Соединительный узел трубопровода Советский патент 1991 года по МПК F01N7/08 

Изобретение относится к машиностроению, а именно - к двигателестроению, в частности к системам выпуска двигателей и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 885575.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности.

На фиг. 1 изображен соединительный узел трубопровода, общий вид, разрез; на фиг. 2 -узел I на фиг. 1; распределительный клапан в статическом положении; на фиг. 3 - то же, в рабочем положении.

Соединительный узел трубопровода содержит суживающийся патрубок 1, размещенный с зазором в охватывающей его суживающейся обечайке 2, при этом в патрубке 1 размещена суживающаяся оболочка 3, выступающая за его торец. К торцу минимального сечения обечайки 2 подсоединен раструб, состоящий из цилиндрического 4 и конического 5 участков. Суживающийся патрубок 1 совместно с внутренней поверхностью суживающейся обечайки 2 образует кольцевой зазор, выполняющий функцию пассивного сопла эжектора, активным соплом которого является кольцевой зазор между суживающимся патрубком 1 и суживающейся оболочкой 3, Суживающаяся обо- лочка 3 снабжена в зоне сужения отверстиями б, размещенными на ее боковой поверхности, при этом оси отверстий 6 выполнены под углом к оси оболочки 3 в направлении движения газового потока, и в отверстиях 6 установлены трубки 7, размещенные между суживающейся оболочкой и коническим участком 5 раструба. При этом раструб является элементом глушителя 8. Суживающаяся оболочка 3 выполнена с охватывающим ее кожухом, состоящим из двух подвижных относительно друг друга вдоль оси участков 9 и 10. На кожухе размещен кольцевой коллектор 11, сообщенный с внутренним объемом кожуха через регулируемые отверстия 12, выполненные в одном из подвижных участков 9 кожуха. На кольцевом коллекторе 11 установлен распределительный клапан 13, выполненный в виде корпуса и перемещающегося в нем подпружиненного поршня 14, разделяющего корпус на внутреннюю полость 15, сообщенную с объемом кольцевого коллектора 11, и регулировочную полость 16, соединенную при помощи канала 17 с суживающимся патрубком 1. В боковых стенках корпуса и поршня 14 выполнены перекрываемые отверстия 18 и 19, сообщающие внутреннюю полость 15 корпуса с атмосферой. Во внутренней полости 15 установлена пружина 20, контактирующая с верхним основанием кольцевого коллектора 11 и с нижним торцом поршня 14. Один из подвижных участков 9 закреплен на суживающемся патрубке 1, а другой подвижный участок 10 закреплен на коническом

участке 5 раструба.

Соединительный узел трубопровода работает следующим образом.

Движущийся в глушитель 8 поток выхлопных газов разделяется в суживающем0 ся патрубке 1 на две части - центральную и периферийную. Центральная часть потока движется по конфузору, образованному суживающейся оболочкой 3, и теряет давление на увеличение скорости. В результате

5 этого давление в выпускном сечении оболочки 3 и в сечении между оболочкой и суживающейся обечайкой 2 будет ниже, чем давление в суживающемся патрубке 1. Скорость истечения газов из патрубка 1 будет

0 выше, чем скорость их истечения из обечайки 2. Повышенная скорость истечения обеспечивает эжектирование окружающего воздуха в зазор, при этом непосредственно в зоне сужения оболочки 3 через ее отвер5 стия 6 осуществляется перераспределение расхода газа из центральной части в периферийную часть, благодаря чему скорость выхлопных газов за кромкой суживающейся оболочки 3 снижается, а следовательно.

0 снижается аэродинамическое сопротивление. При восстановлении давления вдиффу- зорном канале между суживающейся оболочкой 3 и раструбом скорость смеси потоков снижается и становится значитель5 но ниже скорости за выходной кромкой оболочки 3. Благодаря расположению осей отверстий 6 под углом к оси оболочки 3 в направлении движения газового потока обеспечивается истечение газов под углом

0 к оси оболочки 3 по всему ее периметру и тем самым дополнительно увеличивается эжекционный подсос смеси потоков периферийной части за счет распределения расходов газа непосредственно из полости

5 оболочки 3 в диффузорный канал, а также обеспечивается более рациональное использование кинетической энергии газа, так как выходные кромки трубок 7 располагаются ближе к центральной части диффузорло0 го канала перед кромкой раструба и истечение газового потока из трубок 7 создает более равномерное внедрение потоков по оси канала, способствует более равномерному распределению скоростей и

5 давления по сечению соединительного узла трубопровода.

