RU157770U1

RU157770U1 - Inkjet

Info

Publication number: RU157770U1
Application number: RU2015118756/06U
Authority: RU
Inventors: Александр Борисович Голованчиков; Наталия Валентиновна Шибитова; Николай Степанович Шибитов; Дмитрий Романович Александрин; Елена Владимировна Васильева
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2015-05-19
Publication date: 2015-12-10

Abstract

Струйный аппарат, включающий рабочее сопло, приёмную камеру, камеру смешения, диффузор и патрубок для подачи рабочего потока в рабочее сопло, отличающийся тем, что патрубок для подачи рабочего потока снабжён теплоэлектронагревателем в виде винтовой спирали, расположенной на наружной поверхности патрубка и закрытой кожухом, внутренняя поверхность которого выстлана теплоизоляционным материалом, причём кожух заполнен металлическими опилками.An inkjet apparatus including a working nozzle, a receiving chamber, a mixing chamber, a diffuser and a pipe for supplying a working stream to a working nozzle, characterized in that the pipe for supplying a working stream is equipped with a heat heater in the form of a spiral spiral located on the outer surface of the pipe and closed by a casing, inner the surface of which is lined with insulating material, and the casing is filled with metal filings.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к струйным аппаратам и насосам для перекачивания и смешения ньютоновских и неньютоновских жидкостей или жидкостей и газов за счет энергии струи рабочего потока, истекающей под давлением из сопла, и может найти применение в химической, нефтехимической, лакокрасочной, энергетической, металлургической, машиностроительной, фармацевтической, медицинской и других отраслях промышленности, а также в экологических процессах очистки сточных вод и дымовых газов.The proposed technical solution relates to inkjet devices and pumps for pumping and mixing Newtonian and non-Newtonian liquids or liquids and gases due to the energy of the working stream jet expiring under pressure from the nozzle, and can be used in chemical, petrochemical, paint and varnish, energy, metallurgical, engineering , pharmaceutical, medical and other industries, as well as in environmental processes of wastewater and flue gas treatment.

Из предшествующего уровня техники известна конструкция струйного насоса (пат. на изобретение RU 2136977, МПК F04F 5/14, 1999), содержащего устройство для подвода пассивной среды, сопло для подвода активной среды, расположенные соосно с ним камеру смешения и диффузор, при этом сопло выполнено сужающимся по ходу движения среды, камера смешения состоит по меньшей мере из двух конических, последовательно сужающихся участков, выполненных с последовательно уменьшающимся от участка к участку углом конусности, цилиндрического участка и снабжена устройством для подвода дополнительного потока пассивной среды, причем последний по ходу движения среды конический участок камеры смешения выполнен с углом конусности от 1 до 4°, предпоследний по ходу среды конический участок камеры смешения выполнен с углом конусности от 10 до 22°, а устройство для подвода дополнительного потока пассивной среды сопряжено с полостью цилиндрического участка камеры смешения по контуру его поперечного сечения посредством по меньшей мере одного канала, выполненного с наклоном к геометрической продольной оси насоса по ходу движения среды.The prior art design of a jet pump (patent for invention RU 2136977, IPC F04F 5/14, 1999), comprising a device for supplying a passive medium, a nozzle for supplying an active medium, a mixing chamber and a diffuser located coaxially with it, wherein the nozzle made tapering in the direction of movement of the medium, the mixing chamber consists of at least two conical, successively tapering sections made with a conicity angle, a cylindrical section gradually decreasing from section to section, and equipped with devices m for supplying an additional flow of a passive medium, the last conical section of the mixing chamber as the medium moves with a taper angle of 1 to 4 °, the penultimate conical section of the mixing chamber as the last of the medium, with a taper angle of 10 to 22 °, and the device for supplying the additional flow of the passive medium is associated with the cavity of the cylindrical section of the mixing chamber along the contour of its cross section through at least one channel made with an inclination to the geometric longitudinal axis of the pump along the movement of the medium.

К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится высокое гидравлическое сопротивление, когда активной средой является высоковязкая неньютоновская или структурированная жидкость.The reasons that impede the achievement of a given technical result include high hydraulic resistance, when the active medium is a highly viscous non-Newtonian or structured fluid.

