一种减少膏体管道输送阻力的装置及其注液方法与流程

本发明涉及一种减少膏体管道输送阻力的装置及其注液方法，属于管道运输领域。

背景技术：

膏体的物理性质特殊，浓度大，黏度大，均质膏体在圆管流动时呈柱塞流结构，与管壁附着力较强，输送过程中阻力较大，一般需要加压使其流动。其输送距离依赖于泵送压力的大小，远距离输送时需要极高的泵送压力，因而限制了其输送距离，增大了工程成本。为了降低膏体输送的沿程阻力，减少管壁摩擦，研究者提出了不同的减阻方法，主要有型体减阻法，通过改变输送管道的形状达到减阻的目的；添加化学药剂来弱化架体中颗粒间的相互作用，从而降低其管流阻力；注入空气减阻；振动减阻等。

而针对浓度较高的膏体，一种浓密膏体管道输送边界层干预减阻的方法已提出。现有技术减少膏体管道输送阻力的装置是通过在输送管道外侧加装一套管，在套管对应的输送管道上均匀得布满小孔，通过加压使液体通过小孔注入内部管道壁面处，经过实验发现虽然小孔注液方式能有效降低输送阻力，但是注入液体在边界层的均匀性不能较好得保证，减阻效果不稳定，针对上述问题，本发明改进了注液方式，拟采用边界处环状注液方法，使注入液体可更加均匀得分布在膏体柱塞与内壁间，减阻以及降低管道磨损效果更优。

技术实现要素：

本发明目的是为解决现有技术中的膏体管道减阻装置，主要通过小孔注液来进行减阻，注入液体在边界层的均匀性不能保证的问题，提供一种减少膏体管道输送阻力的装置及其注液方法，采用环状注液，注入液体可更加均匀得分布在膏体柱塞与内壁间，减阻效果更好。

本发明为达此目的，采用以下技术方案：

一种减少膏体管道输送阻力的装置包括螺栓、八孔法兰、螺母、注液管道、内腔管道和外腔管道，所述内腔管道外套固有八孔法兰，所述螺栓与螺母配合用于固定八孔法兰，所述外腔管道位于内腔管道的外周，且外腔管道的前端逐渐向内腔管道并拢并在并拢处留有缝隙，所述外腔管道的后端与八孔法兰焊接，所述外腔管道与内腔管道中间形成剖面为楔形的注液腔，所述外腔管道上垂直安装有注液管道，所述注液管道与注液腔连通。

优选地，所述减少膏体管道输送阻力的装置还包括卡箍，所述卡箍套固于注液管道的外周，起密封作用。

优选地，所述八孔法兰选用带颈平焊法兰，密封形式为凹凸面法兰密封，垫片为耐油石棉橡胶垫片。

一种减少膏体管道输送阻力的装置的注液方法，采用环状注液方法，润滑液从注液管道注入外腔管道与内腔管道之间的注液腔，并通过内腔管道与外腔管道并拢处的缝隙流至内腔管道的内壁。

本发明所述的减少膏体管道输送阻力的装置的工作原理为：

本发明所述的减少膏体管道输送阻力的装置，将小孔注液方法改进为环状注液方法，使得壁面处的液体能均匀分布在管道内壁，可以避免出现注液不均匀的现象，通过在管道中间插入减阻装置，对边界层流体进行人工干预，加入润滑油，使边界层与壁面的摩擦阻力减小，提高减阻效果；分布更加均匀的稀薄液体层能让膏体颗粒与管道内壁更少接触，因此可大大降低管道的摩擦磨损。

本发明所述的管道环壁减阻装置的有益效果为：

(1)、本发明所述的减少膏体管道输送阻力的装置，适用于膏体管道长距离输送，减少输送阻力，延长输送距离的机械结构。

(2)、本发明所述的管道环壁减阻装置通过双层管道设计，将液体沿管道壁面处均匀注入输送管道内壁，对边界层流体进行人工干预，使边界层与壁面的摩擦阻力减小，通过在管道中间插入减阻装置，降低了管道的磨损，提高了管道的使用寿命。

