RU165393U1

RU165393U1 - EJECTOR

Info

Publication number: RU165393U1
Application number: RU2015155426/06U
Authority: RU
Inventors: Руслан Рафаэлевич Халиулин; Виталий Алексеевич Сыченков; Александр Иосифович Раскин
Original assignee: Руслан Рафаэлевич Халиулин; Виталий Алексеевич Сыченков; Александр Иосифович Раскин
Priority date: 2015-12-23
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2016-10-20

Abstract

1. Эжектор, содержащий входной участок высоконапорного потока, с кольцевым соплом и два концентрических кольцевых сопла низконапорного потока, располагаемых изнутри и снаружи от кольцевого сопла высоконапорного потока, кольцевую камеру смешения и диффузор, образованные наружной обечайкой и центральным телом, отличающийся тем, что между входным участком высоконапорного потока и кольцевым соплом расположен по окружности трубчатый коллектор высоконапорного потока, между трубками которого имеются промежутки, сообщенные с внутренней полостью центрального тела, в котором выполнен кольцевой пояс отверстий, сообщенных с кольцевым соплом низконапорного потока, расположенным изнутри высоконапорного потока, в наружной обечайке камеры смешения также выполнен кольцевой пояс отверстий.2. Эжектор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой пояс отверстий в центральном теле и кольцевой пояс отверстий в наружной обечайке камеры смешения расположены в плоскости сечения среза кольцевого сопла высоконапорного потока.3. Эжектор по п. 1, отличающийся тем, что кольцевое сопло высоконапорного потока имеет конический участок, в котором на выходе расположены по окружности струйные форсунки.4. Эжектор по п. 3, отличающийся тем, что струйные форсунки расположены с относительным шагом, где.5. Эжектор по п. 1, отличающийся тем, что за центральным телом установлена сферическая заглушка, образующая с цилиндрической внешней обечайкой диффузор.6. Эжектор по п. 1, отличающийся тем, что в камере смешения установлена обечайка, разделяющая ее на две концентричных кольцевых камеры.1. An ejector containing an inlet portion of a high-pressure flow, with an annular nozzle and two concentric annular nozzles of a low-pressure flow, located inside and outside of the annular nozzle of a high-pressure flow, an annular mixing chamber and a diffuser formed by the outer shell and the central body, characterized in that between the inlet a high-pressure flow section and an annular nozzle are located around the circumference of the tubular high-pressure flow manifold, between the tubes of which there are gaps communicated with the inner floor with the central body, in which an annular belt of holes is made, in communication with an annular nozzle of a low-pressure flow located inside the high-pressure flow, an annular belt of holes is also made in the outer shell of the mixing chamber. 2. The ejector according to claim 1, characterized in that the annular belt of holes in the central body and the annular belt of holes in the outer shell of the mixing chamber are located in the plane of the cross-section of the cut of the annular nozzle of the high-pressure flow. The ejector according to claim 1, characterized in that the annular nozzle of the high-pressure flow has a conical section in which the jet nozzles are located at the exit around the circumference. The ejector according to claim 3, characterized in that the jet nozzles are arranged in relative increments, where 5. The ejector according to claim 1, characterized in that a spherical plug is installed behind the central body, forming a diffuser with a cylindrical outer shell. 6. The ejector according to claim 1, characterized in that a shell is installed in the mixing chamber, dividing it into two concentric annular chambers.

Description

Полезная модель относится к струйным аппаратам и может быть использована в энергетике и близких к ней областях техники, в автономной энергетике, в пожарной технике, в авиации и космической технике, в судостроении, в химической промышленности.The utility model relates to inkjet devices and can be used in energy and related fields of technology, in autonomous energy, in fire technology, in aviation and space technology, in shipbuilding, in the chemical industry.

