УСТРОЙСТВО ДЛЯ УМЕНЬШЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ТРУБОПРОВОДЕ

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту и может быть использована в различных областях техники при транспортировании двухфазных потоков, в частности пульпы и вязких структурированных жидкостей, нефти и нефтегазожидкостных смесей, содержащих песок и другие механические примеси, по трубопроводам.
Известно устройство для транспортирования вязких структурированных жидкостей по трубопроводу, содержащее установленный в линии трубопровода полый корпус переменного сечения, включающий последовательно размещенные конфузор, цилиндрический участок и безотрывный диффузор, в корпусе соосно установлен рассекатель потока с жестко укрепленными на нем направляющими лопатками, выполнен в виде тела вращения с вогнутой конической лобовой частью, цилиндрической средней частью и выпуклой конической хвостовой частью, направляющие лопатки установлены в виде гидродинамической конфузорной решетки из цилиндрической части рассекателя потока (Патент на изобретение РФ №2047814, F17D 1/16, F17D 1/20, опубл. 10.11.1995 г.)
Недостаток аналога - неэффективная работа рассекателя потока с жестко укрепленными на нем направляющими лопатками, которые закручивают поток по всему поперечному сечению трубопровода и поэтому песок и другие механические примеси контактируют со стенками трубопровода и приводят их к абразивному износу и в итоге к разрыву трубопровода.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе, включающее средство для закручивания потока жидкости, выполненное из проволоки в виде цилиндрической пружины с наружным диаметром, равным внутреннему диаметру трубы, и шагом витка, определяемым по приведенной в патенте формуле (Патент на изобретение РФ №2285198, F17D 1/20, F15D 1/ 06, опубл. 10.10.2006 г.).
Недостаток прототипа - сложная конструкция средства для закручивания потока, выполненного из проволоки в виде цилиндрической пружины.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является упрощение конструкции устройства.
Для достижения указанного технического результата в устройстве для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе, содержащем средство для закручивания потока, размещенное внутри трубопровода в зоне стыка труб, изготовленное в форме отрезка трубы длиной L, равной одному витку винтовой линии, на поверхности отрезка трубы выполнено, по крайней мере, не менее четырех винтовых линий, представляющих собой в сечении прямоугольные каналы, в которых смонтированы съемные гибкие пластины с утолщениями на концах, контактирующих с внутренней поверхностью трубопровода.
Кроме того, заявляемое техническое решение имеет факультативные признаки, характеризующие его частные случаи, а именно:
- отрезок круглой трубы изготовлен, например, из композиционного материала;
- съемные гибкие пластины в поперечном разрезе выполнены в форме гвоздя со шляпкой, длинная часть которых составляет h≤R/10, где R - радиус отрезка трубы;
- съемные гибкие пластины изготовлены, например, из прорезиненного капронового материала.
Отличительными признаками предлагаемого устройства являются: размещение средства для закручивания потока жидкости внутри трубопровода в зоне стыка труб, изготовление средства для закручивания потока в форме отрезка трубы длиной L, равной одному витку винтовой линии, выполнение на поверхности отрезка трубы, по крайней мере, не менее четырех винтовых линий, представляющих собой в сечении прямоугольные каналы, крепление в сечении прямоугольных каналов съемных гибких пластин с утолщениями на концах, контактирующих с внутренней поверхностью трубопровода.
Благодаря наличию этих признаков применение этого устройства позволит упростить его конструкцию и эффективно закрутить двухфазный поток вдоль продольной оси трубопровода, снизить контакт частиц транспортируемого продукта со стенками трубопровода, уменьшить гидравлические потери и обеспечить надежную защиту внутренней поверхности трубопровода от интенсивного абразивного износа.
Предлагаемое устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1, 2.
На фиг. 1 показано устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе (продольный разрез).
На фиг. 2 - поперечный разрез А-А устройства для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе.
Устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе содержит трубопровод 1, стык труб 2, отрезок трубы 3, винтовую линию 4 (не мене четырех) на поверхности отрезка трубы 3, перемычку 5, прямоугольный канал 6, съемную гибкую пластину 7 с утолщением на конце, например, в форме шляпки гвоздя. L - длина отрезка трубы 3. R - радиус отрезка трубы 3. h - длинная часть съемных гибких пластин 7.
Устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе работает следующим образом.
Двухфазный поток, содержащий песок и другие механические примеси, от насосной станции (на фиг.1 не показана) поступает в трубопровод 1, проходит стык труб 2 и поступает в полость отрезка трубы 3, например, из композиционного материала. На поверхности отрезка трубы 3 по длине винтовой линии 4 между перемычками 5 размещены прямоугольные каналы 6, в которые вставлены съемные гибкие пластины 7 с утолщением на конце. Двухфазный поток, взаимодействуя со съемными гибкими пластинами 7, закручивается вокруг продольной оси отрезка трубы 3 длиной L, ускоряется, причем транспортируемый продукт концентрируется вдоль продольной оси и движется по трубопроводу 1. Такое движение двухфазного потока с транспортируемым продуктом обеспечивает минимальные потери гидравлического напора и позволяет увеличить пропускную способность трубопровода 1. Гибкие пластины 7 изготовлены из прорезиненного капронового материала и устойчивы к истиранию, а их гибкость позволяет компенсировать местные пульсации двухфазного потока. Съемная гибкая пластина 7 с утолщением на конце, в поперечном разрезе выполненная в форме шляпки гвоздя, контактирует с внутренней поверхностью трубопровода 1 и выполняет функцию уплотнения к его внутренней поверхности. Длинная часть съемных гибких пластин 7 составляет h≤R/10, где R - радиус отрезка трубы 3. Размещение, на поверхности отрезка трубы 3 длиной L, одного витка винтовой линии 4 достаточно для формирования винтового движения двухфазного потока в трубопроводе 1.
Использование устройства для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе 1 позволит увеличить пропускную способность трубопровода 1, снизить гидравлические потери и абразивный износ трубопровода 1.