УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРУЧИВАНИЯ И ИЗМЕНЕНИЯ НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОТОКОВ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ
DEVICE TO SWIRL AND CHANGE DIRECTION OF FLUID AND GAS FLOWS

Изобретение относится к устройствам для закручивания потока газа или жидкости и изменения направления движения потоков жидкостей и газов. Может быть использовано в центробежных устройствах для отделения капель жидкости из газового потока в химической, газовой, нефтяной и других отраслях промышленности.
Известен завихритель (А.с. СССР №1247054, кл. B01D 45/12), выполненный в виде ленты, закрученной по спирали вокруг собственной оси симметрии, с обеих сторон которой выполнены поперечные прорези, при этом лепестки повернуты вокруг собственной оси навстречу потоку и установлены внутри трубопровода - в цилиндрическом патрубке.
Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности и невозможность изменения направления движения потоков жидкости и газа.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является завихритель (патент РФ №2266155, кл. B01D, 45/12), корпус которого выполнен из ленты, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам ленты, с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на ленте попеременно в противоположные стороны, при этом лента свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам в виде пустотелого корпуса, с образованием по периметру его наружной и внутренней поверхностей одинаковых многозаходных винтовых линий и многозаходных винтовых поверхностей треугольной формы.
Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, невозможность изменения направления движения потоков жидкости и газа.
Техническим решением является изменение направления движения потоков жидкости, газа и расширение технологических возможностей.
Техническое решение достигается тем, что в устройстве для закручивания и изменения направления движения потоков жидкостей и газов, выполненном в виде пустотелого корпуса, корпус выполнен в виде части тора с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и наружи корпуса под углом к его оси в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения корпуса, смонтирован из секций, каждая из которых выполнена в виде кругового сектора, изготовленного из полосы, свернутой в кольцо с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными параллельно друг другу, при этом секции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого корпуса с образованием по наружной и внутренней его поверхностям направленных в одну сторону под углом к продольной оси корпуса волнообразных винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы, которые по периметру корпуса могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого поворотного завихрителя.
Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен в виде части тора с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и наружи корпуса под углом к его оси в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения корпуса, что обеспечивает не только изменение направления движения закрученных потоков жидкостей, газов и расширение технологических возможностей, но и снижение гидравлического сопротивления за счет изготовления корпуса с волнообразными канавками двоякой кривизны за счет создания однонаправленных волнообразных винтовых поверхностей в виде каналов криволинейной формы, которые и обеспечивают уменьшение гидравлического сопротивления.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено устройство для закручивания и изменения направления движения потоков жидкостей и газов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - корпус устройства; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольников; на фиг.6 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг.7 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая по прямым линиям сгиба, наглядное изображение; фиг.8 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо (в виде кругового сектора - секцию).
Устройство для закручивания и изменения направления движения потоков жидкостей и газов (фиг.1, фиг.2) содержит пустотелый корпус завихрителя 1 с фланцами 2 для крепления его к трубопроводу, в котором выполнены отверстия 3 для соединительных болтов.
Корпус 1 (фиг.3, фиг.4) выполнен в виде части тора из секций 4 с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и наружи корпуса под углом к его оси в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными снаружи 5, 6, 7, 8, 9, 10, и карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения корпуса 11, 12, 13, 14, 15, 16.
Каждая из секций 4 (одна из секций 4 на фиг.3 выделена сплошными утолщенными линиями) выполнены в виде кругового сектора и соединены между собой известными методами, например сваркой, клейкой и т.п., с образованием по наружному и внутреннему периметру корпуса 1 винтовых канавок внутри и наружи корпуса 1 под углом к оси корпуса в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения корпуса 1.
Карманы криволинейной формы по наружной поверхности 5, 6, 7, 8, 9, 10 (фиг.4) и карманы криволинейной формы по внутренней поверхности 11, 12, 13, 14, 15, 16 по периметру корпуса 1 могут быть различными не только по форме, но и по размерам.
Каждая из секций 4 изготовлена из полосы 17 (фиг.5, фиг.6), согнутой волнообразно по линиям сгиба 18, расположенным под одинаковыми углами α к продольным кромкам полосы 17 и размещенным на одинаковых расстояниях L между линиями сгиба 18. Расстояние L равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей, а именно расстоянию между точками А-Б, Б-В, В-Г, Г-Д, Д-Е, Е-А.
Таким образом, каждая из секций 4 изготовлена в виде кругового сектора (фиг.3) и смонтирована из полосы 17 (фиг.5), на которой размечены прямоугольники 19 (один из прямоугольников показан на фиг.5 двойной линией) и линии сгиба 18, размещенные друг от друга на одинаковых расстояниях, равных длине развертки периметра криволинейных карманов на расстояниях L и под углом α к продольным кромкам полосы 17.
1
2
3
4
5
6
На полосе 17 размечены также линии обрезки 20 кромок полосы 17, показанные на фиг.5 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 20 участки полосы 17 (на фиг.5 эти участки полосы 17 заштрихованы) отрезаются, и полоса 17 приобретает вид, показанный на фиг.6, у которой линии сгиба 18 полосы 17 разные по длине L, L, L, L, L, L с образованием при этом разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - линий сгиба 18, параллельных друг другу. Полосу 17 (фиг.7) после обрезки кромок прямоугольников 19 по линии обрезки 20 сгибают волнообразно по прямым линиям, размещенным под углом α к кромкам полосы 11 с образованием волнообразных поверхностей А-Б, Б-В, В-Г, Г-Д, Д-Е, Е-А, и затем сворачивается в кольцо 21 (фиг.8) с криволинейной волнообразной поверхностью. Затем волнообразная полоса 20 после сворачивания в кольцо 21 соединяется известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., по поперечным кромкам 22 и 23 (фиг.7) полосы 17 с образованием секции 4 в виде кругового сектора.
1
2
1
2
Таким образом, корпус 1 (фиг.3, фиг.4), изготовленный в виде тора, выполнен по периметру в виде многозаходной волнообразной винтовой поверхности криволинейной формы под углом к оси корпуса 1. На фиг.3 показано, что по наружному диаметру D корпуса 1 шаг винтовых линий S, а по внутреннему диаметру d корпуса 1 шаг винтовых линий S. При этом S больше S.
Корпус 1 (фиг.3, фиг.4) в виде части тора (части кругового кольца) с волнообразной криволинейной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием карманов криволинейной формы с изменяющимся по диаметру корпуса шагом может быть изготовлен и иным способом.
Технико-экономические преимущества возникают за счет выполнения корпуса завихрителя в виде части тора, поверхность которого снабжена однонаправленными волнообразными винтовыми поверхностями двоякой кривизны в виде карманов криволинейной формы, которые и обеспечивают не только уменьшение гидравлического сопротивления, но и изменение направления потоков жидкости и газа, а также расширение технологических возможностей.