管道用流体整流装置及管道输送系统
技术领域
本实用新型涉及一种管道用流体整流装置及管道输送系统。
背景技术
在气田气井开发过程中，通常会使用高级孔板阀来计算天然气的流量，孔板阀是节流式差压流量计，是应用范围最为广泛的流量计量仪表，其工作原理为：充满管道的流体流经管道内的节流装置，流束在节流件处形成局部收缩，从而使流速增加，静压力降低，于是在节流件前后产生静压力差即差压，通过测量差压值实现对流体流量的测量。高级孔板阀在对流量进行计量时，需要流体具有稳定的流态，因此通常在高级孔板阀的上游设置整流器来调整流体的流态。
整流器在天然气集输中能够将不规则流动的气流变为规则流动的气流，现有的整流器如授权公告号为CN206348030U的中国实用新型专利所示，其包括整流器入口、整流器出口、朝向整流器出口的方向弯曲并与整流器入口连通的曲面、以及与整流器出口连通的管束，曲面上设置有多个整流孔，整流孔与管束连通；流体流经整流器的过程可以视为从整流器入口流向整流器出口的过程，在这个过程中，流体先通过曲面上的整流孔，然后通过管束，最后从整流器出口排出。
目前，气田气井中使用的整流器安装在加热炉出口与高级孔板阀之间，整流器夹装在两个法兰之间，并通过密封圈与两法兰密封，通过螺栓与两法兰固定连接。随着气井产量的不断增加，气体从气井中带出有单质硫、沙子等杂质，经过整流器时会造成整流孔堵塞，从而会改变正常工作情况下气流的流态，这样一来会造成整流器下游的高级孔板阀计量的不准确。
现有技术中，在整流器的整流孔堵塞后，需要对气井管道内的气体放空后，整体将整流器拆下清洗，在这一作业过程中，需要涉及到放空、开口、清洗整流器等多种作业，释放的天然气中携带的杂质对环境和人体都具有较大的危害，因此在进行上述作业时，需要有监护人员、作业人员、应急救援人员、消防应急车辆等同时到现场才能完成清洗整流器作业，这样的话造成资源浪费、人力资源浪费，增加了施工作业成本。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种管道用流体整流装置，以解决现有的流体整流装置在堵塞而需要清洗时，成本较大的技术问题；本实用新型的目的还在于提供一种使用上述管道用流体整流装置的管道输送系统。
为实现上述目的，本实用新型的管道用流体整流装置的技术方案是：
管道用流体整流装置包括：
壳体，具有工作腔室和维修腔室，工作腔室上设有用于与流体管道连通的流体进口和流体出口；
盖体，可拆连接在壳体上；
隔挡体，活动设置在壳体内，在其活动行程中，具有在工作时用于将工作腔室和维修腔室之间的通道封堵的封堵位和在维修时用于将工作腔室和维修腔室之间的通道打开的解封位；
整流板，可移动的设置在壳体内，整流板上设有多个用于调整流体流态的整流孔；
接力驱动机构，设置在壳体内，用于依次在工作腔室和维修腔室内驱动整流板运动。
管道用流体整流装置的有益效果是：在整流板上的整流孔堵塞而需要对整流板进行清理维修时，可将隔挡体运动至其解封位，从而打开工作腔室和维修腔室之间的连通通道，此时可通过接力驱动机构驱动整流板运动，使其依次从工作腔室运动至维修腔室内，然后使隔挡体运动至其封堵位，重新将工作腔室和维修腔室之间的连通通道封堵，此时便可以将盖体打开，将整流板取出进行清洗维修，取出过程非常方便，并且不中断流体介质的输送，从而不影响正常作业，减小能源浪费、人力资源浪费和环境污染，大大降低了作业成本。
进一步地，所述接力驱动机构为设置在壳体内的齿轮齿条驱动机构，其中，齿条设置在所述整流板上，齿轮设置在壳体上。
有益效果：通过齿轮齿条驱动机构的形式来驱动整流板运动，结构简单，占用空间小，便于装配。
