RU109810U1

RU109810U1 - JET PUMP

Info

Publication number: RU109810U1
Application number: RU2011128860/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Павлов; Александр Борисович Голованчиков; Вячеслав Васильевич Шишлянников; Сергей Валерьевич Кац
Priority date: 2011-07-12
Filing date: 2011-07-12
Publication date: 2011-10-27

Abstract

Струйный насос, содержащий приемную камеру, камеру смешения, активное сопло, установленное с возможностью свободного вращения, и винтовую спираль, установленную на внутренней поверхности активного сопла, отличающийся тем, что внутри активного сопла осесимметрично закреплен съемный сердечник, а на внешней поверхности активного сопла в начале приемной камеры установлены лопасти пропеллерной мешалки. A jet pump containing a receiving chamber, a mixing chamber, an active nozzle mounted with free rotation, and a helical spiral mounted on the inner surface of the active nozzle, characterized in that a removable core is axisymmetrically fixed inside the active nozzle, and on the outer surface of the active nozzle at the beginning the receiving chamber mounted blades of the propeller stirrer.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к струйным аппаратам и предназначено для перекачивания и смешения неньютоновских жидкостей различной вязкости с активной средой (ньютоновская жидкость или газ), истекающей под давлением из сопла. Данное устройство может найти применение в химической, нефтехимической, фармацевтической, медицинской и других отраслях промышленности, а также в коммунальных службах при переработке хозбытовых и промышленных стоков.The proposed solution relates to jet devices and is intended for pumping and mixing non-Newtonian fluids of various viscosities with an active medium (Newtonian fluid or gas) flowing out from a nozzle under pressure. This device can be used in chemical, petrochemical, pharmaceutical, medical and other industries, as well as in public utilities in the processing of household and industrial effluents.

Известна конструкция струйного аппарата, включающего рабочее сопло с регулирующей иглой, приемную камеру, камеру смешения и диффузор (Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер Струйные аппараты. - 3-е изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1989, стр.190).The known design of the inkjet apparatus, comprising a working nozzle with a regulating needle, a receiving chamber, a mixing chamber and a diffuser (E.Ya. Sokolov, N.M. Singer Inkjet devices. - 3rd ed., Revised. -M.: Energoatomizdat, 1989 , p. 190).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится небольшая производительность при перекачке и смешении неньютоновских жидкостей повышенной вязкости.The reasons that impede the achievement of a given technical result include low productivity when pumping and mixing non-Newtonian fluids of high viscosity.

Известен эжектор, содержащий приемную камеру, камеру смешения, диффузор и расположенное в приемной камере активное сопло с регулирующей иглой, причем последняя установлена с возможностью осевого перемещения и соединена с приводом при помощи гибкого штока (авт.св. СССР №1513237, F04F 5/48, 1988 г.).Known ejector containing a receiving chamber, a mixing chamber, a diffuser and an active nozzle located in the receiving chamber with a control needle, the latter being mounted with axial movement and connected to the drive by a flexible rod (ed. St. USSR No. 1513237, F04F 5/48 , 1988).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции и малая производительность при перекачке и смешении неньютоновской жидкости с активной средой (ньютоновская жидкость или газ).The reasons that impede the achievement of a given technical result include design complexity and low productivity when pumping and mixing non-Newtonian fluid with an active medium (Newtonian fluid or gas).

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является струйный насос, содержащий приемную камеру, камеру смешения, активное сопло, установленное с возможностью свободного вращения, а на внутренней поверхности активного сопла установлена винтовая спираль (Пат. на ПМ РФ №103870, F04F 5/00, 2011 г.).The closest technical solution for the totality of features to the claimed object and adopted for the prototype is a jet pump containing a receiving chamber, a mixing chamber, an active nozzle mounted with the possibility of free rotation, and a spiral spiral is installed on the inner surface of the active nozzle (Pat. 103870, F04F 5/00, 2011).