(3)、本发明较现有技术的膏体管道减阻装置将小孔注液方法改进为环状注液方法，使得壁面处的液体能均匀分布在管道内壁，可以避免出现注液不均匀的现象，提高减阻效果；分布更加均匀的稀薄液体层能让膏体颗粒与管道内壁更少接触，因此可大大降低管道的摩擦磨损。

(4)、本发明所述的管道环壁减阻装置采用带颈平焊法兰，法兰连接拆卸方便，连接强度高，严密性好。

附图说明

图1是本发明所述的减少膏体管道输送阻力的装置的结构示意图；

图中：1-被输送物料；2-螺栓；3-八孔法兰；4-螺母；5-注液管道；6-卡箍；7-内腔管道；8-外腔管道。

具体实施方法

下面结合附图并通过具体实施方法进一步说明本发明的技术方案。

具体实施方法一、参见图1说明本实施方法，本实施方法所述的一种减少膏体管道输送阻力的装置包括螺栓2、八孔法兰3、螺母4、注液管道5、内腔管道7和外腔管道8，所述内腔管道7外套固有八孔法兰3，所述螺栓2与螺母4配合用于固定八孔法兰3，所述外腔管道8位于内腔管道7的外周，且外腔管道8的前端逐渐向内腔管道7并拢并在并拢处留有缝隙，所述外腔管道8的后端与八孔法兰3焊接，所述外腔管道8与内腔管道7中间形成剖面为楔形的注液腔，所述外腔管道8上垂直安装有注液管道5，所述注液管道5与注液腔连通。

所述八孔法兰3用于连接外腔管道8和内腔管道7，并起到密封的作用。

本发明所用的实验台物料缸内活塞推行压力最大为2mpa，但需要经常拆卸，换用不同直径的管道。故八孔法兰3选用带颈平焊法兰，尺寸为dn50、dn20、dn80、dn100或dn125，密封形式为凹凸面法兰密封，垫片为耐油石棉橡胶垫片ny150，方便拆卸清洗，连接强度高，且该密封形式严密性好。

一种所述的减少膏体管道输送阻力的装置的注液方法，采用环状注液方式，润滑液从注液管道5注入外腔管道8与内腔管道7之间的注液腔，并通过内腔管道7与外腔管道8并拢处的缝隙流至内腔管道7的内壁。

本发明所述的减少膏体管道输送阻力的装置的具体操作过程为：

本发明所述的减少膏体管道输送阻力的装置取消小孔注液方法，采用环状注液方法，注液腔位于内腔管道7和外腔管道8之间，润滑液通过液压系统加压通过注液管道5流入注液腔，并通过内腔管道7和外腔管道8之间的缝隙送至内腔管道7的内壁，被输送物料1在内腔管道7的内部流动，流经缝隙时，润滑液起到减阻润滑的作用。

基于上述装置的环状注液方法能有效改善注液不均匀的情况，且能够通过加压的方式改变注液速度。

虽然本发明已以明确的数据和实施例公开，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的本质范围内，都可以做适当的参数修改，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

技术特征：

技术总结
本发明提出一种减少膏体管道输送阻力的装置，该装置的内腔管道外套固有八孔法兰，螺栓与螺母配合用于固定八孔法兰，外腔管道位于内腔管道的外周，且外腔管道的前端逐渐向内腔管道并拢并在并拢处留有缝隙，外腔管道的后端与八孔法兰焊接，外腔管道与内腔管道中间形成剖面为楔形的注液腔，外腔管道上垂直安装有注液管道，注液管道与注液腔连通。解决现有技术中的膏体管道减阻装置，主要通过小孔注液来进行减阻，注入液体在边界层的均匀性不能保证的问题，采用环状注液方法，润滑液从注液管道注入外腔管道与内腔管道之间的注液腔，并通过内腔管道与外腔管道并拢处的缝隙流至内腔管道的内壁，减阻效果更好。

技术研发人员：吕馥言
受保护的技术使用者：山东科技大学
技术研发日：2018.11.02
技术公布日：2019.03.08