[0020]图2为所述具有喉口插板的喉口面积可调节的临界流文丘里喷嘴外观立体图。
[0021]图3为所述喉口插板结构示意图。
[0022]图4为所述喉口插板的局部剖视图。
【具体实施方式】
[0023]以下结合附图及【具体实施方式】，对本发明作进一步的详细描述。
[0024]如图1和图2所示，对于具有喉口插板3的喉口面积可调节的临界流文丘里喷嘴，上游收缩段I和下游扩散段2之间具有喉口插板室7。喉口插板室7与上游收缩段I和下游扩散段2相垂直，其上端具有螺纹孔与调节螺杆6相配合。喉口插板3置于喉口插板室7内，喉口插板3上具有直径不同的喉口插板孔31，上游收缩段I上的收缩形流道11和下游扩散段2上的扩散形流道21以及喉口插板3上的喉口插板孔31构成了一个临界流文丘里喷嘴。喉口插板3的一端连接有调节螺杆6，调节螺杆6的另一端与调节手轮4相连。通过调节手轮4转动调节螺杆6可以带动喉口插板3在管道径向上上下移动，选取不同的喉口插板孔31与收缩形流道11和扩散形流道12相配合，来改变临界流喷嘴喉口面积。弹簧定位销5能在喉口插板3上下移动过程中精确确定喉口插板3的位置，并且在喷嘴工作过程中对喉口插板3进行固定。临界流文丘里喷嘴分别通过进口法兰15和出口法兰25与上下游管道相连。圆柱形部分的O型密封圈341可以实现临界流喷嘴内部与外界环境的滑动密封；喉口插板孔31进出口端面的O型密封圈可以保证在临界流喷嘴工作过程中流体全部从喉口孔31流过。
[0025]如图3所示，喉口插板3包括矩形部分32和圆柱形部分33。矩形部分32上具有贯穿的不同直径的喉口插板孔31，侧面上具有与各个喉口插板孔31相对应的定位孔35，定位孔35与弹簧定位销5相配合，可以精确确定喉口插板孔31的位置；圆柱形部分33上具有两道O型密封圈槽34，其中嵌有O型密封圈341，使得圆柱形部分33与喉口插板室7内表面实现滑动密封。
[0026]如图4所示，喉口插板孔31也为收缩结构，其由喉部插板收缩段311，喉部插板扩散段312和喉部插板平直段313组成。所述各个喉口插板孔31的喉部插板收缩段311的进口直径相等并且都等于收缩形流道11的出口直径。所述各个喉口插板孔31的喉部插板扩散段312的出口直径相等并且都等于扩散形流道21的进口直径。所述各个喉口插板孔31的喉部平直段直径各不相同。所述喉口插板孔31进出口端面分别设置有插板进口 O型密封圈槽314和插板出口 O型密封圈槽315，并嵌有O型密封圈。两相邻喉口插板孔31之间的距离小于所述收缩形流道11的出口直径，也小于所述扩散形流道21的进口直径，防止在流量调节过程中出现堵死现象。喉口插板孔31的喉部插板收缩段311的进口与收缩形流道11的出口相配合，喉部插板扩散段312的出口与扩散形流道21的进口相配合。
[0027]在临界流文丘里喷嘴工作过程中，收缩形流道11加上喉口插板孔31的喉部插板收缩段311共同构成了文丘里喷嘴的收缩部分，而扩散形流道21加上喉口插板孔31的喉部插板扩散段312共同构成了文丘里喷嘴的扩散部分，而喉口插板孔31的喉部插板平直段313为实际有效的文丘里喉部。当需要调节临界流量，更换有效喉口面积时，其操作步骤为:向外侧拔出弹簧定位销5，通过调节手轮4转动调节螺杆6带动喉口插板3径向上发生移动，调节螺杆6上具有刻度指示(本文图中未标示出)，根据其指示作用，在接近目标位置附近松开弹簧定位销5，在弹簧力的作用下，弹簧定位销5能够实现对喉口插板3位置的精确确定。
[0028]本发明所涉及的新型喉口面积可调节临界流文丘里喷嘴，根据流量控制及调节的要求，将常用的临界流量对应的喉口尺寸集中到喉口插板3上，可以在临界流喷嘴进口流体参数不变的情况下，通过移动喉口插板3更换不同的喉口孔与收缩形流道11和扩散形流道21相配合，实现临界流量在无须中断流体流动的情况下的在线调节。其流量调节范围宽，结构简单，性能可靠稳定，操作方便，并且适用于高温高压流体，在工程应用领域是一种临界流量调节和控制的有效实用装置。例如，作为一种特例，在石油工程领域稠油热采的分层注汽中，结合中国专利CN201110398076.0或者中国专利CN 200810232020.6，应用本发明中所论述的临界流喷嘴可以控制各分配支路蒸汽的流量，可以方便的对各支路流量进行调节，不会出现各支路之间流量调节时相互干扰的情况。
