RU213097U1

RU213097U1 - DEVICE FOR SWIRLING THE FLOW IN THE PIPELINE

Info

Publication number: RU213097U1
Application number: RU2022101173U
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Вяткин; Вячеслав Алексеевич Ермаков; Дмитрий Алексеевич Загвоздин; Виктор Владимирович Чупин
Original assignee: Публичное акционерное общество "Научно-производственная корпорация "Иркут" (ПАО "Корпорация "Иркут")
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2022-08-24

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для воздействия на поток текучей среды, в частности, для закручивания потока с целью подавления кавитации во всасывающих рукавах гидравлических систем транспортных средств при максимальных расходах гидравлической жидкости. Для достижения этого технического результата предлагается устройство для закручивания потока в трубопроводе, включающее элементы для закрутки потока, устанавливаемые внутри трубопровода. Устройство снабжено штуцером для подвода дополнительного расхода жидкости в камеру, образованную между корпусом и вставкой, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру трубопровода, при этом во вставке выполнены прорези по касательной к внутренней поверхности вставки и под углом 30…60 градусов к оси трубопровода.

The proposed utility model relates to devices for influencing the fluid flow, in particular, for swirling the flow in order to suppress cavitation in the suction hoses of the hydraulic systems of vehicles at maximum hydraulic fluid flow rates. To achieve this technical result, a device for swirling the flow in the pipeline is proposed, including elements for swirling the flow installed inside the pipeline. The device is equipped with a fitting for supplying additional fluid flow to the chamber formed between the body and the insert, the inner diameter of which is equal to the inner diameter of the pipeline, while the insert is made with slots tangentially to the inner surface of the insert and at an angle of 30...60 degrees to the axis of the pipeline.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к устройствам для воздействия на поток текучей среды, в частности, для закручивания потока с целью подавления кавитации во всасывающих рукавах гидравлических систем транспортных средств при максимальных расходах гидравлической жидкости.The proposed utility model relates to devices for influencing the fluid flow, in particular, for swirling the flow in order to suppress cavitation in the suction hoses of the hydraulic systems of vehicles at maximum hydraulic fluid flow rates.

Известно устройство для закручивания потока в трубопроводе, которое включает устанавливаемые внутри цилиндрического корпуса элементы для закрутки потока (патент РФ №2142582, опубл. 10.12.1999). Элементы для закрутки потока в данном устройстве представляют собой лопатки, установленные вокруг центрального тела.A device for swirling a flow in a pipeline is known, which includes elements installed inside a cylindrical body for swirling the flow (RF patent No. 2142582, publ. 10.12.1999). Elements for swirling the flow in this device are blades installed around the central body.

Недостаток данного устройства - сложная конструкция, большое гидравлическое сопротивление данного устройства и отсутствие возможности управления закруткой потока.The disadvantage of this device is a complex design, a large hydraulic resistance of this device and the inability to control the flow swirl.

Известно устройство, в котором средство для закручивания потока в трубе выполнено из проволоки в виде цилиндрической пружины, а корпусом является сама труба (патент РФ №2285198, опубл. 10.10.2006). Данное устройство имеет простую конструкцию и небольшое дополнительное гидравлическое сопротивление.A device is known in which the means for swirling the flow in the pipe is made of wire in the form of a cylindrical spring, and the pipe itself is the body (RF patent No. 2285198, publ. 10.10.2006). This device has a simple design and a small additional hydraulic resistance.

Однако даже небольшое дополнительное гидравлическое сопротивление может спровоцировать возникновение кавитации во всасывающих рукавах гидравлических систем транспортных средств в периоды максимального расхода гидравлической жидкости. Отсутствует и возможность управления закруткой потока.However, even a small additional hydraulic resistance can provoke cavitation in the suction hoses of the hydraulic systems of vehicles during periods of maximum hydraulic fluid flow. There is also no ability to control flow swirling.

Известно также устройство для закручивания потока, в котором элементы для закрутки потока размещены непосредственно на внутренней поверхности трубопровода (и, одновременно, корпусе) и выполнены в виде спиралевидных участков с шероховатостью большей, чем шероховатость внутренней поверхности трубопровода (а. с. СССР №1560844, опубл. 30.04.90). Это устройство не изменяет внутреннее сечение трубопровода и обладает минимальным гидравлическим сопротивлением, так как дополнительное сопротивление от шероховатостей на внутренней поверхности трубопровода невелико. Данное техническое решение наиболее близко к предложенному и принято за прототип.It is also known a device for swirling the flow, in which the elements for swirling the flow are placed directly on the inner surface of the pipeline (and, at the same time, the housing) and are made in the form of spiral sections with a roughness greater than the roughness of the inner surface of the pipeline (A. S. USSR No. 1560844, published 30.04.90). This device does not change the internal section of the pipeline and has a minimum hydraulic resistance, since the additional resistance from roughness on the inner surface of the pipeline is small. This technical solution is closest to the proposed one and is taken as a prototype.

