RU156578U1

RU156578U1 - JET PUMP

Info

Publication number: RU156578U1
Application number: RU2014154221/06U
Authority: RU
Inventors: Евгений Константинович Спиридонов; Сергей Юрьевич Битюцких; Альберт Раисович Ялалетдинов; Шамиль Раисович Ялалетдинов; Александр Викторович Подзерко
Original assignee: ООО "Челябинский компрессорный завод"
Priority date: 2014-12-29
Filing date: 2014-12-29
Publication date: 2015-11-10

Abstract

1. Струйный насос, включающий канал подачи активной жидкости, напорную камеру, кольцевое сопло, смесительную камеру, диффузор, фланец, отличающийся тем, что на входе в кольцевое сопло установлена кольцевая решетка, образованная цилиндрическим патрубком со сквозными радиальными отверстиями, параллельными оси сопла, а на выходном участке кольцевого сопла установлены и закреплены продольные ребра в виде тонких заостренных с обеих сторон пластин, параллельных оси сопла, центральный канал кольцевого сопла выполнен конфузорно-цилиндрическим, на начальном участке смесительной камеры выполнены сквозные радиальные отверстия.2. Струйный насос по п. 1, отличающийся тем, что на срезе кольцевого сопла установлена центрирующая шайба со сквозными сопловыми отверстиями и/или кольцеобразными секторными вырезами.3. Струйный насос по п. 1, отличающийся тем, что на задней крышке напорной камеры равномерно по торцевой поверхности установлены побудительные сопла.4. Струйный насос по п. 1, отличающийся тем, что на задней крышке напорной камеры установлен съемный сетчатый фильтр.1. A jet pump comprising an active fluid supply channel, a pressure chamber, an annular nozzle, a mixing chamber, a diffuser, a flange, characterized in that an annular grill is formed at the inlet of the annular nozzle, formed by a cylindrical nozzle with through radial holes parallel to the axis of the nozzle, and longitudinal ribs are installed and fixed at the output section of the annular nozzle in the form of thin plates pointed on both sides parallel to the axis of the nozzle, the central channel of the annular nozzle is made confuser-cylindrical , through radial holes are made in the initial section of the mixing chamber. 2. A jet pump according to claim 1, characterized in that a centering washer with through nozzle openings and / or annular sector cutouts is mounted on a section of the annular nozzle. 3. The jet pump according to claim 1, characterized in that on the back cover of the pressure chamber, motive nozzles are evenly installed on the end surface. 4. The jet pump according to claim 1, characterized in that a removable strainer is installed on the back cover of the pressure chamber.

Description

Устройство относится к струйной технике для эжектирования и последующего транспорта жидкостей (например воды) из резервуаров и водоемов, а также донных отложений и сыпучих материалов.The device relates to inkjet technology for ejection and subsequent transport of liquids (eg water) from reservoirs and ponds, as well as bottom sediments and bulk materials.

Известно техническое решение - устройство струйно-кольцевого эжектора (Патент РФ №2435989, опубл. 10.12.2011, МПК F04F 5/10), технический результат которого состоит в уменьшении осевой длины аппарата, упрощении изготовления устройства и повышении его производительности. Недостатками устройства являются: односторонний подвод активной жидкости; отсутствие участка с плавным сопряжением наружной поверхности кольцевого сопла с внутренней поверхностью смесительной камеры. Односторонний подвод активного потока вызывает существенную неравномерность течения жидкости в напорной камере перед кольцевым соплом, а внезапное изменение профиля проточной части за соплом вызывает отрыв потока от обтекаемой поверхности, образование "мертвых" полостей с паразитными циркуляционными и вихревыми течениями. Все это в совокупности приводит к значительным гидравлическим потерям и снижению энергетической эффективности устройства.A known technical solution is the device of the jet-ring ejector (RF Patent No. 2435989, publ. 10.12.2011, IPC F04F 5/10), the technical result of which is to reduce the axial length of the apparatus, simplify the manufacture of the device and increase its productivity. The disadvantages of the device are: one-way supply of active fluid; the absence of a plot with smooth conjugation of the outer surface of the annular nozzle with the inner surface of the mixing chamber. A one-way inlet of the active flow causes a significant non-uniformity of the fluid flow in the pressure chamber in front of the annular nozzle, and a sudden change in the profile of the flowing part behind the nozzle causes the flow to separate from the streamlined surface, the formation of “dead” cavities with parasitic circulation and vortex flows. All this together leads to significant hydraulic losses and reduced energy efficiency of the device.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является гидроэлеватор с кольцевым соплом для производства работ в кессонах, опускных колодцах, открытых котловинах, откачки (выгрузки) загрязненных жидкостей, донных отложений. Гидроэлеватор состоит из следующих основных деталей: напорной камеры с присоединенными патрубками подвода активной жидкости; конфузора; камеры смешения; всасывающей камеры; входного конического расходящегося патрубка. Конфузор и всасывающая камера образует кольцевое сопло, которое формирует рабочую струю. См. книгу Фридмана Б.Э., Гидроэлеваторы. МАШГИЗ, М., 1960 г., с. 228, фиг. 119.Closest to the proposed utility model is a hydraulic elevator with an annular nozzle for work in caissons, lowering wells, open basins, pumping (unloading) of contaminated liquids, bottom sediments. The hydraulic elevator consists of the following main parts: a pressure chamber with attached nozzles for supplying active liquid; confuser; mixing chambers; suction chamber; inlet conical diverging nozzle. The confuser and the suction chamber form an annular nozzle that forms a working stream. See the book by Friedman B.E., Hydroelevators. MASHGIZ, M., 1960, p. 228, FIG. 119.