Известен эжектор (патент RU №2366840, МПК F04F 5/30, опубл. 10.09.2009 г.), ближайший по технической сущности к заявляемому и принятый за прототип, содержащий два кольцевых сопла низконапорного потока, расположенные концентрично по обе стороны от кольцевого сопла высоконапорного потока. К внутреннему кольцевому соплу низконапорный поток проводится через пилоны, соединяющие обечайку и центральное тело, расположенные в диффузоре. Вход в наружное кольцевое сопло низконапорного потока образуется острой кромкой наружной обечайки и наружной стенкой сопла высоконапорного потока. Эжектор предназначен для перемещения низконапорного потока с помощью высоконапорного потока. Технический результат - создание требуемого поля параметров (температур, концентраций, скоростей) на срезе диффузора. Однако известный эжектор имеет сложную конструкцию и большое гидравлическое сопротивление, создаваемое пилонами, установленными за камерой смешения и отрывным течением на входе в наружное кольцевое сопло низконапорного потока.Known ejector (patent RU No. 2366840, IPC F04F 5/30, published on 09/10/2009), closest in technical essence to the claimed one and adopted as a prototype, containing two annular nozzles of low-pressure flow, located concentrically on both sides of the annular nozzle of high-pressure flow. To the inner annular nozzle, a low-pressure flow is conducted through the pylons connecting the shell and the central body located in the diffuser. The entrance to the outer annular nozzle of the low-pressure flow is formed by the sharp edge of the outer shell and the outer wall of the high-pressure flow nozzle. The ejector is designed to move the low-pressure flow using a high-pressure flow. The technical result is the creation of the required field of parameters (temperatures, concentrations, speeds) on the slice of the diffuser. However, the known ejector has a complex structure and a large hydraulic resistance created by pylons installed behind the mixing chamber and the separated flow at the entrance to the outer annular nozzle of low-pressure flow.

Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель заключается в упрощении конструкции эжектора и уменьшении гидравлического сопротивления эжектора.The technical result, which is achieved by the claimed utility model is to simplify the design of the ejector and reduce the hydraulic resistance of the ejector.

Технический результат достигается тем, что в эжекторе, содержащем входной участок высоконапорного потока с кольцевым соплом и два концентрических кольцевых сопла низконапорного потока, располагаемых изнутри и снаружи от кольцевого сопла высоконапорного потока, кольцевую камеру смешения и диффузор, образованные наружной обечайкой и центральным телом, новым является то, что между входным участком высоконапорного потока и кольцевым соплом расположен по окружности трубчатый коллектор высоконапорного потока, между трубками которого имеются промежутки, сообщенные с внутренней полостью центрального тела, в котором выполнен кольцевой пояс отверстий, сообщенных с кольцевым соплом низконапорного потока, расположенным изнутри высоконапорного потока, в наружной обечайке камеры смешения также выполнен кольцевой пояс отверстий.The technical result is achieved by the fact that in the ejector containing the inlet section of the high-pressure flow with an annular nozzle and two concentric annular nozzles of the low-pressure flow located inside and outside of the annular nozzle of the high-pressure flow, the annular mixing chamber and the diffuser formed by the outer shell and the central body are new that between the inlet portion of the high-pressure flow and the annular nozzle is located around the circumference of the tubular manifold of the high-pressure flow, between the tubes of which there are gaps communicated with the inner cavity of the central body in which an annular belt of holes is made, communicated with an annular nozzle of a low-pressure flow located inside the high-pressure flow, an annular belt of holes is also made in the outer shell of the mixing chamber.

Кольцевой пояс отверстий в центральном теле и кольцевой пояс отверстий в наружной обечайке камеры смешения расположены в плоскости сечения среза кольцевого сопла высоконапорного потока.The annular belt of holes in the central body and the annular belt of holes in the outer shell of the mixing chamber are located in the plane of the cross section of the cut of the annular nozzle of the high-pressure flow.

Кольцевое сопло высоконапорного потока имеет конический участок, в котором на выходе расположены по окружности струйные форсунки, с относительным шагом

, где

.The annular nozzle of the high-pressure flow has a conical section in which jet nozzles with a relative pitch are located around the circumference at the outlet

where

.

За центральным телом установлена сферическая заглушка, образующая с цилиндрической внешней обечайкой диффузор.A spherical plug is installed behind the central body, which forms a diffuser with a cylindrical outer shell.

В камере смешения установлена обечайка, разделяющая ее на две концентричных кольцевых камеры.A shell is installed in the mixing chamber, dividing it into two concentric annular chambers.

На фигуре представлена схема предлагаемого эжектора.The figure shows a diagram of the proposed ejector.

