RU2078277C1 - Pipe unit with branch - Google Patents

Pipe unit with branch Download PDF

Info

Publication number
RU2078277C1
RU2078277C1 RU95103241A RU95103241A RU2078277C1 RU 2078277 C1 RU2078277 C1 RU 2078277C1 RU 95103241 A RU95103241 A RU 95103241A RU 95103241 A RU95103241 A RU 95103241A RU 2078277 C1 RU2078277 C1 RU 2078277C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
branch
pipeline
ellipse
flow
sections
Prior art date
Application number
RU95103241A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95103241A (en
Inventor
Л.С. Ситченко
С.В. Савелов
Д.В. Токарев
Original Assignee
Ситченко Леонид Степанович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ситченко Леонид Степанович filed Critical Ситченко Леонид Степанович
Priority to RU95103241A priority Critical patent/RU2078277C1/en
Publication of RU95103241A publication Critical patent/RU95103241A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2078277C1 publication Critical patent/RU2078277C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16LPIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L41/00Branching pipes; Joining pipes to walls
    • F16L41/02Branch units, e.g. made in one piece, welded, riveted

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pipe Accessories (AREA)
  • Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: cross-section of the bent portions of the unit is elliptic. The small axis of the ellipse is constant and equal to the initial diameter of a pipe line. The large axis of the ellipse is variable within the range of the angular co-ordinate from 0 deg to 90 deg. The axis is parallel to the radius of the bend to form pockets in the direction of the flow. EFFECT: enhanced reliability. 6 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области машиностроения и касается конструкции неразъемного соединения трубы с отводом или тройника. The invention relates to the field of mechanical engineering and relates to the design of one-piece pipe connection with a branch or tee.

Известен узел неразъемного соединения труб (авт. св. N 1638430, кл. F 161 L 41/00, опубл. в бюл. N 12 30.03.91), используемый в разветвленных трубопроводах, испытывающих воздействие вибрационных и изгибающих нагрузок. Но конструктивное использование его направлено не на снижение уровня вибрации, а на повышение вибропрочности конструкции путем повышения ее жесткости созданием участков овальности с определенной длиной этих участков и расположением. Known node permanent connection of pipes (ed. St. N 1638430, class F 161 L 41/00, published in the bulletin N 12 03/30/91), used in branched pipelines experiencing the effects of vibration and bending loads. But its constructive use is not aimed at reducing the level of vibration, but at increasing the vibration strength of the structure by increasing its rigidity by creating sections of ovality with a certain length of these sections and location.

Наиболее близким конструктивным решением, влияющим на степень деформации потока и принятым за прототип, является узел трубопровода с ответвлением (авт. св. N 1337604, кл. F 16 L 41/02, опубл. в бюлл. N 34 за 1987 г). Ответвление выполнено по типу тройника с входным и двумя выходными сечениями. Осевые линии выполнены изогнутыми по внутреннему и внешнему радиусу, благодаря чему происходит снижение уровня шума и вибрации и коэффициента гидравлического сопротивления путем исключения вихреобразования. Однако конструкция этого трубопроводного элемента не является гидравлически оптимальной. Течение жидкости в этом узле будет сопровождаться образованием водоворотных зон, характеризоваться повышенной турбулентностью и, как следствие, достаточно высокой интенсивностью износа, повышенными уровнями виброакустических характеристик и гидравлического сопротивления. В то же время на прямых участках трубопроводов, где поток стабилен и водоворотные зоны отсутствуют, все указанные характеристики на порядки ниже. The closest constructive decision, affecting the degree of deformation of the stream and adopted as a prototype, is a pipeline assembly with a branch (ed. St. N 1337604, class F 16 L 41/02, published in bulletin N 34 for 1987). The branch is made as a tee with input and two output sections. The axial lines are made curved along the inner and outer radius, due to which there is a decrease in the level of noise and vibration and the coefficient of hydraulic resistance by eliminating vortex formation. However, the design of this piping element is not hydraulically optimal. The fluid flow in this node will be accompanied by the formation of whirlpool zones, characterized by increased turbulence and, as a consequence, a sufficiently high wear rate, increased levels of vibroacoustic characteristics and hydraulic resistance. At the same time, in straight sections of pipelines, where the flow is stable and there are no whirlpool zones, all these characteristics are orders of magnitude lower.