Двусторонний подвод высоконапорной жидкости и наличие конфузора, сопрягающего кольцевое сопло и смесительную камеру, приводит к некоторому снижению гидравлического сопротивления проточной части.Two-way supply of high-pressure liquid and the presence of a confuser that mates the annular nozzle and the mixing chamber leads to a certain decrease in the hydraulic resistance of the flow part.

Вместе с тем устройство имеет следующие недостатки:However, the device has the following disadvantages:

- только двусторонний подвод высоконапорной жидкости к напорной камере не создает полного выравнивания потока перед кольцевым соплом;- only the two-sided supply of high-pressure fluid to the pressure chamber does not completely equalize the flow in front of the annular nozzle;

- канал подвода перекачиваемой жидкости к смесительной камере, включающий входной диффузор (входной конический расходящийся патрубок), цилиндрический участок и конфузор, вызывает сначала замедление потока, движение с постоянной скоростью и последующий разгон. Все вышеперечисленное приводит к дополнительным гидравлическим сопротивлениям проточной части гидроэлеватора, ухудшению всасывающей способности устройства и уменьшению его КПД.- the channel for supplying the pumped liquid to the mixing chamber, including the inlet diffuser (inlet conical diverging nozzle), the cylindrical section and the confuser, first causes a slowdown in flow, movement at a constant speed and subsequent acceleration. All of the above leads to additional hydraulic resistance of the flow part of the hydraulic elevator, deterioration of the suction capacity of the device and a decrease in its efficiency.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение КПД, уменьшение осевой длины и расширение функциональных возможностей струйного насоса.The technical result of the claimed utility model is to increase efficiency, reduce axial length and expand the functionality of the jet pump.

Указанный технический результат достигается за счет того, что струйный насос состоит из канала подачи активной жидкости, напорной камеры, кольцевого сопла, смесительной камеры, диффузора, фланца, причем на входе в кольцевое сопло установлена кольцевая решетка, образованная цилиндрическим патрубком со сквозными радиальными отверстиями параллельными оси сопла, а на выходном участке кольцевого сопла установлены и закреплены продольные ребра в виде тонких заостренных с обеих сторон пластин, параллельных оси сопла, центральный канал кольцевого сопла выполнен конфузорноцилиндрическим, на начальном участке смесительной камеры выполнены сквозные радиальные отверстия. Также, указанный технический результат достигается тем, что на срезе кольцевого сопла установлена центрирующая шайба со сквозными сопловыми отверстиями и/или кольцеобразными секторными вырезами; на задней крышке напорной камеры равномерно по торцевой поверхности установлены побудительные сопла; на задней крышке напорной камеры установлен съемный сетчатый фильтр.The specified technical result is achieved due to the fact that the jet pump consists of an active fluid supply channel, a pressure chamber, an annular nozzle, a mixing chamber, a diffuser, a flange, and at the entrance to the annular nozzle there is an annular lattice formed by a cylindrical nozzle with through radial holes parallel to the axis nozzles, and at the exit section of the annular nozzle, longitudinal ribs are installed and fixed in the form of thin pointed plates on both sides parallel to the axis of the nozzle, the central channel of the rings evy nozzle is made confuser-cylindrical, through radial holes are made in the initial section of the mixing chamber. Also, the indicated technical result is achieved by the fact that a centering washer with through nozzle openings and / or ring-shaped sector cutouts is installed on a section of the annular nozzle; on the back cover of the pressure chamber, motive nozzles are evenly installed on the end surface; a removable strainer is installed on the back cover of the pressure chamber.

