CN106885083A - 一种减振降噪型管件及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种减振降噪型管件及其制造方法，采用增材制造工艺，减振降噪型管件在变径处做到了截面积的平缓过渡，使流道沿着弧形引导线渐变，至少其中一个流道的轴心线在交叉连通段呈连续曲线状，所述连续曲线状从所在流道轴心线的直线段末尾沿轴向延续，直到到达到交叉连通段后该流道轴心线的后方直线段起点。可根据介质流动的方向进行引流，减少介质流动时的阻力；通过平衡进出口流道截面积总和，使介质能平稳在管件内流动，从而达到减振降噪的效果，适合用于对流阻、振动及噪音有较高要求场合的管道连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种管件产品，具体涉及一种具有引流结构，能实现减振降噪效果的管件产品及其制作方法，属于机械工程领域。
背景技术
目前，我国各种管路系统中大多采用管件对管路进行连接，而管件大多采用机加工、焊接、铸造等工艺方法进行生产。受限于这些工艺方法，管件的流道轴心线一般呈直线（详见图1），流道相交的地方，轴心线则直线相交呈某一角度。因为流动惯性，当介质流动到流道相交的地方时，介质会对相交流道一侧管壁进行冲击后再沿相交流道流动，使局部管阻增大。故在流道相交处存在明显的局部高压和局部高速的情况（如图2和图3），从而引起管道振动和噪声。详见图3，常规管件的流体由S1口进入，直接撞击到管壁上，形成回流。后续流体流入管件后，与该回流碰撞，导致管壁处的流体滞流，产生局部高压，。由于管件内产生一个滞流区，造成了管件流通截面积的突减，使流体在经过这个滞流区向两侧流动时流速突然增大，并在后端的管道内产生紊流，再加上滞流区附近流体不断的相互撞击，从而使管道产生振动及噪声。
此外，对于变径的管件（也即交叉管的管径不一样），其流道截面的突变会引起介质压力和流速的突变，也会引起管道振动和噪音。
最后，大多数管件的内部难以处理，特别是机加工和焊接成形的管件，其内部的毛刺飞边、焊缝无法处理，会明显的影响流道内介质的流动，引起管道振动和噪音。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种减振降噪型管件，使介质能平稳在管件内流动，从而达到减振降噪的功能。
进一步的，在此基础上，本发明还要提供一种制造这种减振降噪型管件的方法，使得管件的内部有利于减振和降噪。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种减振降噪型管件，包括至少两个交叉连通的流道，其特征在于：所述至少两个流道中，至少其中一个流道的轴心线在交叉连通段呈连续曲线状，所述连续曲线状从所在流道轴心线的直线段末尾沿轴向延续，直到到达到交叉连通段后该流道轴心线的后方直线段起点。
进一步的，所述流道的轴心线连续曲线状使得流道周向管壁整体呈连续曲线段弯曲而成弧形流道。
进一步的，所述至少两个流道均为支流道，支流道交叉相通后在相汇合的一端形成一个主流道；该主流道与各支流道均以管径平滑过渡方式连接，渐变过渡至支流道。
进一步的，所述主流道的流道截面积与支流道截面积形成平滑渐变过渡。
进一步的，流道的轴心线在交叉连通段呈连续曲线状，使相交流道的轴心线由直角相交变成圆弧过渡连接。
进一步的，当主流道相对于各支流道为变径流道时，所述主流道的流道截面积等于支流道截面积之和。
进一步的，所述主流道和支流道的内壁连续平滑。
进一步的，所述流道为圆形截面的流道。
一种上述减振降噪型管件的制造方法，其特征在于：使用增材制造工艺将管件内的至少两个相交流道的一个制成弧形，所述至少两个流道中，至少其中一个流道的轴心线在交叉连通段呈连续曲线状，所述连续曲线状从所在流道轴心线的直线段末尾沿轴向延续，直到到达到交叉连通段后该流道轴心线的后方直线段起点。
