[發明專利]一種實現勻速均質運輸流體的管道式輸送裝置及應用方法

有效

• 申請號: 202011508822.2
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112555568B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 趙曉兵;郭燕軍;何艷;郭建珠;田國政;韓福忠
• 申請（專利權）人: 山西中永通機電設備制造有限公司
• 主分類號: F16L55/24
• 分類號: F16L55/24;F15D1/06
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

1.一種實現勻速均質運輸流體的管道式輸送裝置，其特征在于是一種將附加的擾流體能量通過邊界層擾流裝置改善邊界層流體活度和逸度，實現邊界層效應可控，導致管道式輸送流體系統中管道流體堵塞現象不發生的裝置；該裝置由管道式輸送流體系統（1）、邊界層擾流生成器（2）、邊界層擾流噴射口（3）、巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）、流體運行狀態監測傳感器（5）、輸送流體入口（6）、流體狀態控制中心（7）、控制信號線（8）、輸送流體出口（9）、擾流輸送管路（10）、輸送流體（11）和擾流（12）組成；管道式輸送流體系統（1）左側與所輸送流體（11）的輸送流體入口（6）敞口連接，管道式輸送流體系統（1）右側與所輸送流體（11）的輸送流體出口（9）敞口連接，所輸送流體（11）通過輸送流體出口（9）排放到大氣中，管道式輸送流體系統（1）整個巷道空間中以螺旋線方式在巷道內測表面上安裝巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4），巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）是通過其金屬安裝架固定在預埋于巷道砌旋結構中的螺栓上，在邊界層擾流生成器（2）與流體狀態控制中心（7）安裝于管道式輸送流體系統（1）左側輸送流體入口（6）工作區域外，距離輸送流體入口（6）工作區域5-30米，邊界層擾流生成器（2）由工作壓力為5-8MPA的壓力氣提供主動力源，由工作壓力為3-5MPA的壓力水提供輔助流體動力源，該壓力氣和壓力水通過邊界層擾流生成器（2）生成一種新的氣水霧化湍流體，供給邊界層擾流噴射口（3）作為工作流體，安裝在巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）與邊界層擾流生成器（2）通過擾流輸送管路（10）密封連接、沿螺旋線每隔3-8米在巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）上布置邊界層擾流噴射口（3）一個，邊界層擾流噴射口（3）與巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）螺紋連接，并通過巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）與擾流輸送管路（10）相連接，巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）通過控制信號線（8）與流體狀態控制中心（7）連接，巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）能根據流體狀態控制中心（7）的命令調節邊界層擾流噴射口（3）的噴射方向、流量、壓力；管道式輸送流體系統（1）中沿巷道軸向方向從左到右在巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）上每間隔20-30米布置一個流體運行狀態監測傳感器（5），流體運行狀態監測傳感器（5）通過螺栓固定安裝于巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）上，流體運行狀態監測傳感器（5）通過控制信號線（8）與流體狀態控制中心（7）相連接，邊界層擾流生成器（2）通過控制信號線（8）與流體狀態控制中心（7）相連接。

2.權利要求1所述的一種實現勻速均質運輸流體的管道式輸送裝置的應用方法：

Ⅰ首先流體狀態控制中心（7）發出巡檢命令，接受并分析流體運行狀態監測傳感器（5）傳回的信息值，信息值不需要啟動邊界層擾流生成器（2），輸送流體（11）通過輸送流體入口（6），經管道式輸送流體系統（1）整個巷道空間到達輸送流體出口（9），最后排放大氣中；

Ⅱ流體運行狀態監測傳感器（5）傳回的信息值大于設定值時，流體狀態控制中心（7）發出命令啟動邊界層擾流生成器（2），擾流（12）通過擾流輸送管路（10）到達巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4），通過安裝于巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）上的邊界層擾流噴射口（3）噴射擾流（12）到巷道中并與輸送流體（11）相互作用，流體運行狀態監測傳感器（5）將信號值實時傳遞到流體狀態控制中心（7），并通過流體狀態控制中心（7）發出命令實時調整擾流量及壓力方向，以使得擾流（12）與巷道中的輸送流體（11）融合并滿足勻速均質運輸輸送流體（11）的目的，這樣輸送流體（11）通過輸送流體入口（6），經管道式輸送流體系統（1）與擾流（12）在整個巷道空間相融合，將邊界層效應降低到不影響輸送流體（11）勻速均質運輸流體，勻速均質運輸態輸送流體（11）到達輸送流體出口（9），最后排放大氣中；

Ⅲ 流體運行狀態監測傳感器（5）不斷地、連續地傳回信息值，流體狀態控制中心（7）根據這一信息值給巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）發出執行命令，通過安裝于巷道邊界層擾流安裝執行裝置（4）上的邊界層擾流噴射口（3）噴射擾流（12）到巷道中并與輸送流體（11）相互作用，流體運行狀態監測傳感器（5）將信號值實時傳遞到流體狀態控制中心（7），并通過流體狀態控制中心（7）發出命令實時調整擾流量及壓力方向，以使得擾流（12）與巷道中的輸送流體（11）融合并滿足勻速均質運輸輸送流體（11）；

Ⅳ管道式輸送流體系統（1）進入動態穩定工作態；

Ⅴ管道式輸送流體系統（1）輸送流體（11）過程中邊界層效應始終可控。