На фиг. 1 представлена конструкция струйного насоса в разрезе, на фиг. 2 показан вид сверху, на фиг. 3 показано сечение А-А кольцевого сопла с выходным отверстием в виде кольцевой осесимметричной щели, на фиг. 4 показано сечение А-А кольцевого сопла с центрирующей шайбой на срезе, снабженной сквозными осесимметричными отверстиями в виде кольцевых секторов, на фиг. 5 показано сечение А-А кольцевого сопла с центрирующей шайбой на срезе, снабженной сквозными осесимметричными круглыми отверстиями, и на фиг. 6 изображен вариант струйного насоса с сетчатым фильтром.In FIG. 1 shows a sectional view of a jet pump; FIG. 2 shows a top view, FIG. 3 shows a section AA of an annular nozzle with an outlet in the form of an annular axisymmetric slit; FIG. 4 shows a section AA of an annular nozzle with a centering washer on a slice equipped with through axisymmetric holes in the form of annular sectors; FIG. 5 shows a section AA of an annular nozzle with a centering washer in a section provided with through axisymmetric round holes, and in FIG. 6 shows an embodiment of a jet pump with a strainer.

Струйный насос содержит канал подачи 1 активной жидкости, напорную камеру 2, кольцевое сопло 3, смесительную камеру 4, диффузор 5, фланец 6 (см. фиг. 1). Канал подачи 1 активной жидкости выполнен в виде тройника, центральный патрубок которого крепится к фланцу 6, а два других - к напорной камере 2 (см. фиг. 2). Напорная камера 2 выполнена в виде полого цилиндра, в передней 15 и задней 11 крышке которого имеются сквозные отверстия осесимметричные цилиндрической поверхности камеры. Направляющее конусообразное кольцо 7 со стороны с большим диаметром закреплено в центральном отверстие передней крышки 15. В направляющем конусообразном кольце 7 со стороны с меньшим диаметром установлена и закреплена смесительная камера 4 с диффузором 5. Выход диффузора 5 закреплен к фланцу 6. Через центральное отверстие в задней крышке 11 во внутреннюю полость напорной камеры 2 устанавливается кольцевое сопло 3, которое центрируется по внутренней поверхности 8 направляющего конусообразного кольца 7, примыкает фланцем к задней крышке 11 и крепится с помощью шпилек 12 и гаек 13. В задней крышке 11 установлены побудительные сопла 14 (см. фиг. 1).The jet pump comprises an active fluid supply channel 1, a pressure chamber 2, an annular nozzle 3, a mixing chamber 4, a diffuser 5, a flange 6 (see Fig. 1). The feed channel 1 of the active fluid is made in the form of a tee, the central pipe of which is attached to the flange 6, and the other two to the pressure chamber 2 (see Fig. 2). The pressure chamber 2 is made in the form of a hollow cylinder, in the front 15 and rear 11 of which there are through holes axisymmetric to the cylindrical surface of the chamber. A guide cone-shaped ring 7 on the side with a larger diameter is fixed in the central hole of the front cover 15. In the guide cone-shaped ring 7 on the side with a smaller diameter, a mixing chamber 4 with a diffuser 5 is installed and fixed. The outlet of the diffuser 5 is fixed to the flange 6. Through the central hole in the back cover 11 in the inner cavity of the pressure chamber 2 is installed an annular nozzle 3, which is centered on the inner surface 8 of the guide cone-shaped ring 7, adjoins the back cover 11 with a flange and pitsya via studs 12 and nuts 13. The rear cover 11 mounted agitation nozzles 14 (see. FIG. 1).