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится невозможность регулирования скорости вращения активного сопла при постоянном расходе активной среды, что уменьшает интенсивность перемешивания неньютоновской жидкости с активной средой.The reasons that impede the achievement of a given technical result include the inability to control the rotation speed of the active nozzle at a constant flow rate of the active medium, which reduces the intensity of mixing of a non-Newtonian fluid with the active medium.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является увеличение интенсивности перемешивания неньютоновских жидкостей различной вязкости с активной средой (ньютоновская жидкость или газ) за счет изменения скорости вращения активного сопла при постоянном расходе активной среды.The technical result of the proposed technical solution is to increase the intensity of mixing non-Newtonian fluids of various viscosities with the active medium (Newtonian liquid or gas) by changing the speed of rotation of the active nozzle at a constant flow rate of the active medium.

Поставленный технический результат достигается тем, что в струйном насосе содержащем приемную камеру, камеру смешения, активное сопло, установленное с возможностью свободного вращения, винтовую спираль, установленную на внутренней поверхности активного сопла, внутри активного сопла осесимметрично закреплен съемный сердечник, а на внешней поверхности активного сопла в начале приемной камеры установлены лопасти пропеллерной мешалки.The technical result is achieved by the fact that in the jet pump containing a receiving chamber, a mixing chamber, an active nozzle mounted with the possibility of free rotation, a helical spiral mounted on the inner surface of the active nozzle, a removable core is axisymmetrically fixed inside the active nozzle, and on the outer surface of the active nozzle at the beginning of the receiving chamber, propeller mixer blades are installed.

Осесимметричное закрепление внутри активного сопла съемного сердечника позволяет при изменении его диаметра изменять скорость активной среды, а значит силу динамического воздействия на винтовую спираль и скорость вращения активного сопла при постоянном расходе активной среды, что приводит к увеличению интенсивности перемешивания неньютоновской жидкости с активной средой.The axisymmetric fastening inside the active nozzle of the removable core makes it possible to change the speed of the active medium when changing its diameter, which means the force of dynamic action on the helical spiral and the speed of rotation of the active nozzle at a constant flow rate of the active medium, which leads to an increase in the intensity of mixing of non-Newtonian fluid with the active medium.

Установка на внешней поверхности активного сопла в начале приемной камеры лопастей пропеллерной мешалки позволяет направить поток неньютоновской жидкости вдоль активного сопла, резко снизить объем застойной зоны в приемной камере, что также интенсифицирует процесс перемешивания неньютоновской жидкости с активной средой.The installation on the outer surface of the active nozzle at the beginning of the receiving chamber of the blades of the propeller mixer allows you to direct the flow of non-Newtonian fluid along the active nozzle, dramatically reduce the volume of the stagnant zone in the receiving chamber, which also intensifies the process of mixing the non-Newtonian fluid with the active medium.

На фиг. представлен струйный насос в продольном разрезе.In FIG. represented by a jet pump in longitudinal section.

Струйный насос содержит приемную камеру 1, камеру смешения 2, активное сопло 3, установленное с возможностью вращения в радиальном подшипнике 4, закрепленном внутри приемной камеры 1. На внутренней поверхности активного сопла 3 установлена винтовая спираль 5, а на внешней поверхности установлены лопасти пропеллерной мешалки 6. В центре активного сопла 3 осесимметрично закреплен съемный сердечник 7, для быстрой замены которого предусмотрена быстросъемная крышка 8. Для подачи активной среды в активное сопло 3 осесимметрично с ним установлен патрубок 9, а для подачи перекачиваемой неньютоновской жидкости в приемную камеру 1 установлен патрубок 10.The jet pump comprises a receiving chamber 1, a mixing chamber 2, an active nozzle 3 mounted rotatably in a radial bearing 4 mounted inside the receiving chamber 1. A spiral spiral 5 is installed on the inner surface of the active nozzle 3, and the blades of the propeller mixer 6 are installed on the outer surface. . In the center of the active nozzle 3, a removable core 7 is mounted axisymmetrically, for which a quick-detachable cover is provided for quick replacement 8. To supply the active medium to the active nozzle 3, an axisymmetrically mounted pa cuttings 9, and for supplying the pumped non-Newtonian fluid in the receiving chamber 1 is set nozzle 10.

Струйный насос работает следующим образом.The jet pump operates as follows.

