Раструб как техническое устройство¶

Раструб — расширяющаяся часть трубы, сосуда или канала, предназначенная для соединения элементов, направления потока жидкости, газа или сыпучего материала либо для усиления звука. В технике под раструбом понимают как конструктивный элемент трубопровода (раструбное соединение), так и самостоятельное изделие — насадку, воронку или рупор. Термин применяется в водоснабжении, канализации, музыкальной акустике, анатомии и бытовой технике.

¶Общее понятие и геометрия

Раструб представляет собой участок с плавно или ступенчато увеличивающимся диаметром. Основные геометрические параметры — диаметр входного и выходного отверстия, длина расширения, угол конусности. Плавное расширение снижает гидравлическое сопротивление и предотвращает отрыв потока, резкое — применяется там, где важнее простота изготовления. Материалом служат чугун, сталь, поливинилхлорид, полипропилен, керамика, резина, латунь.

¶Раструбное соединение труб

Наиболее распространённое техническое значение — способ стыковки труб, при котором гладкий конец одной трубы вводится в расширенный конец другой. Такое соединение называется раструбным.

¶Виды соединений

Раструб с уплотнительным кольцом. Внутри расширения размещается резиновое или силиконовое кольцо; гладкий конец вставляется с усилием, герметичность обеспечивается упругой деформацией кольца. Применяется в полимерных и чугунных канализационных системах.
Раструб под зачеканку. Зазор заполняется смоляной прядью и зачеканивается цементом или свинцом. Исторически использовался для чугунных водопроводных и канализационных труб.
Раструб под сварку или пайку. Конец трубы вводится в расширение и приваривается по кромке; характерно для медных и стальных систем.
Раструб под клей. Для труб из непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ) соединение фиксируется клеевым составом.

¶Преимущества и недостатки

К достоинствам относят компенсацию температурных деформаций, возможность поворота стыка на небольшой угол, простоту монтажа и ремонта без специального оборудования. Недостатки — чувствительность уплотнений к старению, ограничения по давлению и температуре, необходимость точной соосности при больших диаметрах.

¶Применение в инженерных системах

Раструбные соединения массово используются в:

канализационных сетях — чугунные и полимерные трубы диаметром от 50 до 300 мм и более;
водоотведении и дренаже — гофрированные трубы с раструбом;
вентиляции — диффузоры и переходники;
мелиорации — асбестоцементные и полимерные трубопроводы.

Стандарты на размеры и испытания раструбных соединений устанавливаются национальными и международными нормативными документами, в России — ГОСТами на соответствующие виды труб.

¶Раструб как насадка и воронка

Отдельный класс — изделия, надеваемые на конец трубы или шланга:

Водозаборный раструб — расширяющаяся насадка насоса, снижающая скорость входа потока и предотвращающая захват воздуха.
Воронка — бытовое приспособление для перелива жидкостей.
Раструб-насадка на шланг — применяется в садовой технике, системах полива.
Пожарный ствол с раструбом — формирует компактную или распылённую струю.

¶Акустический раструб

В акустике раструб — расширяющийся канал, преобразующий колебания малой амплитуды у горловины в колебания большой амплитуды у устья. Это явление используется в:

рупорных громкоговорителях — повышают КПД и направленность звука;
духовых музыкальных инструментах — труба, тромбон, туба, где раструб формирует тембр и излучение звука;
граммофонах и патефонах — исторических устройствах механического воспроизведения звука;
сиренах и мегафонах — для дальнего оповещения.

Рупор обеспечивает согласование высокого акустического сопротивления горловины с низким сопротивлением открытого воздуха, что повышает отдачу излучателя.

¶В анатомии и биологии

Термин применяется к расширяющимся трубчатым образованиям в живых организмах:

маточная труба имеет воронкообразное расширение (infundibulum) с бахромками, обращённое к яичнику;
раструб слуховой трубы — расширенная часть, открывающаяся в носоглотку;
у некоторых беспозвоночных раструбом называют расширение пищеварительного канала.

¶В быту и других областях

Раструбом называют также:

расширенную часть самоварной трубы;
насадку пылесоса для сбора жидкости;
элемент кухонной воронки;
деталь обуви — расширенный голенищем сапог;
конструкцию одежды — расклешённый низ брюк или рукава.

¶Изготовление и монтаж

Полимерные раструбы формируются методом литья под давлением или раздачи нагретого конца трубы в пресс-форме. Чугунные отливаются вместе с трубой. При монтаже важно соблюдать глубину заведения гладкого конца, смазывать уплотнительное кольцо и обеспечивать компенсационный зазор. Ошибки приводят к протечкам и разгерметизации стыка.

Источники: технические справочники по трубопроводам и санитарно-техническим системам; ГОСТы на трубы и соединительные детали; учебники по акустике и музыкальной акустике; анатомические атласы; строительные нормативные документы.