进一步地，所述齿轮齿条驱动机构包括两级传动齿轮，两级传动齿轮分别为设置在工作腔室内与整流板上的齿条啮合的第一级传动齿轮和设置在维修腔室内与整流板上的齿条啮合的第二级传动齿轮，齿轮齿条驱动机构还包括与第一级传动齿轮固定连接的第一传动轴、与第二齿轮固定连接的第二传动轴。
有益效果：设置两级传动齿轮，使整流板在第一传动轴的驱动下进入到维修腔室内，能与第二传动轴上的第二级传动齿轮啮合，从而可通过第二传动轴驱动整流板在维修腔室内运动，便于整流板的取出。
进一步地，所述隔挡体包括设置在壳体内的阀座，阀座上设有可沿垂直于壳体的方向上移动的阀芯，阀芯具有所述封堵位和解封位。
有益效果：采用阀芯的形式，封堵效果更好，同时阀芯的结构强度高，能够承受较大的流体压力，且占用空间小，便于安装。
进一步地，所述阀芯上设有沿垂直于壳体方向延伸的阀芯齿条，管道用流体整流装置还包括设置在壳体上与阀芯齿条啮合传动的阀芯齿轮轴。
有益效果：在阀芯上设置齿条，通过与之啮合的阀芯齿轮轴驱动阀芯运动，操作方便，同时节省安装空间。
进一步地，管道用流体整流装置包括设置在维修腔室上的放空阀，放空阀用于排空维修腔室内的流体。
有益效果：在整流板完全进入到维修腔室内时，通过放空阀能够放空维修腔室内的流体，由于流体的压力大于大气压力，在维修腔室内的流体放空后再打开盖体能够避免操作人员受伤。
进一步地，管道用流体整流装置还包括设置壳体上的平衡阀，平衡阀用于平衡工作腔室和维修腔室内的压力。
有益效果：在使隔挡体运动至其解封位之前，可通过平衡阀先将工作腔室和维修腔室内的压力平衡，这样的话在取出整流板时，不会因为隔挡体上下压差过大而难以打开阀芯，更容易保证操作人员的安全。
进一步地，所述壳体包括上下布置且可拆连接的工作壳体和维修壳体，工作壳体的内腔形成所述工作腔室，维修壳体的内腔形成所述维修腔室，所述隔挡体设置在工作壳体的顶部。
有益效果：壳体采用分体式结构，便于整流板的安装；隔挡体设置在工作壳体的顶部，使整流板有足够的安装空间。
进一步地，所述整流板包括分体设置的用于与所述接力驱动机构传动配合的传动配合部和密封装配在传动配合部内的整流部，所述整流孔设置在整流部上。
有益效果：整流板采用分体设置的结构，便于加工，同时便于装配。
本实用新型的管道输送系统的技术方案是：
管道输送系统包括加热炉、孔板阀和连通加热炉与孔板阀的输气管道，输气管道上于孔板阀的上游设有管道用流体整流装置，管道用流体整流装置包括：
壳体，具有工作腔室和维修腔室，工作腔室上设有用于与流体管道连通的流体进口和流体出口；
盖体，可拆连接在壳体上；
隔挡体，活动设置在壳体内，在其活动行程中，具有在工作时用于将工作腔室和维修腔室之间的通道封堵的封堵位和在维修时用于将工作腔室和维修腔室之间的通道打开的解封位；
整流板，可移动的设置在壳体内，整流板上设有多个用于调整流体流态的整流孔；
接力驱动机构，设置在壳体内，用于依次在工作腔室和维修腔室内驱动整流板运动。
管道输送系统的有益效果是：管道输送系统中，若整流板上的整流孔堵塞而需要对整流板进行清理维修时，可将隔挡体运动至其解封位，从而打开工作腔室和维修腔室之间的连通通道，此时可通过接力驱动机构驱动整流板运动，使其依次从工作腔室运动至维修腔室内，然后使隔挡体运动至其封堵位，重新将工作腔室和维修腔室之间的连通通道封堵，此时便可以将盖体打开，将整流板取出进行清洗维修，取出过程非常方便，并且不中断流体介质的输送，从而不影响正常作业，减小能源浪费、人力资源浪费和环境污染，大大降低了作业成本。
进一步地，所述接力驱动机构为设置在壳体内的齿轮齿条驱动机构，其中，齿条设置在所述整流板上，齿轮设置在壳体上。
有益效果：通过齿轮齿条驱动机构的形式来驱动整流板运动，结构简单，占用空间小，便于装配。
