一种具有双重减阻系统的气体输送管道及使用方法

技术领域

本发明涉及一种具有双重减阻系统的气体输送管道，属气体输送设备技术领域。

背景技术

输送管道是目前进行天然气等气体介质输送作用的重要设备，但在实际气体输送作业中，气体在管道内输送流动时，气流与输送管道的内侧面间的摩擦力壁靠经管道中心位置气流输送摩擦力大，从而一方面导致气流在输送中存在较大的能量损耗；另一方面由于气流内外部分输送时的摩擦力不同，从而导致在压力差作用下，导致在靠近管道壁内侧面位置产生与气流输送方向相反的涡流，从而因涡流作用导致管道内输送的气流阻力进一步增加，且气流输送方向稳定性也受到了极大的影响，从而导致当前气体介质输送时的能耗高及输送效率低，同时输送过程中，也易因气流方向稳定性差而导致输送管道存在较大的机械震动及噪声，从而严重影响了气流输送设备运行的稳定性。

因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的气体介质输送管道设备，以满足实际使用的需要。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明提供一种具有双重减阻系统的气体输送管道，以克服以上缺陷满足实际设备运行工作的需要。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种具有双重减阻系统的气体输送管道，包括输送管道、V型减阻装置、流速传感器、显示器及检测电路，输送管道和V型减阻装置均为轴向截面呈矩形的管状结构，输送管道包覆在V型减阻装置外并与V型减阻装置同轴分布，流速传感器至少一个，嵌于V型减阻装置内侧面并通过导线与检测电路电气连接， V型减阻装置包括导流管体、降阻环、降阻槽，其中导流管体为与输送管道同轴分布的管状结构，导流管体外侧面与输送管道内侧面间滑动连接，导流管体内壁均布若干降租环，降租环为与导流管体同轴分布的闭合环状结构，各降租环沿导流管体轴线方向均布，同时相邻两降阻环之间间距为0—5毫米，所述降租环为横断面呈等腰三角形环状结构，降租环侧表面对称分布若干降阻槽，降阻槽嵌沿降阻环侧表面内，降租槽为横断面呈三角形的槽状结构，且各降阻槽的靠近降阻环顶点一侧的槽壁与导流管体轴线平行分布，并与降阻环直径方向垂直分布，降阻环顶点位置的侧壁与位于降阻环两侧侧壁的降阻槽槽壁间构成菱形结构，显示器及检测电路均位于输送管道外，并与输送管道外侧面连接。

进一步的，所述的输送管道、V型减阻装置两端位置分别设管道连接机构，所述管道连接机构包括连接法兰、弹性密封环、弹片、连接柱及定位螺栓，其中所述连接法兰后端面与连接柱并同轴分布，所述连接柱位于连接法兰同轴分布的管状结构，所述连接柱前端面与连接法兰连接，后半部嵌于输送管道内，位于输送管道、V型减阻装置之间，所述连接柱外侧面和内侧面分别与输送管道、V型减阻装置相抵并滑动连接，同时所述连接柱另通过若干定位螺栓与输送管道间相互连接，此外，所述连接柱内侧面和外侧面另均设至少两条沿其轴线均布的弹性密封环，并通过弹性密封环与输送管道、V型减阻装置间滑动连接，同时所述连接柱外侧面另设至少三个环绕连接柱轴线均布的弹片，且连接柱另通过弹片与输送管道内侧面相抵。

进一步的，所述的弹片位于相邻两弹性密封环之间，同时位于输送管道、V型减阻装置之间的连接柱长度不小于连接柱总长度的60%，同时所述连接法兰外径为输送管道端面位置最大外径的至少1.5倍，同时所述连接法兰后端面与输送管道、V型减阻装置端面间另通过至少一个碟型弹簧相抵。

进一步的，所述的导流管体和输送管道间通过装配机构滑动连接，所述装配机构包括导向滑槽、弹簧连接板，其中所述导向滑槽若干，嵌于输送管道内侧面并与输送管道轴线平行分布，所述弹性连接板若干，与各弹性连接板均与导流管体外侧面连接，并沿导流管体轴线方向分布，同时导流管体通过弹簧连接板与导向滑槽间滑动连接。