Подсос воздуха из атмосферы в пассивное сопло эжектора осуществляется следующим образом. При установившемся режиме двигателя возрастает давление в

суживающемся патрубке 1, и импульс давления газовой среды из суживающегося патрубка 1 по каналу 17 передается в регулировочную полость 16. Давление газов воздействует на верхнюю часть поршня 14, сжимается пружина 20, и отверстия 18 и 19 в стенках корпуса распределительного клапана 13 и поршня 14 совмещаются, а внутренняя полость 15 сообщается с атмосферой. Из внутренней полости 15 воз- дух поступает в кольцевой коллектор 11 и через отверстия 12 в пассивное сопло.

При снижении нагрузки двигателя, т.е. при появлении неустановившегося течения газовой среды, снижается давление газа в суживающемся патрубке 1. При этом изменяется равновесие сил между газом и пружиной 10, и отверстия 18 и 19 частично или полностью расходятся, предотвращая тем самым обратный выброс газовой смеси в машинное отделение, что повышает эксплуатационную надежность соединительного узла трубопровода.

При работе соединительного узла в условиях повышенных температур и возника- ющих деформациях в узлах соединения изменяется расстояние между торцами кожуха при линейном расширении и сжатии соединительного узла, а следовательно, изменяется и обьем пассивного сопла эжекто- ра, при этом кожух в свою очередь выполняет функцию экрана звуковых волн и центрирующего устройства, исключает перекосы узла трубопровода, а также исключает передачу осевых усилий от суживающегося патрубка 1 к раструбу.

Элементы кольцевого коллектора 11, кожуха и распределительного клапана 13, в свою очередь, выполняют функции допол- нительных шумоглушащих устройств, так как позволяют глушить шум всасывания и

одновременно препятствовать проникновению в помещение отраженных звуковых волн через кольцевой зазор.

Следовательно, устройство выполняет роль следящей системы за расходом пассивного потока, который изменяется автоматически от нуля до максимального значения, полностью исключается возможность обратного заброса выпускных газов в помещение и повышается эксплуатационная надежность соединительного узла трубопровода на пусковых и неустановившихся .режимах работы двигателя.

Формула изобретения

. Соединительный узел трубопровода по авт. св. Ms 885575, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, суживающаяся оболочка выполнена с охватывающим ее по меньшей мере частично кожухом, состоящим из двух подвижных относительно друг друга вдоль оси участков с кольцевым коллектором, размещенным на кожухе и сообщенным с внутренним объемом последнего через регулируемые отверстия, выполненные в одном из подвижных участков кожуха, и с распределительным клапаном, установленным на кольцевом коллекторе и выполненным в виде корпуса и перемещающегося в нем подпружиненного поршня, разделяющего корпус на внутреннюю полость, сообщенную с объемом кольцевого коллектора, и регулировочную полость, соединенную при помощи канала с суживающимся патрубком, причем в боковых стенках корпуса и поршня выполнены перекрываемые отверстия, сообщающие внутреннюю полость корпуса с атмосферой, один из подвижных участков кожуха закреплен на суживающемся патрубке, а другой - на раструбе.

10

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в системах выпуска двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности. Соединительный узел содержит суживающийся патрубок 1, размещенный с зазором в охватывающей его обечайке 2, при этом в патрубке 1 размещена суживающаяся оболочка 3. К торцу максимального сечения обечайки 2 подсоединен раструб, состоящий из цилиндрического 4 и конического 5 участков. Суживающаяся оболочка 3 снабжена в зоне сужения отверстиями 6, размещенными на ее боковой поверхности и установлен- ными под углом к оси оболочки 3. В отверстиях 6 установлены трубки 7, при этом раструб является элементом глушителя 8. Суживающаяся оболочка 3 выполнена с охватывающим ее кожухом, состоящим из двух подвижных относительно друг друга вдоль оси участков 9 и 10. На кожухе закреплен кольцевой коллектор 11, сообщенный с внутренним объемом кожуха через регулируемые отверстия 12. На кольцевом коллекторе, 11 установлен распределительный клапан 13, выполненный в виде корпуса и перемещающегося в нем подпружиненного поршня 14, разделяющего корпус на внутреннюю 15 и регулировочную 16 полости. В боковых стенках корпуса и поршня 14 выполнены перекрываемые отверстия 18 и 19, сообщающие внутреннюю полость 15 с атмосферой. Узел позволяет исключить обратный заброс газов в помещение. 3 ил. VJ О О Ю VI ГО Ю fall пг nt