Известна конструкция струйного насоса (пат. на изобретение RU 2116522, МПК F04F 5/14, 1998), содержащего устройство для подвода пассивной среды, сопло для подвода активной среды, расположенные соосно с ним камеру смешения и диффузор, при этом сопло выполнено сужающимся по ходу движения среды, а камера смешения состоит по меньшей мере из двух конических, последовательно сужающихся участков, выполненных с последовательно уменьшающимся от участка к участку углом конусности, и цилиндрического участка, причем последний по ходу движения среды конический участок камеры смешения выполнен с углом конусности 1-4°, а предпоследний по ходу движения среды конический участок камеры смешения выполнен с углом конусности 10-22°.A known design of a jet pump (patent for the invention RU 2116522, IPC F04F 5/14, 1998), comprising a device for supplying a passive medium, a nozzle for supplying an active medium, a mixing chamber and a diffuser located coaxially with it, the nozzle tapering along movement of the medium, and the mixing chamber consists of at least two conical, successively tapering sections made with a conical angle gradually decreasing from section to section, and a cylindrical section, the latter being conical along the medium chastok mixing chamber configured with an angle of taper of 1-4 °, and the direction of travel penultimate environment conical mixing chamber portion configured to taper angle 10-22 °.

Достижению технического результата препятствует высокое гидравлическое сопротивление, когда активной средой является высоковязкая неньютоновская или структурированная жидкость.The achievement of the technical result is hindered by high hydraulic resistance when the active medium is a highly viscous non-Newtonian or structured fluid.

Из предшествующего уровня техники известна конструкция струйного насоса (пат. на полезную модель RU 149713, МПК F04F 5/02, 2015), содержащего 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 prior art design of an inkjet pump (patent for utility model RU 149713, IPC F04F 5/02, 2015), 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 installed in the housing, is installed in the housing core, and a current source, while the core is connected to the positive pole of the DC source and mounted on the insulator, and the active nozzle is connected to the negative pole of the DC source.

Недостатком данной конструкции является то, что в активной жидкости можно использовать жидкости, разлагающиеся при электролизе с образованием электролитических газов, например, H₂O=H₂+O₂ и непригодна для активных жидкостей типа глицерина или мазута.The disadvantage of this design is that in an active liquid it is possible to use liquids that decompose during electrolysis with the formation of electrolytic gases, for example, H ₂ O = H ₂ + O ₂ and is unsuitable for active liquids such as glycerol or fuel oil.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и принятому за прототип является струйный аппарат, содержащий рабочее сопло, приемную камеру, камеру смешения и диффузор (Е.Я. Соколов, Н.М. Зингер. Струйные аппараты. - 3-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с. 5-6).Closest to the proposed technical solution and adopted for the prototype is an inkjet apparatus containing 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).

Недостатком данного технического решения является высокое гидравлическое сопротивление сопла вызвано из-за большой скорости в нем активной жидкости, что приводит к высоким энергозатратам при работе струйного аппарата.The disadvantage of this technical solution is the high hydraulic resistance of the nozzle due to the high speed of the active fluid in it, which leads to high energy consumption during operation of the jet apparatus.

Задачей является уменьшение гидравлического сопротивления рабочего потока, двигающегося с большой скоростью в сопле, особенно когда этим рабочим потоком является неньютоновская, высоковязкая или структурированная жидкость.The objective is to reduce the hydraulic resistance of the working stream moving at high speed in the nozzle, especially when this working stream is a non-Newtonian, highly viscous or structured fluid.

Техническим результатом является повышение производительности струйного аппарата.The technical result is to increase the productivity of the inkjet apparatus.

Поставленный технический результат достигается тем, что струйный аппарат, включающий рабочее сопло, приемную камеру, камеру смешения, диффузор и патрубок для подачи рабочего потока в рабочее сопло, при этом патрубок для подачи рабочего потока снабжен теплоэлектронагревателем в виде винтовой спирали, расположенной на наружной поверхности патрубка и закрытой кожухом, внутренняя поверхность которого выстлана теплоизоляционным материалом, причем кожух заполнен металлическими опилками.The technical result is achieved in that the jet apparatus, including the working nozzle, a receiving chamber, a mixing chamber, a diffuser and a nozzle for supplying a working stream to the working nozzle, while the nozzle for supplying a working stream is equipped with a heat heater in the form of a helical spiral located on the outer surface of the nozzle and a closed casing, the inner surface of which is lined with insulating material, and the casing is filled with metal filings.

Снабжение патрубка теплоэлектронагревателем в виде винтовой спирали, расположенной на его наружной поверхности и закрытой кожухом, образует при движении в патрубке рабочего потока высоковязкой, неньютоновской или структурированной жидкости, например, глицерина или мазута, у его поверхности слой пара, выполняющего роль смазки этой поверхности, что существенно снижает гидравлическое сопротивление рабочего потока и, как следствие, повышает производительность струйного аппарата и снижает энергозатраты при его работе.The supply of the pipe with a heat heater in the form of a helical spiral located on its outer surface and closed by a casing forms a highly viscous, non-Newtonian or structured liquid, for example, glycerol or fuel oil, when moving in the pipe of the working stream, at its surface a layer of steam acting as a lubricant for this surface, which significantly reduces the hydraulic resistance of the working stream and, as a result, increases the productivity of the inkjet apparatus and reduces energy consumption during its operation.