进一步地，所述齿轮齿条驱动机构包括两级传动齿轮，两级传动齿轮分别为设置在工作腔室内与整流板上的齿条啮合的第一级传动齿轮和设置在维修腔室内与整流板上的齿条啮合的第二级传动齿轮，齿轮齿条驱动机构还包括与第一级传动齿轮固定连接的第一传动轴、与第二齿轮固定连接的第二传动轴。
有益效果：设置两级传动齿轮，使整流板在第一传动轴的驱动下进入到维修腔室内，能与第二传动轴上的第二级传动齿轮啮合，从而可通过第二传动轴驱动整流板在维修腔室内运动，便于整流板的取出。
进一步地，所述隔挡体包括设置在壳体内的阀座，阀座上设有可沿垂直于壳体的方向上移动的阀芯，阀芯具有所述封堵位和解封位。
有益效果：采用阀芯的形式，封堵效果更好，同时阀芯的结构强度高，能够承受较大的流体压力，且占用空间小，便于安装。
进一步地，所述阀芯上设有沿垂直于壳体方向延伸的阀芯齿条，管道用流体整流装置还包括设置在壳体上与阀芯齿条啮合传动的阀芯齿轮轴。
有益效果：在阀芯上设置齿条，通过与之啮合的阀芯齿轮轴驱动阀芯运动，操作方便，同时节省安装空间。
进一步地，管道用流体整流装置包括设置在维修腔室上的放空阀，放空阀用于排空维修腔室内的流体。
有益效果：在整流板完全进入到维修腔室内时，通过放空阀能够放空维修腔室内的流体，由于流体的压力大于大气压力，在维修腔室内的流体放空后再打开盖体能够避免操作人员受伤。
进一步地，管道用流体整流装置还包括设置壳体上的平衡阀，平衡阀用于平衡工作腔室和维修腔室内的压力。
有益效果：在使隔挡体运动至其解封位之前，可通过平衡阀先将工作腔室和维修腔室内的压力平衡，这样的话在取出整流板时，不会因为隔挡体上下压差过大而难以打开阀芯，更容易保证操作人员的安全。
进一步地，所述壳体包括上下布置且可拆连接的工作壳体和维修壳体，工作壳体的内腔形成所述工作腔室，维修壳体的内腔形成所述维修腔室，所述隔挡体设置在工作壳体的顶部。
有益效果：壳体采用分体式结构，便于整流板的安装；隔挡体设置在工作壳体的顶部，使整流板有足够的安装空间。
进一步地，所述整流板包括分体设置的用于与所述接力驱动机构传动配合的传动配合部和密封装配在传动配合部内的整流部，所述整流孔设置在整流部上。
有益效果：整流板采用分体设置的结构，便于加工，同时便于装配。
附图说明
图1为本实用新型的管道用流体整流装置的实施例1的轴测图；
图2为本实用新型的管道用流体整流装置的实施例1的主视图；
图3为本实用新型的管道用流体整流装置的实施例1的左视图；
图4为本实用新型的管道用流体整流装置的实施例1的俯视图；
图5为图2的A-A剖视图；
图6为图3 的B-B剖视图；
图7为本实用新型的管道用流体整流装置的实施例1中整流板处的结构示意图。
附图标记说明：1-滑阀转动齿轮轴；2-第一齿轮轴；3-工作壳体；4-第二齿轮轴；5-维修壳体；6-盖体；7-压板；8-压紧螺栓；9-放空管线；10-紧固螺栓；11-整流板；12-传动配合部；13-整流板齿条；14-整流部；15-整流孔；16-维修腔室，17-工作腔室；18-阀芯；19-滑阀；20-阀芯齿条；21-进口端法兰；22-出口端法兰；23-平衡阀；24-第一级传动齿轮；25-第二级传动齿轮；26-通槽；27-输气管道；28-阀座，29-导轨。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作进一步说明。
本实用新型的管道用流体整流装置以应用在天然气的运输中为例进行说明。
具体实施例1：
