Основные определения и функции
Четырехканальный, является одним из сложных соединительных элементов в трубопроводной системе, основная часть которой имеет крестообразную форму. Он имеет четыре взаимосвязанных интерфейса, которые позволяют среде шунтировать или сливать в четырех направлениях, обеспечивая двустороннюю сквозь две пересекающиеся трубы.
Его основной функцией является создание перекрестных узлов в сети трубопроводов, которые в основном используются в следующих двух сценариях:
Функция шунтирования: распределение компетентной среды между двумя вертикальными ветвями одновременно.
Функция слияния: Импортировать разветвленную среду из двух вертикальных направлений в один руководитель.
Функция переключения: В некоторых конкретных конструкциях она может быть использована для изменения направления, реализации переключения процессов.
Четыре канала играют роль « перекрестка» или « транспортного узла» в сети трубопроводов и являются ключевыми компонентами для формирования сложной кольцевой сети трубопроводов и системы распределения.
II. Основные типы и структурные особенности
Классификация четырех каналов в основном основана на размерах каждого интерфейса и внутренней структуре.
1. Эквивалентная четверка
Все четыре интерфейса имеют одинаковый номинальный диаметр, и стандартная модель обычно обозначается как CR. Она подходит для случаев, когда требуется симметричное шунтирование от руководителя в двух вертикальных направлениях или симметрия потока в двух вертикальных направлениях в сторону руководителя. Его структурная симметрия, поле потока относительно сложное, местное сопротивление больше.
2. Переходный четырехходовой
По крайней мере один из четырех интерфейсов отличается по диаметру от других. Обычный тип состоит в том, что оба конца имеют одинаковый диаметр, в то время как два вертикальных ответвления имеют одинаковый диаметр, но меньше, чем главный. Эта конструкция предназначена для одновременного вывода двух вертикальных ветвей меньшего размера из одного руководителя или наоборот. Его комбинация размеров разнообразна и должна быть настроена в соответствии с конкретным дизайном процесса.
3. Наклонные четырехходовые
Ось ответвления имеет угол не 90 ° (например, 45 °) от оси ответвления. Эта конструкция предназначена для уменьшения ударных и энергетических потерь, вызванных резким изменением направления жидкости, и для более плавного перехода в поле течения. Подходит для транспортировки суспензии, вихревых сред или систем с более строгими требованиями к падению давления.
4. Y - образный шунт с боковым выходом
Это специальный дизайн, который по существу представляет собой комбинацию Y - образного тритона с прямым сегментом трубы, а не стандартный крестообразный. Его гидродинамические свойства превосходят стандартные положительные квадранты и часто используются в случаях, когда требуется плавное шунтирование и допускается вертикальная компоновка.
Ключевые производственные процессы и проблемы прочности
Требования к сложности изготовления и прочности четырех каналов выше, чем у других труб, таких как три.
Производственный процесс:
Гидравлическое расширение / термокомпрессионное формование: это основной метод изготовления высококачественных бесшовных четырёхходов. Через внутреннюю жидкость высокого давления или внешнюю форму нагреваемая заготовка трубы одновременно расширяется в нескольких направлениях, образуя крестообразную структуру. Этот технологический продукт имеет хорошую прочность, хорошую обтекаемость, но форма сложная, высокая стоимость.
Литье: Для больших объемов, конкретного материала (например, чугуна, чугуна) или сложной формы четырехходовой, литье является экономичным выбором. Литье должно быть подвергнуто строгой термической обработке и механической обработке для удовлетворения требований к сжатию и уплотнению.
Сварное формование: сварка нескольких секций труб (одного компетентного секции и двух ответвленных секций) путем групповой сварки и массированная наплавка и усиление в зоне крестообразного пересечения. Это обычный метод изготовления большого калибра, не стандарт 4.
Основной вызов прочности - усиление:
Четырехходовая структура имеет два вертикальных отверстия, которые ослабляют силу руководителя намного больше, чем три. Его перекрестная область - это область концентрации высокого напряжения. Поэтому конструкция дополнения имеет решающее значение и более сложна. Как правило, используются следующие методы:
Общее увеличение толщины стенки: при формовании толщина стенки в зоне пересечения намного больше, чем в остальной части трубы.
Сварка крепежной пластины: сварка той же усиленной пластины, что и исходный материал, снаружи зоны пересечения.
Общая ковка: для высоковольтного малокалиберного четырехпроходного, с использованием обработки цельной кованой заготовки, фундаментальная прочность защиты.
IV. Материалы и способы подключения
Материал: Как и все трубы, его материал должен быть совместим с системой соединительных трубопроводов, включая углеродную сталь, нержавеющую сталь, легированную сталь и различные специальные металлы.
Способ соединения: Подавляющее большинство четырехходовых соединений используют сварные соединения для подтверждения целостности и герметичности системы высокого давления. При низком давлении, малом калибре или ремонте также могут быть видны фланцевые или резьбовые четырехпроходные.
V. Характеристики жидкости и прикладные компромиссы
Поле течения внутри квадранта настолько сложное, что жидкость может сильно сталкиваться, смешиваться и изменяться в направлении на пересечении, что приводит к очень высокому коэффициенту местного сопротивления, большой потере давления и легко генерирует вихри и эрозию. Таким образом, существует важный принцип технологического проектирования: если не требуется, следует избегать использования четырех каналов и отдавать предпочтение двум комбинациям трех каналов для их замены.
VI. Основные отрасли применения
Несмотря на свои недостатки, четыре прохода хороши в определенных сценариях:
Сеть пожарных трубопроводов: образуется кольцевая водопроводная сеть, обеспечивающая непрерывную подачу воды в любом направлении.
Системы отопления и кондиционирования воды: создание основной точки пересечения одной и той же или другой программной системы.
Промышленные системы циркуляции воды: перекрестные узлы сети распределения и сбора охлаждающей воды.
Нефтехимия: случаи, когда требуется одновременное двухстороннее распределение или сбор среды в рамках конкретного процесса (например, симметричная подача реактора, симметричная разгрузка).
Длинные трубопроводы: на пусковой / приемной станции очистителя для реализации переключения процесса (часто используется специально разработанный четырехканальный очиститель).