进一步的，在流道交叉相通处采用截面积的平缓过渡，使各流道管径沿着弧形流道轴心引导线渐变，形成弧形渐变管。
进一步的，在流道交叉处形成截面积平缓过渡，使管径沿着弧形流道轴心引导线渐变与前后直线段平滑连通。
进一步的，主流道截面积近似恒定等于支流道之和。
进一步的，使相交流道的轴心线由直角相交变成圆弧过渡。
本发明的原理为：通过流道其中一个流道的轴心线在交叉连通段呈连续曲线状，使得流道平稳汇合达到减振降噪效果。同时，减振降噪型管件在变径处做到了截面积的平缓过渡，使管径沿着弧形引导线渐变。流体在经过渐变流道时，由弧形渐变管壁引流，沿管壁平稳流动，仅产生轻微的摩擦碰撞，所产生的振动及噪声也要小于常规管件。
将管件的主流道的截面积设计为约等于支流道截面积之和。
该设计根据流量守恒的原理，使流道截面积近似恒定，从而保持管道内流体流速的恒定，达到流体平稳流动、管道减振降噪的效果。由此，本发明减振降噪型管件，管件流道轴心线呈连续曲线；管件流道变直径过渡平滑；
管件流道内壁连续平滑；管件主流道截面积约等于管件支流道截面积之和。
同时，减振降噪型管件使用增材制造工艺对流道进行了结构优化，可根据介质流动的方向进行引流，减少介质流动时的阻力，同时平衡进出口的流道截面积，实现流道截面积的平滑渐变，使介质能平稳在管件内流动，从而达到减振降噪的功能。
本发明的有益效果是：能降低管路系统中管件处的流阻，实现对介质的引流，降低流体对管壁的冲击，使管路系统中的介质流动平稳，减少管路系统的振动和噪音。
附图说明
图1为现有技术中普通管件的四种常见流道结构。
图2为现有技术中一种普通管件内流道相交处的介质流动情况。
图3为现有技术中另一种普通管件的内流道相交处的介质流动情况。
图4为根据本发明实施的第一个实施例的减振降噪型管件结构示意图。
图5为根据本发明实施的第二个实施例的减振降噪型管件结构示意图。
图6为根据本发明实施的第三个实施例的减振降噪型管件结构示意图。
图7为根据本发明实施的第四个实施例的减振降噪型管件结构示意图。
图8为第一个实施例减振降噪型管件内介质分流后的流动情况。
减振降噪型管件的流道结构包括但不限于图中所示的结构。
具体实施方式
如图4-8，使用增材制造工艺将管件内的相交流道制成弧形，使相交流道的轴心线由直角相交变成圆弧过渡。
如图4，第一个实施例：根据本发明实施的一种减振降噪型管件，使用增材制造工艺将管件主流道的直径沿弧形引导线逐渐变小至支流道直径，使管件内部流道无截面积突变的结构，详见图4。包括至少两个交叉连通的流道（S2、S3），其特征在于：所述至少两个流道中，至少其中一个流道S2、S3的轴心线在交叉连通段呈连续曲线状，使相交流道的轴心线由直角相交变成圆弧过渡连接；所述连续曲线状从所在流道S2、S3轴心线的直线段末尾沿轴向延续，直到到达到交叉连通段后该流道轴心线的后方直线段起点。
所述流道S2、S3的轴心线连续曲线状使得流道周向管壁整体呈连续曲线段弯曲而成弧形流道。
所述至少两个流道S2、S3均为支流道，支流道交叉相通后在相汇合的一端形成一个主流道S1；该主流道S1与各支流道S2、S3均以管径平滑过渡方式连接，渐变过渡至支流道S2、S3。
进一步的，所述主流道S1的流道截面积与支流道S2、S3截面积形成平滑渐变过渡。
进一步的，当主流道S1相对于各支流道S2、S3为变径流道时，所述主流道的流道截面积等于支流道S2、S3截面积之和。
进一步的，所述主流道和支流道S2、S3的内壁连续平滑。
同样，如图5的第二个实施例，一个流道B为弧形流道与直线流道A交汇，其轴心线连续曲线状从所在流道轴心线的直线段末尾沿轴向延续，直到到达到交叉连通段后该流道轴心线的后方直线段起点。所述流道B的轴心线连续曲线状使得流道周向管壁整体呈连续曲线段弯曲而成弧形流道。流道A在交叉前相对于交叉后变径。流道A在交叉后相对于交叉前变径，使得汇合后的流道A截面积近似恒定等于支流道B与流道A变径之前截面积之和。
