ТРАКТ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ Российский патент 2016 года по МПК F28F3/02 F28D1/02 

Описание патента на изобретение RU2581309C2

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплообменным аппаратам, и может быть использована при создании охлаждаемых конструкций с большими удельными тепловыми потоками.

В настоящее время для охлаждения стенок теплонапряженных конструкций в основном применяется регенеративное охлаждение, заключающее в подаче охладителя по специальным пазам, выполненным между внутренней охлаждаемой и наружной силовой оболочками, скрепленными между собой по вершинам пазов тракта охлаждения.

Прочность тракта охлаждения в данном случае определяется прочностью паяных швов между внутренней и наружной оболочками, из-за того что прочность припоя ниже прочности материала оболочек. Для увеличения прочности паяного соединения необходимо увеличение площади соприкосновения контактируемых поверхностей. Увеличение толщины ребра нецелесообразно из-за того, что это ведет к уменьшению числа ребер и увеличению перепада давлений в тракте охлаждения.

Как правило, при увеличении давления внутри тракта охлаждения внутренняя оболочка теряет устойчивость и вспучивается, особенно в цилиндрической части. Для увеличения устойчивости и прочности оболочек устанавливают бандажи, что ведет к ухудшению габаритно-массовых характеристик конструкции.

Известен тракт охлаждения теплонапряженных конструкций, содержащий внутреннюю профилированную оболочку, на внешней поверхности которой выполнены ребра тракта охлаждения, наружную профилированную оболочку, установленную на внутреннюю и скрепленную с ней по вершинам ребер тракта охлаждения (М.В. Добровольский и др. Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования. М.: Высшая школа, 1968 г., рис. 4.26 г., стр. 166-167).

Охладитель подается в тракт охлаждения, движется по пазам между ребрами и охлаждает огневую поверхность внутренней профилированной оболочки. За счет соединения оболочек между собой только по вершинам ребер при увеличении давления в тракте охлаждения не обеспечивается прочность и устойчивость внутренней оболочки, что ведет к потере работоспособности конструкции в целом.

Известен тракт охлаждения теплонапряженных конструкций, содержащий внутреннюю профилированную оболочку, на внешней поверхности которой выполнены ребра тракта охлаждения, наружную профилированную оболочку, установленную на внутреннюю и скрепленную с ней по вершинам ребер тракта охлаждения, при этом между ребрами тракта охлаждения выполнены полые перемычки, соединяющие вершины ребер между собой (патент РФ №2391615, МПК: F28F 3/02, F28D 1/02 - прототип).

Указанный тракт охлаждения теплонапряженных конструкций работает следующим образом.

Охладитель подается в тракт охлаждения, движется по пазам между ребрами и охлаждает огневую поверхность внутренней профилированной оболочки. За счет соединения оболочек между собой не только по вершинам ребер, но и по дополнительным поверхностям полых перемычек, происходит увеличение устойчивости и прочности внутренней оболочки. Повышенная устойчивость и прочность внутренней оболочки позволяет увеличить давление в тракте охлаждения изделия и внутри самого изделия, что, в конечном итоге, позволяет повысить эффективность рабочего процесса.

Недостатками указанного решения является то, что в этом случае образуются достаточно длинные участки для выхода фрезы при получении перемычек на внутренней оболочке, что приводит к необходимости дальнейшей выборки металла в зоне расположения перемычек при помощи пальчиковой фрезы или при помощи электроэррозии, что приводит к увеличению трудоемкости изготовления внутренней оболочки.

Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков и создание тракта охлаждения, конструкция которого позволяет упростить процесс изготовления внутренней оболочки и улучшить условия перемешивания охладителя, поступающего по изолированным каналам.

Решение указанной задачи достигается тем, что в предложенном тракте охлаждения теплонапряженных конструкций, содержащем внутреннюю профилированную оболочку, на внешней поверхности которой выполнены ребра тракта охлаждения, наружную профилированную оболочку, установленную на внутреннюю и скрепленную с ней по вершинам ребер тракта охлаждения, причем упомянутые оболочки и ребра образуют каналы охлаждения, при этом между ребрами тракта охлаждения выполнены полые перемычки, соединяющие вершины ребер между собой, согласно изобретению между перемычками и ребрами выполнены кольцевые радиальные канавки, причем ширина канавки не превышает ширины канала тракта охлаждения в месте выполнения упомянутых канавок.

Критерий - ширина канавки не превышает ширины канала тракта охлаждения в месте выполнения упомянутых канавок - выбран исходя из того, что при дальнейшем его увеличении происходит ослабление оболочки в месте выполнения перемычек из-за увеличения длины неподкрепленных участков.

В варианте исполнения перемычки соединяют вершины всех ребер между собой с образованием единой кольцевой поверхности.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный осевой разрез тракта, на фиг. 2 - часть тракта охлаждения с перемычками в аксонометрии.

Тракт охлаждения содержит внутреннюю профилированную оболочку 1, на внешней поверхности которой выполнены ребра 2 тракта охлаждения. Между ребрами 2 тракта охлаждения выполнены полые перемычки 3, соединяющие вершины ребер между собой. На внутреннюю профилированную оболочку 1 установлена наружная профилированная оболочка 4 при помощи пайки по вершинам ребер 2 и полым перемычкам 3. Между перемычками 3 и ребрами 2 выполнены кольцевые радиальные канавки 5.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Охладитель подается в тракт охлаждения, движется по пазам между ребрами 2 и охлаждает огневую поверхность внутренней профилированной оболочки 1. За счет соединения оболочек между собой не только по вершинам ребер 2, но и по дополнительным поверхностям полых перемычек 3 происходит увеличение устойчивости и прочности внутренней оболочки 1.