Кольцевое сопло 3 состоит из двух осесимметричных тонкостенных частей, внутренней и наружной, образующих кольцеобразную полость. Внутренняя стенка кольцевого сопла состоит из входного конфузора 3а с фланцем и цилиндрического патрубка 3б, а наружная стенка - из входного цилиндрического патрубка 3в и конфузора 3г. Для обеспечения соосности стенок и их жесткого герметичного крепления на наружной поверхности конфузора 3а за фланцем выполнена проточка, на которую герметично садится входной цилиндрический патрубок 3в, а в кольцевой щели 17 (см. фиг. 3), образованной цилиндрическим патрубком 3б и конфузором 3г, на выходе из кольцеобразной полости, установлены и закреплены продольные ребра 16 в виде тонких заостренных с обеих сторон пластин, параллельных оси кольцевого сопла 3. В специальном исполнении за ребрами на срезе кольцевой щели 17 устанавливается центрирующая шайба 3д со сквозными кольцеобразными секторными вырезами 18 и/или сопловыми отверстиями 19 (см. фиг. 3, 4, 5). Входной цилиндрический патрубок 3в наружной стенки кольцевого сопла 3 выполнен в виде кольцевой решетки, образованной сквозными радиальными отверстиями 3е параллельными оси цилиндра. Внутренняя стенка кольцевого сопла 3 образует конфузорноцилиндрический канал 9. На начальном участке смесительной камеры 4 выполнены сквозные радиальные отверстия 10 (проиллюстрировано на фиг. 1, 2, 6).The annular nozzle 3 consists of two axisymmetric thin-walled parts, internal and external, forming an annular cavity. The inner wall of the annular nozzle consists of an inlet confuser 3a with a flange and a cylindrical pipe 3b, and the outer wall consists of an inlet cylindrical pipe 3b and a confuser 3g. To ensure the coaxiality of the walls and their tight tight fastening on the outer surface of the confuser 3a, a groove is made behind the flange, onto which the inlet cylindrical pipe 3b is sealed, and in the annular gap 17 (see Fig. 3) formed by the cylindrical pipe 3b and the confuser 3g, at the exit from the annular cavity, longitudinal ribs 16 are installed and fixed in the form of thin plates pointed on both sides parallel to the axis of the annular nozzle 3. In a special design, prices are set behind the ribs on the slit of the annular gap 17 riruyuschaya washer 3d with the through ring-sectorial notches 18 and / or nozzle openings 19 (see. FIGS. 3, 4, 5). The inlet cylindrical pipe 3b of the outer wall of the annular nozzle 3 is made in the form of an annular lattice formed by through radial holes 3e parallel to the axis of the cylinder. The inner wall of the annular nozzle 3 forms a confuser-cylindrical channel 9. In the initial section of the mixing chamber 4, through radial holes 10 are made (illustrated in Figs. 1, 2, 6).

Для транспортирования чистой жидкости струйный насос комплектуется съемным сетчатым фильтром 20, при этом задняя крышка 11 выполнена без побудительных сопел 14, показано на фиг. 6.To transport clean liquid, the jet pump is equipped with a removable strainer 20, while the back cover 11 is made without motive nozzles 14, shown in FIG. 6.

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

Активный поток жидкости поступает по каналу подачи 1 в напорную камеру 2 с двух сторон для равномерного распределения его по периметру. Из камеры 2 высоконапорная жидкость через сквозные радиальные отверстия 3е поступает в кольцеобразную полость. Далее через кольцевую щель 17 или кольцеобразные секторные вырезы 18, либо сопловые отверстия 19 центрирующей шайбы 3д жидкость с большой скоростью истекает в смесительную камеру 4, увлекая перекачиваемую жидкость в спутное движение из центрального канала 9 кольцевого сопла 3 и через сквозные сквозные радиальные отверстия 10 на начальном участке смесительной камеры 4. В камере смешения 4 между потоками происходит энергообмен и перемешивание. После смесительной камеры 4 поток смеси поступает в диффузор 5, где часть кинетической энергии потока переходит в потенциальную, и далее транспортируется по трубопроводу. Для перекачки донных отложений в задней крышке 11 напорной камеры 2 установлены побудительные сопла 14, которые формируют струи, взмучивающие пассивную среду.The active fluid flow enters through the supply channel 1 to the pressure chamber 2 from two sides for uniform distribution along the perimeter. From the chamber 2, the high-pressure liquid through the through radial holes 3e enters the annular cavity. Then, through the annular gap 17 or the annular sector cutouts 18, or the nozzle holes 19 of the centering washer 3D, the liquid flows out at a high speed into the mixing chamber 4, entraining the pumped liquid in a tangled motion from the central channel 9 of the annular nozzle 3 and through the through radial holes 10 at the initial section of the mixing chamber 4. In the mixing chamber 4, energy exchange and mixing takes place between the streams. After the mixing chamber 4, the flow of the mixture enters the diffuser 5, where part of the kinetic energy of the stream passes into the potential, and then transported through the pipeline. For pumping bottom sediments in the back cover 11 of the pressure chamber 2, motive nozzles 14 are installed, which form jets agitating the passive medium.