Где: 1 - кольцевое сопло высоконапорного потока; 2 - внешний (наружный) низконапорный поток; 3 - внутренний низконапорный поток; 4 - камера смешения; 5 - диффузор; 6 - наружная обечайка; 7 - центральное тело; 8 - внешняя концентрическая часть камеры смешения; 9 - кольцевая перегородка камеры смешения; 10 - внутренняя концентрическая часть камеры смешения; 11 - кольцевой пояс отверстий в центральном теле; 12 - кольцевой пояс отверстий в наружной обечайке камеры смешения; 13 - конический выходной участок кольцевого сопла высоконапорного потока; 14 - трубчатый коллектор; 15 - входной участок; 16 - внутренняя полусфера входного участка; 17 - безотрывной диффузор входного участка; 18 - струйные форсунки в коническом участке 13 сопла высоконапорного потока 1.Where: 1 - annular nozzle of high-pressure flow; 2 - external (external) low-pressure flow; 3 - internal low-pressure flow; 4 - mixing chamber; 5 - diffuser; 6 - outer shell; 7 - the central body; 8 - external concentric part of the mixing chamber; 9 - annular partition of the mixing chamber; 10 - inner concentric part of the mixing chamber; 11 - an annular belt of holes in the Central body; 12 - annular belt of holes in the outer shell of the mixing chamber; 13 - conical outlet section of the annular nozzle of the high-pressure flow; 14 - a tubular collector; 15 - input section; 16 - the inner hemisphere of the input section; 17 - continuous diffuser inlet section; 18 - jet nozzles in the conical section 13 of the nozzle of the high-pressure flow 1.

Эжектор содержит кольцевое сопло 1 высоконапорного потока с коническим выходным участком 13 и два концентрических кольцевых сопла низконапорного потока 2 и 3, расположенных изнутри и снаружи от кольцевого сопла высоконапорного потока 1, входной участок 15 с безотрывным диффузором 17 и с внутренней полусферой 16, кольцевую камеру смешения 4 и диффузор 5, образованные наружной обечайкой 6 и центральным телом 7 со сферической заглушкой. Между входным участком высоконапорного потока 15 и кольцевым соплом 1 высоконапорного потока расположен по окружности трубчатый коллектор 14 высоконапорного потока, между трубками которого имеются промежутки, сообщенные с внутренней полостью центрального тела 7. В центральном теле 7 в плоскости сечения среза конического выходного участка 13 сопла 1 высоконапорного потока выполнен кольцевой пояс отверстий 11, сообщенных с кольцевым соплом 3 низконапорного потока, расположенным изнутри высоконапорного потока. В наружной обечайке камеры смешения 4 в плоскости сечения среза конического выходного участка 13 высоконапорного сопла 1 выполнен кольцевой пояс отверстий 12. На выходе конического участка 13 кольцевого сопла высоконапорного потока 1 расположены по окружности струйные форсунки 18 с относительным шагом

, где

. В камере смешения 4 установлена обечайка 9, разделяющая ее на две концентричных кольцевых камеры 8 и 10.The ejector comprises an annular nozzle 1 of a high-pressure flow with a conical outlet portion 13 and two concentric annular nozzles of a low-

pressure flow

2 and 3 located inside and outside of the annular nozzle of a high-pressure flow 1, an inlet portion 15 with a continuous diffuser 17 and with an internal hemisphere 16, an annular mixing chamber 4 and the diffuser 5, formed by the outer shell 6 and the Central body 7 with a spherical plug. Between the inlet section of the high-pressure flow 15 and the annular nozzle 1 of the high-pressure flow, a tubular collector 14 of the high-pressure flow is located around the circumference, between the tubes of which there are gaps communicated with the inner cavity of the central body 7. In the central body 7, in the sectional plane of the cut section of the conical outlet section 13 of the high-pressure nozzle 1 of the flow, an annular belt of holes 11 is made, in communication with the annular nozzle 3 of the low-pressure flow, located inside the high-pressure flow. In the outer shell of the mixing chamber 4, in the plane of the cut section of the conical outlet section 13 of the high-pressure nozzle 1, an annular belt of holes 12 is made. At the outlet of the conical section 13 of the annular nozzle of the high-pressure stream 1, jet nozzles 18 are arranged around the circumference with a relative pitch

where

. In the mixing chamber 4 a shell 9 is installed, dividing it into two concentric

annular chambers

8 and 10.

