Способ формирования транспортирующего потока в магистральном трубопроводе

Авторы патента:

Петрашкевич Валерий Вильгельмович (RU)

Петрашкевич Александр Валерьевич (RU)

F15D1/04 - устройство направляющих заслонок или дефлекторов в коленах труб или поворотах каналов; конструкции элементов трубопроводов, каналов или колен, обеспечивающие уменьшение потерь в потоке

Владельцы патента RU 2537651:

Открытое акционерное общество "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники имени Б.Е. Веденеева" (RU)

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для пропуска жидкостей, нефтепродуктов, газа и гидросмесей. Способ включает придание вращательного движения потоку в трубопроводе и увеличение скорости потока вдоль его продольной оси. Для закручивания и придания потоку вращательного движения вдоль продольной оси магистрального трубопровода изменяют сечение на участке трубопровода, путем поворота единичной прямоугольной секции на 10°, таким образом, что через девять секций прямоугольный участок трубопровода будет, развернут на 90°. Технический результат - повышение эффективности магистрального трубопровода. 1 ил.

Изобретение относится к области гидротехники и может быть использовано для пропуска жидкостей, нефтепродуктов, газа и гидросмесей.

Известен способ сооружения трубопроводов для последовательной перекачки разноплотностных нефтепродуктов путем прокладки участков трубопровода, которую осуществляют волнообразно в вертикальной плоскости с постоянной амплитудой, превышающей диаметр трубопровода, и длиной волны, предотвращающей возникновение опасных напряжений в трубопроводе за счет изгиба (патент РФ №2084742, МПК F16L 1/028, опубл. 20.07.1997 г.).

Недостатком аналога является то, что при перекачке разноплотностных нефтепродуктов имеют место большие потери напора на трение.

Известен способ перемещения вязких нефти и нефтепродуктов, заключающийся в формировании коаксиального концентрического слоя воды у внутренней поверхности трубы путем добавления в нефть воды и придания потокам нефти и воды вращательного движения, которое осуществляют лопастными мешалками, установленными за участками, где происходит изменение скоростей потоков по величине или направлению (патент РФ №2262035, МПК F17D 1/14, опубл. 10.10.2005 г.).

По наибольшему количеству сходных признаков и достигаемому при использовании результату данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является неустойчивость коаксиального концентрического слоя воды на участке между лопастями мешалки за счет разности плотностей воды и перекачиваемой нефти.

Техническим результатом заявляемого способа формирования транспортирующего потока в магистральном трубопроводе является повышение эффективности магистрального трубопровода.

Предлагаемый способ лишен указанных недостатков прототипа и сущность его заключается в изменении скорости потока вдоль продольной оси закручиванием/вращательным движением транспортирующего потока. Такое движение потока обеспечивает минимальные потери напора, так как поток формируется в центре сечения транспортируемых веществ, например жидкости или гидросмеси, по магистральному трубопроводу. Поэтому торможение частиц, а следовательно потери напора у стенок трубы, минимально и продольная скорость потока позволяет увеличить расход транспортируемых веществ.

Для достижения указанного технического результата в способе формирования транспортирующего потока в магистральном трубопроводе, включающем придание потоку вращательного движения в магистральном трубопроводе и увеличение скорости вдоль его продольной оси, для закручивания и придания потоку вращательного движения вдоль продольной оси магистрального трубопровода изменяют сечение на участке с круглого на прямоугольное, путем поворота единичной секции на 10°, таким образом, что через девять секций прямоугольный участок трубопровода будет развернут на 90°, при этом на входе ограниченного прямоугольного участка трубопровода сечение равно «а×2а», а на его выходе равно «2а×а».

Отличительным признаком предлагаемого способа от указанного выше, наиболее близкого к нему, является то, что изменяют сечение на участке магистрального трубопровода с круглого на прямоугольное.

Благодаря наличию этого признака увеличение продольной скорости потока позволяет увеличить секундный расход жидкости или гидросмеси через поперечное сечение трубы и тем самым повысить производительность магистрального трубопровода за счет изменения его сечения с круглого на прямоугольный, при этом на входе прямоугольного участка трубопровода, на котором происходит закручивание транспортирующего потока, прямоугольное сечение равно «а×2а», а на его выходе равно «2а×а». Заявляемый способ иллюстрируется чертежом, на котором показаны:

1 - магистральный трубопровод,

2 - сечение магистрального трубопровода «а×2а»,

3 - сечение магистрального трубопровода «2а×а».

Способ осуществляется следующим образом.

В магистральном трубопроводе 1 круглого сечения на определенном участке, который определяется с учетом, например, подъема магистрального трубопровода, связанного с рельефом местности, или изменение его направлений (поворота), где скорости транспортирующего потока могут резко падать, а потери напора возрастают - круглое сечение магистрального трубопровода 1 меняют на промежуточном участке на прямоугольное, которое состоит из отдельных секций, каждую из которых закручивают вокруг оси на 10° таким образом, что через девять секций магистральный трубопровод 1 повернет вдоль своей продольной оси на 90°, причем на входе секции сечение 2 магистрального трубопровода 1 равно «2а×а», а на выходе сечение 3 равно «а×2а».

