Узел трубопровода с ответвлением

 

Использование: в области машиностроения, в частности в конструкциях неразъемного соединения трубы с отводом или в конструкциях тройников. Сущность: поперечные сечения узла трубопровода с ответвлением на участках изогнутости имеют форму эллипсов с постоянным значением величины малой оси эллипса, равной начальному диаметру трубопровода, изменяемой в диапазоне текущей угловой координаты от 0o до 90o большой осью, расположенной вдоль направления радиуса гиба, с образованием карманов по направлению потока. 6 ил. 1 табл.

Изобретение относится к области машиностроения и касается конструкции неразъемного соединения трубы с отводом или тройника.

Известен узел неразъемного соединения труб (авт. св. N 1638430, кл. F 161 L 41/00, опубл. в бюл. N 12 30.03.91), используемый в разветвленных трубопроводах, испытывающих воздействие вибрационных и изгибающих нагрузок. Но конструктивное использование его направлено не на снижение уровня вибрации, а на повышение вибропрочности конструкции путем повышения ее жесткости созданием участков овальности с определенной длиной этих участков и расположением.

Наиболее близким конструктивным решением, влияющим на степень деформации потока и принятым за прототип, является узел трубопровода с ответвлением (авт. св. N 1337604, кл. F 16 L 41/02, опубл. в бюлл. N 34 за 1987 г). Ответвление выполнено по типу тройника с входным и двумя выходными сечениями. Осевые линии выполнены изогнутыми по внутреннему и внешнему радиусу, благодаря чему происходит снижение уровня шума и вибрации и коэффициента гидравлического сопротивления путем исключения вихреобразования. Однако конструкция этого трубопроводного элемента не является гидравлически оптимальной. Течение жидкости в этом узле будет сопровождаться образованием водоворотных зон, характеризоваться повышенной турбулентностью и, как следствие, достаточно высокой интенсивностью износа, повышенными уровнями виброакустических характеристик и гидравлического сопротивления. В то же время на прямых участках трубопроводов, где поток стабилен и водоворотные зоны отсутствуют, все указанные характеристики на порядки ниже.

Задачей изобретения является повышение долговечности трубопроводных элементов (отводов, тройников), снижение их виброакустических характеристик и гидравлического сопротивления.

Поставленная задача достигается за счет того, что в известном узле трубопровода с ответвлением, например в виде отвода или тройника, содержащем в зоне ответвления участки изогнутости, новой является совокупность выполнения поперечных сечений участков изогнутости в форме эллипса с постоянным значением величины малой оси эллипса, равной начальному диаметру трубопровода, и изменяемой в диапазоне текущей угловой координаты от 0 до 90o большой осью, расположенной вдоль направления радиуса гиба, с образованием карманов по направлению потока.

Заявляемое конструктивное исполнение элементов трубопровода является оптимальной формой проточной части трубопроводных элементов, обеспечивающей плавный безотрывный поток при различных схемах течения (отвод, тройник). Это приводит к существенному понижению интенсивности износа трубопроводов, уменьшению их вибрации, воздушного шума и гидравлического сопротивления.

На фиг. 1, 3 6 схематично представлен узел трубопровода для различных вариантов течения жидкости, на фиг. 2 формы сечения поверхности канала в зоне ответвления.

Узел трубопровода представляет собой основную трубу 1 (фиг. 1) с ответвлением 2 под углом 90o. В районе неразъемного соединения имеется участок изогнутости 3 с образованием карманов 4, 5, втянутых и выступающих соответственно. Поперечное сечение участка изогнутости 3 имеет форму эллипса (фиг. 2) с постоянным значением малой оси 6, равной начальному диаметру трубопровода d и изменяемой большой осью 7, расположенной по направлению радиуса гиба r2.

Изменение требуемых значений наружного и внутреннего радиусов rнт и rвт происходит неравномерно и зависит от угла погиба , радиуса гиба rг, диаметра трубопровода d и текущей угловой координаты v, т.е. rнт, rвт= f(,rг,d,). Изменение значений rнт и rвт для угла погиба = 90 может быть описано следующими зависимостями (На чертеже угол погиба показан для примера 90o).

