RU2005221C1

RU2005221C1 - Газовый эжектор

Info

Publication number: RU2005221C1
Authority: RU
Inventors: Герман Николаевич Ерченко
Original assignee: Герман Николаевич Ерченко
Priority date: 1991-07-08
Filing date: 1991-07-08
Publication date: 1993-12-30

Abstract

Использование: при перекачивании различных сред Сущность изобретени : коаксиально активному соплу установлен зз его выходным сечением насадок, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла В насадке от его входного сечени выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези.в направлении диффузора камеры смешени К внутренней поверхности насадка вплотную примыкают ребра, расположенные симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейс площадью поперечного сечени в направлении оси. Остра кромка ребер обращена в сторону выходного сечени сопла 13 злф-лы, 6 ил

Description

Изобретение относитс к струйной технике и может быть использовано при перекачивании различных сред.

Известен эжектор, предназначенный дл удалени паровоздушной из конденсатора , паротурбинной установки и поддержани необходимого вакуума 1, 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 поверхностью, внутренн же часть струи с пассивной средой не контактирует.

Известен также водоструйный насос (эжектор) 2, содержащий сопло питани со звездообразным рабочим сечением, выходна часть сопла питани выполнена, например , в виде гофрированной тонкостенной трубки.

Недостатком такого насоса (эжектора) вл етс низкий КПД при использовании пара в качестве активной среды, так как вследствие внезапного расширени последней (окончательное расширение) за пределами сопла в камере смешени 3, что приводит к незначительному увеличению поверхности взаимодействи двух сред, выполнение выходной части сопла в виде гоф рированной тонкостенной трубки оказывает малое вли ние на увеличение КПД насоса.

Конструктивно наиболее близким к предложенному вл етс газовый эжектор 4, содержащий активное сопло, камеру смешени с диффузором и установленный за выходным сечением сопла коаксиально последнему насадок, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла и имеющий одинаковый входной радиус с последним, а в насадке от входного его сечени выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези в направлении диффузора.

Недостатком такого эжектора вл етс низкий КПД при использовании пара в качестве активной среды, так как вследствие внезапного расширени последней за пределами сопла в камере смешени происходит незначительное увеличение поверхности взаимодействи двух сред.

Цель изобретени - повышение КПД газового эжектора.

Указанна цель достигаетс тем, что в газовом эжекторе, содержащем активное сопло, камеру смешени с диффузором и установленный коаксиально соплу за выходным сечением последнего насадок, вплот5 ную примыкающий к выходному сечению сопла и имеющий одинаковый входной радиус с выходным сечением сопла, а в насадке от его входного сечени выполнены симметричные относительно оси эжектора

0 прорези в направлении диффузора, к внутренней поверхности насадка вплотную примыкают ребра, расположенные симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейс площадью поперечного сечени

5 в направлении оси последнего, остра кромка которых обращена в сторону выходного сечени сопла.

При этом к каждому участку боковой наружной поверхности насадка, расположен0 ному между прорез ми, может вплотную примыкать ребро с увеличивающейс радиальной высотой в направлении диффузора, а прорези могут быть выполнены винтовыми и в соответствии с этим ребра с наружной и

5 внутренней сторон насадка могут иметь винтообразную форму.

Сопоставительный анализ за вл емого решени и прототипа позвол ет сделать вывод о наличии новых отличительных

0 признаков, следовательно, за вл емое техническое решение соответствует критерию изобретени новизна.

В известных в науке и технике решени х не обнаружены совокупности отличи5 тельных признаков за вл емого решени , про вл ющих аналогичные свойства и позвол ющих достичь указанный в цели изобретени результат, следовательно, решение соответствует критерию изобрете0 ни существенные отличи .

На фиг. 1 представлен продольный разрез газового эжектора; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - продольный разрез газового эжектора; на фиг. 4 - сечение Б-Б

5 на фиг. 3; на фиг. 5 и 6 - то же (варианты).

В газовом эжекторе (фиг. 1, 2), содержа щем активное сопло 1, камеру смешени 2 с диффузором 3 и установленный коаксиально соплу за выходным сечением последнего ,насадок4, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла 1 и имеющий одинаковый входной радиус с выходным сечением сопла 1, а в насадке 4 от его входного сечени Н выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези 5 (фиг. 2) в направлении диффузора 3, к внутренней поверхности насадка А вплотную примыкают ребра 6, расположенные симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейс площадью поперечного сечени в направлении оси последнего, остра кромка 7 которых обращена в сторону выходного сечени сопла 1.

