Соединительный узел трубопровода

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советеиик

Социапистнчеекнк

Республик (i F95()932 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 11.1!.81 (21) 3004164/25-06 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (5i)M. Кл.

F 01 и 7/08

F 16 L 27/22

1Ъеударетвснный камнтет

СССР по делам нзабретеннй н отнрытнй

Опубликовано 15 08 82 Бюллетень,% 30

Дата опубликования описания 15.08.82 (53) УДК 621643. .43 (088.8) Н. М. Найш, В. Г. Неделькин, А. Г. Огарков, В. А.! Ренов, С. Н. Талалаев и В. А. Шевченко

1,,,;

А . Л

Производственное объединение Ворошиловградский пловс вЬ; „. строительный завод имени Октябрьской революции" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ТРУБОПРОВОДА

Изобретение относится к машиностроенйю, а именно двигателестроению и, в частности к устройству магистралей выпуска двигателей внутреннего сгорания.

Известны соединительные узлы трубопро. вода, например магистрали выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащие: суживающийся патрубок, снабженный внутренней входной кромкой и размещенный с зазором в охватывающей его суживающейlO ся обечайке, к торцу минимального сечения которой подсоединен раструб, и суживающуюся оболочку, размещенную внутри патрубка и раструба и снабженную наружной и внутренней входной кромками (1).

Однако в таких соединительных узлах для обеспечения эффективной эжекции свежего.â0çäóõà в магистраль выпуска отработавших газов и надежного уплотнения узла необходимо выбирать длину суживающейся

20 оболочки равной 6 — 10 эквивалентным диаметрам кольцевого сечения между раструбом и оболочкой, что приводит к увеличению габаритов соединительного узла.

Целью изобретения является уменьшение габаритов соединительного узла трубопровода. Поставленная цель достигается тем, что раструб снабжен винтовыми ребрами, размещенными по всей его длине и подсоединенными к суживающейся оболочке, а площадь кольцевого сечения между внутренней выходной кромкой патрубка и наружной кромкой оболочки выполнена равной 5% от площади сечения внутренней входной кромки суживающейся оболочки. Винтовые ребра выполнены в сечении в виде аэродинамического профиля.

На фиг. 1 изображен соединительный узел, разрез; на фиг. 2 — узел с винтовыми ребрами, аксонометрическая проекция.

Соединительный узел содержит суживающиеся патрубок 1, обечайку 2 и оболочку 3, а также раструб 4 и винтовые ребра 5. Раструб 4 подсоединен к торцу минимального сечения обечайки 2 и к глушителю 6. Суживающийся патрубок 1 снабжен внутренней выходной кромкой 7 и размещен с зазором в схватывающей его суживающейся обечайке 2.

Суживающаяся оболочка 3 размещена внутри

950932 патрубка 1 и раструба 4 и снабжена наружi ной кромкой 8 внутренней входной кромкой

Винтовые ребра 5 размещены по всей длине раструба 4, подсоединены к суживающейся оболочке 3 и выполнены в сечении в виде аэродинамических профилей. Площадь кольцевого сечения между внутренней выходной кромкой 7 патрубка 1 и наружной кромкой 8 оболочки 3 выполнена равной 5% от площади сечения внутренней входной кромки 30

9 суживающейся оболочки 3.

Соединительный узел трубопровода работа,ет следующим образом.

Во время работы двигателя движущийся в глушитель 6 поток выпускных газов делит- 15 ся в патрубке 1 на две части: центральную и периферийную. Центральная часть потока движется по конфузору, образованному оболочкой 3, и теряет давление на увеличение скорости. В результате этого давление в 20 выпускном сечении-оболочки 3, и лежащих с ним в одной плоскости сечениях глушителя 6, и окружающих оболочку 3 кольцевого зазора, будет ниже, чем давление в впускном сечении патрубка 1. Раструб 4 образует 25 с оболочкой 3 расширяющийся канал (диффузор), в котором восстанавливается давление, причем давление в минимальном сечении расширяющегося канала ниже, чем давление в сечении, помещенном в глушитель 6.