В связи с этой неравномерностью изменения rнт и rвт центральная ось X-X эллипсов сечения имеет смещение E относительно оси ординат: E rг r2 (rнт rвт rн + rв)/2, где rв и rн соответственно внутренний и наружный радиусы стандартного канала; rгт требуемый радиус гиба.

Трубопровод может иметь ответвление 2 типа тройник. На чертежах фиг. 3 - 6 представлены тройники с различными вариантами течения жидкости (a,, - направления течения) и различным размещением участков изогнутости 3. Течение жидкости в стандартных тройниках с присоединением отростка под углом 90o сопровождается образованием водоворотных зон и значительной турбулизацией потока. В предлагаемых конструкциях тройников с гидравлически оптимальными формами отросток (патрубок g) присоединен к основному трубопроводу плавно без образования острых углов, изменена форма основного канала (патрубки a и , что в целом обеспечивает безотрывность течения при различных схемах работы тройников и диаметрах от 32 до 1000 мм.

Текущие значения радиусов ri будут зависеть от угла присоединены отростков q, радиуса сочленения отростка и основной трубы r2, диаметров патрубков d, d, d, соотношения диаметров отростка и основной трубы d/d, для неравнопереходных тройников и текущей угловой координаты v, т.е.

ri= f(,rг, d, d, d, d/d,,). Поперечные сечения патрубков в районе присоединения отростка (в зоне изогнутости) будут иметь форму эллипса с изменяемой большой осью и постоянным значением малой оси, равной начальному диаметру трубопровода. Предлагаемая форма проточной части позволяет минимизировать вихреобразование, а также уровни турбулентности в потоке, протекающем через тройник.

Примеры конкретного выполнения участков изогнутости (их размеров) приведены в таблице.

Технико-экономическая эффективность заявляемого решения заключается в уменьшении интенсивности износа трубопроводов, снижении уровней шума и вибрации, гидравлического сопротивления их. Использование в трубопроводах элементов с улучшенными эксплуатационными характеристиками позволит повысить долговечность трубопроводов, уменьшить объем, сроки и стоимость их ремонтов, обеспечить более высокий уровень обитаемости помещений, в которых размещены трубопроводы.

Возможно применение таких трубопроводных элементов в машиностроении, судостроении, в трубопроводах тепловых, гидравлических атомных электростанций, нефтяной, газовой, нефтехимической промышленности и т.д.

Предлагаемые элементы трубопроводов изготавливаются литьем или штамповкой без соединительных элементов.

Формула изобретения

Узел трубопровода с ответвлением, например в виде отвода или тройника, содержащий в зоне ответвления участки изогнутости, отличающийся тем, что поперечные сечения участков изогнутости имеют форму эллипса с постоянным значением величины малой оси эллипса, равной начальному диаметру трубопровода, изменяемой в диапазоне текущей угловой координаты от 0 до 90o большой осью, расположенной вдоль направления радиуса гиба, с образованием карманов по направлению потока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7



 

Похожие патенты:

Фитинг // 2062388

Тройник // 1756722

Тройник // 1682701
Изобретение относится к трубопроводной арматуре

Тройник // 1656277
Изобретение относится к арматуре для трубопроводов с разветвлениями, используемых в таких отраслях техники, как энергетическое и нефтехимическое машиностроение , нефтяная и газовая промышленность, гидросооружения и др

Изобретение относится к трубопроводному транспорту жидкостей и газов и может быть использовано для соединения трубопроводов с сосудами

Изобретение относится к арматуре для трубопроводов различного назначения

Изобретение относится к строительству и машиностроении) и позволяет повысить прочность оболочки отводов применяемых в строительстве и машиностроении

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, используемой в отопительных приборах систем водяного теплоснабжения жилых и общественных зданий, а именно к узлам разветвления одного трубопровода на несколько ниток на входе отопительного прибора и, наоборот, соединения нескольких ниток на выходе отопительного прибора в один трубопровод

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано при строительстве трубопроводов

Изобретение относится к способам эксплуатации резервуарных станций в пищевой промышленности, биотехнологии

Изобретение относится к строительству трубопроводного транспорта и используется для подсоединения термопластического тройника к магистральному трубопроводу