При этом к каждому участку 8 боковой наружной поверхности насадка 4, расположенному между прорез ми 5, вплотную может примыкать ребро 9 с увеличивающейс радиальной высотой h () в направлении диффузора 3 (фиг. 3,4). Ребра 6, примыкающие к внутренней поверхности насадка 4, могут соедин тьс друг с другом у оси эжектора (фиг. 2, 4). Между внутренними гран ми 10 ребер 6, примыкающих к внутренней поверхности насадка 4, может быть образован зазор 11 (фиг. 5). Каждое ребро 6, примыкающее к внутренней поверхности насадка 4, может граничить через стенку насадка с каждым ребром 9, расположенным между смежными прорез ми 5 с наружной ее стороны (фиг. 5). К каждому участку внутренней поверхности насадка 4, расположенному между ребрами 9, примыкающи- ми к боковой наружной поверхности насадка 4; может примыкать внутреннее ребро 6 (фиг. 6). Прорези 5 могут быть выполнены винтовыми, при этом ребра с наружной и внутренней сторон насадка 4 имеют соответственно прорез м винтообразную форму. Внутренние ребра 6 могут иметь противоположное наружным ребрам 9 направление закрутки. Рассто ние между боковыми сторонами каждой прорези 5 может увеличиватьс в каждом сечении в направлении к диффузору 3. Внутренн поверхность насадка 4 может быть выполнена в форме усеченного конуса 12 с вершиной , обращенной в сторону выходного сечени сопла 1.(фиг. 1). Внутренн поверхность насадка 4 может быть выполнена цилиндрической радиусом г выходного сечени сопла 1. Внутренн поверхность насадка 4 может быть выполнена в форме усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону диффузора 3. Каждое ребро может примыкать к внутренней поверхности насадка на всей ее длине, в направлении оси эжектора. Каждое ребро может примыкать к внутренней поверхности насадка на части ее длины в направлении оси эжектора, расположенной на стороне выхода из насадка.

Газовый эжектор работает следующим образом. В активное сопло 1 из приемной камеры поступает активна среда (пар или вода), где и происходит преобразование по 5 тенциальной энергии давлени последней в кинетическую энергию струи. За выходным сечением Н сопла 1 давление активной среды вследствие окончательного расширени снижаетс до давлени на всасывании эжек0 тора. Вследствие наличи за выходным сечением сопла 1 коаксиэльно ему установленного насадка 4 с прорез ми 5, к внутренней поверхности которого вплотную примыкают ребра 6, расположенные

5 симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейс площадью поперечного сечени в направлении оси последнего, остра кромка 7 которых обращена в сторону выходного сечени сопла (фиг. 1, 2), оконча0 тельное расширение активной среды происходит от оси эжектора вглубь прорезей 5, при этом при использовании в качестве активной среды воды при проходе последней между прорез ми образуетс веерный по5 ток, между смежными стру ми которого создаетс разрежение, куда и устремл етс пассивна среда, и одновременно при проходе активной среды внутри насадка между ребрами также образуетс аналогичный ве0 ерный поток, между стру ми которого за ребрами 6 образуетс пустота, куда также устремл етс пассивна среда, в результате чего поверхность взаимодействи двух сред многократно возрастает, увеличиваетс

5 КПД эжектора. Процесс передачи энергии между средами происходит на коротком участке клмеры смешени , поэтому потери энергии резко уменьшаютс .

При использовании в качестве активной

0 среды пара более эффективным вл етс насадок 4 с наружными ребрами 9 (фиг. 2-6), так как в этом случае в зазоре между указанными ребрами происходит полное расшире- ние пара и не происходит смыкани

5 отдельных струй пара в одну сплошную струю. Поэтому изменение высоты наружных ребер 9 в осевом направлении должно обеспечивать вышеуказанное, а длина насадка 4 должна обеспечивать полное расши0 рение активной среды, что также устран ет смыкание выход щихструр среды за задними гран ми (по потоку) в один сплошной поток.

Выбор насадка 4 с ребрами 6. соедин 5 ющимис друг с другом у оси эжектора или с зазором между внутренними гран ми 10, определ етс из услови достижени максимального КПД эжектора. Последнее также определ ет выбор расположени

внутренних ребер 6 по отношению к наруж-.

ним ребр.ам 9 насадка. При этом в последнем случае прорези выполн ютс не на всей длине насадка 4, а на ее части, причем остра кромка 13 (фиг, 6) оставшейс части стенки насадка 4 между наружными ребрами 9 должна быть обращена в сторону выходного сечени сопла 1.

Выполнение прорезей 5 пр мыми или винтовыми, а соответственно им внутренних 6 и наружных 9 ребер зависит от достигаемого КПД эжектора. В отдельных случа х выполнение внутренних ребер 6 с противоположной наружным ребрам 9 направлением закрутки оказываетс эффективным и зависит от характеристик эжектора.

При использовании в качестве активной среды загр зненной воды выполнение насадка с увеличивающимс рассто нием между боковыми сторонами каждой прорези в направлении к диффузору в каждом сечении обеспечивает надежную работу эжектора, так как мелкие загр знени проскакивают между прорез ми, не заклинива сь в них.