На промежуточном сечении магистрального трубопровода 1 создается винтовое движение транспортирующего потока вдоль продольной оси, при котором линии вихрей во всех своих точках совпадают с линиями токов. Причем кинетическая энергия гидротранспортного потока слагается из кинетической энергии продольного и вращательного движений. Такое движение гидротранспортного потока обеспечивает минимальные потери напора на подъемах и поворотах трассы магистрального трубопровода 1, так как формируется в центральной части поперечного сечения транспортирующего потока и поэтому трение частиц о стенки магистрального трубопровода 1 круглого сечения, после секции прямоугольного сечения, минимально.

Увеличение скорости потока вдоль продольной оси и благодаря этому снижение потерь напора в магистральном трубопроводе 1 увеличивает его пропускную способность (расход).

Таким образом, по сравнению с аналогом и прототипом в предлагаемом способе, без дополнительных устройств-смесителей, насосов, мешалок, достигается технический результат, который является более надежным и контролируемым, и который позволяет увеличить скорость транспортирующего потока, снизить потери напора в трубопроводе и увеличить производительность (расход) магистрального трубопровода.

Способ формирования транспортирующего потока в магистральном трубопроводе, включающий придание вращательного движения потоку в трубопроводе и увеличение скорости вдоль его продольной оси, отличающийся тем, что для закручивания и придания потоку вращательного движения вдоль продольной оси магистрального трубопровода изменяют сечение на участке трубопровода, путем поворота единичной секции на 10°, таким образом, что через девять секций прямоугольный участок трубопровода будет развернут на 90^о.

Способ и устройство предназначены для транспортировки газообразных и жидких продуктов по трубопроводам. Способ заключается в том, что создают избыточное давление транспортируемого продукта на входе в трубопровод и при этом продукту при помощи активаторов вращения, расположенных внутри трубопровода, придают вращательное движение на всем протяжении трубопровода, при этом активаторы вращения располагают в стыках трубопроводов.

Устройство для изменения направления движения потоков жидкостей и газов // 2457014

Изобретение относится к устройствам для закручивания потока жидкости или газа и изменения направления движения их потоков. .

Канавчатый генератор вихревого потока // 2453737

Генератор вихревого потока // 2453736

Устройство для изменения направления протекающей в трубопроводе среды // 2392531

Изобретение относится к устройству для изменения направления протекающей в трубопроводе среды и может быть подключено перед подлежащим калибровке расходомером. .

Система выпрямления струйного потока // 2330998

Изобретение относится к системе выпрямления потока текучей среды посредством выпрямляющего устройства на участке трубопровода. .

Завихритель // 2321779

Изобретение относится к энергетике, в частности к области производства тепловой и электрической энергии на тепловых и атомных электростанциях, и может быть использовано в трубопроводах с двухфазными потоками.

Устройство сброса газа из ракетного разгонного блока (варианты) // 2286926

Изобретение относится к ракетно-космической технике, а именно к устройствам сброса компонентов из ракетных разгонных блоков. .

Способ трансформации потоков // 2270374

Изобретение относится к области гидродинамики. .

Аксиально-лопаточный завихритель // 2142582

Изобретение относится к транспортировке текучих сред по трубопроводам, содержащим повороты, и может быть использовано в устройствах воздействия на поток текучей среды в трубопроводе.

Выходной узел с отклонителем флюида, перенаправляющим флюид по двум или более каналам // 2548694

Выходной узел предназначен для направления и регулирования расхода потока. Выходной узел содержит впуск флюида; выходную камеру; выпуск флюида, расположенный внутри выходной камеры, и отклонитель флюида, при этом отклонитель флюида соединен с впуском флюида и выходной камерой, причем флюид имеет возможность протекать от впуска флюида через отклонитель в выходную камеру и при этом форму отклонителя флюида выбирают таким образом, чтобы он имел возможность перенаправлять текущий от впуска флюид в первый флюидный канал, во второй флюидный канал или в оба канала в разных комбинациях, причем первый и второй флюидный каналы расположены внутри выходной камеры. В соответствии с другим вариантом осуществления изобретения отклонитель флюида выполнен с возможностью перенаправлять текущий от впуска флюид в первый флюидный канал с возрастанием по мере уменьшения вязкости или плотности флюида или по мере увеличения расхода флюида, а также отклонитель флюида выполнен с возможностью перенаправлять текущий от впуска флюид во второй флюидный канал с возрастанием по мере увеличения вязкости или плотности флюида или по мере уменьшения расхода флюида. Технический результат - повышение точности распределения потоков. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 3 ил.