По патрубку 9 внутрь вращающегося активного сопла 3 подают с большой скоростью активную среду, которая выходит в приемную камеру 1. В нее же по патрубку 10 подают перекачиваемую неньютоновскую жидкость, которая вовлекается во вращение в кольцевом зазоре между боковой неподвижной стенкой приемной камеры 1 длиной L и вращающейся боковой стенкой активного сопла 3 длиной l, а также взаимодействует с лопастями пропеллерной мешалки 6, которые создают окружной и осевой поток. Окружной поток усиливает эффект снижения эффективной вязкости, а осевой поток интенсифицирует подачу неньютоновской жидкости вдоль активного сопла 3. Активное сопло 3 получает вращение, с угловой скоростью ω, за счет взаимодействия активной среды с винтовой спиралью 5. Скорость вращения активного сопла 3 зависит от диаметра d_c съемного сердечника 7, внутреннего диаметра d активного сопла 3 и высоты h витка винтовой спирали 5, величины которых подбираются для конкретной неньютоновской жидкости, что позволяет добиться максимального снижения ее эффективной вязкости. Варьируя диаметр d_c съемного сердечника 7 можно изменять скорость вращения активного сопла 3. Так увеличивая диаметр d_c и соответственно уменьшая кольцевое сечение между активным соплом 3 и съемным сердечником 7 можно увеличить скорость течения активной среды, ее динамическое воздействие на винтовую спираль 5 и скорость вращения активного сопла 3, что приводит к уменьшению эффективной вязкости неньютоновской жидкости и увеличению интенсивности ее смешения с активной средой. Неньютоновская перекачиваемая жидкость с уменьшенной эффективной вязкостью начинает быстро течь в осевом направлении и, легко смешиваясь с активной средой, поступает в камеру смешения 2.An active medium is fed through the nozzle 9 into the rotating active nozzle 3 at high speed, which enters the receiving chamber 1. A non-Newtonian pumped liquid is supplied through the nozzle 10, which is drawn into the rotation in the annular gap between the lateral fixed wall of the receiving chamber 1 of length L and rotating side wall of the active nozzle 3 of length l, and also interacts with the blades of the propeller stirrer 6, which create a circumferential and axial flow. The circumferential flow enhances the effect of reducing the effective viscosity, and the axial flow intensifies the flow of non-Newtonian fluid along the active nozzle 3. The active nozzle 3 receives rotation, with an angular velocity ω, due to the interaction of the active medium with a helical spiral 5. The rotation speed of the active nozzle 3 depends on the diameter d _c removable core 7, the inner diameter d of the active nozzle 3 and the loop height h of the helical coil 5, the values of which are chosen for a particular non-Newtonian fluid, to achieve maximal reduction e effective viscosity. By varying the diameter d _{c of the} removable core 7, it is possible to change the rotation speed of the active nozzle 3. Thus, by increasing the diameter d _c and correspondingly reducing the annular section between the active nozzle 3 and the removable core 7, it is possible to increase the flow velocity of the active medium, its dynamic effect on the helical spiral 5 and the rotation speed active nozzle 3, which leads to a decrease in the effective viscosity of the non-Newtonian fluid and an increase in the intensity of its mixing with the active medium. Non-Newtonian pumped liquid with a reduced effective viscosity begins to flow rapidly in the axial direction and, easily mixed with the active medium, enters the mixing chamber 2.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет перекачивать и смешивать неньютоновские жидкости различной вязкости с активной средой (ньютоновская жидкость или газ) при ее постоянном расходе, за счет регулирования скорости вращения активного сопла, варьируя диаметр съемного сердечника d_c, что делает данный аппарат универсальным с точки зрения интенсивного смешения неньютоновских жидкостей с активной средой.Thus, the proposed technical solution allows you to pump and mix non-Newtonian fluids of various viscosities with the active medium (Newtonian fluid or gas) at a constant flow rate, by adjusting the speed of rotation of the active nozzle, varying the diameter of the removable core d _c , which makes this unit universal from the point of view of intensive mixing of non-Newtonian fluids with an active medium.

Claims

A jet pump containing a receiving chamber, a mixing chamber, an active nozzle mounted with free rotation, and a helical spiral mounted on the inner surface of the active nozzle, characterized in that a removable core is axisymmetrically fixed inside the active nozzle, and on the outer surface of the active nozzle at the beginning the receiving chamber mounted blades of the propeller stirrer.