Наличие кольцевых радиальных канавок 5 между ребрами 2 и перемычками 3 позволяет значительно упростить процесс изготовления полых перемычек 3 за счет обеспечения доступа инструмента в зону перемычек и обеспечить требуемую равномерность распределения компонента по тракту охлаждения за счет перемешивания и перераспределения компонента в кольцевых радиальных канавках 5. В этом случае металл, прилегающий к зоне перемычек, выбирается при помощи токарной обработки с последующим удалением излишков металла при помощи долбяка.

Повышенная устойчивость и прочность внутренней оболочки 1 позволяет увеличить давление в тракте охлаждения изделия и внутрисамого изделия, что, в конечном итоге, позволяет повысить эффективность рабочего процесса.

Проведенные расчеты показали, что при выполнении одного пояса перемычек давление внутри тракта охлаждения может быть повышено на 25-30%.

Использование предложенного технического решения позволит создать тракт охлаждения, конструкция которого позволит упростить процесс изготовления внутренней оболочки, и тем самым снизить его трудоемкость и себестоимость.

Похожие патенты RU2581309C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ТРАКТА ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2014
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Шепеленко Виталий Борисович
RU2581508C2
ТРАКТ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2014
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Шепеленко Виталий Борисович
RU2561222C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРАКТА ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2014
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Шепеленко Виталий Борисович
RU2572034C2
ТРАКТ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2008
  • Горохов Виктор Дмитриевич
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2391615C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРАКТА ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2008
  • Горохов Виктор Дмитриевич
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Черниченко Виктор Владимирович
  • Стогней Владимир Григорьевич
RU2392479C1
КОЛЬЦЕВАЯ КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2014
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Шепеленко Виталий Борисович
RU2555419C1
КОЛЬЦЕВАЯ КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2014
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Шепеленко Виталий Борисович
RU2572036C2
КОЛЬЦЕВАЯ КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2008
  • Горохов Виктор Дмитриевич
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Стогней Владимир Григорьевич
  • Черниченко Виктор Владимирович
RU2391540C1
КАМЕРА ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ 2014
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Шепеленко Виталий Борисович
RU2555418C1
ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 2014
  • Черниченко Владимир Викторович
  • Шепеленко Виталий Борисович
RU2555422C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 581 309 C2

Реферат патента 2016 года ТРАКТ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Изобретение относится к области теплоэнергетики, а именно к теплообменным аппаратам, и может быть использовано при создании охлаждаемых конструкций с большими удельными тепловыми потоками. Тракт охлаждения теплонапряженных конструкций содержит внутреннюю профилированную оболочку, на внешней поверхности которой выполнены ребра тракта охлаждения, наружную профилированную оболочку, установленную на внутреннюю и скрепленную с ней по вершинам ребер тракта охлаждения, причем упомянутые оболочки и ребра образуют каналы охлаждения. Между ребрами тракта охлаждения выполнены полые перемычки, соединяющие вершины ребер между собой, при этом между перемычками и ребрами выполнены кольцевые радиальные канавки, причем ширина канавки не превышает ширины канала тракта охлаждения в месте выполнения упомянутых канавок. В варианте исполнения перемычки соединяют вершины всех ребер между собой с образованием единой кольцевой поверхности. Технический результат - упрощение изготовления, улучшение перемешивания охладителя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 581 309 C2

1. Тракт охлаждения теплонапряженных конструкций, содержащий внутреннюю профилированную оболочку, на внешней поверхности которой выполнены ребра тракта охлаждения, наружную профилированную оболочку, установленную на внутреннюю и скрепленную с ней по вершинам ребер тракта охлаждения, причем упомянутые оболочки и ребра образуют каналы охлаждения, при этом между ребрами тракта охлаждения выполнены полые перемычки, соединяющие вершины ребер между собой, отличающийся тем, что между перемычками и ребрами выполнены кольцевые радиальные канавки, причем ширина канавки не превышает ширины канала тракта охлаждения в месте выполнения упомянутых канавок.

2. Тракт охлаждения теплонапряженных конструкций по п. 1, отличающийся тем, что перемычки соединяют вершины всех ребер между собой с образованием единой кольцевой поверхности.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2016 года RU2581309C2

ТРАКТ ОХЛАЖДЕНИЯ ТЕПЛОНАПРЯЖЕННЫХ КОНСТРУКЦИЙ 2008
  • Горохов Виктор Дмитриевич
  • Черниченко Владимир Викторович
RU2391615C1
Конвектор-радиатор с регулируемойТЕплОпЕРЕдАчЕй 1980
  • Сарумов Юрий Александрович
  • Григорьев Виталий Сидорович
  • Умеркин Георгий Хамзанович
  • Манюк Владимир Иванович
  • Кудрявцев Марат Иннокентьевич
  • Галацкий Борис Давыдович
SU842525A1
Способ исследования химической активности желудочного сока 1947
  • Быховский А.В.
SU75718A1
Устройство для взвешивания слитков в движении 1988
  • Мышляев Леонид Павлович
  • Буторин Владимир Константинович
  • Кошелев Александр Евдокимович
  • Митин Виталий Викторович
  • Белий Дмитрий Михайлович
  • Репин Валерий Павлович
  • Шеметов Александр Геннадьевич
  • Фролов Андрей Семенович
  • Уланов Олег Иванович
  • Воскобоев Юрий Александрович
SU1624271A1
Устройство для укладки в тару штучных изделий 1988
  • Шаров Виктор Андреевич
SU1650520A1

RU 2 581 309 C2

Авторы

Черниченко Владимир Викторович

Шепеленко Виталий Борисович

Даты

2016-04-20Публикация

2014-05-05Подача