Группа изобретений относится к непрерывным процессам изготовления плит и, в частности, к устройству, системе и способу для распределения водной гипсовой суспензии, связанным с изготовлением вяжущего изделия. Многоканальное выпускное устройство для распределения вяжущей суспензии содержит входной трубопровод, содержащий входную часть, переходную часть и пяточную часть, расположенную между ними. Причем входная часть имеет входной конец, образующий входное отверстие. При этом входная часть расположена вдоль оси входа основного потока, проходящей между входным концом и пяточной частью. Переходная часть имеет соединительный конец. Причем переходная часть расположена вдоль оси выпуска основного потока, проходящей между пяточной частью и соединительным концом. При этом соединительный конец образует первое и второе соединительные отверстия, причем первое соединительное отверстие расположено на расстоянии от второго соединительного отверстия. Пяточная часть имеет поверхность, выполненную с возможностью перенаправления потока суспензии, перемещающейся от входного отверстия вдоль оси входа основного потока через пяточную часть к переходной части вдоль оси выпуска основного потока. Входной трубопровод образует входной канал, проходящий между входным отверстием и первым и вторым соединительными отверстиями. Устройство также содержит первый выходной трубопровод, который сообщается с первым соединительным отверстием входного трубопровода. Причем первый выходной трубопровод содержит выпускной конец, образующий первое выпускное отверстие. Кроме того, устройство содержит второй выходной трубопровод, который сообщается со вторым соединительным отверстием входного трубопровода, причем второй выходной трубопровод содержит выпускной конец, образующий второе выпускное отверстие; и соединительную часть, расположенную в соединительном конце входного трубопровода, при этом соединительная часть расположена между первым соединительным отверстием и вторым соединительным отверстием. Причем входной трубопровод содержит профилированную часть, которая образует сужение во входном канале рядом с соединительной частью. При этом профилированная часть образует первый и второй направляющие каналы. Сужение образовано в боковом направлении между первым и вторым направляющими каналами вдоль поперечной оси, по существу перпендикулярной оси выпуска основного потока, а площадь поперечного сечения каждого из упомянутых первого и второго направляющих каналов больше чем площадь поперечного сечения сужения. Техническим результатом является повышение эффективности распределения суспензии. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

Группа изобретений относится к непрерывным процессам изготовления плит, в частности к устройству, системе и способу для распределения водной гипсовой суспензии, связанным с изготовлением вяжущего изделия. Делитель потока вяжущей суспензии содержит входной трубопровод, имеющий входной конец и соединительный конец. Причем указанный входной трубопровод расположен вдоль оси основного потока, проходящей между входным концом и соединительным концом. При этом входной конец образует входное отверстие. Соединительный конец образует первое и второе соединительные отверстия. Причем первое соединительное отверстие расположено на расстоянии от второго соединительного отверстия. При этом указанный входной трубопровод образует входной канал, проходящий между входным отверстием и первым и вторым соединительными отверстиями. Делитель также содержит первый выходной трубопровод, который сообщается с первым соединительным отверстием входного трубопровода, второй выходной трубопровод и соединительную часть. Причем первый выходной трубопровод имеет выпускной конец, образующий первое выпускное отверстие. Второй выходной трубопровод сообщается со вторым соединительным отверстием входного трубопровода. Причем второй выходной трубопровод имеет выпускной конец, образующий второе выпускное отверстие. Соединительная часть расположена в соединительном конце входного трубопровода. Причем указанная соединительная часть расположена между первым соединительным отверстием и вторым соединительным отверстием. При этом входной трубопровод содержит профилированную часть, которая образует сужение во входном канале рядом с соединительной частью. Профилированная часть образует первый и второй направляющие каналы и сужение, проходящее в боковом направлении между первым и вторым направляющими каналами вдоль поперечной оси, по существу перпендикулярной оси основного потока. Причем каждый из первого и второго направляющих каналов имеет площадь поперечного сечения, которая больше площади поперечного сечения указанного сужения. Сужение имеет максимальную высоту вдоль вертикальной оси, которая перпендикулярна оси основного потока и поперечной оси. Причем каждый из первого и второго направляющих каналов имеет максимальную высоту вдоль вертикальной оси, которая больше максимальной высоты указанного сужения. Техническим результатом является повышение эффективности распределения водной гипсовой суспензии. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 13 ил.
Наверх