如图1至图7所示，管道用流体整流装置包括壳体和与壳体可拆连接的盖体6，其中，壳体为分体式结构，包括上下布置的维修壳体5和工作壳体3，维修壳体5与工作壳体3之间通过紧固螺栓10固定连接在一起，同时密封配合，维修壳体5的内腔形成维修腔室16，工作壳体3的内腔形成工作腔室17。工作腔室17上设有用于与输气管道连通的流体进口和流体出口，流体进口和流体出口处分别连接有输气管道27，与流体进口连接的输气管道27上连接有进口端法兰21，与流体出口连接的输入管道27上连接有出口端法兰22。为了便于安装和拆卸盖体6，在维修壳体5的顶部开设有通槽26，安装时，盖体6可横向插入至通槽26内；拆卸时，可将盖体6从通槽26内抽出。为了保证盖体6牢固地安装在通槽26内，避免发生由于维修壳体5内气体压力不稳定为导致盖体6晃动的情况，在通槽26内于盖体6的顶部还设有压板7，压板7与盖体6之间通过压紧螺栓8固定连接。
管道用流体整流装置还包括设置在工作腔室17内的整流板11和设置在工作壳体顶部的隔断体，其中，整流板11可沿上下方向导向移动，隔断体可沿垂直于壳体的方向，即水平方向上导向移动。
本实施例中，隔断体为滑阀19，滑阀19包括阀座28和设置在阀座上的阀芯18，阀芯18的下端设有沿水平方向延伸的阀芯齿条20，工作腔室17内设有与阀芯齿条20啮合传动的滑阀转动齿轮轴1，和与阀芯18导向滑动配合的导轨29。在阀芯18的活动行程中，具有在工作时封堵工作腔室17与维修腔室16之间连接通道的封堵位，还具有在整流板11维修时，打开工作腔室17与维修腔室16之间的连接通道以供整流板11通过的解封位。通过转动滑阀转动齿轮轴1，可使阀芯18在水平方向上移动，从而在其封堵位和解封位之间进行切换。
管道用流体整流装置还包括用于驱动整流板11上下导向移动的接力驱动机构，本实施例中，接力驱动机构为齿轮齿条驱动机构，齿轮齿条驱动机构包括设置在整流板11上的整流板齿条13和与整流板齿条13啮合的两级传动齿轮。两级传动齿轮分别为设置在工作腔室17中的第一级传动齿轮24和设置在维修腔室16内的第二级传动齿轮25，接力驱动机构还包括与第一级传动齿轮24固定连接的第一级传动轴，与第二级传动齿轮25固定连接的第二传动轴，第一级传动齿轮24与第一传动轴形成第一齿轮轴2，第二级传动齿轮25与第二传动轴形成第二齿轮轴4。第一齿轮轴2和第二齿轮轴4上下布置，两者的轴线相互平行。整流板11的结构如图7所示，其包括呈长方体结构的与第一齿轮轴2和第二齿轮轴4啮合传动的传动配合部12和密封装配在传动配合部12中的整流部14，整流部14上设有多个用于调整气体流态的整流孔15，整流孔15共具有三种不同的尺寸，且三种不同尺寸的整流孔15在整流部的周向上均匀分布；整流板齿条13设置在传动配合部12上且沿上下方向延伸。本实施例中的接力是指转动第一齿轮轴使整流板向上移动，直至第一齿轮轴与整流板齿条脱离啮合时，第二齿轮轴能与整流板齿条啮合，从而通过转动第二齿轮轴接着带动整流板向上移动，使整流板依次从工作腔室进入到维修腔室。
在管道用流体整流装置使用过程中，壳体内的气体压力大于外界压力，若直接将整流板11从维修腔室16中取出，操作人员可能会受到气体的冲击而受伤，因此，在维修腔室16的侧壁上设有放空阀，放空阀连接有放空管线9。在取出整流板11之前，先打开放空阀，通过放空管线9将维修腔室16内的气体排出，使维修腔室16内的压力与外界压力平衡，然后再打开盖体6和压板7，取出整流板11。
同样地，在管道用流体整流装置使用过程中，工作腔室17内气体的压力大于维修腔室16内气体压力，若直接转动滑阀转动齿轮轴1将阀芯18打开而使其运动至其解封位，此时工作腔室17与维修腔室16贯通，容易造成较大的气流冲击，因此，在工作腔室17的侧壁上设有用于平衡工作腔室17和维修腔室16内气体压力的平衡阀23。在使阀芯18运动至其解封位之前，可先打开平衡阀23，直至工作腔室17和维修腔室16内的压力达到平衡，然后再转动滑阀转动齿轮轴1，使阀芯18运动至其解封位。