Криволинейный канал, относящийся к гидравлической машине, распределительный узел для рабочего колеса турбины пелтона и гидравлическая машина // 2557835

Группа изобретений касается криволинейного канала, относящегося к гидравлической машине, а также распределительного узла для рабочего колеса турбины Пелтона и гидравлической машины, содержащей такой криволинейный канал. Криволинейный канал (2) предназначен для направления потока. Криволинейный канал (2) оснащен ребрами (8), закрепленными на его внутренней стенке (22) и содержащими отверстия. Группа изобретений направлена на максимизацию кинетической энергии потока в канале и кинетической энергии водяной струи на выходе канала. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Завихритель потока текучей среды // 2562352

Изобретение относится к транспортировке текучих сред по трубопроводам и может быть использовано в устройствах воздействия на поток текучей среды в трубопроводе. Завихритель содержит цилиндрический корпус, внутри которого концентрично установлены три лопатки треугольной формы. Лопатки закреплены по большому катету на стержне, расположенном на оси корпуса, и закреплены в основании. Основание выполнено в виде кольца с перемычками. Основание установлено на выходе корпуса. На стержне закреплен обтекатель с ребрами, а сам корпус со стороны обтекателя выполнен конусным. Боковая поверхность конуса и ребра обтекателя параллельны. Между обтекателем и основанием концентрично оси закреплена конусообразная спираль. Каждая лопатка вдоль большого катета по малому катету изогнута по радиусу и закреплена на перемычке основания, изогнутой по тому же радиусу. Изгибы лопаток и наклоны витков спирали к оси направлены в противоположные стороны. Технический результат - повышение эффективности перемешивания потока текучей среды, при снижении гидравлического сопротивления и повышении выравнивания скоростей потока по сечению трубопровода. 1 ил.

Износостойкий крутоизогнутый отвод "игр" // 2580854

Изобретение относится к средствам воздействия на поток текучей среды в трубах или каналах и может быть использовано в оборудовании газовой, нефтяной, химической, энергетической, металлургической и угольной промышленности. Износостойкий крутоизогнутый отвод содержит входную, выходную и центральную криволинейную части с углом изгиба от 45° до 180°. Внутри отвода вдоль оси кривизны между плоскостями торцов входной и выходной части установлена лопатка с заостренными кромками и шириной не более диаметра условного прохода отвода. Лопатка имеет поверхность отрицательной Гауссовой кривизны. Крепление лопатки внутри отвода вблизи торцов входной и выходной части выполнено неподвижным и обтекаемым. Лопатка выполнена из стойкого в рабочей среде моно- или полиматериала. Технический результат: устранение сосредоточенного воздействия загрязненного механическими примесями потока среды на стенку отвода и повышение износостойкости отвода. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наполнительное клапанное устройство // 2591367

Изобретение представляет собой клапан и поверхности управления потоком для продвижения ламинарного потока через клапан и предназначено для проведения испытаний труб. Первый клапанный элемент имеет ось и первую поверхность седла с сужающимся контуром, обращенным аксиально вниз по потоку. Второй клапанный элемент имеет вторую поверхность седла с сужающимся контуром, обращенным аксиально вверх по потоку. Второй клапанный элемент имеет закрытое положение, в котором вторая поверхность седла упирается в первую поверхность седла, и имеет открытое положение, в котором вторая поверхность седла расположена на расстоянии аксиально ниже по потоку от первой поверхности седла. Второй клапанный элемент дополнительно имеет терминальный концевой участок, выполненный в виде носового конуса. Носовой конус может быть расположен полностью ниже по потоку от второй поверхности седла и может иметь полость с дренажным отверстием. 6 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.

Соединительный фасонный элемент с профилирующими вставками // 2604264

Изобретение относится к гидродинамике. Элемент предназначен для трубопроводных коммуникаций. Элемент содержит скривление, выполненное в виде профилирующей вставки, профиль поверхности которой со стороны текучей среды полностью совпадает с огибающей зону вихреобразования крайней линией тока. Скривления, выполненные в виде профилирующих вставок, могут быть установлены в стандартные, типовые или индивидуально сконструированные отводы, переходы, тройники, крестовины и другие соединительные фасонные элементы трубопроводов. Технический результат - снижение потерь давления. 4 з.п. ф-лы, 9 ил.

Устройство изменения направления движения подвижной среды // 2630812

Устройство предназначено для изменения направления движения подвижной среды. Устройство содержит суживающийся короб 1, на боковой стороне которого последовательно расположены выпускные щелевые отверстия 8, а кроме того, на боковой стороне короба 1 поперек его продольной оси последовательно расположены прямые треугольные призмы 4, их первые грани 5 - контактные, размещены на боковой стороне короба 1 и открыты в сторону полости короба 1, вторые грани 6 - рабочие, в них по середине выполнены выпускные щелевые отверстия 8 с разворотом вдоль продольной оси короба 1, причем рабочие грани 6 расположены к продольной оси короба 1 под углом Φ (град), определяемым формулой где Τ - угол заданного изменения направления подвижной среды в пределах 60°≤Τ≤150°, отчитываемый от первоначального направления подвижной среды и, соответственно, от продольной оси суживающегося короба 1. Изобретение позволяет: изменить направление движения подвижной среды в заданном направлении и обеспечить равномерное распределение расхода подвижной среды в продольном направлении и симметричность относительно плоскости изменения ее направления. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.