进一步的，所述的弹簧连接板为横断面呈矩形、扇形、圆弧性及梯形中任意一种的板状结构，所述弹簧连接板环绕输送管道轴线呈螺旋状结构分布。

进一步的，所述的降阻环顶角角度为15°—60°夹角，所述降阻槽槽底角度为30°—90°夹角，同时各降阻槽深度相同。

进一步的，所述的V型减阻装置另设辅助减阻机构，其中所述辅助减阻机构包括缓存罐、增压泵、导流管、雾化喷头、控制阀、减阻剂，其中所述缓存罐与输送管道外侧面间通过连接机构连接，且减阻剂位于缓存罐内，所述缓存罐通过导流管与增压泵连通，所述增压泵另通过导流管与至少一个雾化喷头连通，所述雾化喷头嵌于导流管体的管壁内，且雾化喷头位于相邻两降阻环之间位置，且雾化喷头轴线均与导流管体轴线呈30°—90°夹角，同时位于相邻两降阻环之间位置处的雾化喷头数量为两个及两个以上时，各雾化喷头环绕导流管体轴线均布，同时导流管与增压泵及缓存罐间通过控制阀连通，所述控制阀和增压泵均与检测电路电气连接。

进一步的，所述的流速传感器位于相邻两降阻环之间，并与降阻环侧表面连接。

进一步的，所述的检测电路为工业单片机为基础的电路系统，且检测电路另设基于蓄电池的辅助驱动电源和多路稳压电路。

一种具有双重减阻系统的气体输送管道的使用方法，包括如下步骤：

S1，管道装配，首先设置输送管道、V型减阻装置的数量及长度，然后对输送管道、V型减阻装置、流速传感器、显示器及检测电路进行组装装配，得到若干成品装配管道，然后将各成品装配管道间通过管道连接机构间连接，即可得到成品减阻管道，最后将各输送管道处设置的检测电路与外部的控制电路电气连接，同时建立数据连接；

S2，气体输送，将待输送的气体介质通过增压设备增压后输送至成品减阻管道内，使高压气体沿成品减阻管道轴线方向输送，在输送过程中，位于管道中间部位的气流直接沿管道方向输送，位于管道管壁处的高压气流与V型减阻装置接触，通过V型减阻装置对降低气流流动时与成品减阻管道管壁间的阻力并沿成品减阻管道轴线方向输送；并在输送过程中由流速传感器对气流流速进行检测，并将检测结果一方面通过显示器显示，另一方面输送至外部的控制电路，实现对气体介质输送流速进行同步检测的目的；

S3，强化降阻，在S2步骤中进行气体输送中，同步驱动辅助减阻机构运行，在气体介质输送的同时，同步将辅助减阻机构设置的减阻剂增压至与气体介质输送压力相同后喷淋至成品装配管道内，使喷淋后的减阻剂在气流驱动下一同沿成品装配管道流动，并在随气流流动过程中涂布在V型减阻装置的降阻环、降阻槽表面，进一步降低降阻环、降阻槽与气体介质间的阻力。

本发明系统结构通用好，装配、设置灵活方便，可有效满足多种不同类型气体介质及外部工作环境下远距离输送作业的需要极大的提高了适用范围；另一方面设备有效的降低气体介质输送过程中气体流动时与输送管道管壁间的摩擦力，从而有效降低气体介质输送时因摩擦力造成的能量损耗，从而有效提高气体介质输送效率，同时降低气体介质输送运行的能耗。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明未设管道连接机构剖视局部结构示意图；

图2为本发明设管道连接机构剖视局部结构示意图；

图3为V型减阻装置局部结构示意图；

图4为V型减阻装置内气流整体输送流向示意图；

图5为降阻环间涡流气流流向示意图；

图6为本发明使用方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1—5所示，一种具有双重减阻系统的气体输送管道，包括输送管道1、V型减阻装置2、流速传感器3、显示器4及检测电路5，输送管道1和V型减阻装置2均为轴向截面呈矩形的管状结构，输送管道1包覆在V型减阻装置2外并与V型减阻装置2同轴分布，流速传感器3至少一个，嵌于V型减阻装置2内侧面并通过导线与检测电路5电气连接.