【主权项】
1.一种具有喉口插板的喉口面积可调节的临界流文丘里喷嘴，其特征在于:包括上游收缩段(I)、下游扩散段(2)以及垂直插入上游收缩段(I)和下游扩散段(2)间且能在二者间上下移动的喉口插板(3)，所述喉口插板(3)上具有直径不同的喉口插板孔(31)，上游收缩段⑴上的收缩形流道(11)和下游扩散段⑵上的扩散形流道(21)以及喉口插板(3)上的喉口插板孔(31)构成了一个临界流文丘里喷嘴，通过喉口插板(3)在上游收缩段(I)和下游扩散段(2)间上下移动，选取直径不同的喉口插板孔(31)与收缩形流道(11)和扩散形流道(12)相配合，来改变临界流文丘里喷嘴喉口面积；所述上游收缩段(I)进口端面具有与管道连接的进口法兰(15)，所述下游扩散段(2)出口端面具有与管道连接的出口法兰(25)ο
2.根据权利要求1所述的一种具有喉口插板的喉口面积可调节的临界流文丘里喷嘴，其特征在于:所述上游收缩段(I)和下游扩散段(2)之间具有与二者垂直的喉口插板室(7)，所述喉口插板(3)置于喉口插板室(7)内，喉口插板(3) —端连接有调节螺杆(6)，喉口插板室(7)上端具有与调节螺杆(6)相适配的螺纹孔(71)，调节螺杆(6)的另一端与调节手轮(4)相连；通过调节手轮(4)转动调节螺杆(6)能够带动喉口插板(3)在管道径向上上下移动，弹簧定位销(5)能在喉口插板(3)上下移动过程中精确确定喉口插板(3)的位置，并且在喷嘴工作过程中对喉口插板(3)进行固定。
3.根据权利要求2所述的一种具有喉口插板的喉口面积可调节的临界流文丘里喷嘴，其特征在于:所述喉口插板(3)包括相连接的矩形部分(32)和圆柱形部分(33)，矩形部分(32)上具有贯穿的不同直径的喉口插板孔(31)，侧面上具有与各个喉口插板孔(31)相对应的定位孔(35)，定位孔(35)用于与弹簧定位销(5)配合精确确定喉口插板(3)的位置；圆柱形部分(33)上具有两道O型密封圈槽(34)，其中嵌有O型密封圈(341)，使得圆柱形部分(33)与喉口插板室(7)内表面实现滑动密封。
4.根据权利要求1所述的一种具有喉口插板的喉口面积可调节的临界流文丘里喷嘴，其特征在于:所述喉口插板孔(31)也为收缩结构，其由位于收缩形流道(11) 一端的喉部插板收缩段(311)、位于扩散形流道(21) —端的喉部插板扩散段(312)以及喉部插板平直段(313)组成；所述各个喉口插板孔(31)的喉部插板收缩段(311)的进口直径相等并且都等于收缩形流道(11)的出口直径；所述各个喉口插板孔(31)的喉部插板扩散段(312)的出口直径相等并且都等于扩散形流道(21)的进口直径；所述各个喉口插板孔(31)的喉部插板平直段(313)直径各不相同。
5.根据权利要求1所述的一种具有喉口插板的喉口面积可调节的临界流文丘里喷嘴，其特征在于:所述喉口插板孔(31)进出口端面分别设置有插板进口 O型密封圈槽(314)和插板出口 O型密封圈槽(315)，并嵌有O型密封圈，两相邻喉口插板孔(31)之间的距离小于所述收缩形流道(11)的出口直径，也小于所述扩散形流道(21)的进口直径。
【专利摘要】一种具有喉口插板的喉口面积可调节的临界流文丘里喷嘴，包括上游收缩段、下游扩散段以及在两者之间包裹的喉口插板；喉口插板上具有不同直径的喉口孔，上游收缩段的收缩形流道和下游扩散段的扩散形流道以及喉口插板上的喉口孔构成了临界流文丘里喷嘴；喉口插板通过调节手轮上下移动，从而选取不同的喉口孔来与收缩形流道与扩散形流道相配合，进而改变临界流喷嘴喉口面积；调节手轮结合弹簧定位销的共同作用，能精确确定喉口位置进而确定喉口面积大小；该装置可以方便实现临界流流量的在线调节，无须断流，具有流量调节范围宽、流体流通性能好、流量控制精度高、结构简单、性能可靠、可适用于高温高压流体等优点。
【IPC分类】G01F1-42
【公开号】CN104535122
【申请号】CN201410851374
【发明人】张兴凯, 王栋, 郭省学, 刘明, 逯国成, 史红卫, 张雪, 张荣幸
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月31日