防振圆管及其使用方法

摘要

本发明公开了一种防振圆管及其使用方法，管身外表面沿其轴向形成内凹直槽，内凹直槽在管身径向上的截面圆滑过渡，使用时，内凹直槽背对介质流向，当介质流过，会在内凹直槽内形成驻留漩涡，不会出现尾涡脱离而造成振动的情况，避免了卡门涡街现象的形成，阻力也相应减小；因此，当介质横向流过管身外表面时，能够避免出现因为卡门涡街导致的共振现象，从而避免管材因为共振而疲劳断裂，从而保证管材（包括换热管）的长周期使用，不但节约设备维修成本，同时还具有节能和降噪的优点。

权利要求

1.一种防振圆管，包括管身，其特征在于：所述管身外表面沿其轴向形成内凹直槽，所述内凹直槽在管身径向上的截面圆滑过渡。

2.根据权利要求1所述的防振圆管，其特征在于：内凹直槽相对于管身径向截面的中心角为10°-45°。

3.根据权利要求2所述的防振圆管，其特征在于：内凹直槽相对于管身径向截面的中心角为30°。

4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的防振圆管，其特征在于：所述内凹直槽在管身径向上的截面为弧形。

5.根据权利要求4所述的防振圆管，其特征在于：所述内凹直槽直接开设在管身上。

6.根据权利要求4所述的防振圆管，其特征在于：所述内凹直槽通过固定设置在管身上的条状弧形板形成。

7.根据权利要求5或6所述的防振圆管，其特征在于：所述内凹直槽的两侧缘为锐缘结构。

8.一种权利要求1所述的防振圆管的使用方法，其特征在于：防振管用于介质横向通过其外圆的工况，所述防振管的安装方式为内凹直槽背向介质流向。

说明书

防振圆管及其使用方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种管件，特别涉及一种应用于介质在其外部流动环境中的管。

背景技术

[0002] 管材（包括管状物）作为一种介质输送或者热交换设备部件广泛应用于化工、能源、汽车等领域，特别是作为换热设备的换热部件，由于具有应力小、强度高等特点，特别适用于高温高压的换热环境中。

[0003] 管材作为换热管用于换热设备中，管内和管外分别通过温度不同介质，利用互不接触的热传导和管内管外介质的温差实现换热。为了增加管外介质的扰动以及设备本身的制造安装问题，换热管外的介质一般采用沿横向流过换热管的方式，而外部介质一般具有较高的流速，会产生卡门涡街现象。卡门涡街是流体力学中重要的现象，当介质横向流过换热管时，换热管的沿介质流向的两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，形成卡门涡街。当涡街的交替脱落频率与换热管的声学驻波频率相重合，则会出现共振，换热管则产生激烈振动，换热设备出现较大的噪声且使换热管出现疲劳，影响其使用寿命；严重时，甚至会断裂，影响生产的正常进行；而卡门涡街对于管材本身的影响，是本领域技术人员亟待解决而又无法解决的问题，对于化工、能源、汽车等领域造成较大的损失。

[0004] 因此，需要一种能够减轻卡门涡街现象引起管身振动的管，当介质横向流过管身外表面时，能够避免出现因为卡门涡街导致的共振现象，从而保证管材（包括换热管）的长周期使用，不但节约设备维修成本，还能保证生产的长周期进行。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明的目的提供一种防振圆管及其使用方法，当介质横向流过管身外表面时，能够避免出现因为卡门涡街导致的共振现象，从而保证管材（包括换热管）的长周期使用，不但节约设备维修成本，还能保证生产的长周期进行。

[0006] 本发明的防振圆管，包括管身，所述管身外表面沿其轴向形成内凹直槽，所述内凹直槽在管身径向上的截面圆滑过渡。

[0007] 进一步，内凹直槽相对于管身径向截面的中心角为10°-45°；进一步，内凹直槽相对于管身径向截面的中心角为30°；
进一步，所述内凹直槽在管身径向上的截面为弧形；
进一步，所述内凹直槽直接开设在管身上；
进一步，所述内凹直槽通过固定设置在管身上的条状弧形板形成；
进一步，所述内凹直槽的两侧缘为锐缘结构。

[0008] 本发明还公开了一种防振圆管的使用方法，防振管用于介质横向通过其外圆的工况，所述防振管的安装方式为内凹直槽背向介质流向。

[0009] 本发明的有益效果：本发明的防振圆管及其使用方法，管身外表面沿其轴向形成截面平滑过渡的内凹直槽，使用时，内凹直槽背对介质流向，当介质流过时，会在内凹直槽内形成驻留漩涡，不会出现脱离而造成振动的情况，避免了卡门涡街现象的形成，阻力也相应减小；因此，当介质横向流过管身外表面时，能够避免出现因为卡门涡街导致的共振现象，从而避免管材因为共振而疲劳断裂，从而保证管材（包括换热管）的长周期使用，不但节约设备维修成本，同时还具有节能和降噪的优点。

附图说明

[0010] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

[0011] 图1为本发明实施例一结构示意图；图2为本发明实施例二结构示意图。

具体实施方式

[0012] 图1为本发明实施例一结构示意图，如图所示：本实施例的防振圆管，包括管身1，所述管身外表面沿其轴向形成内凹直槽2，所述内凹直槽2在管身1径向上的截面圆滑过渡，本实施例中，内凹直槽2在管身1径向上的截面为弧形。

[0013] 本实施例中，内凹直槽2相对于管身径向截面的中心角为20°-35°，如图所示，中心较为α；该范围的中心角能够保证卡门涡街形成瞬间不会形成对介质较大阻力，且不会使介质流按照既定频率脱离；本实施例中，内凹直槽2相对于管身1径向截面的中心角为30°，本中心角角度测得的振动和噪声最小，槽内形成的永久漩涡能够有效抑制卡门涡街的形成。

[0014] 本实施例中，所述内凹直槽2在管身1径向上的截面为弧形；与旋涡形状相同，利于减小旋涡旋转对内凹直槽的摩擦，从而减小对管材本身的不利影响。

[0015] 本实施例中，所述内凹直槽2通过固定设置在管身1上的条状弧形板4形成；制作工艺简单，且不会对管身1形成破坏，避免应力集中，进一步保证管材的使用寿命。

[0016] 本实施例中，所述内凹直槽的两侧缘为锐缘结构；锐缘结构就是内凹直槽的内表面通过尖锐的锐角结构过渡到外表面，减小介质阻力，并利于形成驻留旋涡。

[0017] 图2为本发明实施例二结构示意图，如图所示，本实施例与实施例一的区别仅在于：本实施例的内凹直槽2a直接开设在管身1上；开设方式可以使铣削或者直接成型，均能达到发明目的；只是本实施例的制造过程相对于实施例一复杂。

[0018] 图1和图2均示出本发明的防振管的防振原理和使用方法，如图所示，防振管用于介质横向通过其外圆的工况，所述防振管的安装方式为内凹直槽2或者2a背向介质流向；在内凹直槽内形成两个涡旋3，该涡旋不停的旋转，但不会旋出脱离，避免第二次旋涡的形成，也就避免了介质在管外壁的频繁脱落，无法形成卡门涡街，也就不会出现因为卡门涡街产生的振动；本发明可以适用于一切出现卡门涡街的管状物体，当然，也包括介质横向快速流过的柱状物体，比如水流中的桥墩等等。

[0019] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。