[发明专利]一种多口变强度的多功能起旋器及其设计方法

说明书

本发明公开一种多口变强度的多功能起旋器及其设计方法，所述起旋器包括多口壳体，多口壳体为上端设有锥体，下端密封连接有开口的多螺纹底盖的圆筒体，多口壳体内设置有与所述多螺纹底盖相连通的内流管，内流管的外壁上沿轴向固定设置有至少一个头的变升角扭带，内流管上端连接有锥面导流套，多口壳体上端锥体上设置有带外螺纹的圆筒口，圆筒口上螺纹连接有第二法兰盘，下端筒壁上设置有多个圆柱入口和多个切向起旋入口；多螺纹底盖下端螺纹连接有第一法兰盘。本发明结合了湍流场旋流拟序结构进行设计，在水力输送工况下产生的旋流场强度强，能量利用好，提高长距离输送效率。结构合理、密封性好，且拆装和功能切换方便快捷，操作方式多样灵活。

技术领域

本发明属于垂直管道水力输送技术领域，尤其涉及一种多口变强度的多功能起旋器及设计方法。

背景技术

管道水力输送是一种以液体(通常为水)作为载体通过管道输送固体物料的运输方式，以其无污染、节省能源、运输不受天气影响、运输量大等优点在工程领域得到了广泛的应用。管道水力提升系统中一般采用常规轴流输送物料,但垂直管道水力输送时物料起步慢、沉积性强，同时当浓度过高时物料可能聚集在管道中心发生淤堵现象。为了改善上述问题，可采用增大提升速度、更换输送介质、改进流场速度分布等方式。旋流垂直水力输送改变了管内流场速度分布，将常规轴流提升改进为轴向、切向速度结合的螺旋式上升输送。相对于传统轴流提升，旋流垂直水力输送可有效加快物料起步速度，在避免物料集中管道中心的同时增大物料动能和浓度，提高输送效率。

旋流发生装置用以引导旋流的产生，是旋流水力输送的核心。常见旋流发生方式可按结构分为起旋叶片式、螺旋壁面式、切向射流式，但应用在水力输送中各有不足。起旋叶片发生的旋流强度较好，但物料无法过流，应用范围受限制；螺旋壁面式颗粒可通过，但引导的旋流强度较低且加工困难、功能不可调节；切向射流式发生的旋流强度较大，但能量损失大且不易调节功能。

专利号为:201610212206.X，公开了一种双向调节多用涡旋流起旋器。该专利具有剖分式壳体、进气调节环、轴向起旋叶轮和出气调节管等结构特征。但本申请人通过对201610212206.X专利进行了数值计算研究，发现该专利应用于气力输送领域，由于气流与水流的物性差异，该专利设计的叶片结构在垂直水力输送中发生的旋流强度较小，难以对粗颗粒水力提升起到预期效果；同时该专利的设计内容未结合流体流动特性和旋流场拟序结构，在能量利用程度和旋流作用效果方面存在一定的缺陷和不足；此外该专利设计的结构在密封性、合理性等方面也存在一些不足之处有待改进。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷和不足，提供一种多口变强度的多功能起旋器。

本发明结合了湍流场旋流拟序结构，在水力输送工况下产生的旋流场强度强，能量利用好，能以合理能耗发生强度较高的旋流，加快颗粒起步、降低淤塞风险、提高长距离输送效率。同时结构合理、密封性好，且拆装和功能切换方便快捷，操作方式多样灵活。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种多口变强度的多功能起旋器，包括多口壳体7，所述多口壳体7为上端设有锥体，下端密封连接有开口的多螺纹底盖4的圆筒体，所述多口壳体7内设置有与所述多螺纹底盖 4相连通的内流管5，所述内流管5的外壁上沿轴向固定设置有至少一个头的变升角扭带6，所述内流管5上端连接有锥面导流套9，所述多口壳体7上端锥体上设置有带外螺纹的圆筒口，圆筒口上螺纹连接有第二法兰盘11，下端筒壁上设置有多个圆柱入口和多个切向起旋入口；所述多螺纹底盖4下端螺纹连接有第一法兰盘1。

进一步地，所述多螺纹底盖4的纵截面为二个相向并列且隔离的N字形，设有三处螺纹，直管段401外部设有用于连接第一法兰盘1的螺纹，直管段401内部设有用于连接内流管5 的螺纹，锥面段402锥面与竖直方向夹角θ₁在30°～60°范围内。锥面段402末端密封槽403 内设有用于连接多口壳体7的螺纹，密封槽403内置有V型毡圈3。