本实施例中，所述V型减阻装置2包括导流管体21、降阻环22、降阻槽23，其中导流管体21为与输送管道1同轴分布的管状结构，导流管体21外侧面与输送管道1内侧面间滑动连接，导流管体21内壁均布若干降租环22，降租环22为与导流管体21同轴分布的闭合环状结构，各降租环22沿导流管体21轴线方向均布，同时相邻两降阻环22之间间距为0—5毫米，降租环22为横断面呈等腰三角形环状结构，降租环22侧表面对称分布若干降阻槽23，降阻槽23嵌沿降阻环22侧表面内，降租槽23为横断面呈三角形的槽状结构，且各降阻槽23的靠近降阻环22顶点一侧的槽壁与导流管体21轴线平行分布，并与降阻环22直径方向垂直分布，降阻环22顶点位置的侧壁与位于降阻环两侧侧壁的降阻槽23槽壁间构成菱形结构，显示器4及检测电路5均位于输送管道1外，并与输送管道1外侧面连接。

重点说明的，所述的输送管道1、V型减阻装置2两端位置分别设管道连接机构6，所述管道连接机构6包括连接法兰61、弹性密封环62、弹片63、连接柱64及定位螺栓65，其中所述连接法兰61后端面与连接柱64并同轴分布，所述连接柱64位于连接法兰61同轴分布的管状结构，所述连接柱64前端面与连接法兰61连接，后半部嵌于输送管道1内，位于输送管道1、V型减阻装置2之间，所述连接柱64外侧面和内侧面分别与输送管道1、V型减阻装置2相抵并滑动连接，同时所述连接柱64另通过若干定位螺栓65与输送管道1间相互连接，此外，所述连接柱64内侧面和外侧面另均设至少两条沿其轴线均布的弹性密封环62，并通过弹性密封环62与输送管道1、V型减阻装置2间滑动连接，同时所述连接柱64外侧面另设至少三个环绕连接柱轴线均布的弹片63，且连接柱64另通过弹片63与输送管道1内侧面相抵。

其中，所述的弹片63位于相邻两弹性密封环62之间，同时位于输送管道1、V型减阻装置2之间的连接柱64长度不小于连接柱64总长度的60%，同时所述连接法兰61外径为输送管道1端面位置最大外径的至少1.5倍，同时所述连接法兰61后端面与输送管道1、V型减阻装置2端面间另通过至少一个碟形弹簧66相抵。

通过设置的连接机构，在进行气体输送中，当需要多条管道进行组装，调整气体输送距离时，各管道间通过连接机构相互连接，且在连接时直接通过连接机构即可实现管道间相互连通组装的需要。

同时，在连接机构与输送管道、V型减阻装置连接装配时，通过设置的连接柱提高与输送管道、V型减阻装置连接面的长度，从而提高连接结构稳定性，同时另可通过设置的弹性密封环提高连接机构与输送管道、V型减阻装置连接关系间的密封性，同时通过设置的弹片和碟型弹簧有效提高连接机构与输送管道、V型减阻装置连接结构件的弹性形变能力，从而实现降低气流输送时对管道造成的冲击震动，同时也克服管道运行时热胀冷缩管造成的管道泄露风险。

需要说明的，所述的导流管体21和输送管道1间通过装配机构7滑动连接，所述装配机构7包括导向滑槽71、弹簧连接板72，其中所述导向滑槽71若干，嵌于输送管道1内侧面并与输送管道1轴线平行分布，所述弹性连接板72若干，与各弹性连接板72均与导流管体21外侧面连接，并沿导流管体21轴线方向分布，同时导流管体21通过弹簧连接板72与导向滑槽71间滑动连接。

进一步优化的，所述的弹簧连接板72为横断面呈矩形、扇形、圆弧性及梯形中任意一种的板状结构，所述弹簧连接板72环绕输送管道1轴线呈螺旋状结构分布。

通过设置的装配机构，可有效的提高输送管道、V型减阻装置之间连接装配的便捷性，并降低装配操作及设备维护作业的难度，同时在运行中，另可通过设置的弹簧连接板有效降低气体输送时产生的机械震动，提高气体输送作业的稳定性，并降低气体输送时产生的噪声。