第三个实施例：如图6，两个流道B为弧形流道并在同一水平周向与流道A交汇，两个流道B轴心线连续曲线状从所在流道轴心线的直线段末尾沿轴向延续，直到到达到交叉连通段后该流道轴心线的后方直线段起点。流道B的轴心线连续曲线状使得流道周向管壁整体呈连续曲线段弯曲而成弧形流道。流道A在交叉前相对于交叉后变径，流道A与流道B在变径前直径不同。流道A在交叉后相对于交叉前变径使得汇合后的主流道截面积近似恒定等于支流道B之和。
第四个实施例：如图7所示，两个流道B为弧形流道并在不同水平周向高度与流道A交汇，两个流道B轴心线连续曲线状从所在流道轴心线的直线段末尾沿轴向延续，直到到达到交叉连通段后该流道轴心线的后方直线段起点。流道B的轴心线连续曲线状使得流道周向管壁整体呈连续曲线段弯曲而成弧形流道。流道A在交叉后相对于交叉前变径使得汇合后的主流道截面积近似恒定等于支流道B之和。
如图8，图4中的减振降噪型管件的流体由主流道S1口进入后仅能撞击极小面积的管壁，产生的滞流区也非常小。大部分的流体被弧形流道引导流向两侧，流体撞击平缓，流速不发生较大突变，管道内流体流动平稳，其产生的振动和噪声均小于常规管件。
由于工艺限制，常规管件在变径处的截面积无法做到平缓过渡，流体在经过变径流道时流速会产生突变，产生强烈的流体碰撞、回流、乱流等情况，造成管道的振动及噪声。通过采用增材制造工艺，减振降噪型管件在变径处做到了截面积的平缓过渡，使管径沿着弧形引导线渐变。流体在经过渐变流道时，由弧形渐变管壁引流，沿管壁平稳流动，仅产生轻微的摩擦碰撞，所产生的振动及噪声也要小于常规管件。
将管件的主流道的截面积设计为约等于支流道截面积之和。
该设计根据流量守恒的原理，使流道截面积近似恒定，从而保持管道内流体流速的恒定，达到流体平稳流动、管道减振降噪的效果。
Claims (10)
1.一种减振降噪型管件，包括至少两个交叉连通的流道，其特征在于：所述至少两个流道中，至少其中一个流道的轴心线在交叉连通段呈连续曲线状，所述连续曲线状从所在流道轴心线的直线段末尾沿轴向延续，直到到达到交叉连通段后该流道轴心线的后方直线段起点。
2.根据权利要求1所述的减振降噪型管件，其特征在于：所述流道的轴心线连续曲线状使得流道周向管壁整体呈连续曲线段弯曲而成弧形流道。
3.根据权利要求1或2所述的减振降噪型管件，其特征在于：所述至少两个流道均为支流道，支流道交叉相通后在相汇合的一端形成一个主流道；该主流道与各支流道均以管径平滑过渡方式连接，渐变过渡至支流道。
4.根据权利要求1或2所述的减振降噪型管件，其特征在于：所述主流道的流道截面积与支流道截面积形成平滑渐变过渡。
5.根据权利要求1或2所述的减振降噪型管件，其特征在于：流道的轴心线在交叉连通段呈连续曲线状，使相交流道的轴心线由直角相交变成圆弧过渡连接。
6.根据权利要求1或2所述的减振降噪型管件，其特征在于：当主流道相对于各支流道为变径流道时，所述主流道的流道截面积等于支流道截面积之和。
7.根据权利要求1或2所述的减振降噪型管件，其特征在于：所述主流道和支流道的内壁连续平滑。
8.根据权利要求1或2所述的减振降噪型管件，其特征在于：所述流道为圆形截面的流道。
9.一种制造上述权利要求1-8之一所述减振降噪型管件的方法，其特征在于：使用增材制造工艺将管件内的至少两个相交流道的一个制成弧形，所述至少两个流道中，至少其中一个流道的轴心线在交叉连通段呈连续曲线状，所述连续曲线状从所在流道轴心线的直线段末尾沿轴向延续，直到到达到交叉连通段后该流道轴心线的后方直线段起点。
10.一种权利要求9所述减振降噪型管件的制造方法，其特征在于：在流道交叉相通处采用截面积的平缓过渡，使各流道管径沿着弧形流道轴心引导线渐变，形成弧形渐变管。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170623 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |