RU1790699C - Эжектор - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : разделители потока установлены за выходным срезом сопла . Активное сопло выполнено кольцевым. Разделители потока выполнены в виде стержней , размещенных напротив выходного отверсти  сопла равномерно и симметрично оси эжектора. В поперечном сечении стержни выполнены с острым углом, обращенным в сторону выходного среза сопла. Внутренний конец каждого разделител  размещен внутри окружности, описанной меньшим радиусом активного сопла. Наружный конец каждого разделител  размещен за пределами окружности, описанной большим радиусом активного сопла. Наружные концы разделителей соединены между собой за пределами последней окружности, внутренние концы - внутри окружности, описанной меньшим радиусом сопла. Разделители установлены с возможностью вра- щательного колебательного движени  относительно оси эжектора. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

Изобретение относитс  к струйной тех- нике и может быть использовано при перекачивании различных сред.

Известен эжектор, предназначенный дл  удалени  паровоздушной смеси из конденсатора паротурбинной установки и поддержани  необходимого вакуума, содержащий приемную камеру, суживающеес  сопло, камеру смешени , суживающуюс  часть канала и диффузор. Сопло служит дл  преобразовани  потенциальной энергии давлени  активной среды, поступающей в сопло из приемной камеры, в кинетическую энергию струи, котора , вытека  из сопла с большой скоростью, увлекает за собой паровоздушную смесь из камеры, соединенной с паровым пространством конденсатора , в суживающуюс  часть канала переменного сечени  и далее поступает в диффузор, в котором происходит торможение потока и преобразование кинетической энергии в потенциальную, вследствие чего давление на выходе из диффузора превышает атмосферное и происходит посто нное удаление паровоздушной смеси из конденсатора .

Недостатком такого эжектора  вл етс  низкий КПД из-за того, что активна  стру  захватывает пассивную среду только своей поверхность, внутренн   же часть струи с пассивной средой не контактирует.

Известен также струйный насос (эжектор ), содержащий распределительную камеру , установленное в ней многоствольное активное сопло со стволами, выполненными в виде концентрично размещенных двустенных патрубков с щелевыми выходными отверсти ми , расположенных друг относительно друга с образованием кольцевых каналов дл  подвода пассивной среды,

| Ю

О

о

ю ю

со

и камеру смешени  с горловиной, причем активное сопло имеет диаметр, превышающий диаметр горловины камеры смешени , одна из стенок каждого патрубка выполнена цилиндрической, друга  - конической и расположена под острым углом к оси камеры смешени , а каналы дл  подвода пассивной среды сообщены между собой при помощи радиальных патрубков.

Недостатками такого струйного (аппарата ) Hato c a  вл ютс  низкий КПД из-за большого гидравлического сопротивлени  в многоствольном активном сопле и больших гидравлических потерь в кольцевых каналах дл  подвода пассивной среды, сложность конструкции и невысока  надежность его работы при перекачке загр зненных сред.

Конструктивно наиболее близким к предложенному  вл етс  эжектор, содержащий активное сопло, камеру смешени  и разделители потока активной среды в виде колец, установленных концентрично в камеру смешени  на радиальных опорах за выходным сечением активного сопла.

Недостатками такого эжектора  вл ютс  его низкий КПД из-за повышенного гидравлического сопротивлени  разделителей потока при проходе через них активной среды , а также из-за затрудненного доступа пассивной среды к внутренним разделител м потока, расположенным ближе к оси эжектора.

Цель изобретени  - повышение КПД.

Указанна  цель достигаетс  тем, что в известном эжекторе, содержащем активное сопло и камеру смешени  с диффузором и разделител ми потока, установленными за выходным срезом сопла, активное сопло выполнено кольцевым, разделители потока выполнены в виде стержней, последние размещены напротив отверсти  сопла равномерно и симметрично оси эжектора и в поперечном сечении стержни выполнены с острым углом, обращенным в сторону выходного среза сопла, при этом внутренний конец каждого разделител  потока размещаетс  внутри окружности, описанной меньшим радиусом кольцевого активного сопла, а наружный конец каждого разделител  потока размещаетс  за пределами окружности , описанной большим радиусом кольцевого активного сопла, причем наружные концы каждого разделител  потока соединены между собой за пределами последней окружности, внутренние концы - внутри окружности, описанной меньшим радиусом сопла, а разделители потока установлены с возможностью вращательного колебательного движени  относительно оси эжектора.