К недостаткам устройства следует отнести невозможность достижения существенного вращательного движения потока в трубопроводе, что может быть необходимо для подавления кавитации, а также отсутствие возможности управления закруткой потока.The disadvantages of the device include the impossibility of achieving a significant rotational movement of the flow in the pipeline, which may be necessary to suppress cavitation, as well as the inability to control the flow swirl.

Предлагаемой полезной моделью решается задача достижения возможности управления закруткой потока при минимальном гидравлическом сопротивлении устройства.The proposed utility model solves the problem of achieving the ability to control flow swirling with a minimum hydraulic resistance of the device.

Для достижения этого технического результата устройство для закручивания потока в трубопроводе, включающее элементы для закрутки потока, устанавливаемые внутри трубопровода, снабжено штуцером для подвода дополнительного расхода жидкости в камеру, образованную между корпусом и вставкой, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру трубопровода, при этом во вставке выполнены прорези по касательной к внутренней поверхности вставки и под углом 30…60 градусов к оси трубопровода.To achieve this technical result, a device for swirling the flow in the pipeline, including elements for swirling the flow, installed inside the pipeline, is equipped with a fitting for supplying additional fluid flow to the chamber formed between the housing and the insert, the inner diameter of which is equal to the inner diameter of the pipeline, while in the insert cuts are made tangentially to the inner surface of the insert and at an angle of 30...60 degrees to the axis of the pipeline.

Отличительными признаками предлагаемого устройства для закручивания потока от указанного выше известного является то, что устройство снабжено штуцером для подвода дополнительного расхода жидкости, соединенным с камерой, образованной между корпусом и вставкой, внутренний диаметр которой равен внутреннему диаметру трубопровода, при этом во вставке выполнены прорези по касательной к внутренней поверхности вставки и под углом 30…60 градусов к оси трубопровода.Distinctive features of the proposed device for swirling the flow from the above-mentioned well-known is that the device is equipped with a fitting for supplying additional fluid flow connected to a chamber formed between the housing and the insert, the inner diameter of which is equal to the inner diameter of the pipeline, while the insert is tangentially slotted to the inner surface of the insert and at an angle of 30 ... 60 degrees to the axis of the pipeline.

Благодаря наличию этих признаков достигается возможность путем подачи дополнительного расхода жидкости к штуцеру управлять закруткой потока в трубопроводе, при этом достигается минимальное гидравлическое сопротивление устройства, так как внутренний диаметр вставки равен внутреннему диаметру трубопровода и дополнительное гидравлическое сопротивление отсутствует.Due to the presence of these features, it is possible to control the flow swirl in the pipeline by supplying an additional flow rate to the fitting, while achieving the minimum hydraulic resistance of the device, since the inner diameter of the insert is equal to the inner diameter of the pipeline and there is no additional hydraulic resistance.

Предлагаемое устройство для закручивания потока в трубопроводе иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.The proposed device for swirling the flow in the pipeline is illustrated by the drawings shown in Fig. 1-3.

На фиг. 1 показан общий вид устройства.In FIG. 1 shows a general view of the device.

На фиг. 2 - вертикальный разрез устройства плоскостью А-А.In FIG. 2 - vertical section of the device by plane A-A.

На фиг. 3 - разрез устройства плоскостью Б-Б.In FIG. 3 - section of the device by the B-B plane.