Низконапорный поток поступает в камеру смешения 4 с внешней и внутренней стороны кольцевого сопла высоконапорного потока 1, с внешней стороны он проходит кольцевое сопло 2, а затем пояс отверстий 12 в наружной обечайке 6, поступает в камеру смешения 4. С внутренней стороны он проходит через промежутки между трубками коллектора 14 и поступает вовнутрь центрального тела 7, затем через кольцевое сопло 3 и пояс кольцевых отверстий 11 в центральном теле 7, поступает в камеру смешения 4.The low-pressure flow enters the mixing chamber 4 from the outer and inner sides of the annular nozzle of the high-pressure flow 1, from the outer side it passes through the annular nozzle 2, and then the belt of holes 12 in the outer shell 6 enters the mixing chamber 4. From the inside, it passes through the gaps between the tubes of the collector 14 and enters the inside of the central body 7, then through the annular nozzle 3 and the belt of annular holes 11 in the central body 7, enters the mixing chamber 4.

Этим обеспечивается уменьшение гидравлических потерь и устранение отрывных течений, во входной части камеры смешения эжектора.This ensures a reduction in hydraulic losses and elimination of separated flows in the input part of the ejector mixing chamber.

Струйные форсунки 18 с относительным шагом

на выходе конического выходного участка 13 кольцевого сопла высоконапорного потока 1 расположенные по окружности обеспечивают увеличение боковой поверхности струй высоконапорного потока, а значит и увеличение эжекции.Relative pitch nozzles 18

at the exit of the conical outlet portion 13 of the annular nozzle of the high-pressure flow 1, the circumferential ones provide an increase in the lateral surface of the high-pressure flow jets, and hence an increase in ejection.

Камера смешения 4 в выходной части разделена на две концентрические части 8 и 10 кольцевой перегородкой 9, чем достигается уменьшение длины камеры смешения, которая определяется ее поперечным размером h.The mixing chamber 4 in the output part is divided into two concentric parts 8 and 10 by the annular partition 9, thereby reducing the length of the mixing chamber, which is determined by its transverse size h.

Диффузор 5, внутренняя стенка которого образована сферической заглушкой, обеспечивает создание отрывного течения в осевой части выходной струи и тем самым уменьшение давления, что приводит к сужению струи на начальном участке. По данным (Абрамович Г.Н. «Прикладная газовая динамика». - М.: Наука, 1976. - 888 с.; Соколов Е.Я., Зингер Н.М. Струйные аппараты. - 3-е изд., перераб. - М. Энергоатомиздат, 1989. - 352 с.) длина L камеры смешения эжектора составляет 8-10 калибров

для газовых потоков и 50 калибров для водовоз душного эжектора. Струя не распадается, тем самым обеспечивается ее компактность и увеличивается дальнобойность.The diffuser 5, the inner wall of which is formed by a spherical plug, provides a separate flow in the axial part of the output stream and thereby reduces pressure, which leads to a narrowing of the stream in the initial section. According to (G. Abramovich, “Applied Gas Dynamics.” - M.: Nauka, 1976. - 888 s .; Sokolov E.Ya., Singer N.M. Inkjet Apparatus. - 3rd ed., Revised. - M. Energoatomizdat, 1989. - 352 p.) The length L of the mixing chamber of the ejector is 8-10 calibres

for gas flows and 50 gauges for a water-filled ejector ejector. The jet does not fall apart, thereby ensuring its compactness and increasing range.

Эжектор работает следующим образом. Высоконапорный поток подводится к кольцевому соплу 1 высоконапорного потока, через безотрывной диффузор 17 входного участка 15 и через трубчатый коллектор 14 и вытекает из него в виде отдельных струй через струйные форсунки 18 расположенные в коническом участке 13 сопла 1 высоконапорного потока. Отдельные струйки создают вблизи сопла 1 зону низкого давления. Низконапорный поток устремляется в камеру смешения 4 изнутри и снаружи. Изнутри низконапорный поток проходит между трубками коллектора 14 в центральное тело 7, и поступает в камеру смешения 4 через кольцевое сопло 3 и пояс отверстий 11. Такой подвод низконапорного потока через кольцевое сопло 3 низконапорного потока обеспечивает уменьшение гидравлических потерь, вследствие разрушения зоны обратных токов, образованных коническим участком 13 сопла 1 высоконапорного потока. Снаружи низконапорный поток эжектируется в камеру смешения 4 через кольцевое сопло 2 низконапорного потока и пояс отверстий 12 на наружной обечайке 6. Кольцевое сопло 2 низконапорного потока обеспечивает уменьшение гидравлических потерь, вследствие разрушения зоны обратных токов, образованных коническим участком 13 сопла 1 высоконапорного потока 1. В камере смешения 4 высоконапорный и низконапорный потоки смешиваются. Смесь высоконапорного и низконапорного потоков разделяется кольцевой перегородкой 9, дальнейшее ее перемешивание происходит в раздельных коаксиальных участках 8 и 10 камеры смешения 4. За счет разделения струи на два потока, размер h в каждом из потоков уменьшается, тем самым при сохранении числа калибров камеры смешения

