Раструб — расширение трубы¶
Раструб — это расширяющаяся часть трубы или трубопровода, образующая конусное или цилиндрическое расширение с одного или обоих концов. Раструбы применяются для соединения труб различного диаметра, для увеличения проходного сечения, а также в акустических приборах — в рупорах громкоговорителей и музыкальных инструментах. В инженерной практике раструб является стандартным элементом трубопроводной арматуры и конструкций.
¶Раструб в трубопроводном строительстве
В трубопроводном деле раструбом называют расширенный конец трубы, предназначенный для вставки в него другого элемента с меньшим наружным диаметром. Такое соединение называют раструбным. Оно применяется в канализационных сетях, водопроводах, а также в газопроводах и теплотрассах.
Раструбные соединения труб характеризуются простотой сборки: труба с обычным концом («головкой») вставляется в раструб, а зазор между ними заполняется уплотнительным материалом — паклей, пропитанной смолой, резиновыми манжетами, битумной мастикой или цементным раствором. В современных системах канализации чаще всего используются резиновые уплотнительные кольца, обеспечивающие герметичность и допускающие небольшие изгибы трубы.
¶Виды раструбных соединений
| Тип соединения | Применение | Уплотнение |
|---|---|---|
| Канализационные чугунные трубы | Внутренняя канализация зданий | Пакля, свинец, цемент |
| Канализационные пластиковые трубы (ПВХ, полипропилен) | Наружная и внутренняя канализация | Резиновая манжета |
| Керамические и асбестоцементные трубы | Ливневая канализация, колодцы | Цементный раствор |
| Чугунные трубы под давлением | Водопровод, напорные линии | Свинец, резина |
Раструбные соединения имеют как достоинства, так и ограничения. К достоинствам относятся простота и скорость монтажа, возможность разборки, отсутствие необходимости в сварке или резьбовых соединениях. К ограничениям — невысокая прочность на изгибающие нагрузки, зависимость от качества уплотнения и ограниченное давление, которое может выдерживать соединение.
¶Раструб в акустике
В акустике раструбом называют расширяющуюся трубу, которая служит для согласования акустического сопротивления излучателя и окружающей среды. Такая конструкция повышает эффективность излучения звука и формирует направленность звукового поля.
¶Рупоры громкоговорителей
Раструбная акустика (horn loading) применяется в рупорных громкоговорителях. Динамик, установленный в узкой части раструба, излучает звук в расширяющуюся полость, которая работает как акустический трансформатор, снижая акустическое сопротивление источника до уровня, близкого к сопротивлению воздуха. Это позволяет получить высокую звуковую мощность при малых искажениях и высокой эффективности.
Раструбы для громкоговорителей изготавливаются из дерева, фанеры, пластика, металла и даже стеклопластика. Форма раструба — прямой конус, экспоненциальная кривая, гиперболический раструб — определяет частотные характеристики и диаграмму направленности излучателя. Рупорные системы широко используются в профессиональном звуковоспроизведении, кинотеатрах, на стадионах и в системах оповещения.
¶Музыкальные инструменты
Раструбная форма характерна для духовых инструментов семейства медных: труба, тромбон, валторна, туба, саксгорн. Раструб инструмента формирует тембр звука и влияет на направленность излучения. В акустике раструба происходит сложный процесс формирования стоячих волн, от которого зависит интонация и выразительность инструмента.
¶Раструб в других областях
¶Дымовые трубы
Раструбом называют расширенную верхнюю часть дымовой трубы, а также расширение в дымоходе, предназначенное для улучшения тяги и предотвращения обратной тяги. В промышленных трубах раструбное расширение в верхней части повышает устойчивость конструкции и улучшает рассеивание дымовых газов.
¶Судостроение и авиация
В судостроении раструбом называют расширение носовой части судна, а в авиации — расширение сопла двигателя. В гидродинамике раструб применяется в водолазных и противотуманных устройствах.
¶Строительство
В строительстве раструбом называют расширенный конец бетонных, железобетонных и керамических труб, а также расширение в опорах мостов и фундаментах. Раструбные опоры (раструбные сваи) представляют собой сваи с расширенной нижней частью, увеличивающей несущую способность основания.
¶История
Раструбные соединения труб известны с античности. Древнеримские инженеры использовали раструбные чугунные и свинцовые трубы для водопроводов. В XIX веке раструбные соединения стали стандартом для канализационных систем городов Европы и России. В XX веке с развитием пластмасс появились современные раструбные системы с резиновыми уплотнениями, которые вытеснили традиционные чугунные и керамические трубы.
Источники:
- ГОСТ 6942-83. Трубы керамические канализационные.
- СП 73.13330.2016. Внутренние санитарно-технические устройства зданий.
- Бергман А. Акустика. — М.: Наука, 1974.
- Савельев А. И. Курс общей физики. Том 1. Механика и молекулярная физика.