需要注意的，所述的降阻环22顶角角度为15°—60°夹角，所述降阻槽23槽底角度为30°—90°夹角，同时各降阻槽23深度相同。

特别说明的，所述的V型减阻装置2另设辅助减阻机构8，其中所述辅助减阻机构8包括缓存罐81、增压泵82、导流管83、雾化喷头84、控制阀85、减阻剂，其中所述缓存罐81与输送管道1外侧面间通过连接机构连接，且减阻剂位于缓存罐81内，所述缓存罐81通过导流管83与增压泵82连通，所述增压泵82另通过导流管83与至少一个雾化喷头84连通，所述雾化喷头84嵌于导流管体21的管壁内，且雾化喷头84位于相邻两降阻环22之间位置，且雾化喷头84轴线均与导流管体22轴线呈30°—90°夹角，同时位于相邻两降阻环22之间位置处的雾化喷头84数量为两个及两个以上时，各雾化喷头84环绕导流管体21轴线均布，同时导流管83与增压泵82及缓存罐81间通过控制阀85连通，所述控制阀85和增压泵82均与检测电路5电气连接。

通过设置的辅助减阻机构，在气体输送中通过向气流中喷洒减阻剂，使减阻剂随气流流动并涂布在V型减阻装置的表面上，从而进一步降低气流运行时与管壁间的阻力。

本实施例种，所述的流速传感器3位于相邻两降阻环22之间，并与降阻环22侧表面连接。

本实施例中，所述的检测电路5为工业单片机为基础的电路系统，且检测电路另设基于蓄电池的辅助驱动电源和多路稳压电路。

如图6所示，一种具有双重减阻系统的气体输送管道的使用方法，包括如下步骤：

S1，管道装配，首先设置输送管道、V型减阻装置的数量及长度，然后对输送管道、V型减阻装置、流速传感器、显示器及检测电路进行组装装配，得到若干成品装配管道，然后将各成品装配管道间通过管道连接机构间连接，即可得到成品减阻管道，最后将各输送管道处设置的检测电路与外部的控制电路电气连接，同时建立数据连接；

S2，气体输送，将待输送的气体介质通过增压设备增压后输送至成品减阻管道内，使高压气体沿成品减阻管道轴线方向输送，在输送过程中，位于管道中间部位的气流直接沿管道方向输送，位于管道管壁处的高压气流与V型减阻装置接触，通过V型减阻装置对降低气流流动时与成品减阻管道管壁间的阻力并沿成品减阻管道轴线方向输送；并在输送过程中由流速传感器对气流流速进行检测，并将检测结果一方面通过显示器显示，另一方面输送至外部的控制电路，实现对气体介质输送流速进行同步检测的目的；

S3，强化降阻，在S2步骤中进行气体输送中，同步驱动辅助减阻机构运行，在气体介质输送的同时，同步将辅助减阻机构设置的减阻剂增压至与气体介质输送压力相同后喷淋至成品装配管道内，使喷淋后的减阻剂在气流驱动下一同沿成品装配管道流动，并在随气流流动过程中涂布在V型减阻装置的降阻环、降阻槽表面，进一步降低降阻环、降阻槽与气体介质间的阻力。

在运行中，在成品装配管道中运行的气流中，气流总体输送方向沿成品装配管道轴线方向流动输送，其中气流在输送流动中，与V型减阻装置降阻环顶部接触的气流受到的摩擦力大于未与降阻环接触气流流动阻力，从而导致与降阻环接触的气流流速下降并在相邻两降阻环之间形成涡流，且涡流旋转方向与气流输送方向一致，从而使剩余气体中的靠近降阻环的气流与旋转的涡流气流间接触，利用涡流气流与水平气流间接触，防止水平流动气流与成品装配管道的管壁间接触，从而降低水平流动气流与成品装配管道管壁间的摩擦阻力。

同时，相邻两降阻环间的涡流气流在流动运行时，通过降阻环侧壁设置的降阻槽，使得涡流气流在沿降阻环侧壁流动时，在降阻槽内形成若干涡流，并利用在降阻槽内的涡流，降低位于相邻两降阻环间的涡流气流流动时与降阻槽侧表面的阻力，从而进一步达到降低气流流动阻力的目的。

本发明系统结构通用好，装配、设置灵活方便，可有效满足多种不同类型气体介质及外部工作环境下远距离输送作业的需要极大的提高了适用范围；另一方面设备有效的降低气体介质输送过程中气体流动时与输送管道管壁间的摩擦力，从而有效降低气体介质输送时因摩擦力造成的能量损耗，从而有效提高气体介质输送效率，同时降低气体介质输送运行的能耗。

本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制。上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理。在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进。这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。