RU149713U1

RU149713U1 - JET PUMP

Info

Publication number: RU149713U1
Application number: RU2014121872/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Елена Владимировна Васильева; Наталия Валентиновна Шибитова; Николай Степанович Шибитов; Дмитрий Романович Александрин; Николай Валерьевич Ефимов
Priority date: 2014-05-29
Filing date: 2014-05-29
Publication date: 2015-01-20

Abstract

Струйный насос, содержащий корпус с приёмной камерой и патрубком подвода пассивной среды, установленные в корпусе камеру смешения с диффузором и активное сопло с установленным в нём сердечником, и источник тока, отличающийся тем, что сердечник подключён к положительному полюсу источника постоянного тока и установлен на электроизоляторе, а активное сопло подключено к отрицательному полюсу источника постоянного тока.An inkjet pump comprising a housing with a receiving chamber and a pipe for supplying a passive medium, a mixing chamber with a diffuser and an active nozzle with a core installed in it, and a current source, characterized in that the core is connected to the positive pole of the DC source and mounted on an insulator , and the active nozzle is connected to the negative pole of the DC source.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к струйным аппаратам и предназначено для перекачивания и смешения ньютоновских и неньютоновских жидкостей за счет энергии струи активной электропроводной жидкости, истекающей под давлением из сопла, и 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 technical solution relates to inkjet devices and is intended for pumping and mixing Newtonian and non-Newtonian liquids due to the energy of a jet of active electrically conductive liquid flowing out under pressure from a nozzle, and can be used in chemical, petrochemical, pharmaceutical, medical and other industries, as well as in utilities in the processing of household and industrial effluents.

Известна конструкция струйного аппарата, включающего рабочее сопло, приемную камеру, камеру смешения и диффузор (Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер Струйные аппараты. - 3-е изд., перераб. - М: Энергоатомиздат, 1989, стр. 5-6).The known design of the jet apparatus, comprising a working nozzle, a receiving chamber, a mixing chamber and a diffuser (E.Ya. Sokolov, N.M. Singer Inkjet devices. - 3rd ed., Revised. - M: Energoatomizdat, 1989, p. 5 -6).

Конструктивные особенности, препятствующие достижению технического результата, вызывают высокое гидравлическое сопротивление сопла из-за большой скорости в нем активной жидкости, что приводит к высоким энергозатратам при работе струйного насоса.Design features that impede the achievement of the technical result cause a high hydraulic resistance of the nozzle due to the high speed of the active fluid in it, which leads to high energy consumption during the operation of the jet pump.

Известен струйный насос, содержащий корпус с приемной камерой и патрубком подвода пассивной среды и установленные в корпусе камеру смешения газа с пассивной средой и активное резонирующее сопло с преобразователем, установленным коаксиально соплу, при этом преобразователь выполнен в виде гофрированной манжеты, герметично закрепленной на корпусе и активном резонирующем сопле, при чем жесткость гофрированной манжеты определяется формулойA known jet pump comprising a housing with a receiving chamber and a pipe for supplying a passive medium and a gas mixing chamber with a passive medium and an active resonating nozzle with a transducer mounted coaxially to the nozzle installed in the housing, the transducer is made in the form of a corrugated cuff sealed to the housing and active resonating nozzle, wherein the stiffness of the corrugated cuff is determined by the formula

где a - жесткость гофрированной манжеты, Н/м; M - масса активного сопла, кг; c - скорость звука в газе, м/с; l - длина камеры смешения, м (патент №132148 РФ, F04F 5/02, 2013).where a is the stiffness of the corrugated cuff, N / m; M is the mass of the active nozzle, kg; c is the speed of sound in gas, m / s; l is the length of the mixing chamber, m (RF patent No. 132148, F04F 5/02, 2013).

Конструктивные особенности, препятствующие достижению технического результата, вызывают высокое гидравлическое сопротивление активного сопла при движении в нем с большой скоростью активной жидкости, так как активная жидкость не будет двигаться в режиме резонанса с активным соплом из-за применимости формулы (1) только для движения в активном сопле газа. Это приводит к высоким энергозатратам при работе струйного насоса, когда активной средой является не газ, а жидкость.Design features that impede the achievement of the technical result cause a high hydraulic resistance of the active nozzle when the active fluid moves in it at a high speed, since the active fluid will not move in resonance mode with the active nozzle due to the applicability of formula (1) only for movement in the active gas nozzle. This leads to high energy consumption during the operation of the jet pump, when the active medium is not gas, but liquid.

Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому объекту и принятому за прототип является струйный насос, содержащий корпус с приемной камерой и патрубком подвода пассивной среды и установленные в корпусе камеру смешения с диффузором и активное сопло с магнитно-стрикционным преобразователем, подключенным к источнику тока, при этом сопло выполнено резонирующим и снабжено установленным в нем магнитным сердечником, магнитно-стрикционный преобразователь установлен коаксиально соплу, а приемная камера снабжена перфорированной обоймой из электрического материала, взаимодействующей с магнитно-стрикционным преобразователем и активным соплом (авт. св. СССР №1488586, F04F 5/02, 1989 г.).The closest technical solution for the totality of features to the claimed object and adopted as a prototype is a jet pump containing a housing with a receiving chamber and a pipe for supplying a passive medium and a mixing chamber with a diffuser and an active nozzle with a magnetic-strictive converter connected to a current source installed in the housing, the nozzle is resonant and equipped with a magnetic core installed in it, the magnetic-striction transducer is installed coaxially to the nozzle, and the receiving chamber is equipped with It is provided with a perforated holder made of electrical material interacting with a magnetic striction transducer and an active nozzle (ed. St. USSR No. 1488586, F04F 5/02, 1989).

Конструктивные особенности, препятствующие достижению технического результата, вызывают высокое гидравлическое сопротивление при движении с большой скоростью активной жидкости в сопле, что приводит к высоким энергозатратам при работе струйного насоса.Design features that impede the achievement of the technical result, cause high hydraulic resistance when driving at a high speed of the active fluid in the nozzle, which leads to high energy consumption during operation of the jet pump.

Техническим результатом предлагаемого струйного насоса является уменьшение гидравлического сопротивления активной электропроводной жидкости, двигающейся с большой скоростью в сопле, а значит уменьшение энергозатрат при работе струйного насоса.The technical result of the proposed jet pump is to reduce the hydraulic resistance of the active conductive fluid moving at high speed in the nozzle, which means a reduction in energy consumption during operation of the jet pump.

Поставленный технический результат достигается тем, что в струйном насосе, содержащем корпус с приемной камерой и патрубком подвода пассивной среды, установленные в корпусе камеру смешения с диффузором и активное сопло с установленным в нем сердечником, и источник тока, при этом сердечник подключен к положительному полюсу источника постоянного тока и установлен на электроизоляторе, а активное сопло подключено к отрицательному полюсу источника постоянного тока.The technical result is achieved by the fact that in the jet pump containing a housing with a receiving chamber and a pipe for supplying a passive medium, a mixing chamber with a diffuser and an active nozzle with a core installed in it, and a current source are installed in the housing, while the core is connected to the positive pole of the source direct current and mounted on an insulator, and the active nozzle is connected to the negative pole of the direct current source.

Подключение сердечника к положительному полюсу источника постоянного тока и подключение активного сопла - к отрицательному полюсу источника постоянного тока, приводит при движении в сопле электропроводной активной жидкости, например, воды или водных растворов, к электролизу с образованием у поверхностей сопла и сердечника электролитических газов, выполняющих функцию смазки этих поверхностей, что значительно снижает гидравлическое сопротивление сопла и сердечника, а значит уменьшает энергозатраты при работе струйного насоса.The connection of the core to the positive pole of the direct current source and the connection of the active nozzle to the negative pole of the direct current source, when the conductive active fluid, for example, water or aqueous solutions move in the nozzle, leads to electrolysis with the formation of electrolytic gases acting on the surfaces of the nozzle and core lubrication of these surfaces, which significantly reduces the hydraulic resistance of the nozzle and core, and therefore reduces energy consumption during the operation of the jet pump.

Установка сердечника на электроизоляторе предотвращает короткое замыкание и утечку части тока на заземление, что увеличивает ток, идущий на электролиз активной электропроводной жидкости, приводящий к образованию пузырьков электролитических газов, а значит увеличивает эффект смазки этими газами поверхностей активного сопла и сердечника, что приводит к уменьшению гидравлического сопротивления и, следовательно, энергозатрат при движении активной электропроводной жидкости в сопле во время работы струйного насоса.The installation of the core on the insulator prevents a short circuit and leakage of part of the current to ground, which increases the current flowing to the electrolysis of the active conductive fluid, which leads to the formation of electrolytic gas bubbles, and therefore increases the effect of lubrication of the surfaces of the active nozzle and core by these gases, which reduces the hydraulic resistance and, consequently, energy consumption during the movement of the active conductive fluid in the nozzle during operation of the jet pump.

На чертеже представлен общий вид в разрезе предлагаемой конструкции струйного насоса.The drawing shows a General view in section of the proposed design of the jet pump.