Задачей изобретения является повышение долговечности трубопроводных элементов (отводов, тройников), снижение их виброакустических характеристик и гидравлического сопротивления. The objective of the invention is to increase the durability of pipeline elements (bends, tees), reducing their vibro-acoustic characteristics and hydraulic resistance.

Поставленная задача достигается за счет того, что в известном узле трубопровода с ответвлением, например в виде отвода или тройника, содержащем в зоне ответвления участки изогнутости, новой является совокупность выполнения поперечных сечений участков изогнутости в форме эллипса с постоянным значением величины малой оси эллипса, равной начальному диаметру трубопровода, и изменяемой в диапазоне текущей угловой координаты от 0 до 90o большой осью, расположенной вдоль направления радиуса гиба, с образованием карманов по направлению потока.The problem is achieved due to the fact that in the known node of the pipeline with a branch, for example in the form of a branch or a tee, containing curvature sections in the branch zone, a new set of cross sections of curvature sections in the form of an ellipse with a constant value of the small axis of the ellipse equal to the initial the diameter of the pipeline, and a large axis that varies in the range of the current angular coordinate from 0 to 90 o , located along the direction of the bend radius, with the formation of pockets in the direction of flow.

Заявляемое конструктивное исполнение элементов трубопровода является оптимальной формой проточной части трубопроводных элементов, обеспечивающей плавный безотрывный поток при различных схемах течения (отвод, тройник). Это приводит к существенному понижению интенсивности износа трубопроводов, уменьшению их вибрации, воздушного шума и гидравлического сопротивления. The inventive design of the pipeline elements is the optimal form of the flowing part of the pipeline elements, providing a smooth continuous flow at various flow patterns (branch, tee). This leads to a significant decrease in the wear rate of pipelines, reducing their vibration, airborne noise and hydraulic resistance.

На фиг. 1, 3 6 схематично представлен узел трубопровода для различных вариантов течения жидкости, на фиг. 2 формы сечения поверхности канала в зоне ответвления. In FIG. 1, 3 6 are a schematic representation of a piping assembly for various fluid flow variants; FIG. 2 sectional shapes of the channel surface in the branch zone.

Узел трубопровода представляет собой основную трубу 1 (фиг. 1) с ответвлением 2 под углом 90o. В районе неразъемного соединения имеется участок изогнутости 3 с образованием карманов 4, 5, втянутых и выступающих соответственно. Поперечное сечение участка изогнутости 3 имеет форму эллипса (фиг. 2) с постоянным значением малой оси 6, равной начальному диаметру трубопровода d и изменяемой большой осью 7, расположенной по направлению радиуса гиба r2.The node of the pipeline is a main pipe 1 (Fig. 1) with a branch 2 at an angle of 90 o . In the area of one-piece connection there is a curvature section 3 with the formation of pockets 4, 5, retracted and protruding, respectively. The cross section of the curvature section 3 has the shape of an ellipse (Fig. 2) with a constant value of the minor axis 6, equal to the initial diameter of the pipeline d and changed by the major axis 7, located in the direction of the bending radius r 2 .

Изменение требуемых значений наружного и внутреннего радиусов rнт и rвт происходит неравномерно и зависит от угла погиба θ, радиуса гиба rг, диаметра трубопровода d и текущей угловой координаты v, т.е. rнт, rвт= f(θ,rг,d,Φ). Изменение значений rнт и rвт для угла погиба θ = 90° может быть описано следующими зависимостями

Figure 00000002

Figure 00000003

(На чертеже угол погиба θ показан для примера 90o).The change in the required values of the outer and inner radii r NT and r W occurs non-uniformly and depends on the die angle θ, the bend radius r g , the pipe diameter d and the current angular coordinate v, i.e. r nt , r w = f (θ, r g , d, Φ). The change in the values of r NT and r W for the angle of death θ = 90 ° can be described by the following relationships
Figure 00000002

Figure 00000003

(In the drawing, the angle of death θ is shown for example 90 o ).