Анализ известных технических решений - аналога и прототипа - в исследуемой области, т.е. струйных аппаратов, позвол ет сделать вывод об отсутствии в них признаков , сходных с существенными отличительными признаками, описывающими за вл емый эжектор, и признать за вл емое решение соответствующим критерию существенные отличи .

0 в частности, не известны эжекторы, в которых активное сопло было бы выполнено кольцевым, разделители потока были бы выполнены в виде стержней,последние размещались бы напротив выходного отверсти 

5 сопла равномерно и симметрично оси эжектора и в поперечном сечении стержни были бы выполнены с острым углом, обращенным в сторону выходного среза сопла, при этом внутренний конец каждого разделите0 л  потока размещалс  бы внутри окружности , описанной меньшим радиусом кольцевого активного сопла, а наружный конец каждого разделител  потока размещалс  бы за пределами окружности, описанной

5 большим радиусом кольцевого активного сопла, причем наружные концы каждого разделител  потока были бы соединены

между собой за пределами последней ок ружности, внутренние концы - внутри ок0 ружности, описанной меньшим радиусом сопла, а разделители потока были бы установлены с возможностью вращательного колебательного движени  относительно оси эжектора.

5 На фиг. 1 представлен продольный разрез эжектора; на фиг. 2 - сечение по А-А фиг. 2; на фиг. 3 - фрагмент сечени  разделител  потока; на фиг. 4 - сечение по А-А фиг. 1; на фиг. 5 - продольный разрез эжектора; на

0 фиг. 6 - сечение по Б-Б фиг. 5; на фиг. 7 - фрагмент сечени  пустотелого разделител  потока.

В эжекторе (фиг.1,2), содержащем активное сопло 1 и камеру смешени  2 с диф5 фузором 3 и разделител ми потока 4, установленными за выходным срезом сопла 1, активное сопло 1 выполнено кольцевым, разделители потока 4 выполнены в виде стержней 5, последние размещены напро0 тив выходного отверсти  сопла 1 равномерно и симметрично оси эжектора и в поперечном сечении стержни 5 выполнены

с острым углом ft (фиг.З), обращенным в сторону выходного среза сопла 1, при этом 5 внутренний конец 6 каждого разделител  потока 4 размещаетс  внутри окружности 7, описанной меньшим радиусом кольцевого активного сопла 1, а наружный конец 8 каждого разделител  потока 4 размещаетс  за пределами окружности 9, описанной большим радиусом кольцевого активного сопла 1, причем наружные концы 8 каждого разделител  потока 4 соединены между собой за пределами последней окружности 9, внутренние концы 6 - внутри окружности 7, описанной меньшим радиусом сопла 1, а разделители потока 4 установлены с возможностью вращательного колебательного ( ) движени  относительно оси эжектора.

При этом разделители потока 4 могут быть выполнены в виде стержней 10 дуговой формы (фиг.4), а также в виде пр мых стержней 11 (фиг. 2); кольцевое сопло 1 может быть разделено радиальными перегородками 12, острые кромки 13 которых обращены навстречу активной среде, а разделители потока 4 размещены напротив отверстий 14 сопла 1 (фиг. 5,6); разделители потока 4 могут быть выполнены в виде пустотелых стержней 5, одна из боковых сторон которых обращена в сторону диффузора 3 и выполнена открытой (фиг.7).

Эжектор работает следующим образом (фиг. 1,2).

В кольцевое активное сопло 1 из приемной камеры поступает активна  среда (пар или вода), где и происходит преобразование потенциальной энергии давлени  последней в кинетическую энергию струи, котора  после выхода из сопла 1 проходит через разделители потока 4, благодар  чему за указанными разделител ми потока 4 образуетс  вместо одной сплошной струи р д струй. Многорасположение разделителей потока 4, а именно вплотную к выходному срезу сопла 1 или с зазором между ними и выходным срезом сопла 1 (фиг. 1), определ етс  из услови  достижени  максимального КПД эжектора. Подвод пассивной среды в рассматриваемом случае осуществл етс  и с периферии и с центрального отверсти , расположенного в сопле 1. Острые кромки каждого разделител  потока 4, обращенные с сторону выходного среза сопла 1, разрезают выход щую из сопла 1 сплошную струю (фиг.З). В результате между разделенной струей с помощью разделителей потока 4 образуютс  зазоры. При этом вследствие того, что разделители потока 4, разрезающие струю на р д струй, уменьшают проходное сечение дл  активной среды, происходит перемещение активной среды за пределы внешней границы струи при отсутствии указанных разделителей потока 4, что нар ду с увеличением поверхности активной среды вследствие разделени  потока на р д струй дополнительно обеспечивает увеличение поверхности взаимодействи  двух сред, а соответственно, дополнительно повышает КПД эжектора.