уменьшается абсолютная длина L камеры смешения 4. Далее смесь поступает в короткий диффузор 5 и, сужаясь на конечном участке струи, выходит из эжектора, тем самым уменьшается длина камеры смешения 4 эжектора. В диффузоре 5 в выходной части образуется компактная струя, с помощью безотрывной выходной части центрального тела 7.The ejector works as follows. The high-pressure flow is supplied to the annular nozzle 1 of the high-pressure flow, through the continuous diffuser 17 of the inlet section 15 and through the tubular manifold 14 and flows out of it in the form of separate jets through the jet nozzles 18 located in the conical section 13 of the high-pressure flow nozzle 1. Individual streams create a low pressure zone near nozzle 1. The low-pressure flow rushes into the mixing chamber 4 from the inside and outside. From the inside, a low-pressure flow passes between the tubes of the collector 14 into the central body 7, and enters the mixing chamber 4 through an annular nozzle 3 and a belt of holes 11. Such a supply of a low-pressure flow through an annular nozzle 3 of a low-pressure flow reduces hydraulic losses due to the destruction of the reverse current zone formed conical section 13 of the nozzle 1 high-pressure flow. Outside, the low-pressure flow is ejected into the mixing chamber 4 through the annular nozzle 2 of the low-pressure flow and the belt of holes 12 on the outer shell 6. The annular nozzle 2 of the low-pressure flow reduces hydraulic losses due to the destruction of the reverse current zone formed by the conical section 13 of the nozzle 1 of the high-pressure flow 1. In mixing chamber 4 high-pressure and low-pressure flows are mixed. The mixture of high-pressure and low-pressure flows is separated by an annular partition 9, its further mixing takes place in separate

coaxial sections

8 and 10 of the mixing chamber 4. Due to the separation of the jet into two streams, the size h in each of the flows decreases, thereby preserving the number of calibers of the mixing chamber

the absolute length L of the mixing chamber 4 decreases. Next, the mixture enters the short diffuser 5 and, tapering in the final section of the jet, leaves the ejector, thereby reducing the length of the mixing chamber 4 of the ejector. A compact stream is formed in the diffuser 5 in the output part, using the continuous output part of the central body 7.

Таким образом, предлагаемая полезная модель обеспечивает уменьшение гидравлического сопротивления и, следовательно, снижение гидравлических потерь и одновременно уменьшение габаритов и упрощение конструкции.Thus, the proposed utility model provides a reduction in hydraulic resistance and, consequently, a decrease in hydraulic losses and at the same time a decrease in dimensions and simplification of the design.

Claims

1. An ejector containing an inlet portion of a high-pressure flow, with an annular nozzle and two concentric annular nozzles of a low-pressure flow, located inside and outside of the annular nozzle of a high-pressure flow, an annular mixing chamber and a diffuser formed by the outer shell and the central body, characterized in that between the inlet a high-pressure flow section and an annular nozzle are located around the circumference of the tubular high-pressure flow manifold, between the tubes of which there are gaps communicated with the inner floor with the central body, in which an annular belt of holes is made, in communication with an annular nozzle of a low-pressure flow located inside the high-pressure flow, an annular belt of holes is also made in the outer shell of the mixing chamber.

2. The ejector according to claim 1, characterized in that the annular zone of the holes in the central body and the annular zone of the holes in the outer shell of the mixing chamber are located in the plane of the cross-sectional section of the annular nozzle of the high-pressure flow.

3. The ejector according to claim 1, characterized in that the annular nozzle of the high-pressure flow has a conical section in which jet nozzles are located at the outlet around the circumference.

4. The ejector according to claim 3, characterized in that the jet nozzles are arranged in relative increments

where

.

5. The ejector according to claim 1, characterized in that a spherical plug is installed behind the central body, forming a diffuser with a cylindrical outer shell.

6. The ejector according to claim 1, characterized in that a shell is installed in the mixing chamber, dividing it into two concentric annular chambers.