В связи с этой неравномерностью изменения rнт и rвт центральная ось X-X эллипсов сечения имеет смещение E относительно оси ординат:
E rг r2 (rнт rвт rн + rв)/2,
где rв и rн соответственно внутренний и наружный радиусы стандартного канала;
rгт требуемый радиус гиба.
Due to this non-uniformity of changes in r NT and r W, the central axis XX of the section ellipses has an offset E relative to the ordinate:
E r g r 2 (r NT r W r n + r c ) / 2,
where r in and r n respectively the inner and outer radii of the standard channel;
r rm required bending radius.

Трубопровод может иметь ответвление 2 типа тройник. На чертежах фиг. 3 - 6 представлены тройники с различными вариантами течения жидкости (a,β,γ - направления течения) и различным размещением участков изогнутости 3. Течение жидкости в стандартных тройниках с присоединением отростка под углом 90o сопровождается образованием водоворотных зон и значительной турбулизацией потока. В предлагаемых конструкциях тройников с гидравлически оптимальными формами отросток (патрубок g) присоединен к основному трубопроводу плавно без образования острых углов, изменена форма основного канала (патрубки a и β, что в целом обеспечивает безотрывность течения при различных схемах работы тройников и диаметрах от 32 до 1000 мм.The pipeline may have a branch of type 2 tee. In the drawings of FIG. Figures 3 - 6 show tees with different variants of fluid flow (a, β, γ are the flow directions) and different locations of bending sections 3. The fluid flow in standard tees with the appendix attached at a 90 ° angle is accompanied by the formation of whirlpool zones and significant flow turbulence. In the proposed designs of tees with hydraulically optimal shapes, the appendage (pipe g) is connected to the main pipeline smoothly without the formation of sharp angles, the shape of the main channel (pipes a and β is changed, which generally ensures continuity of flow for different schemes of tees and diameters from 32 to 1000 mm

Текущие значения радиусов ri будут зависеть от угла присоединены отростков q, радиуса сочленения отростка и основной трубы r2, диаметров патрубков dα, dβ, dγ, соотношения диаметров отростка и основной трубы dγ/dα,β для неравнопереходных тройников и текущей угловой координаты v, т.е.The current values of the radii r i will depend on the angle of the attached processes q, the radius of the junction of the process and the main pipe r 2 , the diameters of the nozzles d α , d β , d γ , the ratio of the diameters of the process and the main pipe d γ / d α, β for unequal tees and current angular coordinate v, i.e.

ri= f(θ,rг, dα, dβ, dγ, dγ/dα,β,Φ).
Поперечные сечения патрубков в районе присоединения отростка (в зоне изогнутости) будут иметь форму эллипса с изменяемой большой осью и постоянным значением малой оси, равной начальному диаметру трубопровода. Предлагаемая форма проточной части позволяет минимизировать вихреобразование, а также уровни турбулентности в потоке, протекающем через тройник.
r i = f (θ, r g , d α , d β , d γ , d γ / d α, β , Φ).
The cross sections of the nozzles in the area of the appendix attachment (in the bending zone) will have the shape of an ellipse with a variable major axis and a constant minor axis equal to the initial diameter of the pipeline. The proposed shape of the flow part allows to minimize vortex formation, as well as turbulence levels in the flow flowing through the tee.

Примеры конкретного выполнения участков изогнутости (их размеров) приведены в таблице. Examples of specific performance of the curvature sections (their sizes) are given in the table.

Технико-экономическая эффективность заявляемого решения заключается в уменьшении интенсивности износа трубопроводов, снижении уровней шума и вибрации, гидравлического сопротивления их. Использование в трубопроводах элементов с улучшенными эксплуатационными характеристиками позволит повысить долговечность трубопроводов, уменьшить объем, сроки и стоимость их ремонтов, обеспечить более высокий уровень обитаемости помещений, в которых размещены трубопроводы. The technical and economic effectiveness of the proposed solution is to reduce the intensity of wear of pipelines, reducing noise and vibration levels, their hydraulic resistance. The use of elements with improved operational characteristics in pipelines will increase the durability of pipelines, reduce the volume, time and cost of their repairs, ensure a higher level of habitability of the premises in which the pipelines are located.