Величина выхода концов 6 и 8 разделителей потока 4 (фиг. 1,2) за кольцо выхода активной среды из выходного среза сопла 1 должна быть такой, чтобы не происходило

на любом режиме работы эжектора закрыти  обоих концов (торцев) каждого из разделителей потока 4 активной средой.

Выполнение разделителей потока 4 в виде стержней 10 дуговой формы (фиг.4) позвол ет несколько увеличить поверхность взаимодействи  двух сред по сравнению с разделител ми потока 4, выполненными в виде пр мых стержней 11 (фиг.2), что приводит к повышению КПД эжектора.

При разделении кольцевого сопла 1 радиальными перегородками 12 (фиг.5,6) подвод активной среды к оси эжектора осуществл етс  как за разделител ми потока 4, так и в образующиес  пустоты на выходе активной среды из сопла 1 благодар  наличию вышеуказанных радиальных перегородок 12 в кольцевом активном сопле 1.

Размещение разделителей потока 4 с зазором между ними и выходным срезом

сопла 1 обеспечивает надежную работу эжектора при перекачке загр зненных жидкостей . Выполнение разделителей потока 4 в виде пустотелых стержней (фиг.7), одна из боковых сторон которых, обращенна  в сторону диффузора, выполнена открытой, обеспечивает надежный подвод пассивной среды при любых услови х эксплуатации эжектора в зону активной среды.

Наиболее ощутимое вли ние на увеличение КПД вносит возможность разделител ми потока 4 совершать вращательные колебательные (на угол ) движени  относительно оси эжектора (фиг. 1,2). Величина угла р зависит от рассто ни  между

смежными разделител ми потока и определ етс  из условий достижени  максимального КПД. Вышеуказанное вращательное колебательное движение разделителей потока 4 относительно оси эжектора обеспечивает наиболее благопри тные услови  дл  смешени  двух сред, т.к. при этом обеспечиваетс  воздействием среды на пассивную среду подобно поршню, сжимающему рабочее тело при своем движении. Частота колебаний зависит от режима работы эжектора и определ етс  из условий обеспечени  наивысшего КПД.

Использование за вл емого изобретени  в конденсационных установках паровых турбин, а также в других отрасл х техники позвол ет повысить КПД, уменьшить массу и габариты эжектора за счет обеспечени  оптимальных условий дл  взаимодействи  двух сред.

Фо рмула изобретени  1. Эжектор, содержащий активное сопло и камеру смешени  с диффузором и разделител ми потока, установленными за выходным срезом сопла, отличающийс  тем, что активное сопло выполнено кольцевым, разделители потока выполнены в виде стержней, последние размещены напротив выходного отверсти  сопла равномерно и симметрично оси эжектора , и в поперечном сечении стержни выполнены с острым углом, обращенным в сторону выходного среза сопла, при этом внутренний конец каждого разделител  потока размещаетс  внутри окружности, описанной меньшим радиусом кольцевого активного сопла, а наружный конец каждого разделител  потока размещаетс  за пределами окружности, описанной большим радиусом кольцевого активного сопла, причем наружные концы каждого разделител  потока соединены между собой за пределами последней окружности, внутренние концы внутри окружности, описанной меньшим радиусом сопла, а разделители потока установлены с возможностью вращательного колебательного движени  относительно оси эжектора.

2. Эжектор по п. 1,отличающийс  тем, что разделители потока выполнены в виде стержней дуговой формы.

3. Эжектор поп. 1,отличающийс  тем, что разделители потока выполнены в виде пр мых стержней.

4. Эжектор по п. 1,отличающийс  тем, что кольцевое сопло разделено радиальными перегородками, острые кромки которых обращены навстречу активной среде, а разделители потока размещены напротив отверстий сопла.

5. Эжектор поп. 1,отличающийс  тем, что разделители потока выполнены в виде пустотелых стержней, одна из боковых сторон которых обращена в сторону диффузора и выполнена открытой.

Фе/Ј 4