本实用新型的管道用流体整流装置的使用过程：在整流板11上的整流孔15堵塞而需要清理时，首先微量转动第一齿轮轴2，使整流板11向上移动，遇卡时，打开平衡阀23，同时转动滑阀转动齿轮轴1，使阀芯18运动至其解封位而打开工作腔室17与维修腔室16之间的连通通道；继续转动第一齿轮轴2，同时转动第二齿轮轴4，直至第二齿轮轴4与整流板齿条13啮合而第一齿轮轴2与整流板齿条13脱离啮合，此时整流板11已进入到维修腔室16内；停止转动第一齿轮轴2，并继续转动第二齿轮轴4，直至第二齿轮轴4无法继续转动时，反向转动滑阀转动齿轮轴1，使阀芯18反向移动至其封堵位，重新将工作腔室17与维修腔室16之间的连通通道隔开；此时打开放空阀，通过放空管线9将维修腔室16内的气体放空，卸掉维修腔室16内的压力，松开压紧螺栓8，并打开盖体6和压板7，即可将整流板11取出进行清洗。
管道用流体整流装置在整流板清洗完后的装入整流板的过程：将清洗后的整流板11整体放入维修腔室16内，使第二齿轮轴4与整流板齿条13啮合，并转动第二齿轮轴4，直至能装上盖体6和压板7；然后装上盖体6和压板7，并用压紧螺栓8紧固；关闭放空阀，并打开平衡阀23，使工作腔室17内的气体进入到维修腔室16内，使维修腔室16和工作腔室17内的压力平衡；转动滑阀转动齿轮轴1，使阀芯18运动至其解封位；转动第二齿轮轴4，使整流板11向下移动，直至整流板齿条13与第一齿轮轴2啮合；停止转动第二齿轮轴4，并继续转动第一齿轮轴2，直至将整流板11移动至其工作位置；关闭平衡阀23，并反向转动滑阀转动齿轮轴1，使阀芯18运动至其封堵位。
本实用新型的管道用流体整流装置能够简化整流板的清洗工艺，在对整流板进行清理时，无需中断管道内流体介质的输送，不影响正常作业，减小能源浪费、人力资源浪费和环境污染，能够及时处理堵塞情况，结构简单，操作方便。
管道用流体整流装置的具体实施例2，该实施例与实施例1的区别在于：当管道用流体整流装置较大，而整流板较小时，接力驱动机构包括三级以上的传动齿轮，即工作腔室和维修腔室内均可同时设置至少两个与整流板齿条啮合的传动齿轮轴，或其中一个腔室中设置两个与整流板齿条啮合的传动齿轮轴，另一个腔室中设置一个与整流板齿条啮合的传动齿轮轴。
管道用流体整流装置的具体实施例3，该实施例与实施例1的区别在于：隔挡体的阀芯为回转结构，其上设有上下贯通的可供整流板通过的通道，回转体上连接有转动轴，工作时，使回转体将维修腔室与工作腔室之间的通道封堵；维修时，转动转动轴，使回转体上的通道与维修腔室与工作腔室之间的通道接通。
管道用流体整流装置的具体实施例4，该实施例与实施例1的区别在于：隔挡体采用一块耐压隔板，隔板上设有齿条，工作腔室上设有与该齿条啮合传动的隔板齿轮轴和与隔板导向滑动配合的滑轨，通过顺时针或逆时针转动隔板齿轮轴，即可将维修腔室与工作腔室之间的通道打开或封堵。
管道用流体整流装置的具体实施例5，该实施例与实施例1的区别在于：壳体上不设置放空阀，此时操作人员需穿相应的防护服，避免受到气体的冲击。
管道用流体整流装置的具体实施例6，该实施例与实施例1的区别在于：壳体上不设置平衡阀，此时操作人员仍需穿相应的防护服，避免受到气体的冲击。
管道用流体整流装置的具体实施例7，该实施例与实施例1的区别在于：壳体为一体式结构，即工作壳体和维修壳体一体成型。
管道用流体整流装置的具体实施例8，该实施例与实施例1的区别在于：整流板采用一体式结构，即传动配合部与整流部一体成型。
本实用新型的管道输送系统的具体实施例：
管道输送系统包括加热炉、孔板阀和连通加热炉与孔板阀的输气管道，输气管道上于孔板阀的上游设有管道用流体整流装置，管道用流体整流装置与上述实施例中管道用流体整流装置的结构相同，在此不再赘述。