Выполнение внутренней поверхности насадка 4 в виде усеченного конуса 12 с вершиной, обращенной в сторону выходного сечени сопла 1, или цилиндрической радиусом выходного сечени сопла 1, или в форме усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону диффузора, зависит от рода активной среды, характеристик эжектора , конструкции насадка.

Claims

Формула изобретени

1. ГАЗОВЫЙ ЭЖЕК§ЮР, содержащий: активное сопло, камеру смешени с диффузором и установленный коаксиально соплу за выходным сечением последнего

насадок, вплотную примыкающий к выходному сечению сопла и имеющий одинаковый входной радиус с выходным сечением сопла, а в насадке от его входного сечени выполнены симметричные относительно оси эжектора прорези в направлении диффузора , отличающийс тем, что к внутренней поверхности насадка вплотную примыкают ребра с острой кромкой/расположенные симметрично относительно оси эжектора и с уменьшающейс площадью поперечного сечени в направлении оси последнего, остра кромка которых обращена в сторону выходного се- чени сопла.

2. Эжектор по п.1, отличающийс тем, что к каждому участку боковой наружной поверхности насадка, расположенному между прорез ми, вплотную примыкает
Каждое внутреннее ребро 6 может примыкать к внутренней поверхности насадки 4 на всей его длине или на части последней, а в случае, когда наружные 9 и внутренние

б ребра располагаютс в шахматном пор дке (фиг, 6), они могут примыкать к внутренней поверхности насадка 4 только на части его длины на стороне выхода из него. Это определ етс из условий достижени максимального КПД эжектора.

Количество прорезей в насадке, размеры их, а также размеры ребер определ ютс из условий достижени максимального КПД и завис т от характеристик эжектора и перекачиваемых сред.

Использование изобретени в конденсационных установках паровых турбин, а также в других отрасл х техники позвол ет уменьшить энергозатраты на работу эжектора за счет значительного повышени его КПД, а также уменьшить массу и габариты по сравнению с прототипом. (56)1. Паровые и газовые турбины. /Под ред. А. Г. Костюка и В В Фролова. М.: Энергоатомиздат , 1985, с. 192-193.

2. Авторское свидетельство СССР № 393478,кл. F 04 F 5/04, опублик. 1973.

3. Шкловер Г. Г. и Мильман 0.0. Исследование и расчет конденсационных уст- ройств паровых турбин. М.: Энерго- атомиздат, 1985, с. 167.
2. Авторское свидетельство СССР N 233832, кл. F 04 F 5/14, 1966.

5

0

5

0

j.

ребро с увеличивающейс радиальной высотой в направлении диффузора.

3. Эжектор по пп.1 и 2, отличающийс тем, что ребра, примыкающие к внутренней поверхности насадка, соедин ютс друг с другом у оси эжектора.

4. Эжектор по пп.1 и 2, отличающийс тем, что между внутренними гран ми ребер , примыкающих к внутренней поверхности насадка, образован зазор.
5. Эжектор по пп.1 - 4, отличающийс тем, что каждое ребро, примыкающее к внутренней поверхности насадка, граничит через, стенку насадка с каждым ребром, расположенным между смежными прорез ми с наружной ее стороны.
6. Эжектор по пп.1 - 4, отличающийс тем, что к каждому участку внутренней поверхности насадка, расположенному между ребрами, примыкающими к боковой наружной поверхности насадка, примыкает внутреннее ребро.
7. Эжектор по пп.1 - 6. отличающийс тем, что прорези выполнены винтовыми.
при этом ребра с наружной и внутренней сторон насадка имеют соответственно прорез м винтообразную форму.

8. Эжектор по пп.1 - б, отличающийс тем. что внутренние рёбра имеют противо- 5 положное наружным ребрам направление закрутки,
9. Эжектор по пп.1 - 8. отличающийс тем, что рассто ние между боковыми сто- ронами каждой прорези увеличиваетс в 1и каждом сечении в направлении к диффузоРУ10 . Эжектор по пп.1 - 9, отличающийс тем, что внутренн поверхность насадка 15 выполнена в форме усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону выход- i ного сечени сопла.
11. Эжектор по пп.1 - 9, отличающийс тем, что внутренн поверхность насадка 20

выполнена цилиндрической, радиусом выходного сечени сопла.

12. Эжектор по пп.1 - 9, отличающийс тем, что внутренн поверхность насадка выполнена в форме усеченного конуса с вершиной, обращенной в сторону диффузора .

13. Эжектор по пп.1 - 12, отличающийс , тем, что каждое ребро примыкает к. внутренней поверхности насадка на всей ее длине в направлении оси эжектора.

l Эжектор по пп.1 - 12, отличающийс тем. что каждое ребро примыкает к внутренней поверхности насадка на части ее длины в направлении оси эжектора, расположенной на стороне выхода из на- .садка.

| ft 5

//

Фиг.1

ФмЗ

5-5

ff-6