Наличие сквозных радиальных отверстий 3е, равномерно распределенных по поверхности входного цилиндрического патрубка 3в наружной стенки кольцевого сопла 3, а также продольных ребер 16 в виде тонких заостренных с обеих сторон пластин, установленных на выходе из кольцеобразной полости, обеспечивает выравнивание потока и последующее формирование осессиметричной кольцевой струи или струй с минимальными гидравлическими потерями.The presence of through radial holes 3e, evenly distributed over the surface of the inlet pipe 3b of the outer wall of the annular nozzle 3, as well as longitudinal ribs 16 in the form of thin pointed plates on both sides installed at the outlet of the annular cavity, ensures flow equalization and the subsequent formation of an axisymmetric annular jet or jets with minimal hydraulic loss.

Использование для подвода пассивной жидкости к смесительной камере 4 центрального канала 9 кольцевого сопла 3 позволяет уменьшить осевую длину струйного насоса, а исполнение центрального канала 9 конфузорноцилиндрическим создает условия для постепенного разгона потока. Это, в свою очередь, приводит к снижению гидравлического сопротивления элементов проточной части струйного насоса и увеличению его КПД.Using for supplying passive liquid to the mixing chamber 4 of the central channel 9 of the annular nozzle 3 allows to reduce the axial length of the jet pump, and the design of the central channel 9 is confusingly cylindrical creates conditions for the gradual acceleration of the flow. This, in turn, leads to a decrease in the hydraulic resistance of the elements of the flowing part of the jet pump and an increase in its efficiency.

Наличие сквозных радиальных отверстий 10 на начальном участке смесительной камеры 4 увеличивает приток перекачиваемой жидкости в смесительную камеру, повышает производительность и КПД струйного насоса.The presence of through radial holes 10 in the initial section of the mixing chamber 4 increases the flow of pumped liquid into the mixing chamber, increases the productivity and efficiency of the jet pump.

Исполнение задней крышки 11 напорной камеры 2 с побудительными соплами 14 позволяет использовать струйный насос для откачки донных отложений, а исполнение струйного насоса с сетчатым фильтром 20 позволяет использовать насос для подачи чистой жидкости. Все это расширяет функциональные возможности струйного насоса.The design of the back cover 11 of the pressure chamber 2 with motive nozzles 14 allows the use of a jet pump for pumping bottom sediments, and the design of the jet pump with a strainer 20 allows you to use the pump to supply clean liquid. All this extends the functionality of the jet pump.

Таким образом, заявленная конструкция струйного насоса позволяет повысить КПД, уменьшить осевую длину и расширить функциональные возможности струйного насоса.Thus, the claimed design of the jet pump can increase efficiency, reduce axial length and expand the functionality of the jet pump.

Claims

1. A jet pump comprising an active fluid supply channel, a pressure chamber, an annular nozzle, a mixing chamber, a diffuser, a flange, characterized in that an annular grill is formed at the inlet of the annular nozzle, formed by a cylindrical nozzle with through radial holes parallel to the axis of the nozzle, and longitudinal ribs are installed and fixed at the output section of the annular nozzle in the form of thin plates pointed on both sides parallel to the axis of the nozzle, the central channel of the annular nozzle is made confuser-cylindrical , in the initial section of the mixing chamber, through radial holes are made.

2. The jet pump according to claim 1, characterized in that a centering washer with through nozzle openings and / or ring-shaped sector cutouts is mounted on a section of the annular nozzle.

3. The jet pump according to claim 1, characterized in that on the back cover of the pressure chamber, motive nozzles are evenly installed on the end surface.

4. The jet pump according to claim 1, characterized in that a removable strainer is installed on the back cover of the pressure chamber.