Он состоит из корпуса 1 с приемной камерой 2 и патрубком подвода пассивной среды 3 и установлены в корпусе 1 камеры смешения 4 с диффузором и активного сопла 5 с установленным в нем сердечником 6, выполнены из электропроводного материала. Сердечник 6 подключен к положительному полюсу источника постоянного тока 7 и выполняет функцию анода, а активное сопло 5 подключено к отрицательному полюсу источника постоянного тока 7 и выполняет функцию катода, при этом сердечник 6 установлен на электроизоляторе 8. Корпус 1 подключен к заземлению 9. (Правила устройства электроустановок (ПУЭ) 6-ое издание, переработанное и дополненное, с изменениями. Утв. приказом Минэнерго РФ от 08.07.2002 г. №204. с. 49. Режим доступа: http://www.elec.ru/files/2013/09/06/pue_6_new.pct)It consists of a housing 1 with a receiving chamber 2 and a pipe for supplying a passive medium 3 and is installed in the housing 1 of the mixing chamber 4 with a diffuser and the active nozzle 5 with the core 6 installed in it, made of electrically conductive material. The core 6 is connected to the positive pole of the DC source 7 and performs the function of the anode, and the active nozzle 5 is connected to the negative pole of the DC source 7 and performs the function of the cathode, while the core 6 is installed on the insulator 8. The housing 1 is connected to ground 9. (Rules Electrical Installation Devices (PUE), 6th edition, revised and supplemented, as amended, approved by order of the Ministry of Energy of the Russian Federation of 08.07.2002 No. 204. p. 49. Access mode: http://www.elec.ru/files/ 2013/09/06 / pue_6_new.pct)

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

Активную электропроводную жидкость, например, воду или водный раствор подают внутрь активного сопла 5, а на сердечник 6 от выпрямителя 7 положительный потенциал. Под действием разности потенциалов между сердечником 6 (анодом) и активным соплом 5 (катодом) идет электролиз с образованием пузырьков электролитического газа: у поверхности сердечника 6 - пузырьков кислорода, у поверхности активного сопла 5 - пузырьков водорода. Пузырьки водорода и кислорода, выполняя функцию смазки у поверхности активного сопла 5 (катода) и сердечника 6 (анода), значительно снижают гидравлическое сопротивление активного сопла 5 и сердечника 6 для движущейся в активном сопле с большой скоростью активной электропроводной жидкости. За счет эффекта эжекции активная жидкость на выходе из сопла 5 в приемную камеру 2 создает в ней разряжение, под действием которого пассивная жидкость всасывается в приемную камеру 2 и вместе с активной жидкостью поступает в диффузор камеры смешения 4, где обе жидкости перемешиваются.Active electrically conductive liquid, for example, water or an aqueous solution is fed into the active nozzle 5, and a positive potential is applied to the core 6 from the rectifier 7. Under the action of the potential difference between the core 6 (anode) and the active nozzle 5 (cathode), electrolysis occurs with the formation of electrolytic gas bubbles: at the surface of the core 6 there are oxygen bubbles, at the surface of the active nozzle 5 there are hydrogen bubbles. Bubbles of hydrogen and oxygen, performing the function of lubrication at the surface of the active nozzle 5 (cathode) and core 6 (anode), significantly reduce the hydraulic resistance of the active nozzle 5 and core 6 for active electrically conductive fluid moving in the active nozzle at a high speed. Due to the ejection effect, the active liquid at the outlet of the nozzle 5 into the receiving chamber 2 creates a vacuum in it, under the influence of which the passive liquid is sucked into the receiving chamber 2 and together with the active liquid enters the diffuser of the mixing chamber 4, where both liquids are mixed.

Таким образом, подключение сердечника 6 к положительному полюсу источника постоянного тока 7, а активного сопла 5 - к отрицательному полюсу источника постоянного тока 7 и установка сердечника 6 на электроизоляторе 8 позволяют при электролизе электропроводной активной жидкости, например воды или водного раствора, создавать у поверхности активного сопла 5 и сердечника 6 газовую смазку в виде пузырьков электролитических газов, которая значительно снижает гидравлическое сопротивление двигающейся с большой скоростью в активном сопле 5 активной жидкости и уменьшает энергозатраты при работе струйного насоса.Thus, connecting the core 6 to the positive pole of the direct current source 7, and the active nozzle 5 to the negative pole of the direct current source 7 and installing the core 6 on the insulator 8 allows the electrolysis of an electrically conductive active liquid, such as water or an aqueous solution, to create an active nozzle 5 and core 6 gas lubrication in the form of electrolytic gas bubbles, which significantly reduces the hydraulic resistance of a moving at high speed in the active nozzle 5 actively th liquid and reduces energy consumption during the operation of the jet pump.

Claims

An inkjet pump comprising a housing with a receiving chamber and a pipe for supplying a passive medium, a mixing chamber with a diffuser and an active nozzle with a core installed in it, and a current source, characterized in that the core is connected to the positive pole of the DC source and mounted on an insulator , and the active nozzle is connected to the negative pole of the DC source.