Возможно применение таких трубопроводных элементов в машиностроении, судостроении, в трубопроводах тепловых, гидравлических атомных электростанций, нефтяной, газовой, нефтехимической промышленности и т.д. It is possible to use such pipeline elements in mechanical engineering, shipbuilding, in pipelines of thermal, hydraulic nuclear power plants, oil, gas, petrochemical industries, etc.

Предлагаемые элементы трубопроводов изготавливаются литьем или штамповкой без соединительных элементов. The proposed elements of pipelines are made by casting or stamping without connecting elements.

Claims (1)

Узел трубопровода с ответвлением, например в виде отвода или тройника, содержащий в зоне ответвления участки изогнутости, отличающийся тем, что поперечные сечения участков изогнутости имеют форму эллипса с постоянным значением величины малой оси эллипса, равной начальному диаметру трубопровода, изменяемой в диапазоне текущей угловой координаты от 0 до 90o большой осью, расположенной вдоль направления радиуса гиба, с образованием карманов по направлению потока.A pipeline assembly with a branch, for example in the form of a branch or tee, containing curvature sections in the branch zone, characterized in that the cross sections of the curvature sections have an ellipse shape with a constant value of the small axis of the ellipse equal to the initial diameter of the pipeline, varying in the range of the current angular coordinate from 0 to 90 o the major axis located along the direction of the radius of the bend, with the formation of pockets in the direction of flow.
RU95103241A 1995-03-03 1995-03-03 Pipe unit with branch RU2078277C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95103241A RU2078277C1 (en) 1995-03-03 1995-03-03 Pipe unit with branch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95103241A RU2078277C1 (en) 1995-03-03 1995-03-03 Pipe unit with branch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95103241A RU95103241A (en) 1997-02-10
RU2078277C1 true RU2078277C1 (en) 1997-04-27

Family

ID=20165409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95103241A RU2078277C1 (en) 1995-03-03 1995-03-03 Pipe unit with branch

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2078277C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102588698A (en) * 2011-07-13 2012-07-18 沈阳市斯特曼科技有限公司 Pipeline combination fork
RU199856U1 (en) * 2020-04-11 2020-09-22 Общество с ограниченной ответственностью "РН-КрасноярскНИПИнефть" SOD PASSING ASSEMBLY

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 1638430, кл. F 16 L 41/00, 1991. 2. Авторское свидетельство СССР N 1337604, кл. F 16 L 41/02, 1987. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102588698A (en) * 2011-07-13 2012-07-18 沈阳市斯特曼科技有限公司 Pipeline combination fork
RU199856U1 (en) * 2020-04-11 2020-09-22 Общество с ограниченной ответственностью "РН-КрасноярскНИПИнефть" SOD PASSING ASSEMBLY

Also Published As

Publication number Publication date
RU95103241A (en) 1997-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5054819A (en) Plumbing elbows or bends
US3847184A (en) Metal pipe with spaced flexible portions
US7730907B2 (en) Device, with vanes, for use within a pipeline, and pipeline arrangement including such device
KR960003841A (en) Heat exchanger tube
US4059129A (en) Cylindrical body provided with means for counteracting vibrations resulting from a transversely flowing fluid
JPS63105397A (en) Heat exchanger
JP2007538201A (en) Adjustment tube
KR930013547A (en) Flexible connector
RU2078277C1 (en) Pipe unit with branch
US4174734A (en) Fluid flow metering tube with minimum pressure energy loss
US3908788A (en) Silencer and flow regulator particularly for water conduits
JP6803514B2 (en) Metal bellows tube
SU1337604A1 (en) Connection of pipeline branch of symmetrical t-piece type
KR20170065989A (en) connection assembly of hose
CN217328986U (en) Metal corrugated expansion joint
SU1481552A1 (en) Jointing of pipeline brench of straight t with smoth arm type
KR910000257A (en) Bending machine of small diameter metal pipe
KR200247988Y1 (en) flexible pipe
RU220541U1 (en) Device for turning and twisting fluid flow
JP2009150458A (en) Metal bellows tube
JPH08193687A (en) Noise preventing structure of fluid control valve
RU41499U1 (en) SWEEPER
US2960110A (en) Noise dampener
RU2142582C1 (en) Axial vane swirler
RU2640973C1 (en) Bellow compensator