Заполнение кожуха, внутренняя поверхность которого выстлана теплоизоляционным материалом, металлическими опилками позволяет снизить потери тепла, увеличить поверхность теплопередачи и за счет этого повысить тепловую энергию, передаваемую опилками на поверхность патрубка, что способствует к увеличению толщины парового пограничного слоя, в результате чего снижается гидравлическое сопротивление рабочего потока и, как следствие, повышается производительность струйного аппарата и снижаются энергозатраты при его работе.Filling the casing, the inner surface of which is lined with heat-insulating material, with metal filings allows to reduce heat loss, increase the heat transfer surface and thereby increase the heat energy transmitted by sawdust to the pipe surface, which contributes to an increase in the thickness of the vapor boundary layer, as a result of which the hydraulic resistance of the worker decreases flow and, as a result, increases the productivity of the inkjet apparatus and reduces energy consumption during its operation.

На фигуре изображен общий вид в разрезе струйного аппарата.The figure shows a General view in section of an inkjet apparatus.

Струйный аппарат состоит из рабочего сопла 1, приемной камеры 2, камеры смешения 3, диффузора 4 и патрубка 5 для подачи рабочего потока в рабочее сопло 1. Патрубок 5 для подачи рабочего потока снабжен теплоэлектронагревателем 6 в виде винтовой спирали, которая расположена на наружной поверхности патрубка 5 и закрыта кожухом 7. Теплоизоляционным материалом 8 выстлана внутренняя поверхность кожуха 7, который заполнен металлическими опилками 9. Теплоэлектронагреватель 6 подключен к источнику тока 10, а корпус струйного аппарата подключен к заземлению 11.The jet apparatus consists of a working nozzle 1, a receiving chamber 2, a mixing chamber 3, a diffuser 4 and a nozzle 5 for supplying a working stream to the working nozzle 1. The nozzle 5 for supplying a working stream is equipped with a heat heater 6 in the form of a helical spiral, which is located on the outer surface of the nozzle 5 and closed by a casing 7. Thermal insulation material 8 is lined with the inner surface of the casing 7, which is filled with metal filings 9. The heat electric heater 6 is connected to a current source 10, and the body of the inkjet apparatus is connected to ground uw 11.

Струйный аппарат работает следующим образом.The inkjet apparatus operates as follows.

Рабочий поток, например, глицерин или мазут подают под давлением в патрубок 5, а на теплоэлектронагреватель 6 подают ток, который нагревает рабочий поток и образует у поверхности патрубка 5 слой пара. Пар, выполняя роль смазки у поверхности патрубка 5, позволяет значительно снизить гидравлическое сопротивление рабочего потока, двигающегося с большой скоростью. За счет эффекта эжекции рабочий поток на выходе из рабочего сопла 1 в приемной камере 2 создает разряжение, под действием которого инжектируемый поток жидкости или газа всасывается в приемную камеру 2, перемешиваясь с рабочим потоком жидкости в камере смешения 3, поступает в диффузор 4, где на выходе из него образуется смешанный поток.The working stream, for example, glycerin or fuel oil, is supplied under pressure to the pipe 5, and a current is supplied to the heat heater 6, which heats the working stream and forms a vapor layer at the surface of the pipe 5. Steam, acting as a lubricant at the surface of the nozzle 5, can significantly reduce the hydraulic resistance of the working stream moving at high speed. Due to the ejection effect, the working stream at the outlet of the working nozzle 1 in the receiving chamber 2 creates a vacuum, under the influence of which the injected liquid or gas stream is sucked into the receiving chamber 2, mixing with the working liquid flow in the mixing chamber 3, enters the diffuser 4, where a mixed flow forms from it.

Таким образом, заявленная конструкция струйного аппарата с патрубком для подачи рабочего потока, снабженным теплоэлектронагревателем в виде винтовой спирали, расположенной на его наружной поверхности патрубка и закрытой заполненным металлическими опилками кожухом, внутренняя поверхность которого выстлана теплоизоляционным материалом, позволяет повысить производительность струйного аппарата.Thus, the claimed design of the jet apparatus with a nozzle for supplying a working stream equipped with a heat heater in the form of a helical spiral located on its outer surface of the nozzle and closed by a casing filled with metal filings, the inner surface of which is lined with heat-insulating material, allows to increase the productivity of the jet apparatus.

Claims

An inkjet apparatus including a working nozzle, a receiving chamber, a mixing chamber, a diffuser and a pipe for supplying a working stream to a working nozzle, characterized in that the pipe for supplying a working stream is equipped with a heat heater in the form of a helical spiral located on the outer surface of the pipe and closed by a casing, inner the surface of which is lined with insulating material, and the casing is filled with metal filings.