一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置

本发明涉及燃气管道设备，具体为一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置。

背景技术：

1、例如cn114561235 b一种基于压力能回收的氢气天然气混输与分离装置及方法，利用天然气掺氢运输终端分离，实现氢气的大规模低成本的运输。

2、目前大部分研究表明天然气掺氢有利于提高燃气器具的热效率。然而,在役的绝大多数天然气管道在设计时并未考虑掺氢输送的潜在需求，在正常输运过程中,管内气体流动绝大多数为湍流,天然气与氢气在较大的湍动强度条件下得以不断掺混,不易出现分层现象,但在居民楼栋立管中,因密度差的存在,氢气易从天然气中分离出来而出现分层现象,若聚集于管顶的氢气浓度过高,可能导致燃气燃烧特性改变、无法满足终端用户特别是居民用户燃气具安全使用要求的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，用来解决掺氢天然气在燃气立管中容易分层的隐患问题，并将已分层的混合气体二次利用。

2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，包括燃气立管接口和用户端接口，还包括负压抽吸室、收缩管、掺混室、回流管和顶部支出立管，所述燃气立管接口、负压抽吸室、收缩管、掺混室与顶部支出立管沿着天然气的输送方向依次连接，所述用户端接口连接于所述顶部支出立管的侧壁，所述回流管的一端连接在所述顶部支出立管的顶部，另一端连接所述负压抽吸室的侧壁，所述掺混室内设置有混合机构，所述混合机构用于将回流的氢气与天然气混合气体混合整流。

3、在一些实施例中，所述混合机构包括两组旋转组件，两组所述旋转组件沿着所述掺混室的轴向间隔设置，两组所述旋转组件分别按沿顺时针方向和逆时针方向旋转布置，所述旋转组件包括旋转盘和多个旋转叶片，所述旋转盘转动设置在所述掺混室内，所述旋转叶片固定设置在所述旋转盘的侧壁上，多个所述旋转叶片绕着所述旋转盘的圆周方向均布，所述旋转叶片偏离所述旋转盘的轴线倾斜设置，两组所述旋转组件中的所述旋转叶片的倾斜方向相反。

4、在一些实施例中，所述旋转叶片的形状为弧形。

5、在一些实施例中，所述混合机构还包括两个整流板，所述整流板固定于所述掺混室的内壁，并位于所述旋转组件的上方，两组所述整流板沿着所述掺混室的轴向间隔设置，所述整流板上贯穿开设有若干通孔。

6、在一些实施例中，所述混合机构还包括主轴，所述主轴的一端固定连接在所述整流板上，所述旋转盘转动套装在所述主轴上。

7、在一些实施例中，所述回流管包括竖向管、上部弯管和下部弯管，所述上部弯管的一端连接在所述顶部支出立管的顶部，另一端连接在所述竖向管的顶部，所述下部弯管的一端连接在所述竖向管的底部，另一端连接在所述负压抽吸室的侧壁。

8、在一些实施例中，竖向管内设置有螺旋叶片。

9、在一些实施例中，所述负压抽吸室的底部焊接有拉瓦尔喷嘴，所述拉瓦尔喷嘴与所述燃气立管接口连通。

10、在一些实施例中，所述顶部支出立管的顶部超出所述用户端接口的高度不少于200mm。

11、在一些实施例中，所述负压抽吸室与收缩管之间、收缩管与掺混室之间、掺混室与顶部支出立管之间均通过法兰连接，所述燃气立管接口的下端通过法兰连接燃气立管，所述用户端接口远离所述顶部支出立管的一端通过法兰连接用户支管。

12、本发明的有益效果是：

13、1、设置有回流管，顶部支出立管防止分层气体直接输送到用户端，同时对顶部有可能或已分层的氢气与天然气混合气体进行回流，回流的过程中进行混合输出，实现了对掺氢天然气在燃气立管内静置分层的危害的预防。

14、2、设置有两组旋转组件，回流混合气体将作用在倾斜的旋转叶片上，从而利用回流的混合气体推动旋转叶片转动，进而对掺混室内的氢气与天然气进行混合，提高混合效果，其次，两组旋转组件的旋转方向相反设置，从而两组旋转组件相反转动，使掺混室内的混合气体产生紊流，加强混合强度，使氢气与天然气的混合更加充分。

15、3、顶部支出立管7的顶部超出用户端接口2的高度不少于150mm，使掺氢天然气在顶部分层后纯氢气或氢气浓度过高的掺氢天然气位于用户端接口上方，用户端用气时不被直接输送至用户端。