Устройство для закручивания потока в трубопроводе (фиг. 1) содержит корпус 1, внутри которого установлена вставка 2. Внутренний диаметр вставки 2 равен внутреннему диаметру трубопровода 3 (или близок к нему). Полость между корпусом 1 и вставкой 2 образует камеру 4. Корпус 1 устройства снабжен штуцером 5 для подвода дополнительной жидкости в камеру 4. Во вставке 2 выполнены прорези 6 по касательной к ее внутренней поверхности и под углом 30…60 градусов к оси трубопровода. Указанный диапазон углов 30…60 градусов является оптимальным, так как при меньших углах заметно снижается закрутка потока, а при углах выше указанного диапазона возможно уменьшение расхода жидкости в трубопроводе. Трубопровод 3 на входе устройства снабжен резьбовой муфтой 7 с уплотнением 8 для герметичного соединения с корпусом 1 и фиксации в корпусе 1 вставки 2.The device for swirling the flow in the pipeline (Fig. 1) contains a housing 1, inside which is installed an insert 2. The inner diameter of the insert 2 is equal to the inner diameter of the pipeline 3 (or close to it). The cavity between body 1 and insert 2 forms chamber 4. Device body 1 is equipped with fitting 5 for supplying additional liquid to chamber 4. Slots 6 are made in insert 2 tangentially to its inner surface and at an angle of 30…60 degrees to the pipeline axis. The specified range of angles of 30…60 degrees is optimal, since at smaller angles the flow swirl is noticeably reduced, and at angles above the specified range, a decrease in fluid flow in the pipeline is possible. The pipeline 3 at the inlet of the device is equipped with a threaded coupling 7 with a seal 8 for hermetic connection with the body 1 and fixation of the insert 2 in the body 1.

Работа устройства осуществляется следующим образом. При работе гидросистемы транспортного средства в обычном режиме дополнительная жидкость к штуцеру 5 не подводится, закручивание потока не производится, а устройство не создает дополнительного сопротивления. При возникновении кавитации во всасывающем рукаве гидросистемы транспортного средства или угрозе ее возникновения к штуцеру 5 подается жидкость, которая проходит в камеру 4 между корпусом 1 и вставкой 2 и через прорези 6 поступает по касательной к внутренней поверхности вставки 2 и трубопровода 3. При этом вблизи стенок трубопровода создается закрученный поток, линии тока которого на выходе из устройства идут под углом 30…60 градусов к оси трубопровода. Это позволяет не только предотвратить появление зон кавитации за изгибами всасывающего рукава из-за подвода в пристенный слой дополнительной кинетической энергии, но и способствует увеличению расхода жидкости в трубопроводе. Управление интенсивностью закрутки потока осуществляют путем изменения расхода подаваемой к штуцеру 5 жидкости.The operation of the device is as follows. When the vehicle's hydraulic system is operating in normal mode, additional fluid is not supplied to the fitting 5, the flow is not swirling, and the device does not create additional resistance. In the event of cavitation in the suction hose of the vehicle hydraulic system or the threat of its occurrence, liquid is supplied to the fitting 5, which passes into the chamber 4 between the housing 1 and the insert 2 and through the slots 6 enters tangentially to the inner surface of the insert 2 and pipeline 3. At the same time, near the walls pipeline, a swirling flow is created, the streamlines of which at the outlet of the device go at an angle of 30 ... 60 degrees to the axis of the pipeline. This makes it possible not only to prevent the appearance of cavitation zones behind the bends of the suction hose due to the supply of additional kinetic energy to the near-wall layer, but also contributes to an increase in the liquid flow in the pipeline. The flow swirling intensity is controlled by changing the flow rate supplied to the fitting 5 of the fluid.

Предлагаемое устройство не создает дополнительного сопротивления движению жидкости, но в то же время позволяет, при необходимости, создать закрученный поток жидкости и увеличить ее расход для подавления кавитации во всасывающей магистрали транспортного средства. Установка и применение устройства целесообразно в случаях, когда кавитация во всасывающей магистрали возникает кратковременно, а модернизация всей гидравлической системы с целью устранения кавитации на всех режимах приводит к большим затратам или невозможна с технической точки зрения, например, из-за существенного увеличения веса гидравлической системы летательного аппарата.The proposed device does not create additional resistance to fluid movement, but at the same time allows, if necessary, to create a swirling fluid flow and increase its flow rate to suppress cavitation in the vehicle intake line. Installation and use of the device is advisable in cases where cavitation in the suction line occurs for a short time, and the modernization of the entire hydraulic system in order to eliminate cavitation in all modes leads to high costs or is impossible from a technical point of view, for example, due to a significant increase in the weight of the aircraft hydraulic system. apparatus.

Claims

A device for swirling the flow in the pipeline, including elements for swirling the flow, installed inside the housing, characterized in that the device is equipped with a fitting for supplying additional fluid flow to the chamber formed between the housing and the insert, the inner diameter of which is equal to the inner diameter of the pipeline, while in the insert cuts are made tangentially to the inner surface of the insert and at an angle of 30...60 degrees to the axis of the pipeline.