；图3中的单位为毫米。

请参阅图4，在本实施例中，第一挡板120的长度为550mm；第一挡板120与壳体110连接处与壳体110端头的距离为300mm；第一挡板120的端部与壳体110端头的距离为200mm；第一挡板120的端部与第一个分隔板140(与入口区111最近的分隔板140)的端部的距离为200mm；三个分隔板140均与壳体110垂直，相邻两个分隔板140之间的距离为200mm。沿均垂直于入口102与出口103的方向，三个分隔板140的长度分别为300mm，450mm，300mm。第二挡板130的长度为410mm；第二挡板130的端部与壳体110端头的距离为59mm；第二挡板130与壳体110之间的夹角为56°。出口103的轴线与第二挡板130之间的夹角为34°。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，对于图4中的尺寸示例中，每个尺寸可以具有一定的波动范围，例如±20mm。相应地，每个尺寸可以进行等比例缩放。此外，图4中是以壳体110为圆柱形作为示例性的描述，相应地，容纳腔101也为圆柱形。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，容纳腔101以及壳体110可以为其他形状，相应地各个部件可以为其他尺寸以及比例。

就流体整流装置100中各个部件的尺寸如图4中所示的实施例而言，在第一挡板120以及分隔板140的作用下，能有效增加气液混合物相互碰撞的次数降低断流程度，使液体汇聚于容纳腔101底部；在第二挡板130的作用下，气体从出口区113以平稳状态流出。当容纳腔101底部汇聚较大液位的液体时，液面约束气体在多个分隔板140之间穿过，避免大量气体从容纳腔101底部流过进一步增加湍流程度。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种流体整流装置，其特征在于，所述流体整流装置包括：

壳体，所述壳体设有容纳腔以及与所述容纳腔连通的入口和出口，沿所述入口至所述出口的方向，所述容纳腔包括依次连通的入口区、中间区和出口区；所述入口区与所述入口连通，所述出口区与所述出口连通，

所述入口区设置有一端与所述壳体连接的第一挡板，所述第一挡板的自由端沿朝向所述入口方向倾斜，所述第一挡板与所述壳体的夹角为70-80°，所述入口至少部分区域位于所述第一挡板在所述壳体上的投影内，所述第一挡板远离所述壳体的一端与所述壳体围成与所述中间区连通的流道；

所述中间区间隔设置有多个与所述壳体连接的分隔板，多个所述分隔板围成弯曲的换向流道；

所述出口区设置有一端与所述壳体连接的第二挡板，所述第二挡板的自由端朝向所述出口倾斜，所述第二挡板与所述壳体的夹角为50-60°；每个所述分隔板均与所述壳体垂直；

所述容纳腔为圆柱形腔，多个所述分隔板与所述壳体连接的位置沿所述容纳腔的圆周方向分布；且多个所述分隔板与所述壳体连接的位置沿所述容纳腔的长度方向分布；第一挡板的自由端设置有齿；所述第二挡板的自由端设置有齿；部分所述分隔板的自由端设置有齿条。

2.根据权利要求1所述的流体整流装置，其特征在于，

所述容纳腔为圆柱形腔，所述入口与所述出口之间的连线与所述容纳腔的轴线平行。

3.根据权利要求1-2任一项所述的流体整流装置，其特征在于，

所述壳体设置有与所述容纳腔连通的排液口，所述排液口位于所述壳体远离所述入口的一侧。

4.根据权利要求3所述的流体整流装置，其特征在于，所述壳体设置有与所述容纳腔连通的溢流口，所述溢流口在所述容纳腔内对应的液位高于所述排液口在所述容纳腔内对应的液位。

5.根据权利要求3所述的流体整流装置，其特征在于，所述排液口在所述容纳腔内对应的液位为第一液位，任意一个所述分隔板均位于所述第一液位上方。

6.根据权利要求1-2任一项所述的流体整流装置，其特征在于，所述入口的开设方向与所述第一挡板的夹角为10-20°；所述出口的开设方向与所述第二挡板的夹角为30-40°。

Images