ТРАКТ ВЫХЛОПА Российский патент 2004 года по МПК F16L59/00 F16L59/10 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к тепловой защите объектов, и может быть использовано при изготовлении проточной части выхлопных трактов.

Известен выхлопной тракт, например по а.с. 866326, МПК F 16 L 59/00, в котором внутренняя теплоизоляция выполнена в виде теплоизолирующих матов, закрытых защитными листами. Металлические листы прижимают теплоизолирующие маты к изолируемому наружному корпусу с помощью крепежных болтов. Для надежности крепления теплоизоляции и компенсации тепловых расширений защитных листов на них шарнирно закреплены гибкие стяжки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является устройство внутренней тепловой защиты выхлопного тракта, описанное в а.с. 2185564, МПК F 16 L 59/00. Выхлопной тракт содержит силовой металлический корпус, состоящий из секций газовода. К стенкам корпуса изнутри приварены иглы, на иглы послойно наколото теплозащитное покрытие и закрыто слоем стеклоткани. К иглам через шайбы приварены защитные гофрированные листы. Между собой листы сварены вдоль прерывистыми нахлесточными швами, при этом центральный поперечный нахлест не сварен. Листы закреплены по периметру на наружном корпусе. Со стороны проточного тракта места стыков секций газовода закрыты и заварены корытообразными накладками.

Свобода теплового расширения в продольном направлении обеспечивается тем, что защитные листы не соединены по поперечным стыкам, а в поперечном направлении за счет того, что листы имеют продольные гофры.

Данный тракт выхлопа имеет следующие недостатки:

- высокая вероятность погрешностей при изготовлении из-за большего количества сварочных работ, используемых при креплении защитных листов, что снижает надежность конструкции тракта выхлопа;

- элементы крепления - шайбы, выступающие над защитными листами, являются источниками возмущения газового потока, что ведет к повышению уровня вибрации.

Исходя из вышеперечисленных недостатков не исключена возможность отрыва защитных листов из-за возможности их совершать резонансные колебания большой амплитуды, так как совокупность защитных листов не представляет собой единую жесткую оболочку, поскольку листы скреплены друг с другом только в точках крепления к иглам и по продольным стыкам.

Выполнение внутренней оболочки в виде отдельных гофрированных листов, применение сварочных работ и большого количества элементов крепления делает конструкцию в целом низкотехнологичной.

Задачей изобретения является повышение стойкости защитной оболочки к резонансным явлениям и повышение технологичности конструкции тракта выхлопа.

При решении поставленной задачи достигается следующий технический результат - снижение уровня вибрации и, как следствие, шума, повышение надежности конструкции тракта выхлопа.

Технический результат достигается тем, что в известном выхлопном тракте, содержащем наружный металлический корпус, состоящий из секций газовода, теплоизолирующее покрытие, закрытое внутренней защитной металлической оболочкой, имеющей возможность окружного перемещения и не связанной по поперечным стыкам, зафиксированной в наружном корпусе по периметру и закрытой в местах стыков накладками, оболочка выполнена в виде обечайки, незамкнутой по продольному стыку, с фиксирующим элементом на наружной ее поверхности в зоне торца, обращенного навстречу потоку рабочей среды. Фиксирующий элемент выполнен в виде разрезного кольца, размещенного в пазах направляющих, закрепленных вдоль оси корпуса.

При поиске не было выявлено технических решений на аналогичные установки, которые предусматривали бы заявленные отличительные признаки - выполнение оболочки в виде обечайки, незамкнутой по продольному стыку, с фиксирующим элементом на наружной ее поверхности в зоне торца, обращенного навстречу потоку рабочей среды, с сохранением возможности перемещения в окружном и осевом направлении при расширении. Использование заявленных отличительных признаков в совокупности с остальными существенными признаками позволит получить новый вышеуказанный положительный и технический результат, не присущий известным аналогичным устройствам, а также известным в уровне техники признакам порознь. Таким образом заявленное техническое решение соответствует критерию изобретательский уровень, так как характеризуется новым конструктивным исполнением признаков и новой их совокупностью и взаимосвязью с достижением нового технического результата от их использования.

На фиг.1 представлен продольный разрез тракта выхлопа; на фиг.2 - стык секций газовода, на которой показан способ фиксации обечайки относительно наружного корпуса; на фиг.3 - поперечный разрез выхлопного тракта; на фиг.4 - незамкнутый стык обечайки; на фиг.5 - обечайка.