16、4、混合机构的设置，实现了对回流气体与燃气立管来气的均匀混合，经整流后再供给用户端。

技术特征：

1.一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，包括燃气立管接口(1)和用户端接口(2)，其特征在于，还包括负压抽吸室(3)、收缩管(4)、掺混室(5)、回流管(6)和顶部支出立管(7)，所述燃气立管接口(1)、负压抽吸室(3)、收缩管(4)、掺混室(5)与顶部支出立管(7)沿着天然气的输送方向依次连接，所述用户端接口(2)连接于所述顶部支出立管(7)的侧壁，所述回流管(6)的一端连接在所述顶部支出立管(7)的顶部，另一端连接所述负压抽吸室(3)的侧壁，所述掺混室(5)内设置有混合机构，所述混合机构用于将回流的氢气与天然气混合气体混合整流。

2.根据权利要求1所述的一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，其特征在于，所述混合机构包括两组旋转组件，两组所述旋转组件沿着所述掺混室(5)的轴向间隔设置，两组所述旋转组件分别按沿顺时针方向和逆时针方向旋转布置，所述旋转组件包括旋转盘(8)和多个旋转叶片(9)，所述旋转盘(8)转动设置在所述掺混室(5)内，所述旋转叶片(9)固定设置在所述旋转盘(8)的侧壁上，多个所述旋转叶片(9)绕着所述旋转盘(8)的圆周方向均布，所述旋转叶片(9)偏离所述旋转盘(8)的轴线倾斜设置，两组所述旋转组件中的所述旋转叶片(9)的倾斜方向相反。

3.根据权利要求2所述的一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，其特征在于，所述旋转叶片(9)的形状为弧形。

4.根据权利要求3所述的一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，其特征在于，所述混合机构还包括两个整流板(10)，所述整流板(10)固定于所述掺混室(5)的内壁，并位于所述旋转组件的上方，两组所述整流板(10)沿着所述掺混室(5)的轴向间隔设置，所述整流板(10)上贯穿开设有若干通孔(11)。

5.根据权利要求4所述的一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，其特征在于，所述混合机构还包括主轴(12)，所述主轴(12)的一端固定连接在所述整流板(10)上，所述旋转盘(8)转动套装在所述主轴(12)上。

6.根据权利要求1所述的一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，其特征在于，所述回流管(6)包括竖向管(13)、上部弯管(14)和下部弯管(15)，所述上部弯管(14)的一端连接在所述顶部支出立管(7)的顶部，另一端连接在所述竖向管(13)的顶部，所述下部弯管(15)的一端连接在所述竖向管(13)的底部，另一端连接在所述负压抽吸室(3)的侧壁。

7.根据权利要求6所述的一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，其特征在于，竖向管(13)内设置有螺旋叶片。

8.根据权利要求1所述的一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，其特征在于，所述负压抽吸室(3)的底部焊接有拉瓦尔喷嘴(16)，所述拉瓦尔喷嘴(16)与所述燃气立管接口(1)连通。

9.根据权利要求1所述的一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，其特征在于，所述顶部支出立管(7)的顶部超出所述用户端接口(2)的高度不少于200mm。

10.根据权利要求1所述的一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，其特征在于，所述负压抽吸室(3)与收缩管(4)之间、收缩管(4)与掺混室(5)之间、掺混室(5)与顶部支出立管(7)之间均通过法兰连接，所述燃气立管接口(1)的下端通过法兰连接燃气立管，所述用户端接口(2)远离所述顶部支出立管(7)的一端通过法兰连接用户支管。

技术总结
本发明涉及燃气管道设备技术领域，并公开了一种减弱立管顶端掺氢天然气分层影响的装置，包括燃气立管接口和用户端接口，还包括负压抽吸室、收缩管、掺混室、回流管和顶部支出立管，燃气立管接口、负压抽吸室、收缩管、掺混室与顶部支出立管沿着天然气的输送方向依次连接，用户端接口连接于顶部支出立管的侧壁，回流管的一端连接在顶部支出立管的顶部，另一端连接负压抽吸室的侧壁，掺混室内设置有混合机构，混合机构用于将回流的氢气与天然气混合气体混合整流。用来解决掺氢天然气在燃气立管中容易分层的隐患问题，并将已分层的混合气体二次利用。

技术研发人员：岑康,龚子寒,苏霖欣,温韵巧,魏源,代敏雪,宋斌
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15