[发明专利]优化流动的流体管路

说明书

相关申请的交叉引用

依据《美国法典》第35条第119(a)款，本专利申请要求于2011年3月10日提交的德国专利申请102011013572.3的优先权，其公开全文明确地以引用的方式结合到本文中。

技术领域

本发明的实施方案涉及具有柱形内表面的流体管路。

背景技术

流体管路用于输送流体、特别是液体的许多应用领域。由于摩擦和湍流的原因会产生损失，其可导致装置的整体效率程度的劣化。特别是对于光滑管以及在部分波纹管的光滑区域中，由于在边缘区域中形成了准稳态边界层，因此实际可使用的流动横截面通常远小于流体管路内的自由内部横截面。

目前已知可提供具有流动性特别低的涂层的流体管路。然而这相对复杂，并因此使得制造过程的费用较高。这类涂层也不会对所有流体都具有阻力，使得它的使用可能性受到了限制。

发明内容

因此，本发明的实施方案在于保持流动损失为低。

根据一些实施方案，如前文所提及类型的流体管路包括均匀分布的凹陷，其形式为实施或形成在流体管路内表面上的部分球体。

通过这些凹陷阻止了流经流体管路的流体形成准稳态边界层。相反，有针对性地引入了湍流。因此，降低了流动阻力和随之发生的流动损失。真实的流动横截面接近实际的自由内部横截面。整体上来说，以这种方式实现了较低损失的传送。内表面可实施或形成为圆柱形的内表面，即其可具有圆形的横截面。然而，其他一些实施方案也可以具有例如多边形或椭圆形的横截面。

优选地，凹陷具有相同的曲率半径。因此，所有的凹陷相同地实施或形成。这导致了非常均匀的流动。

优选地，凹陷的径向中心点位于一个其对称轴与内表面的对称轴相重合的柱体表面上。以这种方式，曲率半径与柱体表面的半径之和大于内表面的内半径。该柱体表面为名义表面，其实施或形成为平行于内表面。通过这种类型的方法，所有凹陷以相同的方式实施或形成，即它们具有相同的深度和相同的半径。这种类型的统一式的实施方案代表了对制造流体管路的简化。

特别优选地是，柱体表面的半径大于内半径的50％，尤其是，所述半径小于内半径的60％。凹陷的深度也由柱体表面的半径确定。通过处在内半径的50％和60％之间的、特别是内半径的55％的半径，保证了相对平的凹陷的实施方案。由此优化了流动横截面。

有益地是，曲率半径大于内半径的50％，特别是，曲率半径小于内半径的55％。因此，凹陷的曲率半径为相对较大。这样保证了凹陷从内表面中相对平地延伸，使得这里能避免较大的边缘，这种较大的边缘会导致流动损失。

优选地，在相同的轴向位置中，在周向方向上彼此相邻地均匀分布式布置了四到八个凹陷，尤其是六个凹陷。在周向方向上的这一数量的凹陷已足以阻止稳态边界层的发展。

特别优选地是，轴向相邻的凹陷在周向方向上为相对于彼此错开。以彼此交错的方式来设置轴向相邻的凹陷。因此，每单位面积可容纳相对较大数量的凹陷。由此也导致了非常均匀分布的凹陷，其又优化了流动过程。

优选地，相邻凹陷的中心点之间的轴向距离相应于曲率半径的±10％。这保证了在单个凹陷之间仍可得到足够光滑的内表面，其用于流体的实际导向。同时保证了流体管路的材料不必过薄，因此保持了流体管路的机械稳定性。

优选地，流体管路实施或形成为挤出成型的塑料管，尤其为挤出成型的聚酰胺管。这类流体管路具有高的耐化学性，同时相对稳定。它也可以成本效益非常合算的方式来制造。而且对于挤出成型工艺来说，嵌入凹陷是没有问题的。

本发明的实施方案涉及一种流体管路，其包括柱形内表面，它具有均匀分布的形式为形成在内表面上的部分球体的凹陷。

根据一些实施方案，凹陷可具有相同的曲率半径。

根据本发明的其他一些实施方案，凹陷的径向中心点构成了具有与内表面的对称轴相重合的对称轴的柱体。凹陷的曲率半径与柱体的半径之和大于内表面的内半径。柱体的半径大于内半径的50％。此外，柱体的半径小于内半径的60％。另外，凹陷的曲率半径大于内半径的50％，并且该曲率半径小于内半径的55％。

根据本发明的其他一些实施方案，在相同的轴向位置处布置了沿周向方向均匀分布的四到八个凹陷。更具体地说，在相同的轴向位置处布置了沿周向方向均匀分布的六个凹陷。

根据本发明的其他一些实施方案，轴向相邻的凹陷在周向方向上相对于彼此错开。

根据一些实施方案，在轴向方向上相邻凹陷的中心点之间的距离对应于曲率半径的±10％。