Тракт выхлопа содержит наружный металлический корпус 1, состоящий из секций газовода 2 (фиг.1). К стенкам наружного корпуса 1 изнутри приварены направляющие (стрингеры) 3, 4 с пазами в зоне торца (фиг.2). Между направляющими 3, 4 приварены иглы 5. На иглы 5 послойно наколото теплозащитное покрытие 6. Внутренняя оболочка выполнена в виде металлической обечайки 7, незамкнутой по продольному стыку, между незамкнутыми концами которой для обеспечения теплового расширения в окружном направлении образован зазор L, причем в зоне торца обечайки 7, обращенного навстречу потоку газов, на наружной ее поверхности приварен бурт 8, представляющий собой разрезное кольцо (фиг.3). Зазор L определяется расчетным путем в зависимости от марки материала обечайки 7 и температуры рабочей среды. Обечайка 7 своим буртом 8 зафиксирована в пазах направляющих 3 и 4 и за счет напряжений, возникших при изготовлении обечайки из листового проката, плотно прилегает к направляющим 3, 4 и теплозащитному покрытию 6 (фиг.2). Незамкнутые концы обечайки 7 имеют возможность окружного перемещения по пазам направляющих 3, 4 навстречу друг другу при ее расширении.

Незамкнутый продольный стык обечайки 7 перекрыт пластиной 9, прикрепленной точечной сваркой к Т-образной направляющей 4 в зоне К (фиг.4). В месте стыка секций газовода между торцами смежных обечаек образован зазор М, обеспечивающий свободу теплового расширения обечайки в осевом направлении. Зазор М определяется расчетным путем в зависимости от марки материала обечайки 7 и температуры рабочей среды. Зазор М перекрыт накладкой 10, приваренной к одной из обечаек.

На наружной поверхности наружного корпуса приварены фланцы 11.

В результате нагрева обечайки 7 потоком горячих газов концы незамкнутой обечайки 7 перемещаются в окружном направлении навстречу друг другу в пределах зазора L (фиг.4), компенсируя тепловое расширение. Бурт 8 (фиг.3) не препятствует движению концов обечайки 7 в окружном направлении, перемещаясь в пазах направляющих 3 и 4. Торец обечайки 7, обращенный по потоку газов, свободно лежит на направляющих 3 и перемещается под воздействием температурного расширения в осевом направлении в пределах зазора М. Из-за своей целостности обечайка 7 не подвержена разрушению и способна совершать только низкоамплитудные колебания, что повышает надежность тракта выхлопа в целом.

Вместо зазоров L и М может быть выполнен нахлест, обеспечивающий свободу теплового расширения.

Силовой герметичный корпус 1 выполнен из стали Ст.3 или 09Г2С толщиной 3-6 мм.

Внутренняя оболочка 7 выполнена из нержавеющей стали типа 12Х18Н10Т толщиной 1-1,5 мм. Секции газовода 2 стыкуются между собой по фланцам 11 с помощью болтовых соединений.

Таким образом, получена сплошная внутренняя оболочка:

- целостность которой позволяет исключить множественные элементы крепления и соединения при помощи сварки, а также исключает ее разрушение и снижает амплитуду резонансных колебаний;

- конструкция которой обеспечивает свободу теплового расширения в осевом и окружном направлениях без применения гофров, что позволяет их исключить.

Исходя из вышеперечисленного получена конструкция, обладающая более высокой технологичностью и надежностью по сравнению с прототипом.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к тепловой защите объектов, и может быть использовано при изготовлении проточной части выхлопных трактов. Выхлопной тракт содержит наружный металлический корпус, состоящий из секций газовода, теплозащитное покрытие, закрытое внутренней защитной металлической оболочкой, причем оболочка выполнена в виде металлической обечайки, незамкнутой по продольному стыку, с фиксирующим элементом на наружной ее поверхности в зоне торца. Техническим результатом изобретения является снижение уровня вибрации и, как следствие, шума, повышение надежности конструкции тракта выхлопа, повышение технологичности конструкции. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Тракт выхлопа, содержащий наружный металлический корпус, состоящий из секций газовода, теплозащитное покрытие, закрытое внутренней защитной металлической оболочкой, имеющей возможность окружного перемещения, не связанной по поперечным стыкам, зафиксированной в наружном корпусе по периметру и закрытой в местах стыков секций газовода накладками, отличающийся тем, что оболочка выполнена в виде обечайки, незамкнутой по продольному стыку, с фиксирующим элементом на наружной ее поверхности в зоне торца, обращенного навстречу потоку рабочей среды.2. Тракт выхлопа по п.1, отличающийся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде разрезного кольца, размещенного в пазах направляющих, закрепленных вдоль оси корпуса.