В связи с тем, что выходное сечение патрубка 1 размещено в этом минимальном сечении, скорость истечения газов из патрубка 1 в зазор будет выше, чем скорость их истечения из оболочки 3. Повышенная скорость истечения обеспечивает эжектирование окру35 жающего воздуха в зазор при этом, выпускные газы, омывая винтовые ребра 5, установленные между раструбом 4 и суживающейся оболочкой 3 вызывают вращение смеси пото40 ков, которое вызывает более быстрое расширение струи в расширяющемся канале (диффузоре) и смешение потоков. При этом длина пути смешения потоков в закрученной струе увеличивается в 1,5 — 2,5 раза, следовательно длина раструба 4 и сужающейся оболочки 3 за счет этого значительно снижается, а выполнение площади кольцевого сечения, заключенного между внутренней выходной кром кой суживающегося патрубка 1 и наружной кромкой суживающейся оболочки 3 равной 5% 50 о площади сечения, ограниченного внутренней входной кромкой суживающейся оболочки 3, исключает выброс выпускных газов через зазор, образовашпяй суживающимся патрубком 1 и охватывающей его суживающейся обечайкой 2, В связи < тем, что винтовые ребра 5 установлены но всей длине раструба 4, то зона смешения эжектирующего и эжектрируемого потоков находится на начальном участке расширяющегося канала, при этом выравниваются параметры газов по всему сечению канала камеры смешения и ликвидируется ядро эжектрирующей струи, а вращение смеси потоков приводит к увеличению поперечных составляющих пульсаций скорости и вызывает более быстрое. расширение струи в расширяющемся канале, образованном раструбом

4 и оболочкой 3, что позволяет при заданных соотношениях расходов газов через кольцевое сечение, заключенного между внутренней выходной кромкой суживающегося патрубка 1 и наружной кромкой суживающейся оболочки 3, а также через внутреннюю по лость суживающейся оболочки 3, получить наивысшее значение полного давления смеси на более короткой длине раструба 4 и оболочки 3, Этим достигается рациональное проектирование соединительного узла трубопровода в ограниченных габаритах. Выполнение сечения винтовых ребер 5 в виде аэродинамического профиля приводит к снижению гидравлического сечения соединительного узла.

Таким образом, установка винтовых ребер между раструбом и суживающейся оболочкой по всей длине раструба и выполнение проходных сечений в указанных выше соотношениях позволяет сократить габариты соединительного узла, снизить его массу и гидравлическое сопротивление, что может также привести к уменьшению расхода топлива и увеличению можности двигателя.

Формула изобретения

1. Соединительный узел трубопровода, например магистрали выпуска отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, содержащий суживающийся патрубок, снабженный внутренней выходной кромкой и размещенный с зазором в охватывающей его суживающейся обечайке, к торцу минимального сечения которой подсоединен раструб, и суживающуюся оболочку, размещенную внутри патрубка и раструба и снабженную наружной и внутренней входной кромками, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью уменьшения габаритов, раструб снабжен винтовыми ребрами, размещенными по всей его длине и подсоединенными к суживающейся оболочке, а площадь кольцевого сечения между внутренней выходной кромкой патрубка и наружной кромкой оболочки выполнена равной 5% от пЛощади сечения внутренней входной кромки суживающейся оболочки.

950932

2. Узел по и. 1, о т л и ч а ю щ н йс я тем, что винтовые ребра выполнены в сечении в виде аэродинамического профиля.

6"

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР У 496374, кл. F 01 N 7/08, 1975.

950932

ЖРКПУУО РР7Я одУуд

Составитель В. Козлов

Техред E.баритончик Корректор М. Шароши

Редактор Г. Гербер

Заказ 5910/37

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 539 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5