[发明专利]一种涡流二极管

说明书

技术领域

本发明涉及流体传输控制设备，尤其涉及一种涡流二极管。

背景技术

在核工业后处理过程中，为了将放射性乏燃料进行提纯和处理，首先面临的即是放射性溶液的输运问题。因乏燃料具有很强的放射性，工作人员不宜近距离接触，因此需采用可远距离控制的免维修输送设备进行输送。传统的输送装置如叶轮泵等因存在动部件，容易发生磨损、堵塞等问题，而且动部件均需密封，相应的密封材料大多易受放射性溶液的稀释破坏从而引起泄露等不安全问题。

在免维修输送设备中，为控制流体的流向需要一种利用流体自身特点产生阻抗的免维修部件，且流体从正反两方向流经时会产生较大的阻抗差异。

正反方向阻力可变的控制部件，其要求在一个方向流动时，流阻很大，而在相反方向流动时，流阻很小。

衡量该流控设备性能的参数主要为：阻力系数ζ(欧拉数Eu)与阻抗比ε：

ξ＝Eu＝2Δp/ρu²

ε＝Eu_R/Eu_F

其中下标R和F分别表示反向流动和正向流动。

涡流二极管可以实现正反向流阻具有较大差异的要求，即获得较大的ε值，其结构上由三部分组成：中心管段、涡流腔、切向管段。具有正向、反向两种流动方式：当液体从切向管流入时，由于涡流腔型线的作用，流体会在涡流腔内高速旋转，形成涡旋流，离心力的作用使得流体很难向中心轴流动，从而产生高阻，称为“反向流”或“高阻流”；当液体从中心管流入时，流体在涡流腔内基本均匀径向流动，无涡旋流产生，从而流阻较小，称为“正向流”或“低阻流”。

涡流二极管的应用可以扩展到多种场合，不仅可以用于核后处理中乏燃料等液态物质的输送，还可作为气体流动的阻滞阀，而且还可用作保护装置，特别是当可能产生管路破裂事件时，二极管可以控制泄漏量从而为危机事件解决争取时间或者是避免更大的破坏，比如用于解决气冷核反应器的主冷却管路的破裂问题等。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种涡流二极管。

涡流二极管包括上盖板、下盖板、中心管壳体、导叶、涡流腔、半圆边壁、渐扩管、圆弧缩管、中心直管、圆弧过渡区、切向管壳体、切向锥管；中心管壳体内从下到上分为中心锥管、圆弧缩管、中心直管，中心管壳体下端设有上盖板，上盖板与下盖板连接形成涡流腔，中心直管内设有导叶，涡流腔的圆周切线方向设有切向管壳体，切向管壳体由内而外分为切向直管、切向锥管，切向管壳体与涡流腔连接处形成圆弧过渡区。

所述的涡流腔为渐扩型结构，且最大厚度h_max与切出直管直径d_t相等。圆弧过渡区过渡圆弧半径r_t与切向直管直径之比d_t为0.4～1.5。导叶的叶片为4～6片。

本发明为增大反向流时涡流二极管的流阻，在中心管设置导流叶片，切向管为渐缩管以增大入流速度，涡流腔的圆周处厚度与切向直管的管径大小相等。为减小正向流阻，中心管与涡流腔连接段采用渐扩结构，连接处圆弧过渡，切向管与涡流腔连接处光滑过渡，使得正反向流动阻力比.达到20～40。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1是本发明技术沿图2A-A的剖视结构示意图。

图2是本发明技术沿图1B-B的剖视结构示意图。

图中上盖板1、下盖板2、中心管壳体3、导叶4、涡流腔5、半圆边壁6、中心锥管7、圆弧缩管8、中心直管9、过渡区10、切向直管11、切向管壳体12、切向锥管13。

具体实施方式

如图1、2所示，涡流二极管包括上盖板1、下盖板2、中心管壳体3、导叶4、涡流腔5、半圆边壁6、中心锥管7、圆弧缩管8、中心直管9、圆弧过渡区10、切向管壳体12、切向锥管13；中心管壳体3内从下到上分为中心锥管7、圆弧缩管8、中心直管9，中心管壳体3下端设有上盖板1，上盖板1与下盖板2连接形成涡流腔5，中心直管9设有导叶4，涡流腔5的圆周切线方向设有切向管壳体12，切向管壳体12由内而外分为切向直管11、切向锥管13，切向管壳体12与涡流腔5连接处形成圆弧过渡区10。

所述的涡流腔5为渐扩型结构，且最大厚度h_max与切向直管11直径d_t相等。圆弧过渡区10过渡圆弧半径r_t与切向直管11直径之比d_t为0.4～1.5。导叶4的叶片为4～6片。